发电装置的输出增强设备及自然能源型发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供发电装置的输出增强设备及自然能源型发电装置。在自然能源型发电装置中，能够以简易且低成本的方法增加施加于桨叶的扭矩量。一种实施方式的发电装置的输出增强设备，所述发电装置具备包含由再生能源驱动的至少一个桨叶及安装有所述桨叶的轮毂的转子，所述输出增强设备具备以包围所述轮毂的方式配置的筒状的壳体，所述壳体具有供所述桨叶插通的贯通孔并且构成为与所述转子一起旋转。

Output Enhancement Equipment and Natural Energy Generation Device of Power Generation Device

【技术实现步骤摘要】
发电装置的输出增强设备及自然能源型发电装置
本专利技术涉及发电装置的输出增强设备及具备该输出增强设备的自然能源型发电装置。
技术介绍
近年来，在风力发电中，因设置位置、气象条件而风向、风速发生变化，因而存在无法得到充分的发电效果的情况。因此提出以下提案：使冲撞于桨叶的风增速从而使施加于桨叶的扭矩增加，由此来提高发电效果。在专利文献1中公开了如下结构：设置将多个桨叶的前端部分包围的筒状体，从而使流入该筒状体的风增速而冲撞于桨叶。在专利文献2中，在桨叶的下流侧将具有翼型截面的筒状体设置于机舱，使沿该筒状体的内表面或外表面流动的风增速而提高施加于桨叶的扭矩。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第03/081033号说明书专利文献2：欧洲专利申请公开第二578875号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1中公开的增速装置在适用于桨叶直径超过100m的大型风力发电装置的情况下，由于增速装置本身也需要大型化，因而实际上设置较困难，另外成本也变高，因此仅适用于小型机。另外，在专利文献2中公开的增速装置由于筒状体在桨叶的下流侧分离配置，因此认为在桨叶附近的风的增速效果无法变大，因而施加于桨叶的扭矩也增加不多。一种实施方式目的在于，在自然能源型发电装置中能够以简易且低成本的方法增加施加于桨叶的扭矩。用于解决课题的技术方案(1)一种实施方式的发电装置的输出增强设备，所述发电装置具备转子，所述转子包含由再生能源驱动的至少一个桨叶及安装有所述桨叶的轮毂，所述输出增强设备具备以包围所述轮毂的方式配置的筒状的壳体，所述壳体具有供所述桨叶插通的贯通孔并且构成为与所述转子一起旋转。根据上述(1)的结构，通过在形成于输出增强设备的壳体的上述贯通孔中插通桨叶，输出增强设备能够设置于比桨叶前端靠近轮毂侧的位置。由此，能够使输出增强设备的壳体小径化，因而能够使输出增强设备小型化及低成本化。另外，为了使施加于桨叶的扭矩增加，在桨叶的叶片前缘附近使自然能源即流体的速度增加是有效的。根据上述(1)的结构，能够相对于流体的流动方向将输出增强设备设置于与桨叶相同的位置，因而在桨叶的叶片前缘附近能够使流体增速。由此，能够有效地增加施加于桨叶的扭矩，因而能够提高发电装置的输出。(2)一种实施方式，在所述(1)的结构中，所述壳体在所述壳体的轴方向截面上形成为所述壳体的外表面具有背面形状且所述壳体的内表面具有腹面形状的翼形。一般来说，在桨叶的叶片根部附近流入的流体会减速，因而施加于桨叶的扭矩减少。根据上述(2)的结构，壳体的外表面具有背面形状，因而能够使沿壳体的外表面的流体增速。由此，能够在原本从流体受到的扭矩大于内侧区域的壳体的外侧区域使扭矩进一步增加，因而，即使在壳体的内侧区域扭矩减少了，但能够作为整体使施加于桨叶的扭矩增加。(3)一种实施方式，在所述(1)或(2)的结构中，在设所述桨叶的叶片长度方向长度为R，设所述桨叶的旋转中心与所述壳体的距离为r时，所述壳体配置于满足0.05≤r/R≤0.25的位置。根据上述(3)的结构，满足上述数值限定范围的输出增强设备的壳体的配置位置为在桨叶的叶片长度方向上从轮毂的外侧到叶片根部附近的区域。该区域为流入桨叶的流体趋于减速的区域。通过在该区域设置输出增强设备，能够使该区域中的流体的流速增加，因此，能够使施加于桨叶的扭矩增加。(4)一种实施方式，在所述(1)～(3)的任意一项的结构中，在设所述壳体的轴方向长度为L时，所述贯通孔在所述壳体的轴方向上配置于距离所述壳体的前端0.1L以上0.8L以下的位置。根据上述(4)的结构，上述贯通孔配置于距离输出增强设备的壳体的前端0.1L以上0.8L以下的位置，因而，能够将桨叶的叶片前缘配置于由输出增强设备使流体增速的区域。由此，能够使施加于桨叶的扭矩增加。(5)一种实施方式，在所述(1)～(4)的任意一项的结构中，还具备用于使所述壳体支撑于所述轮毂的支柱。根据上述(5)的结构，能够通过支柱使壳体支撑于轮毂。由此能够形成不使壳体固定于桨叶的结构，从而能够使桨叶具备桨距角控制功能。桨距角是指桨叶相对于流入桨叶的流体的角度，通过以桨叶的叶片长度方向中心轴为中心来使桨叶旋转，能够控制桨距角。(6)一种实施方式，在所述(5)的结构中，在设所述桨叶的叶片弦长为c，设所述桨叶的叶片长度方向长度为R，设所述叶片弦长c与所述叶片长度方向长度R之比即叶片弦长比为c/R时，所述壳体设置于比所述叶片弦长比c/R为最大值的所述桨叶的叶片长度方向位置靠所述轮毂侧的位置。根据上述(6)的结构，输出增强设备的壳体设置于比桨叶的叶片弦长比c/R为最大值的叶片长度方向位置靠轮毂侧的位置，因而叶片弦长c相对较短的桨叶的区域插入贯通孔。因此，即使在具备了桨距角控制功能的情况下，也能够使贯通孔的直径缩小。因此，能够使该贯通孔与插入该贯通孔的桨叶之间的间隙缩小，因而能够抑制流体从该间隙的漏出。由此，能够维持流体的增速效果。另外，由于能够缩小贯通孔的直径，因而能够缩小输出增强设备的壳体的轴方向长度的下限值。(7)一种实施方式，在所述(5)或(6)的结构中，在设与所述桨叶的叶片长度方向正交的横截面上的最大叶片厚度为t，设所述桨叶的叶片弦长为c时，所述壳体设置于满足0.6≤t/c的所述桨叶的叶片长度方向位置。桨叶越接近叶片根部则叶片弦长越短且最大叶片厚度t越大。根据上述(7)的结构，输出增强设备的壳体形成于叶片弦长较短的靠近桨叶的叶片根部的区域，因而，能够缩小插入桨叶的贯通孔的直径。由此，如上所述，即使在具备了桨距角控制功能的情况下，由于也能够使该贯通孔与插入该贯通孔的桨叶之间的间隙缩小从而能够抑制流体从该间隙的漏出，因此能够维持流体的增速效果。另外，输出增强设备的壳体的轴方向长度需要为贯通孔的直径以上，根据上述(7)的结构，由于能够缩小插入桨叶的贯通孔的直径，因而能够缩小壳体的轴方向长度的下限值。(8)一种实施方式，在所述(1)～(7)的任意一个结构中，所述壳体至少含有第一壳体部和第二壳体部，所述第一壳体部和所述第二壳体部在穿过所述贯通孔的位置结合。根据上述(8)的结构，由于壳体在穿过贯通孔的位置被分割，因而在使桨叶插入贯通孔后的状态下的壳体的组装容易进行。(9)一种实施方式的自然能源型发电装置，具备包含由自然能源驱动的至少一个桨叶及安装有所述桨叶的轮毂的转子，具备具有所述(1)～(8)的任意一种结构的输出增强设备。根据上述(9)的结构，通过具备上述结构的输出增强设备，能够使输出增强设备小型化及低成本化并且能够在流体的流动方向上将输出增强设备设置于与桨叶相同的位置，因而能够提高桨叶的叶片前缘附近的流体的增速效果。由此，能够有效增加施加于桨叶的扭矩，因而能够提高发电装置的输出。(10)一种实施方式，在所述(9)的结构中，所述桨叶以由风能驱动的方式构成。根据上述(10)的结构，通过将上述结构的输出增强设备适用于风力发电装置，由于能够使设置于转子的输出增强设备小型化及低成本化并且能够由风能有效增加施加于桨叶的扭矩，因而能够提高发电装置的输出。专利技术效果根据几种实施方式，能够使输出增强设备小型化及低成本化，并且能够有效增加施加于桨叶的扭矩，能够提高发电装置的输出。附图说明图1是一种实施方式的风力发电装置的侧视图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发电装置的输出增强设备，所述发电装置具备转子，所述转子包含由再生能源驱动的至少一个桨叶及安装有所述桨叶的轮毂，其特征在于，所述输出增强设备具备以包围所述轮毂的方式配置的筒状的壳体，所述壳体具有供所述桨叶插通的贯通孔并且构成为与所述转子一起旋转。

【技术特征摘要】
2018.03.28 JP 2018-0617921.一种发电装置的输出增强设备，所述发电装置具备转子，所述转子包含由再生能源驱动的至少一个桨叶及安装有所述桨叶的轮毂，其特征在于，所述输出增强设备具备以包围所述轮毂的方式配置的筒状的壳体，所述壳体具有供所述桨叶插通的贯通孔并且构成为与所述转子一起旋转。2.根据权利要求1所述的发电装置的输出增强设备，其特征在于，其中，所述壳体在所述壳体的轴方向截面上形成为所述壳体的外表面具有背面形状且所述壳体的内表面具有腹面形状的翼形。3.根据权利要求1所述的发电装置的输出增强设备，其特征在于，其中，在设所述桨叶的叶片长度方向长度为R，设所述桨叶的旋转中心与所述壳体之间的距离为r时，所述壳体配置于满足0.05≤r/R≤0.25的位置。4.根据权利要求1所述的发电装置的输出增强设备，其特征在于，其中，在设所述壳体的轴方向长度为L时，所述贯通孔在所述壳体的轴方向上形成于距离所述壳体的前端0.1L以上0.8L以下的位置。5.根据权利要求1所述的发电装置的输出增强设备，其特征在于，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刈込界，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP