JP7045102B1 - Wind turbine - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単なため製造が容易で低価格である風力原動機を提供する。【解決手段】回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に取付けられた複数枚の翼とを備え、翼の各々は、回転軸の径方向を中心に傾斜した状態で風を受ける平板状の羽根部材を有していることを特徴とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind power engine which is easy to manufacture and inexpensive because of its simple structure. SOLUTION: The flat plate is provided with a rotating shaft provided rotatably and a plurality of blades attached to the rotating shaft, and each of the blades receives wind in a state of being inclined about the radial direction of the rotating shaft. It is characterized by having a blade member in the shape of a blade. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、風力を利用して動力を発生させる風力原動機に関する。 The present invention relates to a wind turbine that uses wind power to generate power.
風力原動機としては、垂直に配置された回転軸に複数の翼を取り付け、翼で回風を回転軸に垂直に受けて回転軸を回転させる装置が知られている。 As a wind power engine, a device is known in which a plurality of blades are attached to a rotating shaft arranged vertically, and the blades receive a whirlwind perpendicular to the rotating shaft to rotate the rotating shaft.
たとえば、特許文献1には、垂直回転軸にらせん状に取付けられた複数の水平回転軸にそれぞれ2枚の板状羽根部材を固定し、これらを互いに連動して揺動するようにした構造が開示されている。
For example,
しかしながら、この特許文献1に記載の羽根部材は、垂直回転軸に水平回転軸が貫通している等、構造が複雑で製造が困難であり、高価格になる。
However, the blade member described in
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、構造が簡単なため製造が容易で低価格である風力原動機を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wind turbine which is easy to manufacture and inexpensive because of its simple structure.
上記課題を解決するために、本発明は、回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に取り付けられた複数枚の翼とを備え、翼の各々は、回転軸の径方向を中心に傾斜した状態で風を受ける平板状の羽根部材を有している風力原動機を対象とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention includes a rotating shaft provided rotatably and a plurality of blades attached to the rotating shaft, and each of the blades is centered on the radial direction of the rotating shaft. It is intended for wind turbines that have flat blade members that receive wind in an inclined state.
この風力原動機において、翼の各々は、回転軸に取付けられ、回転軸の径方向外方に水平に延びる平板状の支持部材と、この支持部材の先端側に羽根部材を回動自在に取り付ける回動部材と、を備え、羽根部材は、水平状態から傾斜状態まで回動範囲をストッパによって規制し、羽根部材には、回動部材と反対側に錘が固定され、羽根部材の重量と錘の重量とがバランスされており、羽根部材が傾斜した状態で風を受けて回転軸を回転させるように構成する。 In this wind turbine, each of the blades is attached to a rotating shaft, and a flat plate-shaped support member extending horizontally outward in the radial direction of the rotating shaft and a blade member rotatably attached to the tip end side of the support member. A rotating member is provided, and the blade member regulates the rotation range from a horizontal state to an inclined state by a stopper, and a weight is fixed to the blade member on the opposite side to the rotating member, and the weight and weight of the blade member are provided. The weight of the blade member is balanced with the weight of the blade member, and the blade member is configured to rotate the rotating shaft by receiving wind in a tilted state.
さらに、本発明は、複数枚の翼の周囲を覆うとともに、風の導入口および導出口を有するハウジングと、導入口と前記導出口の少なくとも前記導入口を開閉する扉とを備え、導入口と導出口は、風が複数枚の翼の風受け領域に案内されるように形成してもよい。 Further, the present invention comprises a housing having an introduction port and an outlet for wind while covering the periphery of a plurality of blades, and a door for opening and closing at least the introduction port of the introduction port and the outlet. The outlet may be formed so that the wind is guided to the wind receiving region of the plurality of blades.
さらに、ハウジングは、複数枚の翼の周囲を覆い風の通過を妨げるとともに、複数枚の翼の風受け領域を露出する開口部を有する防風ドラムと、この防風ドラムの開口部に連接され、開口部から露出する複数枚の翼を覆うとともに、導入口および導出口を有する風洞とを備えた構成としてもよい。
風力原動機は、水平に延びる平板状の支持部材と水平状態にあって支持部材に重なり合っている羽根部材とにおいて、支持部材には、羽根部材に向かっての上向きの傾斜面が形成され、羽根部材には、上向きの傾斜面と向かい合うように支持部材に向かっての下向きの傾斜面が形成されているものであってもよい。
風力原動機はまた、回転自在に設けられた回転軸と、この回転軸に取付けられた複数枚の翼とを備え、翼の各々は、回転軸の径方向を中心に傾斜した状態で風を受ける平板状の羽根部材を有する風力原動機であって、翼の各々は、回転軸に取付けられ、回転軸の径方向外方に水平に延びる平板状の支持部材と、この支持部材の先端側に羽根部材を回動自在に取り付ける回動部材とを備え、羽根部材は、水平状態から傾斜状態まで回動範囲をストッパによって規制し、水平に延びる平板状の支持部材と水平状態にあって支持部材に重なり合っている羽根部材とを見たときに、支持部材には、羽根部材に向かっての上向きの傾斜面が形成され、羽根部材には、上向きの傾斜面と向かい合うように支持部材に向かっての下向きの傾斜面が形成されており、羽根部材が傾斜した状態で風を受けて回転軸を回転させるように構成したことを特徴とするものであってもよい。
Further, the housing is connected to and opened by a windbreak drum having an opening that wraps around the plurality of blades to prevent the passage of wind and exposes the wind receiving area of the plurality of blades. It may be configured to cover a plurality of blades exposed from the portion and to have a wind tunnel having an inlet and an outlet.
In a wind turbine, a flat plate-shaped support member extending horizontally and a blade member in a horizontal state overlapping the support member are formed, and the support member is formed with an upward inclined surface toward the blade member, and the blade member is formed. May have a downwardly inclined surface formed toward the support member so as to face the upwardly inclined surface.
Wind turbines also include a rotatably provided axis of rotation and multiple blades attached to the axis of rotation, each of which receives wind in an inclined manner about the radial direction of the axis of rotation. A wind turbine having a flat plate-shaped blade member, each of which is attached to a rotating shaft and extends horizontally outward in the radial direction of the rotating shaft. The blade member is provided with a rotating member that rotatably attaches the member, and the blade member regulates the rotation range from the horizontal state to the inclined state by a stopper, and is used as a support member in a horizontal state with a flat plate-shaped support member extending horizontally. When viewed from the overlapping blade members, the support member is formed with an upward inclined surface toward the blade member, and the blade member is directed toward the support member so as to face the upward inclined surface. It may be characterized in that a downward inclined surface is formed, and the blade member is configured to rotate the rotation axis by receiving wind in an inclined state.
本発明によれば、構造が簡単なため製造が容易で低価格である風力原動機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wind power engine that is easy to manufacture and inexpensive because of its simple structure.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る風力原動機としての風力発電機を示している。 FIG. 1 shows a wind power generator as a wind power engine according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、風力発電機1は、地盤に設けられる基礎部材2を示している。この基礎部材2には、複数の脚部3…が立設され、この脚部3…の上部には、基台4が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
基台4には、穴5が設けられ、この穴5を囲むように基台4上に筒状部材6が固定されている。筒状部材6の内側には上下に軸受51,51が設けられ、この軸受51,51には基台4の穴5および筒状部材6を貫通し垂直方向上方に延びる回転軸7が回転自在に支持されている。
A
この回転軸7の回転は、一対の歯車8,9を介して発電装置10に伝達されるようになっている。すなわち、回転軸7の下部に歯車8が取り付けられ、この歯車8に、発電装置10の回転軸11に取り付けられた歯車9が噛合うようになっている。
The rotation of the rotating
また、発電装置10は基礎部材2に設けられたスライダー12に固定され、このスライダー12より一対の歯車8,9が噛合う状態と離脱する状態とにスライドすることができるようになっている。
Further, the
また、この回転軸7の基台4より上方には、複数の翼13…がそれぞれ水平方向に且つらせん状に取り付けられている。すなわち、翼13…は、垂直方向に所定間隔を開けて、且つ、周方向に例えば30°ずつずらして、回転軸7に取付けられている。
Further, above the
また、翼13…の各々は、回転軸7の径方向外方に水平に延びる平板状の支持部材14を有していて、この支持部材14は、基端側が回転軸7に取付られ、先端側には平板状の羽根部材15が取り付けられている。
Further, each of the
この羽根部材15は、図2に示すように、支持部材14にヒンジ(回動部材)16を介して回動自在に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
すなわち、ヒンジ16は支持部材14の回転方向後端側に設けられ、羽根部材15は、回転方向後端側がヒンジ16を介して支持部材14の回転方向後端側に回動自在に支持され、支持部材14の上面に重なる状態から上方へ傾く状態に回動できるようになっている。
That is, the
また、羽根部材15は、図3に示すように、ヒンジ16と反対側に錘17が固定されていて、羽根部材15の重量と錘17の重量でバランスされることにより容易に回動できるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、支持部材14のヒンジ16近傍には、ストッパ18が設けられていて、羽根部材15を支持部材14に重なる水平状態から支持部材14から離れるように回動した傾斜状態まで回動範囲を規制するようになっている。
Further, a
さらに、支持部材14の先端かつ羽根部材15側および羽根部材15の先端側かつ支持部材14側にはそれぞれ傾斜面19,20が形成され、支持部材14と羽根部材15との間に風が入り易くなっている。
Further,
そして、図4(a)に示すように、翼13が先端側から風を受けると、羽根部材15と支持部材14との間に風が入り、羽根部材15が水平状態から傾斜状態に回動して、傾斜状態で風を受けて回転軸7を回転させるように構成されている。
Then, as shown in FIG. 4A, when the
また、図4(b)に示すように、羽根部材15は、ヒンジ16側から風を受けると、支持部材14に重なる水平状態に回動し、回転軸7を回転させる力が働かないようになっている。
Further, as shown in FIG. 4B, when the
図5は、翼13の回転位置と羽根部材15の回動位置との関係を示している。羽根部材15は、翼13のK~Cの回転位置で風を先端側から受けて傾斜状態に開き、翼13のE~Iの回転位置で風をヒンジ16側から受けて水平状態に閉じる。したがって、翼13のK~Cの回転位置で羽根部材15が風を受けることにより抗力が働き、回転軸7が回転する。
FIG. 5 shows the relationship between the rotation position of the
なお、羽根部材15は、支持部材14の上面側に設けたが、支持部材15の下面側に設けても良く、また、上面側および下面側の両方に設けても良い。
Although the
さらに、翼13は、支持部材14にヒンジ16を介して羽根部材15を回動自在に取り付けた構成としたが、図6または図7に示すように構成してもよい。
Further, although the
すなわち、図6に示す変形例では、翼13は、平板状部材を回転軸7の径方向に沿って鋭角に二つ折りした形状の折り曲げ部材21を備え、この折り曲げ部材21の一方側が支持部材14に水平状態に固定され、他方側が傾斜状態で回転軸7と垂直方向の風を受けて、つまり二つ折りの谷側で受けて回転軸7を回転させるように構成されている。
That is, in the modification shown in FIG. 6, the
この場合、回転軸7に垂直方向の風は、回転軸7に対して反対側の翼13の山側にも当たるが、山側より谷側の方が風から受ける抗力が大きいため、回転軸7は回転する。
In this case, the wind in the direction perpendicular to the
また、図7に示す変形例では、翼13は、平板状部材を回転軸7の径方向に沿って二つ折りした形状の折り曲げ部材22を備えている。
Further, in the modified example shown in FIG. 7, the
この折り曲げ部材22の回転軸7側端部には、谷側を閉塞する閉塞部材23が設けられ、この閉塞部材23を介して折り曲げ部材22が連結部材24に連結され、さらにこの連結部材24が回転軸7に連結されている。
A closing
また、この折り曲げ部材22の一方側は水平に対し上方へ傾斜し、他方側は水平に対し下方へ傾斜していて、回転軸7と垂直方向の風を二つ折りの谷側で受けて回転軸7を回転させるようになっている。
Further, one side of the bending
この場合も、回転軸7に垂直方向の風は、回転軸7に対して反対側の翼13の山側にも当たるが、山側より谷側の方が風から受ける抗力が大きいため、回転軸7は回転する。
In this case as well, the wind in the direction perpendicular to the
なお、この閉塞部材23は、折り曲げ部材22の回転軸7側端部だけでなく、回転軸7と反対側端部にも設けてもよい。
The closing
図8および図9は、本発明の第2実施形態に係る風力原動機としての風力発電機1を示している。
8 and 9 show a
図8および図9に示すように、翼13…は、周囲をハウジング25で覆われ、このハウジング25は、下部が基台4に固定されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
また、このハウジング25は、翼13…の周囲すなわち上方および側方を覆い風の通過を妨げるとともに、翼13…の風受け領域を露出する開口部26を有する防風ドラム27と、この防風ドラム27の開口部26に連接され、開口部26から露出する翼13…を覆うとともに、風の導入口28および導出口29を有する風洞30とを備えている。
Further, the
導入口28および導出口29には、それぞれ開閉扉31,32がヒンジ33,34を介して回動自在に取り付けられ、リモートコントロールされるサーボモータ35,36により開閉操作されるようになっている。
Opening /
そして、開閉扉31,32は、強風時には閉じられ、翼13…が保護される。また、開閉扉31,32は、通常時には開かれ、風が導入口28から風洞30内に導入され、翼13…の風受領域に当たり、導出口29から導出される。
The opening /
この場合、風の強さに応じて開閉扉31,32の開放角度を変えることにより、風量をコントロールすることができる。
In this case, the air volume can be controlled by changing the opening angles of the opening /
図10は、本発明の第3実施形態に係る風力原動機としての風力発電機1を示している。
FIG. 10 shows a
図10に示すように、ハウジング25は、支持フレーム35に固定され、この支持フレーム35は、筒状部材6の外周側に軸受36を介して回転自在に取付られている。
As shown in FIG. 10, the
また、この支持フレーム35の下部にはキャスター37…が設けられ、基台4上に移動自在に構成されている。
Further,
基台4にはサーボモータ60が固定され、このサーボモータ60の回転軸(図示しない。)にはプーリ38が取り付けられている。
A
また、支持フレーム35の下面部にはプーリ39が設けられ、このプーリ38,39間にはベルト40が架け渡されている。
Further, a
そして、サーボモータ60が風向きの応じて駆動されることによりハウジング25の向きすなわち導入口28の向きが変えられるようになっている。
Then, the direction of the
図11および図12は、本発明の第4実施形態に係る風力原動機としての風力発電機1を示している。
11 and 12 show a
図11および図12に示すように、ハウジング25は、3つの部屋41,42,43に仕切られ、各部屋41,42,43に、回転軸7および翼…が設けられ、各回転軸7には歯車44が取り付けられ、隣接する歯車44の中間には中間回転軸45に取付けられた中間歯車46が歯合し、これらが連動するようになっている。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
さらに、中間回転軸45には歯車47が歯合し、この歯車47には発電装置50の回転軸53に取付けられた歯車49に歯合している。
Further, the
このように、3つの回転軸7…と2つの中間回転軸45,45の回転は、連動し、5つの発電装置10…,50…にそれぞれ伝達されるようになっている。
In this way, the rotations of the three
また、ハウジング25の各部屋41,42,43には、導入口および導出口が設けられ、導入口28には観音開きの開閉扉31,31が設けられ、導出口29には片開きの開閉扉32が設けられている。
Further, each
また、基礎部材2の下部にはキャスター55が設けられ、サーボモータ56により、風向きに応じて基礎部材2が固定部57上で回転できるようになっている。
Further, a
図13および図14は、本発明の第5実施形態に係る風力原動機としての風力発電機1を示している。
13 and 14 show a
図13および図14に示すように、ハウジング25内には、回転軸7および翼…が3台ずつ2列で合計6台、設けられ、各回転軸7には、歯車44…、中間歯車46…を介して連動するようになっている。
As shown in FIGS. 13 and 14, a total of 6
また、ハウジング25には、1列目の隣接する2つの回転軸7,7間および残りの回転軸7の隣接しない反対側に対応して導入口28,28が設けられ、この導入口28,28に対応して反対側に導出口29,29が設けられている。そして、これら導入口28,28および導出口29,29には開閉扉31…,32…が設けれている。
Further, the
図15および図16は、本発明の第6実施形態に係る風力原動機としての風力発電機1を示している。
15 and 16 show a
図15および図16に示すように、ハウジング25内には、回転軸7および翼…が2台ずつ2列で合計4台設けられ、各回転軸7は、歯車44…、中間歯車46…を介して連動するようになっている。
As shown in FIGS. 15 and 16, a total of four
また、ハウジング25には、1列目の隣接する2つの回転軸7,7間に対応して導入口28が設けられ、この導入口28に対応して反対側に導出口29が設けられている。そして、導入口28および導出口29には観音開きの開閉扉31,32が設けれている。
Further, the
以上の構成によれば、翼13は構造が簡単なため製造が容易で低価格である風力原動機を提供することができる。
According to the above configuration, since the
また、ハウジング25を設けることにより、強風などの異常気象時にも翼13を保護することができる。
Further, by providing the
なお、上記実施形態では、動力原動機を風力発電機1に適用したが、これに限定されることはなく、たとえばポンプや水車の動力源として適用してもよい。
In the above embodiment, the power prime mover is applied to the
7 回転軸
13 翼
15 羽根部材
1 風力原動機
14 支持部材
16 回動部材(ヒンジ)
18 ストッパ
21 折り曲げ部材
28 導入口
29 導出口
25 ハウジング
31,32 開閉扉
26 開口部
27 防風ドラム
30 風洞
7 Rotating
18
Claims (5)
この回転軸に取付けられた複数枚の翼と、
を備え、
前記翼の各々は、前記回転軸の径方向を中心に傾斜した状態で風を受ける平板状の羽根部材を有している風力原動機であって、
前記翼の各々は、
前記回転軸に取付けられ、前記回転軸の径方向外方に水平に延びる平板状の支持部材と、
この支持部材の先端側に前記羽根部材を回動自在に取り付ける回動部材と、
を備え、
前記羽根部材は、水平状態から傾斜状態まで回動範囲をストッパによって規制し、
前記羽根部材には、前記回動部材と反対側に錘が固定され、前記羽根部材の重量と錘の重量とがバランスされており、
前記羽根部材が傾斜した状態で風を受けて前記回転軸を回転させるように構成したことを特徴とする風力原動機。 With a rotating shaft that is rotatably provided,
With multiple wings attached to this rotating shaft,
Equipped with
Each of the blades is a wind power engine having a flat plate-shaped blade member that receives wind in a state of being inclined about the radial direction of the rotation axis .
Each of the wings
A flat plate-shaped support member attached to the rotating shaft and extending horizontally outward in the radial direction of the rotating shaft,
A rotating member that rotatably attaches the blade member to the tip end side of the support member,
Equipped with
The blade member regulates the rotation range from the horizontal state to the inclined state by a stopper.
A weight is fixed to the blade member on the side opposite to the rotating member, and the weight of the blade member and the weight of the weight are balanced.
A wind power engine characterized in that the blade member is configured to receive wind in an inclined state to rotate the rotating shaft.
前記導入口と前記導出口の少なくとも前記導入口を開閉する扉と、
を備え、
前記導入口と前記導出口は、風が前記複数枚の翼の風受け領域に案内されるように形成したことを特徴とする請求項1に記載の風力原動機。 A housing that covers the periphery of the plurality of wings and has an inlet and an outlet for wind, and a housing that has an inlet and an outlet for wind.
A door that opens and closes at least the introduction port of the introduction port and the outlet, and
Equipped with
The wind power engine according to claim 1 , wherein the inlet and the outlet are formed so that the wind is guided to the wind receiving regions of the plurality of blades.
前記複数枚の翼の周囲を覆い風の通過を妨げるとともに、前記複数枚の翼の風受け領域を露出する開口部を有する防風ドラムと、
この防風ドラムの前記開口部に連接され、該開口部から露出する前記複数枚の翼を覆うとともに、前記導入口および前記導出口を有する風洞と、
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の風力原動機。 The housing is
A windproof drum having an opening that covers the periphery of the plurality of blades to prevent the passage of wind and exposes the wind receiving area of the plurality of blades.
A wind tunnel connected to the opening of the windbreak drum, covering the plurality of blades exposed from the opening, and having the introduction port and the outlet port.
The wind turbine according to claim 2 , wherein the wind turbine is provided with.
この回転軸に取付けられた複数枚の翼と、With multiple wings attached to this rotating shaft,
を備え、Equipped with
前記翼の各々は、前記回転軸の径方向を中心に傾斜した状態で風を受ける平板状の羽根部材を有する風力原動機であって、Each of the blades is a wind power engine having a flat plate-shaped blade member that receives wind in a state of being inclined about the radial direction of the rotation axis.
前記翼の各々は、Each of the wings
前記回転軸に取付けられ、前記回転軸の径方向外方に水平に延びる平板状の支持部材と、A flat plate-shaped support member attached to the rotating shaft and extending horizontally outward in the radial direction of the rotating shaft,
この支持部材の先端側に前記羽根部材を回動自在に取り付ける回動部材と、を備え、A rotating member for rotatably attaching the blade member to the tip end side of the support member is provided.
前記羽根部材は、水平状態から傾斜状態まで回動範囲をストッパによって規制し、The blade member regulates the rotation range from the horizontal state to the inclined state by a stopper.
前記水平に延びる平板状の支持部材と前記水平状態にあって前記支持部材に重なり合っている前記羽根部材とを見たときに、前記支持部材には、前記羽根部材に向かっての上向きの傾斜面が形成され、前記羽根部材には、前記上向きの傾斜面と向かい合うように前記支持部材に向かっての下向きの傾斜面が形成されており、When looking at the horizontally extending flat plate-shaped support member and the blade member that is in the horizontal state and overlaps the support member, the support member has an upward inclined surface toward the blade member. Is formed, and the blade member is formed with a downward inclined surface toward the support member so as to face the upward inclined surface.
前記羽根部材が傾斜した状態で風を受けて前記回転軸を回転させるように構成したことを特徴とする前記風力原動機。The wind turbine is characterized in that the blade member is configured to receive wind in an inclined state to rotate the rotating shaft.
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