JP5284329B2 - Vertical axis wind kinetic energy generator with combined rotary mechanism of drag blade and upright lift blade - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、風力運動エネルギー生成分野、特にタワー式の風力ユニットにおいて、垂直軸型に配置された風力運動エネルギー機構に関するものである。このユニットは、タワー式の風洞効果を利用し、抗力翼片及び揚力翼片の組合せによって風力エネルギーを接収し、抗力翼片の90度垂直面で風を切り、揚力翼片のサイドフォースを加えて遠心力フライホイール式回転を起こし、更に風力機の運動エネルギー機構を推進させる。ユニットの慣性的回転運動によって、持続的エネルギー出力を生成させるもので、抗力翼片及び直立式揚力翼片による複合式回転機構であり、別名風洞式垂直軸型風力運動エネルギー生成装置に関する。 The present invention is a wind kinetic energy generation field, particularly in tower type wind power unit, to a wind kinetic energy mechanism arranged on the vertical axis type. This unit uses a tower-type wind tunnel effect to seize wind energy through a combination of drag blades and lift blades, cut the wind at the 90 ° vertical plane of the drag blades, and add the side force of the lift blades This causes centrifugal force flywheel rotation and further promotes the kinetic energy mechanism of the wind turbine. The inertial rotary motion of the unit, as it can produce a sustained energy output, a composite rotary mechanism with anti force wing and upright lift wing relates also known wind tunnel-type vertical axis wind kinetic energy generation device.
人類には既に風力エネルギーを数千年使用した歴史がある。風力発電の原理は、風力を利用して風車の翼片、或いはフライボールを回転させ、増速機によって回転速度を向上させ、発電機を発電させる。
図11、図12に示すように、従来の風力エネルギー源を運用する装置は、三枚翼片、或いは多数翼片の「水平軸、或いは垂直軸」型風車翼片、或いはフライボールを使って発電機の機軸を回転させるものである。翼片、或いはフライボールの回転運動は、空気動力の作用(揚力及び抗力を含む)に由来するもので、翼片、或いはフライボールに対してトルクが発成し、トルクから回転運動の慣性質量が生まれ、その運動エネルギーによって有用な機械的エネルギー、或いは電気エネルギーに転換される。
Mankind already has a history of using wind energy for thousands of years. The principle of wind power generation is that wind power is used to rotate the blades or flyballs of a windmill, and the rotational speed is increased by a gearbox to generate power.
As shown in FIGS. 11 and 12, a conventional wind energy source operating apparatus uses a three-blade or a multi-blade “horizontal or vertical axis” type windmill blade or a flyball. The axis of the generator is rotated. The rotational motion of the blade or flyball is derived from the action of aerodynamic power (including lift and drag), and torque is generated for the blade or flyball, and the inertial mass of the rotational motion from the torque. Is born and converted to useful mechanical energy or electrical energy by its kinetic energy.
水平軸型風車の風力タービンの機軸は地面と平行して据え付けられ、最大風力エネルギーを捕らえるためには、風向きによって針路調整装置で調整する必要が有る。現行の水平軸型風車は圧倒的に大きい比例を占めているが、水平軸型風車では、複雑地形風、乱気流及び騒音が大きすぎる問題を解決しにくい。 The axis of the wind turbine of the horizontal axis type wind turbine is installed in parallel with the ground, and in order to capture the maximum wind energy, it is necessary to adjust with the course adjustment device according to the wind direction. Although the current horizontal axis type wind turbine occupies an overwhelmingly large proportion, the horizontal axis type wind turbine is difficult to solve the problems of complicated terrain wind, turbulence and excessive noise.
「水平軸、或いは垂直軸」型のどちらにしても、従来の風車の翼片はつぎのような欠点がある。
(1)翼片、或いはフライボールは、ただ一部分の風力エネルギーしか利用できず、大部分の翼片、或いはフライボールは、断面に当たる風及び乱気流などの要因によって、風エネルギーの有効転換率は約20%〜30%の間に有る。
実際には風向きが変わるので、元の効率の約七割しか残らず、更に機械的電気的転換の消耗により、出力効率は残り少ないものとなる。
(2)巨大なエネルギーを生成するには、一層大きな風力装置を設置しなければならず、据え付けや分解保守がかなり困難で有るばかりでなく、更に工事のコストが増える。
(3)強風の作用下では、翼片が風を切る際に明らかに乱気流が起こり、それに風向きが変わる要素が加わって、風力が超強等級に達した場合、風力翼片に損害をもたらす恐れがあるので、機械が壊れるのを避けるためには、風車の運転を停止しなければならない。
(4)一般的に言って、風力の強さは地表の高さに正比例する、従って有効な風力を得るためには、高いところに設置するのが最も好ましいが、従来型の風車を大きくすればするほど、コストが増え、同時に保守上の困難も増加する。
(5)風況において最も制御が難しく且つ最も重大な問題になるのは乱気流であり、風力翼片の大部分が折れたり破壊されたりするのは、瞬間的強力な乱気流のためであり、このことは、現在市場でコントロールしにくいことでも有る。
Regardless of the “horizontal axis or vertical axis” type, the conventional wind turbine blade has the following disadvantages.
(1) Wing pieces or flyballs can use only a part of wind energy, and most of the wing pieces or fly balls have an effective conversion rate of wind energy due to factors such as wind hitting the cross section and turbulence. It is between 20% and 30%.
Since the wind direction actually changes, only about 70% of the original efficiency remains, and the output efficiency remains low due to the consumption of mechanical and electrical conversion.
(2) In order to generate enormous energy, it is necessary to install a larger wind power device, which is not only difficult to install and disassemble, but also increases construction costs.
(3) Under the action of strong winds, turbulence is clearly generated when the blades cut the wind, and when the wind direction reaches a super-strong grade due to the addition of elements that change the wind direction, there is a risk of causing damage to the wind blades. Therefore, to avoid breaking the machine, the windmill must be stopped.
(4) Generally speaking, the strength of wind power is directly proportional to the height of the ground surface. Therefore, in order to obtain an effective wind power, it is most preferable to install it at a high place, but the conventional wind turbine should be made larger. The more you increase, the higher the cost and the more difficult the maintenance.
(5) Turbulence is the most difficult and most serious problem in wind conditions, and most of the wind blades are broken or destroyed due to momentary strong turbulence. That is also difficult to control in the market.
図13に示すように、風力エネルギーの応用を高めるため、風力タービンは空気動力学の原理を応用する。その二つの主な受力は揚力U(風向きに垂直作用する)及び抗力D(風向きに平行作用する)である。その翼片構造によって、空気動力の性質を向上させることができる。これれら改良翼片の形状断面は飛行機の翼に類似している。
尚、本件の発明者は、従来の風力エネルギー源装置の問題を解決するため、米国特許第7,413,404号「軌跡幌型動力生成装置/Sail Wing Type Windmill」を提示した。これは垂直軸型風力運動エネルギー設計を採用し、「抗力翼片」を利用して空気動力中の抗力を取得し、且つ逆向きの時にリアルタイムに翼片の角度を調整し、最大風力エネルギーを截ち取り、且つ弱風の時に抗力が生じるのを避ける。これによって現行風力運動エネルギー装置より一層好ましい効能を生成させるものである。
As shown in FIG. 13, to enhance the application of wind energy, wind turbines apply aerodynamic principles. The two main receiving forces are lift U (acting perpendicular to the wind direction) and drag D (acting parallel to the wind direction). Due to the blade structure, the nature of the aerodynamic power can be improved. These modified wing pieces are similar in cross section to airplane wings.
In addition, in order to solve the problem of the conventional wind energy source device, the inventor of the present case presented US Pat. No. 7,413,404 “Sail Wing Type Windmill”. This adopts a vertical axis wind kinetic energy design, uses the “Drag Wrap” to acquire drag in the air power, and adjusts the blade angle in real time in the reverse direction to maximize the wind energy Avoid dragging and creating drag in low winds. This produces a more favorable effect than current wind kinetic energy devices.
図14に示すように、この技術は風面を迎えて最大風力エネルギーを取得したとき、抗力翼片の後方で負圧Fを形成する。この区域は回転中の翼片に対して反対方向の推力で抗力を形成し、風力使用の効能を低下させる。
尚、回転角度をコントロールするとき、凸輪軸上で、ガイド溝の中でスライドするとき、Y軸及びX軸の組合せしか設計されていないため、逆方向回転するとき、X軸が上へ向かったときにレールから外れる事がある(図7A、図7B参照)。
これによって分かるように、上述した従来技術には尚欠点があり、よい設計とは言いがたく、その改良が待たれていた。
As shown in FIG. 14, this technique forms a negative pressure F behind the drag blade piece when the wind surface is reached and maximum wind energy is acquired. This area creates drag with thrust in the opposite direction to the rotating blade, reducing the effectiveness of wind power use.
In addition, when controlling the rotation angle, when sliding in the guide groove on the convex wheel shaft, only the combination of the Y axis and the X axis is designed, so when rotating in the reverse direction, the X axis was directed upward. Sometimes it comes off the rail (see FIGS. 7A and 7B).
As can be seen, the above-described prior art still has drawbacks, and it is difficult to say that it is a good design, and its improvement has been awaited.
本件の発明者は、上述した従来の幌型動力生成装置に派生する欠点に鑑みてなされたもので、極力新規改良を試み、長年苦心研鑽の末、ついに本件の機構によって、風況メカニズムをコントロールする、抗力翼片及び直立式揚力翼片の複合式回転機構によって安定した風力エネルギーを接収するようにしたものが、即ち「風洞式垂直軸型風力エネルギー生成装置」である。 The inventor of the present case was made in view of the disadvantages derived from the above-described conventional hood type power generation device, tried to make new improvements as much as possible, and after many years of hard work, finally the mechanism of this case controlled the wind condition mechanism. you, that so as to confiscated stable wind energy by the composite rotary mechanism of drag wing and upright lift wing pieces, namely a "wind tunnel-type vertical axis wind power generation system."
本発明の主要な目的は、風況中の高低気流、サイドフォースを一定の風洞方向へ有効にコントロールすることによって、安定した風力運動エネルギーを出力できる風力エネルギー安定機構の装置を提供することにある。
本発明の二番目の目的は、複数セットのユニットを搭載して運転し、フロア設計及びコンピュータ制御ゲートウォールを運用して風力エネルギーの流れを引導し、有効に垂直軸型風力運動エネルギー装置の風圧を制御できるようにすることである。
本発明の三番目の目的は、「流水式抗力翼片」の設計を提供し、抗力翼片の風を切る断面に負荷がかかるとき、翼片上に設計された斜め穴を利用して負荷風力エネルギーを翼片の背面に流して、流水式抗力翼片を形成し、且つ一般抗力翼片に生じる風力抵抗効果を改善し、風力エネルギー及び機械的エネルギーの転換効率を向上させる技術の装置を提供することにある。
本発明の四番目の目的は、流水式抗力翼片と風向きが90度角度を保持する設計によって、風向きがいつも風を切る断面を指し、風力運動エネルギーの出力を安定させる垂直軸型風力運動エネルギー生成装置の機構設計を提供することにある。
本発明の五番目の目的は、流水式抗力翼片及び直立式揚力翼片によって慣性的フライホイールを推進して回転させる垂直軸型風力運動エネルギー生成装置を提供することにある。
本発明の六番目の目的は、フライホイールによって発成した慣性及び遠心力を利用して、エネルギーを蓄積し且つ出力エネルギーの安定性を高め、及び有効に効能を平準化させることの出来る垂直軸型風力運動エネルギー生成装置を提供することにある。
本発明の七番目の目的は、ユニット部品を全てモジュール化し、且つ単独に取替え使用でき、全部一般工事材料及び製造技術を使用し、製造周期が短く、施工メンテナンスコストの安い、安全且つ据付が便利な、より好ましい垂直軸型風力運動エネルギー生成装置を提供することにある。
A main object of the present invention is to provide an apparatus of a wind energy stabilization mechanism that can output stable wind kinetic energy by effectively controlling high and low airflows and side forces in a wind condition in a certain wind tunnel direction. .
A second object of the present invention, operated by mounting the units of multiple sets, and guiding the flow of wind energy to operate the floor design and computer-controlled gate wall, the effective vertical axis wind kinetic energy device It is to be able to control the wind pressure.
The third object of the present invention is to provide a design of a “flowing-type drag blade”, and when a load is applied to the cross section of the drag blade that cuts the wind, the load wind Providing a device with technology that improves the efficiency of wind energy and mechanical energy conversion by allowing energy to flow to the back of the blade to form a flowing-type drag blade and to improve the wind resistance effect of the general drag blade There is to do.
The fourth object of the present invention is a vertical axis wind kinetic energy that stabilizes the output of wind kinetic energy by referring to a cross section where the wind direction always cuts the wind by a flowing water type drag blade piece and a design in which the wind direction maintains a 90 degree angle. It is to provide a mechanical design of the generating device.
A fifth object of the present invention is to provide a vertical axis wind kinetic energy generating device for propelling and rotating an inertial flywheel by a flowing water type drag blade and an upright lift blade.
The sixth object of the present invention is to use the inertial and centrifugal force generated by the flywheel to store energy, increase the stability of output energy, and effectively level the efficacy. It is to provide a wind kinetic energy generator.
The seventh object of the present invention is to modularize all unit parts and use them independently, all using general construction materials and manufacturing technology, short production cycle, low construction maintenance cost, safe and convenient installation. It is another object of the present invention to provide a more preferable vertical axis wind kinetic energy generating apparatus.
抗力翼片及び直立式揚力翼片の複合式回転機構を用いる。
発明に係る「風洞式垂直軸型風力運動エネルギー生成装置」は、タワーと、風力機固定台座と、エネルギー出力ユニットと、方向決めユニットと、を含む。
前記タワーは、マルチフロア設計を採用し、複数組の風力ユニットを設けてコンピュータで上下フロアプレートの側面ゲートウォールを制御して風力エネルギーの流れ方向を引導する。
前記風力機固定台座は、その他の構造を搭載するために用いられる。
前記エネルギー出力ユニットは、固定台座の上に軸受けによって自由に回転できる円形荷重平台を設け、平台の上にはスリーブが設けられ、前記スリーブは前記円形荷重平台外部にセットされ且つ一体となって回転することが出来る。スリーブの外に翼片ユニットを連接し、この翼片ユニットは、上・下層の繋ぎ部を有し、前記二つの繋ぎ部はスリーブの上・下端に固定され、各繋ぎ部には複数の翼片モジュールが連接され、一つ一つの翼片モジュールには複数の抗力翼片が含まれ、その抗力翼片の一端に回転軸が設置され、前記回転軸末端に凸輪軸が設けられ、凸輪を軌跡制御ガイド溝へ深く嵌めさせ、軌跡のX.Y.Z.三軸方向運動を利用すると、凸輪を完全に軌跡の上に落ち着かせ、同時に抗力翼片の角度を調整できる。
翼片モジュールでは、抗力翼片の外側に複数の直立式揚力翼片を設けてあり、受風の時揚力翼片にバイアスが生じ、ユニットを回転させる。揚力翼片の最外側にフライホイールを設け、遠心力フライホイールが回転すると、エネルギーの蓄積及び平準化の二つの効能があり、エネルギーの出力を維持する。又、スリーブ底部の円形荷重平台は、その中心に出力軸が連接され、発電機に接続して発電を行う。
前記方向決めユニットは、回転導引管を有し、円形荷重平台の上に設置されて軸受けによって独立回転することができる、前記回転導引管表面に軌跡制御ガイド溝を設置し、そして方向決めユニットの頂部には風向き決め装置がある。この装置の後端に導流テールプレートが有って、風向き決め装置を風表へ向かって維持させ、風の方向によって回転導引管を回転させ、自動的に翼片ユニットの風に向かう角度を調整できる。
A composite rotating mechanism of the anti-forces wing and upright lift wing.
The “wind tunnel type vertical axis wind kinetic energy generating device” according to the invention includes a tower, a wind turbine fixed base, an energy output unit, and a direction determining unit.
The tower adopts a multi-floor design, and a plurality of sets of wind units are provided, and the side gate walls of the upper and lower floor plates are controlled by a computer to guide the flow direction of wind energy.
Before Symbol wind machines fixed base is used for mounting the other structures.
The energy output unit is provided with a circular load platform that can be freely rotated by a bearing on a fixed pedestal, and a sleeve is provided on the platform, and the sleeve is set outside the circular load platform and rotates together. I can do it. A wing piece unit is connected to the outside of the sleeve. The wing piece unit has upper and lower connecting portions, and the two connecting portions are fixed to the upper and lower ends of the sleeve. Each connecting portion includes a plurality of wing pieces. The piece modules are connected to each other, and each wing piece module includes a plurality of drag wing pieces. A rotary shaft is installed at one end of the drag wing piece, a convex ring shaft is provided at the end of the rotary shaft, Fit deeply into the locus control guide groove, X. Y. Z. By using triaxial motion, the convex wheel can be completely settled on the trajectory and at the same time the angle of the drag blade can be adjusted.
In the winglet module, a plurality of upright lift wing pieces are provided outside the drag wing pieces, and a bias is generated in the lift wing pieces when receiving wind to rotate the unit. When a flywheel is provided on the outermost side of the lift blade and the centrifugal flywheel rotates, there are two effects of energy accumulation and leveling, and the output of energy is maintained. The circular load platform at the bottom of the sleeve has an output shaft connected to the center thereof and is connected to a generator for power generation.
The direction determining unit has a rotating guide tube, is installed on a circular load platform and can be rotated independently by a bearing, has a trajectory control guide groove on the surface of the rotating guide tube, and determines the direction. At the top of the unit is a wind orientation device. There is a diversion tail plate at the rear end of this device, keeping the wind direction device toward the wind surface, rotating the rotating guide tube according to the direction of the wind, and the angle toward the wind of the blade unit automatically Can be adjusted.
1.本発明は、多数のユニットを搭載して運転し、フロア設計及びゲートウォールのコンピュータ制御によって風力エネルギーの流れ方向を引導し、有効に垂直軸型風力運動エネルギー装置の風圧を制御して、全体のユニット構造を簡素化し、軽量で、運転の信頼性が高く、製造及びメンテナンスのコストが低廉である。
2.本発明に係る抗力翼片及び直立式揚力翼片によって回転される垂直軸型風力運動エネルギー生成装置は、翼片と風向きが90度の角度となるように機構設計され、いつも風表へ向かうようになっている。
3.風速制限の起動点が低く、低速の時でも、エネルギーを貯蔵ボックスへ転送して保存し、一定の貯蔵量に達したときに発電させることが出来るので、発電効率が高く、単位当たりのコストが安い。
4.軽量化の設計を採用し、且つ機構及び構造の強度を強化したので、強風が襲来しても機械を止めなくてよいだけでなく、かえってハイエネルギーが入力され、満載発電を行うことが出来る。
1. The present invention is operated by mounting a large number of units, and guiding the flow direction of the wind energy by the computer control of the floor design and gate walls, by controlling the air pressure of the effective vertical axis wind kinetic energy device, the entire The unit structure is simplified, light weight, high operation reliability, and low manufacturing and maintenance costs.
2. The vertical axis wind kinetic energy generating apparatus rotated by the drag blade and the upright lift blade according to the present invention is designed so that the wind direction and the wind direction are at an angle of 90 degrees, and is always directed to the wind surface. It has become.
3. Even when the starting point of the wind speed limit is low and the speed is low, energy can be transferred to the storage box and stored, and power can be generated when a certain amount of storage is reached, resulting in high power generation efficiency and low cost per unit. cheap.
4). Since the design of weight reduction is adopted and the strength of the mechanism and structure is strengthened, not only does the machine not have to be stopped even if a strong wind strikes, but on the contrary, high energy is input and full power generation can be performed.
図1〜図5Aは、本発明に係る、抗力翼片及び直立式揚力翼片の複合式回転機構による垂直軸風力運動エネルギー生成装置を示す。 FIGS. 5A, Ru engages the present invention, a vertical axis wind kinetic energy generation device according to the composite rotary mechanism of drag wing and upright lift wing.
本発明に係る垂直軸風力運動エネルギー生成装置は、主としてタワー5と、風力機固定台座1と、エネルギー出力ユニット3と、方向決めユニット2と、を含む。
The vertical axis wind kinetic energy generating apparatus according to the present invention mainly includes a
タワー5はマルチフロア設計を採用し、複数組の風力機を設けて、コンピュータにより上・下フロアプレートの側面ゲートウォール51をコントロールして、風力エネルギーの流れ方向を引導する。
The
前記ゲートウォール51は、風向き、風速によって開いたり閉じたりすることが出来、これによって風量が出入りできる風洞を形成し、乱気流の発成を抑制する。
且つ前記ゲートウォール51の上には、別途強風を防止する風孔52を設置し、風圧が過大であるときは、ゲートウォール51を降ろして瞬間的な風を阻み、一方、風孔52によって、適当な風圧を流入させ、仕事を進行することが出来る。
The
Further, on the
前記風力機には、更に、風力機固定台座1と、エネルギー出力ユニット3と、方向決めユニット2及びアンテナと計器装置4が含まれる。
The wind machine further includes a wind machine fixed
前記風力機固定台座1は、タワー5の上に固定され、主としてその他の構成部品を組み立てて搭載するためである。ただし、この施工は本発明の請求するところではないので、ここでは詳述しない。
The wind
前記エネルギー出力ユニット3の底座には円形荷重平台39が設置され、軸受け322によって風力機固定台座1に支承され、自由に回転することが出来る。
A
円形荷重平台39の上にはスリーブ32が設けられる。前記スリーブ32は前記円形荷重平台39の外部にセットされ、且つ一体となって回転することが出来る。
前記スリーブ32の外に翼片ユニット30が連接される。この翼片ユニット30には、上・下繋ぎ部33を有する。
A
A
前記二つの繋ぎ部33はスリーブ32の上・下端に固定され、各繋ぎ部33には複数の翼片モジュール34が連接され、一つ一つの翼片モジュール34には複数の抗力翼片35が含まれる。この抗力翼片35の一端には回転軸351が設置され、前記回転軸351の末端には凸輪軸38が設けられる。
The two connecting
前記凸輪軸38には軌跡制御ガイド溝23に深くはめ込まれた凸輪381が設置され、軌跡のX.Y.Z.三軸方向の運動によって凸輪381を軌跡の上に深く落ち着かせ、同時に抗力翼片35の角度を調整することが出来る。
The
翼片モジュール34では、抗力翼片35の外側に複数の直立式揚力翼片36を設け、受風時揚力翼片36にバイアスが生じ、ユニットを回転させる。揚力翼片36の最外側にフライホイール6(図2に示すように)を設ける。フライホイール6は、外側の数枚の翼片複合構成で形成されたカウンターウェイトにより、遠心力フライホイール式で回転すると、エネルギーの蓄積及び平準化の二つの効能があり、エネルギーの出力を維持する。
In the
尚、スリーブ底部の円形荷重平台39は、その中心に出力軸31が連接され、発電機(図示せず)に接続して発電を行う。
The
前記方向決めユニット2には、円形荷重平台39の上に設置された回転導引管21がある。且つ円形荷重平台39との間には軸受け22を設け、独立して回転することが出来るる。
前記回転導引管21の表面には前記軌跡制御ガイド溝23が設置される。
The
The trajectory
そして方向決めユニット2の頂部には風向き決め装置24がある。この風向き決め装置24の後端には導流テールプレート25が有り、風向き決め装置24を常に風表へ向かわせ、風の方向によって回転導引管21を回転させ、自動的に翼片ユニット30の風を迎える角度を調整することが出来る。
A wind
前記アンテナと計器装置4から下へ向かって導管40が延伸される。この導管40は、前記風力機固定台座1と、エネルギー出力ユニット3と、方向決めユニット2との中心に穿設される。且つ前記導管40は、風力機固定台座1と、方向決めユニット2及び出力軸31の間に軸受けによって区分されていて、個別の回転を妨げることがない。前記導管40によって頂端のアンテナと計器装置4、或いは避雷針の導線が下へ向かって地上まで延伸し、その他の用途に備えている。
A
図3を再度参照して説明する。前記翼片ユニット3のスリーブ32の底部には延伸スリーブ321が連接されている。前記延伸スリーブ321の辺縁は内へ折れ曲がって風力機固定台座1の底部に嵌め込まれていて、且つ延伸スリーブ321及び風力機固定台座1の間に軸受け323が設置されることによって、前記出力ユニット3のブレを安定させると共に、雨水やホコリによる汚染を回避して長時間の運転を維持することが出来る。前記スリーブ32の外部にはブレーキ盤7が設置されていて、機械を止めてメンテナンスがし易いようにしてある。
A description will be given with reference to FIG. 3 again. An extending
又、図1は、前記翼片ユニット30の各翼片モジュール34、或いは繋ぎ部33の間に別途に支持架341、或いは引き紐342で直列に繋ぐことによって、安定性を強めている。前記支持架341、或いは引き紐342の経路は抗力翼片35の最大展開箇所を通過するようにしてある、その目的は、前記抗力翼片35が瞬間過大風力を受けた場合に、支持架341、或いは引き紐342に接触して破壊されるのを防止できるようにするためである。
Further, in FIG. 1, stability is enhanced by separately connecting each
図6を参照して説明する。翼片の風力抵抗を減少するため、本発明では、角度調整可能な抗力翼片35を利用して、順風の時には最大風圧を受け、逆風を迎える時は抗力翼片35を上へ揚げ、風力を抗力翼片35の両側から流し去らせるようになっている。同時に、前記抗力翼片35の表面には斜め穴352が設置されている。前記斜め穴352は、順風の時には一部分の風力を前方方向へ流し去ることによって、前記抗力翼片35の背風面に抗力を形成することを避ける事が出来るので、大幅に翼片の風力抵抗が生じることを減少することが出来る。
This will be described with reference to FIG. In order to reduce the wind resistance of the blade, in the present invention, the angle
図6A、図6Bを参照して説明する。回転慣性質量を増加するため、本発明では、最外側の揚力翼片36の質重を増やしてフライホイール式慣性質量単元37を形成した。前記フライホイール式慣性質量単元37と外側の数枚の揚力翼片36を複合に構成してフライホイール6を形成し、より大きな質重及びより長いトルクによって、回転するときに自然と慣性質量が生じて回転運動を維持することによって、前記エネルギー出力ユニット3が回転起動後長時間に亘って慣性質量平衡回転運動を行い、安定した風力に対する依存性を減少することが出来る。
This will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. In order to increase the rotational inertial mass, in the present invention, the flywheel type
前記直立式揚力翼片36とフライホイール式慣性質量単元37の断面は機翼の造型を呈している。ベルヌーイの原理を利用することによって、直立式揚力翼片では風力が流れ去るとき、自然に揚力が生じて前記エネルギー出力ユニット3を回転させることが出来る。
The cross sections of the upright
図4、図7〜図7Cを参照して説明する。前記抗力翼片35の風を迎える角度を良好に維持するためには、凸輪381を軌跡制御ガイド溝23の中に常時はまりこませていなければならない。前記回転導引管21の断面は円形であるため、前記凸輪381が回転するとき、前記軌跡制御ガイド溝23との相対距離はいつも変化することがある。従って、本発明に係る凸輪軸38は、回転軸382にパッキングブロック383を連接する。このパッキングブロック383はスプリング384に支えられる。且つ前記パッキングブロック383の一端に球形回転軸385が設置される。そして前記凸輪381は、前記球形回転軸385の上に設置されている。
This will be described with reference to FIGS. 4 and 7 to 7C. In order to maintain a good angle at which the wind of the
このようにして、前記凸輪381は、一番最初に軌跡制御ガイド溝23の底部(図7A)に接触し、翼片ユニット30が回転運動すると、前記凸輪軸38が軌跡制御ガイド溝23の中で移動し、且つ前記凸輪381を牽引してX、Y軸の平面上で偏移して、前記凸輪381を軌跡制御ガイド溝23の底部(図七B)からズラす。このとき、スプリング384が推力を生じてパッキングブロック383によって凸輪381をZ軸方向へ向かって移動させる。そして、前記球形回転軸385は、軌跡制御ガイド溝23の高低変化中においても、凸輪381を軌跡制御ガイド溝23の中に深く保持し、X.Y.Z.三軸方向運動によって凸輪381を完全に軌跡制御ガイド溝23の上に落ち着かせることが出来る。
In this way, the
図8に示すように、実際の天候の中で、瞬間的強大風力のために前記抗力翼片35が損害を受ける可能性が有る。それゆえ、本発明では前記抗力翼片35と回転軸351の間に蝶つがい単元353を設置してある、前記蝶つがい単元353は、開くときに必要な力を実務によって予め設定し、前記抗力翼片35が瞬間的強大風力を受けて設定値をオーバーしたときは、蝶つがい単元353の翼片354を開くことによって抗力翼片35の受ける衝撃を緩衝し、前記抗力翼片35の構造強度を維持することが出来る。
As shown in FIG. 8, in the actual weather, there is a possibility that the
図9に示すように、本発明を実際に製作する時には、設置サイトの風力分布に対して前記翼片モジュール34の調整を行うことが出来る。例えば、風力の比較的弱いサイトでは、随時推力を生じる事の出来る直立式揚力翼片36の分布を増加することによって、微弱な風量を最も有効に応用して、エネルギー出力の目的を達成することが出来る。このとき、抗力翼片35を減少する設計を行い、機能を発揮できるのみならず、抗力翼片制御の設計を簡素化することも出来る。
As shown in FIG. 9, when actually manufacturing the present invention, the
[参考例]
図10に示すように、同様にして、風力の比較的強いサイトでは、抗力翼片35の分布を増加し、且つ直立式揚力翼片36の数量を減らすことによって、豊富な風量を最も有効に応用し、エネルギー出力の目的を達成することが出来る。場合によっては、完全に抗力翼片35によって直立式揚力翼片36にとってかわり、全体の設計を簡素化することも出来る。
[Reference example]
As shown in FIG. 10, in the same manner, the relatively strong site of the wind, increasing the distribution of
1 風力機固定台座
2 方向決めユニット
21 回転導引管
22 軸受け
23 軌跡制御ガイド溝
24 風向き決め装置
25 導流テールプレート
3 エネルギー出力ユニット
30 翼片ユニット
31 出力軸
32 スリーブ
321 延伸スリーブ
322 軸受け
323 軸受け
33 繋ぎ部
34 翼片モジュール
341 支持架
342 引き紐
35 抗力翼片
351 回転軸
352 斜め穴
353 蝶つがい単元
354 翼片
36 直立式揚力翼片
37 フライホイール式慣性質量単元
38 凸輪軸
381 凸輪
382 回転軸
383 パッキングブロック
384 スプリング
385 球形回転軸
39 円形荷重平台
4 アンテナ及び計器装置
40 導管
41 軸受け
5 タワー
51 ゲートウォール
6 フライホイール
7 ブレーキ盤
F 負圧
U 揚力
D 抗力
DESCRIPTION OF
Claims (11)
マルチフロア設計で、複数組の風力ユニットをコンピュータで上・下フロアプレート側面のゲートウォールを制御することによって、風力エネルギーの流動方向を引導するタワーと、
前記風力機に更に含まれるその他の構造を搭載するための風力機固定台座と、
エネルギー出力ユニットと、
方向決めユニットと、を含み、
前記エネルギー出力ユニットは、固定台座の上に軸受けによって自由に回転できる円形荷重平台を設けられ、
平台の上にはスリーブが設けられ、前記スリーブは前記円形荷重平台外部にセットされ且つ一体となって回転出来、
スリーブの外に翼片のユニットが連接され、
この翼片のユニットは、上・下層の繋ぎ部を有し、
前記二つの繋ぎ部はスリーブの上・下端に固定され、
各繋ぎ部には複数の翼片モジュールが連接され、
一つ一つの翼片モジュールには複数の抗力翼片が含まれ、
その抗力翼片の一端に回転軸が設置され、
前記回転軸末端に凸輪軸が設けられ、
凸輪が軌跡制御ガイド溝へ深く設置され、軌跡のX.Y.Z.三軸方向運動を利用して、凸輪を完全に軌跡の上に落ち着かせ、同時に抗力翼片の角度を調整可能であり、
翼片モジュールでは、抗力翼片の外側に複数の直立式揚力翼片が設けられていて、受風時に揚力翼片にバイアスが生じてユニットを回転させ、
揚力翼片の最外側にはフライホイールが設けられていて、遠心力フライホイールが回転すると、エネルギーの蓄積及び平準化の二つの効能があり、エネルギーの出力を維持し、
スリーブの底部の円形荷重平台は、その中心に出力軸が連接されていて、該出力軸が発電機と接続して発電可能であり、
前記方向決めユニットは回転導引管を有し、円形荷重平台の上に設置されて軸受けによって独立して回転可能であり、
前記回転導引管の表面には軌跡制御ガイド溝が設けられ、
前記方向決めユニットの頂部には風向き決め装置があり、
前記風向き決め装置の後端には導流テールプレートが有って、風向決め装置を風表へ向かって維持させ、同時に回転導引管を回転させて、自動的に翼片のユニットの風に向かう角度を調整できる、ことを特徴とする抗力翼片及び直立式揚力翼片の複合式回転機構の垂直軸型風力運動エネルギー生成装置。 A vertical axis wind kinetic energy generation device of the composite rotary mechanism of the anti-forces wing and upright lift wing (wind tunnel-type vertical axis wind kinetic energy generation device),
In a multi-floor design, a tower that guides the flow direction of wind energy by controlling the gate walls on the side of the upper and lower floor plates with a computer for multiple sets of wind units,
A wind turbine fixing base for mounting other structures further included in the wind turbine;
An energy output unit;
A direction unit,
The energy output unit is provided with a circular load platform that can be freely rotated by a bearing on a fixed base,
A sleeve is provided on the flat base, and the sleeve is set outside the circular load flat base and can rotate together,
Wing piece units are connected to the outside of the sleeve,
This winglet unit has upper and lower joints,
The two connecting portions are fixed to the upper and lower ends of the sleeve,
A plurality of winglet modules are connected to each joint,
Each blade module contains multiple drag blades,
A rotating shaft is installed at one end of the drag blade,
A convex wheel shaft is provided at the end of the rotation shaft,
A convex wheel is installed deep in the trajectory control guide groove, and the X. Y. Z. Using the triaxial movement, the convex ring can be completely settled on the locus, and the angle of the drag blade can be adjusted at the same time.
In the winglet module, a plurality of upright lift wing pieces are provided on the outside of the drag wing piece, and a bias is generated in the lift wing piece during wind receiving to rotate the unit,
A flywheel is provided on the outermost side of the lift blade, and when the centrifugal flywheel rotates, it has two effects of energy accumulation and leveling, maintaining energy output,
The circular load platform at the bottom of the sleeve has an output shaft connected to its center, and the output shaft can be connected to a generator to generate power.
The orientation unit has a rotating guide tube, is installed on a circular load platform and can be rotated independently by a bearing;
A trajectory control guide groove is provided on the surface of the rotating guide tube,
There is a wind direction determining device at the top of the direction determining unit,
A wind guide tail plate is provided at the rear end of the wind directing device to maintain the wind directing device toward the wind surface, and at the same time, rotate the rotating guide tube to automatically wind the blade unit wind. directed angle can be adjusted, the vertical axis wind kinetic energy generation device of the composite rotary mechanism of the anti-forces wing and upright lift wing you wherein a.
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