Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0689645B2 - Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0689645B2 - Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle - Google Patents

Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle

Info

Publication number
JPH0689645B2
JPH0689645B2 JP63204820A JP20482088A JPH0689645B2 JP H0689645 B2 JPH0689645 B2 JP H0689645B2 JP 63204820 A JP63204820 A JP 63204820A JP 20482088 A JP20482088 A JP 20482088A JP H0689645 B2 JPH0689645 B2 JP H0689645B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
blade
power generation
wells
mounting angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63204820A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0255801A (en
Inventor
賢二 金子
俊明 瀬戸口
Original Assignee
佐賀大学長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 佐賀大学長 filed Critical 佐賀大学長
Priority to JP63204820A priority Critical patent/JPH0689645B2/en
Publication of JPH0255801A publication Critical patent/JPH0255801A/en
Publication of JPH0689645B2 publication Critical patent/JPH0689645B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、波浪の有するエネルギーを機械的な回転運動
に変換する装置、より具体的には波力発電装置に用いる
対称翼型複葉式ウェルズタービンに関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for converting energy of waves into a mechanical rotary motion, more specifically, a symmetrical blade type biplane wells used in a wave power generation device. It is about turbines.

(従来の技術) 四方を海で囲まれ、また石炭・石油などの化石燃料資源
の少ない我国において、海洋エネルギーの有効利用は、
エネルギー供給源の多様化に向けて解決しなければなら
ない技術的課題の一つである。
(Prior art) In Japan, which is surrounded on all sides by sea and has few fossil fuel resources such as coal and oil, effective use of ocean energy is
This is one of the technical issues that must be resolved toward the diversification of energy supply sources.

温度差、波浪、潮汐、海流、濃度差、そして生物などの
各海洋エネルギーの中、波浪エネルギーを利用するもの
としては、波の上下運動を空気圧力に変換し、この変換
により生ずる空気流でタービンを回転させる装置があ
り、その一つに対称翼型ブレードを有するタービン(以
下ウェルズタービンと言う)を用いた波力発電装置があ
る。
Among the various ocean energies such as temperature difference, wave, tide, ocean current, concentration difference, and living things, in order to use wave energy, the vertical motion of the wave is converted into air pressure, and the air flow generated by this conversion is used as a turbine. There is a device for rotating the turbine, and one of them is a wave power generation device using a turbine having symmetrical blades (hereinafter referred to as "wells turbine").

特にタービンロータを同軸に二枚配した形式のものは複
葉式ウェルズタービンと呼ばれている。
In particular, a type in which two turbine rotors are coaxially arranged is called a biplane wells turbine.

従来の複葉式ウェルズタービンとしては第8図に示すよ
うなものがある。この複葉式ウェルズタービン1は出力
軸2にロータハブ3を固着し、このロータハブ3の周囲
に複数のタービンブレード4をロータハブ3の軸線方向
に交差する方向で同軸に二列に配設している。
As a conventional biplane type Wells turbine, there is one as shown in FIG. A rotor hub 3 is fixed to an output shaft 2 of the multi-leaf type Wells turbine 1, and a plurality of turbine blades 4 are coaxially arranged in two rows around the rotor hub 3 in a direction intersecting the axial direction of the rotor hub 3.

この複葉式ウェルズタービン1は第9図に示すような波
力発電装置に用いられている。第9図において、波力発
電装置5は、波の上下運動を空気圧力に変換する空気室
6と、この変換により生ずる空気流を外方又は空気室内
方に導くガイド7とを有し、ガイド7内に空気通路8を
形成するようにして発電機を内蔵した発電ユニット9を
配設し、この発電ユニット9に図示してない出力軸を介
してタービン1を連結している。
This biplane type Wells turbine 1 is used in a wave power generation device as shown in FIG. In FIG. 9, the wave power generation device 5 has an air chamber 6 that converts vertical movement of waves into air pressure, and a guide 7 that guides an air flow generated by this conversion to the outside or the inside of the air chamber. A power generation unit 9 having a built-in power generator is arranged so as to form an air passage 8 inside 7, and the turbine 1 is connected to the power generation unit 9 via an output shaft (not shown).

次にこの発電装置及びタービンの作動を説明する。Next, the operation of this power generator and turbine will be described.

例えば、空気室6内の海面が図中矢印Aで示すように上
昇すると、空気室6内の空気は圧縮されガイド7内の通
路8を通って空気室外方に流出する。この時、通路8を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド4には、第10図に示したように、揚力Lと抗力Dとが
発生する。これら揚力と抗力とは、タービンブレード4
の弦長方向の力と、この力に直角な方向の力とに分かれ
て作用し、ブレードの弦長方向の力の合力が、タービン
を回転させるべく作用する。なお、ここでαは迎え角で
あり、空気流とブレードとがなす角度をあらわしてい
る。
For example, when the sea level in the air chamber 6 rises as shown by arrow A in the figure, the air in the air chamber 6 is compressed and flows out of the air chamber through the passage 8 in the guide 7. At this time, due to the airflow flowing through the passage 8, lift L and drag D are generated on the turbine blade 4 having a symmetrical blade shape, as shown in FIG. The lift and the drag are the turbine blade 4
The force acting in the chord length direction and the force acting in the direction perpendicular to the chord force act separately, and the resultant force of the blade force in the chord length direction acts to rotate the turbine. Here, α is the angle of attack, and represents the angle formed by the air flow and the blade.

一方、空気室6内の海面が図中矢印Bで示すように下降
すると、空気室6内の圧力がその外方の圧力に比べて低
下するので、外方の空気が通路8を通って空気室内に流
入することになる。その流れの方向は、海面が上昇する
場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が対称
であるため、ブレードの弦方向に作用する力の方向は、
空気流の方向に拘わらず一定であり、弦長方向に直角な
力だけがその方向を変化させることとなる。それゆえ、
作動流体の往復動流れに対しその回転方向が常に一定で
あるので、とくに波力発電に適したタービンと言え、特
に複葉式ウェルズタービンは通常のウェルズタービンと
比較して起動特性及び失速マージンの改善や軸受けの耐
久性向上及び騒音低減につながるタービンの低速化が図
れる点で優れ、注目を浴びている。
On the other hand, when the sea surface in the air chamber 6 descends as shown by the arrow B in the figure, the pressure in the air chamber 6 becomes lower than the pressure in the outside thereof, so that the outside air passes through the passage 8 It will flow into the room. The direction of the flow is opposite to that when the sea level rises, but since the blade airfoil is symmetrical, the direction of the force acting in the chord direction of the blade is
It is constant regardless of the direction of the air flow, and only a force perpendicular to the chord length direction changes that direction. therefore,
Since the rotation direction of the working fluid is always constant with respect to the reciprocating flow, it can be said that it is a turbine particularly suitable for wave power generation.In particular, the biplane Wells turbine has improved start-up characteristics and stall margin compared to a normal Wells turbine. It has attracted attention because it is excellent in that it can improve the durability of bearings and bearings, and can reduce the speed of turbines that reduce noise.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の複葉式ウェルズタービンは通常の
ウェルズタービンより効率が低く、この欠点を克服でき
るタービンの開発が望まれている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the efficiency of the conventional biplane wells turbine is lower than that of an ordinary wells turbine, and development of a turbine capable of overcoming this drawback is desired.

本発明は、従来の複葉式ウェルズタービンの長所を備
え、かつ高効率を有する対称翼型をした複葉式タービン
を開発して、波力発電装置の発電効率を著しく向上する
ことを目的としている。
It is an object of the present invention to develop a symmetric blade type biplane turbine having the advantages of the conventional biplane type Wells turbine and having high efficiency, and to significantly improve the power generation efficiency of the wave power generation device.

(課題を解決するための手段) この目的を達成するため、本発明の複葉式タービンを利
用した波力発電装置は、出力軸に固着したロータハブの
周囲に等間隔で当該ロータハブの軸線に交差させるよう
にして一端を固着した複数の対称翼型タービンブレード
を同軸に二列に配設してなる対称翼型ウェルズタービン
を用いた波力発電装置において、前記二列の対称翼型タ
ービンブレードを互いに後縁が向かい合うように取付け
角αを2〜4゜として対称に配設した対称翼型複葉式ウ
ェルズタービンと発電機とを内蔵した発電ユニット、波
の上下運動を空気圧力に変換する空気室、及びこの変換
により生ずる空気流を波の上下運動に応じて波力発電装
置外方または前記空気室内方に導くガイドを設け、前記
発電ユニットを前記ガイド内に形成した空気通路に配設
したことを特徴とする取付け角を有する対称翼型複葉式
ウェルズタービンを用いた波力発電装置にある。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, a wave power generation device using a birefringent turbine of the present invention crosses the axis of a rotor hub fixed to an output shaft at equal intervals around the rotor hub. Thus, in a wave power generation device using a symmetrical blade type Wells turbine in which a plurality of symmetrical blade type turbine blades fixed at one end are coaxially arranged in two rows, the two rows of symmetrical blade type turbine blades are A power generation unit that incorporates a symmetrical blade-type biplane Wells turbine and a generator that are symmetrically arranged with mounting angles α of 2 to 4 ° so that the trailing edges face each other, an air chamber that converts vertical movement of waves into air pressure, And a guide for guiding the airflow generated by this conversion to the outside of the wave power generation device or the inside of the air chamber according to the vertical movement of the wave, and In wave power generation apparatus using the symmetric airfoil biplane formula Wells turbine having a mounting angle, characterized in that disposed in the passage.

(作用) タービンブレードには、それに作用する作動流体の流れ
により、揚力と抗力とが発生し、タービンブレードの弦
長方向に作用するそれらの力の成分はタービンを出力軸
の軸線まわりに回転させるべく作用する。この際、本発
明の対称翼型をした複葉式タービンを用い、この二列の
タービンブレードを互に後縁が向い合うように取付角を
設けたことにより、取付角を設けないものに比し、起動
特性及び平均効率を向上させることができる。
(Action) A lift and a drag force are generated in the turbine blade by the flow of the working fluid acting on the turbine blade, and the components of the forces acting in the chord length direction of the turbine blade rotate the turbine around the axis of the output shaft. It works. At this time, by using the birefringent turbine having the symmetrical blade type of the present invention, the two rows of turbine blades are provided with mounting angles so that their trailing edges face each other. It is possible to improve the starting characteristic and the average efficiency.

(実施例) 以下に図面を参照して本発明の取付角を有する対称翼型
複葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置の好適な
実施例について詳述する。
(Embodiment) A preferred embodiment of a wave power generation device using a symmetrical blade type birefringent Wells turbine having a mounting angle according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図(a),(b)は本発明の対称翼型複葉式ウェルズター
ビンの一実施例を示す図である。なお簡明のため、第4
〜6図に示した従来例に対応する部分には同一の符号を
付す。
1 (a) and 1 (b) are views showing an embodiment of a symmetrical blade type biplane wells turbine of the present invention. For the sake of simplicity, the fourth
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the conventional example shown in FIGS.

第1図に示したものは、4枚羽根のタービンに本発明を
適用したものである。
The one shown in FIG. 1 is one in which the present invention is applied to a four-blade turbine.

第1図(a)及び(b)において、複葉式タービン1は出力軸
2に2個のロータハブ3を互いに平行に離間するように
固着し、このロータハブ3の周囲に複数のタービンブレ
ード4をロータハブ3の軸線方向に交差する方向で同軸
に二列に整列するように配設する。
In FIGS. 1 (a) and 1 (b), a biplane turbine 1 has two rotor hubs 3 fixed to an output shaft 2 so as to be spaced apart from each other in parallel with each other, and a plurality of turbine blades 4 are arranged around the rotor hub 3. 3 are arranged so as to be coaxially aligned in two rows in a direction intersecting the axial direction of 3.

タービンブレード4には隣接するブレード同志が互いに
後縁が向い合うように取付角γを形成する。この取付角
γの及ぼす作用については後述の実験例において詳述す
る。
The turbine blade 4 is formed with a mounting angle γ so that adjacent blades have their trailing edges facing each other. The effect of the mounting angle γ will be described in detail in the experimental example described later.

なお、この実施例では互いに平行な2個のロータハブ3
を出力軸2により一体に固着した構成となっているが、
ロータハブ3は第1図(c)に示すように一体に形成した
1個のものであってもよい。
In this embodiment, two rotor hubs 3 parallel to each other are used.
The output shaft 2 is integrally fixed to the
The rotor hub 3 may be one integrally formed as shown in FIG. 1 (c).

第2図は本発明の複葉式タービンを適用した波力発電装
置の一例を示したものである。
FIG. 2 shows an example of a wave power generation device to which the biplane turbine of the present invention is applied.

第2図において、波力発電装置5は、波の上下運動を空
気圧力に変換する空気室6と、この変換により生ずる空
気流を外方又は空気室内方に導くガイド7とを有し、ガ
イド7内に空気通路8を形成するようにして発電機を内
蔵した発電ユニット9を配設し、この発電ユニット9に
図示してない出力軸を介してタービン1を連結してい
る。
In FIG. 2, the wave power generation device 5 has an air chamber 6 that converts vertical movement of waves into air pressure, and a guide 7 that guides an air flow generated by this conversion to the outside or the inside of the air chamber. A power generation unit 9 having a built-in power generator is arranged so as to form an air passage 8 inside 7, and the turbine 1 is connected to the power generation unit 9 via an output shaft (not shown).

次にこの発電装置及びタービンの作動を説明する。Next, the operation of this power generator and turbine will be described.

例えば、空気室6内の海面が図中矢印Aで示すように上
昇すると、空気室6内の空気は圧縮されガイド7内の通
路8を取って空気室外方に流出する。この時、通路8を
流れる空気流によって、対称翼型をしたタービンブレー
ド4には、第3図に示したように、揚力Lと抗力Dとが
発生する。これらの揚力と抗力とはタービン1の接線方
向の力すなわち回転方向の力と、この力に直角な方向の
力とに分かれて作用し、揚力Lと抗力Dとのタービンの
接線方向の力の合力がタービンを回転させるべく作用す
る。一方、空気室6内の海面が図中矢印Bで示すように
下降すると、空気室6内の圧力がその外方の圧力に比べ
て低下するので、外方の空気が通路8を通って空気室内
に流入することになる。その流れの方向は、海面が上昇
する場合のそれとは逆向きであるが、ブレードの翼型が
対称であり、取付角も対称であるため、ブレードの弦方
向に作用する力の方向は、空気流の方向に拘わらず一定
であり、このためタービンは常に一定方向に回転する。
For example, when the sea surface in the air chamber 6 rises as shown by an arrow A in the figure, the air in the air chamber 6 is compressed and flows through the passage 8 in the guide 7 to the outside of the air chamber. At this time, due to the airflow flowing through the passage 8, lift L and drag D are generated in the symmetrical blade type turbine blade 4, as shown in FIG. These lift force and drag force are divided into a tangential force of the turbine 1, that is, a rotation direction force and a force in a direction perpendicular to this force, and act on the tangential force of the turbine between the lift force L and the drag force D. The resultant force acts to rotate the turbine. On the other hand, when the sea surface in the air chamber 6 descends as shown by the arrow B in the figure, the pressure in the air chamber 6 becomes lower than the pressure in the outside thereof, so that the outside air passes through the passage 8 It will flow into the room. The direction of the flow is opposite to that when the sea level rises, but since the blade airfoil is symmetrical and the mounting angle is also symmetrical, the direction of the force acting in the chord direction of the blade is It is constant regardless of the direction of flow, so that the turbine always rotates in a constant direction.

ここでαは迎え角であり、空気流とブレードとがなす角
度を表わし、γは取付角を表わすが、本発明の複葉式タ
ービンでは取付け角を設けることにより、第7図に示し
た従来例のタービンに比し揚力Lと抗力Dとのタービン
1の接線方向の合力を増加させ、これに直角な方向の合
力を減少させるので、従来例より高出力を得ることがで
き、またタービンの軸受に作用するスラスト力を低減さ
せることができるので、タービンの軸受の耐久性も高め
ることができる。
Here, α represents the angle of attack, represents the angle formed by the air flow and the blade, and γ represents the mounting angle. In the birefringent turbine of the present invention, by providing the mounting angle, the conventional example shown in FIG. The combined force of the lift force L and the drag force D in the tangential direction of the turbine 1 is increased and the resultant force in the direction perpendicular to the increased force is reduced as compared with the turbine of FIG. Since the thrust force acting on the turbine can be reduced, the durability of the turbine bearing can also be improved.

さらに、一般に翼の性能において揚力は迎え角αの増加
に伴って増加し、最大値を越えると急激に減少する特性
を有し、抗力は迎え角αの小さい範囲ではそれほど変化
はないが、揚力の最大値近傍より急激に増加する特性を
有する。
Furthermore, in general, the wing performance has a characteristic that the lift increases with an increase in the attack angle α, and when it exceeds the maximum value, it suddenly decreases, and the drag force does not change so much in the range where the attack angle α is small. It has the characteristic of increasing sharply from the vicinity of the maximum value of.

従って迎え角が特に大きいタービンの始動初期におい
て、迎え角αを減少させる方向に取付け角を設けること
は揚力Lを増加させ抗力Dを減少させるのでタービンの
起動特性を向上させることができる。
Therefore, in the initial stage of starting the turbine having a particularly large angle of attack, providing the mounting angle in the direction of decreasing the angle of attack α increases the lift force L and decreases the drag force D, so that the starting characteristic of the turbine can be improved.

なお、上述したところは空気流入側のタービンブレード
における効果であり、空気流出側のタービンブレードに
はこれと逆の作用が生ずることになるが、タービンの出
力及び起動特性に与える影響は流入空気に乱れのない空
気流入側のタービンブレードの方が大きく、空気流出側
のタービンブレードは空気に乱れが生じ、また流入側の
タービンブレードによりある程度空気流の方向が変えら
れているので、タービンの出力等に与える影響は少な
い。
Note that the above is the effect on the turbine blade on the air inflow side, and the effect opposite to this occurs on the turbine blade on the air outflow side, but the effect on the output and starting characteristics of the turbine is to the inflow air. The turbine blade on the air inflow side without turbulence is larger, and the turbine blade on the air outflow side has turbulence in the air, and the turbine blade on the inflow side changes the direction of the air flow to some extent. Has little effect on.

次に本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンを実験例
に基づき更に詳述する。
Next, the symmetrical blade type birefringent Wells turbine of the present invention will be described in more detail based on experimental examples.

実験例では、供試タービンは、マイコン制御でピストン
を駆動することにより任意波形の往復流が得られる特殊
風洞に設置し、矩形に近い波形の流速一定の区間及び正
弦波状の流速でタービン回転数を一定に保ってタービン
特性を求めた。供試ロータについては、弦節比、ロータ
間隔、翼取付け角及びロータ翼配置がタービン特性に及
ぼす影響を調べるため、第1表に示す多種を用いた。
In the experimental example, the turbine under test was installed in a special wind tunnel where a reciprocating flow with an arbitrary waveform can be obtained by driving the piston with microcomputer control, and the turbine speed at a constant flow velocity section with a rectangular waveform and a sinusoidal flow velocity. Was kept constant and the turbine characteristics were obtained. Regarding the test rotor, various types shown in Table 1 were used in order to investigate the influence of the chordal ratio, the rotor interval, the blade mounting angle, and the rotor blade arrangement on the turbine characteristics.

実験に用いたタービンは第4図(a),(b)に示すように対
称翼(翼弦長l)から成る動翼列を互いに後縁が向き合
うように(取付け角γ)、距離G(翼の積重ね中心は前
縁から弦長の35%の位置にあり、二列の翼列の積重ね中
心の軸方向距離)隔てて二列に配したものである。第4
図(a)は翼配列が面対称の場合を示し、これを翼配列(A)
とする。第4図(b)は翼配列を千鳥状に配したものであ
り、これを翼配列(B)とする。
As shown in Figs. 4 (a) and 4 (b), the turbines used in the experiment were arranged so that the blade edges of symmetrical blades (chord length l) face each other (mounting angle γ) and the distance G ( The center of the blade stack is located at 35% of the chord length from the leading edge, and the two blades are arranged in two rows at an axial distance of the stack center. Fourth
Figure (a) shows the case where the blade arrangement is plane symmetric, and this is shown as the blade arrangement (A).
And Fig. 4 (b) shows a staggered arrangement of blades, which is referred to as blade arrangement (B).

第5図(a),(b)は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズ
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Gと全
圧係数Pとを翼平均高さにおける相対流入角 tan-1(v/U){v:平均軸流速度、U:翼平
均高さにおける周速)に対して示したものであり、第6
図は正弦波気流中で得られた平均効率をV/U(V
:Vの最大値)に対して示したものである。C,
P,はそれぞれ次式で定義される。
Figures 5 (a) and 5 (b) show the torque coefficient G and the total pressure coefficient P * obtained in the steady-state experiment for the symmetrical blade type birefringent Wells turbine of the blade arrangement (A) as the relative inflow angle at the blade average height. tan -1 (v a / U a ) {v a: mean axial velocity, U R: are those indicated for the peripheral speed) in the wing average height, 6
The figure shows the average efficiency obtained in sinusoidal air flow as V a / U R (V
a : the maximum value of V a ). CT ,
P * and P * are respectively defined by the following equations.

=T/{ρ(v +U )blZR/2} P=ΔP/(4ρω2R2ここにT:出力トルク、ρ:空気密度、b:翼高さ、Z:翼係
数、R:平均半径、Δp:よどみ室全圧と大気圧の差、ω:
ロータの角速度、f:波の周波数、C:出力、C:入
力である。
C T = T / {ρ ( v a 2 + U R 2) blZR / 2} P * = ΔP / (4ρω 2 R 2) Where T: output torque, ρ: air density, b: blade height, Z: blade coefficient, R: average radius, Δp: difference between stagnation chamber total pressure and atmospheric pressure, ω:
Rotor angular velocity, f: wave frequency, C o : output, C i : input.

第5図(a)において、相対流入角tan-1(v/U)≒20
゜の失速点後におけるトルク係数Cの値が大きいほど
起動特性は良くなるので、実験例のタービンでは起動特
性は取付け角γ=2゜〜4゜の場合に、取付け角γ=0
゜とした従来の複葉式ウェルズタービンに比し良好な結
果を示した。
In FIG. 5 (a), the relative inflow angle tan -1 (v a / U R ) ≒ 20
The larger the value of the torque coefficient C T after the stall point of ° is, the better the starting characteristic is. Therefore, in the turbine of the experimental example, the starting characteristic is that the mounting angle γ = 0 when the mounting angle γ = 2 ° to 4 °.
The result was better than that of the conventional bi-leaf type Wells turbine with a rotation angle of 0 °.

また全圧係数Pは失速相対流入角付近を除いて取付け
角γにさほど依存しないことがわかる。
Further, it can be seen that the total pressure coefficient P * does not depend so much on the mounting angle γ except near the stall relative inflow angle.

第6図は取付け角γが平均効率に及ぼす影響を示した
ものであり、V/Uは平均軸流速度の最大値/平均半
径における周速を示している。図より平均効率の最大
値は取付け角γ=4゜の場合に得られ、この値は従来の
複葉式ウェルズタービン(γ=0゜)より大きな値であ
り、両者の最大値の比はm4m0=1.13である。
FIG. 6 shows the effect of the mounting angle γ on the average efficiency, and V a / U R shows the maximum value of the average axial flow velocity / the peripheral velocity at the average radius. From the figure, the maximum value of average efficiency is obtained when the mounting angle γ = 4 °, which is larger than that of the conventional biplane wells turbine (γ = 0 °), and the ratio of the maximum values of both is m4 / m0 = 1.13.

しかし、最大効率点を示すV/Uの値は取付け角γと
ともに小さくなっており、タービンの低速化の観点から
は取付け角γが小さい方が好ましく、総括的には取付け
角γ=2゜〜4゜が適当であろう。
However, the value of V a / U R indicating the maximum efficiency point decreases with the installation angle γ, and it is preferable that the installation angle γ be small from the viewpoint of reducing the turbine speed, and the installation angle γ = 2 in general. -4 ° may be suitable.

第7図は翼配列(B)の場合における平均効率とV/U
との関係を翼配列(B)の場合について示したものであ
る。第7図より、翼配列(A)の場合と逆に効率が低下す
るV/Uの値は取付け角γとともに大きくなるが、こ
の場合もγ=2゜〜4゜が取付け角として好適であるこ
とがわかる。翼配列(A)の場合と比較すると平均効率
の最大値は翼配列(A)の方が大きく、効率が低下するV
/Uは翼配列(B)の方が大きい。このような翼配列(A)
と翼配列(B)の場合の諸特性の差異は、食い違いがある
翼配列(B)のロータでは等価的に弦節比が大きくなるこ
とや上流のロータウェークが下流のロータと干渉するこ
とによって生じると考えられる。
Fig. 7 shows the average efficiency and V a / U in the case of the blade arrangement (B).
The relationship with R is shown for the case of the blade arrangement (B). As shown in FIG. 7, the value of V a / U R at which the efficiency decreases contrary to the case of the blade arrangement (A) increases with the mounting angle γ, but in this case also γ = 2 ° to 4 ° is suitable as the mounting angle. It can be seen that it is. The maximum average efficiency of the blade arrangement (A) is larger than that of the blade arrangement (A), and the efficiency decreases V
The a / U R is larger in the wing arrangement (B). Such a wing arrangement (A)
The difference in the characteristics between the blade array and the blade array (B) is that the rotor of the blade array (B), which has a discrepancy, has an equivalently large chord-node ratio and the upstream rotor wake interferes with the downstream rotor. It is thought to occur.

以上の実験の結果より、本発明の対称翼型複葉式ウェル
ズタービンは翼配列(A),(B)とも取付け角をγ=2゜〜
4゜に設定すれば従来の複葉式タービン(γ=0゜)よ
り高出力が期待できることが明らかとなった。
From the results of the above experiments, the symmetrical blade type birefringent Wells turbine of the present invention has an installation angle of γ = 2 ° for both blade arrays (A) and (B).
It has been clarified that a higher output can be expected when compared with the conventional bi-leaf turbine (γ = 0 °) when set to 4 °.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の取付け角を有する波力発
電用対称翼型複葉式ウェルズタービンは同軸に二列に配
した複数のタービンブレードを互いに後縁が向い合うよ
うに取付け角を設けて対称に配設したことにより、取付
け角を設けてない従来の複葉式ウェルズタービンにおけ
るタービンの低速化という利点を生かしつつ、起動特性
及び平均効率を格段に向上させることができるものであ
り、タービンの軸受の耐久性が高く騒音が低いにもかか
わらず、出力の高い波力発電装置を実現できるものであ
ります。
(Effects of the Invention) As described in detail above, the symmetrical blade type birefringent Wells turbine for wave power generation having the mounting angle of the present invention has a plurality of turbine blades coaxially arranged in two rows so that their trailing edges face each other. By arranging the mounting angles symmetrically with each other, it is possible to remarkably improve the starting characteristics and the average efficiency while taking advantage of the speed reduction of the turbine in the conventional biplane wells turbine in which the mounting angles are not provided. It is possible to realize a wave power generation device with high output even though the turbine bearing has high durability and low noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)は本発明の取付け角を有する波力発電用対称
翼型複葉式ウェルズタービンの一実施例を示す平面図、 第1図(b)は第1図(a)のタービンの一部切欠き側面図、 第1図(c)は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービン
の他の実施例を示す、一部切欠き側面図、 第2図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンを用
いた波力発電装置の一例を示す断面図、 第3図は本発明の対称翼型複葉式ウェルズタービンの作
用を示す図、 第4図(a),(b)はそれぞれ本発明の対称翼型複葉式ウェ
ルズタービンに用いる翼配列の一例を示す図、 第5図(a),(b)は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズ
タービンについて定常実験で得られたトルク係数Gと全
圧係数Pとを翼平均高さにおける相対流入角tan
-1(v/U)に対して表した線図、 第6図は翼配列(A)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における正弦波気流中で得られた平均効率をV/U
に対して示した線図、 第7図は翼配列(B)の対称翼型複葉式ウェルズタービン
における平均効率とV/Uとの関係を表した線図、 第8図は従来の複葉式ウェルズタービンを示す斜視図、 第9図は従来の複葉式ウェルズタービンを用いた波力発
電装置の一例を示す断面図、 第10図は従来の複葉式ウェルズタービンの作用を示す図
である。 1……タービン、2……出力軸 3……ロータハブ、4……タービンブレード 5……波力発電装置、6……空気室 7……ガイド、8……空気通路 9……発電ユニット
FIG. 1 (a) is a plan view showing an embodiment of a symmetrical blade type birefringent Wells turbine for wave power generation having a mounting angle of the present invention, and FIG. 1 (b) is a turbine of FIG. 1 (a). Partially cutaway side view, FIG. 1 (c) is a partially cutaway side view showing another embodiment of the symmetrical blade type biplane wells turbine of the present invention, and FIG. 2 is a symmetrical blade type biplane of the present invention. Sectional view showing an example of a wave power generator using a wells turbine, Fig. 3 is a view showing the action of a symmetrical blade type biplane wells turbine of the present invention, and Figs. 4 (a) and 4 (b) are respectively The figure which shows an example of the blade arrangement | sequence used for the symmetrical blade type birefringent type Wells turbine of FIG. The torque coefficient G and the total pressure coefficient P * are expressed as the relative inflow angle tan at the blade average height.
-1 (v a / U R) diagram showing respect, Figure 6 is an average efficiency obtained by a sine wave in a stream in a symmetric airfoil biplane formula Wells turbine V a / U blading (A) R
Fig. 7 is a diagram showing the relationship between the average efficiency and V a / U R in the symmetrical blade type biplane wells turbine of the blade arrangement (B), and Fig. 8 is a conventional biplane FIG. 9 is a perspective view showing a conventional wells turbine, FIG. 9 is a sectional view showing an example of a wave power generation device using a conventional double leaf wells turbine, and FIG. 10 is a view showing an operation of the conventional double leaf wells turbine. 1 ... Turbine, 2 ... Output shaft 3 ... Rotor hub, 4 ... Turbine blade 5 ... Wave power generator, 6 ... Air chamber 7 ... Guide, 8 ... Air passage 9 ... Power generation unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】出力軸に固着したロータハブの周囲に等間
隔で当該ロータハブの軸線に交差させるようにして一端
を固着した複数の対称翼型タービンブレードを同軸に二
列に配設してなる対称翼型ウェルズタービンを用いた波
力発電装置において、 前記二列の対称翼型タービンブレードを互いに後縁が向
かい合うように取付け角αを2〜4゜として対称に配設
した対称翼型複葉式ウェルズタービンと発電機とを内蔵
した発電ユニット、 波の上下運動を空気圧力に変換する空気室、及び この変換により生ずる空気流を波の上下運動に応じて波
力発電装置外方または前記空気室内方に導くガイドを設
け、 前記発電ユニットを前記ガイド内に形成した空気通路に
配設したことを特徴とする取付け角を有する対称翼型複
葉式ウェルズタービンを用いた波力発電装置。
1. A symmetry comprising a plurality of symmetrical blade type turbine blades coaxially arranged in two rows around a rotor hub fixed to an output shaft so as to intersect the axis of the rotor hub at equal intervals. In a wave power generation device using a blade-type wells turbine, a symmetrical blade-type biplane wells in which the two rows of symmetrical blade-type turbine blades are symmetrically arranged with a mounting angle α of 2 to 4 ° so that their trailing edges face each other. A power generation unit with a built-in turbine and a generator, an air chamber that converts vertical movement of waves into air pressure, and an air flow generated by this conversion outside the wave power generation device or inside the air chamber depending on the vertical movement of the waves. A symmetric blade type birefringent wells turbine having a mounting angle is provided, in which a guide for guiding to the power generation unit is provided in an air passage formed in the guide. Power generation equipment.
JP63204820A 1988-08-19 1988-08-19 Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle Expired - Lifetime JPH0689645B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63204820A JPH0689645B2 (en) 1988-08-19 1988-08-19 Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63204820A JPH0689645B2 (en) 1988-08-19 1988-08-19 Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0255801A JPH0255801A (en) 1990-02-26
JPH0689645B2 true JPH0689645B2 (en) 1994-11-09

Family

ID=16496925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63204820A Expired - Lifetime JPH0689645B2 (en) 1988-08-19 1988-08-19 Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0689645B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK2630366T3 (en) * 2010-10-22 2018-10-29 Wave Power Renewables Ltd Turbine rotor unit
JP6354051B2 (en) * 2014-04-16 2018-07-11 国立大学法人 東京大学 Wave power turbine
JP2023152207A (en) * 2022-03-30 2023-10-16 舩田 三千▲徳▼ Provision of technology capable of performing wind pressure power generation and wind power generation for a long time by artificially performing compression/suction of air using tide force of natural energy
CN120007495B (en) * 2025-02-28 2025-08-12 中国海洋大学 Multi-sea-condition wave energy power generation device based on air pipe switching

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH659851A5 (en) * 1981-06-05 1987-02-27 Escher Wyss Ag TURBINE.
JPS5888402A (en) * 1981-11-20 1983-05-26 Mitsubishi Electric Corp Turbine driven by shuttling air flow

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0255801A (en) 1990-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2658914C (en) Impulse turbine for use in bi-directional flows
KR100936076B1 (en) How propeller system and propeller system work
US5577882A (en) Unidirectional reaction turbine operable under reversible fluid flow
Reupke et al. Slatted-blade Savonius wind-rotors
KR20030085113A (en) Turbine for free flowing water
US4405866A (en) Wave-power generator assembly
Kaneko et al. Self-rectifying turbines for wave energy conversion
CN110869606A (en) vertical shaft turbine
US20110027089A1 (en) Turbine assembly and energy transfer method
CN108361145B (en) Self-pitching control blade type turbine optimized based on traditional Wils type turbine
US10280895B1 (en) Fluid turbine semi-annular delta-airfoil and associated rotor blade dual-winglet design
KR20140044284A (en) High efficiency propeller with increased pressure side surface
JPH0264270A (en) Impulse turbine with self-variable pitch guide vanes
JP4184847B2 (en) Windmill device and wind power generator using the same
JPH0689645B2 (en) Wave Power Generator Using Symmetrical Wing Type Biplane Wells Turbine with Mounting Angle
Suzuki et al. Influence of blade profiles on flow around Wells turbine
GB2028929A (en) Turbines
Suzuki et al. Fundamental Studies on Wells Turbine for Wave Power Generator; 1st Report, The Effect of Solidity, and Self-Starting
Setoguchi et al. State of art on self-rectifying air turbines for wave energy conversion
JPS6385201A (en) Wells turbine for wave activated power generation
RAGHUNATHAN et al. Some techniques to improve the operation range of the Wells turbine for wave power generator
RU2765312C1 (en) Flow optimization device
US12203441B1 (en) Fluid turbine configured for moment-arm and thrust-force load control
RU2333382C1 (en) Magnus effect amplification technique
TWM588736U (en) Auxiliary device for horizontal axis wind turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term