JP2020105961A - 縦軸ロータ - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、縦長ブレードの上部と下部を通過する気流は、コアンダ効果によって、縦長ブレードの中心方向へ集まろうとして、回転に資する力が無駄になる。
本発明は、このような欠点を改善し、軽量で高速回転をする風水力用の縦軸ロータ及びその縦長ブレードを提供することを目的としている。
特に縦長ブレードにおける、上下内向弧曲部において前縁が、主部との境界から各内向弧曲部の端部へかけて、迎角を次第に大きくしてあるので、回転に伴って、上下の内向弧曲部の表面に沿って通過する気流は、縦主軸の近くにおいて、上または下方向に通過する気流は、上下内向弧曲部の大きな迎角部分を通過して内側方向へ入り込むコアンダ効果による高速気流により、回転方向への反作用として回転速度を高めるので、縦長ブレード全体の回転速度を高める効果が生じる。
一般的には、回転時の遠心部分よりも、縦主軸に近い部分のブレードの速度は遅いが、本発明においては、縦主軸に近い部分の回転速度が高くなるので、ブレード全体の回転速度が高くなり発電効率が高まる。
上下の内向弧曲部の前縁は、主部との境界から、上下の内向弧曲部の端部へかけて、迎角を次第に大としてあるので、上下の内向弧曲部では、その表面に沿ってコアンダ効果により高速となって、内側方向へ向いて通過することになり、その反作用で高速回転し、ブレード全体の速度を高速化させる。
内向弧曲部の表面に沿って通過する気流は、それぞれ内向きに通過するので、通過した高速気流が上下のロータの間において干渉をすることがない。
また内向弧曲部は、主部との境界部分から、内向弧曲部の先端へかけて、前縁が迎角を次第に大きくされているので、回転に伴って、内向弧曲部の表面を通過する気流は、コアンダ効果により高速化されて内側方向へ通過し、その反作用としてブレードは回転方向へ高速で回転するので、総体として縦長ブレードの回転速度が高まる。
図1において、縦軸ロータ1は、支柱2上に固定された発電機3を貫通して、回転可能に立設された縦主軸4に、複数(図では3枚)の揚力型の縦長ブレード5が配設されている。
下内向弧曲部5Cの先端部は、支柱2に接触しないように、外面に配置された環状取着材8に固定されている。
符号9は制御盤、10は街灯、12は通信用アンテナであり、電線の引かれていない山間地や海浜、小島等に配設することにより、携帯電話などの基地局の役割を果たすことができる。
ここにおいて、上下の内向弧曲部5B、5Cにおける左側面5Gは、水平線よりも内側へ入らないものとされる。
縦長ブレード5の横断面は、前例と同じく、上下の内向弧曲部5B、5Cの前縁は、主部5Aよりも大な迎角を持っている。
これによって、縦主軸4の撓みが抑止され、主部4Aは管体なので軽量であり、細軸4B部分は細いので、縦長ブレード5の回転時の遠心部と比較して回転速度が遅く、ベアリング16の負担を小とする。
ベアリング16の支持には、任意の免震部材20を介在させることができる。
従って、縦主軸4に固定される上下の取着部材6、6は同じ態様のものを使用して、上下の内向弧曲部5B、5Cの先端部が固定されている。
2.支柱
3.発電機
4.縦主軸
4A.主部
4B.細軸
5.縦長ブレード
5A.主部
5B.上内向弧曲部
5C.下内向弧曲部
5D.前縁(正面)
5E.後縁(背面)
5F.右側面
5G.左側面
5H.先端面
6.取着部材
7.中間取着部材
8.環状取着部材
9.制御盤
10.街灯
11.太陽光発電器
12.アンテナ
13.支持枠体
14.支柱
15.横枠体
15A.外枠
15B.支持杆
16.ベアリング
17、17A.筋交
18.免震台
19.発電機
20.免震部材
G.基盤
K.迎角
S.内側基準面線
T.回転円弧
そのため、縦長ブレードの上部と下部を通過する気流は、コアンダ効果によって、縦長ブレードの中心方向へ集まろうとして、回転に資する力が無駄になる。
本発明は、このような欠点を改善し、軽量で高速回転をする風水力用の縦軸ロータ及びその縦長ブレードを提供することを目的としている。
上下の内向弧曲部における各前縁端と後縁端とを直線で結ぶ迎角は、主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、それぞれ縦主軸に近づくに従って、主部の内側基準面線に対して迎角を次第に大きくしてなる縦軸ロータ。
各主部の上下部に連続して形成された内向弧曲部における、上部の内向弧曲部の先端部は、縦主軸の上部に固定された取着部材に固定され、前記各縦長ブレードの弦長は同長とし、上下の内向弧曲部における前縁は、それぞれ主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、それぞれ縦主軸に近づくに従って、主部の内側基準面線に対して、上下の内向弧曲部における各前縁端と後縁端とを直線で結ぶ迎角を次第に大きくしてなることを特徴とする縦軸ロータ。
主部の下部に連続して形成された各下内向弧曲部の先端部は、発電機を支持する支柱の外周に水平に配置される環状取着部材に一体に固定され、
前記各縦長ブレードの弦長は同長とし、上下の内向弧曲部における前縁は、主部との境界から上下の内向弧曲部の端部へかけて、縦主軸に近づくに従って、主部の内側基準面線に対して迎角を次第に大きくしてなる縦軸ロータ。
特に縦長ブレードにおける、上下内向弧曲部において前縁が、主部との境界から各内向弧曲部の端部へかけて、迎角を次第に大きくしてあるので、回転に伴って、上下の内向弧曲部の表面に沿って通過する気流は、縦主軸の近くにおいて、上または下方向に通過する気流は、上下内向弧曲部の大きな迎角部分を通過して内側方向へ入り込むコアンダ効果による高速気流により、回転方向への反作用として回転速度を高めるので、縦長ブレード全体の回転速度を高める効果が生じる。
一般的には、回転時の遠心部分よりも、縦主軸に近い部分のブレードの速度は遅いが、本発明においては、縦主軸に近い部分の回転速度が高くなるので、ブレード全体の回転速度が高くなり発電効率が高まる。
上下の内向弧曲部の前縁は、主部との境界から、上下の内向弧曲部の端部へかけて、迎角を次第に大としてあるので、上下の内向弧曲部では、その表面に沿ってコアンダ効果により高速となって、内側方向へ向いて通過することになり、その反作用で高速回転し、ブレード全体の速度を高速化させる。
内向弧曲部の表面に沿って通過する気流は、それぞれ内向きに通過するので、通過した高速気流が上下のロータの間において干渉をすることがない。
また内向弧曲部は、主部との境界部分から、内向弧曲部の先端へかけて、前縁が迎角を次第に大きくされているので、回転に伴って、内向弧曲部の表面を通過する気流は、コアンダ効果により高速化されて内側方向へ通過し、その反作用としてブレードは回転方向へ高速で回転するので、総体として縦長ブレードの回転速度が高まる。
図1において、縦軸ロータ1は、支柱2上に固定された発電機3を貫通して、回転可能に立設された縦主軸4に、複数(図では3枚)の揚力型の縦長ブレード5が配設されている。
下内向弧曲部5Cの先端部は、支柱2に接触しないように、外面に配置された環状取着部材8に固定されている。
符号9は制御盤、10は街灯、12は通信用アンテナであり、電線の引かれていない山間地や海浜、小島等に配設することにより、携帯電話などの基地局の役割を果たすことができる。
ここにおいて、上下の内向弧曲部5B、5Cにおける左側面5Gは、水平線よりも内側へ入らないものとされる。
縦長ブレード5の横断面は、前例と同じく、上下の内向弧曲部5B、5Cの前縁は、主部5Aよりも大な迎角を持っている。
これによって、縦主軸4の撓みが抑止され、主部4Aは管体なので軽量であり、細軸4B部分は細いので、縦長ブレード5の回転時の遠心部と比較して回転速度が遅く、ベアリング16の負担を小とする。
ベアリング16の支持には、任意の免震部材20を介在させることができる。
従って、縦主軸4に固定される上下の取着部材6、6は同じ態様のものを使用して、上下の内向弧曲部5B、5Cの先端部が固定されている。
2.支柱
3.発電機
4.縦主軸
4A.主部
4B.細軸
5.縦長ブレード
5A.主部
5B.上内向弧曲部
5C.下内向弧曲部
5D.前縁(正面)
5E.後縁(背面)
5F.右側面
5G.左側面
5H.先端面
6.取着部材
7.中間取着部材
8.環状取着部材
9.制御盤
10.街灯
11.太陽光発電器
12.アンテナ
13.支持枠体
14.支柱
15.横枠体
15A.外枠
15B.支持杆
16.ベアリング
17、17A.筋交
18.免震台
19.発電機
20.免震部材
G.基盤
K.迎角
S.内側基準面線
T.回転円弧
そのため、縦長ブレードの上部と下部を通過する気流は、コアンダ効果によって、縦長ブレードの中心方向へ集まろうとして、回転に資する力が無駄になる。
本発明は、このような欠点を改善し、軽量で高速回転をする風水力用の縦軸ロータを提供することを目的としている。
特に縦長ブレードにおける、上下内向弧曲部において前縁が、主部との境界から各内向弧曲部の端部へかけて、迎角を次第に大きくしてあるので、回転に伴って、上下の内向弧曲部の表面に沿って通過する気流は、縦主軸の近くにおいて、上または下方向に通過する気流は、上下内向弧曲部の大きな迎角部分を通過して内側方向へ入り込むコアンダ効果による高速気流により、回転方向への反作用として回転速度を高めるので、縦長ブレード全体の回転速度を高める効果が生じる。
一般的には、回転時の遠心部分よりも、縦主軸に近い部分のブレードの速度は遅いが、本発明においては、縦主軸に近い部分の回転速度が高くなるので、ブレード全体の回転速度が高くなり発電効率が高まる。
また、縦長ブレードは、上下の内向弧曲部のうち、下内向弧曲部の下端部は、上内向弧曲部よりも短く形成されているので、縦長ブレードの下部が、支柱上の発電機の位置よりも下方になるような時には、支柱の周囲に無接触で配置する環状取着部材に下内向弧曲部の下端部を固定することにより、縦長主軸を高くすることなく、縦長のブレードを配設することができる。
図1において、縦軸ロータ1は、支柱2上に固定された発電機3を貫通して、回転可能に立設された縦主軸4に、複数(図では3枚)の揚力型の縦長ブレード5が配設されている。
下内向弧曲部5Cの先端部は、支柱2に接触しないように、外面に配置された環状取着部材8に固定されている。
符号9は制御盤、10は街灯、12は通信用アンテナであり、電線の引かれていない山間地や海浜、小島等に配設することにより、携帯電話などの基地局の役割を果たすことができる。
ここにおいて、上下の内向弧曲部5B、5Cにおける左側面5Gは、水平線よりも内側へ入らないものとされる。
縦長ブレード5の横断面は、前例と同じく、上下の内向弧曲部5B、5Cの前縁は、主部5Aよりも大な迎角を持っている。
これによって、縦主軸4の撓みが抑止され、主部4Aは管体なので軽量であり、細軸4B部分は細いので、縦長ブレード5の回転時の遠心部と比較して回転速度が遅く、ベアリング16の負担を小とする。
ベアリング16の支持には、任意の免震部材20を介在させることができる。
従って、縦主軸4に固定される上下の取着部材6、6は同じ態様のものを使用して、上下の内向弧曲部5B、5Cの先端部が固定されている。
2.支柱
3.発電機
4.縦主軸
4A.主部
4B.細軸
5.縦長ブレード
5A.主部
5B.上内向弧曲部
5C.下内向弧曲部
5D.前縁(正面)
5E.後縁(背面)
5F.右側面
5G.左側面
5H.先端面
6.取着部材
7.中間取着部材
8.環状取着部材
9.制御盤
10.街灯
11.太陽光発電器
12.アンテナ
13.支持枠体
14.支柱
15.横枠体
15A.外枠
15B.支持杆
16.ベアリング
17、17A.筋交
18.免震台
19.発電機
20.免震部材
G.基盤
K.迎角
S.内側基準面線
T.回転円弧
Claims (7)
- 発電機に立設されている縦主軸に固定された、中間取着部材の放射方向へ突出する支持腕の先端に、複数の揚力型の縦長ブレードの主部が固定され、各主部の上下部に、先端を縦主軸方向へ弧曲する上下内向弧曲部が連続して形成され、該縦長ブレードの弦長は全体が同長とされ、上下の内向弧曲部における前縁は、主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、縦主軸に近づくに従って迎角を次第に大きくしてなることを特徴とする縦軸ロータ。
- 前記発電機が支柱上に固定され、その上に縦主軸が立設された態様において、縦主軸に固定された、中間取着部材の放射方向へ突出する支持腕の先端に、複数の揚力型の縦長ブレードの主部が固定され、各主部の上下部に連続して形成された上下の内向弧曲部の先端部は、縦主軸に固定された取着部材に固定され、前記各縦長ブレードの弦長は同長とし、上下の内向弧曲部における前縁は、主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、縦主軸に近づくに従って迎角を次第に大きくしてなることを特徴とする縦軸ロータ。
- 前記発電機が支柱上に固定され、その上に縦主軸が立設された態様において、縦主軸に固定された、中間取着部材の放射方向へ突出する支持腕の先端に、複数の揚力型の縦長ブレードの主部が固定され、各主部の上下部に連続して形成された上下の内向弧曲部の先端部は、縦主軸に固定された取着部材に固定され、主部の下部に連続して形成された下内向弧曲部の先端部は、発電機を支持する支柱の外周に配置される環状取着部材に一体に固定され、前記各縦長ブレードの弦長は同長とし、上下の内向弧曲部における前縁は、主部との境界から上下の内向弧曲部の端部へかけて、縦主軸に近づくに従って迎角を次第に大きくしてなることを特徴とする縦軸ロータ。
- 複数の支柱と複数の横枠体とで立体に組まれた支持枠体の内部の基盤に発電機が配置される態様において、発電機に立設された縦主軸に、複数のロータが多層状に配設され、各ロータにおける縦長ブレードの主部は、縦主軸に固定された、中間取着部材の放射方向へ突出する支持腕の先端に固定され、該主部の上下に縦主軸方向へ弧曲する弧曲部が形成され、該各縦長ブレードの弦長は同長とし、上下の内向弧曲部における前縁は、主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、縦主軸に近づくに従って迎角を次第に大きくして、その端部を縦主軸に固定された上下の取着部材に固定してなることを特徴とする縦軸ロータ。
- 縦主軸の周囲に、複数の揚力型の縦長ブレードを、取付部材を介して固定する縦軸ロータにおいて、縦長ブレードは、正面で主部の上下部に、軸方向に向いて弧曲する上下の内向弧曲部を形成し、その各内向弧曲部の先端面は垂直とし、弦長は全体に同長とされ、縦主軸方向を向く左側面は、略魚形の端面が顕示され、かつ上下の内向弧曲部における前縁が、主部との境界から上下の内向弧曲部の先端部へかけて、迎角を次第に大きくしてなることを特徴とする縦軸ロータの縦長ブレード。
- 前記縦長ブレードにおける上下の内向弧曲部のうち、下内向弧曲部の下端部は、上内向弧曲部よりも短く形成されていることを特徴とする請求項5に記載の縦軸ロータの縦長ブレード。
- 前記縦主軸は、主部は太管体とし、上下端部を細軸とし、細軸部分を支持枠体の上下の横枠体におけるベアリングで支持することを特徴とする請求項5または6に記載の縦軸ロータの縦長ブレード。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080267777A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Glenn Raymond Lux | Modified Darrieus Vertical Axis Turbine |
JP2010539378A (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-16 | フローティング ウィンドファームズ コーポレイション | 海上用垂直軸風力タービン並びにそれと関連したシステム及び方法 |
JP2012500940A (ja) * | 2008-08-27 | 2012-01-12 | ブライ・トワン・テオランタ | タービンならびにタービン用ローター |
JP2015129471A (ja) * | 2014-01-08 | 2015-07-16 | ヨネックス株式会社 | 風車、及び、風車翼 |
CN104863792A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-26 | 上海交通大学 | 具有扭角的垂直轴风力机弯曲叶片 |
JP2016176412A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 株式会社グローバルエナジー | 風車の免震装置 |
-
2018
- 2018-12-27 JP JP2018244518A patent/JP6837468B2/ja active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20080267777A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Glenn Raymond Lux | Modified Darrieus Vertical Axis Turbine |
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CN104863792A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-26 | 上海交通大学 | 具有扭角的垂直轴风力机弯曲叶片 |
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