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屈曲羽根のサボニウス風車 新技術説明会

国内特許コード P10P007668
掲載日 2010年6月25日
出願番号 特願2008-303197
公開番号 特開2010-127190
登録番号 特許第5251458号
出願日 平成20年11月27日(2008.11.27)
公開日 平成22年6月10日(2010.6.10)
登録日 平成25年4月26日(2013.4.26)
発明者
  • 伊良部 邦夫
出願人
  • 国立大学法人 琉球大学
発明の名称 屈曲羽根のサボニウス風車 新技術説明会
発明の概要

【課題】簡易構造のサボニウス風車の特徴を極力犠牲にすることなく、その出力増加を図り、かつ強風時の過回転による羽根車破損を可能な限り防止可能な構造を実現する。
【解決手段】サボニウス風車の湾曲羽根の外端寄りの位置において、羽根外端寄りが受風凹曲面側に相対的にずれるように、逆Z字状又はZ字状の段状に屈曲させてあるため、強度が向上すると共に、段状屈曲部を挟む回転中心寄りの羽根面と外端寄りの羽根面とを連結する段差板の外面で受ける風力は、本来の凹曲面で受ける風力を補助する作用をする。その結果、サボニウス風車の回転力が高まり、出力トルクが増大する。もう一方の湾曲羽根の凹曲面側に回り込んだ風は、その段差板の内面に当たって、その羽根を押し戻す方向に作用するが、前記の補助トルクより小さいので、正味のトルク増加および出力増加が可能となる。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要


本発明は、サボニウス風車の簡易構造という特徴を犠牲にしないで、その出力増加を図ると共に、強風時の過回転による羽根車破損を可能な限り防止可能な構造を実現するものである。
従来技術としては、特許文献1に記載のように、サボニウス形風車において、ひねりがある羽根の形状を最適化することで、風車効率と低風速で起動する羽根形状を実現すべく、一対の羽根が羽根下端より回転方向にひねる場合は羽根下端に近いほどひねりが大きく、羽根が羽根下端より逆回転方向にひねる場合は羽根上端に近いほどひねりが大きい羽根形状が提案されている。
一方、特許文献2に記載のように、サボニウス風車の羽根の回転性能を従来よりも一層向上させるべく、羽根の中央側膨らみ状の羽根に形成され、風逃がし面の曲がりの程度が風受け面の曲がりの程度より大きく形成された構造が提案されている。また、羽根の風受け面が、もう一方の羽根の風受け面の側に流れる風量をその反対の方向に流れる風量よりも多くする曲がり形状に形成されていると共に、各羽根の風逃がし面が、もう一方の羽根の風受け面の側に流れる風量をその反対の方向に流れる風量よりも多くする曲がり形状に形成されている。

【特許文献1】特開2008-19762

【特許文献2】特開2003-293928

産業上の利用分野


本発明は、2枚の半円筒形の湾曲板を互いにずらして向かい合わせた状態で上端下端を円板に取り付けた構造を有し、風向きに対して軸が垂直になっているサボニウス風車に関し、製作が比較的容易で、かつ低回転数域で高トルクを発生するのが特徴である。しかし、プロペラ形などの水平軸風車と比較して、出力係数が小さいため、その改善が望まれている。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも1対の半円筒形の湾曲羽根の内端同士が鉛直の回転中心を挟んで対向しており、前記湾曲羽根の凹曲面に受ける風圧で回転するサボニウス風車の前記湾曲羽根の外端寄りの位置において、前記湾曲羽根外端寄りが前記凹曲面側に相対的にずれるように、段状に屈曲させるための段差板で風圧を受ける構成としたことを特徴とするサボニウス風車。


【請求項2】
段状屈曲部を挟む回転中心寄りの湾曲板と外端寄りの湾曲板とを連結している段差板の外面の角度が、湾曲羽根外面に対し鋭角になっていることを特徴とする請求項1に記載のサボニウス風車。

【請求項3】
段状屈曲部を挟む回転中心寄りの湾曲板と外端寄りの湾曲板とを連結している段差板の内側の空間を塞ぐべく、受風凹曲面に対し鈍角の閉鎖平板又は凹曲面状の閉鎖板を設けてあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサボニウス風車。
産業区分
  • その他原動機
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008303197thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) 特許第5251458号
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