JPWO2006095396A1 - 垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 - Google Patents
垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2006095396A1 JPWO2006095396A1 JP2007506929A JP2007506929A JPWO2006095396A1 JP WO2006095396 A1 JPWO2006095396 A1 JP WO2006095396A1 JP 2007506929 A JP2007506929 A JP 2007506929A JP 2007506929 A JP2007506929 A JP 2007506929A JP WO2006095396 A1 JPWO2006095396 A1 JP WO2006095396A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- air brake
- air
- wind turbine
- centrifugal force
- 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.)
- Ceased
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000003570 air Substances 0.000 description 173
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/06—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0244—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
- F03D7/0252—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking with aerodynamic drag devices on the blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/21—Rotors for wind turbines
- F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
- F05B2240/214—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Musgrove or "H"-type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
-
- 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
Abstract
【課題】簡単な機械的構成で、高風速時に風車の回転速度が所定値以上に上昇したとき容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供する。【解決手段】 ブレード1にエアブレーキ2が設けられ、このエアブレーキ2の重心より後縁寄りの位置には軸受3を有し、エアブレーキ2は軸受3を介してブレード1に回動可能に装着される。また、エアブレーキ2の前部内側面には、ほぼS字形のバネ受板6が取付けられ、このバネ受板6はエアブレーキ2の前方に大きく突出し、風受室12の前部寄りに収容されているバネ材7により付勢されている。風車の回転速度が所定値以上に上昇したとき、エアブレーキ2の前縁側は遠心力により翼面から突出し、またエアブレーキ2の後縁側は翼面より内側に沈むことにより空気抵抗発生部を形成することで、風車の回転速度の上昇を抑制する。
Description
本発明は、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられて、向かい風を受けて揚力を発生し、該揚力により回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車に関するもので、風車の具体的形式として直線翼ダリウス型風車、ダリウス型風車およびこれらの要素を有する垂直軸風車などに関する。
風力エネルギーを比較的高いエネルギー変換効率で動力に変換できる風車として、従来、水平軸プロペラ型風車と垂直回転軸を有するダリウス型風車や直線翼ダリウス型風車が知られている。このうち、水平軸プロペラ型風車は近年の大型風車の大部分に採用されている。ダリウス型の風車については、弱風時の自己始動性が乏しい欠点があるものの、風向への追従制御が全く不要で東西南北どの方向にも等しく性能を発揮する長所があるので、とくに都市や生活圏内での設置に適した小型風車としてその発展と応用が期待される。
このようなダリウス型風車や直線翼ダリウス型風車において、ブレードが軸の周りを回転する周速は風速の増大とともに高速になる。台風のような強風において風車の安全を保つために、この形式の風車には回転を止めるブレーキ装置が必要とされ、風車が制動不能となるような高速回転になる前の安全運転圏内で予め運転を止めておくことが望ましい。
とくに直線翼ダリウス型風車においては、ブレードが垂直の状態で垂直回転軸を中心に高速回転するのでブレードに遠心力が発生してブレードの固定点を中心に大きな曲げモーメントがかる。これによるブレードの破損を予防するために、所定の風速または回転数に達したら風車を停止させるかそれに代わる対策を講じなければならない。風車を完全停止させた場合、風車停止後は出力ゼロの状態となり、強風の有する大きな保有エネルギーをその一部分すら全く利用できなくなる。
そこで、翼面に制御片を設けて、該制御片を開くことにより空気抵抗を発生させて揚力を低減し、これにより回転数を制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特開昭54−17439号公報
しかしながら、上記公報(特許文献1)の図7と図8に示されたスポイラーの構成では、スペースの非常に限られたブレードにどのような構造で設けてどのような運転パラメータによって制御片を開いたり閉じたりできるのかまったく具体性がなく実現性がない。
また、ある程度までの範囲の強風について、運転を継続できるように風車出力軸に電磁ブレーキを設けて減速させる方法があるが、その場合作動させるための電力が常時必要となったり、あるいは発生電流の受入れ負荷が必要となり、一方では出力軸に依然として過大なトルクがかかり続けるなどの欠点がある。また、別の方法として機械式ブレーキで減速させる方法も考えられるが、摩擦ディスクの発熱の除去と摩擦面の耐久性の限界など困難な問題があり現実的に有効な解決策はない。
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、自身の遠心力作用と信頼性の高い簡単な機械的構成のみによって、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼面から自動的に突出して空気抵抗を発生して回転速度の上昇を強く抑制することで、風車を止めることなく熱エネルギーの蓄積もなく減速してある程度以上の発電を継続することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に係る垂直軸風車用ブレードは、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、前記回転軸から遠い側の翼面に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により前記翼面から自動的に突出することによって空気抵抗を発生するとともに空気の流線を乱し翼面が生む揚力を低下せしめることで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えたことを特徴とするものである。
これにより、風速が一定値を超えると、その風速に応じてエアブレーキが自動的に翼面から突出し、空気抵抗を発生することで、簡単な構成で効率的に回転速度の制御が可能になる。
また、請求項2に係る発明は、前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とするものである。
これにより、エアブレーキの閉止時(通常発電時)には、当該エアブレーキが翼の一部として機能して揚力発生に寄与するので、発電能力の低下を防止することが可能となる。
また、請求項3に係る発明は、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、該エアブレーキは、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出することによってエアブレーキ前縁側に空気抵抗を発生するとともに空気の流線を乱し翼の発生揚力を低下せしめることで回転速度の上昇を抑制するようになされ、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
これにより、エアブレーキが作動した際には前縁側に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を生成することになる。
これにより、エアブレーキが作動した際には前縁側に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を生成することになる。
また、請求項4に係る発明は、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記エアブレーキは、前記ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するようになされ、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
これにより、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
これにより、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
また、請求項5に係る揚力型垂直軸風車は、上述した垂直軸風車用ブレードを備えたことを特徴とするものである。
本発明によれば、非常に強い風が吹き始めて風車の回転速度が機械的安全上の限界近くに上昇したときにエアブレーキに掛かる遠心力が一定値を超えると、エアブレーキ押さえの抑制力に抗してエアブレーキが翼面から(外径側に)突出して大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、簡単な構成にもかかわらず容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる。
1 ブレード
2 エアブレーキ
3 軸受
4 軸
6 バネ受板
7 バネ材
8 ストッパー
9 取付ネジ
12 風受室
13 背面
14 軸受座
2 エアブレーキ
3 軸受
4 軸
6 バネ受板
7 バネ材
8 ストッパー
9 取付ネジ
12 風受室
13 背面
14 軸受座
本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態を、図を参照して説明する。図1は本発明にかかる垂直軸風車用ブレードを用いた直線翼型垂直軸風車の部分破断斜視図である。図2は本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態のA−A断面図である。
図1に示すように、当該直線翼型垂直軸風車は、電柱等のポール形の設置台Aに装着される筒形の装着部B、該装着部Bに固定され軸線が垂直に配設された丸棒形の固定軸C、該固定軸Cの外周に装着された軸受E、該軸受Eの外周に装着され固定軸の周りを回転できる筒型の外輪スリーブD、外輪スリーブDと一体で回転する円筒状のトルク伝達チューブF、トルク伝達チューブFの出力トルクを伝達するカップリングI、および発電機G等を備えている。
また、この直線翼型垂直軸風車には、固定軸Cの上端部に搭載された発電機Gがトルク伝達キャップFの内部に収容され、トルク伝達キャップFの回転トルクが増速機H,カップリングIを介して発電機Gの入力軸に伝達されるようになっている。
ブレード1は1本ずつ、ブレード1の回転軸を中心に等角度で位置を変えて配置され、ストラットJを介して 外輪スリーブDに接合・固定され、外輪スリーブはさらにトルク伝達キャップFに連結し、回転トルクを増速機および発電機に伝える。なお、本発明は、ブレード1の数に限定を加えるものではなく、ふつう2枚、3枚、4枚および5枚の中から選択される。
また、ブレード1の回転運動を発電機へ伝える機構は、前記構造に限定されるものではなく、ブレード1をストラットJを介して回転軸に接合し、回転軸を延長して軸の外周に設けた2箇以上の軸受によって軸延長部分を支持する構造も多く採用される。この場合、発電機は延長回転軸の軸端部分に設置される。
図2に示すように、ブレード1は軽量化を目的として内部が肉抜きされてなる空洞部11が形成されている。なお、後縁寄りの空洞部11は、後述するように風の侵入を予定した風受室12となっている。
この風受室12は回転軸から遠い側の翼面である背面13に開放され、この開放面をエアブレーキ2が覆うようになっている。図3は、図1中のX矢方向から見たブレード1の一部切欠した側面図である。図3に示すように、当該風受室12内には、ブレード1の長さ方向に延びた軸受座14が設けられている。
また、図2に示すように、エアブレーキ2は、ブレード1の背面13の一部をなして僅かに湾曲した板状態で、そのほぼ中央部(エアブレーキ2の自重重心より後縁寄り)の位置に軸装着部としての軸受3がブレード1の長さ方向と並行に設けられている。エアブレーキ2は、この軸受3を介してブレード1の軸受座14に軸4を中心に回動してブレーキ2の前縁側の端部がブレード1の曲面の外側へ突出可能なように支持されている。
エアブレーキ2の前部内側面には、ほぼS字形のバネ受板6が取付けられている。このバネ受板6は、エアブレーキ2の前方に大きく突出し、風受室12の前部寄りに収容されている突出抑制部をなすバネ材7により付勢されている。
このようなバネ材7は、コイルスプリング等から形成され、風受室12に突出して固定された円柱形のストッパー8に巻装されてガイドされている。このバネ材7は、バネ受板6を介してエアブレーキ2を倒伏するように付勢している。
なお、突出抑制力は、風車の回転数が予め設定された回転数に達した時のエアブレーキ2に掛かる遠心力とバランスする値に設定されている。従って、この値に達するまではエアブレーキ2は動かず、当該値を超えると外径側へ突出し始めて空気抵抗を発生し、回転数が抑制されるようになる。かかる値は、ブレード1の強度など風車全体の強度設計に応じて適宜設定されるものである。
ストッパー8は、エアブレーキ2が突出した際にバネ受板6が当接するもので、背面13から貫通された取付ネジ9で交換可能に取付け固定されている。
このストッパー8は、ばね材7の圧縮長さに制限を与えることによって、ばね材7がエアブレーキ2によって過度に押されて材料が降伏してしまうリスクを排除している。
このような構成で、通常(風車の回転速度が所定値以下)においては、図2に示すように、バネ材7の抑制力によってエアブレーキ2が常用位置(閉止状態)に保たれて、エアブレーキ2の外面はブレード1翼外面と同一平面上に維持され、そのときのエアブレーキ2は翼面の一部として作用して揚力を発生させる。
そして、風速が増して風車の回転速度が上昇することにより、所定値以上の遠心力がエアブレーキ2に掛かると、エアブレーキ2はバネ材7の抑制力に抗して外径側へ突出するようになる。図4は、エアブレーキ2が突出した場合、風車の上から見た図である。この図4においては、一つのブレード1に対して周辺空気の流れ様子を示している。また、図5は、エアブレーキ2が突出した場合、ブレード1のA−A断面図である。
図4に示すように、突出したエアブレーキ2は、向かい風(風速V)に対し大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、回転速度の自律調整が行われるようになる。また、図5に示すように、エアブレーキ2は突出する際に、ストッパー8に当接することによってエアブレーキ2の突出を一定範囲に制限することができ、またバネ材7の過度変形を防止することができる。
従って、かなり強い風速においても風車運転を全面中止する必要がなくなり、運転を継続して一定量以上の発電を継続できるようになる。しかも、バネ材7の抑制力とエアブレーキ2に掛かる遠心力とを利用しているため、エアブレーキ2を作用させるための動力を別途設ける必要が無く、簡単な構成で回転数の制御が行えるようになる。
なお、ストッパー8を弾性材で形成しておくと、バネ受板6のS字形の弾性との相乗でバネ受板6,ストッパー8の当接の衝撃を減衰することができる。
また、エアブレーキ2の風受室12側における内縁端にリブを延設して、強度の補強を行っても良い。
また、上述した実施例において、エアブレーキ2はブレード1とほぼ同様の長さを有するものであるが、これに限定されるものではなく、エアブレーキを短くしたりブレード全数のうちの一部に設けることによってエアブレーキの影響度を任意に設定したりすることができる。
【0002】
揚力を低減し、これにより回転数を制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1:特開昭54−17439号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0006]
しかしながら、上記公報(特許文献1)の図7と図8に示されたスポイラーの構成では、スペースの非常に限られたブレードにどのような構造で設けてどのような運転パラメータによって制御片を開いたり閉じたりできるのかまったく具体性がなく実現性がない。
[0007]
また、ある程度までの範囲の強風について、運転を継続できるように風車出力軸に電磁ブレーキを設けて減速させる方法があるが、その場合作動させるための電力が常時必要となったり、あるいは発生電流の受入れ負荷が必要となり、一方では出力軸に依然として過大なトルクがかかり続けるなどの欠点がある。また、別の方法として機械式ブレーキで減速させる方法も考えられるが、摩擦ディスクの発熱の除去と摩擦面の耐久性の限界など困難な問題があり現実的に有効な解決策はない。
[0008]
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、自身の遠心力作用と信頼性の高い簡単な機械的構成のみによって、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼面から自動的に突出して空気抵抗を発生して回転速度の上昇を強く抑制することで、風車を止めることなく熱エネルギーの蓄積もなく減速してある程度以上の発電を継続することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009]
上記課題を解決するため、請求項1に係る垂直軸風車用ブレードは、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、前記回転軸から遠い側に位置するブレード背側翼壁と腹側翼壁の間に中空部を有し、背側翼壁の一部を除去してその翼壁のあった位置に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によ
揚力を低減し、これにより回転数を制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1:特開昭54−17439号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0006]
しかしながら、上記公報(特許文献1)の図7と図8に示されたスポイラーの構成では、スペースの非常に限られたブレードにどのような構造で設けてどのような運転パラメータによって制御片を開いたり閉じたりできるのかまったく具体性がなく実現性がない。
[0007]
また、ある程度までの範囲の強風について、運転を継続できるように風車出力軸に電磁ブレーキを設けて減速させる方法があるが、その場合作動させるための電力が常時必要となったり、あるいは発生電流の受入れ負荷が必要となり、一方では出力軸に依然として過大なトルクがかかり続けるなどの欠点がある。また、別の方法として機械式ブレーキで減速させる方法も考えられるが、摩擦ディスクの発熱の除去と摩擦面の耐久性の限界など困難な問題があり現実的に有効な解決策はない。
[0008]
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、自身の遠心力作用と信頼性の高い簡単な機械的構成のみによって、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼面から自動的に突出して空気抵抗を発生して回転速度の上昇を強く抑制することで、風車を止めることなく熱エネルギーの蓄積もなく減速してある程度以上の発電を継続することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009]
上記課題を解決するため、請求項1に係る垂直軸風車用ブレードは、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、前記回転軸から遠い側に位置するブレード背側翼壁と腹側翼壁の間に中空部を有し、背側翼壁の一部を除去してその翼壁のあった位置に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によ
【0003】
って翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、前記ブレード中空部内に収納されて前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えることを特徴とするものである。
[0010]
これにより、風速が一定値を超えると、その風速に応じてエアブレーキが自動的に翼面から突出し、空気抵抗を発生することで、簡単な構成で効率的に回転速度の制御が可能になる。また、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
[0011]
また、請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0012]
また、請求項3に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0013]
また、請求項4に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とするものである。これにより、エアブレーキの閉止時(通常発電時)には、当該エアブレーキが翼の一部として機能して揚力発生に寄与するので、発電能力の低下を
って翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、前記ブレード中空部内に収納されて前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えることを特徴とするものである。
[0010]
これにより、風速が一定値を超えると、その風速に応じてエアブレーキが自動的に翼面から突出し、空気抵抗を発生することで、簡単な構成で効率的に回転速度の制御が可能になる。また、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
[0011]
また、請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0012]
また、請求項3に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0013]
また、請求項4に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とするものである。これにより、エアブレーキの閉止時(通常発電時)には、当該エアブレーキが翼の一部として機能して揚力発生に寄与するので、発電能力の低下を
【0004】
防止することが可能となる。
[0014]
また、請求項5に係る発明は、請求項4発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。また、請求項6に係る発明は、請求項4の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。
[0015]
また、請求項7に係る揚力型垂直軸風車は、上述した垂直軸風車用ブレードを備えたことを特徴とするものである。
発明の効果
[0016]
本発明によれば、非常に強い風が吹き始めて風車の回転速度が機械的安全上の限界近くに上昇したときにエアブレーキに掛かる遠心力が一定値を超えると、エアブレーキ押さえの抑制力に抗してエアブレーキが翼面から(外径側に)突出して大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、簡単な構成にもかかわらず容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0017]
[図1]本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態の断面図である。
[図2]本発明に係る垂直軸風車用ブレードが用いられる風車の例を示す一部切断した斜視図である。
[図3]図1中のX矢方向から見たブレード1の一部切欠した側面図である。
[図4]エアブレーキ2が突出した場合、風車の上から見た図である。
[図5]エアブレーキ2が突出した場合、ブレード1のA−A断面図である。
符号の説明
[0018]
1 ブレード
防止することが可能となる。
[0014]
また、請求項5に係る発明は、請求項4発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。また、請求項6に係る発明は、請求項4の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。
[0015]
また、請求項7に係る揚力型垂直軸風車は、上述した垂直軸風車用ブレードを備えたことを特徴とするものである。
発明の効果
[0016]
本発明によれば、非常に強い風が吹き始めて風車の回転速度が機械的安全上の限界近くに上昇したときにエアブレーキに掛かる遠心力が一定値を超えると、エアブレーキ押さえの抑制力に抗してエアブレーキが翼面から(外径側に)突出して大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、簡単な構成にもかかわらず容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0017]
[図1]本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態の断面図である。
[図2]本発明に係る垂直軸風車用ブレードが用いられる風車の例を示す一部切断した斜視図である。
[図3]図1中のX矢方向から見たブレード1の一部切欠した側面図である。
[図4]エアブレーキ2が突出した場合、風車の上から見た図である。
[図5]エアブレーキ2が突出した場合、ブレード1のA−A断面図である。
符号の説明
[0018]
1 ブレード
【0002】
揚力を低減し、これにより回転数を制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1:特開昭54−17439号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0006]
しかしながら、上記公報(特許文献1)の図7と図8に示されたスポイラーの構成では、スペースの非常に限られたブレードにどのような構造で設けてどのような運転パラメータによって制御片を開いたり閉じたりできるのかまったく具体性がなく実現性がない。
[0007]
また、ある程度までの範囲の強風について、運転を継続できるように風車出力軸に電磁ブレーキを設けて減速させる方法があるが、その場合作動させるための電力が常時必要となったり、あるいは発生電流の受入れ負荷が必要となり、一方では出力軸に依然として過大なトルクがかかり続けるなどの欠点がある。また、別の方法として機械式ブレーキで減速させる方法も考えられるが、摩擦ディスクの発熱の除去と摩擦面の耐久性の限界など困難な問題があり現実的に有効な解決策はない。
[0008]
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、自身の遠心力作用と信頼性の高い簡単な機械的構成のみによって、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼面から自動的に突出して空気抵抗を発生して回転速度の上昇を強く抑制することで、風車を止めることなく熱エネルギーの蓄積もなく減速してある程度以上の発電を継続することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009]
上記課題を解決するため、請求項1に係る垂直軸風車用ブレードは、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、前記回転軸から遠い側に位置するブレード背側翼壁と腹側翼壁の間に中空部を有し、背側翼壁の一部を除去してその翼壁のあった位置に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によ
揚力を低減し、これにより回転数を制御する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1:特開昭54−17439号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0006]
しかしながら、上記公報(特許文献1)の図7と図8に示されたスポイラーの構成では、スペースの非常に限られたブレードにどのような構造で設けてどのような運転パラメータによって制御片を開いたり閉じたりできるのかまったく具体性がなく実現性がない。
[0007]
また、ある程度までの範囲の強風について、運転を継続できるように風車出力軸に電磁ブレーキを設けて減速させる方法があるが、その場合作動させるための電力が常時必要となったり、あるいは発生電流の受入れ負荷が必要となり、一方では出力軸に依然として過大なトルクがかかり続けるなどの欠点がある。また、別の方法として機械式ブレーキで減速させる方法も考えられるが、摩擦ディスクの発熱の除去と摩擦面の耐久性の限界など困難な問題があり現実的に有効な解決策はない。
[0008]
そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、自身の遠心力作用と信頼性の高い簡単な機械的構成のみによって、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼面から自動的に突出して空気抵抗を発生して回転速度の上昇を強く抑制することで、風車を止めることなく熱エネルギーの蓄積もなく減速してある程度以上の発電を継続することができる垂直軸風車用ブレード及びそれを備えた揚力型垂直軸風車を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009]
上記課題を解決するため、請求項1に係る垂直軸風車用ブレードは、垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、前記回転軸から遠い側に位置するブレード背側翼壁と腹側翼壁の間に中空部を有し、背側翼壁の一部を除去してその翼壁のあった位置に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によ
【0003】
って翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、前記ブレード中空部内に収納されて前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えることを特徴とするものである。
[0010]
これにより、風速が一定値を超えると、その風速に応じてエアブレーキが自動的に翼面から突出し、空気抵抗を発生することで、簡単な構成で効率的に回転速度の制御が可能になる。また、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
[0011]
また、請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0012]
また、請求項3に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0013]
また、請求項4に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とするものである。これにより、エアブレーキの閉止時(通常発電時)には、当該エアブレーキが翼の一部として機能して揚力発生に寄与するので、発電能力の低下を
って翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、前記ブレード中空部内に収納されて前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えることを特徴とするものである。
[0010]
これにより、風速が一定値を超えると、その風速に応じてエアブレーキが自動的に翼面から突出し、空気抵抗を発生することで、簡単な構成で効率的に回転速度の制御が可能になる。また、エアブレーキが作動した際には前後2箇所に空気抵抗と流線の乱れを発生させるので、ブレーキ力を倍増することになる。
[0011]
また、請求項2に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0012]
また、請求項3に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とするものである。
[0013]
また、請求項4に係る発明は、請求項1の発明において、前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とするものである。これにより、エアブレーキの閉止時(通常発電時)には、当該エアブレーキが翼の一部として機能して揚力発生に寄与するので、発電能力の低下を
【0004】
防止することが可能となる。
[0014]
また、請求項5に係る発明は、請求項4発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。また、請求項6に係る発明は、請求項4の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。
[0015]
また、請求項7に係る揚力型垂直軸風車は、上述した垂直軸風車用ブレードを備えたことを特徴とするものである。
発明の効果
[0016]
本発明によれば、非常に強い風が吹き始めて風車の回転速度が機械的安全上の限界近くに上昇したときにエアブレーキに掛かる遠心力が一定値を超えると、エアブレーキ押さえの抑制力に抗してエアブレーキが翼面から(外径側に)突出して大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、簡単な構成にもかかわらず容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0017]
[図1]本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態の断面図である。
[図2]本発明に係る垂直軸風車用ブレードが用いられる風車の例を示す一部切断した斜視図である。
[図3]図1中のX矢方向から見たブレード1の一部切欠した側面図である。
[図4]エアブレーキ2が突出した場合、風車の上から見た図である。
[図5]エアブレーキ2が突出した場合、ブレード1のA−A断面図である。
符号の説明
[0018]
1 ブレード
防止することが可能となる。
[0014]
また、請求項5に係る発明は、請求項4発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。また、請求項6に係る発明は、請求項4の発明において、前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする。
[0015]
また、請求項7に係る揚力型垂直軸風車は、上述した垂直軸風車用ブレードを備えたことを特徴とするものである。
発明の効果
[0016]
本発明によれば、非常に強い風が吹き始めて風車の回転速度が機械的安全上の限界近くに上昇したときにエアブレーキに掛かる遠心力が一定値を超えると、エアブレーキ押さえの抑制力に抗してエアブレーキが翼面から(外径側に)突出して大きな空気抵抗を発生するとともに空気の流れを大きく乱して翼本来の正常な揚力発生を著しく損なうので、簡単な構成にもかかわらず容易に回転速度の過度上昇を抑制することができる。
図面の簡単な説明
[0017]
[図1]本発明に係る垂直軸風車用ブレードを実施するための最良の形態の断面図である。
[図2]本発明に係る垂直軸風車用ブレードが用いられる風車の例を示す一部切断した斜視図である。
[図3]図1中のX矢方向から見たブレード1の一部切欠した側面図である。
[図4]エアブレーキ2が突出した場合、風車の上から見た図である。
[図5]エアブレーキ2が突出した場合、ブレード1のA−A断面図である。
符号の説明
[0018]
1 ブレード
Claims (7)
- 垂直軸風車の回転軸に支持アームを介して設けられ、風を受けて揚力を発生し、該揚力により前記回転軸を回転させる垂直軸風車用ブレードであって、
前記回転軸から遠い側の翼面に設けられて、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき発生する遠心力により前記翼面から自動的に突出することによって空気抵抗を発生するとともに空気の流線を乱し翼面が生む揚力を低下せしめることで回転速度の上昇を抑制するエアブレーキと、
前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては当該エアブレーキを閉止状態に維持する突出抑制部とを備えたことを特徴とする垂直軸風車用ブレード。 - 前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、
該エアブレーキは、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出することによってエアブレーキ前縁側に空気抵抗を発生するとともに空気の流線を乱し翼の発生揚力を低下せしめることで回転速度の上昇を抑制するようになされ、
前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする請求項1に記載の垂直軸風車用ブレード。 - 前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、
前記エアブレーキは、前記ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するようになされ、
前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする請求項1に記載の垂直風車用ブレード。 - 前記エアブレーキが閉止状態では、当該エアブレーキの外面が前記ブレードの正規翼型の一部をなすことを特徴とする請求項1に記載の垂直軸風車用ブレード。
- 前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りの位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記エアブレーキは前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、
該エアブレーキは、ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出することによってエアブレーキ前縁側に空気抵抗を発生するとともに空気の流線を乱し翼の発生揚力を低下せしめることで回転速度の上昇を抑制するようになされ、
前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキの外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする請求項4に記載の垂直軸風車用ブレード。 - 前記エアブレーキの自重重心より後縁寄りで且つエアブレーキの形状的な中心に近い位置に軸装着部をブレードの長さ方向と並行に設けて、前記軸装着部を介してブレードに回動可能に装着され、
前記エアブレーキは、前記ブレードの回転速度が所定値以上に上昇したとき、翼前縁に近い側のエアブレーキ端が高速回転時の遠心力によって翼面から突出すると同時に、翼後縁に近い側のエアブレーキ端が翼面より内側に凹むことによって、エアブレーキ前縁側に第1の空気抵抗と流線の乱れを生ぜしめエアブレーキ後縁に隣接するブレード断面がエアブレーキの凹みによって生じる空気流露出部分に第2の空気抵抗と流線の乱れを発生することで回転速度の上昇を抑制するようになされ、
前記突出抑制部は、前記エアブレーキに加わる遠心力が所定値以下においては、当該エアブレーキの突出を抑制する抑制力が遠心力に打ち勝つことによって当該エアブレーキがエアブレーキ全体の外面をブレード翼外面と同一平面上に維持するようになされることを特徴とする請求項4に記載の垂直風車用ブレード。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の垂直風車用ブレードを備えたことを特徴とする揚力型垂直軸風車。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2005/003860 WO2006095396A1 (ja) | 2005-03-07 | 2005-03-07 | 垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2006095396A1 true JPWO2006095396A1 (ja) | 2008-08-14 |
Family
ID=36953007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007506929A Ceased JPWO2006095396A1 (ja) | 2005-03-07 | 2005-03-07 | 垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20080227378A1 (ja) |
EP (1) | EP1857671A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2006095396A1 (ja) |
CN (1) | CN101137843A (ja) |
WO (1) | WO2006095396A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101451499B (zh) * | 2007-11-28 | 2012-02-08 | 蔡心一 | 恒向四象限全升力垂直轴风力发电机 |
SI2085610T1 (sl) * | 2008-01-29 | 2011-02-28 | Claus Colling | Vetrna turbina z vertikalno osjo s krmilno napravo in postopek za aerodinamiäśno zaviranje |
CN201381942Y (zh) * | 2009-03-10 | 2010-01-13 | 刘少忠 | 一种活叶调速型风力发电机组 |
JP4616918B2 (ja) * | 2009-05-11 | 2011-01-19 | 株式会社グローバルエナジー | 縦軸風車の縦長翼 |
CN101603511B (zh) * | 2009-07-16 | 2011-07-27 | 广州雅图风电设备制造有限公司 | 一种垂直风力发电机 |
JP2011027054A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Global Energy Co Ltd | 風車のブレード |
JP2011038468A (ja) * | 2009-08-11 | 2011-02-24 | Global Energy Co Ltd | 発電車両 |
KR101193202B1 (ko) * | 2009-12-08 | 2012-10-19 | 박수훈 | 다리우스형 수직 풍력에너지 발생장치 |
JP2011141050A (ja) * | 2010-01-05 | 2011-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 貯湯式給湯機 |
WO2011088377A2 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-21 | Coffey Daniel P | Wind energy conversion device |
CN101852170B (zh) * | 2010-04-20 | 2012-05-30 | 王永彰 | 带有扰流器的立轴式风动机风叶 |
BE1020121A3 (fr) | 2011-06-15 | 2013-05-07 | Fairwind S A | Dispositif de freinage pour eolienne a axe vertical. |
TWI431194B (zh) * | 2011-09-22 | 2014-03-21 | Hi Vawt Technology Corp | 垂直軸風車利用葉片旋轉離心力控制葉片轉速之方法及裝置 |
CN103032267A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 新高能源科技股份有限公司 | 垂直轴风车用叶片旋转离心力控制叶片转速的方法及装置 |
KR101325266B1 (ko) * | 2011-10-26 | 2013-11-04 | 서형우 | 수직형 풍차의 블레이드 |
CN102536665A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-07-04 | 河海大学 | 采用空气动力刹车的升力型立轴风车 |
CN102758728B (zh) * | 2012-07-13 | 2014-05-14 | 华锐风电科技(集团)股份有限公司 | 控制绕流的叶片及方法和具有该叶片的风力机 |
US9103321B1 (en) * | 2012-09-13 | 2015-08-11 | Jaime Mlguel Bardia | On or off grid vertical axis wind turbine and self contained rapid deployment autonomous battlefield robot recharging and forward operating base horizontal axis wind turbine |
KR101401082B1 (ko) * | 2012-12-20 | 2014-07-01 | 한국기계연구원 | 블레이드의 피로시험용 공기 저항 저감장치 및 이의 설치 방법 |
JP5469267B1 (ja) * | 2013-03-21 | 2014-04-16 | 純二 嶋田 | 垂直軸風車 |
CN103334874B (zh) * | 2013-06-21 | 2015-11-18 | 张远林 | 一种用于垂直轴风力发电机的阻流制动叶片 |
KR101480312B1 (ko) * | 2013-07-15 | 2015-01-08 | 주식회사 씨윈피에스 | 풍향에 따라 날개각도가 가변되는 풍력발전기의 원통형풍차 |
CN103485976B (zh) * | 2013-09-10 | 2016-09-28 | 深圳市风发科技发展有限公司 | 风力机及风力机叶片 |
EP3115598A4 (en) * | 2014-03-04 | 2017-03-29 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Wind power generation device |
ES2620927B2 (es) * | 2015-12-29 | 2018-02-19 | Mikonos Xviii Sl | Aerogenerador de eje de rotación vertical con turbina eólica de álabes compuestos |
JP1553072S (ja) * | 2016-02-18 | 2019-06-17 | ||
USD821321S1 (en) * | 2016-09-07 | 2018-06-26 | Ntn Corporation | Blade for a vertical windmill |
US10612522B2 (en) * | 2017-06-22 | 2020-04-07 | Abu Dhabi University | Photovoltaic-wind hybrid turbine system |
CN107842462A (zh) * | 2017-11-04 | 2018-03-27 | 大连理工大学 | 一种风机临界转速的控制装置 |
KR101970287B1 (ko) * | 2018-01-30 | 2019-04-18 | 박희천 | 재난 알림 장치가 구비된 하이브리드 풍력발전장치 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5692757U (ja) * | 1979-12-18 | 1981-07-23 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4247253A (en) * | 1977-07-07 | 1981-01-27 | Gakko Hojin Tokai University | Vertical axis wind turbine |
JPS5654382Y2 (ja) * | 1978-02-09 | 1981-12-18 | ||
JPS5549585A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-10 | Nippon Electric Ind Co Ltd | Spoiler flap |
US4522564A (en) * | 1980-07-30 | 1985-06-11 | Carter Wind Power | Wind-driven generator apparatus |
JPS5773380U (ja) * | 1980-10-23 | 1982-05-06 | ||
SE433648B (sv) * | 1981-05-15 | 1984-06-04 | Saab Scania Ab | Varvtalsbegrensande anordning vid en vertikalaxlad vindturbin |
US4498017A (en) * | 1982-12-16 | 1985-02-05 | Parkins William E | Generating power from wind |
JPS6345575Y2 (ja) * | 1985-02-22 | 1988-11-25 | ||
US6962478B2 (en) * | 2003-02-07 | 2005-11-08 | Michael Tsipov | Vertical axis windmill |
US8013464B2 (en) * | 2005-07-28 | 2011-09-06 | Cleanfield Energy Corp. | Power generating system including modular wind turbine-generator assembly |
US7696635B2 (en) * | 2007-03-07 | 2010-04-13 | Boone Daniel N | Gravity-flap, savonius-type wind turbine device |
-
2005
- 2005-03-07 JP JP2007506929A patent/JPWO2006095396A1/ja not_active Ceased
- 2005-03-07 CN CNA2005800490122A patent/CN101137843A/zh active Pending
- 2005-03-07 EP EP05720132A patent/EP1857671A1/en not_active Withdrawn
- 2005-03-07 WO PCT/JP2005/003860 patent/WO2006095396A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2005-03-07 US US11/885,754 patent/US20080227378A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5692757U (ja) * | 1979-12-18 | 1981-07-23 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101137843A (zh) | 2008-03-05 |
EP1857671A1 (en) | 2007-11-21 |
US20080227378A1 (en) | 2008-09-18 |
WO2006095396A1 (ja) | 2006-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2006095396A1 (ja) | 垂直軸風車用ブレードとそれを備えた揚力型垂直軸風車 | |
JP4690776B2 (ja) | 水平軸風車 | |
JP3996945B1 (ja) | 垂直軸型風車 | |
JP4468751B2 (ja) | 水平軸風車およびその待機方法 | |
JP5694380B2 (ja) | 大規模垂直軸型風力発電装置、および風力発電装置 | |
JPWO2005095793A1 (ja) | 垂直軸風車並びに風車用ブレード | |
JP4690829B2 (ja) | 水平軸風車 | |
JP2007170234A (ja) | 可変翼式風力変換機構 | |
AU2008267780B2 (en) | A wind turbine having an airflow deflector | |
JP2005517123A (ja) | 風力発電装置 | |
JP2011027054A (ja) | 風車のブレード | |
CN103256181B (zh) | 离心调速折尾偏航式风力发电机 | |
US20150044055A1 (en) | Wind turbine having flow-aligned blades | |
JP3833535B2 (ja) | 風力装置用のロータ・ブレード | |
JP2006258083A (ja) | 直線翼垂直軸風車の起動性改善および強風対策 | |
EP2362091A1 (en) | Rotor blade vibration damping system | |
JP2008309132A (ja) | 可変翼式風力変換機構 | |
CN105917116A (zh) | 用于风力涡轮机叶片的双用途缝翼-扰流板 | |
JP2006152922A (ja) | 風車 | |
JP2008057350A (ja) | 風力発電装置 | |
JP2004176551A (ja) | ダリウス形風車 | |
JP5116040B2 (ja) | 風力発電用風車 | |
JP4690800B2 (ja) | 水平軸風車 | |
JP4705996B1 (ja) | 風車 | |
WO2014097429A1 (ja) | 風車及びその運転方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100727 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20101124 |