WO2013008672A1 - 風力発電機用風車装置 - Google Patents

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WO2013008672A1
WO2013008672A1 PCT/JP2012/066935 JP2012066935W WO2013008672A1 WO 2013008672 A1 WO2013008672 A1 WO 2013008672A1 JP 2012066935 W JP2012066935 W JP 2012066935W WO 2013008672 A1 WO2013008672 A1 WO 2013008672A1
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wind
members
endless chain
pair
wing
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PCT/JP2012/066935
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Inventor
皆木　秀雄
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MINAGI Hideo
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    • 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
    • F03D5/00—Other wind motors
    • F03D5/02—Other wind motors the wind-engaging parts being attached to endless chains or the like
    • 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

Definitions

  • the present invention includes a pair of or more endless chain members spanned over the chain wheels at both ends, and a plurality of wing members coupled to both ends at regular intervals to the endless chain members by applying wind to the wing members. It is related with the windmill apparatus for wind power generators which carries out the rotation operation
  • the wing member that receives the action of wind force can be attached in a both-sided state, so that the wing member can be configured with a light and simple member, thereby efficiently using wind power.
  • An object of the present invention is to provide a wind turbine device for a wind power generator.
  • the invention of claim 1 is a pair of endless chain members arranged in parallel to move around in a certain range in the vertical direction; A pair of gear members arranged on the upper and lower ends of the certain range, spanning the pair of endless chain members, A plurality of wing members coupled at both ends to the pair of endless chain members, and a plurality of wing members disposed on the endless chain member over the entire circumference at a constant interval in the circumferential direction; A frame that rotatably supports all the gear members; A rotating shaft of any gear member configured to couple the generator directly or indirectly; A support member that rotatably supports the frame in the horizontal direction; A direction control mechanism arranged between the support member and the frame to rotate the frame to introduce wind into the wing member in a direction perpendicular to the rotation axis of the gear; A wind turbine device for a wind power generator configured by: Further, the wing member is configured in a partial arc shape when viewed from the side, At the position on the wind introduction side of the pair of endless chain members, the wing member is attached
  • the guide rail mechanism is A rolling roller disposed on an end of an extended portion extending laterally from both outer ends of the wing member; A rolling guide path that approximates a trajectory drawn by the rolling roller without restriction by the looping motion of the endless chain member, and corresponds to the wind introduction side from the middle of the wind and the lower part of the circumferential circuit of the endless tune member In the portion that corresponds to the locus drawn without restriction, and in the portion corresponding to the wind discharge side and the wind discharge side from the middle of the upper end of the peripheral circuit of the endless tune member, it is inside the locus drawn without restriction.
  • a circular guide path for guiding the rolling roller configured to be positioned; It is the windmill device for wind power generators comprised by these.
  • the invention of claim 2 is the wind turbine apparatus for wind power generator of the invention of claim 1,
  • a rear slide plate for supporting the linear movement operation is arranged in the proximity of the pair of endless chain members inside the portion that moves linearly in the vertical direction on the wind introduction side and the wind discharge side. .
  • the invention of claim 3 is the wind turbine apparatus for wind power generator of the invention of claim 1,
  • a plurality of rollable back support rollers that support the linear movement operation are applied to the inside of the part of the pair of endless chain members that linearly move in the wind introduction side and the wind discharge side. It is arranged in contact.
  • the invention of claim 4 is the wind turbine apparatus for wind power generators of the invention of claim 1, 2 or 3,
  • a wind direction changing plate that changes the direction of the wind from the front of the wind introduction side downward to introduce wind to the concave side of the wing member that passes through the inside of the peripheral circuit of the endless chain member to the inside of the frame body. Is arranged.
  • the invention of claim 5 is the wind turbine apparatus for wind power generators of the invention of claim 1, 2, 3 or 4,
  • a wind direction change plate that changes the direction of the wind from the front side of the wind introduction side upward to introduce wind to the concave side of the wing member that passes through the inside of the peripheral circuit of the endless chain member in the frame body. Is arranged.
  • the wind turbine device for a wind power generator of the first aspect of the invention when the wind is introduced from the side perpendicular to the rotation axis of the chain wheel and the concave surface of the wing member is directed downward, the wind is On the wind introduction side of this device, the plurality of blade members arranged in the vertical direction act so as to push up the downward concave surface of which the wind introduction side is obliquely upward, and the plurality of blades The member will be raised.
  • the wing member since the wing member is directed upward toward the wind introduction side and the concave surface thereof is inclined obliquely downward, the wing member can sufficiently receive the wind and be pushed up well.
  • the wind that has moved to the wind discharge side behind the wing member is the wind of the wing members that are arranged at predetermined intervals in the vertical direction on the back side.
  • the wing member is moved downward by acting to push down the upward concave surface, the introduction side of which is inclined downward.
  • the guide rail mechanism is adopted, and the wing member is configured to rotate around at an appropriate angle as described above. In response, the wing member can move around together with the endless chain member.
  • the guide rail mechanism includes a rolling roller disposed as described above, a circular guide path in which the rolling roller circulates, and a circular arc having a smaller diameter at the upper end of the peripheral circuit of the endless tune member.
  • the straight line is formed so that the distance from the vertical center line of the device is shorter than the part on the opposite side. Even when the wing member located on the introduction side is configured to be obliquely upward in the wind introduction direction, the wing member located on the wind discharge side can be easily It is controlled so as to be inclined downward toward the wind introduction side.
  • the rolling roller is configured so that the circular guide path is connected to the endless chain member.
  • the distance from the vertical center line of the temporary guideway located on the back side is the opposite side. Since it is configured to be shorter than the distance from the virtual longitudinal center line of the circular guide path located on the (wind introduction side), the state where the rolling roller moves with a delay as described above is maintained. It is.
  • the wind force is effectively utilized even when it is located on the rear side (wind discharge side), and is effective for the circulation operation of the endless chain member. It can be used.
  • the rotational force generated by the wind force obtained in this way can be taken out from any of the rotation shafts of the chain wheel member over which the endless chain member is stretched, and the generator can be driven to rotate.
  • the plurality of wing members described above, a pair of endless chain members fixed with these members, and a chain member that spans the pair of endless chain members are supported by a frame, and the frame is freely rotatable in the horizontal direction on the support member.
  • the frame body has a direction control mechanism for rotating the frame body so as to introduce wind into the wing member in a horizontal direction perpendicular to the rotation axis of the chain wheel, It is always oriented in an appropriate direction with respect to the wind direction. Therefore, it is possible to efficiently convert wind power into rotational force.
  • the direction control mechanism described above can be freely adopted as it is generally used at present.
  • the straight line is formed inside the portion of the pair of endless chain members that linearly moves in the wind introduction side and the wind discharge side.
  • a rear slide plate that supports the movement operation is arranged in the proximity state, or a plurality of rollable rear support rollers that support the linear movement operation are arranged in the contact state, and therefore at that position. Since the pair of endless chain members can maintain a substantially straight state, the wing member coupled to the endless chain member can satisfactorily maintain the above-described state. In the part that moves linearly in the vertical direction on the wind discharge side, the pair of endless chain members are controlled at a predetermined inclination as described above, and therefore, a little at each coupling portion. Although it must be deformed, it is small and within the range allowed by the back slide plate or the back support roller. Eventually, the wing member can maintain an appropriate state, and can be extracted as a rotational force as described above by effectively using wind power.
  • the wind turbine device for a wind power generator of the invention of claim 4 from the front of the wind introduction side to introduce wind into the concave surface side of the wing member passing through the inside of the endless chain member near the upper end of the peripheral circuit. Since the wind direction change plate that changes the direction of the wind in the downward direction is arranged, it becomes possible to introduce the wind well to the concave side of the wing member passing through this part, and more efficiently for wind power generation It can be converted to the rotational force of.
  • the wind turbine device for a wind power generator of the fifth aspect of the invention from the front of the wind introduction side in order to introduce the wind into the concave surface side of the wing member passing through the inside of the endless chain member near the lower end of the peripheral circuit. Since the wind direction change plate that changes the wind direction of the wind is arranged, it becomes possible to introduce the wind well on the concave side of the wing member that passes through this part, and more efficiently for wind power generation It can be converted to the rotational force of.
  • FIG. 1 Side surface explanatory drawing of the principal part of the wind power generator of an Example.
  • Front explanatory drawing of the principal part of the wind power generator of an Example. (a) is an enlarged side explanatory view showing a part of a wing member and a guide rail mechanism, and (b) is an enlarged view of a guide rail mechanism part of (a).
  • Expansive front explanatory drawing which shows a part of wing member and a part of guide rail mechanism.
  • the enlarged plan view which shows the wind direction detection part of a direction control mechanism.
  • the wind turbine device for wind power generator basically includes a pair of endless chain members 1 arranged so as to rotate in a predetermined range in the vertical direction. 1, a pair of chain wheel members 2, 2 that span the pair of endless chain members 1, 1, and a plurality of blade members 3, 3 that are coupled to the pair of endless chain members 1, 1 at both ends at regular intervals. .., And a frame 4 that rotatably supports the chain gear members 2, 2 through rotating shafts 6 and 7, and a generator 5 with two transmission chain wheels 5 a and 6 a and a transmission chain member 5 b.
  • the direction control mechanism disposed between the support member 8 and the frame body 4 and the wing members 3, 3,.
  • the endless chain members 1 and 1 are arranged so that their peripheral circuits are parallel to each other and vertical as described above. .
  • both ends of the wing members 3, 3... Are connected to each of them at regular intervals, and need to have appropriate strength.
  • the endless chain members 1 and 1 are arranged in the vicinity where they move in the vertical direction other than the vicinity over the upper and lower chain members 2, 2,.
  • rear slide plates 1a, 1a,... are arranged in close proximity to each other, and the endless chain members 1, 1 are moved up or down with or without contact with each other.
  • a group of back support rollers 1b, 1b,... Can be adopted instead of the back slide plates 1a, 1a. These are rotatably attached to the side plates 4a, 4a on the nearest side constituting the frame body 4 in the region where the rear slide plates 1a, 1a are arranged. Although it acts basically in the same manner as the rear slide plates 1a and 1a, the endless chain members 1 and 1 can be moved up and down more smoothly. By moving the endless chain members 1 and 1 in a linear state in the vertical direction, the direction or angle of the wing members 3, 3.
  • the chain wheel members 2 are arranged in pairs on the upper and lower ends of the vertical circulation region of the endless chain members 1 and 1, respectively.
  • the upper and lower ends are respectively arranged in the vicinity of both sides of the region, and as described above, the pair of upper and lower chain members 2 and 2 are fixedly provided near both ends of the upper rotating shaft 6, respectively.
  • the chain wheel members 2 and 2 are respectively fixed near both ends of the lower rotating shaft 7 and rotate in synchronization with each other.
  • the rotary shafts 6 and 7 are rotatably attached to side plates 4a and 4a constituting the frame body 4 via bearings (not shown).
  • the wing members 3, 3, as described above and as shown in FIGS. 1 and 3, are joined to the endless chain members 1, 1 at regular intervals in the vicinity of both ends.
  • the left side is the wind introduction side
  • the right side is the wind discharge side.
  • the wing member 3 has a basic shape with a partial arc shape when viewed from the side, and on the wind introduction side, the concave surface side is directed downward, and is inclined obliquely upward toward the wind introduction direction.
  • the endless chain members 1 and 1 are attached. In the case of such a mounting method, on the wind discharge side, the wing members 3, 3,... Are different from those in FIG. 1 on the back side, that is, on the wind introduction side with the wind discharge side down.
  • extension portions 3 a and 3 a extending to both sides are formed at the outer ends of both sides of the wing members 3, 3.
  • the rolling roller 9a that constitutes a part of the guide mechanism 9 is movably disposed at each end of the guide mechanism 9, and the rolling rollers 9a and 9a at both ends serve as other parts of the guide mechanism 9. It is guided in the surrounding guide passages 9b, 9b to be operated. As a result, the wing members 3, 3... Can move around while maintaining an appropriate angle as described above.
  • the guide rail mechanism 9 is constituted by the rolling rollers 9a, 9a, and the circulation guide paths 9b, 9b.
  • the rotation guide paths 9b, 9b are basically arranged along a trajectory t drawn by the rotation operation of the endless chain members 1, 1 without any restriction by the rolling rollers 9a, 9a.
  • the route r of the circular guide paths 9b and 9b is as described above, as shown in FIG. Is located inside the trajectory t drawn in FIG.
  • the circular guide paths 9b and 9b are connected to the endless chain members 1 and 1 in the semicircular arc-shaped moving path portion corresponding to the peripheral circuit of the endless chain members 1 and 1, as shown in FIG.
  • the outer wing members 3, 3... That are joined are set so as to pass through the inside of the trajectory t to such an extent that the outer ends of the wing members 3, 3.
  • On the discharge side (right side in FIG. 1 and FIG. 9), it is set so as to pass through the inside of the trajectory t by the same degree so as to maintain the state where the outer end portion is advanced with the above delay.
  • the outer end side has been in a state of advancing later than the connecting portion with the endless chain members 1, 1. In this range, the outer end side of the wing members 3, 3.
  • the moving path is set so as to gradually pass the same route as the trajectory t so as to gradually move forward from the coupling portion.
  • each has a U-shaped cross-section or an inverted U-shaped configuration arranged in a face-to-face relationship with each other, and is rotatably coupled to the tip of each extension portion 3a, 3a of each wing member 3, 3,.
  • a certain rolling roller 9a, 9a is arranged so as to be able to roll, and when each wing member 3, 3 ... receives the wind and moves while moving the endless chain members 1, 1, the above-mentioned, As shown in FIG. 1, on the wind introduction side (left side in FIG.
  • the outer end (left end) side proceeds ahead of the coupling portion with the endless chain members 1 and 1, and the upper semicircular arc-shaped portion is outside.
  • the end side is gradually delayed, and on the right wind discharge side, the outer end side is delayed with respect to the connecting portion with the endless chain members 1 and 1, and the lower semicircular arc-shaped portion In one in which the outer end side is to proceed gradually catch up overtaking the coupling portion between the endless chain member 1,1.
  • the frame 4 includes side plates 4a and 4a on both sides of the apparatus, a bottom plate 4b connecting the side plates 4a and 4a at the lower end, and an upper plate 4c connecting the side plates 4a and 4a at the upper end. It is composed of. As described above, both ends of the rotation shafts 6 and 7 of the chain wheels 2, 2... Are rotatably coupled to the side plates 4a and 4a through bearings, respectively. 9b is fixed to the inner surface of them to support them.
  • the two side plates 4a, 4a of the frame body 4 are further provided with four upper wind direction changing plates 10a, 10b, 10c, 10d on the upper part, Three lower wind direction changing plates 11a, 11b, and 11c are fixedly provided at the lower portion.
  • the upper wind direction changing plates 10a, 10b, 10c, and 10d have both ends fixed to the side plates 4a and 4a as shown in FIGS. 2, 3, and 6, and particularly as shown in FIG.
  • the wind direction from the front which is the wind introduction side, is changed downward in order to introduce the wind to the concave surface side of the blade members 3, 3... Passing through the inside of the peripheral circuit of the endless chain members 1, 1. Therefore, it is constituted by a plate-like member that is smoothly bent downward as it approaches the wing members 3, 3.
  • the number of sheets is four in this embodiment, the number is not limited to this.
  • the lower wind direction changing plates 11a, 11b, and 11c have both ends fixed to the side plates 4a and 4a as shown in FIGS. 2, 3 and 6, and particularly as shown in FIG.
  • the chain member 1, 1 near the lower end of the circumferential circuit in order to change the direction of the wind from the front, which is the wind introduction side, upward.
  • It consists of a plate-like member that is smoothly bent upward as it approaches the wing members 3.
  • the number of sheets is three in this embodiment, the number is not limited to this.
  • the generator 5 has a built-in speed increaser, and as shown in FIG. 6, in this embodiment, the generator 5 is fixed on the upper plate 4c of the frame 4 and is attached to the rotating shaft of the speed increaser. Via a transmission chain 5a fixed, a transmission chain 6a fixed to one end of the rotary shaft 6 of the upper chain member 2 and 2, and a transmission chain member 5b spanning the transmission chain 5a, 6a The rotation of the rotary shaft 6 is transmitted to the generator 5.
  • the support member 8 includes a disk-shaped lower support plate 8a, a disk-shaped upper support plate 8b, and the lower support plate 8a and the upper support plate 8b at 90 degrees. It is composed of four connecting rods 8c, 8c,... That are connected at regular angular intervals, and a support member 8d that is coupled to the lower center of the lower support plate 8a.
  • the lower support plate 8a, the upper support plate 8b, and the connection The frame body 4 and the components supported by the frame body 4 are arranged inside the bars 8c, 8c.
  • a lower center shaft 4d fixed at the lower center of the bottom plate 4b of the frame body 4 is rotatably supported by a lower bearing 8e disposed at the center of the lower support plate 8a of the support member 8, and the frame body.
  • the upper center shaft 4e fixed to the upper center of the upper plate 4c 4 is arranged in a penetrating manner in an upper bearing 8f constructed in a penetrating manner in the center of the upper supporting plate 8b of the support member 8, and is supported by the frame 4 and this
  • the direction control mechanism includes a wind direction detection unit 12a and a rotation drive unit 12b.
  • the wind direction detecting portion 12a has a base cylindrical portion at a portion of the upper central shaft 4e erected on the upper plate 4c of the frame 4 that protrudes above the upper support plate 8b of the support member 8.
  • 12a1 is configured by a wind direction detection plate 12a2 having a rotatable outer cover 12a1 and a detection unit support 12a5 provided with two pressure detection units 12a3 and 12a4 fixed to the uppermost portion of the upper central shaft 4e.
  • the detection unit support unit 12a5 is a disk-like member in plan view. As shown in FIG.
  • a slit-shaped cutout is formed in a part along the outer periphery of the detection unit support unit 12a5.
  • 12a3 and 12a4 are arranged, and the detection piece 12a6 is raised from the upper part of the base of the wind direction detection plate 12a2 in the gap between the pressure detection units 12a3 and 12a4.
  • the pressure detection unit 12a3 can be detected by being in pressure contact with either one of the pressure detection units 12a3 and 12a4 or being in a neutral state.
  • the rotation drive unit 12b includes a gear 12b1 externally fixed to a lower central shaft 4d fixed to the lower center of the bottom plate 4b of the frame body 4, a worm gear 12b2 engaged therewith, and the worm gear.
  • 12b2 is composed of an electric motor 12b3 fixed to the rotary drive shaft.
  • the electric motor 12b3 is fixed on the lower support plate 8a of the support member 8 and is either forward or reverse by a control means (not shown) based on the detection results of the pressure detection units 12a3 and 12a4 of the wind direction detection unit 12a. It is controlled to rotate by the corresponding number of revolutions.
  • the wind direction detection plate 12a2 rotates so as to face the direction corresponding to the wind direction.
  • the detection piece 12a6 raised on the wind direction detection plate 12a2 is connected to the pressure detection units 12a3 and 12a4.
  • the control means controls the rotation direction of the electric motor 12b3 so that the wind introduction side faces the windward side.
  • the electric motor 12b3 is controlled to perform a corresponding operation until neutral.
  • direction control mechanism shown here is merely an example, and various other mechanisms can be freely employed.
  • the wind turbine device for wind power generator is applied to a wind power generator.
  • it can be installed on a rooftop of a building or on a hill. Is possible.
  • the direction control mechanism When installed and used in any of the above, first, as described above, the direction control mechanism operates, and the wind introduction side of the apparatus faces the windward side. When wind is introduced in this direction, on the wind introduction side of this apparatus, the wind introduction side of the plurality of blade members 3, 3,. It acts to push up this downward concave surface and raises the plurality of wing members 3, 3. As described above, the wing members 3, 3... Are upwardly directed toward the windward side, and the concave surfaces thereof are inclined downward, so that the wind is sufficiently received and pushed up well. The wing members 3, 3... Are supported by endless chain members 1 and 1 at both ends, so that the action is immediately transmitted to the endless chain members 1 and 1. The operation is performed in the ascending direction on the introduction side, and accordingly, the operation is performed on the wind discharge side. That is, the endless chain members 1 and 1 are caused to rotate.
  • the wind that has moved to the wind discharge side behind the wing members is arranged at regular intervals in the vertical direction on the back side.
  • the members 3, 3 ... act to push down the upward concave surface which is inclined downward toward the wind introduction side, and the wing members 3, 3 ... are lowered.
  • the pair of endless chain members 1, 1 connected to both ends thereof continue the circular operation.
  • the wing members 3, 3... are arranged with their concave surfaces facing downward and obliquely upward toward the wind introduction side. Therefore, if no measures are taken, when moving to the back side, i.e., the wind discharge side, the wind that moves diagonally upward toward the wind introduction side, and the wind moving from the introduction side, It hits not the concave surface but the convex surface side and cannot receive a predetermined pushing-down action.
  • the guide rail mechanism 9 is adopted, and as described above, the wing members 3, 3,... Are in an appropriate state, that is, as described above, behind the introduction of wind.
  • the tip side of the wing member 3 is configured to circulate in an obliquely downward state toward the windward, as described above, the wing members 3, 3. It is supposed to work.
  • the guide rail mechanism 9 is composed of the rolling rollers 9a, 9a, and a pair of circulating guide paths 9b, 9b in which the rolling rollers 9a, 9a rotate.
  • the circular guide paths 9b, 9b are located at the upper end of the peripheral circuit of the endless tune members 1, 1 in the semicircular arc-shaped portion, and the rolling rollers 9a, 9a,. Since an arc having a smaller diameter than the trajectory t drawn by the revolving operation of the members 1 and 1 is drawn and a straight line passing through the inside of the miracle t is drawn even at the portion corresponding to the wind discharge side, as described above In addition, even in the case of this embodiment in which the wing members 3, 3...
  • the wing members positioned on the wind discharge side are By the action of the circular guide paths 9b and 9b, FIG. As shown, it would be easily controlled so as to slant downward toward the windward side.
  • the rolling rollers 9a, 9a since the circular guide path 9b, 9b corresponding to the upper ends of the pair of endless chain members 1, 1 has a smaller diameter than that of the lower end side, the rolling rollers 9a, 9a,.
  • the endless chain members 1, 1 When moving in the semicircular arc-shaped portion at the upper part of the circulation guide paths 9b, 9b, the endless chain members 1, 1 will move later than the middle of the wing members 3, 3,.
  • the circular guide paths 9b, 9b located on the discharge side are located on the inner side of the miracle t, and as described above, the state where the rolling rollers 9a, 9a are moved downward is delayed. Will be held.
  • the blade members 3, 3,... Naturally take advantage of wind power even when located on the wind discharge side, and are effective for the revolving operation of the endless chain member. It can be used.
  • the rotational force generated by the wind force thus obtained is taken out from the rotating shaft 6 of the upper chain member 2 and 2 over which the endless chain members 1 and 1 are stretched, and as described above, the transmission chain wheels 5a and 6a and the transmission chain wheels 5a and 6a are transmitted. It is transmitted to the generator 5 through a transmission chain member 5b that spans the chain wheels 5a and 6a.
  • the rotary shafts 6 and 7 fixed with 2 and 2 are supported by the frame body 4 as described above, and the frame body 4 can be horizontally rotated by the support member 8 as shown in FIG.
  • the frame body 4 is arranged so that wind is introduced into the wing members 3 in a horizontal direction perpendicular to the rotation shafts 6 and 7 of the chain wheels 2 and 2. Since the direction control mechanism for rotating 4 is provided, it is always directed in an appropriate direction with respect to the wind direction. Therefore, it is possible to efficiently convert wind power into rotational force. And it can generate electric power efficiently.
  • the wind turbine device for wind power generators of the present invention can be effectively used in the field of manufacturing wind turbine devices for wind power generators or in the field of installing the wind turbine device.

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Abstract

　本発明の風力発電機用風車装置は、翼部材を両持ち状態に取り付けうる構成とし、かつ軽量の簡易な部材で構成可能にし、これによって能率的に風力を利用可能にすることを解決の課題とし、鉛直方向の一定範囲内を周回動作すべく配置された一対の無端チェーン部材１、１と、これらを掛け渡す各一対の鎖車部材２、２と、一対の無端チェーン部材１、１に定間隔で両端を結合した多数の翼部材３、３…と、全鎖車部材２、２…を回転軸６、７を介して回転自在に支持する枠体４と、発電機５に二つの伝達鎖車５ａ、６ａ及び伝達チェーン部材５ｂを介して結合した上方の鎖車部材２、２の回転軸６と、下方の鎖車部材２、２の回転軸７と、枠体４を水平方向に回転自在に支持する支持部材８と、支持部材８及び枠体４との間に配した方向制御機構と、翼部材３、３…を所定の向き状態で周回動作させるべく案内するガイドレール機構９とで構成した。

Description

風力発電機用風車装置
　本発明は、両端の鎖車に掛け渡した一対以上の無端チェーン部材と、これらに定間隔で両端を結合した複数の翼部材とを備え、該翼部材に風を当てることで該無端チェーン部材を両端の鎖車の間を周回動作させ、これによって回転させられる鎖車の回転を発電機に伝え、これによって発電することができるようにする風力発電機用風車装置に関するものである。
　このように無端チェーン部材を用いて風を受ける翼部材を周回動作させる風車装置は提案されていない。
　若干の調査をしてみると、例えば、特許文献１のような垂直軸形の風力発電装置又は特許文献２のような水平軸形を基本とした風力発電装置の提案は多数ある。これらは、翼部材を周回動作させるものではなく、関連あるとは考えられない。
日本国特開２００８－２６１２８８号公報 日本国特許第４２０４６６１号公報
　本発明は、風力の作用を受ける翼部材を両持ち状態に取り付けうる構成とすることで、該翼部材を軽量の簡易な部材で構成可能にし、これによって能率的に風力を利用することができる風力発電機用風車装置をを提供することを解決の課題とする。
　請求項１の発明は、鉛直方向の一定範囲内を周回動作する平行に配置された一対の無端チェーン部材と、
　前記一対の無端チェーン部材を掛け渡す、前記一定範囲の上下端に配した各一対の歯車部材と、
　前記一対の無端チェーン部材に両端を結合した複数の翼部材であって、該無端チェーン部材に一定の周回方向の相互間間隔で全周に渡って配した複数の翼部材と、
　前記全歯車部材を回転自在に支持する枠体と、
　直接又は間接に発電機を結合しうるように構成したいずれかの歯車部材の回転軸と、
　前記枠体を水平方向に回転自在に支持する支持部材と、
　前記支持部材及び前記枠体との間に配した、前記翼部材に、風を、前記歯車の回転軸と直交する向きに導入すべく、該枠体を回動させる方向制御機構と、
で構成した風力発電機用風車装置であって、
　更に前記翼部材を側面視部分円弧状に構成し、
　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側の位置において、該翼部材を、その凹面が下向きで、風の導入方向に向けて斜め上向きになるように取り付け、
　該一対の無端チェーン部材の風の排出側において、該該翼部材を、その凹面が上向きで、風の導入方向に向けて斜め下向きになるように、前記枠体に、該翼部材の向きを制御するガイドレール機構を構成し、
　該ガイドレール機構は、
　前記翼部材の両外側端を側方に延長した延長部端に配した転動ローラと、
　該転動ローラが前記無端チェーン部材の周回動作によって規制無く描く軌跡に近似する周回案内路であって、該無端チューン部材の周回路の風の導入側及び下部の途中から風の導入側に対応する部位においては、該規制無く描く軌跡に一致させ、かつ該無端チューン部材の周回路の上端途中から風の排出側及び風の排出側に対応する部位においては、該規制無く描く軌跡より内側に位置するように構成した、該転動ローラの案内用の周回案内路と、
で構成した風力発電機用風車装置である。
　請求項２の発明は、請求項１の発明の風力発電機用風車装置において、
　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側及び風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位の内側に、その直線移動動作を支援する背面スライド板を近接状態に配したものである。
　請求項３の発明は、請求項１の発明の風力発電機用風車装置において、
　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側及び風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位の内側に、その直線移動動作を支援する、転動自在な複数の背面支持ローラを当接状態に配したものである。
　請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明の風力発電機用風車装置において、
　前記枠体に、前記無端チェーン部材の周回路の上端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを下向きに変える風向き変更板を配したものである。
　請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の発明の風力発電機用風車装置において、
　前記枠体に、前記無端チェーン部材の周回路の下端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを上向きに変える風向き変更板を配したものである。
　請求項１の発明の風力発電機用風車装置によれば、前記鎖車の回転軸に直交する向きで、かつ前記翼部材の凹面が下向きになっている側から風を導入すると、風は、この装置の風の導入側では、上下方向に所定間隔で並んだ前記複数の翼部材の、風の導入側が斜め上向きとなっている下向きの凹面にこれを押し上げるように作用し、該複数の翼部材を上昇させることになる。該翼部材は、以上のように、風の導入側に向かって上向き状態で、かつその凹面が斜め下向きとなっているため、その風を十分に受け、良好に押し上げられることになる。該翼部材は、その両端が無端チェーン部材に支持されているので、その作用が直ちに該無端チェーン部材に伝達され、該無端チェーン部材を風の導入側では上昇方向に動作させ、これに伴って風の排出側では下降動作をさせることになる。すなわち、該無端チェーン部材に周回動作をさせることになる。
　以上のように、風の導入側に位置する翼部材を上昇動作させつつ、その背後側の風の排出側に移動した風は、背後側の縦方向に所定間隔で並んだ翼部材の、風の導入側が斜め下向きとなっている上向きの凹面にこれを押し下げるように作用し、該翼部材を下降動作させることになる。こうして風の有する力を有効に翼部材に伝達することが可能となり、これらの両端に接続している一対の無端チェーン部材は周回動作を継続することになる。
　なお、翼部材は、一対のチェーン部材の、風の導入側に位置する場合に、その凹面が下向きかつ風の導入側に向かって斜め上向きに配してある場合には、何らの手段をも施さなければ、背後側、すなわち、風の排出側に移動した場合に、風の導入側に向かって斜め上向き状態になり、導入側から移動してくる風は、その凹面ではなく、凸面側に当たることになり、所定の押し下げ作用を受けることができなくなる。そこで、請求項１の発明に於いては、前記ガイドレール機構を採用し、以上のように、翼部材が適切な角度状態で周回動作するように構成したため、前記のように、風力を有効に受けて、翼部材が無端チェーン部材と共に周回動作できることになったものである。
　該ガイドレール機構は、前記のように配した転動ローラと、　該転動ローラがその中を周回動作する周回案内路を、該無端チューン部材の周回路の上端では、より径の小さな円弧を描き、風の排出側に対応する部位においては、その反対側の部位よりも装置の仮装縦中心線からの距離が短くなるようにした直線を描くように構成したため、前記のように、風の導入側に位置する翼部材を、風の導入方向に向かって斜め上向きになるように構成した場合であっても、風の排出側に位置する翼部材は、前記周回案内路の作用により、容易に風の導入側に向かって斜め下向きになるように制御されることになる。
　すなわち、一対の無端チェーン部材の上端に対応する周回案内路は、その描く円弧が下端側のそれより小径に構成してあるため、前記転動ローラは、該周回案内路を、該無端チェーン部材によって周回移動する翼部材の中間付近の部位より遅れて進むことになり、かつ背後側（風の排出側）では、背後側に位置する周回案内路の仮装縦中心線からの距離が、反対側（風の導入側）に位置する周回案内路の仮想縦中心線からの距離より短く構成してあるため、前記のような、転動ローラの遅れて移動する状態が保持されることとなるからである。
　こうして翼部材は、風の導入側に位置している場合は当然として、背後側（風の排出側）に位置している場合でも風力を有効に活用し、無端チェーン部材の周回動作に有効に利用することができることになる。こうして得られた風力による回転力は、無端チェーン部材の掛け渡してある鎖車部材のうちのいずれかの回転軸から取り出し、発電機を回転駆動することができる。
　以上の多数の翼部材、これらを固設した一対の無端チェーン部材及び該一対の無端チェーン部材を掛け渡した鎖車部材は枠体に支持され、該枠体は支持部材に水平方向回転自在に配してあり、該枠体は、前記翼部材に、風を、前記鎖車の回転軸と直交する水平方向に導入すべく、該枠体を回動させる方向制御機構を備えているため、風向きに対して常時適切な方向に向くようになっている。それ故、効率的に風力を回転力に変換することができる。
　なお、以上の方向制御機構は、現在一般的に採用されているそれを自由に採用することができるものである。
　請求項２又は３の発明の風力発電機用風車装置によれば、一対の無端チェーン部材の風の導入側及び風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位の内側に、その直線移動動作を支援する背面スライド板を近接状態に配し、又はその直線移動動作を支援する、転動自在な複数の背面支持ローラを当接状態に配したものであり、それ故、その位置で、該一対の無端チェーン部材はほぼ直線状態を維持することができるため、該無端チェーン部材に結合している翼部材は、前記のような状態を良好に保持できる。風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位では、該一対の無端チェーン部材は、翼部材が、前記したように、所定の傾きに制御されるため、それぞれの結合部で若干の変形をせざるを得ないが、それは、小さなものであり、以上の背面スライド板又は背面支持ローラで許容される範囲内のものである。結局、翼部材は、適切な状態を保持できることになり、風力を有効に利用して、前記のように、回転力として取り出すことができることになる。
　請求項４の発明の風力発電機用風車装置によれば、前記無端チェーン部材の周回路の上端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを下向きに変える風向き変更板を配したものであるため、この部位を通過する翼部材の凹面側に良好に風を導入することが可能になり、より能率的に風力を発電用の回転力に変換可能になったものである。
　請求項５の発明の風力発電機用風車装置によれば、前記無端チェーン部材の周回路の下端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを上向きに変える風向き変更板を配したものであるため、この部位を通過する翼部材の凹面側に良好に風を導入することが可能になり、より能率的に風力を発電用の回転力に変換可能になったものである。
実施例の風力発電機の要部の側面説明図。 翼部材を省略して示した実施例の風力発電機の要部の正面説明図。 実施例の風力発電機の要部の正面説明図。 (a)は翼部材とガイドレール機構の一部を示す拡大側面説明図、(b)は(a)のガイドレール機構部分の拡大図。 翼部材の一部とガイドレール機構の一部を示す拡大正面説明図。 翼部材を省略して示した実施例の風力発電機の正面説明図。 方向制御機構の風向き検出部を示す拡大平面図。 背面支持ローラの拡大側面説明図。 周回案内路の側面説明図。
　本発明を実施するための形態を実施例に基づき図面を参照しながら詳細に説明する。
　この実施例の風力発電機用風車装置は、図１～図３及び図６に示すように、基本的に、鉛直方向の一定範囲内を周回動作すべく配置された一対の無端チェーン部材１、１と、該一対の無端チェーン部材１、１を掛け渡す各一対の鎖車部材２、２と、該一対の無端チェーン部材１、１に定間隔で両端を結合した多数の翼部材３、３…と、前記全鎖車部材２、２…を後記回転軸６、７を介して回転自在に支持する枠体４と、発電機５に二つの伝達鎖車５ａ、６ａ及び伝達チェーン部材５ｂを介して結合した上方の鎖車部材２、２の回転軸６と、下方の鎖車部材２、２の回転軸７と、前記枠体４を水平方向に回転自在に支持する支持部材８と、該支持部材８及び該枠体４との間に配した方向制御機構と、前記翼部材３、３…を所定の向き状態で周回動作させるべく案内するガイドレール機構９とで構成したものである。すなわち、発電機５を含めて風力発電機に適用したものである。
　前記無端チェーン部材１、１は、図１～図３及び図６に示すように、それらの周回路が相互に平行で、かつ前記のように、鉛直になるように配してあるものである。前記し、図１及び図３に示すように、それらの各々には、定間隔で翼部材３、３…の両端を結合するものであり、相応の強度を有する必要がある。またこの無端チェーン部材１、１は、図１、図２及び図６に示すように、その上下の鎖車部材２、２…に掛け渡した付近以外の鉛直方向に移動動作する付近では、その内側には、それぞれ近接状態に背面スライド板１ａ、１ａ…を配し、該無端チェーン部材１、１は、場合によってこれに接触し又は接触しないで上昇又は下降動作する。前記翼部材３、３…が風を受けると、該翼部材３、３…はその圧力により向きを変える虞があるが、その際に、該チェーン部材１、１が背後の背面スライド板１ａ、１ａ…に接触し、その直線的な昇降動作を確保することで、該翼部材３、３…の一定以上の向きの変動を抑えることができることになる。なお、該背面スライド板１ａ、１ａ…は、いずれも枠体４を構成する直近側方の側板４ａ、４ａに固設したものである。
　また、図８に示すように、前記背面スライド板１ａ、１ａに代えて、背面支持ローラ１ｂ、１ｂ…の群を採用することができる。これらは、該背面スライド板１ａ、１ａを配した領域に於いて、枠体４を構成する直近側方の側板４ａ、４ａに回転自在に取り付けたものである。背面スライド板１ａ、１ａと、基本的には、同様に作用するが、無端チェーン部材１、１をより滑らかに昇降動作させうる。該無端チェーン部材１、１を上下方向に直線的な状態で移動動作させることにより、翼部材３、３…の向き乃至角度を適正に保持できるものである。
　前記鎖車部材２は、図１～図３及び図６に示すように、該無端チェーン部材１、１の鉛直周回領域の上下端に各一対ずつ配する。上下端では、該領域の両側部付近にそれぞれ配置し、前記のように、上端の一対の鎖車部材２、２は、それぞれ前記上方の回転軸６の両端付近に固設し、下端の一対の鎖車部材２、２は、それぞれ前記下方の回転軸７の両端付近に固設し、いずれも同期して回転するようになっている。該回転軸６、７は、図２、図３及び図６に示すように、前記枠体４を構成する側板４ａ、４ａに図示しない軸受けを介して回転自在に取り付けてある。
　前記翼部材３、３…は、前記し、かつ図１及び図３に示すように、その両端中間付近を定間隔で前記無端チェーン部材１、１に結合したものである。図１中、左側が風の導入側となり、右側が風の排出側となる。該翼部材３は、特に図１に示すように、側面視部分円弧状を基本形状とし、風の導入側ではその凹面側が下向きとなりつつ、風の導入方向に向かって斜め上向きになるように、該無端チェーン部材１、１に取り付けてある。なお、このような取付方の場合は、風の排出側では、該翼部材３、３…は、図１とは異なり、背後側、すなわち、風の排出側が下になった風の導入側に向かって斜め上向き状態となってしまう。これでは、具合が悪いので、前記ガイドレール機構９により、無端チェーン部材１、１の風の排出側では、翼部材３、３…は、図１に示すように、風の排出側が上となり、風の導入側に向かって斜め下向きとなるように調整するものである。これに関しては後述する。
　前記翼部材３、３…の両側外端には、図１、図３～図５に示すように、それぞれ両側方に延長した延長部３ａ、３ａが構成してあり、該延長部３ａ、３ａの端部には、それぞれ前記ガイド機構９の一部を構成する転動ローラ９ａが転動自在に配してあり、両端の転動ローラ９ａ、９ａが該ガイド機構９の他の一部を構成する周回案内路９ｂ、９ｂ中を案内されて周回動作するようになっている。これによって翼部材３、３…は、前記したように、適切な角度を保持しながら周回動作できるようになっている。
　該ガイドレール機構９は、以上のように、転動ローラ９ａ、９ａ…及び周回案内路９ｂ、９ｂで構成するものである。該周回案内路９ｂ、９ｂは、基本的には、該転動ローラ９ａ、９ａ…が何らの規制を受けずに前記無端チェーン部材１、１の周回動作によって描く軌跡ｔに沿って配されるものであるが、該無端チューン部材１、１の周回路の上端及び風の排出側に対応する部位においては、図９に示すように、該周回案内路９ｂ、９ｂのルートｒは上記のように描かれる軌跡ｔよりも内側に位置させてあるものである。
　すなわち、該周回案内路９ｂ、９ｂは、無端チェーン部材１、１の周回路に対応する上端の半円弧状の移動路部分においては、図９に示すように、該無端チェーン部材１、１に結合している翼部材３、３…の外端側が該無端チェーン部材１、１との結合部より徐々に遅れて進むこととなる程度に該軌跡ｔより内側を通過するように設定し、風の排出側（図１及び図９中右側）では、外端側の部位の以上の遅れて進む状態を維持できるように、同じ程度だけ該軌跡ｔより内側を通過するように設定する。無端チェーン部材１、１の周回路に対応する下端の半円弧状の移動路部分においては、同図に示すように、該無端チェーン部材１、１に結合している翼部材３、３…の外端側がこれまでは該無端チェーン部材１、１との結合部より遅れて進む状態になっていたところ、この範囲では、翼部材３、３…の外端側が無端チェーン部材１、１との結合部より徐々に前を進む状態になるように、徐々に前記軌跡ｔと同じルートを通過するようにその移動路を設定するものである。
　該周回案内路９ｂ、９ｂは、図３に示すように、前記枠体４を構成する側板４ａ、４ａに固設してあり、それぞれ図４(a)、(b)及び図５に示すように、相互に対面状態に配された断面コ字形又は逆コ字形の構成であり、各々の内側に、各翼部材３、３…の各延長部３ａ、３ａの先端に回転自在に結合してある転動ローラ９ａ、９ａが転動自在に配してあり、各翼部材３、３…が風を受けて無端チェーン部材１、１を周回動作させつつ移動動作する際に、先に述べ、図１に示すように、風の導入側（図１中左側）では、外端（左側端）側が無端チェーン部材１、１との結合部より先に進み、上部の半円弧状の部分では外端側が徐々に遅れ、右側の風の排出側では外端側が無端チェーン部材１、１との結合部より遅れて進み、下部の半円弧状の部分では、外端側が無端チェーン部材１、１との結合部に徐々に追いつき追い越して進むこととなるものである。
　前記枠体４は、図４に示すように、装置の両側の側板４ａ、４ａと、下端で両側板４ａ、４ａを接続する底板４ｂと、上端で両側板４ａ、４ａを接続する上板４ｃとで構成したものである。前記のように、両側板４ａ、４ａには、前記鎖車２、２…の回転軸６、７の両端をそれぞれ軸受けを介して回転自在に結合し、前記ガイド機構９の周回案内路９ｂ、９ｂをそれらの内面に固設し、これらを支持するようになっている。
　該枠体４の両側板４ａ、４ａには、図１、図２、図３及び図６に示すように、更に上部には、四枚の上部風向き変更板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを、下部には三枚の下部風向き変更板１１ａ、１１ｂ、１１ｃを固設したものである。
　上部風向き変更板１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、図２、図３及び図６に示すように、前記両側板４ａ、４ａに両端を固設したものであり、特に図１に示すように、前記無端チェーン部材１、１の周回路の上端付近の内側を通過する翼部材３、３…の凹面側に風を導入すべく、風の導入側である前方からの風の向きを下向きに変えるべく、翼部材３、３…に近づくにつれて下方に滑らかに屈曲させた板状部材で構成したものである。枚数はこの実施例では、四枚としたが、これに限定されるわけではない。
　下部風向き変更板１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、図２、図３及び図６に示すように、前記両側板４ａ、４ａに両端を固設したものであり、特に図１に示すように、前記無端チェーン部材１、１の周回路の下端付近の内側を通過する翼部材３、３…の凹面側に風を導入すべく、風の導入側である前方からの風の向きを上向きに変えるべく、翼部材３、３…に近づくにつれて上方に滑らかに屈曲させた板状部材で構成したものである。枚数はこの実施例では、三枚としたが、これに限定されるわけではない。
　前記発電機５は、増速機を内蔵したものであり、図６に示すように、この実施例では、前記枠体４の上板４ｃの上に固設し、増速機の回転軸に固設した伝達鎖車５ａ、上方の鎖車部材２、２の回転軸６の一端に固設した伝達鎖車６ａ及び該伝達鎖車５ａ、６ａに掛け渡した伝達チェーン部材５ｂを介して上方の回転軸６の回転を該発電機５に伝達するようになっている。
　前記支持部材８は、図６に示すように、円板状の下部支持板８ａと、同様に円板状の上部支持板８ｂと、該下部支持板８ａ及び該上部支持板８ｂを９０度の定角度間隔で連結する四本の連結棒８ｃ、８ｃ…と、下部支持板８ａの下部中央に結合した支柱部材８ｄとで構成したものであり、該下部支持板８ａ、上部支持板８ｂ及び連結棒８ｃ、８ｃ…の内側に枠体４及びこれで支持される構成要素を水平方向回転自在に配置する。
　この実施例では、前記枠体４の底板４ｂの下部中央に固設した下部中心軸４ｄを支持部材８の下部支持板８ａの中央に配した下部軸受け８ｅで回転自在に支持し、かつ枠体４の上板４ｃの上部中央に固設した上部中心軸４ｅを支持部材８の上部支持板８ｂの中央に貫通状態に構成した上部軸受け８ｆに貫通状態に配し、枠体４及びこれに支持される構成要素を該支持部材８に水平方向回転自在に配したものである。
　前記方向制御機構は、図６及び図７に示すように、風向き検出部１２ａと、回転駆動部１２ｂとで構成する。風向き検出部１２ａは、同図に示すように、前記枠体４の上板４ｃに立設した上部中心軸４ｅの内、支持部材８の上部支持板８ｂの上に突出した部分に基部円筒部１２ａ１を回動自在に外装した風向き検出板１２ａ２と、該上部中心軸４ｅの最上部に固設した二つの圧力検出部１２ａ３、１２ａ４を備えた検出部支持部１２ａ５とで構成したものである。検出部支持部１２ａ５は、平面視円板状の部材であるが、その外周に沿った一部に、図７に示すように、スリット状の切欠を構成し、その両側にそれぞれ前記圧力検出部１２ａ３、１２ａ４を配し、両圧力検出部１２ａ３、１２ａ４の隙間に前記風向き検出板１２ａ２の基部近傍上部から検出片１２ａ６を立ち上げ、風向き検出板１２ａ２の風向きによる回転方向の動きを検出片１２ａ６が両圧力検出部１２ａ３、１２ａ４のいずれかに圧接し又はニュートラル状態にあることで検出できるようにしたものである。
　前記回転駆動部１２ｂは、図６に示すように、前記枠体４の底板４ｂの下部中央に固設した下部中心軸４ｄに外装固設した歯車１２ｂ１と、これにかみ合うウォームギア１２ｂ２と、該ウォームギア１２ｂ２をその回転駆動軸に固設した電動モータ１２ｂ３とで構成したものである。該電動モータ１２ｂ３は、前記支持部材８の下部支持板８ａ上に固設してあり、前記風向き検出部１２ａの圧力検出部１２ａ３、１２ａ４の検出結果に基づき図示しない制御手段によって正逆いずれかに相応する回転数だけ回転するように制御されるようになっている。
　前記風向き検出板１２ａ２は、風が吹くと、その風向き対応する方向を向くように回転動し、これに応じて該風向き検出板１２ａ２に立ち上げた検出片１２ａ６が前記圧力検出部１２ａ３、１２ａ４のいずれかに圧接状態となり、これが圧力検出部１２ａ３又は１２ａ４のいずれで検出されたかに応じて、制御手段が風の導入側が風上を向くように電動モータ１２ｂ３の回転方向を制御する。ニュートラルになるまで、電動モータ１２ｂ３を相応する動作をすべく制御する訳である。
　なお、ここで示した方向制御機構は単なる一例であり、他の種々の機構を自由に採用することができる。
　この実施例の風力発電機用風車装置は、以上のように、風力発電機に適用したものであり、これは、例えば、ビルの屋上等に設置することも、丘の上に設置することも可能である。
　いずれかに設置して使用すると、先ず、前記のように、方向制御機構が動作して、装置の風の導入側が風上を向くことになる。この向きで風が導入されると、風は、この装置の風の導入側では、上下方向に一定間隔で並んだ前記複数の翼部材３、３…の、風の導入側が斜め上向きとなっている下向きの凹面にこれを押し上げるように作用し、該複数の翼部材３、３…を上昇させる。該翼部材３、３…は、以上のように、風上側に向かって上向き状態で、かつその凹面が斜め下向きとなっているため、その風を十分に受け、良好に押し上げられる。該翼部材３、３…は、その両端が無端チェーン部材１、１に支持されているので、その作用が直ちに該無端チェーン部材１、１に伝達され、該無端チェーン部材１、１を風の導入側では上昇方向に動作させ、これに伴って風の排出側では下降動作をさせることになる。すなわち、該無端チェーン部材１、１に周回動作をさせることになる。
　以上のように、風の導入側に位置する翼部材３、３…を上昇動作させつつ、その背後側の風の排出側に移動した風は、背後側の縦方向に一定間隔で並んだ翼部材３、３…の、風の導入側に向かって斜め下向きとなっている上向きの凹面にこれを押し下げるように作用し、該翼部材３、３…を下降動作させることになる。こうして風の有する力を有効に翼部材３、３…に伝達することが可能となり、これらの両端に接続している一対の無端チェーン部材１、１は周回動作を継続することになる。
　なお、以上の翼部材３、３…は、一対の無端チェーン部材１、１の、風の導入側に位置する場合に、その凹面が下向きかつ風の導入側に向かって斜め上向きに配してあるので、何らの手段をも施さなければ、背後側、すなわち、風の排出側に移動した場合に、風の導入側に向かって斜め上向き状態になり、導入側から移動してくる風は、その凹面ではなく、凸面側に当たることになり、所定の押し下げ作用を受けることができなくなる。しかし、この実施例に適用した本発明では、前記ガイドレール機構９を採用し、以上のように、翼部材３、３…が適切な状態で、すなわち、前記したように、風の導入の背後側では、その先端側が風上に向かって斜め下向き状態で周回動作するように構成したため、前記のように、風力を有効に受けて、翼部材３、３…が無端チェーン部材１、１と共に周回動作できることになっているものである。
　該ガイドレール機構９は、前記したように、転動ローラ９ａ、９ａ…と、該転動ローラ９ａ、９ａ…がその中を周回動作する一対の周回案内路９ｂ、９ｂとで構成したものであり、該周回案内路９ｂ、９ｂは、該無端チューン部材１、１の周回路の上端の半円弧状の部分では、該転動ローラ９ａ、９ａ…が何らの規制を受けずに前記無端チェーン部材１、１の周回動作によって描く軌跡ｔよりより径の小さな円弧を描き、風の排出側に対応する部位においても、該奇跡ｔより内側を通過する直線を描くように構成したため、前記のように、風の導入側に位置する翼部材３、３…を、風上に向かって斜め上向きになるように構成したこの実施例の場合であっても、風の排出側に位置する翼部材は、該周回案内路９ｂ、９ｂの作用により、図１に示すように、容易に風上側に向かって斜め下向きになるように制御されることになる。
　すなわち、一対の無端チェーン部材１、１の上端に対応する周回案内路９ｂ、９ｂはその描く円弧が下端側のそれより小径に構成してあるため、前記転動ローラ９ａ、９ａ…は、該周回案内路９ｂ、９ｂの上部の半円弧状部を移動する際には、該無端チェーン部材１、１によって周回移動する翼部材３、３…の中間付近よりも遅れて進むことになり、かつ風の排出側では、該排出側に位置する周回案内路９ｂ、９ｂは前記奇跡ｔより内側に位置しているので、前記のように、転動ローラ９ａ、９ａの遅れて下降動作する状態が保持されることとなる。
　こうして翼部材３、３…は、風の導入側に位置している場合は当然として、風の排出側に位置している場合でも風力を有効に活用し、無端チェーン部材の周回動作に有効に利用することができることになる。こうして得られた風力による回転力は、無端チェーン部材１、１の掛け渡している上部の鎖車部材２、２の回転軸６から取り出し、前記のように、伝達鎖車５ａ、６ａ及び該伝達鎖車５ａ、６ａに掛け渡した伝達チェーン部材５ｂを介して発電機５に伝達されるようになっている。
　以上の多数の翼部材３、３…、これらを固設した一対の無端チェーン部材１、１、該一対の無端チェーン部材１、１を掛け渡した鎖車部材２、２、及び該鎖車部材２、２を固設した回転軸６、７は、前記のように、枠体４に支持され、前記し、図６に示すように、該枠体４は支持部材８に水平方向回転自在に配してあり、該枠体４は、前記翼部材３、３…に、風を、前記鎖車２、２の回転軸６、７と直交する水平方向の向に導入すべく、該枠体４を回動させる方向制御機構を備えているため、風向きに対して常時適切な方向に向くようになっている。それ故、効率的に風力を回転力に変換することができる。そして効率的に発電することができる。
　なお、この実施例の風力発電機を、ビルの屋上等に設置した場合は、枠体４の側板４ａ、４ａに広告の表示をすることができる。
　本発明の風力発電機用風車装置は、風力発電機用風車装置の製造の分野又はこれを設置する分野等で有効に利用することができる。
　１　　無端チェーン部材
　１ａ　背面スライド板
　１ｂ　背面支持ローラ
　２　　鎖車部材
　３　　翼部材
　３ａ　翼部材の延長部
　４　　枠体
　４ａ　側板
　４ｂ　底板
　４ｃ　上板
　４ｄ　下部中心軸
　４ｅ　上部中心軸
　５　　発電機
　５ａ　伝達鎖車
　５ｂ　伝達チェーン部材
　６、７　鎖車の回転軸
　６ａ　伝達鎖車
　８　　支持部材
　８ａ　下部支持板
　８ｂ　上部支持板
　８ｃ　連結棒
　８ｄ　支柱部材
　８ｅ　下部軸受け
　８ｆ　上部軸受け
　９　　ガイドレール機構
　９ａ　転動ローラ
　９ｂ　周回案内路
　１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ　上部風向き変更板
　１１ａ、１１ｂ、１１ｃ　下部風向き変更板
　１２ａ　風向き検出部
　１２ａ１　基部円筒部
　１２ａ２　風向き検出板
　１２ａ３、１２ａ４　圧力検出部
　１２ａ５　検出部支持部
　１２ａ６　検出片
　１２ｂ　回転駆動部
　１２ｂ１　歯車
　１２ｂ２　ウォームギア
　１２ｂ３　電動モータ
　ｔ　　軌跡
　ｒ　　ルート

Claims (5)

  1. 　鉛直方向の一定範囲内を周回動作する平行に配置された一対の無端チェーン部材と、
    　前記一対の無端チェーン部材を掛け渡す、前記一定範囲の上下端に配した各一対の歯車部材と、
    　前記一対の無端チェーン部材に両端を結合した複数の翼部材であって、該無端チェーン部材に一定の周回方向の相互間間隔で全周に渡って配した複数の翼部材と、
    　前記全歯車部材を回転自在に支持する枠体と、
    　直接又は間接に発電機を結合しうるように構成したいずれかの歯車部材の回転軸と、
    　前記枠体を水平方向に回転自在に支持する支持部材と、
    　前記支持部材及び前記枠体との間に配した、前記翼部材に、風を、前記歯車の回転軸と直交する向きに導入すべく、該枠体を回動させる方向制御機構と、
    で構成した風力発電機用風車装置であって、
    　更に前記翼部材を側面視部分円弧状に構成し、
    　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側の位置において、該翼部材を、その凹面が下向きで、風の導入方向に向けて斜め上向きになるように取り付け、
    　該一対の無端チェーン部材の風の排出側において、該該翼部材を、その凹面が上向きで、風の導入方向に向けて斜め下向きになるように、前記枠体に、該翼部材の向きを制御するガイドレール機構を構成し、
    　該ガイドレール機構は、
    　前記翼部材の両外側端を側方に延長した延長部端に配した転動ローラと、
    　該転動ローラが前記無端チェーン部材の周回動作によって規制無く描く軌跡に近似する周回案内路であって、該無端チューン部材の周回路の風の導入側及び下部の途中から風の導入側に対応する部位においては、該規制無く描く軌跡に一致させ、かつ該無端チューン部材の周回路の上端途中から風の排出側及び風の排出側に対応する部位においては、該規制無く描く軌跡より内側に位置するように構成した、該転動ローラの案内用の周回案内路と、
    で構成した風力発電機用風車装置。
  2. 　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側及び風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位の内側に、その直線移動動作を支援する背面スライド板を近接状態に配した請求項１の風力発電機用風車装置。
  3. 　前記一対の無端チェーン部材の風の導入側及び風の排出側の鉛直方向に直線的に移動動作する部位の内側に、その直線移動動作を支援する、転動自在な複数の背面支持ローラを当接状態に配した請求項１の風力発電機用風車装置。
  4. 　前記枠体に、前記無端チェーン部材の周回路の上端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを下向きに変える風向き変更板を配した請求項１、２又は３の風力発電機用風車装置。
  5. 　前記枠体に、前記無端チェーン部材の周回路の下端付近の内側を通過する翼部材の凹面側に風を導入すべく、風の導入側の前方からの風の向きを上向きに変える風向き変更板を配した請求項１、２、３又は４の風力発電機用風車装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023000044A1 (de) 2023-01-10 2024-07-11 Bernd Heidenreich Neuartige Lamellensteuerung von Windenergieanlagen mit hintereinander befindlichen Reihen von schräg angeströmten Lamellen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5314257A (en) * 1976-07-23 1978-02-08 Diggs Richard E Wind force converter
JP2001280230A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Univ Tokyo 羽根車
JP2003269318A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Takashi Uchida エネルギー吸収装置
WO2010030895A2 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Levi Avraham Y Wind turbine
WO2010102005A2 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Syrovy George J Looped airfoil wind turbine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049300A (en) * 1974-06-26 1977-09-20 Schneider Daniel J Fluid driven power producing apparatus
US4186314A (en) * 1976-07-23 1980-01-29 Diggs Richard E High efficiency wind power machine
EP0259393A1 (de) * 1986-02-25 1988-03-16 LANGE, Horst Einrichtung zur umwandlung von energie

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5314257A (en) * 1976-07-23 1978-02-08 Diggs Richard E Wind force converter
JP2001280230A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Univ Tokyo 羽根車
JP2003269318A (ja) * 2002-03-15 2003-09-25 Takashi Uchida エネルギー吸収装置
WO2010030895A2 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 Levi Avraham Y Wind turbine
WO2010102005A2 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Syrovy George J Looped airfoil wind turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023000044A1 (de) 2023-01-10 2024-07-11 Bernd Heidenreich Neuartige Lamellensteuerung von Windenergieanlagen mit hintereinander befindlichen Reihen von schräg angeströmten Lamellen

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