JP2004218620A - 風車および該風車を利用した風力発電装置 - Google Patents
風車および該風車を利用した風力発電装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】弱い風でも円滑に回転して高いトルクを得ることができる、実用化に適した風車および、この風車を利用した風力発電装置を提供する。
【解決手段】垂直軸の回りを回転する垂直方向もしくは水平方向の回転翼、またはこの両者が、回転軸に連結した連結部材に結合している風車において、前記回転翼の断面形状を翼形、変形翼形または液滴状とし、かつ、その回転翼の長手方向に沿ってこの回転翼を分割した部分をそれぞれヒンジによって屈曲自在になるように互いに結合させるとともに、この回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を前記連結部材に結合させ、そして回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に係止させる。
【選択図】図1
【解決手段】垂直軸の回りを回転する垂直方向もしくは水平方向の回転翼、またはこの両者が、回転軸に連結した連結部材に結合している風車において、前記回転翼の断面形状を翼形、変形翼形または液滴状とし、かつ、その回転翼の長手方向に沿ってこの回転翼を分割した部分をそれぞれヒンジによって屈曲自在になるように互いに結合させるとともに、この回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を前記連結部材に結合させ、そして回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に係止させる。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、或る種の風車およびこの風車を用いる風力発電装置に関し、そしてより詳しくは、あらゆる風向きの微風から強風にまで及ぶ風で円滑に回転して、その風力から効率良く動力を生み出す実用化に適した風車およびこのような風車を利用して風力から電力を発生させる風力発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年では、石炭や石油等の化石燃料が大量に消費されて、それらの燃焼によって生ずる燃焼ガスが地球の温暖化、大気、土壌および海洋等の汚染、酸性雨および森林やオゾン層の破壊を招くという環境破壊の弊害が次第に深刻化してきているところから、最近は、化石燃料に代わる代替エネルギー、特に太陽光や風力などのクリーンエネルギーを利用する技術の開発に益々注目が集まってきている。
【0003】
このクリーンエネルギーの一つとして、風力を利用する風力発電が従来研究、開発されてきており、この風力発電に使われる風車には様々な種類の風車が今日まで提案されてきた。
【0004】
このような風車としては、従来、回転軸が垂直になっているサボニウス形風車が知られていて、この風車はどのような方向に吹く風の風力でも受けて大きなトルクを発生するものの、概して重量が重くなる傾向があって大型化し難く、また弱い風では回転を起こし難い上に、その効率が低いため、実用化し難いという不都合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
それで、上記のようなサボニウス形風車よりも軽量で、弱い風でも円滑に回転して高いトルクが得られる、実用化に適した風車の開発が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述のような従来技術の状況に鑑みて種々研究を重ねた結果、
1.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記回転翼の水平方向断面を、翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分を前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジにより結合することによって、前記回転翼を一体に形成し、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記回転翼を前記回転軸に連結させ、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に 係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限するか、または
【0007】
2.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記回転翼の垂直方向断面を、翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分を前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼を一体に形成し、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記回転翼を前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限するか、または
【0008】
3.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面を、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分をそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼をそれぞれ一体に形成し、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分をそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼を前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分をそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限すると、
【0009】
前記のヒンジ部分で屈曲可能となっている前記縦方向または横方向の回転翼は、風力を受けて、魚の鰭のように水平方向おまたは下方向にそれぞれ揺動し、この揺動に伴って、前記縦方向または横方向の回転翼の比較的厚い片側端縁部分を先頭とする円周方向の推進力、すなわち、前記回転軸を中心としてその周りを前記回転翼が回る円滑な回転力が生じて前記回転軸を回転させ、そしてこのような回転翼を有する風車は、広範囲の様々な風向きの風に対して高いトルクをもって同様な回転を起こすことができるという利点を具えている上に、強い風によって回転している場合でも騒音や振動を殆ど生じないので、この風車は様々な風を有効に、かつ効率良く取り入れて極めて効率の高い実用に適した風車となり、したがって風力から回転力を得るためにこのような風車を利用すれば、有利な動力装置または風力発電装置が得られること、
を見い出した。
【0010】
本発明は、このような知見に基づいて発明されたもので、
1.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に 係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0011】
2.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0012】
3.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0013】
4.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、
【0014】
5.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備
えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、および
【0015】
6.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であっ
て、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、
に係わるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明による前記1の風車は請求項1に係わる風車に相当していて、この風車は、図1の斜視図に示されるような風車1を包含している。
【0017】
図1では、便宜上、風車1に設けられている3枚の垂直の回転翼2、2、2のうちの1枚だけについて描かれており、これらの回転翼は回転軸3を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸3を中心として互いに120度の中心角を隔てて配置されている。
【0018】
回転翼2は直方体部分4aと円盤状部分4bとからなる連結部材4および上方の軸受部材5aを介して回転軸3と結合しているので、風力を受けて回転を起こす回転翼2の回転力は連結部材4、および円盤状部分4bに嵌め込まれている軸受部材5aを通じて回転軸3に伝達され、それによって回転軸3は回転翼2の回転に伴って回転する。
【0019】
回転軸3の上方で軸受部材5aと結合している前記円盤状部分4bおよび回転軸3の下部で軸受部材5bと結合している円盤4’が円筒状の本体6aおよび4本の脚部6bを有する支持部材6で支持されることによって、風車1は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図1では、便宜上、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0020】
回転翼2は、例えば、それの水平方向断面を表している図2に示されるように翼形を呈していて、それの縦方向、すなわち長手方向に分割された4つの分割部分2a,2b,2cおよび2dがそれらの縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジ8で順次結合することによって一体に形成されているので、回転翼2は、これらの分割部分がヒンジ8において互いに屈曲自在なものとなっている。
【0021】
回転翼2の比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分2aは、図1に示されるように、連結部材4の直方体部分4aに結合し、一方、回転翼2の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分2dはゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材7で前記板状部分4aに係止されている。
【0022】
分割部分2aは前記直方体部分4aに結合することによって非揺動性の端縁部2xを形成し、そしてこの直方体部分4aに結合していない分割部分2b,2cおよび2dは水平方向に自由に揺動する揺動性部分2yを形成している。
【0023】
前記付勢部材7は回転翼2をニュートラルの位置に戻すように働いて回転翼2の水平方向の揺動範囲を制限するとともに、その揺動に勢いを付けて回転翼2の推進力を高めるように作用する。
【0024】
以上のように構成されている風車1の回転翼2に風が当たると、全体として水平方向に可撓性に形成されている回転翼2は、直方体部分4aに固定されている非揺動性の端縁部分2xを支点として、揺動性部分2yが水平方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、非揺動性端縁部分2xを先頭とする推進力、したがって回転軸3を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車1では図1の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0025】
この回転によって、回転軸3の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機9は回転軸3の回転力を受けて電力を発生するので、図1は風車1を示しているとともに、この風車1を含んで、それの回転によって電力を発生する風力発電装置1E、したがって前記4の風力発電装置、すなわち請求項5に係わる風力発電装置も示している。
【0026】
また、回転軸3を前記発電機9の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車1から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車1は様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0027】
次に、本発明による前記2の風車は請求項2に係わる風車に相当していて、この風車は、図3の斜視図に示されるような風車11を包含している。
【0028】
図3においても、便宜上、図1と同様に、風車11に設けられている3枚の水平の回転翼12、12、12のうちの1枚だけについて描かれており、これらの回転翼は回転軸13を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸13を中心として互いに120度の中心角を隔てて回転軸13から放射方向に配置されている。
【0029】
回転翼12もまた、既に図2に示された前記回転翼2と同様に、翼形の形状を呈し、そして縦方向に沿って分割された4つの分割部分12a,12b,12cおよび12dがヒンジ18で互いに順次連結されることによって一体に形成されているので、この回転翼12についてそれの垂直方向断面、すなわち回転翼12の広がりに沿う平面に垂直な断面を図示することは省略する。
【0030】
図3に描かれている風車11においては、直方体部分14aと円盤状部分14bとからなる連結部材14のうちの前記直方体部分14aの上面に前記分割部分12aが固定され、そしてこの直方体部分14aが円盤状部分14bに結合していることによって、回転翼12は軸受部材15aを介して回転軸13と結合しているので、風力を受けて回転を起こす回転翼12の回転力は連結部材14および軸受部材15aを通して回転軸13に伝達され、それによって回転軸13は回転する。
【0031】
回転軸13の上方で軸受部材15aと結合している円盤状の連結部材14および回転軸13の下部で軸受部材15bと結合している円盤14’が円筒状の本体16aおよび4本の脚部16bを有する支持部材16で支持されることによって風車11は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図3でも、図1と同様に、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0032】
分割部分12a,12b,12cおよび12dも、前記回転翼2と同様に、ヒンジ18において互いに屈曲可能に結合しているので、この回転翼12も、風を受ければ上下方向に撓むように構成されている。
【0033】
この回転翼12においても、回転翼2の場合と同様に、比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分12aが前記連結部材14に結合することによって非揺動性の端縁部を形成し、一方、回転翼12の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分2dはゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材17および三角形状の係止部材10を介して前記円盤状部分14bに係止されている。
【0034】
付勢部材17は回転翼12をニュートラルの位置に戻すように働いてその回転翼12の垂直方向の揺動範囲を制限するとともに、その揺動に勢いを付けて回転翼12の推進力を高めるように作用し、そして直方体部分14aに結合していない分割部分12b,12cおよび12dは垂直方向、すなわち上下方向に自由に揺動する揺動性部分を形成している。
【0035】
以上のように構成されている風車11の回転翼12に風が当たると、全体として垂直方向に可撓性に形成されている回転翼12は、回転翼2の場合と同様に、連結部材14に固定されている前記非揺動性の端縁部分、すなわち分割部分12aを支点として、前記分割部分12b,12cおよび12dによって構成される揺動性部分が垂直方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、前記端縁部分12aを先頭とする推進力、したがって回転軸13を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車11では図3の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0036】
この回転によって、回転軸13の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機19は回転軸13の回転力を受けて電力を発生するので、図3は風車11を示しているとともに、この風車11を含んで、それの回転により電力を発生する風力発電装置11E、したがって前記5の風力発電装置、すなわち請求項6に係わる風力発電装置も示している。
【0037】
また、この風車11においても、前記の風車1の場合と同様に、回転軸13を前記発電機19の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車11から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車11も様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0038】
次に、本発明による前記3の風車は請求項3に係わる風車に相当していて、この風車は、図4の斜視図に示されるような風車21を包含している。
【0039】
この風車21は、図1に示される回転翼2と図2に示される回転翼12との両方を具えている風車であって、その他の点は前記の風車1および風車11と同様である。
【0040】
図4でも、便宜上、図1および図3と同様に、風車21にそれぞれ3枚ずつ設けられている垂直の回転翼22、22、22および水平の回転翼22’、22’、22’のうちの一組だけについて描かれており、これらの垂直方向および水平方向の回転翼はいずれも回転軸23を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸23を中心として互いに120度の中心角を隔ててそれぞれ垂直方向または回転軸23から放射方向に配置されている。
【0041】
垂直方向の回転翼22および放射方向の回転翼22’も、既に図2に示された前記回転翼2と同様に、翼形の形状を呈し、そしてこれらの回転翼のそれぞれの縦方向および水平方向に沿って分割されたそれぞれの4つの分割部分22a,22b,22cおよび22d並びに22’a,22’b,22’cおよび22’dがそれぞれヒンジ28および28’で互いに順次連結されることによって、これらの回転翼22および22’はそれぞれ一体に形成されているので、これらの回転翼22および22’についてそれの水平方向断面および垂直方向断面を図示することは省略する。
【0042】
垂直方向の回転翼22の分割部分22aは、直方体部分24aと円盤状部分24bとからなる連結部材24のうちの直方体部分24aの端部に結合し、一方、放射方向の回転翼22’の分割部分22’aは直方体部分24aの上面に固定され、そしてこの直方体部分24aは円盤状部分24bおよび上方の軸受部材25aを介して回転軸23と結合することによって、回転翼22および22’はいずれも回転軸23に連結している。したがって、風力を受けてそれぞれ回転を起こす回転翼22および22’の回転力は、直方体部分24a、円盤状部分24bおよびこの円盤状部分24bに嵌め込まれている軸受部材25aを通して回転軸23に伝達されるので、回転軸23は回転翼22および回転翼22’の回転に伴って回転する。
【0043】
回転軸23の上方で軸受部材25aと結合している円盤状部分24bおよび回転軸23の下部で軸受部材25bと結合している円盤24’が円筒状の本体26aおよび4本の脚部26bを有する支持部材26で支持されることによって、風車21は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図4においても、図1および図3と同様に、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0044】
分割部分22a,22b,22cおよび22d並びに22’a,22’b,22’cおよび22’dも、前記回転翼2および12と同様に、それぞれヒンジ28および28’において互いに屈曲可能に結合しているので、回転翼22および22’も、風を受ければそれぞれ水平方向および上下方向に撓むように構成されている。
【0045】
垂直方向の回転翼22および放射方向の回転翼22’においても、回転翼2および12の場合と同様に、それぞれの比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分22aおよび22’aがそれぞれ前記直方体部分24aに結合することによっていずれも非揺動性の端縁部を形成し、一方、回転翼22の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分22dは、ゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材27、棒状の係止部材20bおよび三角形状の係止部材20aを介して前記直方体部分24aに係止され、そして回転翼22’の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分22’dは、同様な付勢部材27’および三角形状の係止部材20’を介して前記円盤状部分24bに係止されている。
【0046】
これらの付勢部材27および27’は、回転翼22および回転翼22’をそれぞれニュートラルの位置に戻すように働いて、回転翼22の水平方向の揺動範囲および回転翼22’の垂直方向(上下方向)の揺動範囲を制限するとともに、それらの揺動に勢いを付けて回転翼22および回転翼22’の推進力をそれぞれ高めるように作用し、そして連結部材24のうちの直方体部分24aに結合していない分割部分22b,22c,22dおよび22’b,22’c,22’dはそれぞれ水平方向および垂直方向に自由に揺れ動く揺動性部分を形成している。
【0047】
以上のように構成されている風車21の回転翼22および22’に風が当たると、全体として水平方向に可撓性に形成されている回転翼22および全体として垂直方向に可撓性に形成されている回転翼22’は、回転翼2および12の場合と同様に、直方体部分24aにそれぞれ固定されている非揺動性の端縁部分、すなわち分割部分22aおよび22’aをそれぞれ支点として、前記分割部分22b,22c,22dおよび22’b,22’c,22’dによってそれぞれ構成される揺動性部分が水平方向および垂直方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、前記端縁部分22aおよび22’aをを先頭とする推進力、したがって回転軸23を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車21では図4の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0048】
この回転によって、回転軸23の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機29は回転軸23の回転力を受けて電力を発生するので、図4は風車21を示しているとともに、この風車21を含んで、それの回転により電力を発生する風力発電装置21E、したがって前記6の風力発電装置、すなわち請求項7に係わる風力発電装置も示している。
【0049】
また、この風車21においても、前記の風車1および11の場合と同様に、回転軸23を前記発電機29の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車21から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車21も様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0050】
図1、図3および図4に示された風車はいずれも3枚の回転翼を有し、かつこの回転翼は4つに分割されたものとして説明されてきたけれども、この回転翼は2枚以上の適宜の枚数でもよく、また、4つに限らず、2つ以上の適宜の数に分割されていてもよい。
【0051】
垂直方向および放射方向の回転翼を共に有する風車として、ここでは図4の風車を例示したけれども、これらの垂直方向および放射方向の回転翼は、図4に示されるように必ずしも一体に結合していなくてもよく、またそれらの数は互いに同じ数でなくてもよい。
【0052】
本発明の風車における垂直方向の回転翼は、それの回転円周に対する接線方向の平面に沿っていても、またこの回転円周に沿った円弧状を呈していてもよく、更に回転方向、垂直方向または水平面に対して或る角度をもって傾いていてもよい。
【0053】
以上に述べた風車および風力発電装置において使われる回転翼としては翼型の形状を有するものを例として挙げたが、この回転翼は下記の図5および図6の断面図で示されるような変形翼形であってもよい。
【0054】
この変形翼形は、断面が前記の翼形に類似していても、その翼形の範疇にも、また後で述べる液滴状の範疇にも入らないものであり、それの一方の片側端縁部分が比較的厚く、その他の部分が比較的厚くて、その回転翼の上下表面を前記断面において表した線が全体にわたって前記の翼形と同様に互いに対称になっていない、あらゆる形状を意味している。
【0055】
断面が変形翼形になっている回転翼の一例は図5の断面図に示される通りであって、この回転翼32の一方の片側端縁部分32aは比較的厚く、その他の分割部分の32b,32cおよび32dは端縁部分32aよりも薄くて互いにほぼ同等の厚さを有し、かつ回転翼32の上の全体にわたる表面の線32Lと下の全体にわたる表面の線32L’とが互いに対称になっていない。
【0056】
図6は変形翼形の回転翼のもう一つの例を示す断面図であって、この回転翼32’においては、比較的厚い片側端縁部分32’a以外の分割部分の32’b,32’cおよび32’dが、端縁部分32’aから遠ざかるにしたがって厚さが次第に薄くなっている点で、回転翼32’は図5の回転翼32と異なっている。
【0057】
本発明における回転翼の断面形状としては、上記の形状の他に液滴状の形状があって、この液滴状の形状とは、液滴の断面のように、それの一方の片側端縁部分が比較的厚く、その他の部分は比較的薄くて、その回転翼の上下表面を前記断面において表した線が全体にわたって互いに対称になっている、あらゆる形状を意味していて、前記の翼形および変形翼形にいずれにも属さない形状を意味している。
【0058】
断面が液滴状の回転翼の一例は図7の断面図に示される通りであって、この回転翼42の一方の片側端縁部分42aは比較的厚く、その他の分割部分の42b,42cおよび42dは端縁部分42aよりも薄く、かつ回転翼42の上の全体にわたる表面の線42Lと回転翼42の下の全体にわたる表面の線42L’とは互いに対称になっている。
【0059】
本発明の風車における各回転翼は、一つの風車について翼型、変形翼型および液滴状のうちのいずれか1種だけに限られることなく、これらの形状の二つ以上が組み合わされたものも本発明の風車で利用することができる。
【0060】
本発明の風車において使われる回転翼の立体的な形状、すなわちそれの平面的な形状と前記断面に垂直な平面に沿った形状とで表される形状は、それの前述のような構成要件と作用および本発明の目的に沿う限り、原則としてどのような形状のものでもよいが、前記垂直方向の回転翼について述べれば、例えば次のような三つの形状が例として挙げられる。
【0061】
その一番目の例としては、図8の平面図に示されるように、中央部51、すなわち、例えば、図1に示される回転翼2および図4に示される回転翼22においてそれぞれ直方体部分4aまたは24aと結合する部分に相当する部分51と、この中央部51から回転翼の両端52,52に至るまでの各幅Uが同一であり、かつ、図8に示されるR−R線を含む垂直断面に沿った複数個の断面R1〜R5の形状が、図9に見られるように、中央部51から両端52,52に至るまで互いに同一であるとともに、その垂直断面の寸法も互いに同一になっている回転翼50が挙げられる。
【0062】
次に、二番目の例としては、図10の平面図に示されるように、前記のような中央部61から回転翼60の両端62,62に至るにしたがって幅Vが次第に狭くなっているとともに、図10に示されるS−S線を含む垂直断面に沿った複数個の断面S1〜S5の形状が、図11に見られるように、中央部61から両端62,62に至るまで互いに相似形になっている回転翼60が挙げられる。
【0063】
また、三番目の例としては、図12の平面図に示されるように、前記のような中央部71から回転翼の両端72,72に至るまでの各幅Wが同一であり、かつ、図12に示されるT−T線を含む垂直断面に沿った複数個の断面T1〜T5の厚さが、図13に示されるように、中央部71から両端72,72に至るにしたがって次第に薄くなることによって、その各断面が中央部71から両端72,72に至るまで互いに同一の形状とも寸法ともなってなく、また、それらの断面の形状が互いに相似形ともなっていない回転翼70が挙げられる。
【0064】
前述のような放射方向の回転翼についても、上記の垂直方向の回転翼と同じような三つの例を挙げることができる。放射方向の回転翼では、それの回転軸に近い基部が垂直方向の回転翼における前記中央部に相当し、そしてそれの先端部が垂直方向の回転翼における前記両端の内の一端に相当して、この放射方向の回転翼の三つの例は、図8〜13に示される回転翼50、60および70のそれぞれの中央部から片側の端部に至るまでの回転翼の形状に相当しているので、放射方向の回転翼のこのような三つの例を図で示すことは省略する。
【0065】
以上に例示した回転翼については、それらの中央部と端部との真ん中を結ぶ直線、例えば、図10においてA−Aで示される直線が、この図10に示される前記S−Sを含む平面に対して垂直になっている回転翼を示したが、このようなA−Aで示される直線が前記S−Sを含むような平面に対して垂直になっていないような回転翼を本発明の回転翼としてもよい。
【0066】
このような回転翼の一例は図14の平面図に示されており、この回転翼80においては、それの前後の面に沿う直線83と84とが中央部81から端部82に至るまで互いに平行であって、すなわち平面図に示される回転翼80の幅が中央部81から端部82に至るまで同一であって、中央部81の真ん中を通る直線B−Bが中央部の中心線C−Cを含む平面に対して直角ではない或る角度をもって傾いている。
【0067】
もう一つの例は図15の平面図に示されていて、この回転翼90においては、それの前後の面に沿う直線93と94のうちの直線94は中心線C−Cの左右において折れることなく一直線であって、これらの直線93と94とは互いに平行でなく、すなわち平面図に示される回転翼90の幅が中央部91から端部92に至るにしたがって次第に狭くなっていて、中央部91の真ん中を通る直線D−Dが中央部の中心線C−Cを含む平面に対して直角ではない或る角度をもって傾いている。
【0068】
本発明の風車に組み込まれる回転翼は、一般にどのような材料からなるものでもよいが、この材料としては、要求される強度および計量であるという特性から見て、カーボンファイバー、グラスファイバー、カーボングラス、バルサ材、プタスチック、軽金属、またはこれらの材料を組み合わせた複合材料等が好ましいものとして挙げられる。
【0069】
図を参照してこれまでに説明された風車および風力発電装置は、本発明に属する風車および風力発電装置の極く限られた例を示すものであって、本発明の風車および風力発電装置は、これらの例に限られることなく、特許請求の範囲で規定される要件を具えたあらゆる風車および風力発電装置を包含しており、例えば、以上に例示された風車および風力発電装置について前述のような様々な変更が加えられた風車および風力発電装置も包含している。
【0070】
【発明の効果】
以上述べた説明から明らかなように、本発明によれば、比較的弱い風でも円滑に回転し、そしてその風力をできるだけ無駄なく受け入れて、高いトルクを発生する実用に適した風車、およびこのような風車が利用されることによって効率の高い実用に適した風力発電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明による風車で使用される翼形の回転翼の一例を示す断面図である。
【図3】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置のもう一つの例を示す斜視図である。
【図4】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置の別の一例を示す斜視図である。
【図5】本発明による風車で使用される変形翼形の回転翼の一例を示す断面図である。
【図6】本発明による風車で使用される変形翼形の回転翼のもう一つの例を示す断面図である。
【図7】本発明による風車で使用される液滴状の回転翼の一例を示す断面図である。
【図8】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の一例を示す平面図である。
【図9】図8に示されるR−R線を含む垂直断面に沿った複数個の断面R1〜R5の形状を、図8に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図10】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状のもう一つの例を示す平面図である。
【図11】図10に示されるS−S線を含む垂直断面に沿った複数個の断面S1〜S5の形状を、図10に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図12】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の別の一例を示す平面図である。
【図13】図12に示されるT−T線を含む垂直断面に沿った複数個の断面T1〜T5の形状を、図12に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図14】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の例を示す平面図である。
【図15】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状のもう一つの例を示す平面図である。
【符号の説明】
1,11,21 ・・・・・・・風車
1E,11E,21E ・・・・・・・風力発電装置
2,12,22,22’,32,32’,
42,50,60,70,80,90 ・・・・回転翼
2a〜2d,12a〜12d,22a〜22d,
22’a〜22’d,32a〜32d,
32’a〜32’d,42a〜42d ・・・・分割部分
2x ・・・・・・・非揺動性端縁部分
2y ・・・・・・・揺動性部分
3,13,23 ・・・・・・・回転軸
4,14,24 ・・・・・・・連結部材
4a,14a,24a ・・・・・・・直方体部分
4b,14b,24b ・・・・・・・円盤状部分
4’,14’,24’ ・・・・・・・円盤
5a,5b,15a,15b,25a,25b・・・・軸受部材
6,16,26 ・・・・・・・支持部材
7,17,27,27’ ・・・・・・・付勢部材
8,18,28,28’ ・・・・・・・ヒンジ
9,19,29 ・・・・・・・発電機
10,20,20’ ・・・・・・・係止部材
A ・・・・・・・回転の向き
R1〜R5,S1〜S5,T1〜T5 ・・・・・・・断面
【発明の属する技術分野】
本発明は、或る種の風車およびこの風車を用いる風力発電装置に関し、そしてより詳しくは、あらゆる風向きの微風から強風にまで及ぶ風で円滑に回転して、その風力から効率良く動力を生み出す実用化に適した風車およびこのような風車を利用して風力から電力を発生させる風力発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年では、石炭や石油等の化石燃料が大量に消費されて、それらの燃焼によって生ずる燃焼ガスが地球の温暖化、大気、土壌および海洋等の汚染、酸性雨および森林やオゾン層の破壊を招くという環境破壊の弊害が次第に深刻化してきているところから、最近は、化石燃料に代わる代替エネルギー、特に太陽光や風力などのクリーンエネルギーを利用する技術の開発に益々注目が集まってきている。
【0003】
このクリーンエネルギーの一つとして、風力を利用する風力発電が従来研究、開発されてきており、この風力発電に使われる風車には様々な種類の風車が今日まで提案されてきた。
【0004】
このような風車としては、従来、回転軸が垂直になっているサボニウス形風車が知られていて、この風車はどのような方向に吹く風の風力でも受けて大きなトルクを発生するものの、概して重量が重くなる傾向があって大型化し難く、また弱い風では回転を起こし難い上に、その効率が低いため、実用化し難いという不都合があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
それで、上記のようなサボニウス形風車よりも軽量で、弱い風でも円滑に回転して高いトルクが得られる、実用化に適した風車の開発が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前述のような従来技術の状況に鑑みて種々研究を重ねた結果、
1.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記回転翼の水平方向断面を、翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分を前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジにより結合することによって、前記回転翼を一体に形成し、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記回転翼を前記回転軸に連結させ、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に 係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限するか、または
【0007】
2.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記回転翼の垂直方向断面を、翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分を前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼を一体に形成し、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分を連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記回転翼を前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分を付勢部材で前記連結部材に係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限するか、または
【0008】
3.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車において、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面を、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈するものとし、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分をそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼をそれぞれ一体に形成し、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分をそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材を前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼を前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分をそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止することによって、前記回転翼の揺動範囲を制限すると、
【0009】
前記のヒンジ部分で屈曲可能となっている前記縦方向または横方向の回転翼は、風力を受けて、魚の鰭のように水平方向おまたは下方向にそれぞれ揺動し、この揺動に伴って、前記縦方向または横方向の回転翼の比較的厚い片側端縁部分を先頭とする円周方向の推進力、すなわち、前記回転軸を中心としてその周りを前記回転翼が回る円滑な回転力が生じて前記回転軸を回転させ、そしてこのような回転翼を有する風車は、広範囲の様々な風向きの風に対して高いトルクをもって同様な回転を起こすことができるという利点を具えている上に、強い風によって回転している場合でも騒音や振動を殆ど生じないので、この風車は様々な風を有効に、かつ効率良く取り入れて極めて効率の高い実用に適した風車となり、したがって風力から回転力を得るためにこのような風車を利用すれば、有利な動力装置または風力発電装置が得られること、
を見い出した。
【0010】
本発明は、このような知見に基づいて発明されたもので、
1.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に 係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0011】
2.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0012】
3.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車、
【0013】
4.風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、
【0014】
5.垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備
えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、および
【0015】
6.垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であっ
て、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置、
に係わるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明による前記1の風車は請求項1に係わる風車に相当していて、この風車は、図1の斜視図に示されるような風車1を包含している。
【0017】
図1では、便宜上、風車1に設けられている3枚の垂直の回転翼2、2、2のうちの1枚だけについて描かれており、これらの回転翼は回転軸3を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸3を中心として互いに120度の中心角を隔てて配置されている。
【0018】
回転翼2は直方体部分4aと円盤状部分4bとからなる連結部材4および上方の軸受部材5aを介して回転軸3と結合しているので、風力を受けて回転を起こす回転翼2の回転力は連結部材4、および円盤状部分4bに嵌め込まれている軸受部材5aを通じて回転軸3に伝達され、それによって回転軸3は回転翼2の回転に伴って回転する。
【0019】
回転軸3の上方で軸受部材5aと結合している前記円盤状部分4bおよび回転軸3の下部で軸受部材5bと結合している円盤4’が円筒状の本体6aおよび4本の脚部6bを有する支持部材6で支持されることによって、風車1は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図1では、便宜上、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0020】
回転翼2は、例えば、それの水平方向断面を表している図2に示されるように翼形を呈していて、それの縦方向、すなわち長手方向に分割された4つの分割部分2a,2b,2cおよび2dがそれらの縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジ8で順次結合することによって一体に形成されているので、回転翼2は、これらの分割部分がヒンジ8において互いに屈曲自在なものとなっている。
【0021】
回転翼2の比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分2aは、図1に示されるように、連結部材4の直方体部分4aに結合し、一方、回転翼2の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分2dはゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材7で前記板状部分4aに係止されている。
【0022】
分割部分2aは前記直方体部分4aに結合することによって非揺動性の端縁部2xを形成し、そしてこの直方体部分4aに結合していない分割部分2b,2cおよび2dは水平方向に自由に揺動する揺動性部分2yを形成している。
【0023】
前記付勢部材7は回転翼2をニュートラルの位置に戻すように働いて回転翼2の水平方向の揺動範囲を制限するとともに、その揺動に勢いを付けて回転翼2の推進力を高めるように作用する。
【0024】
以上のように構成されている風車1の回転翼2に風が当たると、全体として水平方向に可撓性に形成されている回転翼2は、直方体部分4aに固定されている非揺動性の端縁部分2xを支点として、揺動性部分2yが水平方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、非揺動性端縁部分2xを先頭とする推進力、したがって回転軸3を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車1では図1の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0025】
この回転によって、回転軸3の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機9は回転軸3の回転力を受けて電力を発生するので、図1は風車1を示しているとともに、この風車1を含んで、それの回転によって電力を発生する風力発電装置1E、したがって前記4の風力発電装置、すなわち請求項5に係わる風力発電装置も示している。
【0026】
また、回転軸3を前記発電機9の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車1から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車1は様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0027】
次に、本発明による前記2の風車は請求項2に係わる風車に相当していて、この風車は、図3の斜視図に示されるような風車11を包含している。
【0028】
図3においても、便宜上、図1と同様に、風車11に設けられている3枚の水平の回転翼12、12、12のうちの1枚だけについて描かれており、これらの回転翼は回転軸13を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸13を中心として互いに120度の中心角を隔てて回転軸13から放射方向に配置されている。
【0029】
回転翼12もまた、既に図2に示された前記回転翼2と同様に、翼形の形状を呈し、そして縦方向に沿って分割された4つの分割部分12a,12b,12cおよび12dがヒンジ18で互いに順次連結されることによって一体に形成されているので、この回転翼12についてそれの垂直方向断面、すなわち回転翼12の広がりに沿う平面に垂直な断面を図示することは省略する。
【0030】
図3に描かれている風車11においては、直方体部分14aと円盤状部分14bとからなる連結部材14のうちの前記直方体部分14aの上面に前記分割部分12aが固定され、そしてこの直方体部分14aが円盤状部分14bに結合していることによって、回転翼12は軸受部材15aを介して回転軸13と結合しているので、風力を受けて回転を起こす回転翼12の回転力は連結部材14および軸受部材15aを通して回転軸13に伝達され、それによって回転軸13は回転する。
【0031】
回転軸13の上方で軸受部材15aと結合している円盤状の連結部材14および回転軸13の下部で軸受部材15bと結合している円盤14’が円筒状の本体16aおよび4本の脚部16bを有する支持部材16で支持されることによって風車11は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図3でも、図1と同様に、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0032】
分割部分12a,12b,12cおよび12dも、前記回転翼2と同様に、ヒンジ18において互いに屈曲可能に結合しているので、この回転翼12も、風を受ければ上下方向に撓むように構成されている。
【0033】
この回転翼12においても、回転翼2の場合と同様に、比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分12aが前記連結部材14に結合することによって非揺動性の端縁部を形成し、一方、回転翼12の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分2dはゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材17および三角形状の係止部材10を介して前記円盤状部分14bに係止されている。
【0034】
付勢部材17は回転翼12をニュートラルの位置に戻すように働いてその回転翼12の垂直方向の揺動範囲を制限するとともに、その揺動に勢いを付けて回転翼12の推進力を高めるように作用し、そして直方体部分14aに結合していない分割部分12b,12cおよび12dは垂直方向、すなわち上下方向に自由に揺動する揺動性部分を形成している。
【0035】
以上のように構成されている風車11の回転翼12に風が当たると、全体として垂直方向に可撓性に形成されている回転翼12は、回転翼2の場合と同様に、連結部材14に固定されている前記非揺動性の端縁部分、すなわち分割部分12aを支点として、前記分割部分12b,12cおよび12dによって構成される揺動性部分が垂直方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、前記端縁部分12aを先頭とする推進力、したがって回転軸13を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車11では図3の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0036】
この回転によって、回転軸13の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機19は回転軸13の回転力を受けて電力を発生するので、図3は風車11を示しているとともに、この風車11を含んで、それの回転により電力を発生する風力発電装置11E、したがって前記5の風力発電装置、すなわち請求項6に係わる風力発電装置も示している。
【0037】
また、この風車11においても、前記の風車1の場合と同様に、回転軸13を前記発電機19の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車11から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車11も様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0038】
次に、本発明による前記3の風車は請求項3に係わる風車に相当していて、この風車は、図4の斜視図に示されるような風車21を包含している。
【0039】
この風車21は、図1に示される回転翼2と図2に示される回転翼12との両方を具えている風車であって、その他の点は前記の風車1および風車11と同様である。
【0040】
図4でも、便宜上、図1および図3と同様に、風車21にそれぞれ3枚ずつ設けられている垂直の回転翼22、22、22および水平の回転翼22’、22’、22’のうちの一組だけについて描かれており、これらの垂直方向および水平方向の回転翼はいずれも回転軸23を中心とする円周上に等間隔に、すなわち回転軸23を中心として互いに120度の中心角を隔ててそれぞれ垂直方向または回転軸23から放射方向に配置されている。
【0041】
垂直方向の回転翼22および放射方向の回転翼22’も、既に図2に示された前記回転翼2と同様に、翼形の形状を呈し、そしてこれらの回転翼のそれぞれの縦方向および水平方向に沿って分割されたそれぞれの4つの分割部分22a,22b,22cおよび22d並びに22’a,22’b,22’cおよび22’dがそれぞれヒンジ28および28’で互いに順次連結されることによって、これらの回転翼22および22’はそれぞれ一体に形成されているので、これらの回転翼22および22’についてそれの水平方向断面および垂直方向断面を図示することは省略する。
【0042】
垂直方向の回転翼22の分割部分22aは、直方体部分24aと円盤状部分24bとからなる連結部材24のうちの直方体部分24aの端部に結合し、一方、放射方向の回転翼22’の分割部分22’aは直方体部分24aの上面に固定され、そしてこの直方体部分24aは円盤状部分24bおよび上方の軸受部材25aを介して回転軸23と結合することによって、回転翼22および22’はいずれも回転軸23に連結している。したがって、風力を受けてそれぞれ回転を起こす回転翼22および22’の回転力は、直方体部分24a、円盤状部分24bおよびこの円盤状部分24bに嵌め込まれている軸受部材25aを通して回転軸23に伝達されるので、回転軸23は回転翼22および回転翼22’の回転に伴って回転する。
【0043】
回転軸23の上方で軸受部材25aと結合している円盤状部分24bおよび回転軸23の下部で軸受部材25bと結合している円盤24’が円筒状の本体26aおよび4本の脚部26bを有する支持部材26で支持されることによって、風車21は、例えば地上または床の上に安定した状態で設置される。図4においても、図1および図3と同様に、4本の脚部6bのうち、その2本だけが示されている。
【0044】
分割部分22a,22b,22cおよび22d並びに22’a,22’b,22’cおよび22’dも、前記回転翼2および12と同様に、それぞれヒンジ28および28’において互いに屈曲可能に結合しているので、回転翼22および22’も、風を受ければそれぞれ水平方向および上下方向に撓むように構成されている。
【0045】
垂直方向の回転翼22および放射方向の回転翼22’においても、回転翼2および12の場合と同様に、それぞれの比較的厚い片側端縁部分に相当する分割部分22aおよび22’aがそれぞれ前記直方体部分24aに結合することによっていずれも非揺動性の端縁部を形成し、一方、回転翼22の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分22dは、ゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーのような付勢部材27、棒状の係止部材20bおよび三角形状の係止部材20aを介して前記直方体部分24aに係止され、そして回転翼22’の比較的薄い他方の片側端縁部分に相当する分割部分22’dは、同様な付勢部材27’および三角形状の係止部材20’を介して前記円盤状部分24bに係止されている。
【0046】
これらの付勢部材27および27’は、回転翼22および回転翼22’をそれぞれニュートラルの位置に戻すように働いて、回転翼22の水平方向の揺動範囲および回転翼22’の垂直方向(上下方向)の揺動範囲を制限するとともに、それらの揺動に勢いを付けて回転翼22および回転翼22’の推進力をそれぞれ高めるように作用し、そして連結部材24のうちの直方体部分24aに結合していない分割部分22b,22c,22dおよび22’b,22’c,22’dはそれぞれ水平方向および垂直方向に自由に揺れ動く揺動性部分を形成している。
【0047】
以上のように構成されている風車21の回転翼22および22’に風が当たると、全体として水平方向に可撓性に形成されている回転翼22および全体として垂直方向に可撓性に形成されている回転翼22’は、回転翼2および12の場合と同様に、直方体部分24aにそれぞれ固定されている非揺動性の端縁部分、すなわち分割部分22aおよび22’aをそれぞれ支点として、前記分割部分22b,22c,22dおよび22’b,22’c,22’dによってそれぞれ構成される揺動性部分が水平方向および垂直方向に揺れ動く魚の鰭のような揺動を起こすことによって、前記端縁部分22aおよび22’aをを先頭とする推進力、したがって回転軸23を中心とする円周方向の回転力を生ずるので、風車21では図4の矢印Aで示される方向の回転が起こる。
【0048】
この回転によって、回転軸23の下方端部に結合している、動力を電力に変換する変換器としての発電機29は回転軸23の回転力を受けて電力を発生するので、図4は風車21を示しているとともに、この風車21を含んで、それの回転により電力を発生する風力発電装置21E、したがって前記6の風力発電装置、すなわち請求項7に係わる風力発電装置も示している。
【0049】
また、この風車21においても、前記の風車1および11の場合と同様に、回転軸23を前記発電機29の代わりに、例えば水車のような別の動力装置(図示せず)に連結させれば、勿論この風車21から取り出される回転力によってその動力装置を運転させることができ、したがってこの風車21も様々な装置のための動力を供給するための装置としても利用できる。
【0050】
図1、図3および図4に示された風車はいずれも3枚の回転翼を有し、かつこの回転翼は4つに分割されたものとして説明されてきたけれども、この回転翼は2枚以上の適宜の枚数でもよく、また、4つに限らず、2つ以上の適宜の数に分割されていてもよい。
【0051】
垂直方向および放射方向の回転翼を共に有する風車として、ここでは図4の風車を例示したけれども、これらの垂直方向および放射方向の回転翼は、図4に示されるように必ずしも一体に結合していなくてもよく、またそれらの数は互いに同じ数でなくてもよい。
【0052】
本発明の風車における垂直方向の回転翼は、それの回転円周に対する接線方向の平面に沿っていても、またこの回転円周に沿った円弧状を呈していてもよく、更に回転方向、垂直方向または水平面に対して或る角度をもって傾いていてもよい。
【0053】
以上に述べた風車および風力発電装置において使われる回転翼としては翼型の形状を有するものを例として挙げたが、この回転翼は下記の図5および図6の断面図で示されるような変形翼形であってもよい。
【0054】
この変形翼形は、断面が前記の翼形に類似していても、その翼形の範疇にも、また後で述べる液滴状の範疇にも入らないものであり、それの一方の片側端縁部分が比較的厚く、その他の部分が比較的厚くて、その回転翼の上下表面を前記断面において表した線が全体にわたって前記の翼形と同様に互いに対称になっていない、あらゆる形状を意味している。
【0055】
断面が変形翼形になっている回転翼の一例は図5の断面図に示される通りであって、この回転翼32の一方の片側端縁部分32aは比較的厚く、その他の分割部分の32b,32cおよび32dは端縁部分32aよりも薄くて互いにほぼ同等の厚さを有し、かつ回転翼32の上の全体にわたる表面の線32Lと下の全体にわたる表面の線32L’とが互いに対称になっていない。
【0056】
図6は変形翼形の回転翼のもう一つの例を示す断面図であって、この回転翼32’においては、比較的厚い片側端縁部分32’a以外の分割部分の32’b,32’cおよび32’dが、端縁部分32’aから遠ざかるにしたがって厚さが次第に薄くなっている点で、回転翼32’は図5の回転翼32と異なっている。
【0057】
本発明における回転翼の断面形状としては、上記の形状の他に液滴状の形状があって、この液滴状の形状とは、液滴の断面のように、それの一方の片側端縁部分が比較的厚く、その他の部分は比較的薄くて、その回転翼の上下表面を前記断面において表した線が全体にわたって互いに対称になっている、あらゆる形状を意味していて、前記の翼形および変形翼形にいずれにも属さない形状を意味している。
【0058】
断面が液滴状の回転翼の一例は図7の断面図に示される通りであって、この回転翼42の一方の片側端縁部分42aは比較的厚く、その他の分割部分の42b,42cおよび42dは端縁部分42aよりも薄く、かつ回転翼42の上の全体にわたる表面の線42Lと回転翼42の下の全体にわたる表面の線42L’とは互いに対称になっている。
【0059】
本発明の風車における各回転翼は、一つの風車について翼型、変形翼型および液滴状のうちのいずれか1種だけに限られることなく、これらの形状の二つ以上が組み合わされたものも本発明の風車で利用することができる。
【0060】
本発明の風車において使われる回転翼の立体的な形状、すなわちそれの平面的な形状と前記断面に垂直な平面に沿った形状とで表される形状は、それの前述のような構成要件と作用および本発明の目的に沿う限り、原則としてどのような形状のものでもよいが、前記垂直方向の回転翼について述べれば、例えば次のような三つの形状が例として挙げられる。
【0061】
その一番目の例としては、図8の平面図に示されるように、中央部51、すなわち、例えば、図1に示される回転翼2および図4に示される回転翼22においてそれぞれ直方体部分4aまたは24aと結合する部分に相当する部分51と、この中央部51から回転翼の両端52,52に至るまでの各幅Uが同一であり、かつ、図8に示されるR−R線を含む垂直断面に沿った複数個の断面R1〜R5の形状が、図9に見られるように、中央部51から両端52,52に至るまで互いに同一であるとともに、その垂直断面の寸法も互いに同一になっている回転翼50が挙げられる。
【0062】
次に、二番目の例としては、図10の平面図に示されるように、前記のような中央部61から回転翼60の両端62,62に至るにしたがって幅Vが次第に狭くなっているとともに、図10に示されるS−S線を含む垂直断面に沿った複数個の断面S1〜S5の形状が、図11に見られるように、中央部61から両端62,62に至るまで互いに相似形になっている回転翼60が挙げられる。
【0063】
また、三番目の例としては、図12の平面図に示されるように、前記のような中央部71から回転翼の両端72,72に至るまでの各幅Wが同一であり、かつ、図12に示されるT−T線を含む垂直断面に沿った複数個の断面T1〜T5の厚さが、図13に示されるように、中央部71から両端72,72に至るにしたがって次第に薄くなることによって、その各断面が中央部71から両端72,72に至るまで互いに同一の形状とも寸法ともなってなく、また、それらの断面の形状が互いに相似形ともなっていない回転翼70が挙げられる。
【0064】
前述のような放射方向の回転翼についても、上記の垂直方向の回転翼と同じような三つの例を挙げることができる。放射方向の回転翼では、それの回転軸に近い基部が垂直方向の回転翼における前記中央部に相当し、そしてそれの先端部が垂直方向の回転翼における前記両端の内の一端に相当して、この放射方向の回転翼の三つの例は、図8〜13に示される回転翼50、60および70のそれぞれの中央部から片側の端部に至るまでの回転翼の形状に相当しているので、放射方向の回転翼のこのような三つの例を図で示すことは省略する。
【0065】
以上に例示した回転翼については、それらの中央部と端部との真ん中を結ぶ直線、例えば、図10においてA−Aで示される直線が、この図10に示される前記S−Sを含む平面に対して垂直になっている回転翼を示したが、このようなA−Aで示される直線が前記S−Sを含むような平面に対して垂直になっていないような回転翼を本発明の回転翼としてもよい。
【0066】
このような回転翼の一例は図14の平面図に示されており、この回転翼80においては、それの前後の面に沿う直線83と84とが中央部81から端部82に至るまで互いに平行であって、すなわち平面図に示される回転翼80の幅が中央部81から端部82に至るまで同一であって、中央部81の真ん中を通る直線B−Bが中央部の中心線C−Cを含む平面に対して直角ではない或る角度をもって傾いている。
【0067】
もう一つの例は図15の平面図に示されていて、この回転翼90においては、それの前後の面に沿う直線93と94のうちの直線94は中心線C−Cの左右において折れることなく一直線であって、これらの直線93と94とは互いに平行でなく、すなわち平面図に示される回転翼90の幅が中央部91から端部92に至るにしたがって次第に狭くなっていて、中央部91の真ん中を通る直線D−Dが中央部の中心線C−Cを含む平面に対して直角ではない或る角度をもって傾いている。
【0068】
本発明の風車に組み込まれる回転翼は、一般にどのような材料からなるものでもよいが、この材料としては、要求される強度および計量であるという特性から見て、カーボンファイバー、グラスファイバー、カーボングラス、バルサ材、プタスチック、軽金属、またはこれらの材料を組み合わせた複合材料等が好ましいものとして挙げられる。
【0069】
図を参照してこれまでに説明された風車および風力発電装置は、本発明に属する風車および風力発電装置の極く限られた例を示すものであって、本発明の風車および風力発電装置は、これらの例に限られることなく、特許請求の範囲で規定される要件を具えたあらゆる風車および風力発電装置を包含しており、例えば、以上に例示された風車および風力発電装置について前述のような様々な変更が加えられた風車および風力発電装置も包含している。
【0070】
【発明の効果】
以上述べた説明から明らかなように、本発明によれば、比較的弱い風でも円滑に回転し、そしてその風力をできるだけ無駄なく受け入れて、高いトルクを発生する実用に適した風車、およびこのような風車が利用されることによって効率の高い実用に適した風力発電装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明による風車で使用される翼形の回転翼の一例を示す断面図である。
【図3】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置のもう一つの例を示す斜視図である。
【図4】本発明による風車およびこの風車が組み込まれている風力発電装置の別の一例を示す斜視図である。
【図5】本発明による風車で使用される変形翼形の回転翼の一例を示す断面図である。
【図6】本発明による風車で使用される変形翼形の回転翼のもう一つの例を示す断面図である。
【図7】本発明による風車で使用される液滴状の回転翼の一例を示す断面図である。
【図8】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の一例を示す平面図である。
【図9】図8に示されるR−R線を含む垂直断面に沿った複数個の断面R1〜R5の形状を、図8に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図10】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状のもう一つの例を示す平面図である。
【図11】図10に示されるS−S線を含む垂直断面に沿った複数個の断面S1〜S5の形状を、図10に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図12】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の別の一例を示す平面図である。
【図13】図12に示されるT−T線を含む垂直断面に沿った複数個の断面T1〜T5の形状を、図12に示される回転翼について示すための斜視図である。
【図14】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状の例を示す平面図である。
【図15】本発明による風車で使用される回転翼の平面的な形状のもう一つの例を示す平面図である。
【符号の説明】
1,11,21 ・・・・・・・風車
1E,11E,21E ・・・・・・・風力発電装置
2,12,22,22’,32,32’,
42,50,60,70,80,90 ・・・・回転翼
2a〜2d,12a〜12d,22a〜22d,
22’a〜22’d,32a〜32d,
32’a〜32’d,42a〜42d ・・・・分割部分
2x ・・・・・・・非揺動性端縁部分
2y ・・・・・・・揺動性部分
3,13,23 ・・・・・・・回転軸
4,14,24 ・・・・・・・連結部材
4a,14a,24a ・・・・・・・直方体部分
4b,14b,24b ・・・・・・・円盤状部分
4’,14’,24’ ・・・・・・・円盤
5a,5b,15a,15b,25a,25b・・・・軸受部材
6,16,26 ・・・・・・・支持部材
7,17,27,27’ ・・・・・・・付勢部材
8,18,28,28’ ・・・・・・・ヒンジ
9,19,29 ・・・・・・・発電機
10,20,20’ ・・・・・・・係止部材
A ・・・・・・・回転の向き
R1〜R5,S1〜S5,T1〜T5 ・・・・・・・断面
Claims (8)
- 風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が
一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記
回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、ことを特徴とする、前記風車。 - 垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が
一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記
回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、ことを特徴とする、前記風車。 - 垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車であって、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風車。 - 前記付勢部材がゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーである、請求項1ないし3のいずれかに記載された風車。
- 風力を受けて垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、この回転翼と連結している垂直の回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の水平方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、ことを特徴とする、前記風力発電装置。 - 垂直の回転軸と連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であって、
1)前記回転翼の垂直方向断面が、翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分が前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記回転翼が一体に形成され、
3)前記回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分が連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分が付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、ことを特徴とする、前記風力発電装置。 - 垂直の回転軸とそれぞれ連結して、この回転軸から放射方向に配置された少なくとも一以上の回転翼および垂直方向の少なくとも一以上の回転翼が、風力を受けて前記回転軸を中心として回転する風車が利用されて、前記回転翼の回転によって得られる動力を電力に変換する変換器を備えた風力発電装置であって、
1)前記放射方向の回転翼の垂直方向断面および前記垂直方向の回転翼の水平方向断面が、それぞれ翼形、変形翼形または液滴状を呈し、
2)前記放射方向および垂直方向の回転翼の縦方向に沿って分割された少なくとも二以上の分割部分がそれぞれ前記縦方向に沿った端縁部で互いにヒンジで結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼がそれぞれ一体に形成され、
3)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的厚い一方の片側端縁部分がそれぞれ連結部材に結合し、かつ前記連結部材が前記回転軸に結合することによって、前記放射方向および垂直方向の回転翼が前記回転軸に連結し、そして
4)前記放射方向および垂直方向の回転翼の分割された比較的薄い他方の片側端縁部分がそれぞれ付勢部材で前記連結部材に係止されることによって、前記回転翼の揺動範囲が制限されている、
ことを特徴とする、前記風力発電装置。 - 前記付勢部材がゴム、ゴム紐、バネまたはダンパーである、請求項5ないし7のいずれかに記載された風力発電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003040377A JP2004218620A (ja) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | 風車および該風車を利用した風力発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003040377A JP2004218620A (ja) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | 風車および該風車を利用した風力発電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004218620A true JP2004218620A (ja) | 2004-08-05 |
Family
ID=32905223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003040377A Pending JP2004218620A (ja) | 2003-01-15 | 2003-01-15 | 風車および該風車を利用した風力発電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004218620A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013515203A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-02 | Energyn インコーポレーテッド | 風力発電用ローター及びこれを備えた風力発電装置 |
JP2019019706A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 道久 蔦原 | 風車 |
-
2003
- 2003-01-15 JP JP2003040377A patent/JP2004218620A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013515203A (ja) * | 2009-12-24 | 2013-05-02 | Energyn インコーポレーテッド | 風力発電用ローター及びこれを備えた風力発電装置 |
JP2019019706A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 道久 蔦原 | 風車 |
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