专利名称：风力发电机用阻力型受风叶片和利用此受风叶片的风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机用阻力型受风叶片和利用此受风叶片的风力发电机。
背景技术：
众所周知，风力发电机(风力发电)及其回转叶片(叶片或叶翼等)因为不需要资源和不产生二氧化碳而崭露头角。而且，关于风力发电机及其回转叶片，一般知道的是阻力型回转叶片和升力型回转叶片，它们各自有利有弊。不过，阻力型回转叶片因为很少破风、不产生噪音、低频波且发电量高而是适用的。而且，该风力发电机中存在负面问题。例如，要确保回转叶片平时能转动的风，噪音和低频波对健康的损害，台风、强风时的工作使用等，或者有碍景观，等等。例举出以上的负面问题少且与本发明相关的现有技术并说明其不同之处。文献I是W02007-141834的“风车用叶片、风车及风力发电机”的发明，涉及风车、以该风车的转动作为发电机动力来发电的风力装置，其构造是这样的，按照适当间隔在三根立柱上将多根梁对置，在该梁上通过风车型翼板等间隔安装三片具有大致为勾玉端面的鼓凸板状叶片，并且在这三片叶片之间形成导风通道。该发明是以利用勾玉形凹部捕捉风为基础的结构，想要尝试通过高效捕捉风来保证发电效率，或者通过顺利排走一部分风和利用完后的风来防止叶片受损等。此外，文献2是特开2007-332871的“风车用叶轮”的发明，其构造是这样的，在转轴上设有上、下支承圆板，在上、下支承圆板之间设置三片或四片萨伏纽斯型(勾玉形端面的鼓凸板状)叶翼(叶片)，在一个例子中，在叶翼之间形成导风通道，在叶翼的凹陷面处受风，风的一部分通过导风通道被排走，其特征被认为与文献I相似。此外，文献3是特开2007-46306的“风力发电用风车及发电机驱动方式”的发明，其构造是这样的，在转轴上在转轴上下方向上设有多个支承紧固件，在转轴的周向上在多处设有所述多个支承紧固件，在所述多个支承紧固件上竖设有萨伏纽斯型叶翼(叶片)，在叶翼根侧(转轴侧)设有导风通道，在该叶翼的凹陷面处受风，风的一部分通过导风通道被排出，其特征被认为与文献I相似。文献4是特开2002-106458的“三叶式垂直型风力装置”的发明，其如此构造，在垂直轴立设于底板(底座)的同时，有间距(构成导风通道)地立设有三片横截面形状为弯板状的叶片，该叶片和垂直轴通过弹簧相互联接，通过弹簧调整回转时的离心力和对叶片的风压，从而确保能获得受风效果的叶片位置，在该叶片的凹陷面处受风，风的一部分通过导风通道被排出，其特征被认为与文献I相似。专利文献I :W02007-141834专利文献2 :特开 2007-332871专利文献3 :特开2007-46306专利文献4 :特开 2002-106458
发明内容
上述文献1-4是依靠勾玉凹部、叶翼或者叶片等(称为叶翼)捕捉风的构造，其试图通过利用有效捕捉风来保证发电效率或顺利排出风的一部分和利用完后的风来防止叶
翼受损等。但是，该叶翼是单纯地在受风面的一个部位如勾玉凹面、凹陷面等受风的结构，成为在受风面承受的风还那样一下子经导风通道被排出至外面的构造。
因此，不能认为有效利用了风，而且，作为阻力型发电装置的叶翼，想来在功能上也有改进的余地。而且，叶翼还暂时停留于阻挡风的结构，因而不能充分利用自然风力，有些浪费或者是不合算的。权利要求I的发明目的是，受风叶片在承受风的同时因所承受的风而产生旋流(涡旋)，以旋流为阻挡地将风力可靠施加在受风叶片的凹面受风部，从而充分利用风力。而且，权利要求I的发明目的是，通过所述旋流使风在受风叶片的凸面风流动部流动并流到凹面受风部，由此有效利用流过凸面风流动部的风。因而，权利要求I的发明提供一种通过保证引导至受风叶片的风在受风叶片中的停留时间而大致百分之百利用自然风力的、没有浪费且合算的风力发电用阻力型受风叶片。权利要求I是一种风力发电机用阻力型受风叶片，它是在设置于空中的至少两块板之间沿所述板之间的垂直方向上纵设的风力发电用阻力型受风叶片，其中，所述受风叶片为由受风的受风侧、位于所述受风侧背面的风流动侧和连接所述受风侧的根端和所述风流动侧的根端的连接侧构成的且具有大致呈勾玉形的端面的板状结构，所述受风侧由根底部、从所述根底部的自由端起形成锐角地凹陷的根底凹面受风部和与所述根底凹面受风部相连且朝辐射方向的前端呈反抛物线形状的凹面受风部构成，所述风流动侧由通过从根底起朝辐射方向的前端顺次由平缓的抛物线状的凸面形状构成的凸面风流动部构成，并且所述连接侧朝向所述两个根端由反抛物线形状的凹面形状的凹面连接部构成。权利要求2的发明旨在实现权利要求I的目的并提供对此最适用的受风叶片凹陷、凹面受风部以及凸面受风部的具体例子。权利要求2是如权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，风力发电用阻力型受风叶片被构造成，以从所述受风叶片的大致勾玉形状的圆形部分起朝向前端的基准线A为基准来设定所述受风叶片的根底凹面受风部的凹陷、所述凹面受风部的凹入方向以及所述受风叶片的凸面受风部的鼓凸方向。权利要求3的发明旨在实现权利要求I的目的并提供对此最适用的受风叶片的凹面连接部的具体例子。权利要求3是如权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，风力发电用阻力型受风叶片被构造成，以连接设置在受风侧根底和风流动侧根底之间的受风侧根端和风流动侧根端的基准线B为基准来设定所述受风叶片的凹面连接部的凹入方向。权利要求4的发明提供一种全年都能发电的构造，它采用以下结构，垂设的多个受风叶片在承受风的同时因所承受的风而产生旋流(涡旋)，通过以旋流为阻挡地将风力可靠施加到受风叶片的凹面受风部和充分利用风力，即便是微风，受风叶片也能回转。而且，权利要求4的发明的目的是，通过在受风叶片处产生的旋流，使风在受风叶片的凸面风流动部和凹面受风 部流动，由此有效利用流过凸面风流动部的风，实现高效发电。因而，权利要求4的目的是实现通过保证引导至受风叶片的风在受风叶片中的滞留时间来大致百分之百利用自然风力而没有浪费且合算的风力发电。权利要求4是风力发电机，其中，设有由第一至第四构成的多片根据权利要求I所述的阻力型受风叶片，风力发电机被构造成，所述多片受风叶片设置在框架上，所述框架由以间隔立设于底座的多个立柱、在所述立柱的立设方向上有间隔地分别设置的上梁和下梁、通过轴承支承在所述下梁上的主轴和通过轴承支承在所述上梁上的副轴以及分别架设在所述主轴和所述副轴上的上板和下板构成，并且所述多片受风叶片沿辐射方向垂设在所述框架的上板和下板之间，在沿辐射方向垂设配置在所述上板和下板之间的多片受风叶片之间形成多个导风通道，保证在所述多个导风通道上的风流动，并且在所述主轴上附设有发电机。权利要求5的发明旨在实现权利要求4的目的并且最大限度地增强受风叶片的旋转并增大发电量。权利要求5是如权利要求4所述的风力发电机，风力发电机被构造成，大带轮附在所述主轴上并且通过皮带挂设在大带轮上与副带轮连接，悬挂在所述副带轮上的皮带连接至设置在发电机输入轴上的小带轮。权利要求6的发明旨在实现权利要求4的目的并提供最适合实现该目的的成对受风叶片的结构。权利要求6是如权利要求4所述风力发电机，风力发电机被构造成，在所述上板和下板之间设有中间板，在所述下板和中间板之间设有所述多片的下受风叶片和下导风通道，在所述上板和中间板之间设有所述多片的上受风叶片和上导风通道。权利要求7的发明旨在实现权利要求4的目的并提供最适合实现该目的的成对受风叶片的相位关系的结构。权利要求7是如权利要求6所述的风力发电机，所述风力发电机是通过所述上板、下板和中间板设置所述多片的上受风叶片和下受风叶片和上、下导风通道的结构，并且所述风力发电机被构造成所述的上、下受风叶片和上、下导风通道在回转方向上有相位变化地设置。权利要求8的发明旨在实现权利要求6的目的并提供最适合实现该目的的上板、下板和中间板以及上、下受风叶片的结构。权利要求8是如权利要求6所述的风力发电机，风力发电机被构造成，上受风叶片悬吊支承于所述上板，所述上受风叶片通过所述中间板与下受风叶片成为一体，所述下受风叶片设置在枢装于安置在所述下梁上的主轴的下板上。权利要求I的发明是一种风力发电机用阻力型受风叶片，它是在设置于空中的至少两块板之间沿所述板之间的垂直方向纵设的风力发电用阻力型受风叶片，其中，该受风叶片为由受风的受风侧、位于受风侧背面的风流动侧和连接受风侧根端和风流动侧根端的连接侧构成的且具有大致呈勾玉形的端面的板状结构，受风侧由根底部、从根底部的自由端起形成锐角地凹陷的根底凹面受风部和与根底凹面受风部相连且朝辐射方向的前端呈反抛物线形状的凹面受风部构成，风流动侧由通过从根底起朝辐射方向的前端顺次由平缓的抛物线状的凸面形状构成的凸面风流动部构成，连接侧朝向两个根端由反抛物线形状的凹面形状的凹面连接部构成。因此，权利要求I具有以下特征，受风叶片在承受风的同时因所承受的风产生旋流(涡旋)，能阻挡涡旋地将风力可靠施加到受风叶片的凹面受风部并且充分利用该风力。而且，权利要求I的优点是，通过利用所述旋流使风在受风叶片的凸面风流动部和凹面受风部流动，能有效利用流过该凸面风流动部的风。因而，权利要求I有效提供一种通过保证引导至受风叶片的风在受风叶片中的停留时间来大致百分之百地利用自然风力的、没有浪费且合算的风 力发电机用阻力型受风叶片。权利要求2的发明是如权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，在风力发电用阻力型受风叶片中，以从所述受风叶片的大致勾玉形状的圆形部分朝向前端的基准线A为基准来设定所述受风叶片的根底凹面受风部的凹陷、所述凹面受风部的凹入方向以及所述受风叶片的凸面受风部的鼓凸方向。因此，权利要求2的特点是能实现权利要求I的目的并提供最适合该目的的受风叶片的凹陷、凹面受风部以及凸面受风部的具体例子。权利要求3的发明是如权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，在风力发电用阻力型受风叶片中，以连接设置在受风侧根底和风流动侧根底之间的受风侧根端和风流动侧根端的基准线B为基准来设定所述受风叶片的凹面连接部的凹入方向。因此，权利要求3的特征是能实现权利要求I的目的并且能提供最适合该目的的受风叶片的凹面连接部的具体例子。权利要求4的发明是一种风力发电机，其中，风力发电机设有由第一至第四构成的多片根据权利要求I所述的阻力型受风叶片并且被构造成，所述多片受风叶片设置在框架上，所述框架由以间隔立设于底座上的多个立柱、在所述立柱的立设方向上有间隔地分别设置的上梁和下梁、通过轴承支承在所述下梁上的主轴和通过轴承支承在所述上梁上的副轴以及分别架设在所述主轴和所述副轴上的上板和下板构成，并且所述多片受风叶片沿辐射方向垂设在所述框架的上板和下板之间，在沿辐射方向垂设配置在上板和下板之间的多片受风叶片之间形成多个导风通道，保证在所述多个导风通道上的风流动，并且在所述主轴上附设有发电机。因此，权利要求4的发明的特点是能提供一种全年都能发电的发电机，它采用以下结构，垂设的多个受风叶片在承受风的同时因所承受的风而产生旋流(涡旋)，通过以旋流为阻挡地将风力可靠施加到受风叶片的凹面受风部和充分利用风力，即便是微风，受风叶片也能回转。而且权利要求4的优点是，通过在受风叶片处产生的旋流，使风在受风叶片的凸面风流动部和凹面受风部流动，由此有效利用流经凸面风流动部的风，实现高效发电。因而，权利要求4的优点是实现通过保证引导至受风叶片的风在受风叶片中的滞留时间来大致百分之百利用自然风力而没有浪费且合算的风力发电。权利要求5的发明是如权利要求4所述的风力发电机，风力发电机被构造成，大带轮附设在主轴上且通过皮带挂设在大带轮上而与副带轮连接，悬挂在副带轮上的皮带连接至设置在发电机输入轴上的小带轮。因此，权利要求5的特点是能实现权利要求4的目的并且能最大限度地增强受风叶片的旋转并且增大发电量。权利要求6的发明是如权利要求4所述的风力发电机，风力发电机被构造成，在上板和下板之间设有中间板，在下板和中间板之间设有所述多片的下受风叶片和下导风通道，而且在上板和中间板之间设有所述多片的上受风叶片和上导风通道。因此，权利要求6的特点是能实现权利要求4的目的并且能提供最适合实现该目的的成对受风叶片的结构。
权利要求7的发明是如权利要求6所述的风力发电机，它是通过上板、下板和中间板设置所述多片的上受风叶片和下受风叶片和上、下导风通道的结构，并且该风力发电机被构造成，上、下受风叶片和上、下导风通道在回转方向上有相位变化地设置。因此，权利要求7的特点是能实现权利要求4的目的并且能提供适合实现该目的的成对受风叶片以及该成对受风叶片的相位关系的构造。权利要求8的发明是如权利要求6所述的风力发电机，风力发电机被构造成，上受风叶片悬吊支承在上板上，上受风叶片通过中间板与下受风叶片成为一体，下受风叶片设置在枢装于安置在下梁上的主轴的下板上。因此，权利要求8的特点是能实现权利要求6的目的并能提供最适合实现该目的的上板、下板和中间板以及上、下受风叶片的结构。
图1-1是设有多台本发明第一实施例的风力发电机的状态的上部主要部分主视图。图1-2是设有多台本发明第一实施例的风力发电机的状态的下部主要部分主视图。图2是示出本发明第一实施例的风力放电机的主要部分(受风叶片的布置和发电机)的主视图。图3是示出图2的风力发电机的主要部分的平面模式图。图4是示出本发明第二实施例的风力发电机的主要部分(受风叶片的布置)的主视图。图5是示出第二实施例的上、下受风叶片的位置关系的主视图。图6是示出本发明各实施例的一片受风叶片的斜视图。图7-1是表示本发明第一实施例的风力发电机的受风叶片的旋转过程中的第一例子和在该第一例子的状态中的风流动的上侧模式图。图7-2是表示本发明第一实施例的风力发电机的受风叶片的旋转过程中的第二例子和在该第二例子的状态中的风流动的上侧模式图。图7-3是表示本发明第一实施例的风力发电机的受风叶片的旋转过程中的第三例子和在该第三例子的状态中的风流动的上侧模式图。图8-1是表示本发明第二实施例的风力发电机的受风叶片的旋转过程中的上侧的一个例子的状态中的风流动的上侧模式图。图8-2是表示本发明第二实施例的风力发电机的受风叶片的旋转过程中的下侧的一个例子的状态中的风流动的上侧模式图。图9-1是示出本发明另一个实施例的一片受风叶片的斜视图。图9-2是示出在图5所示的第二实施例中采用本发明另一个实施例的受风叶片且作为第三实施例被示出的上、下受风叶片的位置关系的平面图。图10是示出第二和第二实施例中的上受风叶片悬挂机构的一个例子的分解图。图11-1是在本发明第一实施例的风力发电机在安置状态下安装在房屋屋顶的状态的模式图。图11-2是在本 发明第一实施例的风力发电机在安置状态下安装在房屋顶棚的状态的模式图。图11-3是在本发明第一实施例的风力发电机在安置状态下安装在房屋庭院的状态的模式图。图11-4是在本发明第一实施例的风力发电机在安置状态下安装在房屋附近的状态的模式图。图11-5是在本发明第一实施例的风力发电机在安置状态下纵排安装在高原的状态的模式图。
具体实施例方式以下，说明本发明的各优选实施例。首先，详细说明共同的受风叶片I的构造，受风叶片I的整体构造为端面X大致为勾玉形C且长度方向Y呈板状D的挖掘机的横长刀片形状。因而，如下所述地构成受风叶片I的外轮廓是理想的。受风叶片I由受风的凹面形状受风侧la、位于受风侧Ia背面的鼓凸状的风流动侧lb、连接受风侧Ia的根端Ial和风流动侧Ib的根端Ibl的凹面形状的连接侧Ic构成。因而，如下所述地构成受风侧la、风流动侧Ib以及连接侧Ic连接形成的构造是理想的。所述受风侧Ia是由位于翼芯(叶片芯)Id侧的且根底在辐射方向Z上沿直线略微向上倾斜的根底部100、从根底部100的自由端起形成锐角地凹陷的且呈现断崖谷形态的根底凹面受风部101、与根底凹面受风部101相连且朝向辐射方向Z的前端并相对于受风叶片I的基准线A凹陷的反抛物线状的凹面受风部102构成。而且，风流动侧Ib由凸面风流动部103构成，该凸面风流动部由从根底起朝向辐射方向Z的前端且相对于受风叶片I的基准线A顺次由平缓凸出的抛物线状的凸面形状构成。此外，连接侧Ic朝向受风侧Ia和风流动侧Ib的两个根端Ial和Ibl且相对于受风侧Ia和风流动侧Ib的根端之间的基准线B由反抛物线状的凹面形状的凹面连接部104构成。所述受风叶片I以三片到多片为一组(优选三到四片，在本例子中为四片结构)安装在风力发电机E的框架内，以下说明其一个优选例。在风力发电机E的框架中，在底座上以等间隔立设有三根到多根(优选3至4根)的立柱3。因此，在优选的三个立柱3之间对置地架设上梁和下梁5、6。在下梁6的中心设有轴承7并垂设(立设)有主轴8。而且，在上梁5的中心设有轴承10并垂设有副轴11。而且，在主轴8上，水平支承有下板12，而在副轴11上，水平支承有上板13，在此情况下，上板和下板13、12可自由转动地枢装。而且，在上板和下板13、12之间如图3所示设有四片受风叶片I的情况下，在所述四片受风叶片之间形成四方向的导风通道15。还有，在发电装置的一个例子中，在主轴8上设有大带轮20。大带轮20通过皮带21将动力传递给设置在框架上的副带轮22。随后，副带轮22通过皮带23将动力传递至设置在框架上的发电机25输入轴26的小带轮27。通过这种传动方式，通过发电机25发电，在蓄电池28(电池)中蓄电，或是用电、售电等。以上说明的发电装置是一个例子，虽然未示出，但可以采用连续可变变速器(CVT)，结构、设置和安装等简 便，能可靠动作和有效用于发电。接着，说明受风叶片I的风流动、旋转动作以及发电，以下依次说明图7-1至图7-3的第一状态至第三状态。首先，在图7-1中，在图面上，处于大致垂直状态(按照图面，以下相同)的第一受风叶片I在凸面风流动部103阻挡自然风W(以下称为风W)，朝向其根底和前端地大致一分为二流动。而且，流过凸面风流动部103的根底的风W在到达第四受风叶片I的凹面受风部102的情况下，与流过该凹面受风部102的风W合流，并在其根底凹面受风部101的凹陷凹面处成为旋流，成为沿顺时针方向推压第四受风叶片I的力，担负起第一状态的回转力的一部分的责任。不过，虽然到达第一受风叶片I的凸面风流动部103前端的风W成为反向压力，但该风W被一分为二并且顺畅流过该凸面形状(鼓凸面)，所以其影响力达到无害程度。而且，因为风W流经第一受风叶片I的前端，所以第一受风叶片I的凹面受风部102变为负压状态，在吸引流经凸面风流动部103的风W的情况下，能保证快速的流动并有助于上述危害的减轻。而且，能够保证流经后述导风通道15的风W(沿第一受风叶片I的凸面风流动部103流动的风W)的流路。还在图7-1中，第四受风叶片I的凹面受风部102在风W为大致水平的状态下阻挡风并产生流动，并且该风W与从所述第一受风叶片I的凸面风流动部103流来的风W合流，由此在第四受风叶片I的根底凹面受风部101处产生旋流。该旋流据信成为推压第四受风叶片I的力并对防止在第四受风叶片I的凹面受风部102处受阻的风W的扩散、逃逸等有用。离开该旋流的风W(利用完的风W)在从第一受风叶片I的凹面连接部104和第四受风叶片I的根底部100起沿第二受风叶片I的凹面连接部104流动之后，沿第二受风叶片I的凸面风流动部103流动，通过导风通道15到达机器外，或者通过第二受风叶片I的凹面受风部102和第三受风叶片I的凹面连接部104及其凸面风流动部103之间的导风通道15到达机器外。因此，流经导风通道15的利用完的风W丝毫未消除第一状态的回转力。就是说，存在大致百分之百地将风W力用作回转力的结构。在第一状态中，风W在第三受风叶片I的凹面受风部102处受阻，成为沿顺时针方向推压第三受风叶片I的力，第三受风叶片I成为第一状态的回转力的主体。此时，在第三受风叶片I的根底凹面受风部101处产生了旋流。该旋流能保证防止流经所述第三受风叶片I的凹面受风部102的风W的扩散和逃逸等，能大致百分之百地保证针对所述第三受风叶片I的推力。因此，能有效利用高效的回转和风W的力。接着，在图7-2中，倾斜的第一受风叶片I在凸面风流动部103处阻挡风W，因而风几乎全朝根底流动。因此，成为沿顺时针方向推压倾斜的第一受风叶片I的凸面风流动部103的根底附近的力，担负起第二状态的回转力的一部分的责任。而且，流过凸面风流动部103的根底的风W在到达第四受风叶片I的凹面受风部102的情况下，与流过该凹面受风部102的风W合流，在其根底凹面受风部101处成为旋流，成为沿顺时针方向推压第四受风叶片I的力，并担负起第二状态的回转力的另一部分的责任。此外，在所述第一受风叶片I和第四受风叶片I处产生的旋流保证了因在后面形成的导风通道15变为负压而使利用完的风W顺利流过该导风通道15。于是，流经第一受风叶片I的凸面风流动部103的前端的风W因为在第一受风叶片I的凹面受风部102处产生负压而流过该区域，成为沿顺时针方向推压第一受风叶片I的力和附加的回转力。另外，在图7-2中，因为第四受风叶片I的凹面受风部102阻挡风W，所以成为对于第四受风叶片I沿顺时针方向推压的力，第四受风叶片I成为第二状态的回转力的第一主体。而且，流经第四受风叶片I的凸面风流动部103的风W在第三受风叶片I的凹面受风部102受阻，成为沿顺 时针方向推压第三受风叶片I的力，并且成为第二状态的回转力的第二主体。而且，在第三受风叶片I的凹面受风部102受阻的风W在第三受风叶片I的根底凹面受风部101处成为旋流，对防止在所述第三受风叶片I的凹面受风部102处受阻的风W的扩散、逃逸等有用，能大致百分之百地发挥该推力。还有，如上所述，到达导风通道15的利用完的风W在沿着第三受风叶片I的凹面连接部104流动后，沿第二受风叶片I的凹面受风部102流动到机器外。而且，流经第四受风叶片I的凹面连接部104和第三受风叶片I的根底部100之间的导风通道15的风W经过上述的第二受风叶片I的根底部100和第三受风叶片I的凹面连接部104之间的导风通道15，成为与上述一样的流动。而且，虽然到达所述第二受风叶片I的凸面风流动部103的风W成为反向压力，但由于顺畅流过该凸面形状并且该风W被一分为二，所以其影响力达到无害程度。其理由是存在凸面形状以及将第二受风叶片I设置在上板和下板13、12上的角度以及前端位于上板和下板13、12的圆周端面上的倍增效果(第一、第三和第四受风叶片I也是一样)。如上所述，第二状态是基本形式，产生了最大回转力。接着，在图7-3中，处于大致垂直状态的第二受风叶片I在凸面风流动部103阻挡风W，使风朝向其根底和前端一分为二地流动。而且，流过凸面风流动部103的根底的风W流到第一受风叶片I的凹面受风部102，并与流过该凹面受风部102的风W合流，在其根底凹面受风部101的凹陷凹面处成为旋流，成为沿顺时针方向推压第一受风叶片I的力，并且担负起第三状态的回转力的一部分责任。不过，到达第二受风叶片I的凸面风流动部103的前端的风W成为反向压力，该风W—分为二并顺畅流过该凸面形状，因而其影响力达到无害程度。而且，由于风W流过第二受风叶片I的前端，所以第二受风叶片I的凹面受风部102变为负压状态，吸引流过凸面风流动部103的风W，能保证快速的流动，能有助于所述危害的减轻。而且，能保证流过导风通道15的风W(沿第二受风叶片I的凸面风流动部103流动的风W)的流路。还有在图7-3中，第一受风叶片I的凹面受风部102在略微倾斜状态下承受风，产生流动，并且该风W与来自所述第二受风叶片I的凸面风流动部103的风W合流，从而在第一受风叶片I的根底凹面受风部101产生旋流。该旋流成为推压第一受风叶片I的力，并且对防止在第一受风叶片I的凹面受风部102处受阻的风W的扩散、逃逸等有用。离开该旋流的风W(利用完的风W)在从第二受风叶片I的凹面连接部104和第一受风叶片I的根底部100起沿着第三受风叶片I的凹面连接部104流动之后，沿着第三受风叶片I的凸面风流动部103流到机器外，或者通过第三受风叶片I的凹面连接部102和第四受风叶片I的凹面连接部104及凸面风流动部103之间的导风通道15流到机器外。因此，流过导风通道15的利用完的风W丝毫未消除第一状态的回转力，就是说，存在风W力被对置百分之百被用作回转力的构造。在第三状态中，在第四受风叶片I的凹面受风部102处阻挡风W，成为顺时针推压第四受风叶片I的力，第四受风叶片I成为第三状态的回转力的主体。此时，在第四受风叶片I的根底凹面受风部101产生旋流。该旋流能保证防止流过所述第四受风叶片I的凹面受风部102的风W的扩散和逃逸等并能大致百分之百地保证针对所述第四受风叶片I的推力。因此，能有效地利用高效的回转和风W的力。以上说明了第一受风叶片I至第四受风叶片I的基本构造及其动作和风W的活动，反复地通过所述发电机和操作发电机的系统来反复发电。因此在所述的各例子中有以下特点，形成在上板和下板13、12与受风叶片I之间形成的面状空隙16，以及空隙16成为负压区并吸引机器外的风W1，也起到升力型受风叶片I的作用，并且能有效利用本发明风 力发电机E近侧的风W1。而且，该吸引被认为也对借助受风叶片I的基本结构和导风通道15的倍增效果有用。该电力的利用方法如上所述。此外，本发明是因没有破风W而不产生噪音和低频波且对环境和人友好的风力发电机E。而且，它是利用风W的一部分的结构，即便在强风下使用，损伤也少，在长期使用、受风叶片I和上板和下板13、12等的设备薄型化、轻型化以及低成本化或者在安置场所扩展化等方面开辟蹊径且是有利的。接着，如图4和图5所示，在上、下受风叶片I的构造中，上、下受风叶片I以相位不同的方式设置。例如，安置在上板13、中间板13上的上受风叶片I是处于所述图8-1的位置关系，与之相比，安置在中间板14和下板12上的下受风叶片I是处于所述图8-2的位置关系的构造，例如保持大致45度相位差。因此认为有以下特征，相对于所述图7-1至图7-3的活动，小规模地捕捉到风W并且是有效连续地捕捉到该风W。还有，关于利用所述上、下受风叶片I的风W阻挡状态、其动作或发电、噪音等，参照所述的图7-1至图7-3。在第二实施例的结构中，大致45度的相位差是最理想的，其效果也被认为是最大的，但该相位差只是一个例子。而且，因为上、下受风叶片I是通过中间板14 一体支承的，所以是上、下受风叶片I同时回转的构造。而且，图9-1和图9-2中，受风叶片I呈根底部100缩窄且凹面连接部104延长的形状，风W顺畅流动并且通过受风叶片I快速排出机器外，期望实现受风叶片I的高效化和受风叶片I在微风W情况下也能旋转等。图9-2依照上下不同地设置相位的第二实施例。其它方面依照上述的各实施例。图10是第二和第三实施例的上受风叶片I的悬吊机构的一个例子，在上梁5上通过止推轴承30和/或径向轴承31架设有悬吊螺栓32，设置在悬吊螺栓32的下端的螺纹部3200和设置在从上板13起立设的联接螺栓33的上端的反向螺纹部3300通过具有内螺纹部3500和内反向螺纹部3501的套管35被紧固。在此构造中，利用套管35的螺母部3502进行紧固，联接螺栓33被上拉，靠近悬吊螺栓32，同时悬挂支承上受风叶片I。这样，通过悬吊上受风叶片1，施加于下受风叶片I和/或主轴8等的载荷减轻，或者上、下受风叶片I即便在微风W下也能旋转，或者，期望实现设备小型化和材料节约等。而且，下受风叶片I与上述一样通过设置在下梁6上的主轴8支承。另外，设置在上板13上的上受风叶片I是通过中间板14与设于下板12上的下受风叶片I成为一体的结构，上板和下板13、12 —体旋转。其它方面依照上述的第二实施例。还有，该悬吊机构也能被用在其它实施例中。图中的36和37是防松螺母，在通过所述套管35被紧固后，通过防松螺母36、37将悬吊螺栓32和联接螺栓33紧固。在将立柱3和上梁和下梁5、6安装在底座40上后，在图1-1和图1-2所示的框架中安装上装有四片受风叶片I的上板和下板13、12以及主轴和副轴8、11，完成一组风力发电机E的组装。此外，在此例子中，一级为底座30本体，二级到三级是配置两组风力发电机W的结构，但这是一个例子。为了产生所需要的电力，当然可以配置任何组。此时，利用连接件41、42和未示出的紧固部件来固定上、下立柱3。而且，虽然示出了每一组设有发电机(从大带轮20到发电机25等)的例子，但给所有组配设一台发电机的结构也是可行的。此外，图2示出一组风力发电机E，这组风力发电机E分多段组装的结构是上述图1-1和图
1-2的实施例。还有，图11-1至图11-5不出最适合设置风力发电机E的各实施例,但只是一个例子，并不局限于此。附图标记说明I-受风叶片；la_受风侧；lal_根端；lb_风流动侧；lbl_根端；lc_连接侧；ld_翼芯；100_根底部；101-根底凹面受风部；102-凹面受风部；103-凸面风流动部；104-凹面连接部；3-立柱；30_底座；5-上梁；6-下梁；7-轴承；8-主轴；10_轴承；11_副轴；12下板；13_上板；14_中间板；15_导风通道；16_间隙；20_大带轮；21_皮带；22_副带轮；23-皮带；25_发电机；26_输入轴；27_小带轮；28_蓄电池；30_止推轴承；31_径向轴承； 32-悬吊螺栓；3200-螺纹部；33-联接螺栓；3300-反向螺纹部；35_套管；3500_内螺纹部；3501-内反向螺纹部；3502_螺母部；36_防松螺母；37_防松螺母；40_底座；41_连接件；42-连接件；A_基准线；B_基准线；C_大致勾玉形状；D_板状；E_风力发电机；W_风。
权利要求
1.一种风力发电机用阻力型受风叶片，它是在设置于空中的至少两块板之间沿所述板之间的垂直方向纵设的风力发电用阻力型受风叶片，其特征是，所述受风叶片为由受风的受风侧、位于所述受风侧的背面的风流动侧和连接所述受风侧的根端和所述风流动侧的根端的连接侧构成的且具有大致勾玉形的端面的板状结构，所述受风侧由根底部、从所述根底部的自由端起形成锐角地凹陷的根底凹面受风部和与所述根底凹面受风部相连且朝辐射方向的前端呈反抛物线形状的凹面受风部构成，所述风流动侧由通过从根底起朝辐射方向的前端顺次由平缓的抛物线状的凸面形状构成的凸面风流动部构成，并且所述连接侧朝向所述两个根端由反抛物线形状的凹面形状的凹面连接部构成。
2.根据权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，其特征是，所述风力发电机用阻力型受风叶片被构造成，以从所述受风叶片的大致勾玉形状的圆形部分朝向前端的基准线A为基准来设定所述受风叶片的根底凹面受风部的凹陷、所述凹面受风部的凹入方向以及所述受风叶片的凸面受风部的鼓凸方向。
3.根据权利要求I所述的风力发电机用阻力型受风叶片，其特征是，所述风力发电机用阻力型受风叶片被构造成，以连接设置在所述受风侧的根底和风流动侧的根底之间的受风侧根端和风流动侧根端的基准线B为基准来设定所述受风叶片的凹面连接部的凹入方向。
4.一种风力发电机，其特征是，所述风力发电机设有由第一至第四构成的多片根据权利要求I所述的阻力型受风叶片并且被构造成，所述多片受风叶片设置在框架上，所述框架由以间隔立设于底座上的多个立柱、在所述立柱的立设方向上有间隔地分别设置的上梁和下梁、通过轴承支承在所述下梁上的主轴和通过轴承支承在所述上梁上的副轴以及分别架设在所述主轴和所述副轴上的上板和下板构成，并且所述多片受风叶片沿辐射方向垂设在所述框架的上板和下板之间，在沿辐射方向垂设配置在所述上板和下板之间的多片受风叶片之间形成多个导风通道，保证在所述多个导风通道的风流动，并且在所述主轴上附设有发电机。
5.根据权利要求4所述的风力发电机，其特征是，所述风力发电机被构造成，大带轮附设在所述主轴上并且通过皮带挂设于所述大带轮而与副带轮相连接，悬挂在所述副带轮上的皮带连接至设置在发电机输入轴上的小带轮。
6.根据权利要求4所述的风力发电机，其特征是，所述风力发电机被构造成，在所述上板和下板之间设有中间板，在所述下板和所述中间板之间设有所述多片的下受风叶片和下导风通道，并且在所述上板和所述中间板之间设有所述多片的上受风叶片和上导风通道。
7.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征是，所述风力发电机是通过所述上板、下板和中间板设置所述多片的上受风叶片和下受风叶片和上、下导风通道的结构，并且所述风力发电机被构造成所述的上、下受风叶片和上、下导风通道在回转方向上有相位变化地设置。
8.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征是，所述风力发电机被构造成，上受风叶片悬吊支承在所述上板上，所述上受风叶片通过所述中间板与下受风叶片成为一体，所述下受风叶片设置在枢装于安置在所述下梁上的主轴的下板上。
全文摘要
发明目的是希望高效捕捉风并保证发电效率，并且顺利排出利用完的风，防止损伤叶片。提供一种纵设在设置于空中的板之间的风力发电机用阻力型受风叶片，该受风叶片为通过由根底部(100)、根底凹面受风部(101)和凹面受风部(102)构成的受风侧(1a)、位于受风侧背面且由抛物线状的凸面形状构成的风流动侧(1b)、连接受风侧根端(1a1)和风流动侧根端(1b1)且由抛物线状的凹面形状的凹面连接部(104)构成的连接侧构成的并且具有大致勾玉状端面的板状构造。
文档编号F03D3/06GK102619680SQ20111039123
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月1日
发明者安井荣一 申请人:株式会社玛露耀希商会