JP2010084676A - Structure of blade for three blade type vertical shaft wind turbine device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、風力によって回転し、その回転エネルギを電気エネルギ等の他のエネルギに変換する風車装置を効率的に回転させる構造に関する。 The present invention relates to a structure that efficiently rotates a windmill device that is rotated by wind power and converts the rotational energy into other energy such as electric energy.
一般的なプロペラ形風車装置は、理論的効率は高いが、プロペラを風上に向けていなければならないとか、騒音の問題等がある。従来の抗力形垂直軸式風車では理論的にはプロペラ形より効率が得られない。従来の抗力形垂直軸式風車の通常構造を図1に示す。三枚翼式垂直軸型風車ロータは、ロータ回転軸1の上方に水平上板2、下方に水平下板3を配置し、垂直の三枚のブレード4がそれらをつなぐ。ブレード4と水平板の接続曲線5は空気力学的に効率のよい曲線である。ロータ回転軸1がローター保持支柱7に取り付けられて、ロータ軸回転方向6で回転する。しかし、垂直方向の断面形状は同じである。図2に上からみた翼の形状と配置を示す。三枚のブレードA8,ブレードB9,ブレードC10があり、ブレードA8に当る風11はブレードA8の内縁に当ってブレードA8を押す力を発生させる。ブレードB9に当る風12はブレードB9の外縁2に沿って曲げられ押す力を発生させるが、図2から明らかなように、ブレードAに当る風11による押す力はブレードBに当る風12による押す力より大きい。この差によりこの風車は図2では、時計回りに回転する。
従来の方式では、水平方向の風の力を利用することしか考慮していない。しかしながら、風車のローターに侵入した風は垂直方向にも流れることが確かめられた。本発明では、この垂直方向の風の力も利用してさらに効率上げるための構造に関するものである。 The conventional method only considers using the wind force in the horizontal direction. However, it was confirmed that the wind that entered the rotor of the windmill also flowed vertically. The present invention relates to a structure for further increasing the efficiency by utilizing this vertical wind force.
三枚翼のブレードの形状を垂直方向にも曲げ、上下方向の風による力から回転力を発生させる形状とする。この方式は抗力効果でだけではく、プロペラ効果も兼ね備えるため効率が向上する。 The blade shape of the three blades is also bent in the vertical direction to generate a rotational force from the force of the wind in the vertical direction. This method not only has a drag effect, but also has a propeller effect, thus improving efficiency.
この発明による三枚翼式垂直軸がた風車装置は風向に作用されず、風力より効率よく回転エネルギを得られ、電力など他のに変換することが可能になり、その効果は大きい。 The three-blade vertical axis windmill device according to the present invention does not act on the wind direction, can obtain rotational energy more efficiently than wind power, and can be converted into other power and the like, and the effect is great.
本発明の一般的実施例を図3から図7にしめす。 A general embodiment of the present invention is shown in FIGS.
図3は本発明の風車装置のブレードを上から見た図と横から垂直断面で切った曲線を示したものである。水平の風13は従来の風車と同様にブレード曲面14に当り水平の風による力15を発生する。垂直方向に曲る風16はブレード曲面14に当りプロペラ効果をもたらし、垂直の風による力17を発生する。ブレード曲面14の上下方向の曲線は空気の分子がスムーズに曲るような曲線にすることより乱気流を防ぎ、効率をあげられる。
FIG. 3 shows a view of the blade of the wind turbine apparatus according to the present invention as viewed from above and a curve cut along the vertical section from the side. The
さらに解かりやすくするため、図4に本風車装置のブレード曲面の6分の1を立体的に示す。ブレードD18は上部になると絞られる3次元曲面になっている。風車内に水平に入ってきた風19はブレード曲面に当り上部に曲げられ上昇する。この時、ブレードD18を押す力20を発生する。この力は水平方向成分の抗力と垂直成分によるプロペラ効果による力の合成力である。この力により、風車回転軸21の周りに回転力22が生じる。ブレードE23、ブレードF24は他の2枚のブレードで効果は同様である。
For easier understanding, FIG. 4 shows one-third of the blade curved surface of the wind turbine device in three dimensions. The blade D18 has a three-dimensional curved surface that is squeezed at the top. The
図5は実際の実施例に基づいた、本発明の全体図である。風車は回転軸25の回りを回る。水平に侵入してきた風26が風車上部に抜ける風27と下部に抜ける風28とに分かれて、風車回転軸25のまわりに回転29を生じる。風車の最大径、先端部系と長さの関係は、用途や構造により決定される。
FIG. 5 is an overall view of the present invention based on an actual embodiment. The windmill rotates around the
図6に上下方向に抜ける風がスムーズに流れるためのブレードの垂直断面の曲線の実施例を示す。風車を上からみた図とブレードの垂直断面曲線を示している。風がスムースに流れるための曲線は曲率が除々に変化する放物線が好ましいと考えられる。風車の回転軸30を通るブレードのある断面での中央部半径31の部分で垂直な接線32を持ち、風車の高さ33での先端部半径34で接線と水平線の角度35を決めると、放物線36は一義的に決まる。一般的には、中央部半径31と先端部半径34の比は3対1程度が良く、接線と水平線の角度35はプロペラ効果が有効である45度程度が考えられる。図6での放物線36はブレードが垂直断面39によって決められた曲線である。実際のブレードを形成する放物線は放物線軸37とする放物線の一部38である。中央部半径31は回転軸30を通る各垂直断面40により変化する。このようにして決められた各垂直断面での放物線の連続が本実施例でのブレードの三次元曲面を形成する。
FIG. 6 shows an example of the curve of the vertical cross section of the blade for smoothly flowing the wind that passes vertically. The figure which looked at the windmill from the top and the vertical section curve of a braid | blade are shown. It is considered that a parabola with a gradually changing curvature is preferable for a curve for smoothly flowing the wind. When a vertical
実施例1ではブレードは複雑な3次元曲面になるので少量生産の場合費用がかかる。少量製作の場合の簡易方式として、直線で組み合わせる実施例2を示したのが図7である。 In Example 1, since the blade has a complicated three-dimensional curved surface, it is expensive in the case of small-scale production. FIG. 7 shows Example 2 combined in a straight line as a simple method in the case of small-scale production.
1 風車ローター回転軸
2 水平上板
3 水平下板
4 ブレード
5 ブレードと水平板の接続曲線
6 ローター軸回転方向
7 保持支柱
8 ブレードA
9 ブレードB
10 ブレードC
11 ブレードAに当たる風
12 ブレードBに当たる風
13 水平の風
14 ブレード曲面
15 水平の風による力
16 垂直方向に曲る風
17 垂直の風による力
18 ブレードD
19 水平に入ってきた風
20 ブレードDを押す力
21 風車の回転軸
22 回転力
23 ブレードE
24 ブレードF
25 回転軸
26 水平に侵入してきた風
27 上部に抜ける風
28 下部に抜ける風
29 回転
30 風車回転軸
31 中央部半径
32 垂直な接線
33 風車高さ
34 先端部半径
35 接線と水平線の角度
36 放物線
37 放物線軸
38 放物線の一部
39 垂直断面
40 各垂直断面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Windmill rotor rotating shaft 2 Horizontal
9 Blade B
10 Blade C
11 Wind hitting blade A 12 Wind hitting
19 Wind coming in horizontally 20 Force to push
24 Blade F
25
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008255992A JP2010084676A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Structure of blade for three blade type vertical shaft wind turbine device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008255992A JP2010084676A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Structure of blade for three blade type vertical shaft wind turbine device |
Publications (1)
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JP2010084676A true JP2010084676A (en) | 2010-04-15 |
Family
ID=42248878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008255992A Pending JP2010084676A (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Structure of blade for three blade type vertical shaft wind turbine device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010084676A (en) |
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2008
- 2008-10-01 JP JP2008255992A patent/JP2010084676A/en active Pending
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