JPS61207881A

JPS61207881A - 空中へ高さを増す風車

Info

Publication number: JPS61207881A
Application number: JP4613085A
Authority: JP
Inventors: 呂　學本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-16

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】１分　野］本発明は電力を発生する垂直軸風車である、更に特定す
ればこの垂直軸風車では多層のプロペラがトルクを同一
垂直線上の軸に発生し、発電機をドライブする。その発
生する電力をバッテリーにチャージする、そしてバッテ
リーから安定電流を供給する。

［目　的コ第１の目的は発生する電力を家庭や工場に供給し、石油
エネルギーを節約することである。

第２の目的はどんな悪天候でも独立、安定、安全の電力
を発生することである。

第３の目的は汚染のないきれいなエネルギーを供給する
ことである。

第４の目的はアセンブリーや保守の極めてし易い風車を
提供することである。

第５の目的は電力の増せる風車を提供することである。

本発明の風車の装置場所は風の多い山頂、広い所、浜辺
などであり、樹木や建物のある処にはタービュレンスが
発生するため避けることが必要である。

本発明は空中へ増す垂直軸風車であり、各層の風車の上
に空中へさらに風車を接続することができる。風車の数
が多いほど発生するトルクが大きく、ドライブする発電
機数も多い。そして発生する電力も多い。

順風の時、すべてのブレードが垂下し、トルクを発生す
る。逆風の時、風に吹き上げ、空気の抵抗力が最小でブ
レードごとの出力効率が最大である。

本発明はバッテリーを利用し、軍用発電機の発生する電
流を蓄積する。発電機の回転数にかかわらず、バッテリ
ーが安定電流を供給する。

多くのバッテリーを直列するとより高い電圧が得られる
。ＤＣ−ＡＣインバーターによって交流電力が得られる
。

本発明は別に特徴がある。調速装置が提供され、風速が
ある限度を越える時に風車と発電機の速度を減し、オー
バー・スピードを防止する。

［実施例］第１図の如く、本発明は一つの垂直軸であり、多層の風
車を含み各層の上にもう一つの風車が増せる構造である
。最低層“Ａ″は機械室であり、第２層゛Ｂ”は一本や
二本のスノー・スィーブ・ロッドであり、第３層や第４
層“Ｃ，Ｄ”は風車であり、多層の風車がさらに空中へ
増せる。然し、風車を増すにはフレームのストレスの配
慮、必要の電力などの要因を考えなければならない。風
車のシャフト２．７と機械室のシャフト４と第２層Ｂの
シャフトとは互いにカップリングされ、同一の垂直線上
で回転する。

第１図の如く、風車のベースは堅固な地面に築かれ、さ
らにコンクリートで固定される。

第２図の如く、機械室は壁８、屋根１Ｇ、門１２と底１
４を含み、それらがバッテリー１５及び発電機１６を守
る。機械室のシ１シフト４は増速機１８により水平伝動
軸２Ｇに転換する。水平伝動輪２０は垂直面に固定され
たＦＲＰあるいは木の板３２の上の歯車２２、チェーン
２６、凹型幅２８及びゴム・ベルト３０により、発電機
１６を回転する。

第３図は増速機の内部構造である。大歯車３４がシャフ
ト４に固定され、歯車４０が小歯車４２を加速し、大歯
車４５がシャフト４４に固定され、小歯車４３を加速し
、最後にシャフト４６がウオーム・ギ１ν５８によって
出力、軸を回転する。

もし、風速が２９メ一トル／秒を超過すると調速機がプ
ロペラと発電機の回転速を減し、安全な回転速以下に維
持する。調速機がカップ型ブレード５６、遠心式ファン
４８の二つの電源接点７６．７８　、スイッチ５０及び
電磁シャフト・カップリング・クラッチ５４を含み、そ
の一端にブレーキを固定する。

大伝動輪５２がカップ型ブレード５６のシャフトの回転
できる遠心式ファン４８のブレード６０に固定され１．
この遠心式ファン４８が箱８８に！ｉＱ置され、箱の底
にプラグ４９があり、丸カップリング１１８上端の穴に
差入れ、さらにスクリューで固定される。もしこのスク
リュー（図面に示さない）がゆるむと調速機が増せるプ
ロペラ・フレームの上端に移される。

風速が速ければ遠心式ファン４８のブレード６０の回転
速度も加速され、遠心式ファンの空気出口６２に動ける
門６４がある。スプリングにより、門が開閉する。この
門は不導電の板であり、上には長い銅片が固定されてい
る。二つの電源接点７６、７８が不導電の板７０に固定
され、バッテリーの電力を電磁クラッチ５４へ導く。

風速が２９メ一トル／秒を超過すれば速く回転するカッ
プ型ブレード５６が遠心式ファン４８のブレード６０を
速く回転する。出口６２から強い風が門６４をもつと遠
く離し、門６４につけである銅片６８が電源接点７６．
７８を導通する。バッテリーの電力が電線８２．７６．
６８．７８．８０を経て電磁クラッチ５４に伝わる。

シャフト４４のトルクがチェーンによりクラッチ５４の
一端８８に伝わり、このクラッチのカップリングにより
、他の端にあるブレーキのシャフト９０を伝動する。こ
のシャフト９０に大径鉄輪がある。スクリュー９６が鉄
板９８を貫き、その上端にゴム９４があり、大径鉄輪を
ロックする。鉄輪９２が回転する時に負荷を加えると、
回転速度も遅くなる。そしてプロペラのシャフト２．４
．６．７及び車用発電機の回転速度を減し、遠心力が安
全な回転速度に維持する。

第４図の如く、クラッチ５４のブレーキ・シャフト９０
がスイッチ５０により独立制御ができる。

風速が２９メ一トル／秒を越えない時に、スイッチ５０
ＯＮ、バッテリーの電力がクラッチ５４に伝わり、プロ
ペラのシャフト２，４，６．７及び車用発ｍ機のシャフ
トが動かないスクリュー９６のゴム９４が鉄輪９２に負
荷を加えるからである。もし風速が２９メ一トル／秒を
超過したら強い風圧にゴムが鉄輪９２を止められない。

その時、発電機１６とプロペラが遅く回転する。そして
プロペラと発電機の遠心力が安全の範囲に維持される。

第５図の如く、出力伝動軸２０が発電機を回転する。歯
車２２、チェーン２６、凹型輪２８及び■型ゴム・ベル
ト３０を経る。車では発電機、調整器及びバッテリーの
マイナスをアースする。然し、本発明ではＦＲＰと木の
板が不導電なので、発電機１６、調整器１７及びバッテ
リー１５のマイナスを導電１１０で接続することが必要
であり、プラスの接続法は普通の車と同じである。多く
のバッテリーを直列すると、より高い電圧が得られ、も
しＤＣ−ＡＣインバーターによると交流出力が得られる
。

第１図の如く、第２層Ｂには垂直のシャフト６があり、
風車シャフト２と機械室のシャフト４とカップリングす
る。このシャフト６の下部に一つや二つのスノー・スイ
ープ・ロッド１１２があり、冬機械室の屋根に積む雪を
昂除する。

水層が地面と近く、不安定の気流を避けるのはその目的
である。

第２層“Ｂ”の上端には二層風車Ｃ，Ｄがあり、もつと
多くの風車を“Ｄ″層の上部にカップリングできる。各
層の構造は皆同じくフレームとプロペラを含む。第１，
２図の如く、風車のフレームが四本の垂直の丸柱１１４
と四本のリンケージ１１６を含む。丸柱ごとにその上下
端に丸カップリング１１８があり、さらにスクリュー１
１９で固定される。第６図の如く、丸カップリング１１
８がリンケージ１１６の一端に固定され、リンケージの
他の一端には正方形のカップリング１２０がある。この
正方形カップリングが一つのソケット・カップリングを
集中し、さらに固定する。ソケット・カップリングがフ
イッキシング・プレート１２２、ベアリング１２４、カ
ーバー１２６及びシャフト・カップリング１２８を含む
。

第６図の如く、フィッキシング・プレート１２２に四つ
のくぼみ１２１があり、スクリュー１３３により、リン
ケージ１１６のカップリング１２Ｇを固定する。ベアリ
ング１２４が垂直のシャフト・カップリング１２８の損
耗を防止する。シャフト・カップリング１２８が風車の
シャフト２゜７の上下端をカップリングする。ベアリン
グ１２４の内縁１２５がシャフト・カップリング１２８
中央の５縁をのせ、カーバー１２６がシャフト・カップ
リング１２８をベアリング１２４に固定する。

第６．７図の如く、プロペラ・シャフト２は大径鉄管で
ある。プロペラ・シャフトの下端とシャフト・カップリ
ング１２８の上端はプラグ１３３とキー１３５で固定す
る。然しプロペラ・シャフト２の上端とシャフト・カッ
プリング１２８の下端はキー１３５シか固定しない。そ
こで上層プロペラの重さが下層プロペラのシャフトに加
えない。リンケージ１１６が各層プロペラの重さをのせ
る。それでもし風速が安定すれば各層プロペラのトルク
が同じである。

第６図の如く、シャフト・カップリング１２８の上に空
中へさらにプロペラ・シャフトを固定できる。丸カップ
リング１１８の上に四本の丸柱１１４を固定できる。そ
れで各層風車の上部に空中へさらに風車が固定できる。

第７図の如く、ゴムベラ・シャ゛フトのまわりに王朝の
鉄管１３０がある。鉄管の穴にブレードのスチール・ロ
ッド１３８の一端を差入れ、スクリュー１３６で固定す
る。

第７図の如く、ブレード１３８が長方形の板であり、そ
の左右縁に垂直平面１３９がある。垂直平面１３９が順
風の時にブレードの発生するトルクに協動し、逆風の時
には抵抗力を発生しない。

このＦＲＰ板１３８が鉄のフレーム１４０に固定され、
そしてフレームがブレードのスチール・ロッド１３２に
溶接されたので、このＦＲＰブレードがとても堅固であ
り、どんな風速の下でも損害しない。

第７図の如く、ブレード・スチール・ロッド１３２の一
端にニードル・ローラー・ベアリング１４４があり、プ
ロペラ・シャフト２の鉄管１３０に差入れる。スクリュ
ー１３６が鉄管１３０を貫き、ベアリング１４４のアウ
ター・リング１３４を固定する。スチール・ロッド１３
２の他の一端にナツト１４８があり、スクリュー１４６
がベアリング１４３の穴を貫き、ナツト１４８を締め、
ベアリング１４２が正方形の垂直ロッド１５Ｇに固定さ
れる。

スクリュー１４６がブレード・スチール・ロッド１３２
の延長であり、ベアリング１４２の穴で上下に動き、損
耗しない。ニードル争ローラー・ベアリング１４４と垂
直ロッド１５０がブレード・スチール・ロッド１３２の
両端が損耗しないことを保証する。

第１図の如く、風向１５２が北向きであり、ブレードが
アンチクロックワイズで回転する。ブレードが南から束
を経て北まで、各ブレードが順風状態であり、ブレード
の下縁が垂下し、下部のブレード・スチロール・Ｏラド
１３２に止め、大きな垂直面になる。この垂直面が直接
に風圧に当て、レバーの原理でシャフト２，７，６．４
がトルクを発生する。ブレードが北から西を経て南まで
逆風状態であり、ブレードの下縁を止めるものがないの
で、風に吹き上げる。凰速か速ければブレードの下縁を
吹き上げ、空気の抵抗力がもっと小さくなり、ブレード
１３８１１高の吹き上げる位置は水平面に１０度くらい
になる。その目的は順風の時に受風面が早めに風を受け
、垂下する。

ブレード１３８の下縁が逆風の時に吹き上がり、順風の
時ににきっと垂下する。

第６図の如く、水平棒１５２が鉄管１３０に固定され、
垂直棒１５４がブレード・スチール・ロッド１３２の下
に固定される。この水平棒１５２と垂直棒１５４はブレ
ード１３８の下縁が逆風で風に吹き上げる時に水平面と
小角度になり、ブレードが順風の時にきっと垂下するこ
とを保証する。

第６図の如く、ブレード・スチール・ロッド１３２に多
くのゴム・プレート１５６を固定し、上側のブレードが
垂下する時に音をたてない。

ブレードが一面だけ風圧を受けるため、プロペラ・シャ
フト２．１の回転がアンバランスとなる。それで風車の
フレームは十分なストレングスが必要である。第１図の
如く、水平スチール・ローフ１５８が四つの丸カップリ
ング１１８を固定する。丸カップリング１１８をさらに
斜張りのロー１１６０で地面に固定するため、このフレ
ームがどんな風速の下で回転するプロペラの振動をこら
える。

風圧はいつでもプロペラの回転速より速い。

風速の一部分がプロペラの回転に費やすのである。

車では車用発電機の有効回転速が１，０ＯＯＲＰＨ−１
４、０ＯＯＲＰ）ｌである。もし８メ一トル／秒の風速
がｌｙ／ｓｑ、Ｈの風圧を発生し、発電機をｉ、ｏｏ。

ＲＰＨで回転すると、２９メ一トル／秒の風速が９′８
幻／ＳＱ、Ｈの風圧を発生し、発電機を１４．０００Ｒ
ＰＨに回転する。それゆえに、風速が２９メ一トル／秒
を超過する時にプロペラと発電機の回転速を減らす必要
がある。

同時に、本発明は第２図に示すように１６台の発電機だ
けを回転するとは限らない。もし発電機の数が１６より
少ないとスプリング６６のストレスを減じ、門６４は風
速が２９メ一トル／秒に達しないうちに電磁クラッチ５
４のブレーキ・シャフト９０を制御できる。もし同じ層
数の風車が１６台を超過する発電機を回転すれば、スプ
リング６６のストレスを増し、門６４は風速が２９メ一
トル／秒を越えてから電磁クラッチ５４のブレーキ・シ
ャフト９０をＩ１１ｗＪシ減速できる。スプリング６６
のストレスの増減は周知の技術であり、図面と説明書で
説明しない。

本発明は上記述べたことには限らない。本発明で述べた
目的を果す全てのものは本発明の範囲に含まれ、例えば
風車が第り層あるいはもつと高い層から立てることがで
きる。

同時に幾つかの技術が周知であり、本発明の詳細な説明
しない。例えば電磁シャフト・カップリング・クラッチ
、発電機、調整器、バッテリー及びスイッチ全ての鉄製
部品に良いさび止め処理など。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の側面図、第２図は本発明の機械室の内
部であり、発電機と図式の位置を説明し、その詳しい回
路図を省略する。第３図は本発明の増速機の内部構造であり、第４図は講
整装隨の一部分であり、第５図は本発明の増速機がドラ
イブする発電機と調整器とバッテリーとの回路図であり
、第６図はソケット・カップリング・リンケージ及びカ
ップリングであり、第７図はブレードの側面図である。２．７・・・シャフト、８・・・壁、１４・・・底、４
０．４２・・・歯車、５８・・・ウオームギヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）本発明は空中へ増せる風車であり、多層の風車を
含み、各層の風車が皆シャフト・カップリングと丸カッ
プリングを含み、この二つの構造により連続的に空中へ
層数を増すことができる空中へ高さを増す風車。
（２）ブレード・スチール・ロッドの一端がベアリング
、他の端がスクリューで延長し、このスクリューが垂直
スチール・ロッドの中心のベアリングの穴を貫通し、こ
のブレード・スチール・ロッド両端の構造とベアリング
を固定するスチール・ロッドは順風の時に垂下がり開き
、逆風の時は風に吹き上げられ、損耗が発生しないこと
を特徴とする上記第（１）項記載の空中へ高さを増す風
車。
（３）ブレード・スチール・ロッドに数個のゴム・プレ
ートを固定し、上のブレードの下縁が垂下する時に音を
立てないことを特徴とする上記第（２）項記載の空中へ
高さを増す風車。
（４）ブレード左右両側はブレードとある角度になる平
面があり、ブレードが順風の時にトルクを増すことを特
徴とする上記第（２）項記載の空中へ高さを増す風車。
（５）機械室の上層のシャフトにスノー・スイープ・ロ
ッドがあり、冬機械室に積む雪を掃除することを特徴と
する上記第（１）項記載の空中へ高さを増す風車。
（６）調速器があり、風速が速い時に、プロペラと発電
機の回転速が速過ぎるのを防止し、調速器がカップ型ブ
レード、遠心式ファン、二つの電源接点、一つのスイッ
チ、及び一端にブレーキのあるクラッチを含み、風速が
速過ぎる時にカップ型ブレードが速く回転し遠心式ファ
ンに固定される空気出口の門が二つの電源接点を接触し
、バッテリーの電力をクラッチに伝い、クラッチ・ブレ
ーキのシャフトを動作し、ブレーキの目的を果す。この
ブレーキは別に一つのスイッチで独立制御できることを
特徴とする空中へ高さを増す風車。