JP4584638B2 - Vertical axis wind turbine and vertical spindle - Google Patents

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Description

本発明は、縦軸風車並びに縦主軸に係り、特に、風力ダムとしての支持枠体を構築して、多数の羽根を配設して受風率をたかめ、一定の設置面積における受風面積と、受風力が大きく、設置コストが低廉で、一定面積当りの発電総量の大きな風力発電機とすることが出来る縦軸風車と、これに使用される縦主軸に関する。   The present invention relates to a vertical wind turbine and a vertical main shaft, and in particular, constructs a support frame as a wind dam, arranges a large number of blades to increase a wind receiving rate, and receives a wind receiving area in a fixed installation area. The present invention relates to a vertical wind turbine that can be used as a wind power generator having a large received wind force, a low installation cost, and a large total power generation amount per fixed area, and a vertical main shaft used for the wind turbine.

従来、風力発電機の風車として、縦軸風車は風力の回収率が悪いとされて、利用されていない。これは、縦主軸の周囲に複数の羽根が配設され、縦主軸の片側方の羽根で風を受けて回転するとき、他側方にある羽根は風の抵抗を受けて、回転力が相殺されるためとされている。また1枚羽根は軸トルクが弱く実用性がないとされている。   Conventionally, as a wind turbine of a wind power generator, the vertical axis wind turbine is not used because it has a poor wind power recovery rate. This is because a plurality of blades are arranged around the vertical main shaft, and when the blades on one side of the vertical main shaft are rotated by wind, the blades on the other side receive wind resistance and the rotational force cancels out. It is supposed to be done. In addition, it is said that a single blade has a low axial torque and is not practical.

プロペラ式風力発電機は、支柱の設置面積は小さくても、プロペラの長さが、30mとか50mと言うのも普通であり、その下の土地の使用面積は大きなものとなっている。
縦軸風車も、回転半径が大きくなれば、使用される土地面積は大きくなる。それら土地の購入費、使用料などは、発電採算上で、大きなコスト負担となる。
Propeller type wind power generators usually have a small prop installation area, but the length of the propeller is usually 30 m or 50 m, and the land area underneath is large.
As for the vertical axis windmill, the larger the turning radius, the larger the land area used. These land purchase costs, usage fees, etc., are a significant cost burden in terms of profitability.

更に、大きな風力発電機の設置には、風況の良い場所が必要となり、その場所までの道路建設、設置場所での建設、発電された電力の回収等、投下資本が大きくかかり、それらの費用は、電力採算に大きく影響している。   In addition, installation of large wind power generators requires a place with good wind conditions, which requires a large amount of invested capital, such as road construction to that place, construction at the installation site, and collection of generated power. Has a major impact on power profitability.

この発明は、風車の設置面積当りの受風面積を飛躍的に増大させ、半面、小型軽量化で設置コストを極端に減少させることの出来る、風力発電機にも適している縦軸風車を提供することを目的としている。   The present invention provides a vertical axis wind turbine suitable for a wind power generator that can drastically increase the wind receiving area per installation area of the wind turbine and extremely reduce the installation cost by reducing the size and weight. The purpose is to do.

本発明は、前記課題を解決し目的を達成するために、揚力型羽根を1本の縦主軸に、上下へ複数配設し、これを水平方向へ複数連結させた。発明の具体的な内容は次の通りである。   In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a plurality of lift-type blades are vertically arranged on one vertical main shaft, and a plurality of lift-type blades are connected in the horizontal direction. The specific contents of the invention are as follows.

(1) 支持枠体の軸配設部に配設された縦主軸の1本の周りに、上下複数段状に縦長の揚力型羽根を、各段毎に1枚配設した風車において、各揚力型羽根は上下端部に縦主軸方向へ傾斜する傾斜部を形成し、揚力型羽根の平面位相を、上段部から下段部へかけて順次、等角度をもって回転方向の一方向へ変位させ、全体として、縦主軸の周りに揚力型羽根を等間隔で配設してなることを特徴とする縦軸風車。 (1) In a wind turbine in which one longitudinal main shaft disposed in the shaft disposition portion of the support frame is disposed in a plurality of upper and lower vertical lifting blades in each step, The lift type blades form slopes that incline in the longitudinal main axis direction at the upper and lower ends, and the plane phase of the lift type blades is displaced in one direction of rotation at equal angles sequentially from the upper stage part to the lower stage part, As a whole, a vertical wind turbine comprising lift type blades arranged at equal intervals around a vertical main shaft.

(2) 支持枠体の軸配設部に配設された縦主軸の1本の周りに、上下複数段状に縦長の揚力型羽根を、各段毎に2枚配設された風車において、各揚力型羽根の上下端部に縦主軸方向へ傾斜する傾斜部を形成し、揚力型羽根の平面位相を、上段部から下段部へかけて、順次、等角度をもって回転方向の一方向へ変位させて、全体として、縦主軸の周りに、揚力型羽根を等間隔で配設してなる縦軸風車。 (2) In a wind turbine in which two vertically long lift-type blades are arranged in a plurality of upper and lower stages around one of the vertical main shafts arranged in the shaft arrangement part of the support frame body, Inclined portions that incline in the longitudinal main axis direction at the upper and lower ends of each lift-type blade, and the plane phase of the lift-type blade is displaced in one direction of rotation at equal angles sequentially from the upper step to the lower step. A vertical axis wind turbine in which lift-type blades are arranged at equal intervals around the vertical main shaft as a whole.

(3) 前記縦主軸の、縦方向の中間部を軸受で支持されて、上下の軸受の間に揚力型羽根が配設されている前記(1)または(2)に記載の縦軸風車。 (3) The vertical wind turbine according to (1) or (2), wherein a longitudinal intermediate portion of the vertical main shaft is supported by a bearing, and lift type blades are disposed between the upper and lower bearings.

(4) 前記縦主軸における、軸受部付近を除いて、表面に補強体を被着してある前記(1)〜(3)の何れかに記載の縦軸風車。 (4) The vertical wind turbine according to any one of (1) to (3), wherein a reinforcing body is attached to a surface of the vertical main shaft except for the vicinity of a bearing portion.

(5) 前記各縦主軸の上下端面の一方に嵌合突部を、同じく他方に嵌合凹部を形成し、この縦主軸の嵌合凹部に、他方の嵌合突部を嵌合させることにより、複数の縦主軸を上下に長く連結してなる前記(1)〜(4)の何れかに記載の縦軸風車。 (5) By forming a fitting protrusion on one of the upper and lower end surfaces of each of the vertical main shafts and a fitting recess on the other, and fitting the other fitting protrusion on the fitting recess of the vertical main shaft. The vertical axis wind turbine according to any one of (1) to (4), wherein a plurality of vertical main shafts are vertically connected to each other.

(6) 支持枠体に、水平方向に並ぶ複数の軸配設部を形成し、各軸配設部にそれぞれ縦主軸を配設して、各主軸周りに揚力型羽根を配設してある前記(1)〜(5)のいずれかに記載の縦軸風車。 (6) A plurality of shaft arrangement portions arranged in the horizontal direction are formed on the support frame body, vertical main shafts are arranged on the respective shaft arrangement portions, and lift-type blades are arranged around the respective main shafts. The vertical axis windmill according to any one of (1) to (5).

(7) 支持枠体における、水平方向に複数連設された各軸配設部の、平面位相を、それぞれ隣同士で連設方向と異なる方向へ変位させてなる前記(6)に記載の縦軸風車。 (7) The longitudinal direction according to (6), in which the planar phase of each of the shaft arrangement portions provided in the horizontal direction in the support frame is displaced in a direction different from the continuous direction. Axial windmill.

本発明によると次のような効果が奏せられる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

前記(1)に記載された発明の縦軸風車は、縦主軸1本に、縦長の揚力型羽根が、各段につき1枚で、上下複数段状に配設されているので、設置面積当りの出力は、1段における羽根の回転トルク×段数分となり、1本の縦主軸に対して大きな回転力を得ることができる。
風車の羽根は、1枚の方が回転速度が上るが、受風面積が狭く、軸トルクは出ないため、単独では実用性がないが、多段状に配設したことにより、各段において回転効率が良く、かつ、先行回転する羽根による乱気流の影響を受け難い。
各揚力型羽根の平面位相は、上段部から下段部へかけて順次、等角度ずつ回転一方向へ変位させて、全体として平面で、主軸回りに揚力型羽根が等間隔で配設されているので、風車全体としては、全方向の風を得ることが出来る。更に上下の異なった風流を得て回転力とすることができる。上下何れかの揚力型羽根に風力を得て回転するとき、他の揚力型羽根は他力による回転をして、揚力型羽根の形状(翼型)による特性から、自走揚力(回転推力)が生じるため、風抵抗を凌ぐことになる。
特に羽根の上下端部に傾斜部が形成されているので、羽根左側面に当って、抵抗の小さな上下方に逃げる風が、傾斜部で遮られ、羽根を外方へ押すことから、回転効率が高まる。これを風力発電機に利用するとき、効率の良い風力発電機とすることができる。
揚力型羽根を多段に配設することにより、羽根単体の縦長さを小さくすることができ、搬送や組立が簡便になり、風車の設置面積は小さくても、大型羽根を使用したこと以上の効果が得られる。
支持枠体は、複数の支柱で構成され、支柱で縦主軸全体の負荷を支持するものではないので、剪断負荷に絶えられる範囲の細い支柱を使用して、剛性のある支持枠体とすることができる。運搬や組立などの作業性とコストにも優れ、かつ風力発電機としての設置コスト、並びに発電コストを軽減することができる。また支持枠体は揚力型羽根の外に位置しているため、揚力型羽根の回転、風圧などに対しても、揺れ、振動が生じにくい。
In the vertical wind turbine according to the invention described in (1), a longitudinal main shaft is provided with a vertically long lift type blade in a plurality of upper and lower stages, one for each stage. The output of is the rotational torque of the blades in one stage × the number of stages, and a large rotational force can be obtained for one vertical main shaft.
A single blade of a windmill has a higher rotational speed, but since the wind receiving area is narrow and no axial torque is generated, it is not practically used alone, but it is rotated in each stage by being arranged in multiple stages. It is efficient and hardly affected by turbulence caused by the blades that rotate in advance.
The plane phase of each lift type blade is displaced in one direction of rotation by an equal angle sequentially from the upper stage to the lower stage, and as a whole, the lift type blades are arranged at regular intervals around the main axis. Therefore, the wind turbine as a whole can obtain wind in all directions. Furthermore, it is possible to obtain different wind currents at the top and bottom to obtain a rotational force. When the upper and lower lift-type blades rotate by obtaining wind power, the other lift-type blades rotate by other forces, and due to the characteristics of the lift-type blade shape (wing shape), self-propelled lift (rotational thrust) As a result, wind resistance will be exceeded.
In particular, since the slopes are formed at the upper and lower ends of the blade, the wind that hits the left side of the blade and escapes upward and downward with low resistance is blocked by the slope and pushes the blade outward. Will increase. When this is used for a wind power generator, an efficient wind power generator can be obtained.
By arranging the lift type blades in multiple stages, the vertical length of the blades can be reduced, the conveyance and assembly are simplified, and even if the installation area of the windmill is small, the effect more than using large blades Is obtained.
The support frame is composed of a plurality of struts and does not support the load of the entire vertical spindle with the struts, so use thin struts in a range that can withstand shear loads to make a rigid support frame. Can do. It is excellent in workability and cost such as transportation and assembly, and can reduce installation cost and power generation cost as a wind power generator. Further, since the support frame is located outside the lift-type blades, it is difficult for vibration and vibration to occur even when the lift-type blades rotate and wind pressure.

前記(2)に記載された発明の縦軸風車は、縦主軸を挟んで対称に揚力型羽根2枚が配設され、これが多段に配設されているので、それぞれの段において1枚羽根よりも回転効率が下るが、回転安定性が高く、全体として回転効率の良い風車となる。その余は前記(1)のものと同じである。   In the vertical wind turbine of the invention described in (2), two lift-type blades are arranged symmetrically across the longitudinal main shaft, and these are arranged in multiple stages. However, the rotational efficiency is reduced, but the rotational stability is high, and the wind turbine as a whole has good rotational efficiency. The rest is the same as the above (1).

前記(3)に記載された発明の縦軸風車は、縦主軸の長手中間を中間軸受で支持するので、縦主軸が長く細いものであっても、屈曲し難く、揚力型羽根の多段配設を有利に設定することができる。   The vertical wind turbine of the invention described in the above (3) supports the longitudinal middle of the longitudinal main shaft with an intermediate bearing, so that even if the longitudinal main shaft is long and thin, it is difficult to bend, and multistage arrangement of lift type blades Can be advantageously set.

前記(4)に記載された発明の縦主軸は、縦主軸の表面に、軸受される近傍を除いて、補強体が被着一体に形成されているので、長い金属主軸が細くても、回転時において遠心力や風圧により、縦主軸が曲折されることがない。
補強体を使用する事によって、金属の縦主軸を細いものとすることができる。補強体に、例えばFRPやアルミニウムの型材が使用されると、全体として縦主軸を軽量化することが出来る。これによって、揚力型羽根の多段配設を容易にすることができる。
The vertical main shaft according to the invention described in (4) above has a reinforcing body integrally formed on the surface of the vertical main shaft except for the vicinity of the bearing, so that even if the long metal main shaft is thin, it can rotate. Sometimes the longitudinal main shaft is not bent by centrifugal force or wind pressure.
By using the reinforcing body, the metal longitudinal main shaft can be made thin. If, for example, an FRP or aluminum mold is used for the reinforcing body, the longitudinal main shaft can be reduced in weight as a whole. Thereby, the multistage arrangement | positioning of a lift type | mold blade | wing can be made easy.

前記(5)に記載された発明の縦主軸は、短尺の縦主軸を、連結軸を介して複数連結する事が出来るので、組立の作業性、運搬の容易性などに優れている。また連結軸を細くすることによって、小型な軸受を使用することができて、摩擦面積を小さくして、回転効率を高くすることができる    The vertical main shaft of the invention described in the above (5) is excellent in assembling workability, ease of transportation, and the like because a plurality of short vertical main shafts can be connected through the connecting shaft. In addition, by reducing the connecting shaft, a small bearing can be used, the friction area can be reduced, and the rotation efficiency can be increased.

前記(6)に記載された縦軸風車は、1っの支持枠体に、水平方向で複数の軸配設部が形成され、それぞれに縦主軸が支持されている。
この支持枠体は、大きな風力ダムとして作用し、1っの支持枠体に集まる風力は、各縦主軸に上下複数段状に配設されている揚力型羽根を回転させ、その大きな力の集合体として、各縦主軸に連結される発電機を回転させて、1っの支持枠体全体で1っの風車となり、大容量の発電をする1っの風力発電機となる。
例えば1本の縦主軸に揚力型羽根が10段で、水平方向に10連なら、羽根の受風面積は100個分になる。このことは、1っの支持枠体が1っの風力ダムの作用をし、風力ダムに集合された風力が、全ての縦主軸を回転させて、発電をさせる。
水平方向で複数の軸配設部が形成される支持枠体は、全体として面積が広くなり、細い支柱などの組合せで形成することが出来るので、設置コストは小さく、台風や地震に対して強い剛性が維持出来る。
風車の後方は無風状態になるので、風の強い場所に支持枠体が配設されると、発電効率はよく、かつ防風林のような役割をさせることができる。
In the vertical wind turbine described in the above (6), a plurality of shaft arrangement portions are formed in a horizontal direction on one support frame, and the vertical main shaft is supported by each.
This support frame acts as a large wind dam, and the wind force gathered in one support frame rotates the lift-type blades arranged in a plurality of upper and lower stages on each vertical main shaft, and collects the large force As a body, a generator connected to each vertical main shaft is rotated to form one wind turbine for one support frame, and one wind generator for generating a large amount of power.
For example, if there are 10 lift-type blades on one vertical main shaft and 10 stations in the horizontal direction, the wind receiving area of the blades is 100. This means that one support frame acts as one wind dam, and the wind force collected in the wind dam rotates all the longitudinal main shafts to generate power.
The support frame body in which a plurality of shaft arrangement parts are formed in the horizontal direction has a large area as a whole, and can be formed with a combination of thin columns, etc., so the installation cost is small and strong against typhoons and earthquakes Rigidity can be maintained.
Since the rear of the windmill is in a windless state, if the support frame is disposed in a windy place, the power generation efficiency is good and the windbreak can be played.

前記(7)に記載された発明の縦軸風車は、左右に並列する縦主軸が交互に、平面位相を隣同士で違差されているので、風向きに対して複数重なることによる、部分的な受風力の低下を、回避することが出来る。
すなわち東西に長く支持枠体を設定した場合、東西からの風は支持枠体の東西に抜けるので、一部の揚力型羽根に風が当りにくくなるが、上記構成なら、風通しが良好となり、風力を有効に利用することができる。
In the vertical axis wind turbine of the invention described in (7), since the vertical main shafts arranged in parallel on the left and right are alternately different from each other in plane phase, a partial overlap is caused by overlapping a plurality of wind directions. A decrease in wind power reception can be avoided.
That is, when the support frame is set long in the east and west, the wind from the east and west passes to the east and west of the support frame, so that it is difficult for the wind to hit some of the lift type blades. Can be used effectively.

支持枠体に配設された縦主軸の1本に、複数の揚力型羽根を上下複数段状に、かつ平面位相を均等間隔で配設する。この縦主軸を1っの支持枠体に、水平方向に複数配設して、1っの風車とする。   A plurality of lift-type blades are arranged in a plurality of upper and lower stages on one of the longitudinal main shafts arranged on the support frame, and the plane phases are arranged at equal intervals. A plurality of the vertical main shafts are disposed on one support frame body in the horizontal direction to form one windmill.

本発明の実施の形態例を、図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る実施例1の縦軸風車の要部正面図、図2は、縦軸風車の揚力型羽根の平面位相を示す要部平面図である。
図において支持枠体(4)は、中間の固定アームや筋交材などの図示は、省略されている。支持枠体(4)の基端部は、図示しないコンクリート基盤に固定されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a main part front view of a vertical axis wind turbine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a main part plan view showing a plane phase of lift type blades of the vertical axis wind turbine.
In the figure, the support frame (4) is omitted from the illustration of the intermediate fixed arm and the bracing material. The base end portion of the support frame (4) is fixed to a concrete base (not shown).

図1において、縦軸風車(1)は、複数の支柱(2)と固定アーム(3)とで構成された、支持枠体(4)の内側に、軸配設部(4a)が形成されている。
該軸配設部(4a)には、縦主軸(5)が、上下の軸受(6)(6)により、垂直で回転自在に支持されている。支柱(2)は、管材、L型材、H型材、コ型材等を使用することができる。また短尺のものを複数連結することもできる。
In FIG. 1, the vertical wind turbine (1) has a shaft arrangement portion (4a) formed inside a support frame (4), which is composed of a plurality of support posts (2) and a fixed arm (3). ing.
A vertical main shaft (5) is vertically and rotatably supported on the shaft arrangement portion (4a) by upper and lower bearings (6) and (6). As the support column (2), a pipe material, an L-shaped material, an H-shaped material, a U-shaped material, or the like can be used. A plurality of short ones can also be connected.

図1における基台(7)は箱形で、その内部には、縦主軸(5)の下端部を支持する、図示しない軸受が配設されている。また基台(7)の中に、図示しない発電器を、縦主軸(5)に任意の伝動手段を介して連結して配設し、支持枠体(4)全体として風力発電機が形成されている。   The base (7) in FIG. 1 is box-shaped, and a bearing (not shown) that supports the lower end portion of the longitudinal main shaft (5) is disposed therein. Further, in the base (7), a generator (not shown) is connected to the vertical main shaft (5) via an arbitrary transmission means, and a wind power generator is formed as a whole of the support frame (4). ing.

縦主軸(5)には、上下に対をなす複数の固定体(8)(8)が設けられている。固定体(8)の形状は、例えば円盤状で、中央に孔が形成され、縦主軸(5)に外嵌して固定される他、左右2っ割として、縦主軸(5)の左右から左右片を押し当てて、ネジ止めすることもできる。   The vertical main shaft (5) is provided with a plurality of fixed bodies (8) and (8) which are paired vertically. The shape of the fixed body (8) is, for example, a disk shape, a hole is formed in the center, and is fixed by being externally fitted to the vertical main shaft (5). It can also be screwed by pressing the left and right pieces.

前記固定体(8)は、上下1組として、図1では定間隔で4段に配設されている。各1組の固定体(8)毎に、それぞれ上下1セットの支持アーム(9)が、平行に配設されて、その基端部は、固定体(8)にネジ止されている。   The fixed bodies (8) are arranged in four stages at regular intervals in FIG. For each set of fixed bodies (8), one set of upper and lower support arms (9) are arranged in parallel, and the base ends thereof are screwed to the fixed bodies (8).

各上下1セットの支持アーム(9)の上下間隔は、揚力型羽根(10)の高さに応じて決定されている。
なお、支持アーム(9)が上下3本を1組みとして使用される時は、固定体(8)も3個1セットで設けられる。
The vertical distance between the upper and lower sets of support arms (9) is determined according to the height of the lift-type blade (10).
When the upper and lower support arms (9) are used as a set, the fixed bodies (8) are also provided in a set of three.

前記各支持アーム(9)の先端部の向きは、上段から下段にかけて、それぞれ1セット毎に異なり、図2に示すように、最上段の支持アーム(9a)は、正面方向を向いている。2段目の支持アーム(9b)は、回転一方向(A矢示)へ、90度ほど変向して配設されている。   The direction of the tip of each of the support arms (9) is different for each set from the upper stage to the lower stage, and as shown in FIG. 2, the uppermost support arm (9a) faces the front direction. The second stage support arm (9b) is disposed by turning 90 degrees in one direction of rotation (indicated by arrow A).

3段目の支持アーム(9c)は、更に回転一方向へ90度変向して配設され、4段目の支持アーム(9d)も、90度ほど回転一方向へ変向して配設される。この回転一方向は、左回りでも、右回りでもかまわない。   The third stage support arm (9c) is further rotated 90 degrees in one direction of rotation, and the fourth stage support arm (9d) is also disposed about 90 degrees in one rotation direction. Is done. This direction of rotation may be counterclockwise or clockwise.

これにより、最上段の支持アーム(9a)から、最下段の支持アーム(9d)までの、変向角度の合計は、90度の4段階変更の合計で360度になり、図2に示すように、各支持アーム(9a)〜(9d)は、平面位相で90度の均等間隔で配設されている。   As a result, the total turning angle from the uppermost support arm (9a) to the lowermost support arm (9d) is 360 degrees, which is a total of four 90 degree changes, as shown in FIG. In addition, the support arms (9a) to (9d) are arranged at equal intervals of 90 degrees in the plane phase.

図1において、各上下1セットの、各支持アーム(9a)〜(9d)の先端部には、それぞれ縦長の揚力型羽根(10)が、正面図における左側面(回転時の内側面)を縦主軸(5)に対面させて、垂直に固定されている。支持アーム(9a)〜(9d)と揚力型羽根(10)との固定方法は、揚力型羽根(10)の大きさや、重量等を考慮して、ネジ止め、接着、FRPの一体固定など、適宜選択される。   In FIG. 1, each of the upper and lower sets of support arms (9 a) to (9 d) has a vertically long lift type blade (10) at the tip of each support arm (9 a) to (9 d). It is fixed vertically so as to face the longitudinal main shaft (5). The fixing method of the support arms (9a) to (9d) and the lift type blade (10) is based on the size, weight, etc. of the lift type blade (10), screwing, bonding, FRP integral fixing, etc. It is selected appropriately.

支持アーム(9)は、揚力型羽根(10)を支持出来る剛性があり、かつ風による抵抗が極力小さい形状にする。図示の支持アーム(9a)〜(9d)は、例えば板厚5ミリ程度のFRPの板で形成されている。
これは、揚力型羽根(10)が、例えば弦長(前後幅)20cm、高さ100cmの時、重量が1.3kg程度と軽量なためである。
The support arm (9) is rigid enough to support the lift-type blade (10) and has a shape with as little resistance as possible by wind. The illustrated support arms (9a) to (9d) are formed of, for example, an FRP plate having a thickness of about 5 mm.
This is because the weight of the lift-type blade (10) is as light as 1.3 kg when the chord length (front / rear width) is 20 cm and the height is 100 cm, for example.

揚力型羽根(10)は、軽量を要求されるので、硬質発泡樹脂成形体を一体に成形したコアに、FRP外層を一体成形したもの等が好ましく使用される。芯部に骨材を形成することができる。
揚力型羽根(10)の大きさは、例えば高さ100cm〜180cm、弦長16cm〜30cm、厚さ4cm〜6cmである。
Since the lift type blade (10) is required to be light, a core obtained by integrally molding a hard foamed resin molded body and an FRP outer layer are preferably used. Aggregates can be formed on the core.
The size of the lift type blade (10) is, for example, 100 cm to 180 cm in height, 16 cm to 30 cm in chord length, and 4 cm to 6 cm in thickness.

正面視において揚力型羽根(10)の上下端部は、縦主軸(5)方向へ傾斜して、傾斜部(10a)が形成されている。この傾斜角度は、45度より大きいと、風の抜けが低下し、また傾斜角度が小さすぎると、風の回収率が低下する。従って、好ましい角度は30度〜45度である。   In front view, the upper and lower ends of the lift-type blade (10) are inclined in the direction of the longitudinal main axis (5) to form an inclined portion (10a). When this inclination angle is larger than 45 degrees, the escape of the wind is reduced, and when the inclination angle is too small, the wind recovery rate is reduced. Therefore, a preferable angle is 30 degrees to 45 degrees.

揚力型羽根(10)の横断平面形状は、回転時の外側面においては、揚力型羽根(10)の回転トラックの曲線に沿っており、縦主軸(5)と対面する面の前部に膨出部が形成されている。   The transverse plane shape of the lifting type blade (10) is along the curve of the rotating track of the lifting type blade (10) on the outer surface during rotation, and swells in front of the surface facing the longitudinal main shaft (5). A protruding portion is formed.

これによって、揚力型羽根(10)の回転時の外側面では回転時における風抵抗が小さい。また膨出部は、羽根の外側面側より内側面側の風速を高めて揚力を生じさせるので、揚力型羽根(10)が風力で回転しているときに自走回転をする。   Thereby, the wind resistance at the time of rotation is small on the outer side surface at the time of rotation of the lift type blade (10). In addition, the bulging portion increases the wind speed on the inner side surface from the outer side surface side of the blades to generate lift, so that the swelled portion rotates by itself when the lift type blades (10) are rotated by wind power.

図1において、縦主軸(5)の高さは、例えば7mで、その外面には、軸受される近傍を除いて、補強体(5a)が被着されている。補強体(5a)は、例えばFRP成形体、アルミニウム型材の単体、あるいはそれらの組合せなどからなっている。   In FIG. 1, the height of the vertical main shaft (5) is, for example, 7 m, and a reinforcing body (5a) is attached to the outer surface of the vertical main shaft (5a) except for the vicinity of the bearing. The reinforcing body (5a) is made of, for example, an FRP molded body, a single aluminum mold, or a combination thereof.

補強体(5a)は、図1に示すように、固定体(8)をも、外から被覆するようにすることによって、支持アーム(9a)〜(9d)の固定部等の耐候性を高めることができる。
この場合、補強体(5a)と固定体(8)との接続部を、軟質のFRP樹脂で充填させて硬化させることにより、結合させることができる。
As shown in FIG. 1, the reinforcing body (5a) covers the fixed body (8) from the outside, thereby improving the weather resistance of the fixed portions of the support arms (9a) to (9d). be able to.
In this case, the connecting portion between the reinforcing body (5a) and the fixed body (8) can be bonded by being filled with a soft FRP resin and cured.

以上のように構成された、この縦軸風車(1)は、揚力型羽根(10)の高さが、例えば1mという低いものであっても、例えば7mの縦主軸(5)に、4段状に配設することによって、4枚羽根の縦軸風車(1)として、広い受風面積を有し、回転すると強い軸トルクを得ることができる。   The vertical wind turbine (1) configured as described above has four stages on the vertical main shaft (5) of 7 m, for example, even if the height of the lift-type blade (10) is as low as 1 m, for example. By arranging in a shape, the four-blade vertical wind turbine (1) has a large wind receiving area, and a strong axial torque can be obtained when it rotates.

各段における各揚力型羽根(10)は、1枚羽根であるので、縦主軸(5)の同水準反対側では風抵抗がなく、回転効率が高い。そして、瞬時にして向の変る風に対しても、各段における揚力型羽根(10)は、それぞれ90度変向しているので、4気筒エンジンのように、スムースでかつ連続した風力の付勢により、強い軸トルクを得ることができる。   Since each lift type blade (10) in each stage is a single blade, there is no wind resistance on the opposite side of the longitudinal main shaft (5), and the rotation efficiency is high. And even for winds that change direction instantaneously, the lift-type blades (10) at each stage are each turned 90 degrees, so that a smooth and continuous wind force is applied like a 4-cylinder engine. Due to the force, a strong shaft torque can be obtained.

この場合、1っの揚力型羽根(10)が風力を受けて回転するとき、風力を抵抗として受ける他の揚力型羽根は、他力で回転しており、その場合、前述した揚力型羽根(10)の形状による求心方向の揚力により、自走推力が生じて回転する。   In this case, when one lift type blade (10) is rotated by receiving wind force, the other lift type blades receiving the wind force as resistance are rotating by other force. Due to the lifting force in the centripetal direction due to the shape of 10), a self-propelled thrust is generated and rotates.

また、高さが高い縦主軸(5)を使用した時には、重量を軽減させるために、剪断荷重に耐えられる範囲で、細い軸が使用される。それにより、回転時における遠心力と、揚力型羽根(10)に受ける風圧とによって、細い縦主軸(5)は屈曲する。   Further, when the vertical main shaft (5) having a high height is used, a thin shaft is used within a range capable of withstanding a shear load in order to reduce the weight. Thereby, the thin vertical main shaft (5) bends due to the centrifugal force during rotation and the wind pressure applied to the lift-type blade (10).

しかし軽量で剛性のあるFRPや、アルミニウム等軽量合金の補強体(5a)を、縦主軸(5)の外面に被着して一体とすることによって、縦主軸(5)が回転時に屈曲することはなくなる。また、FRPは軽量に成形することができるので、縦主軸(5)全体を軽量なものとすることができ、回転効率は高められる。   However, the vertical main shaft (5) bends during rotation by attaching a lightweight and rigid FRP or a lightweight alloy reinforcement body (5a) such as aluminum to the outer surface of the vertical main shaft (5). Will disappear. Further, since the FRP can be molded lightly, the entire longitudinal main shaft (5) can be lightened, and the rotation efficiency can be improved.

実施例1においては、揚力型羽根(10)は4段に配設されているが、例えば縦主軸(5)を3段重ねとすることにより、揚力型羽根(10)を12段に配設することができる。   In the first embodiment, the lift-type blades (10) are arranged in four stages. For example, the lift-type blades (10) are arranged in 12 stages by stacking the longitudinal main shaft (5) in three stages. can do.

また、縦主軸(5)を短くして、揚力型羽根(10)を3段、6段などに配設することができる。その場合、上下の揚力型羽根(10)の高さを、長短に変化させることができる。各段における1枚羽根の、弦長を長くする事によって、大きな軸トルクを得ることができる。   Further, the longitudinal main shaft (5) can be shortened, and the lift-type blades (10) can be arranged in three or six stages. In that case, the height of the upper and lower lift-type blades (10) can be changed to be longer or shorter. By increasing the chord length of one blade in each stage, a large shaft torque can be obtained.

揚力型羽根(10)の弦長は、揚力型羽根(10)の回転半径によって変化し、例えば回転半径において、揚力型羽根(10)の前後端と軸を結ぶ角度が30度以内、例えば、揚力型羽根(10)の弦長は、揚力型羽根(10)の回転半径の約40%〜50%相当の長さの範囲、すなわち揚力型羽根(10)の回転半径が1mのとき、弦長40cm〜50cmまでの範囲にまで大きくすることが出来る。   The chord length of the lift type blade (10) varies depending on the rotation radius of the lift type blade (10). For example, at the rotation radius, the angle between the front and rear ends of the lift type blade (10) and the axis is within 30 degrees, for example, The chord length of the lift-type blade (10) ranges from about 40% to 50% of the rotation radius of the lift-type blade (10), that is, when the rotation radius of the lift-type blade (10) is 1 m The length can be increased to a range of 40 cm to 50 cm.

揚力型羽根(10)の弦長が短いと、回転速度はあがるが、軸トルクは小さい。従って回転速度が出ても、弱風に変ると減退して軸トルクが著しく低下するが、前記のように弦長を大きくしておくと、弱風でも低速回転で軸トルクが大きい。   When the chord length of the lift type blade (10) is short, the rotational speed increases, but the shaft torque is small. Therefore, even if the rotation speed is increased, the shaft torque is reduced and the shaft torque is remarkably reduced when the wind speed is changed. However, if the chord length is increased as described above, the shaft torque is increased at a low speed even in a weak wind.

揚力型羽根(10)の回転に伴い、空気は、その粘性により、揚力型羽根(10)の側面に付着して回転する。その結果、揚力型羽根(10)の回転トラック内に入る気流は、抵抗の小さな揚力型羽根の上下方向へと流れる。   As the lift-type blade (10) rotates, the air adheres to the side surface of the lift-type blade (10) and rotates due to its viscosity. As a result, the airflow entering the rotating track of the lift type blade (10) flows in the vertical direction of the lift type blade having a low resistance.

しかし、揚力型羽根(10)の内側面の上下端部に、内側方を向く傾斜部(10a)を形成しておくと、上下方向へ流れようとする気流は、傾斜部(10a)で阻まれて、揚力型羽根(10)を回転方向へ押すので、傾斜部(10a)が形成されている揚力型羽根(10)の回転効率は、傾斜部(10a)が形成されていないものに比して例えば5%〜20%高くする。   However, if inclined portions (10a) facing inward are formed at the upper and lower end portions of the inner surface of the lift-type blade (10), the airflow that tends to flow in the vertical direction is blocked by the inclined portions (10a). Rarely, the lift-type blade (10) is pushed in the rotational direction, so the rotational efficiency of the lift-type blade (10) with the inclined portion (10a) is compared with that without the inclined portion (10a). For example, it is increased by 5% to 20%.

図3は、本発明の実施例2を示す、縦軸風車の要部正面図、図4は要部平面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して、説明を省略する。
図における支持枠体(4)は、中間の固定アームや筋交材などの図示が、省略されているものである。
FIG. 3 is a front view of an essential part of a vertical axis wind turbine showing Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a plan view of the essential part. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the support frame (4) in the figure, illustration of an intermediate fixed arm, a bracing material, etc. is omitted.

図3において、縦主軸(5)は、複数の中間軸受(66)で、支持されている。各中間軸受(66)は、支柱(2)間に架設された、固定アーム(3)に設けられている。
これによって、縦主軸(5)は、全体として屈曲し難くなるので、金属製の縦主軸(5)を、剪断荷重に耐えられる範囲で、細く、かつ軽量にすることができる。また、縦主軸(5)の外面には、軸受される近傍部を除いて補強体(5a)を被着することによって、金属の縦主軸(5)を、より細くし、軽量化することができる。
In FIG. 3, the vertical main shaft (5) is supported by a plurality of intermediate bearings (66). Each intermediate bearing (66) is provided on a fixed arm (3) provided between the columns (2).
As a result, the vertical main shaft (5) is difficult to be bent as a whole, so that the metal vertical main shaft (5) can be made thin and light within a range capable of withstanding a shear load. Further, by attaching a reinforcing body (5a) to the outer surface of the vertical main shaft (5) except for the vicinity of the bearing, the metal vertical main shaft (5) can be made thinner and lighter. it can.

図3において、上下各段の揚力型羽根(10)は、縦主軸(5)を挟んで相対するように設けた2枚の揚力型羽根(10)からなっている。
揚力型羽根(10)が2枚の場合には、揚力型羽根(10)の弦長(前後幅)を、1枚羽根よりも相当に小さくする方が、風抵抗に対して有利になる。
In FIG. 3, the lift-type blades (10) at the upper and lower stages are composed of two lift-type blades (10) provided so as to face each other with the longitudinal main shaft (5) interposed therebetween.
When there are two lift-type blades (10), it is advantageous for wind resistance to make the chord length (front-rear width) of the lift-type blade (10) considerably smaller than that of one blade.

例えば、1枚羽根(10)の弦長の半分相当が好ましい。従って、例えば揚力型羽根(10)の回転半径が1mの場合、最大でその半径の20%〜25%相当の弦長とすることが好ましい。   For example, it is preferable to correspond to half the chord length of one blade (10). Therefore, for example, when the rotational radius of the lift type blade (10) is 1 m, it is preferable that the chord length is equivalent to 20% to 25% of the radius at the maximum.

各同一水準における支持アーム(9a)〜(9e)は、それぞれ同一の放射線上に設定されている。これによって、回転時に同一水準における2枚の揚力型羽根(10)の、回転バランスは良くなり、縦軸風車(1)全体としての回転バランスが良くなる。   The support arms (9a) to (9e) at the same level are set on the same radiation. As a result, the rotational balance of the two lift-type blades (10) at the same level during rotation is improved, and the rotational balance of the vertical axis wind turbine (1) as a whole is improved.

上下段における、支持アーム(9a)〜(9e)の平面位相は、図4に示すように、最上段の支持アーム(9a)は、左右方向を向いて配設され、2段目の支持アーム(9b)は、回転方向(A矢示)へ72度変更した位置に配設されている。   As shown in FIG. 4, the top phase of the support arms (9 a) to (9 e) in the upper and lower stages is arranged so that the uppermost support arm (9 a) faces in the left-right direction. (9b) is arranged at a position changed 72 degrees in the rotation direction (indicated by arrow A).

さらに3段目の支持アーム(9c)は、回転方向へ72度変向された位置に配設されている。以下、4段目、5段目の支持アーム(9d)(9e)も、それぞれ72度ずつ回転方向へ変向された位置に配設されている。   Further, the third-stage support arm (9c) is disposed at a position turned 72 degrees in the rotational direction. Hereinafter, the fourth-stage and fifth-stage support arms (9d) and (9e) are also arranged at positions that are each turned in the rotational direction by 72 degrees.

これによって、支持アーム(9a)〜(9e)の平面的位相は、図4に示すように、回転方向へ36度ずつ(9a)、(9d)、(9b)、(9e)、(9c)、(9a)、(9d)、(9b)、(9e)、(9c)という順に、変向した配列に設定されている。   As a result, the planar phases of the support arms (9a) to (9e) are 36 degrees in the rotational direction (9a), (9d), (9b), (9e), (9c) as shown in FIG. , (9a), (9d), (9b), (9e), and (9c) are set in a diverted array.

以上のように構成された、実施例2の縦軸風車(1)においては、揚力型羽根(10)の枚数が合計で10枚になり、受風面積を大きくすることができるので、強い軸トルクを得ることができる。   In the vertical axis wind turbine (1) of the second embodiment configured as described above, the total number of lift-type blades (10) is 10 and the wind receiving area can be increased. Torque can be obtained.

特に、同一設置面積における縦軸風車(1)の受風面積は、揚力型羽根(10)が1段のものに比して、5段に配設されていると5倍と、圧倒的に大きくなり、それだけ性能の良い風車となる。   In particular, the wind receiving area of the vertical wind turbine (1) in the same installation area is overwhelmingly five times when the lifting blades (10) are arranged in five stages compared to one stage. The larger the wind turbine, the better.

また、図4に示すように、揚力型羽根(10)の平面位相は、回転方向へ36度ずつ変位しているので、風の向きが瞬時に変化しても、いずれかの揚力型羽根(10)で風力を得ることができて、同一方向からの気流には、自動車の多気筒エンジンのように、スムースで、かつ連続した風力による、安定した回転力を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 4, the plane phase of the lift-type blade (10) is displaced by 36 degrees in the rotation direction, so even if the wind direction changes instantaneously, any lift-type blade ( The wind force can be obtained in 10), and the airflow from the same direction can obtain a smooth and stable rotational force by the continuous wind force as in a multi-cylinder engine of an automobile.

この実施例2においては、揚力型羽根(10)は5段に配設されているが、縦主軸(5)を2段重ねにした状態で、揚力型羽根(10)を10段に配設にすることもできる。
また、縦主軸(5)を短くして、揚力型羽根(10)を3段、4段などにすることができる。その場合、上下の揚力型羽根(10)の高さを、長短に変化させることができる。
In the second embodiment, the lift type blades (10) are arranged in five stages, but the lift type blades (10) are arranged in ten stages in a state where the longitudinal main shaft (5) is stacked in two stages. It can also be.
Further, the longitudinal main shaft (5) can be shortened, and the lift-type blade (10) can be made into three stages, four stages, and the like. In that case, the height of the upper and lower lift-type blades (10) can be changed to be longer or shorter.

図5は、本発明の実施例3を示す、正面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して、説明を省略する。
図5における支持枠体(4)は、中間の固定アームや筋交材などの図示が、省略されているものである。
FIG. 5 is a front view showing Embodiment 3 of the present invention. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In the support frame (4) in FIG. 5, illustration of an intermediate fixed arm, a bracing material, and the like is omitted.

この実施例3は、1っの支持枠体(4)に、側方に並ぶ複数の軸配設部(4a)が形成されて、縦主軸(5)が複数配設されていることに特徴がある。
図5において、軸配設部(4a)は左右2個示されているが、水平方向へ10個、20個と連続形成させることができる。
The third embodiment is characterized in that a plurality of shaft arrangement portions (4a) arranged side by side are formed on one support frame (4), and a plurality of longitudinal main shafts (5) are arranged. There is.
In FIG. 5, two shaft arrangement portions (4a) are shown on the left and right sides, but they can be continuously formed with 10 or 20 in the horizontal direction.

これによって、1っの支持枠体(4)の中に、多数の軸配設部(4a)が形成され、それぞれに縦主軸(5)が配設されている。各縦主軸(5)に複数の揚力型羽根(10)が多段に配設されても、隣接同士の羽根(10)は、それぞれの向きが異っているので、風の通りがよく、回転時における隣同士の揚力型羽根(10)によって生じる気流の干渉は軽減される。   Thus, a large number of shaft arrangement portions (4a) are formed in one support frame (4), and the vertical main shaft (5) is arranged in each of them. Even if a plurality of lift-type blades (10) are arranged in multiple stages on each longitudinal main shaft (5), the adjacent blades (10) have different directions, so the wind is good and they rotate. Airflow interference caused by the adjacent lift-type blades (10) at the time is reduced.

以上のように構成された、実施例3の縦軸風車(1)は、1っの支持枠体(4)に複数の軸配設部(4a)が設けられ、全体として1っの縦軸風車(1)となっている。
揚力型羽根(10)の1枚は、受風面積が小さなものであるが、1本の縦主軸(5)に、多数の揚力型羽根(10)が多段状に配設され、これが水平方向に多数配設されているので、複数の揚力型羽根(10)全体としての受風面積は、大きなものとなっている。
In the vertical axis wind turbine (1) of the third embodiment configured as described above, a plurality of shaft arrangement portions (4a) are provided on one support frame (4), and as a whole, one vertical axis It is a windmill (1).
One lift-type blade (10) has a small wind receiving area, but a number of lift-type blades (10) are arranged in multiple stages on one longitudinal main shaft (5). Therefore, the wind receiving area of the plurality of lift-type blades (10) as a whole is large.

その結果、各縦主軸(5)で、基台(7)内の図示しない、発電器を回転させて、これを集電することにより、全体として、大容量の発電をすることが出来る大型のの風力発電機を形成することができる。   As a result, each vertical main shaft (5) rotates a generator (not shown) in the base (7), and collects this power to produce a large-scale power generation as a whole. Wind power generator can be formed.

この実施例3における揚力型羽根(10)は、図3に示す2枚羽根配設とすることができる。
また左右に隣合う支持枠体(4)における軸配設部(4a)で、揚力型羽根(10)の段数を、例えば5段、4段、3段、5段のように異差させることができる。これは、例えば凹凸のある地形に設置する場合等に適している。
The lift type blade (10) in the third embodiment may be a two-blade arrangement shown in FIG.
Also, the number of stages of the lift-type blades (10) is made different, for example, 5 stages, 4 stages, 3 stages, and 5 stages, in the shaft arrangement part (4a) in the support frame (4) adjacent to the left and right. Can do. This is suitable, for example, when installing on uneven terrain.

図6は、本発明の実施例4を示す、縦軸風車の要部平面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して説明を省略する。図における支持枠体(4)は、中間の固定アームや筋交材などの図示が省略されている。   FIG. 6 is a plan view of an essential part of a vertical axis wind turbine showing Embodiment 4 of the present invention. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The support frame (4) in the figure does not show an intermediate fixed arm or bracing material.

この実施例4も、1っの支持枠体(4)の中に、多数の軸配設部(4a)が、水平方向へ連続して形成されて、各軸配設部(4a)に、それぞれ縦主軸(5)が配設されているものである。   In Example 4 as well, a large number of shaft arrangement portions (4a) are continuously formed in one horizontal direction in one support frame (4), and each shaft arrangement portion (4a) Each is provided with a longitudinal main shaft (5).

図6において、軸配設部(4a)は、左右において、複数連設されているが、図示のように、軸配設部(4a)が、左右前後に喰い違い状とされ、各縦主軸(5)の配設される平面位相が、それぞれ隣同士で連設方向と異なった方向へ異ならせて配設されている。   In FIG. 6, a plurality of shaft arrangement portions (4a) are connected in the left and right, but as shown in the figure, the shaft arrangement portions (4a) are staggered in the left and right directions, and each vertical main shaft. The planar phases arranged in (5) are arranged different from each other in the direction different from the connecting direction.

図6において、例えばA矢示の風が吹いていて、各縦主軸(5)における揚力型羽根(10)がB矢示方向に回転しているとき、揚力型羽根(10)の風下は無風に近い状態になる。従って、図6の左右方向から風が吹く場合、風上の揚力型羽根(10)の直後では風を受けにくい。   In FIG. 6, for example, when the wind of arrow A is blowing and the lift type blade (10) in each longitudinal main shaft (5) rotates in the direction of arrow B, the lee of the lift type blade (10) is no wind. It becomes a state close to. Therefore, when the wind blows from the left-right direction in FIG. 6, it is difficult to receive the wind immediately after the upwind lift type blade (10).

また揚力型羽根(10)が回転すると、流体の粘性により、空気の層が揚力型羽根(10)の外面に付着して回転する。従って、A矢示の風は、C矢示向きとなって後方へ抜ける。その結果、図6において、D矢示の風は、E矢示の向きとなって、風下の揚力型羽根(10)を回転させる。   When the lift-type blade (10) rotates, the air layer adheres to the outer surface of the lift-type blade (10) and rotates due to the viscosity of the fluid. Therefore, the wind indicated by the arrow A moves backward as indicated by the arrow C. As a result, in FIG. 6, the wind indicated by the arrow D is in the direction indicated by the arrow E, and the leeward lift type blade (10) is rotated.

図7は、縦主軸(5)の実施例2を示す要部正面図で、図8はその平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して、説明を省略する。
この縦主軸(5)は、長さを短かなものとし、これを長手方向に複数連結するように構成されたものである。
FIG. 7 is a main part front view showing Example 2 of the longitudinal main shaft (5), and FIG. 8 is a plan view thereof. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The longitudinal main shaft (5) has a short length and is configured to connect a plurality of the longitudinal main shafts (5) in the longitudinal direction.

この縦主軸(5)の上端面には、嵌合突部(5b)が形成されている。また縦主軸(5)の下端面には、嵌合凹部(5c)が形成されている。複数の縦主軸(5)を連結するときは、嵌合突部(5b)を別体の縦主軸(5)の嵌合凹部(5c) に嵌合させ、その外部にカラー(5d)を嵌合固定する。   A fitting projection (5b) is formed on the upper end surface of the vertical main shaft (5). A fitting recess (5c) is formed on the lower end surface of the longitudinal main shaft (5). When connecting multiple vertical main shafts (5), the fitting protrusion (5b) is fitted into the fitting recess (5c) of the separate vertical main shaft (5), and the collar (5d) is fitted to the outside. Fix it together.

支持枠体(4)に縦主軸(5)を配設するには、前記カラー(5d)の部分に、中間軸受(66)が当るようにして、固定アーム(3)により支持する。これによって、縦主軸(5)の連結部(5b)(5c)は、カラー(5d)と中間軸受(66)、固定アーム(3)等によって堅固に支持されて、屈折が防止される。   In order to dispose the longitudinal main shaft (5) on the support frame (4), the collar (5d) is supported by the fixed arm (3) so that the intermediate bearing (66) contacts the portion of the collar (5d). Accordingly, the connecting portions (5b) and (5c) of the longitudinal main shaft (5) are firmly supported by the collar (5d), the intermediate bearing (66), the fixed arm (3), etc., and refraction is prevented.

このように構成された、この縦主軸(5)は、例えば図3に示される中間軸受(66)上下間の長さに合うように設定すると、運搬、並びに縦軸風車(1)全体の組立作業が容易になる。   When the vertical main shaft (5) configured as described above is set so as to fit the length between the upper and lower portions of the intermediate bearing (66) shown in FIG. 3, for example, it is transported and the entire vertical wind turbine (1) is assembled. Work becomes easy.

図9は、本発明縦主軸の実施例3を示す要部正面図で、図10はその平面図である。前例と同じ部位には、同じ符号を付して、説明を省略する。
この実施例における縦主軸(5)は、連結軸(5e)が別体で形成されている。
FIG. 9 is a main part front view showing Embodiment 3 of the longitudinal main shaft of the present invention, and FIG. 10 is a plan view thereof. The same parts as those in the previous example are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The longitudinal main shaft (5) in this embodiment has a connecting shaft (5e) formed separately.

図9において、縦主軸(5)の両端面に、凹型の嵌合部(5f)が形成され、嵌合部(5f)内に、滑止突条(5g)が形成されている。連結軸(5e)の両先端面には、滑止溝(5h)が形成されている。   In FIG. 9, concave fitting portions (5f) are formed on both end faces of the longitudinal main shaft (5), and anti-slip ridges (5g) are formed in the fitting portions (5f). Anti-skid grooves (5h) are formed on both end surfaces of the connecting shaft (5e).

使用時においては、連結軸(5e)の下端部を、縦主軸(5)の上の嵌合部(5f)に嵌合する。また、連結軸(5e)の上端部を、縦主軸(5)の下の嵌合部(5f)に嵌合させる。これによって、図9に示すように、複数の縦主軸(5)を上下に連結させることができる。   In use, the lower end portion of the connecting shaft (5e) is fitted into the fitting portion (5f) on the vertical main shaft (5). Further, the upper end portion of the connecting shaft (5e) is fitted into the fitting portion (5f) below the vertical main shaft (5). As a result, as shown in FIG. 9, a plurality of vertical main shafts (5) can be connected vertically.

例えば、この縦主軸(5)を、図3の縦軸風車(1)に利用して、中間軸受(66)部分で、連結軸(5e)部分を支持させることによって、上下の中間軸受(66)の間に縦主軸(5)を支持させ、支持枠体(4)の縦方向に、複数の縦主軸(5)を連結させることができる。   For example, the vertical main shaft (5) is used in the vertical wind turbine (1) of FIG. 3 to support the connecting shaft (5e) portion at the intermediate bearing (66) portion, so that the upper and lower intermediate bearings (66 ) Between the vertical main shafts (5) and the vertical main shaft (5) in the vertical direction of the support frame (4).

連結軸(5e)は、例えば直径2cm、長さ10〜30cm程度であり、直径が細くても、短くて、中間を軸受(66)で支持されるので、屈曲し難い。また細いので、小さな軸受を使用することができ、摩擦面積が小さいので、摩擦抵抗が小さく、回転効率が良い。   The connecting shaft (5e) has a diameter of about 2 cm and a length of about 10 to 30 cm, for example. Even if the diameter is small, the connecting shaft (5e) is short and is supported by the bearing (66) in the middle. Further, since it is thin, a small bearing can be used, and since the friction area is small, the frictional resistance is small and the rotation efficiency is good.

メンテナンスも、この連結軸(5e)だけを取替えればよいので簡単である。
なを連結軸(5e)の一端部に突状の嵌合部、他端に凹状の嵌合部を形成すると、前記図7に示す縦主軸(5)の嵌合突部、凹部と連結させることができる。
Maintenance is also simple because only this connecting shaft (5e) needs to be replaced.
When a projecting fitting portion is formed at one end of the connecting shaft (5e) and a concave fitting portion is formed at the other end, the connecting shaft is connected to the fitting projecting portion and the recessed portion of the longitudinal main shaft (5) shown in FIG. be able to.

縦主軸(5)の直径は例えば4cm、長さ150cm〜200cm程度。必要に応じて、縦主軸(5)の表面に補強体(5a)を被着することによって、剛性を維持できる。
縦主軸(5)の長さが短く、配設される揚力型羽根(10)は、多くても2枚であるので、縦主軸(5)の直径は細くても屈曲し難く、重量も軽量にすることができる。
The diameter of the longitudinal main shaft (5) is, for example, 4 cm and a length of about 150 cm to 200 cm. If necessary, rigidity can be maintained by attaching the reinforcing body (5a) to the surface of the longitudinal main shaft (5).
The length of the vertical main shaft (5) is short, and there are at most two lift-type blades (10). Therefore, even if the diameter of the vertical main shaft (5) is thin, it is difficult to bend and is light in weight. Can be.

なおこの発明は、前記各実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすることができる。例えば支持アーム(8)を、上下3本にしたり、あるいは筋交いを配設したりすることができる。   In addition, this invention is not limited to each said Example, A design change can be suitably performed according to the objective. For example, the support arm (8) can be three in the vertical direction, or a brace can be arranged.

縦主軸に発電器を連係することにより、風力発電機にすることが出来るほか、揚水、製粉、その他工業用動力に利用することができる。   By linking the generator to the vertical main shaft, it can be used as a wind power generator, as well as used for pumping, milling, and other industrial power.

本発明の第1実施例を示す縦軸風車の要部正面図である。It is a principal part front view of the vertical axis | shaft windmill which shows 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例を示す縦軸風車の要部平面図である。It is a principal part top view of the vertical axis | shaft windmill which shows 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す縦軸風車の要部正面図である。It is a principal part front view of the vertical axis | shaft wind turbine which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す縦軸風車の要部平面図である。It is a principal part top view of the vertical axis | shaft windmill which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第3実施例を示す縦軸風車の要部正面図である。It is a principal part front view of the vertical axis | shaft wind turbine which shows 3rd Example of this invention. 本発明の第4実施例を示す縦軸風車の要部正面図である。It is a principal part front view of the vertical axis | shaft windmill which shows 4th Example of this invention. 縦主軸の実施例2を示す要部正面図である。It is a principal part front view which shows Example 2 of a vertical main axis | shaft. 図7における縦主軸の平面図である。It is a top view of the vertical main axis | shaft in FIG. 縦主軸の実施例3を示す要部正面図である。It is a principal part front view which shows Example 3 of a vertical main shaft. 図9における縦主軸の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the longitudinal main axis in FIG. 9.

(1)縦軸風車
(2)支柱
(3)固定アーム
(4)支持枠体
(4a)軸配設部
(5)縦主軸
(5a)補強体
(5b)嵌合突部
(5c)嵌合凹部
(5d)カラー
(5e)連結軸
(5f)嵌合部
(5g)滑止突条
(5h)滑止
(6)軸受
(66)中間軸受
(7)基台
(8)固定体
(9)(9a)〜(9e)支持アーム
(10)揚力型羽根
(10a)傾斜部
(1) Vertical axis windmill
(2) Prop
(3) Fixed arm
(4) Support frame
(4a) Shaft arrangement part
(5) Vertical spindle
(5a) Reinforcing body
(5b) Mating protrusion
(5c) Mating recess
(5d) Color
(5e) Connecting shaft
(5f) Fitting part
(5g) Non-slip ridge
(5h) non-slip groove
(6) Bearing
(66) Intermediate bearing
(7) Base
(8) Fixed body
(9) (9a) to (9e) Support arm
(10) Lift type blade
(10a) Inclined part

Claims (7)

支持枠体の軸配設部に配設された縦主軸の1本の周りに、上下複数段状に縦長の揚力型羽根を、各段毎に1枚配設した風車において、各揚力型羽根は上下端部に縦主軸方向へ傾斜する傾斜部を形成し、揚力型羽根の平面位相を、上段部から下段部へかけて順次、等角度をもって回転方向の一方向へ変位させ、全体として、主軸の周りに揚力型羽根を等間隔で配設してなることを特徴とする縦軸風車。 In a wind turbine in which one vertically long lift type blade is arranged in a plurality of upper and lower stages around one of the vertical main shafts arranged in the shaft arrangement part of the support frame body, each lift type blade Forms an inclined portion that inclines in the longitudinal principal axis direction at the upper and lower end portions, and the plane phase of the lift-type blades is sequentially displaced from the upper step portion to the lower step portion in one direction of rotation with an equal angle, A vertical wind turbine comprising lift type blades arranged at equal intervals around a vertical main shaft. 支持枠体の軸配設部に配設された縦主軸の1本の周りに、上下複数段状に縦長の揚力型羽根を、各段毎に2枚配設された風車において、各揚力型羽根の上下端部に縦主軸方向へ傾斜する傾斜部を形成し、揚力型羽根の平面位相を、上段部から下段部へかけて、順次、等角度をもって回転方向の一方向へ変位させて、全体として、主軸の周りに、揚力型羽根を等間隔で配設してなることを特徴とする縦軸風車。 In a wind turbine in which two vertically long lifting blades are arranged in a plurality of upper and lower stages around one of the longitudinal main shafts arranged in the shaft arrangement part of the support frame body, each lifting type An inclined part that inclines in the longitudinal main axis direction is formed at the upper and lower ends of the blade, and the plane phase of the lift-type blade is sequentially displaced from the upper step portion to the lower step portion in one direction of rotation direction at an equal angle, As a whole, a vertical axis wind turbine comprising lift type blades arranged at equal intervals around a vertical main axis. 前記縦主軸の、縦方向の中間部を軸受で支持されて、上下の軸受の間に揚力型羽根が配設されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の縦軸風車。 The vertical wind turbine according to claim 1 or 2, wherein a longitudinal intermediate portion of the vertical main shaft is supported by a bearing, and lift type blades are disposed between the upper and lower bearings. 前記縦主軸における、軸受部付近を除いて、表面に補強体を被着してあることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の縦軸風車。 Wherein the vertical main axis, with the exception of the vicinity of the shaft receiving portion, characterized in that a reinforcement on the surface are deposited, the vertical axis wind turbine according to any one of claims 1 to 3. 前記各縦主軸の上下端面の一方に嵌合突部を、同じく他方に嵌合凹部を形成し、この縦主軸の嵌合凹部に、他方の嵌合突部を嵌合させることにより、複数の縦主軸を上下に長く連結してなることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の縦軸風車。 A fitting projection is formed on one of the upper and lower end surfaces of each of the vertical main shafts, and a fitting recess is formed on the other, and the other fitting projection is fitted into the fitting recess of the vertical main shaft. The vertical axis wind turbine according to any one of claims 1 to 4, wherein the vertical main shaft is vertically connected to each other. 支持枠体に、水平方向に並ぶ複数の軸配設部を形成し、各軸配設部にそれぞれ縦主軸を配設して、各主軸周りに揚力型羽根を配設してあることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の縦軸風車。 A plurality of shaft arrangement portions arranged in the horizontal direction are formed on the support frame body, vertical main shafts are arranged on the respective shaft arrangement portions, and lift type blades are arranged around each main shaft. The vertical axis windmill according to any one of claims 1 to 5. 支持枠体における、水平方向に複数設された各軸配設部の、平面位相を、それぞれ隣同士で連設方向と異なる方向へ変位させてなることを特徴とする、請求項6に記載の縦軸風車。 In the support frame, characterized in that for each axis arrangement portion in which a plurality continuously provided in a horizontal direction, a planar phase, consisting by displacing each next to each other to continuously provided direction different directions, according to claim 6 Vertical axis windmill.
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