JP2005061392A - Wind and water turbine with variable blade - Google Patents
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕[Industrial application fields]
本発明は小規模の風力発電分野と共に風以外の流体、即ち水流発電分野にも利用できうる。
〔従来の技術〕The present invention can be used for a small-scale wind power generation field as well as a fluid other than wind, that is, a water current power generation field.
[Conventional technology]
長方板形状の羽根を垂直方向の回転軸に取付けた従来の風車は軸の片側の羽根で風を受けて回転するが、反対側の羽根はなるべく風を受けないよう中凸形状にする程度であり、その差の風力により回転するものであって発電の効率は低いものである。
〔発明が解決しようとする課題〕A conventional windmill with rectangular blades attached to a vertical rotating shaft rotates by receiving wind from one side of the shaft, but the opposite blade is made to have a convex shape to avoid receiving wind as much as possible. Therefore, it is rotated by the wind force of the difference, and the efficiency of power generation is low.
[Problems to be Solved by the Invention]
本発明は反対側の羽根でなるべく風を受けないようにする従来の消極的な方法と異なり、自動的に羽根を90°回転させて風車本体の周方向に向きを変えて、ほどんど風を受けない形状に変化させると共に、中間位置にある羽根を45°程度傾けて風力の分力により風車の回転を助けることにより高い発電効率を得ることが出来る。
〔課題を解決するための手段〕Unlike the conventional passive method of avoiding the wind as much as possible with the blade on the opposite side, the present invention automatically rotates the blade by 90 ° to change the direction in the circumferential direction of the wind turbine body, and almost wind It is possible to obtain a high power generation efficiency by changing the shape to not received and by tilting the blade at the intermediate position by about 45 ° to assist the rotation of the windmill by the component force of the wind force.
[Means for solving the problems]
風水車回転軸3に取付けられた風水車本体2の周辺部数カ所に長方板形状の羽根4を固定した羽根用軸5を風水車回転軸3に並列して取付けた構造の風水車に於いて、すべての羽根用軸5を回転しうる構造とし、この羽根用軸5に歯数2×N枚の羽根用歯車6を取付け、この羽根用歯車6を風水車架台1に固定した中間歯車用軸7上を回転する中間歯車8に噛み合わせ、更にこの中間歯車8を風水車架台1に固定した歯数N板の停止歯車9に噛み合わせる構造とする。矢印方向の風又は水に直面するように羽根4の方向を風水車回転軸3の中心に向けて〔図1〕のAの位置に設定した後、風水車が90°回転すると中間歯車8の軸心は停止歯車9の軸心に対して90°時計方向に公転し、歯数N枚の中間歯車8は180°時計方向に自転する。このとき羽根用歯車6を中間歯車8に噛み合わしたまま固定しておく。次に羽根用歯車6の軸心を90°反時計方向に戻すと羽根用歯車6は反時計方向に135°自転する。従って180°−135°=45°羽根用歯車6は時計方向に傾き〔図2〕の示す位置にくる。更に風水車本体2が90°時計方向に回転して〔図3〕のC点に達したとき、組み合わされた3枚の歯車6,8,9の作用により羽根4は更に45°時計方向に傾き〔図3〕のように風水車本体2の周方向に向く。更に風水車本体2が90°時計方向に回転し、〔図4〕のD点に達したとき、前記と同じく歯車の作用により羽根4は更に45°時計方向に傾き〔図4〕の示す位置にくる。更に風水車本体2が90°時計方向に回転して〔図5〕のE点に達したとき羽根4は更に45°傾き〔図5〕のように羽根4の方向は風水車回転軸3の中心に向く。このようにして風水車本体2に取付けるすべての羽根4各々に中間歯車8及び羽根用歯車6を取付け、風水車本体2を回転してすべての羽根4が〔図1〕のA点に来る毎に、その取付角度を風水車回転軸3の中心に向くよう羽根用歯車6の噛み合わせを調整することにより風水車本体2に取付けたすべての羽根4を最初の羽根と同様に所要の傾斜角に変動させることが出来る。
〔作用〕In a wind turbine having a structure in which
[Action]
風水車が回転して〔図1〕のAの位置に羽根4が廻ってきて、その羽根4の方向が〔図1〕に示すように風水車回転軸3の中心に向くとき、矢印方向の風又は水をすべて受けることが出来る。そして羽根4が〔図2〕のB点に達したときは45°傾くが、矢印方向の風又は水の約半分の力を受けることが出来る。更に〔図3〕のC点に達したときは羽根4の方向は風又は水の方向を向くため矢印方向の風又は水による抵抗はほとんど生じない、更に〔図4〕のD点に達したときは羽根4が45°傾くが矢印方向の風又は水の約半分の力を受けることが出来る。このように風水車本体2に設けられた多数の羽板はすべて〔図1〕のA点に来たときは最大の風力又は水力を受ける。又〔図2〕のB点、〔図4〕のD点に来たときは約半分の風力又は水力を受けることが出来、非常に高い発電効率を得ることが出来る。
〔実施例〕When the wind turbine rotates and the
〔Example〕
〔図7〕及び〔図8〕は本発明実施の一例を示す。図に示す風水車本体2には4枚の羽根4を備え、この羽根4は羽根用軸5にキー止めされており、下端に2×N枚の歯をもつ羽根用歯車6を取付けている。そして風水車本体2に回転可能に支えられている。風水車本体2には中間歯車用軸7が堅く固定され、それに中間歯車8が回転自由にに支えられている、又風水車架台1には歯数N枚の停止歯車9がボルト13で固定され、完全に風水車架台1と一体となっている。これら3枚の歯車が風水車本体2の平面図〔図8〕より見て一直線になるようにして噛み合わされている。風水車本体2が90°回転すると中間歯車8の軸心は停止歯車9の軸心に対して90°時計方向に公転し、中間歯車8の歯数がN枚であるときは180°時計方向に自転する。このとき、羽根用歯車6を中間歯車8に噛み合わしたまま固定しておく。次に羽根用歯車6の軸心を反対方向に戻すと、羽根用歯車6の歯数が停止歯車9の歯数の2倍、即ち2×Nであるから羽根用歯車6は反時計方向に135°自転する。従って180°−135°=45°羽根用歯車6は時計方向に傾き〔図1〕より〔図2〕の位置にくる。同様に〔図2〕より〔図3〕、〔図3〕より〔図4〕、〔図4〕より〔図5〕と羽根4はその都度時計方向45°傾いて時計方向に廻っていく。このとき〔図1〕と〔図5〕と比較すると羽根4は丁度裏返っていることがわかる。前記のとおり風力及び水力は有効に羽根4に受けられて風水車本体2を回転させ、風水車回転軸3に直結した発電機14を効率よく回転することが出来る。
〔発明の効果〕[FIG. 7] and [FIG. 8] show an embodiment of the present invention. The
〔The invention's effect〕
本発明は自動的に羽根4の傾斜角を全面で風力又は水力を受ける状態より反対側でほとんど風力又は水力を受けない状態に変更することにより低速の風又は水のエネルギーを確実に吸収して発電出来る特徴をもつ、従って河川の流水、潮流より発電を行うことも可能となる。The present invention automatically absorbs the energy of low-speed wind or water by automatically changing the inclination angle of the
1・・・・・風水車架台
2・・・・・風水車本体
3・・・・・風水車回転軸
4・・・・・羽根
5・・・・・羽根用軸
6・・・・・羽根用歯車
7・・・・・中間歯車用軸
8・・・・・中間歯車
9・・・・・停止歯車
10・・・・・羽根用チェインホイール
11・・・・・停止チェインホイール
12・・・・・チェイン
13・・・・・取付用ボルト
14・・・・・発電機DESCRIPTION OF
Claims (2)
更に風水車本体2が90°時計方向に回転して〔図5〕のE点に達したとき、羽根4は更に時計方向に45°傾き、〔図5〕のように羽根4の方向は風水車回転軸3の中心に向く、即ち羽根が矢印方向の風又は水に直面した状態になる。このように風水車本体2の周辺部に取付けるすべての羽根4にすべて中間歯車8及び羽根用歯車6を取付け、風水車本体2を回転して、すべての羽根4が〔図1〕のA点に来る毎に、その取付角度を風水車回転軸3の中心に向くように羽根用歯車6の噛み合わせを調整することにより風水車本体2に取付けたすべての羽根4の傾斜角を風水車の回転につれて〔図1〕より〔図2〕、〔図3〕、〔図4〕、〔図5〕と変動させることが出来る可変羽根をもつ風水車の構造。In a wind turbine having a structure in which blade shafts 5 each having a rectangular plate-like blade 4 fixed in parallel with the rotation shaft 3 are attached to several locations around the wind turbine body 2 attached to the wind turbine rotation shaft 3. An intermediate gear shaft in which all blade shafts 5 can be rotated, a blade gear 6 having 2 × N teeth is attached to the blade shaft 5, and the blade gear 6 is fixed to the wind turbine body 2. The intermediate gear 8 is meshed with an intermediate gear 8 that rotates on the top 7, and the intermediate gear 8 is meshed with a stop gear 9 having N teeth fixed to the wind turbine chassis 1. The wind turbine rotates so that one of the blades moves to the position A in FIG. 1 so that the blade 4 faces the center of the wind turbine rotating shaft 3 as shown in FIG. After the blades 4 face the wind or water in the direction of the arrow, the wind turbine body 2 is rotated 90 ° clockwise by the wind or water and reaches point B in FIG. At this time, while the intermediate gear 8 and the blade gear 6 are meshed with each other, the blade gear 6 is rotated by turning around the stop gear 9 by 90 °, and the blade 4 fixed thereto is as shown in FIG. Tilt 45 ° clockwise. Therefore, the rotation of the wind turbine is promoted by the wind or water component in the direction of the arrow. Further, when the wind turbine body 2 rotates 90 ° clockwise and reaches the point C in FIG. 3, the blade fixed to the blade gear 6 by the operation of the meshed gears 6, 8, 9 4 is further inclined by 45 ° in the clockwise direction and is directed in the circumferential direction of the wind turbine body 2 as shown in FIG. 3 so that it hardly receives wind or water resistance. Further, when the wind turbine body 2 is rotated 90 ° clockwise and reaches the point D in FIG. 4, the blade 4 is further inclined 45 ° clockwise as shown in FIG. . Accordingly, rotation of the wind turbine is facilitated by the wind or water component in the direction of the arrow.
Further, when the wind turbine body 2 is rotated 90 ° clockwise and reaches the point E in FIG. 5, the blade 4 is further inclined 45 ° clockwise, as shown in FIG. 5, the direction of the blade 4 is feng shui. It turns to the center of the vehicle rotating shaft 3, i.e., the blades face the wind or water in the direction of the arrow. In this way, the intermediate gear 8 and the blade gear 6 are attached to all the blades 4 attached to the peripheral part of the wind turbine body 2, and the wind turbine body 2 is rotated so that all the blades 4 are point A in FIG. The inclination angle of all blades 4 attached to the wind turbine main body 2 is adjusted by adjusting the meshing of the blade gear 6 so that the mounting angle is directed to the center of the wind turbine rotating shaft 3. A structure of a wind turbine having variable blades that can be changed from [FIG. 1] to [FIG. 2], [FIG. 3], [FIG. 4], and [FIG.
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ID=34372655
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008196460A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Univ Of Electro-Communications | Rotating blade mechanism, power generation device using the rotating blade mechanism, and moving device |
| WO2019203477A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 곽태숙 | Perpendicular hydroelectric power generation apparatus |
| CN114123647A (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-01 | 中国石油化工股份有限公司 | Transmission for water injection well generators |
-
2003
- 2003-08-09 JP JP2003320405A patent/JP2005061392A/en active Pending
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