JP2016156325A - Vertical shaft type windmill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は垂直軸型風車に関するものである。 The present invention relates to a vertical axis wind turbine.
特許文献1は従来の垂直軸型風車を開示している。この垂直軸型風車は、回転軸部材、5本のアーム、及び各アームの先端に連結された翼部材を備えている。回転軸部材は発電機に連結されている。この回転軸部材は回転軸が垂直方向に伸びた状態に回転自在に立てられている。各アームは回転軸部材の周りを等間隔で回転軸の放射方向に伸びている。翼部材は薄板状の金属から形成された流線型の翼形である。この翼部材は内側面(回転軸側の側面)の前側を残して後ろ側を切り欠いている。この翼部材は、残された内側面の後端縁近傍と、外側面(回転軸と反対側の側面)とを連結したリブが形成されている。このため、この翼部材は、構成要素が少なく、軽量かつ強固に形成されている。また、この翼部材は、内側面、外側面、及びリブに囲まれた凹部にはめ込まれたブロック状のホルダを有している。アームは先端面から先端面に直交する方向に伸びる雌ねじ部が設けられている。このアームは、翼部材の外側面から翼部材及びホルダを貫通した螺子部材が雌ねじ部にねじ込まれ、先端面が翼部材の回転軸側の側面に当接して翼部材を連結している。このように、この垂直軸型風車はアームと翼部材とを正確に位置決めして連結することができる。 Patent Document 1 discloses a conventional vertical axis type windmill. This vertical axis type windmill includes a rotating shaft member, five arms, and a wing member connected to the tip of each arm. The rotating shaft member is connected to the generator. The rotary shaft member is erected so that the rotary shaft extends in the vertical direction. Each arm extends in the radial direction of the rotating shaft at equal intervals around the rotating shaft member. The wing member is a streamlined wing shape formed from a thin plate-like metal. This wing member is notched on the rear side, leaving the front side of the inner side surface (side surface on the rotating shaft side). The wing member is formed with a rib connecting the vicinity of the rear end edge of the remaining inner side surface and the outer side surface (side surface opposite to the rotation axis). For this reason, this wing member has few components and is light and strong. In addition, the wing member has a block-shaped holder fitted in a recess surrounded by an inner surface, an outer surface, and a rib. The arm is provided with an internal thread portion extending from the distal end surface in a direction orthogonal to the distal end surface. In this arm, a screw member penetrating the wing member and the holder from the outer surface of the wing member is screwed into the female screw portion, and the tip surface abuts on the side surface on the rotating shaft side of the wing member to connect the wing member. Thus, this vertical axis type wind turbine can accurately position and connect the arm and the wing member.
しかし、特許文献1の垂直軸型風車は、翼部材及びホルダを貫通した1本の螺子部材でアームと翼部材とを連結している。このため、この垂直軸型風車は、回転した際に翼部材に対して生じる曲げ応力がアームと翼部材とを連結している螺子部材に集中する。よって、この垂直軸型風車は、回転数が高くなると、応力によって螺子部材の破損等を生じ、翼部材がアームから脱落するおそれがある。また、この垂直軸型風車は、回転した際に翼部材の受ける遠心力が螺子部材をアームの雌ねじ部から引き抜く方向に働く。この垂直軸型風車は、螺子部材とアームの雌ねじ部とはねじ結合されているだけであるため、風車の回転数が高くなると、遠心力によって螺子部材がアームのねじ部から引き抜かれ翼部材がアームから脱落するおそれがある。 However, the vertical axis type windmill disclosed in Patent Document 1 connects the arm and the blade member with a single screw member penetrating the blade member and the holder. For this reason, when this vertical axis type windmill rotates, the bending stress generated with respect to the blade member concentrates on the screw member connecting the arm and the blade member. Therefore, when the rotational speed of the vertical axis type wind turbine is increased, the screw member may be damaged due to stress, and the wing member may drop from the arm. Further, in this vertical axis type windmill, the centrifugal force received by the wing member when it rotates rotates in the direction of pulling out the screw member from the female screw portion of the arm. In this vertical shaft type windmill, since the screw member and the female threaded portion of the arm are only screwed together, when the rotational speed of the windmill increases, the screw member is pulled out from the threaded portion of the arm by centrifugal force, and the wing member is There is a risk of falling off the arm.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、良好に回転することができる垂直軸型風車を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object to be solved is to provide a vertical-axis type wind turbine that can rotate satisfactorily.
本発明の垂直軸型風車は、発電機に連結され、回転軸が垂直方向に伸びた状態に回転自在に立てられる回転軸部材と、
この回転軸部材から前記回転軸の放射方向に伸びるアームと、
このアームの先端部に設けられた連結部材と、
この連結部材に連結された翼部材と、
を備えた垂直軸型風車であって、
前記連結部材は、前記回転軸の放射方向に直交する方向に拡がるプレート状の本体部と、この本体部の前端縁及び後端縁から前記回転軸側へ屈曲したリブ部とを有しており、
前記翼部材は、前記連結部材の本体部の外側面に接合する第1取付部、及びリブ部の外側面に接合する第2取付部を具備した被連結部を有していることを特徴とする。
A vertical shaft type windmill of the present invention is connected to a generator, and a rotary shaft member that is rotatable and stands in a state where the rotary shaft extends in the vertical direction;
An arm extending in a radial direction of the rotary shaft from the rotary shaft member;
A connecting member provided at the tip of the arm;
A wing member connected to the connecting member;
A vertical axis wind turbine with
The connecting member has a plate-like main body that extends in a direction perpendicular to the radial direction of the rotary shaft, and a rib that is bent toward the rotary shaft from the front and rear edges of the main body. ,
The wing member has a connected portion including a first attachment portion that is joined to the outer surface of the main body portion of the connection member and a second attachment portion that is joined to the outer surface of the rib portion. To do.
この垂直軸型風車は、連結部材が回転軸の放射方向に直交する方向に拡がるプレート状の本体部の前端縁及び後端縁から回転軸側へ屈曲したリブ部を有し、リブ部の外側面が翼部材の第2取付部に接合されている。このため、この垂直軸型風車は、連結部材のリブ部が強度部材として働き、回転した際に翼部材及び連結部材に対して生じる曲げ応力を分散させることができる。よって、この垂直軸型風車は、回転数が高くなっても翼部材と連結部材との連結を良好に維持することができる。なお、回転軸の放射方向に直交する方向とは、回転軸の放射方向に厳密に直交する場合のみでなく、直交に対して多少角度がずれていてもよい。 This vertical shaft type windmill has rib portions bent from the front end edge and the rear end edge of the plate-like main body portion to the rotation shaft side in which the connecting member extends in a direction perpendicular to the radial direction of the rotation shaft. The side surface is joined to the second attachment portion of the wing member. For this reason, in this vertical axis type windmill, the rib portion of the connecting member functions as a strength member, and the bending stress generated on the blade member and the connecting member when rotating can be dispersed. Therefore, this vertical axis type windmill can maintain the connection between the blade member and the connecting member well even when the rotational speed increases. The direction orthogonal to the radial direction of the rotation axis is not limited to the case of being strictly orthogonal to the radial direction of the rotation axis, and the angle may be slightly deviated from the orthogonal direction.
したがって、本発明の垂直軸型風車は良好に回転することができる。 Therefore, the vertical axis type windmill of the present invention can rotate well.
本発明における好ましい実施の形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described.
本発明の垂直軸型風車において、前記連結部材のリブ部及び前記翼部材の第2取付部は、前記リブ部及び前記第2取付部を貫通する接合部材によって接合され得る。この場合、リブ部及び第2取付部を貫通する接合部材が、回転した際に翼部材に生じる遠心力に交差する方向(望ましくは直交する方向)に伸ばすことができる。このため、この垂直軸型風車は、リブ部と第2取付部の接合面に沿ってリブ部と第2取付部とがずれ難く、接合強度を高めることができる。 In the vertical axis wind turbine of the present invention, the rib portion of the connecting member and the second attachment portion of the wing member may be joined by a joining member that penetrates the rib portion and the second attachment portion. In this case, the joining member that penetrates the rib portion and the second attachment portion can be extended in a direction (desirably orthogonal) that intersects the centrifugal force generated in the wing member when rotated. For this reason, in this vertical axis type windmill, the rib portion and the second attachment portion are not easily displaced along the joint surface between the rib portion and the second attachment portion, and the joining strength can be increased.
本発明の垂直軸型風車の翼部材は回転軸側の側面を凹ませた凹部が前記被連結部を形成し得る。この場合、この翼部材は側面より外側に露出しないように凹部内で連結部材と翼部材とを連結することができる。このため、この垂直軸型風車は、翼部材の周りを流れる空気の流れが乱れにくく揚力の減少を抑えることができるため、良好に回転することができる。 In the blade member of the vertical axis type wind turbine according to the present invention, a recessed portion in which a side surface on the rotating shaft side is recessed may form the connected portion. In this case, the connecting member and the wing member can be connected in the recess so that the wing member is not exposed to the outside from the side surface. For this reason, this vertical axis type windmill can rotate satisfactorily because the flow of air flowing around the wing member is less likely to be disturbed and the decrease in lift can be suppressed.
本発明の垂直軸型風車の翼部材は、前記被連結部を形成する前記凹部の開口部を塞ぎ、前記被連結部の周囲の回転軸側の側面に段差無く連続するカバーを有し得る。この場合、この垂直軸型風車は、カバーによって、翼部材の周りを流れる空気の流れがスムーズになり揚力を良好に発揮することができるため、良好に回転することができる。 The wing member of the vertical axis type windmill of the present invention may have a cover that closes the opening of the concave portion forming the coupled portion and continues without a step on the side surface on the rotating shaft side around the coupled portion. In this case, the vertical axis wind turbine can rotate well because the cover allows the air flowing around the wing member to flow smoothly and exert a good lift.
本発明の垂直軸型風車の翼部材は、前記被連結部を有する中間翼部材と、この中間翼部材の前端部に連結される前側翼部材と、前記中間翼部材の後端部に連結される後側翼部材とを有し得る。この場合、この垂直軸型風車は、中間翼部材、前側翼部材、及び後側翼部材を組み付ける前に連結部材と中間翼部材とを連結することができる。このため、この垂直軸型風車は容易に組み立てることができる。 The blade member of the vertical axis wind turbine of the present invention is connected to the intermediate blade member having the connected portion, the front blade member connected to the front end portion of the intermediate blade member, and the rear end portion of the intermediate blade member. A rear wing member. In this case, the vertical axis wind turbine can connect the connecting member and the intermediate blade member before assembling the intermediate blade member, the front blade member, and the rear blade member. For this reason, this vertical axis type windmill can be easily assembled.
次に、本発明の垂直軸型風車を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。 Next, a first embodiment in which the vertical axis wind turbine of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
実施例1の垂直軸型風車は、図1及び図2に示すように、回転軸部材10、アーム30、連結部材50、及び翼部材70を備えている。回転軸部材10は、円筒状であり、回転軸が垂直方向に伸びて立てられている。回転軸部材10は下方に配置された図示しない発電機の回転軸部に図示しない接続部品を介して連結されている。回転軸部材10は発電機の回転軸部とともに回転自在である。この回転軸部材10は外周面に等間隔で4個の円環状のフランジ15が固定されている。各フランジは4個の貫通孔を等間隔に離れた3か所に設けている。各4個の貫通孔は所定の四角形の頂点に設けられている。
<Example 1>
As shown in FIGS. 1 and 2, the vertical axis wind turbine according to the first embodiment includes a rotating
アーム30はフランジ15に連結された状態で回転軸に平行な方向(上下方向)が薄い長方形状の平板材で形成されている。アーム30は各フランジ15から3本ずつ等角度(120度)間隔で回転軸の放射方向にまっすぐ伸びている。アーム30は基端部及び先端部の夫々に上下方向に貫通する4個の貫通孔を有している。これら4個の貫通孔はアーム30の長辺又は短辺に平行な辺からなる所定の四角形の頂点に設けられている。アーム30とフランジ15とは、アーム30の基端部の4個の貫通孔をフランジ15の4個の貫通孔に重ね合わせてボルトを挿通し、挿通したボルトにナットを締め付けることによって、連結されている。
The
連結部材50は、図3〜図6に示すように、連結部51、前接合部53、及び後接合部55を有している。連結部51は、アルミ合金製であり、アーム30に連結された状態で、回転軸に平行な方向(上下方向)が薄い平板材で形成されている。連結部51は中央部51Aの回転軸部材10側に4個の貫通孔51Xを上下方向に貫設している。連結部51とアーム30とは、連結部51の4個の貫通孔51Xをアーム30の先端部の4個の貫通孔に重ね合わせてボルトを挿通し、挿通したボルトにナットを締め付けることによって、連結されている。また、連結部51は、翼部材70を連結した状態で、アーム30が連結された中央部51Aから前方向(翼部材70の前端方向)に斜めに伸びる前傾斜部51B、及び後方向(翼部材70の後端方向)に斜めに伸びる後傾斜部51Cを有している。つまり、この連結部51は前傾斜部51Bと後傾斜部51Cとの間に空間が形成されている。前傾斜部51Bの先端部及び後傾斜部51Cの先端部は、回転軸から放射方向に伸びているアーム30に直交する第1辺部52Aと、第1辺部52Aの外側端部から第1辺部52Aに直交し回転軸側へ伸びる第2辺部52Bとを形成している。
The
前接合部53及び後接合部55は、アルミ合金製であり、L型アングル材で形成されている。前接合部53と連結部51とは、前接合部53の長手方向の中央部の内面と、連結部51の前傾斜部51Bの第1辺部52Aの端面及び第2辺部52Bの端面とを当接させた状態で溶接し、一体化されている。また、後接合部55と連結部51とは、後接合部55の長手方向の中央部の内面と、連結部51の後傾斜部51Cの第1辺部52Aの端面及び第2辺部52Bの端面とを当接させた状態で溶接し、一体化されている。前接合部53及び後接合部55は直交する2面の夫々に6個ずつの貫通孔53X、55Xが設けられている。前接合部53及び後接合部55において、直交する各2面に設けられた貫通孔53X、55Xは、前接合部53及び後接合部55に溶接された連結部51を境にして上下両側に3個ずつ等間隔に配置されている。これら貫通孔53X、55Xは、後述するように、接合部材であるリベット90の軸部が挿通して連結部材50と翼部材70とを接合するために利用される。
The front
前接合部53及び後接合部55は直交する2面を形成する一方の平板部が回転軸の放射方向に直交する方向に拡がる本体部53A,55Aに相当する。つまり、この連結部材50の本体部53A,55Aは、前後2つに分かれており、プレート状である。また、前接合部53は直交する2面を形成する他方の平板部が本体部53Aから回転軸側へ屈曲したリブ部53Bに相当する。また、後接合部55は直交する2面を形成する他方の平板部が本体部55Aから回転軸側へ屈曲したリブ部55Bに相当する。つまり、この連結部材50のリブ部53B,55Bは2つに分かれた本体部53A,55Aの前端縁及び後端縁から回転軸側へ屈曲している。
The front
この連結部材50は、中央部51A、前傾斜部51B、及び後傾斜部51Cを有する連結部51と、間に空間を有する前傾斜部51Bと後傾斜部51Cとによって形成されている。また、この連結部材50は、連結部51の前傾斜部51B、後傾斜部51Cの夫々にL型アングル材で形成された前接合部53、後接合部55を連結し、本体部53A,55Aとリブ部53B,55Bとを形成している。このような構成にすることによって、この連結部材50は強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
The connecting
翼部材70は、図3〜図5に示すように、流線型の翼形である。翼部材70は、回転軸に平行に伸びており、4個のアーム30の先端部に設けられた連結部材50に連結されている。翼部材70は、前側翼部材71、中間翼部材73、後側翼部材75、カバー77、及び蓋部材79を有している。前側翼部材71、中間翼部材73、後側翼部材75、及びカバー77は、アルミ合金を押出成形したものである。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
前側翼部材71は、図5に示すように、前側翼部71A、及び前側閉鎖壁部71Bを有している。前側翼部71Aは、湾曲しており、翼部材70の前縁から伸びる内側面部(回転軸側の側面部)の前端部、及び翼部材70の前縁から伸びる外側面部(回転軸と反対側の側面部)の前端部を構成している。前側翼部71Aは、翼部材70の外側面部を構成する部分の後部において、後述する中間翼部材73の中間外側面部73Aの前端部が重なる位置を凹ませており、段差が設けられている。前側閉鎖壁部71Bは、途中に段差が設けられた略平板状であり、前側翼部71Aの両端を連結している。このように、前側翼部材71は、翼幅方向に貫通した内部空間を有し、翼幅方向に直交する断面形状が略半楕円形である。
As shown in FIG. 5, the
中間翼部材73は、中間外側面部73A、前壁部73B、後壁部73C、連結壁部73D、及び2枚の隔壁部73Eを有している。中間外側面部73Aは、翼弦方向で外方向にわずかに膨らんでおり、翼部材70の外側面部の中間部を構成している。前壁部73Bは、略平板状であり、中間外側面部73Aの前端近傍の内面から中間外側面部73Aに略直交する方向に伸びている。後壁部73Cは、略平板状であり、中間外側面部73Aの後端近傍の内面から前壁部73Bと同じ方向であり、前壁部73Bに平行に伸びている。連結壁部73Dは、平板状であり、前壁部73Bの中間部と後壁部73Cの中間部とを連結している。各隔壁部73Eは、平板状であり、中間外側面部73Aと連結壁部73Dとの間に連結されており、中間外側面部73A、前壁部73B、後壁部73C、及び連結壁部73Dで形成された翼幅方向に貫通した内部空間を3個の空間に分割している。前壁部73B、2枚の隔壁部73E、及び後壁部73Cは略等間隔に平行に配置されている。前壁部73Bと後壁部73Cに挟まれ、連結壁部73Dよりも回転軸側の空間が凹部70Aを形成している。この凹部70Aは、連結部材50の連結部51の先端部(前傾斜部51Bの先端部及び後傾斜部51Cの先端部)、前接合部53、及び後接合部55を収納することができる。
The
前接合部53及び後接合部55が凹部70Aに収納された際、前接合部53の本体部53Aの外側面が連結壁部73Dの前端部に当接し、後接合部55の本体部55Aの外側面が連結壁部73Dの後端部に当接する。つまり、中間翼部材73の連結壁部73Dの前端部及び後端部が翼部材70の第1取付部70Bに相当する。連結壁部73Dは、第1取付部70Bに相当する前端部及び後端部に複数の貫通孔70Xが設けられている。これら貫通孔70Xは、前接合部53の本体部53A及び後接合部55の本体部55Aに設けられた貫通孔53X、55Xに対応する位置に設けられている。
When the front
また、前接合部53及び後接合部55が凹部70Aに収納された際、前接合部53のリブ部53Bの外側面が中間翼部材73の前壁部73Bに当接し、後接合部55のリブ部55Bの外側面が中間翼部材73の後壁部73Cに当接する。つまり、中間翼部材73の連結壁部73Dよりも回転軸側の前壁部73Bと後壁部73Cが翼部材70の第2取付部70Cに相当する。前壁部73B及び後壁部73Cは、第2取付部70Cに相当する連結壁部73Dよりも回転軸側に複数の貫通孔70Yが設けられている。これら貫通孔70Yは、前接合部53のリブ部53B及び後接合部55のリブ部55Bに設けられた貫通孔53X,55Xに対応する位置に設けられている。このように、凹部70Aが非連結部を形成している。
Further, when the front
後側翼部材75は、後外側面部75A、後内側面部75B、及び後側閉鎖壁部75Cを有している。後外側面部75Aは、略平板状であり、翼部材70の外側面の後部を構成している。後外側面部75Aは、前部において、中間翼部材73の中間外側面部73Aの後端部が重なる位置を凹ませており、段差が設けられている。後外側面部75Aの後端が翼部材70の後縁である。後内側面部75Bは、略平板状であり、翼部材70の内側面の後部を構成している。後内側面部75Bは後端部が後外側面部75Aの後端より僅か前側に連結している。後側閉鎖壁部75Cは、途中に段差が設けられた平板状であり、後外側面部75Aの前端部と後内側面部75Bの前端部とを連結している。後側翼部材75は翼幅方向に貫通した内部空間を有している。
The
カバー77は、図1に示すように、翼部材70の内側面に開口する凹部70Aの開口部を塞ぐように翼部材70に取り付けられている。カバー77は一つの翼部材70に対して5個に分割されている。カバー77は、図3及び図5に示すように、中間内側面部77A、前挿入片部77B、及び後挿入片部77Cを有している。中間内側面部77Aは、翼弦方向でわずかに外側に膨らんでおり、翼部材70の内側面の中間部を構成している。翼部材70の中間翼部材73に連結された4個の連結部材50の間に取り付けられるカバー77は、上下寸法(回転軸に平行な方向の寸法)が各連結部材50の連結部51の間隔と同じである。翼部材70の上下両端と、翼部材70の上下両端から最も近い位置に連結された連結部材50との間に取り付けられるカバー77は、上下寸法(回転軸に平行な方向の寸法)が翼部材70の上下両端から各連結部材50の連結部51までの間隔と同じである。前挿入片部77Bは、平板状であり、中間内側面部77Aの前端より僅かに後側から中間内側面部77Aに略直交する方向に伸びている。後挿入片部77Cは、平板状であり、中間内側面部77Aの後端よりも僅かに前側から前挿入片部77Bと同じ方向であり、前挿入片部77Bと平行に伸びている。カバー77は、翼部材70の中間翼部材73に形成された凹部70Aに前挿入片部77B、及び後挿入片部77Cを挿入して翼部材70に取り付けられて固定される。カバー77は、凹部70Aの開口部を塞ぐように取り付けられ、凹部70Aの周囲の翼部材70の内側面と段差なく連続する。
As shown in FIG. 1, the
蓋部材79は、図1に示すように、翼部材70の翼弦方向の断面と同じ形状の外形を有している。蓋部材79は、翼部材70の上下端部を封鎖するように、翼部材70の上下端面に取り付けられて固定される。
As shown in FIG. 1, the
翼部材70の前側翼部材71、中間翼部材73、及び後側翼部材75は、次に説明するように、中間翼部材73に連結部材50を連結しつつ組み立てられる。
まず、図4及び図5に示すように、中間翼部材73に形成された凹部70Aに連結部材50の連結部51の先端部、前接合部53、及び後接合部55を挿入する。この際、前接合部53の本体部53Aの外側面を第1取付部70Bである連結壁部73Dの前端部に当接させ、後接合部55の本体部55Aの外側面を第1取付部70Bである連結壁部73Dの後端部に当接させる。また、この際、前接合部53のリブ部53Bの外側面が第2取付部70Cである中間翼部材73の前壁部73Bに当接し、後接合部55のリブ部55Bの外側面が第2取付部70Cである中間翼部材73の後壁部73Cに当接する。
The
First, as shown in FIGS. 4 and 5, the front end portion of the connecting
前接合部53の本体部53Aと第1取付部70Bである連結壁部73Dの前端部とは、前接合部53の本体部53Aに設けられた貫通孔53Xに内側から接合部材であるリベット90の軸部を挿入し、リベット90の挿入端部をかしめて接合される。また、後接合部55の本体部55Aと第1取付部70Bである連結壁部73Dの後端部とは、後接合部55の本体部55Aに設けられた貫通孔55Xに内側から接合部材であるリベット90を挿入し、リベット90の挿入端部をかしめて接合される。また、前接合部53のリブ部53Bと第2取付部70Cである中間翼部材73の前壁部73Bとは、第2取付部70Cに設けられた貫通孔70Yに前側から接合部材であるリベット90を挿入し、リベット90の挿入端部をかしめて接合される。また後接合部55のリブ部55Bと第2取付部70Cである中間翼部材73の後ろ壁部とは、第2取付部70Cに設けられた貫通孔70Yに後側から接合部材であるリベット90を挿入し、リベット90の挿入端部をかしめて接合される。
The
次に、連結部材50を連結した中間翼部材73に対して、前側翼部材71及び後側翼部材75をはめ合わせてリベット90によって接合する。なお、中間翼部材73に対して、前側翼部材71及び後側翼部材75のどちらを先に接合してもよい。このようにして組み立てられた翼部材70は、中間翼部材73の凹部70Aが回転軸側の側面を凹ませて被連結部を形成していることになる。
Next, the
このような構成を有する垂直軸型風車は、連結部材50の前接合部53及び後接合部55が回転軸の放射方向に直交する方向に拡がるプレート状の本体部53A,55Aの前端縁及び後端縁から回転軸側へ屈曲したリブ部53B,55Bを形成し、リブ部53B,55Bの外側面が翼部材70の第2取付部70Cである中間翼部材73の前壁部73B及び後壁部73Cに接合されている。このため、この垂直軸型風車は、連結部材50のリブ部53B,55Bが強度部材として働き、回転した際に翼部材70及び連結部材50に対して生じる曲げ応力を分散させることができる。よって、この垂直軸型風車は、回転数が高くなっても翼部材70と連結部材50との連結を良好に維持することができる。
In the vertical axis type wind turbine having such a configuration, the front end edge and the rear end of the plate-like
したがって、実施例1の垂直軸型風車は良好に回転することができる。 Therefore, the vertical axis type windmill of Example 1 can rotate satisfactorily.
また、この垂直軸型風車において、連結部材50のリブ部53B,55B及び翼部材70の第2取付部70Cは、リブ部53B,55B及び第2取付部70Cを貫通するリベット90によって接合されている。このリベット90は垂直回転軸風車が回転した際に翼部材70に生じる遠心力に略直交する方向に伸びている。このため、この垂直軸型風車は、リブ部53B,55Bと第2取付部70Cの接合面に沿ってリブ部53B,55Bと第2取付部70Cとがずれ難く、接合強度を高めることができる。
Further, in this vertical axis type windmill, the
また、この垂直軸型風車の翼部材70は回転軸側の側面を凹ませた凹部70Aが被連結部を形成している。この翼部材70は内側面より外側に露出しないように連結部材50と翼部材70とを連結することができる。このため、この垂直軸型風車は、翼部材70の周りを流れる空気の流れが乱れにくく揚力の減少を抑えることができるため、良好に回転することができる。
Further, in the
また、この垂直軸型風車の翼部材70は、被連結部を形成している凹部70Aの開口部を塞ぎ、被連結部の周囲の翼部材70の内側面と段差なく連続するカバー77を有している。このため、この垂直軸型風車は、カバー77によって、翼部材70の周りを流れる空気の流れがスムーズになり揚力を良好に発揮することができるため、良好に回転することができる。
Further, the
また、この垂直軸型風車の翼部材70は、被連結部を有する中間翼部材73と、この中間翼部材73の前端部に連結される前側翼部材71と、中間翼部材73の後端部に連結される後側翼部材75とを有している。このため、この垂直軸型風車は、中間翼部材73、前側翼部材71、及び後側翼部材75を組み付ける前に連結部材50と中間翼部材73とを連結することができる。このため、この垂直軸型風車は容易に組み立てることができる。
Further, the
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1では、連結部材の連結部が、前傾斜部と後傾斜部とを有し、その間に空間を形成していたが、図7に示すように、空間有さない台形状の平板材によって連結部材150の連結部151を形成してもよい。
(2)実施例1では、前接合部と後接合部に分けて連結部材の連結部の本体部とリブ部とを形成していたが、図7に示すように、連結部材150の前後方向の全体に広がる平板材で接合部の本体部153を形成し、その両端を折り曲げてリブ部155を形成してもよい。
(3)実施例1では、リベットで連結部材と翼部材と接合していたが、他の手段で連結部材と翼部材とを接合してもよい。
(4)実施例1では、翼部材の回転軸側の側面を凹ませて被連結部を形成したが、翼部材の回転軸側の側面を凹ませずに被連結部を形成してもよい。
(5)実施例1では、凹部を覆うカバーを有していたが、カバーを有さなくてもよい。
(6)実施例1では、翼部材を前側翼部材、中間翼部材、及び後側翼部材から形成したが、翼全体を一体に形成してもよい。また、翼部材を2部材、又は4部材以上から形成してもよい。
(7)実施例1では、連結部材及び翼部材をアルミ合金で形成したが、他の素材で形成してもよい。
(8)実施例1では、回転軸部材が円筒状であり、発電機の回転軸部とともに回転自在であったが、回転軸部材を円柱状又は円筒状の軸部と、軸部の周りを回転自在に設けられた円筒部とによって形成してもよい。軸部を円筒状にすると、軸部内にケーブル等を通すことができる。
(9)実施例1では、蓋部材が翼部材の翼弦方向の断面と同じ形状であったが、翼部材の翼弦方向の断面よりも大きい形状で翼部材の内外側面からはみ出してもよい。また、蓋部材は翼弦方向の断面形状と相違する形状であってもよい。
The present invention is not limited to the first embodiment described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In Example 1, the connecting portion of the connecting member has a front inclined portion and a rear inclined portion, and a space is formed between them, as shown in FIG. The connecting
(2) In Example 1, the main body part and the rib part of the connecting part of the connecting member were formed separately in the front joint part and the rear joint part, but as shown in FIG. The
(3) In the first embodiment, the connecting member and the wing member are joined by the rivet, but the connecting member and the wing member may be joined by other means.
(4) In Example 1, although the to-be-connected part was formed by denting the side surface on the rotating shaft side of the wing member, the to-be-connected part may be formed without denting the side surface on the rotating shaft side of the wing member. .
(5) In Example 1, the cover for covering the concave portion is provided, but the cover may not be provided.
(6) Although the wing member is formed of the front wing member, the intermediate wing member, and the rear wing member in the first embodiment, the entire wing member may be integrally formed. Further, the wing member may be formed of two members, or four or more members.
(7) In Example 1, the connecting member and the wing member are formed of an aluminum alloy, but may be formed of other materials.
(8) In the first embodiment, the rotating shaft member is cylindrical and can be rotated together with the rotating shaft portion of the generator. However, the rotating shaft member is arranged around a columnar or cylindrical shaft portion and the shaft portion. You may form with the cylindrical part provided rotatably. If the shaft portion is cylindrical, a cable or the like can be passed through the shaft portion.
(9) In Example 1, the lid member has the same shape as the cross section in the chord direction of the wing member. However, the lid member may protrude from the inner and outer surfaces of the wing member in a shape larger than the cross section in the chord direction of the wing member. . The lid member may have a shape different from the cross-sectional shape in the chord direction.
10…回転軸部材
30…アーム
50…連結部材
53A,55A…本体部
53B,55B…リブ部
70…翼部材
70A…凹部(被連結部)
70B…第1取付部
70C…第2取付部
71…前側翼部材
73…中間翼部材
75…後側翼部材
77…カバー
90…リベット(接合部材)
DESCRIPTION OF
70B ...
Claims (5)
この回転軸部材から前記回転軸の放射方向に伸びるアームと、
このアームの先端部に設けられた連結部材と、
この連結部材に連結された翼部材と、
を備えた垂直軸型風車であって、
前記連結部材は、前記回転軸の放射方向に直交する方向に拡がるプレート状の本体部と、この本体部の前端縁及び後端縁から前記回転軸側へ屈曲したリブ部とを有しており、
前記翼部材は、前記連結部材の本体部の外側面に接合する第1取付部、及びリブ部の外側面に接合する第2取付部を具備した被連結部を有していることを特徴とする垂直軸型風車。 A rotating shaft member connected to the generator and rotatably standing in a state where the rotating shaft extends in the vertical direction;
An arm extending in a radial direction of the rotary shaft from the rotary shaft member;
A connecting member provided at the tip of the arm;
A wing member connected to the connecting member;
A vertical axis wind turbine with
The connecting member has a plate-like main body that extends in a direction perpendicular to the radial direction of the rotary shaft, and a rib that is bent toward the rotary shaft from the front and rear edges of the main body. ,
The wing member has a connected portion including a first attachment portion that is joined to the outer surface of the main body portion of the connection member and a second attachment portion that is joined to the outer surface of the rib portion. A vertical axis windmill.
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