JP3559995B1

JP3559995B1 - 垂直発電機の風車

Info

Publication number: JP3559995B1
Application number: JP2003383121A
Authority: JP
Inventors: 守山本; 恭子山本
Original assignee: 守山本
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: JP2005113896A

Abstract

【課題】従来の多くの風力発電機は、風力を９０°変換して使用する方式であるから、分力で使用効率は良いとは云へない、又高所固定であるから、保守管理も困難且つ危険であった、受風面積も風力の素通り面積が比較的多く、検討すべき問題があった、垂直型発電機に於いても、半径に作用する逆作用の風力を、如何に防ぐかの問題が有った
【解決手段】回転翼の周囲に固定したガイド翼を配して、受風面積を増大し、逆風も回転用に変換して逆風を皆無とし、ガイド翼により受風を増速傾向として回転翼に誘導し、ガイド翼と放物線形状の回転翼とにより、放物線の頂点に集中する如く、風力を受け渡して、能率の増大を計り、且つ回転翼の周囲を固定翼で囲んだので、安全なものとなった。
【選択図】図１

Description

本発明の属する技術分野

本発明は、垂直型風力発電機に使用する、風車に係わるものである。

従来風力発電の多くは、風力に対向したプロペラ方式が使用されている、然し此の方式
は風力を９０°変換して使用のため、風力を分力して使用し、之が最大の効率は羽根の対
向角度が４５°が最高であり、従って風力を最大５０％以下に於いて使用している、然も
回転翼の使用している面積に対して、風力を使用している面積は、羽根の面積のみで、他
の面積は風力の素通りで、風力の利用効率は有効といえない、その他風切り音の防止に、
羽根に捻れを行う等あるが、風力の変化に伴い、適切な角度の対応は理論的にも困難で、
風切り音の原因となっている、その他高所固定のため、保守管理が困難且つ危険である、
等の問題点や風の方向に向きを絶えず変更する等の問題点があり、一般家庭用としても無
理な点が有った。

次いで垂直型風力発電機に於いては、多様な形状の物が有るが、受風面の半径に於ける逆
回転の風速を、如何に防ぐかの難点等があり、之がと思う物は、無かった。

特願２００１−２４８３６１

発明が解決しようとする課題

本願は先に２００１−２４８３６１により出願し、出願後有効な案を見いだし、補正に
於いて訂正を試みたが、訂正仕切れず、改めて出願する物である。
従来のプロペラ型に於いては、安全性や風力の利用率等を考慮するならば、一般家庭用と
しては不向きである、よって垂直型風力発電機を考慮したが、之とて安全性に欠げ、例え
ばクロスフロー型等に就いても、風力の利用率等満足した物で無かった、依って垂直型に
して風力の利用効率もよく、且つ安全性も有る物を考慮するに至った。

課題を解決するための手段

即ち本発明は、垂直型風力発電機で、直接回転翼に風力を受ける機構の周囲に固定したガイド板を当設して、安全且つ風力の効率を高める事を、考えると同時に、逆風の防止を考えた、また修理点検等も楽に出来る様に、構造をユニット化し、組立分解積層等も楽に出来る様な構造を考えた。

先に本発明の構造に就いて説明する、図１に示す組図は、図２於いて示すＡ−Ａ断面の
平面図でる、図２は本発明の組図の、側面図である、図３に示す図は回転翼の平面図であ
り、図４に示す図は回転翼２の側面図である、図５に示す図はガイド板７の平面図であり
、図６に示す図は支柱９に取り付けた、ガイド板７の側面図である、

図３及び図４の風車について説明する、図３は回転軸芯１の周囲に、放物線状の回転翼
２を複数個当設した図である、図４はユニット化した２個の風車を、重ね合はせて組んだ
側面図で、回転軸芯１の先端は段付として、複数のボルト３により、接合したものである
、此の２個の風車は、上下の支え板４により支えられ、芯軸５と発電機取り付け板６に支
えられ、回転を行う、下部の機構は後述する。

図５及び図６のガイド板７について説明する、図５に示すガイド板７は両端を勾配に切
った長い薄板を、図６に示すＡと云う寸法に、長いコ型に折り曲げたガイド板７で、之を
複数個接合して円筒状に製作した物である、図６に示す図は之を２個重ねて、上下の保持
板８によって保持し、支柱９によって組立たものである。

図１及び図２に就いて説明する、図１に示す組図は、回転可能な風車図３と、図５に示
す、固定可能なガイド板７とを組合わせた平面図で、図２示す組図のＡ−Ａ断面図である
、図２に示す組図は図１に示す組図の側面図である、上下２個の風車をボルト３により一
体化して、下部に発電機取り付け板６を介して、発電機１０を当設し、発電機の下部はベ
アリング１１によって支えられ、上部は芯軸５とベアリング１１によって支えられて、風
車は発電機１０と一体となって回転する、図６に示すガイド板７は、ガイド板７の部分を
上下の保持板８と共に支柱９によって固定され、風車は発電機１０と共に、上下の保護板
８によって支えられて回転し、図２に示す如く、内部において回転する風車の周囲に対応
して、固定した図５に示すガイド板７を構成した、機構を示す。

図２に示す構図は、２段重ねの構図であるが、之を数段重ねんとすれば、ボルト３を外し
支柱９を長くすることにより、回転軸芯１の接続部分を、同一形状に製作することにより
、際限無く重ねる事が出来る。

発明の効果

先ずプロペラ型と本発明の、風力の効率の違いに就いて、説明する、図７に於いてＢ−
Ｃ線をプロペラの受風面とし、水平の矢印を風力の方向とする、垂直の矢印は羽根の回転
方向として、羽根の角度は４５°とする（４５°以外は効率が落ちる）今Ａ−Ｂを風力と
して、之を４５°に分力するならば、Ａ−Ｃを引き出す事ができ、更に之を分解してＡ−
Ｄを引き出す事が出来る、このＡ−Ｄが回転力で、図解で示す通り受風の５０％以下が回
転力である、之に対し本願発明の効率について説明する。
図１において説明する、垂直矢印の方向より、受風したとする、この時全面受風するが仮
にＡの面に受風したとして、此の風量はＢなる開口に圧縮されて進み、其の圧縮比はＡと
Ｂの比によって決まるのであるが、現実には簡単にはでない、実験に待つしか無いが、何
れにしても圧縮の方向に有る事は間違い無い、今プロペラ式と受風面積が同じと考えるな
らば、片方は半減され、片方は直風を更に圧縮傾向に作用する事となり、本願発明が遙か
に効率が高いといえる。

従来の垂直型風力発電機と比較対照する、従来の垂直型は、半径の片側は逆風を受ける
、本発明は図１に見る如くガイド板７により、逆風は殆ど皆無と云って良く、逆風も回転
力に変えている。

風力の使用面積について、プロペラ方式は使用円の面積に対し、羽根面のみの使用であ
るが、本発明は全面使用であるので、規模はそれほど小さく出来る。

放物線弧状の回転翼２と、ガイド板７は、絶えず合対して放物線形を構成して、風力を
其の頂点に送り込むので、回転半径を極力外径に寄せる事が出来、又圧縮傾向にある風力
を頂点に集中するので、非常に有効に回転力を得ることが出来る。

図２に示す様にボルト３を外して、支柱９を長くすることで、図３の回転翼２と図５の
ガイド板７をユニット化して於けば、設置する各地の風力の差に応じて、段数を変える事
で、多様に安価に製作する事が出来る。

図１に示す如く回転翼２の周囲を、固定のガイド板７で取り囲んでいるので、安全であ
る、従って一般家庭用としても、適当である。

風力は風速そのままを、圧縮傾向に使用しているので、比較的低速で使用出来、高さも
低く製作でき、保守管理も楽である

プロペラ型の羽根は、取り付け部より末端まで周速が異なる為、羽根の角度と風速と一
致せず、風切り音が出やすいが、本発明は直風そのままを羽根に受けて、作動するので風
切り音は出にくい。

以上の特性に加え従来の垂直型発電機の特性、例えば風力の方向は何れの方向も満足す
る等を、付け加えるならば、尚多くの応用範囲の提供を加える事が出来る。

本発明の実施形態を示す組図の矢印部分の断面平面図本発明の実施形態を示す組図の側面の断面図回転翼の断面平面図回転翼の断面側面図ガイド板の矢印部分の断面平面図ガイド板の２段重ねて支柱に取り付けた断面の側面図プロペラの角度と風力関係の説明図

符号の説明

１回転軸芯
２回転翼
３ボルト
４支え板
５芯軸
６発電機取り付け板
７ガイド板
８保持板
９支柱
１０発電機
１１ベアリング
１２発電機保持枠

Claims

ガイド板７と、保持板８と、発電機保持枠１２、とにより形成した固定部分の内部に、回転軸芯１と、支え板４と回転翼２と、発電機１０とでなる回転部分を装着して、回転翼２は放物線状に成形し、ガイド板７は放物線状の補助的角度に整列して、回転翼２の周囲を取り囲み、反転力の領域の風力までも回転力に変えて、圧縮増速し乍ら回転翼２の、放物線状の頂点に向かって集中誘導して、効率良く風力の受け渡しを行う方式とした、垂直発電機の風車。