JP3687055B2

JP3687055B2 - Wind power drive

Info

Publication number: JP3687055B2
Application number: JP11039096A
Authority: JP
Inventors: 小▲彌▼太山本
Original assignee: 小▲彌▼太山本
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JPH09273473A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、風により回転して駆動力を発生する風力駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、風力発電機等が存在するが、この従来の風力発電機はプロペラ型に形成されたものであり、強風状態では良好に回転するが、弱い風では良好に回転することができず、良好な駆動力が得られないという問題点があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、弱い風でも良好に駆動力を発生する風力駆動装置を提供せんことを目的とし、その要旨は、回転軸を中心に放射状に延びる複数の風受部を有する風車と、該風車の風向きと逆方向に回転する側の外周を覆い前記回転軸を中心として回動可能に設けられた略半円形のカバー体と、該カバー体から風向き方向に延出された風逃がし用の延出体と、該延出体の末端に、傾斜角度を調節可能に延出体に対し傾斜状にそれぞれ対向状に立設されて風を受けることにより前記カバー体を風向き方向に回動させる二股の方向翼体とを備えているとともに、前記カバー体の内周側には開閉可能に円弧状の開閉カバーが設けられ、該開閉カバーは、前記カバー体の開放縁に沿って前後方向に配設されたレール上を前方から吹く風の風圧により前後方向に移動できるように設けられた帆を介し、風の弱い状態では開閉カバーはカバー体の内側に収納されてカバー体の開放面積が大となり、強風時にはカバー体の開放面積が開閉カバーにより狭められてゆくように構成したことである。
【０００４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本例の風力駆動装置の斜視構成図であり、図２は、図１の縦断面構成図であり、また図３は、横断面構成図である。
図において、風力駆動装置１は、縦方向に設けられた回転軸２の外周で風を受けて回転する風車３と、この風車３の半周側を包囲して回転軸２を中心として回動可能なカバー体７と、このカバー体７から延出形成された延出体８と、延出体８の末端に立設された方向翼体９Ａ，９Ｂを主体として構成されており、前記風車３は本例では図３に示すように、回転軸２の外周に外嵌された６角形状の基部４から放射状に６本のアーム５，５，５，５…が外側に向かって延長されており、各アーム５の先端にそれぞれ皿状の風受部６，６，６が固定されたものとなっており、この風受部６は外周側が外方に傾斜して延びて風をより広範囲で受けることができるような形状に形成されている。
【０００５】
前記風車３の回転軸２の上端側にはベアリングＢが外嵌されており、このベアリングＢに前記カバー体７が回動可能に取り付けられたものとなっており、従って、カバー体７は回転軸２を中心として水平面内で回動できるものであり、カバー体７は、円筒を中心軸に沿って縦方向に切断したような略半円筒状に形成されており、図では左端側が垂直に開口する開放縁７ａとなっており、この開放縁７ａから右側に半円形状に湾曲して円弧部７ｂが形成され、この円弧部７ｂの上面には上面板７ｃが覆設されており、また、底側には底面部７ｄが覆設されたものとなっており、このカバー体７の内側で前記風車３の右半分がカバー体７の内周面に沿って水平方向に回転されるように組付けられている。
【０００６】
また、カバー体７から後方側に延出する前記延出体８は、カバー体７側が広く、後部に向かって縮小した一対の側面８ｂ，８ｂを有し、その一対の側面８ｂ，８ｂの上面側は上面８ａで覆蓋されており、底側は開口されたものとなっている。従って、カバー体７内に入った風をこの延出体８から後方側に導いて逃がすことができ、後側及び底側より風が良好に逃がされるように構成されている。また、前記方向翼体９Ａ，９Ｂは、前記延出体８の後端部に蝶番１０，１０を介し傾斜角度を調節可能に取り付けられたものであり、方向翼体９Ａ，９Ｂは延出体８に対し傾斜状にそれぞれ対向状に立設されて、風を受けることにより、風向き方向に前記カバー体７を指向させることができるように設けられたものである。
【０００７】
即ち、カバー体７の前端側から風が吹き付けると、この風が方向翼体９Ａ，９Ｂに当たることにより、前記カバー体７は回転軸２を中心として風向き方向に自動的に向けられるものであり、風はカバー体７の前端側から長手方向に開放縁７ａに沿い吹き付けられることとなる。このように吹き付けられる風は前記カバー体７の左側に露出する風車３の風受部６に当接して、風受部６は風により時計回りに回転力を与えられ、これにより回転軸２が回転されるものである。即ち、風車３は露出する側が風受部６で風を受けて時計回りに回転し、風の流れ方向と逆方向に回転する側となる右半分はカバー体７により覆われているため、この部分では風を受けることがなく、時計回りと逆方向に作用する風の力は良好にカバー体７により防がれることとなり、従って逆時計回りの力を受けることがなく、風車３は弱い風でも良好に時計回りに回転することができる。
【０００８】
なお、カバー体７の左側を後方側に吹き抜ける風により風車３が時計回りに回転された後に、風は延出体８に沿って後方側に良好に逃がされることとなる。なお、風向きが変わった場合には、前記方向翼体９Ａ，９Ｂが風の押圧力を受けて前記回転軸２を中心としてカバー体７を風向き方向に回転させ、風向きとカバー体７の開放縁７ａが同軸状となるように、常にカバー体２を風向き方向に指向させる作用を行なう。
【０００９】
なお、さらに本例では、前記カバー体７の内周側に開閉可能に円弧状の開閉カバー２０が設けられており、この開閉カバー２０の先端側の上面には支点棒１６が立設されており、支点棒１６にはワイヤー１３が連結されたものとなっており、ワイヤー１３は前記上面８ａ上に設けられた滑車１５及び前記方向翼体９Ａ，９Ｂの中央部上面に設けられた滑車１４を介し重り１２に先端を連結しており、この重り１２は方向翼体９Ａ，９Ｂの間に縦方向に固定されたガイド筒１１内で上下動できるように配置されている。
【００１０】
また、ワイヤー１３の前側はカバー体７の上面部７ｃの前端に設けられた滑車１７を通して帆１８に連結されており、この帆１８は、カバー体７の開放縁７ａに沿って前後方向に配設されたレール１９上を前後方向に移動できるように設けられている。従って、風の弱い状態では重り１２の重さが勝り、前記帆１８はカバー体７の前端側で停止した状態となっており、この状態では開閉カバー２０はカバー体７の内側に収納された状態で、カバー体７の左半面は開放された状態となり、良好に風を受けて前記風車３が回転されるものである。
【００１１】
なお、台風時等のような強風時には、前方から吹く風により前記帆１８が風圧により後方側へ移動し、即ち、重り１２の重さに勝る風圧がかかった場合に帆１８はレール１９に沿って後方側に移動し、この時には、ワイヤー１３を介し支点棒１６は前方側へ引っ張られるため、この支点棒１６とともに前記開閉カバー２０が前方側へ閉じられてゆく。従って、強風時にはカバー体７の左側の開放面積が開閉カバー２０により狭められてゆき、帆１８がレール１９の後端部まで移動した状態では開閉カバー２０は完全にカバー体７の前端側まで移動されて閉止されることとなり、この状態では、風車３の外周全域がカバー体７と開閉カバー２０で覆われることとなるため、風車３には風が当たらず、風車の破損を良好に防ぐことができるものとなる。
【００１２】
このように、強風時には風車３の破損等を良好に防ぐことができ、通常は、風の吹く側にカバー体７を正面に向かせて弱い風でも確実に風車３の風受部６で受けて風車３を回転させることができ、例えば図２に示すように、回転軸２を下方側へ延出して発電機２３に連結しておけば、弱い風でも発電機２３を回転させて発電することができ、良好な風力発電機として機能させることができるものとなる。
【００１３】
次に、図４では前記図１及び図２及び図３で示した風力駆動装置１を船体２１の上部部位に設置したものを示す。
即ち、図４では、船体２１の上部に風力駆動装置１を固定して、風力駆動装置１内の風車３を回転させて回転軸２を駆動するものであり、回転軸２は、船体２１に設けられたギヤボックス２２を介し減速等されて発電機２３にシャフト等を介し連結され、発電機２３を良好に駆動することができるものであり、なお、発電機２３に切替クラッチ２４等を設けて回転軸２の回転駆動力が船のスクリュー２５に伝達されるように構成しておくことができ、このように構成することにより、例えばヨットタイプのレジャー船に風力駆動装置１を取り付けることにより、弱い風でも良好に回転軸２を駆動させて、これによりスクリュー２５の回転力を得て風力により船体２１を推進させることができるものとなり、従来のヨットのようにマストとか帆の操作を行なう必要がなく、極めて操縦が楽なレジャー船とすることができ、別に設置したエンジンを停止させて、良好に風力により船の推進が可能となる。
【００１４】
なお、図５に示すような双胴船に前記風力駆動装置１を取り付ければ、より安定したレジャー船を得ることができ、右船体２１Ａと左船体２１Ｂ間に連結部材２６を設け、この連結部材２６上に風力駆動装置１を取り付けることができ、この風力駆動装置１の回転軸２の下端に図示しないスクリューを連結しておけば、風力駆動装置１で良好にスクリューを回転させ、双胴船を推進させることができ、極めて斬新なレジャー船を提供することができるものとなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の風力駆動装置は、回転軸を中心に放射状に延びる複数の風受部を有する風車と、該風車の風向きと逆方向に回転する側の外周を覆い前記回転軸を中心として回動可能に設けられた略半円形のカバー体と、該カバー体から風向き方向に延出された風逃がし用の延出体と、該延出体の末端に、傾斜角度を調節可能に延出体に対し傾斜状にそれぞれ対向状に立設されて風を受けることにより前記カバー体を風向き方向に回動させる二股の方向翼体とを備えているとともに、前記カバー体の内周側には開閉可能に円弧状の開閉カバーが設けられ、該開閉カバーは、前記カバー体の開放縁に沿って前後方向に配設されたレール上を前方から吹く風の風圧により前後方向に移動できるように設けられた帆を介し、風の弱い状態では開閉カバーはカバー体の内側に収納されてカバー体の開放面積が大となり、強風時にはカバー体の開放面積が開閉カバーにより狭められてゆくように構成したことにより、風向きに応じて方向翼体を介しカバー体を風の吹く方向に自動的に指向させることができ、確実に風車の風受部に風を受けさせて、弱い風によっても良好に風車を回転させることができ、風から逆向きに受ける力は前記カバー体により防がれているため、風力を１００％風車で回転力に変えることができ、回転軸に発電機を連結させておけば弱い風でも良好に発電させることができるものとなる。また、強風時には、前方から吹く風により帆が風圧により後方側へ移動し、カバー体の開放面積が開閉カバーにより狭められてゆき、帆がレールの後端部まで移動した状態では、風車の外周全域がカバー体と開閉カバーで覆われることとなるため、風車には風が当たらず、風車の破損を良好に防ぐことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】風力駆動装置の斜視構成図である。
【図２】図１の縦断面構成図である。
【図３】図１の横断面構成図である。
【図４】風力駆動装置を船に取り付けた概略構成図である。
【図５】風力駆動装置を双胴船に取り付けた状態の斜視構成図である。
【符号の説明】
１風力駆動装置
２回転軸
３風車
５アーム
６風受部
７カバー体
７ａ開放縁
８延出体
９Ａ，９Ｂ方向翼体
１１ガイド筒
１２重り
１３ワイヤー
１４，１５，１７滑車
１６支点棒
１８帆
１９レール
２０開閉カバー
２１，２１Ａ，２１Ｂ船体
２２ギヤボックス
２３発電機
２４切替クラッチ
２５スクリュー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a wind turbine driving device that generates driving force by rotating with wind.
[0002]
[Prior art and problems]
Conventionally, there are wind power generators, etc., but this conventional wind power generator is formed in a propeller type, and rotates well in strong wind conditions, but cannot rotate well in weak winds, good There was a problem that a sufficient driving force could not be obtained.
[0003]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a wind power driving device that generates a driving force satisfactorily even in a weak wind. A windmill having a plurality of wind receiving portions extending; a substantially semicircular cover body that covers an outer periphery of the windmill rotating in a direction opposite to the wind direction; and is provided to be rotatable about the rotation shaft; and the cover body A wind escape extension extending in the direction of the wind from the wind and an end of the extension so as to be able to adjust the tilt angle so as to be opposed to the extension so as to receive wind. The cover body is provided with a bifurcated directional wing body for rotating the cover body in the wind direction, and an arc-shaped opening / closing cover is provided on the inner peripheral side of the cover body so as to be openable and closable. A label disposed in the front-rear direction along the open edge of the cover body. When the wind is weak, the open / close cover is housed inside the cover body and the open area of the cover body is increased. In some cases, the open area of the cover body is narrowed by the opening / closing cover .
[0004]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of the wind power drive device of this example, FIG. 2 is a vertical sectional configuration diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a horizontal sectional configuration diagram.
In the figure, a wind turbine drive device 1 is rotatable about a rotating shaft 2 by surrounding a windmill 3 that receives wind on the outer periphery of a rotating shaft 2 provided in the vertical direction and rotating around the half circumference side of the windmill 3. A main cover body 7, an extension body 8 extending from the cover body 7, and directional wing bodies 9 A and 9 B standing at the end of the extension body 8. In this example, as shown in FIG. 3, six arms 5, 5, 5, 5... Are radially extended from a hexagonal base 4 fitted on the outer periphery of the rotating shaft 2. In addition, dish-shaped wind receiving portions 6, 6 and 6 are fixed to the tips of the respective arms 5, and the wind receiving portions 6 extend with the outer peripheral side inclined outward so that the wind is more widely spread. It is formed in a shape that can be received by.
[0005]
A bearing B is fitted on the upper end side of the rotating shaft 2 of the windmill 3, and the cover body 7 is rotatably attached to the bearing B. Therefore, the cover body 7 is rotated. The cover body 7 is rotatable in a horizontal plane around the axis 2, and the cover body 7 is formed in a substantially semi-cylindrical shape obtained by cutting the cylinder in the longitudinal direction along the central axis. The open edge 7a is open, curved in a semicircular shape on the right side from the open edge 7a to form an arc portion 7b, and an upper surface plate 7c is covered on the upper surface of the arc portion 7b. A bottom surface portion 7d is covered on the bottom side, and the right half of the windmill 3 is rotated in the horizontal direction along the inner peripheral surface of the cover body 7 inside the cover body 7. It is assembled to.
[0006]
The extension body 8 extending rearward from the cover body 7 has a pair of side surfaces 8b and 8b that are wide on the cover body 7 side and are reduced toward the rear, and the upper surfaces of the pair of side surfaces 8b and 8b. The side is covered with an upper surface 8a, and the bottom side is opened. Therefore, the wind that has entered the cover body 7 can be guided to the rear side from the extension body 8 and escaped, and the wind is preferably released from the rear side and the bottom side. The directional wing bodies 9A and 9B are attached to the rear end of the extending body 8 via hinges 10 and 10 so that the inclination angle can be adjusted. The directional wing bodies 9A and 9B are extended bodies. 8 are provided so as to be opposed to each other in an inclined manner so that the cover body 7 can be directed in the wind direction by receiving wind.
[0007]
That is, when the wind blows from the front end side of the cover body 7, the wind hits the directional wing bodies 9A and 9B, so that the cover body 7 is automatically directed in the direction of the wind around the rotating shaft 2, The wind is blown from the front end side of the cover body 7 along the open edge 7a in the longitudinal direction. The wind blown in this way contacts the wind receiving portion 6 of the windmill 3 exposed on the left side of the cover body 7, and the wind receiving portion 6 is given a rotational force in the clockwise direction by the wind. It is to be rotated. That is, the wind turbine 3 is rotated clockwise by receiving wind at the wind receiving portion 6 on the exposed side, and the right half which is the side rotating in the direction opposite to the flow direction of the wind is covered by the cover body 7. The wind force acting in the direction opposite to the clockwise direction is prevented by the cover body 7 without receiving wind at the portion, and therefore the counterclockwise force is not received, and the windmill 3 has a weak wind. But it can rotate clockwise well.
[0008]
In addition, after the windmill 3 is rotated clockwise by the wind blowing through the left side of the cover body 7, the wind is well escaped to the rear side along the extended body 8. When the wind direction is changed, the directional wing bodies 9A and 9B receive wind pressure and rotate the cover body 7 in the wind direction around the rotary shaft 2 so that the wind direction and the open edge of the cover body 7 are rotated. The cover body 2 is always directed to the wind direction so that 7a is coaxial.
[0009]
Further, in this example, an arc-shaped opening / closing cover 20 is provided on the inner peripheral side of the cover body 7 so as to be openable / closable, and a fulcrum bar 16 is erected on the upper surface of the distal end side of the opening / closing cover 20. Further, a wire 13 is connected to the fulcrum bar 16, and the wire 13 is a pulley 15 provided on the upper surface 8a and a pulley 14 provided on the upper surface of the central part of the directional wing bodies 9A and 9B. The tip of the weight 12 is connected to the weight 12, and the weight 12 is arranged so as to move up and down in the guide cylinder 11 fixed in the vertical direction between the directional wings 9 </ b> A and 9 </ b> B.
[0010]
The front side of the wire 13 is connected to a sail 18 through a pulley 17 provided at the front end of the upper surface portion 7 c of the cover body 7, and the sail 18 is arranged in the front-rear direction along the open edge 7 a of the cover body 7. It is provided so that it can move in the front-rear direction on the rail 19 provided. Therefore, the weight 12 has a higher weight when the wind is weak, and the sail 18 is stopped at the front end side of the cover body 7. In this state, the opening / closing cover 20 is housed inside the cover body 7. In this state, the left half surface of the cover body 7 is opened, and the windmill 3 is rotated by receiving the wind well.
[0011]
When the wind is strong, such as during a typhoon, the sail 18 moves backward due to wind pressure from the front, that is, when the wind pressure that exceeds the weight of the weight 12 is applied, the sail 18 follows the rail 19. At this time, since the fulcrum bar 16 is pulled forward via the wire 13, the opening / closing cover 20 is closed together with the fulcrum bar 16 toward the front side. Therefore, when the wind is strong, the open area on the left side of the cover body 7 is narrowed by the opening / closing cover 20, and when the sail 18 moves to the rear end of the rail 19, the opening / closing cover 20 moves completely to the front end side of the cover body 7. In this state, since the entire outer periphery of the windmill 3 is covered with the cover body 7 and the opening / closing cover 20, the windmill 3 is not exposed to wind, and the windmill is prevented from being damaged well. Will be able to.
[0012]
In this way, damage to the windmill 3 and the like can be satisfactorily prevented during strong winds. Usually, the cover body 7 is directed to the front side of the wind and the wind receiving portion 6 of the windmill 3 reliably receives even weak winds. The windmill 3 can be rotated. For example, as shown in FIG. 2, if the rotating shaft 2 is extended downward and connected to the generator 23, the generator 23 is rotated to generate power even in a weak wind. Can be made to function as a good wind power generator.
[0013]
Next, FIG. 4 shows the wind power drive device 1 shown in FIGS. 1, 2, and 3 installed in the upper part of the hull 21.
That is, in FIG. 4, the wind power driving device 1 is fixed to the upper part of the hull 21, the windmill 3 in the wind power driving device 1 is rotated to drive the rotating shaft 2, and the rotating shaft 2 is connected to the hull 21. The motor 23 is decelerated or the like through the gear box 22 provided and is connected to the generator 23 through a shaft or the like, so that the generator 23 can be driven well. The generator 23 is provided with a switching clutch 24 and the like. Thus, the rotational driving force of the rotary shaft 2 can be transmitted to the screw 25 of the ship, and by configuring in this way, for example, by attaching the wind drive device 1 to a yacht type leisure ship In this way, the rotating shaft 2 can be driven well even in a weak wind, whereby the rotational force of the screw 25 can be obtained and the hull 21 can be propelled by the wind force. Operation it is not necessary to, can be very maneuver and effortless leisure boats, stops the engine is installed separately, it is possible to satisfactorily promote the ship by the wind.
[0014]
If the wind power drive device 1 is attached to a catamaran as shown in FIG. 5, a more stable leisure ship can be obtained, and a connecting member 26 is provided between the right hull 21A and the left hull 21B. The wind drive device 1 can be mounted on the wind turbine 26. If a screw (not shown) is connected to the lower end of the rotary shaft 2 of the wind drive device 1, the wind drive device 1 can rotate the screw well, and the catamaran This makes it possible to provide a very innovative leisure ship.
[0015]
【The invention's effect】
The wind power drive device of the present invention covers a wind turbine having a plurality of wind receiving portions extending radially around the rotation axis, and an outer periphery on the side rotating in the direction opposite to the wind direction of the wind turbine, and is rotatable about the rotation shaft A substantially semi-circular cover body provided on the windshield , an extension body for wind escape extending from the cover body in the wind direction, and an extension body with an adjustable tilt angle at the end of the extension body It is provided with a bifurcated directional wing that is erected so as to be opposed to each other in an inclined manner and rotates the cover body in the wind direction by receiving wind, and can be opened and closed on the inner peripheral side of the cover body An arc-shaped opening / closing cover is provided on the rail, and the opening / closing cover is provided so as to be movable in the front-rear direction by the wind pressure of the wind blowing from the front on the rail disposed in the front-rear direction along the open edge of the cover body. When the wind is weak, the open / close cover is Open area becomes large inside are accommodated in the cover body over body, at the time of high winds by open area of the cover body is configured as Yuku narrowed by opening and closing the cover, the cover body through the direction blade body in accordance with the wind direction The wind turbine can be directed automatically in the direction of the wind, and the wind receiver of the wind turbine can be surely received, and the wind turbine can be rotated well even by weak wind. Since it is prevented by the cover body, the wind power can be changed to a rotational force by a 100% windmill, and if a generator is connected to the rotating shaft, it is possible to generate electric power well even in a weak wind. . Also, in strong winds, the sail moves backward due to wind pressure from the wind, the open area of the cover body is narrowed by the open / close cover, and the sail moves to the rear end of the rail. Since the entire area is covered with the cover body and the opening / closing cover, the windmill does not hit the wind, and the windmill is effectively prevented from being damaged .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective configuration diagram of a wind power drive device.
FIG. 2 is a longitudinal sectional configuration diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional configuration diagram of FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram in which a wind drive device is attached to a ship.
FIG. 5 is a perspective configuration diagram of a state in which the wind drive device is attached to the catamaran.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power drive device 2 Rotating shaft 3 Windmill 5 Arm 6 Wind receiving part 7 Cover body 7a Open edge 8 Extension body 9A, 9B Directional wing body 11 Guide cylinder 12 Weight 13 Wire 14, 15, 17 Pulley 16 Support rod 18 Sail 19 Rail 20 Open / close cover 21, 21A, 21B Hull 22 Gear box 23 Generator 24 Switching clutch 25 Screw

Claims

A windmill having a plurality of wind receiving portions extending radially about the rotation axis, and a substantially semicircular shape that covers the outer periphery of the windmill rotating in the direction opposite to the wind direction and is rotatable about the rotation axis a cover body, and extending member for relief wind that extends in the direction of the wind direction from the cover member, the end of the extending member, each face shape inclined with respect to adjustably extending body tilt angle And a bifurcated directional wing for rotating the cover body in the wind direction by receiving the wind, and an arc-shaped opening / closing cover is provided on the inner peripheral side of the cover body so as to be openable and closable. The open / close cover is weak in wind through a sail provided so as to be movable in the front-rear direction by the wind pressure blown from the front on the rail disposed in the front-rear direction along the open edge of the cover body. In the state, the open / close cover is stored inside the cover body. Open area becomes large bar body, a wind driven device during strong winds, wherein the open area of the cover body is configured as Yuku narrowed by opening and closing the cover.