(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023173903
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】中空円柱縦型風車
(51)【国際特許分類】
F03D 13/20 20160101AFI20231130BHJP
F03D 3/06 20060101ALI20231130BHJP
【ＦＩ】
F03D13/20
F03D3/06 H
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022086452
(22)【出願日】2022-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】713001198
【氏名又は名称】嶋名 晋一
(72)【発明者】
【氏名】嶋名 晋一
【テーマコード（参考）】
3H178
【Ｆターム（参考）】
3H178AA12
3H178AA22
3H178AA43
3H178BB33
3H178CC02
3H178CC22
3H178DD03X
3H178DD12Z
(57)【要約】 （修正有）
【課題】旋回径の大きい中空円柱縦型風車を提供する。
【解決手段】ドーナツ状の中空円柱の回転台の底面に同心円に車輪を取り付け、台座の上に前記の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で周回運動し、回転台の同心円周上に垂直に翼を設置する風車である。中空円柱を用いた風車であるので、垂直に設置した翼の周回径を大きくすることが可能である。大径の中空円柱には多くの翼を設置することができるので風を受ける有効な面積が大きくなる。重量のある発電装置が地面に置かれたことを特徴とする中空円柱縦型風車である。
【選択図】図６
【解決手段】ドーナツ状の中空円柱の回転台の底面に同心円に車輪を取り付け、台座の上に前記の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で周回運動し、回転台の同心円周上に垂直に翼を設置する風車である。中空円柱を用いた風車であるので、垂直に設置した翼の周回径を大きくすることが可能である。大径の中空円柱には多くの翼を設置することができるので風を受ける有効な面積が大きくなる。重量のある発電装置が地面に置かれたことを特徴とする中空円柱縦型風車である。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の上面に回転方向に通過できる門柱を等間隔に設置し、門柱の回転方向と逆の方向にのみ開くフラップを複数枚すき間なく取り付け軸で懸垂状に取り付け、風上に向かうフラップは風圧に押されて風を通過させ、風下に向かうフラップは風力を受け止めて回転台を回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電するフラップを用いた中空円柱縦型風車。
【請求項2】
中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、この貫通穴にマグナス翼を取り付ける為の軸受けを設置し、この軸受けにマグナス翼をマグナス翼の下部にある軸で回転自在に取り付け、各マグナス翼にはマグナス翼を回転させるモーターを取り付け、風向を検知する装置によって風上を検知して、上方向から見て、マグナス翼が風上側の半円部分を移動するときは、マグナス翼を回転させるモーターを、反時計回りに回転させ、マグナス翼が反時計回りに回転し、マグナス効果によって回転台を反時計回りに回転させ、上方向から見て、マグナス翼が風下側の半円部分を移動するときは、マグナス翼を回転させるモーターを、時計回りに回転させ、マグナス翼が時計回りに回転し、マグナス効果によって回転台を反時計回りに回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電するマグナス翼を用いた中空円柱縦型風車。
【請求項3】
中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置して、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、この貫通穴に対称翼を取り付ける為の軸受けを設置し、この軸受けに対称翼を対称翼の下部にある軸で回転自在に取り付け、対称翼の軸の下端にはカムフォロア取り付け座を固着し、カムフォロア取り付け座にカムフォロアを固着し、カムフォロアの下部には回転台より幅が狭い中空円盤のカム盤を設置し、このカム盤は回転台と同心であり、底面に同心円状に車輪を取り付け、台座の上に車輪と同心円にレールを設置し、カム盤はレール上を回転運動でき、カム盤の周囲に歯車を切削し、カム盤駆動用モーターに取り付けた歯車とかみ合わせ、風向を検知する装置によって風上を検知してカム盤を回転でき、カム盤の上面には、風上側の対称翼と風下側の対象翼が共に風上に正対して迎え角を作るようにカム溝を刻み、カムフォロアはこのカム溝に嵌まって運動し、上方向から見て、対称翼が風上側の半円部分を移動するとき、風上に対して反時計方向に迎え角を作って対称翼が揚力を得て回転台を反時計回りに回転させ、上方向から見て、対称翼が風下側の半円部分を移動するとき、風上に対して時計方向に迎え角を作って対称翼が揚力を得て回転台を反時計回りに回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電する対称翼を用いた中空円柱縦型風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は中空円柱縦型風車に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の縦型風車は中心軸を持っており大型化がむつかしい。本発明は中心軸を持っていないので大型化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－０６００３２
【特許文献2】特開２０１９－０３５３７６
【特許文献3】特開２０１７－０３１９２０
【特許文献4】特開２０１４－１１８９５９
【特許文献5】特開２００９－１９６２２
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】クリモト技報Ｎｏ．６９（２０２０年１月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
現在の大型の風力発電装置の主力はプロペラ型である。プロペラ型発電装置の特徴は高い塔の上に大質量の装置を設置することである。よって装置自体の建設費が高価である。また、装置の大きさに限界がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明が目指すところは大径の中空円柱を使った縦型風車である。地上では大きな直径の構造物の製作が可能なので、大径の回転台の上には多数の翼の搭載が可能となる。よってプロペラ型より翼面積が大きくなる。円は直径が大きくなるほど曲率が低くなるので、従来の小径で回転軸付きの縦型風車と比べると風力を有効に利用できる。本装置の風車は抗力型、マグナス型、揚力型等の搭載が可能である。本発明は装置全体を地上近くに設置することにより経済的に建設することができる。本装置は浮体構造にして海上に建設し、運用するのに最適な大型の発電設備が可能である。
【0007】
上記課題を解決するため、請求項１は中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の上面に回転方向に通過できる門柱を等間隔に設置し、門柱の回転方向と逆の方向にのみ開くフラップを複数枚すき間なく取り付け軸で懸垂状に取り付け、風上に向かうフラップは風圧に押されて風を通過させ、風下に向かうフラップは風力を受け止めて回転台を回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電するフラップを用いた中空円柱縦型風車に関するものである。
【0008】
請求項２は中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置し、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、この貫通穴にマグナス翼を取り付ける為の軸受けを設置し、この軸受けにマグナス翼をマグナス翼の下部にある軸で回転自在に取り付け、各マグナス翼にはマグナス翼を回転させるモーターを取り付け、風向を検知する装置によって風上を検知して、上方向から見て、マグナス翼が風上側の半円部分を移動するときは、マグナス翼を回転させるモーターを、反時計回りに回転させ、マグナス翼が反時計回りに回転し、マグナス効果によって回転台を反時計回りに回転させ、上方向から見て、マグナス翼が風下側の半円部分を移動するときは、マグナス翼を回転させるモーターを、時計回りに回転させ、マグナス翼が時計回りに回転し、マグナス効果によって回転台を反時計回りに回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電するマグナス翼を用いた中空円柱縦型風車に関するものである。
【0009】
請求項３は中空円柱の回転台の底面に同心円状に車輪を取り付け、回転台の下の台座の上に回転台の車輪と同心円のレールを設置して、回転台はレール上で回転運動でき、回転台の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、この貫通穴に対称翼を取り付ける為の軸受けを設置し、この軸受けに対称翼を対称翼の下部にある軸で回転自在に取り付け、対称翼の軸の下端にはカムフォロア取り付け座を固着し、カムフォロア取り付け座にカムフォロアを固着し、カムフォロアの下部には回転台より幅が狭い中空円盤のカム盤を設置し、このカム盤は回転台と同心であり、底面に同心円状に車輪を取り付け、台座の上に車輪と同心円にレールを設置し、カム盤はレール上を回転運動でき、カム盤の周囲に歯車を切削し、カム盤駆動用モーターに取り付けた歯車とかみ合わせ、風向を検知する装置によって風上を検知してカム盤を回転でき、カム盤の上面には、風上側の対称翼と風下側の対象翼が共に風上に正対して迎え角を作るようにカム溝を刻み、カムフォロアはこのカム溝に嵌まって運動し、上方向から見て、対称翼が風上側の半円部分を移動するとき、風上に対して反時計方向に迎え角を作って対称翼が揚力を得て回転台を反時計回りに回転させ、上方向から見て、対称翼が風下側の半円部分を移動するとき、風上に対して時計方向に迎え角を作って対称翼が揚力を得て回転台を反時計回りに回転させ、回転台の壁面に歯車を切削し、発電機の歯車とかみ合わせて発電機を回して発電する対称翼を用いた中空円柱縦型風車に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】フラップ型風車の平面図
【図2】フラップ型風車の正面図
【図3】フラップ型風車の断面図
【図4】フラップ型風車の部分横面図
【図5】マグナス型風車の平面図
【図6】マグナス型風車の正面図
【図7】マグナス型風車の断面図
【図8】対称翼型風車の平面図
【図9】対称翼型風車の正面図
【図10】対称翼型風車のカム溝とカムフォロアの運動の説明図
【図11】対称翼型風車の断面図
【図14】対称翼型風車の翼の軸とカムフォロア取り付け座の平面説明図
【図15】対称翼型風車の翼の軸とカムフォロア取り付け座の側面説明図
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下実施例を示す。
【実施例0012】
【0013】
中空円柱の回転台１０１の底面に同心円状に車輪１０２を取り付け、回転台１０１の下の台座１０７の上に回転台の車輪１０２と同心円の回転台用レール１０３を設置し、回転台１０１は回転台用レール１０３上で回転運動する。
【0014】
回転台１０１の上面に回転方向に通過できる門柱２０２を等間隔に設置する。
【0015】
門柱２０２に回転方向と逆の方向にのみ開くフラップ２０１を複数枚すき間なく取り付け軸２０３で懸垂状に取り付ける。
【0016】
風上に向かうフラップ２０１は風に押されて風を通過させ、風下に向かうフラップ２０１は風力を受け止めて回転台１０１を反時計方向に回転させる。
【0017】
回転台１０１の壁面に回転台の歯車１０４を切削し、発電機１０５に取り付けた発電機駆動歯車１０６とかみ合わせて発電機１０５を回し発電する、フラップ２０１を用いた中空円柱縦型風車である。
【0018】
【0019】
中空円柱の回転台１０１の底面に同心円状に車輪１０２を取り付け、回転台１０１の下の台座１０７の上に回転台の車輪１０２と同心円の回転台用レール１０３を設置し、回転台１０１は回転台用レール１０３上で回転運動する。
【0020】
回転台１０１の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、この貫通穴にマグナス翼３０１を取り付ける為の軸受け３０４を設置し、この軸受け３０４にマグナス翼３０１をマグナス翼の軸３０２で回転自在に取り付ける。
【0021】
各マグナス翼３０１の軸３０２の下端にはマグナス翼回転モーター３０３を取り付ける。マグナス翼回転モーター３０３はマグナス翼３０１を回転させる。
【0022】
上方向から見て、マグナス翼３０１が回転台１０１の風上側の半円部分を移動するときは、風向を検知する装置によって風上を検知して、マグナス翼回転モーター３０３を反時計回りに回転させ、マグナス翼３０１が反時計回りに回転して、マグナス効果によって回転台１０１を反時計方向に回転させる。
【0023】
上方向から見て、マグナス翼３０１が回転台１０１の風下側の半円部分を移動するときは、風向を検知する装置によって風上を検知して、マグナス翼回転モーター３０３を時計回りに回転させ、マグナス翼３０１が時計回りに回転して、マグナス効果によって回転台１０１を反時計方向に回転させる。
【0024】
回転台１０１の壁面に回転台の歯車１０４を切削し、発電機１０５に取り付けた発電機駆動歯車１０６とかみ合わせて発電機１０５を回し発電する、マグナス翼３０１を用いた中空円柱縦型風車である。
【0025】
【0026】
中空円柱の回転台１０１の底面に同心円状に車輪１０２を取り付け、回転台１０１の下の台座１０７の上に回転台の車輪１０２と同心
円の回転台用レール１０３を設置し、回転台１０１は回転台用レール１０３上で回転運動する。
円の回転台用レール１０３を設置し、回転台１０１は回転台用レール１０３上で回転運動する。
【0027】
回転台１０１の幅の中央部を通る円周上に等間隔に複数の垂直な貫通穴をあけ、各貫通穴に対称翼４０１を取り付ける為の軸受け４０３を設置し、この軸受け４０３に対称翼４０１を対称翼の軸４０２で回転自在に取り付ける。
【0028】
対称翼の軸４０２の下端にはカムフォロア取り付け座４１１を固着し、カムフォロア取り付け座４１１にはカムフォロア４１２を固着する。
【0029】
カムフォロア４１２の下部には回転台１０１より幅が狭い中空円盤状のカム盤４０４を設置する。
【0030】
このカム盤４０４は回転台１０１と同心であり、底面に同心円状にカム盤の車輪４０８を取り付け、台座１０７の上にカム盤の車輪４０８と同心円にカム盤用レール４０９を設置し、カム盤４０４はカム盤用レール４０９の上で回転運動する。
【0031】
カム盤４０４の周囲にカム盤の歯車４０５を切削し、カム盤駆動モーター４０６に取り付けたカム盤駆動歯車４０７とかみ合あわせ、風向を検知する装置によって風上を検知して、カム盤４０４を回転させる。
【0032】
カム盤４０４の上面には、風上側の対称翼１０１と風下側の対象翼１０１が共に風上に正対して迎え角を作るようにカム溝４１０を刻み、カムフォロア４１２はこのカム溝４１０に嵌まって運動する、
【0033】
上方向から見て、対称翼４０１が風上側の半円部分を移動するとき、風上に対して反時計方向に迎え角を作って対称翼４０１が揚力を得て回転台１０１を反時計回りに回転させる。
【0034】
上方向から見て、対称翼４０１が風下側の半円部分を移動するとき、風上に対して時計方向に迎え角を作って対称翼４０１が揚力を得て回転台１０１を反時計回りに回転させる。
【0035】
回転台１０１の壁面に回転台の歯車１０４を切削し、発電機１０５に取り付けた発電機駆動歯車１０６とかみ合わせて発電機１０５を回し発電する、対称翼４０１を用いた中空円柱縦型風車である。
【符号の説明】
【0036】
１０１ 回転台１０２ 回転台の車輪１０３ 回転台用レール１０４ 回転台の歯車１０５ 発電機１０６ 発電機駆動歯車１０７ 台座２０１ フラップ２０２ 門柱 ２０３ 取り付け軸 ３０１ マグナス翼 ３０２ マグナス翼の軸 ３０３ マグナス翼回転モーター３０４ マグナス翼の軸受け３０５ マグナス翼の回転方向４０１ 対称翼４０２ 対称翼の軸４０３ 対称翼の軸受け４０４ カム盤４０５ カム盤の歯車４０６ カム盤駆動モーター４０７ カム盤駆動歯車４０８ カム盤の車輪
４０９ カム盤用レール
４１０ カム溝
４１１ カムフォロア取り付け座
４１２ カムフォロア
４１３ カム盤の先頭部の表示
５０１ 風向の表示
５０２ 回転台の運動の方向
４０９ カム盤用レール
４１０ カム溝
４１１ カムフォロア取り付け座
４１２ カムフォロア
４１３ カム盤の先頭部の表示
５０１ 風向の表示
５０２ 回転台の運動の方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】