JPH06159223A

JPH06159223A - 風車装置及びこれに使用する垂直軸風車

Info

Publication number: JPH06159223A
Application number: JP4193335A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Suzuki; 博章鈴木; Noriko Suzuki; 典子鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】〔目的〕狭い面積に効率的に設置できる風車装置及び
回転効率の良い風車を提供する。〔構成〕一つの垂直回転軸１２に一又は上下に二以上
の水平回転する羽根１４を取り付けた垂直軸風車１０を
垂直上方に積み重ねる。垂直回転軸１２を有する垂直軸
風車１０であって、この垂直軸風車１０が、垂直回転軸
１２から水平に延出するアーム２４と、アーム２４に取
り付けられる垂直支持軸２６に中心より外側を支持され
て水平回転自在に設けられる羽根１４と、アーム２４に
垂直支持軸２６より内側で取り付けられ、羽根１４の垂
直支持軸２６より内側の部分が回転方向前側へ動こうと
するのを規制するストッパー２８とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風車装置及びこれに使
用する垂直軸風車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】風車には水平軸風車と垂直軸風車とがあ
る。このうち、垂直軸風車は風向に関係なく回転するこ
と、羽根の製作が容易であること、出力装置である発電
機や伝動機構を地上に設置できるという利点があること
から、実用化に適している。一方で、風のもつエネルギ
ーを取り出せる効率がプロペラ形の水平軸風車（約４５
％）等に比べて低いという問題点もあるが、この点も、
例えば、ジャイロミル形風車やダリウス形風車といった
羽根の形状に工夫を施すことで、その効率も３５〜４０
％程度と水平軸風車と遜色ないまでになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】但し、従来の風車装置
は、水平軸風車、垂直軸風車とも、例外なく広大な地域
に数多くの風車を林立させるものであった。これでは土
地の有効利用にならず、特に、国土の狭い日本の実情に
沿わないものになり、この点が風車装置の普及を妨げて
いた一因でもあった。又、前記したジャイロミル形風車
やダリウス形風車といった優れたものも、自動起動や回
転数制御が難しいといったこともある。本発明は、この
ような課題を解決するものであり、要は、狭い面積に効
率的に設置できる風車装置と、自動起動等ができて効率
の良い垂直軸風車を提供したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明は、一つの垂直回転軸に一又は上下に二以上
の水平回転する羽根を取り付けた垂直軸風車を垂直上方
に積み重ねたことを特徴とするものである。

【０００５】又、本発明は、垂直回転軸を有する垂直軸
風車であって、この垂直軸風車が、垂直回転軸から水平
に延出するアームと、アームに取り付けられる垂直支持
軸に中心より外側を支持されて水平回転自在に設けられ
る羽根と、アームに垂直支持軸より内側で取り付けら
れ、羽根の垂直支持軸より内側の部分が回転方向前側へ
動こうとするのを規制するストッパーとからなることを
特徴とするものである。

【０００６】

【作用】第一の手段をとることにより、風車装置を狭い
面積に効率的に設置できる。又、第二の手段をとること
により、羽根が風から受ける力を風に押されるときと風
に逆らうときとで大きく変えることができるから（風に
逆らうときには羽根は風の力をほとんど受けないように
できるから）、回転効率を落とさず、且つ、自動起動等
も可能になる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明に係る風車装置の説明図である
が、ここで用いられる風車１０は、垂直回転軸１２の周
囲に水平回転可能に取り付けられる羽根１４からなる垂
直軸風車であり、この垂直軸風車（以下風車という）１
０を垂直上方に積み重ねて構成するのである。図２は側
面図であるが、まず、横枠１６で上下に何段かに仕切る
外枠１８を組み、各スペースに風車１０をそれぞれ設置
して行くのである。具体的には、各スペースの下端に発
電機等の出力装置２０を設置し、この出力装置２０から
垂直回転軸１２を起立させるとともに、その上端を横枠
１６等に取り付けられる軸受２２で支持するのである。
尚、このような構成は一例であって、これに限定される
ものではない。

【０００８】ところで、このときの外枠１８は風の通り
を邪魔しないように四隅等に柱状に組み立てたもので構
成する。又、図２等に示すものは、一つの垂直回転軸１
２に一の羽根１４を取り付けたものであるが、この他に
一つの垂直回転軸１２に二以上の羽根１４を上下に取り
付けるものも考えられる。こうすると、垂直回転軸１２
により大きな駆動力が得られる。

【０００９】図３は風車装置に使用される風車１０の側
面図であるが、この風車１０は、垂直回転軸１２から水
平に延出する上下平行な二本のアーム２４と、アーム２
４に取り付けられる垂直支持軸２６に中心より外側を支
持されて水平回転自在に設けられる羽根１４と、アーム
２４に垂直支持軸２６より内側で取り付けられ、羽根１
４の垂直支持軸２６より内側の部分が回転方向前側へ動
こうとするのを規制するストッパー２８とからなる。
尚、図示のものは垂直支持軸２６が羽根１４の上下に挿
通しているものであるが、この他、上下２点のみで支持
するものであってもよい。又、アーム２４は垂直回転軸
１２から放射状に延出し、各々のアーム２４に羽根１４
が取り付けられるのである。

【００１０】図４はこの風車１０が回転する状態を示す
平面図であるが、今、風が紙面の下から上に吹いている
とすれば、羽根１４は、中央縦断線Ｌから右部分（イ）
では風に押され、左部分（ロ）では風に逆らう。この
間、羽根１４の受圧面積が（イ）、（ロ）の範囲とも同
じ割合で変化するものであれば、風車１０は回らず、風
のエネルギーを取り込むことができない。従って、この
事態を避けなければならないが、本発明では、風車１０
を以上のように構成することにより、羽根１４が（イ）
の範囲にあるときには、ストッパー２８によってアーム
２４と平行な状態を保ったままで回転し（但し、真横に
来たときが一番受圧面積が大きい）、（ロ）の範囲にあ
るときには、垂直支持軸２６の回りをストッパー２８で
規制されない方向に回転し、風の抵抗が少なくなるよう
に上下の向きになる。

【００１１】即ち、羽根１４が（イ）の範囲から（ロ）
の範囲に移行すると、羽根１４は裏から風を受けるよう
になり、垂直支持軸２６の回りを反時計方向に回転して
上下に向く姿勢になる。こうなると、羽根１４は風の抵
抗を受けず、垂直回転軸１２の回転を抑制する抵抗力と
ならない。これに対して、羽根が（ロ）の範囲から
（イ）の範囲に移行すると、羽根１４はストッパー２８
に押し付けられた状態を維持して風を受け、垂直回転軸
１２に回転力を発生させる。従って、垂直支持軸２６が
羽根１４の中心より外側にあるのが条件であり、ストッ
パー２８は、羽根１４の垂直支持軸２６より内側の部分
が回転方向前側へ動こうとするのを規制するように設け
られる必要がある。

【００１２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、即ち、垂直軸風
車を多段に積み上げることで、狭い設置面積で大きな出
力の風車装置を得られる。例えば、ビルの屋上等に設置
することも考えられる。又、前記したような構造の風車
を使用すれば、羽根が風から受ける力と、この力を減殺
する力との差（抗力差）が大きくなり、風車の効率を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】風車装置の説明図である。

【図２】風車装置の側面図である。

【図３】風車の側面図である。

【図４】風車装置の平面図である。

【符号の説明】

１０垂直軸風車１２垂直回転軸１４羽根２４アーム２６垂直支持軸２８ストッパー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つの垂直回転軸に一又は上下に二以上
の水平回転する羽根を取り付けた垂直軸風車を垂直上方
に積み重ねたことを特徴とする風車装置。
【請求項２】垂直回転軸を有する垂直軸風車であっ
て、この垂直軸風車が、垂直回転軸から水平に延出する
アームと、アームに取り付けられる垂直支持軸に中心よ
り外側を支持されて水平回転自在に設けられる羽根と、
アームに垂直支持軸より内側で取り付けられ、羽根の垂
直支持軸より内側の部分が回転方向前側へ動こうとする
のを規制するストッパーとからなることを特徴とする風
車装置に使用する垂直軸風車。