JPH0322554Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は風車、水車等の羽根に関し、二軸間
に掛け渡した循環帯の単体それぞれか、又は飛び
飛びに取付ける羽根も含めたものである。

〈従来の技術〉 風車、水車の各羽根板を可動に取付け、各羽根
板が車軸を回す駆動行程と、車軸により流れにさ
からつて回される戻に行程とで、羽根の向きが変
わるようにする思想は周知である。例えば実開昭
54−182745号公報の考案は戻り行程の羽根板が水
流に平行に変つて、抵抗を最小にしている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記従来技術に限らず、風車、水車の羽根板は
すべて原則として剛性体である。従つて上記公開
考案の水車の羽根板を凹面にして、駆動行程での
水の捕捉率を高めると、戻り行程では凹面にした
分だけ抵抗が増え、結果的にさほど有利にならな
い。この事は最高の効率を目ざす可動羽根方式の
泣き所であつた。

〈問題点を解決するための手段〉 この考案は上記可動羽根板をはじめて可撓性に
し、流れの力を利用して駆動行程では凹面にな
り、戻り行程では吹き流して平面になるようにし
た。

すなわち、この考案の風車、水車等の羽根は流
れに直交する軸か、その軸を回す循環帯から、上
記軸に平行な平面に沿う門形または平行棒状に、
外方へ突き出た支持枠、上記支持枠の頂部に、上
記軸に平行する一辺または一辺の両端だけを取付
けて、上記支持枠の両脚部間に吹き流し可能に設
けた、長方形で可撓性に富むシート状羽根板、上
記支持枠の両脚部の間隔より長い直棒で、上記羽
根板の自由端全長に固着し、余つた両端部を該羽
根板の両外へ均等に突出させた横棒、及び、上記
支持枠の両脚部にあつて、上記横棒の両端部を受
け止める横棒ストツパを備え、上記支持枠が流れ
に逆らつて動く位置では、上記羽根板は平板状に
吹き流され、上記支持枠が流れに押されて動く位
置では、吹き流されていた羽根板の上記横棒が上
記支持枠の両脚部間にかけ渡され、横棒の両端部
が上記ストツパに受止められた時、羽根板が帆状
にふくらむ関係寸法であることを特徴とする。

〈作用〉 この考案の対象は、流れに直交する軸を回す羽
根で、流れに沿う軸を回す羽根を対象としない。

この考案の羽根板支持枠は門形または平行棒状
であるから、両脚部の間を流れが自由に通り抜け
る。そのため支持枠の戻り行程の抵抗が少ないだ
けでなく、駆動行程から戻り行程へ移る際、スト
ツパに横棒を引つ掛けて支持枠前面に張られてい
た羽根板を、両脚部間の流れが裏面から押しはず
し、吹き流す。

吹き流された羽根板は、流れの抵抗が最小であ
り、戻り行程に要する軸の駆動トルクは最小にな
る。

戻り行程から駆動行程に移るのは、吹き流され
た羽根板も支持枠も流れに平行になつた時で、間
もなく流れが羽根板とその横棒を支持枠前面に押
し付けるようになる。その初期は横棒が支持枠前
面に載つているだけであるが、やがて流れの推力
で羽根板が船の帆のようにふくらみ、横棒は支持
枠前面上を移動して、左右のストツパに引つ掛か
る。これで支持板は適当なたわみで帆のように支
持枠に張られ、流れをよく捕捉する。

〈実施例〉 第１図はこの考案を適用した一実施例水車であ
る。図の左側の矢印が水流の方向を示す。水車の
軸１は水流に直交する向きで水平になつている
が、無論、垂直に設けてもよい。

軸１から羽根板支持枠２が放射状につき出てい
る。支持枠２は門形または平行棒状で、その頂部
に長方形羽根板３の、軸１に平行する一辺を取付
けて、羽根板３が吹き流し可能な丈態にしてい
る。

羽根板３の材質は強靭な布、各種樹脂製シー
ト、薄金属板等、耐食性に富み、可撓性で屈曲疲
労に強いものであればよい。その取付け方も、支
持枠２が門形の場合はその頂部横材に一辺を取付
け、平行棒状の場合は棒端に羽根板３の一辺の両
端部を取付ける。取付け手段は鋲締め、接着など
のほか、一辺を管状にして中に支持枠の横材を通
してもよい。

羽根板３の形はほゞ長方形であり、その寸法は
第１図の実施例のように、支持枠２の両脚の間に
沈み込める横幅にすれば簡単である。もつとも支
持枠２の形、羽根板３の寸法はこれに限らない。

羽根板３の自由端に付ける横棒４は、ほどよい
重さで、両端部が羽根板３の両外へ突出し、支持
枠２の両脚部に載る寸法である。羽根板３が布製
の場合は、その自由端のたわみを防止する補強骨
の作用もする。

支持枠２の前面つまり駆動行程で流れが当る面
の左右には横棒ストツパ５がある。第１図の実施
例では、ストツパ５は支持枠２の両脚それぞれに
掘り込んだ溝になつている。第２図の実施例のス
トツパ５はピン又はねじ棒になつている。第１図
のストツパ５の溝は比較的深く、たわんだ羽根板
３を押す流れの力で横棒４がはずれないようにし
ている。その点、第２図のストツパ５は十分な抑
止力をもつており、また溝を掘つて支持枠２の強
度を弱めるおそれもない。

第２図の実施例が第１図と異なる点はストツパ
５のほか、支持枠２の両脚に、たわんだ羽根板３
が捕らえた流れの圧力を弱めないよう減圧防止板
６を加えた点である。支持枠２の両脚後面に、流
れに沿う向きで作りつけたひれ板状の減圧防止板
６が、たわんだ羽根板３の左右を挟んで提防のよ
うに、水や風の横への逃げ道をふさぐ。無論、た
わんだ羽根板３と減圧防止板６との間に多少の隙
間ができ、そこから流れが逃げ出す。流れの圧力
を羽根の駆動に十分利用した後、横から後方へ上
手に逃がすほど、効率のよい羽根となる。

次に第３図により、この考案独特の可撓羽根板
３の動作を説明する。

支持枠２の頂部、つまり羽根板３取付け部が軸
１から流れに真向う向きに伸び出た所をＡとし、
支持枠２が軸１と共に回転してＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ａと一回転する間、羽根板３は第３
図に画いたように変形する。

すなわちＡでは、それまでの戻り行程（図の上
側半周）で流れに吹き流されたとおりの姿勢で伸
びていた羽根板３が、その横棒４を支持枠２の前
面に載せる。Ｂまで回ると、流れの推力が羽根板
３を図の下方へたわませるため、横棒４が支持枠
２前面を滑つてストツパ５に引つ掛かる。

以後、支持枠２頂部と、ストツパ５で支えられ
た横棒４との間に張られた帆のように、羽根板３
がふくらんで流れを捕えつゝＢ，Ｃ，Ｄへと回転
する。この駆動行程（図の下側半周）の終り、つ
まりＥに達すると、羽根板３は流れに平行するた
め、帆をふくらます向きの力を受けず、ゆるんだ
状態になる。

そして、戻り行程の入口Ｆに達すると、流れの
推力は羽根板３を反対方向へ押して横棒４をスト
ツパ５からはずす。これで羽根板３は流れに吹き
流された状態になり、Ｇ，Ｈ経由Ａまでの戻り行
程半周を回る。

この考案の風車、水車の羽根は直接、軸に支持
枠を付けて回すほか、チエン等の無端循環帯に支
持枠、羽根板を付け、これを介して軸を回すこと
もできる。

第４図の実施例はその簡単なもので、一対の軸
１，１を連結材７によりつなぎ、各軸１につけた
それぞれのチエン車８に無端チエン９を巻き掛
け、そのチエン９の各単体に支持枠２、羽根板３
を取付けている。無論、飛び飛びの単体につけて
もよい。

第５図はこの方式を潮、海流発電装置に応用し
た例である。海底の基礎１０のやぐらに垂直支軸
１１を固定し、これに遊動チエン車８′を付ける
一方、海面の浮動甲板１２に発電設備その他（図
略）を載せ、その原動軸１を垂直に海中へ下ろ
し、緩衝装置１３を介してチエン車８の軸につな
ぎ、このチエン車８と遊動チエン車８′とを連結
材７により一定距離に保持し、その両チエン車
８，８′に一環のチエン９を巻き掛ける。チエン
９には第４図のもの同様、この考案の支持枠２、
羽根板３が付けられている。従つて、海流の向き
が変わると、浮動甲板１２の位置、連結材７の向
きがこれに応じて変わり、羽根板３は常に海流を
最もよくとらえる向きで、チエン９と共に原動軸
１を回す。

なお緩衝装置１３の断面を第６，７図に示す
が、１３ａは筒状緩衝材、１３ｂは十字シヤフ
ト、１３ｃはそのめす型である。

第４図の実施例を河川用水路用発電装置に応用
したものを第８図に示す。河川（用水路）底に据
えた前後の基台１４，１５間に第４図の全体を掛
け渡し、片側チエン車８に簡略に画いた発電機１
６を取付けたものである。発電機１６はコンピユ
ーター制御する変速機（図略）を備える。１７は
送電ケーブル、１８は制御線、１９は本体への接
続ボツクスである。制御線１８はコンピユーター
につながり、電力消費量、発電量を算出し、最も
効率よく変速機を制御する。なお、川上に水量を
自動制御する水門を設けるとよい。

以上、少数の実施例、応用例について述べた
が、この考案は実施条件に応じて、多様に変化、
応用し得る。

〈考案の効果〉 この考案は従来、風車、水車の羽根板は剛体で
あるとした常識を覆えした。

可撓性羽根板とする事により、駆動行程では流
れにより凹面になつて流れをよく捕捉し、戻り行
程では流れに吹き流されて戻り抵抗を最小にし得
た。

そして、これを可能にしたこの考案の構成は、
羽根板に横棒を加え、羽根板支持枠に上記横棒の
ストツパを加えるだけであるから極めて簡素であ
り、これを循環帯に付ける事により超大径の風
車、水車に匹敵する動力を取り出すことも可能に
した。

【図面の簡単な説明】

第１，２図はこの考案二実施例の斜視図、第３
図はその羽根板の動作説明図、第４図はこの考案
の羽根を循環帯に付けた実施例の説明図、第５図
は同じく潮、海流発電設備に適用した実施例斜視
図、第６，７図はその緩衝装置の縦断面図と横断
面図、第８図は第４図の実施例を応用した河川、
用水路用発電装置の説明図で、図中、１は軸、２
は羽根板支持枠、３は羽根板、４はその横棒、５
は横棒ストツパである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 流れに直交する軸か、その軸を回す循環帯か
   ら、上記軸に平行な平面に沿う門形または平行棒
   状に、外方へ突き出た支持枠、 上記支持枠の頂部に、上記軸に平行する一辺ま
   たは一辺の両端だけを取付けて、上記支持枠の両
   脚部間に吹き流し可能に設けた、長方形で可撓性
   に富むシート状羽根板、 上記支持枠の両脚部の間隔より長い直棒で、上
   記羽根板の自由端全長に固着し、余つた両端部を
   該羽根板の両外へ均等に突出させた横棒、及び、 上記支持枠の両脚部にあつて、上記横棒の両端
   部を受け止める横棒ストツパを備え、 上記支持枠が流れに逆らつて動く位置では、上
   記羽根板は平板状に吹き流され、上記支持枠が流
   れに押されて動く位置では、吹き流されていた羽
   根板の上記横棒が上記支持枠の両脚部間にかけ渡
   され、横棒の両端部が上記ストツパに受止められ
   た時、羽根板が帆状にふくらむ関係寸法であるこ
   とを特徴とする風車、水車等の羽根。