CN1833104A - 风力发电系统、永久磁铁的配置构造以及电/力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明是由框架、由该框架支撑为旋转自由的叶轮(12)、设置在叶轮(12)上的，从其旋转中心开始等距离排列的多个永久磁铁(31)、设置在框架上，环形排列的绕组群(32)构成的风力发电系统(101)，通过永久磁铁(31)与绕组群(32)接近并且相对地运动，在与线性电动机相反的作用下，绕组群(32)发电，绕组群(32)安装在框架上设置的环上，永久磁铁(31)设置在叶轮的纵叶片(26)的下端。

Description

风力发电系统、永久磁铁的配置 构造以及电/力变换装置

技术领域

本发明涉及风力发电系统、永久磁铁的配置构造以及电/力变换装置。更详细地讲，涉及把线性电动机的原理采用在发电机中的风力发电系统以及能够适合于该风力发电系统中而采用的永久磁铁的配置构造以及电/力变换装置。另外，这里所说的「电/力变换装置」是包括具备把机械能的力变换为电能的发电功能的装置和具备把电能变换为机械能的电动机(原动机)功能的装置，以及通过操作发挥双方功能的装置的概念。

背景技术

在特公平3-10037号(特公平3-10037号公报，以下，称为专利文献1)中，公开了把叶轮的轴连接到环齿轮上，经过与该环齿轮内接的多个行星齿轮，使与叶轮的轴心同心状地配置的太阳齿轮旋转，把该太阳齿轮的轴连接到发电机上的风力发电装置。这些环齿轮、行星齿轮、太阳齿轮构成行星齿轮减速机，与环齿轮连接的叶轮的旋转用该减速器增速后传递给发电机。由此，即使在风力弱，叶轮的转数低的情况下，也能够有效地使发电机动作。

在特开2001-132617号公报(特开2001-132617号公报，以下，称为专利文献2)中，公开了具有叶轮的轴和与该旋转轴同心状地外嵌合的上下叶轮，使这些上下叶轮的受风面之间相反朝向的风力发电装置。该装置即使风朝某个方向吹动，上下某一个叶轮都强烈地被风吹动，因此能够有效地发电。另外，还公开了用磁铁的斥力使叶轮浮动，使其低摩擦地旋转的装置。

发明内容

本发明要解决的课题

风力发电机装置利用的风是自然现象，从弱风状态到强风状态变动相当大。因此，在风力发电装置中要求对于其变动能够敏感地对应。在现有的风力发电机中，为了与这样大范围的风力的变动相对应，采用能够与大范围的转数相对应的性能的发电机，然而，能够与从微风到强风广泛对应的发电机还没有达到实用程度。上述专利文献1的电风力发电装置通过向行星齿轮减速器的输出一侧即环齿轮输入，从太阳齿轮一侧输出，谋求得到有效的增速作用，但是在微风状态下转距不足而暂时停止。因此，直到开始刮起超过静摩擦力的强风之前，不能发电。另外，由于需要从周边部分的纵叶片到中心轴由支撑棒等传递转矩，因此叶轮的重量加重。从而，微风下的旋转更困难。

本发明的技术课题在于提供即使对于使现有的装置停止工作的微风，也不停止叶轮的旋转，能够有效地发电的风力发电系统。进而，本发明的技术课题在于提供在这样的风力发电系统中适宜使用的电/力变换装置。

包括专利文献1、2的风力发电装置在内，由于现有的风力发电装置强烈地受到风的强度等自然环境的影响，因此受到地区选定条件的制约。另外，为了尽可能减少被风吹动时的障碍，用细的框架构件等支撑叶轮，叶轮露出到外部。从而，在台风等时，叶轮有可能受到损坏。本发明的课题在于提供能够不依赖于风而使叶轮旋转，易于保护不受到台风破坏，与风向或者风速等基于自然环境的地区选定条件无关，使用了能够有效发电的叶轮的发电装置。

用于解决课题的方法

本发明的风力发电系统特征是由框架、由该框架旋转自由地支撑的叶轮、在该叶轮或者框架中，在某一方从叶轮的旋转中心等距离地排列的多个励磁用磁铁(磁场磁铁)、在另一方环状地配置的绕组群构成，构成为通过使上述励磁用磁铁与绕组群接近进行相对运动，在与线性电动机相反的作用下，绕组群发电。励磁用磁铁既可以是永久磁铁也可以是电磁铁。

在这样的风力发电系统中，上述励磁用磁铁最好环形地排列在叶轮的外周部分附近或者中央部分，在与上述框架中的这些绕组群接近的位置上，设置环形的构件，在该环形的构件上安装上述绕组群。励磁用磁铁最好沿着圆周方向隔开间隔设置。

进而，设置一对安装了上述绕组群的环形的构件以便把环形地安装在叶片上的励磁用磁铁夹在中间，具备分别交互或者循环形排列的多个绕组群，使得一方的绕组群与另一方的绕组群发生交流，一方特定相位的绕组群和与该相位相对应的相位的另一方绕组群沿着圆周方向错开排列的同时，一方绕组群和与该绕组群相对应相位的另一方绕组群最好串联连接。

另外，上述一方以及另一方绕组群分别具备循环排列的第1绕组群、第2绕组群以及第3绕组群以便发生三相交流，使一方第1绕组群最好与上述另一方的第2绕组群或者第3绕组群相对那样相互错开。另外，上述环形构件最好是把多个由重叠了多片的金属组成的芯、缠绕在其外周的导线组成的绕组群和把它们固定为一体的合成树脂构成的预定长度的环形片连接成环形的构件。

风力发电系统最好在上述叶轮的外周部分或者中途部分与框架之间，存在允许叶轮旋转的同时，支撑叶轮重量的至少一部分的圆环形的支撑单元。

这样的支撑单元能够由在框架与叶轮中，设置在某一方的滚动体群或者滑动体群，设置在另一方的与滚动体群或者滑动体群接触的移动行程构成。另外，上述支撑单元还能够由设置在框架上的第1磁铁群、设置在叶轮上使这些磁铁群相互相斥的第2磁铁群构成。进而，上述第1磁铁群对于框架排列成实际上连续的环形，上述叶轮具有放射形排列的多个叶片，上述第2磁铁群最好放射形排列以便支撑这些叶片。

进而，在本发明的风力发电系统中，最好具备用于调整上述框架、设置在叶轮上的多个励磁用磁铁和绕组群之间的间隙的间隔调整单元。

另外，最好构成为当风力暂时减弱时，在上述绕组群的一部分或者全部中流过电流，使励磁用磁铁和绕组群发生线性电动机的作用，由此，对风车提供转动转矩。

另外，上述支撑单元最好由在上述框架或者叶轮中的一方设置的以旋转中心为中心的圆环形导轨和设置在另一方沿着该导轨行走的滑块构成。

本发明的风力发电系统的第2形态的特征是，由框架、由该框架旋转自由地支撑的叶轮、通过该叶轮的旋转发电的发电机构成，在上述框架或者叶轮中，在一方设置以旋转中心为中心的圆环形的导轨，在另一方设置沿着该导轨行走的滑块。

在用上述导轨以及滑块旋转自由地支撑叶轮的情况下，最好由线性滑动球轴承的导轨和滑块构成导轨以及滑块。上述圆环形的导轨在内表面以及外表面具有平滑的圆柱形导轨面，上述滑块最好具备沿着这些导轨面滚动并且沿着垂直方向的轴心系旋转的导辊。另外，叶轮的旋转中心也可以朝向水平方向。当然也可以朝向垂直方向。

本发明的电/力变换装置的第1形态具有移动子和在其两侧配置的定子，在上述移动子的两个面上，沿着移动子的圆周方向配置以N极和S极对构成的磁铁部分，使得N极和S极、S极和N极交互错开。在这样的电/力变换装置中，最好用非磁性金属体连接相互邻接的磁铁部分。另外，在这里所说的「移动子」中，包括旋转的部分和直线形行走的部分。

在本发明的永久磁铁的配置构造中，特征是在相同的磁极面上并排设置永久磁铁的一个面的同时，在两个永久磁铁之间，存在比该永久磁铁的厚度短的磁性体。

在本发明的电/力变换装置的第2形态中，在移动子的磁极的两侧具有定子，使缠绕在上述两侧定子上的定子绕组在同相之间相互交差。这种情况下，在把一方定子绕组的相序取为u-z-v-x-w-y相时，把另一方的定子绕组的相序取为x-w-y-u-z-v相，把它们相对排列的同时，最好使两侧的定子绕组在同相之间相互交差。

本发明的风力发电系统的第3形态特征是具备多个叶片、把这些叶片环状地排列进行保持的环状支撑构件、与该支撑构件相对设置，支撑上述支撑构件的导轨构件、设置在上述支撑构件与导轨构件一方上的励磁用磁铁、设置在另一方上，通过与上述励磁用磁铁相对运动发电的绕组，在叶片的中心部分没有轴。

本发明的电/力变换装置的第3形态特征是具备移动子、配置在该移动子两侧的定子、配置为与上述移动子一起移动的移动侧排斥磁铁、与该移动侧排斥磁铁排斥的固定侧排斥磁铁，在上述移动侧排斥磁铁以及固定侧排斥磁铁中，把某一方配置成夹持另一方，以便把上述移动子压向中立位置。这种情况下，既可以配置一对上述固定侧排斥磁铁把移动子夹在中间，也可以配置一对上述移动侧排斥磁铁把固定侧排斥磁铁夹在中间。

另外，上述间隔调整单元当因周围的温度变化使框架或者叶轮的尺寸发生了变化时，最好自动地进行调整以便把上述励磁用磁铁与绕组群的间隙维持在预定的范围。

这种情况下，上述间隔调整单元最好进行自动调整，以便当风力弱时扩大励磁用磁铁与绕组群的间隙，当风力强时缩小间隙。

另外，在上述绕组群中，最好串联/并联切换自由地至少对某些绕组群进行布线，构成为在风力弱时，切换为并联，以低电压发电，在风力强时，切换为串联，以高电压发电。

使用了本发明的叶轮的发电装置的特征是具备上部以及下部与外部空气连通的纵向气流通道、设置在该气流通道内，根据朝上的气流转动的叶轮、与该叶轮的转动部分联动进行动作的发电机。在这样的发电装置中，上述叶轮最好围绕着沿垂直方向延伸的旋转轴心系旋转。另外，上述气流通道最好与建筑物构成为一体。进而，上述气流通道最好由具备开闭自由的窗的具有圆柱形形态的外壁构成。另外，在上述气流通道的外表面以及内部中，最好具备受太阳热而使温度上升的热吸收单元。进而，上述气流通道最好兼用建筑物的废热通道。

进而，环形排列多条构成上述气流通道的管路，最好还具备由这些管路支撑的横风用的风力发电装置。进而，环形排列多条构成上述气流通道的管路，在这些管路列的下部，具备受太阳热而使温度上升的热吸收单元，最好把上述热吸收单元与管路的下部连通。本发明的热交换系统的特征是具备设置在地上附近的第1热交换器、设置在与地上附近温度不同的位置的第2热交换器、把上述第1热交换器与第2交换器之间连成环形的管路、在沿着该管路内流动的热媒介中产生循环流的单元。在这样的热交换系统中，最好通过风力供给使上述热媒介中产生循环流的单元的动力。

上述叶轮最好具备一对环、用这些环保持的叶片、设置在环上的辐条形的支撑构件、设置在该支撑构件的中心的轴套。另外，上述移动子最好用具备励磁用磁铁的薄片形的旋转板构成。旋转板能够做成圆板形或者圆柱形。进而，最好在上述旋转板端部设置与旋转板正交朝向的增强壁，导行该增强壁。

发明的效果

在本发明的风力发电系统中，如果叶轮旋转，则由分别环形排列在框架和叶轮上的励磁用磁铁和绕组，在所谓的与线性电动机相反的作用下发电。而且，这样的励磁用磁铁或者绕组能够在叶轮的周围以及中途的圆周排列多个，相对速度相当快。进而，由于在受到风吹的叶轮的外周部分发电，因此不需要向中间部分传递很大的力，能够减轻叶轮的重量。从而，即使在微风下叶轮也易于旋转，另外，即使在叶轮的旋转速度慢的情况下，也能够从绕组群得到充分的发电量。

上述励磁用磁铁环形地排列在叶轮的外周部分附近以及中央部分中，在与上述框架中的这些绕组群接近的位置，设置环形的构件，在该环形构件中安装上述绕组群，在这样的风力发电系统中，由于把需要电布线的绕组群设置在静止的框架上，因此构造简单。进而，由于不需要滑动的部件例如电刷等，因此旋转阻力减少。从而，即使在微风下也易于旋转。另外，由于用设置在框架上的环形构件支撑绕组群，因此能够比较任意地选择框架整体的形状。

设置一对安装了上述绕组群的环形构件，以便把环形地安装在叶轮上的励磁用磁铁夹在中间，具备分别交互或者循环形地排列的多个绕组群，使得一方绕组群以及另一方绕组群发生交流，在圆周方向错开排列一方特定相位的绕组群和与该相位相对应的相位的另一方绕组群的同时，在串联连接一方绕组群和与该绕组群相对应的相位的另一方绕组群的情况下，在另一方绕组群与励磁用磁铁之间发生的磁力和一方绕组群与励磁用磁铁之间发生的磁力自然平衡。从而，即使没有怎么加大励磁用磁铁与另一方绕组群之间的间隙，以及励磁用磁铁与一方绕组群之间的间隙，也不会在一方或者另一方向加入单方向大的力。

这种情况下，具备分别循环排列的第1绕组群、第2绕组群以及第3绕组群以便上述一方以及其它的绕组群发生三相交流，在使一方第1绕组群与另一方的第2绕组群或者第3绕组群相对那样相互错开的情况下，随着叶轮旋转，励磁用磁铁在另一方绕组群与一方绕组群之间行走，能够从第1绕组群、第2绕组群以及第3绕组群取出三相交流。

在上述环形的构件由环形连接了多个由重叠了多片金属板组成的芯、缠绕在其外周上的导线组成的绕组群、把它们固定为一体的合成树脂构成的预定长度的环形片的情况下，由于能够减小环形片，因此容易制造以及安装。

在上述叶轮的外周部分或者中间部分与框架之间，存在允许叶轮旋转的同时，支撑叶轮重量的至少一部分的圆环形的支撑单元的情况下，叶轮的轴与轴承的阻力减少。因此，即使在微风下也易于旋转，难以停止。

在上述支撑单元在由设置在框架与叶轮中某一方的滚动体群或者滑动体群、以及设置在另一方的与滚动体群或者滑动体群接触的移动行程构成的情况下，各个转动体或者滑动体制分担叶轮的重量，而且摩擦阻力很小，因此支撑构件中的旋转阻力也很少。

在上述支撑单元由设置在框架上的第1磁铁群、设置在叶轮上使这些磁铁群相互排斥的第2磁铁群构成的情况下，由于能够无接触地支撑，因此支撑构件中的阻力进一步减少。这种情况下，进而在上述第1磁铁群对于框架排列成实际上连续的环形，上述叶轮具有放射形排列的多个叶片，放射形地排列上述第2磁铁群以便支撑这些叶片时，在重量集中的叶片部分，第2磁铁群从框架的第1磁铁群受到磁力的排斥。因此，能够稳定而且有效地支撑叶轮。

在具备用于调整安装在上述框架和叶轮上的多个励磁用磁铁与绕组群的间隙的间隔调整单元的风力发电系统的情况下，能够根据风力的大小或者是否有热膨胀，调整励磁用磁铁与各绕组的间隙。从而，发电效率上升，即使在转数低的情况下，发电量也很多。

在构成为当风力暂时减弱时，在上述绕组群的一部分或者全部中流过电流，使励磁用磁铁和绕组群发生线性电动机的作用，由此，对风车提供转动转矩的风力发电系统中，风即使暂时减弱，也能够不停止叶轮而维持旋转。另外，在旋转开始时能够减少由发电产生的阻力。因此，即使静止摩擦力大，也能够平稳地开始旋转，即使是微风也能够有效地发电。

在上述支撑单元由设置在框架或者叶轮中一方上的以旋转轴心系为中心的圆环形的导轨、设置在另一方，沿着该导轨行走的滑块构成的情况下，不仅支撑叶轮的重量，还支撑半径方向的力，能够导行。因此，不需要提高叶轮的中心轴的强度以及刚性，还能够省略中心轴或者轴承。由此，能够进一步减轻叶轮的重量。

本发明的风力发电系统的第2形态由于用圆环形的导轨和沿着该导轨行走的滑块进行叶轮对于框架的支撑，因此不需要提高叶轮的中心轴的强度以及刚性，还能够省略中心轴或者轴承。由此，能够很轻地构成叶轮，即使叶轮很大也能够容易地对应。

在用上述导轨以及滑块旋转自由地支撑叶轮的系统中，在由线性滑动球轴承的导轨和滑块构成导轨以及滑块的情况下，滑动阻力减少，叶轮的旋转平稳。进而，在上述圆环形的导轨在其两面具有光滑的导轨面，上述滑块具备沿着这些导轨面转动而且在垂直方向的轴心系旋转的导辊的情况下，即使不加大厚度，也能够可靠地导行滑块。由此，能够在适宜地维持励磁用磁铁与绕组群的间隙的同时稳定地旋转。在把上述结构适用在叶轮的旋转中心朝向水平方向类型的风车中的情况下，在风向一定时，能够有效地发电。

在本发明的电/力变换装置的第1形态中，由于成对构成移动子两侧的磁极(磁铁)，因此在相同的磁路上两侧的磁铁动作，即使发生移动子的偏心，两侧磁铁的磁引力平衡，在移动子整体中，力为0，进而在计算上忽视发生使移动子移动的力。另外，由于把磁铁安装在相同的磁路上，因此不需要在现有构造的考虑中所必需的磁极之间的移动子磁轭，起到能够进一步减少移动子的重量和减少移动子的宽度(对于移动方向的横向宽度)的效果。另外，在用非磁性金属体连接相互邻接的磁铁部分的情况下，在相邻的磁极之间也没有磁通漏泄。

在本发明的永久磁铁的配置构造中，能降低相邻接的永久磁铁的斥力和引力，因此，容易进行永久磁铁的安装作业，能够缩短现场中的安装作业时间。另外，由于能够减少永久磁铁之间的引力，因此容易进行发电机的拆卸检修作业，进而，具有作为永久磁铁之间的斥力对策，不需要固定永久磁铁的构造物的效果。

本发明的电/力变换装置的第2形态为了消除伴随着两个定子的磁通分布的差异引起的感应电压的差异，通过使移动子的磁极对两侧的定子绕组交差，防止在两侧的定子绕组中发生长时流过的循环电流，使两侧定子的发生电压相同，能够使负载电流的流动均匀，使负载时的磁通分布在两侧定子中相同，能够减少磁引力。特别是，把外侧的定子绕组的排列取为u-z-v-x-w-y，把内侧定子绕组的排列取为x-w-y-u-z-v，在使这些绕组的排列相对，在各同相之间使定子绕组交差的情况下，发生电压成为均等，能够抑制在两侧的定子绕组之间发生循环电流。

本发明的风力发电系统的第3形态由于在中间部分没有轴，因此能够很轻地构成，能够在很小的风下旋转。

本发明的电/力变换装置的第3形态中，移动侧排斥磁铁或者固定侧排斥磁铁被两侧的固定侧排斥磁铁或者移动侧排斥磁铁排斥，被推到中立位置。即，如果变位成接近一侧，则由另一侧的排斥磁铁产生的斥力增强，返回到原来的位置。从而，移动子稳定地移动，在移动子是转子的情况下稳定地旋转。

在这样的电/力变换装置中，在配置一对上述固定侧排斥磁铁使得把移动子夹在中间的情况下，由于在定子的两侧可以得到上述的稳定作用，因此减少左右的倾斜，更稳定地移动。反之，在配置一对移动侧排斥磁铁把定子夹在中间的情况下，由于两侧的移动侧排斥磁铁被固定侧排斥磁铁推向中立位置，因此也稳定地移动。

另外，在上述间隔调整单元自动地进行调整，使得当在周围的温度变化下，框架或者叶轮的尺寸发生了变化时，把上述励磁用磁铁与绕组群的间隙维持在预定范围内的情况下，发电量稳定。

另一方面，在上述间隔调整单元自动进行调整，使得当风力弱时扩大励磁用磁铁与绕组群的间隙，当风力强时缩小间隙的情况下，当风力弱时，能够使发电量降低，减少旋转阻力，当风力强时，能够增加发电量。因此，能够提高发电效率。

在本发明的发电装置中，在气流通道的上部和下部与大气连通的状态下，在上部与下部之间产生气压差，在气流通道内产生上升气流。因此，即使没有刮风，也能够根据该上升气流使叶轮旋转，能够发电。

在这样的发电装置中，在上述叶轮在沿着铅直方向延伸的旋转轴心系旋转的情况下，能够在叶片的整体受到上升气流。因此，能够充分地有效运用由上升气流发生的旋转力。其中，也可以沿着水平方向的旋转轴心系旋转，这种情况下，例如，仅使向上旋转的部分露出到气流通路内。而且，向下方旋转的部分还能够做成受雨水而旋转的水车。

另外，在上述气流通道与建筑物构成为一体的情况下，能够在叶轮的旋转中有效地利用沿着建筑物产生的上升气流。另外，由于能够用建筑物的墙壁等构成气流通道，因此能够容易而且廉价地制造大型的发电装置，提高经济性。

上述气流通道在由具备开闭自由的窗的具有圆柱形形态的外壁构成的情况下，在风强时，开放窗，把来自侧方的风导入到内部，能够用上升气流使叶轮旋转。因此，在风弱的情况下，或者台风等过强的情况下，能够关闭窗仅用上升气流就可以发电。从而，能够进一步提高发电效率，而且能够保护叶轮不受台风的破坏。

在上述气流通道的外表面或者内部，具备受太阳热而使温度上升的热吸收单元的情况下，受太阳热的部分的空气温度上升，通过膨胀空气密度减小，由此，温度上升了的空气沿着气流通道内上升。从而，上升气流进一步加强，发电效率提高。作为热吸收单元，可以使用设置了易于吸收紫外线的黑色或者暗色的涂装面，或者粘贴了该颜色的薄膜的器件。在用透明的壁面构成气流通道的情况下，最好设置使来自外部的紫外线通过，使来自内部的紫外线难以透过的薄膜。

进而，在上述气流通道兼作建筑物的废气通道的情况下，能够由气流通道有效地排出空调机等的废热，而且，能够由该废热加强上升气流使发电效率提高。上述绕组群中，在构成为串联/并联切换自由地布线至少一些绕组群，使得当风力弱时切换为并联以低电压发电，当风力强时切换为串联以高电压发电的情况下，能够从微风到强风有效地进行发电。

本发明的热交换系统由于能够用地上附近的第1热交换器取出在第2热交换器中冷却或者加热的热媒介的热量，因此能够节约在冷风或者热风中使用的能量。进而，通过在热媒介的循环中使用上述的风力发电系统，能够谋求进一步节省能源。

附图说明

图1是概念性地表示本发明的风力发电系统的一个实施形态的平面图。

图2是表示该风力发电系统的整体的斜视图。

图3是该系统的正视剖面图。

图4是表示图2的风力发电系统中的框架的斜视图。

图5是图2的风力发电系统的平面图。

图6是表示图2的风力发电系统中的叶轮的斜视图。

图7是图2的风力发电系统的主要部分的正剖面图。

图8是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图9a～c是分别表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图10是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图11是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图12是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图13是该系统的主要部分的剖面图。

图14a以及图14b分别是表示图12的风力发电系统的整体的纵剖面图以及平面图。

图15a以及图15b是分别表示本发明的系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图16a以及图16b是分别表示本发明的系统的又一个实施形态的正面图以及侧面图。

图17是表示本发明的系统的又一个实施形态的斜视图。

图18是表示本发明的系统的又一个实施形态的斜视图。

图19是表示本发明的系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图20a以及图20b分别是表示本发明的系统的又一个实施形态的主要部分的正视剖面图。

图21是表示本发明的系统的其它实施形态的主要部分的剖面图。

图22是图21的XXII-XXII线的剖面图。

图23是表示本发明的系统的转子以及定子的实施形态的斜视图。

图24是表示本发明的系统的转子以及定子的实施形态的斜视图。

图25是表示本发明的系统的定子的磁场用线圈的接线状态的接线图。

图26a～c是分别表示与本发明的系统有关的磁上浮构造的其它实施形态的剖面图。

图27a～b分别是表示与本发明的系统有关的磁上浮构造的其它实施形态的剖面图。

图28是纵向表示本发明的电/力变换装置的第1形态的一个实施形态的剖面图。

图29是表示涉及本发明的发电机的磁极和转子磁轭的构造的说明图。

图30是表示在与本发明有关的两侧具备定子的发电机的其它实施形态的构造图。

图31是表示在用以往构造构成本发明的转子两侧的磁极的发电机中发生了偏心时的说明图。

图32是表示适用了本发明的永久磁铁的旋转机模型的磁路的说明图。

图33是使本发明的转子两侧的磁铁成对，在与两侧的定子之间构成一个磁路的结构的说明图。

图34是使本发明的磁铁成对时的磁路的模型图。

图35是表示本发明电/力变换装置的具体结构的结构图。

图36是表示本发明的用有限元法进行的磁引力的计算结果的曲线图。

图37是表示具备本发明的永久磁铁的配置构造的磁上浮装置的一个实施形态的剖面图。

图38是表示该磁上浮装置的一部分的说明图。

图39是表示使本发明的两个高性能磁铁接近时的流体的磁通分布的说明图。

图40是用于说明本发明的设置在空气中的高性能磁铁的斥力的说明图。

图41是说明在本发明的磁铁的侧面安装了磁性体时的端部的磁通分布的说明图。

图42是表示在本发明的空气中设置的两个高性能磁铁之间夹住磁性体时的引力的说明图。

图43是说明在本发明的磁铁侧面安装了磁性体时的端部的磁通分布的说明图。

图44是表示在本发明的空气中设置的两个高性能磁铁之间夹住磁性体时的引力的说明图。

图45是表示本发明的电/力变换装置的第2形态的实施形态的剖面构造图。

图46是用于研究本发明的转子磁铁的外侧定子与内侧定子的距离的说明图。

图47表示本发明的外侧定子与内侧定子的磁通密度分布。

图48是表示本发明的转子磁铁的外侧定子与内侧定子的距离的说明图。

图49是表示本发明的定子绕组的排列的模型图。

图50是表示本发明的磁铁位置，磁通密度的大小的模型图。

图51以与定子绕组的相序的关系表示把本发明的外侧和内侧定子绕组交差时的发生电压的评价。

图52是表示本发明的定子绕组的交差的模式图。

图53是表示本发明的定子绕组的具体的接线方法的接线图。

图54是表示与本发明有关的叶轮的其它实施形态的斜视图。

图55是表示与本发明有关的叶轮的又一个实施形态的斜视图。

图56a、图56b以及图56c分别是表示与本发明有关的发电单元的又一个实施形态的概略平面图以及概略剖面图。

图57a是表示与本发明有关的转子的其它实施形态的主要部分的斜视图，图57b是其主要部分的剖面图，图57c是其主要部分的平面剖面图。

图58a以及58b分别是表示与本发明有关的转子的又一个实施形态的主要部分的剖面图。

图59a～c分别是表示与本发明有关的转子的又一个实施形态的概略平面图。

图60是表示本发明的电/力变换装置的又一个实施形态的剖面图。

图61是表示使用了该电/力变换装置的风力发电系统的一个实施形态的主要部分的剖面斜视图。

图62是表示使用了该电/力变换装置的风力发电系统的一个实施形态的剖面斜视图。

图63是表示本发明的电/力变换装置的又一个实施形态的主要部分的剖面图。

图64是表示图63中的链轮周围的主要部分的平面图。

图65是表示本发明的风力发电系统的其它实施形态的框图。

图66是表示本发明的风力发电系统的其它实施形态的框图。

图67是表示本发明的发电装置的基本实施形态的概略剖面图。

图68是图67的II-II线的剖面图。

图69是图67的III-III线的剖面图。

图70是表示与本发明有关的叶轮的支撑构造以及发电机的一个实施形态的剖面图。

图71是表示把本发明的发电装置与建筑物组合起来时的实施形态的概略斜视图以及概略剖面图。

图72是表示把本发明的发电装置与建筑物组合起来时的实施形态的概略斜视图以及概略剖面图。

图73是表示与本发明有关的叶轮的其它实施形态的斜视图。

图74是表示本发明的发电装置的又一个实施形态的主要部分的剖面图。

图75是表示本发明的发电装置的又一个实施形态的部分切开的斜视图。

图76是表示本发明的热交换系统的实施形态的框图。

图77是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的斜视图。

图78是表示本发明的风力发电系统的又一个实施形态的主要部分的斜视图。

图79是表示在本发明的风力发电系统中使用的叶轮的又一个实施形态的概略斜视图。

具体实施方式

首先，参照图2说明风力发电系统的整体。图2所示的风力发电系统10具备框架11和在其框架内以上下两级设置的叶轮12，叶轮12对于框架11旋转自由地设置在铅直方向的轴心系中。而且，在叶轮12的下端与框架11的环18之间，具备在与线性电动机的作用相反的作用下发电的发电单元(所谓线性发电机)14。

上述框架11如图3以及图4所示，具备沿着上下方向延伸的三条腿15和把这些腿在圆周方向等间隔连接的连接构件16。在腿15的上端、比从其下端高一些的位置以及它们的中间的三级设置连接构件16。在各连接构件16之间的空间S1、S2中，收容上述叶轮12。连接构件16具备放射形延伸的三条辐条17和把这些辐条17外侧的端部附近之间连接起来的上述环18。进而，在各连接构件16的辐条17的中心部分中，设置上下一对用于支撑叶轮12使其旋转自由的轴承19、20。

上述叶轮12如图5以及图6所示，由沿着上下方向延伸的轴22、固定在该轴上的上下一对轴套23、24、从各轴套放射形延伸的5片横叶片25、固定在上下横叶片25顶端的纵叶片26构成。即，在该实施形态中，具备5片纵叶片26和其2倍的10片横叶片25。进而，在各纵叶片26的上端之间以及下端之间，由安装在它们内周面的增强环21、21相互连接，由此，提高叶轮12整体的强度。而也可以不设置增强环21。横叶片25在该实施形态中在从上方观看轴22时为反时针方向旋转时，呈现具有向上作用了浮力那样的剖面形状的翼型。另外，关于旋转方，也可以倾斜使前端朝上，还可以把特定的翼型与特定的倾斜组合起来。进而，还能够调节倾斜。另外，纵叶片26的片数既可以是3片左右，也可以是大于等于10片。另外，如想象线那样，还能够做成把叶轮12的上下轴22之间连接起来成为贯通上下的一个轴。

上述纵叶片26当受到来自横方向的风时，5片纵叶片26中产生的力的合力产生从上面观看时呈现反时针方向的力矩的翼型。纵叶片26也可以向铅直方向的轴心系倾斜，也可以把翼型与倾斜组合起来。进而也可以调节倾斜。

如图3所示，分别用上侧的轴承19以及下侧的轴承20旋转自由地支撑各叶轮12的轴22的上端以及下端。在图2那样安装的状态下，叶轮12的重量基本由下侧的轴承20支撑。而如后述那样，也可以由车轮或者通过磁上浮等支撑。另外，随着旋转，也可以由横叶片25产生的升力支撑。

在图7的实施形态中，在各纵叶片26的下端旋转自由地安装车轮27。而且，框架11的环18的内侧部分成为环形的移动行程28。从而，纵叶片26或者横叶片25的重量的全部或一部分经过车轮27由框架11支撑。因此，轴承19、20的负担少。另外，由于横叶片25的挠性减少，因此发电单元14的作用稳定。进而由于挠性少，在用泡沫树脂或者纤维强化塑料等轻材料构成叶轮12整体时，旋转也稳定。

上述发电单元14由设置在叶轮12的纵叶片26的下端附近的永久磁铁31组成的励磁用磁铁、设置在框架的环18上的绕组群32、图1所示的控制单元33和蓄电单元34构成。绕组群32如图7所示，由环形的罩38覆盖。另外，作为励磁用磁铁，除去永久磁铁以外，也能够使用电磁铁。而由于永久磁铁不需要布线，因此容易进行设置工程以及维护。但在大规模风力发电系统的情况下，电磁铁具有易于操作的优点。在以下的实施形态中作为励磁用磁铁也同样能够采用永久磁铁或者电磁铁的某一种。

上述绕组群32如图1所示，由3个一组顺序排列的第1绕组列35、第2绕组列36以及第3绕组列37构成。而且，各个绕组列35、36、37的各绕组的端部并联连接到用于取出电力的第1馈电线41、第2馈电线42以及第3馈电线43。但也可以串联连接。另外，各馈电线41、42、43为2条，而也可以共用接地线。各馈电线41、42、43被导向控制单元33，以便能够由外部馈电线45向外部馈电。另外，由馈电线46连接到控制单元33上的蓄电单元34是预先存储所发出的一部分电力的部位，如后所述，当把发电单元14作为电动机利用时对其供电。另外，绕组群32的绕组的个数最好取为能用纵叶片26的片数整除的数量。在本实施形态中，由于分为3个组，因此是3×5＝15的倍数例如15个、30个或者45个。而也可以是大于等于60个。

以几乎等间隔配置绕组群32的各绕组。而且，在各个纵叶片26下端外表面上设置的永久磁铁31与绕组之间充分接近配置，永久磁铁与绕组之间的间隔S3例如是1～5mm。在绕组群32的各个绕组中，既可以插入也可以不插入铁芯。

如上所述，在所构成的风力发电系统10中，如果被风吹动，则叶轮12沿着从上面观看时的反时针方向(图1的箭头P1)旋转。而且，由于永久磁铁的磁力线顺序切割绕组群32的绕组，因此通过与线性电动机相反的作用，在绕组中产生电动势，能够从两端取出电力。另外，在该实施形态中，由于在3组绕组列35、36、37中顺序发电，因此以三相交流的形式发电。所得到的电力由馈电线41、42、43传输到控制单元33。在控制单元33中，在使电力的脉动平坦或者把良好的正弦曲线组合起来的三相交流的状态下向外部馈电。这时，一部分电力存储在蓄电单元34中。

在上述的风力发电系统10中，由于永久磁铁31设置在叶轮12的外周附近，因此叶轮的惯性大，为此，旋转开始时所需要的转矩大，但是如果一旦旋转，则难以停止，即使风力发生变化，转数也难以变化。从而，能够进行稳定的发电。进而，受到风的吹动发生旋转力的纵叶片和在发电的反作用下成为负载的发电单元32都在纵叶片26的外周圆的切线方向。因此，不需要横叶片25传递转矩，强度也可以降低。从而，能够用泡沫树脂成型品或者纤维强化塑料等轻材料构成叶轮12。因此，旋转的阻力小，发电效率高。

另外，最好构成为当风力降低，叶轮的转数降低了时，用控制单元33切换蓄电单元34与连接的馈电线46的接线状态，从蓄电单元34向绕组群32供电。由此，发电单元14起到线性电动机的作用，能够使叶轮12沿着相同的方向旋转。因此，叶轮12不停止，虽然很慢但是仍然继续旋转。另外，在其期间由于不能够发电，因此停止输送电，或者从蓄电单元34供电。而且，如果再次强烈地刮风，则控制单元33和蓄电单元34的馈电线46恢复到原来的状态，进行发电。在这种情况下，由于叶片没有停止，因此不需要从停止状态到开始旋转那样的抵抗静摩擦力而使其旋转。从而，作为整体不浪费电力，能够进行高效的发电。另外，上述各电动机作用与发电作用的切换例如也可以设置检测转数的传感器，根据比预定转数的基准值减少或增加来自动地切换。

图1的情况下，所有的绕组经常连接到第1馈电线41、第2馈电线42、第3馈电线的某一个上，而在绕组与各馈电线之间经由断路器接点的同时，把这些绕组群例如分为四个组，从某一个组取出电力或者能够用断路器的切、入进行选择。在这种情况下，由于能够使风叶轮12的旋转负载发生变化，因此能够控制成在微风状态下使较少的绕组发电，如果恢复风力，则增加发电绕组的数量。由此，能够遍及大范围的风力进行有效的发电。另外，工作绕组的增减除去每组各增减一个以外，也可以各增减2个或者3个等。另外，虽然一起切断对于轴22处于对称位置的2～3台绕组，然而对于叶轮12的旋转阻力可以取得平衡。另外，也能够用一部分绕组发电的同时，用其它的绕组作为电动机进行驱动。

另外，在图7的实施形态中，在纵叶片26的下端安装车轮27、在框架11的一侧设置移动行程28，而反之，也能够在框架11的环18上朝上设置多个车轮27、在叶轮12上设置于这些车轮27搭接的环形的移动行程28。进而，还能够在框架11或者叶轮12上设置橇或者橇形的滑块，使橇或者滑块对于移动行程滑动。

在图8所示的实施形态中，对于纵叶片26的下端以及框架11的环18，在上下方向相互相对那样设置磁铁47和绕组48，构成为以相互的磁力排斥的构造。由此，通过磁上浮能够负担叶轮重量的全部或者一部分。由于这些构件能够不接触地支撑重量，因此即使是高速旋转阻力也很小。另外，也可以代替绕组48设置永久磁铁。进而，上述磁上浮的结构也可以利用磁铁的引力，在叶轮12的上端一侧与框架11之间进行。进而，在叶轮的下端一侧排斥的方式的基础上，还能够在纵叶片26的上端与其上侧的框架上的环18之间设置相互排斥的磁铁。在这种情况下，叶轮12被上下排斥，能够在与重量平衡的高度旋转。因此旋转时的稳定性高。关于上述绕组群48，既可以插入也可以不插入铁芯。上述磁上浮的结构不仅在叶轮的周围附近，如后所述，也能够设置在横叶片25的中部与框架辐条的中部之间。

在上述实施形态中，把绕组群32固定在框架11一侧，而如图9a所示，也可以设置在叶轮12一侧。另外，如图9b所示，也可以沿着半径方向隔开间隔设置一对绕组群32，在其间隙间通过永久磁铁31等励磁用磁铁。反之，也可以如图9c所示，隔开间隔设置永久磁铁31等励磁用磁铁，在其间隙之间通过绕组群32。

进而，在上述实施形态中，在纵叶片26的外侧面与环18之间设置发电单元14，而也可以如图10a所示那样，设置在纵叶片26的下端与环18的上表面之间，使其在上下方向相对。在这种情况下，把车轮27设置在横叶片25的中间，移动行程28设置在辐条17的中间。另外，代替车轮27和移动行程28，也可以在两者中设置用于磁上浮的磁铁。另外，如图10b所示，还能够在横叶片25的中间设置支撑环52，在框架18的辐条17的上表面的中间设置与上述支撑环52相对的支撑环53，在两个支撑环52、53之间，设置由永久磁铁31等励磁用磁铁和绕组群32构成的发电单元54。另外，该结构还能够在设置于图7等的叶轮外周部分的发电单元32的基础上，设置为第2发电单元。

如上所述，绕组群32和永久磁铁31等励磁用磁铁是1～5mm左右的间隙，两者高速相对移动。因此，如果叶轮12受到太阳热等热膨胀则可能没有间隙而互相干扰。反之，有时由于热收缩间隙过大而使发电效率降低。如果框架11和叶轮12的材料相同，则两者的热膨胀系数相同，但是当在框架11中使用强度高的钢材，在叶轮中使用轻的合成树脂的情况下，特别使由热膨胀系数的差异产生的间隙增大量或者减少量增加。图11表示在这种情况下使用的间隔调整装置的实施形态。

在图11所示的间隔调整装置56中，把绕组群32收容在绕组箱57中，对于环18沿着半径方向移动自由地设置该绕组箱，设置对于环沿着半径方向驱动绕组箱57的电动势或者油压式的驱动机构58，进而设置检测横叶片25的伸缩量的传感器59，与横叶片25的伸缩量相吻合控制驱动机构58的控制装置60。驱动机构58可以使用把滚珠螺杆与用电动机旋转的螺帽组合起来的机构，或者使用了线性电动机机构等。另外，还可以把固定了的螺帽与用电动机旋转的滚珠螺杆组合起来。

作为伸缩量的传感器29，例如使用分别设置在纵叶片25以及框架11的辐条17上的应变仪等。在这种情况下，运算各传感器检测值的差，基于该差确定应该补偿的值。另外，例如能够通过在横叶片25上设置发光二极管，在框架的辐条17上设置沿着半径方向排列了多个光传感器的器件构成。在这种情况下，能够直接检测相对的长度变化，即热膨胀量的差。上述间隔调整装置56通常在使叶轮12停止的状态下工作。但也可以构成为在运转过程中自动地工作。

设置这种间隔调整装置56的风力发电系统即使叶轮根据太阳热或者气候产生热膨胀或者热收缩，绕组群32与永久磁铁31等励磁用磁铁的间隙也几乎不变化。因此，能够把两者的间隙做成很小，能够进行有效地发电。而且，还能够设置在四季的气候或者一天的气温变化很大的区域中。另外，由于框架与叶轮的材质也可以不同，因此能够在叶轮中使用轻的泡沫树脂或者纤维强化塑料。

在上述的风力发电系统10中，与现有的风力发电用的风车相同，例如，可以沿着海岸线设置，或者设置在利用山或者高地等高一点的地形，能够更多地刮到风的位置。还能够设置在城市里的大厦屋顶上等。而且，如果刮风，则纵叶片26被风刮动，叶轮12沿着图5的反时针方向旋转。这时，在横叶片25是剖面翼型的情况下，或者是上述的磁上浮类型的情况下，由于发生朝上的升力或者斥力，支撑叶轮12重量的下侧的轴承20的负担少。由此，旋转阻力减少，即使是很小的风，叶轮12也有效地旋转。如果叶轮12旋转，则工作绕组发电，其电力由图1的馈电线36、37传输到消费地区，或者保存到蓄电单元34中。在馈电的地区是远方的情况下，使用交流发电机，用变压器变压后馈电。也可以使用直流发电机，用逆变器等暂时变换为交流后变压，进行馈电。

在上述各实施形态中，用轴承19、20旋转自由地支撑轴22的上端以及下端，反之，也可以在轴承19、21一侧设置轴，使得用这些轴旋转自由地支撑上下轴套23、24。另外，在上述实施形态中，用横叶片25连接叶轮12的纵叶片26与轴套23、24，而也可以仅采用棒材等支撑构件。在这种情况下，不产生由横叶片引起的升力。

在图12以图13所示的风力发电系统62中，在框架11的环18的内表面安装圆柱形的支撑环63，在该支撑环63上，同心圆状地排列2列绕组群32使其相对而且隔开间隙。而且，在其间隙中，作为励磁用磁铁配置安装在叶轮12上的一组永久磁铁64。作为励磁用磁铁也能够采用电磁铁。特别是在大型的系统中，最好是电磁铁。上述绕组群32安装在例如由托架65支撑的环63上。另外，这些托架65能够由调整螺栓66调节叶轮的半径方向(在图13中是左右方向)的位置。

另一方面，从纵叶片26的下端朝外设置叶片保持臂67，在该叶片保持臂67上安装的增强环68的外周面以及内周面上，分别固定上述磁铁64、64。增强臂68由弯曲的方管构成为环形(参照图14b)，用螺栓70a等固定在剖面U字形的罩70的下表面。该罩70覆盖在安装上述绕组群32的托架65的外侧，由此，雨水不能够侵入到绕组群32中。进而，在支撑环63的外侧的环18的上表面与罩70之间，以及罩70下端与托架65之间，也设置用于防止雨水侵入的密封环72、72。

在增强环68的上表面，把罩70的顶面夹在中间，安装叶片保持构件73。而且，在该叶片保持构件73上嵌合上述叶片保持臂67使其沿着其长度方向滑动自由。由此，做成使增强臂68或者横叶片(图12的符号25)的热膨胀/热收缩自由的构造。代替横叶片，也能够使用支撑条。在叶片保持臂67或者与保持构件73中使用轻纤维强化树脂(FRP)等。由该叶片支撑构件73进行的叶片保持臂67滑动自如的保持构造，或者上述的调整螺栓66每一个都构成简易的间隔调整装置。

在上述支撑环63上，与叶轮同心圆状地配置环形导轨74使其大致通过2列绕组群32的中心，用螺栓等固定在支撑环63上。而且，在该导轨74上滑动自由地设置多个滑块75，在该滑块75上固定上述增强环68的下表面。在该实施形态中，作为导轨74以及滑块75，采用所谓的线性滑动滚珠轴承的导轨和滑块。而且，导轨74沿着横方向弯曲，与多片弯曲的导轨片组合，形成环形的轨道。

线性滑动滚珠轴承具有与球形花键等同样的结构。即，在滑块一侧，预先设置多个环状滚珠轨条，保持在该滚珠轨条上的滚珠群在「前进行程」出现在滑块的表面，在「返回行程」下隐藏在滑块内。而且，出现在表面的滚珠群与导轨74的系合槽74a等啮合，保持为使得滑块75不会从导轨74脱离，而且进行引导使滑块75沿着导轨74以很小的摩擦力平滑地移动。作为这样的线性滑动滚珠轴承，例如能够使用THK公司制造的LM导轨等。

上述滑块75的个数没有特别限定，理想的是在支撑叶轮12重量的叶轮保持构件73的附近紧密地配置，在其它的部位疏松地配置。而也可以按照等间隔设置。通过采用这种导轨构造77，叶轮12对于框架11被旋转自由地支撑在自轴心系上。从而，如图14以及图14b所示，在叶轮12的中心部分中不需要设置轴(参照图3的符号22)或者轴承。另外，由纵叶片26受到风产生的转动转矩不经过横叶片而经过叶片保持臂67、叶片保持构件73以及增强环68，传递到绕组群32与永久磁铁64的相对运动中，能够反抗由在该部位发电时产生的阻力或者由线性导轨产生的摩擦力等，使叶轮12旋转。由此，能够在与线性电动机相反的原理下发电。

在上述实施形态中虽然不具备横叶片或者轴，然而如图14a以及图14b中用想象线所示的那样，设置横叶片25，也能够用在这些中心设置的轴套24或者轴22支撑叶片12。在设置这种横叶片25的情况下，如图14b中用想象线所示的那样，在横叶片25的中间部分设置增强环68以及支撑环，也能够用安装在这些增强环68上的滑块和设置在支撑环上的导轨旋转自由地支撑叶轮12。在这种情况下，通过在增强环68上安装永久磁铁，在支撑环上安装绕组群，也能够在与线性电动机相反的原理下发电。

另外，如图15a、图15b所示，还能够在纵叶片26的纵方向的中间位置安装增强环68，在上述框架11的相对应的部位设置支撑环63。在图15a的系统中，在增强环68上横向安装滑块，在支撑环63的内侧面安装引导滑块的导轨74。另外，在支撑环63的内表面一侧设置绕组，在增强环68的上下面上安装永久磁铁。另一方面，在图15b的系统中，在支撑环63的上方配置增强环68，与图13的情况相同，配置滑块、导轨、绕组、永久磁铁。在这样的系统中，即使是纵长的叶轮也能够稳定地保持。

在上述实施形态中，使叶轮在沿着铅直方向延伸的旋转中心系旋转，而如图16a、图16b所示，也能够保持叶轮12使旋转中心Ct沿着水平方向延伸。该结构仅在与由环18、腿15以及辐条17等构成的框架11的结构上不同，叶轮12及其支撑构造实质上与图3等的风力发电系统相同。这样的横向类型的风车由于受限于使叶轮旋转的风的方向，因此最好设置在风向一定的土地上。另外，由于能够沿着轴向设置多个，因此适于大规模的发电设备。

图17表示具备横向类型的风车，在框架11上设置的环18与在叶轮12上设置的增强环63之间存在滑动导轨，省略了中间的轴或者横叶片的情况。在这样的系统中，最好采用由与图13的情况相同的导轨以及滑块构成的导轨构造77。

图18的横向类型的风力发电系统采用放射形地设置了多个螺旋桨形的叶片78的叶轮12。该系统通过在叶轮12上设置的增强环68与在框架11上设置的支撑环63之间存在上述那样的导轨构造，也能够由框架11旋转自由地支撑叶轮12。另外，如用想象线所示的那样，还能够用轴22旋转自由地支撑在叶轮12的中心设置的轴套23。另外，还能够用框架11上设置的轴承旋转自由地支撑在叶轮12的中心设置的轴。这些情况下，通过增强环68与支撑环63之间存在绕组群和与其相对的永久磁铁等励磁用磁铁的组合，也能够在与线性电动机相反的原理下发电。

图19表示磁上浮方式的导轨构造80的实施形态。在该导轨构造80中，做成把磁铁47特别是永久磁铁用设置在电磁铁(绕组48)外侧的导轨突起81沿着水平方向进行引导，对于上下方向由永久磁铁和电磁铁形成的磁上浮构造。对于其它的部分，实质上与上述的发电系统相同。该系统由于旋转阻力小，因此发电效率高。另外，还能够把旋转的上侧磁铁采用为电磁铁，把下侧的固定一侧采用为永久磁铁。进而，既可以上下都采用永久磁铁，也可以上下都采用电磁铁。

图20a的导轨构造83由圆环形的导轨84、设置成包围其两个侧面以及上表面，具备沿着这些面滚动的辊85的滑块86构成。滑块86的个数可以是与上述的线性滑动滚珠轴承的滑块相同的程度。通过在叶轮12上安装的增强环68与框架11上安装的支撑环63之间存在这样的导轨构造83，能够对于框架11旋转自由地支撑叶轮12。

在图20b的导轨构造中，在增强环68一侧安装线性滑动滚珠轴承用的环形的导轨74，在支撑环63的一侧安装由该导轨74引导的滑块75。其它的结构与图13的情况相同。该系统由于在叶轮12上设置导轨74，因此叶轮12的重要加重，然而具有其强度以及刚性提高的优点。另外，上述线性滑动滚珠轴承用的环形的导轨74和与该环形导轨滑动(实际上滚动)的滑块75的组合不限于具备在与线性电动机相反的原理下发电的发电机的发电系统，在使用其它发电机的发电系统中也能够适用，起到相同的作用效果。例如，能够在框架11(特别是环18)上环形地配置多台在叶轮的周沿部分或者中间部分中设置环形的齿列，在输入轴上安装了与该齿列啮合的齿轮的通常的发电机。另外，在叶轮的中心部分中设置了旋转的轴22的发电系统中，也可以在该轴22上连接通常发电机的输入轴。

在图21的风力发电系统88中，设置把在支撑环63的上部安装的永久磁铁89与在叶片保持臂67的下表面上安装的永久磁铁90相对构成的磁上浮构造J1。由此，能够用永久磁铁89、90之间的磁斥力支撑叶轮的重量。即，在该实施形态中，从平板形的支撑环63的半径方向内侧(图21的右侧)竖立起多个支撑杆91，在其上端固定内侧环平板92，在该内侧环平板92的上表面上环形地排列多个永久磁铁89。而且，在叶片保持臂67的下表面上安装多个永久磁铁90。另外，在该实施形态中，如图22所示，环形地配置多个矩形的内侧平板92a，构成内侧环平板92，在一片内侧平板92a上，隔开预定的间隙排列多个例如3个矩形的永久磁铁89，用磁铁吸附的铁片93介于这些间隙中。

这些永久磁铁89和铁片93用框体94固定支撑。永久磁铁89的磁极的方向为相同的方向。即，使上侧与N极一致，或者与S极一致。这样使铁片93存在是因为如果使永久磁铁90之间直接邻接，则由于强烈的斥力(例如在图42的情况下是10N左右)的作用，而安装作业非常麻烦。而且，如上述那样如果存在铁片93，则由于各个永久磁铁89与铁片93磁吸引，因此经过铁片93，磁铁群磁化成一体，容易安装。另外，对于配置在叶片保持臂67的下表面上的永久磁铁90也同样隔开间隙，使铁片介于该间隙中，如用框体95包围那样安装到叶片保持臂67上。

另外，上述支撑环63如图22所示，由预定宽度的矩形的平板63a构成，环形排列构成。另外，支撑杆91用内侧的1列和外侧的1列共2列支撑内侧环平板92。另外，在该风力发电系统88中，在支撑环63的外侧也竖立2列支撑杆91a，在其上端固定外侧环平板96。而且，在外侧的支撑杆91a的内侧的列以及内侧的支撑杆91的外侧的列中，安装分别在其高度方向的中央部分构成定子的绕组群32、32。而且，在两者之间配置设置了永久磁铁64的转子，把转子固定在叶轮上。

上述永久磁铁64如图23所示呈现矩形，在中间的增强环68的内表面以及外表面的两侧，分别隔开间隙排列固定。最好使铁片也介于这些间隙中。永久磁铁64把将内侧作为N极的64a和作为S极的64b进行交互排列。对于外侧的永久磁铁64也同样，通常，内侧的永久磁铁的磁极和与其相对应的外侧的永久磁铁的磁极设为同极。在增强环68的中央部分中，形成上下贯通的孔68a，如图21所示，在该孔68a中通过吊杆97。

该吊杆97从上开始贯通上端垫板98、上导轨圆板99、上侧垫板100、增强环(芯子)68、下侧垫板101以及下侧导轨圆板102，整体被夹紧固定。上端垫板98、上侧垫板100、下侧垫板101能够分别由不锈钢等非磁性的金属等构成。另外，在内侧环平板92的外缘部分以及外侧环平板96的内缘部分中，旋转自由地支撑与上导轨圆板99的上表面隔开间隙相对的导辊103、103。进而，在下侧的支撑环63中，分别旋转自由地支撑与下导轨圆板102的下表面隔开间隙相对的导辊104、104。这些导辊103、104的旋转中配置成水平，朝向叶轮的半径方向。这些导辊103、104和上下导轨圆板99、102是即使由于磁上浮构造J1的不良等使转子沿着上下方向移动，也维持最低限度的间隙使得转子与定子不接触的安全机构。

上述绕组群32如图24所示，在重叠了大量硅钢板等金属板形成的铁芯32a的外周，缠绕了电线32b，为了通过支撑杆91、91a，沿着上下方向形成有孔108。而且，如图21所示，固定并支撑在支撑杆91、91a的上下方向的中间部分。另外，在支撑绕组群32的支撑杆91、91a的上部分中，旋转自由地设置与上导轨圆板99的内周面或者外周面隔开间隙相对的导辊105、105。而且，在支撑绕组群32的支撑杆91、91a的下部分中，旋转自由地设置与下导轨圆板102的内周面或者外周面隔开间隙相对的导辊106、106。这些导辊105、106和上下导轨圆板99、102是用于即使转子移动到半径方向外侧或者内侧，也适宜地维持定子与转子的间隙的安全机构。另外，在图23以及图24中，分别用直线形的构件形成转子以及定子。而且，在风力发电系统中，使这些直线形的构件带有若干角度排列成多角形，构成环形的转子以及定子。这样，通过连接多个构件构成环形构件，容易操作。另外，还能够把这些定子以及转子的部件弯曲一些，在连接时构成为圆环形。另外，转子以及定子最好用玻璃纤维强化合成树脂固定，精加工为预定的尺寸，以便当旋转时不会相互或者与周围其它的构件发生干扰。

进而，在图21的风力发电系统88中，在吊杆97的下端或者下导轨圆板102的下表面之间，配置相互排斥的磁铁群107、108，设置支撑叶轮的重量，特别是转子的重量的辅助磁上浮构造J2。即，由于设置在上述上部中的磁上浮构造J1针对每一个叶片保持臂67设置一侧的永久磁铁，因此能够在其正下方支持多片纵叶片的重量，但是不能够充分地支撑纵叶片之间的转子的重量。因此，由辅助磁上浮构造J2支撑其之间的转子的重量。

接着参照图25，说明定子的绕组群32的排列以及接线状态。外侧以及内侧定子的绕组群32为了得到三相交流的电流，分别由三组绕组群111a、112a、113a、111b、112b、113b构成。而且，内侧的第1绕组群111a和外侧的第1绕组群111b沿着长度方向仅错开一个块配置，而且，内侧的第1绕组群111a的端部与外侧的第1绕组群111b的端部用连接线111c连接。关于第2绕组群以及第3绕组群也相同。各绕组群的块匝数取为相同。

如果在上述那样构成的定子的绕组群32之间，转子的永久磁铁64沿着单方向行走，则行走的永久磁铁64的磁铁对于定子的绕组群提供几乎成为正弦曲线的磁场变化，由此，在各个绕组群32中产生交流。从而，能够从各绕组群32取出交流电。而且，在该实施形态中，能够从第1绕组群、第2绕组群、第3绕组群取出三相交流。

另外，如果像上述那样在各绕组群32中流过电流，则在定子的绕组群32中产生磁场，该磁场与定子的永久磁铁64之间产生引力以及斥力。然而，由于内侧与外侧相对应的绕组群之间分别用连接线111c、112c、113c连接，因此向内侧拉伸的力与向外侧按压的力平衡。即，如果内侧的第1绕组群111a的电流减少，则由于外侧的第1绕组群111b的电流也同样减少，因此向内侧拉伸的力与向外侧按压的力平衡，同样，第2绕组群112a、112b之间以及第3绕组群113a、113b之间的力也平衡。从而，转子对于定子维持几乎一定的间隔行走。从而，即使转数发生变化，作为整体也能够得到平稳的旋转。

图26a所示的磁上浮构造J3在旋转的叶轮两侧，呈现例如在叶片保持臂上安装的永久磁铁90向下开口的剖面大致U字形。被固定的框架一侧，例如支撑环上安装的永久磁铁89是纵向的平板形。这样的剖面U字形的永久磁铁90能够通过把沿水平配置的中央的平板形的磁铁90a、沿纵向配置的内侧以及外侧的平板形的磁铁90b、90c的三块磁铁组合成例如使N极成为内侧而得到。这种情况下，使相对一侧的纵向的永久磁铁89的上端一侧也成为相同的N极。在使U字形的永久磁铁90的内面一侧成为S极的情况下，纵向的永久磁铁的上端一侧也成为S极。而且，在基准状态下，固定一侧的永久磁铁89的顶端与连接旋转一侧的永久磁铁90的顶端之间的线L几乎一致。另外，关于把固定一侧的永久磁铁90配置成几乎连续的环形，仅把旋转一侧的永久磁铁89设置在叶片保持臂上的部分这一点，与上述的图21的磁上浮构造J1的情况相同。但也可以部分地设置固定一侧，把旋转一侧配置成几乎连续的环形。

这样构成的磁上浮构造J3由于旋转一侧的中央磁铁90a的N极与固定一侧的永久磁铁89上端的N极相互排斥，因此能够支撑叶轮的重量。另外，由于在旋转一侧即使加入朝向中央的力，内侧的磁铁90b与纵向的永久磁铁89也相互排斥，因此产生与上述的力相对应的力。反之，即使加入朝向外侧的力，但在外侧的磁铁90c与纵向的永久磁铁89之间要恢复到原始状态的力发生作用。从而，该磁上浮构造J3具备始终维持基准位置的功能。另外，旋转一侧的永久磁铁90的宽度如从图22所示，由于可以与叶片保持臂的宽度相同，因此节约磁铁。另外，由于每一种都使用平板形的磁铁，因此能够很容易用市场销售的磁铁构成。

在图8所示的实施形态中，对于纵叶片26的下端以及框架11的环18，在上下方向相互相对那样设置磁铁47和绕组48，构成为以相互的磁力排斥的构造。由此，通过磁上浮能够负担叶轮重量的全部或者一部分。由于这些构件能够不接触地支撑重量，因此即使是高速旋转阻力也很小。另外，也可以代替绕组48设置永久磁铁。进而，上述磁上浮的结构也可以利用磁铁的引力，在叶轮12的上端一侧与框架11之间进行。进而，在叶轮的下端一侧排斥的方式的基础上，还能够在纵叶片26的上端与其上侧的框架上的环18之间设置相互排斥的磁铁。在这种情况下，叶轮12被上下排斥，能够在与重量平衡的高度旋转。因此旋转时的稳定性高。关于上述绕组群48，既可以插入也可以不插入铁芯。上述磁上浮的结构不仅在叶轮的周围附近，如后所述，也能够设置在横叶片25的中部与框架辐条的中部之间。

在上述实施形态中，把绕组群32固定在框架11一侧，而如图9a所示，也可以设置在叶轮12一侧。另外，如图9b所示，也可以沿着半径方向隔开间隔设置一对绕组群32，在其间隙间通过永久磁铁31等励磁用磁铁。反之，也可以如图9c所示，隔开间隔设置永久磁铁31等励磁用磁铁，在其间隙之间通过绕组群32。

进而，在上述实施形态中，在纵叶片26的外侧面与环18之间设置发电单元14，而也可以如图10a所示那样，设置在纵叶片26的下端与环18的上表面之间，使其在上下方向相对。在这种情况下，把车轮27设置在横叶片25的中间，移动行程28设置在辐条17的中间。另外，代替车轮27和移动行程28，也可以在两者中设置用于磁上浮的磁铁。另外，如图10b所示，还能够在横叶片25的中间设置支撑环52，在框架18的辐条17的上表面的中间设置与上述支撑环52相对的支撑环53，在两个支撑环52、53之间，设置由永久磁铁31等励磁用磁铁和绕组群32构成的发电单元54。另外，该结构还能够在设置于图7等的叶轮外周部分的发电单元32的基础上，设置为第2发电单元。

如上所述，绕组群32和永久磁铁31等励磁用磁铁是1～5mm左右的间隙，两者高速相对移动。因此，如果叶轮12受到太阳热等热膨胀则可能没有间隙而互相干扰。反之，有时由于热收缩间隙过大而使发电效率降低。如果框架11和叶轮12的材料相同，则两者的热膨胀系数相同，但是当在框架11中使用强度高的钢材，在叶轮中使用轻的合成树脂的情况下，特别使由热膨胀系数的差异产生的间隙增大量或者减少量增加。图11表示在这种情况下使用的间隔调整装置的实施形态。

在图11所示的间隔调整装置56中，把绕组群32收容在绕组箱57中，对于环18沿着半径方向移动自由地设置该绕组箱，设置对于环沿着半径方向驱动绕组箱57的电动势或者油压式的驱动机构58，进而设置检测横叶片25的伸缩量的传感器59，与横叶片25的伸缩量相吻合控制驱动机构58的控制装置60。驱动机构58可以使用把滚珠螺杆与用电动机旋转的螺帽组合起来的机构，或者使用了线性电动机机构等。另外，还可以把固定了的螺帽与用电动机旋转的滚珠螺杆组合起来。

作为伸缩量的传感器29，例如使用分别设置在纵叶片25以及框架11的辐条17上的应变仪等。在这种情况下，运算各传感器检测值的差，基于该差确定应该补偿的值。另外，例如能够通过在横叶片25上设置发光二极管，在框架的辐条17上设置沿着半径方向排列了多个光传感器的器件构成。在这种情况下，能够直接检测相对的长度变化，即热膨胀量的差。上述间隔调整装置56通常在使叶轮12停止的状态下工作。但也可以构成为在运转过程中自动地工作。

设置这种间隔调整装置56的风力发电系统即使叶轮根据太阳热或者气候产生热膨胀或者热收缩，绕组群32与永久磁铁31等励磁用磁铁的间隙也几乎不变化。因此，能够把两者的间隙做成很小，能够进行有效地发电。而且，还能够设置在四季的气候或者一天的气温变化很大的区域中。另外，由于框架与叶轮的材质也可以不同，因此能够在叶轮中使用轻的泡沫树脂或者纤维强化塑料。

在上述的风力发电系统10中，与现有的风力发电用的风车相同，例如，可以沿着海岸线设置，或者设置在利用山或者高地等高一点的地形，能够更多地刮到风的位置。还能够设置在城市里的大厦屋顶上等。而且，如果刮风，则纵叶片26被风刮动，叶轮12沿着图5的反时针方向旋转。这时，在横叶片25是剖面翼型的情况下，或者是上述的磁上浮类型的情况下，由于发生朝上的升力或者斥力，支撑叶轮12重量的下侧的轴承20的负担少。由此，旋转阻力减少，即使是很小的风，叶轮12也有效地旋转。如果叶轮12旋转，则工作绕组发电，其电力由图1的馈电线36、37传输到消费地区，或者保存到蓄电单元34中。在馈电的地区是远方的情况下，使用交流发电机，用变压器变压后馈电。也可以使用直流发电机，用逆变器等暂时变换为交流后变压，进行馈电。

在上述各实施形态中，用轴承19、20旋转自由地支撑轴22的上端以及下端，反之，也可以在轴承19、21一侧设置轴，使得用这些轴旋转自由地支撑上下轴套23、24。另外，在上述实施形态中，用横叶片25连接叶轮12的纵叶片26与轴套23、24，而也可以仅采用棒材等支撑构件。在这种情况下，不产生由横叶片引起的升力。

在图12以图13所示的风力发电系统62中，在框架11的环18的内表面安装圆柱形的支撑环63，在该支撑环63上，同心圆状地排列2列绕组群32使其相对而且隔开间隙。而且，在其间隙中，作为励磁用磁铁配置安装在叶轮12上的一组永久磁铁64。作为励磁用磁铁也能够采用电磁铁。特别是在大型的系统中，最好是电磁铁。上述绕组群32安装在例如由托架65支撑的环63上。另外，这些托架65能够由调整螺栓66调节叶轮的半径方向(在图13中是左右方向)的位置。

另一方面，从纵叶片26的下端朝外设置叶片保持臂67，在该叶片保持臂67上安装的增强环68的外周面以及内周面上，分别固定上述磁铁64、64。增强臂68由弯曲的方管构成为环形(参照图14b)，用螺栓70a等固定在剖面U字形的罩70的下表面。该罩70覆盖在安装上述绕组群32的托架65的外侧，由此，雨水不能够侵入到绕组群32中。进而，在支撑环63的外侧的环18的上表面与罩70之间，以及罩70下端与托架65之间，也设置用于防止雨水侵入的密封环72、72。

在增强环68的上表面，把罩70的顶面夹在中间，安装叶片保持构件73。而且，在该叶片保持构件73上嵌合上述叶片保持臂67使其沿着其长度方向滑动自由。由此，做成使增强臂68或者横叶片(图12的符号25)的热膨胀/热收缩自由的构造。代替横叶片，也能够使用支撑条。在叶片保持臂67或者与保持构件73中使用轻纤维强化树脂(FRP)等。由该叶片支撑构件73进行的叶片保持臂67滑动自如的保持构造，或者上述的调整螺栓66每一个都构成简易的间隔调整装置。

在上述支撑环63上，与叶轮同心圆状地配置环形导轨74使其大致通过2列绕组群32的中心，用螺栓等固定在支撑环63上。而且，在该导轨74上滑动自由地设置多个滑块75，在该滑块75上固定上述增强环68的下表面。在该实施形态中，作为导轨74以及滑块75，采用所谓的线性滑动滚珠轴承的导轨和滑块。而且，导轨74沿着横方向弯曲，与多片弯曲的导轨片组合，形成环形的轨道。

线性滑动滚珠轴承具有与球形花键等同样的结构。即，在滑块一侧，预先设置多个环状滚珠轨条，保持在该滚珠轨条上的滚珠群在「前进行程」出现在滑块的表面，在「返回行程」下隐藏在滑块内。而且，出现在表面的滚珠群与导轨74的系合槽74a等啮合，保持为使得滑块75不会从导轨74脱离，而且进行引导使滑块75沿着导轨74以很小的摩擦力平滑地移动。作为这样的线性滑动滚珠轴承，例如能够使用THK公司制造的LM导轨等。

上述滑块75的个数没有特别限定，理想的是在支撑叶轮12重量的叶轮保持构件73的附近紧密地配置，在其它的部位疏松地配置。而也可以按照等间隔设置。通过采用这种导轨构造77，叶轮12对于框架11被旋转自由地支撑在自轴心系上。从而，如图14以及图14b所示，在叶轮12的中心部分中不需要设置轴(参照图3的符号22)或者轴承。另外，由纵叶片26受到风产生的转动转矩不经过横叶片而经过叶片保持臂67、叶片保持构件73以及增强环68，传递到绕组群32与永久磁铁64的相对运动中，能够反抗由在该部位发电时产生的阻力或者由线性导轨产生的摩擦力等，使叶轮12旋转。由此，能够在与线性电动机相反的原理下发电。

在上述实施形态中虽然不具备横叶片或者轴，然而如图14a以及图14b中用想象线所示的那样，设置横叶片25，也能够用在这些中心设置的轴套24或者轴22支撑叶片12。在设置这种横叶片25的情况下，如图14b中用想象线所示的那样，在横叶片25的中间部分设置增强环68以及支撑环，也能够用安装在这些增强环68上的滑块和设置在支撑环上的导轨旋转自由地支撑叶轮12。在这种情况下，通过在增强环68上安装永久磁铁，在支撑环上安装绕组群，也能够在与线性电动机相反的原理下发电。

另外，如图15a、图15b所示，还能够在纵叶片26的纵方向的中间位置安装增强环68，在上述框架11的相对应的部位设置支撑环63。在图15a的系统中，在增强环68上横向安装滑块，在支撑环63的内侧面安装引导滑块的导轨74。另外，在支撑环63的内表面一侧设置绕组，在增强环68的上下面上安装永久磁铁。另一方面，在图15b的系统中，在支撑环63的上方配置增强环68，与图13的情况相同，配置滑块、导轨、绕组、永久磁铁。在这样的系统中，即使是纵长的叶轮也能够稳定地保持。

在上述实施形态中，使叶轮在沿着铅直方向延伸的旋转中心系旋转，而如图16a、图16b所示，也能够保持叶轮12使旋转中心Ct沿着水平方向延伸。该结构仅在与由环18、腿15以及辐条17等构成的框架11的结构上不同，叶轮12及其支撑构造实质上与图3等的风力发电系统相同。这样的横向类型的风车由于限制使叶轮旋转的风的方向，因此最好设置在风向一定的土地上。另外，由于能够沿着轴向设置多个，因此适于大规模的发电设备。

图17表示具备横向类型的风车，在框架11上设置的环18与在叶轮12上设置的增强环63之间存在滑动导轨，省略了中间的轴或者横叶片的情况。在这样的系统中，最好采用由与图13的情况相同的导轨以及滑块构成的导轨构造77。

图18的横向类型的风力发电系统采用放射形地设置了多个螺旋桨形的叶片78的叶轮12。该系统通过在叶轮12上设置的增强环68与在框架11上设置的支撑环63之间存在上述那样的导轨构造，也能够由框架11旋转自由地支撑叶轮12。另外，如用想象线所示的那样，还能够用轴22旋转自由地支撑在叶轮12的中心设置的轴套23。另外，还能够用框架11上设置的轴承旋转自由地支撑在叶轮12的中心设置的轴。这些情况下，通过增强环68与支撑环63之间存在绕组群和与其相对的永久磁铁等励磁用磁铁的组合，也能够在与线性电动机相反的原理下发电。

图19表示磁上浮方式的导轨构造80的实施形态。在该导轨构造80中，做成把磁铁47特别是永久磁铁用设置在电磁铁(绕组48)外侧的导轨突起81沿着水平方向进行引导，对于上下方向由永久磁铁和电磁铁形成的磁上浮构造。对于其它的部分，实质上与上述的发电系统相同。该系统由于旋转阻力小，因此发电效率高。另外，还能够把旋转的上侧磁铁采用为电磁铁，把下侧的固定一侧采用为永久磁铁。进而，既可以上下都采用永久磁铁，也可以上下都采用电磁铁。

图20a的导轨构造83由圆环形的导轨84、设置成包围其两个侧面以及上表面，具备沿着这些面滚动的辊85的滑块86构成。滑块86的个数可以是与上述的线性滑动滚珠轴承的滑块相同的程度。通过在叶轮12上安装的增强环68与框架11上安装的支撑环63之间存在这样的导轨构造83，能够对于框架11旋转自由地支撑叶轮12。

在图20b的导轨构造中，在增强环68一侧安装线性滑动滚珠轴承用的环形的导轨74，在支撑环63的一侧安装由该导轨74引导的滑块75。其它的结构与图13的情况相同。该系统由于在叶轮12上设置导轨74，因此叶轮12的重要加重，然而具有其强度以及刚性提高的优点。另外，上述线性滑动滚珠轴承用的环形的导轨74和与该环形导轨滑动(实际上滚动)的滑块75的组合不限于具备在与线性电动机相反的原理下发电的发电机的发电系统，在使用其它发电机的发电系统中也能够适用，起到相同的作用效果。例如，能够在框架11(特别是环18)上环形地配置多台在叶轮的周沿部分或者中间部分中设置环形的齿列，在输入轴上安装了与该齿列啮合的齿轮的通常的发电机。另外，在叶轮的中心部分中设置了旋转的轴22的发电系统中，也可以在该轴22上连接通常发电机的输入轴。

在图21的风力发电系统88中，设置把在支撑环63的上部安装的永久磁铁89与在叶片保持臂67的下表面上安装的永久磁铁90相对构成的磁上浮构造J1。由此，能够用永久磁铁89、90之间的磁斥力支撑叶轮的重量。即，在该实施形态中，从平板形的支撑环63的半径方向内侧(图21的右侧)竖立起多个支撑杆91，在其上端固定内侧环平板92，在该内侧环平板92的上表面上环形地排列多个永久磁铁89。而且，在叶片保持臂67的下表面上安装多个永久磁铁90。另外，在该实施形态中，如图22所示，环形地配置多个矩形的内侧平板92a，构成内侧环平板92，在一片内侧平板92a上，隔开预定的间隙排列多个例如3个矩形的永久磁铁89，用磁铁吸附的铁片93介于这些间隙中。

这些永久磁铁89和铁片93用框体94固定支撑。永久磁铁89的磁极的方向为相同的方向。即，使上侧与N极一致，或者与S极一致。这样使铁片93存在是因为如果使永久磁铁90之间直接邻接，则由于强烈的斥力(例如在图42的情况下是10N左右)的作用，而安装作业非常麻烦。而且，如上述那样如果存在铁片93，则由于各个永久磁铁89与铁片93磁吸引，因此经过铁片93，磁铁群磁化成一体，容易安装。另外，对于配置在叶片保持臂67的下表面上的永久磁铁90也同样隔开间隙，使铁片介于该间隙中，如用框体95包围那样安装到叶片保持臂67上。

另外，上述支撑环63如图22所示，由预定宽度的矩形的平板63a构成，环形排列构成。另外，支撑杆91用内侧的1列和外侧的1列共2列支撑内侧环平板92。另外，在该风力发电系统88中，在支撑环63的外侧也竖立2列支撑杆91a，在其上端固定外侧环平板96。而且，在外侧的支撑杆91a的内侧的列以及内侧的支撑杆91的外侧的列中，安装分别在其高度方向的中央部分构成定子的绕组群32、32。而且，在两者之间配置设置了永久磁铁64的转子，把转子固定在叶轮上。

上述永久磁铁64如图23所示呈现矩形，在中间的增强环68的内表面以及外表面的两侧，分别隔开间隙排列固定。最好使铁片进行这些间隙中。永久磁铁64把将内侧作为N极的64a和作为S极的64b进行交互排列。对于外侧的永久磁铁64也同样，通常，内侧的永久磁铁的磁极和与其相对应的外侧的永久磁铁的磁极设为同极。在增强环68的中央部分中，形成上下贯通的孔68a，如图21所示，在该孔68a中通过吊杆97。

该吊杆97从上开始贯通上端垫板98、上导轨圆板99、上侧垫板100、增强环(芯子)68、下侧垫板101以及下侧导轨圆板102，整体被夹紧固定。上端垫板98、上侧垫板100、下侧垫板101能够分别由不锈钢等非磁性的金属等构成。另外，在内侧环平板92的外缘部分以及外侧环平板96的内缘部分中，旋转自由地支撑与上导轨圆板99的上表面隔开间隙相对的导辊103、103。进而，在下侧的支撑环63中，分别旋转自由地支撑与下导轨圆板102的下表面隔开间隙相对的导辊104、104。这些导辊103、104的旋转中配置成水平，朝向叶轮的半径方向。这些导辊103、104和上下导轨圆板99、102是即使由于磁上浮构造J1的不良等使转子沿着上下方向移动，也维持最低限度的间隙使得转子与定子不接触的安全机构。

上述绕组群32如图24所示，在重叠了大量硅钢板等金属板形成的铁芯32a的外周，缠绕了电线32b，为了通过支撑杆91、91a，沿着上下方向形成有孔108。而且，如图21所示，固定并支撑在支撑杆91、91a的上下方向的中间部分。另外，在支撑绕组群32的支撑杆91、91a的上部分中，旋转自由地设置与上导轨圆板99的内周面或者外周面隔开间隙相对的导辊105、105。而且，在支撑绕组群32的支撑杆91、91a的下部分中，旋转自由地设置与下导轨圆板102的内周面或者外周面隔开间隙相对的导辊106、106。这些导辊105、106和上下导轨圆板99、102是用于即使转子移动到半径方向外侧或者内侧，也适宜地维持定子与转子的间隙的安全机构。另外，在图23以及图24中，分别用直线形的构件形成转子以及定子。而且，在风力发电系统中，使这些直线形的构件带有若干角度排列成多角形，构成环形的转子以及定子。这样，通过连接多个构件构成环形构件，容易操作。另外，还能够把这些定子以及转子的部件弯曲一些，在连接时构成为圆环形。另外，转子以及定子最好用玻璃纤维强化合成树脂固定，精加工为预定的尺寸，以便当旋转时不会相互或者与周围其它的构件发生干扰。

进而，在图21的风力发电系统88中，在吊杆97的下端或者下导轨圆板102的下表面之间，配置相互排斥的磁铁群107、108，设置支撑叶轮的重量，特别是转子的重量的辅助磁上浮构造J2。即，由于设置在上述上部中的磁上浮构造J1针对每一个叶片保持臂67设置一侧的永久磁铁，因此能够在其正下方支持多片纵叶片的重量，但是不能够充分地支撑纵叶片之间的转子的重量。因此，由辅助磁上浮构造J2支撑其之间的转子的重量。

接着参照图25，说明定子的绕组群32的排列以及接线状态。外侧以及内侧定子的绕组群32为了得到三相交流的电流，分别由三组绕组群111a、112a、113a、111b、112b、113b构成。而且，内侧的第1绕组群111a和外侧的第1绕组群111b沿着长度方向仅错开一个块配置，而且，内侧的第1绕组群111a的端部与外侧的第1绕组群111b的端部用连接线111c连接。关于第2绕组群以及第3绕组群也相同。各绕组群的块匝数取为相同。

如果在上述那样构成的定子的绕组群32之间，转子的永久磁铁64沿着单方向行走，则行走的永久磁铁64的磁铁对于定子的绕组群提供几乎成为正弦曲线的磁场变化，由此，在各个绕组群32中产生交流。从而，能够从各绕组群32取出交流电。而且，在该实施形态中，能够从第1绕组群、第2绕组群、第3绕组群取出三相交流。

另外，如果像上述那样在各绕组群32中流过电流，则在定子的绕组群32中产生磁场，该磁场与定子的永久磁铁64之间产生引力以及斥力。然而，由于内侧与外侧相对应的绕组群之间分别用连接线111c、112c、113c连接，因此向内侧拉伸的力与向外侧按压的力平衡。即，如果内侧的第1绕组群111a的电流减少，则由于外侧的第1绕组群111b的电流也同样减少，因此向内侧拉伸的力与向外侧按压的力平衡，同样，第2绕组群112a、112b之间以及第3绕组群113a、113b之间的力也平衡。从而，转子对于定子维持几乎一定的间隔行走。从而，即使转数发生变化，作为整体也能够得到平稳的旋转。

图26a所示的磁上浮构造J3在旋转的叶轮两侧，呈现例如在叶片保持臂上安装的永久磁铁90向下开口的剖面大致U字形。被固定的框架一侧，例如支撑环上安装的永久磁铁89是纵向的平板形。这样的剖面U字形的永久磁铁90能够通过把沿水平配置的中央的平板形的磁铁90a、沿纵向配置的内侧以及外侧的平板形的磁铁90b、90c的三块磁铁组合成例如使N极成为内侧而得到。这种情况下，使相对一侧的纵向的永久磁铁89的上端一侧也成为相同的N极。在使U字形的永久磁铁90的内面一侧成为S极的情况下，纵向的永久磁铁的上端一侧也成为S极。而且，在基准状态下，固定一侧的永久磁铁89的顶端与连接旋转一侧的永久磁铁90的顶端之间的线L几乎一致。另外，关于把固定一侧的永久磁铁90配置成几乎连续的环形，仅把旋转一侧的永久磁铁89设置在叶片保持臂上的部分这一点，与上述的图21的磁上浮构造J1的情况相同。但也可以部分地设置固定一侧，把旋转一侧配置成几乎连续的环形。

这样构成的磁上浮构造J3由于旋转一侧的中央磁铁90a的N极与固定一侧的永久磁铁89上端的N极相互排斥，因此能够支撑叶轮的重量。另外，由于在旋转一侧即使加入朝向中央的力，内侧的磁铁90b与纵向的永久磁铁89也相互排斥，因此产生与上述的力相对应的力。反之，即使加入朝向外侧的力，但在外侧的磁铁90c与纵向的永久磁铁89之间要恢复到原始状态的力发生作用。从而，该磁上浮构造J3具备始终维持基准位置的功能。另外，旋转一侧的永久磁铁90的宽度如从图22所示，由于可以与叶片保持臂的宽度相同，因此节约磁铁。另外，由于每一种都使用平板形的磁铁，因此能够很容易用市场销售的磁铁构成。

图26b所示的磁上浮构造J4与图26a的情况相反，在旋转一侧设置纵向的永久磁铁90，在固定一侧设置剖面U字形的永久磁铁89。该磁上浮构造J4也与图26a所示的磁上浮构造J3相同，具备叶轮的磁上浮作用和中心维持作用两种功能，实际上起到同样的作用效果。

图26c所示的磁上浮构造J5作为固定一侧的永久磁铁89、由具备朝内开口的U字形剖面的外侧的磁铁89c和具备朝外开口的U字形剖面的内侧的磁铁89b构成。而且，旋转一侧的永久磁铁90使用在该固定一侧的永久磁铁之间水平配置的平板形的磁铁。旋转一侧的永久磁铁90例如用由不锈钢等非磁性体材料构成的支撑构件119安装到叶轮一侧，例如叶片保持臂等上。另外，在把外侧的U字形的磁铁90c的内表面一侧作为N极的情况下，内侧的U字形的磁铁90b的内表面一侧成为相反的S极，旋转一侧的永久磁铁90把外侧的端部作为N极，把内侧的端部作为S极。由此，能够发挥强有力的朝上的磁上浮作用和中心维持作用。

图27a的磁上浮构造J6与图26c的磁上浮构造J5相反，作为旋转型的永久磁铁90，采用配置在外侧以及内侧的各个剖面U字形的磁铁90c、90b，作为固定一侧的永久磁铁89采用沿水平方向配置的平板形的磁铁。另外，在该实施形态中，用不锈钢等非磁性体材料构成的构件把旋转一侧的外侧的磁铁90c与内侧的磁铁90b的上部之间连接。由此容易操作。

图27b所示的磁上浮构造J7作为固定一侧的磁铁120，采用把与图26b的情况几乎相同的朝上开口的剖面U字形的磁铁121和在其之间存在的电磁铁122组合起来的磁铁。该磁铁通过控制在电磁铁122的线圈中流过的电流，能够调整电磁铁122的磁力。由此能够根据需要调整磁上浮力。

接着参照图28～36，说明本发明的电/力变换装置的第1形态的实施形态。图28是表示具有在风力发电系统的前面的实施形态中的图21所示的那样的两侧具备磁极的转子的发电机的结构框图(剖面图)，由在两侧具有永久磁铁126的转子127、对该转子127进行轴支撑的轴承部分128、支撑该轴承部分128的平台129、旋转驱动转子127的叶轮12等构成的原动机130、与转子127的永久磁铁126相互相对的定子131构成。另外，代替上述轴承部分128，也可以采用由上述永久磁铁等产生的磁上浮构造。电/力变换装置对于纸面沿着直角方向延伸。在风力发电装置中使用的情况下配置成圆环形，但也可以延伸成直线形或者平缓的曲线形。在以下的说明中，说明配置成圆环形的情况。

在转子127的两侧具有2个定子131的发电机的转子127以环状转子圆周状地分布配置着。在这样的发电机中，为了减少定子131的尺寸，要求减小转子127的内外径差，为了减轻转子127的轴承载荷，要求转子127的重量轻。

图29表示在一侧具有定子131的发电机的转子磁轭部分132的构造。在具有与图28相同功能的单元上标注相同的号码。在转子127与定子131相对的面中，按N极和S极交互配置永久磁铁126，另外，箭头表示磁通。在该一侧具有定子131的发电机的转子127为了易于在N极的磁极与S极的磁极之间通过磁通，需要用铁构成的磁路。该转子127的磁路的宽度是磁极宽度(永久磁铁126的宽度)的一半大小。

另一方面，在定子131位于转子127两侧的发电机中，在两侧构成了具有磁极(永久磁铁126)转子127的情况下，如图30所示，对于半径方向需要大宽度的转子磁轭132。从而，转子127的内外径的差大，需要两重的转子磁轭132，转子127的重量加重。

在该转子127的两侧具有磁极的结构下，当在磁极中使用了永久磁铁126时，在发生了轴的偏心(转子127从轴芯偏移，靠近定子131一侧)的情况下，定子131与转子127的间隙变窄，靠近一侧的永久磁铁126由于在转子127上具有独立的磁轭，因此与转子127一侧的其余的永久磁铁126无关，只被独自的磁阻所左右，消耗安匝减少，永久磁铁126的发生磁通量增加。另外，由于其余一侧也具有独立的磁轭，因此永久磁铁126的发生磁通量减少。图31示出这种情况。由此，作用在图31上侧的转子127的半径方向的磁引力变大，端子127进一步向上侧的定子131移动。用公式说明该力。

图32表示使用了永久磁铁134的旋转机的模型的磁路，在由大致U字形的硅钢板构成的磁性体135相对的顶端一方配置永久磁铁134，在该永久磁铁134与磁性体135的另一端之间设置间隙。一般，永久磁铁134发生的间隙的磁通密度B当是图32的位置关系时，表示为

B＝Br·(t/μ)/(t/μ+A)  ···(1)

(其中，Br：永久磁铁134的剩余磁通密度，t：永久磁铁134的厚度，μ：永久磁铁134的磁导率，A：间隙的长度)

在两侧具有磁轭的转子构造中，外侧磁铁的磁引力P1以及内侧磁铁的磁引力P2当假设把磁铁(永久磁铁134)的厚度t取为10.5mm，间隙A取为10mm，以k作为磁极面积时，是

P1＝k·((Br·(t/μ)/(t/μ+A))²

  ＝k·(Br)²/4         ····(2)

P2＝k·((Br·(t/μ)/(t/μ+A))²

  ＝k·(Br)²/4         ····(3)

从而，相同间隙时的磁引力相同，转子127不移动。

假设转子127从中心偏移5mm靠近了转子127一侧时，转子127的(图31中上侧的间隙狭窄时)P1、P2如下。

P1＝k·((Br·(t/μ)/(t/μ+A))²

  ＝k·(Br)²*4/9              ····(4)

P2＝k·((Br·(t/μ)/(t/μ+A))²

  ＝k·(Br)²*4/25             ····(3)

由此在磁引力中产生差异，在转子127上作用力使其进一步偏心。

进而，在转子127的两侧具有磁极(永久磁铁126)时的磁引力与仅在转子127的一侧具有磁极(永久磁铁126)的发电机相比较，由于对于旋转轴在180°的位置也在转子127的两侧存在磁极(永久磁铁126)，因此成为作用2倍的磁引力。从而，如果按照在一侧具有磁极构造的考虑制造在转子127的两侧具有永久磁铁126的磁极的发电机，则存在转子127的重量加重或者轴偏心时的磁引力大的问题。该构造的问题点在于转子127的重量加重，或者轴偏心时的磁引力大。即，在于转子127的结构。在该转子127的结构下，成为在于需要两重的转子磁轭132。可以考虑降低转子磁轭132宽度、共用转子磁轭132。

降低该转子磁轭132的宽度有利于降低重量，但是使转子磁轭132的磁阻增加，降低永久磁铁126的能力，不能够解决磁引力大的问题。另外，共用转子磁轭132考虑把转子127的外侧磁极与内侧磁极的位置错开磁极的极距的一半，在降低重量方面有效，但是在共用方面，由于外侧与内侧的磁极独立地动作，因此没有解决磁引力大的问题。

从而，转子127两侧的磁极如果把转子127的外侧与内侧两个磁路做成为一体使得即使发生偏心在分别独立的磁路中磁铁也不动作，则转子磁轭132成为相同，既能够减轻重量，又能够减少磁引力。由此，课题就成为使转子127的外侧与内侧的永久磁铁126的磁路成为一体。

因此，如果成对地构成转子127两侧的磁极即N极和S极的永久磁铁，则能够谋求把磁路构成为一体。图33表示该结构。图33中，以等间隔沿圆周方向配置把N极和S极的磁铁136、136做成对的构件即磁铁单元137，使得该磁铁单元137的N极与S极交互位于相反一侧，而形成转子127，在该转子127的两侧配置定子131。通过做成这样的结构，相同的磁力线通过转子127两侧的磁铁单元137以及两侧的定子131，两侧间隙的磁通密度也相同，磁引力也相同。

图34表示把这种状态模型化了的状态。该模型中的两侧磁极的磁通密度如下。2个磁铁(磁铁单元137)由于位于相同的磁路上，因此把磁铁厚度与间隙相加，表示为：

B＝Br·(2t/μ)/(2t/μ+A+B)  ····(6)

(其中，Br：磁铁的残留密度，t：磁铁的厚度，μ：磁铁的磁导率，A和B：间隙的长度)。

假设把A磁铁和B磁铁的厚度t取为10.5mm，把μ取为1.05，把间隙A和B取为10mm时，在转子127两侧的磁铁中发生作用的磁引力P1、P2用以下的公式表示。

P1＝k·((Br·(2t/)/(2t/μ+A+B))²

  ＝k·(Br)²/4              ····(7)

P2＝k·((Br·(2t/μ)/(2t/μ+A+B))²

  ＝k·(Br)²/4              ····(8)

进而，假设转子127的旋转轴偏心了5mm时(设磁铁A和磁铁B向间隙A一侧移动了5mm)的磁引力P1、P2由于间隙的(A-5)+(B+5)是当初的A+B，因此成为相同的磁引力。

从而，两侧磁铁的磁引力在转子127的两侧平衡，因此转子127整体受到的力为0，即使偏心，在计算上表示出也不发生使转子127进一步向径向移动的力。

另外，如图33所示，在转子127的圆周方向，通过用非磁性金属体138结合相互邻接的磁极，因此对相邻的磁极也没有磁通泄漏。

通过做成这样的结构，即通过做成把转子127两侧的磁铁136、136形成N极和S极的对，使磁路成为一个的结构，能够用非磁性金属体138沿着转子127的圆周方向结合相邻的磁极，从而产生不需要现有构造的铁的磁路，即使转子127的轴发生偏心，在转子127整体中计算上也不发生磁引力的作用效果。另外，产生不需要上述构造的旋转机中所需要的在圆周方向相邻的磁极之间的转子磁轭的作用效果。

图35表示具体的实施形态。如图所示，在转子127的两侧分别具有定子131。转子127设置在沿着整个圆周设置了N极和S极的磁铁136、136的非磁性金属体138的上表面上。在转子127的圆周方向上，在相互邻接的磁铁136、136(磁铁单元137)之间，用非磁性金属体138结合。这时，如果代替非磁性金属体138，用磁性金属体连接转子127两侧的磁铁136、136，则两侧的磁铁136、136之间的磁阻减少。该转子127两侧的磁铁136、136之间的磁性金属由于处在与转子127两侧的磁铁136、136相同的磁路上，因此其作用与图31构造的圆周方向上存在的铁的磁路不同，不触及到本发明的原理。

理论上，如上述(6)式和(7)式所示，在转子127两侧的磁铁136、136中发生的磁引力相同。然而，实际上，一般磁通为了降低磁通密度，具有在空间中扩展的性质，由于定子131存在于圆周方向，因此上述(6)式和(7)式的磁极面积的常数k在转子127接近的一侧和远离的一侧不同。在接近的一侧k增大，在远离的一侧减小。因此，接近一侧的磁引力比远离一侧的大。该二次现象没有直接触及本发明的原理，而图36中表示出包括该二次现象在内的由磁引力的有限元法计算的基于磁场分析的磁引力的计算结果。该计算是把图32的构造和图35两侧的磁铁尺寸和间隙取为相同，使图32的圆周方向的相邻磁极之间的铁的转子磁轭为磁铁宽度的一半进行的。该结果也表示出图35所示的构造的磁引力比以往构造的情况小。

这样，在本实施形态中，如果成对构成转子127两侧的磁极，则在相同的磁路上，两侧的磁铁136、136动作，即使发生转子127的偏心，两侧的磁铁136、136的磁引力平衡，在转子127整体中的力为0，并且在计算上不发生使转子127移动的力。另外，由于把磁铁136、136安装在相同的磁路上，因此不需要在以往构造的考虑中所需要的相邻磁极之间的转子磁轭，起到能够降低转子127的重量和降低转子127的径向宽度的效果。

以下，参照图37～图44说明本发明的永久磁铁的排列构造的实施形态。在以下的实施形态中，说明把本发明的永久磁铁的排列构造适用在磁上浮方式中的情况。而该永久磁铁的排列构造不限于该情况，还能够适用在把多个永久磁铁排列成使得相同极性成为相同朝向时的各种结构中。图37表示在两侧具有定子的转子的磁上浮的构造，在与前面的实施形态同样的原动机单元153中，在旋转驱动的转子151的两侧具有定子152，该转子151成为用磁上浮构造J10上浮的构造。该磁上浮构造J10由转子151一侧的永久磁铁154、固定在台156一侧的固定侧的永久磁铁155构成，永久磁铁154与永久磁铁155的相对面成为相互排斥的N极或者S极。

如图37所示，在两侧具有定子152的发电机的转子151被水平设置，沿着圆周方向分布配置。这种构造的发电机的转子151如上述那样由于能够水平设置，因此能够通过永久磁铁154、155进行磁上浮。而在永久磁铁154、155的操作时，即使附着在所接近的磁性金属上，也能够脱离。或者，在预定的位置经过铝等非磁性金属体，安装了永久磁铁154、155以后，需要卸下该铝材等。为了安装永久磁铁154、155，需要铝材等，需要为了安装而不能够有效利用的空间。

另外，在根据永久磁铁154、155的斥力使得磁上浮的状态下，转子151移动时，固定一侧与旋转一侧需要无间隙地安装大量的磁铁(永久磁铁154、155)。高性能磁铁在最大尺寸上存在限制，需要多个。如图38所示，为了进行磁上浮，需要分别横向配置相同极性的磁铁(永久磁铁154、155)。图38中，把移动侧永久磁铁154的间隙一侧作为N极，把固定侧永久磁铁155的间隙一侧作为S极，得到斥力。

然而，如图39所示，如果使具有相同方向的磁极面的磁铁的侧面接近，则发生斥力，不容易并列设置安装，需要大量的人力进行固定。即，图39表示使高性能的磁铁A与磁铁B接近时的两个磁铁A、B的流体的磁通分布状态，即使磁铁A与磁铁B接近，在端部，由于从相同的N极发生的磁通(图中的端部的漏磁通)接近(由于磁通没有链交)因此发生斥力。从而，难以接近保持两个磁铁A、B。

另外，图40表示放置于空气中的高性能磁铁A、B的斥力(把磁铁A固定时)的说明图，把两个磁铁A、B的厚度取为5mm，长度取为20mm，宽度取为10mm，在使磁铁B吸附到磁铁A的端面上的情况下，作用在磁铁B上的斥力是大约30N，用人的手长时间持续保持非常困难。

另外，为了分解维修总体设备，在卸下磁铁固定用的非磁性材料的作业方面也需要时间，使得所设置的磁铁不会由于该斥力而飞出。进而，如果不是使用设备有效地在工厂进行，而是在现场实施该安装和分解作业，则更需要时间。这样，为了把高性能磁铁组装到设备(风力发电系统等)中，在安装作业中需要时间。

这样高性能磁铁安装时的作业性的恶化在于因为该磁铁是高性能，因此磁通泄漏到空气中，与所接近的磁性体之间发生引力。由于朝向所计划的方向的磁通与磁性体之间发生引力，或者为了上浮在磁铁之间的斥力也是使用高性能磁铁的目的，因此该磁通产生的引力的对策在性能上是需要的，不成为问题。然而，通过预定方向以外的磁铁侧面的磁通是漏磁通，如果能够防止该漏磁通与所接近的磁性体产生不需要的引力，或者与朝向相同方向的磁铁之间产生不需要的斥力，则能够提高作业性。

如果永久磁铁安装到铁这样的磁性体上，则降低位于该磁性体外侧的磁性体的引力，这是众所周知的事实。根据该事实，例如，如果单纯以用数cm厚的铁从侧面包围1cm立方的磁铁，则虽然不发生不需要的引力，但是增加作业场内的搬运的重量，反而使作业性差。另外，如图41所示，如果在用磁性体158包围的磁铁的构件上配置其它的高性能磁铁，则发生很大的引力，为了把它们分离需要非常大的力。

即，图41表示在磁铁A的侧面安装磁性体158时的端部的磁通分布，在磁铁A的侧面安装了磁性体158时，磁铁B的端部的磁通侵入到该磁性体158中，产生引力。另外，图42表示放置在空气中的高性能磁铁A与磁铁B之间夹住磁性体158时的引力。在该图42中，在两个磁铁A、B都取为厚度5mm，长度20mm，宽度10mm，磁性体158取为厚度5mm，长度1mm，宽度10mm时，磁铁B从磁性体158一侧受到的引力是大约30N，如果要从磁性体158分离磁铁B则需要很大的力。因此，分离两个磁铁A、B很困难。

反之，在排斥形的磁上浮中，安装在磁铁侧面的磁性体如果从磁铁表面突出，则在该部分表面中集中对方磁铁的磁通，导致降低上浮用的斥力。

从而，安装在当使相同磁极面之间的高性能磁铁接近时，斥力和引力减小那样的磁铁侧面上的磁性体或者包围磁铁侧面的磁性体的结构谋求沿着磁铁紧密排列的厚度很薄的磁性体成为一个课题。

在相同的磁极面之间，如果使高性能永久磁铁接近，则将相互排斥，另外，如果在高性能磁铁上安装磁性体则相互吸引而不分离。如果使用磁性体发生该排斥和吸引的两种状态，则即使紧密排列相同磁极面的高性能磁铁也不发生排斥和吸引。因此，如图43所示，如一部分磁通沿着磁铁侧面的磁性体160的外侧泄漏那样，使磁性体160的高度比磁铁的厚度短。

而且，如图44所示，在高性能磁铁A与B之间用侧面把切开一部分的磁性体160夹在中间。高性能磁铁A、B的漏磁通从该磁性体160的不足高度的部分泄漏的磁通相互排斥，发生斥力，在磁性体160的部分中，成为磁性体160相互吸引到高性能磁铁A、B的状态。从而，通过磁场分析，由于能够依照该磁铁A、B适当设定磁性体160的高度和厚度使斥力和引力平衡，因此能够解决课题。

这样，把比高性能磁铁A、B的厚度短的磁性体160安装在磁铁A、B的侧面，通过在这方面下功夫，产生使相互邻接的磁铁A、B的斥力和引力平衡的作用。另外，磁性体160的长度比磁铁A、B的长度小，磁铁也是紧密排列的状态。进而，磁性体160从磁铁A、B的面向内侧拉入，具有来自磁上浮的磁铁154和固定一侧的磁铁155的磁通集中在该部分中的作用，对于磁上浮不会带来恶劣影响。

图44表示具体的实施形态，如图所示，在磁铁A、B的侧面安装比磁铁A、B的厚度短的磁性体160。另外，这时的磁性体160的长度是大约1mm，比磁铁A、B的长度20mm短。从而，接近于多个磁铁紧密排列的状态。图44表示在该磁铁的排列下，进行磁场分析的计算结果。

把比磁铁A、B的厚度5mm短1.2mm的磁性体160(厚度3.8mm，长度1mm，宽度10mm)安装在磁铁A的侧面时的作用在磁铁B上的力是引力，大约是1N。该力与没有用磁性体160连接图44所示的相同大小的磁铁A和磁铁B时的大约30N的斥力(图40)小。另外，比存在与磁铁的厚度相同高度的磁性体时的大约10N的引力(图42)小。从而，如该实施形态所示，通过存在比磁铁的厚度短的磁性体160，则容易设置磁铁，特别是作为斥力对策，不需要固定磁铁的构造物。

这样在本实施形态中，把比高性能磁铁A、B(永久磁铁154、155)的厚度短的磁性体160安装在该磁铁A、B的侧面，降低相邻接的磁铁A、B的斥力和引力，因此容易进行磁铁A、B(永久磁铁154、155)的安装作业，能够缩短现场的组装作业时间。另外，由于降低了磁铁A、B之间的引力，因此容易进行发电机的分检维修作业。进而，作为磁铁A、B之间的斥力对策，不需要固定磁铁A、B的构造物，能够起到以上的各种效果。

另外，使在图38所示的移动一侧的多个永久磁铁154之间存在图44所示结构的磁性体160。另外，同样，磁性体160也介于固定一侧的多个永久磁铁155之间。

接着，参照图45～51，说明本发明的电/力变换装置的第3形态的实施形态。图45表示风力发电系统的前面的实施形态中的图21所示的那样的具有在两侧存在磁极的转子的发电机的结构框图，由在两侧具有永久磁铁163的转子164、支撑该转子164的轴承部分165、支撑该轴承部分165的台166、旋转驱动转子164的叶轮12等构成的原动机部分167、与转子164的永久磁铁163相对的定子170构成。另外，代替上述轴承部分165，也可以采用由上述的永久磁铁等产生的磁上浮构造。

在转子164的两侧具有定子170的发电机中，即使在外侧和内侧的定子绕组上几何学地配置绕组，也如图46所示，转子164的内侧与外侧的磁通分布不同，有可能在外侧的定子170a与内侧的定子170b中的U相、V相、W相的发生电压的波形和峰值以及相位中产生差异。

图46表示转子164的磁铁163的外侧定子170a与内侧定子170b的距离，是为了说明磁铁163的磁通分布在外侧定子170a与内侧定子170b中不同而用距离差示出的图。图46中，当把磁铁163做成立方体时，磁铁163与外侧定子170a以及内侧定子170b的距离在各部位如下：

a：磁铁163的一端与外侧定子170a的距离

b：磁铁163的中央部分与外侧定子170a的距离

c：磁铁163的另一端与外侧定子170a的距离

d：磁铁163的一端与内侧定子170b的距离

e：磁铁163的中央部分与内侧定子170b的距离

f：磁铁163的另一端与内侧定子170b的距离

这时，关于磁铁163与外侧定子170a的内径的距离如下：

b＞a，b＞c，a＝c

关于内侧定子170b的外径如下：

d＞e，f＞e，d＝f

另外，如果设b＝e，则成为a＜b＜d。

在磁铁163的每个部位，磁路长度不同，则在外侧定子170a与内侧定子170b中磁通分布不同。图47表示该磁通分布的推断。

图47a表示外侧定子170a的磁通密度分布，图47b表示内侧定子170b的磁通密度分布。如图46所示，在外侧定子170a与内侧定子170b之间的间隙中，由于根据磁铁163的部位，磁路长度不同，因此在两个定子170a、170b中，磁通密度分布如图47所示那样不同。

如图47所示，推断外侧定子170a的磁通密度分布是梯形，内侧定子170b的磁通密度分布是三角形。从而，推测外侧定子170a与内侧定子170b的绕组中感应的电压的峰值和波形不同，外侧定子170a和内侧定子170b的电压的峰值和波形不同有可能使两个定子170a、170b的感应电压的基波成分的相位也不同。

另外，在转子164的两侧具有定子170a的发电机中，在横切外侧和内侧绕组的磁通密度B相同的情况下，当把外侧定子170a的发生电压记为e1，内侧定子170b的发生电压记为e2时，用以下的公式表示：

e1＝B·l·v1

e2＝B·l·v2

其中，符号l表示绕组的长度，v1、v2表示横切外侧和内侧绕组的磁通的速度。

这时，是v1＝v2·r1/r2。其中，r1是外侧定子170a的内径，r2是内侧定子170b的外径。

这样，在转子164的两侧具有定子170的发电机中，由于横切绕组的磁通的速度在外侧和内侧不同，因此发生电压不同。另外，在上述中，虽然外侧和内侧的定子绕组部分中的磁通密度取为相同，但是如上所述，磁通密度实际上也不同。如果单纯地把它们接线，则在外侧和内侧的绕组中之间有可能流过循环电流，有可能产生不需要的损失，产生更大的温升。

如果在这里进行一些弥补，则由于以往的一般发电机在转子的外径一侧配置定子，因此如果沿着圆周方向几何形、周期性地配置定子绕组和转子绕组的磁极，则由于U相、V相、W相的发生电压处在单侧的相同圆周方向，因此难以发生相位差。

进而，一般在使用了永久磁铁的发电机中，在转子磁极因偏心而接近的一侧，由于间隙的尺寸变得狭窄，因此磁铁的消耗安匝减少，磁势的平衡被破坏，在接近的一侧，与接近前状态的磁势相比较，接近了时，定子表面的磁通密度增大，磁通密度高的区域扩展。另外，远离一侧的磁通密度降低，其面积也狭窄。从而，在转子作用的磁引力中，产生差异，在接近磁极的一侧进一步产生偏心。对此，在转子的左右具有磁极，在转子的两侧具有定子的该发电机中，关于磁极构造进行对策，在降低差异方面下了功夫，而如图46以及图47所示，关于磁通密度分布由于本质上不均匀，因此有可能更接近偏心一侧。

如果汇总在转子164的两侧具有定子170的发电机的问题则如下所示。

(1)在外侧和内侧的定子170的发生电压的大小以及波形、相位中产生差异。从而，如果把各个定子绕组接线，则在两个定子170a、170b之间流过循环电流，经常发生损失。

(2)在转子164的偏心时，由于在偏心了的一侧有可能进一步偏心，有可能在两侧的定子170a、170b的发生电压中进一步产生差异。

由于该原因在于磁铁163的形状，因此进行该磁通密度分布的分析，能够决定与磁通密度分布适宜的磁铁形状，然而如果考虑到解析所需要的时间和费用、用于制作适宜的磁铁形状的模具等费用则很不经济。另外，关于转子164偏心时的发生电压的问题，由于考虑到在正常形态的磁铁形状下也不能够应对，因此并不仅是磁铁一侧能够解决的问题。

从而，作为要解决的课题需要在定子绕组一侧谋求降低起因于磁通中密度分布的差异的发生电压的差异和磁引力。在定子绕组一侧寻求解决对策成为一个课题。

作为用于解决的课题的方法，由于问题是由于两侧定子的磁通密度分布不同而发生的，因此可以考虑该分布的差异，缠绕定子绕组，发生电压。该发电机由于在两侧具有定子绕组，因此如果使同相的定子绕组交差，则定子绕组的发生电压在不偏心的正常状态下相同。这时，即使有转子164的偏心，如果是与正常状态相同的发生电压，则能降低偏心的程度。可以在定子绕组进行这样的交差。

在永久磁铁的情况下，磁铁的磁通密度由磁铁的磁路的消耗安匝和定子的电枢反作用决定。其中，磁路的消耗安匝如图46所示，大部分由定子170a、170b与磁铁163之间的间隙的大小决定。图48中用磁铁163与定子170a、170b之间的间隙的尺寸研究发生了转子164的偏心时的两个定子170a、170b中的磁通密度。

图48是研究转子164偏心时的磁通密度的大小和关于绕组排列的转子164一侧的磁铁163的外侧定子170a与内侧定子170b的距离(间隙)用的图，该图中，当把磁铁163做成立方体时，磁铁163与定子170a、170b的距离在各部位如下。这里为了方便，把磁铁163的号码作为磁铁1、磁铁2、磁铁3进行说明，a1、a2、a3的1、2、3的脚注与这些磁铁1～3的号码相对应。

a：磁铁的一端与外侧定子170a的距离

b：磁铁的中央部分与外侧定子170a的距离

c：磁铁的另一端与外侧定子170a的距离

d：磁铁的一端与内侧定子170b的距离

e：磁铁的中央部分与内侧定子170b的距离

f：磁铁的另一端与内侧定子170b的距离

转子164偏心时的磁铁163与定子170a、170b的距离的大小顺序如下。

a1＜b1＜c2＜a2＜b2＜e2＜d2＜f2＜e1＜d1

另外，

a1＝c1，d1＝f1，f2＝d3，e2＝e3，d2＝f3

从而，偏心时，定子170a、170b与磁铁163的各部位的磁通密度的顺序与上述相反。

a1＞b1＞c2＞a2＞b2＞e2＞d2＞f2＞e1＞d1

图49表示定子绕组172的排列，按照u-z-v-x-w-y的相序配置定子绕组172。按照该顺序排列了外侧定子170a的定子绕组172时，如图49所示，在转子164上安装了磁极(磁铁163(磁铁2、磁铁1、磁铁3))的情况下，内侧定子170b的定子绕组172的排列有u-z-v-x-w-y的相序和x-w-y-u-z-v的相序。图49表示该定子绕组172排列时的磁铁163的位置和间隙部分的位置a、b、c、d、e、f。

图50表示磁铁163的位置和磁通密度的大小，假设a1为10，b1为9，图50针对磁铁163的每个部位表示大小。这时，接近正常状态的间隙距离由于是d2和f3，因此在正常状态下，磁通密度也能够假定为是4。如图50所示，根据相来判断感应电压不同。如果把转子164发生了偏心的情况也考虑在内，则不能够把两侧的定子绕组172单纯地交差。

根据图49以及图50的模型图，图51中按照与定子绕组172的相序的关系表示外侧的定子绕组172a与内侧的定子绕组172b交差时的发生电压(总计的磁通密度)的评价。另外，定子绕组172的交差在同相之间进行。根据上述，在进行定子绕组172的交差的情况下，有偏心时的发生电压与外侧的定子绕组172a的相序和内侧的定子绕组172b的相序有关。这时，由于正常状态是8，因此各相的发生电压具有接近8的状态的相序，即，在x-w-y-u-z-v的情况下，作为整体没有大的发生电压，在定子绕组172中流过的电流也很小。在定子绕组172的u-z-v-x-w-y的排列时发生电压大，定子绕组172中流过的电流也大。

图52把外侧定子绕组172a的排列取为u-z-v-x-w-y，把内侧的定子绕组172b的排列取为x-w-y-u-z-v，使这些绕组的排列相对，在各同相之间使绕组交差。图53表示向外侧定子170a和内侧定子170b的定子绕组172的具体接线方法，该图中，相序在外侧和内侧改变180°。

这样，按照伴随着两个定子170a、170b的磁通分布的差异产生的感应电压的差异，通过使转子164的磁极对两侧的定子绕组172交差，防止在两侧定子绕组172中经常流动的循环电流，使两侧的定子170a、170b的发生电压成为相同，能够使负载电流的流动均等，通过使负载时的磁通分布在两侧的定子170a、170b中相同，能够降低磁引力。特别是，在把外侧的定子绕组172a的排列取为u-z-v-x-w-y，把内侧的定子绕组172b的排列取为x-w-y-u-z-v，使这些绕组的排列相对，在各同相之间使定子绕组172交差，使发生电压均等，能够抑制在两侧的定子绕组172之间发生循环电流。

在上述的电/力变换装置的实施形态中，使得每一种都能够适用在风力发电装置中那样，对于圆环形排列的转子及其两侧的圆环形的定子进行了说明，而左右一对定子也能够排列成直线形或者曲折形曲线，在其之间使一定长度的移动子行走。由此，成为线性发电机。另外，在上述的实施形态中，说明了使用于风力发电用的发电机的情况，但也能够作为利用了其它动力的发电机加以利用。反之，通过在定子的绕组中流过交流，还能够作为电动机加以利用。作为电动机利用的情况下，作为旋转型的交流电动机能够在动力源中使用。另外，在作为线性电动机使用的情况下，能够用作为各种传送机、乘坐物、滑行车等游戏机的各种动力源。

图54表示在与图14a、图14b的叶轮12大致同样的中心部分没有轴也没有轴承的叶轮173。也没有放射形设置的横叶片。另外，在图14a、图14b的叶轮12中，在支撑环的内周设置纵叶片26，而在图54的叶轮173中，用支撑环52、53连接多片纵叶片26的上端以及下端，作为整体构成为笼型。该笼型的叶轮173能够用框架的环18行走自由地支撑上端以及下端的支撑环52、53。在支撑环52、53以及支撑它们的环18上，分别设置图12等所示的发电机。另外，也可以只在上或者下的一方设置发电机。即，在支撑环52、53和环18中，在一方上设置励磁用磁铁，在另一方上设置绕组群。

图55所示的叶轮174与图54的叶轮173几乎相同，纵叶片26的上端附近以及下端附近贯通支撑环52、53，作为整体呈现笼型。该叶轮也没有横叶片或者中心部分的轴。而且，框架的环18设置成分别与纵叶片26的上端以及下端相对。

在上述实施形态中，在转子(移动子)的两侧配置定子，用框架或者固定在该框架上的环等固定，而如图56a所示的发电单元180那样，也可以位置调节自由地构成绕组群(定子)32使其沿半径方向(宽度方向)错开。例如，能够使支撑图21的绕组群32的支撑杆91、91a的位置移动到半径方向外侧或者内侧，而且，通过构成为能够固定在所移动的位置上，能够实现这样的结构。这样的结构如果进行调节使得外侧的绕组群32移动到外侧，内侧的绕组群32移动到内侧，展宽定子与完整的间隙，则发电量减少。反之，如果进行调节使间隙变窄，则发电量增加。另外，在圆环形排列了定子的情况下，隔开间隔预先排列多个定子。在移动到半径方向内侧的情况下，这些间隙缩小，然而在通常的调节范围内没有问题。另外，图56的情况下圆环形地排列，而也能够像通常的线性电动机那样直线形地排列。

另外，如图56b所示的发电单元那样，也可以沿着上下方向的位置调节自由地构成绕组群(定子)32。这种情况下，如果错开定子与转子的上下方向的位置，则能够减少发电量，如果对准上下方向的位置，则发电量增加。另外，也可以把图56a的半径方向(宽度方向)的位置调节与图56b的上下方向的位置调节组合起来。这样的位置调节机构可以在组装时调节，或者能够在维修时调节，也可以构成使得由电动机等驱动源通过远程操作进行调节。在这种情况下，还能够构成为例如根据所需要的电力或者当时的风力自由地调节。

图56c所示的发电单元181在中心部分的支撑框182的外侧和内侧，分别具备在半径方向可进行位置调节地安装了永久磁铁(励磁用磁铁)31的转子。这样的调节机构能够通过构成为使例如设置在支撑框182上的楔形构件183与设置在永久磁铁31上的楔形构件184滑动自由地，而且能够固定在进行了位置调节的位置来实现。其中，还能够使用螺丝等其它的位置调节机构。在构成为能够这样调节端子的永久磁铁31的宽度(厚度)的情况下，如果展宽绕组群(定子)32与转子的永久磁铁31的间隙则发电量降低，如果缩小则发电量增加。从而，能够依照风力的增减或者所需要的发电量的增减，调节发电量。

在图23等所示的转子中，采用在由叠层的硅钢板57等构成的芯的内表面以及外表面上分别安装永久磁铁，用玻璃纤维强化树脂固定成一体的结构，而也可以如图57所示，用一片永久磁铁31兼做外侧的永久磁铁和内侧的永久磁铁。在该转子中，分别在平板形的上导轨圆板99和下导轨圆板102之间安装保持框186，用该保持框保持永久磁铁31。在保持框186的上下分别用焊接等固定吊杆97a，用螺帽97b把这些吊杆97a安装到上导轨圆板99以及下导轨圆板102上。转子185如图57c所示，多角形地排列平角形的永久磁铁31，用由玻璃纤维或者碳纤维等增强纤维增强了的纤维强化合成树脂31a把它们固定成圆环形。而且，在邻接的永久磁铁31之间的纤维强化合成树脂31a的部位上形成半径方向的通孔，如图57b所示，用螺栓187以及螺帽188固定在支撑框186上。另外，永久磁铁31的排列如图57c所示，排列成使得N极和S极交互朝外。

图57a所示的薄型的转子185由于用一片永久磁铁兼做外侧的永久磁铁和内侧的永久磁铁，因此能够使发电能力不怎么降低而谋求大幅度减轻重量以及减少成本。另外，如图57b所示，为了减少螺栓187以及螺帽188的突出，最好在保持框186上形成凹洼，螺栓187的头或者螺帽188进入到该部分中。另外，虽然上述吊杆97a、97a上下分开，但也能够用使纤维强化合成树脂31a贯通上下的一根吊杆等保持。

在图57a等中，用保持框186保持永久磁铁31的整个圆周，而也可以例如像图58a所示那样，用U字形的保持框186a、186a仅保持永久磁铁31的上端和上端。另外，这些保持框还能够用U字形的外框190保持。另外，如图58b所示，也能够通过经由方管形的上垫片100以及下垫片101，用上导轨圆板99以及下导轨圆板102把永久磁铁31的上端和下端夹在中间，来保持永久磁铁31。

图59a所示的转子(或者移动子)对于与图57a所示的转子185几乎相同的中心部分，表里交互地粘贴了添加的永久磁铁31。通过这样设置添加的永久磁铁31，虽然重量增加，但是能够增加磁力，能够谋求增加发电量。

图59b是对于与图58b的转子相同的中心部分，在两面粘贴永久磁铁31，做成3列的情况。永久磁铁31表面的磁极配置成S极和N极交互地出现在表面，而且，在表面一侧与背面一侧磁极相反。这种情况下也能够用简易的结构增大磁力，能够增大发电量。

图59c所示的转子(或者移动子)与图56c的转子几乎相同，在支撑框182的表面以及背面上分别安装永久磁铁31。各侧的永久磁铁31排列成N极和S极交互出现在外侧，在表面一侧和背面一侧排列成相互成为相反的磁极。该转子(或者移动子)也能达到减轻重量和增大发电量。图59a、图59b以及图59c的每一个转子最好都在永久磁铁31的间隙以及表面上充填纤维强化合成树脂形成为一体。

在上述的风力发电装置的实施形态中，机械地把叶轮与转子(或者移动子)紧密结合在一起，而也能够用具有可挠性的索条或者「软线」连接。这种情况下，能够经过索条把拉伸方向的驱动力传递到转子。另外，还能够与支撑叶轮的横叶片等的伸缩柔性地对应。进而，还能够用环连接叶轮和转子。各个环的一端转动自如地连接到叶轮上，另一端转动自由地连接到转子(或者移动子)上。在用软线或者环柔软地连接叶轮和转子的情况下，在叶轮中设置横叶片等辐条形的支撑构件和轴承或轴，或者设置其它的导行机构或者支撑机构，使叶轮的中心稳定。

图60所示的电/力变换装置190沿着图57的转子185的上下方向把构造材料延伸作为圆柱形的旋转板191的同时，在其旋转板的上端附近以及下端附近设置滚柱导轨192。进而，在旋转板191的上部以及下部，与发电用的永久磁铁31分开，单独配置移动侧排斥磁铁193、194。而且，在上侧的移动侧排斥磁铁193的内侧以及外侧，配置上侧的固定侧排斥磁铁195、195，在下侧的移动侧排斥磁铁194的内侧以及外侧，配置下侧的固定侧排斥磁铁196、196。各个排斥磁铁通常用永久磁铁构成，而也可以是电磁铁。固定侧排斥磁铁195、196分别用螺栓197以及螺帽198等螺旋构造支撑以便能够调整与旋转板的191的间隔。

上述那样构成的电/力变换装置190用滚柱导轨192几乎确保旋转中心，而实际上，需要在滚柱导轨192与旋转板191的表面之间设置若干间隙，而且，如果在该状态下旋转则将左右振动。这种情况下，由于移动侧排斥磁铁193、194被它们两侧的固定侧排斥磁铁195、196夹在中间，因此当一方移动了时，反方向的斥力增强，返回到原来的左右的力均衡的位置。从而进行稳定的旋转运动。

图60的电/力变换装置190例如在圆柱形的旋转板191的上端安装叶片，能够作为风力发电机使用(参照图12、图21)。另外，反之通过在定子中流过交流，形成旋转磁场，还能够作为电动机使用。进而，也能够在进行直进运动的线性电动机车辆等中使用。在旋转机的情况下能够作为既可以设置也可以不设置中心轴的无芯旋转机。

图60的电/力变换装置190中，在圆柱形的旋转板191的内侧以及外侧配置把绕组内置的定子200以及固定侧排斥磁铁195、196，而如图61所示的风力发电机那样，把旋转板191做成挖去中间部分的圆板形(盘形)，能够在其上下配置定子200以及固定侧排斥磁铁195、196。图60的情况能够减少半径方向的空间，图61的情况能够减少上下方向的空间。另外，采用这种盘型的旋转板的结构也能够在图12或者图21等的风力发电机和电动机、旋转机中使用。

在上述实施形态中，把定子200以及旋转板191做成分别连续的圆环形，而把定子200配置成实质上连续的情况下，旋转板(移动子)191也可以部分地设置在例如有叶片的部位。反之，在连续地设置旋转板(移动子)191的情况下，也可以部分地设置定子200。

图63所示的风力发电系统子(电/力变换装置)205把定子200与旋转板(移动子)191的间隔做成调整自由。上下定子200配置成通过导轨206不进行旋转而且沿着上下滑动自由。而且，在定子200的背面一侧固定螺旋轴207的同时，把该螺旋轴207用螺帽构件208支撑到托架209上。由此，如果螺帽构件208沿着一个方向旋转，则螺旋轴207上升，定子200与旋转板191的距离扩大，如果沿着相反方向旋转，则距离缩小。

进而，在该实施形态中，把螺帽构件208与链轮210构成为一体，或者连接到链轮210，使得用图64所示的链条211旋转驱动该链轮210。链轮210与链条211的啮合状态对于所排列的多个链轮210，每隔一个从相反一侧啮合，链条211以所谓的曲折形或者锯齿形行走。由此，啮合率变高，从链条211到链轮210的力的传递效率高。

伴随着锯齿形配置链条211，上述螺旋轴207的螺丝针对每一个相邻接的定子200，右螺丝与左螺丝交互排列。另外，不需要用一条链条211连接所有的定子200，可以针对每组适当个数的定子配置一条链条211。

虽然在图63中没有表示，但对于下侧的定子200也同样构成为用链轮和链条沿着上下方向位置调节自由。而且，上侧的链轮210和下侧的链轮同步，构成为当上侧的定子200上升时下侧的定子下降，上侧的定子200下降时下侧的定子200上升。各个链条211能够用连接到未图示的调整用电动机上的驱动用链轮等驱动。另外，如图63所示，使返回的链条211通过链轮210的侧面，但也能够通过下侧用相同的链条211的环把上下链轮210进行同步驱动。

在上述的风力发电机205中，构成为基于检测风力的传感器，或者发电量的检测器，例如电压计或者电流器等电计量仪，自动控制驱动链条211的电动机。即，当风力弱时或者发电量低时，使电动机旋转，使定子200与旋转板191的距离变大。如果定子200与旋转板191的距离变大，则定子200的绕组与旋转板191的磁铁的相互作用减弱，发电能力减少。由此，基于发电的阻力减少，当风力弱时或者即使是旋转的初期也易于旋转。

另一方面，如果风力增强或者发电量增大，则使调整用的电动机旋转使距离减小。如果定子200与旋转板191的距离减小，则定子200的绕组与旋转板191的磁铁的相互作业加强，发电能力增多。由此，基于发电的阻力增强，但是在风力大的情况下能够继续旋转。在图63的风力发电机205中，如上述那样在旋转的初期能够平滑地旋转，无论风力强还是弱，都能够有效地继续发电。

另外，在定子200一侧固定螺帽构件208，在链轮210上安装螺旋轴207也起到相同的作用效果。另外，代替螺旋-螺帽机构，也能够使用齿轮齿条机构等其它的旋转-直进变换机构。进而，除去图63那样的水平盘形的风力发电机以外，例如在采用图56a、图60等圆柱形转子的风力发电机的情况下，也能够采用与图63相同的自动地调节定子与转子的间隔的调节装置。

图65的风力发电系统212具备串联连接定子200的绕组213的串联电路214、并联连接的并联电路215、选择这些电路的继电器或者断路器等选择单元216。而且，在旋转的初期或者当风力弱时用并联电路215发电，如果风力增强则切换到串联电路214。由此当风力弱时由于发电的电压低因此风车的旋转阻力减少，易于旋转。反之如果风力增强则由于发电的电压高，因此发电效率高。

另外，图65中，为了便于理解而没有针对每一个相位区别绕组群，实际上与要发电的交流的形态一致，如图1或图49那样，采用针对每一个相位进行了区别的绕组群。

图66构成为在多个绕组中，把若干个绕组215a与其它绕组215b分离，特定的绕组215a能够切换到取出所发电的电力的发电电路217或者反之加入电力作为电动机利用的电动机电路218。由此，在叶轮旋转的初期或者风力弱的情况下，使特定的绕组215a作为电动机动作，强制地使叶轮旋转。然后，当旋转快到某种程度时，或者当风力强时，把上述特定的绕组215a用于发电。由此，旋转的初期变得平滑，如果转数上升则发电效率提高。

图67所示的发电装置220具备沿着上下方向延伸的圆柱形的壁体221、配置在其内部的气流通道222中，根据上升气流旋转的叶轮223、设置在该叶轮的支撑单元224上的线形的发电机225(参照图70)。进而在该实施形态中，在圆柱形的壁体221的上端，把受到横风旋转的横风用叶轮226以及第2发电机227设置在一起。壁体221是圆柱形，在其内表面沿着上下方向排列多个支撑单元224。各支撑单元224滑动自由或者滚动自由地支撑根据上述的上升气流旋转的叶轮223的周缘部分。另外，在壁体221的上端附近，设置滑动自由或者滚动自由地支撑横风用的叶轮226的周缘部分的支撑单元228。发电机225以及第2发电机227最好是线型发电机，而也可以是把旋转轴作为输入轴的通常的旋转型的发电机。

上述横风用的叶轮226具备在上端以及下端的环形的支撑环231、排列在这些支撑环之间的多片纵叶片232。纵叶片232如图68所示，沿着支撑环231排列，各个纵叶片232具备对于旋转方向朝向相同方向的翼型的剖面。从而，纵叶片232如果从侧方受到风则沿着一个方向(例如箭头P方向)旋转。图68的情况下，横风用的叶轮226的中心部分做成空洞，而也可以如想象线所示那样，设置把纵叶片232之间连接起来的横梁或者横叶片233。进而，还能够在横梁或者横叶片的中心部分设置旋转支撑轴234。在采用横叶片233的情况下，最好采用通过旋转受到了升力朝向的翼型剖面。

上述上升气流用的叶轮223如图67所示，具备环形的支撑环236和在其内部放射形排列的横叶片237。各横叶片237以一定的倾斜角θ安装到支撑环236上。另外如图69所示，各个横叶片237还可以扩展成向外侧扩大宽度。在横叶片237的中心部分，设置有把放射形延伸的横叶片237的中心一侧之间相互连接起来的中心棒238。但也可以省略中心棒238。另外，还可以用连接棒239把上下叶轮223的中心部分之间连接起来。在这种情况下，上下一系列叶轮223一起朝向相同的方向以相同的转数旋转。叶轮223在一台发电装置220中上下排列2～20个左右，根据情况有时排列几十个左右。在采用中心棒238或者连接棒239的情况下、可以把旋转式发电机的输入轴连接到它们上。

进而，在图67的发电装置220中，在壁体221上设置开闭自由的窗或门240。窗240既可以是滑动窗也可以是用合页开闭的窗。窗240最好设置在上下叶轮220的中间部分。另外，也可以集中设置在壁体221的下部分中，而不设置在上部分中。窗240沿着圆周方向配置在几个位置，使其能够单独开闭。窗的开闭用电动机驱动等进行，通常从操作室等通过遥控进行开闭。另外，也可以在检测是否有风，壁体外部的风的风速为理想的运转速度(例如从几米/秒到20米/秒左右)下自动地打开，当下降到下限(例如几米/秒)时以及超过了上限(例如20米/秒)时自动地关闭。

发电装置220的壁体221的外径没有特别限定，例如能够取为几米到几十米，根据情况能够取为几千米左右。壁体221的高度也能够取为几十米到几千米。

上述那样构成的发电装置220在大气中开放设置在壁体221内部的气流通道222的上端，下端附近通常也在大气中开放。其中，能够使上端以及下端用各个开闭式的门或者窗联通/遮断自由。而且，把上端以及下端在大气中开放，中间的窗240预先关闭。这种情况下，根据上空的气压和地面附近的气压差，在气流通道222中产生上升气流。从而，多个叶轮223旋转，使设置在支撑这些叶轮的支撑单元224上的线型的发电机225发电。所发电的电力经过频率调整装置，使用通常的馈电线输送到需要地区。另外，发电机225是直流的情况下，变换为适当频率的交流后送电。基于上述气压差的上升气流由于与是否有风无关始终产生，因此确保基本的发电量。

进而，在上述的发电装置220中，当有风时，壁体221上端的横风用的叶轮226旋转，第2发电机227发电。由此发电量增加。另外，在横风适当大，发电效率比由气压差产生的上升气流的情况高时，打开风上侧的窗240，把横风导入到气流通道222内。由此，导入到气流通道222内的横风转换为上升气流，发电效率增大。在风向改变的情况下，进行与其相对应打开风上侧的窗240，关闭除此以外的窗240的控制。由此，即使风向改变也能够得到适当的发电量。如上所述，在该发电装置220中，当有风时当然能够发电，即使在风弱或者没有风时，也能够确保适当的发电量。

作为上述支撑杆224以及发电机225，例如图70所示的线型的构件是适宜的。在该实施形态中，作为支撑单元224使用线性滑动滚珠轴承。该线性滑动滚珠轴承由固定侧的线性导轨242、对于该导轨安装成滑动自由的多个滑块243构成。圆环形地配置线性导轨242使得在底座244连续，用螺栓242a固定。滑块234具备沿着行走方向排列的滚珠列33a。滚珠列243a在与线性导轨242接触的行走一侧的导轨槽和返回一侧的导轨槽连续的无接头形的导轨槽内滚动。线性导轨242以及滑块243由在上表面具有切缝的盖245包围。

在滑块243的上面上，经过剖面U字形的支撑平板246以及垫片块247固定旋转平板248。旋转平板248由螺栓248a以及支撑平板246下表面一侧的螺帽248b安装到支撑平板246上。在支撑平板246的上表面上安装叶轮的支撑环(参照图67的符号236)。由此，叶轮能够在线性导轨242形成的环形导轨的中心轴心系中旋转。

在支撑平板246与盖245之间安装线型的发电机(线性发电机)225。该发电机225由安装在垫板块247两侧的磁铁250、从外侧和内侧把该磁铁夹在中间的安装在盖245的上表面上的一对绕组251构成。磁铁250通常使用永久磁铁。但也可以是电磁铁。各绕组251在由叠层了的硅钢板等构成的芯252的周围缠绕了绕线。外侧以及内侧的绕组251用螺栓253固定在盖245上。在该螺栓253的上端分别旋转自由地安装导辊254。而且在螺栓248a中，安装介于外侧的导辊254与内侧导辊254之间的导轨平板255。该导轨平板255是与导辊254一起，用于适当地调节磁铁250与绕组251的间隙。

上述发电机225的内侧以及外侧分别用盖256、257包围。在这些盖256、257和旋转平板248的间隙中，设置用于防止灰尘侵入到发电机225内部的迷宫式密封(labyrinth seal)258。

上述那样构成的线型的发电机225如果叶轮旋转，旋转平板248旋转，则磁铁250通过左右的绕组251之间。由此，在绕组251中产生电动势，能够从绕组251的绕线端部取出电力。所取出的电力如上述那样进行送电。上述那样的线型的发电机225不需要中心的旋转轴，能够在大范围支撑叶轮的重量。因此，能够稳定地支撑叶轮的重量。例如，即使在图67以及图69的叶轮223具有数吨左右的情况下，摩擦力也很小，叶轮平滑地旋转。另外，关于横风用的叶轮226最好使用同样的线型的发电机。但也能够在上升气流用以及横风用的叶轮的中心设置旋转轴，设置通常的旋转型的发电机。

上述发电装置220的外壁221可以只是产生上升气流的烟囱形，而如图71以及图72所示，还能够与建筑物构成为一体。在图71的情况下，建筑物主体260是圆柱形，在其周围隔开间隙261设置外壁221。而且，在建筑物主体260的周围环形地配置叶轮223，使其受到通过间隙261的上升气流。另外，在建筑物主体260是收容通信设备等的不需要窗的建筑物的情况下，或者设置在地下的情况下，外壁221也可以不透明。但在是人进入的大厦等建筑物的情况下，外壁221最好由透明平板构成。在用这种透明的平板构成外壁221的情况下，最好在外壁221的表面或者内表面上粘贴透过来自外部的红外线而不透过来自内部的红外线的透明的薄膜。作为起到这种所谓温室效应的薄膜，例如可以举出粘贴在温室玻璃上的合成树脂薄膜等。由此，在外壁221与建筑物主体260的缝隙261中蓄热，易于发生上升气流。

图71所示的建筑物262在内部具有圆柱形的空间263，在该空间263内设置根据上升气流旋转的叶轮223。该建筑物262的内部空间263构成气流通道，由此发生上升气流使叶轮223旋转。另外这种情况下建筑物主体成为权利要求范围中所说的外壁。该建筑物262由于外部没有用平板遮挡，因此呈现通常的外观，在设置窗方面也是自由的。无论是图71的建筑物主体260的情况还是图72的建筑物262的情况，如果在气流通道中开放建筑物换气的空调机的排风通道，则由于通过排出的暖气产生上升气流，因此能够使叶轮223进一步旋转，有效地利用废热。从而，起到节省能源的效果。

在上述实施形态中，单独设定上升气流用的叶轮和横风用的叶轮，而也能够如图73所示，用一个叶轮兼作横风用和上升气流用。该叶轮265在具备图67以及图68的纵叶片的横风用的叶轮226的叶片上加入了扭曲。即，各叶片266具有螺旋式输送机的形态，如果从下方受到上升气流，则沿着箭头Q方向旋转。另外，在受到横风的情况下，由于风向上穿过，因此沿着与箭头Q相反朝向旋转。从而，如果代替图67情况的横风用的叶轮226使用，则对于横风和来自下方的上升气流风的两种风旋转。另外，如果风向下穿过，则由于叶轮265沿着箭头Q方向旋转，因此在上升气流和横风下进一步旋转。进而，该叶轮265对于开辟图67那样的窗240，接受横风类型的发电装置220的上升气流用的叶轮223也能采用。这种情况下，对于来自窗240的横风和上升气流的两种风旋转，因此效率高。

图74的发电装置267具备配置在外壁221上形成的开口268上，在沿着水平方向延伸的轴心系旋转的叶轮269、通过该叶轮的旋转发电的发电机。叶轮269的旋转中心沿着外壁221，从而叶轮268的一部分叶轮位于外壁221的内部，其它的叶轮露出到外壁221的外部。因此，根据沿着外壁221内的气流通道222流动的上升气流，叶轮269的内侧叶轮被向上压，叶轮沿着箭头Q方向旋转。而且，如果在露出到外部的叶轮上淋上雨水，则叶轮269的外侧叶轮被向下压。从而，叶轮269进一步沿着箭头R方向旋转。

在上述实施形态中采用圆柱形的气流通道，而也能够采用四角柱、六角柱等角柱形的气流通道。另外，上述气流通道是作为一重的通道，而也能够采用同心状地重叠的二重或者三重以上的通道。设置在这种情况下的外侧气流通道中的叶轮例如采用图71所示的环形的叶轮223。另外，作为气流通道还能够采用构成建筑物的管路，例如管形柱子的内部。

图75中，在图2的发电系统10中，把腿15做成管，把该管制的腿15的内部作为电流通道。在这些情况下，例如用多个钢管形成建筑物的柱子或者发电系统10的腿15，在用这些柱子或者腿包围的空间中建设建筑物或者发电系统10的同时，在各钢管内部配置叶轮223，使与叶轮223连接的发电机245发电。在这种情况下，由于钢管制的柱子在太阳光下成为高温，因此在钢管内产生上升气流，发电效率高。设置几根到几十根钢管使其包围建筑物。

另外，在图75的情况下，进而在腿15的下部设置用于提高蓄热作用的红外线吸收片或者用透明的平板包围的区域(热吸收单元)270，使该热吸收单元270与钢管制的腿15的下部分连通。由此，在热吸收单元中成为高温的空气沿着腿15内的气流通道上升，有效地发电。在采用钢管这样的细气流通道的情况下，与图70等线型的发电机相比较，有时采用以叶轮的中心轴为输入轴的旋转型的发电机更好。

在具有包括上述开闭自由的窗的柱形气流通道的发电装置的实施形态中，说明在台风等强风时关闭窗，反之也可以打开所有的窗，使关闭窗的平板隐藏到强度高的骨架部分的背后。进而，也可以通过由强度高的骨架部分、在覆盖该骨架部分表面的通常位置与隐藏到骨架部分背后的躲避位置之间移动自由地设置的壁板来构成柱形的外壁。在这样的实施形态中，在通常的使用状态下用平板构成成为上升气流的通道外壁，在强风的情况下使壁板躲避到骨架部分的背后，以便能够通风。如上所述，在构成覆盖窗的平板或者壁板的情况下，能够用低强度的平板构成壁。另外，在使平板躲避的情况下，由于叶轮暴露在强风中，因此最好设置例如使用了油压缸等的锁定机构，锁定叶轮的旋转。由此，能够保护外壁以及叶轮不受强风的破坏。

上述骨架的构造例如与图2所示的发电系统10的情况相同，能够由沿着纵向延伸的多根支柱15、隔开预定的间隔沿上下方向配置的把支柱之间连接起来的环形的构件16构成。这种情况下，可以预先把环形的构件16的上下方向的宽度扩展到某种程度，把壁板隐藏在该环形构件16的内表面一侧。另外，由于壁板做成折叠自由型或者能够折叠收容型，能够减小环形构件16的宽度，扩大开放时的开口，因此很理想。

在图70的实施形态中，用线性滑动滚珠轴承支撑叶轮的重量，同时限制旋转中心，而还能够与图63的情况相同，利用磁铁的斥力或者吸力支撑叶轮的重量。例如，在叶轮的支撑环和与该支撑环相对配置的环形的框架上，互相排斥那样配置永久磁铁，可用斥力支撑叶轮重量的全部或者大部分。在这种情况下，与使用电磁铁情况相比较，由于不消耗过多的电力因此很理想。另外，还能够把电磁铁配置在框架一侧或者叶轮一侧，使双方排斥。在这种情况下，通过调整在电磁铁中流过的电流调整斥力，易于调整间隙。

进而，还能够在一方采用永久磁铁，在另一方采用电磁铁。在这种情况下，在叶轮一侧采用永久磁铁可使布线很容易。另外，通过在框架一侧以及叶轮一侧分别设置永久磁铁的同时，在一方设置间隙调整用的弱的电磁铁。在这种情况下，在框架一侧配置电磁铁可使布线很容易。通过这样做，能够减少使用电力，而且调整电磁铁的电流，能够容易地调整间隙的大小。特别是在长期使用的情况下，永久磁铁的斥力减弱，而通过增大电磁铁的电流，能够把间隙维持为最佳的状态。另外，还能够与磁铁一起，共用辊或者轴承、滑瓦等支撑重量。这些辊等既可以设置在叶轮一侧，也可以设置在框架一侧。

另外，还可以在叶轮上设置永久磁铁或者电磁铁，使这些磁铁相对，在框架上设置永久磁铁或者电磁铁，使得相互吸引那样加力。在这种情况下，用实际上不吸附程度的磁力或者辊等导行。在利用磁铁的引力的情况下，还能够采用可以用磁铁吸附单面的钢材，特别是软铁等。在用吸引叶轮的磁力浮起的情况下，能够在设置于叶轮上端的支撑环和配置在其上侧的环形框架之间设置上述的磁铁等。

在图67的发电装置220中，在壁体221的上端设置一个横风用的叶轮226，而也可以如图70所示，把中心的支柱向上方延伸，多级设置在中心轴心系旋转的多组叶轮以及发电机。或者，从壁体221的上端把多根支柱向上方延伸，设置多级圆环形的支撑单元224，多级设置多组叶轮以及发电机。另外，用连接棒239把这些横风用的叶轮226和壁体221内的上升气流用的叶轮223连接起来，当横风强时，可以用横风用的叶轮226的旋转力驱动上升气流用的发电机。在这种情况下，最好通过在连接棒239上存在的连接/分离自由的离合器等，根据需要切换连接/分离。

图76所示的热交换系统271具备设置在地表的第1热交换器272、设置在比地表温度低的上空的第2热交换器273、把两者连接成环形的管路274、用于使热媒介在该环形管路274中循环的泵275。泵275的驱动源最好使用由上述的风力发电系统10发生的电力。也能够采用图67的风力发电机220。另外，还能够把风力发电系统10或者风力发电机220的旋转轴与泵275的旋转轴连接。

在该热交换系统271中，用上空第2热交换器273冷却热媒介，能够经过地表的热交换器272取出其冷热。另外，如用想象线所示，构成为能够与埋在地下的第3热交换器276的管路277切换，还能够构成为在冬季取出温热。如果采取利用上空以及地下的温差的热交换系统271，则能够减少空调机的使用能量。

图76所示的风力发电系统(电/力变换装置)280是把图63的风力发电系统205的一部分变更了的系统。在该风力发电系统280中，在扁平的旋转板191的内侧设置柱形的增强壁281的同时，在该增强壁281的下部设置车轮或者辊282，在其下方配置辊282转动的环形的护轨283。增强壁281也可以设置在旋转板191的外周。通过设置这样的增强壁281，能够提高旋转板191的刚性。进而，在该实施形态中，在增强壁281的上端也设置辊282，由配置在其上部的护轨(省略图示)导行。上下的护轨283固定在框架上。其它的部分与图63的情况几乎相同。即，在旋转板191上设置发电用的永久磁铁31，隔开间隙上下配置绕组群(定子)200以便把该永久磁铁夹在中间。为了调整绕组200与旋转板191的间隙，绕组200用螺旋轴207保持，该螺旋轴207与在托架209上旋转自由而且不向轴方向移动那样保持的螺帽构件208螺合。螺帽构件208例如能够用链轮210和链条驱动(参照图63、图64)。

另外，如用想象线所示，也可以在绕组200上安装导辊285，使其与在旋转板191的延长部分中设置的导轨191a相对。由此，能够确保绕组200与旋转板191的最小间隙，避开两者干扰。即，导辊285与导轨191a用作对于绕组200的移动的限制器。另外，也能够在旋转板191一侧配置导辊285，在绕组200一侧设置与该导辊285相对的导轨。

图77的风力发电系统287仅在薄圆柱形的旋转板(转子)191的外侧设置绕组(定子)200，构成为能够用螺旋轴207调整与旋转板191的间隔。而且，在旋转板191上安装与自行车车轮的辐条相同的支撑构件288，连接到其中心的轴套23。该辐条形的支撑构件288由于由钢丝或者细的棒材构成，因此不能够支撑旋转板191的重量以及连接在该旋转板上的叶轮的重量。从而，用设置在旋转191下端的辊282和设置在其下方的护轨283等支撑。也可以在叶轮的下端，例如纵叶片的下端设置辊。在使用上述那样辐条形的支撑构件288的情况下，能够不接触地支撑旋转板191的中心位置，而且能够很轻地构成旋转部分。

图78的叶轮290用上下的环291支撑纵叶片的同时，在各个环291上设置辐条形的支撑构件292，用其中心的轴套23支撑叶轮整体。这些轴套23与图2的风力发电系统10相同，能够用轴承或者轴支撑。在上或者下环291的外周面或者上表面或下表面上，设置图76、图77等的上述某一种力-电变换机构。即，在环一侧设置具备磁铁的转子，与该转子邻接，配置具备绕组的定子。另外，代替辐条形的支撑构件292，或者与支撑构件292一起，还能够设置与图6相同的横叶片(参照图2的符号25)。在上述那样用辐条形的支撑构件292支撑纵叶片的情况下，能够使叶轮的重量很轻。

Claims (41)

1.一种风力发电系统，其特征在于：

由框架、由该框架旋转自由地支撑的叶轮、在该叶轮或者框架中的某一方上从叶轮的旋转中心等距离地排列的多个励磁用磁铁、在另一方上环状地配置的绕组群构成，

构成为通过使上述励磁用磁铁与绕组群接近并进行相对运动，在与线性电动机相反的作用下，绕组群发电。

2.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

上述励磁用磁铁环状地排列在叶轮的外周部分附近或者中间部分，在与上述框架中的这些绕组群接近的位置上，设置环形的构件，在该环形的构件上安装上述绕组群。

3.根据权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于：

设置一对安装了上述绕组群的环形的构件，以便把环形地安装在叶片上的励磁用磁铁夹在中间，

具备分别交互或者循环排列的多个绕组群，使得一方的绕组群与另一方的绕组群发生交流，

一方特定相位的绕组群和与该相位相对应的相位的另一方绕组群沿着圆周方向错开排列的同时，一方绕组群和与该绕组群相对应相位的另一方绕组群串联连接。

4.根据权利要求3所述的风力发电系统，其特征在于：

上述一方以及另一方绕组群分别具备循环排列的第1绕组群、第2绕组群以及第3绕组群以便发生三相交流，使一方第1绕组群与上述另一方的第2绕组群或者第3绕组群相对那样相互错开。

5.根据权利要求2所述的风力发电系统，其特征在于：

上述环形构件是把多个由重叠的多片金属组成的芯、缠绕在其外周的导线组成的绕组群和把它们固定为一体的合成树脂构成的预定长度的环形片连接成环形的构件。

6.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

在上述叶轮的外周部分或者中途部分与框架之间，存在允许叶轮旋转的同时，支撑叶轮重量的至少一部分的圆环形的支撑单元。

7.根据权利要求3所述的风力发电系统，其特征在于：

上述支撑单元由设置在框架与叶轮中的某一方上的滚动体群或者滑动体群，设置在另一方上的与滚动体群或者滑动体群接触的移动行程构成。

8.根据权利要求3所述的风力发电系统，其特征在于：

上述支撑单元由设置在框架上的第1磁铁群、设置在叶轮上使这些磁铁群相互相斥的第2磁铁群构成。

9.根据权利要求8所述的风力发电系统，其特征在于：

上述第1磁铁群相对于框架排列成实际上连续的环形，上述叶轮具有放射形排列的多个叶片，放射形排列上述第2磁铁群以便支撑这些叶片。

10.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

具备用于调整上述框架、设置在叶轮上的多个励磁用磁铁和绕组群之间的间隙的间隔调整单元。

11.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

构成为当风力暂时减弱时，在上述绕组群的一部分或者全部中流过电流，使励磁用磁铁和绕组群发生线性电动机的作用，由此，对风车提供转动转矩。

12.根据权利要求3所述的风力发电系统，其特征在于：

上述支撑单元由设置在上述框架或者叶轮中的一方上的以旋转中心为中心的圆环形导轨和设置在另一方沿着该导轨行走的滑块构成。

13.一种风力发电系统，其特征在于：

由框架、由该框架旋转自由地支撑的叶轮、通过该叶轮的旋转发电的发电机构成，

在上述框架或者叶轮中的一方上设置以旋转中心为中心的圆环形的导轨，在另一方上设置沿着该导轨行走的滑块。

14.根据权利要求12或13所述的风力发电系统，其特征在于：

上述导轨以及滑块是线性滑动球轴承的导轨和滑块。

15.根据权利要求12所述的风力发电系统，其特征在于：

上述圆环形的导轨在其两个面具有平滑的导轨面，上述滑块具备沿着这些导轨面滚动并且沿着垂直方向的轴心系旋转的导辊。

16.根据权利要求1或9所述的风力发电系统，其特征在于：

上述叶轮的旋转中心朝向水平方向。

17.一种电/力变换装置，其特征在于：

具有移动子和在其两侧或者一侧配置的定子，在上述移动子的两个面上，沿着移动子的圆周方向配置由N极和S极对构成的磁铁部分，使N极和S极、S极和N极交互配置。

18.根据权利要求17所述的电/力变换装置，其特征在于：

用非磁性金属体连接相互邻接的磁铁部分。

19.一种永久磁铁的配置构造，其特征在于：

在相同的磁极面上并排设置永久磁铁的一个面的同时，在两个永久磁铁之间，存在比该永久磁铁的厚度短的磁性体。

20.一种电/力变换装置，其特征在于：

在移动子的磁极的两侧具有定子，使缠绕在上述两侧定子上的定子绕组在同相之间相互交差。

21.根据权利要求20所述的电/力变换装置，其特征在于：

在把一方定子绕组的相序取为u-z-v-x-w-y相时，把另一方定子绕组的相序取为x-w-y-u-z-v相，把它们相对排列的同时，使两侧的定子绕组在同相之间相互交差。

22.一种风力发电系统，其特征在于：

具备多个叶片、把这些叶片环状地排列进行保持的环状支撑构件、与该支撑构件相对设置，支撑上述支撑构件的导轨构件、设置在上述支撑构件与导轨构件一方上的励磁用磁铁、设置在另一方上，通过与上述励磁用磁铁相对运动发电的绕组，在叶片的中心部分没有轴。

23.一种电、力变换装置，其特征在于：

具备移动子、配置在该移动子两侧的定子、配置为与上述移动子一起移动的移动侧排斥磁铁、与该移动侧排斥磁铁排斥的固定侧排斥磁铁，在上述移动侧排斥磁铁以及固定侧排斥磁铁中，把某一方配置成夹持另一方，以便把上述移动子压向中立位置。

24.根据权利要求23所述的电/力变换装置，其特征在于：

配置一对上述固定侧排斥磁铁把移动子夹在中间。

25.根据权利要求23所述的电/力变换装置，其特征在于：

配置一对上述移动侧排斥磁铁把固定侧排斥磁铁夹在中间。

26.根据权利要求10所述的风力发电系统，其特征在于：

上述间隔调整单元当因周围的温度变化，使框架或者叶轮的尺寸发生了变化时，自动地进行调整以使上述励磁用磁铁与绕组群的间隙维持在预定的范围。

27.根据权利要求10所述的风力发电系统，其特征在于：

上述间隔调整单元进行自动调整，以使在风力弱时扩大励磁用磁铁与绕组群的间隙，在风力强时缩小间隙。

28.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

在上述绕组群中，至少对某些绕组群进行串联/并联切换自由地布线，构成为在风力弱时，切换为并联，以低电压发电，在风力强时，切换为串联，以高电压发电。

29.一种发电装置，其特征在于：

具备上部以及下部与外部空气连通的纵向的气流通道、设置在该气流通道内，基于朝上的气流转动的叶轮、与该叶轮的转动部分联动进行动作的发电机。

30.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

上述叶轮围绕着沿垂直方向延伸的旋转轴心旋转。

31.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

上述气流通道与建筑物构成为一体。

32.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

上述气流通道由具有圆柱形形态的外壁构成，所述圆柱形态的外壁具备开闭自由的窗。

33.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

在上述气流通道的外表面或者内部中，具备受太阳热而使温度上升的热吸收单元。

34.根据权利要求31所述的发电装置，其特征在于：

上述气流通道兼用建筑物的废热通道。

35.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

环状地排列多条构成上述气流通道的管路，还具备由这些管路支撑的横风用的风力发电装置。

36.根据权利要求29所述的发电装置，其特征在于：

环状地排列多条构成上述气流通道的管路，在这些管路列的下部，具备受太阳热而使温度上升的热吸收单元，该热吸收单元与管路的下部连通。

37.一种热交换系统，其特征在于：

具备设置在地上附近的第1热交换器、设置在与地上附近温度不同的位置的第2热交换器、把第1热交换器与第2交换器之间连成环状的管路、在沿着该管路内流动的热媒介中产生循环流的单元。

38.根据权利要求37所述的热交换系统，其特征在于：

依靠风力供给使上述热媒介产生循环流的单元的动力。

39.根据权利要求1所述的风力发电系统，其特征在于：

上述叶轮具备一对环、用这些环保持的叶片、设置在环上的辐条形的支撑构件、设置在该支撑构件的中心的轴套。

40.根据权利要求17所述的电/力变换装置，其特征在于：

上述移动子由具备励磁用磁铁的薄片形的旋转板构成。

41.根据权利要求40所述的电/力变换装置，其特征在于：

在上述旋转板端部设置与旋转板正交的朝向的增强壁，导行该增强壁。

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