CN104024634A - 基于流体的旋转体的制作方法以及该旋转体 - Google Patents

基于流体的旋转体的制作方法以及该旋转体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于流体尤其是风力的旋转体的制作方法以及该旋转体，其目的在于高效地进行能够有效地利用作为自然能量的风力的旋转体的制作，通过该旋转体有助于利用自然能量的发电。基于流体的旋转体的制作方法以及该旋转体的特征在于，将圆筒(A)等份分割，残留支柱形成部(1)和上下部形成部分(2)、(3)，切取成为叶片板(4)的部分，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、(3’)，在支柱形成部(1)安装合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而作为旋转叶片(f)。

Description

基于流体的旋转体的制作方法以及该旋转体
技术领域
本发明涉及基于流体的旋转体的制作方法以及该旋转体，利用于基于自然能量的发电。
背景技术
关于利用自然能量的技术，随着对原子能发电的重新研讨的趋势而提出有较多的发明想法。其中，基于风力的发电备受瞩目，但在此处如何高效地利用作为自然能量的风力受到关注。在专利文献1即日本专利公报第3744893号的“笼型风车”由外部风车和内部风车形成的构成中，以将风力进一步高效地转换为旋转能量为目的；专利文献2即日本专利公报第3995188号的“直流风车”是与用于提高风车的效率的动叶片以及集风板的设计相关的技术；专利文献3即日本特开2008-309132的“可变叶片式风力转换机构”公开一种可变叶片式风力转换机构，在垂直方向的旋转轴上设置多个三叉形状的保持臂，对设置于保持臂的垂直的支承轴进行控制，对根据风力的大小而开闭的叶片进行控制；专利文献4即日本特开2011-64169的“垂直旋转轴型风车以及使用该风车的风力发电装置”公开一种垂直旋转型的风力发电装置，使能够供截面为圆弧状的六个叶片所承受的风通过的空洞部与各叶片之间的空间部连通。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公报第3744893号
专利文献2：日本专利公报第3995188号
专利文献3：日本特开2008-309132
专利文献4：日本特开2011-64169
发明内容
发明要解决的课题
本发明涉及基于流体尤其是风力的旋转体的制作方法以及该旋转体，其目的在于，高效地进行能够有效地利用作为自然能量的风力的旋转体的制作，通过该旋转体有助于今后的利用自然能量的发电。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，作为第一解决手段，为如下两种基于流体的旋转体(A’)的制作方法，其特征在于：将圆筒(A)等份分割，残留支柱形成部(1)和上下部形成部分(2)、(3)，切取成为叶片板(4)的部分，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧，作为旋转叶片(f)；以及使用平板将上述记载的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、叶片板(4)形成为与圆筒(A)相同的弯曲状态。
作为第二解决手段，提供如下两种旋转体(A’)，其特征在于：将圆筒(A)等份分割，残留支柱形成部(1)和上下部形成部分(2)、(3)，切取成为叶片板(4)的部分，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而作为旋转叶片(f)，以能够开闭旋转叶片(f)的方式进行控制，当关闭旋转叶片(f)时返回到圆筒形；以及使用平板将支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、叶片板(4)形成为与圆筒(A)相同的弯曲状态，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而作为旋转叶片(f)，以能够开闭旋转叶片(f)的方式进行控制，当关闭旋转叶片(f)时返回到圆筒形。
作为第三解决手段，提供一种风力、水力等的发电机构，其特征在于，在上述记载的旋转体(A’)的中心轴下方安装发电机来进行发电。
作为上述第一解决手段的作用如下所述。即，将圆筒(A)等份分割，残留支柱形成部(1)和上下部形成部分(2)、(3)，切取成为叶片板(4)的部分，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而作为旋转叶片(f)，从而能够极为高效地制作基于流体的旋转体(A’)。此外，还能够制作使用平板将上述记载的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、叶片板(4)形成为与圆筒(A)相同的弯曲状态的旋转体(A’)，因此格外有效。
作为上述第二解决手段的作用如下所述。即，通过形成为如下两种旋转体(A’)，其特征在于：将圆筒(A)等份分割，残留支柱形成部(1)和上下部形成部分(2)、(3)，切取成为叶片板(4)的部分，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而成为旋转叶片(f)，以能够开闭旋转叶片(f)的方式进行控制，当关闭旋转叶片(f)时返回到圆筒形的基于流体的旋转体(A’)；以及使用平板将支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、叶片板(4)形成为与圆筒(A)相同的弯曲状态，在上述上下部形成部分(2)、(3)分别安装上板(2’)、下板(3’)，在支柱形成部(1)安装转动自如的连结器具、合页(a)，通过上述合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而作为旋转叶片(f)，以能够开闭旋转叶片(f)的方式进行控制，当关闭旋转叶片(f)时返回到圆筒形的旋转体(A’)；由此，通过该旋转体，成为高效地利用风力的旋转体(A’)。
作为上述第三解决手段的作用如下所述。通过成为风力、水力等的发电机构，其特征在于，在上述记载的旋转体(A’)的中心轴下方安装发电机来进行发电；由此，将旋转体(A’)的中心轴(K)与发电机(E)直接连结，高效地进行发电。该发电机构作为小规模程度的发电设备用是有用的，但作为大型的装置也能够有助于今后的自然能量利用。
发明的效果
本发明的旋转体为，从圆筒的主体直接切取叶片板而作为旋转叶片使用，因此不会浪费材料而制作容易，在将该旋转体作为风车进行利用时为纵型，因此成为无指向性，能够高效地利用风力。此外，在受到台风等强风时容易缩小叶片板、旋转叶片的开闭角度而使其成为0度(零度)，由此能够保持安全的强度。
附图说明
图1是表示本发明的旋转体的制作方法的说明图。
图2是表示本发明的旋转体的制作方法的说明图。
图3是表示本发明的旋转体的叶片板(旋转叶片)的全开状态和附属机构的说明图。
图4是表示本发明的旋转体的叶片板(旋转叶片)的开闭动作的说明图。
图5是表示本发明的旋转体的叶片板(旋转叶片)的全闭状态的说明图。
图6是表示作为本发明的旋转体的发电机构的实施状态的说明图。
具体实施方式
在本发明中，如图1(a)[平面图]、(b)[侧视图]、(c)、(d)所示，将任意的纵长的圆筒(A)的表面等份分割(例如3～6等份)，残留支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)，切取成为叶片板(4)的部分，如图1(c)所示，符号(4-1)～(4-6)表示各叶片板(4)。图1(d)表示的符号(S)是切取部分。接着，如图2(a)、(b)所示，在上述上下部形成部分(2)、(3)安装作为盖的上板(2’)、下板(3’)。接着，如图2(b)所示，将支柱形成部(1)作为支承体，在其上安装合页(a)，通过合页(a)安装各叶片板(4)的单侧而使其开闭自如，并作为旋转叶片(f)，而形成旋转体(A’)。在图2(a)、(b)中，(K)表示旋转体(A’)的中心轴。
如图3(a)所示，通过将旋转叶片(f)与控制用台(T)连接的控制杆(R)来进行这些旋转叶片(f)的开闭，如图3(b)所示，从下方部全部以相同角度进行控制。并且，在风速为低速的情况下，将旋转叶片(f)的开闭角度打开至最大角(大约45度)以使利用效率最大。在风速变为高速而旋转体(A’)的转速超过一定的限度时，调节旋转叶片(f)的开闭角度，以旋转体(A’)的转速成为后述的转速的方式进行控制。根据旋转体(A’)的耐久性、发电机(E)的额定输出等来确定旋转体(A’)的额定转速。因而，在风速成为高速而旋转体(A’)的转速超过上述额定转速时，调节旋转叶片(f)的开闭角度，以旋转体(A’)的转速成为额定转速的方式进行控制[参照图4]。
如图3(b)所示，当根据转速、通过适当的机构向控制用马达(M)发送信号时，将控制用马达(M)的动力从正交齿轮箱(B)、小齿轮(P)向齿环(G)传递，并通过与图中央的控制用台(T)连结的控制杆(R)使旋转叶片(f)开闭。在图3(b)中，箭头是旋转叶片(f)的关闭方向。当关闭旋转叶片(f)时，如图5所示那样被密闭而成为圆筒形并停止。由此，还能够防止异物进入到旋转体(A’)的内部。另外，在灾害等紧急时，在丧失了来自外部的控制电路的情况下，将设置于上述旋转体(A’)的下部的紧急用电池(e)[在图3(b)中图示]用作为电源来进行控制，而将旋转叶片(f)关闭，使旋转体(A’)停止。
由此，在打开了旋转叶片(f)的状态下，当风从图3(a)的左方如箭头所示那样吹来时，如旋转体(A’)内的各小箭头所示，来自上风侧的旋转叶片(f)和圆筒(A)的主体的间隙的风的流动流入到圆筒(A)内，该流入的风旋转并沿着下风侧的旋转叶片(f)的内侧流出，因此圆筒(A)产生较强的旋转力，使旋转体(A’)旋转。另外，在如上述那样风力较弱的情况下，将旋转叶片(f)打开到最大的范围，并从风速超过需要输出的时刻起如上述那样对旋转叶片(f)的开闭角度进行控制。图3(a)上部的粗空白箭头表示旋转体(A’)的旋转方向。
图6表示将与该旋转体(A’)的中心轴(K)相连的延长中心轴(K’)设置在下方的基台(H)内，并安装发电机(E)来进行发电的风力发电机构。作为此时的规格尺寸，作为一例，旋转体(A’)的高度为大约2m，将旋转叶片(f)全开后的直径为大约1.6m，基台(H)的高度为大约6m。
上述的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、叶片板(4)也可以另外使用平板而形成为与圆筒(A)相同的弯曲状态，并形成旋转体(A’)。
支柱形成部(1)的部分也可以为了加强而附加圆棒、方棒等，或者代替该情况而另行设置这些圆棒、方棒等，此外，为了小型化，也可以将一体化了支柱形成部(1)的叶片板(4)固定于上部形成部分(2)、下部形成部分(3)。
工业上的可利用性
本发明的旋转体为，根据从圆筒的主体直接切取叶片板这种想法来构成叶片板，并将这些叶片板作为旋转叶片使用，因此不会浪费材料而制作变得容易，旋转效率良好，由于在将该旋转体利用为风车时为纵型，因此为无指向性，能够高效地利用风力。此外，在受到台风等强风时，容易缩小叶片板、旋转叶片的开闭角度而使其成为0度(零度)，由此能够保持安全的强度。该旋转体作为小规模程度的发电设备用是有用的，但也可以作为大型的装置使用。另外，该旋转体的构成也能够利用为水车。进而，通过与太阳能发电组合，基于太阳能发电的强大面，来弥补太阳能发电在夜间变得无法利用的缺点。
符号的说明
1 支柱形成部
2 上部形成部分
2’ 上板
3 下部形成部分
3’ 下板
4 叶片板
A 圆筒
A’ 旋转体
a 合页
f 旋转叶片
e 紧急用电池
M 控制用马达
B 正交齿轮箱
P 小齿轮
G 齿环
T 控制用台
R 控制杆
K 中心轴
K’ 延长中心轴
H 基台
E 发电机
S 切取部分

Claims (5)

1.一种基于流体的旋转体的制作方法，其特征在于，
将圆筒等份分割，残留支柱形成部和上下部形成部分，切取成为叶片板的部分，在上述上下部形成部分分别安装上板、下板，在支柱形成部安装转动自如的连结器具，通过上述转动自如的连结器具安装各叶片板的单侧而作为旋转叶片。
2.一种基于流体的旋转体的制作方法，其特征在于，
使用平板将权利要求1所述的支柱形成部、上部形成部分、下部形成部分、叶片板形成为与圆筒相同的弯曲状态。
3.一种如权利要求1所述的基于流体的旋转体，其特征在于，
将圆筒等份分割，残留支柱形成部和上下部形成部分，切取成为叶片板的部分，在上述上下部形成部分分别安装上板、下板，在支柱形成部安装转动自如的连结器具，通过上述转动自如的连结器具安装各叶片板的单侧而作为旋转叶片，以能够开闭该旋转叶片的方式进行控制，当关闭旋转叶片时返回到圆筒形。
4.一种如权利要求2所述的基于流体的旋转体，其特征在于，
使用平板将支柱形成部、上部形成部分、下部形成部分、叶片板形成为与圆筒相同的弯曲状态，在上述上下部形成部分分别安装上板、下板，在支柱形成部安装转动自如的连结器具，通过上述转动自如的连结器具安装各叶片板的单侧而作为旋转叶片，以能够开闭该旋转叶片的方式进行控制，当关闭旋转叶片时返回到圆筒形。
5.一种风力、水力等的发电机构，其特征在于，
在权利要求1至4中任一项所述的旋转体的中心轴下方安装发电机来进行发电。
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