JP4658768B2 - Rotor blade and power generator using the rotor blade - Google Patents
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Description
本発明は、例えば風力発電における動力源として利用可能な回転翼に関するものであり、更にこの回転翼を使用した発電装置に関する。 The present invention relates to a rotor blade that can be used as a power source in wind power generation, for example, and further relates to a power generator using the rotor blade.
風力発電における動力源として利用可能な回転翼としては、例えば、下記特許文献1に記載のものがある。このような回転翼は、風力を受けて回転することができる。この回転の力を、風力発電等の動力源として用いることができる。
As a rotor blade that can be used as a power source in wind power generation, for example, there is one described in
ところで、風力発電等の動力源として回転翼を用いる場合には、風力を効率良く動力に変換する必要がある。この点において、従来の回転翼には、さらに改良の余地がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、効率の良い動力源として利用可能な回転翼を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and intends to provide a rotor blade that can be used as an efficient power source.
本発明の請求項1に記載の回転翼は、第1回転軸と、第1リンクと、板状の翼部材と、第2回転軸と、第2リンクとを備えている。前記第1リンクは、前記第1回転軸からその外側方向へ延長されて、前記板状の翼部材の一方側と連結され、前記板状の翼部材は、前記第1リンクに対して回動可能な状態で取り付けられており、前記第2回転軸は、前記第1回転軸から偏心させられており、前記第2リンクは、前記第1回転軸からその外側方向へ延長されて、前記第2回転軸と前記板状の翼部材の他方側と連結され、前記第2回転軸と前記翼部材との間における離間距離を一定に保持する構成となっている。そして、調整機構をさらに備え、この調整機構は、流体の流れに応じて、前記第2回転軸を、前記第1回転軸の位置を所定の位置に調整する。この調整機構がないと、当初は回転しても、そのうち回転を停止してしまうために、必須的に必要である。さらに、前記第1回転軸と前記第2回転軸との位置関係を、流体の流れ方向においてほぼ逆にすることにより、前記第1回転軸の回転方向を逆転させる構成となっている。
The rotary blade according to
請求項2に記載の回転翼は、前記調整機構と前記第1回転軸の回転方向を逆転させる構成とにより、前記第2回転軸を、流体の流れ方向において、前記第1回転軸に対してほぼ下流側付近又はほぼ流側付近の最も高速回転数を得る位置に配置させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the rotating blade is configured so that the second rotating shaft is moved relative to the first rotating shaft in the fluid flow direction by the adjustment mechanism and the configuration in which the rotating direction of the first rotating shaft is reversed . It is characterized by being arranged at a position where the highest rotational speed is obtained approximately near the downstream side or near the flow side.
本発明の請求項3に記載の回転翼は、一つの回転軸と、第1リンクと、板状の翼部材と、第2リンクと、偏心軸受け機構部を備えている。前記第1リンクは、前記回転軸からその外側方向へ延長されて、前記翼部材の一方側と連結され、前記板状の翼部材は、前記第1リンクに対して回動可能な状態で取り付けられており、前記第2リンクは、前記偏心軸受け機構部からその外側方向へ延長されて、前記回転軸に取り付けられる偏心軸受け機構部と前記板状の翼部材の他方側と連結され、前記回転軸に取り付けられる偏心軸受け機構部と前記翼部材との間における離間距離を一定に保持する構成となっており、前記偏心軸受け機構部は、その中心を前記回転軸の中心とは偏心した位置で回転軸の外周を偏心回転する偏心回転機構を有して、前記第2リンクが取り付けられている。そして、前記流体の流れに応じて、前記偏心軸受け機構部の方向を制御する調整機構を備えている。この調整機構がないと、当初は回転しても、そのうち回転を停止してしまうために、必須的に必要である。さらに、前記回転軸と前記偏心軸受け機構部との位置関係を、流体の流れ方向においてほぼ逆にすることにより、前記回転軸の回転方向を逆転させる構成となっている。 According to a third aspect of the present invention, the rotary blade includes a single rotary shaft, a first link, a plate-like blade member, a second link, and an eccentric bearing mechanism. The first link is extended outward from the rotating shaft and connected to one side of the wing member, and the plate-like wing member is attached to be rotatable with respect to the first link. The second link is extended outward from the eccentric bearing mechanism portion and connected to the eccentric bearing mechanism portion attached to the rotary shaft and the other side of the plate-like wing member , and the rotation The distance between the eccentric bearing mechanism attached to the shaft and the wing member is kept constant, and the eccentric bearing mechanism is located at a position eccentric from the center of the rotating shaft. The second link is attached with an eccentric rotation mechanism that eccentrically rotates the outer periphery of the rotation shaft. And the adjusting mechanism which controls the direction of the said eccentric bearing mechanism part according to the flow of the said fluid is provided. Without this adjustment mechanism, even if it initially rotates, it will be necessary to stop the rotation. Furthermore, the rotational direction of the rotating shaft is reversed by reversing the positional relationship between the rotating shaft and the eccentric bearing mechanism portion in the fluid flow direction.
請求項4の発明としては、前記調整機構と前記回転軸の回転方向を逆転させる構成とにより、前記偏心軸受け機構部の回転中心を、流体の流れ方向において、前記回転軸に対してほぼ下流側付近又はほぼ上流側付近の最も高速回転数を得る位置に配置させることが好ましい。 According to a fourth aspect of the present invention, the rotation center of the eccentric bearing mechanism is substantially downstream with respect to the rotation shaft in the fluid flow direction by the configuration in which the adjustment mechanism and the rotation direction of the rotation shaft are reversed. It is preferable to arrange at the position where the highest rotational speed is obtained in the vicinity or near the upstream.
請求項5記載の発電装置は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転翼による回転力によって発電を行う構成となっている。
The power generator according to
本発明の回転翼によれば、流体の流れから、効率よく回転力を取り出すことが可能となる。 According to the rotor blade of the present invention, it is possible to efficiently extract the rotational force from the fluid flow.
以下、本発明の一実施形態に係る回転翼を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, a rotor blade according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態の構成)
この回転翼は、第1回転軸1と、第1リンク2と、翼部材3と、第2回転軸4と、第2リンク5と、基台6と、調整機構7と、連結具8とを主要な要素として備えている(図1参照)。
(Configuration of the first embodiment)
The rotary blade includes a first
第1回転軸1の下端は、基台6の軸受61に、基台6に対して回転可能となるように取り付けられている。第1回転軸1は、第1リンク2を取り付けるための二つの取付具11を備えている。
The lower end of the first rotating
第1回転軸1の上端には、軸受81を介して、連結具8が回転可能なように取り付けられている。
A connecting
第1リンク2は、図1に示す例では、8本となっている。これらの第1リンク2は、多少の変形は許容されるものの、実質的に剛体となっている。
The number of the
4本の第1リンク2は、下側の取付具11に取り付けられている。残りの4本の第1リンク2は、上側の取付具11に取り付けられている。これらの第1リンク2は、第1回転軸1から、その外側方向へ延長されている。より詳しくは、各第1リンク2は、第1回転軸1から放射状に伸びる方向に配置されている。さらに、各第1リンク2どうしは等長である。また、同じ平面内の第1リンク2どうしは、等間隔となっている。第1リンク2は、取付具11によって、第1回転軸1の回転に伴って回転するように取り付けられている。
The four
翼部材3は、この実施形態では単純な矩形の板状とされている。翼部材3は、各第1リンク2の先端に取り付けられている。ここで、翼部材3は、各第1リンク2に対して、回動可能(本明細書においては、少なくとも一定の角度範囲で正逆方向に回転可能なことをいう)な状態で取り付けられている。翼部材3としては、飛行機用の翼の形状や、プロペラの形状であってもよい。また、翼部材3の断面形状も、矩形に限らず、楕円形や円形など、適宜な形状を選択することができる。
In this embodiment, the
第2回転軸4の下端は、第1回転軸1の上端に取り付けられた連結具8の穴82に、回転しないように取り付けられている。これにより、第2回転軸4は、第1回転軸1から偏心した位置に配置されている。第2回転軸4は、この回転翼に回転力を付与するための流体の流れ方向において、最も高速回転数を得る位置、例えば、第1回転軸1の下流側又は上流側となるように配置される。
The lower end of the second rotating shaft 4 is attached so as not to rotate in the
第2リンク5は、この例では、4本となっている。第2リンク5は、第2回転軸4と翼部材3との間を連結している。具体的には、各第2リンク5は、等長であり、かつ、第2回転中心4から放射状に伸びている。第2リンク5としては、この例では、実質的な剛体が用いられている。第2リンク5は、実質的には伸張しないものとなっており、これによって、第2リンク5は、第2回転軸4と翼部材3との間における離間距離を一定に保持できるようになっている。各第2リンク5の一端は、第2回転軸4の軸受41に取り付けられている。これにより、第2リンク5は、第2回転軸4に対して回転可能となっている。この構成により、第2リンク5は、第1回転軸1を中心として回転する翼部材3の迎角を変化させる構成となっている。また、第2リンク5の他端は、翼部材3に対して回動可能な状態で取り付けられている。
In this example, there are four
連結具8は、複数の穴82を備えており、第1回転軸1と第2回転軸2との偏心距離や位置関係を調整できるようになっている。
The
調整機構7は、棒状の基部71と、基部71の後端近傍に取り付けられた羽根部72と、基部71の先端に取り付けられたバランサ73とを備えている。基部71の中間部は、第2回転軸4の上端に、回転しないように取り付けられている。羽根部72は、板状に形成されており、その表面が第1又は第2回転軸とほぼ平行になるように配置されている。
The
(実施形態の動作)
つぎに、前記のように構成された本実施形態に係る回転翼の動作を説明する。まず、回転翼に対して、ある方向から風を送る。もちろん、この風は、自然力によって発生したものであっても良い。本実施形態では、回転翼に対する風の向きは、初期状態では特に限定されない。回転翼の第1及び第2回転軸に交差する速度成分を持つ風であれば、後述する動作により、本実施形態の回転翼による回転力を得ることが可能である。ただし、自然風を利用する場合は、風は地表面に平行な方向に吹くことが多いので、回転翼の第1及び第2回転軸は、一般的には、地表面にほぼ鉛直な方向に配置されることが好ましい。
(Operation of the embodiment)
Next, the operation of the rotor blade according to the present embodiment configured as described above will be described. First, wind is sent from a certain direction to the rotor blades. Of course, this wind may be generated by natural force. In the present embodiment, the direction of the wind relative to the rotor blade is not particularly limited in the initial state. If the wind has a velocity component that intersects the first and second rotation axes of the rotor blades, it is possible to obtain the rotational force by the rotor blades of the present embodiment by the operation described later. However, when using natural wind, the wind often blows in a direction parallel to the ground surface, so the first and second rotating shafts of the rotor blades are generally in a direction substantially perpendicular to the ground surface. Preferably they are arranged.
回転翼が風を受けると、調整機構7の羽根部72は、風力によって風下側に移動する。これにより、第2回転軸4に回転力が加えられる。すると、第2回転軸4は、第1回転軸1を中心として回転して、第1回転軸1よりも風下側(下流側)に配置される(図1、図2及び図4参照)。図2においては、図中左から右に風が吹いているものとする。
When the rotor blades receive wind, the
一方、翼部材3には、風力によって回転力が発生し、この回転力によって、第1回転軸1を中心として回転する。すると翼部材3を介して、第2リンク5が、第2回転軸4を中心として回転する。ここで、翼部材3は、第2リンク5によって、第2回転軸4からの距離が一定に保持されており、かつ、第1リンク2に対して回動可能となっている。このため、空気流に対する、翼部材3の迎角は、第1リンク2の回転角に応じて変化する。回転角度に応じた翼部材3の迎角変化を図5に示す。さらに、第1及び第2リンクの先端の軌跡を図4中の一点鎖線により示す。
On the other hand, a rotational force is generated in the
ここで、仮に、翼部材3の迎角を、第1リンク2の回転角によらず一定とすると、翼部材3が一周する間に得られる回転力は相殺されてしまい、第1回転軸1への回転力を生み出すことはできない。
Here, if the angle of attack of the
しかしながら、この実施形態の回転翼では、前記したように、翼部材3の迎角が回転角により変化するので、翼部材3における回転力は、回転角度によって異なることになる。すると、回転翼全体としては、一定方向(図5の例では図中反時計方向)への回転力を回転翼に与えることができる。
However, in the rotary blade of this embodiment, as described above, the angle of attack of the
この実施形態の回転翼では、第2リンク5によって各翼部材3の迎角の制御をしているので、迎角をアクチュエータで制御する場合に比較して、機構を簡略化することができるという利点がある。
In the rotary blade of this embodiment, since the angle of attack of each
また、この回転翼では、迎角制御のためのアクチュエータを動作させるための動力を必要としないという利点もある。風力発電用の原動機自体でエネルギーを消費してしまうと、風力発電全体のエネルギー効率が低下してしまうが、本実施形態の回転翼を用いれば、風力発電全体のエネルギー効率を向上させることが可能となる。 In addition, this rotary blade has an advantage that it does not require power for operating an actuator for controlling the angle of attack. If the prime mover itself for wind power generation consumes energy, the energy efficiency of the entire wind power generation decreases, but if the rotor blade of this embodiment is used, the energy efficiency of the entire wind power generation can be improved. It becomes.
また、本実施形態の回転翼によれば、その回転力によって発電を行う発電装置を構成することができる。 Moreover, according to the rotor blade of this embodiment, the electric power generating apparatus which generates electric power with the rotational force can be comprised.
さらに、本実施形態の回転翼によれば、翼部材3を単純な板状としても、風力から回転力を取り出す効率の低下がほとんどないので、回転翼の製作コストを低く抑えることが可能となるという利点もある。
Furthermore, according to the rotor blade of the present embodiment, even if the
(実施例)
下記条件下において、第1回転軸1と第2回転軸4との位置と回転数との関係を測定した。なお、寸法の取り方を図5に示した。
偏心度e=15cm
第1リンクの長さlr=150cm
第2リンクの長さle=147cm
翼部材への取付箇所における第1リンクと第2リンクとの距離c=35cm
回転翼に与えた風の速度は3段階とし、強の場合で約8m/s、中の場合で約5.0m/s、弱の場合で約2m/sである。
(Example)
Under the following conditions, the relationship between the position of the first
Eccentricity e = 15cm
First link length lr = 150 cm
Second link length le = 147cm
Distance c = 35 cm between the first link and the second link at the attachment position to the wing member
The speed of the wind given to the rotor blades is three stages, about 8 m / s in the strong case, about 5.0 m / s in the middle case, and about 2 m / s in the weak case.
結果を図6に示す。この図6において、「偏心角」とは、第1回転軸1に対する第2回転軸4の偏心角度を示している。角度の取り方としては、風の方向において、第1回転軸1のちょうど背後(ちょうど風下となる側)に第2回転軸4がある状態を0°(或いは360°)、その反対側(ちょうど風上となる側)に第2回転軸4がある状態を180°としている。また、風力が強のときのデータを四角、中のときのデータを三角(△)、弱のときのデータを菱形で表している。
The results are shown in FIG. In FIG. 6, “eccentric angle” indicates an eccentric angle of the second rotating shaft 4 with respect to the first
図6から明らかなように、第2回転軸4が、第1回転軸1のほぼ風下側付近又はほぼ風上側付近に配置されている状態において、翼部材3の高い回転数を得ることができた。第2回転軸4が、約160°〜約210°と約320°〜約10°の範囲、特に約180°〜約200°と約340°〜約0°の範囲では、特に高い回転数を得ることができた。図6において、約180°〜約200°の範囲を「時計回りで回転数が高い偏心角」と説明し、約340°〜約0°の範囲を「反時計回りで回転数が高い偏心角」と説明している。これに対して、第2回転軸4が、第1回転軸1の側方(+90°又は−90°の近傍)にあるときは、ほとんど、翼部材3の回転力を得ることができなかった。図6において、約75°〜約95°の範囲を「回転方向が不安定な偏心角(どちらにも回転する)」と説明し、約250°〜約270°の範囲を「回転を拘束する偏心角」、つまり翼部材3が回転し難くなることを説明している。なお、この翼部材3が回転し難くなることに着目して、この位置で強制的に停止させてメンテナンス等を行ったり、強風時に安全性向上対策に利用することも可能である。
As is clear from FIG. 6, the high rotational speed of the
したがって、調整機構7により、第2回転軸4を、第1回転軸1のほぼ下流側付近又はほぼ上流側付近に配置することにより、高い効率で、風力を回転力に変換できることが分かる。また、調整機構7を備えたものと備えないものとの両方の実験も行った。その結果は、調整機構7を備えないものでは、当初は回転力を取り出すことができるが、そのうち回転が停止して、回転力を取り出すことができなくなってしまった。したがって、本実施の形態において、調整機構7を備えることが必須要件であり、調整機構7により、上記のように、第2回転軸4を、流体の流れ方向において、前記第1回転軸1に対してほぼ下流側付近又はほぼ上流側付近の最も高速回転数を得る位置に配置させることができる。
Therefore, it can be understood that the wind power can be converted into the rotational force with high efficiency by arranging the second rotating shaft 4 in the vicinity of the first
また、この実施例では、第2回転軸4が第1回転軸1よりも風上側にある場合には、風下側にある場合に較べて、回転翼の、つまり第1回転軸1の回転方向が逆転した。したがって、第2回転軸4の位置を変えることにより、第1回転軸1の回転方向を制御することもできる。本実施形態では、調整機構7における羽根部72とバランサ73との位置関係を逆にすると、風を受けた場合における、第1回転軸1と第2回転軸4との位置関係を逆にすることができる。そのためには、例えば、第2回転軸4から基部71を一旦取り外し、基部71を水平方向に180°回転させてから、基部71を第2回転軸4に再び取り付ければよい。これにより、羽根部72とバランサ73との位置関係が逆になって、第1回転軸1の回転方向を制御することができる。バランサ73を用いない場合には、羽根部72の位置を、第2回転軸4を挟んで反対側に変更すればよい。
In this embodiment, when the second rotary shaft 4 is on the windward side of the first
なお、本発明に係る回転翼は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。 The rotor blade according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、前記実施形態では、第1リンク2の本数を4としたが、これに限らないことは当然である。第1リンク2の本数は偶数でも奇数でも良い。
For example, in the above-described embodiment, the number of the
また、この実施形態では、各第1リンク2どうしを、等長かつ等間隔としたが、これに限らず、異なる長さや、異なる間隔であってもよい。
In this embodiment, the
さらに、この実施形態では、翼部材3を板状とし、各第1リンク2に対して回動可能な状態で取り付けたが、例えば翼部材3を弾性変形可能な材料とし、これを第1リンク2に固定してもよい。要するに、翼部材3は、第2リンク5によって迎角を変化させることができるものであればよい。
Furthermore, in this embodiment, the
また、この実施形態では、第2リンク5として実質的な剛体を用いたが、第2リンク5としては、ひものような変形可能な材料を用いることもできる。ただし、この場合は、翼部材3に、元の位置に復帰できる復元力が付与されている必要がある。復元力の付与方法としては、例えば、翼部材3にバネを取り付ける方法や、翼部材3自体を弾性部材とする方法がある。第2リンク5自体に要求される特性としては、要するに、第2回転軸4と翼部材3との間における離間距離を一定に保持できることである。
In this embodiment, a substantially rigid body is used as the
さらに、前記実施形態では、回転翼に風力を与える例を説明したが、風に限らず、水などの他の流体を与える事により回転力を得ることも可能である。 Furthermore, although the example which gives wind force to a rotary blade was demonstrated in the said embodiment, it is also possible to obtain rotational force not only by a wind but by giving other fluids, such as water.
また、前記実施形態では、羽根部72を板状に形成し、その表面を第1又は第2回転軸とほぼ平行に配置したが、羽根部72の形状や配置状態はこれらには限られない。羽根部72としては、風を受けた場合に、第2回転軸4が、第1回転軸1に対して風下又は風上側に移動するような回転力を、第2回転軸4に対して与えることができる構成であればよい。羽根部72と基部71とが一体であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the blade |
さらに、前記実施形態では、調整機構7を、基部71と羽根部72とバランサ73とにより構成したが、調整機構7としては、要するに、流体の流れに応じて、第2回転軸4を、第1回転軸1のほぼ下流側付近又はほぼ上流側付近に位置させるものであればよい。特に、調整機構7としては、流体それ自体の力によって、他の動力源を用いずに、第2回転軸4を、第1回転軸1のほぼ下流側付近又はほぼ上流側付近に位置させるものが好ましい。
Furthermore, in the said embodiment, although the
(第2の実施の形態の構成)
この回転翼は、一つの回転軸21と、第1リンクR1と、翼部材3と、第2リンクR2と、基台6と、調整機構17と、偏心軸受け機構部Jと、取付具22とを主要な要素として備えている(図7参照)。なお、第1の実施の形態の連結具8に相当するものはない。
(Configuration of Second Embodiment)
The rotary blade includes a single
一つの回転軸21は、第1リンクR1を取り付けるための上下の二つの取付具22を備えている。また、一つの回転軸21の下端は、基台6の軸受61に、基台6に対して回転可能となるように取り付けられている。
One
第1リンクR1は、図7から図10に示す例では、8本となっている。4本の第1リンクR1は、下側の取付具22に取り付けられ、残りの4本の第1リンクR1は、上側の取付具22に取り付けられている。これらの第1リンクR1は、回転軸21から、その外側方向へ延長されている。より詳しくは、各第1リンクR1は、回転軸21から放射状に伸びる方向に配置されている。さらに、各第1リンクR1同士は等長である。また、同じ平面内の第1リンクR1同士は、等間隔となっている。第1リンクR1は、取付具22によって、回転軸21の回転に伴って回転するように取り付けられている。これらの第1リンクR1は、多少の変形は許容されるものの、実質的に剛体となっている。
In the example shown in FIGS. 7 to 10, there are eight first links R1. The four first links R <b> 1 are attached to the
翼部材3は、この実施形態では単純な矩形の板状とされている。翼部材3は、各第1リンクR1の先端に連結板rを介して取り付けられている。ここで、翼部材3は、各第1リンクR1に対して、回動可能(本明細書においては、少なくとも一定の角度範囲で正逆方向に回転可能なことをいう)な状態で取り付けられている。翼部材3としては、飛行機用の翼の形状や、プロペラの形状であってもよい。また、翼部材3の断面形状も、矩形に限らず、楕円形や円形など、適宜な形状を選択することができる。
In this embodiment, the
第2リンクR2は、この例では、4本となっている。第2リンクR2は、一つの回転軸21と翼部材3との間を偏心軸受け機構部Jを介して連結している。各第2リンクR2は、等長であり、かつ、偏心軸受け機構部Jから放射状に伸びて、その先端側が翼部材3と連結部材rを介して連結されている。つまり、第2リンクR2の他端は、翼部材3に対して回動可能な状態で取り付けられている。第2リンクR2としては、この例では、実質的な剛体が用いられている。第2リンクR2は、第1の部材Raと第2の部材Rbが連結され、その長さを変更することができる。すなわち、第1の部材Raと第2の部材Rbの連結方向にはボルト穴Baと位置決め孔が形成され、所定長さの位置でボルトBによりボルト止めして連結されている。この第2リンクR2の一端は、偏心軸受け機構部Jに回動可能に取り付けられている。
In this example, there are four second links R2. The second link R <b> 2 connects the one rotating
偏心軸受け機構部Jは、その中心を前記回転軸21の中心とは偏心した位置で回転軸21の外周を偏心回転するものであり、この偏心軸受け機構部Jは、前記回転軸21と連結される内周部Jaと、内周部Jaの外周に配される外周部Jbを有し、これら内周部Jaと外周部Jbの間にベアリングBrが配されている。すなわち、偏心軸受け機構部Jは、一つの回転軸21の中心において径の長い部分と短い部分とを有するものであり、外周部Jbが、前記回転軸21の中心とはその軸を偏心させた位置で内周部Jaに対してベアリングBrを介してその外周を偏心回転するものである。この構成により、第2リンクR2は、第1の実施の形態と同じように、回転軸2を中心として回転する翼部材3の迎角を変化させる構成となっている。
The eccentric bearing mechanism portion J rotates eccentrically around the outer periphery of the
調整機構17は、棒状の基部17aと、基部17aの後端近傍に取り付けられた羽根部17bとを備えている。基部17aは、偏心軸受け機構部Jと一体的に連結される連結部27を介して取り付けられている。羽根部17bは、板状に形成されている。なお、上記偏心軸受け機構部Jと調整機構17とを回転軸21の上方に取り付けることも可能であるが、縦型の配置の回転翼の安定性を担保するために、下方の基台61に近い側において下側に取り付けられている。
The
(実施形態の動作)
したがって、上記構成の回転翼について、調整機構17の羽根部17bが風を受けると、即座に偏心軸受け機構部Jと一体的な連結部27が回転軸21を中心に回転する。すなわち、翼部材3が風を受けると、調整機構17の羽根部17bは、風力によって風下側に移動する。これにより、偏心軸受け機構部Jに回転力が加えられ、偏心軸受け機構部Jが回転軸21を中心として回転する。調整機構17は、偏心軸受け機構部Jと一体的に取り付けられているため、即座に偏心軸受け機構部Jが回転軸21を中心に回転する。なお、図9と図10において風向きを矢印で示す。
(Operation of the embodiment)
Therefore, when the
一方、翼部材3には、風力によって回転力が発生し、この回転力によって、回転軸21を中心として回転する。すると翼部材3を介して、第2リンクR2が、偏心軸受け機構部Jを中心として回転する。なお、翼部材3が風を受けると、第1リンクR1が回転軸を中心として回転する。ここで、翼部材3は、第2リンクR2によって、偏心軸受け機構部Jからの距離が一定に保持されており、かつ、第1リンクR1に対して回動可能となっている。このため、空気流に対する、翼部材3の迎角は、第1リンクR1の回転角に応じて変化する(図9と図10)。回転角度に応じた翼部材3の迎角変化は、第1の実施の形態で説明した図5と同様になる。また、本実施の形態の作用・効果は第1の実施の形態と同様であり、実験例も第1の実施の形態とほぼ同様の結果が得られた。すなわち、前記調整機構17により、前記偏心軸受け機構部Jの回転中心(偏心位置)を、流体の流れ方向において、前記回転軸1に対してほぼ下流側付近又は上流側付近の最も高速回転数を得る位置に配置させることができるが、ここで、偏心軸受け機構部Jの回転中心(偏心位置)とは、これに相当する第1の実施の形態の第2回転軸4の偏心位置をいう(図6参照)。
On the other hand, a rotational force is generated in the
ただし、本実施の形態によれば、回転軸21が一つであるから、第1回転軸1と第2回転軸4を必要とした第1の実施の形態よりも部品点数の削減が図られると共に、一つの回転軸21が基台6と連結されているので、回転軸21の安定性が高められる。なお、回転軸の上端を支持するように回転させると、さらに回転軸の安定性が得られる。
However, according to the present embodiment, since there is one rotating
なお、本実施の形態の回転翼も、第1の実施の形態の回転翼と同じように、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、第1の実施の形態の回転翼と同じように種々変更を加え得る。例えば図11示すように、第1リンクR1と第2リンクR1の本数が各々3個であり、翼部材3も三枚で構成されるが、その他の構成は、第2の実施の形態と同様である。
Note that the rotor blades of the present embodiment are not limited to the above-described embodiment, like the rotor blades of the first embodiment, and the first blade is within the scope not departing from the gist of the present invention. Various modifications can be made in the same manner as the rotor blades of the embodiment. For example, as shown in FIG. 11, the number of the first links R1 and the second links R1 is three, and the
1,21 第1回転軸
11,22 取付具
2,R1 第1リンク
3 翼部材
4 第2回転軸
41 軸受
5,R2 第2リンク
6 基台
21 一つの回転軸
61 軸受
7,17 調整機構
71,17a 基部
72,17b 羽根部
73 バランサ
8 連結具
81 軸受
82 穴
J 偏心軸受け機構部
Ja 内周部
Jb 外周部
Br ベアリング
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1リンクは、前記第1回転軸からその外側方向へ延長されて、前記板状の翼部材の一方側と連結され、
前記板状の翼部材は、前記第1リンクに対して回動可能な状態で取り付けられ、
前記第2回転軸は、連結具によって前記第1回転軸から偏心させて回転可能に連結され、
前記第2リンクは、前記第1回転軸からその外側方向へ延長されて、前記第2回転軸と前記板状の翼部材の他方側と連結され、
前記第2回転軸と前記翼部材との間における離間距離を一定に保持する構成となっており、
さらに、流体の流れに応じて、前記第2回転軸を、前記第1回転軸の位置を所定の位置に調整する調整機構を備えるとともに、前記第1回転軸と前記第2回転軸との位置関係を、流体の流れ方向においてほぼ逆にすることにより、前記第1回転軸の回転方向を逆転させる構成となっていることを特徴とする回転翼。 A first rotating shaft, a first link, a plate-like wing member, a second rotating shaft, and a second link;
The first link extends from the first rotating shaft in the outer direction and is connected to one side of the plate-like wing member,
The plate-like wing member is attached in a rotatable state with respect to the first link ,
The second rotating shaft is connected to the first rotating shaft so that the second rotating shaft can be rotated eccentrically from the first rotating shaft ,
The second link extends from the first rotating shaft in the outer direction, and is connected to the second rotating shaft and the other side of the plate-like wing member ,
It is configured to keep a separation distance between the second rotating shaft and the wing member constant,
In addition, an adjustment mechanism that adjusts the position of the first rotation shaft to a predetermined position according to the flow of the fluid , and a position between the first rotation shaft and the second rotation shaft is provided. A rotating blade having a configuration in which the rotation direction of the first rotating shaft is reversed by reversing the relationship substantially in the fluid flow direction .
前記第1リンクは、前記回転軸からその外側方向へ延長されて、前記板状の翼部材の一方側と連結され、
前記板状の翼部材は、前記第1リンクに対して回動可能な状態で取り付けられ、
前記第2リンクは、前記偏心軸受け機構部からその外側方向へ延長されて、前記回転軸に取り付けられる偏心軸受け機構部と前記板状の翼部材の他方側と連結され、
前記回転軸に取り付けられる偏心軸受け機構部と前記翼部材との間における離間距離を一定に保持する構成となっており、
前記偏心軸受け機構部は、その中心を前記回転軸の中心とは偏心した位置で回転軸の外周を偏心回転する偏心回転機構を有して、前記第2リンクが取り付けられており、
さらに、流体の流れに応じて、前記偏心軸受け機構部の方向を調整する調整機構を備えるとともに、前記回転軸と前記偏心軸受け機構部との位置関係を、流体の流れ方向においてほぼ逆にすることにより、前記回転軸の回転方向を逆転させる構成となっていることを特徴とする回転翼。 One rotating shaft, a first link, a plate-like wing member, a second link, and an eccentric bearing mechanism,
The first link extends from the rotating shaft in the outer direction and is connected to one side of the plate-like wing member,
The plate-like wing member is attached in a rotatable state with respect to the first link ,
The second link is extended from the eccentric bearing mechanism portion in the outer direction, and is connected to the eccentric bearing mechanism portion attached to the rotating shaft and the other side of the plate-like wing member ,
It is configured to maintain a constant separation distance between the eccentric bearing mechanism portion attached to the rotating shaft and the wing member,
The eccentric bearing mechanism portion has an eccentric rotation mechanism that eccentrically rotates the outer periphery of the rotation shaft at a position eccentric from the center of the rotation shaft, and the second link is attached thereto.
Furthermore, an adjustment mechanism that adjusts the direction of the eccentric bearing mechanism portion according to the flow of the fluid is provided , and the positional relationship between the rotating shaft and the eccentric bearing mechanism portion is substantially reversed in the fluid flow direction. Thus, the rotating blade is configured to reverse the rotation direction of the rotating shaft .
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