特許 7161747 マグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-19

(45)【発行日】2022-10-27

(54)【発明の名称】マグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機

(51)【国際特許分類】

   F03D 3/06 20060101AFI20221020BHJP

【ＦＩ】

F03D3/06 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018138430

(22)【出願日】2018-07-24

(65)【公開番号】P2020016168

(43)【公開日】2020-01-30

【審査請求日】2021-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】515043772

【氏名又は名称】株式会社チャレナジー

(74)【代理人】

【識別番号】100139103

【弁理士】

【氏名又は名称】小山 卓志

(74)【代理人】

【識別番号】100139114

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 貞嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100214260

【弁理士】

【氏名又は名称】相羽 昌孝

(72)【発明者】

【氏名】清水 敦史

【審査官】吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／００２７５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０８５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７５０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１７１９６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０３Ｄ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持筺体と、
前記支持筺体に対して第１の回転軸を中心として回転可能な支持部と、
前記支持部に対して前記第１の回転軸を中心とする円周上の第２の回転軸を中心として各々を軸支され、前記第１の回転軸を中心として公転可能であって、前記第１の回転軸に対して平行な第２の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記円筒翼から最も離れた後端縁、前記円筒翼の公転軌跡の外端円側の第１縁、前記第１の回転軸に最も近い第２縁、記第１縁と前記後端縁を結ぶ第１表面及び前記第２縁と前記後端縁を結ぶ第２表面を有し、前記支持部に支持され、前記円筒翼に対して進行方向とは反対側に配置される整流板と、
を備え、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第１縁の少なくとも１点と前記後端縁の少なくとも１点を含む第１直線は、前記後端縁の少なくとも１点を通る前記円筒翼の公転軌跡の外端円の接線に対して、前記後端縁の少なくとも１点を中心として前記円筒翼の内側方向への第１傾斜角度αが以下の式（１）を満足するように形成され、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第２縁の少なくとも１点と前記後端縁の少なくとも１点を含む第２直線は、前記第２の回転軸と前記後端縁の少なくとも１点を通る線に対して、いずれか一方側への第２傾斜角度βが以下の式（２）を満足するように形成される
ことを特徴とするマグナス式推力発生装置。
０°≦ α ≦ １５° （１）
０°≦ β ≦ １５° （２）

【請求項2】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第１縁は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円上に位置し、
前記第１直線は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の前記第１縁での接線に含まれる
請求項１に記載のことを特徴とするマグナス式推力発生装置。

【請求項3】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第１表面を表す線は、前記第１直線に含まれる
請求項２に記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項4】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第２縁は、前記第２の回転軸と前記後端縁を結ぶ線上に位置し、
前記第２直線は、前記第２の回転軸と前記後端縁を結ぶ線に含まれる
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項5】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第２表面を表す線は、前記第２直線に含まれる
請求項４に記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項6】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第３表面を表す線は、前記円筒翼の外周面を表す線に沿って形成される
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項7】

前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第３表面を表す線は、前記円筒翼の外周面を表す線に沿った形状よりも凹状に形成される
請求項１乃至５のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項8】

上方から見て前記円筒翼及び前記整流板を覆うように設置される翼端板をさらに備える
請求項１乃至７のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置または潮力回転装置。

【請求項10】

請求項１乃至８のいずれか１つに記載のマグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機または潮力発電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体中で回転する略円筒形状の円筒翼が発生するマグナス力を用いたマグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機などの流体機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、流体中で回転する円筒翼が発生するマグナス力を利用する装置が存在する（特許文献１）。特許文献１に示した推力発生装置は、円筒翼に発生するマグナス力によって効率的に回転力を得るための部材を円筒翼の進行方向の背面側に設けたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６１７５５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、整流板を用いた円筒翼に発生するマグナス力によって効率的に回転力を得ることが可能なマグナス式推力発生装置、前記マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに前記マグナス式推力発生装置を用いた風力発電機、水力発電機、潮力発電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
支持筺体と、
前記支持筺体に対して第１の回転軸を中心として回転可能な支持部と、
前記支持部に対して前記第１の回転軸を中心とする円周上の第２の回転軸を中心として各々を軸支され、前記第１の回転軸を中心として公転可能であって、前記第１の回転軸に対して平行な第２の回転軸を中心として自転可能な複数の円筒翼と、
前記円筒翼から最も離れた後端縁、前記円筒翼の公転軌跡の外端円側の第１縁、前記第１の回転軸に最も近い第２縁、記第１縁と前記後端縁を結ぶ第１表面及び前記第２縁と前記後端縁を結ぶ第２表面を有し、前記支持部に支持され、前記円筒翼に対して進行方向とは反対側に配置される整流板と、
を備え、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第１縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第１直線は、前記後端縁を通る前記円筒翼の公転軌跡の外端円の接線に対して、前記後端縁を中心として前記円筒翼の内側方向への第１傾斜角度αが以下の式（１）を満足するように形成され、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第２縁の少なくとも一部と前記後端縁の少なくとも一部を含む第２直線は、前記第２の回転軸と前記後端縁とを通る線に対して、いずれか一方側への第２傾斜角度βが以下の式（２）を満足するように形成される
ことを特徴とする。
０°≦ α ≦ １５° （１）
０°≦ β ≦ １５° （２）

【0006】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第１縁は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円上に位置し、
前記第１平面は、前記円筒翼の公転軌跡の外端円の前記第１縁での接線に含まれる。

【0007】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第１表面を表す線は、前記第１直線に含まれる。

【0008】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第２縁は、前記第２の回転軸と前記後端縁を結ぶ線上に位置し、
前記第２平面は、前記第２の回転軸と前記後端縁を結ぶ線に含まれる。

【0009】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記第２表面を表す線は、前記第２直線に含まれる。

【0010】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第３面を表す線は、前記円筒翼の外周面を表す線に沿って形成される。

【0011】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、
前記整流板の第３面を表す線は、前記円筒翼の外周面を表す線に沿った形状よりも凹状に形成される。

【0012】

また、本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、
上方から見て前記円筒翼及び前記整流板を覆うように設置される翼端板をさらに備える。

【0013】

また、本発明の一実施形態に係る風力回転装置、水力回転装置または潮力回転装置は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。

【0014】

また、本発明の一実施形態に係る風力発電機、水力発電機または潮力発電機は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一実施形態に係るマグナス式推力発生装置は、回転時の空気抵抗を減少させ回転部をより円滑に回転させることができ、且つ、整流板の剛性を保持しつつ軽量化することができる。すなわち、円筒翼に発生するマグナス力による回転力によって回転部を効率的に回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機を示す斜視図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の概略構成を示す概略正面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の概略構成を示す概略平面図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の断面の一部を示す。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の整流板を示す。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の翼端板を示す。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の整流板の形状を示す。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機の整流板の形状を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明の具体的な実施の形態を示す。実施の形態はあくまで一例であり、この例に限定されるものではない。なお、以下の実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の１つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機１について説明する。

【0018】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の概略構成を示す概略正面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の概略構成を示す概略平面図である。

【0019】

垂直軸型マグナス式風力発電機１は、設置面Ｓに対して設置される支持筐体１０と、支持筐体１０の内部に配置される発電機１１及び増速機１２と、増速機１２を介して発電機１１に連結されるとともに、設置面Ｓに対して垂直な第１の回転軸Ｏ１を有する回転部１３と、第１の回転軸Ｏ１に対して平行な第２の回転軸Ｏ２を中心として自転可能な３つの円筒翼２と、回転部１３に固定されることで第１の回転軸Ｏ１を中心として回転可能であって、第１の回転軸Ｏ１を中心とする円周Ｃ上に３つの円筒翼２の各々を軸支する支持部３と、を備える。

【0020】

支持筐体１０は、第１の回転軸Ｏ１と同軸状に配置される円筒状の筐体である。支持筐体１０は、支持筐体１０の上面１００から回転部１３の上端部１３０を突出させるとともに、第１の回転軸Ｏ１が設置面Ｓに対して垂直となるように、回転部１３を軸支する。

【0021】

発電機１１は、増速機１２を介して回転部１３に連結されており、回転部１３が回転する際の回転エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電するように構成されている。

【0022】

３つの円筒翼２は、図３に示すように、垂直軸型マグナス式風力発電機１を上方から見たときに、第１の回転軸Ｏ１を中心した円周Ｃ上で等間隔となるように、すなわち、正三角形の各頂点に配置される。

【0023】

また、３つの円筒翼２の各々は、第２の回転軸Ｏ２を中心として円筒翼２を時計回りに回転（自転）させる円筒翼モーター２０と、円筒翼２から所定の距離だけ離間した位置に、第２の回転軸Ｏ２に対して平行となるように配置される整流板５と、を備える。

【0024】

垂直軸型マグナス式風力発電機１は、円筒翼モーター２０により第２の回転軸Ｏ２を中心として円筒翼２を時計回りに回転（自転）させた状態において、所定の方向から風（空気流）を受けると、円筒翼２にマグナス力が発生する。そして、円筒翼２に発生したマグナス力が、円筒翼２を円周Ｃに沿って時計回りに移動させる方向に作用する。それにより、回転部１３が時計回りに回転することで、回転部１３に連結された発電機１１で発電する。

【0025】

図４は、本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の断面の一部を示す。

【0026】

垂直軸型マグナス式風力発電機１の円筒翼２は、回転部１３の第１の回転軸Ｏ１を中心として等距離及び等角度に配置される。本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１は、３つの円筒翼２を設けるので、１２０°離間して配置される。

【0027】

図４に示す垂直軸型マグナス式風力発電機１の円筒翼２は、それぞれの第２の回転軸Ｏ２を中心として矢印Ａのように時計方向に回転可能である。気流中で各円筒翼２を回転させることで、各円筒翼２にマグナス力が発生し、図３に示した支持部３及び回転部１３が第１の回転軸Ｏ１を中心として矢印Ｂのように時計方向に回転する。すなわち、円筒翼２は、第２の回転軸Ｏ２を中心として自転し、第１の回転軸Ｏ１を中心として公転する。

【0028】

図５は、本発明の第１の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５の形状を示す。

【0029】

本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５は、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、円筒翼２から最も離れた後端縁５ａ、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１側の第１縁５１ａ、第１の回転軸Ｏ１に最も近い第２縁５２ａ、第１縁５１ａと後端縁５ａを結ぶ第１表面５１を表す線及び第２縁５２ａと後端縁５ａを結ぶ第２表面５２を表す線を有し、支持部３に支持され、円筒翼２に対して進行方向とは反対側に配置される。

【0030】

なお、後端縁５ａ、第１縁５１ａ及び第２縁５２ａは、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、１点である必要は無く、所定の範囲の領域でもよい。例えば、各縁を面取りして形成した場合、面取りした領域又は面取り後の表面部分を縁としてもよい。この場合、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第１平面５１’を表す第１直線は後端縁５ａの少なくとも１点及び第１縁５１ａの少なくとも１点を含めばよい。また、第２平面５２’を表す第２直線は後端縁５ａの少なくとも１点及び第２縁５２ａの少なくとも１点を含めばよい。

【0031】

第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第１縁５１ａは、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の近傍に位置すると好ましい。すなわち、第１縁５１ａと後端縁５ａを含む第１平面５１’を表す線は、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の第１縁５１ａでの接線に含まれると好ましい。また、第１縁５１ａと後端縁５ａを結ぶ整流板５の第１表面５１を表す線は、第１平面５１’を表す線に含まれるとより好ましい。

【0032】

また、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第２縁５２ａは、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線の近傍に位置すると好ましい。すなわち、第２縁５２ａと後端縁５ａを含む第２平面５２’を表す線は、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線に含まれると好ましい。また、第２縁５２ａと後端縁５ａを結ぶ整流板５の第２表面を表す線５２は、第２平面５２’を表す線に含まれるとより好ましい。

【0033】

本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第１平面５１’を表す線は、後端縁５ａを通る円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の接線に対して、後端縁５ａを中心として円筒翼２の内側方向への第１傾斜角度αが以下の式（１）を満足するように形成される。
０°≦ α ≦ １５° （１）

【0034】

したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部１３をより円滑に回転させることができ、円筒翼２に発生するマグナス力による回転力によって回転部１３をより効率的に回転させることができる。

【0035】

また、本実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第２平面５２’を表す線は、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａとを通る線に対して、いずれか一方側への第２傾斜角度βが以下の式（２）を満足するように形成される。
０°≦ β ≦ １５° （２）

【0036】

したがって、整流板５の剛性を保持しつつ軽量化することができ、円筒翼２に発生するマグナス力による回転力によって回転部１３をより効率的に回転させることができる。

【0037】

第１実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第１縁５１ａは、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１上に位置し、第１縁５１ａと後端縁５ａを含む第１平面５１’を表す線は、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の第１縁５１ａでの接線に含まれる。すなわち、α＝０°を満足する。

【0038】

したがって、回転時の空気抵抗をより減少させ回転部１３をより円滑に回転させることができる。

【0039】

また、第１実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第２縁５２ａは、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線上に位置し、第２縁５２ａと後端縁５ａを結ぶ第２平面５２’を表す線は、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを含む線に含まれる。すなわち、β＝０°を満足する。

【0040】

したがって、円筒翼２と整流板５の断面積と重量をバランス良く設置することができ、垂直軸型マグナス式風力発電機１を円滑に回転させることができる。

【0041】

第１実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第１縁５１ａと第２縁５２ａを結ぶ第３表面５３を表す線は、円筒翼２０の周面を表す線に沿った形状に形成される。すなわち、第３表面５３は、円筒翼２０より少し大きい径の円周の一部に形成される。

【0042】

したがって、円筒翼２と整流板５の断面積と重量をバランス良く設置することができ、垂直軸型マグナス式風力発電機１を円滑に回転させることができる。

【0043】

図６は、本発明の第１の実施形態に係るマグナス式推力発生装置の翼端板６を示す。

【0044】

翼端板６は、上方から見て整流板５の第１表面５１及び第２表面５２から水平方向に突出するように設置される。なお、第１表面５１は第１縁５１ａと後端縁５ａを結ぶ整流板５の表面であり、第２表面５２は第２縁５２ａと後端縁５ａを結ぶ整流板５の表面である。

【0045】

このように、翼端板６を設けることによって、円筒翼２の表面を流れる空気の流れと円筒翼２の周辺を流れる空気の流れを仕切り、気流の乱れを抑制することによって、効率を向上させることができる。

【0046】

図７は、本発明の第２の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５の形状を示す。

【0047】

第２実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５は、第１縁５１ａを円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の接線上に配置し、第２縁５２ａを第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線上に配置する。第１縁５１ａと第２縁５２ａを結ぶ第３表面５３は大きく凹状に形成される。このように形成されることによって、整流板５を軽量に形成することができる。

【0048】

図８は、本発明の第３の実施形態に係る垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５の形状を示す。

【0049】

第３実施形態の垂直軸型マグナス式風力発電機１の整流板５では、第１表面５１が後端縁５ａと第１縁５１ａを結ぶ第１平面５１’と重ならず、第２表面５２が後端縁５ａと第２縁５２ａを結ぶ第２平面５２’と重ならない。図８に示す例では、第１表面５１は第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の内側の曲面から形成され、第２表面５２は第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の外側の曲面から形成されている。

【0050】

しかしながら、これに限らず、第１表面５１は第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の外側の曲面から形成され、第２表面５２は第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の内側の曲面から形成されてもよい。また、第１表面５１と第２表面５２は両面とも第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の内側の曲面から形成されてもよいし、両面とも第１平面５１’及び第２平面５２’の間の領域の外側の曲面から形成されてもよい。

【0051】

上記のように、本発明の一実施形態として、第１乃至第３の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0052】

例えば、上記各実施形態では、回転部１３は時計回りに回転するものとして説明したが、半時計回りに回転するようにしてもよい。その場合には、円筒翼２の回転方向を反時計回りとするとともに、円筒翼２の進行方向とは反対側に整流板２１を設ければよい。

【0053】

また、上記各実施形態では、３つの円筒翼２を円周Ｃ上に配置するものとして説明したが、円筒翼２の数は適宜変更してもよく、２つ、又は、４つ以上の円筒翼２を円周Ｃ上に配置するようにしてもよい。また、上記各実施形態では、支持筺体１０は円筒状の筺体として説明したが、トラス状の筺体としてもよい。

【0054】

また、上記各実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の１つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機１について説明したが、回転部１３を発電機１１に連結することに代えて、回転部１３をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を用いた風力回転装置としてもよい。

【0055】

また、上記各実施形態では、マグナス式推力発生装置の適用例の１つとして、マグナス式推力発生装置を用いた垂直軸型マグナス式風力発電機１について説明したが、エネルギー源として、風（空気流）を用いることに代えて、水流、波、潮流等を用いることにより、マグナス式推力発生装置を用いた水力発電機又は潮力発電機としてもよいし、さらに回転部１３を発電機１１に連結することに代えて、回転部１３をポンプ等の回転機械に連結することにより、マグナス式推力発生装置を用いた水力回転装置又は潮力回転装置としてもよい。

【0056】

また、上記各実施形態では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２を、設置面Ｓに対して垂直に配置した、すなわち、鉛直方向に対して平行に配置したものとして説明したが、鉛直方向に対して斜めに配置してもよいし、鉛直方向に対して直角に、すなわち、水平方向に配置してもよい。

【0057】

以上、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、支持筺体１０と、支持筺体１０に対して第１の回転軸Ｏ１を中心として回転可能な支持部３と、支持部３に対して第１の回転軸Ｏ１を中心とする円周上の第２の回転軸Ｏ２を中心として各々を軸支され、第１の回転軸Ｏ１を中心として公転可能であって、第１の回転軸Ｏ１に対して平行な第２の回転軸Ｏ２を中心として自転可能な複数の円筒翼２と、円筒翼２から最も離れた後端縁５ａ、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１側の第１縁５１ａ、第１の回転軸Ｏ１に最も近い第２縁５２ａ、第１縁５１ａと後端縁５ａを結ぶ第１表面５１及び第２縁５２ａと後端縁５ａを結ぶ第２表面５２を有し、支持部３に支持され、円筒翼２に対して進行方向とは反対側に配置される整流板５と、を備え、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第１縁５１ａの少なくとも１点と後端縁５ａの少なくとも１点を含む第１直線は、後端縁５ａを通る円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の接線に対して、後端縁５ａを中心として円筒翼２の内側方向への第１傾斜角度αが以下の式（１）を満足するように形成され、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸に垂直な平面上において、第２縁５２ａの少なくとも１点と後端縁５ａの少なくとも１点を含む第２直線は、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａとを通る線に対して、いずれか一方側への第２傾斜角度βが以下の式（２）を満足するように形成される。
０°≦ α ≦ １５° （１）
０°≦ β ≦ １５° （２）
したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部１３をより円滑に回転させることができ、且つ、整流板５の剛性を保持しつつ軽量化することができる。すなわち、円筒翼２に発生するマグナス力による回転力によって回転部１３を効率的に回転させることができる。

【0058】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第１縁５１ａは、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１上に位置し、第１平面５１’は、円筒翼２の公転軌跡の外端円２１の第１縁５１ａでの接線に含まれる。したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部１３をより円滑に回転させることができ、円筒翼２に発生するマグナス力による回転力によって回転部１３をより効率的に回転させることができる。

【0059】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第１表面５１を表す線は、第１直線に含まれる。したがって、回転時の空気抵抗を減少させ回転部１３をより円滑に回転させることができる。

【0060】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１では、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第２縁５２ａは、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線上に位置し、第２平面５２’は、第２の回転軸Ｏ２と後端縁５ａを結ぶ線に含まれる。したがって、円筒翼２と整流板５をバランス良く設置することができる。

【0061】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、第２表面５２を表す線は、第２直線に含まれる。したがって、軽量且つ高剛性でより効率的に回転させる整流板５を形成することが可能となる。

【0062】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第３表面５３を表す線は、円筒翼２の外周面を表す線に沿って形成される。したがって、円筒翼２と整流板５をバランス良く設置することができる。

【0063】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、第１の回転軸Ｏ１及び第２の回転軸Ｏ２に垂直な平面上において、整流板５の第３表面５３を表す線は、円筒翼２の外周面を表す線に沿った形状よりも凹状に形成される。したがって、整流板５を軽量に形成することができる。

【0064】

また、本実施形態のマグナス式推力発生装置１は、上方から見て前記円筒翼及び前記整流板を覆うように設置される翼端板をさらに備える。したがって、円筒翼２の表面を流れる空気の流れと円筒翼２の周辺を流れる空気の流れを仕切り、気流の乱れを抑制することによって、効率を向上させることができる。

【0065】

また、本実施形態の風力回転装置、水力回転装置または潮力回転装置は、マグナス式推力発生装置を用いる。したがって、より効率の良い回転装置を形成することが可能となる。

【0066】

また、本発明の一実施形態に係る風力発電機、水力発電機または潮力発電機は、前記マグナス式推力発生装置を用いる。したがって、より効率の良い発電機を形成することが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本発明のマグナス式推力発生装置は、整流板を用いた円筒翼に発生するマグナス力によって、効率的に回転力を得ることを可能とし、風力回転装置、水力回転装置、潮力回転装置、ならびに風力発電機、水力発電機、潮力発電機としても利用できる。

【符号の説明】

【0068】

１…垂直軸型マグナス式風力発電機（マグナス式推力発生装置）
２…円筒翼
３…支持部
１０…支持筐体
１１…発電機
１２…増速機
１３…回転部
２０…円筒翼モーター
５…整流板
６…翼端板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】