JP6225288B1

JP6225288B1 - Lift type windmill

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Publication number: JP6225288B1
Application number: JP2017101957A
Authority: JP
Inventors: 田中　勝之; 勝之田中
Original assignee: 田中　勝之; 勝之田中
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2017-11-01
Anticipated expiration: 2037-05-23
Also published as: JP2018197519A

Abstract

【課題】風を受けることによって得られる揚力を有効に利用して、風力を効率的に発電に利用することが可能な揚力型風車を提供する。【解決手段】羽根４を備えた機構部１０は、羽根４が風を受けることによって得られる揚力によって移動し、これにより環状のチェーン３が回転して、揚力獲得区間５と羽根角度変更区間６とを交互に通過して循環的に移動する。羽根角度変更区間６では、羽根４が風から揚力を得られるように、風に対する羽根４の角度を変化させる羽根角度変更手段を有しており、羽根角度変更手段の機能によって、揚力獲得区間５において、良好に揚力を得る状態を実現できる。【選択図】図２The present invention provides a lift-type windmill that can effectively use the lift obtained by receiving wind to efficiently use wind power for power generation. A mechanism portion 10 having blades 4 is moved by lift force obtained by receiving the wind of the blades 4, whereby an annular chain 3 is rotated, and a lift acquisition section 5 and a blade angle change section 6 are rotated. And move in a cyclical manner. The blade angle changing section 6 has blade angle changing means for changing the angle of the blade 4 with respect to the wind so that the blade 4 can obtain lift from the wind. Thus, it is possible to realize a state of obtaining a good lift. [Selection] Figure 2

Description

本発明は、風を受けることによって得られる揚力を有効に利用した揚力型風車に関する。 The present invention relates to a lift-type wind turbine that effectively uses lift obtained by receiving wind.

風力発電に利用される風車の形態には様々なものがあり、特許文献１には、無端チェーン部材を用いて風を受ける翼部材を周回動作させる風車装置が記載されている。また、特許文献２には、本発明者によってなされた風車に関する発明が記載されている。 There are various types of windmills used for wind power generation, and Patent Document 1 describes a windmill device that rotates a blade member that receives wind using an endless chain member. Patent Document 2 describes an invention related to a windmill made by the present inventor.

特開２０１３−１９３８２号公報JP2013-19382A 特許第４７１７９６６号公報Japanese Patent No. 4717966

特許文献２に記載されたものは、空気の流れに対して水平方向に回転する方式の風車について、羽根の回転方向が空気の流れと同じ方向（順方向）に位置する羽根でできる限り風を受けとめるとともに、羽根の回転方向が空気の流れと反対の方向（逆方向）では、羽根が風から受ける抵抗をできる限り小さくすることを目的としてなされたものである。
従って、この点において優れた性能を有するが、風から揚力を得ることについては考慮していないため、この点においてまだ改良の余地がある。 Patent Document 2 describes a wind turbine that rotates in a horizontal direction with respect to an air flow, and winds as much as possible with the blades whose rotation direction is the same direction (forward direction) as the air flow. The purpose of this is to reduce the resistance that the blade receives from the wind as much as possible when the direction of rotation of the blade is opposite to the air flow (reverse direction).
Therefore, although it has excellent performance in this respect, there is still room for improvement in this respect because it does not consider obtaining lift from the wind.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、風を受けることによって得られる揚力を有効に利用して、風力を効率的に発電に利用することが可能な揚力型風車を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a lift-type windmill capable of efficiently using wind power for power generation by effectively using lift obtained by receiving wind. The purpose is to do.

以上の課題を解決するために、本発明の揚力型風車は、風を受けることによって揚力が得られるように羽根の角度が設定されており、羽根が取り付けられた羽根ギヤと、羽根ギヤと噛み合う小ギヤと、小ギヤと同軸の大ギヤとを備えた機構部と、風から羽根が得る揚力によって動く機構部を循環的に移動させるために回転する環状のチェーンとを有する揚力型風車であって、機構部は、羽根が風から揚力を得る揚力獲得区間と、羽根の角度を変更する羽根角度変更区間とを交互に通過して循環的に移動し、羽根角度変更区間において、羽根が風から揚力を得られるように、風に対する羽根の角度を変化させる羽根角度変更手段を有し、羽根角度変更手段は、羽根角度変更区間に設置されたラックに対して大ギヤが回転し、大ギヤの回転に伴って小ギヤが回転して、小ギヤと噛み合う羽根ギヤの回転によって羽根の角度が変更されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the lift type windmill of the present invention has blade angles set so that lift is obtained by receiving wind, and meshes with the blade gear to which the blade is attached and the blade gear. A lift type windmill having a small gear, a mechanism having a small gear and a large gear coaxial with the small gear, and an annular chain that rotates to cyclically move the mechanism that moves by the lift generated by the blades from the wind. Then, the mechanism part moves cyclically by alternately passing through the lift acquisition section in which the blades obtain lift from the wind and the blade angle change section in which the blade angle is changed. Blade angle changing means for changing the angle of the blade with respect to the wind so that lift can be obtained from the wind, and the blade angle changing means rotates the large gear with respect to the rack installed in the blade angle changing section. With the rotation of Rotates the small gear, characterized in that it is changed the angle of the vanes by the rotation of the vane gear meshing with the small gear.

羽根を備えた機構部は、風を受けることによって揚力が得られるように羽根の角度が設定されて、揚力獲得区間と羽根角度変更区間とを交互に通過して循環的に移動する。羽根角度変更区間では、羽根が風から揚力を得られるように、風に対する羽根の角度を変化させる羽根角度変更手段を有しており、この羽根角度変更手段の機能によって、揚力獲得区間において、良好に揚力を得る状態を実現できる。 The angle of the blade is set so that the lift is obtained by receiving the wind, and the mechanism portion including the blade moves cyclically through the lift acquisition section and the blade angle change section alternately. The blade angle changing section has blade angle changing means for changing the angle of the blade with respect to the wind so that the blade can obtain lift from the wind, and the function of the blade angle changing means is good in the lift acquisition section. It is possible to achieve a state of obtaining lift.

本発明の揚力型風車においては、前記大ギヤは極性の異なる磁極が交互に配列されて形成され、前記ラックは、極性の異なる磁極が交互に配列されて形成されたラック本体部と、追加的に形成された磁極からなるラック追加部とによって構成され、前記ラックは、電磁石を構成して生成される磁極の数を変えることによって長さが調整され、前記大ギヤと前記ラックとの作用によって、羽根に当たる風の角度の変化に合わせて羽根の迎え角を調整可能とした構成とすることができる。 In the lift type wind turbine according to the present invention, the large gear is formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities, and the rack includes a rack main body portion formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities, and The rack is formed by a rack additional portion formed of magnetic poles, and the length of the rack is adjusted by changing the number of magnetic poles generated by forming an electromagnet, and the action of the large gear and the rack The angle of attack of the blade can be adjusted in accordance with the change in the angle of the wind hitting the blade.

風速の変化による機構部の移動速度の変化によって、羽根に当たる風の角度は変わるため、この変化に対応して羽根の迎え角を変えることが、揚力を効果的に得るためには必要である。この適正な迎え角を実現できるように、ラックを追加的に磁極の形成によって構成して、大ギヤの回転角度を変えることによって、羽根の迎え角の調整を行う。磁極の生成消滅は、電磁石を構成するための電源のオンオフによって瞬時に実行することができるため、羽根の迎え角の調整を、時間を置かずに実行することができる。 Since the angle of the wind striking the blade changes due to the change in the moving speed of the mechanism portion due to the change in the wind speed, it is necessary to change the angle of attack of the blade in response to this change in order to obtain lift effectively. In order to realize this appropriate angle of attack, the rack is additionally configured by forming magnetic poles, and the angle of attack of the blade is adjusted by changing the rotation angle of the large gear. Since the generation and extinction of the magnetic pole can be instantaneously performed by turning on and off the power source for configuring the electromagnet, the angle of attack of the blade can be adjusted without taking time.

本発明の揚力型風車においては、風の強さが設定基準値を超えたときは、前記大ギヤと前記ラックとの作用によって、風に対する羽根の角度が風から揚力を得られない角度に変更される構成とすることができる。 In the lift type wind turbine according to the present invention, when the wind strength exceeds a set reference value, the angle of the blade with respect to the wind is changed to an angle at which the lift cannot be obtained from the wind by the action of the large gear and the rack. Can be configured.

台風接近時のような暴風が吹くときには、風が強すぎて羽根を備えた機構部が動きすぎると、装置が破損する恐れが生じる。そのため、風の強さが設定基準値を超えた強風下では、風に対する羽根の角度が風から揚力を得られない角度に変更される構成として、機構部を減速させることができる。これによって、羽根を備えた機構部が過剰に動くことを防止することができ、装置の破損を防止できる。さらに、羽根角度変更区間において、羽根の前面に開閉自在な衝立を置き、強風下ではこの衝立を閉じることによって、羽根角度変更区間において羽根が抗力を受けることを防止して、機構部を停止させることも可能である。 When a storm such as when a typhoon is approaching, if the wind is too strong and the mechanism provided with the blades moves too much, the device may be damaged. Therefore, under strong winds where the wind strength exceeds the set reference value, the mechanism unit can be decelerated as a configuration in which the angle of the blades with respect to the wind is changed to an angle at which lift cannot be obtained from the wind. Accordingly, it is possible to prevent the mechanism portion including the blades from excessively moving, and it is possible to prevent the apparatus from being damaged. Furthermore, in the blade angle change section, a screen that can be freely opened and closed is placed on the front surface of the blade, and the partition is closed in a strong wind, thereby preventing the blade from receiving drag in the blade angle change section and stopping the mechanism unit. It is also possible.

本発明の揚力型風車においては、前記揚力獲得区間を通過する風を収束して風力を強める風レンズが設けられている構成とすることができる。 In the lift type windmill of the present invention, a wind lens that converges the wind passing through the lift acquisition section and strengthens the wind force can be provided.

風レンズにより、揚力獲得区間を通過する風を収束し、圧縮加速した風を作ることができ、これにより良好に揚力を得ることができる。 With the wind lens, the wind passing through the lift acquisition section can be converged to generate a compression-accelerated wind, and thus a good lift can be obtained.

本発明の揚力型風車においては、前記揚力獲得区間を通過する風を制御するスリットが設けられており、スリットは間隔を置いて配置された複数の板によって形成され、各板の間を風が通る開状態と、各板が風の通路を塞ぐ閉状態とについて、開閉自在な構造とすることができる。 In the lift type wind turbine of the present invention, a slit for controlling the wind passing through the lift acquisition section is provided, and the slit is formed by a plurality of plates arranged at intervals, and an opening through which the wind passes between the plates. With respect to the state and the closed state in which each plate blocks the wind passage, the structure can be opened and closed.

スリットが開状態のときは、乱れた空気の流れを整えて、揚力獲得区間において、風を水平に戻す効果がある。また、スリットが閉状態のときは、風が吹いていても発電量を抑えることができ、発電が不要なときに無駄な発電がなされることを防止できる。 When the slit is in the open state, it has the effect of adjusting the turbulent air flow and returning the wind to a horizontal level in the lift acquisition section. In addition, when the slit is in the closed state, the amount of power generation can be suppressed even when wind is blowing, and wasteful power generation can be prevented when power generation is unnecessary.

本発明によると、風を受けることによって得られる揚力を有効に利用して、風力を効率的に発電に利用することが可能な揚力型風車を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lift type windmill which can utilize a wind force efficiently for an electric power generation can be implement | achieved effectively using the lift obtained by receiving a wind.

本発明の実施形態に係る揚力型風車の概観を示す図である。It is a figure which shows the general view of the lift type windmill which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る揚力型風車の基本構造と基本動作を示す図である。It is a figure which shows the basic structure and basic operation | movement of the lift type windmill which concerns on embodiment of this invention. スリットが閉状態であることを示す図である。It is a figure which shows that a slit is a closed state. 機構部を構成する部材を固定する固定部の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fixing | fixed part which fixes the member which comprises a mechanism part. 羽根ギヤと小ギヤとの噛み合いによって、羽根の角度が変化する様子を正面から示す図である。It is a figure which shows a mode that the angle of a blade | wing changes with mesh | engagement of a blade | wing gear and a small gear from a front. 羽根角度変更手段に磁石を利用した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment using a magnet for the blade | wing angle change means. 羽根角度変更手段に磁石を利用した第一変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification using a magnet for a blade | wing angle change means. 羽根角度変更手段に磁石を利用した第一変形例の動作の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of operation | movement of the 1st modification using a magnet for the blade | wing angle change means. 羽根角度変更手段に磁石を利用した第二変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification using a magnet for the blade | wing angle change means. 羽根角度変更手段に磁石を利用した第二変形例の動作の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of operation | movement of the 2nd modification using a magnet for the blade | wing angle change means. 暴風下での破損対策の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the damage countermeasure under a storm.

以下に、本発明の揚力型風車を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る揚力型風車の概観を示す。
揚力型風車１は、歯車２に接触して回転する環状のチェーン３と、チェーン３の動きに伴って周回する羽根４とを備えている。羽根４は、風を受けることによって得られる揚力によって移動し、これにより環状のチェーン３が回転する。羽根４は、風を受けることによって揚力が得られるように角度が設定されており、以下に説明する機構の動作によって、羽根４の角度が変えられる。 Below, the lift type windmill of this invention is demonstrated based on the embodiment.
FIG. 1 shows an overview of a lift type wind turbine according to an embodiment of the present invention.
The lift-type windmill 1 includes an annular chain 3 that rotates in contact with the gear 2 and a blade 4 that circulates as the chain 3 moves. The blades 4 are moved by the lift obtained by receiving the wind, whereby the annular chain 3 rotates. The angle of the blade 4 is set so that lift is obtained by receiving wind, and the angle of the blade 4 is changed by the operation of a mechanism described below.

図１においては、風は斜め手前側から斜め奥側に向かって吹いており、チェーン３によって移動する羽根４は、風を正面から受けて揚力を獲得する第一の揚力獲得区間５ａと、第一の揚力獲得区間５ａの奥側に位置して、第一の揚力獲得区間５ａに平行である第二の揚力獲得区間５ｂと、第一の揚力獲得区間５ａと第二の揚力獲得区間５ｂとを接続する羽根角度変更区間６とを交互に通過して循環的に移動する。 In FIG. 1, the wind is blowing from the diagonally front side toward the diagonally back side, and the blades 4 that are moved by the chain 3 receive the wind from the front and obtain the lift, and the first lift acquisition section 5a. A second lift acquisition section 5b that is located on the back side of the first lift acquisition section 5a and is parallel to the first lift acquisition section 5a; a first lift acquisition section 5a; a second lift acquisition section 5b; Are alternately moved through the blade angle changing sections 6 connected to each other.

第一の揚力獲得区間５ａの前面側には、風上側に向かって空間が幅広になるように立てられた２つの側板７が取り付けられている。この側板７によって、第一の揚力獲得区間５ａと第二の揚力獲得区間５ｂとを通過する風が収束されることにより、風力を強める風レンズとして機能する。 Two side plates 7 erected so that the space becomes wider toward the windward side are attached to the front surface side of the first lift acquisition section 5a. The side plate 7 functions as a wind lens that strengthens the wind force by converging the wind passing through the first lift acquisition section 5a and the second lift acquisition section 5b.

第二の揚力獲得区間５ｂの前面には、第二の揚力獲得区間５ｂを通過する風を制御するスリット８が設けられている。スリット８は間隔を置いて配置された複数の板９によって形成され、各板９の間を風が通る開状態と、各板９が風の通路を塞ぐ閉状態とについて、開閉自在な構造となっている。図１においては、側面を解放しているが、側面を閉じれば空気の流れの向きを安定化することができる。 A slit 8 for controlling the wind passing through the second lift acquisition section 5b is provided in front of the second lift acquisition section 5b. The slit 8 is formed by a plurality of plates 9 arranged at intervals, and is configured to be openable and closable in an open state in which the wind passes between the plates 9 and a closed state in which the plates 9 block the passage of the wind. It has become. In FIG. 1, the side surface is released, but the air flow direction can be stabilized by closing the side surface.

図２に、本発明の実施形態に係る揚力型風車の基本構造と基本動作を示す。
揚力型風車１は、風から羽根４が得る揚力によって動く機構部１０が、チェーン３によって循環的に移動する構成となっている。機構部１０は、風を正面から受ける第一の揚力獲得区間５ａにおいて、上向きに揚力が得られるように、羽根４の角度が設定されている。 FIG. 2 shows the basic structure and basic operation of the lift type wind turbine according to the embodiment of the present invention.
The lift-type windmill 1 is configured such that a mechanism unit 10 that moves by a lift obtained by the blades 4 from the wind moves cyclically by the chain 3. In the mechanism unit 10, the angle of the blades 4 is set so that lift is obtained upward in the first lift acquisition section 5a that receives wind from the front.

機構部１０は、羽根４が取り付けられた羽根ギヤ１１と、羽根ギヤ１１と噛み合う小ギヤ１２と、小ギヤ１２と同軸の大ギヤ１３とを備えている。第一の揚力獲得区間５ａにおいては、羽根４が良好に揚力を受けられる角度となることを維持するために、羽根ギヤ１１に回り止め１４が接触して、羽根ギヤ１１が回転することを防止する。 The mechanism unit 10 includes a blade gear 11 to which the blade 4 is attached, a small gear 12 that meshes with the blade gear 11, and a large gear 13 that is coaxial with the small gear 12. In the first lift acquisition section 5a, in order to maintain an angle at which the blade 4 can receive a good lift force, the rotation stop 14 contacts the blade gear 11 and prevents the blade gear 11 from rotating. To do.

第一の揚力獲得区間５ａを上向きに移動した機構部１０は、歯車２ａによって進行方向を変え、第一の羽根角度変更区間６ａでは、羽根４の得る力が揚力から抗力に変わるため、速度を落とす。この抗力は、過回転状態になったときには、風車の加速を抑えることにより、破損防止に役立つ。また、羽根４の動きが何らかの理由で停止したときに、羽根４が受ける抗力によって再始動のきっかけを得ることができる。 The mechanism unit 10 moved upward in the first lift acquisition section 5a changes the traveling direction by the gear 2a, and in the first blade angle change section 6a, the force obtained by the blade 4 changes from lift to drag, so the speed is increased. Drop it. This drag helps to prevent breakage by suppressing the acceleration of the windmill when an over-rotation state occurs. In addition, when the movement of the blade 4 is stopped for some reason, a trigger for restart can be obtained by the drag that the blade 4 receives.

第一の羽根角度変更区間６ａにおいては、チェーン３と平行にラック１５が設置されている。回り止め１４は、回り止め本体１６と棒体１７とを備えており、棒体１７の先端は、チェーン３に対してラック１５と反対側に配置されている障害物１８に接触して、障害物１８が回り止め１４を外す。すなわち、回り止め本体１６が羽根ギヤ１１から離れた状態となり、回り止め本体１６による羽根ギヤ１１の固定が解除される。これにより、大ギヤ１３がラック１５と噛み合って回転し、大ギヤ１３の回転に伴って小ギヤ１２が回転して、小ギヤ１２と噛み合う羽根ギヤ１１の回転によって羽根４の角度が変更される。このように、回り止め１４の棒体１７の先端が障害物１８に接触して傾き、回り止め１４が羽根ギヤ１１から離れることが、羽根ギヤ１１の固定解除手段として機能する。 In the first blade angle changing section 6a, a rack 15 is installed in parallel with the chain 3. The rotation stopper 14 includes a rotation prevention main body 16 and a rod body 17, and the tip of the rod body 17 comes into contact with an obstacle 18 disposed on the opposite side of the rack 15 with respect to the chain 3, thereby obstructing the obstacle. The object 18 removes the detent 14. That is, the non-rotating main body 16 is separated from the blade gear 11 and the fixing of the blade gear 11 by the non-rotating main body 16 is released. As a result, the large gear 13 rotates in mesh with the rack 15, the small gear 12 rotates with the rotation of the large gear 13, and the angle of the blade 4 is changed by the rotation of the blade gear 11 that meshes with the small gear 12. . In this way, the tip of the rod 17 of the rotation stopper 14 comes into contact with the obstacle 18 and tilts, and the rotation stopper 14 moves away from the blade gear 11 functions as a fixing release means for the blade gear 11.

ラック１５は、羽根４が所望の角度に変更されるに足りるだけの長さを有しており、障害物１８の長さと位置は、ラック１５による羽根４の角度変更機能が満たされるように設定される。回り止め１４が羽根ギヤ１１を固定する際に接触する先端部が丸くなっているのは、羽根ギヤ１１の回り始めと固定解除のタイミングにずれが生じたときには、跳ね上がる構造にして、羽根ギヤ１１の回転を優先させるためである。 The rack 15 has a length sufficient to change the blade 4 to a desired angle, and the length and position of the obstacle 18 are set so that the function of changing the angle of the blade 4 by the rack 15 is satisfied. Is done. The tip of the rotation stopper 14 that comes into contact with the blade gear 11 is rounded because the blade gear 11 has a structure that springs up when there is a deviation between the start of rotation of the blade gear 11 and the timing of releasing the fixation. This is to give priority to the rotation of.

歯車２ｂによって進行方向を変えられた機構部１０は、第二の揚力獲得区間５ｂに入る。第二の揚力獲得区間５ｂにおける羽根４の角度と、第一の揚力獲得区間５ａにおける羽根４の角度とは、逆向きで同じ大きさの迎え角となっている。これにより、羽根４は、良好に揚力を受けられる角度となって、機構部１０は第二の揚力獲得区間５ｂを下向きに進行する。この際にも、羽根ギヤ１１に回り止め１４が接触して、羽根ギヤ１１が回転することを防止する。 The mechanism unit 10 whose direction of travel is changed by the gear 2b enters the second lift acquisition section 5b. The angle of the blade 4 in the second lift acquisition section 5b and the angle of the blade 4 in the first lift acquisition section 5a are opposite and have the same angle of attack. Thereby, the blade | wing 4 becomes an angle which can receive a lift favorably, and the mechanism part 10 advances downward in the 2nd lift acquisition area 5b. Also at this time, the rotation stopper 14 comes into contact with the blade gear 11 to prevent the blade gear 11 from rotating.

歯車２ｃによって進行方向を変えられた機構部１０は、第二の羽根角度変更区間６ｂに入る。第二の羽根角度変更区間６ｂにおいては、チェーン３と平行にラック１５が設置されている。回り止め１４の棒体１７の先端は、チェーン３に対してラック１５と同じ側に配置されている障害物１８に接触して、回り止め本体１６が羽根ギヤ１１から離れた状態となり、羽根ギヤ１１の固定が解除される。これにより、大ギヤ１３がラック１５と噛み合って回転し、大ギヤ１３の回転に伴って小ギヤ１２が回転して、小ギヤ１２と噛み合う羽根ギヤ１１の回転によって羽根４の角度が変更される。その後、歯車２ｄによって進行方向を変えられた機構部１０は、第一の揚力獲得区間５ａに入って、以上の過程が繰り返される。 The mechanism unit 10 whose traveling direction is changed by the gear 2c enters the second blade angle changing section 6b. In the second blade angle changing section 6b, a rack 15 is installed in parallel with the chain 3. The tip of the rod 17 of the rotation stopper 14 comes into contact with an obstacle 18 disposed on the same side as the rack 15 with respect to the chain 3, and the rotation prevention main body 16 is separated from the blade gear 11. 11 is released. As a result, the large gear 13 rotates in mesh with the rack 15, the small gear 12 rotates with the rotation of the large gear 13, and the angle of the blade 4 is changed by the rotation of the blade gear 11 that meshes with the small gear 12. . After that, the mechanism unit 10 whose direction of travel has been changed by the gear 2d enters the first lift acquisition section 5a, and the above process is repeated.

第二の揚力獲得区間５ｂの前面には、第二の揚力獲得区間５ｂを通過する風を制御するスリット８が設けられている。スリット８は間隔を置いて配置された複数の板９によって形成されている。図２では、各板９の間を風が通る開状態を示している。第一の揚力獲得区間５ａにおいて羽根４で乱された気流は水平ではないため、乱れた空気の流れを整えて、第二の揚力獲得区間５ｂにおいて、風を水平に戻す効果がある。また、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいては、羽根４の動きの方向が風の向きと反対になるため、風を受ける側の前面に衝立２０が設けられている。また、羽根４の上部側にも衝立２１が設けられている。 A slit 8 for controlling the wind passing through the second lift acquisition section 5b is provided in front of the second lift acquisition section 5b. The slit 8 is formed by a plurality of plates 9 arranged at intervals. In FIG. 2, the open state which a wind passes between each board 9 is shown. Since the airflow disturbed by the blades 4 in the first lift acquisition section 5a is not horizontal, there is an effect of adjusting the flow of the disturbed air and returning the wind to the horizontal in the second lift acquisition section 5b. Further, in the second blade angle changing section 6b, the direction of movement of the blade 4 is opposite to the direction of the wind, so the screen 20 is provided on the front surface on the side receiving the wind. A partition 21 is also provided on the upper side of the blade 4.

スリット８は、図３に示すように、各板９が風の通路を塞ぐ閉状態とすることができ、開閉自在な構造とすることができる。スリット８を閉状態にすると、風が吹いていても発電量を抑えることができ、発電が不要なときに無駄な発電がなされることを防止できる。 As shown in FIG. 3, the slit 8 can be in a closed state in which each plate 9 closes a wind passage, and can have a structure that can be freely opened and closed. When the slit 8 is closed, the amount of power generation can be suppressed even when wind is blowing, and wasteful power generation can be prevented when power generation is unnecessary.

機構部１０を構成する羽根４、羽根ギヤ１１、小ギヤ１２、大ギヤ１３、回り止め１４はいずれも、平板状の固定部１９に取付けられて固定されている。固定部１９は、図４に示すように、チェーン３に固定されており、チェーン３の移動に伴って周回する。図５は、羽根ギヤ１１と小ギヤ１２との噛み合いによって、羽根４の角度が変化する様子を正面から示している。 All of the blade 4, the blade gear 11, the small gear 12, the large gear 13, and the rotation stopper 14 constituting the mechanism unit 10 are attached and fixed to a flat plate-shaped fixing unit 19. As shown in FIG. 4, the fixing portion 19 is fixed to the chain 3 and circulates as the chain 3 moves. FIG. 5 shows from the front how the angle of the blade 4 changes due to the meshing of the blade gear 11 and the small gear 12.

上述したように、羽根４を備えた機構部１０は、風を受けることによって揚力が得られるように羽根４の角度が設定されて、揚力獲得区間５と羽根角度変更区間６とを交互に通過して循環的に移動する。羽根角度変更区間６では、羽根４が風から揚力を得られるように、風に対する羽根４の角度を変化させる羽根角度変更手段を有しており、羽根角度変更手段の機能によって、揚力獲得区間５において、良好に揚力を得る状態を実現できる。 As described above, the mechanism unit 10 provided with the blades 4 is set such that the angle of the blades 4 is set so that lift is obtained by receiving wind, and alternately passes through the lift acquisition section 5 and the blade angle change section 6. And move cyclically. The blade angle changing section 6 has blade angle changing means for changing the angle of the blade 4 with respect to the wind so that the blade 4 can obtain lift from the wind. Thus, it is possible to realize a state of obtaining a good lift.

図６から図１０に基づいて、羽根角度変更手段に磁石を利用した実施形態について説明する、
図６に、羽根角度変更手段に磁石を利用した実施形態の基本例を示す。
図６において、大ギヤ１３は極性の異なる磁極が交互に配列されて形成され、ラック１５は、極性の異なる磁極が交互に配列されて形成されたラック本体部２２で構成されている。大ギヤ１３を構成する磁極とラック本体部２２を構成する磁極とが異なる磁極同士で接近するようにすると、互いの引き付けと反発による、大ギヤ１３とラック本体部２２との作用により、大ギヤ１３が回転し、これに伴う小ギヤ１２の回転によって羽根ギヤ１１が回転して羽根４の角度が変更される。大ギヤ１３を構成する磁極は永久磁石を用いることができ、ラック１５を構成する磁極は永久磁石または電磁石を用いることができる。 Based on FIG. 6 to FIG. 10, an embodiment using a magnet for the blade angle changing means will be described.
FIG. 6 shows a basic example of an embodiment in which a magnet is used as the blade angle changing means.
In FIG. 6, the large gear 13 is formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities, and the rack 15 is configured by a rack body portion 22 formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities. When the magnetic poles constituting the large gear 13 and the magnetic poles constituting the rack main body portion 22 approach each other, the large gear 13 and the rack main body portion 22 act due to mutual attraction and repulsion. 13 rotates, and the rotation of the small gear 12 accompanying this rotates the blade gear 11 to change the angle of the blade 4. Permanent magnets can be used for the magnetic poles constituting the large gear 13, and permanent magnets or electromagnets can be used for the magnetic poles constituting the rack 15.

図６では、第一の揚力獲得区間５ａにおいて羽根４の角度が３０°であり、第一の羽根角度変更区間６ａにおいて羽根４の角度が大ギヤ１３とラック本体部２２とによって、３０°から−３０°へ変更される。図６では、変更の途中の０°のときを示している。第二の揚力獲得区間５ｂにおいて羽根４の角度が−３０°となり、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて羽根４の角度が−３０°から３０°へ変更されて、第一の揚力獲得区間５ａにおいて羽根４の角度が３０°となる場合を示している。図６に示す場合には、第一の羽根角度変更区間６ａにおけるラック１５の磁極の数と、第二の羽根角度変更区間６ｂにおけるラック１５の磁極の数とが同じであるため、第一の揚力獲得区間５ａと第二の揚力獲得区間５ｂにおける羽根４の角度の大きさは同じとなる。 In FIG. 6, the angle of the blade 4 is 30 ° in the first lift acquisition section 5 a, and the angle of the blade 4 is changed from 30 ° by the large gear 13 and the rack body 22 in the first blade angle change section 6 a. Changed to -30 °. FIG. 6 shows the case of 0 ° during the change. In the second lift acquisition section 5b, the angle of the blade 4 becomes −30 °, and in the second blade angle change section 6b, the angle of the blade 4 is changed from −30 ° to 30 °, and the first lift acquisition section 5a. FIG. 3 shows a case where the angle of the blade 4 is 30 °. In the case shown in FIG. 6, the number of magnetic poles of the rack 15 in the first blade angle change section 6a is the same as the number of magnetic poles of the rack 15 in the second blade angle change section 6b. The magnitude | size of the angle of the blade | wing 4 in the lift acquisition area 5a and the 2nd lift acquisition area 5b becomes the same.

第一の羽根角度変更区間６ａと第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、大ギヤ１３がラック１５によって回転する際には、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極によって形成された障害物１８からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態となっている。このように、回り止め１４の棒体１７の先端が障害物１８からの反発力によって傾き、回り止め１４が羽根ギヤ１１から離れることが、羽根ギヤ１１の固定解除手段として機能する。 In the first blade angle changing section 6a and the second blade angle changing section 6b, when the large gear 13 is rotated by the rack 15, it is formed by a magnetic pole having the same polarity as the magnet of the rod body 17 of the detent 14. The rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle 18 that has been made, so that the detent main body 16 is separated from the blade gear 11, and the blade gear 11 can receive the rotational force of the small gear 12. . Thus, the tip of the rod body 17 of the rotation stopper 14 is tilted by the repulsive force from the obstacle 18 and the rotation stopper 14 is separated from the blade gear 11 functions as a fixing release means of the blade gear 11.

また、図６の中央部に、羽根ギヤ１１の構造の詳細の一例を示しており、羽根ギヤ１１は、羽根４を挟んで一方の側に小ギヤ１２と噛み合う歯を有するとともに、他方の側には、回り止め１４の中心部が接触する凹部が１５°刻みで形成されている。羽根ギヤ１１の構造は、この他にも、小ギヤ１２と噛み合う歯が全周３６０°に亘って形成されたギヤと、回り止め１４の中心部が接触する凹部が全周３６０°に亘って形成されたギヤという、形状の異なる２枚のギヤを同軸でつないで形成することもできる。なお、図６から図１０においては、大ギヤ１３とラック１５との作用によって羽根４の角度が変更される際に、１つの磁極によって、羽根４の角度が１５°変更されるケースを例として説明しているが、これは一例であって、磁極と羽根４の変更角度との関係は、適宜設計することができる。 6 shows an example of the details of the structure of the blade gear 11. The blade gear 11 has teeth that mesh with the small gear 12 on one side with the blade 4 in between, and the other side. In this case, a recess with which the central portion of the detent 14 contacts is formed in increments of 15 °. In addition to the structure of the blade gear 11, a gear in which teeth meshing with the small gear 12 are formed over the entire circumference 360 °, and a concave portion where the center portion of the rotation stopper 14 contacts over the entire circumference 360 °. It can also be formed by connecting two gears having different shapes, that is, formed gears, coaxially. 6 to 10, as an example, the angle of the blade 4 is changed by 15 ° by one magnetic pole when the angle of the blade 4 is changed by the action of the large gear 13 and the rack 15. Although described, this is an example, and the relationship between the magnetic pole and the change angle of the blade 4 can be designed as appropriate.

図７に、羽根角度変更手段に磁石を利用した第一変形例を示す。
図７においては、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、ラック本体部２２の磁極の他に、電磁石を構成して生成される磁極で形成されたラック追加部２３が設けられている。ラック追加部２３は、大ギヤ１３に対してラック本体部２２とは反対側に設けられている。 FIG. 7 shows a first modification using a magnet for the blade angle changing means.
In FIG. 7, in the second blade angle changing section 6 b, in addition to the magnetic poles of the rack main body portion 22, a rack additional portion 23 formed of magnetic poles generated by forming an electromagnet is provided. The rack adding portion 23 is provided on the opposite side to the rack main body portion 22 with respect to the large gear 13.

図７では、第二の揚力獲得区間５ｂにおいて羽根４の角度が−３０°であり、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、大ギヤ１３がラック追加部２３およびラック本体部２２と作用することにより、迎え角の大きさの調整がなされて＋４５°となる。第一の羽根角度変更区間６ａでは、ラック追加部２３の磁極は形成されておらず、大ギヤ１３はラック本体部２２とのみ作用するため、羽根４の迎え角の大きさは変わらず、−４５°となる。次のサイクルに入るときは、ラック追加部２３の磁極の数や配置の位置を適宜変更して、羽根４の傾斜角度の大きさを所望の角度に調整することができる。 In FIG. 7, the angle of the blade 4 is −30 ° in the second lifting force acquisition section 5 b, and the large gear 13 acts on the rack adding portion 23 and the rack main body portion 22 in the second blade angle changing section 6 b. Thus, the angle of attack is adjusted to + 45 °. In the first blade angle change section 6a, the magnetic pole of the rack addition portion 23 is not formed, and the large gear 13 acts only with the rack body portion 22, so that the angle of attack of the blade 4 does not change, − 45 °. When entering the next cycle, the number of magnetic poles of the rack adding portion 23 and the position of the arrangement can be appropriately changed to adjust the inclination angle of the blades 4 to a desired angle.

図８に、図７に示した羽根角度変更手段に磁石を利用した第一変形例の動作の詳細を示す。
図８（ａ）から（ｅ）は、羽根４を備えた機構部１０が、第二の羽根角度変更区間６ｂを通過するときの動作の詳細を示している。図８（ａ）は、第二の揚力獲得区間５ｂのときの羽根４の傾斜角度−３０°で、第二の羽根角度変更区間６ｂに侵入した状態であり、図８（ｂ）では、ラック追加部２３の磁極による作用で大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が−４５°になるように回転している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物追加部２４からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。このように、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極によって形成された障害物追加部２４からの反発力によって、棒体１７が傾き、回り止め１４が羽根ギヤ１１から離れることが、羽根ギヤ１１の固定解除手段として機能する。 FIG. 8 shows details of the operation of the first modified example in which a magnet is used for the blade angle changing means shown in FIG.
FIGS. 8A to 8E show details of the operation when the mechanism unit 10 including the blades 4 passes through the second blade angle changing section 6b. FIG. 8A shows a state in which the blade 4 inclines into the second blade angle changing section 6b at an inclination angle of −30 ° in the second lift acquisition section 5b. In FIG. The large gear 13 is rotated by the action of the magnetic poles of the additional portion 23, and the blade 4 is rotated so that the inclination angle of the blade 4 is −45 °. At this time, when the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle adding part 24 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, the detent main body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. Thus, the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle adding portion 24 formed by the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14, and the detent 14 is separated from the blade gear 11. This functions as a fixing release means of the blade gear 11.

図８（ｃ）は、羽根４の傾斜角度が−４５°の状態でラック追加部２３から離れた状態であり、図８（ｄ）は、角度変更の途中を示しており、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が０°となっている状態を示している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物本体部２５からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。障害物本体部２５の磁極の数を、ラック本体部２２の磁極の数と合わせることによって、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転するに必要な時間帯について、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態とすることができる。図８（ｅ）は、第二の羽根角度変更区間６ｂでの角度の変更が終了して、羽根４の傾斜角度が＋４５°の状態でラック本体部２２から離れた状態である。 FIG. 8C shows a state in which the inclination angle of the blade 4 is −45 ° and is away from the rack adding portion 23, and FIG. 8D shows the angle change in progress, and the rack main body portion 22. In this state, the large gear 13 is rotated by the above action, and the inclination angle of the blade 4 is 0 °. At this time, the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle body portion 25 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, so that the detent body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. By matching the number of magnetic poles of the obstacle main body 25 with the number of magnetic poles of the rack main body 22, the blade gear 11 is used for the small gear in a time zone required for the large gear 13 to rotate by the action of the rack main body 22. It is possible to receive 12 rotational forces. FIG. 8E shows a state in which the change of the angle in the second blade angle change section 6b is completed and the blade 4 is separated from the rack body 22 in a state where the inclination angle of the blade 4 is + 45 °.

図８（ｆ）から（ｇ）は、羽根４を備えた機構部１０が、第一の羽根角度変更区間６ａを通過するときの動作の詳細を示している。図８（ｆ）は、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が０°となっている状態を示している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物本体部２５からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。図８（ｇ）は、第一の羽根角度変更区間６ａでの角度の変更が終了して、羽根４の傾斜角度が−４５°の状態でラック本体部２２から離れた状態である。 FIGS. 8F to 8G show details of the operation when the mechanism unit 10 provided with the blades 4 passes through the first blade angle changing section 6a. FIG. 8 (f) shows a state where the large gear 13 is rotated by the action of the rack body 22 and the inclination angle of the blade 4 is 0 °. At this time, the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle body portion 25 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, so that the detent body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. FIG. 8G shows a state in which the change of the angle in the first blade angle change section 6a has been completed and the blade 4 is away from the rack body 22 in a state where the inclination angle of the blade 4 is −45 °.

図９に、羽根角度変更手段に磁石を利用した第二変形例を示す。
図９においては、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、ラック本体部２２の磁極の他に、電磁石を構成して生成される磁極で形成されたラック追加部２３が設けられている。ラック追加部２３は、大ギヤ１３に対してラック本体部２２と同じ側に設けられており、図７に示したものとは、ラック追加部２３の配置位置が異なっている。 FIG. 9 shows a second modification in which a magnet is used as the blade angle changing means.
In FIG. 9, in the second blade angle changing section 6 b, in addition to the magnetic poles of the rack main body 22, a rack additional portion 23 formed of magnetic poles generated by forming an electromagnet is provided. The rack adding portion 23 is provided on the same side as the rack main body portion 22 with respect to the large gear 13, and the arrangement position of the rack adding portion 23 is different from that shown in FIG.

図９では、第二の揚力獲得区間５ｂにおいて羽根４の角度が−３０°であり、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、大ギヤ１３がラック追加部２３およびラック本体部２２と作用することにより、迎え角の大きさの調整がなされて＋１５°となる。第一の羽根角度変更区間６ａでは、ラック追加部２３の磁極は形成されておらず、大ギヤ１３はラック本体部２２とのみ作用するため、羽根４の迎え角の大きさは変わらず、−１５°となる。次のサイクルに入るときは、ラック追加部２３の磁極の数や配置の位置を適宜変更して、羽根４の傾斜角度の大きさを所望の角度に調整することができる。 In FIG. 9, the angle of the blade 4 is −30 ° in the second lifting force acquisition section 5 b, and the large gear 13 acts on the rack adding portion 23 and the rack main body portion 22 in the second blade angle changing section 6 b. As a result, the angle of attack is adjusted to + 15 °. In the first blade angle change section 6a, the magnetic pole of the rack addition portion 23 is not formed, and the large gear 13 acts only with the rack body portion 22, so that the angle of attack of the blade 4 does not change, − 15 °. When entering the next cycle, the number of magnetic poles of the rack adding portion 23 and the position of the arrangement can be appropriately changed to adjust the inclination angle of the blades 4 to a desired angle.

図１０に、図９に示した羽根角度変更手段に磁石を利用した第二変形例の動作の詳細を示す。
図１０（ａ）から（ｅ）は、羽根４を備えた機構部１０が、第二の羽根角度変更区間６ｂを通過するときの動作の詳細を示している。図１０（ａ）は、第二の揚力獲得区間５ｂのときの羽根４の傾斜角度−３０°で第二の羽根角度変更区間６ｂに侵入した状態であり、図１０（ｂ）では、ラック追加部２３の磁極による作用で大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が−１５°になる途中を示している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物追加部２４からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。図８に示したものとは、ラック追加部２３の設置位置が大ギヤ１３に対して反対側となっているため、大ギヤ１３の回転方向が逆になり、羽根４の傾き方向が逆になる。 FIG. 10 shows details of the operation of the second modified example in which a magnet is used for the blade angle changing means shown in FIG.
FIGS. 10A to 10E show details of the operation when the mechanism unit 10 including the blades 4 passes through the second blade angle changing section 6b. FIG. 10A shows a state where the blade 4 has entered the second blade angle changing section 6b at an inclination angle of −30 ° of the blade 4 in the second lift acquisition section 5b. In FIG. The large gear 13 is rotated by the action of the magnetic poles of the portion 23, and the blade 4 is in the middle of the inclination angle of −15 °. At this time, when the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle adding part 24 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, the detent main body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. Since the installation position of the rack addition portion 23 is opposite to the large gear 13 from that shown in FIG. 8, the rotation direction of the large gear 13 is reversed and the inclination direction of the blades 4 is reversed. Become.

図１０（ｃ）は、羽根４の傾斜角度が−１５°の状態でラック追加部２３から離れた状態であり、図１０（ｄ）は、角度変更の途中を示しており、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が０°となっている状態を示している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物本体部２５からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。障害物本体部２５の磁極の数を、ラック本体部２２の磁極の数と合わせることによって、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転するに必要な時間帯について、羽根ギヤ１１を小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態とすることができる。図１０（ｅ）は、第二の羽根角度変更区間６ｂでの角度の変更が終了して、羽根４の傾斜角度が＋１５°の状態でラック本体部２２から離れた状態である。 FIG. 10C shows a state in which the inclination angle of the blades 4 is −15 ° and is away from the rack adding portion 23, and FIG. 10D shows the middle of the angle change, and the rack main body portion 22. In this state, the large gear 13 is rotated by the above action, and the inclination angle of the blade 4 is 0 °. At this time, the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle body portion 25 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, so that the detent body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. By matching the number of magnetic poles of the obstacle main body 25 with the number of magnetic poles of the rack main body 22, the blade gear 11 can be moved to the small gear in a time zone required for the large gear 13 to rotate by the action of the rack main body 22. It is possible to receive 12 rotational forces. FIG. 10 (e) shows a state in which the angle change in the second blade angle change section 6b has been completed and the blade 4 is away from the rack body 22 in a state where the inclination angle of the blade 4 is + 15 °.

図１０（ｆ）から（ｇ）は、羽根４を備えた機構部１０が、第一の羽根角度変更区間６ａを通過するときの動作の詳細を示している。図１０（ｆ）は、ラック本体部２２の作用によって大ギヤ１３が回転し、羽根４の傾斜角度が０°となっている状態を示している。このときは、回り止め１４の棒体１７が有する磁性と同じ極性を持つ磁極が形成された障害物本体部２５からの反発力によって、棒体１７が傾くことによって、回り止め本体１６は羽根ギヤ１１から離れ、羽根ギヤ１１は小ギヤ１２の回転力を受け取ることができる状態になっている。図１０（ｇ）は、第一の羽根角度変更区間６ａでの角度の変更が終了して、羽根４の傾斜角度が−１５°の状態でラック本体部２２から離れた状態である。 FIGS. 10F to 10G show details of the operation when the mechanism unit 10 including the blades 4 passes through the first blade angle changing section 6a. FIG. 10 (f) shows a state in which the large gear 13 is rotated by the action of the rack body 22 and the inclination angle of the blade 4 is 0 °. At this time, the rod body 17 is tilted by the repulsive force from the obstacle body portion 25 in which the magnetic pole having the same polarity as the magnetism of the rod body 17 of the detent 14 is formed, so that the detent body 16 becomes a blade gear. 11, the blade gear 11 is in a state where it can receive the rotational force of the small gear 12. FIG. 10G shows a state in which the change of the angle in the first blade angle change section 6a is completed and the blade 4 is away from the rack body 22 in a state where the inclination angle of the blade 4 is −15 °.

図７から図１０に基づいて説明した例は、ラック１５を、極性の異なる磁極が交互に配列されて形成されたラック本体部２２と、電磁石を構成して生成される磁極の数を変えることにより長さが調整されるラック追加部２３とによって構成して、大ギヤ１３とラック１５との作用によって、自然の風と、羽根４の移動に対して相対的に発生する風が合成された風に対する羽根4の迎え角を調整可能とするものである。ラック本体部２２の磁極の数は、ラック追加部２３の磁極の数を考慮して、電磁石を構成して調整することができる。 In the example described with reference to FIGS. 7 to 10, the rack 15 has a rack main body portion 22 formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities, and the number of magnetic poles generated by forming an electromagnet is changed. By the action of the large gear 13 and the rack 15, the natural wind and the wind that is generated relative to the movement of the blades 4 are synthesized. The angle of attack of the blades 4 against the wind can be adjusted. The number of magnetic poles of the rack body portion 22 can be adjusted by configuring an electromagnet in consideration of the number of magnetic poles of the rack additional portion 23.

羽根４に当たる風の角度が一定であれば、羽根４の迎え角を変える必要はないが、現実には、風速の変化によって機構部１０の移動速度が変わり、羽根４の移動に伴って発生する相対的な風との合成の風の角度も変わるものであり、この風の角度の変化に対応して羽根４の迎え角を変えることができれば、揚力を効果的に得ることができる。例えば、羽根４に当たる風の風速を常時観測しておき、この観測結果に基づいて、揚力を好適に得ることができる羽根４の迎え角を算出し、この迎え角を実現できるように、ラック追加部２３の磁極の数と設置位置を設定する。風の風速が頻繁に変わる場合には、一定時間に亘る風速の平均値を算出し、その平均値に基づいてラック追加部２３の構成を決定することもできる。ラック１５の磁極の生成消滅は、電磁石を構成するための電源のオンオフによって瞬時に実行することができるため、羽根４の迎え角の調整を、時間を置かずに実行することができる。 If the angle of the wind striking the blade 4 is constant, it is not necessary to change the angle of attack of the blade 4, but in reality, the moving speed of the mechanism unit 10 is changed by the change of the wind speed, and is generated as the blade 4 moves. The angle of the combined wind with the relative wind also changes. If the angle of attack of the blade 4 can be changed in response to the change in the wind angle, lift can be obtained effectively. For example, the wind speed of the wind striking the blades 4 is constantly observed, and based on the observation results, the angle of attack of the blades 4 that can suitably obtain lift is calculated, and a rack is added so that this angle of attack can be realized. The number of magnetic poles and the installation position of the part 23 are set. When the wind speed of the wind frequently changes, the average value of the wind speed over a certain time can be calculated, and the configuration of the rack adding unit 23 can be determined based on the average value. Since the generation and extinction of the magnetic poles of the rack 15 can be executed instantaneously by turning on and off the power source for constituting the electromagnet, the angle of attack of the blades 4 can be adjusted without taking time.

以上説明したように、本発明では、ラック追加部２３の磁極の数と設置位置を選ぶことによって、大ギヤ１３の回転角と回転方向とを決めることができ、これにより羽根４の傾きを調整できる。また、ラック１５の磁極の数を設定して、所望の迎え角とすることができる。そのため、揚力を良好に得ることができる。 As described above, in the present invention, the rotation angle and the rotation direction of the large gear 13 can be determined by selecting the number of magnetic poles and the installation position of the rack adding portion 23, thereby adjusting the inclination of the blade 4. it can. Further, the desired angle of attack can be obtained by setting the number of magnetic poles of the rack 15. Therefore, lift can be obtained satisfactorily.

図１１に、暴風下での破損対策の例を示す。
台風接近時のような暴風が吹くときには、風が強すぎて羽根４を備えた機構部１０が激しく動くと、装置が破損する恐れが生じる。そのため、風の強さが設定基準値を超えた強風下では、風に対する羽根４の角度を風から揚力を得られない角度に変更して、機構部１０が減速するようにしている。 FIG. 11 shows an example of damage countermeasures under a storm.
When a storm such as approaching a typhoon blows, if the wind is too strong and the mechanism unit 10 provided with the blades 4 moves violently, the device may be damaged. Therefore, under strong winds where the wind strength exceeds the set reference value, the angle of the blades 4 with respect to the wind is changed to an angle at which lift cannot be obtained from the wind, so that the mechanism unit 10 decelerates.

図１１においては、第二の揚力獲得区間５ｂでは、羽根４の角度が−１５°で進行しているが、計測された風の強さが設定基準値を超えたときには、第二の羽根角度変更区間６ｂにおいて、大ギヤ１３とラック追加部２３との作用によって、羽根４の角度が０°となる。ラック本体部２２には磁極が形成されていないため、大ギヤ１３はラック本体部２２とは作用せず、羽根４の角度が０°のままで、第一の揚力獲得区間５ａに侵入する。 In FIG. 11, in the second lift acquisition section 5b, the angle of the blade 4 advances at −15 °. However, when the measured wind intensity exceeds the set reference value, the second blade angle. In the change section 6 b, the angle of the blade 4 becomes 0 ° by the action of the large gear 13 and the rack addition unit 23. Since no magnetic pole is formed on the rack body 22, the large gear 13 does not act on the rack body 22, and enters the first lift acquisition section 5 a while the blade 4 remains at an angle of 0 °.

第一の揚力獲得区間５ａでは、羽根４の角度が０°となって、風に対する羽根４の角度が風から揚力を得られない角度に設定されているため、機構部１０が上方に進む力を得ることができない。そのため、機構部１０は減速する。この場合には、風の強さが設定基準値を下回るまで、機構部１０は遅い速度で弱い回転を続ける。 In the first lift acquisition section 5a, the angle of the blade 4 is 0 °, and the angle of the blade 4 with respect to the wind is set to an angle at which lift cannot be obtained from the wind. Can't get. Therefore, the mechanism part 10 decelerates. In this case, the mechanism unit 10 continues to rotate weakly at a slow speed until the wind intensity falls below the set reference value.

このように、大ギヤ１３とラック１５との作用によって、風に対する羽根４の角度が風から揚力を得られない角度に変更されて、機構部１０が減速するようになっている構成とすることにより、羽根４を備えた機構部１０が過剰に動くことを防止することができ、装置の破損を防止できる。さらに、羽根４が減速した後に通過する第一の羽根角度変更区間６ａにおいて、羽根４の前面に開閉自在な衝立を置き、強風下ではこの衝立を閉じることによって、第一の羽根角度変更区間６ａにおいて羽根４が抗力を受けることを防止して、機構部を停止させることも可能である。この場合には、風の強さが設定基準値を下回るまで、この状態で機構部１０は待機する。 As described above, the mechanism 10 is decelerated by the action of the large gear 13 and the rack 15 so that the angle of the blades 4 with respect to the wind is changed to an angle at which no lift can be obtained from the wind. Thus, it is possible to prevent the mechanism unit 10 including the blades 4 from moving excessively, and to prevent damage to the apparatus. Further, in the first blade angle changing section 6a that passes after the blade 4 has decelerated, a partition that can be opened and closed is placed on the front surface of the blade 4, and the partition is closed in a strong wind, thereby the first blade angle changing section 6a. It is also possible to stop the mechanism part by preventing the blade 4 from receiving drag. In this case, the mechanism unit 10 stands by in this state until the wind intensity falls below the set reference value.

以上説明したように、本発明では、羽根４に当たる風の角度が変化した場合には、電磁石による磁極の形成によるラック１５の長さの調整を行うことによって、揚力を得るための羽根４の角度の最適化を行うことができるとともに、同じく電磁石による磁極の形成によって、揚力が得られないようにして破損を防ぐこともできる点で、大きな優位性がある。 As described above, in the present invention, when the angle of the wind hitting the blade 4 changes, the angle of the blade 4 for obtaining lift by adjusting the length of the rack 15 by forming a magnetic pole with an electromagnet. In addition, there is a great advantage in that damage can be prevented by preventing the lift from being obtained by forming the magnetic poles with the electromagnet.

上述した揚力型風車１の動作により得られた回転力は、例えば、歯車２ｄまたは歯車２ｃの回転軸から取り出すことができる。何らかの理由で、迎え角が０°となって停止した後に再始動させる場合には、発電機をモーターとして使用して、逆に駆動をかけることによって、風の発生を待たずにチェーン３を回転させ、これに伴って機構部１０を移動させることができる。機構部１０が動けば、大ギヤ１３がラック１５と作用して、自然の風（水平の風）から揚力を得る角度に羽根４の角度を変えることが可能である。この状態で待機し、風が吹いて揚力を得られる状態に至ることができれば、自動的に揚力型風車１を再始動させることができる。再始動した後は、発電機は本来の発電の機能に戻る。 The rotational force obtained by the operation of the lift-type windmill 1 described above can be extracted from the gear 2d or the rotation shaft of the gear 2c, for example. If, for some reason, the angle of attack is 0 ° and then restarted, the chain 3 is rotated without waiting for the generation of wind by using the generator as a motor and driving it in reverse. Accordingly, the mechanism unit 10 can be moved accordingly. If the mechanism unit 10 moves, the large gear 13 acts on the rack 15 and the angle of the blades 4 can be changed to an angle at which lift is obtained from natural wind (horizontal wind). If it can stand by in this state and it will be in the state where wind blows and it can obtain lift, the lift type windmill 1 can be restarted automatically. After restarting, the generator returns to its original power generation function.

このような再始動手段を持てば、羽根角度変更区間６において抗力を得る必要がなくなるため、羽根角度変更区間６では羽根４を含む機構部１０を筐体で覆って、風から隔離することにより、完全な揚力型風車にすることが可能である。抗力は低速では有用であるが、一定領域以上においてはブレーキをかける要素となるため、抗力をなくすことによって、風車の発電能力を高めることができる。 By having such a restart means, it is not necessary to obtain a drag in the blade angle change section 6. Therefore, in the blade angle change section 6, the mechanism portion 10 including the blade 4 is covered with a casing and isolated from the wind. It is possible to make a complete lift type windmill. Although drag is useful at low speeds, it becomes an element that brakes above a certain range, so the power generation capability of the windmill can be increased by eliminating drag.

また、揚力も抗力もなくし、かつスリット８を閉めれば、風車を完全に停止させることも可能である。この状態にできることは、メンテナンス作業をする際に有用である。 Further, if the lift and drag are eliminated and the slit 8 is closed, the windmill can be completely stopped. Being able to be in this state is useful when performing maintenance work.

直線翼式風車の一つであるジャイロミル風車では、揚力を得るために垂直軸の周囲を固定式の直線翼が３枚ほど回っているが、固定翼であるため、的確な迎え角になるのは、１周３６０度中でわずか２０度程度であり、率にすると５％程度に過ぎない。これに対し、本発明では、風の向きに適合する迎え角の範囲を任意に拡大できる点で大きな優位性がある。 In a gyromill wind turbine, which is one of the straight-wing type wind turbines, there are about three fixed straight blades around the vertical axis in order to gain lift. This is only about 20 degrees in 360 degrees per revolution, and it is only about 5%. On the other hand, the present invention has a great advantage in that the range of the angle of attack suitable for the direction of the wind can be arbitrarily expanded.

本発明は、プロペラ型の風車に比べて、無理のない形状のため、メンテナンスが容易であり、寿命が長くコストを下げることができる。また、接地面が広く安定が良いため、座屈、倒壊の危険が小さく、設置にあたって地盤の強度を要求しないため、設置場所の自由度が高い。また、鳥からの視認性が良いため、バードストライクが起こりにくい。 Compared to a propeller-type windmill, the present invention has a reasonable shape, so that maintenance is easy, life is long, and cost can be reduced. In addition, since the ground contact surface is wide and stable, there is little risk of buckling and collapsing, and since the ground strength is not required for installation, the flexibility of the installation location is high. In addition, bird strikes are less likely to occur due to good visibility from birds.

その他、本発明で使用される羽根は、円運動を行わないため、ブレードの迎え角に無駄がなく、放射状翼ではないため、先端周速が遅く、風切騒音が少ない点においても優位性がある。また、羽根の角度を変化させる手段として、磁石を用いて非接触で動力を伝達することにより、寿命が長く、メンテナンスが容易となる。 In addition, since the blades used in the present invention do not perform circular motion, there is no waste in the angle of attack of the blades, and since the blades are not radial blades, the tip peripheral speed is slow and wind noise is low. is there. In addition, as a means for changing the angle of the blade, the power is transmitted in a non-contact manner using a magnet, so that the life is long and maintenance is easy.

本発明は、風を受けることによって得られる揚力を有効に利用して、風力を効率的に発電に利用することが可能な揚力型風車として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a lift-type windmill that can effectively use wind power for power generation by effectively using lift obtained by receiving wind.

１揚力型風車
２２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ歯車
３チェーン
４羽根
５揚力獲得区間
５ａ第一の揚力獲得区間
５ｂ第二の揚力獲得区間
６羽根角度変更区間
６ａ第一の羽根角度変更区間
６ｂ第二の羽根角度変更区間
７側板
８スリット
９板
１０機構部
１１羽根ギヤ
１２小ギヤ
１３大ギヤ
１４回り止め
１５ラック
１６回り止め本体
１７棒体
１８障害物
１９固定部
２０、２１衝立
２２ラック本体部
２３ラック追加部
２４障害物追加部
２５障害物本体部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lift type windmill 2 2a, 2b, 2c, 2d Gear 3 Chain 4 Blade 5 Lift acquisition section 5a First lift acquisition section 5b Second lift acquisition section 6 Blade angle change section 6a First blade angle change section 6b First Second blade angle change section 7 Side plate 8 Slit 9 Plate 10 Mechanism portion 11 Blade gear 12 Small gear 13 Large gear 14 Non-rotating 15 Rack 16 Non-rotating main body 17 Rod 18 Obstacle 19 Fixed portion 20, 21 Partition 22 Rack main body 23 Rack addition part 24 Obstacle addition part 25 Obstacle body part

Claims

The angle of the blades is set so that lift is obtained by receiving the wind, a mechanism part that includes a blade gear to which the blades are attached, a small gear that meshes with the blade gear, and a large gear that is coaxial with the small gear And a lift-type windmill having an annular chain that rotates to cyclically move the mechanism that moves by the lift that the blades obtain from the wind,
The mechanism part moves cyclically by alternately passing through a lift acquisition section in which the blades obtain lift from the wind and a blade angle change section in which the blade angle is changed,
In the blade angle change section, the blade angle change means for changing the angle of the blade with respect to the wind so that the blade can obtain lift from the wind,
The blade angle changing means is configured such that the large gear rotates with respect to the rack installed in the blade angle changing section, the small gear rotates with the rotation of the large gear, and the blade angle is rotated by the rotation of the blade gear meshing with the small gear. Is to be changed ,
The large gear is formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities, and the rack includes a rack body portion formed by alternately arranging magnetic poles having different polarities and magnetic poles formed additionally. The length of the rack is adjusted by changing the number of magnetic poles generated by forming an electromagnet, and the action of the large gear and the rack can change the angle of the wind hitting the blades. A lift type windmill characterized by the adjustable angle of attack of the blades .

The angle of the blade with respect to the wind is changed to an angle at which no lift can be obtained from the wind by the action of the large gear and the rack when the strength of the wind exceeds a set reference value. The lift type windmill according to 1 .

3. The lift type wind turbine according to claim 1, further comprising a wind lens for converging wind passing through the lift acquisition section and strengthening the wind.

A slit for controlling the wind passing through the lift acquisition section is provided, the slit is formed by a plurality of plates arranged at intervals, an open state in which the wind passes between the plates, and each plate has a wind passage The lift-type windmill according to any one of claims 1 to 3 , wherein the lift-type windmill is configured to be openable and closable with respect to a closed state in which the engine is closed.