JP4612114B1 - Wind power drive - Google Patents
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Abstract
【課題】単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、耐久性に優れた風力駆動装置を提供する。
【解決手段】
吸気口1と排気口2とを有する角筒状の筐体3の内部空間4に1本の回転軸5を設け、回転軸5に複数の羽根車11,12,13,14,15を設けた風力駆動装置において、複数の羽根車11,12,13,14,15は、筐体3の各断面において、内部空間4に対して各羽根車11,12,13,14,15が占める割合が増大するように形成される。
【選択図】図1Provided is a wind drive device that can efficiently obtain a driving force even with a simple device configuration and has excellent durability.
[Solution]
One rotating shaft 5 is provided in the internal space 4 of the rectangular tube-shaped housing 3 having the intake port 1 and the exhaust port 2, and a plurality of impellers 11, 12, 13, 14, 15 are provided on the rotary shaft 5. In the wind drive device, the impellers 11, 12, 13, 14, and 15 are ratios of the impellers 11, 12, 13, 14, and 15 to the internal space 4 in each cross section of the housing 3. Is formed to increase.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置に関する。 The present invention relates to a wind power driving apparatus that obtains driving force using wind power as a power source.
従来、風力駆動装置としては、下記特許文献1に示すように、内部が吸気口から排気口へ向かって縮径した円筒内に、複数の羽根車と該羽根車に連結した複数の発電機を設けた風力駆動装置が知られている。
Conventionally, as a wind power drive device, as shown in the following
かかる従来の風力駆動装置においては、吸気口から導入された流入空気により複数の羽根車が駆動されるため、流入空気を効率よく羽根車の駆動力に変換し得る。 In such a conventional wind power drive device, since the plurality of impellers are driven by the inflow air introduced from the intake port, the inflow air can be efficiently converted into the driving force of the impeller.
しかしながら、複数の羽根車のそれぞれに発電機を設ける場合には、装置構成が複雑になり、製造コストが嵩むという問題がある。さらに、風上となる吸気口側の羽根車の回転数が極端に大きくなり、この部分の使用負荷が大きく破損し易いという問題がある。 However, when a generator is provided for each of the plurality of impellers, there is a problem that the device configuration becomes complicated and the manufacturing cost increases. Furthermore, there is a problem that the rotational speed of the impeller on the intake port side, which is on the windward side, becomes extremely large, and the use load at this portion is large and easily damaged.
そこで本発明は、単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、耐久性に優れた風力駆動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wind power drive device that can efficiently obtain a driving force even with a simple device configuration and is excellent in durability.
第1発明の風力駆動装置は、
風力を動力源として駆動力を得る風力駆動装置であって、
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる1本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように、該内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする。
The wind power drive device of the first invention is
A wind power drive device that obtains driving force using wind power as a power source,
A rectangular tubular housing having an inlet on one end and an exhaust on the other end;
One rotating shaft extending from one end to the other end of the casing in the internal space of the casing;
A plurality of impellers provided on the rotating shaft between the intake port and the exhaust port ;
In each section extending from the end of the previous Kikatamitai the other end, as the ratio occupied by the impeller to the internal space is increased, the internal space, the cross-sectional area toward the outlet from the inlet port Is formed small .
第1発明の風力駆動装置によれば、1本の回転軸を同軸心として、これに複数の羽根車が設けられている。そのため、単純な装置構成で製造コストが嵩むこともない。 According to the wind power drive device of the first invention, a plurality of impellers are provided on a single rotating shaft as a coaxial center. Therefore, the manufacturing cost does not increase with a simple device configuration.
一方で、1本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合には、風上となる吸気口側の羽根車の回転数が大きく、風下となる排気口側の羽根車の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸に生じ得る。 On the other hand, when a plurality of impellers are provided on one rotating shaft, the rotational speed of the impeller on the air inlet side that is on the windward is large, and the rotational speed of the impeller on the exhaust port side that is on the lee side is small. Thus, a twist due to a rotation difference can occur in the rotation shaft.
しかしながら、複数の羽根車を、筐体の一端から他端に向かう各断面において、内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大することで、吸気口側の羽根車の回転数の増大を抑制すると共に排気口側の羽根車の回転数の低下を抑制することができ、1本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。 However, in each cross section from one end of the housing to the other end of the plurality of impellers, the ratio of each impeller to the internal space increases, thereby increasing the rotation speed of the intake-side impeller. It is possible to suppress the reduction in the rotational speed of the impeller on the exhaust port side, and even when a plurality of impellers are provided on a single rotating shaft, the rotating shaft is prevented from being twisted due to a rotational difference. can do.
さらに、吸気口側の羽根車の回転数の増大を抑制することができ、この部分の使用負荷を抑えて、装置自体の耐久性を高めることができる。 Furthermore, an increase in the number of rotations of the impeller on the intake port side can be suppressed, the use load of this portion can be suppressed, and the durability of the device itself can be enhanced.
このように、本発明の風力駆動装置によれば、単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、高い耐久性を実現することができる。 Thus, according to the wind power drive device of the present invention, a drive force can be obtained efficiently even with a simple device configuration, and high durability can be realized.
さらに、本発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積を小さくすることで、回転軸に同一の大きさの羽根車を複数設けた場合にも、筐体の一端から他端に向かう各断面において、内部空間に対して各羽根車が占める割合を増大させることができる。これにより、吸気口側から導入された流入空気は、排気口側でその流路を絞られるため、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、1本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。 Furthermore, according to the wind power drive device of the present invention, when the casing has a plurality of impellers of the same size on the rotating shaft by reducing the cross-sectional area of the internal space from the intake port to the exhaust port. In addition, in each cross section from the one end to the other end of the housing, the ratio of each impeller to the internal space can be increased. Thereby, since the flow path of the inflow air introduced from the intake port side is restricted on the exhaust port side, the rotation number of the impeller on the exhaust port side where the rotation number tends to decrease can be increased. Even when a plurality of impellers are provided on the rotating shaft, it is possible to prevent the rotating shaft from being twisted due to a rotational difference.
第2発明の風力駆動装置は、第1発明において、
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする。
The wind power drive device of the second invention is the first invention,
The casing is provided with a movable valve that opens on the exhaust port side in accordance with an internal pressure.
第2発明の風力駆動装置によれば、筐体はその内部空間が吸気口から排気口に向かって断面積が小さくなるために、吸気口から導入された空気が排気口側でその流路が絞られ、内圧が上昇し得る。これに対して、過度に内圧が上昇した場合に可動弁を開放することで、排気口側の羽根車の回転数が増大し過ぎることを回避することができ、1本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。 According to the wind power drive device of the second aspect of the invention, since the internal space of the casing becomes smaller in cross section from the air inlet to the air outlet, the air introduced from the air inlet has its flow path on the air outlet side. It can be squeezed and the internal pressure can rise. On the other hand, by opening the movable valve when the internal pressure rises excessively, it is possible to avoid an excessive increase in the rotational speed of the impeller on the exhaust port side, and a plurality of rotations on one rotating shaft. Even when the impeller is provided, it is possible to prevent the rotation shaft from being twisted due to the rotation difference.
第3発明の風力駆動装置は、第1または第2発明において、
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする。
The wind power drive device of the third invention is the first or second invention,
The internal space of the housing is provided with a deflecting plate for deflecting the inflow air introduced from the intake port to the impeller on the exhaust port side at a corner portion on the exhaust port side. .
第3発明の風力駆動装置によれば、排気口側の角部に偏向板を設けて吸気口から導入された風を羽根車に偏向することで、回転数が低下し易い排気口側の羽根車の回転数を増大させることができ、1本の回転軸に複数の羽根車を設けた場合にも、回転軸に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。 According to the wind power drive device of the third aspect of the present invention, the deflector plate is provided at the corner on the exhaust port side, and the wind introduced from the intake port is deflected to the impeller, whereby the blade on the exhaust port side whose rotation speed is likely to decrease. The number of rotations of the vehicle can be increased, and even when a plurality of impellers are provided on one rotation shaft, it is possible to prevent the rotation shaft from being twisted due to a rotation difference.
図1および図2に示すように、本実施形態の風力駆動装置は、一端側に吸気口1と他端側に排気口2とを有する角筒状の筐体3と、筐体3の内部空間4で筐体3の一端から他端へ向かって延びる1本の回転軸5と、回転軸5に設けられた複数の羽根車11,12,13,14,15と備え、吸気口1から内部空間4内に導入された流入空気の風力により複数の羽根車11,12,13,14,15を動力源として、図示しない発電機を駆動するものである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the wind power drive device of the present embodiment includes a rectangular tube-
吸気口1は、筐体3の一端の開口部と同一であり、排気口2は、筐体3の他端側の側面に形成された開口部であって、筐体3の他端の開口部を覆うフード6により内部空間4と連通するように構成される。
The
すなわち、排気口2は、筐体3の他端の開口部とは別に設けられて、内部空間4から筐体3の他端へ向かって流れる流入空気をフード6により排気口で導入されるようになっている。
That is, the exhaust port 2 is provided separately from the opening at the other end of the
なお、排気口2は、筐体3の下側面に設けられる場合に限られず、風力駆動装置が搭載される機械・機器・システム(例えば、車両、屋外のポール)などに応じて、上側面や左右側面のいずれか一方または両方に設けられてもよい。さらに、フード6を設けずに、筐体3の他端の開口部を排気口としてもよい。
The exhaust port 2 is not limited to the case provided on the lower side surface of the
内部空間4は、筐体3の内部を仕切板7により分割した空間であって、仕切板7は、吸気口1の下部を一端として、他端側を底上げするように筐体3の内部に配置される。これにより、内部空間4は、吸気口1から排気口2に向かって下側面がスロープ状に形成され、徐々にその断面が小さくなる。
The
仕切板7には、その排気口2側の位置に可動弁8が設けられており、可動弁8は、図示しないねじりバネを噛ませたヒンジにより閉塞位置に付勢され、内圧(内部空間内の圧力)に応じて開放する。すなわち、可動弁8は、内圧が高まるにつれて徐々に開放し、さらに内圧が高まった場合には全開状態となる。これにより、内圧をある程度一定に保つと共に、内圧の急激な上昇を抑制するバッファとして機能する。 The partition plate 7 is provided with a movable valve 8 at a position on the exhaust port 2 side, and the movable valve 8 is urged to a closed position by a hinge that engages a torsion spring (not shown), and the internal pressure (inside the internal space) According to the pressure). That is, the movable valve 8 is gradually opened as the internal pressure increases, and becomes fully open when the internal pressure further increases. As a result, the internal pressure is kept constant to a certain extent and functions as a buffer that suppresses a rapid increase in internal pressure.
回転軸5は、筐体3の内部空間4で仕切板7と平行に設けられた軸体であって、その一端および他端が筐体3の内壁に渡した支持柱8Aおよび8Bに軸着されている。回転軸5と支持柱8Aおよび8Bとの軸着位置には、図示しないベアリングが設けられており、回転軸5はスムーズに回転するようになっている。なお、この回転軸5に図示しない発電機が接続されて、回転軸5の回転数に応じた発電が実現される。
The
羽根車11,12,13,14,15は、それぞれ同一形状の羽根車であって、吸気口1から排気口2までの間で回転軸5に等間隔に固定されている。さらに、排気口2側の羽根車14および15の手前には、それぞれ流入空気を羽根車14,15に偏向する偏向板9Aおよび9Bが設けられている。
The
偏向板9Aは、内部空間4の下側の2つの角部の一方に設けられ、偏向板9Bは、内部空間4の上側の2つの角部の一方で、偏向板9Aと対向する側に設けられる。これにより、角部を通して羽根車11,12,13,14,15に当ることなく流れる流入空気を羽根車14,15に偏向させて、その回転駆動力に利用することができる。
The
ここで、図3を参照して、内部空間4と羽根車11,12,13,14,15との関係について補足する。図3(a)〜図3(c)は、それぞれ図2のIIIA−IIIA線断面図、IIIB−IIIB線断面図、IIIC−IIIC線断面図である。
Here, with reference to FIG. 3, it supplements about the relationship between the
まず、図3(a)に示すように、吸気口1側の羽根車11の回転面積A1は、内部空間4の断面積に対して約半分である。これに対して、図3(b)および(c)に示すように、(羽根車11,12,13,14,15の形状が同一で回転面積も同一で、)排気口側に行くほど内部空間4の断面積が小さくなるため、内部空間4の断面積に対する羽根車13および15の回転面積A3およびA5が増大する。
First, as shown in FIG. 3A, the rotational area A <b> 1 of the
これにより、風上となる吸気口1側の羽根車11の回転数が大きく、風下となる排気口2側の羽根車15の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸5に生じることを防止することができる。
As a result, the rotational speed of the
すなわち、1本の回転軸5を同軸心として、これに複数の羽根車11,12,13,14,15を設けた場合には、風上となる吸気口1側の羽根車11の回転数が大きく、風下となる排気口2側の羽根車15の回転数が小さくなり、回転差によるねじれが回転軸5に生じるが、複数の羽根車11,12,13,14,15を、筐体3の一端から他端に向かう各断面において、内部空間4に対して各羽根車11,12,13,14,15が占める割合が増大するようにすることで、吸気口1側の羽根車11の回転数の増大を抑制すると共に排気口2側の羽根車15の回転数の低下を抑制することができ、1本の回転軸5に複数の羽根車11,12,13,14,15を設けた場合にも、回転軸5に回転差によるねじれが生じることを防止することができる。
That is, when a single
さらに、吸気口1側の羽根車11の回転数の増大を抑制することができ、この部分の使用負荷を抑えて、装置自体の耐久性を高めることができる。
Furthermore, an increase in the number of revolutions of the
このように、本実施形態の風力駆動装置によれば、1本の回転軸5に複数の羽根車11,12,13,14,15を設けた単純な装置構成でも効率よく駆動力を得ることができ、高い耐久性を実現することができる。
Thus, according to the wind power drive device of the present embodiment, a driving force can be obtained efficiently even with a simple device configuration in which a plurality of
なお、本実施形態では、羽根車11,12,13,14,15を同一形状として、仕切板7により内部空間4を排気口2側で絞る構成としたが、筐体3の一端から他端に向かう各断面において、内部空間4に対して各羽根車11,12,13,14,15が占める割合が増大する構成はこれに限定されるものではない。
In this embodiment, the
例えば、内部空間4は、仕切板7等と設けないストレートな形状としつつ、羽根車11,12,13,14,15を(同一形状ではなく)吸気口1から排気口2に向かって徐々に大きな形状のものを用いるようにしてもよい。
For example, the
また、本実施形態で内部空間4は、角筒型の筐体3の下側面のみを絞っているが、これに限らず、上面および左右側面の一部または全部を絞ってもよい。
Further, in the present embodiment, the
1…吸気口、2…排気口、3…筐体、4…内部空間、5…回転軸、6…フード、7…仕切板、9A,9B…偏向板、11,12,13,14,15…羽根車。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
一端側に吸気口と他端側に排気口とを有する角筒状の筐体と、
前記筐体の内部空間で該筐体の一端から他端へ向かって延びる1本の回転軸と、
前記吸気口と前記排気口との間で、前記該回転軸に設けられた複数の羽根車とを備え、
前記筐体の一端から他端に向かう各断面において、前記内部空間に対して各羽根車が占める割合が増大するように、該内部空間は、前記吸気口から前記排気口に向かって断面積が小さく形成されていることを特徴とする風力駆動装置。 A wind power drive device that obtains driving force using wind power as a power source,
A rectangular tubular housing having an inlet on one end and an exhaust on the other end;
One rotating shaft extending from one end to the other end of the casing in the internal space of the casing;
A plurality of impellers provided on the rotating shaft between the intake port and the exhaust port ;
In each section extending from the end of the previous Kikatamitai the other end, as the ratio occupied by the impeller to the internal space is increased, the internal space, the cross-sectional area toward the outlet from the inlet port Is a small wind power drive device.
前記筐体には、前記排気口側に内圧に応じて開放する可動弁が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。 The wind power drive device according to claim 1,
The wind power drive device according to claim 1, wherein the casing is provided with a movable valve that opens on the exhaust port side in accordance with an internal pressure .
前記筐体の内部空間には、前記排気口側の角部に前記吸気口から導入された流入空気を該排気口側の前記羽根車に偏向する偏向板が設けられていることを特徴とする風力駆動装置。 The wind power drive device according to claim 1 or 2,
The internal space of the housing is provided with a deflecting plate for deflecting the inflow air introduced from the intake port to the impeller on the exhaust port side at a corner portion on the exhaust port side. Wind drive device.
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