JP2004204830A

JP2004204830A - 軸沿回転翼風車

Info

Publication number: JP2004204830A
Application number: JP2002383615A
Authority: JP
Inventors: Masanori Fujisaki; 正典藤崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP4157913B2

Abstract

【目的】軸沿回転翼の受風面の対称面、即ち抵抗面に導風枠を設けて湾曲した風導通路の風力放出口を風向きと逆方向に変えて、反転している回転翼受風面に放出して、全てを回転翼受風面に変え、軸の回転を強力にする。
【構成】縦軸回転翼１の受風面３の対側に導風枠５を設けて縦軸１より風下の縦軸１寄り側面１５に方向舵１６を固定して、風力入り口６を常時風上に向け、或は横軸回転翼３６の受風面３の対側、即ち横軸３６上部に導風枠５を設けて、水平方向に回転する風車台座３１の左右側面に立設した方向舵３２と、軸支脚３５に挿通した横軸回転翼３６と導風枠５を固定して、風力入り口６を常時風上に向け、双方ともに湾曲８した風導通路７の風向きを逆方向に転換した風力放出口１３より回転翼受風面３に吹きつけるようにしたもの。
【選択図】図１０

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は風力を利用した風車の改良に係るものであり、大型化と利用効率の向上を可能にして発電、または流体ポンプを稼働させ動力源として使用することを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
風車は環境負荷の少ない動力源であり化石燃料の代替エネルギーとして普及促進が要求されている。
【０００３】
従来の風車には、主に垂直軸型、水平軸型の２タイプが既存していて、垂直軸風車のタイプにはサボニウス型、カップ型、フレイト型など回転軸の横方向に複数枚の鋼板等の羽根を固着して風力を受けて垂直軸と共に回転させている。
【０００４】
羽根には鋼板のほか布、樹脂などを使って垂直軸には伝達機構を作用させて、発電機等の動力源として利用している。
【０００５】
その他、垂直軸を中心とした左右いずれかの半径に風よけガードをつけて、回転翼の抵抗面への風力を遮断して受風面の回転翼を有効利用しようとする垂直軸風車がある、しかし垂直軸風車は小型で簡易なものが多く普及していない。
【０００６】
他方、水平軸型は主にプロペラに風力を受けて、支柱頂部周囲を風向きと直角に回転するようになっていて、風力発電機を備えた環境技術として、プロペラ直径６０メートル規模のものが普及している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
垂直軸型風車は、垂直軸側面の中心に固着した複数枚の羽根に風力を受けて、羽根表面積の大きい方向に回転するようになるから、表面積の小さい方（羽根の裏面）は、風力に抗して風向きと逆方向に回転することになる、従って、大型化した場合にはこの関係が作用して、出力面で利点がなくなってしまい普及しない原因になっている。
【０００８】
また、公知技術として、垂直軸を中心とした羽根表面積の小さい方（羽根の裏面）の半径に前述の風よけガードをつけて、半径の風力を遮るようにした風車も提案されている、これは風力に抗して風向きと逆方向に回転する負荷を軽減する方法として有効であるが、半径に受ける風力を逃してしまい垂直軸の回転を強力にする有効手段とはならないし、効率よい垂直軸型風車造りに課題が残っている。
【０００９】
その他、垂直軸型風車の利点としては、風車設置面積が少なく大型風車の建造が可能なことで、例えば火力発電所の煙突同様に敷地は狭く上空には高くできること或は、設置面積の広い駐車場、海岸などに同じ型式の風車を横に倒した状態に使用することである、然るに前述の回転翼受風面積（羽根の表裏）の関係から垂直軸を中心とした、左右の羽根をいかに有効かつ、効率よく利用するかは技術解決の課題となっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
Ａ回転する縦軸１の側面又は基礎４０に固定した縦軸１の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を縦軸１に対して水平方向の偏芯軸の半周に設け、導風枠５の重心下端の導風枠支脚５’を円周に回転可能に保持し湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、風導通路７狭窄部１２の流速誘引を利用した二次風力１１を風導通路７内部に吸引させ、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて風向きと反対方向に変換した放出口１３より回転翼受風面３に放出させて縦軸１の全回転翼に風力を受けて回転するようになる。
【００１１】
Ｂ導風枠５後方縦軸１中心線１４寄りの側面１５に結合した方向舵１６を、対側縦軸１より風下の導風枠５の対抗圧力に対峙して先端にかけて曲面１７、１８に伸ばし、縦軸１に回転可能に接合した導風枠軸受１９を支点の導風枠５を風下に長い偏芯構造として導風枠軸受１９を中心に回動する導風枠５と、方向舵１６をつり合わせ双方に加わる風圧を均衡させ縦軸１を中心とした風向きに沿い風導通路７の風力取り入れ口６を常時風上に向け回転翼２を回転するようになる。
【００１２】
Ｃ風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３先端の引きバネ２４により互いに閉止を保持し、バネ２４力を上回る過圧風力でセーフティハッチ２０を開き風導通路７内圧を放出すると同時に連繋したワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して縦軸１を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受けて回転させ縦軸１の出力を伝達ギヤにより発電機２８又は流体ポンプを稼働させるようになる。
【００１３】
Ｄ平基盤２９に固定した台座支軸３０に可回動に装着した風車台座３１の台座支軸３０より風下の側面上方に方向舵３２と、側面下方周囲に風車台座掛３３を固定し、かつ下面外周近傍に平基盤を滑走する台座支脚３４を設け側面の風車台座掛３３を空走状のかぎ状に設けて転倒を防ぐとともに、回転する横軸３６の側面又は固定した横軸の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を風車台座３１表面両サイドの軸支脚３５に支持された横軸３６より上方半周に設けて湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、風導通路７狭窄部１２の流速誘引を利用した二次風力１１を風導通路７内部に吸引させ、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて風向きと反対方向に変換した放出口１３より回転翼受風面３に放出させて横軸３６の全回転翼に風力を受けて回転させ、風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３先端の引きバネ２４により互いに閉止を保持し、バネ２４を上回る過圧風力でセーフティハッチ２０を開き風導通路７内圧を放出すると同時に連繋したワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して横軸３６を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受け回転させ、台座支軸３０を支点に風車台座３１上の積載装置を方向舵３２の風向き追従で回転させて、風力取り入れ口６を風上に向けるとともに横軸３６回転翼風車自体の複数を積み重ねた頂部の支軸４８をアーム４９支柱３８で補強し、それぞれの出力は１本のチェーン３９の連繋作動で発電機２８又は流体ポンプの動力源として使用するようになる。
【００１４】
Ｅ基礎４０に立設した台座支軸３０に可回動に装着した風車台座３１の台座支軸３０より風下の側面上方にかけて、方向舵３２、３２を固定し、風車台座３１下面に台座支脚３４を設け先端の車輪４１をゲート架台４２上面のレール４３上を走行可能にして方向舵３２、３２の風向き追従とともに、風車台座３１表面に立設した軸支脚３５を挿通回転する横軸３６の側面又は固定した横軸の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を横軸３６回転翼上方半周に設けて湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて横軸３６の全回転翼に風力を受けて回転させ、風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して横軸３６を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受け回転させ、横軸３６回転翼に付帯する導風枠５セーフティハッチ２０遮閉板２１を包含した風車ユニットを横軸３６に結合し、複数個の風車ユニット搭載の風車台座３１の表面に設置した発電機２８又はオイルポンプに出力を伝達するようになる。
【００１５】
【作用】
上記本発明に係る軸沿回転翼風車の使用状態は次のようになる。
イ）縦軸１に対して導風枠５は長方半円形の偏芯軸に形成されていて、前面寄りに導風枠軸受１９を可回動に設けている、従って長方半円形の導風枠５は縦軸１より後方が長く、片側の回転翼受風面３より重くなり、下端に導風枠支脚５’をつけて支持し、縦軸１を中心に風向きに沿って周囲を回転するようになっていて、
【００１６】
風導通路入口６より狭窄部１２に入った風力は速度を上げて通過する、その際に側面の２次風力浸入口９から狭窄部１２通過の母体となる風力１０に吸引されて、合併した風力１１は風導通路７奥の湾曲８に向かう、
【００１７】
更に奥のカーブした先端を通過して風向きと反対方向の放出口１３から吹き出し反転している回転翼受風面３に風圧を加えるようにして全ての回転翼２に風圧を受け回転させている。
【００１８】
ロ）風向きに対応する導風枠５の方向を調節する方向舵１６を導風枠５後方軸芯１４寄りの側面に結合１５（図３参照）して、それぞれに加わる風圧を均衡させる方向舵１６は対側の導風枠５方向への押圧力を受け易い曲面１７、１８状に設けて、導風枠５と方向舵１６双方の押圧力をつり合わせて、共に縦軸１を中心とした風向きの変化に対応するようになっている。
【００１９】
ハ）風導通路７に入った風力が指定風圧を越えるとセーフティハッチ２０のバネ２４力に打ち勝って外に押し開き過圧風力を逃がすと同時に連繋しているワイヤロープ２２、２３は駆動ギヤ２５、２６を介して遮閉板２１に連結したフック４４と連動して縦軸１に取り付く遮閉板軸受２７を支点に導風枠５対側の回転翼受風面３前面（風上側）に遮閉板２１を移動させ過風圧力を遮る。
【００２０】
同時に導風枠５と方向舵１６との均衡がくずれて方向舵１６の押圧力が勝り導風枠軸受１９を中心の導風枠５側は後退回動する、しかし導風枠５本体は導風枠軸受１９が偏芯で風下を長く取り付けているから方向舵１６の先端の曲面１７、１８が縦軸１を大きく過ぎると逆作用が働き（対側風圧を受け）それ以上後退することはない。
【００２１】
その際、遮閉板２１は回転翼受風面３の前面に移動して過風圧力の直撃を受けることなく過風圧力を調節して損壊を免れるようになる、従ってセーフティハッチ２０は強弱の風圧に対応して開閉をくりかえし指定風圧に戻った際にはセーフティハッチ２０は閉じて遮閉板２１は回転翼２前面から後退して閉止状態になる。
【００２２】
ニ）平面の基盤２９に設置固定している台座支軸３０上端を風車台座３１中心の台座軸受４５に挿冠して３６０°回転可能に乗せて、少なくとも外周近傍４ケ所にボール、車輪などの滑走できる台座支脚３４を設けるとともに浮き上がり転倒防止の風車台座掛３３を基盤２９外周の裏面に空走状に掛けて、風車台座３１に設置している付帯設備の安定を確保して水平方向の左右自在に回るようになる。
【００２３】
方向舵３２は風車台座３１中心より風下寄りの側面の左右２面に堅固に固定され、ここで風が吹けば台座支軸３０を支点に風向きに対応するようになる。
【００２４】
他方、風車台座３１上面の横軸支脚３５、３５には回転翼２を可回動に支持し、横軸支脚３５の他所には導風枠５を固定して、風車台座３１とともに動く、即ち方向舵３２、３２の向きに従って風導通路７入口６を風上に向けて、奥のカーブした先端から風向きと逆方向の風力を放出１３させ、回転翼受風面３に吹きつけるようになる。
【００２５】
また、過圧風力に対してはセーフティハッチ２０とワイヤロープ２２、２３を繋ぐ変速ギヤ２５、２６を介した遮閉板２１の連動により前記同様に風力調節を行い回転翼受風面３と、導風枠５の破損は免れる、従って方向舵３２、３２に風力を受けて風車台座３１と一体となっている回転翼２と導風枠５は多様な風向きに対応可能となる。
【００２６】
ホ）基礎４０に立設している台座支軸３０に風車台座３１の中心回転孔を着装して上部は浮き上がり防止のナット、又はピンで回転可能に固定される、水平方向に回転する風車台座３１表面側部の台座支軸３０より風下に方向舵３２、３２を堅固に取り付け、重なるように立設している軸支脚３５に横軸３６を挿通しこの横軸３６より上方に設置した導風枠５、セーフティハッチ２０、遮閉板２１の一連の装置の風車ユニットを水平方向に複数体結合して、途中適宜、軸支脚３５で支持して横軸３６回転翼が横並びになっている。
【００２７】
他方、風車台座３１の裏面と、基礎４０表面の隙間を車両通行可能な高さとし、往来できるゲート架台４２上面にレール４３を敷設して風車台座裏面に取り付けた台座支脚３４の車輪４１を乗せて走らせ方向舵３２、３２の作用を円滑にして前記導風枠５入口６を風上に向け風車ユニットの複合した出力を得るようにしている。
【００２８】
【実施例】
軸沿回転翼風車の実用化には風力の利用効率を高めるほかに、設置面積の少ない大型化又は回転翼自体の大型化を重視する必要があって、縦軸１回転翼風車又は横軸３６回転翼風車のユニットを積み重ねて（図１、図７参照）出力を増大させることができる。
【００２９】
即ち基礎４０上面の縦軸受４７に接合した縦軸１（図５参照）に風車ユニットを積み重ねて支柱３８上端の軸受４８（図１参照）に保持接合して、途中数ケ所の軸受４８、４８を挿通した縦軸１の側面には複数枚の回転翼２を屈曲又は湾曲状の鋼板を同じ方向に溶接又は固定金具で固着される。
【００３０】
また、前記縦軸回転翼１風車を横に倒した状態の横軸３６回転翼風車においても、風車ユニットの積み重ねが可能で（図７参照）高い出力を得ることができる、その際の装置破損と弱風時の回転力を考慮した場合、縦軸１回転翼、横軸３６回転翼共に回転翼２の風力に対する受風面３と抵抗面４を区分することなく、全ての回転翼２を受風面３として利用し強風対策には周囲の支柱３８の補強が不可欠となる。
【００３１】
次に実施例に基づく稼働状況を説明する、
ａ）図１〜６は本発明に係る軸沿回転翼風車の第１のものの実施例を示すが、縦軸１に３体の風車ユニットを取り付けて（図１参照）支柱３８支柱３８間をまたぐアーム４９中央の縦軸受４８に縦軸１上端を可回動に接合して補強され、途中の各風車ユニット間隙の縦軸受４８、４８においても同じ補強をして、強風に耐える構造となっている、従って狭い敷地に地上高い縦軸１回転翼風車の建設を可能として、
【００３２】
正面矢印方向からの風力は回転翼２の受風面３に回転を与えて後方に通りぬけて行く、他方縦軸１を中心に回動する導風枠５が、半周の偏芯でしかも風下に長い構造であるから導風枠５の重心は外側の風下となり、導風枠軸受１９に加わる負荷が増大してしまう、この片荷に対して導風枠支脚５’を設けて、レール４８上面を滑走させ水平方向の回転を円滑にしている。
【００３３】
ｂ）図１〜６は本発明に係る軸沿回転翼風車の第２のものの実施例を示すが、縦軸１に導風枠軸受１９を空転状に接合して（図５参照）導風枠５は縦軸１を挟んだ回転翼受風面３の対側に可回動に取り付けていて、縦軸１の風下に結合１５している方向舵１６曲面１７、１８に当たる風圧と、導風枠５の頭部に当たる風圧が、縦軸１を支点にして、風上に風導通路入口６を静止状態にさせるには、方向舵１６の風下への長さと、曲面１７、１８の縦軸１の対側方向への伸び１６’（図３参照）によって調節を図り双方を均衡させている。
【００３４】
ｃ）図３、図５は本発明に係る軸沿回転翼風車の第３のものの実施例を示すが、気候の自然条件のなか風車の実動に際して、機器の安全性を考慮した導風枠５の外面に、セーフティハッチ２０を蝶番を基に（図６参照）外に開くように取り付けて、内面のフック５１に掛けたワイヤロープ２２はガイドローラ２２’に導かれて、変速ギヤ小２５に連繋され変速ギヤ大２６と遮閉板フック４４を結ぶワイヤロープ２３は、それぞれに連繋され変速されている。（図３参照）
【００３５】
さらに、遮閉板バネ掛５２と導風枠５内面側壁のバネ掛５３には、遮閉板２１と導風枠５を同時に動かす引きバネ２４を架け、この状態のバネ２４力は遮閉板２１とセーフティハッチ２０を閉じている、しかし風導通路７に過圧風力が入ると押し開け、内面のフック５１に掛けたワイヤロープ２２はセーフティハッチ２０の開きの大小に応じて変速ギヤ小２５に、予め巻きつけているワイヤロープ２２をセーフティハッチ２０寄りに引き寄せ回転させる。（図３参照）
【００３６】
他方、遮閉板フック４４に連繋したワイヤロープ２３はギヤ大２６に巻きつけられて遮閉板２１を引き寄せ、回転翼受風面３の前面寄りに移動させ風圧力の大小で遮閉板２１の移動の大小を生じて、回転翼受風面３に加わる風圧を調節している。（図３参照）
【００３７】
従って風圧力が、設定の正常圧力に戻ると伸びているバネ２４は自力で復元して連繋しているセーフティハッチ２０と遮閉板２１は閉じて正面からの風力を回転翼受風面３に受けるとともに風導通路７に入った風力は反対側から反転している回転翼受風面３に風力を受けて回るのである。
【００３８】
ｄ）図７〜１０は本発明に係る軸沿回転翼風車の第４のものの実施例を示すが、円の平らな表面の側面周囲に横へ突起５０のある基盤２９を、基礎上に堅固に固定し、当該風車の土台として中央に台座支軸３０を垂直に固定している、また上部に風車台座３１を水平方向の回転自在に乗せ、ぬけ止めのピン又はナットで固定される。（図９参照）
【００３９】
台座支軸３０に支持されて左右に回転可能な風車台座３１には、裏面に台座支脚３４を設けて基盤２９表面を滑走するローラ又は車輪をつけて支えている、また中心を結ぶ十字線４ケ所の縁より下方向に台座掛３３の先端を基盤２９周囲の欠部に入り込んで、風車台座３１と共に回転して傾きには基盤２９の突起５０に掛かるようになっている、さらに、台座支軸３０より風下の両側面に方向舵３２、３２を固定して、風向き追従によって風車台座３１ごと回転させる。
【００４０】
その風車台座３１表面に堅固に固定した軸支脚３５、３５には当該風車の横軸３６を挿通して回転翼２が固着されていて、横軸３６より下方向に回転翼受風面３を露出している、他方横軸３６より上方向には導風枠５を軸支脚３５に固定し雨水溜まりを排除し、積雪の回転翼２への影響を少なくしている、以下導風枠５の実施状況は前記第１、第３と同じであり説明を省略します。
【００４１】
なお、横軸３６回転翼風車を１つのユニットとして積み重ねて、支柱３８の囲いの中で（図８参照）稼働するようにして、出力をチェーン３９を伝達手段として１つにまとめて発電機又は流体ポンプを駆動し高い出力を得るようになっている、また出力の伝達手段の使途は設置場所の風土環境によってベルト、シャフト、ギヤ等選択余地がある。
【００４２】
ｅ）図１１〜１２は本発明に係る軸沿回転翼風車の第５のものの実施例を示すが、鉄骨構造の長方形に組立てた風車台座３１を回転可能に台座支軸３０で支持し、風車台座３１上側面に立設した軸支脚３５に挿通している横軸回転翼３６の風車ユニットを水平方向に連結して、同一軸３６の回転力を高めている。
【００４３】
風車台座３１下面の外寄りには台座支脚３４を取り付け車輪４１を使って、基礎４０の台座支軸３０設置面に２．５メートル程度の高さのあるゲート架台４２を上面に設けレール４３の軌道上の車輪４１によって、風車台座３１側面に立設している方向舵３２、３２に従って風向きに対応している。
【００４４】
上記、風車台座３１の下面と、基礎４０表面の空間は駐車場、倉庫などの使用が可能で敷地の有効利用ができるほか、基礎４０表面を平坦にすることもなく、ゲート架台４２の高低調節で横軸３６回転翼風車の設置場所は広範なものになる。
【００４５】
図１３〜１４は参考例であって、横軸固定設置型の公知技術を示すが、前記第４〜５のものとの相違点として、予め、風向きを想定して設置し、方向舵を装備しないもので、季節風、大陸風など地方の風通しに合わせて場所が選定される、しかし、本発明の導風枠５、セーフティハッチ２０、遮閉板２１の機能を備えれば大型化が現実のものとなる。
【００４６】
即ち横軸３６回転翼の軸支脚３５、もしくはそれに替わる軸支柱（固定設置の場合）に導風枠５を固定するから、横方向には前記、風車ユニットをいくら接続しても際限はなく、１本の横軸３６をフレキシブル継手を使い接続し、必要に応じて軸支脚３５又は支柱で支持すれば、地形の変化にも対応可能で、例えば海岸だったりビル屋上など建設工事は容易にできる。尚、機械式に行うセーフティハッチ、遮閉板の連繋はワイヤロープでなく、電気信号及びモーター電磁機を使って行うことは可能であるが、本発明を明瞭にするため省略する、また、方向舵の代替手段として、方向センサーと電気信号を結ぶ風車の方向制御をモーターで行うことは可能であるが、本発明を明瞭にするため省略する。
【００４７】
【発明の効果】
以上で明らかな如く、本発明に係る軸沿回転翼の、露出している受風面に対して、対側の抵抗面に空洞状の導風枠を設けて、風導通路の風力流入過程で、さらにプラスした風力を導き入れ、湾曲面に沿って逆向させた放出口から、反転翼に吹きつけ回転翼全てに風力を受け、いわゆるベンチュリー効果が発揮されている。
【００４８】
即ち、従来の垂直軸風車は、受風面積の広い回転翼の方向へ回転していたために、裏面の反転翼側は、同じ風力に抗して回転するから、僅差の回転力でしかなかったし、いくら大型化しても同じ関係でしかなかった。
【００４９】
これに対して、導風枠を常に風上に向ける方向舵によって、風力を風導通路に導き、過剰な風力に対しては、セーフティハッチを開き放出するとともに回転翼前面を遮閉板で塞いで、強風の直撃を免れるようにして不特定の風速に対処し、しかも軸沿回転翼の特長として外径が大きくなると、てこの応用そのままに出力は増加して、本発明はすでに回転翼の抵抗面の負荷はなくなっているから類例のない出力達成を可能にして、軸に伝達した発電機又は流体ポンプを稼働させている。
【００５０】
そのほかに、水平方向に回転する風車台座の左右に軸支脚と、方向舵を立設して軸支脚には横軸回転翼を挿通して、軸より上方に導風枠を設置固定して横軸、即ち水平の回転軸に垂直方向に回転翼が回ることになる、また立設している方向舵は風車台座ごと風向き追従している、従ってこの風車ユニットを上方に積み重ねて、回転軸の動力を総括すれば狭い設地面に高い出力を得ることが可能になっている。
【００５１】
また、風車ユニットを横並びに接続して回転させる風車台座下部と、基礎表面との空間を様々な用途に使用するスペースの提供が可能になっている、例えば空間を利用した施設を駐車場として使用する場合に、台座支脚の軌道敷を、人や車両の通行可能な高さのゲート架台上面に設けるようにして、台座支軸を中心に回転する円周範囲の空間が駐車場などの、風車出力以外の収益を生む施設の利用が可能となっている。
【００５２】
さらに、軸沿回転翼の横軸固定設置型の公知技術に、本発明の導風枠と、セーフティハッチ、又は遮閉板を装着して大型回転翼を実現している、横軸の場合には軸支脚を途中に設けることで回転翼の拡大に限界はなく、前記風車ユニットを１本の軸に連続して取り付け、回転軸の出力を効果的に取り出せるようにしている。
【００５３】
また横軸固定設置型は、海上、山頂、河川敷、砂漠、道路沿、工場など一定方向からの風向きに合わせて、風を待ち受けるもので、本発明では回転軸の途中にユニバーサルジョイントの接続で、直線状や平坦に設置することもなく、保守管理の容易な規模の数段程度にすれば利用価値はさらに高く、再生可能な自然エネルギーの効果的な利用を実現している。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第１〜３のものの実施例を示す３体の回転翼の取り付く正面図である。
【図２】図１で示す平面図である。
【図３】図１で示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図３で示す立体斜視図である。
【図５】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第１〜３のものの実施例を示す単体の露出側面図である。
【図６】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第１〜３のものの実施例を示す単体の背面図である。
【図７】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第４のものの実施例を示す５体の回転翼の取り付く正面図である。
【図８】図７で示す平面図である。
【図９】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第４のものの実施例を示す単体の正面図である。
【図１０】図９で示すＢ−Ｂ線の断面図である。
【図１１】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第５のものの実施例を示す正面図である。
【図１２】図１１で示す平面図である。
【図１３】本発明に係る軸沿回転翼風車の上記第５のものの実施例を示す設置固定型の参考例を示す正面図である。
【図１４】図１３で示す平面図である。
【００５５】
【符号の説明】
１・・・・縦軸
２・・・・回転翼
３・・・・回転翼受風面
４・・・・回転翼抵抗面
５・・・・導風枠
６・・・・風力取り入れ口
７・・・・風導通路
８・・・・湾曲面
９・・・・二次風力取り入れ口
１０・・・・誘引母体（一次）
１１・・・・二次風力
１２・・・・風導通路狭窄部
１３・・・・風導通路放出口
１４・・・・中心線
１５・・・・側面結合部
１６・・・・方向舵
１６’・・・対側張り出し部
１７・・・・方向舵湾曲面
１８・・・・方向舵湾曲面
１９・・・・導風枠軸受
２０・・・・セーフティハッチ
２０’・・・蝶番
２１・・・・遮閉板
２２・・・・ハッチワイヤロープ
２２’・・・ガイドローラ
２３・・・・遮閉板ワイヤロープ
２４・・・・引きバネ
２５・・・・変速ギヤ小
２６・・・・変速ギヤ大
２７・・・・遮閉板軸受
２８・・・・発電機
２９・・・・平基盤
３０・・・・台座支軸
３０’・・・台座支軸連結部
３１・・・・風車台座
３２・・・・横軸風車方向舵
３３・・・・風車台座掛
３４・・・・台座支脚
３５・・・・軸支脚
３６・・・・横軸
３７・・・・レール
３８・・・・支柱
３９・・・・チェーン
４０・・・・基礎
４１・・・・車輪
４２・・・・ゲート架台
４３・・・・レール
４４・・・・遮閉板フック
４５・・・・台座軸受
４６・・・・ゲート上面
４７・・・・縦軸受
４８・・・・縦軸中間軸受
４９・・・・アーム
５０・・・・基盤突起
５１・・・・セーフティフック
５２・・・・遮閉板バネ掛
５３・・・・導風枠バネ掛

Claims

回転する縦軸１の側面又は基礎４０に固定した縦軸１の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を縦軸１に対して水平方向の偏芯軸の半周に設け、導風枠５の重心下端の導風枠支脚５’を円周に回転可能に保持し湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、風導通路７狭窄部１２の流速誘引を利用した二次風力１１を風導通路７内部に吸引させ、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて風向きと反対方向に変換した放出口１３より回転翼受風面３に放出させて縦軸１の全回転翼に風力を受けて回転させるようにした軸沿回転翼風車。
導風枠５後方縦軸１中心線１４寄りの側面１５に結合した方向舵１６を、対側縦軸１より風下の導風枠５の対抗圧力に対峙して先端にかけて曲面１７、１８に伸ばし、縦軸１に回転可能に接合した導風枠軸受１９を支点の導風枠５を風下に長い偏芯構造として導風枠軸受１９を中心に回動する導風枠５と、方向舵１６をつり合わせ双方に加わる風圧を均衡させ縦軸１を中心とした風向きに沿い風導通路７の風力取り入れ口６を常時風上に向け回転翼２を回転させるようにした軸沿回転翼風車。
風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３先端の引きバネ２４により互いに閉止を保持し、バネ２４力を上回る過圧風力でセーフティハッチ２０を開き風導通路７内圧を放出すると同時に連繋したワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して縦軸１を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受けて回転させ縦軸１の出力を伝達ギヤにより発電機２８又は流体ポンプを稼働させるようにした軸沿回転翼風車。
平基盤２９に固定した台座支軸３０に可回動に装着した風車台座３１の台座支軸３０より風下の側面上方に方向舵３２と、側面下方周囲に風車台座掛３３を固定し、かつ下面外周近傍に平基盤を滑走する台座支脚３４を設け側面の風車台座掛３３を空走状のかぎ状に設けて転倒を防ぐとともに、回転する横軸３６の側面又は固定した横軸の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を風車台座３１表面両サイドの軸支脚３５に支持された横軸３６より上方半周に設けて湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、風導通路７狭窄部１２の流速誘引を利用した二次風力１１を風導通路７内部に吸引させ、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて風向きと反対方向に変換した放出口１３より回転翼受風面３に放出させて横軸３６の全回転翼に風力を受けて回転させ、風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３先端の引きバネ２４により互いに閉止を保持し、バネ２４を上回る過圧風力でセーフティハッチ２０を開き風導通路７内圧を放出すると同時に連繋したワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して横軸３６を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受け回転させ、台座支軸３０を支点に風車台座３１上の積載装置を方向舵３２の風向き追従で回転させて、風力取り入れ口６を風上に向けるとともに横軸３６回転翼風車自体の複数を積み重ねた頂部の支軸４８をアーム４９支柱３８で補強し、それぞれの出力は１本のチェーン３９の連繋作動で発電機２８又は流体ポンプの動力源として使用するようにした軸沿回転翼風車。
基礎４０に立設した台座支軸３０に可回動に装着した風車台座３１の台座支軸３０より風下の側面上方にかけて、方向舵３２、３２を固定し、風車台座３１下面に台座支脚３４を設け先端の車輪４１をゲート架台４２上面のレール４３上を走行可能にして方向舵３２、３２の風向き追従とともに、風車台座３１表面に立設した軸支脚３５を挿通回転する横軸３６の側面又は固定した横紬の周囲を回転するケーシング側面に固着した回転翼２の受風面３との対称回転翼４にそれをとりまく空洞の導風枠５を横軸３６回転翼上方半周に設けて湾曲８の風導通路７を形成するとともに風力取り入れ口６より風下の導風枠５側面に二次風力取り入れ口９を開口し、誘引母体（一次）１０の風力とともに湾曲８した風導通路７先端をカーブさせて横軸３６の全回転翼に風力を受けて回転させ、風導通路７に設けたセーフティハッチ２０を外方向に開閉可能に取り付け、遮閉板２１とを結ぶワイヤロープ２２、２３は変速ギヤ小２５大２６を介して横軸３６を支点とする遮閉板軸受２７に接合した遮閉板２１を回転翼受風面３前面に移動させて過強風時に加わる風圧を抑制すると共に平常風圧時にはセーフティハッチ２０をバネ２４力により閉じて全ての回転翼２に風力を受け回転させ、横軸３６回転翼に付帯する導風枠５セーフティハッチ２０遮閉板２１を包含した風車ユニットを横軸３６に結合し、複数個の風車ユニット搭載の風車台座３１の表面に設置した発電機２８又はオイルポンプに出力を伝達するようにした軸沿回転翼風車。