JP2020012395A - Horizontal shaft type wind generator - Google Patents

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Abstract

To provide a horizontal shaft type wind generator configured so that a blade (blade) of a propeller is short and a wind generator is small in total, and rotational force can efficiently be obtained regardless of the wind velocity and the wind direction.SOLUTION: A propeller part 2 rotating centering on a horizontal rotating shaft includes a propeller central part 3, multiple blades 4 and a peripheral ring 5. The propeller central part 3 is mounted at the tip before the horizontal rotating shaft, is formed in a conical shape having the front being a surface side as the tip using a horizontal rotating shaft as a central shaft, and has a flat section in the backside. The multiple blades 4 are radially provided around the propeller central part 3 at equal angular intervals centering on the horizontal rotating shaft and the propeller central part 3, and each blade 4 has a front/back symmetrical shape. The peripheral ring 5 is provided at the outer circumferential part of the multiple blades 4, and includes irregularities to receive wind even in the surface side and in the backside, and also the irregularities are provided front/back symmetrically.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、風に対して回転軸が水平になっている水平軸型風力発電機に関するものである。   The present invention relates to a horizontal axis wind power generator having a rotation axis horizontal to wind.

従来より、風力発電機としては、風に対して回転軸が垂直になっている垂直軸型風力発電機と、風に対して回転軸が水平になっている水平軸型風力発電機が知られている。このうち、垂直軸型風力発電機としては、サボニウス型、パドル型、ジャイロミル型、ダリウス型などがあり、水平軸型風力発電機としては、プロペラ型などがある。   Conventionally, as a wind power generator, a vertical axis wind power generator whose rotation axis is perpendicular to the wind and a horizontal axis wind power generator whose rotation axis is horizontal to the wind are known. ing. Among them, a vertical axis type wind power generator includes a Savonius type, a paddle type, a gyromill type, a Darius type and the like, and a horizontal axis type wind power generator includes a propeller type.

その中でも、プロペラ型の水平軸型風力発電機が多く使用されているが、小型の風力発電機より大型の風力発電機の方がコストパフォーマンスが良いとされてきた。また、風力を主軸の回転力に変換する際に、プロペラの羽(ブレード)が長い風車、すなわち、径の大きい風車にした方が効率(性能)がよいため、効率の良い水平軸型風力発電機を製作しようとすると大型化(大径化)してしまう、という問題があった。大型の風力発電機の場合には、設置するために広い土地を必要とすることや、低周波問題、騒音問題もあり、設置できる場所が限られていた。このような問題に対処するために、例えば特許文献1には、ブレードの形状を工夫して小型化した水平軸型風力発電機が開示されている。   Among them, propeller-type horizontal axis wind power generators are often used, but it has been considered that a large wind power generator has better cost performance than a small wind power generator. In addition, when converting wind power to the rotational force of the main shaft, it is more efficient to use a windmill with long propeller blades (blades), that is, a windmill with a large diameter. There was a problem that the size of the machine was increased (increased in diameter). In the case of a large-scale wind power generator, there is a need for a large area for installation, a low-frequency problem, and a noise problem. In order to cope with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a horizontal axis type wind power generator that is reduced in size by devising a blade shape.

また、プロペラ型の水平軸型風力発電機の場合、風の向きによって発電量が変わってしまい、効率よく風力を得るためには風を受ける方向が限定される、という問題もあった。このような問題に対処するために、例えば特許文献2には、風向の変化に追随して常に前方から風を受けることができるよう、後方に尾翼を設けて方向舵の役目をさせている水平軸型風力発電機が開示されている。   In the case of a propeller-type horizontal axis wind power generator, the amount of power generation varies depending on the direction of the wind, and there is also a problem that the direction in which the wind is received is limited in order to efficiently obtain the wind power. In order to cope with such a problem, for example, Patent Literature 2 discloses a horizontal shaft that is provided with a tail fin at the rear to serve as a rudder so as to always receive wind from the front following a change in wind direction. A wind turbine generator is disclosed.

特開2004−137910号公報JP-A-2004-137910 特開2005−2848号公報JP 2005-2848 A

しかしながら、例えば特許文献1に示すような従来の水平軸型風力発電機は、風速が低い場合に回転力を得ることはできても、風向が合わなければ発電可能な回転力を得ることはできなかった。また、例えば特許文献2に示すような従来の水平軸型風力発電機は、風向に関係なく回転力を得ることはできても、後方に尾翼が必要であり、また、風速が低い場合にも回転力を得るためにはブレードを長くする必要があった。   However, for example, a conventional horizontal axis type wind power generator as shown in Patent Document 1 can obtain a rotational force when the wind speed is low, but can obtain a rotational force capable of generating power when the wind direction does not match. Did not. Further, for example, a conventional horizontal axis type wind power generator as shown in Patent Document 2 can obtain a rotational force regardless of the wind direction, but requires a tail fin in the rear, and also when the wind speed is low. In order to obtain rotational force, it was necessary to lengthen the blade.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、プロペラの羽(ブレード)が短く風力発電機全体として小型であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力が得られる形状の水平軸型風力発電機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a short propeller blade (blade), a small size as a whole wind power generator, and an efficient rotation force regardless of wind speed or wind direction. It is an object of the present invention to provide a horizontal axis type wind power generator having the obtained shape.

上記目的を達成するため、この発明は、水平回転軸の周りに、当該水平回転軸を中心として回転するプロペラ部を有し、主に前記プロペラ部の表側である前方からの風を受けて回転し、当該回転により発電する水平軸型風力発電機において、前記プロペラ部は、プロペラ中心部と、複数のブレードと、外周リングを備え、前記プロペラ中心部は、前記水平回転軸の前方の先端に取り付けられ、前記水平回転軸を中心軸として表側である前方を先端とした円錐形状をしているとともに、その裏側には平面部を有しており、前記複数のブレードは、前記水平回転軸および前記プロペラ中心部を中心として等角度間隔で放射状に、前記プロペラ中心部の周りに設けられており、かつ、それぞれのブレードは表裏対象の形状をしており、前記外周リングは、前記複数のブレードの外周部に設けられており、表側にも裏側にも風を受けるための凹凸を備えているとともに、当該凹凸は表裏対象に設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention has a propeller section that rotates around a horizontal rotation axis around the horizontal rotation axis, and mainly rotates by receiving wind from the front side, which is the front side of the propeller section. In the horizontal axis wind power generator that generates power by the rotation, the propeller unit includes a propeller center, a plurality of blades, and an outer peripheral ring, and the propeller center is located at a forward end of the horizontal rotation shaft. Attached, and has a conical shape with the front end being the front side with the horizontal rotation axis as the center axis, and has a flat portion on the back side, the plurality of blades, the horizontal rotation axis and The blades are provided radially around the center of the propeller at equal angular intervals around the center of the propeller, and each blade has a front-back object shape. , The are arranged on the outer peripheral part of the plurality of blades, together has irregularities for receiving wind on the back side to the front side, the relief is characterized in that provided on the front and back target.

この発明の水平軸型風力発電機によれば、プロペラ部の外周に外周リングをつけた上に、プロペラの中心部の形状とともに、ブレードおよび外周リングの形状を工夫したことにより、全方位からの風を受けて回転力を得ることができるため、プロペラの羽(ブレード)が短く風力発電機全体として小型で軽量であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力を得ることができる。   According to the horizontal axis type wind power generator of the present invention, the outer peripheral ring is attached to the outer periphery of the propeller portion, and the shape of the blade and the outer peripheral ring are devised together with the shape of the central portion of the propeller, so that the Since the rotating force can be obtained by receiving the wind, the blades of the propeller are short, the whole wind power generator is small and lightweight, and the rotating force can be efficiently obtained regardless of the wind speed or the wind direction.

実施の形態1における水平軸型風力発電機の外観の一例を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of an appearance of a horizontal axis wind power generator according to a first embodiment. 実施の形態1における水平軸型風力発電機のプロペラ部の一例を示す正面図である。FIG. 3 is a front view illustrating an example of a propeller unit of the horizontal axis wind turbine according to the first embodiment. 実施の形態1における水平軸型風力発電機のプロペラ部の側面図および斜視図である。FIG. 2 is a side view and a perspective view of a propeller unit of the horizontal axis wind turbine according to the first embodiment. 実施の形態1のプロペラ部におけるプロペラ中心部、ブレード、外周リングの断面形状を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional shape of a propeller center, a blade, and an outer peripheral ring in the propeller unit according to the first embodiment. 実施の形態2における水平軸型風力発電機の外観の一例を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of an appearance of a horizontal axis wind power generator according to a second embodiment. 実施の形態2における水平軸型風力発電機のプロペラ部の側面図および斜視図である。It is a side view and a perspective view of a propeller unit of a horizontal axis type wind power generator in a second embodiment.

この発明は、水平回転軸の周りに、当該水平回転軸を中心として回転するプロペラ部を有し、主にプロペラ部の表側である前方からの風を受けて回転し、当該回転により発電する水平軸型風力発電機に関するものである。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
The present invention has a propeller section that rotates around the horizontal rotation axis around the horizontal rotation axis, and rotates by receiving wind mainly from the front side, which is the front side of the propeller section, and generates power by the rotation. It relates to a shaft type wind power generator.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における水平軸型風力発電機1の外観の一例を示す概略斜視図である。この水平軸型風力発電機1は、水平回転軸(図示せず)、水平回転軸を中心として回転するプロペラ部2、支柱6を備えており、プロペラ部2は、プロペラ中心部3、複数のブレード4、外周リング5により構成されている。複数のブレード4は水平回転軸およびプロペラ中心部3を中心として等角度間隔で設けられている。また、ここでは、この水平軸型風力発電機1のプロペラ部2は、図1の矢印の方向に回転するものとして説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of an external appearance of a horizontal axis wind power generator 1 according to Embodiment 1 of the present invention. This horizontal axis type wind power generator 1 includes a horizontal rotation axis (not shown), a propeller section 2 rotating around the horizontal rotation axis, and a column 6, and the propeller section 2 includes a propeller center section 3, It comprises a blade 4 and an outer ring 5. The plurality of blades 4 are provided at equal angular intervals around the horizontal rotation axis and the propeller center 3. In addition, here, the description will be made assuming that the propeller unit 2 of the horizontal axis type wind power generator 1 rotates in the direction of the arrow in FIG.

図1における左方向を「前方」と呼ぶこととすると、従来の水平軸型風力発電機は、表側である前方からの風を受けると回転する。そして、水平回転軸の後方(図1における右方向)には、発電機等(図示せず)が接続されており、この水平軸型風力発電機1の回転により、その発電機等を動かすことができる。   If the left direction in FIG. 1 is referred to as “forward”, the conventional horizontal axis wind power generator rotates when it receives wind from the front side, that is, the front side. A generator or the like (not shown) is connected to the rear of the horizontal rotating shaft (rightward in FIG. 1), and the generator or the like is moved by rotation of the horizontal axis wind power generator 1. Can be.

この実施の形態1では、図1に示すように、水平回転軸の前方の先端にプロペラ中心部3が取り付けられ、4本のブレード4が水平回転軸およびプロペラ中心部3を中心として90度間隔で放射状に、プロペラ中心部3の周りに設けられている。なお、ここでは複数のブレード4が4本である場合を例に説明するが、複数のブレード4は水平回転軸およびプロペラ中心部3を中心として等角度間隔で放射状に、プロペラ中心部3の周りに配置されていればよく、例えば120度間隔で3本のブレードや、72度間隔で5本のブレードなど、他の角度および本数であってもよい。
そして、各ブレード4の風力による回転は、プロペラ中心部3を介して水平回転軸に伝えられ、水平回転軸に接続された発電機に伝達される。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a propeller center 3 is attached to a forward end of a horizontal rotation axis, and four blades 4 are spaced by 90 degrees about the horizontal rotation axis and the propeller center 3. Radially around the propeller center 3. Here, the case where the number of the plurality of blades 4 is four will be described as an example, but the plurality of blades 4 are radially arranged around the horizontal rotation axis and the propeller center 3 at equal angular intervals around the propeller center 3. Other angles and numbers may be used, for example, three blades at 120-degree intervals or five blades at 72-degree intervals.
Then, the rotation of each blade 4 due to the wind force is transmitted to the horizontal rotating shaft via the propeller center portion 3 and transmitted to the generator connected to the horizontal rotating shaft.

図2は、実施の形態1における水平軸型風力発電機1のプロペラ中心部3,複数のブレード4、外周リング5からなるプロペラ部2の一例を示す正面図である。また、図3は、実施の形態1における水平軸型風力発電機1のプロペラ部2の側面図および斜視図であり、図3(a)は側面図、図3(b)は表側(正面側、前方側)から見た斜視図、図3(c)は裏側(背面側、後方側)から見た斜視図である。   FIG. 2 is a front view showing an example of a propeller unit 2 including a propeller center part 3, a plurality of blades 4, and an outer peripheral ring 5 of the horizontal axis type wind power generator 1 according to the first embodiment. FIGS. 3A and 3B are a side view and a perspective view of a propeller unit 2 of the horizontal axis type wind power generator 1 according to Embodiment 1, FIG. 3A is a side view, and FIG. 3B is a front side (front side). , Front side), and FIG. 3 (c) is a perspective view seen from the back side (back side, rear side).

さらに、図4は、実施の形態1のプロペラ部2におけるプロペラ中心部3、ブレード4、外周リング5の断面形状を示す説明図である。図4(a)は、図2と同じプロペラ部2の正面図に、一点鎖線A−Aが追記されたものであり、図4(b)は、図4(a)に示す一点鎖線A−A断面を矢印B方向から見た側面図(図3(a)と同じ方向からの側面図)である。   FIG. 4 is an explanatory view showing a cross-sectional shape of the propeller center portion 3, the blade 4, and the outer peripheral ring 5 in the propeller portion 2 of the first embodiment. FIG. 4A is a front view of the same propeller unit 2 as FIG. 2 with a dashed-dotted line AA added thereto, and FIG. 4B is a dashed-dotted line A-A shown in FIG. FIG. 4 is a side view (a side view from the same direction as FIG. 3A) of the A section viewed from the arrow B direction.

図4(b)を見てもわかるように、プロペラ中心部3は、水平回転軸を中心として表側である前方を先端とした円錐形状をしており、従来の水平軸型風力発電機に比べると大きな中心部となっている。また、プロペラ中心部3を裏側(後方側)から見ると平面部を有しており、図3(c)に示すようにその中心に水平回転軸用穴30を備えている。プロペラ中心部3はこの水平回転軸用穴30を介して水平回転軸に取り付けられ、プロペラ部2が回転することにより、水平回転軸の後方に接続された発電機にその回転が伝達される。   As can be seen from FIG. 4 (b), the propeller center portion 3 has a conical shape with the front end on the front side with respect to the horizontal rotation axis as a center, and is compared with a conventional horizontal axis wind power generator. And has become a big heart. The propeller center portion 3 has a flat portion when viewed from the back side (rear side), and has a horizontal rotation shaft hole 30 at the center as shown in FIG. 3C. The central portion 3 of the propeller is attached to the horizontal rotating shaft through the hole 30 for the horizontal rotating shaft, and the rotation of the propeller portion 2 causes the rotation to be transmitted to a generator connected behind the horizontal rotating shaft.

通常、このようにプロペラ中心部3が表側である前方を先端として円錐形状に広がっていると前方からの風が外側へ逃げるため効率が悪くなるが、この実施の形態1では外周リング5があることにより、風が外側へ逃げていかない。また、風は中心より外側で受けた方が回転力も大きくなるため、プロペラ中心部3が大きいと回転力も大きくなる。さらに、強い風を受けた場合の強度という意味でも、大きなプロペラ中心部3であることによりプロペラ部2全体の強度が高い、というメリットがある。   Normally, if the propeller center portion 3 spreads in a conical shape with the front side being the front side as the front end, the wind from the front escapes to the outside and the efficiency becomes poor, but in the first embodiment, the outer peripheral ring 5 is provided. As a result, the wind does not escape to the outside. In addition, since the rotational force increases when the wind is received outside the center, the rotational force increases when the propeller center portion 3 is large. Further, in terms of strength when receiving a strong wind, there is a merit that the strength of the entire propeller unit 2 is high due to the large propeller center portion 3.

また、プロペラ部2の外側でより風を受けるように、複数のブレード4の外周部に外周リング5が設けられており、その外周リング5には風を受けるための凹凸51,52が備えられている(図2および図3(b)(c)参照)。ここで、凹凸51は外周リング5の表側(前方側)全体に連続して、凹凸52は外周リング5の裏側(後方側)全体に連続して設けられているとともに、それらの凹凸は表裏対象に設けられている。具体的には、表側(前方側)の凹凸51も、裏側(後方側)の凹凸52も、プロペラ部2の回転方向に対して、風を受ける方(風下の方)が長さが短く角度が急で、風の進む先の方が長さが長く角度が緩やかになっている。そして、このように表裏対象に凹凸が設けられていることにより、前方からだけでなく後方からの風も同じように受けることが可能となる。さらに、図3(b)(c)および図4(b)を見るとわかるように、外周リング5の凹凸51,52が設けられた部分は表側も裏側も内側に向かって傾斜がつけられており、このことによって斜め方向の風を受けることも可能となる。   Further, an outer peripheral ring 5 is provided on an outer peripheral portion of the plurality of blades 4 so as to receive more wind outside the propeller unit 2, and the outer peripheral ring 5 is provided with irregularities 51 and 52 for receiving the wind. (See FIGS. 2 and 3 (b) (c)). Here, the unevenness 51 is provided continuously on the entire front side (front side) of the outer peripheral ring 5, and the unevenness 52 is provided continuously on the entire back side (rear side) of the outer peripheral ring 5. It is provided in. More specifically, both the front and rear unevenness 51 and the rear and rear unevenness 52 have a shorter length and a shorter angle with respect to the rotation direction of the propeller unit 2 in the direction in which the wind is received (downward). However, the wind direction is longer and the angle is gentler. In addition, since the front and back objects are provided with the unevenness, it is possible to receive not only the wind from the front but also the wind from the back. Further, as can be seen from FIGS. 3 (b), 3 (c) and 4 (b), the portion of the outer peripheral ring 5 where the unevenness 51, 52 is provided is inclined inward on both the front side and the rear side. As a result, it becomes possible to receive wind in an oblique direction.

さらに、プロペラ中心部3と外周リング5との間に位置する複数のブレード4のそれぞれも、表裏対象の形状となっている。すなわち、ブレード4も凹凸51,52と同様に、表側(前方側)も裏側(後方側)も、プロペラ部2の回転方向に対して、風を受ける方(風下の方)が長さが短く角度が急で、風の進む先の方が長さが長く角度が緩やかになるように、表側(前方側)はプロペラ部2の前方に突出しており、裏側(後方側)はプロペラ部2の後方に突出している。そして、このような表裏対象の形状になっていることにより、表側も裏側も、長さが短く角度が急な部分の方が、長さが長く角度が緩やかな部分よりも空気の流れが速いので、揚力が得られて効率がよい。   Further, each of the plurality of blades 4 located between the propeller center portion 3 and the outer peripheral ring 5 also has a front-back object shape. That is, similarly to the unevenness 51, 52, both the front side (front side) and the back side (rear side) of the blade 4 are shorter in the direction of receiving the wind (leeward) with respect to the rotation direction of the propeller unit 2. The front side (front side) protrudes forward of the propeller unit 2 and the rear side (rear side) of the propeller unit 2 is steep so that the wind direction is longer and the angle is gentler. It protrudes backward. And, due to the shape of the front and back objects, the air flow is faster at the front and back sides at the portion where the length is short and the angle is steep than at the portion where the length is long and the angle is gentle. Therefore, a lift is obtained and the efficiency is high.

このように、この実施の形態1における水平軸型風力発電機1は、プロペラ部2の外周に外周リング5をつけた上に、プロペラ中心部3を前方から見て大きな円錐形状にするとともに、ブレード4も外周リング5も表裏対象の形状とし、かつ、外周リング5にも表側にも裏側にも全体に凹凸をつけたり内側に向かって傾斜をつけるなど形状を工夫したことにより、全方位からの風を受けて回転力を得ることができるため、プロペラの羽(ブレード4)が短く風力発電機1全体として小型で軽量であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力を得ることができるので、より効率よく発電することができる。   As described above, the horizontal axis type wind power generator 1 according to the first embodiment has the outer peripheral ring 5 attached to the outer periphery of the propeller section 2 and the propeller center section 3 formed into a large conical shape when viewed from the front. Both the blade 4 and the outer peripheral ring 5 have the shape of the front and back objects, and the outer ring 5 has a shape devised on both the front side and the rear side such that the entire surface is uneven or inclined inward, so that it can be viewed from all directions. Since the rotating force can be obtained by receiving the wind, the wings (blades 4) of the propeller are short, the whole wind power generator 1 is small and lightweight, and the rotating force can be efficiently obtained regardless of the wind speed or the wind direction. Therefore, it is possible to generate power more efficiently.

以上のように、この実施の形態1の水平軸型風力発電機1によれば、プロペラ部2の外周に外周リング5をつけた上に、プロペラ中心部3の形状とともに、ブレード4および外周リング5の形状を工夫したことにより、全方位からの風を受けて回転力を得ることができるため、プロペラの羽(ブレード4)が短く風力発電機1全体として小型で軽量であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力を得ることができる。   As described above, according to the horizontal axis wind power generator 1 of the first embodiment, the outer peripheral ring 5 is attached to the outer periphery of the propeller unit 2, and the blade 4 and the outer peripheral ring are formed together with the shape of the propeller center 3. By devising the shape of 5, it is possible to obtain a rotational force by receiving wind from all directions, so that the propeller wings (blades 4) are short, the wind power generator 1 as a whole is small and lightweight, and the wind speed is small. The rotational force can be obtained efficiently regardless of the wind direction.

実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2における水平軸型風力発電機10の外観の一例を示す概略斜視図である。この水平軸型風力発電機10は、水平回転軸(図示せず)、水平回転軸を中心として回転するプロペラ部20、支柱6を備えており、プロペラ部20は、プロペラ中心部3、複数のブレード4、外周リング50により構成されている。複数のブレード4は水平回転軸およびプロペラ中心部3を中心として等角度間隔で設けられている。また、ここでは、この水平軸型風力発電機10は、図5の矢印の方向に回転するものとして説明する。なお、図1で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
Embodiment 2 FIG.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of the external appearance of the horizontal axis wind power generator 10 according to Embodiment 2 of the present invention. The horizontal axis wind power generator 10 includes a horizontal rotation axis (not shown), a propeller section 20 that rotates about the horizontal rotation axis, and a support column 6. The propeller section 20 includes a propeller center section 3, a plurality of It is composed of a blade 4 and an outer ring 50. The plurality of blades 4 are provided at equal angular intervals around the horizontal rotation axis and the propeller center 3. In addition, here, the description will be made assuming that the horizontal axis wind turbine 10 rotates in the direction of the arrow in FIG. The same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

また、実施の形態2における水平軸型風力発電機10のプロペラ中心部3,複数のブレード4、外周リング50からなるプロペラ部20の一例を示す正面図、および、実施の形態2のプロペラ部20におけるプロペラ中心部3、ブレード4、外周リング50の断面形状を示す説明図は、実施の形態1における図2および図4に示す図と符号以外は同じであるので、図示および説明を省略する。ただし、プロペラ部20の側面図および斜視図については、実施の形態1における図3とは異なるものである。   Further, a front view showing an example of a propeller unit 20 including a propeller center part 3, a plurality of blades 4, and an outer peripheral ring 50 of the horizontal axis type wind power generator 10 according to the second embodiment, and a propeller unit 20 according to the second embodiment. 3 are the same as those shown in FIGS. 2 and 4 in the first embodiment, except for the reference numerals, and therefore, illustration and description thereof are omitted. However, the side view and the perspective view of the propeller unit 20 are different from those of the first embodiment shown in FIG.

図6は、実施の形態2における水平軸型風力発電機10のプロペラ部20の側面図および斜視図であり、図6(a)は側面図、図6(b)は表側(前方側)から見た斜視図、図6(c)は裏側(後方側)から見た斜視図である。なお、プロペラ部20におけるプロペラ中心部3、ブレード4、外周リング50の断面形状を示す説明図は、実施の形態1における図4と同じ形状であるので、図示および説明を省略する。   6A and 6B are a side view and a perspective view of a propeller unit 20 of the horizontal axis type wind power generator 10 according to Embodiment 2, FIG. 6A is a side view, and FIG. 6B is from the front side (front side). FIG. 6C is a perspective view seen from the back side (rear side). In addition, since the explanatory diagram showing the cross-sectional shape of the propeller center portion 3, the blade 4, and the outer peripheral ring 50 in the propeller portion 20 has the same shape as FIG. 4 in the first embodiment, the illustration and the description are omitted.

図6に示すように、プロペラ部20の外側でより風を受けるように、複数のブレード4の外周部に外周リング50が設けられており、風を受けるための凹凸51,52が備えられていること、凹凸51は外周リング5の表側(前方側)に連続して、凹凸52は外周リング5の裏側(後方側)に連続して設けられているとともに、それらの凹凸は表裏対象に設けられていること、表側(前方側)の凹凸51も、裏側(後方側)の凹凸52も、プロペラ部2の回転方向に対して、風を受ける方(風下の方)が長さが短く角度が急で、風の進む先の方が長さが長く角度が緩やかになっていること、および、外周リング50の凹凸51,52が設けられた部分は表側も裏側も内側に向かって傾斜がつけられていることは、実施の形態1における外周リング5と同じであるが、この実施の形態2における外周リング50では、さらに外周である側面にも連続して風を受けるための凹凸53が設けられている。そのため、側面方向からの風も受けることができる。   As shown in FIG. 6, an outer peripheral ring 50 is provided on an outer peripheral portion of the plurality of blades 4 so as to receive more wind outside the propeller unit 20, and irregularities 51 and 52 for receiving wind are provided. That is, the unevenness 51 is provided continuously on the front side (front side) of the outer peripheral ring 5, and the unevenness 52 is provided continuously on the back side (rear side) of the outer peripheral ring 5. Both the front-side (front side) unevenness 51 and the back-side (rear side) unevenness 52 have a shorter length and a shorter angle with respect to the rotation direction of the propeller unit 2 in the direction in which the wind is received (downward). Is steep, the direction of the wind is longer and the angle is gentler, and the part of the outer peripheral ring 50 where the irregularities 51 and 52 are provided is inclined inward on both the front side and the back side. What is attached is the outer peripheral rib in the first embodiment. Same as grayed 5, the peripheral ring 50, the irregularities 53 for receiving the wind also continuously on the side surface is a further outer periphery is provided in the second embodiment. Therefore, wind from the side direction can also be received.

また、この実施の形態2でも、プロペラ中心部3と外周リング50との間に位置する複数のブレード4のそれぞれも、表裏対象の形状となっている。すなわち、ブレード4も凹凸51,52と同様に、表側(前方側)も裏側(後方側)も、プロペラ部2の回転方向に対して、風を受ける方(風下の方)が長さが短く角度が急で、風の進む先の方が長さが長く角度が緩やかになるように、表側(前方側)はプロペラ部2の前方に突出しており、裏側(後方側)はプロペラ部2の後方に突出している。そして、このような表裏対象の形状になっていることにより、表側も裏側も、長さが短く角度が急な部分の方が、長さが長く角度が緩やかな部分よりも空気の流れが速いので、揚力が得られて効率がよい。   Also in the second embodiment, each of the plurality of blades 4 located between the propeller center portion 3 and the outer peripheral ring 50 has a front-back object shape. That is, similarly to the unevenness 51, 52, both the front side (front side) and the back side (rear side) of the blade 4 are shorter in the direction of receiving the wind (leeward) with respect to the rotation direction of the propeller unit 2. The front side (front side) protrudes forward of the propeller unit 2 and the rear side (rear side) of the propeller unit 2 is steep so that the wind direction is longer and the angle is gentler. It protrudes backward. And, due to the shape of the front and back objects, the air flow is faster at the front and back sides at the portion where the length is short and the angle is steep than at the portion where the length is long and the angle is gentle. Therefore, a lift is obtained and the efficiency is high.

このように、この実施の形態2における水平軸型風力発電機10は、プロペラ部20の外側に外周リング50をつけた上に、プロペラ中心部3を前方から見て大きな円錐形状にするとともに、ブレード4も外周リング50も表裏対象の形状とし、かつ、外周リング50にも表側にも裏側にも全体に凹凸をつけたり内側に向かって傾斜をつけ、さらに外周である側面にも凹凸をつけるなど形状を工夫したことにより、側面方向も含めた全方位からの風を受けて回転力を得ることができるため、プロペラの羽(ブレード4)が短く風力発電機10全体として小型で軽量であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力を得ることができるので、より効率よく発電することができる。   As described above, the horizontal axis type wind power generator 10 according to the second embodiment has the outer peripheral ring 50 attached to the outside of the propeller section 20 and the propeller center section 3 formed in a large conical shape when viewed from the front. Both the blade 4 and the outer peripheral ring 50 have the shape of the front and back objects, and the outer peripheral ring 50 has both the front side and the rear side with irregularities as a whole, or an inward slope, and the outer peripheral side surfaces with irregularities. By devising the shape, it is possible to obtain a rotational force by receiving wind from all directions including the side direction, so that the propeller blades (blades 4) are short, and the wind power generator 10 is small and lightweight as a whole, In addition, since the rotational force can be efficiently obtained irrespective of the wind speed and direction, power can be generated more efficiently.

以上のように、この実施の形態2の水平軸型風力発電機10によれば、プロペラ部20の外周に外周リング50をつけた上に、プロペラ中心部3の形状とともに、ブレード4および外周リング50の形状を工夫したことにより、全方位からの風を受けて回転力を得ることができるため、プロペラの羽(ブレード4)が短く風力発電機10全体として小型で軽量であり、かつ、風速や風向に関係なく効率よく回転力を得ることができる。   As described above, according to the horizontal axis type wind power generator 10 of the second embodiment, the outer peripheral ring 50 is attached to the outer periphery of the propeller unit 20 and the blade 4 and the outer peripheral ring are formed together with the shape of the propeller center part 3. Since the rotational force can be obtained by receiving wind from all directions by devising the shape of the wind turbine 50, the propeller blades (blades 4) are short, the overall size of the wind power generator 10 is small and lightweight, and the wind speed is small. The rotational force can be obtained efficiently regardless of the wind direction.

なお、この実施の形態2のように外周リング50の外周である側面にも凹凸53を設けることにより、側面方向からの風も受けることができるため、この実施の形態2におけるプロペラ部20については垂直軸型風力発電機にも使用することが可能となる。
また、この発明は風力発電機に関するものとして説明したが、送風機に転用することも可能である。すなわち、同じ構成の送風機としてもよい。
By providing the unevenness 53 also on the side surface that is the outer periphery of the outer peripheral ring 50 as in the second embodiment, wind from the side direction can be received. It can also be used for vertical axis wind power generators.
Further, the present invention has been described as relating to a wind power generator, but can be diverted to a blower. That is, a blower having the same configuration may be used.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, any combination of the embodiments, a modification of an arbitrary component of each embodiment, or an omission of an arbitrary component in each embodiment is possible within the scope of the invention. .

1,10 水平軸型風力発電機
2,20 プロペラ部
3 プロペラ中心部
4 ブレード
5,50 外周リング
6 支柱
30 水平回転軸用穴
51 外周リング5,50における表側(前方側)の凹凸
52 外周リング5,50における裏側(後方側)の凹凸
53 外周リング50における外周である側面の凹凸
1,10 Horizontal axis wind power generator 2,20 Propeller part 3 Propeller center part 4 Blade 5,50 Outer ring 6 Prop 30 Horizontal rotating shaft hole 51 Front side (front side) irregularities 52 in outer ring 5,50 Outer ring Unevenness 53 on the back side (rear side) of 5, 50

Claims (3)

水平回転軸の周りに、当該水平回転軸を中心として回転するプロペラ部を有し、主に前記プロペラ部の表側である前方からの風を受けて回転し、当該回転により発電する水平軸型風力発電機において、
前記プロペラ部は、プロペラ中心部と、複数のブレードと、外周リングを備え、
前記プロペラ中心部は、前記水平回転軸の前方の先端に取り付けられ、前記水平回転軸を中心軸として表側である前方を先端とした円錐形状をしているとともに、その裏側には平面部を有しており、
前記複数のブレードは、前記水平回転軸および前記プロペラ中心部を中心として等角度間隔で放射状に、前記プロペラ中心部の周りに設けられており、かつ、それぞれのブレードは表裏対象の形状をしており、
前記外周リングは、前記複数のブレードの外周部に設けられており、表側にも裏側にも風を受けるための凹凸を備えているとともに、当該凹凸は表裏対象に設けられている
ことを特徴とする水平軸型風力発電機。
A horizontal axis type wind turbine that has a propeller section that rotates around the horizontal rotation axis around the horizontal rotation axis, rotates mainly when receiving wind from the front side that is the front side of the propeller section, and generates electric power by the rotation. In the generator,
The propeller unit includes a propeller center, a plurality of blades, and an outer peripheral ring,
The central portion of the propeller is attached to a forward end of the horizontal rotation axis, has a conical shape with the front end being the front side with the horizontal rotation axis as the central axis, and has a flat portion on the back side. And
The plurality of blades are radially provided at equal angular intervals around the horizontal rotation axis and the propeller center, and are provided around the propeller center, and each blade has a front-back object shape. Yes,
The outer peripheral ring is provided on an outer peripheral portion of the plurality of blades, and has irregularities for receiving wind on both the front side and the rear side, and the irregularities are provided on the front and back objects. Horizontal axis wind generator.
前記外周リングは、前記凹凸が設けられた部分は表側も裏側も内側に向かって傾斜がつけられていることを特徴とする請求項1記載の水平軸型風力発電機。   2. The horizontal axis wind power generator according to claim 1, wherein a portion of the outer peripheral ring provided with the unevenness is inclined inward on both a front side and a rear side. 3. 前記外周リングは、さらに外周である側面にも風を受けるための凹凸を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の水平軸型風力発電機。   The horizontal shaft type wind power generator according to claim 1 or 2, wherein the outer peripheral ring further includes an unevenness for receiving wind on a side surface that is an outer periphery.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030235493A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-25 Daryoush Keyvani Wind turbine with tensile-type structure
US20080197639A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Mark Brander Bi-directional wind turbine
CN101387268A (en) * 2007-09-10 2009-03-18 张飞然 Wave force changing double-wind direction wind power plant
JP2009197752A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Masanobu Shintani Bidirectional wind rotary machine and wind turbine generator
US20110012363A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-20 Alfred Finnell Turbine wheel
US20110120108A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 Pioneer Energy Products, Llc Wind turbine
US20140361543A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Carlos Miro Wind powered apparatus having counter rotating blades

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030235493A1 (en) * 2002-06-04 2003-12-25 Daryoush Keyvani Wind turbine with tensile-type structure
US20080197639A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Mark Brander Bi-directional wind turbine
CN101387268A (en) * 2007-09-10 2009-03-18 张飞然 Wave force changing double-wind direction wind power plant
JP2009197752A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Masanobu Shintani Bidirectional wind rotary machine and wind turbine generator
US20110012363A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-20 Alfred Finnell Turbine wheel
US20110120108A1 (en) * 2009-11-25 2011-05-26 Pioneer Energy Products, Llc Wind turbine
US20140361543A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Carlos Miro Wind powered apparatus having counter rotating blades

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