JP2009264360A - 弱風でも始動性よく、効率よく大きな回転力を得る垂直回転軸を持ち、可動式羽根を有する風車 - Google Patents

弱風でも始動性よく、効率よく大きな回転力を得る垂直回転軸を持ち、可動式羽根を有する風車 Download PDF

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Abstract

【課題】垂直軸回転する羽根風車では１サイクルの中では羽根が風に従って進む場合と、逆に風に逆らって羽根が戻る動きがある、垂直軸回転タイプの仕事効率の低さは羽根が風に逆らって戻る過程で、逆行ロスを発生させていることに着目した。
【解決手段】垂直回転軸方式風車の羽根本体の全体、一部に可動式の弁の働きをする羽根１、又は面積増減を行う可動式の羽根１を組み込んで、羽根が風の方向に進む場合は、弁を閉じて、その力を有効に受けるため羽根を広げる効果を持ち、風圧を保持し受け止める、一方、ここで課題となっている風に逆らって進む場合は羽根の風を受ける面積を小さく、窓２から風を通過させ逃がし風圧を下げることにより楽に逆進することを可能とし、高い回転トルクを確保し、同時に優れた始動性を可能とし、高い仕事効率を確保できるものとした。
【選択図】図−１

Description

技術的分野
本発明は風力で仕事、発電をさせる装置において、風を始動性よく、効率よく回転運動に変換する風車の羽根構造に関するものである。
従来は３枚、２枚、複数枚の羽根のプロペラ型風車が多く用いられて仕事、発電に利用されていた、また一部ではパドル型、カップ型、サボニウス型、クロスフロー型の羽根を用いた物も開発、利用されていた、プロペラ型は効率が高い、一方、垂直軸回転型のパドル型、サボニウス型、カップ型、クロスフロー型の羽根は、効率が悪いとされている、しかし、あらゆる方向の風向きに風車の方向を変えずそのまま対応可能、垂直軸構造のため仕事、発電をさせる装置が地上に設置できるため工事容易、メンテナンス容易などのメリットがあるが、効率が悪いという問題があった、その効率アップを可能とした垂直回転軸の羽根風車を考案するに至った。
軸垂直回転型であるパドル型、サボニウス型、カップ型、クロスフロー型の羽根の風車は、風の力を効率よく回転力に変換できなかった。
その原因は羽根の運動に問題がある事を発見した、風の吹く方向へ逆らって羽根を戻すため、大きな抵抗、逆行ロスが発生する。そのため始動性も、仕事効率も良くなく、風による起動開始点が高く、低い効率で仕事を充分に引き出せない問題があった
軸垂直回転型であるパドル型、サボニウス型、カップ型、クロスフロー型の羽根に注目し、風の進む方向へ風力を受けて進む場合の羽根は、その力を有効に受けるため羽根を広げる効果を持ち、充分に風圧を受け止める、一方、風に向かって逆に進む場合は羽根の風を受ける面積を縮小する、と同時には風を通過させて逃がすことを可能にし、回転軸を中心に左右をアンバランスにする構造を考案するに至った、そのため羽根に可動構造を設けるものである。
可動構造は羽根▲１▼そのものを動かせる構造とし風による力を受けて順方向に進む場合には羽根を動かして風を受ける面を広げ面積を大きく、風を逃がさないで高い風圧を保持する構造とし、逆に風に逆らって進む場合は羽根の風を受ける面の面積を小さくし、風を通過させる面▲３▼、窓▲２▼を開き、風を通過させ風圧を下げる、ことを特徴とする風車システム
可動構造は羽根の全体または、一部分割し可動とする羽根を設け、可動羽根が面を変化、または窓を開いたり、閉じたりすることを特徴とすることにより、風による力を受ける方向に進む場合には可動羽根▲１▼が風を受ける面を広げ、窓▲２▼を閉じて広げ面積を大きく、風を逃がさないで風圧を保持する構造となる、逆に風に逆らって進む場合は可動羽根▲１▼が面を縮小、窓▲２▼を開いて風を受ける面の羽根面積を小さくし、風を通過させ風圧を低下させる、これらにより弱風でも、効率の良い、安定した回転運動を可能とする風車システムである。
この可動構造▲１▼により羽根に回転軸▲４▼を中心に左右に風の力を受ける面積、風圧のアンバランスを生じさせ、良い始動性が得られる。
さらに常時回転時もアンバランスにより大きな安定トルクを得ることが可能となる、その結果、あらゆる条件で効率よく仕事、発電を行うことが可能となる。
この風車は風の方向により、向きを変える特別な機構も必要とせず、従来のパドル型、サボニウス型、カップ型、クロスフロー型の風向に対する無指向性の特徴をそのまま保持している
構造上回転軸▲４▼が垂直で、仕事をさせる、発電させる機械装置▲５▼を地上に設置することができ、またメンテナンスを地上で安全に確実に行うことかできるメリットも保持している
はパドル型の上面図である
はパドル型の正面図である
はサボニウス型の上面図である
はサボニウス型の正面図である
はカップ型の上面図である
はカップ型の正面図である
はクロスフロー型の上面図である
はクロスフロー型の正面図である
符号の説明
▲１▼ 可動機構の羽根である
▲２▼ 風抜き窓である
▲３▼ 面の変化部分である
▲４▼ 垂直回転軸である
▲５▼ 仕事、発電装置部分である
▲６▼ → は風の方向である
Figure 2009264360
▲８▼ ⇒ は風車の回転方向である。

Claims (1)

  1. 垂直回転軸を有する羽根風車において、羽根本体の全部、一部に可動式の一方向弁機構と面積増減機構の一方または両者を組み込んだ羽根を有する風車
JP2008138712A 2008-04-24 2008-04-24 弱風でも始動性よく、効率よく大きな回転力を得る垂直回転軸を持ち、可動式羽根を有する風車 Pending JP2009264360A (ja)

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