JP4325821B2

JP4325821B2 - Wind pressure open / close type vertical axis wind turbine

Info

Publication number: JP4325821B2
Application number: JP29094199A
Authority: JP
Inventors: 昭守谷口
Original assignee: 昭守谷口
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2019-10-13
Also published as: JP2001107837A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、風圧により自動開閉する羽根を垂直回転軸の回りに配置し、風を回転エネルギ−に効率良く転換する垂直軸型風車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の垂直軸型風車はダリウス式、サポニュウス式が代表的に知られているがダリウス式は一般的に風速１２m以上の強風時に揚力作用により回転するが、起動力が殆ど皆無である。又サポニウス式は弱風時においても起動可能で有るが、抗力と反抗力の差が少ないので低速回転となり極めて効率が悪いので殆ど実用化されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の垂直軸型風車のサポニウス式においては風を受ける抗力を風に向かう反抗力が打ち消すので効率が低下する。又強風時においては受風体面積の調整不能のため機械ブレ−キ，電磁ブレ−キ等により回転数を強制的に落とすので、羽根に強い力が加わり破損に至りやすい等の問題点が有った。
【０００４】
本発明は弱風時においては大きな角度で風をうけ、強風時には小さな角度に開いた羽根で抗力を小さくし、低風速から高風速の広い範囲の風に即応し、極めて安全で効率の良い風車を提供する事を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の風圧開閉式垂直軸型風車においては、垂直軸の周辺に風圧により自動開閉する羽根を２〜４組、取付けて、抗力と反抗力の受風面積差を大きくし、弱風時に措いても効率良く回転する様にする。
【０００６】
強風時にも安全回転が可能なように内部ビ−ムに、遠心力リング重りを取り付け過速度回転時に自動的に外周辺へ移動する力を利用して開閉調整引き紐を引くことにより羽根が強制的に閉鎖され、風に対する抵抗を減ずるので、より安全に風を通過させるので強風による風車の破壊を防止する。
【０００７】
風圧自動開閉羽根は、風に向かっては風圧により、殆ど閉じて風に対する断面が薄く殆ど無抵力となる。羽根が風を受けると角度を大きく羽根を広げ抗力一杯に回転する。中間帯に位置する時は半開きとなり揚力作用をなす。
【０００８】
風圧自動開閉羽根の内部に弱いスプリングを取り付けるか、もしくは羽根の外側にゴムバネ帯板、等を取り付けて羽根が平常時、外側へ開く様にしておく、無論、最適開閉度を越えない様に内側の調整用帯紐等により調整する。
【０００９】
開閉羽根の外周を取り囲む様に円形の外輪を取り付ける事により構造に強度を確保し、尚且つフライホイルの代役をなさしめる事によりより効率を上げる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例にもとずき図面を参照して説明する。
図１において、垂直回転軸６を中心にして自転車のハブの様な円形の構造物９を取り付け、このハブ構造物に羽根取り付けア−ム２と、羽根内部ビ−ム３を取り付ける、此れらの外周に円形外輪１０を取り付ける。
【００１１】
図２に示される実施例では、開閉羽根１を羽根取り付けア−ム２、羽根内部ビ−ム３を挟み、組み立てる。開閉羽根１の上下板をヒンジリング１２で連結し、外側に開閉用ゴムバネ帯板１１を、取り付ける。
【００１２】
開閉羽根１の内部に開閉調整引き紐５及び羽根内部ビ−ム３に遠心開閉重り４を通し開閉滑車７、をへて開閉リング８に結紐する。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【００１４】
垂直回転軸に開閉式の羽根を取り付ける事により、弱風時にも効率よく風を受け止めて回転する。
【００１５】
強風時の過速度回転に対しても、遠心力応用自動開閉装置により安全な回転速度制御が可能となる。
【００１６】
羽根の外周輪を取り付ける事によりフライホイル効果が期待できる。，
【００１７】
全方向からの風に即応できる。低速から高速までの広範囲の風速変化に対応可能である。
【００１８】
プロペラ型の風力装置の様な高い塔柱が不要で、落雷の危険性も極めて少ない。
【００１９】
風切音が小さいので市街地のビル屋上などに設置可能である。
【００２０】
羽根の形状が単純で有るので設計が比較的容易である。
【００２１】
出力を増加する場合、風力ユニツトを何段かに積み重ねることにより容易に増加する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】開閉式垂直軸型風車の構造体斜視図である。
【図２】３枚羽根の開閉状態を示す斜視図である。
【図３】羽根の開閉内部機構を示す一部切り欠け側面図である。
【図４】風力ユニットを示す一部切り欠け側面図である。
【図５】風力ユニットを示す一部切り欠け平面図である。
【図６】風力ユニットを積み重ねた発電装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１開閉羽根１４スラスト回転軸受け
２羽根取り付けア−ム１５ラジアル回転軸受け
３羽根内部ビ−ム１６回転軸継ぎ手
４遠心開閉リング重り１７円形外輪吊りワイヤ−
５開閉調整引き紐１８吊りワイヤ−留め用
６垂直回転軸シャフトカ-ラ-リング
７開閉滑車１９発電機
８開閉リング
９中心円形構造物
１０円形外輪
１１羽根開閉用ゴムバネ帯板
１２ヒンジリング
１３風力ユニット組み立てフレ−ム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical axis wind turbine in which blades that automatically open and close by wind pressure are arranged around a vertical rotation axis, and wind is efficiently converted into rotational energy.
[0002]
[Prior art]
Conventional vertical axis type wind turbines are typically known as Darius type and Saponius type, but Darius type generally rotates by a lift action at the time of a strong wind of 12 m or more, but has almost no starting force. The Saponius type can be started even in low winds, but since the difference between the drag and the reaction force is small, the speed is low and the efficiency is very low.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the Saponius type of a conventional vertical axis type wind turbine, the drag force against the wind cancels out the drag force against the wind, so the efficiency is lowered. In addition, the wind receiving area cannot be adjusted during strong winds, so the rotational speed is forcibly reduced by mechanical brakes, electromagnetic brakes, etc., and there is a problem that a strong force is applied to the blades, leading to breakage. It was.
[0004]
The present invention winds at a large angle during low winds, reduces the drag with blades opened at a small angle during strong winds, responds quickly to a wide range of winds from low to high wind speeds, and is extremely safe and efficient. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the wind pressure open / close type vertical axis wind turbine of the present invention, 2 to 4 sets of blades that automatically open and close by the wind pressure are mounted around the vertical axis, and the wind receiving area of the drag and reaction force Increase the difference so that it rotates efficiently even if it is taken in a low wind.
[0006]
A centrifugal force ring weight is attached to the internal beam so that safe rotation is possible even in strong winds, and the blades are forced by pulling the opening / closing adjustment drawstring using the force that automatically moves to the outer periphery during overspeed rotation. The wind turbine is closed and the resistance to wind is reduced, so that the wind can be passed more safely, thereby preventing the wind turbine from being destroyed by strong wind.
[0007]
The wind pressure automatic opening / closing blade is almost closed due to the wind pressure toward the wind, and the cross section with respect to the wind is thin and almost free of force. When the blade receives the wind, it widens the angle and spreads the blade to full force. When it is located in the middle belt, it is half-opened and has a lifting effect.
[0008]
Install a weak spring inside the wind pressure automatic opening / closing blade, or attach a rubber spring strip, etc. on the outside of the blade so that the blade opens in the normal state, of course, inside so as not to exceed the optimum opening / closing degree. Adjust with an adjustment strap.
[0009]
By attaching a circular outer ring so as to surround the outer periphery of the opening and closing blades, the structure is secured, and the efficiency is improved by substituting the flywheel.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the invention will be described based on an example with reference to the drawings.
In FIG. 1, a circular structure 9 such as a bicycle hub is mounted around a vertical rotation axis 6, and a blade mounting arm 2 and a blade inner beam 3 are mounted on the hub structure. A circular outer ring 10 is attached to the outer periphery.
[0011]
In the embodiment shown in FIG. 2, the opening / closing blade 1 is assembled by sandwiching the blade mounting arm 2 and the blade inner beam 3. The upper and lower plates of the opening / closing blade 1 are connected by a hinge ring 12, and an opening / closing rubber spring strip 11 is attached to the outside.
[0012]
The opening / closing adjustment pull string 5 and the blade inner beam 3 are passed through the centrifugal opening / closing weight 4 and the opening / closing pulley 7 is connected to the opening / closing ring 8.
[0013]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0014]
By attaching an openable / closable blade to the vertical rotating shaft, it can efficiently receive and rotate even in low winds.
[0015]
Safe rotation speed control is possible even with an overspeed rotation during strong winds by the centrifugal force application automatic opening and closing device.
[0016]
A flywheel effect can be expected by attaching the outer ring of the blade. ,
[0017]
Can respond immediately to wind from all directions. It can handle a wide range of wind speed changes from low speed to high speed.
[0018]
There is no need for high tower pillars like propeller type wind turbines, and there is very little risk of lightning strikes.
[0019]
Because the wind noise is small, it can be installed on the rooftop of a building in the city.
[0020]
Since the shape of the blade is simple, the design is relatively easy.
[0021]
When the output is increased, it can be easily increased by stacking several wind units.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural perspective view of an open / close vertical axis wind turbine.
FIG. 2 is a perspective view showing an open / closed state of three blades.
FIG. 3 is a partially cutaway side view showing an opening / closing internal mechanism of a blade.
FIG. 4 is a partially cutaway side view showing a wind power unit.
FIG. 5 is a partially cutaway plan view showing a wind power unit.
FIG. 6 is a side view showing a power generator in which wind power units are stacked.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Opening and closing blade 14 Thrust rotation bearing 2 Blade attachment arm 15 Radial rotation bearing 3 Blade inner beam 16 Rotary shaft coupling 4 Centrifugal opening / closing ring weight 17 Circular outer ring suspension wire-
5 Opening / Closing Adjustment Pulling Cord 18 For Suspension Wire-Fastening 6 Vertical Rotating Shaft Shaft Color Ring 7 Opening / Closing Pulley 19 Generator 8 Opening / Closing Ring 9 Central Circular Structure 10 Circular Outer Ring 11 Blade Spring Opening / Opening Rubber Spring Band 12 Hinge Ring 13 Wind Power Unit Assembly frame

Claims

垂直回転軸（６）を中心にして羽根取り付けア−ム（２）と、羽根内部ビ−ム（３）とが、外周輪（１０）に取り付けられている構造体の内部ビ−ム上を遠心力リング重り（４）回転遠心力により、外側へスライドする現象を活用する、加速度防止開閉式羽根を利用する事を、特徴とする風車。 The blade mounting arm (2) and the blade inner beam (3) centered on the vertical rotation axis (6) are placed on the inner beam of the structure mounted on the outer ring (10). Centrifugal ring weight (4) A windmill characterized by the use of an acceleration-preventing open / close blade that utilizes the phenomenon of sliding outward due to rotational centrifugal force.