JP2003301837A - 回転体 - Google Patents
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- bearing
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/08—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/10—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly
- F16C19/12—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for axial load mainly for supporting the end face of a shaft or other member, e.g. footstep bearings
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
- F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
- F16C32/0406—Magnetic bearings
- F16C32/0408—Passive magnetic bearings
- F16C32/0423—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other
- F16C32/0427—Passive magnetic bearings with permanent magnets on both parts repelling each other for axial load mainly
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/31—Wind motors
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
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- Wind Motors (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、微風でも回転体の回転初期にお
いて回転力を高めることができ、風が一時的に停止した
ときでも、回転慣性による空回転を長時間、継続させる
ことができ、特に風力発電機の風車に適した回転体を提
供することを目的としている。 【解決手段】 水平に回転する回転主体３を支持する垂
直主軸２であって、該垂直主軸２の下端部に、上部の径
よりも細い径の細径部２ｂが形成され、該細径部２ｂの
軸受５ｃで回転体１の重量負荷が支持されている回転体
１。
いて回転力を高めることができ、風が一時的に停止した
ときでも、回転慣性による空回転を長時間、継続させる
ことができ、特に風力発電機の風車に適した回転体を提
供することを目的としている。 【解決手段】 水平に回転する回転主体３を支持する垂
直主軸２であって、該垂直主軸２の下端部に、上部の径
よりも細い径の細径部２ｂが形成され、該細径部２ｂの
軸受５ｃで回転体１の重量負荷が支持されている回転体
１。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転体に係り、
特に風力発電機用の風車に適した、回転効率のよい垂直
主軸を有する回転体に関する。
特に風力発電機用の風車に適した、回転効率のよい垂直
主軸を有する回転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、風車における風力の回収率は、水
平軸風車で約４５％、垂直軸風車で約３５％とされてい
る。従って、風力発電機では、効率の良い水平軸風車が
主流となっている。これら従来の小形風力発電機は、風
速４ｍ／ｓ以上の風が年間２０００時間以上吹かなけれ
ば経済的に合わないといわれ、また発電容量も３００ｗ
〜５００ｗ程度のものが主流である。
平軸風車で約４５％、垂直軸風車で約３５％とされてい
る。従って、風力発電機では、効率の良い水平軸風車が
主流となっている。これら従来の小形風力発電機は、風
速４ｍ／ｓ以上の風が年間２０００時間以上吹かなけれ
ば経済的に合わないといわれ、また発電容量も３００ｗ
〜５００ｗ程度のものが主流である。
【０００３】これに対して本願発明者は、回転体の回転
慣性を利用することによって、垂直軸風車でも、水平軸
風車の風力回収率を遙かに超える性能の、垂直軸風車
（例えば特願２００１−３９７７５１号、特願２００１
−０１３４６７号、特願２００２−０３７３０９号、２
００２−５５２６８号など）を開発した。この垂直軸風
力発電機は、羽根の位置が主軸から半径１ｍ程度でも、
微風で継続３ｋｗ〜５ｋｗの発電が可能となった。
慣性を利用することによって、垂直軸風車でも、水平軸
風車の風力回収率を遙かに超える性能の、垂直軸風車
（例えば特願２００１−３９７７５１号、特願２００１
−０１３４６７号、特願２００２−０３７３０９号、２
００２−５５２６８号など）を開発した。この垂直軸風
力発電機は、羽根の位置が主軸から半径１ｍ程度でも、
微風で継続３ｋｗ〜５ｋｗの発電が可能となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記垂直軸風力発電機
では、回転主体として、フライホイルのような回転慣性
を持たせるために５０ｋｇ〜２００ｋｇの重量を持たせ
るため、微風では回転初期において回転数が低いが、回
転慣性の高まりにつれて回転数は高まり、回転は安定す
る。従って、回転初期においても高回転数が得られるな
らば、風力発電機の微弱風における発電効率を向上させ
ることが出来る。
では、回転主体として、フライホイルのような回転慣性
を持たせるために５０ｋｇ〜２００ｋｇの重量を持たせ
るため、微風では回転初期において回転数が低いが、回
転慣性の高まりにつれて回転数は高まり、回転は安定す
る。従って、回転初期においても高回転数が得られるな
らば、風力発電機の微弱風における発電効率を向上させ
ることが出来る。
【０００５】この発明は、常に変化する風力に対応し
て、微風であっても回転体の回転初期において回転力を
高めることができ、また風が一時的に停止したときで
も、回転慣性による回転を長時間、継続させることがで
き、特に風力発電機の風車に適した回転体を提供するこ
とを目的としている。
て、微風であっても回転体の回転初期において回転力を
高めることができ、また風が一時的に停止したときで
も、回転慣性による回転を長時間、継続させることがで
き、特に風力発電機の風車に適した回転体を提供するこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、次のような技術的手段を講じた。
解決するために、次のような技術的手段を講じた。
【０００７】(1) 水平に回転する回転主体を支持する
垂直主軸であって、該垂直主軸の下端部に、上部の径よ
りも細い径の細径部が形成され、該細径部の軸受で回転
体の重量負荷が支持されている回転体。
垂直主軸であって、該垂直主軸の下端部に、上部の径よ
りも細い径の細径部が形成され、該細径部の軸受で回転
体の重量負荷が支持されている回転体。
【０００８】(2) 水平に回転する回転主体を支持する
垂直主軸であって、該垂直主軸の下端部に細径部が形成
され、該細径部の下部に、下から垂直主軸の重量負荷を
支持する下軸受が配設された(1)に記載された回転体。
垂直主軸であって、該垂直主軸の下端部に細径部が形成
され、該細径部の下部に、下から垂直主軸の重量負荷を
支持する下軸受が配設された(1)に記載された回転体。
【０００９】(3) 前記細径部には、下端部に先細部が
形成され、該先細部に下から回転主体の重量負荷を支持
する下軸受が配設された前記(1)に記載された回転体。
形成され、該先細部に下から回転主体の重量負荷を支持
する下軸受が配設された前記(1)に記載された回転体。
【００１０】(4) 前記垂直主軸の先端下面は、球面に
形成されている前記(2)(3)のいずれかに記載された回転
体。
形成されている前記(2)(3)のいずれかに記載された回転
体。
【００１１】(5) 前記先細部の下面は、円錐状に形成
されている前記(3)に記載された回転体。
されている前記(3)に記載された回転体。
【００１２】(6) 前記細径部の下端部は、セラミック
で形成されている、前記(2)〜(5)のいずれかに記載され
た回転体。
で形成されている、前記(2)〜(5)のいずれかに記載され
た回転体。
【００１３】(7) 前記垂直主軸の下端部を下から支持
する下軸受は、球体である前記(2)〜(6)のいずれかに記
載された回転体。
する下軸受は、球体である前記(2)〜(6)のいずれかに記
載された回転体。
【００１４】(8) 前記球体の下軸受は、３個並列し
て、その平面中央部で垂直主軸の先細部の下部を支持す
る前記(7)に記載された回転体。
て、その平面中央部で垂直主軸の先細部の下部を支持す
る前記(7)に記載された回転体。
【００１５】(9) 前記球体の下軸受は、セラミックで
形成されている、前記(7)，(8)のいずれかに記載された
回転体。
形成されている、前記(7)，(8)のいずれかに記載された
回転体。
【００１６】(10) 水平に回転する回転主体を支持する
垂直主軸であって、該垂直主軸の下面に、球体を嵌装す
る凹部が形成され、該凹部に嵌装された球体の下部で軸
受けされている回転体。
垂直主軸であって、該垂直主軸の下面に、球体を嵌装す
る凹部が形成され、該凹部に嵌装された球体の下部で軸
受けされている回転体。
【００１７】(11) 前記垂直主軸には、その周面から前
記凹部へかけて油導孔が穿設されている前記(10)に記載
された回転体。
記凹部へかけて油導孔が穿設されている前記(10)に記載
された回転体。
【００１８】(12) 前記軸受部内において、前記垂直主
軸には磁石が周面に固定され、該磁石は軸受部に配設さ
れた相反発する磁石と対面されて、磁力で垂直主軸を担
持させるように構成された前記(1)〜(11)のいずれかに
記載された回転体。
軸には磁石が周面に固定され、該磁石は軸受部に配設さ
れた相反発する磁石と対面されて、磁力で垂直主軸を担
持させるように構成された前記(1)〜(11)のいずれかに
記載された回転体。
【００１９】(13) 水平に回転する回転主体を支持する
垂直主軸であって、前記垂直主軸の下端部には、軸受と
接するフロートが配設され、該フロートの位置する軸受
部内には、フロートを浮上させる流体からなる下軸受が
配設されている回転体。
垂直主軸であって、前記垂直主軸の下端部には、軸受と
接するフロートが配設され、該フロートの位置する軸受
部内には、フロートを浮上させる流体からなる下軸受が
配設されている回転体。
【００２０】
【発明の実施の形態例】この発明の実施の形態例を、図
面を参照して説明する。図１は回転体の要部正面図であ
る。回転体(1)の垂直主軸(2)に、回転主体(3)が水平に
装着されている。該回転主体(3)の遠心部に、複数の風
受羽根(4)が定間隔で配設されている。
面を参照して説明する。図１は回転体の要部正面図であ
る。回転体(1)の垂直主軸(2)に、回転主体(3)が水平に
装着されている。該回転主体(3)の遠心部に、複数の風
受羽根(4)が定間隔で配設されている。
【００２１】前記垂直主軸(2)は、回転主体(3)を固定す
る固定部(2a)の下部に、細径部(2b)が２段に形成されて
いる。固定部(2a)の直径は、例えば１００ミリ、下部の
細径部(2b)は２０ミリである。該細径部(2b)の下端部に
先細部(2c)が形成されている。
る固定部(2a)の下部に、細径部(2b)が２段に形成されて
いる。固定部(2a)の直径は、例えば１００ミリ、下部の
細径部(2b)は２０ミリである。該細径部(2b)の下端部に
先細部(2c)が形成されている。
【００２２】図１において、符号(5)は軸受部、(6)は変
速機、(7)は発電部、(8)は風力発電機である。前記軸受
部(5)において、垂直主軸(2)の周部を支持する軸受(5a)
(5b)は、上下二段に設定されている。上の軸受(5a)は、
細径部(2b)の上部を側面から支持している。下部の軸受
(5b)は、細径部(2b)の側面を支持している。下端部の下
軸受(5c)は先細部(2c)の下端部を支持している。
速機、(7)は発電部、(8)は風力発電機である。前記軸受
部(5)において、垂直主軸(2)の周部を支持する軸受(5a)
(5b)は、上下二段に設定されている。上の軸受(5a)は、
細径部(2b)の上部を側面から支持している。下部の軸受
(5b)は、細径部(2b)の側面を支持している。下端部の下
軸受(5c)は先細部(2c)の下端部を支持している。
【００２３】前記垂直主軸(2)の、先細部(2c)の下端面
を支持する下軸受(5c)は、球体に形成され、軸穴(5d)底
に回転自在に配設されている。該球体の下軸受(5c)はセ
ラミックで形成することができる。前記先細部(2c)の先
端部は、図２に拡大図を例示するように、セラミックで
形成することができる。図２中の符号(5e)は潤滑油、(5
f)は油溝である。
を支持する下軸受(5c)は、球体に形成され、軸穴(5d)底
に回転自在に配設されている。該球体の下軸受(5c)はセ
ラミックで形成することができる。前記先細部(2c)の先
端部は、図２に拡大図を例示するように、セラミックで
形成することができる。図２中の符号(5e)は潤滑油、(5
f)は油溝である。
【００２４】前記変速機(6)は、垂直主軸(2)と発電機(7
a)との間に配設される。前記垂直主軸(2)の一部には、
伝動歯車(6a)が固定され、該伝動歯車(6a)に変速機(6)
の受動歯車(6b)が連結されている。変速機(6)の伝動歯
車(6c)は発電機(7a)に連結されている。
a)との間に配設される。前記垂直主軸(2)の一部には、
伝動歯車(6a)が固定され、該伝動歯車(6a)に変速機(6)
の受動歯車(6b)が連結されている。変速機(6)の伝動歯
車(6c)は発電機(7a)に連結されている。
【００２５】上記構成において、風力発電機(8)を、例
えば建築物の屋上に配設した場合、微風を風受羽根(4)
に受けると、回転主体(3)が回転し、変速機(6)を介して
発電機(7a)の回転軸(7b)を回転させて発電させる。
えば建築物の屋上に配設した場合、微風を風受羽根(4)
に受けると、回転主体(3)が回転し、変速機(6)を介して
発電機(7a)の回転軸(7b)を回転させて発電させる。
【００２６】上記構成において、回転主体(3)は、例え
ば直径１００センチ、重量１０ｋｇ〜１５０ｋｇ。この
回転主体(3)の重量負荷は、垂直主軸(2)の先細部(2c)
と、その下の球体の下軸受(5c)とで支持されている。
ば直径１００センチ、重量１０ｋｇ〜１５０ｋｇ。この
回転主体(3)の重量負荷は、垂直主軸(2)の先細部(2c)
と、その下の球体の下軸受(5c)とで支持されている。
【００２７】回転主体(3)が回転すると、接触摩擦は、
垂直主軸(2)の先細部(2c)と、その下の球体の下軸受(5
c)との接触面において生じる。このことは、接触面積が
小さく、接触摩擦が小さいので、微風であっても、フラ
イホイルのように重い回転主体(3)が回転しやすい。ま
た、回転主体(3)が回転し始めると、風が一時的に停止
しても、回転主体(3)は回転慣性で空回転し続ける時間
が長くなる。
垂直主軸(2)の先細部(2c)と、その下の球体の下軸受(5
c)との接触面において生じる。このことは、接触面積が
小さく、接触摩擦が小さいので、微風であっても、フラ
イホイルのように重い回転主体(3)が回転しやすい。ま
た、回転主体(3)が回転し始めると、風が一時的に停止
しても、回転主体(3)は回転慣性で空回転し続ける時間
が長くなる。
【００２８】例えば、垂直主軸(2)の直径が１００ミリ
の時と、直径２０ミリの時とで、その下端部にスラスト
ベアリングをそれぞれ大きさを合わせて配設して、回転
を比較すると、風受羽根(4)に同じ外力を与えた時、直
径１００ミリのものよりも直径２０ミリのものは、接触
摩擦が小さく、約５倍の時間、長く空回りをした。
の時と、直径２０ミリの時とで、その下端部にスラスト
ベアリングをそれぞれ大きさを合わせて配設して、回転
を比較すると、風受羽根(4)に同じ外力を与えた時、直
径１００ミリのものよりも直径２０ミリのものは、接触
摩擦が小さく、約５倍の時間、長く空回りをした。
【００２９】すなわち、垂直主軸(2)に細径部(2b)を形
成して該細径部(2b)で回転体の重量負荷を支持させるの
は、回転時における接触摩擦を低下させるためで、この
細径部の直径は可及的に細く、その細い径に合う下受軸
が配設されている方がよいことがわかる。
成して該細径部(2b)で回転体の重量負荷を支持させるの
は、回転時における接触摩擦を低下させるためで、この
細径部の直径は可及的に細く、その細い径に合う下受軸
が配設されている方がよいことがわかる。
【００３０】垂直主軸(2)の周面を支持する軸受(5a)(5
b)を小さくして、垂直主軸(2)の先細部(2c)と、その下
の球体の下軸受(5c)で回転体の負荷を支持させると、そ
の接触面積が小さくなり、それに略比例して回転性能が
向上する。図１において回転体(1)が回転すると、回転
体(1)に生じる回転力は、変速機(6)を介して発電機(7a)
に伝動されて発電される。
b)を小さくして、垂直主軸(2)の先細部(2c)と、その下
の球体の下軸受(5c)で回転体の負荷を支持させると、そ
の接触面積が小さくなり、それに略比例して回転性能が
向上する。図１において回転体(1)が回転すると、回転
体(1)に生じる回転力は、変速機(6)を介して発電機(7a)
に伝動されて発電される。
【００３１】図２において、球状の軸受(5f)は、例えば
直径１０ミリ〜５０ミリのセラミック製とし、垂直主軸
(2)の先細部(2c)もセラミックの嵌込式とすることがで
き、形状は下端面を球形にすることができる。すなわ
ち、球形の先細部(2c)と球体の下軸受(5c)とで、接触面
積を小さくすることができる。該球体の下軸受(5c)は潤
滑油(5e)の中で回転することが出来るので、接触摩擦抵
抗は低減される。
直径１０ミリ〜５０ミリのセラミック製とし、垂直主軸
(2)の先細部(2c)もセラミックの嵌込式とすることがで
き、形状は下端面を球形にすることができる。すなわ
ち、球形の先細部(2c)と球体の下軸受(5c)とで、接触面
積を小さくすることができる。該球体の下軸受(5c)は潤
滑油(5e)の中で回転することが出来るので、接触摩擦抵
抗は低減される。
【００３２】図３は球体の下軸受(5c)を、複数（図では
３個）使用した平面図である。すなわち軸穴(5d)底に、
３個の球体の下軸受(5c)が回転自在に配設される。この
３個の球体の下軸受(5c)の中央部に、垂直主軸(2)の先
細部(2c)の下端面が、上から接触するようにする。この
構成によって、相互の接触面は増加するが、球体の下軸
受(5c)が回転しやすくなる。
３個）使用した平面図である。すなわち軸穴(5d)底に、
３個の球体の下軸受(5c)が回転自在に配設される。この
３個の球体の下軸受(5c)の中央部に、垂直主軸(2)の先
細部(2c)の下端面が、上から接触するようにする。この
構成によって、相互の接触面は増加するが、球体の下軸
受(5c)が回転しやすくなる。
【００３３】図４は垂直主軸(2)の先細部(2c)を、円錐
状に設定した第２実施例を示す。この形態例では、図３
に示すように、球体の下軸受(5c)を３個とする時に、先
細部(2c)を円錐状に設定しておくと、安定性が高まる。
状に設定した第２実施例を示す。この形態例では、図３
に示すように、球体の下軸受(5c)を３個とする時に、先
細部(2c)を円錐状に設定しておくと、安定性が高まる。
【００３４】図４において、符号(9)は電磁ブレーキ、
(10)は自動制御器、(11)は回転センサである。風速が早
くなり、回転体(3)の回転数が高まり過ぎた時、回転セ
ンサ(11)の検知により、自動制御器(10)が電磁ブレーキ
(9)を作動させて、回転体(3)の回転を自動的に制動す
る。
(10)は自動制御器、(11)は回転センサである。風速が早
くなり、回転体(3)の回転数が高まり過ぎた時、回転セ
ンサ(11)の検知により、自動制御器(10)が電磁ブレーキ
(9)を作動させて、回転体(3)の回転を自動的に制動す
る。
【００３５】図５は第３実施例を示す回転体の要部を示
す。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略す
る。この実施形態においては、垂直主軸(2)の固定部(2
a)の下方部に、大径のカラー(2d)を装着して、該カラー
(2d)の周面部を、例えば内径５０ミリ〜１００ミリの軸
受(5a)で支持して、側面方向のブレを防止した。
す。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略す
る。この実施形態においては、垂直主軸(2)の固定部(2
a)の下方部に、大径のカラー(2d)を装着して、該カラー
(2d)の周面部を、例えば内径５０ミリ〜１００ミリの軸
受(5a)で支持して、側面方向のブレを防止した。
【００３６】垂直主軸(2)の下端部に細径部(2b)が形成
され、例えば内径１０ミリのスラストベアリングからな
る下軸受(5c)が、下から配設されている。該下軸受(5c)
に、回転主体(3)の荷重がかけられるが、下軸受(5c)の
接触面積が小さいので、回転摩擦抵抗は小さなものとな
る。
され、例えば内径１０ミリのスラストベアリングからな
る下軸受(5c)が、下から配設されている。該下軸受(5c)
に、回転主体(3)の荷重がかけられるが、下軸受(5c)の
接触面積が小さいので、回転摩擦抵抗は小さなものとな
る。
【００３７】また図５中、符号(2h)は上下で相反発する
磁石である。この場合、上を電磁石とすることができ
る。これによって垂直主軸(2)を、磁力により浮上させ
るようにすることができる。
磁石である。この場合、上を電磁石とすることができ
る。これによって垂直主軸(2)を、磁力により浮上させ
るようにすることができる。
【００３８】図６は第４実施例を示す回転体の要部を示
す。前例と同じ部位については、同じ符号を付して説明
を省略する。この実施形態においては、垂直主軸(2)の
細径部(2b)の下端面に、球体(2e)を嵌装する凹部(2f)が
形成されて、球体(2e)が回転自在に嵌装されている。
す。前例と同じ部位については、同じ符号を付して説明
を省略する。この実施形態においては、垂直主軸(2)の
細径部(2b)の下端面に、球体(2e)を嵌装する凹部(2f)が
形成されて、球体(2e)が回転自在に嵌装されている。
【００３９】また、垂直主軸(2)の周面から前記凹部(2
f)にかけて、油導孔(2g)が穿設されている。該油導孔(2
g)は、平面において、凹部(2f)から右周りに湾曲してお
り、入口は大きく設定されている。
f)にかけて、油導孔(2g)が穿設されている。該油導孔(2
g)は、平面において、凹部(2f)から右周りに湾曲してお
り、入口は大きく設定されている。
【００４０】上記の構成において、回転体(1)の回転に
伴い、垂直主軸(2)が回転すると、軸穴(5d)における潤
滑油(5e)が、油導孔(2g)から下の凹部(2f）へと勢いよ
く圧力を伴って流動して、凹部(2f)と球体(2e)の間に油
膜を形成して、回転摩擦抵抗を低減させる。
伴い、垂直主軸(2)が回転すると、軸穴(5d)における潤
滑油(5e)が、油導孔(2g)から下の凹部(2f）へと勢いよ
く圧力を伴って流動して、凹部(2f)と球体(2e)の間に油
膜を形成して、回転摩擦抵抗を低減させる。
【００４１】図７は、第５実施例を示す回転体の要部を
示す。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略
する。この実施例においては、垂直主軸(2)の下端部
に、下部を半球状に構成したフロート(2i)を装着した。
また該フロート(2i)のための下軸受(5g)として、潤滑
油、のほかに不凍液、その他の流体を使用することがで
きる。
示す。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略
する。この実施例においては、垂直主軸(2)の下端部
に、下部を半球状に構成したフロート(2i)を装着した。
また該フロート(2i)のための下軸受(5g)として、潤滑
油、のほかに不凍液、その他の流体を使用することがで
きる。
【００４２】該フロート(2i)は、例えばＦＲＰで形成さ
れ、その中には、圧縮空気、圧縮ガス等の軽い気体、発
泡樹脂などが詰装される。このフロート(2i)は、回転主
体(3)の重量を、浮力によって支持させるもので、垂直
主軸(2)の回転に伴い、垂直主軸(2)と共に回転する。フ
ロート(2i)の下部は半球状なので流体との摩擦抵抗は低
い。
れ、その中には、圧縮空気、圧縮ガス等の軽い気体、発
泡樹脂などが詰装される。このフロート(2i)は、回転主
体(3)の重量を、浮力によって支持させるもので、垂直
主軸(2)の回転に伴い、垂直主軸(2)と共に回転する。フ
ロート(2i)の下部は半球状なので流体との摩擦抵抗は低
い。
【００４３】前記構成で、軸受部(5)において、底を抜
いた状態として、海、湖などに浮かべると、フロート(2
i)と接する海水、湖水を流体下軸受(5g)として利用する
ことができる。従って、図７の回転体を船に積んで、フ
ロート(2i)の下を海水、湖水中に漬ける構成で、船上に
おける風力発電をすることができる。
いた状態として、海、湖などに浮かべると、フロート(2
i)と接する海水、湖水を流体下軸受(5g)として利用する
ことができる。従って、図７の回転体を船に積んで、フ
ロート(2i)の下を海水、湖水中に漬ける構成で、船上に
おける風力発電をすることができる。
【００４４】この発明は、前記実施の形態例に限定され
るものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすること
ができる。例えば図２，４において、下軸受(5c)の下部
にベアリング球を配設することができる。前記図７にお
けるフロート(2i)には、小さなスクリュウ羽根を側面に
形成させることができる。回転体の用途も、風車に限ら
ず、他の用途に使用することができる。
るものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすること
ができる。例えば図２，４において、下軸受(5c)の下部
にベアリング球を配設することができる。前記図７にお
けるフロート(2i)には、小さなスクリュウ羽根を側面に
形成させることができる。回転体の用途も、風車に限ら
ず、他の用途に使用することができる。
【００４５】
【発明の効果】上記のように構成されたこの発明は、次
のような優れた効果を有している。
のような優れた効果を有している。
【００４６】(1) 請求項１に記載された発明は、水平
に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該回
転主体を固定する固定部下方に、固定部の径よりも細い
径の細径部が形成され、該細径部で軸受けされているの
で、回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂直
主軸の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のように
大きく作用して、回転主体の回転効率を向上させること
ができる効果がある。従って、この回転主体の遠心部
に、多数の風受羽根を配設した風車として、これを風力
発電機に使用したとき、微風でも回転初期から高い回転
速度を得ることが出来ると共に、風が一時的に停止して
も、回転慣性により長時間、空回転を続けることができ
る効果がある。
に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該回
転主体を固定する固定部下方に、固定部の径よりも細い
径の細径部が形成され、該細径部で軸受けされているの
で、回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂直
主軸の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のように
大きく作用して、回転主体の回転効率を向上させること
ができる効果がある。従って、この回転主体の遠心部
に、多数の風受羽根を配設した風車として、これを風力
発電機に使用したとき、微風でも回転初期から高い回転
速度を得ることが出来ると共に、風が一時的に停止して
も、回転慣性により長時間、空回転を続けることができ
る効果がある。
【００４７】(2) 請求項２に記載された発明は、水平
に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該垂
直主軸の下端部に細径部が形成され、該細径部の下部
に、下から垂直主軸の重量負荷を支持する下軸受が配設
されているので、回転主体の負荷を受ける面積が小さく
なり、回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂
直主軸の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のよう
に大きく作用して、回転主体の回転効率を向上させるこ
とができる効果がある。従って、この回転主体の遠心部
に、多数の風受羽根を配設した風車として、これを風力
発電機に使用したとき、微風でも回転初期から高い回転
速度を得ることが出来ると共に、風が一時的に停止して
も、回転慣性により長時間、空回転を続けることができ
る効果がある。
に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該垂
直主軸の下端部に細径部が形成され、該細径部の下部
に、下から垂直主軸の重量負荷を支持する下軸受が配設
されているので、回転主体の負荷を受ける面積が小さく
なり、回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂
直主軸の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のよう
に大きく作用して、回転主体の回転効率を向上させるこ
とができる効果がある。従って、この回転主体の遠心部
に、多数の風受羽根を配設した風車として、これを風力
発電機に使用したとき、微風でも回転初期から高い回転
速度を得ることが出来ると共に、風が一時的に停止して
も、回転慣性により長時間、空回転を続けることができ
る効果がある。
【００４８】(3) 請求項３に記載された発明は、前記
細径部には、下端部に先細部が形成され、該先細部に下
から回転主体の重量負荷を支持する下軸受が配設されて
いるので、回転主体の負荷を受ける面積が小さくなり、
回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂直主軸
の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のように大き
く作用して、回転体の回転効率を向上させることができ
る効果がある。従って、この回転主体の遠心部に、多数
の風受羽根を配設した風車として、これを風力発電機に
使用したとき、微風でも回転初期から高い回転速度を得
ることが出来ると共に、風が一時的に停止しても、回転
慣性により長時間、空回転を続けることができる効果が
ある。
細径部には、下端部に先細部が形成され、該先細部に下
から回転主体の重量負荷を支持する下軸受が配設されて
いるので、回転主体の負荷を受ける面積が小さくなり、
回転主体の遠心部に外的な力が加えられた時、垂直主軸
の回転負荷に対して、外的力が梃子の原理のように大き
く作用して、回転体の回転効率を向上させることができ
る効果がある。従って、この回転主体の遠心部に、多数
の風受羽根を配設した風車として、これを風力発電機に
使用したとき、微風でも回転初期から高い回転速度を得
ることが出来ると共に、風が一時的に停止しても、回転
慣性により長時間、空回転を続けることができる効果が
ある。
【００４９】(4) 請求項４に記載された発明は、前記
垂直主軸の下端面は、球面に形成されているので、下部
の下軸受との接触面積が小さく、接触摩擦抵抗が小さい
という効果がある。
垂直主軸の下端面は、球面に形成されているので、下部
の下軸受との接触面積が小さく、接触摩擦抵抗が小さい
という効果がある。
【００５０】(5) 請求項５に記載された発明は、前記
垂直主軸の先細部の下面は、円錐状に形成されているの
で、円錐面と下軸受との接触により、摩擦抵抗の小さな
安定した回転をさせることが出来る効果がある。
垂直主軸の先細部の下面は、円錐状に形成されているの
で、円錐面と下軸受との接触により、摩擦抵抗の小さな
安定した回転をさせることが出来る効果がある。
【００５１】(6) 請求項６に記載された発明は、前記
垂直主軸の下端部は、セラミックで形成されているの
で、摩耗しにくく、安定した回転を長期にわたって維持
できる効果がある。
垂直主軸の下端部は、セラミックで形成されているの
で、摩耗しにくく、安定した回転を長期にわたって維持
できる効果がある。
【００５２】(7) 請求項７に記載された発明は、前記
垂直主軸の下端部を下から支持する下軸受は、球体であ
るので、接触面を小さくして垂直主軸を、小さな摩擦抵
抗で支持できる効果がある。
垂直主軸の下端部を下から支持する下軸受は、球体であ
るので、接触面を小さくして垂直主軸を、小さな摩擦抵
抗で支持できる効果がある。
【００５３】(8) 請求項８に記載された発明は、前記
球体の下軸受は、３個並列して、その平面中央部で垂直
主軸の先細部の下部を支持するので、球体が回転しやす
く、接触摩擦抵抗を小さくすることができる効果があ
る。
球体の下軸受は、３個並列して、その平面中央部で垂直
主軸の先細部の下部を支持するので、球体が回転しやす
く、接触摩擦抵抗を小さくすることができる効果があ
る。
【００５４】(9) 請求項９に記載された発明は、前記
球体の下軸受は、セラミックで形成されているので、球
体の軸受が摩耗しにくいという効果がある。
球体の下軸受は、セラミックで形成されているので、球
体の軸受が摩耗しにくいという効果がある。
【００５５】(10) 請求項１０に記載された発明は、水
平に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該
垂直主軸の下面に球体を嵌装する凹部が形成され、該凹
部に嵌装された球体の下部で軸受けされているので、接
触摩擦点が小さく、回転摩擦抵抗を低減させる効果があ
る。
平に回転する回転主体を支持する垂直主軸であって、該
垂直主軸の下面に球体を嵌装する凹部が形成され、該凹
部に嵌装された球体の下部で軸受けされているので、接
触摩擦点が小さく、回転摩擦抵抗を低減させる効果があ
る。
【００５６】(11) 請求項１１に記載された発明は、前
記垂直主軸には、その周面から前記凹部へかけて油導孔
が穿設されているので、回転体が回転すると油導孔から
凹部へ潤滑油が勢いよく圧力を伴って流動するので、凹
部と球体の間に油膜を形成して、回転摩擦抵抗を低減さ
せる効果がある。
記垂直主軸には、その周面から前記凹部へかけて油導孔
が穿設されているので、回転体が回転すると油導孔から
凹部へ潤滑油が勢いよく圧力を伴って流動するので、凹
部と球体の間に油膜を形成して、回転摩擦抵抗を低減さ
せる効果がある。
【００５７】(12) 請求項１２に記載された発明は、垂
直主軸には、軸受部内において、磁石が周面に固定さ
れ、該磁石は軸受部に配設された相反発する磁石と対面
されて、磁力で垂直主軸を担持させるように構成されて
いるので、例えば電磁石の反発力で垂直主軸を浮上させ
るようにすることによって、垂直主軸と軸受との接触摩
擦抵抗を低減させることが出来る効果がある。
直主軸には、軸受部内において、磁石が周面に固定さ
れ、該磁石は軸受部に配設された相反発する磁石と対面
されて、磁力で垂直主軸を担持させるように構成されて
いるので、例えば電磁石の反発力で垂直主軸を浮上させ
るようにすることによって、垂直主軸と軸受との接触摩
擦抵抗を低減させることが出来る効果がある。
【００５８】(13) 請求項１３に記載された発明は、垂
直主軸の下端部にフロートが配設され、軸受部内の流体
からなる下軸受によって、フロートが浮上するように支
持されているので、回転主体の重量負荷がこのフロート
によって担持されても、フロートと流体との摩擦抵抗は
小さいという効果がある。
直主軸の下端部にフロートが配設され、軸受部内の流体
からなる下軸受によって、フロートが浮上するように支
持されているので、回転主体の重量負荷がこのフロート
によって担持されても、フロートと流体との摩擦抵抗は
小さいという効果がある。
【図１】回転体の要部正面図である。
【図２】軸受部の要部拡大図である。
【図３】下軸受の要部平面図である。
【図４】第２実施例を示す回転体の要部正面図である。
【図５】第３実施例を示す回転体の要部正面図である。
【図６】第４実施例を示す回転体の要部正面図である。
【図７】第５実施例を示す回転体の要部正面図である。
(1)回転体
(2)垂直主軸
(2a)固定部
(2b)細径部
(2c)先細部
(2d)カラー
(2e)球体
(2f)凹部
(2g)油導孔
(2h)磁石
(2i)フロート
(3)回転主体
(4)風受羽根
(5)軸受部
(5a)(5b)軸受
(5c)下軸受
(5d)軸穴
(5e)潤滑油
(5f)油溝
(5g)流体下軸受
(6)変速機
(6a)伝動歯車
(6b)受動歯車
(6c)伝動歯車
(7)発電部
(8)風力発電機
(9)電磁ブレーキ
(10)自動制御器
(11)回転センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｃ 32/04 Ｆ１６Ｃ 32/04 Ｚ
32/06 32/06 Ｚ
33/24 33/24 Ａ
Ｆターム(参考） 3H078 AA05 AA26 BB11 CC01 CC13
CC22
3J011 AA10 BA10 BA11 DA01 JA02
KA03 KA08 SD01
3J101 AA02 AA42 AA53 AA62 AA72
AA73 BA53 BA54 BA55 BA70
BA77 EA41 FA60 GA60
3J102 AA01 AA10 BA03 BA18 CA28
DA02 DA07 DA11 FA06 GA20
Claims (13)
- 【請求項１】 水平に回転する回転主体を支持する垂直
主軸であって、該垂直主軸の下端部に、上部の径よりも
細い径の細径部が形成され、該細径部の軸受で回転体の
重量負荷が支持されていることを特徴とする回転体。 - 【請求項２】 水平に回転する回転主体を支持する垂直
主軸であって、該垂直主軸の下端部に細径部が形成さ
れ、該細径部の下部に、下から垂直主軸の重量負荷を支
持する下軸受が配設されたことを特徴とする請求項１に
記載された回転体。 - 【請求項３】 前記細径部には、下端部に先細部が形成
され、該先細部に下から回転主体の重量負荷を支持する
下軸受が配設されたこと、を特徴とする請求項１に記載
された回転体。 - 【請求項４】 前記垂直主軸の下端面は、球面に形成さ
れていることを特徴とする、請求項２，３のいずれかに
記載された回転体。 - 【請求項５】 前記先細部の下面は、円錐状に形成され
ていることを特徴とする、請求項３に記載された回転
体。 - 【請求項６】 前記細径部の下端部は、セラミックで形
成されていることを特徴とする、請求項２〜５のいずれ
かに記載された回転体。 - 【請求項７】 前記垂直主軸の下端部を下から支持する
下軸受は、球体であることを特徴とする請求項２〜６の
いずれかに記載された回転体。 - 【請求項８】 前記球体の下軸受は、３個並列して、そ
の平面中央部で垂直主軸の先細部の下部を支持するこ
と、を特徴とする請求項７に記載された回転体。 - 【請求項９】 前記球体の下軸受は、セラミックで形成
されていることを特徴とする、請求項７，８のいずれか
に記載された回転体。 - 【請求項１０】 水平に回転する回転主体を支持する垂
直主軸であって、該垂直主軸の下面に、球体を嵌装する
凹部が形成され、該凹部に嵌装された球体の下部で軸受
けされていることを特徴とする回転体。 - 【請求項１１】 前記垂直主軸には、その周面から前記
凹部へかけて油導孔が穿設されていることを特徴とする
請求項１０に記載された回転体。 - 【請求項１２】 前記軸受部内において、前記垂直主軸
には磁石が周面に固定され、該磁石は軸受部に配設され
た相反発する磁石と対面されて、磁力で垂直主軸を担持
させるように構成されたことを特徴とする請求項１〜１
１のいずれかに記載された回転体。 - 【請求項１３】 水平に回転する回転主体を支持する垂
直主軸であって、前記垂直主軸の下端部には、下軸受と
接するフロートが配設され、該フロートの位置する軸受
部内には、フロートを浮上させる流体からなる下軸受が
配設されていることを特徴とする記載された回転体。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109567A JP2003301837A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 回転体 |
| EP02788826A EP1464835B1 (en) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Wind power generator, windmill, and spindle and blade of the windmill |
| US10/498,736 US7040858B2 (en) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Wind power generator, windmill, and spindle and blade of the windmill |
| DE60224582T DE60224582T2 (de) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Windenergieerzeuger, windmühle und spindel und schaufel für die windmühle |
| CNB028249208A CN100339592C (zh) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | 风力发电机 |
| TW091136152A TWI221174B (en) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Wind power generator, windmill, and spindle and blade of the windmill |
| PCT/JP2002/013069 WO2003052268A1 (fr) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Aerogenerateur, eolienne, arbre et pale de l'eolienne |
| AU2002354483A AU2002354483A1 (en) | 2001-12-14 | 2002-12-13 | Wind power generator, windmill, and spindle and blade of the windmill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002109567A JP2003301837A (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | 回転体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003301837A true JP2003301837A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29392995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002109567A Pending JP2003301837A (ja) | 2001-12-14 | 2002-04-11 | 回転体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003301837A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2009084992A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | Gehrke, Jan | Wind turbine comprising means to alter the size of the surface of the blades |
| US8003582B2 (en) | 2004-02-09 | 2011-08-23 | Ntn Corporation | Grease, rolling bearing, constant velocity joint, and rolling parts |
| WO2012023203A1 (ja) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | 株式会社Ｗｉｎｐｒｏ | 風力発電装置 |
| WO2012035610A1 (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | 株式会社Ｗｉｎｐｒｏ | 水上自然エネルギー利用装置及び水上自然エネルギー利用発電装置集合体 |
| KR101172761B1 (ko) * | 2010-01-15 | 2012-08-09 | 허정 | 부유식 풍력발전장치 |
| KR101181596B1 (ko) | 2011-03-18 | 2012-09-10 | 주식회사 제이케이이앤지 | 수직축 풍력발전기 |
| KR101282761B1 (ko) * | 2011-08-12 | 2013-07-05 | 허정 | 부유식 풍력발전장치 |
| WO2020209483A1 (ko) * | 2019-04-08 | 2020-10-15 | 김종근 | 부유식 수상지지장치 |
| JP2020200804A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | 張添明 | ブレード装置 |
-
2002
- 2002-04-11 JP JP2002109567A patent/JP2003301837A/ja active Pending
Cited By (14)
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| WO2012023203A1 (ja) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | 株式会社Ｗｉｎｐｒｏ | 風力発電装置 |
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| KR101181596B1 (ko) | 2011-03-18 | 2012-09-10 | 주식회사 제이케이이앤지 | 수직축 풍력발전기 |
| KR101282761B1 (ko) * | 2011-08-12 | 2013-07-05 | 허정 | 부유식 풍력발전장치 |
| WO2020209483A1 (ko) * | 2019-04-08 | 2020-10-15 | 김종근 | 부유식 수상지지장치 |
| JP2022528274A (ja) * | 2019-04-08 | 2022-06-09 | スファン キム | 浮遊式水上支持装置 |
| JP7181423B2 (ja) | 2019-04-08 | 2022-11-30 | スファン キム | 浮遊式水上支持装置 |
| US11970249B2 (en) | 2019-04-08 | 2024-04-30 | Su Hwan Kim | Floating-type aquatic support apparatus |
| JP2020200804A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | 張添明 | ブレード装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080626 |
|
| A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20081021 |