JP4514502B2 - Wind turbine for wind power generation - Google Patents

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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Description

この発明は、風力発電用風車に関するもので、更に詳細には、発電機に連結される垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードを具備する垂直型の風力発電用風車に関するものである。   The present invention relates to a wind turbine for wind power generation, and more particularly to a vertical wind turbine for wind power generation including a plurality of blades provided at a predetermined angle around a vertical rotation shaft connected to a generator. is there.

従来のこの種の垂直型の風力発電用風車として、ブレードを、アルミニウム合金やプラスチック製の薄板状の素材を曲げて流線形の翼形に形成すると共に、翼弦に対して垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側を切り欠いて形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   As a conventional wind turbine for this type of wind power generation, the blade is formed into a streamlined airfoil by bending a thin plate material made of aluminum alloy or plastic, and the vertical rotating shaft side of the blade chord is the blade What formed the notch of the rear edge side leaving the front edge side of a chord length is known (for example, refer patent document 1).

上記の風力発電用風車によれば、低いレイノルズ数で高い揚力係数を有するブレードの一部の翼弦に対して回転軸側の後縁部に切欠部が形成されているので、ブレードは後方から風を受けて回転すると、切欠部によってブレードに大きな空気抵抗が生じるので、サボニウス型（半円筒形片寄りカップ型）風車効果によってブレードに回転モーメントが発生して、風車の起動トルクが発生する。その結果、風車を発電効率よく回転させることができる。
特許第３４５１０８５号公報（特許請求の範囲、段落番号００１７，００２０、図１，図２及び図４） According to the wind turbine for wind power generation described above, since the notch portion is formed in the rear edge portion of the rotating shaft side with respect to a part of the blade chord of the blade having a low Reynolds number and a high lift coefficient, the blade is When the wind rotates, a large air resistance is generated in the blade by the notch, so that a rotational moment is generated in the blade by the Savonius type (semi-cylindrical side cup type) windmill effect, and a windmill starting torque is generated. As a result, the windmill can be rotated with high power generation efficiency.
Japanese Patent No. 3451085 (claims, paragraph numbers 0017,0020, FIGS. 1, 2 and 4)

しかしながら、上記特許第３４５１０８５号公報記載の風力発電用風車においては、ブレードは、アルミニウム合金やプラスチック製の薄板状の素材を曲げて流線形の翼形に形成され、ブレード内に断面略コ字状の支持桁を嵌挿すると共にリベットや接着剤によって固定されている。また、支持桁には、ストラット支持金具が装着され、このストラット支持金具により回転軸から放射状に延びる支持ストラットの端部を固定する構造となっている。   However, in the wind turbine for wind power generation described in Japanese Patent No. 3451085, the blade is formed into a streamlined airfoil by bending a thin plate material made of aluminum alloy or plastic, and the cross-section is substantially U-shaped in the blade. The support girders are inserted and fixed with rivets or adhesives. The support girder is provided with a strut support fitting, and the strut support fitting fixes the ends of the support struts extending radially from the rotation shaft.

したがって、上記特許第３４５１０８５号公報記載のものにおいては、構成部材が多い上、構成部材同士の位置決めに手間がかかり、組立て作業が面倒であるという問題があった。また、回転軸と支持ストラットとの固定については具体的にされていないが、固定手段が溶接やねじ結合のいずれであっても、位置決めに細心の注意が必要であり、特に、溶接の場合は、位置決めが面倒な上、固定作業が面倒であるという問題がある。更には、ブレードの位置決めが不十分であると、発電効率の低下を招く虞もある。   Therefore, in the thing of the said patent 3451085 gazette, there existed a problem that there were many component members, and it took time and effort for positioning of component members, and an assembly operation was troublesome. In addition, although the rotation shaft and the support strut are not specifically fixed, even if the fixing means is either welding or screw connection, careful attention is required for positioning, particularly in the case of welding. There are problems that positioning is troublesome and fixing work is troublesome. Furthermore, inadequate positioning of the blades may lead to a decrease in power generation efficiency.

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、構成部材の削減を図り、位置決め及び組立を容易にし、発電効率よく回転する風力発電用風車を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wind turbine for wind power generation that reduces the number of components, facilitates positioning and assembly, and rotates with high power generation efficiency.

上記課題を解決するために、この発明の風力発電用風車は、発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、 上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、 上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、 上記ハブは、垂直回転軸の中空部内に嵌挿固定される固定突部を有するハブ基部と、このハブ基部の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部とを具備し、上記支持腕部に、上記支持部材を保持する凹状受け溝を形成してなる、ことを特徴とする（請求項１）。 In order to solve the above-described problems, a wind turbine for wind power generation according to the present invention includes a plurality of blades provided at predetermined angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to a generator, each blade, and the vertical rotation shaft. The blade is formed in a streamlined airfoil, and the vertical rotation axis side with respect to the chord remains the leading edge side of the chord length. A blade base part whose rear edge side is cut off, a rib that connects the inner side of the notch part in the blade base part, and a recess that is formed by the blade base part and the rib. The one end abuts on the blade and is fixed by a screw member passing through the blade and a holder inserted into the recess, and the other end is fixed to the screw member on the hub mounted on the vertical rotation shaft. Fixed I, the hub includes a hub base having a fixed projection which is fitted secured in the hollow portion of the vertical shaft, and a support arm portion projecting radially at appropriate angles to the outer periphery of the hub base And a concave receiving groove for holding the support member is formed in the support arm portion (claim 1).

この発明において、上記支持部材は、断面略流線形状に形成されると共に、長手通しの貫通孔を形成し、かつ貫通孔にねじ部を設ける方が好ましい（請求項４）。 In the present invention, the support member is formed in a substantially streamlined shape, a through hole is formed in the through longitudinal and who provided the screw portion into the through-hole is preferable (claim 4).

また、この発明の風力発電用風車は、発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、 上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、 上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、 上記ブレードに形成される凹所の開口部における一方のブレード基部側に、開口部の対向側に向かって隆起すると共に、開口部の外方側に向かって拡開傾斜面を有する第１の係止突起を形成し、他方のブレード基部の切欠部には、開口部の対向側に向かって膨隆する第２の係止突起を形成し、 上記ホルダは、一端に上記第１及び第２の係止突起にそれぞれ係合可能な係止段部を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする（請求項２）。 In addition, the wind turbine for wind power generation according to the present invention includes a plurality of blades provided at fixed angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to the generator, and a plurality of supports for connecting each blade and the vertical rotation shaft. In the wind turbine for wind power generation comprising the member, the blade is formed in a streamlined airfoil shape, and the vertical rotation shaft side with respect to the chord is notched on the trailing edge side while leaving the leading edge side of the chord length. A blade base, a rib connecting the inner side of the notch in the blade base, and a recess formed by the blade base and the rib, and one end of the support member is the blade. Is fixed by a screw member that penetrates the blade and a holder that is inserted into the recess, and the other end is fixed by a screw member to a hub that is attached to the vertical rotation shaft, A first latch having a sloped surface that protrudes toward the opposite side of the opening on the one blade base side of the opening of the recess formed in the raid and that extends toward the outer side of the opening A protrusion is formed, and a second locking protrusion that bulges toward the opposite side of the opening is formed in the notch of the other blade base, and the holder has the first and second locking protrusions at one end. A locking step portion that can be respectively engaged with the protrusion is formed, and a tapered surface that is narrow toward the tip is formed on both side portions of the other end (claim 2) .

また、この発明の風力発電用風車は、発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、 上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、 上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、 上記ハブは、垂直回転軸の中空部内に嵌挿固定される固定突部を有するハブ基部と、このハブ基部の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部とを具備し、上記支持腕部に、支持部材を保持する凹状受け溝を形成してなり、 上記ブレードに形成される凹所の開口部における一方のブレード基部側に、開口部の対向側に向かって隆起すると共に、開口部の外方側に向かって拡開傾斜面を有する第１の係止突起を形成し、他方のブレード基部の切欠部には、開口部の対向側に向かって膨隆する第２の係止突起を形成し、 上記ホルダは、一端に上記第１及び第２の係止突起にそれぞれ係合可能な係止段部を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする（請求項３）。 In addition, the wind turbine for wind power generation according to the present invention includes a plurality of blades provided at fixed angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to the generator, and a plurality of supports for connecting each blade and the vertical rotation shaft. In the wind turbine for wind power generation comprising the member, the blade is formed in a streamlined airfoil shape, and the vertical rotation shaft side with respect to the chord is notched on the trailing edge side while leaving the leading edge side of the chord length. A blade base, a rib connecting the inner side of the notch in the blade base, and a recess formed by the blade base and the rib, and one end of the support member is the blade. Is fixed by a screw member that penetrates the blade and a holder that is inserted into the recess, and the other end is fixed by a screw member to a hub that is attached to the vertical rotation shaft, The hub comprises a hub base having a fixed protrusion that is fitted and fixed in the hollow part of the vertical rotation shaft, and a support arm that protrudes radially at an appropriate angle to the outer periphery of the hub base, A concave receiving groove for holding the support member is formed in the part, and the one side of the blade base in the opening of the recess formed in the blade is raised toward the opposite side of the opening, and the opening A first locking projection having an expanding inclined surface is formed toward the outer side of the second blade, and a second locking projection that bulges toward the opposite side of the opening is formed in the notch of the other blade base. The holder is formed with a locking step portion engageable with each of the first and second locking projections at one end, and a tapered surface narrowing toward the tip at both sides of the other end. by forming a, characterized in that (claim 3).

加えて、上記垂直回転軸、ブレード、支持部材及びホルダを、それぞれアルミニウム合金製押出形材にて形成し、上記ハブを、アルミニウム合金製鋳物にて形成する方が好ましい（請求項５）。   In addition, it is preferable that the vertical rotation shaft, the blade, the support member, and the holder are each formed of an aluminum alloy extruded shape, and the hub is formed of an aluminum alloy casting.

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。   According to this invention, since it is configured as described above, the following effects can be obtained.

（１）請求項１，２，３記載の発明によれば、ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成することにより、構成部材の削減が図れると共に、ブレードを軽量かつ強固にすることができる。また、支持部材は、一端がブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定されるので、垂直回転軸に対するブレードの位置決めを容易にすることができ、正確に位置決めすることができる。したがって、発電効率の向上を図ることができる。 (1) According to the inventions of claims 1 , 2, and 3 , the blade is formed in a streamlined airfoil, and the vertical rotation axis side with respect to the chord remains behind the leading edge side of the chord length. By forming the blade base part with the notch on the edge side, the rib connecting the inner side of the notch part in the blade base part, and the recess formed by the blade base part and the rib, the constituent members can be reduced. At the same time, the blade can be made lighter and stronger. The support member has one end abutting against the blade and is fixed by a screw member passing through the blade and a holder inserted into the recess, and the other end is screwed to a hub attached to the vertical rotation shaft. Since it is fixed by the member, the positioning of the blade with respect to the vertical rotation axis can be facilitated and the positioning can be performed accurately. Therefore, it is possible to improve the power generation efficiency.

（２）請求項４記載の発明によれば、支持部材は、断面略流線形状に形成されると共に、長手通しの貫通孔を形成し、かつ貫通孔にねじ部を設けるので、上記（１）に加えて更に形状及び重量による支持部材による空気抵抗を可及的に少なくすることができると共に、ブレードへの取付すなわちねじ部材の固定を容易にすることができる。 (2) According to the invention described in claim 4 , since the support member is formed in a substantially streamline cross section, the support member is formed with a longitudinal through hole, and a threaded portion is provided in the through hole. In addition, the air resistance by the support member due to the shape and weight can be reduced as much as possible, and the attachment to the blade, that is, the fixing of the screw member can be facilitated.

（３）請求項１，３記載の発明によれば、ハブは、垂直回転軸の中空部内に嵌挿固定される固定突部を有するハブ基部と、このハブ基部の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部とを具備し、支持腕部に、支持部材を保持する凹状受け溝を形成することにより、上記（１）及び（２）に加えて更にハブと垂直回転軸の固定を容易かつ強固にすることができると共に、支持部材の固定を容易かつ強固にすることができる。 (3) According to the first and third aspects of the present invention, the hub has a hub base portion having a fixed projection portion fitted and fixed in the hollow portion of the vertical rotation shaft, and an appropriate angle between the outer periphery of the hub base portion. In addition to the above (1) and (2), the hub and the vertical rotation shaft can be further fixed by forming a support arm portion projecting radially and forming a concave receiving groove for holding the support member in the support arm portion. Can be easily and strengthened, and the fixing of the support member can be facilitated and strengthened.

（４）請求項２，３記載の発明によれば、ブレードに形成される凹所の開口部における一方のブレード基部側に、開口部の対向側に向かって隆起すると共に、開口部の外方側に向かって拡開傾斜面を有する第１の係止突起を形成し、他方のブレード基部の切欠部には、開口部の対向側に向かって膨隆する第２の係止突起を形成し、ホルダは、一端に第１及び第２の係止突起にそれぞれ係合可能な係止段部を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面を形成することにより、ホルダを開口部の開口方向から容易に嵌挿することができると共に、ホルダを凹所内に強固に嵌挿することができる。したがって、上記（１）〜（３）に加えて更に支持部材とブレードとの位置決めを容易にすることができると共に、強固に固定することができる。 (4) According to the second and third aspects of the invention, one of the blade bases in the opening of the recess formed in the blade protrudes toward the opposite side of the opening, and the outside of the opening. Forming a first locking projection having an expanding inclined surface toward the side, and forming a second locking projection bulging toward the opposite side of the opening in the notch of the other blade base; The holder is formed with a locking step portion that can be engaged with the first and second locking projections at one end, and a tapered surface that is narrow toward the tip at both sides of the other end. The holder can be easily inserted from the opening direction of the opening, and the holder can be firmly inserted into the recess. Therefore, in addition to the above (1) to (3), the positioning of the support member and the blade can be facilitated and can be firmly fixed.

（５）請求項５記載の発明によれば、垂直回転軸、ブレード、支持部材及びホルダを、それぞれアルミニウム合金製押出形材にて形成し、ハブを、アルミニウム合金製鋳物にて形成することにより、上記（１）〜（４）に加えて更に風車全体を軽量にすることができ、発電効率の向上を図ることができる。   (5) According to the invention described in claim 5, the vertical rotating shaft, the blade, the support member, and the holder are each formed of an aluminum alloy extruded shape, and the hub is formed of an aluminum alloy casting. In addition to the above (1) to (4), the entire wind turbine can be further reduced in weight, and the power generation efficiency can be improved.

以下に、この発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、この発明に係る風力発電用風車の全体を示す斜視図、図２は、上記風車の概略側面図、図３は、上記風車の平面図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an entire wind turbine for wind power generation according to the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the wind turbine, and FIG. 3 is a plan view of the wind turbine.

この発明に係る発電用風車は、図１ないし図３に示すように、発電機１に連結されるパイプ状の垂直回転軸１０（以下に、支柱パイプ１０という）を中心として一定角度ごとに複数例えば５個設けられるブレード２０と、支柱パイプ１０の上下端部に装着される２個のハブ３０と、これらハブ３０を介して各ブレード２０と支柱パイプ１０とを連結する複数例えば５本の支持部材４０（以下に、ストラット４０という）とで主に構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the power generation wind turbine according to the present invention includes a plurality of pipe-shaped vertical rotating shafts 10 (hereinafter referred to as column pipes 10) connected to the generator 1 at a predetermined angle. For example, five blades 20 provided, two hubs 30 mounted on the upper and lower ends of the column pipe 10, and a plurality of, for example, five supports that connect the blades 20 and the column pipes 10 via these hubs 30. It is mainly composed of a member 40 (hereinafter referred to as a strut 40).

上記ブレード２０は、アルミニウム合金製押出形材にて形成されている。このブレード２０は、低いレイノルズ数で高い揚力係数を有するように流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部２１と、ブレード基部２１における切欠部２２の内方側を連結するリブ２３と、ブレード基部２１とリブ２３とで形成される凹所２４を一体に形成してなる。   The blade 20 is formed of an aluminum alloy extruded profile. The blade 20 is formed in a streamlined airfoil so as to have a high lift coefficient at a low Reynolds number, and the trailing edge side of the blade chord is notched on the trailing edge side while leaving the leading edge side of the chord length. The blade base 21, the rib 23 connecting the inner side of the notch 22 in the blade base 21, and the recess 24 formed by the blade base 21 and the rib 23 are integrally formed.

このように形成されるブレード２０は、軽量かつ強固に形成され、また、ブレードの一部の翼弦に対して回転軸側の後縁部に切欠部２２が形成されているので、ブレード２０が後方から風を受けて回転すると、切欠部２２によってブレード２０に大きな空気抵抗が生じ、サボニウス型（半円筒形片寄りカップ型）風車効果によってブレード２０に回転モーメントが発生して、風車の起動トルクを発生するようになっている。   The blade 20 thus formed is light and strong, and the notch 22 is formed at the rear edge of the rotating shaft with respect to a part of the chord of the blade. When the wind is rotated from behind, the notch 22 generates a large air resistance in the blade 20, and a rotational moment is generated in the blade 20 due to the Savonius type (semi-cylindrical side cup type) windmill effect, and the windmill starting torque Is supposed to occur.

上記ストラット４０は、アルミニウム合金製押出形材にて形成されている。このストラット４０は、、空気抵抗を可及的に少なくすべく断面略流線形状に形成されると共に、長手通しの貫通孔４１が形成され、かつ貫通孔４１の一端部に雌ねじ部４２が形成（刻設）され、また、他端部には、長手方向と直交する方向にねじ孔４３が２個刻設されている。   The strut 40 is formed of an aluminum alloy extruded profile. The strut 40 is formed in a substantially streamlined cross section so as to reduce air resistance as much as possible, a through-hole 41 is formed in the longitudinal direction, and a female screw portion 42 is formed at one end of the through-hole 41. In addition, two screw holes 43 are formed in the other end portion in a direction perpendicular to the longitudinal direction.

このように形成されるストラット４０は、図４及び図５に示すように、一端がブレード２０に当接し、該ブレード２０及び凹所２４内に嵌挿されるホルダ５０を貫通してストラット４０に設けられた雌ねじ部４２にねじ結合するねじ部材例えば第１の固定ねじ６１によって固定される。また、ストラット４０の他端部は、ねじ部材例えば第２の固定ねじ６２によってハブ３０に固定されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the strut 40 formed in this way is provided on the strut 40 through one end abutting the blade 20 and penetrating the holder 50 fitted in the blade 20 and the recess 24. It is fixed by a screw member, for example, a first fixing screw 61, which is screwed to the female screw portion 42. The other end of the strut 40 is fixed to the hub 30 by a screw member, for example, a second fixing screw 62.

この場合、ハブ３０は、アルミニウム合金製の鋳物にて形成されている。このハブ３０は、図６に示すように、支柱パイプ１０の中空部内に嵌挿されて、固定される円筒状の固定突部３１を突設する略円盤状のハブ基部３２と、このハブ基部３２の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部３３とを具備し、支持腕部３３の上面又は下面に、ストラット４０を保持する凹状の受け溝３４が形成され、この受け溝３４の底部に２個の貫通孔３５が設けられている。   In this case, the hub 30 is formed of an aluminum alloy casting. As shown in FIG. 6, the hub 30 includes a substantially disk-shaped hub base 32 that is fitted and inserted into the hollow portion of the column pipe 10 and is fixed, and the hub base. The support arm 33 protrudes radially from the outer periphery of the support 32 at an appropriate angle. A concave receiving groove 34 for holding the strut 40 is formed on the upper surface or the lower surface of the support arm 33. Two through-holes 35 are provided at the bottom.

上記のように、支持腕部３３の上面又は下面に、ストラット４０を保持する受け溝３４を形成すると共に、受け溝３４の底部に貫通孔３５を設けることにより、ストラット４０の端部を受け溝３４内にガタツキなく位置決めした状態で、貫通孔３５を貫通する第２の固定ねじ６２をストラット４０に設けられたねじ孔４３にねじ結合することによって固定することができる。   As described above, the receiving groove 34 for holding the strut 40 is formed on the upper surface or the lower surface of the support arm portion 33, and the through hole 35 is provided at the bottom of the receiving groove 34, thereby receiving the end portion of the strut 40. The second fixing screw 62 penetrating through the through hole 35 can be fixed by screwing to the screw hole 43 provided in the strut 40 in a state where the position is not rattled within 34.

なお、図６に示すように、支柱パイプ１０の側部に設けられた透孔１１を貫通する第３の固定ねじ６３を、ハブ３０の固定突部３１に設けられたねじ孔３１ａにねじ結合することによって、支柱パイプ１０とハブ３０が固定される。   As shown in FIG. 6, the third fixing screw 63 penetrating the through hole 11 provided in the side portion of the support pipe 10 is screwed to the screw hole 31 a provided in the fixing protrusion 31 of the hub 30. By doing so, the support pipe 10 and the hub 30 are fixed.

また、ハブ基部３２には、径の異なる２つの同心円上にそれぞれ一定角度（１２０度）をおいて３個の透孔３６が設けられており、これら透孔３６を貫通する取付ボルト３７を発電機１のフランジ２に設けられたねじ孔３にねじ結合することで、大きさの異なる２種類の発電機１にハブ３０を介して支柱パイプ１０を連結することができるように構成されている（図６参照）。   The hub base 32 is provided with three through holes 36 at two angles on two concentric circles having different diameters, and a mounting bolt 37 penetrating these through holes 36 is used for power generation. The support pipe 10 can be connected to the two types of generators 1 having different sizes through the hub 30 by screwing into the screw holes 3 provided in the flange 2 of the machine 1. (See FIG. 6).

この場合、上記発電機１は、固定シャフト４にベアリング（図示せず）を介在して回転胴体５を回転自在に装着してなり、固定シャフト４が支柱６に固定ボルト７によって固定されている。また、回転胴体５には、ブレーキディスク８が固定され、支柱６には、ブレーキシュー９が固定されている。なお、発電機１の電気ケーブル（図示せず）は、中空状の固定シャフト４内に配線されている。   In this case, the generator 1 is configured such that a rotating body 5 is rotatably mounted on a fixed shaft 4 with a bearing (not shown) interposed therebetween, and the fixed shaft 4 is fixed to a column 6 with fixing bolts 7. . A brake disc 8 is fixed to the rotating body 5, and a brake shoe 9 is fixed to the support 6. An electric cable (not shown) of the generator 1 is wired in the hollow fixed shaft 4.

また、上記ブレード２０に形成される凹所２４の開口部における一方のブレード基部側には、開口部２５の対向側に向かって隆起すると共に、開口部２５の外方側に向かって拡開傾斜面２６ａを有する第１の係止突起２６が形成されている。また、他方のブレード基部２１の切欠部２２には、開口部２５の対向側に向かって膨隆する断面略円弧状の第２の係止突起２７が形成されている。   Also, one blade base side of the opening portion of the recess 24 formed in the blade 20 protrudes toward the opposite side of the opening portion 25 and expands toward the outer side of the opening portion 25. A first locking projection 26 having a surface 26a is formed. Further, a second locking projection 27 having a substantially arc-shaped cross section that bulges toward the opposite side of the opening 25 is formed in the notch 22 of the other blade base 21.

一方、上記ホルダは、アルミニウム合金製押出形材を所定の寸法に切断したブロック状に形成されている。このホルダ５０は、一端に第１及び第２の係止突起２６，２７にそれぞれ係合可能な係止段部５１，５２を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面５３が形成されている。また、ホルダ５０は、上記第１及び第２の係止突起２７と狭小テーパ面５３を設けた対向面と直交する対向面に取付孔５４が貫通されている。   On the other hand, the holder is formed in a block shape obtained by cutting an extruded shape made of aluminum alloy into a predetermined dimension. The holder 50 is formed with locking step portions 51 and 52 that can be engaged with the first and second locking protrusions 26 and 27, respectively, at one end, and is narrowed toward both ends at the other end toward the tip. A tapered surface 53 is formed. Further, the holder 50 has an attachment hole 54 penetrating in an opposing surface orthogonal to the opposing surface provided with the first and second locking projections 27 and the narrow taper surface 53.

このように形成されるホルダ５０は、ブレード２０に形成された凹所２４の開口部側から狭小テーパ面５３を押圧することにより、ブレード２０自体の弾性により開口部２５が拡開変形するので、凹所２４内に容易に嵌挿することができる。また、ホルダ５０の嵌挿後は、ブレード２０の開口部２５がスプリングバックによって元の状態に戻り、第１及び第２の係止突起２６，２７がそれぞれホルダ５０に設けられた係止段部５１，５２に係合するので、凹所２４内に強固に嵌挿される。   Since the holder 50 formed in this way presses the narrow tapered surface 53 from the opening side of the recess 24 formed in the blade 20, the opening 25 is expanded and deformed by the elasticity of the blade 20 itself. It can be easily inserted into the recess 24. After the holder 50 is inserted, the opening 25 of the blade 20 is restored to its original state by the spring back, and the first and second locking projections 26 and 27 are respectively provided in the holder 50. Since it is engaged with 51, 52, it is firmly inserted into the recess 24.

次に、上記のように構成されるこの発明に係る風力発電用風車の組立手順の一例について説明する。   Next, an example of an assembly procedure of the wind turbine for wind power generation according to the present invention configured as described above will be described.

まず、ブレード２０の凹所２４の開口部２５側から凹所２４内の所定箇所にホルダ５０を嵌挿する。次に、ホルダ５０が嵌挿された部位のブレード基部２１に、ストラット４０の雌ねじ部４２が設けられた一端部を当接し、ブレード２０の外側からブレード基部２１及びホルダ５０の取付孔５４を貫通する第１の固定ねじ６１を雌ねじ部４２にねじ結合して、ブレード２０とストラット４０を固定する。次に、ストラット４０の他端部を、支柱パイプ１０の上端又は下端に固定されたハブ３０の支持腕部３３に設けられた受け溝３４にセットし、受け溝３４に設けられた貫通孔３５を貫通する第２の固定ねじ６２をストラット４０に設けられたねじ孔４３にねじ結合して、ストラット４０とハブ３０とを固定する。   First, the holder 50 is inserted into a predetermined location in the recess 24 from the opening 25 side of the recess 24 of the blade 20. Next, one end portion of the strut 40 where the female screw portion 42 is provided is brought into contact with the blade base portion 21 where the holder 50 is inserted, and penetrates the blade base portion 21 and the attachment hole 54 of the holder 50 from the outside of the blade 20. The first fixing screw 61 is screwed to the female screw portion 42 to fix the blade 20 and the strut 40. Next, the other end portion of the strut 40 is set in the receiving groove 34 provided in the support arm portion 33 of the hub 30 fixed to the upper end or the lower end of the support pipe 10, and the through hole 35 provided in the receiving groove 34. The second fixing screw 62 penetrating through the screw is screwed into a screw hole 43 provided in the strut 40 to fix the strut 40 and the hub 30.

なお、上記説明では、ストラット４０とブレード２０を固定した後、ストラット４０とハブ３０を固定する場合について説明したが、取付手順を逆にしてもよい。すなわち、ストラット４０とハブ３０を固定した後に、ストラット４０とブレード２０を固定してもよい。   In the above description, the case where the strut 40 and the hub 30 are fixed after the strut 40 and the blade 20 are fixed has been described. However, the attachment procedure may be reversed. That is, after the strut 40 and the hub 30 are fixed, the strut 40 and the blade 20 may be fixed.

上記のようにして、各ブレード２０の上下の２箇所と２個のハブ３０をそれぞれストラット４０によって固定して風車を組み立てる。   As described above, the wind turbine is assembled by fixing the two upper and lower portions of each blade 20 and the two hubs 30 with the struts 40, respectively.

上記のようにして組み立てられた風車は、下部のハブ３０のハブ基部３２に設けられた透孔３６を貫通する取付ボルト３７を発電機１のフランジ２に設けられたねじ孔３にねじ結合することにより、支柱パイプ１０と発電機１が連結される。その後、発電機１の固定シャフト４を支柱６に固定して、使用可能な状態に設置される。   In the wind turbine assembled as described above, the mounting bolt 37 that penetrates the through hole 36 provided in the hub base 32 of the lower hub 30 is screwed to the screw hole 3 provided in the flange 2 of the generator 1. Thereby, the support pipe 10 and the generator 1 are connected. Thereafter, the fixed shaft 4 of the generator 1 is fixed to the support 6 and installed in a usable state.

なお、上記実施形態では、ブレード２０が５個設けられる場合について説明したが、ブレード２０の数は５個である必要はなく、４個あるいは６個以上であってもよい。   In the above embodiment, the case where five blades 20 are provided has been described. However, the number of blades 20 is not necessarily five, and may be four or six or more.

この発明に係る風力発電用風車の全体を示す斜視図である。It is a perspective view showing the whole wind turbine for wind power generation concerning this invention. 上記風力発電用風車の概略側面図である。It is a schematic side view of the wind turbine for wind power generation. 上記風力発電用風車の平面図である。It is a top view of the said windmill for wind power generation. この発明におけるブレードとストラットの取付状態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the attachment state of the braid | blade and strut in this invention. 上記ブレードとストラットの取付状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the attachment state of the said braid | blade and strut. この発明におけるハブとストラット及びハブと発電機の取付状態の一部を断面で示す側面図である。It is a side view which shows a part of attachment state of the hub and strut and hub and generator in this invention in a cross section. 図６のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the II line | wire of FIG.

１ 発電機
１０ 支柱パイプ（垂直回転軸）
２０ ブレード
２１ ブレード基部
２２ 切欠部
２３ リブ
２４ 凹所
２５ 開口部
２６ 第１の係止突起
２６ａ 拡開傾斜面
２７ 第２の係止突起
３０ ハブ
３１ 固定突部
３２ ハブ基部
３３ 支持腕部
３４ 受け溝
４０ ストラット（支持部材）
４１ 貫通孔
４２ 雌ねじ部
４３ ねじ孔
５０ ホルダ
５１，５２ 係止段部
５３ 狭小テーパ面
５４ 取付孔
６１ 第１の固定ねじ（ねじ部材）
６２ 第２の固定ねじ（ねじ部材） 1 Generator 10 Prop pipe (vertical rotating shaft)
20 Blade 21 Blade base portion 22 Notch portion 23 Rib 24 Recess 25 Opening portion 26 First locking projection 26a Expanding inclined surface 27 Second locking projection 30 Hub 31 Fixed projection 32 Hub base 33 Support arm portion 34 Groove 40 Strut (support member)
41 Through-hole 42 Female thread portion 43 Screw hole 50 Holder 51, 52 Locking step portion 53 Narrow taper surface 54 Mounting hole 61 First fixing screw (screw member)
62 Second fixing screw (screw member)

Claims (5)

発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、
上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、
上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、
上記ハブは、垂直回転軸の中空部内に嵌挿固定される固定突部を有するハブ基部と、このハブ基部の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部とを具備し、上記支持腕部に、上記支持部材を保持する凹状受け溝を形成してなる、ことを特徴とする風力発電用風車。 In a wind turbine for wind power generation comprising a plurality of blades provided at fixed angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to a generator, and a plurality of support members for connecting each blade and the vertical rotation shaft,
The blade is formed in a streamlined airfoil shape, and a blade base portion in which the vertical rotation axis side with respect to the chord is cut away on the trailing edge side while leaving a leading edge side of the chord length, and a notch portion in the blade base portion A rib for connecting the inner side of the blade, and a recess formed by the blade base and the rib are integrally formed,
One end of the support member is in contact with the blade, and is fixed by a screw member that passes through the blade and a holder that is inserted into the recess, and the other end is fixed to a hub that is mounted on the vertical rotation shaft. Fixed by a screw member ,
The hub includes a hub base portion having a fixed protrusion portion that is fitted and fixed in a hollow portion of a vertical rotation shaft, and a support arm portion that protrudes radially at an appropriate angle to the outer periphery of the hub base portion. A wind turbine for wind power generation , wherein a concave receiving groove for holding the support member is formed in an arm portion . 発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、
上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、
上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、
上記ブレードに形成される凹所の開口部における一方のブレード基部側に、開口部の対向側に向かって隆起すると共に、開口部の外方側に向かって拡開傾斜面を有する第１の係止突起を形成し、他方のブレード基部の切欠部には、開口部の対向側に向かって膨隆する第２の係止突起を形成し、
上記ホルダは、一端に上記第１及び第２の係止突起にそれぞれ係合可能な係止段部を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする風力発電用風車。 In a wind turbine for wind power generation comprising a plurality of blades provided at fixed angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to a generator, and a plurality of support members for connecting each blade and the vertical rotation shaft,
The blade is formed in a streamlined airfoil shape, and a blade base portion in which the vertical rotation axis side with respect to the chord is cut away on the trailing edge side while leaving a leading edge side of the chord length, and a notch portion in the blade base portion A rib for connecting the inner side of the blade, and a recess formed by the blade base and the rib are integrally formed,
One end of the support member is in contact with the blade, and is fixed by a screw member that passes through the blade and a holder that is inserted into the recess, and the other end is fixed to a hub that is mounted on the vertical rotation shaft. Fixed by a screw member,
A first engaging member that protrudes toward the opposite side of the opening on the one blade base side of the opening of the recess formed in the blade and has an expanding inclined surface toward the outer side of the opening. A stop protrusion is formed, and a second locking protrusion that bulges toward the opposite side of the opening is formed in the notch of the other blade base,
The holder has a locking step portion that can engage with the first and second locking protrusions at one end, and a tapered surface that narrows toward the tip at both sides of the other end. A wind turbine for wind power generation, characterized by 発電機に連結されるパイプ状の垂直回転軸を中心として一定角度ごとに複数設けられるブレードと、各ブレードと上記垂直回転軸とを連結する複数の支持部材とを具備する風力発電用風車において、In a wind turbine for wind power generation comprising a plurality of blades provided at fixed angles around a pipe-shaped vertical rotation shaft connected to a generator, and a plurality of support members for connecting each blade and the vertical rotation shaft,
上記ブレードは、流線形の翼形に形成されると共に、翼弦に対して上記垂直回転軸側が翼弦長の前縁側を残して後縁側が切り欠かれたブレード基部と、ブレード基部における切欠部の内方側を連結するリブと、上記ブレード基部とリブとで形成される凹所を一体に形成してなり、The blade is formed in a streamlined airfoil shape, and a blade base portion in which the vertical rotation axis side with respect to the chord is cut away on the trailing edge side while leaving a leading edge side of the chord length, and a notch portion in the blade base portion A rib for connecting the inner side of the blade, and a recess formed by the blade base and the rib are integrally formed,
上記支持部材は、一端が上記ブレードに当接し、該ブレード及び上記凹所内に嵌挿されるホルダを貫通するねじ部材によって固定されると共に、他端部が、上記垂直回転軸に装着されるハブにねじ部材によって固定され、One end of the support member is in contact with the blade, and is fixed by a screw member that passes through the blade and a holder that is inserted into the recess, and the other end is fixed to a hub that is mounted on the vertical rotation shaft. Fixed by a screw member,
上記ハブは、垂直回転軸の中空部内に嵌挿固定される固定突部を有するハブ基部と、このハブ基部の外周に適宜角度をおいて放射状に突出する支持腕部とを具備し、上記支持腕部に、支持部材を保持する凹状受け溝を形成してなり、The hub includes a hub base portion having a fixed protrusion portion that is fitted and fixed in a hollow portion of a vertical rotation shaft, and a support arm portion that protrudes radially at an appropriate angle to the outer periphery of the hub base portion. A concave receiving groove for holding the support member is formed in the arm part,
上記ブレードに形成される凹所の開口部における一方のブレード基部側に、開口部の対向側に向かって隆起すると共に、開口部の外方側に向かって拡開傾斜面を有する第１の係止突起を形成し、他方のブレード基部の切欠部には、開口部の対向側に向かって膨隆する第２の係止突起を形成し、A first engaging member that protrudes toward the opposite side of the opening on the one blade base side of the opening of the recess formed in the blade and has an expanding inclined surface toward the outer side of the opening. A stop protrusion is formed, and a second locking protrusion that bulges toward the opposite side of the opening is formed in the notch of the other blade base,
上記ホルダは、一端に上記第１及び第２の係止突起にそれぞれ係合可能な係止段部を形成すると共に、他端の両側部には、先端に向かって狭小なテーパ面を形成してなる、ことを特徴とする風力発電用風車。The holder has a locking step portion that can engage with the first and second locking protrusions at one end, and a tapered surface that narrows toward the tip at both sides of the other end. A wind turbine for wind power generation, characterized by 請求項１ないし３のいずれかに記載の風力発電用風車において、
上記支持部材は、断面略流線形状に形成されると共に、長手通しの貫通孔を形成し、かつ貫通孔にねじ部を設ける、ことを特徴とする風力発電用風車。 In the wind turbine for wind power generation according to any one of claims 1 to 3 ,
The wind turbine for wind power generation is characterized in that the support member is formed in a substantially streamline cross section, has a longitudinal through hole, and is provided with a screw portion in the through hole. 請求項１ないし４のいずれかに記載の風力発電用風車において、
上記垂直回転軸、ブレード、支持部材及びホルダを、それぞれアルミニウム合金製押出形材にて形成し、上記ハブを、アルミニウム合金製鋳物にて形成してなる、ことを特徴とする風力発電用風車。 In the wind turbine for wind power generation according to any one of claims 1 to 4 ,
A wind turbine for wind power generation, wherein the vertical rotating shaft, the blade, the support member, and the holder are each formed of an extruded product made of an aluminum alloy, and the hub is formed of an aluminum alloy casting.
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