JPS59126084A

JPS59126084A - 風車

Info

Publication number: JPS59126084A
Application number: JP23223282A
Authority: JP
Inventors: Tadao Totsuka; 戸塚　忠男
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は発電、揚水などに用いられる風車に関するもの
である。

近年の石油の価格高騰に伴い、これに代わる各種エネル
ギの開発が行われているが、燃料代が不要で、しかも資
源が無限であることなどから風力エネルギがきわめて有
望で、この風力エネルギを利用して動力が得られる風車
が広く注目されている０ところで風車によシ駆動される発電機は定速口−転が理
想で、このため従来方向が変化する風に対応して回転軸
の方向を変化させ、また風の強さに対応して羽根の風に
対向する角度を変化させている０しかるにこの種従来の風車においては、羽根の角度をフ
ィードバック機構等によシ変化させ速度制御しているの
で、装置の構造が複雑になるという不具合があった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、円弧状
の複数の羽根を同心円上で回動自在に枢支し、これら羽
根の回動端を求心方向に付勢するスプリングを設けると
いうきわめて簡単な構成により風力変化に関係なく略々
一定速度で回転する風車を提供するものである。以下、
その構成等を図に示す実施例によシ詳細に説明する。

第１図は本発明に係る風車を発電に利用した一実施例を
示す正面図で、同図において符号１で示すものは風車を
示し、２はこの風車１によって得られた動力を電気エネ
ルギに変換する発電装置を示す。３はこれら風車１およ
び発電装置２を互いに連結する主軸で、固定台４に固定
された主軸軸受５，５によ多回転自在に軸支されている
０６は複数枚、本実施例においては第２図に示すように
３枚の羽根を示し、これら羽根６，６・・・は平面視円
弧状に、また軸方向に所定の長さを持った形状に形成さ
れている。これら羽根６，６・・・の上方および下方に
は、一対のフレーム７．７が固定具８，８によシ前記主
軸３に軸装されている。

これらフレーム７．７は等間隔に径方向に突出するよう
に形成され、その先端部７ａ、７ｍ・・・の主軸３の中
心から等距離の位置には、前記羽根６，６・・・の上下
端面に穿設された嵌合孔９，９に回動自在に挿嵌される
羽根回転軸１０．１０・・・が互いに対向するように設
けられている。すなわち羽根６゜６・・・は前記一対の
フレーム７．７によシ同心円周上で回動自在に枢支され
ている。

１１は前記フレーム７．７間略々中夫の主軸３上に回転
自在に配設された回転体で、この回転体１１は上部に径
方向に突出した７ランク部１１ｍを有し、下部には一端
が主軸３上に固定されたスプリング１２が平面視反時計
方向巻回され、この回転体１１を常時矢印入方向に付勢
するように他端が固定されている。この７ランク部１１
ａには、前記羽根６，６・・・の風受面６ａ、６ａ・・
・上に固定されたロッド軸受１３．１３・・・にその基
端部が軸支されることにより、回動自在に枢支された連
結ロッド１４．１４・・・の先端部が、回動自在に挿嵌
される嵌合孔１５．１５・・・が等間隔に穿設されてい
る。前記連結ロッド１４，１４・・・はフランジ部１１
ａが矢印入方向に付勢されているために、基端部におい
ては羽根６，６・・・を矢印Ｂ方向に付勢することにな
る。

すなわち羽根６，６・・・それぞれは、回転体１１およ
び連結ロッド１４，１４・・・を介してスプリング１２
により、回動端が矢印Ｃで示す求心方向に付勢されてい
る。

１６は固定台４に固定された発電機で主軸３に軸装され
たプーリ１７に添接されたベルト１８により、主軸３０
回転が伝達されている。

このように構成された風車においては、羽根６゜６・・
・が円弧状に形成されているので風に対向している羽根
６は風受面６１でいかなる方向の風も受けることができ
、まだ風と対向していない羽根６は風受面６ａの反対側
の背面に沿って風を下流方向に案内することができる。

したがって羽根３゜３・・・はフレーム７．７を矢印り
で示す一定方向に連続的に回転させ、発電機１６を駆動
することができる。

また羽根６，６・・・は回動自在に枢支され、スプリン
グ１２により求心方向に付勢されているから、前記付勢
に抗する力が作用すると、スプリング１２が弾性変形し
、羽根６，６・・・は羽根回転軸１０．１０・・・を中
心として回動することができる。すなわち羽根６，６・
・・は風受面５ｍ、１３ｍ・・・で受ける風の強さ、お
よび回転速度の２乗に比例する遠心力により、回動端が
前記矢印Ｃと反対の方向に回動する。

これについて第３図を用いて説明すると、第３図は簡単
のために２枚の羽根６，６の動作について説明するため
に、（ＩＬ）弱風時、（ｂ）中風時、（Ｃ）強風時の状
態を示す概略図である。（＃Ｌ）で示す弱風時において
は、上方に向う風の力が弱いために、スプリング１２が
羽根６，６を求心方向に付勢し、風受面６ａの風に対向
する面積が大きくとれるように規制している。（ｂ）で
示す中風時においては、風により羽根６，６が羽根回転
軸ｔｏ、ｉｏを中心として回動し、スプリング１２を風
の強さと均衡するように弾性変形させるととによシ、風
に対応した風受面６凰が得られている。（ｃ）で示す強
風時においても同様で、羽根６，６がさらに回動しスプ
リング１２を弾性変形させている。この場合、羽根６．
６間は空間であるからかなシの強風であっても風をこの
空間から逃がすことができる。また前記羽根６，６は回
転によって生じる遠心力によっても回動する。すなわち
回転速度が高くなると遠心力が大きくなり、この遠心力
により羽根６，６を開き、風を逃がすことができ、低速
で遠心力が小さなときは羽根６．６を閉じて風を受けや
すくすることができる。

したがって羽根６，６・・・は風の強さに影響されるこ
となく、風車１０回転に適合する風量を受けることがで
き、強い風についてはこれを逃がすことができる。さら
に遠心力は回転速度に応じて羽根６，６・・・を開いて
行き、風を逃がすように作用する。換言すれば、低速時
においては羽根６，６・・・を閉じて風を受けやすくし
て増速し、高速時においては風を逃がして減速し略々一
定の速度で回転させる一種の調速機の機能を有しておシ
、調速できる回転速度は、スプリング１２により調整す
ることができる。

第４図は他の実施例を示す正面図で同図において第１図
に示すものと同一あるいは同等々部材には同一符号を付
しその説明は省略する。この実施例においては主軸３は
固定台４の固定部材１９．１９によシ固定されており、
筒体２ｏが遊嵌されている。この筒体２０はスラスト軸
受２１にょシ回転自在に支承されると共に、一対のフレ
ーム７．７および発電機１６を駆動するかさ歯車機措２
２が固定されている。まだフレーム７．７の先端部７ａ
、７ａ間にはスプリングとしてのトーションバー２３．
２３が介装され、このトーションバー２３゜２３の略々
中央に連結部材２４．２４を介して羽根６．６・・・が
固定されている。

したがってこのように構成された風車１においてもトー
ションバー２３．２３は弾性変形するので羽根６，６・
・・を回動させ、強風あるいは回転速度が高くなったと
きは風を逃がすことができ、弱風あるいは低速のときは
風を受けやすくすることができる。

このように本発明は回動自在な羽根６，６・・・を求心
方向に付勢し、風の強さや回転の速さに応じて回動させ
るようにしたことをその内容とするものであるから、ス
プリング１２の巻回方向は第１図で示す実施例とは逆の
平面視時計方向であってもよいのはいうまでもない。ま
た第５図に示すようにフレーム７を円形状に形成し回転
体１１をこのフレーム１に対して固定し、連結ロッド１
４に代えて引張ばね２５を介装する、あるいはとの引張
ばね２５を回転体１１に添接させるように固定してもよ
いのは勿論で、羽根回転軸１ｏにコイルばねを巻回し一
端を羽根６に固定することも考えられる。

回転体１１の配設位置やロッド軸受１３の固定位置ある
いは羽根６の枢支位置についても上記実施例のものに限
定されるものではない。回転体１１はフレーム７．７間
であればよく、ロッド軸受１３は羽根６を回動させるト
ルクが得られる位置であればよいし、羽根６の枢支位置
は中央付近でもよい０さらに上記実施例においては主軸３の下部のみを軸承あ
るいは固定しているが、例えば断面コ字状に形成され固
定台４に固定された支持フレームにより上部を支承して
もよく、このようにすれば羽根６を上下方向に積層した
多段構造とすることができ、きわめて弱い風であっても
動力を得ることができる。

なお、羽根６の枚数は２枚以上、４枚、５枚・・・であ
ってもよいのはいうまでもない。

以上説明したように本発明によれば、円弧状に形成され
た羽根を回動自在に枢支し、この羽根を求心方向にスプ
リングで付勢したから、羽根はこの羽根に作用する風や
遠心力と前記スプリングの弾性復原力とを均衡させるよ
うに回動することができる。

したがって、いかなる方向の風であっても一定方向に回
転し、その回転速度が低速になると羽根を閉じて風を受
けやすくシ、高速になると風を逃がすことができるから
、簡単な構造で回転速度を略々一定に保つことができる
という効果がある。

また従来のような複雑な構造の速度制御装置は必要とし
ないから比較的安価に製作できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る風車を発電に利用した一実施例を
示す正面図、第２図は第１図の■−■断面図、第３図は
羽根の動作状態を示す概略図、第４図は他の実施例を示
す正面図、第５図は同じく他の実施例を示す断面図であ
る。３・Φ・・主軸、６・・・・羽根、Ｔｅ・・・フレーム
、１０・φ・・羽根回転軸、１１・・・・回転体、１２
・・・・スプリング、１４・・・・連結ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

平面視円弧状に形成された複数枚の羽根と、これら羽根
を同心円周上で回動自在に枢支する一対のフレームと、
前記各羽根の回動端を求心方向に付勢するスプリングと
を備えたことを特徴とする風車。