CN111279071A - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

提供一种通过将由凹状面板部的凸侧面接受到的风向前缘气流贮留部内引导、能够提高起动时的启动的可靠性并增加发电量的风力发电装置。受风桨叶（5）具有为纵长状且在俯视中在内侧面（516）或外侧面（515）弯曲或曲折为凹状而成的凹状面板部（51）、以及沿着该凹状面板部（51）的旋转方向上的前缘部（513）的纵向向凹侧面（511）侧突出形成且其前端部向后缘侧弯曲或曲折而成的前缘气流贮留部（52）；在凹状面板部（51），沿着受风桨叶（5）的纵向形成有用来将从后缘侧碰到凸侧面（512）的气流向凹侧面（511）侧导引并向前缘气流贮留部（52）引导的气流引导路（53）。

Description

风力发电装置

技术领域

本发明涉及桨叶型的风力发电装置。

背景技术

居住于没有发电设备或送电线的地域的人、游牧民等没有固定的居住地的人等，在世界中未能接受电的恩惠的人们有许多。因此，以往通过小型的太阳能发电面板等容易设置的发电机得到电力。但是，太阳能发电面板有仅在太阳光出现的白天能够进行发电、在为了照明等而最需要电力的夜间得不到电力的问题。

另一方面，风不论昼夜都产生。由此，借助该风力进行发电的风力发电装置是用来在夜间得到电力的最优的装置之一。但是，在借助螺旋桨产生的升力旋转的风力发电机中，不接受到规定的风速以上的风就不起动。此外，虽然开发了能够在3m/s以下的低风速域起动的发电机，但为了起动，风必须相对于螺旋桨从大致直角方向吹，实际上难以在风速3m/s以下起动。

对于这样的课题，提出了涉及即使是低风速的风不论是从四方哪个方向吹的风都能够起动的桨叶式的风力发电装置的发明。

例如，在日本特许第5972478号公报中，由本申请发明者提出了一种风力发电装置，是具有向风力发电用马达传递旋转力的垂直旋转轴、从该垂直旋转轴以放射状等间隔地设置的多个支承臂、以及与各个前述支承臂的前端连接的受风桨叶的风力发电装置，前述受风桨叶设有在俯视中将外表面侧弯曲或曲折为凹状而成的凹状面板部、以及沿着该凹状面板部的旋转方向上的前缘部向外表面侧突出且其前端部向后缘部侧弯曲或曲折而成的前缘气流贮留部，前述受风桨叶的从与前述支承臂的连接部到前述后缘部的长度被形成为比前述支承臂长（专利文献1）。根据该专利文献1的发明，使风集中于前缘气流贮留部而在旋转方向上得到力，并且当由前缘侧接受风时通过使其投影面积变窄而容易旋转，能够使发电效率提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5972478号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，在专利文献1所记载的发明中，由凹状面板部的凸侧面接受到的风成为推压受风桨叶的力而贡献于垂直旋转轴的旋转。但是，由于前述凸侧面被弯曲或曲折，所以根据接受风的方向，有该风容易沿着凸侧面流走、不能作为使桨叶旋转的力充分利用的情况。因而，有施以将由凸侧面接受到的风的力变换为垂直旋转轴的旋转力而提高效果用的改良的余地。

本发明是为了解决这样的课题而做出的，目的是提供一种通过将由凹状面板部的凸侧面接受到的风向前缘气流贮留部内引导能够提高起动时的启动的可靠性并增加发电量的风力发电装置。

用来解决课题的手段

有关本发明的风力发电装置为了解决将由凹状面板部的凸侧面接受到的风作为受风桨叶的旋转力有效地利用这一课题，是具有向风力发电用马达传递旋转力的垂直旋转轴、从该垂直旋转轴以放射状且相对于圆周方向等间隔地配置的多个支承臂、以及与各个前述支承臂的前端连接的受风桨叶的风力发电装置，前述受风桨叶具有为纵长状且在俯视中在内侧面或外侧面弯曲或曲折为凹状而成的凹状面板部、以及沿着该凹状面板部的旋转方向上的前缘部的纵向向凹侧面侧突出形成且其前端部向后缘侧弯曲或曲折而成的前缘气流贮留部；在前述凹状面板部，沿着前述受风桨叶的纵向形成有用来将从后缘侧碰到凸侧面的气流向凹侧面侧导引并向前述前缘气流贮留部引导的气流引导路。

此外，作为本发明的一技术方案，为了解决容易将由凹状面板部的凸侧面接受到的风直接向前缘气流贮留部内导引这一课题，也可以是，前述气流引导路具有在前述凹状面板部的前缘部的凸侧面侧且沿着其纵向形成的前缘侧气流引导路。

进而，作为本发明的一技术方案，为了解决将由凹状面板部的凸侧面的后缘侧接受到的风向前缘气流贮留部内导引这一课题，也可以是，前述气流引导路与前述前缘侧气流引导路一起在比该前缘侧气流引导路靠后缘侧具有后缘侧气流引导路，所述后缘侧气流引导路用来将碰到比该后缘侧气流引导路的形成位置靠后缘侧的凸侧面的气流向凹侧面侧导引。

此外，作为本发明的一技术方案，为了解决使从气流引导路排出的气流的速度加速这一课题，也可以是，前述气流引导路形成为，从后缘侧朝向前缘侧逐渐被缩窄。

进而，作为本发明的一技术方案，为了解决使垂直旋转轴与支承它的轴支承台的摩擦阻力降低这一课题，也可以是，前述垂直旋转轴借助沿着轴向设在多个部位的上下一对磁铁的斥力以悬浮状态旋转自如地被支承于轴支承台。

发明效果

根据本发明，通过将由凹状面板部的凸侧面接受到的风向前缘气流贮留部内引导，能够提高起动时的启动的可靠性并增加发电量。

附图说明

图1是表示有关本发明的风力发电装置的第一实施方式的立体图。

图2是表示本第一实施方式的轴支承台的内部的纵剖视图。

图3是将本第一实施方式的受风桨叶以一部分横截面表示的从风力发电装置的上方观察的俯视图。

图4是将本第一实施方式的受风桨叶俯视的横剖视图。

图5是表示在本第一实施方式中从受风桨叶5A侧接受到风的情况下的空气相对于风力发电装置的流动的俯视图。

图6是表示在本第一实施方式中从受风桨叶5A与受风桨叶5B之间接受到风的情况下的空气相对于风力发电装置的流动的俯视图。

图7是将有关本发明的风力发电装置的第二实施方式的受风桨叶俯视的横剖视图。

图8是表示在本第二实施方式中从受风桨叶5A侧接受到风的情况下的空气相对于风力发电装置的流动的俯视图。

图9是表示在本第二实施方式中从受风桨叶5A与受风桨叶5B之间接受到风的情况下的空气相对于风力发电装置的流动的俯视图。

图10是有关本发明的风力发电装置的另一实施方式，是将受风桨叶以一部分横截面表示的俯视图。

图11是有关本发明的风力发电装置的另一实施方式，是将受风桨叶以一部分横截面表示的俯视图。

图12是有关本发明的风力发电装置的另一实施方式，是将受风桨叶以一部分横截面表示的俯视图。

具体实施方式

以下，使用附图对有关本发明的风力发电装置的第一实施方式进行说明。

本第一实施方式的风力发电装置1如图1所示，具有被固定于设置场所的轴支承台2、被该轴支承台2旋转自如地轴支承的垂直旋转轴3、从前述垂直旋转轴3以放射状设置的多个支承臂4、以及被各个前述支承臂4的前端支承的受风桨叶5。以下，对各结构详细地进行说明。

轴支承台2是将垂直旋转轴3旋转自如地轴支承的台。本第一实施方式的轴支承台2如图2所示，主要具有具备发电机构的大致圆筒状的主体部21、和形成在该主体部21的上表面并支承前述垂直旋转轴3的大致圆筒状的上部支承部22。

主体部21成为中空，在其内部，具有使垂直旋转轴3成为悬浮状态的磁铁6、将前述垂直旋转轴3的旋转力向前述风力发电用马达8传递的旋转传递机构7、以及借助前述垂直旋转轴3的旋转力进行发电的风力发电用马达8。

磁铁6由上下一对构成，将同极彼此（+极与+极或－极与－极）面对地配置，借助其斥力使垂直旋转轴3成为悬浮状态，从而减轻与轴支承台2的摩擦阻力。本第一实施方式的磁铁6由被形成为环状的钕磁铁构成，一方被固定在主体部21侧，另一方被固定在垂直旋转轴3侧。此外，上下一对的磁铁6、6沿着轴向被设置在多个部位、在本第一实施方式中被设置在上下两部位，能够借助更强的磁力来保持垂直旋转轴3的悬浮状态。另外，磁铁6的种类并不限定于钕磁铁，也可以从其他的永久磁铁或电磁铁等中适当选择。

旋转传递机构7将垂直旋转轴3的旋转力向风力发电用马达8传递，在本第一实施方式中，由多个齿轮构成，具备使转速增加的增速功能。即，本第一实施方式的旋转传递机构7通过将多个齿轮适当组合，能够以比前述垂直旋转轴3的转速更快的转速使前述风力发电用马达8旋转，由此，与将垂直旋转轴3和风力发电用马达8直接连接而发电的情况相比得到更多的发电量。

风力发电用马达8将由旋转传递机构7传递来的垂直旋转轴3的旋转力变换为电力。本第一实施方式的风力发电用马达8是一般的发电用马达，详细没有图示，但具有旋转自如地被轴支承的旋转轴81、该旋转轴81具备的永久磁铁、以及配置在旋转的前述永久磁铁的周围的电气线圈。前述旋转轴81与旋转传递机构7连接，借助由旋转传递机构7传递的垂直旋转轴3的旋转力使永久磁铁旋转，使配置在其周围的前述电气线圈产生电流。此外，虽然没有图示，但该风力发电用马达8与送电线、蓄电池或电子设备等连接，将发电的电力向前述送电线、前述蓄电池或前述电子设备等供给。

上部支承部22被形成为中空的纵长圆筒状。在该上部支承部22的内部，在其上方、其下方或主体部21的上方的上下两部位，设有减轻垂直旋转轴3的旋转时的摩擦带来的能量的损失的轴承9、9。这样，上部支承部22将前述垂直旋转轴3在成为支承臂4附近的其上方位置和比其靠下方位置的上下两部位支承，从而抑制了因受风桨叶5等接受到的风力而前述垂直旋转轴3挠曲的情况。

垂直旋转轴3借助由受风桨叶5接受到的风力而旋转。本第一实施方式的垂直旋转轴3由轻量且强度较高的钢管或铝管等构成，如图2所示，在使其旋转轴方向大致垂直的状态下旋转自如地被支承于轴支承台2。前述垂直旋转轴3的下端部被固定于旋转传递机构7。此外，前述垂直旋转轴3比上部支承部22向上方延伸出，能够将接着说明的支承臂4固定。

支承臂4将由受风桨叶5得到的风力作为旋转力向垂直旋转轴3传递，从垂直旋转轴3以放射状且相对于圆周方向等间隔地配置有多个。在本第一实施方式中，如图1所示，在垂直旋转轴3的上端及上部支承部22附近，分别在圆周方向上以90度间隔设有4根支承臂4。由此，支承臂4合计支承4片受风桨叶5，如后述那样，不论对于前述受风桨叶5受到从四方哪个方向吹的风，都使前述垂直旋转轴3旋转。另外，支承臂4的根数及圆周方向的间隔等没有被特别限定，也可以考虑支承的受风桨叶5的片数、其形状、重量等而适当选择。

接着，对本第一实施方式的受风桨叶5进行说明。受风桨叶5接受风而借助其力相对于垂直旋转轴3产生旋转力。本第一实施方式的受风桨叶5如图3及图4所示，具有将由凹侧面511接受到的风向前缘部513侧引导的凹状面板部51、接受由该凹状面板部51引导的风而将其风力变换为旋转力的前缘气流贮留部52、以及将碰到前述凹状面板部51的凸侧面512的气流向凹侧面511侧导引并向前述前缘气流贮留部52引导的气流引导路53。此外，本第一实施方式的受风桨叶5如图1所示，具有用来防止由凹状面板部51接受到的风从上下方向逸走的上缘气流阻挡部54及下缘气流阻挡部55。

凹状面板部51如图1、图3及图4所示，是将纵长状的大致矩形面板在固定于支承臂4的状态的俯视下将内侧面516或外侧面515弯曲或曲折为凹状而成的。本第一实施方式的凹状面板部51如图3及图4所示那样形成为，在俯视中前述外侧面515弯曲为凹状。由此，容易将从外侧朝向垂直旋转轴3的风、从后缘侧朝向前缘侧（从后缘部514侧朝向前缘部513侧）吹的风向前缘方向引导。此外，通过将受风桨叶5做成大致翼形状，在该受风桨叶5从前缘侧接受到气流的情况下，使凸侧面512的风速比凹侧面511的风速快，凸侧面512侧相比前述凹侧面511成为负压，使空气从后述的气流引导路53喷出，从而得到推进力（旋转力）。

另外，凹状面板部51并不限定于在俯视中弯曲的形状，也可以如图10所示那样，在俯视中为使直线状的面板曲折或将多个面板接合并使其曲折那样的形状。此外，本第一实施方式的凹状面板部51形成为，在俯视中外侧面515成为凹状，但也可以如图11所示那样形成为，在俯视中内侧面516成为凹状。另外，对于在俯视中将内侧面516形成为凹状的凹状面板部51的作用，在后述的第二实施方式中进行说明。

前缘气流贮留部52是借助前缘部513承接住由凹状面板部51接受到的风并变换为旋转力的部分，沿着前述凹状面板部51的旋转方向上的前缘部513的纵向，向凹侧面511侧突出形成，并且其前端部521被向后缘侧弯曲或曲折。在本第一实施方式的前缘气流贮留部52中，为了轻量化，由将铝制的管纵一半地切断而成的部分构成，在俯视中形成为大致半圆状。该前缘气流贮留部52如图3及图4所示，前述凹状面板部51侧的后端部522被配置在比前述凹状面板部51的凸侧面512靠内侧方向，以使该前缘气流贮留部52与凹状面板部51一起成为气流引导路53的气流排出口532。即，通过在前述前缘气流贮留部52的后端部522与凹状面板部51的前缘部513之间形成间隙，将从前述凹状面板部51的后缘侧碰到凸侧面512的气流向凹侧面511侧导引。该前缘气流贮留部52如图1、图3及图4所示，经由上缘气流阻挡部54、下缘气流阻挡部55及接着说明的气流引导路53的分隔板534被连结到凹状面板部51。另外，前缘气流贮留部52并不限定于由管构成，也可以从如图10所示那样将纵长状的大致矩形面板部件以前端部521朝向后缘侧的方式曲折或连结等的结构中适当选择。

气流引导路53将从后缘侧碰到前述凹状面板部51的凸侧面512的气流向其凹侧面511侧导引并向前缘气流贮留部52引导，气流引导路53被形成在凹状面板部51。该气流引导路53如图3及图4所示，具有将从后缘侧碰到凸侧面512的气流在凸侧面512侧导入的气流导入口531、和将从该气流导入口531导入的气流朝向前缘侧的前缘气流贮留部52排出的气流排出口532。（另外，图4所示的虚线是为了表示气流导入口531及气流排出口532而方便性记载的假想的线，并不表示外形线等。）此外，本第一实施方式的气流引导路53由凹状面板部51的凸侧面512、以与该凸侧面512并设的方式配置的气流引导板533、和将在前述凸侧面512与前述外侧引导板533之间形成的间隙相对于长度方向以规定的间隔分割的多个分隔板534构成。另外，由分隔板534进行的长度方向的分割的状态没有图示，但分割数没有被特别限定，可适当选择。

本第一实施方式的气流引导板533由纵长状的大致矩形面板材构成，如图3及图4所示，从前缘气流贮留部52的后端部522朝向后缘侧延伸出。即，本第一实施方式的气流引导路53在凹状面板部51的前缘部513的凸侧面512侧且沿着其纵向形成，被作为前缘侧气流引导路535而构成。

分隔板534将气流引导板533及前缘气流贮留部52与凹状面板部51连结，并对从后缘侧碰到凸侧面512的气流切开，而使流动产生紊乱，从而使前述气流容易被向气流引导路53导入。该分隔板534如图3及图4所示，在俯视中被形成为大致梯形，从气流导入口531向后缘侧延伸出，以便容易在前述气流导入口531的上游将气流切开。

此外，分隔板534其前缘侧相比后缘侧，前述梯形的高度（凸侧面512与气流引导板533的距离）被形成得较低（短）。由此，本第一实施方式的气流引导路53被形成为，从后缘侧朝向前缘侧逐渐被缩窄。通过将气流引导路53缩窄、使从气流导入口531导入的气流的速度加速、从气流排出口532排出，使借助被向前缘气流贮留部52引导的风力将前述前缘气流贮留部52向旋转方向推压的力加强。

上缘气流阻挡部54用来承接住由凹状面板部51接受到的风的气流以使其不从其上缘逸走。本第一实施方式的上缘气流阻挡部54如图1所示，以从凹状面板部51到前缘气流贮留部52将它们的上缘部517覆盖的方式设置在前述凹状面板部51的凹侧面511侧。

此外，下缘气流阻挡部55与上缘气流阻挡部54同样，用来承接住由凹状面板部51接受到的风的气流以使其不从其下缘逸走。本第一实施方式的下缘气流阻挡部55如图1所示，以从凹状面板部51到前缘气流贮留部52将其下缘部518覆盖的方式设置在前述凹状面板部51的凹侧面511侧。

由以上的结构构成的受风桨叶5以将前缘侧朝向旋转方向的状态被各支承臂4支承。此外，在各支承臂4与受风桨叶5的连结部分，设有角度调整机构10，能够适度地调整在俯视中受风桨叶5相对于旋转方向的角度。本第一实施方式的角度调整机构10如图3及图4所示，具有被固定于凹状面板部51的凸侧面512的支承板11、和将该支承板11向支承臂4固定的两根支承螺栓12、12。在前述支承板11，形成有使一方的前述支承螺栓12插通的螺栓孔13、和沿着以该螺栓孔13为中心的圆弧形成并使另一方的支承螺栓12插通的圆弧状的长孔14。即，角度调整机构10通过使一方的支承螺栓12插通于前述螺栓孔13并将一方的支承螺栓12固定于前述支承臂4，将受风桨叶5旋转自如地支承，并且使另一方的支承螺栓12插通于前述长孔14，适当调整前述受风桨叶5的角度后将另一方的支承螺栓12固定于前述支承臂4。

接着，对本第一实施方式的风力发电装置1的各结构的作用进行说明。

对于本第一实施方式的风力发电装置1对如图5所示接受到从一个受风桨叶5A方向向以垂直旋转轴3为中心对置的受风桨叶5C的方向吹的风（图5中的从下朝向上方的风）的情况进行说明。

在此情况下，位于最靠上风侧的受风桨叶5A主要由凹状面板部51的凹侧面511接受风。凹状面板部51其凹侧面511弯曲而朝向前缘侧倾斜，所以将接受到的风以沿着其弯曲面（凹侧面511）的方式从后缘侧向前缘侧引导。

前缘气流贮留部52承接住由凹状面板部51从后缘侧向前缘侧引导的风，将风力变换为朝向前缘方向的力。此时，在凹状面板部51的上缘部517及下缘部518设置的上缘气流阻挡部54及下缘气流阻挡部55防止空气在上下方向上走掉。由此，由凹状面板部51的凹侧面511接受到的风其许多被向前缘气流贮留部52引导，成为向前缘方向推压的力。

接着，对在相对于该受风桨叶5A向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5B（在图5中配置在右侧的受风桨叶5B）接受到的风带来的作用进行说明。相对于该受风桨叶5B，风从后缘侧朝向前缘侧流动。由此，在凹状面板部51的凹侧面511流动的气流沿着前述凹状面板部51被向前缘气流贮留部52引导，或直接流入前述前缘气流贮留部52，成为向前缘方向推压的力。

另一方面，碰到凹状面板部51的凸侧面512的气流沿着前述凸侧面512流动。此时，借助延伸设置到比气流引导路53的气流导入口531靠上游侧的分隔板534，给气流带来紊乱。由此，气流容易从前述气流导入口531流入气流引导路53。然后，前述气流从气流导入口531向气流引导路53流入。

在气流引导路53中，由于从气流导入口531到气流排气口将其截面积逐渐缩窄，所以与截面积对应而使流入的气流的速度加速。然后，被加速的气流被从气流排出口532排出，被向前缘气流贮留部52导引。成为借助被气流引导路53从凸侧面512导引到凹侧面511侧的气流被加速了的较强的力将前缘气流贮留部52向前缘方向推压的力。由此，本第一实施方式的受风桨叶5能够将以往因沿着凸侧面512流走而不怎么被作为向前缘方向推压的力使用的从后缘侧碰到凸侧面512的气流作为向前缘方向推压的力利用。

接着，对相对于前述受风桨叶5B进一步向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5C（在图5中配置在下风侧的受风桨叶5C）进行说明。在该受风桨叶5C中，由凸侧面512接受风。此时，碰触到凸侧面512的气流沿着前述凸侧面512流动。然后，其一部分向气流引导路53流入。由于气流排出口532朝向前缘气流贮留部52侧开口，所以流入到气流引导路53的空气被向前缘气流贮留部52引导，成为向前缘方向推压的力。由此，本第一实施方式的受风桨叶5能够将以往在配置在下风侧的情况下对于垂直旋转轴3的旋转没有发挥力的碰触到凸侧面512的气流作为向前缘方向推压的力利用。

接着，对相对于前述受风桨叶5C进一步向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5D（在图5中配置在左侧的受风桨叶5D）进行说明。相对于该受风桨叶5D，风从前缘侧朝向后缘侧流动。由此，受风桨叶5D受到来自前缘侧的迎面风。但是，本第一实施方式的受风桨叶5其前缘气流贮留部52的从凹侧面511侧朝向凸侧面512侧的宽度较窄，从前缘侧朝向后缘侧的投影面积较小，所以能够使被迎面风向后缘侧推压的力更小。

此外，由于受风桨叶5是大致翼形状，所以使凸侧面512的风速比凹侧面511的风速快。由此，凸侧面512侧相比前述凹侧面511成为负压。于是，前述凹侧面511的空气被从气流引导路53向凸侧面512侧喷出。受风桨叶5借助由被喷出的气流带来的反作用，得到向旋转方向的推进力。

根据以上，在本第一实施方式的各受风桨叶5中，能够将从一方向接受到的风的力在四个全部的受风桨叶5A～5D中作为使其朝向前缘侧旋转（向图5中的逆时针方向旋转）的力。此外，虽然在受风桨叶5D受到向与旋转方向相反方向旋转的力，但该力比由其他三个受风桨叶5A～5C带来的旋转方向的旋转力小。

接着，对风吹到一个受风桨叶5A与配置在该受风桨叶5A的旁边的受风桨叶5B之间的情况（在图6中风以从右下朝向左上的斜45度的角度吹的情况）进行说明。此时，在受风桨叶5B中，主要由凹状面板部51的凹侧面511接受风。然后，气流沿着凹侧面511被向前缘气流贮留部52引导，成为朝向前缘方向的较强的力。

此外，在受风桨叶5C中，气流从后缘侧碰到凸侧面512。该气流成为将受风桨叶5C向前缘方向推压的力。此外，碰触的气流沿着凸侧面512流入气流引导路53，被向前缘气流贮留部52引导，成为向前缘方向推压的力。

另一方面，在受风桨叶5A及受风桨叶5D，从前缘侧接受风，产生与旋转方向相反方向的力。但是，由于接受风的凹侧面511及凸侧面512被形成为如流线型那样相对于流动平滑的形状，所以气流沿着各面流动，使向与旋转方向相反方向产生的力变弱。此外，由于受风桨叶5是大致翼形状，所以空气被从气流引导路53向凸侧面512侧喷出，借助其反作用而得到朝向旋转方向的推进力。

因而，本第一实施方式的各受风桨叶5即使接受到经过受风桨叶5彼此之间的风，也能够产生使其向旋转方向旋转（向图6中的逆时针方向旋转）的力。因此，不论风吹到受风桨叶5侧或受风桨叶5彼此之间的哪里，都能够发挥朝向旋转方向的力。

在支承臂4中，将由该各受风桨叶5变换后的向前缘方向的力作为旋转的力（旋转转矩）向垂直旋转轴3传递。

垂直旋转轴3借助由支承臂4传递的由作用于受风桨叶5的风力产生的旋转力而开始旋转。前述垂直旋转轴3借助配置在上下两部位的上下一对磁铁6、6的斥力以悬浮状态被支承，并且借助轴承9、9也减小了旋转方向的摩擦损失。由此，即使是由低速的风力带来的较弱的旋转力，前述垂直旋转轴3也被起动（旋转开始）。此外，在旋转中也能够抑制与支承轴台的摩擦带来的损失，所以也能够抑制发电的损失。

此外，由于垂直旋转轴3在上部支承部22的支承臂4附近和其下方的两部位以上被支承，所以受风桨叶5受到强风而挠曲的情况被抑制。由此，能够顺畅地进行前述垂直旋转轴3的旋转。

在风力发电用马达8中，借助被传递来的垂直旋转轴3的旋转力而使旋转轴81旋转，进行发电。此时，借助旋转传递机构7，以比垂直旋转轴3的转速快的转速使前述风力发电用马达8旋转，所以能够得到更多的发电量。

根据以上这样的本第一实施方式的风力发电装置1，能够得到以下的效果。

1.由于能够将从受风桨叶5的后缘侧碰触到凸侧面512的风向凹侧面511侧导引而作为将前缘气流贮留部52推压的力利用，所以能够得到比以往的桨叶型的风力发电装置1多的发电量。

2.在受风桨叶5中，由于也能够利用碰触到凸侧面512的风，所以不论受到从四方哪个方向吹的风，都能够使垂直旋转轴3旋转而进行效率良好的发电。

3.在受风桨叶5中，由于借助气流引导路53使向前缘气流贮留部52排出的风加速，所以能够以更强的力使垂直旋转轴3旋转。

4.由于不是用螺旋桨带来的升力进行发电，而是将从风接受到的力直接变换为旋转力而发电的桨叶型的风力发电机，所以即使是较弱的风也能够开始发电。特别是，在本申请第一实施方式的风力发电装置1中，由于借助多个磁铁6将垂直旋转轴3以悬浮状态支承，所以通过将与支承轴台的摩擦抑制在最低限度，更容易启动。

接着，使用附图对有关本发明的风力发电装置的第二实施方式进行说明。另外，对于本第二实施方式的风力发电装置1中的与上述第一实施方式的结构同等或相当的结构省略再次的说明。

本第二实施方式的凹状面板部51如图7所示那样形成为，在固定于支承臂4的状态的俯视中内侧面516弯曲为凹状。

此外，本第二实施方式的气流引导路53除了前述的前缘侧气流引导路535以外还具有后缘侧气流引导路536。后缘侧气流引导路536被形成在比前缘侧气流引导路535靠后缘侧，用来将碰到凹状面板部51的后方的凸侧面512的气流向凹侧面511侧引导。在本第二实施方式中，凹状面板部51由前缘侧凹状面板部519和后缘侧凹状面板部520构成，通过将前缘侧凹状面板部519的后端配置在凸侧面512侧、并以与该后端的凹侧面511侧重迭的方式配置后缘侧凹状面板部520的前缘，由其间隙形成后缘侧气流引导路536。

此外，本第二实施方式的受风桨叶5为了不妨碍由凹侧面511接受到的风沿着前述凹侧面511流动，使支承臂4的支承位置不是在凹状面板部51的凹侧面511而是在下缘气流阻挡部55及上缘气流阻挡部54被支承。为此，如图7～图9所示，下缘气流阻挡部55及上缘气流阻挡部54形成有螺栓孔13及长孔14，以兼作为角度调整机构10的支承板11。

另外，本第二实施方式的前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536具有在俯视中内侧面516弯曲为凹状的凹状面板部51，但并不限定于此，如图12所示，也可以具有在俯视中外侧面515弯曲为凹状的凹状面板部51。此外，虽然没有图示，但凹状面板部51也可以由在俯视中直线状的面板构成前缘侧凹状面板部519和后缘侧凹状面板部520，使前缘侧凹状面板部519的后端与后缘侧凹状面板部520的前缘重迭而形成后缘侧气流引导路536。

接着，对本第二实施方式的风力发电装置1的各结构的作用进行说明。

对于本第二实施方式的风力发电装置1对如图8所示那样接受到从一个受风桨叶5A的方向向以垂直旋转轴3为中心对置的受风桨叶5C的方向吹的风（图8中的从下方朝向上方的风）的情况进行说明。

在此情况下，位于最靠上风侧的受风桨叶5A主要由凹状面板部51的凸侧面512接受风。凹状面板部51其凸侧面512弯曲而朝向前缘侧倾斜，所以能够将碰到凸侧面512的气流以沿着该凸侧面512的方式从后缘侧向前缘侧引导。

在前缘侧气流引导路535中，将从后缘侧碰到凸侧面512的气流向凹侧面511侧导引并向前缘气流贮留部52引导。然后，被引导的风在前缘气流贮留部52成为向前缘方向推压的力。此外，只要受风桨叶5A稍稍向旋转方向旋转，气流就也容易进入后缘侧气流引导路536，将碰到后方侧的凸侧面512的气流向凹侧面511侧导引并向前缘气流贮留部52引导，能够作为向前缘方向推压的力施加。

接着，在相对于该受风桨叶5A向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5B（在图8中配置在右侧的受风桨叶5B）中，风从后缘侧朝向前缘侧流动。由此，在凹状面板部51的凹侧面511上流动的气流沿着前述凹状面板部51被向前缘气流贮留部52引导，或直接流入前述前缘气流贮留部52，成为向前缘方向推压的力。

此外，碰到凹状面板部51的凸侧面512的气流沿着前述凸侧面512流动。在本第二实施方式中，由于气流引导路53由前缘侧气流引导路535和配置在比该前缘侧气流引导路535靠后缘侧的后缘侧气流引导路536构成，所以碰到前缘侧的凸侧面512的气流向前缘侧气流引导路535流入，碰到比后缘侧气流引导路536的形成位置靠后缘侧的凸侧面512的气流向后缘侧气流引导路536流入。

流入到前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536的气流被加速而被向前缘气流贮留部52引导。由此，成为借助被各气流引导路535、536从凸侧面512向凹侧面511侧加速的较强的力将前缘气流贮留部52向前缘方向推压的力。这样，通过在凹状面板部51形成多个气流引导路53，能够将从后缘侧碰到凸侧面512的气流更多地向凹侧面511侧导引而作为向前缘方向推压的力利用。

接着，在相对于前述受风桨叶5B进一步向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5C（在图8中配置在下风侧的受风桨叶5C）中，主要由凹状面板部51的凹侧面511接受风。凹状面板部51其凹侧面511侧弯曲而朝向前缘侧倾斜，所以将接受到的风以沿着其弯曲面（凹侧面511）的方式从后缘侧向前缘侧引导。在前缘气流贮留部52中，接受沿着弯曲面引导的气流而成为向前缘方向推压的力。

接着，在相对于前述受风桨叶5C进一步向旋转方向以90度间隔配置的受风桨叶5D（在图8中配置在左侧的受风桨叶5D）中，接受来自前缘侧的迎面风。但是，与本第一实施方式的受风桨叶5同样，由于前缘气流贮留部52的从凹侧面511侧到凸侧面512侧的宽度较窄，从前缘侧朝向后缘侧的投影面积较小，所以能够使被迎面风向后缘侧推压的力更小。此外，在本第二实施方式中，虽然具有多个气流引导路53，但对于投影面积的影响较小。由此，设置多个气流引导路53不会作为空气阻力而妨碍旋转。此外，借助凹侧面511和凸侧面512的风速差，凸侧面512侧相比前述凹侧面511成为负压。前述凹侧面511的空气被从前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536向凸侧面512侧喷出，通过其反作用得到朝向旋转方向的推进力。

此外，在风吹到一个受风桨叶5A与配置在该受风桨叶5A的旁边的受风桨叶5B之间的情况下（在图9中风以从右下朝向左上的斜45度的角度吹的情况下），在受风桨叶5B中，主要由凹状面板部51的凸侧面512接受风。然后，气流沿着凸侧面512流动，向前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536流入。然后，气流被向前缘气流贮留部52引导，成为向前缘方向的较强的力。

此外，在受风桨叶5C中，主要由凹状面板部51的凹侧面511接受风。由此，该气流沿着凹侧面511被向前缘气流贮留部52引导，或直接向前述前缘气流贮留部52流入，成为向前缘方向推压的力。

另一方面，受风桨叶5A及受风桨叶5D从前缘侧接受风，产生与旋转方向相反方向的力。此外，在本第二实施方式中，具有多个气流引导路53。但是，由于接受风的凹侧面511及凸侧面512与前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536一起被形成为如流线型那样相对于流动平滑的形状，所以气流沿着各面流动，使在与旋转方向相反方向产生的力变弱，设置多个气流引导路53不会作为空气阻力而妨碍旋转。此外，由于受风桨叶5是大致翼形状，所以空气被从前缘侧气流引导路535及后缘侧气流引导路536向凸侧面512侧喷出，借助其反作用而得到向旋转方向的推进力。

根据以上这样的本第二实施方式的风力发电装置1，能得到与第一实施方式同样的作用效果，并且能够借助多个气流引导路53，将从后缘侧碰到凸侧面512的气流向凹侧面511侧更多地导引，能够将碰到前述凸侧面512的气流效率良好地用于发电。此外，由于几乎没有因设置多个气流引导路53带来的妨碍旋转的效果，所以可以考虑制造成本等而适当设置。此外，本第二实施方式的凹状面板部51虽然在俯视中使内侧面516弯曲为凹状，但即使受到从各种各样的方向吹的风，也能够使垂直旋转轴3旋转而进行效率良好的发电。

另外，有关本发明的风力发电装置并不限定于前述的实施方式，可以适当变更。例如，作为各部件使用的材料没有被特别限定，也可以考虑重量、价格等而适当选择。

附图标记说明

1 风力发电装置

2 轴支承台

3 垂直旋转轴

4 支承臂

5 受风桨叶

6 磁铁

7 旋转传递机构

8 风力发电用马达

9 轴承

10 角度调整机构

11 支承板

12 支承螺栓

13 螺栓孔

14 长孔

21 主体部

22 上部支承部

51 凹状面板部

52 前缘气流贮留部

53 气流引导路

54 上缘气流阻挡部

55 下缘气流阻挡部

81 旋转轴

511 凹侧面

512 凸侧面

513 前缘部

514 后缘部

515 外侧面

516 内侧面

517 上缘部

518 下缘部

519 前缘侧凹状面板部

520 后缘侧凹状面板部

521 前端部

522 后端部

531 气流导入口

532 气流排出口

533 外侧引导板

534 分隔板

535 前缘侧气流引导路

536 后缘侧气流引导路。

Claims (5)

1.一种风力发电装置，具有向风力发电用马达传递旋转力的垂直旋转轴、从该垂直旋转轴以放射状且相对于圆周方向等间隔地配置的多个支承臂、以及与各个前述支承臂的前端连接的受风桨叶，其特征在于，

前述受风桨叶具有为纵长状且在俯视中在内侧面或外侧面弯曲或曲折为凹状而成的凹状面板部、以及沿着该凹状面板部的旋转方向上的前缘部的纵向向凹侧面侧突出形成且其前端部向后缘侧弯曲或曲折而成的前缘气流贮留部；

在前述凹状面板部，沿着前述受风桨叶的纵向形成有用来将从后缘侧碰到凸侧面的气流向凹侧面侧导引并向前述前缘气流贮留部引导的气流引导路。

2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，

前述气流引导路具有在前述凹状面板部的前缘部的凸侧面侧且沿着其纵向形成的前缘侧气流引导路。

3.如权利要求2所述的风力发电装置，其特征在于，

前述气流引导路与前述前缘侧气流引导路一起在比该前缘侧气流引导路靠后缘侧具有后缘侧气流引导路，所述后缘侧气流引导路用来将碰到比该后缘侧气流引导路的形成位置靠后缘侧的凸侧面的气流向凹侧面侧导引。

4.如权利要求1～3中任一项所述的风力发电装置，其特征在于，

前述气流引导路形成为，从后缘侧朝向前缘侧逐渐被缩窄。

5.如权利要求1～4中任一项所述的风力发电装置，其特征在于，

前述垂直旋转轴借助沿着轴向设在多个部位的上下一对磁铁的斥力以悬浮状态旋转自如地被支承于轴支承台。

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