JPS63173854A

JPS63173854A - 風力タービン及びその安全装置

Info

Publication number: JPS63173854A
Application number: JP63000597A
Authority: JP
Inventors: フェルナンド　オウガスト　バプチスタ; ジョアオン　マニュエル　ペレイラ　ディアス　パプチスタ
Original assignee: JIYOAON MANIYUERU PEREIRA DEIASU BAPUCHISUTA
Current assignee: JIYOAON MANIYUERU PEREIRA DEIASU BAPUCHISUTA
Priority date: 1987-01-06
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1988-07-18
Also published as: FI875710A0; DK1588D0; FI875710A; KR880009196A; PT84063A; AU8302587A; BR8800019A; DK1588A; ZA879709B; EP0276904A1

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】（ａ）、産業上の利用分野本発明は、垂直な軸を有する風力タービン及びその安全
装置に関する。

（ｂ）、従来の技術従来、風力タービンとして（よ、水平軸のものと垂直軸
のものとが知られていた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、水平軸
の風力タービンは風のエネルギを有効に活用出来る半面
、その出力はいまだかなり低いレベルにある。また、水
平軸のタービンとは異なるが、良く知られているものに
、垂直軸のタービンが有る。しかし、この垂直軸のター
ビンの出力は更に低いものである。これは、風を受ける
ブレードの形状や位置が、風の力を十分に受けることが
出来ない構造になっている点と、ブレードの風に対する
実効面積が全体構造に比して、相対的に小さい点にある
。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、風の力を十分に受
けることの出来るブレード形状及び位置を有し、高出力
な、垂直軸を有する風力タービン及びその安全装置を提
供することを目的とするものである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段即ち、本発明は、中心に配置された垂直な軸（１）を有
し、該垂直な軸（１）に対称的にかっ放射状に、ブレー
ドを支持する２組のアーム（２，３）を固着し、１つの
アームは前記軸（１）の上端に、もう１つのアームは前
記軸（１）の下端に備え付け、それ等のアーム（２，３
）の先端には軸受は手段（５，６）を設けて構成される
。

なお、括弧内の番号は、図面における対応する要素を示
す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　（ｅｌ　
、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用上記した構成により、本発明は、アーム（２，３）の先
端に配置されたブレードが風を受けて軸（１）を回転さ
せるように作用する。

（（）、実施例以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、タービンの重要な要素の垂直概略説明図、第２図は、ブレードの同期的回転動作機構の水平概略説
明図である。

タービンは、なるべくなら４つのブレードからなり、そ
の構造は垂直に回転自在に設けられた中心軸１からなっ
ている。また、中心軸１には、軸１に対して対称的に、
放射状に配置される形で固着された２組の４本のアーム
が設けられており、それ等アームはそれぞれブレードを
支持している。

１組のアーム２Ｉよ、軸１の上端に、もう−組のアーム
３は、軸１の下端に備え付けられている。

それぞれのブレードは平らな面を有しており、金属フレ
ームで枠組された不浸透性の織物のカンバス地でなって
いるのが好ましい。ブレードは、２つの等しい、対称的
な部分にブレードを分割する垂直なブレード軸４のまわ
りを回転する。

各々のブレードの軸４の両端は、アーム２と３の先端に
備え付けられた軸受は箱５．６に回転自在に支持されて
いる。

それぞれのブレードは後述の歯車８等の作用によりター
ビン全体の回転と同期する形で回転する。

各ブレードの回転方向（第２図矢印Ａで示す）は、ター
ビン全体の回転方向（第２図点線の矢印Ｂで示す）とは
反対の方向である。

それぞれのブレードはまた、風の方向と同じとなる、即
ち、風向きにより変化させられるステアリング１１の位
置に応じて回転する。

タービンが３６０度回転する毎に、それぞれのブレード
は半回転、即ち１８０度回転する。

ブレード自体の回転や、ステアリング１１の風向き等に
よる位置の変化に伴うブレードの回転を、相互に同期的
に行わせるために、４個の歯車からなる歯車体が（ブレ
ードの数と同数）、可動自在な軸受は箱７と共に、ター
ビンの支持軸に中心を合わせた形で枢着されている。こ
れ等の歯車の１つ１つに対応して、もう１つの歯車８　
（軸受は箱７と共に設けられた歯車の歯数の２倍の歯数
を有する）がそれぞれのブレードの軸４の下端部に備え
付けられていて、同じ面に配置された１対の歯車はスゴ
ロケ・ソトチェーン９によってそれぞれ接続されている
。

軸受は箱７と平らな形状のステアリング１１は、アーム
１０を介して接続している。従ってステアリング１１の
作用により軸受は箱７は常に風の方向の変化に従う。

このように各ブレード及びステアリング１１等を同期的
な運動が可能なるように設定することによって、ブレー
ドの風１４に対する抵抗作用が最大、即ち１つのブレー
ドが１２の位置にある時、そのブレードの面とステアリ
ングの面とは９０度をなしく従って、風１４の風向きに
対して直角）、反対側の本来出力を減少せしめる位置１
３にあるブレードは、その＠１４に対する抵抗作用が最
少となる角度、即ち０度となる（従って、虱１４の風向
きに対して平行）。

この４つのブレードを持ったタービンでは、常に３つの
ブレードが夙に対して抵抗する形、即ち出力を産み出す
形で動作し、またそこから大変大きな動力が得られる。

サイウロンや突風のようなもの１よ、風速がタービンの
安全性から考えて耐えられないものになり得る。こうい
ったことが起こらないようにするために、それぞれのブ
レードを構成するカンバス地；ヨブレードの軸４に沿っ
て各々のブレードの面を２分割するように構成されてい
る。これ等分割された各部分では、ブレード軸４に隣接
する側のカンバス地の側面は軸４の近傍に軸４に平行に
配置されたローラロッド１５に固定されている。カンバ
ス地の反対側１よ、ローシロ９ド１５に平行に設けられ
た支持ロッド１６に固着されており、支持ロッド１６の
両端部；よ７レーム１７の上下輪郭部に平行に設けられ
たガイドウェイに沿って水平方向に移動自在に支持され
ている。

何本かのスプリング１８が、支持ロッド１６及びブレー
ド輪郭に一番近い輪郭部を接続する形で、等間隔で配置
されている。風の作用が耐えられなくなるのに対応して
カンバス地がある程度緊張すると、これ等のスプリング
はＩＩＩＦＩき、カンバス地の支持ロッド１６は外枠か
ら離れる。

それぞれのローラロッド１５には、スプリング２０によ
って緊張状態となっているケーブルの巻設された小さい
カート１９が設けられている。

このシステムはカンバス地の張りを出すためのものであ
る。カンバス地が風の作用で耐えられなくなって緩んだ
時、カンバス地は自動的にローラロッド１５によって巻
かれるが、これはスプリング２０１ケーブル、カート１
９からなるシステムが作動することによって回転するも
のである。

巻き取られたカンバス地を有するタービンは、風の抵抗
が少なく、シかるにサイクロンのような風でさえも壊さ
れるようなことは無い。

（ｇ）０発明の効果以上、説明したように、本発明によれば、中心に配置さ
れた垂直な軸１を有し、該垂直な軸１に対称的にかつ放
射状に、ブレードを支持する２組のアーム２．３を固着
し、１つのアームは前記軸１の上端に、もう１つのアー
ムは前記軸１の下端に備え付け、それ等のアーム２．３
の先端には軸受は箱５．６等の軸受は手段を設けて構成
したので、軸１を中心に複数のブレードを配置すること
が可能となり、タービン全体構造に対して比較的大きな
１．虱に対する実効面積を取ることが可能となり、高出
力の風力タービンを得ることが出来ろ。

まｔ：、各ブレードはカンバス地を囲んでいる金属枠か
ら形成されており、前記各ブレードは垂直なブレード軸
４等の対称軸を中心に自転するように設けられ、前記対
称軸は、前記ブレードを２つの部分に分けると共に、そ
の上下両端は対応する軸受は箱５．６等のアームの軸受
は手段に支持されているようにして構成することにより
、ブレード自体の自転が可能となり、風向きに応じた適
切なブレードの設定が可能となる。

更１こ、各ブレードを、全体的なタービンの回転とは反
対の方向に回転するように設けて構成すると、各ブレー
ドをタービン全体９同転させる回転力の発生方向に向く
ように、タービンの回転に応じて回転させることが出来
ろ。

また、各ブレードの回転に伴う角運動量は、タービンの
回転に伴う角運動量の半分となるように設けて構成する
と、タービンが風により逆方向の回転力を受ける位置１
３で、ブレードを、その抵抗作用が最少となるように、
風向きに対して０度の位置に、また、風による順方向の
回転力を最も受ける位置１２で風向きに対して９０度の
位置になるように設定することが可能となるので、より
高能率の運転が可能となる。

更に、ブレードの回転は相互に同期的であり、しかもタ
ービンの回転に対しても同期的であり、またステアリン
グの位置に対しても関連性の有るようにして構成すると
ブレード相互間の位置関係をタービンの回転に適した形
に配置することが出来、更に全てのブレードを風向きに
連動させて調整することが可能となる。

また、タービンの支持軸に枢着された、ベアリング手段
を含むギア手段を設け、それにより前記同期性及び関連
性を達成して構成すると、簡易な構成で上記した効果を
達成することが出来る。

更に、ブレードの各部分を構成するカンバス地を巻き取
る手段を設け、それにより、サイクロンのような風に対
する安全性を達成するようにして構成すると、強風時に
おけるタービンの安全性を確保することが可能となる。

また、カンバス地の一方の側を、耐え得る最寓風速に基
づいて定義された固着能力を有するスプリング１８等の
弾性手ｖｉを介して接続し、もう片方の側を、前記カン
バス地を巻取り自在なるように設けられたローラロッド
１５によって支持して構成すると、強風でタービンが耐
えられない状況になるとカンバス地がローラロッド１５
に巻き込まれる形で収納されるので、強風下でタービン
が破壊されるような乙とは無く、安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、タービンの重要な要素の垂直概略説明図、第２図は、ブレードの同期的回転動作機構の水平概略説
明図である。１・・・・・・軸２．３・・・・・・アーム４・・・・・・対称軸（ブレード軸）５．６・・・・・・軸受は手段（軸受は箱）７・・・・
・・ベアリング手段（軸受は箱）８・・・・・・ギヤ手
段（歯車）１１・・・・・・ステアリング１５・・・・ローラロッド１８・・・・・・弾性手段（スプリング）代理人　　　
弁理士　　相１）伸二（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、中心に配置された垂直な軸を有し、該垂直な軸
に対称的にかつ放射状に、ブレードを支持する２組のア
ームを固着し、１つのアームは前記軸の上端に、もう１
つのアームは前記軸の下端に備え付け、それ等のアーム
の先端には軸受け手段を設けて構成した風力タービン及
びその安全装置。
（２）、各ブレードはカンバス地を囲んでいる金属枠か
ら形成されており、前記各ブレードは垂直な対称軸を中
心に自転するように設けられ、前記対称軸は、前記ブレ
ードを２つの部分に分けると共に、その上下両端は対応
するアームの前記軸受け手段に支持されているようにし
て構成した特許請求の範囲第１項記載の風力タービン及
びその安全装置。
（３）、各ブレードを、全体的なタービンの回転とは反
対の方向に回転するように設けて構成した特許請求の範
囲第２項記載の風力タービン及びその安全装置。
（４）、各ブレードの回転に伴う角運動量は、タービン
の回転に伴う角運動量の半分となるように設けて構成し
た特許請求の範囲第２項又は第３項記載の風力タービン
及びその安全装置。
（５）、ブレードの回転は相互に同期的であり、しかも
タービンの回転に対しても同期的であり、またステアリ
ングの位置に対しても関連性の有るようにして構成した
特許請求の範囲第２項又は第３項記載の風力タービン及
びその安全装置。
（６）、タービンの支持軸に枢着された、ベアリング手
段を含むギア手段を設け、それにより前記同期性及び関
連性を達成して構成した特許請求の範囲第５項記載の風
力タービン及びその安全装置。
（７）、ブレードの各部分を構成するカンバス地を巻き
取る手段を設け、それにより、サイクロンのような風に
対する安全性を達成するようにして構成した特許請求の
範囲第１項、又は第２項、又は第３項、又は第４項、又
は第５項、又は第６項記載の風力タービン及びその安全
装置。
（８）、カンバス地の一方の側を、耐え得る最高風速に
基づいて定義された固着能力を有する弾性手段を介して
接続し、もう片方の側を、前記カンバス地を巻取り自在
なるように設けられたローラロッドによって支持して構
成した特許請求の範囲第７項記載の風力タービン及びそ
の安全装置。