JP2002266748A - Windmill - Google Patents

Windmill

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JP2002266748A
JP2002266748A JP2001066301A JP2001066301A JP2002266748A JP 2002266748 A JP2002266748 A JP 2002266748A JP 2001066301 A JP2001066301 A JP 2001066301A JP 2001066301 A JP2001066301 A JP 2001066301A JP 2002266748 A JP2002266748 A JP 2002266748A
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JP
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blade
blades
windmill
wind
edge
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Japanese (ja)
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Akira Nagashima
明 永島
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Daiei Dream Kk
Original Assignee
Daiei Dream Kk
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drag type windmill capable of extremely efficiently providing general energy without spoiling advantages such as rotating performance under weak wind, high torque in a low-speed rotating area, quiet and structural simplicity in rotating. SOLUTION: This windmill 1 is formed by attaching multiple vanes 2 formed of first blades 5 and second blades 6 about a rotary shaft 3 and each of the first and the second blades 5 and 6 is provided with a joining end edge 8, a spiral end edge 7, and an opening end edge 9. The vane 2 is formed by joining the first blade 5 and the second blade 6 at respective joining end edges 8, and respective spiral end edges 7 and 7 of the first and the second blades 5 and 6 are fixed onto the rotary shaft 3 so that the vane 2 is fitted to the rotary shaft 3. This windmill is also characterized in that an opening part 4 for receiving the wind is formed of opening part end edges 9 of the first and the second blades 5 and 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、風力発電設備、
揚水設備等の動力源として利用することができる風車に
関し、特に、幾何学上定義することができる「接線曲
面」を利用して形成した、合理的な形状の羽根を有する
抗力型の風車に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wind power generation facility,
The present invention relates to a wind turbine that can be used as a power source of a pumping facility or the like, and more particularly, to a drag-type wind turbine that has rationally shaped blades formed using a “tangential curved surface” that can be geometrically defined.

【0002】[0002]

【従来の技術】風車は、風の力を利用して回転体を回転
させ、運動エネルギーを得る、即ち、風力という自然エ
ネルギーを、機械等の動力源として利用可能な回転エネ
ルギーに変換する装置であり、大別すると、プロペラ型
を初めとする揚力型風車と、抗力型風車とに分類するこ
とができる。
2. Description of the Related Art A windmill is a device that uses a wind force to rotate a rotating body to obtain kinetic energy, that is, a device that converts natural energy called wind power into rotational energy that can be used as a power source of a machine or the like. There are two types of wind turbines: lift-type wind turbines, such as propeller type, and drag-type wind turbines.

【0003】プロペラ型の風車は、エネルギーの変換効
率が優れていることから、風力発電所等において、最も
広く普及している型の風車である。特に、強風下におい
て効率良く運動エネルギーを得ることができるので、主
として、安定して強い風が吹く場所において利用されて
いる。
[0003] Propeller type wind turbines are the most widely used type of wind turbines in wind power plants and the like because of their excellent energy conversion efficiency. Particularly, since kinetic energy can be efficiently obtained under a strong wind, it is mainly used in a place where a strong strong wind blows.

【0004】図10は、一般的なプロペラ型風車100
の構造を簡単に示したものである。尚、この図におい
て、101はプロペラ、102は、水平方向に保持され
た回転軸である。
FIG. 10 shows a general propeller type wind turbine 100.
Is a simplified illustration of the structure of FIG. In this drawing, 101 is a propeller, and 102 is a rotating shaft held in the horizontal direction.

【0005】プロペラ101は、風の力を受けると、回
転軸102周りに回転することになるが、このようなプ
ロペラ型の風車において最も効率良く回転運動エネルギ
ーを得るためには、回転面が風向きに対して常に直交す
るような向きにプロペラ101を保持することが必要で
ある。そのため、この種のプロペラ型風車100には、
通常、風向きの変化に応じてプロペラ101の向きを変
更させることができる機構(方向制御機構)が設けられ
ている。
When the propeller 101 receives the force of the wind, it rotates around the rotation axis 102. In order to obtain the rotational kinetic energy most efficiently in such a propeller type wind turbine, the rotating surface must be oriented in the wind direction. It is necessary to hold the propeller 101 in a direction that is always orthogonal to the propeller 101. Therefore, this type of propeller type windmill 100 includes
Usually, a mechanism (direction control mechanism) capable of changing the direction of the propeller 101 according to a change in the wind direction is provided.

【0006】一方、抗力型の風車は、弱風下においても
良好に回転し、また、低速回転域で高いトルク(回転
力)を発生させることができるという利点を有している
ほか、周速比が1を超えることはないので、強風に対す
る安全性、静粛性に優れている。また、全方向からの風
を利用できるため、故障の原因となり易い方向制御機構
等を必要とせず、風車の構造を単純化することができ、
その結果、維持管理が極めて容易で、経済性に優れてい
る。そのため、抗力型の風車は、途上国、あるいは、風
の弱い地域における、家庭的、小規模的な揚水設備や発
電設備等に利用されている。
[0006] On the other hand, a drag type windmill has the advantages that it rotates well even in a weak wind, can generate high torque (rotational force) in a low speed rotation range, and has a peripheral speed ratio. Since it does not exceed 1, it is excellent in safety against high winds and quietness. In addition, since wind from all directions can be used, a direction control mechanism or the like which is likely to cause a failure is not required, and the structure of the windmill can be simplified,
As a result, maintenance is extremely easy and economical. For this reason, drag-type wind turbines are used for home-use, small-scale pumping facilities, power generation facilities, and the like in developing countries or regions with weak winds.

【0007】図11は、抗力型の風車として一般的な、
サボニウス型風車200の構造を簡単に示したものであ
る。このサボニウス型風車200は、図示されているよ
うに、略垂直に保持された回転軸207と、断面が円弧
となるような曲面形状の羽根201,202とによって
構成されている。
FIG. 11 shows a general wind turbine of a drag type.
1 shows a simplified structure of a Savonius type windmill 200. As shown, the Savonius type windmill 200 includes a rotating shaft 207 held substantially vertically, and curved blades 201 and 202 having a circular cross section.

【0008】この種の抗力型の風車は、一方向から風を
受けた場合に、各羽根間に生じる「抗力(空気抵抗)の
差」によって、羽根が回転軸周りに回転するようになっ
ている。
[0008] In this type of drag type wind turbine, when a wind is received from one direction, the blades rotate around a rotation axis due to a "difference in drag (air resistance)" generated between the blades. I have.

【0009】より具体的には、図11において手前側か
らサボニウス型風車200へ(即ち、矢印Kの方向に)
風が吹いた場合、図中左側の羽根201においては、開
口部201a側において風を受け、図中矢印J1の方向
に回転しようとする力が作用することになり、一方、図
中右側の羽根202においては、背面部202b側にお
いて風を受け、図中矢印J2の方向に回転しようとする
力が作用することになるが、開口部201a側の方が、
背面部202b側よりも、風に対する効力が大きいの
で、羽根201,202は、結局、矢印J1の方向に回
転することになる。
More specifically, in FIG. 11, a Savonius type windmill 200 is moved from the near side (ie, in the direction of arrow K).
When the wind blows, the blade 201 on the left side in the figure receives the wind on the opening 201a side, and a force to rotate in the direction of arrow J1 in the figure acts, while the blade on the right side in the figure At 202, the wind is received on the back surface 202b side, and a force to rotate in the direction of arrow J2 in the drawing acts, but the opening 201a side has
Since the effect on the wind is greater than that on the back surface 202b side, the blades 201 and 202 eventually rotate in the direction of the arrow J1.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】プロペラ型の風車は、
前述したように、強風下においては効率良くエネルギー
の変換を行うことができるが、弱風下においては変換効
率が低下してしまうため、強い風が安定して吹いている
地域(より具体的には、年平均風速が5m/秒を超える
ようなところ)でなければ利用できないという問題があ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A propeller type windmill is
As described above, energy conversion can be performed efficiently under strong winds, but the conversion efficiency decreases under weak winds, so that areas where strong winds are blowing stably (more specifically, Where the average annual wind speed exceeds 5 m / sec).

【0011】また、風車の回転速度が大きくなった場合
には、風切り音による騒音が問題となる可能性があるほ
か、安全性の観点からも、居住区域等における利用に適
していない。更に、方向制御機構や、規定の風速を超過
した場合に風車の運転を停止させる安全装置等を必要と
するため、構造が複雑となってしまい、製造コストや維
持管理費、メンテナンス作業の容易性等の点において問
題がある。
When the rotation speed of the windmill increases, noise caused by wind noise may become a problem, and it is not suitable for use in a living area from the viewpoint of safety. Furthermore, a directional control mechanism and a safety device for stopping the operation of the wind turbine when the wind speed exceeds a specified level are required, so that the structure is complicated, and the manufacturing cost, the maintenance cost, and the maintenance work are easy. There is a problem in such points.

【0012】一方、図11に示したようなサボニウス型
風車200は、プロペラ型の風車と比べて、エネルギー
の変換効率があまり高くないといった欠点を有してい
る。また、このような欠点を解消するために、羽根の枚
数を増やしたものや、羽根を上下に積み重ねて多段式に
したもの、トルクの死点をなくすために羽根に捻りを入
れたものなど、改良を加えたサボニウス型風車等も各種
考案されてはいるが、これらはいずれも、若干の性能の
向上が期待できるものの、抗力型風車の本来の長所であ
る「構造の単純さ」が失われてしまっている。
On the other hand, the Savonius type wind turbine 200 as shown in FIG. 11 has a disadvantage that the energy conversion efficiency is not so high as compared with the propeller type wind turbine. Also, in order to eliminate such disadvantages, those with an increased number of blades, those in which the blades are stacked up and down to form a multi-stage system, those in which the blades are twisted to eliminate the dead point of torque, etc. Various types of improved Savonius type wind turbines have been devised, but all of them can be expected to slightly improve performance, but they lose the simplicity of structure, which is the original advantage of drag type wind turbines. I have.

【0013】また、サボニウス型風車においては、背面
部側の形状を、風への抗力がなるべく小さくなるように
構成することができれば、それだけ円滑に回転させるこ
とが可能になるので、背面部の表面を曲面状に形成する
ことが多いが、例えば、ベニヤ板や金属板等のような平
板状の材料を加工して曲面を形成すること(特に、空力
特性等を考慮して、合理的で緻密な計算のもとに設計さ
れた曲面を、設計値に基づいて忠実に形成すること)
は、困難を伴うことが多い。
Further, in the Savonius type windmill, if the shape on the back side can be configured so as to minimize the drag against the wind, it is possible to smoothly rotate the wind turbine. Is often formed into a curved surface. For example, a curved surface is formed by processing a plate-shaped material such as a plywood or a metal plate (particularly, considering aerodynamic characteristics and the like, a reasonable and precise Form a curved surface designed based on calculations based on design values.)
Is often difficult.

【0014】より具体的には、平板状の材料を加工し
て、微妙なカーブを描く曲面を形成するためには、予め
「型」を製作しておく必要があり、作業の工程数が多く
なるだけでなく、製造コストも嵩むことになる。
More specifically, in order to form a curved surface that draws a delicate curve by processing a plate-like material, it is necessary to manufacture a "mold" in advance, and the number of working steps is large. In addition, the manufacturing cost increases.

【0015】本発明は、このような問題を解決すべくな
されたものであって、抗力型の風車において、「型」を
用いることなく、簡単、かつ、経済的に製作することが
できるにも拘わらず、合理的で、微妙な曲面形状を呈す
る羽根を有し、抗力型の風車が従来から持ち合わせてい
た、弱風下における回転性、低速回転域での高いトル
ク、回転時における静粛性、構造の単純性などの利点を
損なうことなく、汎用性の高い回転エネルギーを効率良
く得ることができる抗力型の風車を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to easily and economically manufacture a drag type wind turbine without using a "type". Regardless, it has blades that have a reasonable and subtle curved surface shape, and the drag type windmill has been equipped with low wind speed, high torque in the low speed rotation range, quietness during rotation, structure It is an object of the present invention to provide a drag type wind turbine capable of efficiently obtaining rotational energy having high versatility without impairing advantages such as simplicity of the wind turbine.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係る風車は、第
1のブレードと第2のブレードとによって形成される羽
根を回転軸周りに複数取り付けてなるものであって、第
1及び第2のブレードは、接合用端縁と、螺旋状端縁
と、開口部用端縁とをそれぞれ有しており、前記羽根
は、第1のブレードと第2のブレードとを各接合用端縁
において接合してなるものであり、前記第1及び第2の
ブレードの各螺旋状端縁が前記回転軸上に固定されるこ
とによって、前記羽根が回転軸に取り付けられ、更に、
前記第1及び第2のブレードの開口部用端縁によって、
風を受けるための開口部が形成されていることを特徴と
している。
A wind turbine according to the present invention comprises a plurality of blades formed by a first blade and a second blade mounted around a rotation axis. Blade has a joining edge, a spiral edge, and an edge for an opening, respectively, and the blade has a first blade and a second blade at each joining edge. The first and second blades are fixed on the rotating shaft so that the blades are attached to the rotating shaft.
By the opening edges of the first and second blades,
An opening for receiving the wind is formed.

【0017】尚、前記第1のブレード、及び/又は、前
記第2のブレードの表面が、接線曲面を形成するように
構成した場合には、合理的な形状の羽根を、「型」を必
要とすることなく、平板状の部材を用いて簡単、かつ、
経済的に製作することができる。
In the case where the surface of the first blade and / or the surface of the second blade forms a tangential curved surface, a blade having a reasonable shape is required to have a “mold”. Without using a flat member, and
It can be manufactured economically.

【0018】また、前記ブレードの替わりに、フレーム
に布材を張ることによって形成した羽根を回転軸周りに
複数取り付けることによって、本発明に係る風車を構成
することもでき、この場合、構造をシンプルなものとす
ることができる。
Alternatively, the wind turbine according to the present invention can be constructed by attaching a plurality of blades formed by stretching a cloth material to a frame around the rotation axis instead of the blades. In this case, the structure can be simplified. It can be.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る風車の実施形態について説明する。図1は、本発
明の第1の実施形態における風車1の斜視図であり、図
2は、その平面図である。これらの図に示されているよ
うに、この風車1は、基本的には三つの羽根2a,2
b,2cと、回転軸3とによって構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a wind turbine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a wind turbine 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. As shown in these figures, this wind turbine 1 basically has three blades 2a, 2a.
b, 2 c and the rotating shaft 3.

【0020】三つの羽根2a〜2cは、図示されている
ように、回転軸3周りに、すべてが同じ向きに、かつ、
それぞれが等しい間隔を置いて配置されている。そし
て、この風車1は、ある方向から風を受けると、いずれ
か一枚の羽根2の開口部4において風を受け、この風の
力によって特定の方向(図1及び図2におけるR方向)
に回転するようになっている。
As shown, the three blades 2a to 2c are all oriented in the same direction around the rotation axis 3, and
Each is equally spaced. When the windmill 1 receives wind from a certain direction, the windmill 1 receives the wind at the opening 4 of any one of the blades 2, and a specific direction (R direction in FIGS. 1 and 2) is generated by the force of the wind.
It is designed to rotate.

【0021】図3は、図1及び図2に示した風車1に用
いられている羽根2の斜視図であり、図4は、その平面
図である。図3からも明らかなように、この羽根2は、
第1のブレード5と第2のブレード6とによって構成さ
れている。また、第1のブレード5及び第2のブレード
6はいずれも、螺旋状端縁7、接合用端縁8、及び、開
口部用端縁9をそれぞれ有し、これらを外周囲線とする
曲面10によって構成されている。
FIG. 3 is a perspective view of the blade 2 used in the wind turbine 1 shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a plan view thereof. As is clear from FIG. 3, the blade 2
It is composed of a first blade 5 and a second blade 6. Each of the first blade 5 and the second blade 6 has a helical edge 7, a joining edge 8, and an opening edge 9, respectively, and is a curved surface having these as an outer peripheral line. 10.

【0022】第1のブレード5と第2のブレード6と
は、水平面を基準として相互に鏡映した形状となってお
り、各接合用端縁8,8同士が接合されることにより、
羽根2を構成している。そして、図3に示す螺旋状端縁
7,7が、図1及び図2に示す回転軸3の外周面上に固
定されることによって、羽根2は回転軸3に取り付けら
れている。
The first blade 5 and the second blade 6 are mirror-reflected with respect to each other with respect to a horizontal plane.
The blade 2 is configured. The blades 2 are attached to the rotating shaft 3 by fixing the spiral edges 7, 7 shown in FIG. 3 on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 shown in FIGS. 1 and 2.

【0023】また、このようにして羽根2が回転軸3に
取り付けられることにより、羽根2の開口部用端縁9,
9(及び回転軸3の一部)によって、風を受けるための
開口部4が、回転軸3周りに形成されることになる。
In addition, by attaching the blade 2 to the rotating shaft 3 in this manner, the opening edge 9 of the blade 2,
9 (and a part of the rotating shaft 3) forms an opening 4 around the rotating shaft 3 for receiving the wind.

【0024】尚、第1のブレード5及び第2のブレード
6をそれぞれ構成する曲面10は、「接線曲面」を形成
するように構成されている。この「接線曲面」とは、幾
何学上定義することができる曲面の一つであり、本実施
形態における羽根2の構造を理解する上で特に重要であ
るので、以下に詳しく説明する。
The curved surfaces 10 constituting the first blade 5 and the second blade 6, respectively, are configured to form "tangential curved surfaces". The “tangential curved surface” is one of the curved surfaces that can be geometrically defined, and is particularly important for understanding the structure of the blade 2 in the present embodiment, and will be described in detail below.

【0025】接線曲面は、図5に示すつるまき線C1、
直線C2、及び、インボリュート曲線C3を外周囲線と
して構成される曲面である。これらの線のうち、つるま
き線C1は、直径をd1、高さをd2とする円柱Sの外
周面上に存在する線分であって、図5に示す点Aと点B
とを所定の周回方向に最短距離で結んだ線である。尚、
点Aは、円柱Sの上面S1の外周円上に存在する任意の
点であり、点Bは、底面S2の外周円上の任意の位置に
存在する点である。
The tangent curved surface is a helical line C1, shown in FIG.
It is a curved surface configured with the straight line C2 and the involute curve C3 as the outer peripheral lines. Among these lines, the helix line C1 is a line segment existing on the outer peripheral surface of the cylinder S having a diameter d1 and a height d2, and is a point A and a point B shown in FIG.
Is a line connecting the shortest distance in a predetermined circumferential direction. still,
Point A is an arbitrary point present on the outer circumferential circle of the upper surface S1 of the column S, and point B is a point present at an arbitrary position on the outer circumferential circle of the bottom surface S2.

【0026】直線C2は、図5に示す点Eと点Aとを結
んだ線であり、その長さは、つるまき線C1と同一であ
る。尚、点Eは、円柱Sの底面S2と同一平面Q上に存
在する点であって、点Aの鉛直下に位置する点Fを通る
接線G(底面S2の外周円の接線)上の点である。
The straight line C2 is a line connecting the points E and A shown in FIG. 5, and the length thereof is the same as the helix line C1. The point E is a point existing on the same plane Q as the bottom surface S2 of the cylinder S, and a point on a tangent line G (tangent line of the outer peripheral circle of the bottom surface S2) passing through a point F located vertically below the point A. It is.

【0027】インボリュート曲線C3は、円柱Sの底面
S2と同一平面Q上に存在する曲線であって、点Eと点
Bとを一定の法則に従って結んだ線である。ここで、こ
のインボリュート曲線C3の描き方について説明する
と、まず、つるまき線C1と同じ長さの糸Hを用意し、
つるまき線C1上に配置する。そして、図6に示すよう
に、糸Hを点B側から順に円柱Sから解放していく。こ
の糸Hの解放は、点B側の端点H1が、常に平面Q上を
移動するように、かつ、円柱Sから解放された部分が、
常に円柱Sの接線として、直線となるようにして行う。
The involute curve C3 is a curve existing on the same plane Q as the bottom surface S2 of the cylinder S, and is a line connecting the points E and B according to a certain rule. Here, how to draw the involute curve C3 will be described. First, a yarn H having the same length as the helix line C1 is prepared.
It arrange | positions on the winding line C1. Then, as shown in FIG. 6, the thread H is released from the cylinder S in order from the point B side. The release of the thread H is such that the end point H1 on the point B side always moves on the plane Q, and the portion released from the cylinder S is
It is always performed as a straight line as a tangent to the cylinder S.

【0028】このようにして、点Bから、端点H1が接
線Gと交差するまで糸Hの解放を行った場合に、端点H
1によって平面Q上に描かれる軌跡(曲線)が、このイ
ンボリュート曲線C3である。そして、この解放の過程
において、糸Hが空間に連続的に描いた曲面が「接線曲
面」である。
In this manner, when the yarn H is released from the point B until the end point H1 intersects the tangent line G, the end point H
The locus (curve) drawn on the plane Q by 1 is the involute curve C3. In the process of the release, the curved surface that the yarn H continuously draws in the space is a “tangential curved surface”.

【0029】本実施形態においては、第1のブレード5
及び第2のブレード6をそれぞれ構成する曲面10が、
以上に説明したような「接線曲面」を形成するように構
成されている。尚、図3及び図4に示した第1及び第2
のブレード5,6の螺旋状端縁7は、図5に示したつる
まき線C1に相当し、同様に、第1及び第2のブレード
5,6の開口部用端縁9、及び、接合用端縁8は、図5
の直線C2、及び、インボリュート曲線C3にそれぞれ
相当するものである。
In the present embodiment, the first blade 5
And the curved surface 10 configuring the second blade 6 respectively,
It is configured to form the “tangential curved surface” as described above. In addition, the first and the second shown in FIGS.
The helical edges 7 of the blades 5 and 6 correspond to the helix line C1 shown in FIG. 5, and similarly, the opening edges 9 and the joining edges 9 of the first and second blades 5 and 6. The edge 8 is shown in FIG.
, And an involute curve C3.

【0030】本実施形態における風車1は、以上のよう
な構成に係るものであるところ、従来のサボニウス型風
車と比べ、次のような利点を有している。まず、第1の
利点は、合理的な曲面形状を呈する羽根2を、「型」を
用いることなく、一枚の平板状の材料より簡単に製作す
ることができる、ということである。そして、第2の利
点は、羽根2の背面部側が楔形をしているため、風上方
向に対して背面部側を向けている状態においては、羽根
2に作用すべき抗力を効果的に減少させることができ
る、ということである。
The wind turbine 1 according to the present embodiment has the following configuration, but has the following advantages as compared with the conventional Savonius type wind turbine. First, the first advantage is that the blade 2 exhibiting a reasonable curved shape can be easily manufactured from a single plate-like material without using a “mold”. The second advantage is that since the rear side of the blade 2 is wedge-shaped, the drag to be applied to the blade 2 is effectively reduced when the rear side is directed to the windward direction. It is possible to make it.

【0031】ここで、これらの利点をより具体的に説明
するために、本実施形態における風車1の製造方法の例
について述べる。まず最初に、製作しようとする羽根2
の大きさ、及び、形状を決定する。羽根2は、前述した
ように第1のブレード5と、水平面を基準としてこれを
鏡映した形状の第2のブレード6の、各接合用端縁8,
8同士を接合することによって形成されており、第1の
ブレード5及び第2のブレード6は、螺旋状端縁7、接
合用端縁8、及び、開口部用端縁9を外周囲線とする曲
面10によってそれぞれ構成されている。
Here, in order to more specifically explain these advantages, an example of a method of manufacturing the wind turbine 1 in the present embodiment will be described. First, feather 2 to be made
Size and shape are determined. The blades 2 are formed by joining the first blade 5 and the joining edges 8,
The first blade 5 and the second blade 6 are formed by joining the spiral edge 7, the joining edge 8, and the opening edge 9 with the outer peripheral line. Each of the curved surfaces 10 is formed.

【0032】従って、羽根2の大きさ及び形状は、図3
及び図4に示した第1のブレード5(又は第2のブレー
ド6)の螺旋状端縁7、接合用端縁8、及び、開口部用
端縁9のそれぞれの長さ寸法、第1のブレード5と第2
のブレード6の開口部用端縁9,9の接合部分における
内角の角度(2θ)、及び、螺旋状端縁7の螺旋の半径
(Y)等の基本要素を定めることによって決定すること
ができる。尚、ここでいう「螺旋の半径」とは、螺旋が
水平面に投影されることによってできる円の半径をい
い、例えば、羽根2の平面図を示した図4において、螺
旋状端縁7が描く円弧線の半径Yのことをいう。
Therefore, the size and shape of the blade 2 are as shown in FIG.
And the length dimension of the spiral edge 7, the joining edge 8, and the opening edge 9 of the first blade 5 (or the second blade 6) shown in FIG. Blade 5 and second
Can be determined by defining basic factors such as the angle (2θ) of the internal angle at the joint portion of the opening edges 9, 9 of the blade 6, and the radius (Y) of the helix of the spiral edge 7. . The “radius of the helix” as used herein refers to the radius of a circle formed by projecting the helix on a horizontal plane. For example, in FIG. 4 showing a plan view of the blade 2, the spiral edge 7 is drawn. This refers to the radius Y of the arc line.

【0033】これらの基本要素は、当然のことながら、
製作者が希望する風車の大きさ、及び、形状によって任
意に定めることができるが、本実施形態においては、風
車の回転によって最も効率よく回転エネルギーが得られ
るように、それらの基本要素のうち、「開口部用端縁
9,9の接合部分における内角の角度(2θ)」につい
ては「70°」に設定している。その理由は、この角度
を70°(より正確には70.528°(±5°))に
設定した場合に、風車の回転によって得られるトルクが
最大になる、と理論上考えられるからである。以下、こ
の角度を70°に設定すべき理論上の根拠について説明
する。
These basic elements are, of course,
The size and size of the windmill desired by the maker can be arbitrarily determined depending on the shape, but in the present embodiment, among the basic elements thereof, so that the rotation energy can be obtained most efficiently by the rotation of the windmill. The “angle (2θ) of the inner angle at the joint of the opening edges 9, 9” is set to “70 °”. The reason is that when this angle is set to 70 ° (more precisely, 70.528 ° (± 5 °)), it is theoretically considered that the torque obtained by the rotation of the windmill becomes maximum. . Hereinafter, the theoretical basis for setting this angle to 70 ° will be described.

【0034】まず、風車1の羽根2が開口部4において
受ける風の量は一様である、例えば、開口部4を形成す
る平面(二つの開口部用端縁9,9及び回転軸3の一部
によって形成される二等辺三角形の平面)のうち、接合
用端縁8に近い位置において受ける風の量と、回転軸3
に近い位置において受ける風の量とが同一である、と仮
定し、開口部用端縁9の長さを「l」、開口部用端縁
9,9の接合部分における内角の角度を「2θ」とする
と、開口部4の面積「A」は、次の「数式1」によって
表すことができる。
First, the amount of wind received by the blades 2 of the wind turbine 1 at the openings 4 is uniform. For example, a plane forming the openings 4 (the two opening edges 9 and 9 and the rotating shaft 3). The amount of wind received at a position near the joining edge 8 in the isosceles triangular plane formed by the
The length of the opening edge 9 is assumed to be “1”, and the angle of the inner angle at the joint of the opening edges 9 is “2θ”. ", The area" A "of the opening 4 can be represented by the following" Formula 1 ".

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】次に、この開口部4を形成する平面の1次
モーメントを計算して、そのトルク「M」を次式により
求める。
Next, the first moment of the plane forming the opening 4 is calculated, and the torque "M" is obtained by the following equation.

【0037】[0037]

【数2】 (Equation 2)

【0038】そして、上記「数式2」を「θ」で微分し
て極限値を求めると、次の通りとなる。
Then, when the above-mentioned “Equation 2” is differentiated by “θ” and the limit value is obtained, the following is obtained.

【0039】[0039]

【数3】 (Equation 3)

【0040】[0040]

【数4】 (Equation 4)

【0041】このようにして得られた解のうち、「θ」
の値は0より大きく、π/2より小さいはずであるか
ら、最初の解を採用する。そして、その近似値を計算す
ると次式の通りとなる。
Of the solutions thus obtained, “θ”
Should be larger than 0 and smaller than π / 2, so the first solution is adopted. Then, when the approximate value is calculated, the following expression is obtained.

【0042】[0042]

【数5】 (Equation 5)

【0043】上記「数式5」の通り、「θ」を35.2
64°と設定した場合(即ち、開口部用端縁9,9の接
合部分における内角の角度「2θ」を、70.528°
と設定した場合)に、風車1のトルクが最大になると考
えられる。
As in the above “Equation 5”, “θ” is 35.2.
When the angle is set to 64 ° (that is, the angle “2θ” of the inner angle at the joining portion of the opening edges 9, 9 is set to 70.528 °)
It is considered that the torque of the wind turbine 1 is maximized.

【0044】本実施形態においては、このような理論的
な根拠に基づいて、開口部用端縁9,9の接合部分にお
ける内角の角度(2θ)を70°(±5°)に設定して
いる。そして、この内角の角度の設定のほか、他の基本
要素の寸法を設定することによって、羽根2の設計が完
了したら、次に、その設計値に基づいて、羽根2を構成
する第1のブレード5、及び、第2のブレード6を製作
する。
In the present embodiment, the angle (2θ) of the inner angle at the joint of the opening edges 9 is set to 70 ° (± 5 °) based on such a theoretical basis. I have. When the design of the blade 2 is completed by setting the dimensions of the other basic elements in addition to the setting of the angle of the inner angle, the first blade constituting the blade 2 is then set based on the design value. 5 and the second blade 6 are manufactured.

【0045】ところで、本実施形態に係る第1のブレー
ド5、及び、第2のブレード6を構成する「接線曲面」
は、「可展面」であるということが数学的に証明された
事実として知られている。この「可展面」とは、平面に
展開することができる曲面を言い、「接線曲面」が「可
展面」であるということは、逆に考えると、「接線曲
面」は、平板な材料を湾曲させることによって簡単に形
成することができる、ということになる。
Incidentally, the "tangential curved surface" constituting the first blade 5 and the second blade 6 according to the present embodiment.
Is known as a fact that has been mathematically proven to be "extensible". This "developable surface" is a curved surface that can be developed into a flat surface. Considering that the "tangent surface" is a "developable surface", on the contrary, the "tangent surface" is a flat material. Can be easily formed by curving.

【0046】そして、前述の通り、本実施形態に係る第
1のブレード5、及び、第2のブレード6は、曲面10
が「接線曲面」を形成するように構成されているため、
所定の形状に裁断した一枚の平板状の材料を湾曲させる
だけで、「型」を必要とせずに簡単に形成することがで
きる。
As described above, the first blade 5 and the second blade 6 according to the present embodiment
Are configured to form a "tangential surface",
By simply bending a single plate-shaped material cut into a predetermined shape, it can be easily formed without the need for a “mold”.

【0047】このようなことから、本実施形態における
風車1は、平板な木製の板材を裁断し、これらを回転軸
3の外周面上の所定の位置に取り付けることによって湾
曲させ、その結果、接線曲面によって構成される第1の
ブレード5、及び、第2のブレード6を回転軸3の外周
面上に形成し、これらを接合用端縁8,8において接合
することによって、複数枚の羽根2を形成してなるもの
である。
In view of the above, the windmill 1 in the present embodiment is formed by cutting a flat wooden plate and attaching it to a predetermined position on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 so as to be curved. A plurality of blades 2 are formed by forming a first blade 5 and a second blade 6 having curved surfaces on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 and joining them at joining edges 8, 8. Is formed.

【0048】具体的には、まず、製作しようとする第1
のブレード5を平面に展開した状態を示す図を描き、こ
の図に従って、平板な木製板材を裁断する。次に、裁断
した木製板材を回転軸3の外周面上の所定の位置の取り
付ける。木製板材5aを回転軸3に取り付ける際には、
図7に示すように、設計値に基づいて、木製板材の取り
付け目標位置Xを回転軸3の外周面上に予め明示してお
き、木製板材5aの円弧上部7aを、この目標位置Xに
沿って取り付けて固定し、これにより、回転軸3上に第
1のブレード5を形成する。このとき、目標位置Xの表
示が設計通りであれば、木製板材5aは湾曲した状態で
回転軸3上に取り付けられることになり、かつ、その湾
曲曲面は「接線曲面」となっているはずである。
Specifically, first, the first
The figure which shows the state which unfolded the blade 5 on a plane was drawn, and according to this figure, a flat wooden board material is cut | disconnected. Next, the cut wooden board is attached at a predetermined position on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3. When attaching the wooden plate 5a to the rotating shaft 3,
As shown in FIG. 7, a target mounting position X of the wooden plate is specified in advance on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 based on the design value, and the upper arc portion 7a of the wooden plate 5a is moved along the target position X. Then, the first blade 5 is formed on the rotating shaft 3. At this time, if the display of the target position X is as designed, the wooden board 5a is to be mounted on the rotating shaft 3 in a curved state, and the curved surface should be a "tangential curved surface". is there.

【0049】このようにして、回転軸3上に接線曲面を
呈する第1のブレード5を形成したら、これと同様の手
順に従って、第1のブレード5の下方に、第2のブレー
ド6を形成する。そして、それぞれの接合用端縁8,8
を接合すれば、図1に示すような、羽根2が回転軸3周
りに複数形成された風車1を、簡単に製造することがで
きる。
After forming the first blade 5 having a tangential curved surface on the rotating shaft 3 in this manner, the second blade 6 is formed below the first blade 5 according to the same procedure. . And each joining edge 8,8
Can be easily manufactured, as shown in FIG. 1, a wind turbine 1 in which a plurality of blades 2 are formed around a rotation axis 3.

【0050】尚、木製板材5aの回転軸3上への取り付
けは、必ずしも、円弧状部7aの全体を回転軸3上へ固
定しなければならないわけではなく、例えば、円弧状部
7aの両端部30,31(図7参照)のみを回転軸3上
へ固定するようにしても良い。また、第1のブレード5
と第2のブレード6の接合用端縁8,8同士の接合は、
前述したように、木製板材を回転軸3へ取り付けた後で
行っても良いが、第1のブレード5及び第2のブレード
6を形成すべき2枚の木製板材同士を一部接合し、その
後で、回転軸3上へ取り付けるようにしても良い。
The mounting of the wooden plate 5a on the rotating shaft 3 does not necessarily mean that the entire arc-shaped portion 7a has to be fixed on the rotating shaft 3. For example, both ends of the arc-shaped portion 7a are required. Only 30 and 31 (see FIG. 7) may be fixed on the rotating shaft 3. Also, the first blade 5
And the joining edges 8, 8 of the second blade 6 are
As described above, this may be performed after the wooden plate is attached to the rotating shaft 3. However, the two wooden plates to form the first blade 5 and the second blade 6 are partially joined to each other, and then Thus, it may be mounted on the rotating shaft 3.

【0051】また、本実施形態における第1のブレード
5、及び、第2のブレード6は、前述の通り平板な木製
板材によって形成されているが、風車の羽根としての機
能を確保できる充分な強度を有し、かつ、曲面へと変形
することが容易な、可撓性材料であれば、例えば、プラ
スチック製の板、または、金属板を用いて形成すること
もできる。
The first blade 5 and the second blade 6 in this embodiment are formed of a flat wooden plate as described above, but have sufficient strength to ensure the function as the blade of the wind turbine. And a flexible material that is easily deformed into a curved surface, for example, can be formed using a plastic plate or a metal plate.

【0052】更に、本実施形態においては、回転軸3周
りに3つの羽根2が取り付けられているが、4つ、或い
は、それ以上の数の羽根2が取り付けられるように構成
しても良い。また、開口部4において受けた風が、羽根
2及び回転軸3の中を通って、反対側へと抜けるように
構成し、風を受けた羽根2以外の羽根2にも推力を与え
るような構造(いわゆる「クロスフロー型」の構造)と
することもできる。
Further, in the present embodiment, three blades 2 are mounted around the rotation shaft 3, but four or more blades 2 may be mounted. In addition, the wind received at the opening 4 is configured to pass through the blades 2 and the rotating shaft 3 and pass to the opposite side, so that the blades 2 other than the blades 2 receiving the wind also apply thrust. A structure (a so-called “cross-flow type” structure) can also be used.

【0053】また、本実施形態においては、螺旋状端縁
7が回転軸3の外周面上に直接固定されることによっ
て、羽根2が回転軸3に取り付けられているが、螺旋状
端縁7が、取付具等を介して間接的に回転軸3へ取り付
けられるように構成しても良い。この場合、回転軸3の
外周面は、必ずしも螺旋状端縁7の曲率と一致しない曲
面によって形成されていても良い。
In this embodiment, the blade 2 is attached to the rotating shaft 3 by fixing the spiral edge 7 directly on the outer peripheral surface of the rotating shaft 3. However, you may comprise so that it may be indirectly attached to the rotating shaft 3 via a fixture etc. In this case, the outer peripheral surface of the rotating shaft 3 may be formed by a curved surface that does not necessarily match the curvature of the spiral edge 7.

【0054】以上に説明したように、本実施形態におけ
る風車は、空気抵抗等を考慮し、理想的な曲面形状を呈
する羽根を有し、そのような微妙な曲面形状の羽根を、
「型」を用いることなく、設計値に対して忠実に、か
つ、簡単に製作することができる。従って、製造工程を
簡略化できるうえ、風車の設計変更等に対しても柔軟に
対応することができる。また、複雑な付加装置無しで効
率を上げることが可能である。また、強風下でも風を逃
がして安全に運転することができる。
As described above, the wind turbine according to the present embodiment has blades exhibiting an ideal curved surface shape in consideration of air resistance and the like.
Without using a "mold", it can be manufactured faithfully and easily with design values. Therefore, the manufacturing process can be simplified, and it is possible to flexibly cope with a change in the design of the wind turbine and the like. Further, the efficiency can be improved without a complicated additional device. In addition, even under strong wind, the wind can escape and the vehicle can be driven safely.

【0055】次に、本発明の第2の実施形態に係る風車
について説明する。本実施形態における風車は、羽根を
構成する材料として布材を使用したことを特徴としてい
る。図8は、本実施形態に係る風車31を示したもので
あり、この風車31は、基本的には三つの羽根32a,
32b,32cと、回転軸33と、三つの固定具40
a,40b,40cとによって構成されている。
Next, a wind turbine according to a second embodiment of the present invention will be described. The windmill according to the present embodiment is characterized in that a cloth material is used as a material forming the blade. FIG. 8 shows a windmill 31 according to the present embodiment. This windmill 31 basically has three blades 32a,
32b, 32c, the rotating shaft 33, and three fixtures 40
a, 40b, and 40c.

【0056】三つの羽根32a〜32cは、第1の実施
形態における風車1と同様に、回転軸33周りに、すべ
てが同じ向きに、かつ、それぞれが等しい間隔を置いて
配置されている。そして、この風車31は、ある方向か
らの風を受けると、特定の方向(図8におけるRの方
向)に回転するようになっている。
The three blades 32a to 32c are all arranged around the rotation axis 33 in the same direction and at equal intervals, similarly to the wind turbine 1 in the first embodiment. When the wind turbine 31 receives wind from a certain direction, it rotates in a specific direction (the direction of R in FIG. 8).

【0057】羽根32a〜32cは、第1のブレード3
5と、第2のブレード36とによってそれぞれ構成され
ている。第1のブレード35及び第2のブレード36
は、第1の実施形態と同様に、水平面を基準として相互
に鏡映した形状となっており、いずれも、螺旋状端縁
7、接合用端縁8、及び、開口部用端縁9を外周囲線と
する接線曲面によって構成されている。
The blades 32a to 32c are connected to the first blade 3
5 and a second blade 36. First blade 35 and second blade 36
Are mirror images of each other with respect to a horizontal plane as in the first embodiment. In each case, the spiral edge 7, the joining edge 8, and the opening edge 9 are It is constituted by a tangent curved surface as an outer peripheral line.

【0058】固定具40a〜40cは、風車31の羽根
32を固定する部材として十分な強度を有する、たわみ
の少ない金属(又はそれに相当する公知の材料)によっ
て構成されている。そして、これらの固定具40a〜4
0cは、本実施形態においては、図示されているよう
に、三つの頂点を有するような形状となっており、それ
ぞれの頂点において、羽根32a〜32cを固定するこ
とができるような構造となっている。
The fixing members 40a to 40c are made of a metal having a sufficient strength as a member for fixing the blade 32 of the wind turbine 31 and having a small deflection (or a known material corresponding thereto). And these fixtures 40a-4
0c has a shape having three vertices as shown in the present embodiment, and has a structure capable of fixing the blades 32a to 32c at each of the vertices. I have.

【0059】より具体的に説明すると、固定具40a及
び固定具40cは、羽根32a〜32cのそれぞれの上
端部及び下端部を、回転軸33へと固定し、固定具40
bは、羽根32a〜32cの接合用端縁8の一端を、回
転軸33へと固定する構成となっている。
More specifically, the fixture 40a and the fixture 40c fix the upper end and the lower end of each of the blades 32a to 32c to the rotating shaft 33, respectively.
b is configured to fix one end of the joining edge 8 of the blades 32 a to 32 c to the rotating shaft 33.

【0060】本実施形態における第1のブレード35及
び第2のブレード36は、布材によって構成されるもの
であるが、その外周囲(螺旋状端縁7、接合用端縁8、
及び、開口部用端縁9)を、フレーム、及び、ワイヤー
によって構成することにより、接線曲面という特殊な立
体的形状を維持することができるような構造となってい
る。以下に、その構造について具体的に説明する。
The first blade 35 and the second blade 36 in this embodiment are made of a cloth material, and the outer periphery thereof (spiral edge 7, joining edge 8,
In addition, by forming the opening edge 9) with a frame and a wire, the structure is such that a special three-dimensional shape of a tangential curved surface can be maintained. Hereinafter, the structure will be specifically described.

【0061】尚、本実施形態において使用される布材と
しては、天然繊維、合成繊維、不織布、プラスチックフ
ィルム(又はシート)等を用いることができるが、通気
性が低く、風車の羽根32としての機能を確保できる充
分な強度及び耐久性を有した布材を用いることが望まし
い。特に、風車は、屋外で使用されるものであるので、
テント地や帆布等の耐候性に優れた素材を使用すること
が望ましく、また、使用する布地の表面に、より高い耐
候性を得られるように、フッ素加工を施すことが更に望
ましい。
As the cloth material used in the present embodiment, natural fibers, synthetic fibers, nonwoven fabrics, plastic films (or sheets) and the like can be used. It is desirable to use a cloth material having sufficient strength and durability to ensure the function. In particular, since windmills are used outdoors,
It is desirable to use a material having excellent weather resistance, such as a tent or a canvas, and it is more desirable to apply a fluorine process to the surface of the fabric to be used so as to obtain higher weather resistance.

【0062】図9は、第1のブレード35の構造を、回
転軸33及び固定具40等の構造と併せて詳細に示した
ものである。この図において、41は、開口部用端縁9
において第1のブレード35を固定するための直状フレ
ーム、42は、接合用端縁8において第1のブレード3
5を固定するためのインボリュートフレームである。
尚、これらの直状フレーム41、及び、インボリュート
フレーム42は、風車の羽根を構成する部材として十分
な強度を有する、たわみの少ない金属(又はそれに相当
する公知の材料)によって構成されている。また、43
は、螺旋状端縁7において第1のブレード35を固定す
るためのワイヤーである。
FIG. 9 shows the structure of the first blade 35 together with the structure of the rotating shaft 33 and the fixture 40 and the like in detail. In this figure, reference numeral 41 denotes an opening edge 9.
The straight frame 42 for fixing the first blade 35 at the first edge 3 at the joining edge 8
5 is an involute frame for fixing 5.
The straight frame 41 and the involute frame 42 are made of a metal having a sufficient strength as a member constituting a blade of a windmill and having a small deflection (or a known material corresponding thereto). Also, 43
Is a wire for fixing the first blade 35 at the spiral edge 7.

【0063】第1のブレード35には、螺旋状端縁7、
及び、開口部用端縁9の全長において袋穴が設けられて
おり、それぞれの袋穴は、ワイヤー43、及び、直状フ
レーム41を、その袋穴の中に通すことができるような
構造となっている。
The first blade 35 has a spiral edge 7,
In addition, blind holes are provided in the entire length of the opening edge 9, and each blind hole has a structure that allows the wire 43 and the straight frame 41 to pass through the blind hole. Has become.

【0064】インボリュートフレーム42は、接合用端
縁8において第1のブレード35を固定するため、接合
用端縁8に即した形状をしている。尚、図9において4
2aは、インボリュートフレーム42の先端部であり、
42bは、その基端部である。インボリュートフレーム
42は、図示されているように、基端部42bにおい
て、固定具40bに取り付けられている。
The involute frame 42 has a shape conforming to the joining edge 8 in order to fix the first blade 35 at the joining edge 8. Note that in FIG.
2a is the tip of the involute frame 42,
42b is the base end. The involute frame 42 is attached to the fixture 40b at the base end 42b as shown.

【0065】また、直状フレーム41は、直線形状をし
ており、開口部用端縁9において設けられた袋穴の中を
通り、一方の端部が固定具40aへと、もう一方の端部
が、インボリュートフレーム42の端部42aへと取り
付けられている。
The straight frame 41 has a linear shape, passes through a blind hole provided at the opening edge 9, and has one end connected to the fixture 40a and the other end. The part is attached to the end 42 a of the involute frame 42.

【0066】ワイヤー43は、螺旋状端縁7において設
けられた袋穴の中を通り、一方の端部が固定具40aへ
と、もう一方の端部が、インボリュートフレーム42の
基端部42bへと取り付けられている。ワイヤー43
は、風車の羽根を構成する部材として十分な強度を有す
る、可撓性の金属(又はそれに相当する公知の材料)に
よって構成されているため、第1のブレード35の螺旋
状端縁7の形状に即して湾曲し、その状態で固定具40
a,40b間に保持されるようになっている。
The wire 43 passes through the blind hole provided at the spiral edge 7, and one end is connected to the fixture 40 a and the other end is connected to the base end 42 b of the involute frame 42. It is attached. Wire 43
Is made of a flexible metal (or a known material corresponding thereto) having a sufficient strength as a member constituting the blade of the wind turbine, so that the shape of the spiral edge 7 of the first blade 35 is And the fixture 40 is bent in that state.
a, 40b.

【0067】以上に説明したように、本実施形態におけ
る風車31の第1のブレード35は、所定形状に裁断さ
れた布材が、固定具40a,40b間に保持されたワイ
ヤ43と、固定具40a,40bにそれぞれ一端が固定
された直状フレーム41及びインボリュートフレーム4
2とによって張り渡されることによって、回転軸33周
りの固定され、接線曲面という特殊な立体的形状を維持
することができるような構成となっている。
As described above, the first blade 35 of the wind turbine 31 according to the present embodiment is configured such that the cloth material cut into a predetermined shape is formed of the wire 43 held between the fixtures 40a and 40b, and the fixture 43. A straight frame 41 and an involute frame 4 having one end fixed to each of 40a and 40b
By being stretched between the two, the structure is fixed around the rotation axis 33 and can maintain a special three-dimensional shape of a tangential curved surface.

【0068】そして、本実施形態における風車31は、
図8に示したように、第1のブレード35、及び、これ
とほぼ同様の構造に係る第2のブレード36とによっ
て、羽根32a〜32cが回転軸33周りに形成され、
かかる構造によって、第1の実施形態の風車1と同様の
効果を期待することができるものである。
Then, the wind turbine 31 in this embodiment is
As shown in FIG. 8, the blades 32 a to 32 c are formed around the rotation axis 33 by the first blade 35 and the second blade 36 having a substantially similar structure, and
With such a structure, the same effect as that of the wind turbine 1 of the first embodiment can be expected.

【0069】更に、本実施形態によれば、回転軸33へ
布材を取り付ける際に、接線曲面という特殊な立体的形
状が必然的に形成されることになるため、羽根の立体的
形状を予め形成してから、回転軸33へ取り付ける必要
がなく、製造過程の簡略化を図ることができる。また、
羽根32を構成するブレードの材料として使用される布
材は、軽く、形成加工性に優れ、かつ、大きい材料の入
手が容易であることから、大型の羽根を製作する際に適
しており、風車の大型化に対応することが可能である。
Further, according to the present embodiment, when attaching the cloth material to the rotating shaft 33, a special three-dimensional shape called a tangential curved surface is inevitably formed. After forming, it is not necessary to attach to the rotating shaft 33, so that the manufacturing process can be simplified. Also,
The cloth material used as a material for the blades constituting the blades 32 is light, has excellent forming workability, and is easy to obtain a large material. Therefore, the cloth material is suitable for manufacturing large-sized blades. It is possible to cope with an increase in the size of the device.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、市販されているような
合板、プラスチック板、ベニヤ板などの平面状の材料か
ら、「型」を必要とせずに、合理的な立体形状である風
車の羽根を製作することが可能である。従って、風車
を、安価に、しかも容易に製作できるといった効果を期
待することができる。
According to the present invention, a windmill blade having a reasonable three-dimensional shape can be obtained from a commercially available flat material such as plywood, plastic plate, or plywood without the need for a "mold". Can be produced. Therefore, it is possible to expect an effect that the windmill can be easily manufactured at low cost.

【0071】また、抗力型の風車であることから、弱風
下における回転性、低速回転域での高いトルク、構造の
単純性などの利点を有しており、途上国、風の弱い地域
でも使用することが可能である。また、回転時におい
て、高い静粛性を有し、人々の居住区域においても使用
することもできる。
Further, since it is a drag type windmill, it has advantages such as rotation in a weak wind, high torque in a low speed rotation range, and simplicity of the structure. It is possible to In addition, it has high quietness during rotation, and can be used in a residential area of people.

【0072】さらに、風車の羽根の素材として、布地を
使用することで、羽根を軽量化し、風車の回転効率の向
上を図ることが可能である。また、他の材料と異なり、
羽根を製作する際の曲面への変形加工を必要としないた
め、羽根の製作が容易に行える。また、布地であれば、
大きいサイズの素材も入手しやすく、曲面加工の必要が
ないため、大きいサイズの風車に特に有用である。
Further, by using cloth as a material for the blades of the wind turbine, it is possible to reduce the weight of the blades and improve the rotation efficiency of the wind turbine. Also, unlike other materials,
Since a curved surface is not required to be deformed when manufacturing the blade, the blade can be manufactured easily. Also, if it is cloth,
It is particularly useful for large size windmills because large size materials are readily available and do not require curved surface processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態における風車1の斜
視図。
FIG. 1 is a perspective view of a wind turbine 1 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の風車1の平面図。FIG. 2 is a plan view of the wind turbine 1 of FIG.

【図3】 図1の風車1の羽根2の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a blade 2 of the wind turbine 1 of FIG.

【図4】 図3の羽根2の平面図。FIG. 4 is a plan view of the blade 2 of FIG. 3;

【図5】 幾何学上定義される「接線曲面」の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a “tangential curved surface” defined geometrically.

【図6】 幾何学上定義される「接線曲面」の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a “tangential curved surface” defined geometrically.

【図7】 図1の風車1の製造方法の説明図。FIG. 7 is an explanatory view of a method of manufacturing the wind turbine 1 of FIG.

【図8】 本発明の第2の実施形態における風車31の
斜視図。
FIG. 8 is a perspective view of a windmill 31 according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 図8の風車31の構造図。FIG. 9 is a structural diagram of a wind turbine 31 of FIG.

【図10】 従来のプロペラ型風車100の斜視図。FIG. 10 is a perspective view of a conventional propeller type wind turbine 100.

【図11】 従来のサボニウス型風車200の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a conventional Savonius type windmill 200.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:風車、 2a,2b,2c:羽根、 3:回転軸、 4:開口部、 5:第1のブレード、 6:第2のブレード、 7:螺旋状端縁、 8:接合用端縁、 9:開口部用端縁、 10:曲面、 30,31:端部、 32a,32b,32c:羽根、 33:回転軸、 35:第1のブレード、 36:第2のブレード、 40a,40b,40c:固定具、 41:直状フレーム、 42:インボリュートフレーム、 43:ワイヤー、 1: wind turbine, 2a, 2b, 2c: blade, 3: rotating shaft, 4: opening, 5: first blade, 6: second blade, 7: spiral edge, 8: joining edge, 9: edge for opening, 10: curved surface, 30, 31: end, 32a, 32b, 32c: blade, 33: rotating shaft, 35: first blade, 36: second blade, 40a, 40b, 40c: Fixing tool, 41: Straight frame, 42: Involute frame, 43: Wire,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1のブレードと第2のブレードとによっ
て形成される羽根を回転軸周りに複数組取り付けてなる
風車であって、 前記第1及び第2のブレードは、接合用端縁と、螺旋状
端縁と、開口部用端縁とをそれぞれ有し、 前記羽根は、第1のブレードと第2のブレードとを各接
合用端縁において接合してなるものであり、 前記第1及び第2のブレードの各螺旋状端縁が前記回転
軸上に固定されることによって、前記羽根が回転軸に取
り付けられ、 前記第1及び第2のブレードの開口部用端縁によって、
風を受けるための開口部が形成されていることを特徴と
する風車。
1. A windmill comprising a plurality of blades formed by a first blade and a second blade attached around a rotation axis, wherein the first and second blades are connected to a joining edge. A helical edge and an edge for an opening, respectively, wherein the blade is formed by joining a first blade and a second blade at each joining edge. And by fixing each spiral edge of the second blade on the rotation axis, the blade is attached to the rotation axis. By the opening edge of the first and second blades,
A windmill having an opening for receiving wind.
【請求項2】前記第1のブレード、及び/又は、前記第
2のブレードの表面が、接線曲面を形成していることを
特徴とする、請求項1に記載の風車。
2. The wind turbine according to claim 1, wherein a surface of the first blade and / or the second blade forms a tangential curved surface.
【請求項3】フレームに布材を張ることによって形成し
た羽根を回転軸周りに複数取り付けてなる風車であっ
て、 前記フレームに張られた布材の表面が、接線曲面を形成
していることを特徴とする風車。
3. A windmill comprising a plurality of blades formed by stretching a cloth material on a frame, the plurality of blades being attached around a rotation axis, wherein the surface of the cloth material stretched on the frame forms a tangential curved surface. A windmill characterized by the following.
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