专利名称：垂直轴风车及风车用叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种升力型风车的起动机构。
背景技术：
直线翼型垂直轴风车与水平轴螺旋桨型风车及打蛋型(darrieus)风车同样，是理论的能量转换效率优良的升力型工作的风车，根据其形状的不同，具有适合于额定输出为一百瓦特到数十kW左右的小型风力发电装置的多个优点。但是另一方面，具有在1～3m/s左右的微风中缺乏自身起动能力的缺点。
作为自身起动能力优良的风车，存在桶型(savonius)风车为代表的采用阻力型原理的叶翼的风车，但是由于在原理为由风推动工作的阻力型风车中，一般从风力得到的能量的转换效率非常低，所以作为发电装置具有实用价值低的倾向。
因此，提议了各种装置，用于在基本上为升力型原理的直线翼型垂直轴风车中，对作为本来的缺点的自身起动能力进行改善并以便实用。
以前已知一种风力发电用的风车，其特征在于，在与垂直旋转轴正交的面内，以该旋转轴为中心按一定角度设置多个叶片，所述叶片是具有1.0～1.4范围的升力系数的翼型，并且相对于翼弦的所述旋转轴侧，以从前缘经过相对于翼弦长的35％～45％的位置为起点进行切口直到后缘，且对于30,000～3,000,000范围的低雷诺数的风也可以进行发电(例如，参照专利文献1。)。
并且以前已知一种风车，其特征在于，在垂直轴旋转型的桶型风车中包括在其上端及下端的旋转面、并沿该风车的受风的面通过旋转轴的离开支持室、桶型翼充分远的位置，在上下由所述支持室支持的利用升力的翼，并且在旋转轴上设置了发电机(例如，参照专利文献2。)。
并且以前已知一种小型风力发电装置，具备直线翼型风车，安装在与发电机连接联动的旋转轴上；起动用风车，自由旋转地安装于旋转轴并利用小风力产生驱动转矩；连接单元，在起动用风车和直线翼型风车之间，并使起动用风车的旋转只在一个方向传递给直线翼型风车，其特征在于，其结构为通过所述连接单元，在低速旋转时将起动风车的驱动转矩传递给直线翼型风车，当直线翼型风车的旋转速度超过起动用风车时，将直线翼型风车从起动用风车脱离(例如，参照专利文献3。)。
根据所述专利文献3记载的结构，由于在风力小的起动时从起动用风车传递驱动转矩并使直线翼型风车旋转，可以对直线翼型风车的自身起动能力进行补充，因此可以从低风力时使直线翼型风车高效率旋转，并且由于在高速旋转时通过连接单元使起动用风车脱离，因此不会成为高速旋转的障碍，可进行高效率的发电。
并且以前已知一种发电装置，具备感应发电机，与由自然力、例如风力驱动的作为利用自然力的原动机的风车相结合；第1交直流变换电路，将感应发电机的输出变换为直流电，并可进行顺逆双向变换；第2交直流变换电路，将所述被变换的直流电变换为交流电，连接在被连接于规定的交流电源的负载装置上，并可进行顺逆双向变换；控制功能，直接或间接地对所述交直流变换电路进行控制；所述控制功能的指令信号记录装置，对应于所述感应发电机的起动时和发电时的所述原动机旋转速度进行设定(例如，参照专利文献4。)。
所述专利文献4记载的发电装置，对应于自然力、例如风力的强弱自动地控制发电机功能和电动机功能的切换，即使在弱风力等的自然力中该发电装置也起动，并且起动后自动地继续连续运转，转移到发电动作。
并且以前已知一种风力发电机，其结构为在围绕垂直轴心自由旋转地直立设置的旋转轴的上部，一体设置有垂直轴型风车，并在该旋转轴的底部的适当处连接接受该旋转轴的转距可以发电的发电机，并附加设置有蓄电池，可以对从该发电机输出的电力和包含太阳能的其他的外部电力进行兼用蓄电，且可以向外部进行输出，此外还设置有辅助电动机，接受被充电到所述蓄电池的电力供给，并向旋转轴持续施加垂直轴型风车的起动所必需的至少最低限度的转矩(例如，参照专利文献5。)。
专利文献1专利第3451085公报(第1-3页，第1图)专利文献2特开平11-294313号公报(第1-2页，第1图)专利文献3特开平11-201020号公报(第1-3页，第2图)专利文献4特开平6-9400号公报(第1-2页，第1图)专利文献5特开2003-314429号公报(第1-3页，第6图)专利文献1所记载的风力发电用的风车，在如起动时的低风速区域中当从后方接受风并旋转时，由于叶片的翼下面的切口部分在叶片上产生很大的空气阻力，并由此产生桶型风车效果，即通过空气阻力在叶片上产生旋转力矩、产生风车的起动转矩。而且，在圆周速度比为1以下的低风速区域中通过空气阻力产生旋转力矩，在圆周速度比为1以上的高风速区域中通过叶片上产生的升力产生旋转力矩，由于叶片由低雷诺数、高升力系数的翼型所形成，所以在任何风速都可以使叶片旋转、并可以进行高效率的发电。
并且，专利文献1所记载的风车，通过将雷诺数设定在30,000～3,000,000的范围被有效的实现，并通过将升力系数设定在1.0～1.4的范围被有效的实现，并通过在从前缘经过相对于翼弦长的35％～45％的位置到后缘形成切口部分被更有效的实现。
但是，专利文献1所记载的发明的结构，是在圆周速度比为1以下的低风速区域中，通过叶片的翼下面的切口部分的空气阻力在叶片上产生旋转力矩，因此由于只能得到与翼厚度程度相应的空气阻力，所以产生不能获得很大的旋转力矩的问题。
并且，在专利文献1所记载的发明中，由于翼下面的切口而成为与原来的翼型不同的形状。由于在升力型的风车中，叶片可能以风速的3倍到10倍左右的速度旋转，因此圆周速度比(圆周速度比)高时切口部分附近的流动紊乱增大，翼的升力性能低下并且风车的转矩系数没有大幅增大，产生在风速高时发电量也很少的问题。
并且，由于翼下面的切口使对原来的翼型的升力也减少，因此转矩系数没有大幅增大，产生了在风速高时发电量也很少的问题。这些问题的影响在低风速区域很小，但在高风速、高转速区域的影响增大，不能发挥很高的升力性能并难以期待充分的输出性能。并且，由于翼下面的空气的紊乱可能产生旋涡、并产生噪音。
并且在专利文献2所记载的混合风车发电方式中，以高度比较低的桶型风车为中心，在其上端和下端的旋转面上沿通过旋转轴的受风面设置2根左右对称延伸的支持架，将螺旋桨型的利用升力的翼与旋转轴并列地垂直地设置在2根支持架上，将翼设置为旋转圆周的外侧朝向曲面、内侧朝向平面。所述支持架被固定在桶型风车上，并采用桶型风车与螺旋桨型翼一起旋转的混合型。
在专利文献2所记载的发明中，由于在流入升力型螺旋桨翼的风的流路的中央部分存在成为大面积的障碍物的阻力型的桶型翼，所以在要进行正式的能量回收的风速增大时，风的流动产生大的紊乱，产生由于螺旋桨翼的性能损失而发电量少的问题。并且，由于构造上为形式完全不同的翼的组合，所以产生要实现的构造变得很复杂、在制造方面也产生问题的问题。
并且在专利文献3所记载的发明中，需要独立的起动用风车和独立的直线翼型风车，也需要用于在低速时将起动用风车与直线翼型风车进行连接、并在高速时自动脱离的连接装置，产生构造变得复杂的问题。
并且专利文献4所记载的发电装置，由于在弱风时操作电路将发电机切换为电动机方式进行起动，所以产生弱风状态长时间持续时电的消耗量增大的问题。
并且专利文献5所记载的风力发电机的辅助电动机的功能，是从蓄电池接受电力供给并连续的输出垂直轴型风车的起动所需要的转矩，在无风或垂直轴型风车不能稳定地旋转工作程度的微风状态时，也使垂直轴型风车起动使其可以发电。
因此，在弱风的状态持续了长时间时，消耗蓄电池的电力、并损害蓄电池的寿命的可能性很高。并且，如果成为为了维持蓄电池的电压而不能起动的状态，产生风车长时间持续不能旋转的状态、损害顾客的期待的问题，也失去了设置风车的意义。
并且专利文献5所记载的风力发电机，需要辅助电动机和齿轮机构，产生装置的复杂化、噪音也增加的问题。
发明内容
因此，本发明有鉴于所述问题，其目的在于提供一种转矩系数高的垂直轴风车和风车用叶片，不需要电动机和起动电力，从1～2m/s程度的弱风时具有自身起动性能，在高风速区域中也可以发挥升力型风车本来的优良额定性能。
为了解决所述问题，本发明所涉及的垂直轴风车的特征在于，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
并且，本发明所涉及的升力型风车用叶片，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
并且本发明的特征在于，具备将受风板维持在规定的开度的固定部或固定部件。
并且本发明的特征在于，具备受风板，在产生升力的叶片的圆周速度低于规定的圆周速度的区域展开、在规定的圆周速度以上的区域进行闭合动作。
并且本发明所涉及的垂直轴风车的特征在于，具备受风板，在产生升力的叶片的转速低于规定的转速的区域展开、在规定的转速以上的区域进行闭合动作。
并且本发明所涉及的升力型风车的叶片的特征在于，具备受风板，在产生升力的叶片的圆周速度低于规定的圆周速度的区域展开、在规定的圆周速度以上的区域进行闭合动作。
并且本发明所涉及的垂直型风车的特征在于，具备受风板，使弹性体、致动器或重力引起的力起作用，而赋予所述受风板展开的力，而且产生升力的叶片的旋转引起的离心力起作用，而赋予所述受风板在叶片的转速在规定的转速以上的区域闭合的力。
本发明所涉及的升力型风车用叶片，其特征在于，具备受风板，通过弹性体、致动器或重力引起的力起作用，而赋予所述受风板展开的力，而且产生升力的叶片的旋转引起的离心力起作用，而赋予所述受风板在叶片的转速在规定的转速以上的区域闭合的力。
并且本发明所涉及的垂直轴风车的特征在于，具备受风板，在风的主流的风速低于规定的风速的区域展开，在规定的风速以上的区域进行闭合动作。
并且本发明所涉及的垂直轴风车的特征在于，具备受风板，在产生升力的叶片的圆周速度比低于规定的圆周速度比的区域展开，在规定的圆周速度比以上的区域进行闭合动作。
根据本发明，由于具备具有受风的面和可开闭的支点，且具备对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向的受风板，和施加使受风板向受风侧展开的力的施力装置，因此，当叶片的转速低时，可以展开受风板后，作为阻力型风车进行工作，因此提高升力型风车的起动性能，并且当叶片的转速高时，可以自动地闭合受风板，作为升力型风车进行工作。并且，由于采用利用离心力闭合受风板的结构，因此可以通过简单的构造进行阻力型风车和升力型风车的切换。
并且根据本发明，由于具备具有受风的面和可开闭的支点，且具有对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向的受风板，和施加使受风板向受风侧展开的力的施力装置，因此可以使用大面积的受风板，并可以使升力型风车的起动性能提高。
并且本发明由于具备将受风板维持在规定的开度的固定部或固定部件，因此可以将在叶片的转速低时展开的受风板的角度设定为规定的角度。
并且本发明由于具备受风板，该受风板在产生升力的叶片的圆周速度低于规定的圆周速度的区域展开，并在规定的圆周速度以上的区域进行闭合动作，因此可以对应叶片的圆周速度对作为阻力型风车的功能和作为升力型风车的功能进行切换。
并且本发明由于具备受风板，该受风板在产生升力的叶片的转速低于规定的转速的区域展开，并在规定的转速以上的区域进行闭合动作，因此可以对应存在于规定的半径的位置的叶片的转速，对作为阻力型风车的功能和作为升力型风车的功能进行切换。
并且本发明由于具备受风板，该受风板在风的主流的风速低于规定的风速的区域中展开，并在大于规定的风速的区域进行闭合动作，因此可以对应于叶片的速度，对作为阻力型风车的功能和作为升力型风车的功能进行切换。
并且本发明具备受风板，该受风板通过对风速、转速或叶片的圆周速度进行测定，在产生升力的叶片的圆周速度比低于规定的圆周速度比的区域展开，在规定的圆周速度比以上的区域进行闭合动作，因此可以对应圆周速度，对作为阻力型风车的功能和作为升力型风车的功能进行切换。
图1是垂直轴风车及风车用叶片的外观立体图。
图2是具备受风板的开闭机构的叶片的剖面图。
图3是受风板在闭合状态的叶片的剖面图。
图4是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。
图5是表示受风板在闭合状态的叶片的剖面图。
图6是表示具备受风板的开闭机构和用连杆的固定机构的其他叶片的实施例的剖面图。
图7是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。
图8是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。
具体实施例方式
以下，对本发明涉及的垂直轴风车及风车用叶片的结构进行说明。图1是垂直轴风车及风车用叶片的外观立体图。
如同图1所示，垂直轴风车10设置有安装部12，安装在电线杆或其他的杆8上；固定轴14，与安装部12固定在一起；发电机16，设置在固定轴14的上端；叶片18，将风速变换为升力后产生转矩；支持臂20，具有流线型剖面，从上下支撑叶片18；外圈套筒22，安装支持臂20；转矩传递罩24，将外圈套筒22的转矩传递给发电机16。
在图1所示的例中，发电机16的输入轴上安装有增速机26，并且将外圈套筒22的旋转利用增速机26进行增速后传递给发电机16的输入轴。传递罩24和增速机26之间设置有联接器28，具有将外环22的转矩传递给增速机26的功能并对两个轴之间的错位和倾斜、距离的变动进行吸收。联接器28可以是使用橡胶、弹簧等的弹性体和十字头(Oldham)式、夹头式的接触式的联接器，也可以是使用了磁力的非接触式的联接器。
固定轴14和外圈套筒22之间设置轴承30a、30b、30c，固定轴14可旋转地支持外圈套筒22。在图1所示的例中，轴承30a、30b将可支承径向负荷和轴向负荷的径向止推轴承背面相对地使用，但是本发明不是限定于该组合，也可以使用圆锥滚子轴承，也可以设置独立的向心轴承和推力轴承。并且在图1所示的例中，轴承30c使用可以支承径向负荷的球轴承，但是本发明不是限定于球轴承。
并且在图1所示的例中，在轴承30a的上方设置防尘密封36，防止对于轴承30a的尘埃的混入和水分的混入。
并且本发明中，在叶片18上设置可开闭的受风板40，当外圈套筒22低速旋转时或叶片18的圆周速度低时展开，接受从叶片18的后方吹到的顺风，作为阻力型风车使外圈套筒22旋转。
升力型风车的情况下，当风速低、外圈套筒22低速旋转时(例如叶片18的圆周速度比(前端速度比)在1以下时)，由于叶片18产生的升力小，所以外圈套筒22的转矩也小、风车起动困难。根据本发明，当外圈套筒22低速旋转时、或叶片18的圆周速度位于低于规定圆周速度的区域时，由于具有受风的面的受风板40展开，接受从叶片18的后方吹到的顺风，所以即使在叶片18的圆周速度比低时，起动也变得容易。
并且，当叶片18的圆周速度比上升时，由于叶片18产生的升力增加，所以外圈套筒22的转矩也上升，但是受风板40保持开放时叶片18得不到额定的升力，阻力也明显增大。因此在本发明中设置开闭机构，当外圈套筒22的转速上升和随着外圈套筒22的转速上升的离心力的增加，叶片18的圆周速度到达规定圆周速度以上时，当主流的风速变快时，当叶片18的圆周速度比上升到规定值以上时，闭合受风板40，可以使叶片18的升力增大、阻力减小并使风车的转矩增大、增大发电量。
图2是本发明所涉及的具备受风板的开闭机构的叶片的剖面图。在图2所示的例中，在叶片18的翼下面设置具有受风的面和可开闭的支点42的受风板40，当外圈套筒22的转速低时，通过施力装置的一个实施方式的弹簧44的力使受风板40展开。当外圈套筒22的转速上升时、叶片18的圆周速度上升到规定的圆周速度以上时，作用于受风板40的离心力(对应于产生升力的叶片18的转速产生的离心力)超过弹簧44的展开力，作用于闭合受风板40的方向。
并且具备控制单元，通过风速计等测量风的主流的风速，当判断主流的风速变得比规定的风速快时，输出闭合受风板40的指令，并且也可以是根据该控制单元的指令通过致动器等闭合受风板的结构。并且具备控制单元，通过风速计等测量风的主流的风速，并对外圈套筒22的转速或叶片18的圆周速度进行测量，当判断主流的风速与外圈套筒22的转速或叶片18的圆周速度的比到达规定的圆周速度比以上时，输出闭合受风板40的指令，也可以是根据该控制单元的指令通过致动器等闭合受风板的结构。
如图2所示的，在安装于支持臂20的叶片18上设置有支点42，通过铰链合叶或栓销可旋转地支持受风板40；弹簧44(图2所示的例中是发夹弹簧)，对展开受风板40的方向施加力；固定部46，将受风板的开度维持在规定的开度。
在图2所示的例中，表示了支点42使用铰链合叶或栓销的例，但是也可以将细弹簧本身作为支点使用，使用板弹簧或其他的弹性支点也可实现本发明的目的。
并且在图2中，作为对受风板40的受风侧施加展开力的施力装置，表示了使用发夹型的弹簧44的例，但是本发明不是限定于细弹簧，也可以使用拉力弹簧、压缩弹簧、板簧等的弹性体。并且，材质也不限定于金属，也可以使用橡胶、树脂或其他的弹性体，也可以使音圈型的电动机和电磁线圈等的致动器、或由于重力的力作用对受风板40施加展开力。
例如当旋转半径R的叶片18的圆周速度ωR远小于风速V时，由于外圈套筒22的转速慢，所以作用于受风板40的离心力小，小于通过弹簧44在展开受风板40的方向施加的力(开扭矩Tk)。因此受风板40成为展开状态。此时，由于风速V大于叶片18的圆周速度ωR，因此由于风速V的阻力作用在受风板40上，并在将外圈套筒22加速的方向产生转矩。
叶片18的圆周速度ωR由于风速V上升，并且当叶片18的圆周速度ωR接近风速V时，由于根据阻力的转矩系数下降，因此为了产生叶片18升力的转矩，设计成使受风板40闭合。在图2所示的例中，设定受风板40的质量和弹簧44的开力矩Tk，以便受风板40的质量M所受的离心力(M×R×ω×ω)的闭力矩Th，在叶片18的圆周速度在规定风速以上的区域，超过弹簧44的开连接Tk。
当受风板40成为半展开状态的转速范围大时，外圈套筒22的加速恶化，此时，可以进行尽量减少支点42的摩擦阻力的设计，并设计使弹簧44的弹簧系数降低。
并且当外圈套筒22的转速上升离心力增大时，由于受风板40完全闭合，所以叶片18回复到通常的翼型，阻力减小到规定值、并且升力上升到规定值，产生用于加速外圈套筒22的力矩。图3是受风板在闭合状态的叶片的剖面图。
当风速减小外圈套筒22的转速降低时，离心力减弱、受风板40的闭力矩Th减少。并且当外圈套筒22的转速降低开力矩Tk超过闭力矩Th时，受风板40再次展开，作为阻力型风车工作。
另外，在上述的实施例中，对将受风板40设置于叶片18的翼下面(外圈套筒22侧)的实施例进行了说明，但是也可以是以下的结构，即将受风板设置于叶片18的翼上面，并通过支点或连杆机构使离心力作用于受风板40，使受风板40闭合。
并且所示的受风板40可以设置于叶片18的全面，也可以只设置于叶片18的翼端侧，还可以只设置于叶片18的中央部分。
图4是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。在图4所示的例中，在叶片18的翼下面前缘附近设置可开闭的受风板40。图4所示的受风板40的结构也是外圈套筒22的转速慢时通过弹簧44的力展开，例如在外圈套筒22的转速上升时或在叶片18的圆周速度到达规定的圆周速度以上时、在圆周速度比到达规定值的以上时、在风的主流的风速到达规定的风速以上时，作用于受风板40的离心力超过弹簧44的展开力，受风板40闭合。
在图4所示的例中，用于决定受风板40的开度的结构中设置了固定部件48。固定部件48也可以使用金属丝、锁链、橡胶、弹簧等。
在图4所示的例中，由于受风板40设置在叶片18的前缘附近，所以可以考虑在外圈套筒22的转速低的状态下当风从叶片18的后方且下方吹来时，对沿叶片18的下面流动的风增速，吹到受风板40，可提高低转速时的转矩系数。
图5是表示受风板在闭合状态的叶片的剖面图。
当外圈套筒22的转速上升，离心力增大时，由于受风板40完全闭合，所以叶片18回复到通常的翼型，并减小到规定的阻力，产生规定的升力，并产生加速外圈套筒22的力矩。
图6是表示具备受风板的开闭机构和连杆的固定机构的其他叶片的实施例的剖面图。在图6所示的例中表示了以下例，即在叶片18的受风板40存在的部分的内侧设置空间，通过在该部分设置连杆的固定部件49对受风板40的开度进行设定。
图7是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。在图7所示的例中表示了以下例，即在叶片18的受风板40存在的部分的内侧设置空间，通过在该部分设置由杆50和导向部件52构成的固定部件，对受风板40的开度进行设定。
图8是表示具备受风板的开闭机构的其他叶片的实施例的剖面图。在图8所示的例中的结构为，将受风板40、41设置于叶片18的后缘，当外圈套筒22的转速慢时，通过压缩型的弹簧64的力以支点42为轴展开受风板40、41。
例如，当外圈套筒22的转速增加了时、当叶片的圆周速度超过规定的圆周速度时、当风的主流的风速变大时、或叶片的圆周速度比达到规定值的以上时，为了从阻力型风车切换为升力型风车，控制单元(无图示)向电磁线圈60供电。
于是电磁线圈60的轴克服弹簧64的力向同一图的左侧移动，在将通过连杆连接的受风板40、41闭合的方向施加使其旋转的力。向闭合受风板40、41的方向施加力的致动器不限定于上述电磁线圈，也可以使用气缸等。并且图8所示的例，设置可旋转地对受风板40、41进行轴支承的铰链合叶66、66。
并且上述例中表示了在叶片18上设置可开闭的受风板40、41的例，但是本发明不限于在叶片18上设置可开闭的受风板40、41，也可以在支持臂20或外圈套筒22等其他的旋转部分设置。
根据本发明所涉及的垂直轴风车及风车用叶片，由于在叶片的转速低时受风板展开，作为阻力型风车工作，所以可以提高风车的起动性，并可以在叶片的转速高时自动闭合受风板，作为升力型风车工作。
并且，由于是利用离心力闭合受风板的结构，所以可以通过简单的结构对阻力型风车和升力型风车进行切换。因此，可以不另外使用起动用的动力源而通过风力进行起动，并利用在叶片的圆周速度高的区域具有翼型剖面的叶片的固有的优良的升力阻力比，使旋转套筒旋转。
并且根据本发明，可以提供结构简单并且价格便宜的垂直轴风车及风车用叶片。
并且根据本发明，可以提供转矩系数良好的发电量多的垂直轴风车。
符号说明8电杆 10垂直轴风车12安装部 14固定轴16发电机18叶片 20支持臂 22外圈套筒24转矩传递罩26增速机28联接器30a、30b、30c轴承 36防尘密封 40受风板41受风板42支点 44弹簧 46固定部48固定部件 49固定部件 50杆 52导向部件60电磁线圈 64弹簧 66铰链折叶权利要求书(按照条约第19条的修改)1.(修正后)一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，设置于产生升力的叶片的前缘附近，且对应于叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
2.(修正后)一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，设置于产生升力的叶片的前缘附近，且对应于叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
3.(修正后)一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，设置于产生升力的叶片的前缘附近，且对应于叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力；固定部或固定部件，将所述受风板维持在规定的开度。
4.(修正后)一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，设置于产生升力的叶片的前缘附近，且对应于叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力；固定部或固定部件，将所述受风板维持在规定的开度。
5.(修正后)一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，将叶片的翼型表面的一部分削除而设置空间，可开闭并代替翼壁；致动器，进行使所述受风板开闭的动作；控制单元，对通过所述致动器使所述受风板开闭的动作进行控制。
6.(修正后)根据权利要求5所记载的垂直轴风车，其特征在于，还具备测量主流的风速的风速测量单元，所述控制单元根据由该风速测量单元取得的风速测量值对所述受风板的开闭进行控制，以便使所述受风板在主流的风速低于规定风速的区域展开，而且在规定风速以上的区域闭合。
7.(修正后)根据权利要求5所记载的垂直轴风车，其特征在于，还具备测量风车的转速的转速测量单元，所述控制单元根据由该转速测量单元取得的转速测量值对所述受风板的开闭进行控制，以便使所述受风板在转速低于规定转速的区域展开，而且在规定转速以上的区域闭合。
8.(修正后)根据权利要求7所记载的垂直轴风车，其特征在于，所述控制单元根据由该转速测量单元取得的转速测量值计算叶片的圆周速度，并对所述受风板的开闭进行控制，以便使所述受风板在该圆周速度低于规定圆周速度的区域展开，而且在规定圆周速度以上的区域闭合。
9.(修正后)根据权利要求5所记载的垂直轴风车，其特征在于，还具备风速测量单元，对主流的风速进行测量；转速测量单元，对风车的转速进行测量，所述控制单元根据由该转速测量单元取得的转速测量值计算叶片的圆周速度，并对所述受风板的开闭进行控制，以便使所述受风板在风速测量值与所述叶片的圆周速度之比、即圆周速度比低于规定圆周速度比的区域展开，而且在规定圆周速度比以上的区域闭合。
权利要求
1.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
2.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力。
3.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力；固定部或固定部件，将所述受风板维持在规定的开度。
4.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，具有受风的面和可开闭的支点，且对应于产生升力的叶片的转速而生成的离心力作用于闭合方向；施力装置，施加使所述受风板向受风一侧打开的力；固定部或固定部件，将所述受风板维持在规定的开度。
5.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的圆周速度低于规定的圆周速度的区域展开，而且在规定的圆周速度以上的区域进行闭合动作。
6.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的圆周速度低于规定的圆周速度的区域展开，而且在规定的圆周速度以上的区域进行闭合动作。
7.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的转速低于规定的转速的区域展开，而且在规定的转速以上的区域进行闭合动作。
8.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的转速低于规定的转速的区域展开，而且在规定的转速以上的区域进行闭合动作。
9.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，弹性体、致动器或重力引起的力起作用而赋予所述受风板展开的力，而且产生升力的叶片的旋转引起的离心力起作用而赋予所述受风板在叶片的转速在规定的转速以上的区域闭合的力。
10.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，通过弹性体、致动器或重力引起的力起作用而赋予所述受风板展开的力，而且产生升力的叶片的旋转引起的离心力起作用而赋予所述受风板在叶片的转速在规定的转速以上的区域闭合的力。
11.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，所述受风板在主流的风速低于规定的风速的区域展开，而且在规定的风速以上的区域进行闭合动作。
12.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，所述受风板在主流的风速低于规定的风速的区域展开，而且在规定的风速以上的区域进行闭合动作。
13.一种垂直轴风车，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的圆周速度比低于规定的圆周速度比的区域展开，在规定的圆周速度比以上的区域进行闭合动作。
14.一种风车用叶片，其特征在于，具备受风板，所述受风板在产生升力的叶片的圆周速度比低于规定的圆周速度比的区域展开，在规定的圆周速度比以上的区域进行闭合动作。
全文摘要
目的在于提供一种起动性优良、转矩系数高的垂直轴风车及风车用叶片。由于具备受风板(40)，具有受风的面和可开闭的支点(42)，并对应于产生升力的叶片(18)的转速将产生的离心力作用于闭合方向；施力装置(弹簧44等)，受风板(40)对受风侧施加展开力，因此当叶片(18)的转速低时受风板(40)展开可作为阻力型风车工作所以使升力型风车的起动性提高，并且当叶片(18)的转速高时受风板(40)自动闭合可作为升力型风车工作。
文档编号F03D7/06GK1938516SQ20058001026
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年3月31日
发明者横井正 申请人:株式会社Ipb