JP4154715B2 - 垂直軸型翼車装置 - Google Patents

Description

本発明は、風力エネルギーや水力エネルギー等の流体エネルギーを利用した装置に用いられる垂直軸型翼車装置であって、特に低風速タイプとして知られているサボニウス型の一種である複数の翼を有したクロスフロー形風車に似た外見の翼車であり、風車用は当然ながら水車用としても適用できる垂直軸型翼車装置に関するものである。

翼車である風車には、「翼・羽・ブレード・プロペラ」等と呼び名は異なっても、風力エネルギーを受ける主要部分と、そのエネルギーを伝達するための回転軸とがある。
更に、その回転軸が、風向に対して平行なプロペラ型で代表される水平軸型と、垂直方向に直立した垂直軸型とに分けられる。

前者は翼に生ずる揚力の回転方向成分によって回転する風車で揚力形と呼ばれるが、低速風域では起動が非常に困難という欠点がある。
その点、垂直軸型は抗力形と呼ばれ、翼に風が当ると抗力によって回転力向成分の力、起動するトルクが発生する上、風の力向に関係なく回転する利点がある。すなわち、低速風域用として大変有利な風車であるといえる。

したがって、従来の垂直軸型翼車を、その装置としての活用先をみると、主として風力発電用として開発されていることが分かる。また、事実、風力利用の方がより早く開発を求められていると言えよう。
それ故、本発明における諸説明は、主として風力利用の風車用として説明を進めることにする。すなわち、当分の間は垂直軸型翼車を垂直軸型風車と称して説明する。
なお、垂直軸型風車の風を受ける部分の呼称に、翼・羽・ブレード等が用いられているが、本文においては従来技術の説明を含めて全てを「翼」として表現することにする。

垂直軸型風車には、バトル型、サボニウス型、ジャイロミル型、ダリウス型等がある。
従来、これらの風車には夫々について数多くの種類が提案されているが、いずれのものもその翼は、回転軸に直接か、回転軸から伸びた腕の先端に固定されているものが殆どである。次に、幾つかの従来例を紹介する。

低速風タイプであるサボニウス型風車を用いた従来例は、風力発電装置として翼の形状に特徴があって、翼は回転軸に直角な横断面が曲面の翼の受風部となる凹面に続く直線部の流出部の端辺を、凹面と逆方向へ巻き上げＳ字状形とすることで、強度向上と気流の出入りに対する抵抗を減少させるようにして発電効率を向上させる発明の名称「風力発電装置」というものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、翼の回転軸を中心として、その翼の外周辺の上下には円形の固定枠があり、その固定枠の周囲には等間隔に固定枠から外に向かうように設置された複数の固定翼を備え、この固定翼の存在によって翼の外側の風を翼に導入しやすいようにして発電効率を向上させる発明の名称「サボニウス型風車及びサボニウス型風車を利用した風力発電装置」というものがある（例えば、特許文献２参照。）。

また更に、この発明に外見上似たクロスフロー形風車のようなものとして、中央の出力用の回転軸であるシャフトから放射状に延びたアームがあって、その先端部に夫々縦方向の軸を中心として回転可能な回転体があり、流体を受けて回転体を回転させるべく、回転体に枢支軸を中心にして回転角度の変更を自在になるよう立設された翼を備えた発電装置であり、これら各翼は夫々前翼・中翼・後翼の３つから構成されていて、揚力発生が可能のように風向に合せて３つの部分で変形自在になるようにしている。
そして、別にある流体方位検出手段の検出によって得る流体方位に基づいて各翼を所定の回転角度位置に姿勢変更させて効率を向上させるようにした発明の名称「発電装置」というのが提案されている（例えば、特許文献３参照。）

更に、毎秒１ｍの風速から回転するという小型の風力発電装置の風車で、回転軸を中心として５枚の翼を円筒状に配置し、風車が水平方向に回転する垂直軸型風車としたものが安価なコストにできるとして紹介されている（例えば、非特許文献１参照。）。

特開平１１−３４３９５９号公報（〔００１６〕、図２） 特開平１１−０６２８１３号公報（〔００１９〕、図１） 特開２００３−１５５９７２号公報（〔０００６〕〜〔０００９〕、図１、図５） 日経産業新聞２００３年１１月５日付Ａ１３第二部地球環境経済人サミット特集「家庭が変わる」の風力発電記事。

しかしながら、特許文献１の風力発電装置においては、回転軸を挟んだ翼の形状そのものが、凹曲面を相対してＳ字状形として風の流通抵抗を低減できたとしても、翼は回転軸に固定されて設けられているから、翼が回転移動して風上側に向かうときは、翼の裏側へかなりの風圧抵抗が掛かるという問題が残されている。

また、特許文献２のサボニウス型風車においては、回転軸に固定された翼があり、その翼の外周囲に複数の固定枠が翼の回転する接線方向へ４５度程の角度で外向きになるよう等間隔に固定させて、翼の外部を通る風の翼への取込み量の増加と、逆に風に逆らって動く側の翼に当る風の量は減らすことができるとしているが、これでも翼が回転して風上側に向かうときの翼の裏側への風圧抵抗の減少は十分とはいえない。

特許文献３の本発明に外見上似たものは、回転軸を中心として放射状に伸びた複数のアームの端に翼を設けたものとしている。そして、その夫々の翼は前翼・中翼・後翼の３つに分かれていて、別にある流体方位検出手段にて風向を検知し、その風向に対して揚力発生が最大となるように、変形円状の制御レールの存在とも相俟って変形自在に回転角度を変更させて全体として効率よく回転軸であるメインシャフトを回すものとしている。
したがって、最も理想的な装置といえようが、流体方位検出手段を必要とするし、翼自体が３分割されているから、夫々を動かすための諸機構を必要とされ、何としても構成が複雑で高価なものとならざるを得ない上に部品数が多いからメンテナンスも大変である。

非特許文献１の風力発電の風車も、翼の断面を「つ」の字形にして風を取込みやすくしただけの構成自体はシンプルだが、翼の裏面が風上側と風下側に位置した時に最も強く風の抵抗を受けるという問題は残っている。

これらの従来例は、いずれも翼が回転軸や回転軸から伸びた腕にほぼ固定状態とした構成である。そのために、回転して風下より風上に移動する際、翼の裏側にかなりの風圧抵抗を生する欠点があるので、その解決のためには上記特許文献３のような複雑な構造とならざるを得なかったのであろう。
本発明の目的は、比較的簡単な構造で安価に提供でき、どの方向からの微風でも回転し始め、低風速域でも有効な回転が得られる垂直軸型翼車装置を提供することである。

本発明の垂直軸型翼車装置の基本的な構成を、分かりやすいように一実施例である図１に基づいて説明する。なお、図１と図８を除く他の平面図には、本発明の構成を理解しやすいように、中心線や同心円を細い点線で描いてある。

従来技術である回転軸１を中心とし、これに直交するよう上下に翼回転軸支持体２を間隔を有して平行に設け、両翼回転軸支持体２の間隔の周縁辺部には、回転軸１と平行な翼回転軸３と翼衝止棒体４とを立設し、この翼回転軸３を芯として自在に回動し、少なくとも一部分が回動して翼衝止棒体４に衝止し、しかも高さを翼回転軸３の長さに近いものとする長方形状の面部を有する翼５を設けた翼回転軸３・翼衝止棒体４・翼５にて翼車１組の基本単位を構成し、この１組の基本単位と隣の基本単位との間が全て等間隔となるように複数組を夫々配設して成る垂直軸型翼車装置において、翼衝止棒体４を、回転軸１と翼回転軸３を結ぶ線上から回転軸１を回転させる方向へずらした位置に設け、翼５を翼衝止棒体４に接しさせた時に、その翼５の短辺の向きが回転させる方向にて隣の翼５の面部を指す状態になるよう構成したことを特徴とする垂直軸型翼車装置としたのである。

上記の翼５の形状は、全体として長方形状の面部を有したものだから、その短辺を上下側とする。また、短辺の断面形状は、図８のように飛行機の翼の断面に似た流線型とするのが最良である。なお、回動する翼５の翼回転軸３が、翼５の短辺にて一端から適宜ずれた位置にあって基本単位を構成するようにした垂直軸型翼車装置とする。
なお、翼５における翼回転軸３のずれる位置とは、翼回転軸３を芯にして翼５の翼尾８を持って、翼衝止棒体４から１８０度回転させた時に、翼５の短い翼頭７部が、翼衝止棒体４の反対側に衝止するような位置とするのである。

また、回動する翼５の翼回転軸３が、翼５の短辺の一端部にあって基本単位を構成するようにした垂直軸型翼車装置とするもよい。
その際、図７に示したように、翼５の一方の長辺に接する位置から両翼回転軸支持体２の外周に沿い、かつ、その上下間隔長に渡って垂直遮蔽板６を設けたものとするもよい。
更に、上記にて垂直遮蔽板６のない各例においては、図５に示したように翼衝止棒体４を、翼回転軸３の左右両方に設けたものとするもよい。

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なお、翼回転軸支持体２を、回転軸１から放射状に延びたアームとしてもよいが、円盤状として取り入れた流体が上下方向には流出しないようにする方がべターである。

これら上述の各例の翼衝止棒体４の立設する位置は、本発明に重要な意味を持つものである。すなわち、回転軸１が回転した際に、翼５が最も効率がよくエネルギーを受け止められるように、流体エネルギーの到来方向に向けて翼５の短辺が直交するような位置であること。同時に、流体エネルギーの損失が最小となるよう流体の流れる向に翼５の短辺が平行状態となる位置とする。この両者を満足する位置に設けなければならないのである。

しかしながら、単にこのことだけでは本発明の効果を満足に引き出すことはできないのである。その理由を図２と図３にて説明する。なお、両図とも両翼回転軸支持体２に翼５を４枚設けた基本単位４組もので示したし、流体としては風にて説明する。
両図の下方にある大きな矢印が風向を表している。そしていずれの図においても、回転軸１の回転方向は時計と反対方向すなわち左回りになるものとした。

図２のように、翼回転軸３と翼衝止棒体４を全て回転軸１の中心を通る線上に相対するよう配置させれば、翼５は翼回転軸３を軽く自由に回転するようにしてあるので、翼５の一部が翼衝止棒体４に衝止して、回転軸１の右側の翼５だけが風向に直交するようになって強く風を受け、他の３カ所の翼５は風向に平行となるから風の抵抗が最小となり、最も効率がよいように考えられそうだが実際は間違いである。
なお、鎖線で表したものは翼５が反転した状態である。このように、反転しても夫々の翼５の向きは変わらないから効果に大した変化は生じない。

図３、全ての翼衝止棒体４だけを右方へ僅かにずらしたものである。僅かにずらしただけで風が当る翼５の姿勢はこのように変化するのである。それと共に回転軸１の回転がスムーズに行われるようになるのである。
すなわち、右方と上方の翼５は翼衝止棒体４に衝止するが、左方と下方の翼５は風の流れのために風向と平行になり翼衝止棒体４とは離れる状態となるのである。
風が下方からこの装置内に入って来ると、右方の翼５に当たって回転トルクを発生させ、風は右方の翼５に沿って斜め上方に流れて上方の翼５に当たることになる。
右方の翼５と上方の翼５の向きは直交方向にあるから、右方からの上方の翼５に当った風は上方の翼５でも回転トルクを発生させる効果を生ずるのである。

上方の翼５に当った風は、図３において上方やや右へと流れ去るのである。鎖線で表したものは翼５が反転した状態である。このように、反転しても夫々の翼５の向きは変わらないかから効果に大した変化は生じない。

図２のものでは何故スムーズな回転にならないのだろうか、その理由として考えられるのは、図２の右方の翼５の方が図３の右方の翼５の場合よりも、風向に対して直交状だから、その翼５そのものでは大きな回転トルクを発生させるが、当った風のその後の行方に問題があるのである。
つまり、跳ね返った風は下方の翼５や左方の翼５にも当ってしまい、両者の翼５の向きまで変えそうとするから、風の流れに大きな乱れを生じて、元々ある風向のエネルギーを打ち消しあい、結果として回転エネルギーとなり難いからだと考えられるのである。したがって、本発明の翼車を風車としての利用に際しては、図２のような姿勢となる翼５の配置は採用しない。

これら本発明の垂直軸型翼車装置は、上述したように風力エネルギーを動力源とする風車として、また、水力エネルギーを動力源とする水車として活用させるなど、両者に適用できるものである。更に、それらのエネルギーを動力として、直接利用する機構等へ連結することも、発電機に連結することもできることは当然である。

このような本発明の垂直軸型翼車装置によると次のような効果が得られる。
（ア）翼回転軸３を芯にして自由に回動し、かつ、一端が翼衝止棒体４に衝止する翼５であるとして翼車１組の基本単位を構成したから、翼衝止棒体４の位置を最適な所に選定することにより、回転軸１に対する翼５の向きを定めることが容易にできるので、夫々の翼５の配置に伴う風流の軌跡を考慮し、翼５が流体エネルギーを受けて最も効率よくエネルギー交換ができ得て、回転軸１がスムーズに回転するようになったのである。

（イ）また、翼回転軸３は翼５を、円滑に自由回動する構造とすることで、流体エネルギーが微力であっても翼５が回り始めることができるようになり、当然、翼５の向きは翼衝止棒体４に当接しない位置では自然に流体の流れる方向に平行状態となるから、従来例のような翼裏面への風の抵抗を心配する必要がなくなって、流体エネルギーの損失は最小となったのである。

（ウ）翼衝止棒体４を、翼回転軸３の左右両側に設けたものは、翼５の翼回転軸３に対する回動範囲が制限されることにより、遠心力等による振り回しを抑えて、翼衝止捧体４と衝止する時の衝撃力を小さくでき、耐久性を向上させることができる。
さらに、図示はしていないが、衝止力を小さくするため、翼５と翼衝止棒体４にショックアブソバーの素材を設ける。

（エ）翼回転軸支持体２を円盤状としたものは、回転軸１に直交するよう上下に翼回転軸支持体２を互いに平行に設けたこと、長方形状の翼５の高さを上下の翼回転軸支持体２間に近い長さとしたことによって、翼５の面積に相当する上下の翼回転軸支持体２間を占有する形となることにより、翼５が受けた流体エネルギーを上下方向には逃がさない効果を有して効率を挙げることができる。

（オ）上述のことから、風水力両用ではあるが、比較的簡単な構造にて安価に製造でき、翼５が流体の到来側より流体の流出側に回転する際は多くの流体エネルギー圧を受け得て、翼５が流体の流出側より流体の到来側に回転するときは、翼５に受ける流体エネルギー圧抵抗を極力少なくすることができるから、流体として風ならどの方向からの微風でも回転し始め、低風域でも有効な回転をすることができるようになり得たのである。

本発明を風力利用に最適なものとして考慮すれば、水平回転方式の翼車装置で、中心に回転動力を取り出すための回転軸１があり、この回転軸１に直交するよう上部と下部に設ける翼回転軸支持体２は単純に円盤とする。この円盤である翼回転軸支持体２の外周近傍で回転軸１と平行に、細長い翼回転軸３とそれに近接して同様に細長い丸棒の翼衝止棒体４を設け、この翼回転軸３を芯に容易に回動し、かつ、一端が翼衡止棒体４に衝止する長方形の翼５を有して１組の翼車の基本単位とする。

この翼車の基本単位を、円盤である翼回転軸支持体２の外周辺に沿った近傍に等間隔に配置する構造とするのであるが、配置する翼車の基本単位の数は図１乃至図５及び図７のように最低でも４組は必要であり、期待する出力や、流体が風か水かでも装置の大きさが異なるから何とも言えないが、図６のように６組とするが最良といえよう。

ここで翼５の形状について考察すると、長さ方向では長方形とするが、その短辺での断面形状は、流体の中で用いるから好ましくは図８に示すような飛行機の翼のように流線型とし、翼回転軸３は翼５の中に隠される方が好ましいといえる。
図８では、翼５中の翼回転軸３のある位置が翼頭７側に近づいており、その間隔は実験の結果、翼尾８端と翼回転軸３間が５であるとすると、翼頭７端と翼回転軸３間が３となる程度が好ましい結果が得られている。

図４では、図８のような形状の翼５として描いてあるが、それ以外の図の翼５は模式的に黒色の細長い矢印として描いたが、これらにも翼頭７・翼尾８を用いて説明する。
なお、翼５に流れる流体の最良の軌道を維持するために、翼尾８の延長線上に、軟質で自由になびくような適当な長さの補助翼９を付加させるのよい。

風下に位置した上方の翼５は、風の真下（図３の上方）を過ぎた辺りから、風下のため風力エネルギーが弱まるから、遠心力の方が勝って、翼尾８は翼衝止棒体４から離れて左回りに回転を始め、その時の翼尾８には遠心力と相俟って風の流れも加担するから、急に翼５は翼回転軸３を芯に１８０度反転し、翼５の翼尾８は翼回転軸支持体２の外方へ最も離れた状態になるのである。図３の上の鎖線で示した状態だが、実際にはもう少し左方へ回った位置で起る。（図６の鎖線で示したものも同様に反転する前後の状態を示した。）
その後の動作は、前述のように左方と下方の翼５の姿勢となって、風の流れに平行になり風圧抵抗を極力少なくして回転エネルギーの損失を少なくして、この装置は支障なく回転できるのである。

この風力エネルギーは、回転トルクを発生しようと翼衝止棒体４を介して翼回転軸支持体２と共に回転軸１を反時計方向へ回し、回転軸１から回転エネルギーとして動力を取り出せるのである。更に、右方の翼５に当った風の流れは、上方の翼５に当ってここでも回転トルクを発生させて、図３の右上方向へ抜け去ることになるのである。実際には上記した間に、翼回転軸支持体２は左回りに回転しているから、風の経路は上述とはやや左方にずれることになる。

回転軸１の回転速度が高まってくると、遠心力の発生によって、全ての翼５が翼回転軸３を芯として回転し、その翼尾８を翼回転支持体２の外方へ飛び出させようとする。
しかし、遠心力は風力により生ずる翼回転軸支持体２の回転によって発生するものであるから、風力がなければ遠心力は生じない。したがって、通常の場合、この遠心力は風力エネルギーには及ばないから、風の強い風上、すなわち、左方と下方の位置に回って来た時の翼５の向きは、遠心力より風力の方が勝って、常に始動時と同じ向きのまま、すなわち風向に平行のまま翼尾８は風下に向いていることになる。

風下に位置した上方の翼５は、風の真下（図３の上方）を過ぎた辺りから、風下のため風力エネルギーが弱まるから、遠心力の方が勝って、翼尾８は翼衝止棒体４から離れて左回りに回転を始め、その時の翼尾８には遠心力と相俟って風の流れも加担するから、急に翼５は翼回転軸３を芯に１８０度反転し、翼５の翼尾８は翼回転軸支持体２の外方へ最も離れた状態になるのである。図３の上の鎖線で示した状態だが、実際にはもう少し左方へ回った位置で起る。
その後の動作は、前述のように左方と下方の翼５の姿勢となって、層の流れに平行になり風圧抵抗を極力少なくして回転エネルギーの損失を少なくして、この装置は支障無く回転できるのである。

ところで、翼車の基本単位は、図６のように６組とするのが最良だと前述した。すなわち、翼５自体の大きさは相対的に４組のものより小さくなるが、下方からの風向に対して図６に示したような姿勢に夫々の翼５とその翼尾８の向きがなるように、すなわち、翼５を翼衝止棒体４に接させた時に、翼尾８の方向が右隣の翼５に対し斜めに指すよう翼回転軸３と翼衝止棒体４を翼回転軸支持体２に配設しるのである。

さすれば、基本単位が４組のものよりも翼５が多い故に、風の流れもスムーズとなり、全体として回転バランスもよくなって効率が向上する。
なお、図６にても、翼５を鎖線で示したように、上方の翼５が風の真下を過ぎたところで急反転し、翼尾８が翼回転軸支持体２の外方へ移動する状態となる。

図１では、翼回転軸３の上下で翼回転軸支持体２と回転自在に軸着させ、ほぼ全長は翼５の一面に接着なり溶着させたものとして示している。
なお、翼衝止棒体４の位置は、翼５の翼頭７、翼尾８のどちらも衝止できる位置で、翼回転軸３より内側すなわち回転軸１寄りに設けられている図３であるとして見て欲しい。

以下、本発明の実施例について図１〜図８を参照しながら説明する。ここで、各実施例中、同一機能を有する構成要素は同一符号を付して説明を省略若しくは簡略する。
先ず、図１は本発明の翼車の基本単位を４組とした代表的な垂直軸型翼車装置で、自然界の風力を利用するものとした。大きさは目的とする出力によって定めればよいので、寸法記載は全て省略したが、図から各部分の大きさを相対的に十分判断できると信ずる。

上下の、翼回転軸支持体２は円盤とし、翼５は長方形とするが、材質は使用環境にしたがって選択すればよく、耐久性ではチタン製で、軽量ではアルミ製、コストでは鉄製や木製、海に近いところでは耐食性に優れるプラスチック製等通常用いられるものでよい。
また、翼衝止棒体４と翼回転軸３は細長い鋼棒となるだろうが、硬質な合成樹脂製でも構わない。翼回転軸３は、翼５が極力回転しやすいようにさえすれば、その両端は上下の翼回転軸支持体２へ固着させても回転自在に軸着させてもどちらでも構わない。

図１では、翼回転軸３の上下で翼回転軸支持体２と回転自在に軸着させ、ほぼ全長は翼５の一面に接着なり溶着させたものとして示している。
なお、翼衝止棒体４の位置は、翼５の翼頭７、翼尾８のどちらも衝止できる位置で、垂直軸４より内側すなわち回転軸１寄りに設けられている図３であるとして見て欲しい。

実施例２として、図４にて説明すると、翼５が図８のような断面としたものであって、翼回転軸３が翼５の中に入っているために、翼５の流線型がそのまま外周に表れるから風流を乱すことが小さくなり好ましい実施例である。
ただし、比較のために態々翼５の形以外の基本単位は全て図３と同一として示したが、このように図４の流線型の翼５に差し替えると、図において翼の厚さが異なるから、特に右方の翼５の翼尾８方向が大きく違って現れるということが分かる。このことを十分考慮して諸寸法を決定すべきである。
なお、鎖線はその位置で翼５が反転した場合を想像して描いたが実際には反転しない。

実施例３として図５に示すように、翼５の回動範囲を制限する目的で、翼衝止棒体４を翼回転軸３の左右両側に設けたものである。
この実施例での回転軸３の位置は、夫々翼回転軸支持体２の外周縁辺部で、かつ、翼５の翼頭７端であるとする。
そして、翼衝止棒体４は、一方（左方）を翼回転軸支持体２の外局縁辺部に、他方（右方）を外周縁辺部側の翼衝止棒体４とは１２０度程度の角度とした位置とする。
こうして、下方から風が吹くと、夫々翼５は図５に示すような姿勢となる。

すなわち、図３の実施例と似ていて、右の翼５に当った風は続いて上の翼５にも当るようになる。このように構成すると、翼５の翼回転軸３に対する回動範囲が制限されることにより、遠心力等による翼５の振り回しを抑えて、翼衝止棒体４との衡撃力を小さくできるから耐久性を向上させることができることは前述した。
なお、図３では両翼衝止棒体４の位置を、翼回転軸３から夫々等距離とした。

実施例４は、図７に示すように、前記の各実施例と異なって垂直遮蔽板６を有した垂直軸型翼車装置としたものである。
比較しやすいように実施例３の図５と比べて説明する。すなわち、ほぼ図５の翼回転軸支持体２の外周縁辺部にある翼衝止捧体４を除き、代わりにその位置から翼回転軸３の間を、上下の翼回転軸支持体２間に渡って垂直遮蔽板６を設けたものである。

このような構成は、水車用として好適である。すなわち、水流は風流と違って比較にならない程の重量があるし、それだけに回転エネルギーも大きなものとして得やすい。
また、水流には風と違ってはっきりとした幅がある。したがって、水中に設置するが、半分水没状態で設置するかによっても、多少設計は異なるものとなろうが、要は水を確り捕らえて回転トルクを得るようにすればよいのである。そこで、発明者は翼５の形をやや凹形とし、流入する水を逃がさぬように垂直遮蔽板６を設けたのである。

上下の翼回転軸支持体２間に渡って垂直遮蔽板６を設けたから、これらと翼５とで受水パケットを形成することになり、確りと水流を受けることができるのである。
なお、図示省略したが、この水力用の垂直軸型翼車装置では、水流に設置するときは、水流に垂直状に設置するよりも、水車のように水平状に設置する方が自然である。

上述の諸実施例において、流体が上下方向に逃げても構わないなら、図示省略したが、翼回転軸支持体２を円盤に代えて、回転軸１部から周囲へ放射状に延びたアームとし、そのアームの先端辺りに翼車の基本単位を設けたものとしてもよいだろう。
また、翼５を翼回転軸３に固着したものは、上下の翼回転軸支持体２間の取り付け手段として、翼回転軸３自体の、心棒を回転自在に貫通するパイプとして、パイプを翼５に固着させ、その心棒の両端を上下の翼回転軸支持体２に固定するなど、種々な慣用手段を用いればよいのであり、それら均等手段の採用によって本発明が限定されるものではない。

流体エネルギーを、回転運動エネルギーとして取り出すことで、回転運動を必要とするあらゆる装置に利用できるものであるが、目的を変えて、小型にして翼５に適当な絵でも描けば室内用デスプレーとすることも可能である。

この発明の実施例を示す斜視図である（実施例１） この発明の動作の良否を説明するための説明用の平面図である。 この発明の実施例を示す動作説明用の平面図である。 図３にて翼の形を変えて示した説明用の平面図である。（実施例２） この発明の他の実施例にて、翼衝止棒体を翼の両側に設けたものとして示した動作説明用の平面図である。（実施例３） この発明の更に他の実施例にて、動作説明用の平面図である。 この発明の更に他の実施例にて、垂直遮蔽板を設けたものとして示した動作説明用の平面図である。（実施例４） この発明の翼の一実施例にて、短辺方向の断面図である

符号の説明

１ 回転軸
２ 翼回転軸支持体
３ 翼回転軸
４ 翼衝止棒体
５ 翼
６ 垂直遮蔽板
７ 翼頭
８ 翼尾
９ 補助翼

Claims (8)

1. 回転軸（１）を中心に直交するよう上下に翼回転軸支持体（２）を間隔を有して平行に設け、その間隔の周縁辺部には回転軸（１）と平行な翼回転軸（３）と翼衝止棒体（４）とを立設し、該翼回転軸（３）を芯として自在に回動して少なくとも一部分が回動して翼衝止棒体（４）に衝止し、しかも高さを翼回転軸（３）の長さに近いものとする長方形状の面部を有する翼（５）を設けた翼回転軸（３）・翼衝止棒体（４）・翼（５）にて翼車１組の基本単位を構成し、この１組の基本単位と隣の基本単位との間が全て等間隔となるように複数組を夫々配設して成る垂直軸型翼車装置において、上記翼衝止棒体（４）を、上記回転軸（１）と上記翼回転軸（３）を結ぶ線上から上記回転軸（１）を回転させる方向へずらした位置に設けて、上記翼（５）を上記翼衝止棒体（４）に当接させた時に、該翼（５）の短辺の向きが上記回転させる方向側である隣の翼（５）の面部を指す状態になるよう構成したことを特徴とする垂直軸型翼車装置。
2. 回動する翼（５）の翼回転軸（３）が、翼（５）を翼回転軸（３）に１８０度回転させた時にその短い翼頭（７）部が翼衝止棒体（４）に衝止するよう翼（５）の短辺にて一端からずれた位置にあって基本単位を構成する請求項１記載の垂直軸型翼車装置。
3. 回動する翼（５）の翼回転軸（３）が、翼（５）の短辺の一端部にあって基本単位を構成する請求項１記載の垂直軸型翼車装置。
4. 翼衝止棒体（４）を、翼回転軸（３）の左右両側に設けた請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。
5. 翼（５）の一方の長辺に接する位置から両翼回転軸支持体（２）の外周に沿い、かつ、その両翼回転軸支持体（２）の上下間隔長に渡り垂直遮蔽板（６）を設けた請求項３記載の垂直軸型翼車装置。
6. 翼回転軸支持体（２）を、円盤状とした請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。
7. 風力エネルギーを原動力とし、風車として活用する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。
8. 水力エネルギーを原動力とし、水車として活用する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の垂直軸型翼車装置。

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