JP2005188494A5 - - Google Patents

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垂直軸型翼車装置Vertical shaft type impeller device

本発明は、風力エネルギーや水力エネルギー等の流体エネルギーを利用した装置に用いられる垂直軸型翼車装置であって、特に低風速タイプとして知られているサボニウス型の一種である複数の翼を有したクロスフロー形風車に似た外見の翼車であり、風車用は当然ながら水車用としても適用できる垂直軸型翼車装置に関するものである。  The present invention is a vertical shaft type impeller device used in a device using fluid energy such as wind energy or hydraulic energy, and has a plurality of blades which are a kind of Savonius type particularly known as a low wind speed type. The present invention relates to a vertical-shaft impeller device that can be applied to a wind turbine as a matter of course.

翼車である風車には、「翼・羽・ブレード・プロペラ」等と呼び名は異なっても、風力エネルギーを受ける主要部分と、そのエネルギーを伝達するための回転軸とがある。
更に、その回転軸が、風向に対して平行なプロペラ型で代表される水平軸型と、垂直方向に直立した垂直軸型とに分けられる。
A windmill, which is an impeller, has a main part that receives wind energy and a rotating shaft that transmits the energy, even though they are called “wings, feathers, blades, and propellers”.
Furthermore, the rotation axis is divided into a horizontal axis type represented by a propeller type parallel to the wind direction and a vertical axis type upright in the vertical direction.

前者は翼に生ずる揚力の回転方向成分によって回転する風車で揚力形と呼ばれるが、低速風域では起動が非常に困難という欠点がある。
その点、垂直軸型は抗力形と呼ばれ、翼に風が当ると抗力によって回転力向成分の力、起動するトルクが発生する上、風の力向に関係なく回転する利点がある。すなわち、低速風域用として大変有利な風車であるといえる。
The former is a windmill that rotates due to the rotational direction component of lift generated on the wings and is called a lift type, but it has the disadvantage that it is very difficult to start in a low-speed wind region.
In this respect, the vertical axis type is called a drag type, and when the wind hits the wing, a force of the rotational force component and a starting torque are generated by the drag, and there is an advantage of rotating regardless of the direction of the wind force. That is, it can be said that it is a very advantageous windmill for low-speed wind regions.

したがって、従来の垂直軸型翼車を、その装置としての活用先をみると、主として風力発電用として開発されていることが分かる。また、事実、風力利用の方がより早く開発を求められていると言えよう。
それ故、本発明における諸説明は、主として風力利用の風車用として説明を進めることにする。すなわち、当分の間は垂直軸型翼車を垂直軸型風車と称して説明する。
なお、垂直軸型風車の風を受ける部分の呼称に、翼・羽・ブレード等が用いられているが、本文においては従来技術の説明を含めて全てを「翼」として表現することにする。
Therefore, it can be seen that the conventional vertical shaft type impeller has been developed mainly for wind power generation when it is used as a device. In fact, it can be said that the development of wind power is required more quickly.
Therefore, explanations in the present invention will be mainly explained for wind turbines using wind power. That is, for the time being, the vertical axis type impeller will be described as a vertical axis type windmill.
Note that wings, wings, blades, and the like are used as the names of the portions that receive the wind of the vertical axis type wind turbine, but in the text, all of them including the explanation of the prior art are expressed as “wings”.

垂直軸型風車には、バトル型、サボニウス型、ジャイロミル型、ダリウス型等がある。
従来、これらの風車には夫々について数多くの種類が提案されているが、いずれのものもその翼は、回転軸に直接か、回転軸から伸びた腕の先端に固定されているものが殆どである。次に、幾つかの従来例を紹介する。
Vertical axis type wind turbines include a battle type, a Savonius type, a gyromill type, and a Darius type.
Conventionally, many types of these wind turbines have been proposed. However, in most cases, the blades of the wind turbines are fixed to the rotating shaft or fixed to the tip of the arm extending from the rotating shaft. is there. Next, some conventional examples are introduced.

低速風タイプであるサボニウス型風車を用いた従来例は、風力発電装置として翼の形状に特徴があって、翼は回転軸に直角な横断面が曲面の翼の受風部となる凹面に続く直線部の流出部の端辺を、凹面と逆方向へ巻き上げS字状形とすることで、強度向上と気流の出入りに対する抵抗を減少させるようにして発電効率を向上させる発明の名称「風力発電装置」というものがある(例えば、特許文献1参照。)。  The conventional example using a Savonius type windmill, which is a low-speed wind type, is characterized by the shape of the wing as a wind power generator, and the wing continues to a concave surface that becomes a wind receiving portion of the curved wing with a cross section perpendicular to the rotation axis The name of the invention “wind power generation” is to improve the power generation efficiency by increasing the strength and reducing the resistance to the inflow and outflow of the air by rolling the end of the outflow portion of the straight portion in the opposite direction to the concave surface and forming an S-shape. There is a device "(for example, refer to Patent Document 1).

また、翼の回転軸を中心として、その翼の外周辺の上下には円形の固定枠があり、その固定枠の周囲には等間隔に固定枠から外に向かうように設置された複数の固定翼を備え、この固定翼の存在によって翼の外側の風を翼に導入しやすいようにして発電効率を向上させる発明の名称「サボニウス型風車及びサボニウス型風車を利用した風力発電装置」というものがある(例えば、特許文献2参照。)。  In addition, there are circular fixed frames above and below the outer periphery of the wing around the rotation axis of the wing, and a plurality of fixed frames are installed around the fixed frame so as to be directed outward from the fixed frame. The name of the invention “Savonius type windmill and Savonius type windmill using the Savonius type windmill”, which has blades and improves the power generation efficiency by making it easy to introduce the wind outside the blades into the blades due to the presence of this fixed blade (For example, refer to Patent Document 2).

また更に、この発明に外見上似たクロスフロー形風車のようなものとして、中央の出力用の回転軸であるシャフトから放射状に延びたアームがあって、その先端部に夫々縦方向の軸を中心として回転可能な回転体があり、流体を受けて回転体を回転させるべく、回転体に 支軸を中心にして回転角度の変更を自在になるように立設された翼を備えた発電装置であり、これら各翼は夫々前翼・中翼・後翼の3つから構成されていて、揚力発生が可能のように風向に合せて3つの部分で変形自在になるようにしている。
そして、別にある流体方位検出手段の検出によって得る流体方位に基づいて各翼を所定の回転角度位置に姿勢変更させて効率を向上させるようにした発明の名称「発電装置」というのが提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
Furthermore, as a crossflow type windmill that looks similar to the present invention, there is an arm that extends radially from a shaft that is a rotation shaft for output at the center, and a longitudinal axis is provided at the tip of each arm. There is a rotating body that can rotate as a center, and a power generator with blades that are erected so that the rotating angle can be freely changed around the support shaft in order to rotate the rotating body by receiving fluid Each of these wings is composed of a front wing, a middle wing, and a rear wing, and is configured to be freely deformable in three portions according to the wind direction so that lift can be generated.
And the name “power generation device” of the invention was proposed in which the attitude of each blade was changed to a predetermined rotation angle position based on the fluid orientation obtained by the detection of another fluid orientation detection means to improve the efficiency. (For example, refer to Patent Document 3).

更に、毎秒1mの風速から回転するという小型の風力発電装置の風車で、回転軸を中心として5枚の翼を円筒状に配置し、風車が水平方向に回転する垂直軸型風車としたものが安価なコストにできるとして紹介されている(例えば、非特許文献1参照。)。Furthermore, the wind turbine of a small wind power generator that rotates from a wind speed of 1 m per second is a vertical axis type wind turbine in which five blades are arranged in a cylindrical shape around the rotation axis, and the wind turbine rotates in the horizontal direction. It is introduced as being able to reduce the cost (for example, see Non-Patent Document 1).

特開平11−343959号公報(〔0016〕、図2)Japanese Patent Laid-Open No. 11-343959 ([0016], FIG. 2) 特開平11−062813号公報(〔0019〕、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 11-062813 ([0019], FIG. 1) 特開2003−155972号公報(〔0006〕〜〔0009〕、図1、図5)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-155972 ([0006] to [0009], FIGS. 1 and 5) 日経産業新聞2003年11月5日付A13第二部地球環境経済人サミット特集「家庭が変わる」の風力発電記事。  Nikkei Sangyo Shimbun November 5, 2003 A13 Part 2 Global Environmental Economics Summit Special feature “Winning Change” article on wind power generation.

しかしながら、特許文献1の風力発電装置においては、回転軸を挟んだ翼の形状そのものが、凹曲面を相対してS字状形として風の流通抵抗を低減できたとしても、翼は回転軸に固定されて設けられているから、翼が回転移動して風上側に向かうときは、翼の裏側へかなりの風圧抵抗が掛かるという問題が残されている。  However, in the wind turbine generator of Patent Document 1, even if the shape of the blade sandwiching the rotation shaft itself is an S-shape with the concave curved surface facing it, the blade can be used as the rotation shaft. Since it is fixedly provided, when the wing rotates and moves toward the windward side, there remains a problem that a considerable wind pressure resistance is applied to the back side of the wing.

また、特許文献2のサボニウス型風車においては、回転軸に固定された翼があり、その翼の外周囲に複数の固定枠が翼の回転する接線方向へ45度程の角度で外向きになるよう等間隔に固定させて、翼の外部を通る風の翼への取込み量の増加と、逆に風に逆らって動く側の翼に当る風の量は減らすことができるとしているが、これでも翼が回転して風上側に向かうときの翼の裏側への風圧抵抗の減少は十分とはいえない。  Further, in the Savonius type windmill of Patent Document 2, there are blades fixed to the rotation shaft, and a plurality of fixed frames are directed outward at an angle of about 45 degrees in the tangential direction in which the blades rotate. It is said that it is possible to reduce the amount of wind hitting the wing on the side moving against the wind, while increasing the amount of wind taken into the wing through the outside of the wing and fixing it at equal intervals When the wing rotates toward the windward side, the decrease in wind pressure resistance to the backside of the wing is not sufficient.

特許文献3の本発明に外見上似たものは、回転軸を中心として放射状に伸びた複数のアームの端に翼を設けたものとしている。そして、その夫々の翼は前翼・中翼・後翼の3つに分かれていて、別にある流体方位検出手段にて風向を検知し、その風向に対して揚力発生が最大となるように、変形円状の制御レールの存在とも相俟って変形自在に回転角度を変更させて全体として効率よく回転軸であるメインシャフトを回すものとしている。
したがって、最も理想的な装置といえようが、流体方位検出手段を必要とするし、翼自体が3分割されているから、夫々を動かすための諸機構を必要とされ、何としても構成が複雑で高価なものとならざるを得ない上に部品数が多いからメンテナンスも大変である。
In the appearance similar to the present invention of Patent Document 3, wings are provided at the ends of a plurality of arms extending radially around the rotation axis. Each of the wings is divided into a front wing, a middle wing, and a rear wing, and the wind direction is detected by a separate fluid direction detection means so that lift generation is maximized with respect to the wind direction. In combination with the presence of the deformed circular control rail, the rotation angle is changed so as to be freely deformable, and the main shaft as the rotation shaft is efficiently rotated as a whole.
Therefore, although it can be said to be the most ideal device, it requires a fluid direction detection means, and since the blade itself is divided into three parts, various mechanisms for moving each of them are required, and the configuration is complicated at all. It must be expensive and expensive, and maintenance is also difficult due to the large number of parts.

非特許文献1の風力発電の風車も、翼の断面を「つ」の字形にして風を取込みやすくしただけの構成自体はシンプルだが、翼の裏面が風上側と風下側に位置した時に最も強く風の抵抗を受けるという問題は残っている。  The wind turbine of non-patent document 1 has a simple configuration that makes it easy to take in the wind by making the cross section of the blade into a “T” shape, but it is strongest when the back surface of the blade is located on the windward and leeward sides. The problem of receiving wind resistance remains.

これらの従来例は、いずれも翼が回転軸や回転軸から伸びた腕にほぼ固定状態とした構成である。そのために、回転して風下より風上に移動する際、翼の裏側にかなりの風圧抵抗を生する欠点があるので、その解決のためには上記特許文献3のような複雑な構造とならざるを得なかったのであろう。
本発明の目的は、比較的簡単な構造で安価に提供でき、どの方向からの微風でも回転し始め、低風速域でも有効な回転が得られる垂直軸型翼車装置を提供することである。
Each of these conventional examples has a configuration in which the blade is substantially fixed to the rotating shaft and the arm extending from the rotating shaft. For this reason, there is a drawback that a considerable wind pressure resistance is generated on the back side of the wing when rotating and moving from the leeward to the leeward. Would not have obtained.
An object of the present invention is to provide a vertical shaft type impeller apparatus that can be provided at a low cost with a relatively simple structure, starts rotating with a slight wind from any direction, and can obtain effective rotation even in a low wind speed range.

本発明の垂直軸型翼車装置の基本的な構成を、分かりやすいように一実施例である図1に基づいて説明する。なお、図1と図8を除く他の平面図には、本発明の構成を理解しやすいように、中心線や同心円を細い点線で描いてある。
垂直軸型翼車装置において、垂直な回転軸1を中心として、その回転軸1に直交するように上方と下方に翼回転軸支持体2を互いに間隔を有して平行に設ける。
The basic configuration of the vertical shaft type impeller apparatus of the present invention will be described based on FIG. 1 as an example for easy understanding. In other plan views except FIG. 1 and FIG. 8, center lines and concentric circles are drawn with thin dotted lines so that the configuration of the present invention can be easily understood.
In the vertical shaft type impeller apparatus, the blade rotation shaft support 2 is provided in parallel with an interval between the blade rotation shaft support 2 above and below the vertical rotation shaft 1 so as to be orthogonal to the rotation shaft 1.

この上下の翼回転軸支持体2の間で、かつ、その周緑辺部に、回転軸1と平行な翼回転軸3と翼衝止棒体4とを立設する。なお、この翼回転軸3を芯として自在に回動し、少なくとも一部分が回動して翼衝止棒体4に衝止し、しかも高さを翼回転軸3の長さに近いものとする長方形状の翼5を設けたものとする。
そして、これら翼回転軸3・翼衝止捧体4・翼5とで翼車1組の基本単位を構成するものとした。この基本単位と隣に設置する基本単位との間は、全て等間隔となるように複数組を夫々配設して全体を構成することを特徴とする垂直軸型翼車装置としたのである。
Between the upper and lower blade rotating shaft supports 2 and on the peripheral green side portion thereof, a blade rotating shaft 3 and a blade stopper rod 4 that are parallel to the rotating shaft 1 are provided upright. The blade rotating shaft 3 is freely rotated around the blade, and at least a part of the blade rotates to stop against the blade stopper rod 4, and the height is close to the length of the blade rotating shaft 3. It is assumed that rectangular wings 5 are provided.
The blade rotating shaft 3, blade impingement body 4, and blade 5 constitute a basic unit of one impeller. A vertical axis type impeller apparatus is characterized in that a plurality of sets are arranged so as to be all equidistant between the basic unit and the adjacent basic unit to form the whole.

上記の翼5の形状は、全体として長方形状だから、その短辺を上下側とする。また、短辺の断面形状は、図8のように飛行機の翼の断面に似た流線型とするのが最良である。
なお、回動する翼5の翼回転軸3が、翼5の短辺にて一端から適宜ずれた位置にあって基本単位を構成するようにした垂直軸型翼車装置とする。
なお、翼5における翼回転軸3のずれる位置とは、翼回転軸3を芯にして翼5の翼尾8を持って、翼衝止棒体4から180度回転させた時に、翼5の短い翼頭7部が、翼衝止捧体4の反対側に衝止するような位置とするのである。
Since the shape of the wing 5 is rectangular as a whole, the short side is the upper and lower sides. The cross-sectional shape of the short side is best a streamlined shape similar to the cross section of an airplane wing as shown in FIG.
In addition, it is set as the vertical axis | shaft type impeller apparatus which the blade rotating shaft 3 of the rotating blade | wing 5 is in the position suitably shifted | deviated from the one end in the short side of the blade | wing 5, and comprises a basic unit.
The position where the blade rotation shaft 3 is displaced in the blade 5 is the position of the blade 5 when the blade rotation shaft 3 is used as a core and the blade tail 8 of the blade 5 is held and rotated 180 degrees from the blade stopper rod body 4. The short wing head 7 is positioned so as to hit the opposite side of the wing stop dedicated body 4.

また、回動する翼5の翼回転軸3が、翼5の短辺の一端部にあって基本単位を構成するようにした垂直軸型翼車装置とするもよい。
その際、図7に示したように、翼5の一方の長辺に接する位置から両翼回転軸支持体2の外周に沿い、かつ、その上下間隔長に渡って垂直遮蔽板6を設けたものとするもよい。
更に、上記にて垂直遮蔽板6のない各例においては、図5に示したように翼衝止棒体4を、翼回転軸3の左右両方に設けたものとするもよい。
Further, a vertical shaft type impeller apparatus in which the blade rotation shaft 3 of the rotating blade 5 is located at one end of the short side of the blade 5 and constitutes a basic unit may be used.
At that time, as shown in FIG. 7, the vertical shielding plate 6 is provided along the outer periphery of the blade rotating shaft support 2 from the position in contact with one long side of the blade 5 and over the vertical interval length thereof. It is also possible to.
Furthermore, in each example where the vertical shielding plate 6 is not provided, the blade stopper rods 4 may be provided on both the left and right sides of the blade rotation shaft 3 as shown in FIG.

上述の、翼5は1枚の状態で表してきたが、図9で示すように、翼回転軸3を有する翼5を直列に複数並べ翼列10として、その翼列10の左右に翼衝止棒体4を設けた構造とするもよい。  Although the above-described blade 5 has been shown in a single state, as shown in FIG. 9, a plurality of blades 5 having blade rotation shafts 3 are arranged in series as a blade row 10, and blade blades 10 are arranged on the left and right sides of the blade row 10. It is good also as a structure which provided the stop rod body 4. FIG.


なお、翼回転軸支持体2を、回転軸1から放射状に延びたアームとしてもよいが、円盤状として取り入れた流体が上下方向には流出しないようにする方がべターである。
.
The blade rotating shaft support 2 may be an arm extending radially from the rotating shaft 1, but it is better to prevent the fluid taken in the shape of a disk from flowing out in the vertical direction.

これら上述の各例の翼衝止棒体4の立設する位置は、本発明に重要な意味を持つものである。すなわち、回転軸1が回転した際に、翼5が最も効率がよくエネルギーを受け止められるように、流体エネルギーの到来方向に向けて翼5の短辺が直交するような位置であること。同時に、流体エネルギーの損失が最小となるよう流体の流れる向に翼5の短辺が平行状態となる位置とする。この両者を満足する位置に設けなければならないのである。  The position where the blade stopper rod body 4 of each of the above-mentioned examples is erected has an important meaning in the present invention. That is, when the rotating shaft 1 rotates, the blade 5 is positioned so that the short sides of the blade 5 are orthogonal to the direction of arrival of fluid energy so that the blade 5 can receive energy most efficiently. At the same time, the short side of the blade 5 is set in a parallel state in the fluid flow direction so that the loss of fluid energy is minimized. It must be provided at a position that satisfies both.

しかしながら、単にこのことだけでは本発明の効果を満足に引き出すことはできないのである。その理由を図2と図3にて説明する。なお、両図とも両翼回転軸支持体2に翼5を4枚設けた基本単位4組もので示したし、流体としては風にて説明する。
両図の下方にある大きな矢印が風向を表している。そしていずれの図においても、回転軸1の回転方向は時計と反対方向すなわち左回りになるものとした。
However, the effect of the present invention cannot be satisfactorily brought out only by this. The reason will be described with reference to FIGS. In both figures, four sets of basic units in which four blades 5 are provided on the both blade rotating shaft support 2 are shown, and the fluid will be described with wind.
A large arrow at the bottom of both figures represents the wind direction. In any of the drawings, the rotation direction of the rotary shaft 1 is assumed to be opposite to the clockwise direction, that is, counterclockwise.

図2のように、翼回転軸3と翼衝止棒体4を全て回転軸1の中心を通る線上に相対するよう配置させれば、翼5は翼回転軸3を軽く自由に回転するようにしてあるので、翼5の一部が翼衝止棒体4に衝止して、回転軸1の右側の翼5だけが風向に直交するようになって強く風を受け、他の3カ所の翼5は風向に平行となるから風の抵抗が最小となり、最も効率がよいように考えられそうだが実際は間違いである。
なお、鎖線で表したものは翼5が反転した状態である。このように、反転しても夫々の翼5の向きは変わらないから効果に大した変化は生じない。
As shown in FIG. 2, if the blade rotation shaft 3 and the blade stopper rod body 4 are all arranged on a line passing through the center of the rotation shaft 1, the blade 5 rotates the blade rotation shaft 3 lightly and freely. Therefore, a part of the wing 5 stops against the wing stop rod 4 and only the wing 5 on the right side of the rotating shaft 1 is perpendicular to the wind direction and receives strong wind, and the other three places. The wing 5 is parallel to the wind direction, so the wind resistance is minimized and seems to be considered most efficient, but it is actually wrong.
In addition, what was represented by a chain line is a state in which the blade 5 is inverted. In this way, even if it is reversed, the direction of each wing 5 does not change, so that there is no significant change in effect.

図3、全ての翼衝止棒体4だけを右方へ僅かにずらしたものである。僅かにずらしただけで風が当る翼5の姿勢はこのように変化するのである。それと共に回転軸1の回転がスムーズに行われるようになるのである。
すなわち、右方と上方の翼5は翼衝止棒体4に衝止するが、左方と下方の翼5は風の流れのために風向と平行になり翼衝止棒体4とは離れる状態となるのである。
風が下方からこの装置内に入って来ると、右方の翼5に当たって回転トルクを発生させ、風は右方の翼5に沿って斜め上方に流れて上方の翼5に当たることになる。
右方の翼5と上方の翼5の向きは直交方向にあるから、右方からの上方の翼5に当った風は上方の翼5でも回転トルクを発生させる効果を生ずるのである。
In FIG. 3, all the wing stop rods 4 are slightly shifted to the right. The posture of the wing 5 on which the wind strikes changes just by slightly shifting in this way. At the same time, the rotation shaft 1 is smoothly rotated.
That is, the right and upper wings 5 stop against the wing stop rod body 4, but the left and lower wings 5 are parallel to the wind direction due to the flow of the wind and are separated from the wing stop rod body 4. It becomes a state.
When the wind enters the apparatus from below, it strikes the right wing 5 to generate a rotational torque, and the wind flows obliquely upward along the right wing 5 and strikes the upper wing 5.
Since the directions of the right wing 5 and the upper wing 5 are orthogonal to each other, the wind that hits the upper wing 5 from the right produces an effect of generating rotational torque even in the upper wing 5.

上方の翼5に当った風は、図3において上方やや右へと流れ去るのである。鎖線で表したものは翼5が反転した状態である。このように、反転しても夫々の翼5の向きは変わらないかから効果に大した変化は生じない。  The wind hitting the upper wing 5 flows away slightly upward in FIG. What is represented by a chain line is a state in which the blade 5 is inverted. In this way, even if it is reversed, the direction of each wing 5 does not change, so that there is no significant change in effect.

図2のものでは何故スムーズな回転にならないのだろうか、その理由として考えられるのは、図2の右方の翼5の方が図3の右方の翼5の場合よりも、風向に対して直交状だから、その翼5そのものでは大きな回転トルクを発生させるが、当った風のその後の行方に問題があるのである。
つまり、跳ね返った風は下方の翼5や左方の翼5にも当ってしまい、両者の翼5の向きまで変えそうとするから、風の流れに大きな乱れを生じて、元々ある風向のエネルギーを打ち消しあい、結果として回転エネルギーとなり難いからだと考えられるのである。したがって、本発明の翼車を風車としての利用に際しては、図2のような姿勢となる翼5の配置は採用しない。
The reason why the rotation is not smooth in the case of FIG. 2 can be considered as the reason why the right wing 5 in FIG. 2 is more sensitive to the wind direction than the right wing 5 in FIG. Since the wings 5 themselves generate a large rotational torque, there is a problem in the subsequent direction of the struck wind.
In other words, the bounced wind hits the lower wing 5 and the left wing 5 and tries to change the direction of both wings 5. It is thought that this is because it is difficult to obtain rotational energy as a result. Therefore, when the impeller of the present invention is used as a windmill, the arrangement of the wings 5 in the posture as shown in FIG. 2 is not adopted.

これら本発明の垂直軸型翼車装置は、上述したように風力エネルギーを動力源とする風車として、また、水力エネルギーを動力源とする水車として活用させるなど、両者に適用できるものである。更に、それらのエネルギーを動力として、直接利用する機構等へ連結することも、発電機に連結することもできることは当然である。  These vertical shaft type impeller apparatuses according to the present invention can be applied to both, as described above, as a windmill using wind energy as a power source, and as a turbine using hydraulic energy as a power source. Furthermore, it is natural that the energy can be connected to a mechanism or the like that directly uses the energy as power, or can be connected to a generator.

このような本発明の垂直軸型翼車装置によると次のような効果が得られる。
(ア)翼回転軸3を芯にして自由に回動し、かつ、一端が翼衝止棒体4に衝止する翼5であるとして翼車1組の基本単位を構成したから、翼衝止棒体4の位置を最適な所に選定することにより、回転軸1に対する翼5の向きを定めることが容易にできるので、夫々の翼5の配置に伴う風流の軌跡を考慮し、翼5が流体エネルギーを受けて最も効率よくエネルギー交換ができ得て、回転軸1がスムーズに回転するようになったのである。
According to such a vertical shaft type impeller apparatus of the present invention, the following effects can be obtained.
(A) Since a basic unit of one set of impellers is configured assuming that the blades 5 rotate freely around the blade rotation shaft 3 and have one end stopped against the blade stop rod body 4, By selecting the optimum position of the stop rod body 4, the direction of the blade 5 with respect to the rotating shaft 1 can be easily determined. Therefore, the trajectory of the wind flow associated with the arrangement of each blade 5 is taken into consideration. As a result of receiving fluid energy, the most efficient energy exchange can be achieved, and the rotating shaft 1 can smoothly rotate.

(イ)また、翼回転軸3は翼5を、円滑に自由回動する構造とすることで、流体エネルギーが微力であっても翼5が回り始めることができるようになり、当然、翼5の向きは翼衝止棒体4に当接しない位置では自然に流体の流れる方向に平行状態となるから、従来例のような翼裏面への風の抵抗を心配する必要がなくなって、流体エネルギーの損失は最小となったのである。(A) Further, the blade rotating shaft 3 has a structure in which the blade 5 is smoothly and freely rotated, so that the blade 5 can start to rotate even if the fluid energy is a slight force. Since the direction of is naturally parallel to the direction of fluid flow at a position where it does not contact the blade stopper rod body 4, there is no need to worry about wind resistance on the back surface of the blade as in the conventional example. The loss of is minimal.

(ウ)翼衝止棒体4を、翼回転軸3の左右両側に設けたものは、翼5の翼回転軸3に対する回動範囲が制限されることにより、遠心力等による振り回しを抑えて、翼衝止捧体4と衝止する時の衝撃力を小さくでき、耐久性を向上させることができる。
さらに、図示はしていないが、衝止力を小さくするため、翼5と翼衝止棒体4にショックアブソバーの素材を設ける。
(C) In the case where the blade stopper rods 4 are provided on both the left and right sides of the blade rotation shaft 3, the rotation range of the blade 5 with respect to the blade rotation shaft 3 is limited, so that swinging due to centrifugal force or the like is suppressed. The impact force at the time of impacting with the wing stop dedicated body 4 can be reduced, and the durability can be improved.
Further, although not shown, shock absorber material is provided on the blade 5 and the blade stopper rod body 4 in order to reduce the stopping force.

(エ)翼回転軸支持体2を円盤状としたものは、回転軸1に直交するよう上下に翼回転軸支持体2を互いに平行に設けたこと、長方形状の翼5の高さを上下の翼回転軸支持体2間に近い長さとしたことによって、翼5の面積に相当する上下の翼回転軸支持体2間を占有する形となることにより、翼5が受けた流体エネルギーを上下方向には逃がさない効果を有して効率を挙げることができる。(D) In the case where the blade rotation shaft support 2 is a disc shape, the blade rotation shaft support 2 is provided parallel to each other so as to be orthogonal to the rotation shaft 1, and the height of the rectangular blade 5 is increased and decreased. By making the length close to between the blade rotation shaft supports 2, the space between the upper and lower blade rotation shaft supports 2 corresponding to the area of the blade 5 is occupied, so that the fluid energy received by the blades 5 is increased and decreased. The efficiency can be increased with the effect of not escaping in the direction.

(オ)上述のことから、風水力両用ではあるが、比較的簡単な構造にて安価に製造でき、翼5が流体の到来側より流体の流出側に回転する際は多くの流体エネルギー圧を受け得る、翼5が流体の流出側より流体の到来側に回転するときは、翼5に受ける流体エネルギー圧抵抗を極力少なくすることができるから、流体として風ならどの方向からの微風でも回転し始め、低風域でも有効な回転をすることができるようになり得たのである。(E) From the above, although it is for both wind and hydraulic power, it can be manufactured at a low cost with a relatively simple structure, and when the blade 5 rotates from the fluid arrival side to the fluid outflow side, a large amount of fluid energy pressure is generated. When the wing 5 rotates from the fluid outflow side to the fluid arrival side, the fluid energy pressure resistance received by the wing 5 can be reduced as much as possible. In the beginning, it was possible to make effective rotation even in the low wind region.

(カ)翼回転軸3を有する翼5を直列に複数並べ、その左右に翼衝止棒体3を設けた構造とすることで、一枚の翼5の占有回動範囲が小さくなり、翼5が翼衝止棒体4又は翼回転軸3に衝止するときの衝止力を小さくすることができる。(F) A structure in which a plurality of blades 5 having blade rotation shafts 3 are arranged in series, and blade stopper rods 3 are provided on the left and right sides thereof, the occupied rotation range of one blade 5 is reduced. The stopping force when 5 stops against the blade stopper rod 4 or the blade rotating shaft 3 can be reduced.

本発明を風力利用に最適なものとして考慮すれば、水平回転方式の翼車装置で、中心に回転動力を取り出すための回転軸1があり、この回転軸1に直交するよう上部と下部に設ける翼回転軸支持体2は単純に円盤とする。この円盤である翼回転軸支持体2の外周近傍で回転軸1と平行に、細長い翼回転軸3とそれに近接して同様に細長い丸棒の翼衝止棒体4を設け、この翼回転軸3を芯に容易に回動し、かつ、一端が翼衡止棒体4に衝止する長方形の翼5を有して1組の翼車の基本単位とする。  Considering that the present invention is optimal for wind power use, there is a rotary shaft 1 for taking out rotational power in the center of a horizontal rotation type impeller device, and it is provided at the upper and lower portions so as to be orthogonal to the rotation shaft 1. The blade rotating shaft support 2 is simply a disk. In the vicinity of the outer periphery of the blade rotating shaft support 2 which is this disk, an elongated blade rotating shaft 3 and a similarly elongated round rod impingement rod body 4 are provided in the vicinity of the rotating shaft 1 in the vicinity thereof. 3 is a basic unit of a set of impellers having a rectangular wing 5 that easily rotates about the core 3 and that has one end that stops against the balance rod 4.

この翼車の基本単位を、円盤である翼回転軸支持体2の外周辺に沿った近傍に等間隔に配置する構造とするのであるが、配置する翼車の基本単位の数は図1乃至図5及び図7のように最低でも4組は必要であり、期待する出力や、流体が風か水かでも装置の大きさが異なるから何とも言えないが、図6のように6組とするが最良といえよう。  The basic units of the impeller are arranged at equal intervals in the vicinity along the outer periphery of the blade rotating shaft support 2 that is a disk. As shown in FIG. 5 and FIG. 7, at least 4 sets are necessary, and it cannot be said that the expected output and the size of the device is different depending on whether the fluid is wind or water, but 6 sets as shown in FIG. Is the best.

ここで翼5の形状について考察すると、長さ方向では長方形とするが、その短辺での断面形状は、流体の中で用いるから好ましくは図8に示すような飛行機の翼のように流線型とし、翼回転軸3は翼5の中に隠される方が好ましいといえる。
図8では、翼5中の翼回転軸3のある位置が翼頭7側に近づいており、その間隔は実験の結果、翼尾8端と翼回転軸3間が5であるとすると、翼頭7端と翼回転軸3間が3となる程度が好ましい結果が得られている。
Considering the shape of the wing 5 here, it is rectangular in the length direction, but the cross-sectional shape at the short side is preferably a streamlined type like an airplane wing as shown in FIG. It can be said that the blade rotation shaft 3 is preferably hidden in the blade 5.
In FIG. 8, a certain position of the blade rotation shaft 3 in the blade 5 is approaching the blade head 7 side, and the distance between the blade tail 8 and the blade rotation shaft 3 is 5 as a result of the experiment. A preferable result is obtained in which the distance between the end of the head 7 and the blade rotation shaft 3 is 3.

図4では、図8のような形状の翼5として描いてあるが、それ以外の図の翼5は模式的に黒色の細長い矢印として描いたが、これらにも翼頭7・翼尾8を用いて説明する。
なお、翼5に流れる流体の最良の軌道を維持するために、翼尾8の延長線上に、軟質で自由になびくような適当な長さの補助翼9を付加させるのよい。
In FIG. 4, the wing 5 having the shape as shown in FIG. 8 is drawn, but the wings 5 in the other drawings are schematically drawn as black and thin arrows. It explains using.
In order to maintain the best trajectory of the fluid flowing through the blade 5, an auxiliary blade 9 having an appropriate length that is soft and freely flutters may be added on the extension line of the blade tail 8.

次に、本発明の作動について図3を用いて説明する。先ず風の吹き始めにおいて、風向(下方の矢印)に対して下方と左方の翼5は、翼衝止棒体4に触れない位置にあるから風向に平行のまま翼尾8は風下に向いている。右方と上方の翼5は、風圧で押されて翼5の一部が翼衝止棒体4に衝止されて図示のように翼尾8が方向を変えて、右方の翼5は風を受けとめる姿勢となり風力を蓄える。  Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIG. First, at the beginning of the wind, the wings 8 on the lower side and the left side with respect to the wind direction (downward arrow) are in a position where they do not touch the wing stop rod body 4, so that the wing tail 8 faces the leeward while being parallel to the wind direction. ing. The right and upper wings 5 are pushed by wind pressure, and a part of the wings 5 is stopped by the wing stop rod body 4 so that the wing tail 8 changes its direction as shown in the figure. Acquires wind and stores wind power.

この風力エネルギーは、回転トルクを発生しようと翼衝止棒体4を介して翼回転軸支持体2と共に回転軸1を反時計方向へ回し、回転軸1から回転エネルギーとして動力を取り出せるのである。更に、右方の翼5に当った風の流れは、上方の翼5に当ってここでも回転トルクを発生させて、図3の右上方向へ抜け去ることになるのである。実際には上記した間に、翼回転軸支持体2は左回りに回転しているから、風の経路は上述とはやや左方にずれることになる。  This wind energy can rotate the rotating shaft 1 counterclockwise together with the blade rotating shaft support 2 via the blade stopper rod 4 to generate rotational torque, and power can be extracted from the rotating shaft 1 as rotating energy. Furthermore, the flow of the wind hitting the right wing 5 hits the upper wing 5 and generates a rotational torque here, and escapes in the upper right direction in FIG. Actually, since the blade rotating shaft support 2 is rotating counterclockwise during the above-described period, the wind path is slightly shifted to the left from the above.

回転軸1の回転速度がたかまってくると、遠心力の発生によって、全ての翼5が翼回転軸3を芯として回転し、その翼尾8を翼回転支持体2の外方へ飛び出させようとする。
しかし、遠心力は風力により生ずる翼回転軸支持体2の回転によって発生するものであるから、風力がなければ遠心力は生じない。したがって、通常の揚合、この遠心力は風力エネルギーには及ばないから、風の強い風上、すなわち、左方と下方の位置に回って来た時の翼5の向きは、遠心力より風力の方が勝って、常に始動時と同じ向きのまま、すなわち風向に平行のまま翼尾8は風下に向いていることになる。
When the rotational speed of the rotary shaft 1 increases, all the blades 5 rotate around the blade rotary shaft 3 as a result of the generation of centrifugal force, and let the blade tail 8 jump out of the blade rotation support 2. And
However, since the centrifugal force is generated by the rotation of the blade rotating shaft support 2 generated by the wind force, the centrifugal force is not generated without the wind force. Therefore, since normal centrifugal lift and this centrifugal force do not reach the wind energy, the direction of the wings 5 when the wind is strong windward, that is, when turning to the left and lower positions, is greater than the wind force. Therefore, the wing tail 8 is always directed to the leeward while maintaining the same direction as that at the time of starting, that is, parallel to the wind direction.

風下に位置した上方の翼5は、風の真下(図3の上方)を過ぎた辺りから、風下のため風力エネルギーが弱まるから、遠心力の方が勝って、翼尾8は翼衝止棒体4から離れて左回りに回転を始め、その時の翼尾8には遠心力と相俟って風の流れも加担するから、急に翼5は翼回転軸3を芯に180度反転し、翼5の翼尾8は翼回転軸支持体2の外方へ最も離れた状態になるのである。図3の上の鎖線で示した状態だが、実際にはもう少し左方へ回った位置で起る。
その後の動作は、前述のように左方と下方の翼5の姿勢となって、層の流れに平行になり風圧抵抗を極力少なくして回転エネルギーの損失を少なくして、この装置は支障無く回転できるのである。
The upper wing 5 located on the leeward side is just below the wind (upper side in FIG. 3), and the wind energy is weakened due to the leeward side. Since it starts to rotate counterclockwise away from the body 4, the wing tail 8 at that time also takes into account the wind flow in combination with the centrifugal force, so the wing 5 suddenly reverses 180 degrees around the wing rotation axis 3. The wing tail 8 of the wing 5 is in the state farthest away from the wing rotating shaft support 2. It is the state shown by the chain line in FIG.
The subsequent operation is the posture of the left and lower blades 5 as described above, parallel to the laminar flow, reducing the wind pressure resistance as much as possible, and reducing the loss of rotational energy. It can be rotated.

ところで、翼車の基本単位は、図6のように6組とするのが最良だと前述した。すなわち、翼5自体の大きさは相対的に4組のものより小さくなるが、下方からの風向に対して図6に示したような姿勢に夫々の翼5とその翼尾8の向きがなるように、すなわち、翼5を翼衝止棒体4に接させた時に、翼尾8の方向が右隣の翼5に対し斜めに指すよう翼回転軸3と翼衝止棒体4を翼回転軸支持体2に配設しるのである。  By the way, as described above, it is best to set six basic units of the impeller as shown in FIG. That is, the size of the wing 5 itself is relatively smaller than that of the four sets, but the orientation of each wing 5 and its wing tail 8 is in the posture shown in FIG. 6 with respect to the wind direction from below. In other words, when the blade 5 is brought into contact with the blade stopper rod 4, the blade rotation shaft 3 and the blade stopper rod 4 are moved so that the direction of the blade tail 8 points obliquely with respect to the right adjacent blade 5. It is disposed on the rotary shaft support 2.

さすれば、基本単位が4組のものよりも翼5が多い故に、風の流れもスムーズとなり、全体として回転バランスもよくなって効率が向上する。
なお、図6にても、翼5を鎖線で示したように、上方の翼5が風の真下を過ぎたところで急反転し、翼尾8が翼回転軸支持体2の外方へ移動する状態となる。
In this case, since the number of blades 5 is larger than that of four sets of basic units, the flow of wind becomes smooth, and the rotation balance is improved as a whole, thereby improving the efficiency.
In FIG. 6, as indicated by the chain line, the blade 5 is suddenly reversed when the upper blade 5 passes just below the wind, and the blade tail 8 moves outward from the blade rotating shaft support 2. It becomes a state.

したがって、本発明の装置における翼車の基本単位の組数は6組前後が好ましい。敢えて限定するなら4組〜8組で構成することが良いと思われる。
それ以下では回転力が不足して出力が少な過ぎるし、それ以上では翼5を小さく構成したとしても、翼5がお互い邪魔しあって風の通りを妨げ、風の流れを乱れさせて効率を減少させてしまうことになる。
Therefore, the number of basic units of the impeller in the apparatus of the present invention is preferably around six. If it dares to limit, it seems that it is good to compose with 4-8 sets.
Below that, the rotational force is insufficient and the output is too low. Even if the wing 5 is made smaller than that, the wings 5 interfere with each other and obstruct the passage of the wind, disturbing the flow of the wind and improving the efficiency. Will be reduced.

以下、本発明の実施例について図1〜図9を参照しながら説明する。ここで、各実施例中、同一機能を有する構成要素は同一符号を付して説明を省略若しくは簡略する。
先ず、図1は本発明の翼車の基本単位を4組とした代表的な垂直軸型翼車装置で、自然界の風力を利用するものとした。大きさは目的とする出力によって定めればよいので、寸法記載は全て省略したが、図から各部分の大きさを相対的に十分判断できると信ずる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, in each Example, the component which has the same function attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits or simplifies description.
First, FIG. 1 shows a typical vertical axis type impeller apparatus in which four basic units of the impeller of the present invention are used, and it uses natural wind power. Since the size may be determined according to the target output, all dimensions are omitted, but it is believed that the size of each part can be determined relatively sufficiently from the figure.

上下の、翼回転軸支持体2は円盤とし、翼5は長方形とするが、材質は使用環境にしたがって選択すればよく、耐久性ではチタン製で、軽量ではアルミ製、コストでは鉄製や木製、海に近いところでは耐食性に優れるプラスチック製等通常用いられるものでよい。
また、翼衝止棒体4と翼回転軸3は細長い鋼棒となるだろうが、硬質な合成樹脂製でも構わない。翼回転軸3は、翼5が極力回転しやすいようにさえすれば、その両端は上下の翼回転軸支持体2へ固着させても回転自在に軸着させてもどちらでも構わない。
The upper and lower blade rotating shaft support 2 is a disk and the blade 5 is rectangular, but the material may be selected according to the usage environment, it is made of titanium for durability, aluminum for light weight, iron or wooden for cost, In the vicinity of the sea, a plastic or the like that is excellent in corrosion resistance may be used.
The blade stopper rod body 4 and the blade rotating shaft 3 will be elongated steel rods, but may be made of a hard synthetic resin. The blade rotating shaft 3 may be either fixed to the upper and lower blade rotating shaft supports 2 or rotatably mounted on both ends of the blade rotating shaft 3 as long as the blade 5 can be rotated as easily as possible.

図1では、翼回転軸3の上下で翼回転軸支持体2と回転自在に軸着させ、ほぼ全長は翼5の一面に接着なり溶着させたものとして示している。
なお、翼衝止棒体4の位置は、翼5の翼頭7、翼尾8のどちらも衝止できる位置で、垂直軸4より内側すなわち回転軸1寄りに設けられている図3であるとして見て欲しい。
In FIG. 1, the blade rotation shaft support 2 is rotatably attached to the upper and lower sides of the blade rotation shaft 3, and the entire length is shown as being bonded and welded to one surface of the blade 5.
The position of the blade stopper rod body 4 is a position where both the blade head 7 and the blade tail 8 of the blade 5 can stop, and is provided in FIG. 3 provided inside the vertical shaft 4, that is, closer to the rotating shaft 1. I want you to see it.

実施例2として、図4にて説明すると、翼5が図8のような断面としたものであって、翼回転軸3が翼5の中に入っているために、翼5の流線型がそのまま外周に表れるから風流を乱すことが小さくなり好ましい実施例である。
ただし、比較のために態々翼5の形以外の基本単位は全て図3と同一として示したが、このように図4の流線型の翼5に差し替えると、図において翼の厚さが異なるから、特に右方の翼5の翼尾8方向が大きく違って現れるということが分かる。このことを十分考慮して諸寸法を決定すべきである。
なお、鎖線はその位置で翼5が反転した場合を想像して描いたが実際には反転しない。
The second embodiment will be described with reference to FIG. 4. Since the blade 5 has a cross section as shown in FIG. 8 and the blade rotation shaft 3 is in the blade 5, the streamlined shape of the blade 5 remains unchanged. Since it appears on the outer periphery, disturbance of the wind flow is reduced, which is a preferred embodiment.
However, for comparison, all the basic units other than the shape of the blade 5 are shown as the same as those in FIG. 3, but when the streamlined blade 5 in FIG. In particular, it can be seen that the wing tail 8 direction of the right wing 5 appears significantly different. The dimensions should be determined taking this into consideration.
In addition, although the chain line was drawn imagining the case where the wing | blade 5 reversed at the position, it does not actually reverse.

実施例3として図5に示すように、翼5の回動範囲を制限する目的で、翼衝止棒体4を翼回転軸3の左右両側に設けたものである。
この実施例での回転軸3の位置は、夫々翼回転軸支持体2の外周縁辺部で、かつ、翼5の翼頭7端であるとする。
そして、翼衝止棒体4は、一方(左方)を翼回転軸支持体2の外局縁辺部に、他方(右方)を外周縁辺部側の翼衝止棒体4とは120度程度の角度とした位置とする。
こうして、下方から風が吹くと、夫々翼5は図5に示すような姿勢となる。
As shown in FIG. 5 as the third embodiment, the blade stopper rods 4 are provided on the left and right sides of the blade rotation shaft 3 for the purpose of limiting the rotation range of the blade 5.
The position of the rotating shaft 3 in this embodiment is assumed to be the outer peripheral edge of the blade rotating shaft support 2 and the tip of the blade head 7 of the blade 5.
The blade stopper rod body 4 has one side (left side) at the outer peripheral edge of the blade rotating shaft support 2 and the other side (right side) at 120 degrees from the blade stopper rod body 4 on the outer peripheral edge side. The position is set to an angle.
Thus, when the wind blows from below, the wings 5 are each in the posture shown in FIG.

すなわち、図3の実施例と似ていて、右の翼5に当った風は続いて上の翼5にも当るようになる。このように構成すると、翼5の翼回転軸3に対する回動範囲が制限されることにより、遠心力等による翼5の振り回しを抑えて、翼衝止棒体4との衡撃力を小さくできるから耐久性を向上させることができることは前述した。
なお、図3では両翼衝止棒体4の位置を、翼回転軸3から夫々等距離とした。
That is, similar to the embodiment of FIG. 3, the wind that hits the right wing 5 continues to hit the upper wing 5. If comprised in this way, the rotation range with respect to the blade rotating shaft 3 of the wing | blade 5 will be restrict | limited, The swinging force of the wing | blade 5 by centrifugal force etc. will be suppressed, and the striking force with the wing | blade stop rod body 4 can be made small. As described above, the durability can be improved.
In FIG. 3, the positions of both blade stopper rods 4 are equidistant from the blade rotation shaft 3.

実施例4は、図7に示すように、前記の各実施例と異なって垂直遮蔽板6を有した垂直軸型翼車装置としたものである。
比較しやすいように実施例3の図5と比べて説明する。すなわち、ほぼ図5の翼回転軸支持体2の外周縁辺部にある翼衝止捧体4を除き、代わりにその位置から翼回転軸3の間を、上下の翼回転軸支持体2間に渡って垂直遮蔽板6を設けたものである。
As shown in FIG. 7, the fourth embodiment is a vertical shaft type impeller apparatus having a vertical shielding plate 6 different from the above-described embodiments.
For ease of comparison, the description will be made in comparison with FIG. That is, except for the blade stopper 4 on the outer peripheral edge of the blade rotation shaft support 2 of FIG. 5, instead, the blade rotation shaft 3 between that position and the upper and lower blade rotation shaft support 2 is replaced. A vertical shielding plate 6 is provided.

このような構成は、水車用として好適である。すなわち、水流は風流と違って比較にならない程の重量があるし、それだけに回転エネルギーも大きなものとして得やすい。
また、水流には風と違ってはっきりとした幅がある。したがって、水中に設置するが、半分水没状態で設置するかによっても、多少設計は異なるものとなろうが、要は水を確り捕らえて回転トルクを得るようにすればよいのである。そこで、発明者は翼5の形をやや凹形とし、流入する水を逃がさぬように垂直遮蔽板6を設けたのである。
Such a configuration is suitable for a water turbine. In other words, unlike the wind current, the water flow has a weight that cannot be compared, and it is easy to obtain it with a large rotational energy.
Also, there is a clear width in the water stream unlike the wind. Therefore, although it is installed in the water, the design will be somewhat different depending on whether it is installed in a half-submerged state, but in short, it is only necessary to catch the water and obtain the rotational torque. Therefore, the inventor made the shape of the wing 5 slightly concave and provided the vertical shielding plate 6 so as not to let inflowing water escape.

上下の翼回転軸支持体2間に渡って垂直遮蔽板6を設けたから、これらと翼5とで受水パケットを形成することになり、確りと水流を受けることができるのである。
なお、図示省略したが、この水力用の垂直軸型翼車装置では、水流に設置するときは、水流に垂直状に設置するよりも、水車のように水平状に設置する方が自然である。
Since the vertical shielding plate 6 is provided between the upper and lower blade rotating shaft supports 2, a water receiving packet is formed by these and the blade 5, and the water flow can be surely received.
Although not shown in the drawings, in this vertical shaft type impeller apparatus for hydropower, when installed in a water stream, it is more natural to install it horizontally like a turbine than in a vertical installation in the water stream. .

ここで、図9で示したように、翼回転軸3を有する翼5を直列に複数並べて、その左右に翼衝止捧体4を設けたことは、大きな一枚の翼5を分割した状態となり、小さな一枚の翼5が占有回動する範囲が小さくなり、翼衝止棒体4及び翼回転軸3に翼5が衝止する衝止力を小さくすることができる。  Here, as shown in FIG. 9, a plurality of blades 5 having blade rotation shafts 3 are arranged in series, and the blade impacting bodies 4 are provided on the left and right sides. Thus, the range in which the small single blade 5 occupies and rotates is reduced, and the stopping force of the blade 5 to stop against the blade stopping rod body 4 and the blade rotating shaft 3 can be reduced.

さらに、追加説明のため、図10において、細線で風の流れと風の等圧線を示した、これで分かるように、空気の圧縮部と希薄部分が見えてくる、すなわち、翼車内に入った空気はかならず出ようとする、それゆえ、下方の矢印より翼車内に入った空気は右方と上方翼5で圧縮空気の成分ができて翼5に抗力がうまれる。また、翼車内から外部に放出された空気は圧縮から開放され、右方と上方の翼5の裏側には希薄な空気の成分ができて翼5に揚力がうまれる。  Further, for additional explanation, in FIG. 10, the flow of wind and the isobars of wind are shown by thin lines. As can be seen, the compressed portion and the lean portion of the air can be seen, that is, the air that has entered the impeller Therefore, the air that has entered the impeller from the lower arrow is compressed by the right and upper wings 5, and the wings 5 are dragged. Further, the air released from the inside of the impeller is released from the compression, and a lean air component is formed on the right side and the back side of the upper wing 5 so that the wing 5 is lifted.

上述の諸実施例において、流体が上下方向に逃げても構わないなら、図示省略したが、翼回転軸支持体2を円盤に代えて、回転軸1部から周囲へ放射状に延びたアームとし、そのアームの先端辺りに翼車の基本単位を設けたものとしてもよいだろう。
また、翼5を翼回転軸3に固着したものは、上下の翼回転軸支持体2間の取り付け手段として、翼回転軸3自体の、心棒を回転自在に貫通するパイプとして、パイプを翼5に固着させ、その心棒の両端を上下の翼回転軸支持体2に固定するなど、種々な慣用手段を用いればよいのであり、それら均等手段の採用によって本発明が限定されるものではない。
In the above-described embodiments, if the fluid may escape in the vertical direction, although not shown in the drawings, the blade rotating shaft support 2 is replaced with a disk, and an arm extending radially from the rotating shaft 1 part to the periphery, The basic unit of the impeller may be provided around the tip of the arm.
Further, the blade 5 fixed to the blade rotation shaft 3 is used as an attachment means between the upper and lower blade rotation shaft supports 2, and the pipe is used as a pipe of the blade rotation shaft 3 itself that rotatably penetrates the mandrel. Various conventional means may be used, such as fixing both ends of the mandrel to the upper and lower blade rotating shaft supports 2, and the present invention is not limited by the adoption of these equivalent means.

流体エネルギーを、回転運動エネルギーとして取り出すことで、回転運動を必要とするあらゆる装置に利用できるものであるが、目的を変えて、小型にして翼5に適当な絵でも描けば室内用デスプレーとすることも可能である。  By extracting fluid energy as rotational kinetic energy, it can be used for any device that requires rotational motion. However, if the purpose is changed and the size is reduced and an appropriate picture is drawn on the wing 5, it can be used as an indoor display. It is also possible.

この発明の実施例を示す斜視図である。(実施例1)  It is a perspective view which shows the Example of this invention. (Example 1) この発明の動作の良否を説明するための説明用の平面図である。  It is a top view for description for demonstrating the quality of operation | movement of this invention. この発明の実施例を示す動作説明用の平面図である。  It is a top view for operation | movement explanation which shows the Example of this invention. 図3にて翼の形を変えて示した説明用の平面図である。(実施例2)  It is a top view for description which changed the shape of the wing | blade in FIG. (Example 2) この発明の他の実施例にて、翼衝止棒体を翼の両側に設けたものとして示した動作説明用の平面図である。(実施例3)  It is the top view for operation | movement explanation shown as what provided the blade | wing stopper rod body in the both sides of the wing | blade in the other Example of this invention. Example 3 この発明の更に他の実施例にて、動作説明用の平面図である。  It is a top view for operation | movement description in further another Example of this invention. この発明の更に他の実施例にて、垂直遮蔽板を設けたものよして示した作動説明用の平面図である。(実施例4)  It is the top view for operation | movement explanation shown as what provided the vertical shielding board in other Example of this invention. (Example 4) この発明の翼の一実施例にて、短辺方向の断面図である。    It is sectional drawing of a short side direction in one Example of the wing | blade of this invention. この発明の翼列を示した説明用の平面図である(実施例5)    (Example 5) which is the top view for description which showed the blade cascade of this invention この発明の空気の等圧線と希薄部分の図解である  It is an illustration of the isobar of air of this invention, and a lean part.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転軸
2 翼回転軸支持体
3 翼回転軸
4 翼衝止捧体
5 翼
6 垂直遮蔽板
7 翼頭
8 翼尾
9 補助翼
10 翼列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Wing rotating shaft support body 3 Wing rotating shaft 4 Wing stop dedication body 5 Wing 6 Vertical shielding board 7 Wing head 8 Wing tail 9 Auxiliary wing 10 Blade row

Claims (9)

垂直軸型翼車装置において、回転軸(1)を中心として、該回転軸(1)に直交するよう上方と下方に翼回転軸支持体(2)を互いに間隔を有して平行に設け、上記両翼回転軸支持体(2)間隔の周縁辺部には、上記回転軸(1)と平行な翼回転軸(3)と翼衝止棒体(4)とを立設し、該翼回転軸(3)を芯として自在に回動し、かつ、少なくとも一部分が回動して上記翼衝止棒体(4)に衝止し、しかも高さを上記翼回転軸(3)の長さに近いものとする長方形状の翼(5)を設けた前記の翼回転軸(3)・翼衝止棒体(4)・翼(5)にて翼車1組の基本単位を構成し、この1組の基本単位と隣の基本単位との間が全て等間隔となるように複数組を夫夫配設して成ることを特徴とする垂直軸型翼車装置。  In the vertical shaft type impeller apparatus, the blade rotation shaft support (2) is provided in parallel with a space between the blade rotation shaft support (2) above and below the rotation shaft (1) so as to be orthogonal to the rotation shaft (1). A blade rotation shaft (3) parallel to the rotation shaft (1) and a blade stopper rod body (4) are erected on the peripheral edge of the space between the two blade rotation shaft supports (2) to rotate the blade. The shaft (3) rotates freely about the core, and at least a part of the shaft rotates to stop against the blade stopper rod (4), and the height is the length of the blade rotating shaft (3). A basic unit of one set of impellers is constituted by the blade rotation shaft (3), blade stopper rod body (4), and blade (5) provided with a rectangular blade (5) that is close to A vertical shaft type impeller apparatus, wherein a plurality of sets are arranged so that a distance between the one set of basic units and the adjacent basic unit is all equal. 回動する翼(5)の翼回転軸(3)が長方形状の翼(5)の短辺にて一端から適宜ずれた位置にあって基本単位を構成する請求項1記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical axis type wing according to claim 1, wherein the wing rotation axis (3) of the rotating wing (5) is located at a position appropriately deviated from one end on the short side of the rectangular wing (5) to constitute a basic unit. Car equipment. 回動する翼(5)の翼回転軸(3)が,長方形状の翼(5)の短辺の一端部にあって基本単位を構成する請求項1記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical shaft type impeller apparatus according to claim 1, wherein the rotating shaft (3) of the rotating blade (5) is at one end of the short side of the rectangular blade (5) and constitutes a basic unit. 翼衝止棒体(4)を、翼回転軸(3)の左右両端に設けた請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical shaft type impeller apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the blade stopper rod body (4) is provided at both left and right ends of the blade rotation shaft (3). 翼(5)の一方の長辺に接する位置から両翼回転軸支持体(2)の外周に沿い、かつ、その両翼回転軸支持体(2)の上下間隔長に渡り垂直遮蔽板(6)を設けた請求項3記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical shielding plate (6) is disposed along the outer periphery of the two-blade rotary shaft support (2) from the position in contact with one long side of the blade (5) and over the vertical distance of the two-blade rotary shaft support (2). The vertical axis type impeller apparatus according to claim 3 provided. 翼回転軸支持体(2)を、円盤状とした請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical shaft type impeller apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the blade rotating shaft support (2) has a disk shape. 風力エネルギーを原動力とし、風車として活用する請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical shaft type impeller apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein wind energy is used as a driving force and is used as a windmill. 水力エネルギーを原動力とし、水車として活用する請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical axis type impeller apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein hydraulic energy is used as a driving force and is used as a turbine. 翼回転軸(3)を有する翼(5)を、直列に複数並べた翼列(6)とした請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。  The vertical axis type impeller apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of blades (5) each having a blade rotation shaft (3) are arranged in series.
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