JPH10266939A - 流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置 - Google Patents
流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置Info
- Publication number
- JPH10266939A JPH10266939A JP9093138A JP9313897A JPH10266939A JP H10266939 A JPH10266939 A JP H10266939A JP 9093138 A JP9093138 A JP 9093138A JP 9313897 A JP9313897 A JP 9313897A JP H10266939 A JPH10266939 A JP H10266939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- shaft
- rotating
- blade shaft
- cam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 羽根の回転軸に対して直交方向に風や水の流
れを受けて回転する羽根付回転装置を提供する。 【解決手段】 気体又は液体の流れの中において、回転
軸１が流れ方向Ｆと直交し、回転軸１に対して直交方向
に等分度間隔で複数枚装着された受圧羽根面２ａを有す
る回転羽根２が回転してその回転羽根２を支える羽根軸
４の向きが流れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０
度回転位置の下流方向となる毎に角度９０度回転する羽
根軸回転機構３を備え、前記回転羽根２の受圧羽根面２
ａが流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあると
きには常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあると
きには常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になることを特徴と
する流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置であ
る。
れを受けて回転する羽根付回転装置を提供する。 【解決手段】 気体又は液体の流れの中において、回転
軸１が流れ方向Ｆと直交し、回転軸１に対して直交方向
に等分度間隔で複数枚装着された受圧羽根面２ａを有す
る回転羽根２が回転してその回転羽根２を支える羽根軸
４の向きが流れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０
度回転位置の下流方向となる毎に角度９０度回転する羽
根軸回転機構３を備え、前記回転羽根２の受圧羽根面２
ａが流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあると
きには常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあると
きには常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になることを特徴と
する流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体又は液体の流
れを受けて回転する羽根付回転装置及びその羽根付回転
装置を用いた発電装置に関する。
れを受けて回転する羽根付回転装置及びその羽根付回転
装置を用いた発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図１０の（イ）に示すような風力
発電機等の風車は、回転軸を風向Ｆと同一方向にし（図
１０の（ロ）に示す）、風に対して羽根面の角度を斜に
したプロペラで風圧を受けて、回転方向への推進力を発
生させた回転する構造になっている。他方、水車は、周
囲に多数放射方向に板羽根を並べ、その板羽根の一部に
回転軸に対して横方向からの一方向から水流を受けて、
その圧力で回転させる仕組となっている。その横方向か
らの流れに水車全体を晒しても回転力を得ることはでき
ない。仮に得られるように一方側をながれをせき止める
と、回転力は得られるが、板羽根の回転が水流に逆らう
方向にあるときには板面が抵抗体となって−方向への回
転力を減殺し効率よく回転させることができない構造と
なっている。
発電機等の風車は、回転軸を風向Ｆと同一方向にし（図
１０の（ロ）に示す）、風に対して羽根面の角度を斜に
したプロペラで風圧を受けて、回転方向への推進力を発
生させた回転する構造になっている。他方、水車は、周
囲に多数放射方向に板羽根を並べ、その板羽根の一部に
回転軸に対して横方向からの一方向から水流を受けて、
その圧力で回転させる仕組となっている。その横方向か
らの流れに水車全体を晒しても回転力を得ることはでき
ない。仮に得られるように一方側をながれをせき止める
と、回転力は得られるが、板羽根の回転が水流に逆らう
方向にあるときには板面が抵抗体となって−方向への回
転力を減殺し効率よく回転させることができない構造と
なっている。
【０００３】エネルギ−の確保は、石化原料では、埋蔵
量に限界があり、今後６０〜１００年で枯渇するのでは
ないかと言われている。また石化原料はエネルギ−を得
るとき排気ガスが発生し、大気汚染の原因ともなってい
る。そこで今日ではクリ−ンエネルギ−を確保する必要
が迫られている。例えば、原子力による場合では、ウラ
ンの埋蔵量に限界があり資源確保が困難となっている上
に、放射能汚染の危険性があり、多く建設することはで
きなくなっている。
量に限界があり、今後６０〜１００年で枯渇するのでは
ないかと言われている。また石化原料はエネルギ−を得
るとき排気ガスが発生し、大気汚染の原因ともなってい
る。そこで今日ではクリ−ンエネルギ−を確保する必要
が迫られている。例えば、原子力による場合では、ウラ
ンの埋蔵量に限界があり資源確保が困難となっている上
に、放射能汚染の危険性があり、多く建設することはで
きなくなっている。
【０００４】このために、水力、風力、太陽光発電がク
リ−ンエネルギ−の本命として注目されている。しかし
水力の利用については、既に、ダム式水力発電所が多く
稼働しているが、ダム湖の湖底に土砂が堆積するので寿
命があり、その後の処置には今後に大きな問題を提起し
ている。また、大量の電力消費から見れば太陽光発電は
まだ全体の発電量からみれば微量であり、コスト面にも
技術的課題を多く残している。
リ−ンエネルギ−の本命として注目されている。しかし
水力の利用については、既に、ダム式水力発電所が多く
稼働しているが、ダム湖の湖底に土砂が堆積するので寿
命があり、その後の処置には今後に大きな問題を提起し
ている。また、大量の電力消費から見れば太陽光発電は
まだ全体の発電量からみれば微量であり、コスト面にも
技術的課題を多く残している。
【０００５】このなかで、風力発電は、一度設置すれば
燃料等の消費が不要なので大気汚染もなくまた地球に無
限量存在するのでクリ−ンエネルギ−としてのキャステ
ィンクボ−ドをにぎっている。そして風力発電の発電量
は、実際にヨ−ロッパ、カナダ、アメリカではすでにか
なりのウエイトを占めつつある。しかし、風力エネルギ
−の発電効率はいまだ低レベルにある。それはプロペラ
が風力から回転力を得るのに風向き方向ではなく、風向
きと直交方向への回転推進力を出す構造をもっているか
らである。
燃料等の消費が不要なので大気汚染もなくまた地球に無
限量存在するのでクリ−ンエネルギ−としてのキャステ
ィンクボ−ドをにぎっている。そして風力発電の発電量
は、実際にヨ−ロッパ、カナダ、アメリカではすでにか
なりのウエイトを占めつつある。しかし、風力エネルギ
−の発電効率はいまだ低レベルにある。それはプロペラ
が風力から回転力を得るのに風向き方向ではなく、風向
きと直交方向への回転推進力を出す構造をもっているか
らである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のかか
る実情に鑑みてなされたもので、地球に無限にあるの水
力及び風力のエネルギ−を真っ向から受け止めて効率よ
く利用することができる羽根付回転装置と、その羽根付
回転装置を使用した風力及び水力による発電装置を提供
するものである。
る実情に鑑みてなされたもので、地球に無限にあるの水
力及び風力のエネルギ−を真っ向から受け止めて効率よ
く利用することができる羽根付回転装置と、その羽根付
回転装置を使用した風力及び水力による発電装置を提供
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、気体又は液体の流れの中において、回転軸
１が流れ方向Ｆと直交し、回転軸１に対して直交方向に
等分度間隔で複数枚装着された受圧羽根面２ａを有する
回転羽根２が回転してその回転羽根２を支える羽根軸４
の向きが流れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０度
回転位置の下流方向となる毎に角度９０度回転する羽根
軸回転機構３を備え、前記回転羽根２の受圧羽根面２ａ
が流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になることを特徴とす
る流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置である。
に本発明は、気体又は液体の流れの中において、回転軸
１が流れ方向Ｆと直交し、回転軸１に対して直交方向に
等分度間隔で複数枚装着された受圧羽根面２ａを有する
回転羽根２が回転してその回転羽根２を支える羽根軸４
の向きが流れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０度
回転位置の下流方向となる毎に角度９０度回転する羽根
軸回転機構３を備え、前記回転羽根２の受圧羽根面２ａ
が流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になることを特徴とす
る流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置である。
【０００８】また、上記構成において、羽根軸回転機構
３が、管状回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定中
心軸９を有し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８を
固設し、前記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸４
を前記管状回転軸１ａに対して直交方向に支承し、前記
固定中心軸９に前記羽根軸４を挟んで前記羽根軸支持板
８と対向するカム板１１をその板下面１１ａに別径への
移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝１
２を形成し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の軸
受部１７を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、そのカ
ムロッド１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内にピ
ン１３を突出させ、後部１４ｂには羽根軸４の羽根軸面
４ａにカムロッド１４が往復する距離間において斜に９
０度範囲にカム溝１５を設け、そのカム溝１５内にピン
１６を突出させて成るものである。
３が、管状回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定中
心軸９を有し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８を
固設し、前記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸４
を前記管状回転軸１ａに対して直交方向に支承し、前記
固定中心軸９に前記羽根軸４を挟んで前記羽根軸支持板
８と対向するカム板１１をその板下面１１ａに別径への
移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝１
２を形成し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の軸
受部１７を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、そのカ
ムロッド１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内にピ
ン１３を突出させ、後部１４ｂには羽根軸４の羽根軸面
４ａにカムロッド１４が往復する距離間において斜に９
０度範囲にカム溝１５を設け、そのカム溝１５内にピン
１６を突出させて成るものである。
【０００９】さらに、上記構成において、羽根軸回転機
構３が、管状回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定
中心軸９を有し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８
を固設し、前記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸
４を前記管状回転軸１ａに対して直交方向に支承し、前
記固定中心軸９に前記羽根軸４を挟んで前記羽根軸支持
板８と対向するカム板１１をその板下面１１ａに別径へ
の移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝
１２を形成し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の
軸受部１７を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、その
カムロッド１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内に
ピン１３を突出させる。
構３が、管状回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定
中心軸９を有し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８
を固設し、前記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸
４を前記管状回転軸１ａに対して直交方向に支承し、前
記固定中心軸９に前記羽根軸４を挟んで前記羽根軸支持
板８と対向するカム板１１をその板下面１１ａに別径へ
の移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝
１２を形成し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の
軸受部１７を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、その
カムロッド１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内に
ピン１３を突出させる。
【００１０】そして、そのカムロッド１４の後部１４ｂ
にはそのカムロッド１４の壁面１４ｃにラック１８を形
成し、そのラック１８に対応するピニオン１９を前記羽
根軸支持板８上に設けた軸受台２０に軸承し、またピニ
オン１９の軸１９ａと同軸にウオ−ム２１を形成し、そ
のウオ−ム２１と対応するウオ−ム歯車２２を前記羽根
軸４に設け、回転羽根２の回転に伴い前記カム溝１２に
案内されてカムロッド１４が往復すると前記ラック１８
により前記ピニオン１９が回転し同時にウオ−ム２１が
回転してウオ−ム歯車２２が回転し前記羽根軸４が９０
度毎に回転することを特徴とするものである。
にはそのカムロッド１４の壁面１４ｃにラック１８を形
成し、そのラック１８に対応するピニオン１９を前記羽
根軸支持板８上に設けた軸受台２０に軸承し、またピニ
オン１９の軸１９ａと同軸にウオ−ム２１を形成し、そ
のウオ−ム２１と対応するウオ−ム歯車２２を前記羽根
軸４に設け、回転羽根２の回転に伴い前記カム溝１２に
案内されてカムロッド１４が往復すると前記ラック１８
により前記ピニオン１９が回転し同時にウオ−ム２１が
回転してウオ−ム歯車２２が回転し前記羽根軸４が９０
度毎に回転することを特徴とするものである。
【００１１】さらにまた、上記構成において、流れの方
向Ｆに対する羽根軸回転機構３による羽根軸４の回転位
置の方向が、前記流れの方向Ｆと常に同じ方向に維持さ
れる方向維持機構７を備えたものである。
向Ｆに対する羽根軸回転機構３による羽根軸４の回転位
置の方向が、前記流れの方向Ｆと常に同じ方向に維持さ
れる方向維持機構７を備えたものである。
【００１２】またさらに、上記構成において、回転軸１
に直接に又は伝達機構５を介して発電機６を備えたもの
である。
に直接に又は伝達機構５を介して発電機６を備えたもの
である。
【００１３】
【作用】本発明は上記構成なので、図１にら示すよう
に、回転羽根２の回転が１８０度毎に羽根軸４が９０度
毎に回転する。その回転の際に、流体の流れの方向Ｆか
ら一方側に回転羽根２があるときには必ずその受圧羽根
面２ａが流体の流れを受け、その反対にある時には、流
体の流れの方向Ｆが羽根面２ａと平行な方向となるため
に流体に対する抵抗が殆どなくなる。このために流れに
対して一方向のみの回転力が効率よく得られる。本発明
の流体とは、自然の空気の流れと水の流れを指す。回転
力を得るには回転羽根２の全部を流体中に置く方法と、
例えば川などのように水の流れを受ける側のみ受圧羽根
面２ａが流体の流れ面としてた受けられるようにし、水
中に没入させる方法とがある。
に、回転羽根２の回転が１８０度毎に羽根軸４が９０度
毎に回転する。その回転の際に、流体の流れの方向Ｆか
ら一方側に回転羽根２があるときには必ずその受圧羽根
面２ａが流体の流れを受け、その反対にある時には、流
体の流れの方向Ｆが羽根面２ａと平行な方向となるため
に流体に対する抵抗が殆どなくなる。このために流れに
対して一方向のみの回転力が効率よく得られる。本発明
の流体とは、自然の空気の流れと水の流れを指す。回転
力を得るには回転羽根２の全部を流体中に置く方法と、
例えば川などのように水の流れを受ける側のみ受圧羽根
面２ａが流体の流れ面としてた受けられるようにし、水
中に没入させる方法とがある。
【００１４】また、回転羽根２の羽根軸４を９０度毎に
回転させる手段としての羽根軸回転機構３については、
図３と図４に示すように、羽根軸支持板８上で、前記固
定中心軸９に固定されたカム板１１にカム溝１２を形成
し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の軸受部１７
を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、そのカムロッド
１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内にピン１３を
突出させて回転羽根２が回転するのに連動してカムロッ
ド１４が１８０度毎に往復できるようにする。そして、
前記羽根軸４を９０度毎に回転させる構造については、
例えばカムを用いる方法とギア−を用いる方法とがあ
る。
回転させる手段としての羽根軸回転機構３については、
図３と図４に示すように、羽根軸支持板８上で、前記固
定中心軸９に固定されたカム板１１にカム溝１２を形成
し、前記羽根軸支持板８にカムロッド１４の軸受部１７
を羽根軸４に沿って往復可能に固定し、そのカムロッド
１４の先端部１４ａには前記カム溝１２内にピン１３を
突出させて回転羽根２が回転するのに連動してカムロッ
ド１４が１８０度毎に往復できるようにする。そして、
前記羽根軸４を９０度毎に回転させる構造については、
例えばカムを用いる方法とギア−を用いる方法とがあ
る。
【００１５】例えばカムを用いる方法においては、図１
乃至図５に示すように、前記カムロッド１４の後部１４
ｂに羽根軸４の羽根軸面４ａにカムロッド１４が往復す
る距離間において斜に９０度範囲にカム溝１５を設け、
そのカム溝１５内にピン１６を突出させる形態が可能で
ある。そして、前記カムロッド１４の往復に連動してカ
ムロッド１４の後部４ｂのピン１６がカム溝１５内を往
復し、その際に、ピン１６が斜９０度範囲のカム溝１５
内を直進すると、羽根軸４が９０度回転する。即ち回転
羽根２が９０度回転することになる。
乃至図５に示すように、前記カムロッド１４の後部１４
ｂに羽根軸４の羽根軸面４ａにカムロッド１４が往復す
る距離間において斜に９０度範囲にカム溝１５を設け、
そのカム溝１５内にピン１６を突出させる形態が可能で
ある。そして、前記カムロッド１４の往復に連動してカ
ムロッド１４の後部４ｂのピン１６がカム溝１５内を往
復し、その際に、ピン１６が斜９０度範囲のカム溝１５
内を直進すると、羽根軸４が９０度回転する。即ち回転
羽根２が９０度回転することになる。
【００１６】ギア−を用いる方法については、前記回転
羽根２が回転するとカム溝１５にピン１６が案内されて
カムロッド１４が往復し、図６及び図７に示すように、
カムロッド１４の後部１４ｂに設けられたラック１８に
よりピニオン１９が、そしてそのピニオン１９によりウ
オ−ム２１が、そのウオ−ム２１によりウオ−ム歯車２
２が回転する。そしてウオ−ム歯車２２は前記羽根軸４
に形成されているので前記回転羽根２が９０度回転す
る。
羽根２が回転するとカム溝１５にピン１６が案内されて
カムロッド１４が往復し、図６及び図７に示すように、
カムロッド１４の後部１４ｂに設けられたラック１８に
よりピニオン１９が、そしてそのピニオン１９によりウ
オ−ム２１が、そのウオ−ム２１によりウオ−ム歯車２
２が回転する。そしてウオ−ム歯車２２は前記羽根軸４
に形成されているので前記回転羽根２が９０度回転す
る。
【００１７】また、図８に示すように、羽根軸回転機構
３の羽根軸回転位置を常に流れる方向に維持する方向維
持機構７を備えると、流れ方向が変化しても常に羽根軸
回転の位置が流れに対して前方向及び後方向に変化され
るので効率よくエネルギ−を得られる。
３の羽根軸回転位置を常に流れる方向に維持する方向維
持機構７を備えると、流れ方向が変化しても常に羽根軸
回転の位置が流れに対して前方向及び後方向に変化され
るので効率よくエネルギ−を得られる。
【００１８】さらに、図２に示すように、発電機６を回
転軸１に装着すれば、回転軸１の回転により発電機６を
回転して電気エネルギ−が得られる。その回転軸１を垂
直にすれば、図９に示すように、ビルの屋上でも目立つ
ことなく全方位の風に対応できる風力発電や、水流の中
に没入設置して装置が水面に一切現れない景観を得られ
る水力発電が可能となる。
転軸１に装着すれば、回転軸１の回転により発電機６を
回転して電気エネルギ−が得られる。その回転軸１を垂
直にすれば、図９に示すように、ビルの屋上でも目立つ
ことなく全方位の風に対応できる風力発電や、水流の中
に没入設置して装置が水面に一切現れない景観を得られ
る水力発電が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明を以下図で説明する。本発
明は、図１及び図２に示すように、気体又は液体の流れ
の中において、回転軸１が流れ方向Ｆ（図１の白抜き矢
印方向）と直交させる、そして受圧羽根面２ａを有する
回転羽根２をその回転軸１に対して直交方向に等分度間
隔で複数枚（図１では４枚の場合を示す）装着する。
明は、図１及び図２に示すように、気体又は液体の流れ
の中において、回転軸１が流れ方向Ｆ（図１の白抜き矢
印方向）と直交させる、そして受圧羽根面２ａを有する
回転羽根２をその回転軸１に対して直交方向に等分度間
隔で複数枚（図１では４枚の場合を示す）装着する。
【００２０】そして、前記回転羽根２の基部に、その回
転羽根２を支える羽根軸４の向きが回転にともなって流
れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０度回転位置の
下流方向となる毎に角度９０度回転する羽根軸回転機構
３を備える。そして、前記回転羽根２の受圧羽根面２ａ
が流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になるようにする。
転羽根２を支える羽根軸４の向きが回転にともなって流
れの方向Ｆと同じ上流方向及びその１８０度回転位置の
下流方向となる毎に角度９０度回転する羽根軸回転機構
３を備える。そして、前記回転羽根２の受圧羽根面２ａ
が流れの方向に対して前記回転軸１の一側方にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと直交し、他方側にあるとき
には常に羽根回転軌跡面Ｋと平行になるようにする。
【００２１】前記羽根軸回転機構３については、前記回
転羽根２を１８０度毎に角度９０度回転させる機能があ
れば良いので各種形態が可能ではあるが、以下に本発明
における一実施例を示すものである。
転羽根２を１８０度毎に角度９０度回転させる機能があ
れば良いので各種形態が可能ではあるが、以下に本発明
における一実施例を示すものである。
【００２２】例えば、図３及び図４に示すように、管状
回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定中心軸９を有
し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８を固設し、前
記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸４を前記管状
回転軸１ａに対して直交方向に支承する。そして、図４
に示すように、前記固定中心軸９に前記羽根軸４を挟ん
で前記羽根軸支持板８と対向するカム板１１をその板下
面１１ａに、図５の（イ）と（ロ）に示すように、別径
への移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム
溝１２を形成し、図３に示すように、前記羽根軸支持板
８にカムロッド１４の軸受部１７を羽根軸４に沿って往
復可能に固定する。そのカムロッド１４の先端部１４ａ
には前記カム溝１２内にピン１３を突出させそのピン１
３には抵抗を少なくしスム−ズに案内されるようにする
ためにピンロ−ラ−１３ａをフリ−に枢着し、後部１４
ｂには羽根軸４の羽根軸面にカムロッド１４が往復する
距離間において、図３に示すように、斜に９０度範囲に
カム溝１５を設け、そのカム溝１５内にピン１６を突出
させる。
回転軸１ａの中に基盤１０に固定した固定中心軸９を有
し、前記管状回転軸１ａに羽根軸支持板８を固設し、前
記羽根軸支持板８に各回転羽根２の羽根軸４を前記管状
回転軸１ａに対して直交方向に支承する。そして、図４
に示すように、前記固定中心軸９に前記羽根軸４を挟ん
で前記羽根軸支持板８と対向するカム板１１をその板下
面１１ａに、図５の（イ）と（ロ）に示すように、別径
への移行部がなだらかに移行する二つの半円異径のカム
溝１２を形成し、図３に示すように、前記羽根軸支持板
８にカムロッド１４の軸受部１７を羽根軸４に沿って往
復可能に固定する。そのカムロッド１４の先端部１４ａ
には前記カム溝１２内にピン１３を突出させそのピン１
３には抵抗を少なくしスム−ズに案内されるようにする
ためにピンロ−ラ−１３ａをフリ−に枢着し、後部１４
ｂには羽根軸４の羽根軸面にカムロッド１４が往復する
距離間において、図３に示すように、斜に９０度範囲に
カム溝１５を設け、そのカム溝１５内にピン１６を突出
させる。
【００２３】また、前記羽根軸回転機構３の別の態様例
としては、カム板１１のカム溝１２に案内されてカムロ
ッド１４が１８０度毎に往復する形態は、図３と図４に
示す上記構造と同様の構造とし、そのカムロッド１４の
後部１４ｂには、図６及び図７に示すように、そのカム
ロッド１４の壁面１４ｃにラック１８を形成し、そのラ
ック１８に対応するピニオン１９を前記羽根軸支持板８
上に設けた軸受台２０に軸承する。またピニオン１９の
軸１９ａと同軸にウオ−ム２１を形成し、そのウオ−ム
２１と対応するウオ−ム歯車２２を前記羽根軸４に設
け、回転羽根２の回転に伴い前記カム溝１２に案内され
てカムロッド１４が往復すると前記ラック１８により前
記ピニオン１９が回転し同時にウオ−ム２１が回転して
ウオ−ム歯車２２が回転し前記羽根軸４が９０度毎に回
転する仕組みである。
としては、カム板１１のカム溝１２に案内されてカムロ
ッド１４が１８０度毎に往復する形態は、図３と図４に
示す上記構造と同様の構造とし、そのカムロッド１４の
後部１４ｂには、図６及び図７に示すように、そのカム
ロッド１４の壁面１４ｃにラック１８を形成し、そのラ
ック１８に対応するピニオン１９を前記羽根軸支持板８
上に設けた軸受台２０に軸承する。またピニオン１９の
軸１９ａと同軸にウオ−ム２１を形成し、そのウオ−ム
２１と対応するウオ−ム歯車２２を前記羽根軸４に設
け、回転羽根２の回転に伴い前記カム溝１２に案内され
てカムロッド１４が往復すると前記ラック１８により前
記ピニオン１９が回転し同時にウオ−ム２１が回転して
ウオ−ム歯車２２が回転し前記羽根軸４が９０度毎に回
転する仕組みである。
【００２４】また、図８に示すように、流れの方向Ｆに
対する羽根軸回転機構３による羽根軸４の回転位置の方
向が、前記流れの方向Ｆと常に同じ方向に維持される方
向維持機構７を備える。流体の流れの方向の変化に対応
して、その流れの方向Ｆに対して羽根軸４が９０度の回
転をする位置を常に最適の方向に維持することができ
る。同図８においては、基盤１０を設置面上にベアリン
グ７ｂを介して回転可能に設置し、固定中心軸９の上部
に固設した方向舵７ａによって、流れに向う形態を示し
ているが、別に流れ方向センサ−を設けて、その方法に
常に向くようにモ−タ−駆動による電気的制御を用いる
態様も可能である。なお図中符号２３はカバ−である。
対する羽根軸回転機構３による羽根軸４の回転位置の方
向が、前記流れの方向Ｆと常に同じ方向に維持される方
向維持機構７を備える。流体の流れの方向の変化に対応
して、その流れの方向Ｆに対して羽根軸４が９０度の回
転をする位置を常に最適の方向に維持することができ
る。同図８においては、基盤１０を設置面上にベアリン
グ７ｂを介して回転可能に設置し、固定中心軸９の上部
に固設した方向舵７ａによって、流れに向う形態を示し
ているが、別に流れ方向センサ−を設けて、その方法に
常に向くようにモ−タ−駆動による電気的制御を用いる
態様も可能である。なお図中符号２３はカバ−である。
【００２５】そして、回転軸１の下部に直接に又は伝達
機構５を介して前記基盤１０上に発電機６を設置する。
これを風力発電に使用する場合には、図９に示すよう
に、事務所ビル、高層住宅、工場等の屋上に水車を横に
寝せた状態に設置したり、窓の無い側壁へは水車のよう
に建物に添わせて目立たないように設置することができ
る。また、川や海の水中に設置する場合には回転軸１を
流れの方向（水流）と垂直になるようにすれば回転軸１
の方向は水平でも垂直でもまたその中間でも同じように
機能し、装置全体を水上に露出しないように水没させて
設置することもできる。
機構５を介して前記基盤１０上に発電機６を設置する。
これを風力発電に使用する場合には、図９に示すよう
に、事務所ビル、高層住宅、工場等の屋上に水車を横に
寝せた状態に設置したり、窓の無い側壁へは水車のよう
に建物に添わせて目立たないように設置することができ
る。また、川や海の水中に設置する場合には回転軸１を
流れの方向（水流）と垂直になるようにすれば回転軸１
の方向は水平でも垂直でもまたその中間でも同じように
機能し、装置全体を水上に露出しないように水没させて
設置することもできる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上のようで、回転軸１が気体
又は液体の流れ方向と直交し、且つ流れ方向を基準に回
転軸１が半（１８０度）回転する毎にその回転に連動し
て回転羽根２の羽根軸４が９０度づつ回転する。そのた
めに、回転羽根２の回転にともなって常に流れの向きに
対して一方側では羽根軸面２ａで回転エネルギ−受け、
流れの向き逆らう他方側では羽根軸面２ａを常に流れの
と平行に維持される。即ち、一方側では流れを「面」に
より受けて回転エネルギ−を得る、逆に他方側では流れ
を「線」で避けて抵抗を極力なくし、前記一方側で得た
回転エネルギ−を減殺することが殆どない。そのために
流体エネルギ−を大変効率良く羽根の回転力として得る
ことが可能となった。
又は液体の流れ方向と直交し、且つ流れ方向を基準に回
転軸１が半（１８０度）回転する毎にその回転に連動し
て回転羽根２の羽根軸４が９０度づつ回転する。そのた
めに、回転羽根２の回転にともなって常に流れの向きに
対して一方側では羽根軸面２ａで回転エネルギ−受け、
流れの向き逆らう他方側では羽根軸面２ａを常に流れの
と平行に維持される。即ち、一方側では流れを「面」に
より受けて回転エネルギ−を得る、逆に他方側では流れ
を「線」で避けて抵抗を極力なくし、前記一方側で得た
回転エネルギ−を減殺することが殆どない。そのために
流体エネルギ−を大変効率良く羽根の回転力として得る
ことが可能となった。
【００２７】そして、発電機６を回転軸１に装着して、
自然に発生する気体と液体の流れ、即ち風力、水力を利
用して電気エネルギ−を得る新しい様式の風力発電、水
力発電が可能となった。例えば、図９に示すように、回
転軸１を垂直にしてビルの屋上に設置する場合、全方位
の風に対応でき、また周囲から目立たなく設置できねの
で都市景観を損うことがない。また、本発明はダム形式
の発電とは異なる形態ができるのでこれまでのダム様式
の持つダム崩壊の危険や土砂堆積による機能喪失など問
題は一切生じない。さらに海での波の利用などのように
大掛かりな装置を海面に設置する必要はない。本発明
は、河川や海の水流の中に没入設置でき、発電装置が水
面に一切現れない、即ち自然景観を損うことのない水力
発電施設が可能となる。
自然に発生する気体と液体の流れ、即ち風力、水力を利
用して電気エネルギ−を得る新しい様式の風力発電、水
力発電が可能となった。例えば、図９に示すように、回
転軸１を垂直にしてビルの屋上に設置する場合、全方位
の風に対応でき、また周囲から目立たなく設置できねの
で都市景観を損うことがない。また、本発明はダム形式
の発電とは異なる形態ができるのでこれまでのダム様式
の持つダム崩壊の危険や土砂堆積による機能喪失など問
題は一切生じない。さらに海での波の利用などのように
大掛かりな装置を海面に設置する必要はない。本発明
は、河川や海の水流の中に没入設置でき、発電装置が水
面に一切現れない、即ち自然景観を損うことのない水力
発電施設が可能となる。
【図１】本発明の透視的平面図。
【図２】図１の縦断側面図。
【図３】要部を示す透視的平面図。
【図４】要部を示す縦断側面図。
【図５】（イ）がカム板の模式的縦断側面図、（ロ）が
カム板と回転羽根との関係を示す模式的平面図。
カム板と回転羽根との関係を示す模式的平面図。
【図６】羽根軸回転機構の要部を示す羽根軸と直交方向
の縦断側面図。
の縦断側面図。
【図７】羽根軸回転機構の要部を示す羽根軸方向の縦断
側面図。
側面図。
【図８】別の態様の縦断側面図。
【図９】使用状態を示す模式的斜視図。
【図１０】従来の風力発電機の（イ）が斜視図、（ロ）
が側面図。
が側面図。
１ 回転軸 １ａ 管状回転軸 ２ 回転羽根 ２ａ 受圧羽根面 ３ 羽根軸回転機構 ４ 羽根軸 ５ 伝達機構 ６ 発電機 ７ 方向維持機構 ８ 羽根軸支持板 ９ 固定中心軸 １０ 基盤 １１ カム板 １１ａ カム板の板下面 １２ 半円異径のカム溝 １３ ピン １３ａ ピンロ−ラ− １４ カムロッド １４ａ カムロッドの先端部 １４ｂ カムロッドの後部 １４ｃ カムロッドの壁面 １５ カム溝 １６ ピン １７ 軸受部 １８ ラック １９ ピニオン １９ａ ピニオンの軸 ２０ 軸受台 ２１ ウオ−ム ２２ ウオ−ム歯車 ２３ カバ− Ｆ 流れの方向 Ｋ 羽根回転軌跡面
Claims (5)
- 【請求項１】 気体又は液体の流れの中において、回転
軸（１）が流れ方向（Ｆ）と直交し、回転軸（１）に対
して直交方向に等分度間隔で複数枚装着された受圧羽根
面（２ａ）を有する回転羽根（２）が回転してその回転
羽根（２）を支える羽根軸（４）の向きが流れの方向
（Ｆ）と同じ上流方向及びその１８０度回転位置の下流
方向となる毎に角度９０度回転する羽根軸回転機構
（３）を備え、前記回転羽根（２）の受圧羽根面（２
ａ）が流れの方向に対して前記回転軸（１）の一側方に
あるときには常に羽根回転軌跡面（Ｋ）と直交し、他方
側にあるときには常に羽根回転軌跡面（Ｋ）と平行にな
ることを特徴とする流体の流れを受けて回転する羽根付
回転装置。 - 【請求項２】 羽根軸回転機構（３）が、管状回転軸
（１ａ）の中に基盤（１０）に固定した固定中心軸
（９）を有し、前記管状回転軸（１ａ）に羽根軸支持板
（８）を固設し、前記羽根軸支持板（８）に各回転羽根
（２）の羽根軸（４）を前記管状回転軸（１ａ）に対し
て直交方向に支承し、前記固定中心軸（９）に前記羽根
軸（４）を挟んで前記羽根軸支持板（８）と対向するカ
ム板（１１）をその板下面（１１ａ）に別径への移行部
がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝（１２）
を形成し、前記羽根軸支持板（８）にカムロッド（１
４）の軸受部（１７）を羽根軸（４）に沿って往復可能
に固定し、そのカムロッド（１４）の先端部（１４ａ）
には前記カム溝（１２）内にピン（１３）を突出させ、
後部（１４ｂ）には羽根軸（４）の羽根軸面（４ａ）に
カムロッド（１４）が往復する距離間において斜に９０
度範囲にカム溝（１５）を設け、そのカム溝（１５）内
にピン（１６）を突出させて成る請求項１の流体の流れ
を受けて回転する羽根付回転装置。 - 【請求項３】 羽根軸回転機構（３）が、管状回転軸
（１ａ）の中に基盤（１０）に固定した固定中心軸
（９）を有し、前記管状回転軸（１ａ）に羽根軸支持板
（８）を固設し、前記羽根軸支持板（８）に各回転羽根
（２）の羽根軸（４）を前記管状回転軸（１ａ）に対し
て直交方向に支承し、前記固定中心軸（９）に前記羽根
軸（４）を挟んで前記羽根軸支持板（８）と対向するカ
ム板（１１）をその板下面（１１ａ）に別径への移行部
がなだらかに移行する二つの半円異径のカム溝（１２）
を形成し、前記羽根軸支持板（８）にカムロッド（１
４）の軸受部（１７）を羽根軸（４）に沿って往復可能
に固定し、そのカムロッド（１４）の先端部（１４ａ）
には前記カム溝（１２）内にピン（１３）を突出させ、
後部（１４ｂ）にはそのカムロッド（１４）の壁面（１
４ｃ）にラック（１８）を形成し、そのラック（１８）
に対応するピニオン（１９）を前記羽根軸支持板（８）
上に設けた軸受台（２０）に軸承し、またピニオン（１
９）の軸（１９ａ）と同軸にウオ−ム（２１）を形成
し、そのウオ−ム（２１）と対応するウオ−ム歯車（２
２）を前記羽根軸（４）に設け、回転羽根（２）の回転
に伴い前記カム溝（１２）に案内されてカムロッド（１
４）が往復すると前記ラック（１８）により前記ピニオ
ン（１９）が回転し同時にウオ−ム（２１）が回転して
ウオ−ム歯車（２２）が回転し前記羽根軸（４）が９０
度毎に回転することを特徴とする請求項１又は２の流体
の流れを受けて回転する羽根付回転装置。 - 【請求項４】 流れの方向（Ｆ）に対する羽根軸回転機
構（３）による羽根軸（４）の回転位置の方向が、前記
流れの方向（Ｆ）と常に同じ方向に維持される方向維持
機構（７）を備えた請求項１乃至３のうちいずれか１項
記載の流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置。 - 【請求項５】 回転軸（１）に直接に又は伝達機構
（５）を介して発電機（６）を備えた請求項１乃至４の
うちいずれか１項記載の流体の流れを受けて回転する羽
根付回転装置を用いた発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09313897A JP3420682B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09313897A JP3420682B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10266939A true JPH10266939A (ja) | 1998-10-06 |
| JP3420682B2 JP3420682B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=14074175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09313897A Expired - Fee Related JP3420682B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420682B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010141347A2 (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Synkinetics, Inc. | Multi-rotor fluid turbine drive with speed converter |
| KR101030705B1 (ko) * | 2009-12-03 | 2011-04-26 | 박성은 | 가변 블레이드 수직축 풍력터빈 |
| KR101105648B1 (ko) | 2010-05-07 | 2012-01-18 | 김서산 | 고효율 수류 발전기 |
| KR101455900B1 (ko) * | 2012-04-10 | 2014-11-03 | 김종호 | 날개 각도 가변 구조를 가진 수직축 풍력 발전기 |
| WO2015116830A1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | Transco Products, Inc. | Vertical-axis fluid turbine |
| WO2023197024A1 (en) * | 2022-04-10 | 2023-10-19 | Narsimhan Jayaram | Underwater current turbine using automatic blade pitch positioning |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101453527B1 (ko) * | 2011-08-19 | 2014-10-23 | 주식회사 지앤지테크놀러지 | 조류발전용 블레이드 |
-
1997
- 1997-03-26 JP JP09313897A patent/JP3420682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010141347A2 (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Synkinetics, Inc. | Multi-rotor fluid turbine drive with speed converter |
| WO2010141347A3 (en) * | 2009-06-01 | 2011-03-10 | Synkinetics, Inc. | Multi-rotor fluid turbine drive with speed converter |
| KR101030705B1 (ko) * | 2009-12-03 | 2011-04-26 | 박성은 | 가변 블레이드 수직축 풍력터빈 |
| KR101105648B1 (ko) | 2010-05-07 | 2012-01-18 | 김서산 | 고효율 수류 발전기 |
| KR101455900B1 (ko) * | 2012-04-10 | 2014-11-03 | 김종호 | 날개 각도 가변 구조를 가진 수직축 풍력 발전기 |
| WO2015116830A1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | Transco Products, Inc. | Vertical-axis fluid turbine |
| WO2023197024A1 (en) * | 2022-04-10 | 2023-10-19 | Narsimhan Jayaram | Underwater current turbine using automatic blade pitch positioning |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3420682B2 (ja) | 2003-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101427370B1 (ko) | 동축의 블레이드들 세트들을 구비하는 터빈 | |
| Gorlov | Development of the helical reaction hydraulic turbine. Final technical report, July 1, 1996--June 30, 1998 | |
| KR101464157B1 (ko) | 가변성 어택각 호일을 구비한 고효율 터빈 | |
| Gorlov | Helical turbines for the gulf stream: conceptual approach to design of a large-scale floating power farm | |
| KR101301241B1 (ko) | 조류발전 터빈의 모형실험 시스템 | |
| KR101542696B1 (ko) | 파력 발전 장치 | |
| KR102107839B1 (ko) | 수상 복합 발전시스템 | |
| EP3260696B1 (en) | Hydroelectric power generation device for pipeline | |
| KR20130013476A (ko) | 해수력 발전장치 | |
| JPH10266939A (ja) | 流体の流れを受けて回転する羽根付回転装置及びその装置を用いた発電装置 | |
| GB2452484A (en) | Swinging flap type turbine with Savonius turbine for stall prevention | |
| CN205714570U (zh) | 潮流能发电装置及其导流罩 | |
| JP2002310054A (ja) | 潮流発電装置 | |
| EP3619422B1 (en) | Flow turbine for hydro power plants | |
| KR20090059761A (ko) | 입사각도 제어형 유체 흐름 블레이드가 장착된 로터장치 | |
| KR101819620B1 (ko) | 유체 발전기 | |
| JPH07224750A (ja) | 水力原動装置 | |
| KR20140142500A (ko) | 터빈 및 이를 구비한 터빈 발전기구 | |
| CN2921349Y (zh) | 可利用不定向风力海浪潮力的单向转动叶轮组 | |
| KR101756108B1 (ko) | 날개가 접히는 물레방아 구조체를 이용한 수중발전 장치 | |
| GB2392713A (en) | Multi-direction flow turbine | |
| JPH08100756A (ja) | 水平垂直ブレードによる抗力差回転体 | |
| JP2006132494A (ja) | 水力発電機 | |
| JP2011169289A (ja) | 流体式動力装置及び流体式発電装置 | |
| KR101661267B1 (ko) | 무축 스크류 발전 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150418 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |