JP4090810B2 - Savonius type windmill - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば風力発電などに用いられるサボニウス型風車に関する。
【0002】
【従来の技術】
サボニウス型風車は、羽根車が風力によって効率良く回転するため、設計耐風速を越えるような強風下では、過度に高速回転をしてしまい、強度的に耐えられず、破損してしまうことがある。また、サボニウス型風車を例えば風力発電に用いるような場合は、強風時の発電機保護の対策を講じておく必要もある。
【0003】
本発明は、このような背景において、強風下でも破損することなくそれをかわすことができ、また、風力発電に用いる場合にも発電機を保護することができるサボニウス型風車を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、羽根車に備えられた対の円弧状断面羽根がそれぞれ、偏心位置から回転中心位置の側に移動することができるようになされていることを特徴とするサボニウス型風車によって解決される。
【0005】
この風車では、強風下において、対の円弧状断面羽根がそれぞれ偏心位置から回転中心位置の側に移動することで、強風をかわし、それによって破損するのを防がれる。また、風力発電に用いる場合には、羽根車がこのように強風をかわせることによって過度の高速回転を抑えられ、発電機を保護することができる。
【0006】
また、上記の課題は、羽根車に備えられた対の円弧状断面羽根がそれぞれ、その円弧方向の中間部位置においてヒンジで内向きに屈折し円弧方向の両端が接近した閉じ状態になることができるようになされていることを特徴とするサボニウス型風車によっても解決される。
【0007】
この風車では、強風下において、対の円弧状断面羽根がそれぞれ内向きに屈折し円弧方向の両端が接近した閉じ状態になることで、強風をかわし、破損するのを防がれる。また、風力発電に用いるような場合には、羽根車がこのように強風をかわせることで過度の高速回転を抑えられ、発電機を保護することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0009】
図1(イ)に示す第1実施形態のサボニウス型風車は風力発電に用いられるもので、1は羽根車であり、図示しないフレームに回転自在に保持され、この羽根車1の回転が発電部2に伝えられて発電し、その発電した電気が蓄電部9に蓄えられるようになされている。
【0010】
上記の羽根車1は、対の円弧状断面羽根3,3と、上下の円板4,4とを備えている。そして、上下の円板4,4にはそれぞれ、図1(ロ−1)(ロ−2)に示すように、対のレール5,5が回転中心位置6を挟む両側を互いに平行に延ばされていると共に、各円弧状断面羽根3,3の上下の端部において円周方向の両端部にピン7…が突設されており、一方の円弧状断面羽根3のピン7…が、回転中心位置6を挟む一方のレール5と係合し、また、もう一方の円弧状断面羽根3のピン7…が、回転中心位置6を挟むもう一方のレール5と係合することで、対の円弧状断面羽根3,3がそれぞれ、風力を受けて羽根車1を回転させる偏心位置と、風力による回転をしないあるいは抑えられる回転中心位置6の側との間で行き来をすることができるようになされている。
【0011】
そして、対の円弧状断面羽根3,3を偏心位置に保持したり、回転中心位置6の側に移動させたり、回転中心位置6の側に保持したりする駆動手段が、図示しないけれども備えられている。この駆動手段としては、例えば、円板4側に固定した駆動手段としてのシリンダーのロッドを円弧状断面羽根3のピン7と連結した構造のものなどを用いることができる。
【0012】
その場合に、上記のようなシリンダー等の駆動手段を、スイッチなどの操作部を操作してマニアルでコントロールしたり、あるいは、風速や羽根車1の回転数を検知センサーで検知し制御手段がセンサーの検知信号に基づいて自動でコントロールするようになどなされていてよい。
【0013】
あるいはまた、通常時は対の円弧状断面羽根3,3がバネ等の付勢手段による付勢力で偏心位置に保持され、強風時には羽根車1の回転遠心力や風力による流体力学的な力などによって円弧状断面羽根3,3が偏心位置から回転中心位置の側に移動していき、これらの力の釣り合い関係やロック機構などによって円弧状断面羽根3,3が回転中心位置6の側に保持されるようにする機構が用いられてもよい。もちろん、これらに限らず種々の機構が用いられてよい。
【0014】
上記のサボニウス型風車では、図2(イ)に示すように、通常の風W1が吹いている時は、対の円弧状断面羽根3,3が偏心位置に位置保持されることによって、羽根車1は効率良く回転し、図1(イ)に示す発電部2も効率良く発電する。そして、強風W2時には、図2(ロ)に示すように、対の円弧状断面羽根3,3が回転中心位置6の側に移動しその位置に位置保持されることによって、強風をかわし、羽根車1の回転も抑えられて破損が防がれる。これによりまた、強風時の発電部2のローターの回転も抑えられ、発電部2も保護される。
【0015】
図3に示す第2実施形態のサボニウス型風車に用いられている羽根車1は、円弧状断面羽根3,3のそれぞれが、円弧方向の中央部の一箇所において二つの分割羽根材3a,3aに分割され、これら分割羽根材3a,3aがヒンジ結合3bされており、それによって、円弧状に開いた状態から、内向きに屈折し、円弧方向の両端が接近した閉じ状態となることができるようになされている。なお、この動作を実現するため、上下の円板4,4にレール5…が設けられ、これらレール5…に各円弧状断面羽根3,3のピン7…が移動自在に係合されている。
【0016】
そして、本実施形態では、各円弧状断面羽根3には、これらを開き状態に保持するバネなどの付勢手段が備えられると共に、分割羽根材3a,3a間に羽根閉じ手段としてのパラシュート8が備えられている。このパラシュート8は、円弧状断面羽根3の凹所面に通常の風が作用しただけでは開かず、強風による風圧が作用してはじめて開き、それによって、強風時に、円弧状断面羽根3,3を付勢手段による付勢力に抗して閉じ状態にする誘導力を生じさせるものである。
【0017】
上記のサボニウス型風車では、図4(イ)に示すように、通常の風W1が吹いている時は、対の円弧状断面羽根3,3がそれぞれ円弧状に開いた状態に保持されることによって、羽根車1は効率良く回転し、発電部も効率良く発電する。そして、強風W2時には、図4(ロ)に示すように、その風圧によって、パラシュート8が開き、その閉じ誘導力によって左右の分割羽根材3a,3aが内向きに屈折し円弧状断面羽根3,3が閉じた状態になる。それによって、強風がかわされ、羽根車1の回転も抑えられて破損が防がれる。これによりまた、強風時の発電部のローターの回転も抑えられ、発電部も保護される。
【0018】
なお、第2実施形態のタイプにおいて、通常時は対の円弧状断面羽根3,3がバネ等の付勢手段による付勢力で開き状態に保持され、強風時には円弧状断面羽根3,3が、その回転遠心力や風力によるその他の流体力学的な力などによって開き状態から閉じ状態へと変化していき、これらの力の釣り合い関係やロック機構などによって閉じ状態に保持されるようになされた機構などが用いられてもよい。
【0019】
もちろん、各円弧状断面羽根3,3を開き状態から閉じ状態にするシリンダーなどの駆動手段を備えさせ、この駆動手段を、マニアルでコントロールしたり、あるいは、風速や羽根車1の回転数を検知センサーで検知し制御手段がセンサーの検知信号に基づいて自動でコントロールするようになどなされていてもよいし、開き状態から閉じ状態にする手段に特段の制限はない。
【0020】
また、各円弧状断面羽根3,3が、強風時にヒンジ結合部3bで屈折して周方向の両端が接近状態となればよく、各円弧状断面羽根3の閉じた時の位置や閉じた時の向きに特段の制限はない。また、各円弧状断面羽根は、周方向の2箇所以上の位置でヒンジ結合されたものであってもよい。
【0021】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、本発明のサボニウス型風車が風力発電に用いられる場合を示しているが、風力発電以外の用途に用いられてもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、以上のとおりのものであるから、強風下でも破損することなくそれをかわすことができ、また、風力発電に用いる場合にも発電機を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のサボニウス型風車を示すもので、図(イ)は側面図、図(ロ−1)は羽根車の上部を示す分解斜視図、図(ロ−2)は羽根車の下部を示す分解斜視図である。
【図2】図(イ)は通常の風が吹いている時の羽根車の平面断面図、図(ロ)は強風時の羽根車の平面断面図である。
【図3】第2実施形態のサボニウス型風車を示すもので、羽根車の分解斜視図である。
【図4】図(イ)は通常の風が吹いている時の羽根車の平面断面図、図(ロ)は強風時の羽根車の平面断面図である。
【符号の説明】
1…羽根車
2…発電部
3…円弧状断面羽根
3b…ヒンジ
6…回転中心位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Savonius type windmill used for wind power generation, for example.
[0002]
[Prior art]
Savonius type windmills rotate efficiently with wind power, so the impeller rotates excessively at high wind speeds exceeding the design wind speed, and may not be strong enough to be damaged. . Further, when a Savonius type windmill is used for wind power generation, for example, it is necessary to take measures to protect the generator during strong wind.
[0003]
In such a background, the present invention provides a Savonius type windmill that can dodge it without being damaged even under strong winds, and can protect a generator even when used for wind power generation. And
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by a Savonius type windmill characterized in that each pair of arcuate section blades provided in the impeller can move from the eccentric position to the rotation center position. The
[0005]
In this windmill, the pair of arc-shaped cross-section blades move from the eccentric position to the rotation center position side under the strong wind, so that the strong wind can be avoided and the damage can be prevented. Moreover, when using it for wind power generation, excessive high-speed rotation can be suppressed and the generator can be protected by applying the strong wind to the impeller in this way.
[0006]
In addition, the above problem is that the pair of arcuate cross-section blades provided in the impeller are each refracted inward by a hinge at a middle position in the arc direction, and are in a closed state in which both ends in the arc direction are close to each other. It can also be solved by a Savonius-type windmill characterized by being able to do so.
[0007]
In this windmill, the pair of arc-shaped cross-section blades are refracted inward and closed in a close state where both ends in the arc direction are close to each other under strong wind, thereby preventing strong winds from being damaged. Moreover, when using it for wind power generation, an excessively high-speed rotation can be suppressed and an electric generator can be protected because an impeller makes a strong wind in this way.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
The Savonius-type windmill according to the first embodiment shown in FIG. 1 (a) is used for wind power generation.
[0010]
The
[0011]
The pair of
[0012]
In such a case, the driving means such as the cylinder as described above is controlled manually by operating an operation unit such as a switch, or the wind speed and the rotational speed of the
[0013]
Alternatively, the pair of
[0014]
In the above Savonius type windmill, as shown in FIG. 2 (a), when the normal wind W1 is blowing, the pair of arc-
[0015]
The
[0016]
In this embodiment, each
[0017]
In the above Savonius type windmill, as shown in FIG. 4 (a), when the normal wind W1 is blowing, the pair of
[0018]
In the type of the second embodiment, the pair of arc-shaped
[0019]
Of course, a drive means such as a cylinder for turning each of the arc-shaped
[0020]
Further, each
[0021]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, although the Savonius type windmill of the present invention is used for wind power generation in the above embodiment, it may be used for applications other than wind power generation.
[0022]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, it is possible to dodge it without being damaged even under strong winds, and it is possible to protect the generator even when used for wind power generation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a Savonius-type wind turbine according to a first embodiment, in which FIG. (A) is a side view, FIG. (B-1) is an exploded perspective view showing an upper part of the impeller, and (B-2) is a blade. It is a disassembled perspective view which shows the lower part of a vehicle.
FIG. 2A is a plan sectional view of an impeller when a normal wind is blowing, and FIG. 2B is a plan sectional view of the impeller during a strong wind.
FIG. 3 is an exploded perspective view of an impeller showing a Savonius-type windmill according to a second embodiment.
FIG. 4A is a plan sectional view of the impeller when normal wind is blowing, and FIG. 4B is a plan sectional view of the impeller when the wind is strong.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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- 2002-07-31 JP JP2002222276A patent/JP4090810B2/en not_active Expired - Fee Related
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