JP2010133411A - Vane structure for vertical axis wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直軸式風力発電機のベーン構造に関し、特に、ベーン上に設けた孔を開閉することにより、それぞれ風を遮るか、あるいは空気抵抗を有効に減らす可動バッフルユニットを含む垂直軸式風力発電機のベーン構造に関する。 The present invention relates to a vane structure of a vertical axis wind power generator, and in particular, a vertical axis type including a movable baffle unit that blocks wind or effectively reduces air resistance by opening and closing a hole provided on the vane. It relates to the vane structure of a wind power generator.
垂直軸式風力発電機は、メインシャフトの周面に沿って間隔をおいて複数のベーンが取り付けられた垂直式メインシャフトを有する。各ベーンは、一般に、互いに対応した2つの外向き湾曲面及び内向き湾曲面である正面及び背面を有する。ベーンの内向き湾曲面は、向い風を受け、気流のフローを遮るため、ベーンが風で押されてメインシャフトを回転させる。続いて、メインシャフトの回転力を複数の発電機セットに伝達し、発電を行う。 The vertical axis wind power generator has a vertical main shaft to which a plurality of vanes are attached at intervals along the peripheral surface of the main shaft. Each vane generally has a front surface and a back surface that are two outwardly curved surfaces and an inwardly curved surface corresponding to each other. The inwardly curved surface of the vane receives the head wind and blocks the flow of the air flow, so that the vane is pushed by the wind and rotates the main shaft. Subsequently, the rotational force of the main shaft is transmitted to a plurality of generator sets to generate power.
垂直軸式風力発電機のベーンは、周方向に間隔をあけてメインシャフトに周設され、先行するベーンの内向き湾曲背面が、後続のベーンの外向き湾曲正面に対向する。ベーンの内向き湾曲背面に対して風が吹き付けられると、他の反対側のベーンの外向き湾曲面に対しても吹き付けられる。つまり、ベーンの内向き湾曲背面に対して吹き付けられる風だけがメインシャフトを効果的に回転させるのに役立ち、ベーンの外向き湾曲正面に吹き付けられる風は、メインシャフトの回転に対する抵抗力として作用する。 The vanes of the vertical axis wind power generator are circumferentially spaced around the main shaft, and the inwardly curved back surface of the preceding vane faces the outwardly curved front surface of the subsequent vane. When wind is blown against the inwardly curved back surface of the vane, it is also blown against the outwardly curved surface of the other opposite vane. That is, only the wind blown against the inwardly curved back surface of the vane helps to effectively rotate the main shaft, and the wind blown to the outwardly curved front surface of the vane acts as a resistance against the rotation of the main shaft. .
従来の垂直軸式風力発電機のベーンの全ては、その上に開口が全く形成されていない完全なプレートである。ベーンの外向き湾曲正面に風が吹き付けられると、外向き湾曲正面により風がベーンの外側に案内され、空気抵抗を減らすことができる。それにも関わらず、ベーンの比較的大きな領域により、風が依然としてブロックされるため、他のベーンの内向き湾曲背面に対して吹き付けられる風により生成される押す力は低減される。メインシャフトを回転させる風力が減るため、不都合なことに、風力発電機の効果が低下する。 All of the vanes of conventional vertical axis wind generators are complete plates with no openings formed on them. When wind is blown to the outward curved front surface of the vane, the wind is guided to the outside of the vane by the outward curved front surface, and air resistance can be reduced. Nevertheless, the pushing force generated by the wind blown against the inwardly curved back side of the other vanes is reduced because the wind is still blocked by the relatively large area of the vane. Unfortunately, the wind power generator is less effective because the wind power that rotates the main shaft is reduced.
本発明の主な目的は、ベーン本体の空気抵抗を減らすとともに、ベーン本体で風を効果的に遮ることにより、メインシャフトを回転させる垂直軸式風力発電機のベーン構造を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a vane structure of a vertical axis wind power generator that rotates a main shaft by reducing air resistance of the vane body and effectively blocking wind by the vane body.
上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明の好適な実施例に係る垂直軸式風力発電機のベーン構造は、風力発電機のメインシャフトに沿って間隔をあけて周設した複数のベーンを含む。各ベーンは、ベーン本体、第1の弧状ガイドバー、中空スクリーン及び第1の可動バッフルユニットを含む。ベーン本体は、後面凹部を画定し、貫通孔が上に形成された前板部を含む本体部を有する。第1の弧状ガイドバーは、後面凹部の中に設けられ、第1の端部及び第2の端部を有する。第2の端部は、本体部に固着され、第1の端部は、貫通孔の中央部に設けられている。中空スクリーンは、貫通孔に嵌合し、第1の弧状ガイドバーの第1の端部に接続されている。第1の可動バッフルユニットは、後面凹部の中に位置し、第1の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合され、バッフル支持バーを介し、前板部へ回動可能に枢支連結されているため、第1の可動バッフルユニットは、後面凹部に隣接した一側から中空スクリーンを開閉自在に覆う。ベーンの後面凹部が向い風を受けると、第1の可動バッフルユニットに風が吹き付けられて中空スクリーンを覆い、ベーン本体の後面凹部の前板部上の貫通孔を閉じて風を効果的に遮る。一方、ベーンの後面凹部が追い風を受けると、第1の可動バッフルユニットが前板部上の貫通孔を自然に開き、ベーンの回転の空気抵抗を減らす。つまり、向い風を受ける後面凹部を有する本発明のベーンは、同時に追い風を受ける後面凹部を有する反対側のベーンによる悪影響を受けずに、風力を効果的に利用することができる。そのため、風力発電機のメインシャフトは、ベーンにより容易に回転することができる。 In order to achieve the above object and other objects, a vane structure of a vertical axis wind power generator according to a preferred embodiment of the present invention includes a plurality of circumferentially spaced apart wind turbine main shafts. Including vanes. Each vane includes a vane body, a first arcuate guide bar, a hollow screen, and a first movable baffle unit. The vane body has a body portion that includes a front plate portion that defines a rear recess and has a through hole formed thereon. The first arcuate guide bar is provided in the rear recess and has a first end and a second end. The second end is fixed to the main body, and the first end is provided at the center of the through hole. The hollow screen is fitted in the through hole and connected to the first end of the first arcuate guide bar. The first movable baffle unit is located in the rear recess, is slidably fitted around the first arcuate guide bar, and is pivotally connected to the front plate portion via the baffle support bar. Therefore, the first movable baffle unit covers the hollow screen so that it can be opened and closed from one side adjacent to the rear recess. When the rear surface recess of the vane receives wind, wind is blown to the first movable baffle unit to cover the hollow screen, and the through hole on the front plate portion of the rear surface recess of the vane body is closed to effectively block the wind. On the other hand, when the rear concave portion of the vane receives a tailwind, the first movable baffle unit naturally opens the through hole on the front plate portion, thereby reducing the air resistance of the vane rotation. That is, the vane of the present invention having the rear concave portion that receives the head wind can effectively use the wind force without being adversely affected by the opposite vane having the rear concave portion that receives the tailwind. Therefore, the main shaft of the wind power generator can be easily rotated by the vane.
好ましくは、ベーン本体の本体部は、前板部と、前板部の上縁及び下縁から延伸した上板部及び下板部と、前板部の右縁及び左縁から延伸した左板部及び右板部と、を含むため、上板部、下板部、左板部、右板部及び前板部により、後面凹部が画定される。 Preferably, the main body portion of the vane body includes a front plate portion, an upper plate portion and a lower plate portion extending from an upper edge and a lower edge of the front plate portion, and a left plate extended from a right edge and a left edge of the front plate portion. And the right plate portion, the upper plate portion, the lower plate portion, the left plate portion, the right plate portion, and the front plate portion define the rear surface concave portion.
好ましくは、上板部、下板部及び右板部は、平行かつ連続的に複数の山折り及び谷部を各外面上に有し、ベーン本体の正面と背面との間から延伸している。これらの山折り及び谷部により、ベーン本体が風力により回転されるときに騒音が発生することを防ぐことができる。 Preferably, the upper plate portion, the lower plate portion, and the right plate portion have a plurality of mountain folds and valley portions on each outer surface in parallel and continuously, and extend from between the front surface and the rear surface of the vane body. . These mountain folds and valleys can prevent noise from being generated when the vane body is rotated by wind power.
好ましくは、第1の弧状ガイドバーの第2の端部が本体部の上板部に固着されるため、第1の弧状ガイドバーの位置を固定することができる。 Preferably, since the second end portion of the first arcuate guide bar is fixed to the upper plate portion of the main body portion, the position of the first arcuate guide bar can be fixed.
好ましくは、前板部は、外向き湾曲正面を有し、貫通孔を囲む外向き湾曲正面の領域が釣鐘状の凹み部に形成されている。外向き湾曲正面は、ベーン本体の外側へ気流を案内し、凹み部は、貫通孔を通ってベーン本体の外側へ気流の一部を都合よく案内することができる。 Preferably, the front plate portion has an outwardly curved front surface, and a region of the outwardly curved front surface surrounding the through hole is formed in a bell-shaped recess. The outwardly curved front can guide the airflow to the outside of the vane body, and the recess can conveniently guide a portion of the airflow to the outside of the vane body through the through hole.
好ましくは、中空スクリーンは、スリーブ部と、スリーブ部に周設されたスクリーン本体と、を有する。スリーブ部は、第1の弧状ガイドバーの第1の端部の周りに嵌められ、スクリーン本体は、その外周で貫通孔の内周壁に固着される。そのため、中空スクリーンが貫通孔に嵌められ、第1の弧状ガイドバーにより支持される。 Preferably, the hollow screen has a sleeve portion and a screen body provided around the sleeve portion. The sleeve portion is fitted around the first end portion of the first arcuate guide bar, and the screen body is fixed to the inner peripheral wall of the through hole at the outer periphery thereof. Therefore, the hollow screen is fitted into the through hole and supported by the first arcuate guide bar.
好ましくは、第1の可動バッフルユニットは、第1のスリーブと、第1のスリーブの端部に周設された第1の可動バッフルと、を含む。第1のスリーブは、第1の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合され、第1の可動バッフルは、通常、後面凹部に隣接した一面から中空スクリーンを覆っている。そのため、第1の可動バッフルユニットは、中空スクリーンを開閉自在に覆い、第1の弧状ガイドバーにより支持されて案内され、開位置と閉位置との間を移動し、中空スクリーンの開閉を行う。 Preferably, the first movable baffle unit includes a first sleeve and a first movable baffle provided around the end of the first sleeve. The first sleeve is slidably fitted around the first arcuate guide bar, and the first movable baffle typically covers the hollow screen from one side adjacent to the rear recess. Therefore, the first movable baffle unit covers the hollow screen so that it can be opened and closed, is supported and guided by the first arcuate guide bar, moves between the open position and the closed position, and opens and closes the hollow screen.
好ましくは、中空スクリーンと第1の可動バッフルユニットとの間に提供された第1の緩衝ばねにより、中空スクリーンに対する第1の弧状ガイドバーの衝撃を緩衝し、衝撃により騒音が発生することを防ぐ。 Preferably, a first shock absorbing spring provided between the hollow screen and the first movable baffle unit cushions the impact of the first arcuate guide bar against the hollow screen and prevents noise from being generated by the shock. .
好ましくは、同じ極性を有する第1の磁性体リング及び第2の磁性体リングが、第1の緩衝ばね及び第1の可動バッフルユニット上の接触面にそれぞれ設けられるため、2つの磁性体リング間の磁気反発により、第1の可動バッフルユニットと中空スクリーンとの間の衝撃を緩衝することができる。 Preferably, since the first magnetic ring and the second magnetic ring having the same polarity are provided on the contact surfaces on the first buffer spring and the first movable baffle unit, respectively, Due to the magnetic repulsion, the impact between the first movable baffle unit and the hollow screen can be buffered.
好ましくは、ベーンは、第2の端部近くで第1の弧状ガイドバーに固着されたストップリングと、第1の弧状ガイドバー上で、第1の端部に対向したストップリングの一側へ配置されたストップスプリングと、を含むストップユニットをさらに含む。ストップリングの機能は最大角度を制限し、これにより第1の可動バッフルユニットを枢着式に開くことができる。そのため、非常に強い風により開角度が大きくなりすぎ、第1の可動バッフルユニットが損傷することを防ぐことができる。ストップスプリングは、第1の可動バッフルユニットとストップリングとの間の衝撃を緩衝することができる。 Preferably, the vane is a stop ring secured to the first arcuate guide bar near the second end and to one side of the stop ring opposite the first end on the first arcuate guide bar. And a stop unit including a stop spring disposed. The function of the stop ring limits the maximum angle so that the first movable baffle unit can be pivotally opened. Therefore, it is possible to prevent the opening angle from becoming too large due to a very strong wind and damaging the first movable baffle unit. The stop spring can buffer an impact between the first movable baffle unit and the stop ring.
好ましくは、ストップユニットは、ストップリングの一側面に回動可能に枢支連結した保持装置をさらに含む。保持装置は、操作レバーと、操作レバーに接続されたフックと、を含む。そして、第1の可動バッフルユニットは、操作レバー及びフックに対応した位置に設けられた押し棒及び止めリングを有する。第1の可動バッフルユニットが強い風で開けられ、さらに回転することがないようにストップリングにより停める場合、押し棒は、保持装置の操作レバーを同時に押圧して操作レバーを上向きに回動させ、フックを下向きに回動し、止めリングと係合する。これにより、第1の可動バッフルユニットを完全に開いた位置に保持し、ベーン本体を低速で回転させることにより、強力な風により望ましくない高速回転が発生し、ベーンが損傷することを防ぐことができる。 Preferably, the stop unit further includes a holding device pivotally connected to one side surface of the stop ring. The holding device includes an operation lever and a hook connected to the operation lever. The first movable baffle unit includes a push bar and a stop ring provided at positions corresponding to the operation lever and the hook. When the first movable baffle unit is opened by a strong wind and stopped by a stop ring so that it does not rotate further, the push rod simultaneously presses the operation lever of the holding device to rotate the operation lever upward, Rotate the hook downward and engage the retaining ring. This prevents the vane from being damaged by holding the first movable baffle unit in the fully open position and rotating the vane body at a low speed, thereby causing undesirably high speed rotation due to strong wind. it can.
好ましくは、保持装置は、止めリングからフックを解除する、外部に向かって突出した解除レバーをさらに含む。 Preferably, the holding device further includes a release lever projecting outwardly to release the hook from the stop ring.
上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明の他の好適な実施例に係る垂直軸式風力発電機のベーン構造は、風力発電機のメインシャフトに沿って間隔をあけて周設した複数のベーンを含む。各ベーンは、ベーン本体、第1の弧状ガイドバー、中空スクリーン、第1の可動バッフルユニット及び第2の可動バッフルユニットを含む。ベーン本体は、後面凹部を画定し、貫通孔が上に形成された前板部を含む本体部を有する。第1の弧状ガイドバーは、後面凹部の中に設けられ、第1の端部及び第2の端部を有する。第2の端部は、本体部に固着され、第1の端部は、貫通孔の中央部に設けられている。中空スクリーンは、貫通孔に嵌合し、第1の弧状ガイドバーの第1の端部に接続されている。第1の可動バッフルユニットは、開口が上に設けられ、中空スクリーンの後ろのベーン本体の後面凹部の中に設けられている。第1の可動バッフルユニットは、第1の弧状ガイドバーの周りにスリーブの形で摺動可能に嵌合された第2の弧状ガイドバーを含み、バッフル支持バー上のピボット点を介し、ベーン本体の前板部に接続されているため、第1の可動バッフルユニットは、ピボット点で回動し、後面凹部に隣接した一面から中空スクリーンを開閉自在に覆う。第2の弧状ガイドバーは、基端側と、先端側と、先端側の周りに形成された半径方向外向に向かって延びるフランジと、を有する。第2の可動バッフルユニットは、第1の可動バッフルユニットの後ろのベーン本体の後面凹部の中に配置され、第2の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合され、後面凹部に隣接した一側から第1の可動バッフルユニットを開閉自在に覆うことが可能である。ベーン本体の後面凹部が向い風を受けるとき、ベーン本体の第1及び第2の可動バッフルユニットが、閉位置に位置し、中空スクリーン及び貫通孔を覆い、後面凹部により風力を効果的に遮る。ベーン本体の後面凹部が追い風を受けるとき、第1及び第2の可動バッフルユニットが自然に開き、回転しているベーン本体の空気抵抗を増大させずに、ベーン本体の外側の貫通孔を風が素早く通過させることができる。つまり、向い風を受ける後面凹部を有するベーンは、同時に追い風を受ける後面凹部を有する反対側のベーンによる悪影響を受けずに、風力を効果的に利用することができる。そのため、風力発電機のメインシャフトは、ベーンにより容易に回転させることができる。 In order to achieve the above and other objects, a vane structure of a vertical axis wind power generator according to another preferred embodiment of the present invention is provided around the main shaft of the wind power generator at intervals. Containing multiple vanes. Each vane includes a vane body, a first arcuate guide bar, a hollow screen, a first movable baffle unit, and a second movable baffle unit. The vane body has a body portion that includes a front plate portion that defines a rear recess and has a through hole formed thereon. The first arcuate guide bar is provided in the rear recess and has a first end and a second end. The second end is fixed to the main body, and the first end is provided at the center of the through hole. The hollow screen is fitted in the through hole and connected to the first end of the first arcuate guide bar. The first movable baffle unit has an opening on the top and is provided in a recess on the rear surface of the vane body behind the hollow screen. The first movable baffle unit includes a second arcuate guide bar slidably fitted in the form of a sleeve around the first arcuate guide bar, and via a pivot point on the baffle support bar, the vane body Therefore, the first movable baffle unit rotates at the pivot point and covers the hollow screen from one surface adjacent to the rear recess so as to be freely opened and closed. The second arcuate guide bar has a proximal end side, a distal end side, and a flange formed around the distal end side and extending outward in the radial direction. The second movable baffle unit is disposed in the rear surface recess of the vane body behind the first movable baffle unit, is slidably fitted around the second arcuate guide bar, and is adjacent to the rear surface recess. The first movable baffle unit can be opened and closed freely from one side. When the rear surface recess of the vane body receives the heading wind, the first and second movable baffle units of the vane body are located at the closed position, cover the hollow screen and the through hole, and effectively block the wind force by the rear surface recess. When the rear surface recess of the vane body is subjected to a tailwind, the first and second movable baffle units open naturally, and wind does not increase the air resistance of the rotating vane body and the wind passes through the outer through-hole of the vane body. It can be passed quickly. In other words, the vane having the rear concave portion that receives the head wind can effectively use the wind force without being adversely affected by the opposite vane having the rear concave portion that receives the tailwind. Therefore, the main shaft of the wind power generator can be easily rotated by the vane.
好ましくは、第1の可動バッフルユニットと第2の可動バッフルユニットとの間に提供された第2の緩衝ばねにより、部品が損傷したり衝撃により騒音が生じたりすることを防ぐことができる。 Preferably, the second shock-absorbing spring provided between the first movable baffle unit and the second movable baffle unit can prevent parts from being damaged or noise from being generated due to impact.
上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明が採用する構造及び技術手段は、以下の好適な実施例の詳細な説明及び添付した図面を参照すると良く理解することができる。 To achieve the above and other objects, the structure and technical means employed by the present invention can be better understood with reference to the following detailed description of the preferred embodiment and the accompanying drawings.
以下、本発明の2つの好適な実施例を説明する。理解し易いように、2つの好適な実施例で用いられる共通要素には、同じ参照符号が用いられている。 In the following, two preferred embodiments of the present invention will be described. For ease of understanding, the same reference numerals are used for common elements used in the two preferred embodiments.
図1を参照する。図1は、風力発電機のメインシャフト7に沿って間隔をあけて周設した本発明に係る複数のベーンを示す斜視図であり、図2は、図1の囲み領域Aの部分拡大図であり、図3〜図5は、本発明の第1実施例に係るベーンを示す断面図である。
Please refer to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing a plurality of vanes according to the present invention that are circumferentially arranged along a
図示するように、本発明の第1実施例に係る垂直軸式風力発電機のベーン構造は、ベーン本体1、第1の弧状ガイドバー2、中空スクリーン(openwork screen)3及び第1の可動バッフルユニット4をそれぞれ含む複数のベーンを含む。
As shown in the drawing, the vane structure of the vertical axis wind power generator according to the first embodiment of the present invention includes a
ベーン本体1は、後面凹部12を画定する本体部11を含む。実際には、本体部11は、前板部111と、前板部111の上縁及び下縁から延伸した上板部112及び下板部113と、前板部111の左縁及び右縁から延伸した左板部114及び右板部115と、を含む。後面凹部12は、気流を効果的に遮るために、前板部111、上板部112、下板部113、左板部114、右板部115の間に設けられている。
The
前板部111には、貫通孔116が設けられ、貫通孔116を囲み、略釣鐘状の凹み部118に形成された領域を有する外向き湾曲正面117を有する。つまり、貫通孔116は、凹み部118の底部の前板部111上に設けられている。
The
第1の弧状ガイドバー2は、後面凹部12に配置され、第1の端部21及び第2の端部22を有する。第2の端部22は、本体部11上の所定位置(例えば、上板部112)に固着されている。第1の端部21は、ベーン本体1上の貫通孔116の中心部に設けられている。
The first
中空スクリーン3は、ベーン本体1上の貫通孔116に取り付けられ、第1の弧状ガイドバー2の第1の端部21と接続されている。実際には、中空スクリーン3は、スリーブ部31と、スリーブ部31に周設されたスクリーン本体32と、を含む。スリーブ部31は、第1の弧状ガイドバー2の第1の端部21の周りに嵌められ、スクリーン本体32は、その外周が貫通孔116の内周壁に固着される。スクリーン本体32上には、複数の開口321が設けられている。上述した構成により、貫通孔116に中空スクリーン3が嵌められている。
The
第1の可動バッフルユニット4は、中空スクリーン3の後ろの後面凹部12の中に設けられ、第1の弧状ガイドバー2の周りに摺動可能に嵌合されている。第1の可動バッフルユニット4は、バッフル支持バー41上のピボット点411を介し、ベーン本体1の前板部111に接続されているため、第1の可動バッフルユニット4は、ピボット点411で回動可能に後面凹部12に入ったり、中空スクリーン3に向かって貫通孔116を開閉自在に閉塞する。実際には、第1の可動バッフルユニット4は、第1のスリーブ42と、第1のスリーブ42の端部周辺で、第1のスリーブ42に接続した第1の可動バッフル43と、を含む。第1のスリーブ42は、第1の弧状ガイドバー2の周りに摺動可能に嵌合され、第1の可動バッフル43は、一般に後面凹部12に隣接した一側から中空スクリーン3を覆う。つまり、第1の弧状ガイドバー2は、中空スクリーン3を支持するために、中空スクリーン3に接続されている上のみならず、第1の可動バッフルユニット4を開位置又は閉位置へ案内する機能を有する一方、その上に第1の可動バッフルユニット4を強固に支える機能を有する。
The first
図3に示すように、後面凹部12の側部からベーン本体1に対して風が吹くと、中空スクリーン3上の開口321が第1の可動バッフルユニット4により閉まり、ベーン本体1の後面凹部12により風を効果的に遮り、メインシャフト7を回転させる。
As shown in FIG. 3, when wind blows from the side of the
図4に示すように、上述のベーン本体1の後面凹部12に対して風が吹くと、ベーン本体1の反対側の前板部111の外向き湾曲正面117に対しても風が吹く。この時点で、風の気流の一部は、外向き湾曲正面117により対向したベーン本体1の外側へ向かって案内され、前板部111に作用する風の気流の残りは、凹み部118の中に案内され、中空スクリーン3上の開口321を通って第1の可動バッフルユニット4に吹き、バッフル支持バー41のピボット点411で第1の可動バッフルユニット4を回転させる一方、第1の弧状ガイドバー2により案内されて中空スクリーン3から離れて貫通孔116を開ける。この時点で、対向したベーン本体1上に設けられた貫通孔116は、開状態であり、ベーン本体1により風がブロックされずに、中空スクリーン3上の開口321を通過し、ベーン本体1の外側へ案内される。その結果、対向したベーン本体1における空気抵抗が低減される。
As shown in FIG. 4, when wind blows to the
そのため、本発明のベーン構造は、垂直軸式風力発電機のメインシャフト7上のベーン本体2の1つの後面凹部12に風力が作用するとき、同時にベーン本体1の反対側の空気抵抗を迅速に除去することができるため、対向するベーン本体1による風力に対する大きな障害が無くなり、ベーン本体1に大きな押力を発生させ、風力発電機のメインシャフト7を回転させる。
Therefore, the vane structure of the present invention quickly increases the air resistance on the opposite side of the
第1の緩衝ばね44は、中空スクリーン3と第1の可動バッフルユニット4との間に設けられる。第1の可動バッフルユニット4を中空スクリーン3に向けて回転して閉めると、中空スクリーン3に対して与える第1の可動バッフルユニット4の衝撃を緩衝する機能を第1の緩衝ばね44が有し、衝撃により部品が損傷したり騒音が発生したりすることを防ぐことができる。さらに、同じ極性を有する第1の磁性体リング48及び第2の磁性体リング49が、接触面に第1の緩衝ばね44及び第1の可動バッフルユニット4上にそれぞれ設けられ、第1の磁性体リング48と第2の磁性体リング49との間の磁気反発により、第1の可動バッフルユニット4と中空スクリーン3との間の衝撃を緩衝することができる。
The
上板部112、下板部113及び右板部115は、平行かつ連続的に複数の山折り及び谷部119を各外面上に有し、ベーン本体1の正面と背面との間から延伸している。これらの山折り及び谷部119により、ベーン本体1が風力により回転されるときに騒音が発生することを防ぐことができる。つまり、これらの山折り及び谷部119は、消音効果を提供する。
The
図3〜図5を参照し、特に図5を参照する。本発明のベーン構造は、ストップリング51及びストップスプリング52を含むストップユニット5をさらに含む。ストップリング51は、第2の端部22近くで第1の弧状ガイドバー2に固着され、ストップスプリング52は、第1の弧状ガイドバー2上で、第1の端部21に対向したストップリング51の一方側へ配置される。ストップリング51の機能により最大角度を制限し、これにより第1の可動バッフルユニット4を枢着式に開くことができる。そのため、台風などの非常に強い風により開角度が大きくなりすぎて、第1の可動バッフルユニット4に損傷が発生することを防ぐことができる。第1の可動バッフルユニット4とストップリング51との間に発生する衝撃は、ストップスプリング52により緩衝することができる。
Please refer to FIG. 3 to FIG. 5, and particularly FIG. The vane structure of the present invention further includes a
ストップユニット5は、ストップリング51の一側面に回動可能に枢支連結した保持装置53をさらに含む。保持装置53は、操作レバー531と、操作レバー531に接続されたフック532と、を含む。また、第1の可動バッフルユニット4は、操作レバー531及びフック532に対応した位置に、押し棒45及び止めリング46を有する。第1の可動バッフルユニット4が強い風で吹かれ、さらなる回転を止めるようストップリング51により止められる際、押し棒45により保持装置53の操作レバー531を押圧し、操作レバー531を上向きに回動させると、フック532が下向きに回動し、止めリング46と係合する。これにより、第1の可動バッフルユニット4を完全に開いた位置に保持し、ベーン本体1を低速で回転させることにより、強力な風による望ましくない高速回転によりベーンが損傷することを防ぐことができる。
保持装置53は、外部に向かって突出した解除レバー533を含む。強い風が無くなると、解除レバー533が引かれ、止めリング46からフック532が解除される。この場合、第1の可動バッフルユニット4は、ストップユニット5に固定されずに、全開位置と全閉位置との間で自在に回動し、風向きに反応して中空スクリーン3を閉じたり開いたりする。
The holding
図1に示すように、ベーンの安定した回転を確保するために、ベーン本体1、メインシャフト7、2つの隣接したベーン本体1のそれぞれの上板部112の間から鋼索8が延伸されている。
As shown in FIG. 1, in order to ensure stable rotation of the vane, the steel cord 8 is extended from between the
図6〜図8は、本発明の第2実施例に係る垂直軸式風力発電機のベーン構造を示す断面図である。第2実施例は、第2の可動バッフルユニット6が第1の可動バッフルユニット4を開閉自在に覆うことができる他は、第1実施例と構造的に略同じである。つまり、本発明の第2実施例に係るベーン構造は、ベーンの外向き湾曲正面が向い風を受けるとき、空気抵抗をできるだけ早く減らすことができる、2つのオーバーラップ移動可能バッフルユニットを含む。
6 to 8 are sectional views showing a vane structure of a vertical axis wind power generator according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that the second movable baffle unit 6 can cover the first
以下、第1実施例と異なる第2実施例の部分を詳細に説明する。第2実施例において、第1の可動バッフルユニット4は、その上に形成された開口を有し、中空スクリーン3の後ろのベーン本体1の後面凹部12の中に位置する。第1の可動バッフルユニット4は、第1の弧状ガイドバー2の周りに摺動可能に嵌合された、スリーブの態様に形成された第2の弧状ガイドバー47を含む。第1実施例において、第1の可動バッフルユニット4は、バッフル支持バー41上のピボット点411を介し、ベーン本体1の前板部111に接続されているため、第1の可動バッフルユニット4は、ピボット点411で後面凹部12の中へ回動し、中空スクリーン3に向かって貫通孔116を開閉自在に閉塞する。図6に示すように、第2の弧状ガイドバー47は、基端側471及び先端側472を有し、半径方向外向に向かって延びるフランジ473が先端側472の周りに形成されている。
Hereafter, the part of 2nd Example different from 1st Example is demonstrated in detail. In the second embodiment, the first
実際には、第1の可動バッフルユニット4は、第2の弧状ガイドバー47の基端側471の周りに設けられた第1のスリーブ42と、第1のスリーブ42の端部の周りに接続された第1の可動バッフル43と、を含む。第1の可動バッフル43は、一般に後面凹部12の隣接側から中空スクリーン3を覆い、複数の開口431が設けられている。
In practice, the first
第2の可動バッフルユニット6は、ベーン本体1の後面凹部12に位置し、第2の弧状ガイドバー47の周りに摺動可能に嵌合する。第2の可動バッフルユニット6は、一般に後面凹部12の隣接側から第1の可動バッフルユニット4を開閉自在に覆う。実際には、第2の可動バッフルユニット6は、第2のスリーブ61と、第2のスリーブ61に周設する第2の可動バッフル62と、を含む。第2のスリーブ61は、第2の弧状ガイドバー47の周りに摺動可能に嵌合し、第2の可動バッフル62は、一般に後面凹部12の隣接側から第1の可動バッフルユニット4上の開口431を閉塞する。
The second movable baffle unit 6 is located in the
図6に示すように、ベーン本体1上の後面凹部12が向い風を受けるとき、第2の可動バッフルユニット6が風に吹かれ、第1の可動バッフルユニット4に向かって開口431を閉め、第1の可動バッフルユニット4が風に吹かれ、中空スクリーン3に向かって開口321を閉め、ベーン本体1全体を開口がない完全な板にする。このとき後面凹部12は、風を効果的に遮り、メインシャフト7を回転させる。
As shown in FIG. 6, when the rear
図7を参照する。上述のベーン本体1の後面凹部12に対して風が吹くと、風は上述のベーン本体1の反対側に位置する対向するベーン本体1の前板部111の外向き湾曲正面117に対しても吹く。この時点で、外向き湾曲正面117により風の気流の一部が対向したベーン本体1の外側に向かって導かれ、前板部111上に作用する風の気流の残りの部分が凹み部118の中に案内され、中空スクリーン3上の開口321を通り、第1の可動バッフルユニット4に対して吹き、バッフル支持バー41のピボット点411で第1の可動バッフルユニット4が回転し、第1の弧状ガイドバー2により案内されて中空スクリーン3から開位置に移動する。同時に、第1の可動バッフルユニット4上の開口431を通過する風が第2の可動バッフルユニット6に作用し、第1の可動バッフルユニット4から第2の可動バッフルユニット6を離す一方、第2の弧状ガイドバー47に沿って摺動する。このとき対向するベーン本体1上の貫通孔116と、第1の可動バッフルユニット4及び第2の可動バッフルユニット6とが開状態となり、対向したベーン本体1により風がブロックされずに、中空スクリーン3上の開口321と、第1の可動バッフルユニット4上の開口431とを通り、対向したベーン本体1の外側へ案内される。その結果、対向したベーン本体1の空気抵抗が減る。
Please refer to FIG. When wind blows against the rear
第2の緩衝ばね63は、第1の可動バッフルユニット4と第2の可動バッフルユニット6との間に設けられる。第2の可動バッフルユニット6が第1の可動バッフルユニット4に向かって移動し、第1の可動バッフルユニット4を閉めると、第2の緩衝ばね63により、第1の可動バッフルユニット4に対する第2の可動バッフルユニット6の衝撃を緩衝する。そのため、衝撃により部品に損傷が発生したり騒音が発生したりすることを防ぐことができる。
The
同様に、ストップユニット5は、第2の端部22近くの第1の弧状ガイドバー2上に設けられる。ストップユニット5は、第1実施例と同じ機能を提供するストップリング51及びストップスプリング52を含む。また、ストップユニット5は、ストップリング51の一側面に回動可能に枢支連結された保持装置53をさらに含む。保持装置53は、操作レバー531及びフック532を含む。しかし、第2実施例において、操作レバー531及びフック532に対応した押し棒45及び止めリング46は、第1の可動バッフルユニット4の第2の弧状ガイドバー47のフランジ473上にそれぞれ提供される。第1の可動バッフルユニット4及び第2の可動バッフルユニット6に強力な風が吹いても、第1実施例と同様に、保持装置53のフック532が止めリング46に係合され、ストップユニット5を保持することができる。
Similarly, the
同様に、保持装置53は、止めリング46からフック532を引いて解除するために用いる、外部に向かって突出した解除レバー533をさらに含む。
Similarly, the holding
本発明のベーン構造は、ベーン本体1の後面凹部12が向い風を受けると、ベーン本体1上の可動バッフルユニット又はユニット4,6が、中空スクリーン3及び貫通孔116近くの閉位置に位置し、後面凹部12により風力を効果的に遮る。ベーン本体1の後面凹部12が追い風を受けるとき、可動バッフルユニット又はユニット4,6が開位置へ自然に移動し、回転するベーン本体1に対する空気抵抗を増やさずに、ベーン本体1上の貫通孔116を通ってベーン本体1の外側へ迅速に風が通る。さらに、可動バッフルユニット4,6が支持され、弧状ガイドバー2,47により案内されるため、閉位置又は開位置で風が吹いても、可動バッフルユニット4,6により、強固な構造及び安定した動作を維持することができる。さらに、ストップユニット5において、ベーン本体1は、強力な風により回転角度が大きくなりすぎて部品の損傷が発生することを防ぎ、全体のベーン構造及び風力発電機を保護することができる。
In the vane structure of the present invention, when the
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。 While the preferred embodiments of the present invention have been disclosed above, as may be appreciated by those skilled in the art, they are not intended to limit the invention in any way. Various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the scope of the claims of the present invention should be construed broadly including such changes and modifications.
1 ベーン本体
2 第1の弧状ガイドバー
3 中空スクリーン
4 第1の可動バッフルユニット
5 ストップユニット
6 第2の可動バッフルユニット
7 メインシャフト
8 鋼索
11 本体部
12 後面凹部
21 第1の端部
22 第2の端部
31 スリーブ部
32 スクリーン本体
41 バッフル支持バー
42 第1のスリーブ
43 第1の可動バッフル
44 第1の緩衝ばね
45 押し棒
46 止めリング
47 第2の弧状ガイドバー
48 第1の磁性体リング
49 第2の磁性体リング
51 ストップリング
52 ストップスプリング
53 保持装置
61 第2のスリーブ
62 第2の可動バッフル
63 第2の緩衝ばね
111 前板部
112 上板部
113 下板部
114 左板部
115 右板部
116 貫通孔
117 外向き湾曲正面
118 凹み部
119 山折り及び谷部
321 開口
411 ピボット点
431 開口
471 基端側
472 先端側
473 半径方向外向に向かって延びるフランジ
531 操作レバー
532 フック
533 解除レバー
DESCRIPTION OF
Claims (18)
後面凹部を画定し、貫通孔が上に形成された前板部を含む本体部を有するベーン本体と、
前記貫通孔の中央部に設けられた第1の端部と、前記本体部に固着された第2の端部と、を有し、前記後面凹部の中に設けられた第1の弧状ガイドバーと、
前記貫通孔に嵌合し、前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部に接続された中空スクリーンと、
前記後面凹部の中に位置し、前記第1の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合され、バッフル支持バーを介し、前板部に回動可能に枢支連結され、前記後面凹部に隣接した一側から前記中空スクリーンを開閉自在に覆うことが可能な第1の可動バッフルユニットと、を備える、垂直軸式風力発電機のベーン構造。 Including a plurality of vanes circumferentially spaced along the main shaft of the wind power generator, each of the vanes
A vane body having a body portion including a front plate portion defining a rear recess and having a through hole formed thereon;
A first arcuate guide bar provided in the rear recess having a first end provided at a central portion of the through hole and a second end fixed to the main body. When,
A hollow screen fitted into the through hole and connected to the first end of the first arcuate guide bar;
It is located in the rear surface recess, is slidably fitted around the first arcuate guide bar, is pivotally connected to the front plate portion via a baffle support bar, and is connected to the rear surface recess. A vane structure for a vertical axis wind power generator, comprising: a first movable baffle unit capable of opening and closing the hollow screen from one side adjacent thereto.
前記貫通孔を囲む前記外向き湾曲正面の領域が、釣鐘状の凹み部に形成された、請求項1に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The front plate has an outwardly curved front;
The vane structure for a vertical axis wind power generator according to claim 1, wherein a region of the outwardly curved front surface surrounding the through hole is formed in a bell-shaped recess.
前記スリーブ部は、前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部の周りに嵌合し、前記スクリーン本体は、前記貫通孔の内周壁に外周が固着され、
前記スクリーン本体は、その上に設けられた複数の開口を有する、請求項3に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The hollow screen has a sleeve part, and a screen body located around and connected to the sleeve part,
The sleeve portion is fitted around the first end portion of the first arcuate guide bar, and the screen body has an outer periphery fixed to an inner peripheral wall of the through hole,
The vane structure for a vertical axis wind power generator according to claim 3, wherein the screen body has a plurality of openings provided thereon.
前記第1のスリーブは、前記第1の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合し、
前記第1の可動バッフルは、後面凹部に隣接した一側から前記中空スクリーンを覆う、請求項4に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The first movable baffle unit includes a first sleeve and a first movable baffle provided around the first sleeve;
The first sleeve fits slidably around the first arcuate guide bar;
5. The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 4, wherein the first movable baffle covers the hollow screen from one side adjacent to the rear recess.
同じ極性を有する第1の磁性体リング及び第2の磁性体リングは、第1の緩衝ばね及び前記第1の可動バッフルユニット上のそれぞれの接触面に配置される、請求項5に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The hollow screen and the first movable baffle unit have a first buffer spring provided therebetween,
6. The vertical of claim 5, wherein the first magnetic ring and the second magnetic ring having the same polarity are disposed on respective contact surfaces on the first buffer spring and the first movable baffle unit. Vane structure of a shaft type wind power generator.
前記第1の弧状ガイドバーの前記第2の端部近くに固着されたストップリングと、
前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部に対向する前記ストップリングの一側に、前記第1の弧状ガイドバー上に配置されたストップスプリングと、を有するストップユニットをさらに含む、請求項6に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The vane is
A stop ring secured near the second end of the first arcuate guide bar;
A stop unit further comprising: a stop spring disposed on the first arcuate guide bar on one side of the stop ring facing the first end of the first arcuate guide bar. Item 7. A vertical axis wind power generator vane structure according to Item 6.
前記保持装置は、操作レバーと、前記操作レバーに接続されたフックと、を含み、
前記第1の可動バッフルユニットは、操作レバー及びフックに対応した位置に押し棒及び止めリングを有し、
前記保持装置は、外部に向かって突出した解除レバーをさらに含む、請求項7に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The stop unit further includes a holding device pivotally connected to one side surface of the stop ring,
The holding device includes an operation lever and a hook connected to the operation lever,
The first movable baffle unit has a push bar and a stop ring at positions corresponding to the operation lever and the hook,
The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 7, wherein the holding device further includes a release lever protruding outward.
後面凹部を画定し、貫通孔が上に形成された前板部を含む本体部を有するベーン本体と、
前記貫通孔の中央部に設けられた第1の端部と、前記本体部に固着された第2の端部と、を有し、前記後面凹部の中に設けられた第1の弧状ガイドバーと、
前記貫通孔に嵌合し、前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部に接続された中空スクリーンと、
開口が上に設けられ、前記中空スクリーンの後ろの前記ベーン本体の前記後面凹部の中に設けられ、前記第1の弧状ガイドバーの周りにスリーブの形で摺動可能に嵌合された第2の弧状ガイドバーを含み、バッフル支持バー上のピボット点を介し、前記ベーン本体の前記前板部に接続されているため、前記ピボット点で回動し、前記後面凹部に隣接した一面から前記中空スクリーンを開閉自在に覆い、前記第2の弧状ガイドバーは、基端側と、先端側と、前記先端側の周りに形成された半径方向外向に向かって延びるフランジと、を有する第1の可動バッフルユニットと、
前記第1の可動バッフルユニットの後ろの前記ベーン本体の前記後面凹部の中に配置され、前記第2の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合され、前記後面凹部に隣接した一側から前記第1の可動バッフルユニットを開閉自在に覆うことが可能な第2の可動バッフルユニットと、を備える、垂直軸式風力発電機のベーン構造。 Including a plurality of vanes circumferentially spaced along the main shaft of the wind power generator, each of the vanes
A vane body having a body portion including a front plate portion defining a rear recess and having a through hole formed thereon;
A first arcuate guide bar provided in the rear recess having a first end provided at a central portion of the through hole and a second end fixed to the main body. When,
A hollow screen fitted into the through hole and connected to the first end of the first arcuate guide bar;
An opening is provided on the second, is provided in the rear recess of the vane body behind the hollow screen, and is slidably fitted in the form of a sleeve around the first arcuate guide bar. And is connected to the front plate portion of the vane main body via a pivot point on a baffle support bar, so that it rotates at the pivot point and is hollow from one surface adjacent to the rear recess. The second arcuate guide bar covers the screen in an openable and closable manner, and the second arcuate guide bar has a proximal end side, a distal end side, and a flange that is formed around the distal end side and extends radially outward. Baffle unit,
Located in the rear surface recess of the vane body behind the first movable baffle unit, slidably fitted around the second arcuate guide bar, and from one side adjacent to the rear surface recess A vane structure for a vertical axis wind power generator, comprising: a second movable baffle unit capable of opening and closing the first movable baffle unit.
前記貫通孔を囲む前記外向き湾曲正面の領域は、釣鐘状の凹み部に形成される、請求項9に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The front plate has an outwardly curved front;
10. The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 9, wherein an area of the outwardly curved front surface surrounding the through hole is formed in a bell-shaped recess.
前記スリーブ部は、前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部の周りに嵌合し、前記スクリーン本体は、前記貫通孔の内周壁に外周が固着され、
前記スクリーン本体は、その上に設けられた複数の開口を有する、請求項11に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The hollow screen has a sleeve portion, and a screen body provided around the sleeve portion,
The sleeve portion is fitted around the first end portion of the first arcuate guide bar, and the screen body has an outer periphery fixed to an inner peripheral wall of the through hole,
The vane structure of a vertical axis wind power generator according to claim 11, wherein the screen body has a plurality of openings provided thereon.
前記第1のスリーブは、前記第2の弧状ガイドバーの基端側の周りに摺動可能に嵌合し、
前記第1の可動バッフルは、その上に設けられた複数の開口を有する、請求項12に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The first movable baffle unit includes a first sleeve and a first movable baffle connected to be positioned around the first sleeve;
The first sleeve is slidably fitted around a proximal side of the second arcuate guide bar;
The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 12, wherein the first movable baffle has a plurality of openings provided thereon.
前記第2のスリーブは、前記第2の弧状ガイドバーの周りに摺動可能に嵌合し、
前記第2の可動バッフルは、前記後面凹部に隣接した一面から前記第1の可動バッフル上の開口を覆う、請求項13に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The second movable baffle unit includes a second sleeve and a second movable baffle provided around the second sleeve,
The second sleeve fits slidably around the second arcuate guide bar;
14. The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 13, wherein the second movable baffle covers an opening on the first movable baffle from one surface adjacent to the rear recess.
同じ極性を有する第1の磁性体リング及び第2の磁性体リングは、前記第1の緩衝ばね及び前記第1の可動バッフルユニット上のそれぞれの接触面に配置される、請求項14に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The hollow screen and the first movable baffle unit have a first buffer spring provided therebetween,
The first magnetic ring and the second magnetic ring having the same polarity are arranged on respective contact surfaces on the first buffer spring and the first movable baffle unit, respectively. Vane structure of vertical axis wind power generator.
前記第1の弧状ガイドバーの前記第2の端部近くに固着されたストップリングと、
前記第1の弧状ガイドバーの前記第1の端部に対向する前記ストップリングの一側に、前記第1の弧状ガイドバー上に配置された前記ストップスプリングと、を有するストップユニットをさらに含む、請求項16に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The vane is
A stop ring secured near the second end of the first arcuate guide bar;
A stop unit further comprising: the stop spring disposed on the first arcuate guide bar on one side of the stop ring facing the first end of the first arcuate guide bar; The vane structure of the vertical axis wind power generator according to claim 16.
前記保持装置は、操作レバーと、前記操作レバーに接続されたフックと、を含み、
前記第2の弧状ガイドバーは、操作レバー及びフックに対応したフランジ上の位置に押し棒及び止めリングを有し、
前記保持装置は、外部に向かって突出した解除レバーをさらに含む、請求項17に記載の垂直軸式風力発電機のベーン構造。 The stop unit further includes a holding device pivotally connected to one side surface of the stop ring,
The holding device includes an operation lever and a hook connected to the operation lever,
The second arcuate guide bar has a push bar and a stop ring at a position on the flange corresponding to the operation lever and the hook,
The vertical axis wind power generator vane structure according to claim 17, wherein the holding device further includes a release lever protruding outward.
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