带增风机构的垂直轴风车结构制造技术

本发明专利技术提供一种带增风机构的垂直轴风车结构，其中，在垂直轴风车(14)设置增风机构(15)，因此在垂直轴风车(14)的后方形成有低压部(L)，能够从增风机构(15)的前端(17)将较多的风(A)向垂直轴风车(14)引入而使其更高速旋转，使垂直轴风车(14)的功率系数提高。另外，增风机构(15)旋转自如地支撑于外框体(1)而非垂直旋转轴(7)，因此增风机构(15)的载荷不会施加于垂直旋转轴(7)，能够抑制垂直旋转轴(7)的旋转部的磨损，并且提高增风机构(15)的支撑刚性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
带增风机构的垂直轴风车结构


[0001]本专利技术涉及一种带增风机构的垂直轴风车结构。

技术介绍

[0002]风力发电用的风车形式具有在水平轴的末端安装有螺旋桨式的升力叶片的水平轴风车和在垂直轴安装有直线翼式的升力叶片的垂直轴风车。已知均是以产生于升力叶片的升力的旋转方向分量为旋转力进行高速旋转。相关技术在日本专利公开公报第2005
‑
61319号(专利文献1)中例示。

技术实现思路

[0003]然而，即使是相同的升力式风车，相对于螺旋桨式的水平轴风车在360度的全旋转范围内产生旋转扭矩，使直线翼式的升力叶片旋转的垂直轴风车仅在来自上风侧的风最初接触的约90度的角度范围内对升力叶片产生有效的旋转扭矩。在除此以外的角度范围内，升力叶片与风向的角度不适当，在升力叶片不会产生有效的旋转力矩。因此，一直以来，希望提出一种用于提高垂直轴风车的功率系数的新的结构。
[0004]本专利技术是根据这样的需求而作成的，根据本专利技术，能够提供一种能够提高垂直轴风车的功率系数的新的结构。
[0005]根据本专利技术的技术方面，提供一种带增风机构的垂直轴风车结构，其具备：外框体，其为侧面仅由多个支柱形成而能够进行从全方向的通风的结构，且在上下中心附近具有支撑部；垂直轴风车，其在上下端旋转自如地支撑于外框体的支撑部的垂直旋转轴的周围，通过沿辐射方向延伸的水平框架安装有多个直线翼式的升力叶片；以及增风机构，其以在水平方向上贯通的大致方筒形状在内部收纳垂直轴风车，其中，在所述增风机构的侧面部中，风流入的侧的前端间的间隔窄且风流出的侧的后端间的间隔宽，截面整体形成
ハ
字形，且在其后端分别形成有向外侧折弯的凸缘，在上表面部及下表面部形成有垂直旋转轴贯通的圆形的开口部，该开口部旋转自如地支撑于外框体的支撑部。
[0006]专利技术效果
[0007]根据本专利技术的技术方案，在垂直轴风车设置增风机构，因此在增风机构的内侧通过的风在侧面部的后方被二维地卷入，另外，在侧面部的外侧通过的风也因与凸缘碰撞而在侧面部的后方一边二维地扩散一边被卷入。因此，在垂直轴风车的后方形成有低压部，从增风机构的前端将较多的风引入到增风机构内，能够使垂直轴风车更高速旋转，能够提高垂直轴风车的功率系数。
[0008]另外，增风机构旋转自如地支撑于外框体的支撑部而非垂直旋转轴，因此增风机构的载荷不会施加于垂直旋转轴，能够抑制垂直旋转轴的旋转部的磨损，并且提高增风机构的支撑刚性。
[0009]根据本专利技术的另一技术方案，侧面部的前端稍微向外侧开放，因此能够将较多的风引入增风机构内，使垂直轴风车进一步高速旋转。
附图说明
[0010]图1是表示带增风机构的垂直轴风车结构的整体立体图。
[0011]图2是表示收纳于增风机构的垂直轴风车的立体图。
[0012]图3是表示垂直轴风车的立体图。
[0013]图4是沿图1中箭头SA
‑
SA线的剖视图。
[0014]图5是表示垂直旋转轴和增风机构相对于外框体的旋转支撑结构的放大剖视图。
[0015]图6是表示增风机构及垂直轴风车的剖视图，A是内侧的风，R是旋转方向，T是旋转力产生范围。
[0016]图7是表示增风机构通过风向变化而旋转的状态的相当于图6的剖视图。
[0017]图8是表示增风机构中的空气的流动的说明图，A是内侧的风，B是外侧的风，L是低压部。
具体实施方式
[0018]图1至图8是表示本专利技术优选的实施方式的图。
[0019]本实施方式的风车结构具有外框体1。外框体1整体上是各边由金属框架形成的长方体，侧面仅由四根支柱2形成。因此，该外框体1在水平方向上能够供来自全方向的风(空气流)通过。在外框体1的上下的中央部形成有四边形的支撑部3。在上侧的支撑部3的中心形成有圆孔4。
[0020]在外框体1的上下的支撑部3分别通过焊接一体地安装有轴承固定部5、6。轴承固定部5、6是直径朝向前端变小的多级圆柱形状，且在其中心形成有贯通孔23。
[0021]在该贯通孔23内插入有垂直旋转轴7，该垂直旋转轴7的底面由轴承8支撑为相对于轴承固定部6旋转自如，并且上下端部的侧面由轴承9支撑为相对于轴承固定部5、6旋转自如。在下侧的轴承固定部6形成有向一方开放的空间10，在此处露出的垂直旋转轴7的下端固定有带轮11。在该带轮11上挂有未图示的同步带，能够将垂直旋转轴7的旋转力传递到发电机。
[0022]在垂直旋转轴7通过四根水平框架12安装有升力叶片13，由这些垂直旋转轴7、水平框架12、升力叶片13构成了垂直轴风车14。升力叶片13为直线翼式，通过承受风A，在升力叶片13产生升力，通过该升力的旋转方向分量，垂直轴风车14沿旋转方向R(参照图6)旋转。
[0023]相对于螺旋桨式的水平轴风车可以在360度的全旋转范围内得到旋转扭矩，垂直轴风车14仅在升力叶片13中的最初承受风A的约90度的角度范围T(参照图6)内产生旋转力扭矩。这是因为，升力叶片13相对于风A的角度仅在该角度范围T内为适于产生升力的状态。在除此以外的范围内，升力叶片13相对于风A的角度不合适，并且风A的流动也产生紊乱，因此不会产生有效的升力。这样，垂直轴风车14具有所得到的旋转扭矩比水平轴风车小的缺点。
[0024]为了弥补该缺点，在本实施方式中，将垂直轴风车14收纳于增风机构15内，提高旋转力。增风机构15是沿水平方向贯通的大致方筒形状，风A流入的侧的前端间的间隔较窄且流出的侧的后端间的间隔较宽，从上方观察侧面部16的截面整体呈梯形。侧面部16的前端17朝向流入侧稍微向外侧开放，横向宽度从风的流入侧朝向垂直旋转轴7的位置附近(中央部)渐减。另外，在侧面部16的风的流出侧后端分别形成有向外侧折弯的凸缘18。因此，增风
机构15的沿风的流动方向(主轴)观察到的宽度从流入侧的开口部沿着主轴在前端17稍微渐减之后，在侧面部16渐增，到达相反侧的开口部。从而，流入侧的开口宽度比流出侧的开口宽度小，因此作为整体，流路宽度沿着风的流动扩大。
[0025]上表面部19和下表面部20分别水平，且形成有垂直旋转轴7贯通的圆形的开口部21。而且，该开口部21经由轴承22旋转自如地支撑于在外框体1的支撑部3所固定的轴承固定部5、6的外侧。
[0026]外框体1内的增风机构15为了尽可能大尺寸化而设计成作为增风机构15的最外端的凸缘18的圆弧轨迹比外框体1的内切圆大，在增风机构15在外框体1内旋转时，在支柱2以外的部分，凸缘18伸出到外框体1外。
[0027]增风机构15的侧面部16的截面整体形成从风的流入侧朝向流出侧扩展的形状，因此前端17侧必定为笔直地朝向风A的朝向的状态。即使风A的朝向改变，增风机构15也与之相应地整体旋转，使前端17相对于风A的朝向始终笔直地对置(参照图7)。而且，将风A从前端17之间引入增风机构15内。
[0028]导入到增风机构15内的风A在增风机构15的内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带增风机构的垂直轴风车结构，其具备：外框体，其为侧面仅由多个支柱形成而能够进行从全方向的通风的结构，且在上下中心附近具有支撑部；垂直轴风车，其在上下端旋转自如地支撑于外框体的支撑部的垂直旋转轴的周围，通过沿辐射方向延伸的水平框架安装有多个直线翼式的升力叶片；以及增风机构，其以在水平方向上贯通的大致方筒形状在内部收纳垂直轴风车，该带增风机构的垂直轴风车结构的特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村胜重，
申请(专利权)人：三鹰光器株式会社，
类型：发明
国别省市：