TWI557315B - A method of manufacturing a rotating body driven by a fluid, and a rotating body - Google Patents

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Description

由流體驅動的旋轉體的製作法及該旋轉體
本發明，是有關由流體驅動的旋轉體的製作法及該旋轉體，並利用自然能源進行發電者。
利用自然能源的技術，是伴隨重新檢討核能發電的氣勢，已被大多的發明創作所提案。其中風力發電雖受到屬目，但是在此如何將自然能源的風力效率佳地利用係有疑問。專利文獻1的日本專利公報第3744893號「籠型風車」是由外部風車及內部風車所構成，目的為將風力更效率佳地轉換成旋轉能量，專利文獻2的日本專利公報第3995188號「貫流風車」，是有關於提高風車的效率使用的動翼及集風板的設計的技術，專利文獻3的日本特開2008-309132「可變翼式風力轉換機構」，是在垂直方向的旋轉軸設置複數三叉形狀的保持臂，將設在保持臂的垂直的支撐軸控制，對應風力的大小開閉來控制翼，專利文獻4的日本特開2011-64169「垂直旋轉軸型風車及使用同風車的風力發電裝置」，是使剖面為圓弧狀的六枚的葉片所承受的風可通過的空洞部，在各葉片間的空間部連通。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本專利公報第3744893號
〔專利文獻2〕日本專利公報第3995188號
〔專利文獻3〕日本特開2008-309132
〔專利文獻4〕日本特開2011-64169
本發明的目的，是對於由流體特別是風力驅動的旋轉體的製作法及其旋轉體，可效率佳地進行可有效率地利用自然能源的風力用的旋轉體的製作，藉由該旋轉體，有用於今後的自然能源利用的發電。
為了達成上述目的，第1解決手段，是一種由流體驅動的旋轉體(A’)的製作法，其特徵為：將圓筒(A)等分割，將支柱形成部(1)及上下部形成部分(2)、(3)殘留，將成為翼板(4)的部分切除，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側，而成為旋轉翼(f)；及一種由流體驅動的旋轉體(A’)的製作法，其特徵為：使用平板，將前述記載的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、翼板(4)，形成與圓筒(A)相同的彎曲狀態。
第2解決手段，一種由流體驅動的旋轉體(A’)，其特徵為：將圓筒(A)等分割，將支柱形成部(1)及上下 部形成部分(2)、(3)殘留，將成為翼板(4)的部分切除，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側，而成為旋轉翼(f)，且使可以將旋轉翼(f)開閉的方式進行控制，將旋轉翼(f)關閉的話就可返回至圓筒形；及一種旋轉體(A’)，其特徵為：使用平板，將支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、翼板(4)，形成與圓筒(A)相同的彎曲狀態，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側，而成為旋轉翼(f)，且使可以將旋轉翼(f)開閉的方式進行控制，將旋轉翼(f)關閉的話就可返回至圓筒形。
第3解決手段，是一種發電機構，是風力、水力等的發電機構，其特徵為：在前述記載的旋轉體(A’)的中心軸下方安裝發電機進行發電。
上述第1解決手段的作用是如下。即由：將圓筒(A)等分割，將支柱形成部(1)及上下部形成部分(2)、(3)殘留，將成為翼板(4)的部分切除，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板 (4)的片側，而成為旋轉翼(f)的方式製作由流體驅動的旋轉體(A’)的話，就可極效率佳地進行。且因為也可以由：使用平板，將前述記載的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、翼板(4)，形成與圓筒(A)相同的彎曲狀態的方式製作旋轉體(A’)，所以更有效率。
上述第2解決手段的作用如下。即藉由一種由流體驅動的旋轉體(A’)，是將圓筒(A)等分割，將支柱形成部(1)及上下部形成部分(2)、(3)殘留，將成為翼板(4)的部分切除，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側，而成為旋轉翼(f)，且使可以將旋轉翼(f)開閉的方式進行控制，將旋轉翼(f)關閉的話就可返回至圓筒形；及一種旋轉體(A’)，是使用平板，將支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、翼板(4)，形成與圓筒(A)相同的彎曲狀態，各別將上板(2’)、下板(3’)安裝在前述上下部形成部分(2)、(3)，將可轉動自如的連結器具/鉸鏈(a)安裝在支柱形成部(1)，藉由前述鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側，而成為旋轉翼(f)，且使可以將旋轉翼(f)開閉的方式進行控制，將旋轉翼(f)關閉的話就可返回至圓筒形；藉由該等旋轉體，就可成為可效率佳地利用風力的旋轉體(A’)。
上述第3解決手段的作用如下。藉由一種發電機構，是風力、水力等的發電機構，在前述記載的旋轉體(A’)的中心軸下方安裝發電機進行發電，將旋轉體(A’)的中心軸(K)及發電機(E)直結，就可使效率佳地發電。其雖是對於小規模程度的發電設備用有用，但是今後對於大型的裝置的自然能源利用也會有用。
本發明的旋轉體，因為是從圓筒的胴體直接將翼板，切除作為旋轉翼使用，所以沒有材料的不必要浪費且製作成為容易進行，將此旋轉體作為風車利用時因為是縱型所以成為無定向性，可以將風力效率佳地利用。且受到颱風等的強風時容易藉由將翼板、旋轉翼的開閉角度地縮小至0度(零度)，就成為可保持安全的強度。
本發明，是如第1圖(a)〔俯視圖〕、(b)〔側面圖〕、(c)、(d)所示，將任意的縱長的圓筒(A)的表面等分割〔例如3~6等分〕，將支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、及下部形成部分(3)殘留，將成為翼板(4)的部分切除。如第1圖(c)所示，顯示各翼板(4)的符號(4-1)~(4-6)。第1圖(d)所示的符號(S)是切除部分。接著在前述上下部形成部分(2)、(3)中如第2圖(a)、(b)所示，安裝成為蓋的上板 (2’)、下板(3’)。接著如第2圖(b)所示將支柱形成部(1)作為支撐體，將鉸鏈(a)安裝在那，藉由鉸鏈(a)安裝各翼板(4)的片側使可開閉自如，而成為旋轉翼(f)且形成旋轉體(A’)。在第2圖(a)、(b)中，(K)是顯示旋轉體(A’)的中心軸。
這些的旋轉翼(f)的開閉，是如第3圖(a)所示，將旋轉翼(f)及控制用載置台(T)連繋由控制桿(R)進行，如第3圖(b)所示從下方部全部由同角度控制。且風速為低速的情況時，使利用效率成為最大的方式將旋轉翼(f)的開閉角度打開至最大角(約45度)。風速是成為高速且旋轉體(A’)的旋轉數是高於一定的限度時，就調節旋轉翼(f)的開閉角度，使旋轉體(A’)的旋轉數成為後述的旋轉數的方式進行控制。其是從旋轉體(A’)的耐久性、發電機(E)的額定輸出等決定旋轉體(A’)的額定旋轉數。因此風速成為高速，旋轉體(A’)的旋轉數是高於前述額定旋轉數時，就調節旋轉翼(f)的開閉角度，使旋轉體(A’)的旋轉數成為額定旋轉數的方式進行控制〔第4圖參照〕。
其是如第3圖(b)所示，對應旋轉數，由適宜的手段朝控制用馬達(M)送出訊號的話，將控制用馬達(M)的動力從垂直交叉齒輪箱(B)、小齒輪(P)朝環齒輪(G)傳達，由與圖示中央的控制用載置台(T)連結的控制桿(R)將旋轉翼(f)開閉。第3圖(b)中，箭頭是旋轉翼(f)的關閉的方向。將旋轉翼(f)關閉的話 成為如第5圖所示被密閉圓筒形並停止。藉此也可以防止異物進入旋轉體(A’)的內部。又在災害等的非常時，來自外部的控制電路若喪失的情況時，可將設在前述旋轉體(A’)的下部的緊急用電池(e)〔第3圖(b)圖示〕作為電源使用進行控制，將旋轉翼(f)關閉，將旋轉體(A’)停止。
由此在將旋轉翼(f)打開的狀態下，如箭頭所示風是從第3圖(a)的左方來的話，如旋轉體(A’)內的各小箭頭所示，來自風上側的旋轉翼(f)、及圓筒(A)的胴體的間隙的風的流動會流入圓筒(A)內，此流入的風因為會旋轉，並沿著風下側的旋轉翼(f)的內側流出，所以可在圓筒(A)產生強力的旋轉力，使旋轉體(A’)旋轉。又如前述風力為弱的情況時，在最大的範圍將旋轉翼(f)打開，從當風速超過需要輸出時點就控制如前述旋轉翼(f)的開閉角度。第3圖(a)上部的粗的外框字箭頭是顯示旋轉體(A’)的旋轉方向。
第6圖，是顯示將與此旋轉體(A’)的中心軸(K)連結的延長中心軸(K’)設在下方的基台(H)內，安裝發電機(E)進行發電的風力發電機構。此時的規格尺寸的其中一例，是旋轉體(A’)的高度為約2m、旋轉翼(f)全開的直徑為約1.6m、基台(H)的高度為約6m。
前述的支柱形成部(1)、上部形成部分(2)、下部形成部分(3)、翼板(4)是另外使用平板形成與圓筒(A)相同的彎曲狀態的方式形成旋轉體(A’)也可以。
支柱形成部(1)部分是為了補強而附加圓棒、角棒等，又取而代之將那些別設，且為了小型化將支柱形成部(1)一體化的翼板(4)固定在上部形成部分(2)、下部形成部分(3)也可以。
〔產業上的可利用性〕
本發明的旋轉體，因為是藉由從圓筒的胴體直接將翼板切除等而發想，將翼板構成，將那些作為旋轉翼使用，所以沒有材料的不必要浪費且製作成為容易進行，旋轉效率佳，將此旋轉體作為風車利用時因為是縱型所以成為無定向性，可以將風力效率佳地利用。且受到颱風等的強風時容易藉由將翼板/旋轉翼的開閉角度縮小至0度(零度)，就成為可保持安全的強度。此旋轉體雖是對於小規模程度的發電設備用有用，但是用於大型的裝置也可以。又此旋轉體的構成，是作為水車利用也可以。進一步藉由與太陽光發電組合，可提供強力的太陽光發電，也可補足太陽光發電無法在夜間利用的缺點。
1‧‧‧支柱形成部
2‧‧‧上部形成部分
2’‧‧‧上板
3‧‧‧下部形成部分
3’‧‧‧下板
4‧‧‧翼板
A‧‧‧圓筒
A’‧‧‧旋轉體
a‧‧‧鉸鏈
f‧‧‧旋轉翼
e‧‧‧緊急用電池
M‧‧‧控制用馬達
B‧‧‧垂直交叉齒輪箱
P‧‧‧小齒輪
G‧‧‧環齒輪
T‧‧‧控制用載置台
R‧‧‧控制桿
K‧‧‧中心軸
K’‧‧‧延長中心軸
H‧‧‧基台
E‧‧‧發電機
S‧‧‧切除部分
第1圖是顯示本發明的旋轉體的製作方法的說明圖。
第2圖是顯示本發明的旋轉體的製作方法的說明圖。
第3圖是顯示本發明的旋轉體的翼板(旋轉翼)的全開狀態及附屬機構的說明圖。
第4圖是顯示本發明的旋轉體的翼板(旋轉翼)的開 閉的作動的說明圖。
第5圖是顯示將本發明的旋轉體的翼板(旋轉翼)的全閉狀態的說明圖。
第6圖是顯示作為本發明的旋轉體的發電機構的實施狀態的說明圖。
a‧‧‧鉸鏈
A‧‧‧圓筒
A’‧‧‧旋轉體
f‧‧‧旋轉翼
K‧‧‧中心軸
1‧‧‧支柱形成部
2‧‧‧上部形成部分
2’‧‧‧上板
3‧‧‧下部形成部分
3’‧‧‧下板
4-1~4-6‧‧‧翼板

Claims (5)

  1. 一種由流體驅動的旋轉體的製作法，其特徵為：將圓筒等分割，將支柱形成部及上下部形成部分殘留，將成為翼板的部分切除，各別將上板、下板安裝在前述上下部形成部分，將可轉動自如的連結器具安裝在支柱形成部，藉由前述可轉動自如的連結器具安裝各翼板的片側，而成為旋轉翼。
  2. 如申請專利範圍第1項的由流體驅動的旋轉體的製作法，其中，使用平板，將支柱形成部、上部形成部分、下部形成部分、翼板，形成與圓筒相同的彎曲狀態；各別將上板、下板安裝在前述上下部形成部分，將可轉動自如的連結器具安裝在支柱形成部，藉由前述可轉動自如的連結器具安裝各翼板的片側，而成為旋轉翼。
  3. 一種旋轉體，是以申請專利範圍第1項中所述之旋轉體的製作法所製作，其特徵為：將圓筒等分割，將支柱形成部及上下部形成部分殘留，將成為翼板的部分切除，各別將上板、下板安裝在前述上下部形成部分，將可轉動自如的連結器具安裝在支柱形成部，藉由前述可轉動自如的連結器具安裝各翼板的片側，而成為旋轉翼，且使可以將此旋轉翼開閉的方式進行控制，將旋轉翼關閉的話就可返回至圓筒形。
  4. 一種旋轉體，是以申請專利範圍第2項中所述之旋轉體的製作法所製作，其特徵為： 使用平板，將支柱形成部、上部形成部分、下部形成部分、翼板，形成與圓筒相同的彎曲狀態，各別將上板、下板安裝在前述上下部形成部分，將可轉動自如的連結器具安裝在支柱形成部，藉由前述可轉動自如的連結器具安裝各翼板的片側，而成為旋轉翼，且使可以將此旋轉翼開閉的方式進行控制，將旋轉翼關閉的話就可返回至圓筒形。
  5. 一種發電機構，是風力、水力等的發電機構，其特徵為：在如申請專利範圍第3及4項中所述之旋轉體的中心軸下方安裝發電機進行發電。
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