[发明专利]垂直轴风车和具有它的风力发电装置与照明设备

说明书

在本垂直轴风车(2)中，在垂直的旋转轴(3a)的周围并列的多个垂直的风叶(5)经由臂(6a、6b)而安装于旋转轴上。各风叶(5)包括主风叶部(5a)与风叶端倾斜部(5b)，该风叶端倾斜部(5b)按照从该主风叶部(5a)的上下端接近旋转轴(3a)的方式分别地延伸。风叶端倾斜部(5b)的厚度小于主风叶部(5a)。风力发电装置(1)由上述结构的垂直轴风车(2)和发电机(3)构成。

相关申请

本申请要求申请日为2018年5月29日、申请号为JP特愿2018－101989的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。

技术领域

本发明涉及多个风叶在垂直的旋转轴的周围并列的垂直轴风车、具有它的风力发电装置、通过风力发电装置而发电以将照明器具点亮的街道灯等的照明设备。

背景技术

作为风力发电装置的风车，螺旋桨型风车是普通的，但是由于以螺旋桨型风车为代表的水平轴风车必须要求风向控制，以对应于风向使旋转风叶相对，或者在风车的结构上，在支柱的上部设置发电机等的较重的机器，故在支柱的强度方面、风车的维修方面具有大的课题。

由此，在较小型的风力发电装置中采用垂直轴风车。另外，在垂直轴风车中，为了抑制风叶端涡的发生造成的旋转叶片的旋转效率的降低，并且防止产生升力的部分的增大、将风从风叶而在风叶长度方向排出的情况等，人们提出在风叶端处设置风叶端倾斜部(比如，专利文献1～3)。

在专利文献1中记载的发明涉及垂直地安装于旋转体的周部的受风叶片，受风部以在正面，其左侧面从纵向中间部向上下方而逐渐地减薄的方式设置，在该状态，上下端缘部向左侧方而分别倾斜，形成倾斜部。受风部形成风车的叶片，其中，在平面，与倾斜部一起地以鼓起的方式形成左侧前缘部，按照朝向后部逐渐地减薄的方式设定，该叶片在回转时，在受风部的左侧(内侧)面的前缘部区域产生负压，旋转推力朝向前方内部而作用的方式构成。

上述受风部的倾斜部在正面，相对通过受风部的中心的垂直线，在35度～46度的范围内向左方倾斜。还有，上述受风部呈侧面大致尖头的三角形状，倾斜部形成于后部。

该受风叶片作为纤维强化树脂(FRP)制的中空体而形成。但是，可根据需要，可在中空部中填充高发泡率的树脂。由于受风部的内侧面后部相对旋转方向向外方向倾斜，故风向后方流动。由此，受风部压向前方，获得旋转推力。

在专利文献2中记载的发明涉及纵轴风车，在该纵轴风车中，在纵主轴的周围部，以规定的间隔设置纵长的叶片，叶片在上下端部形成向纵主轴的方向倾斜的倾斜部，叶片的弦长设定为相当于叶片的旋转半径的40～55％的范围的尺寸，上述倾斜部的倾斜角度大于等于10度，最好在30～45度的范围内，倾斜部的高度为叶片的高度的10％的程度。

在专利文献3中记载的发明涉及风车风叶，弯曲部通过以主叶片部的端部的截面形状沿规定的曲率的曲线而伸出的方式弯曲而形成。倾斜部通过下述的方式形成，该方式为：弯曲部的顶侧端部的截面形状中的形成于外侧的外侧面的形状以沿规定的曲率的曲线而伸出的方式弯曲，内侧面的形状以下述曲率的曲线伸出而弯曲，该曲率小于由外侧面反映的曲线的曲率。倾斜部的侧面外部轮廓棱线通过外侧面和内侧面交叉而形成的交叉线形成。形成以以上技术为特征的风车叶片。通过设置于风叶端上的倾斜部，抑制风叶端涡的发生造成的风叶的旋转效率的降低，并且不仅仅从主风叶部，而且还从该风叶的倾斜部的区域高效率地产生构成风叶的旋转力的根源的升力。

在该专利文献1～3中记载的发明中，均可通过在垂直轴风车的叶片端设置倾斜部以增加风车的旋转速度，改善旋转效率，另外，即使在微风的情况下仍容易旋转，启动特性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2004－204801号公报

专利文献2：JP特开2006－118384号公报