JP2000506580A - 水平軸線風タービン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ロータ支持骨組、多ベーンロータ、発電ステータ、及び回転軌道を含む水平軸線風タービンを提供する。支持骨組は、複数の三角形サブユニットによって構成されている。ロータは複数のベーンを有し、これらのベーンはロータから突出している。ベーンは可変ピッチであり、複数の磁石を備えたリムによって包囲されている。ロータは風で回転する。ステータは、本質的に定置であり、リムと向き合って骨組に取り付けられている。回転リムに取り付けられた磁石がステータの側方を通過するとき、電気が発生する。ステータは磁石の引力を使用し、それ自体を回転リムと整合するように自動的に調節する。骨組は、風によるロータの回転を最大にするように骨組を連続的に調節できるように回転軌道に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 水平軸線風タービン 1.発明の分野 本発明は、全体として、電力を発生するためのタービンに関し、更に詳細には 、水平方向に軸線を有する風タービン（水平軸線風タービン）に関する。 2.従来技術の説明 歴史に亘り、文明は、更に良質で更に効率的な電力源を求めてきた。化石燃料 は、地域によっては利用できなかったし、長距離に亘る輸送に費用がかかった。 原子力は、望ましからぬ放射性廃棄物を発生し、大惨事を引き起こす可能性があ る。太陽光発電の将来には、太陽のエネルギを利用するのに必要な装置が高価で あるため、見込みがない。水力発電は流水を必要とし、場合によっては通常の水 路を中断する必要があった。表面的には、風は、容易に利用でき且つ安全な唯一 の電力源である。 かくして、工業化が発展した過去数世紀に亘り、風力装置が今日の好ましい動 力発生源であり続けた。かつて穀物を挽くのに使用された風車を発電用に適合し た。こうした風車が風タービンに発展したのである。風タービンでは、風の力は 、穀物の上に置いた石製のホイールを廻すのでなく、磁石を捲線コイルの側方に 通して電気を発生するのである。風タービンでは、風の力がホイールのブレード を押す。ホイールは、発電機のロータとして役立つ。 多年に亘り、風からエネルギを一貫して取り出すのを妨げる現象の多くをなく すことによって、更に効率的に作動する風タービンが開発されてきた。例えば、 固定式風タービンは、風向の変化により停止することがあり、かくして、風ター ビンは、風がブレードに最適に当たるように様々な回転方法を備えて形成されて きた。更に、構造的一体性及び発電能力の両方について、風速の変動の影響を比 較的受け難いタービンが開発されてきた。 水平軸線風タービン発電機は、風で電気を発生する上で非常に効果的であると いうことがわかっている。代表的には、これらの発電機は、高いタワーの上に取 り付けたナセル（nacelle）を有する。ナセルには、ロータの回転速度を発電機 の速度まで上昇するトランスミッションが収容されており、周期的変動及び突風 の作用を補償するため、電力変動を小さくするための手段を必要とする。ナセル は、更に、大型のロータハブ及びブレードを支持するための強固なシャフトを備 えている。ナセルは、ロータを来入風と対面させるため、水平面内で旋回するこ とにより、風の流れの方向に合わせて調節する。 しかしながら、問題点のない水平軸線風タービンはなかった。トランスミッシ ョンは、保守及び修理を常に行うことを必要とした。水平軸線風タービン設計の 主な問題点は、トランスミッションであった。更に、主シャフトは、ロータハブ 及びブレードの重量に耐えなければならないばかりでなく、揺動及び突風による 荷重にも耐えなければならない。更に、重量のあるナセルを支持するタワー構造 を強化するのにも費用がかかった。 水平軸線風タービンと関連した別の問題点は、ロータの直径及びロータブレー ドの数を最大にすることである。水平軸線風タービン発電機のロータの直径は、 通常は、少なくとも２０ｍであり、２枚又は３枚のブレードしか持たないように 設計されている。一般的には、風タービンのブレードの数を増やすと、ロータの 剛性が高くなり、回転速度が下がり、発生するノイズが小さくなる。しかしなが ら、水平軸線風タービンは、従来のブレードの設計及び構造が高価であるため、 数枚のブレードしか使用しなかった。更に、水平軸線風タービンのロータの直径 を大きくすると、風の速度が高い場合にブレードを制御し構造的一体性を保持す るのが困難になる。 構造が簡単で、製造費が低く、保守費用が低く、堅固な構造的一体性を持つ水 平軸線風タービンに対する必要が高まっている。 １８７３年１２月３０日にエミリウス・サンダーソンに賦与された米国特許第 １４５，９７０号には、風ホイールの水平軸線の両側を支持するという考えが示 されている。 １８８３年２月２７日にホーマー Ｂ．スラーグに賦与された米国特許第２７ ３，１８４号及び１９９２年１１月１０日にアルフレッド Ｊ．エッガース ジ ュニアに賦与された米国特許第５，１６１，９５２号には、ブレードを支持する ためのスポークを持つリムを使用することが示されている。更に、これらの特許 には、空力学的ブレード設計並びにスポークに通したブレードを使用することが 示されている。１８８３年７月３１日にカール Ｆ．Ｗ．シュラムに賦与された 米国特許第２８２，１２２号には、風速の変化を自動的に調節する風車が示され ている。 １９０３年１月６日にルイス ソニアＹヘルナンデスに賦与された米国特許第 ７１７，９３９号には、ホイールを備えたベース上で回転する風タービンが示さ れている。 １９１２年１月２３日にジャドソン Ａ．ベネットに賦与された米国特許第１ ，０１５，４１６号には、風車のベーンが取り付けられた水平シャフトの両端を 支持するフレーム構造が示されている。中央ポストは、外隅部が円形軌道に沿っ て移動する際に固定されたままであり、これによって回転が可能となる。 １９１７年７月１０日にアルバート Ｈ．ヘイロスに賦与された米国特許第１ ，２３３，２３２号、１９３４年１月２３日にヘルマン ホネッフに賦与された 米国特許第１，９４４，２３９号、及び１９３９年７月１３日にクレメント リ ーンに賦与された英国特許第５０７，５５５号には、ブレード構造のリムを固定 ステータ区分と関連して使用し、電気を発生することが示されている。 １９８２年４月６日にシャチュール等に賦与された米国特許第４，３２３，３ ３１号には、タービン支持体が、地面をベースにした支持部材に回転自在に取り 付けられたフレーム構造が示されている。 １９８２年１２月２１日にコンスタント Ｖ．デビッドに賦与された米国特許 第４，３６４，７０８号には、調節自在のブレードを持つ風車が示されている。 以上の発明及び特許のいずれにも、それら単一でも組み合わせても、請求の範 囲に記載した本発明を説明するものはない。 発明の概要 水平軸線風タービンは、本発明によれば、ロータ支持骨組と、多ベーンロータ と、発電ステータと、回転軌道とを有する。支持骨組は、複数の三角形サブユニ ットで形成されている。ロータは、支持骨組に回転自在に取り付けられた中央ハ ブから突出した複数のベーンを有する。これらのベーンは、可変ピッチであり、 複数の磁石を備えたリムによって包囲されている。風がリムを回転する。ステー タは、本質的には定置であり、ステータをリムと向き合って骨組に取り付ける支 持体に取り付けられている。ステータが取り付けられた支持体は、リムの動きに 拘わらず、リムとステータとの間の距離を一定にするように調節する。ロータリ ムの磁石とステータとの間の引力により、ステータはロータと整合した状態に維 持される。ステータは、ロータと整合するように移動できる。これは、支持体が 撓むがロータ軸線と平行な状態を保つためである。これが本発明の主な特徴であ る。回転リムの磁石がステータの側方を通過するとき、電気が発生する。骨組は 、風によるロータの回転を最大にするため、骨組を連続的に調節できるように回 転軌道に取り付けられている。 従って、本発明の主な目的は、機械的に相互係合した部品の数が最少の風力発 電機を提供することである。 本発明の別の目的は、可動磁石とステータとの間に一定の距離を保ち且つこれ らを整合した状態に維持するように調節を行うステータ支持体を提供することで ある。 本発明の更に別の目的は、ロータから突出した複数のベーンの各々の位置を維 持するため、複数のスポークを使用してリムの剛性を高めることである。 本発明の他の目的は、風タービンのロータ及びステータを支持するための簡単 であるが丈夫な調節自在の骨組を提供することである。 本発明の更に他の目的は、安価であり、信頼性が高く、その所期の目的を達成 する上で非常に効果的な、本願中で説明した目的の装置の改良要素及びその構成 を提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の説明及び図面を詳細に検討する ことによって更に明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明を地面の下に延びる部分とともに示す正面図である。 第２図は、本発明の側断面図である。 第３図は、本発明を上方から見た断面図である。 第４図は、本発明のリム−ステーター骨組領域の詳細断面図である。 第５図は、ベーン及びベーンが取り付けられたスポークの断面図である。 添付図面に亘り、同じ参照番号が同じ要素に附してある。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、水平軸線風タービンである。このタービンは、機械的摩耗を最小に し、風タービン構造を簡単にし、風による撓みの作用やステータに設けられた磁 石の引力に拘わらず回転磁石と発電ステータとの間の間隔を常に等しくするため の機構を提供する。 添付図面を参照すると、本発明による水平軸線風タービン１０は、ロータ支持 骨組１２、多ベーンロータ１４、発電ステータ１６、及び回転軌道１８を有する 。 ロータ支持骨組１２は、構造部材で形成された複数の三角形サブユニットを含 む。更に詳細には、主後脚部材２２、二つの中間脚部材３４、３６、及び二つの 前脚部材４２、４４を含む少なくとも五つの垂直脚部材が設けられている。随意 であるが、好ましくは、副脚部材２８も設けられている。各脚部材は、細く、細 長く、周知の種類の頑丈で丈夫な軽量材料でつくられている。一実施例では、各 脚部材は、標準的な薄壁鋼管製の部品である。各脚部材は、更に、頂端Ｔ及び底 端Ｂを有する。中間脚部材のうちの第１の部材３４は、中間脚部材のうちの第２ の部材３６に、これらの部材の頂端Ｔのところで接合されている。中間脚部材３ ４、３６の頂端Ｔは、ハブシャフト４０の後端３８を支持する。ハブシャフト４ ０は、中間脚部材３４、３６の頂端Ｔに回転自在に配置されており且つここに周 知の手段で連結されている。前脚部材のうちの第１の部材４２は、前脚部材のう ちの第２の部材４４に、これらの部材の頂端Ｔのところで接合されている。前脚 部材４２、４４の頂端Ｔは、ハブシャフト４０の前端４６を支持する。ハブシャ フト４０は、前脚部材４２、４４の頂端Ｔに回転自在に配置されており且つここ に周知の手段で連結されている。 中間脚部材のうちの第１の部材３４の底端Ｂは、前脚部材のうちの第１の部材 ４２の底端Ｂに連結されており、この連結部分には、回転軌道１８と係合する寸 法を持ち且つそのように形成された回転自在の第１ホイール４８が配置されてい る。中間脚部材のうちの第２の部材３６の底端Ｂは、前脚部材のうちの第２の部 材４４の底端Ｂに連結されており、この連結部分には、回転軌道１８と係合する 寸法を持ち且つそのように形成された回転自在の第２ホイール５０が配置されて いる。 二つの水平強化部材５２、５３が、中間脚部材３４、３６及び前脚部材４２、 ４４の夫々に連結されており且つこれらの部材の中央に配置されている。第１端 ５６及び第２端５８を各々有する角度をなした二つの強化部材５４が、中央脚部 材３４、３６及び前脚部材４２、４４に連結されており且つこれらの部材間に配 置されている。角度をなした強化部材５４の第１端５６は、前脚部材のうちの第 １の部材４２及び中間脚部材のうちの第１の部材３４の夫々に水平強化部材５２ 、５３が連結されているのとほぼ同じ場所で連結されている。角度をなした強化 部材５４の第２端５８は、前脚部材のうちの第２の部材４４及び中間脚部材のう ちの第２の部材３６の夫々に回転自在の第２ホイール５０が取り付けられている のとほぼ同じ場所で連結されている。 主後脚部材２２の第１端６０は、二つの中央脚部材３４、３６の頂端Ｔに連結 されており、主後脚部材２２の第２端６２は、中央タービン回転シャフト６４に 回転自在に連結されている。副後脚部材２８の第１端６６は、後水平強化部材５ ２の中央点（図示せず）に連結されており、副後脚部材２８の第２端は、中央タ ービン回転シャフト６４に回転自在に連結されている。この他の様々な強化部材 （図示せず）を主後脚部材と中間脚部材との間に、又は骨組の他の部材間に配置 できる。 骨組１２は回転シャフト６４に回転自在に連結されており、回転軌道１８と係 合するホイール４８及び５０が回転自在であるため、風によるロータ１４の回転 を最大にするように骨組１２を連続的に調節することができる。この調節は、周 知の種類のリンク又は制御システム（図示せず）によって行われる。 回転シャフト６４は、回転軌道１８に関して中央に配置された、周知の種類の 重量のある中央アンカー部材６８に連結されている。アンカー部材６８は、地面 ６９によって支持されているか或いは地面に埋め込まれている。二つの水平ベー ス部材７０、７２が回転シャフト６４と中間脚部材３４、３６及び前脚部材４２ 、４４の底端Ｂとの間に連結されている。これらのベース部材７０、７２は、骨 組み１２を更に強化する。 ステータ１６を支持するため、少なくとも一つの前後ステータ支持機構７４が 、骨組１２に、例えば前脚部材４２、４４及び／又は中間脚部材３４、３６上に 取り付けられている。前後ステータ支持機構７４は、ステータ１６をリム７６か ら一定距離のところに維持しながら、ロータ１４と平行な方向に撓むような寸法 になっており且つそのように形成されている。更に、側部と側部とを向き合わせ た少なくとも一つの、好ましくは二つのステータ支持機構７８が、骨組１２に、 例えば水平強化部材５２、５３の一方又は両方に、又は水平ステータ支持部材７ ５に取り付けられている。二つの水平ステータ支持部材７５は、大きな構造的一 体性を提供するように水平強化部材５２、５３間に位置決めされている。側部と 側部とを向き合わせたこのステータ支持機構７８は、ステータ１６に対して支持 を与え、ステータをリム７６から一定距離のところに維持しながら、リム７６と 平行な方向で撓むような寸法になっており且つそのように形成されている。 多ベーンロータ１４は、ハブシャフト４０に回転自在に取り付けられたハブ８ ２から突出した複数のベーン８０を含む。ハブ８２は、図示のように、風が吹き 抜けることができるように開放したままであるか或いは、風がその周りに吹いて ベーン８０を通るように閉鎖したままであるかのいずれかであるのがよい。複数 の磁石８４が外側に配置されたリム７６がベーン８０を取り囲んでいる。好まし い実施例では、薄い鋼製のシム７７が磁石８４とリム７６との間に配置されてい る。ベーン８０は、可変ピッチである。好ましくは、リム７６の必要な剛性を小 さくするため及び従ってリム７６の重量及び価格を小さくするため、できるだけ 多数のベーン８０が設けられている。領域の風エンベロープ（wind envelope） に対する風タービン１０の効率を最大にするため、ベーン８０の数及び幅を変え ることができる。 ハブシャフト４０に取り付けられたハブ８２には、複数のベーン８０と同数の 複数のスポーク８６が設けられている。複数のスポーク８６は、ハブ８２及びリ ム７６に連結されており且つこれらの間で張力が加えられており、ベーン８０が スポーク８６に取り付けられている。ベーン８０は、スポーク８６を中心として 回転するような寸法になっており且つそのように形成されており、かくして、ベ ーン８０は可変ピッチである。ベーン８０のピッチは、周知の種類のリンク（図 示せず）によって制御される。好ましくは、ベーン８０は実質的に中空であり、 ガラスファイバや薄板金等の丈夫で軽量な材料でつくられている。ベーン８０に 配置されたリブ８８がベーン８０を支持し、スポーク８６とベーン８０との間の 適正な空間的関係を確保する。 発電ステータ１６は、回転リム７６と向き合って骨組１２に取り付けられてい る。これによって、ロータ１４が風で回転したとき、回転リム７６に設けられた 複数の磁石８４がステータ１６の側方を通過し、誘導によって発電を行う。ステ ータ１６とロータ１４との間の空間的関係が適正に制御された状態を維持するた め、ステータ１６がリム７６の９０°以上を包囲しないようにするのが望ましい 。好ましくは、ステータは、リム７６の４５°以下を包囲する。 ベーンに当たる風の強さに拘わらず一定の電圧を維持することが重要である。 電圧を一定に維持するための一つの方法は、ロータ１４に関するステータ１６の 空間的配向を風の強さの変化に従って変化させることである。特定的には、電圧 出力を減少するため、ステータ１６をロータ１４から遠ざかるように移動するこ とができ、逆に、電圧を上昇するためにロータ１４に近付くように移動すること ができる。この場合には、ステータ１６は、ロータ１４のリム７６（及び磁石８ ４）に近づいたり遠ざかったりするように選択的に移動するような寸法になって おり且つそのように形成されている。 別の態様では、複数のタップ（図示せず）を設けることができる。各タップは 、各タップ（図示せず）が異なる電圧を発生するように、ステータ１６の誘導捲 線（図示せず）の様々な部分に接続されている。この際、風の強さが変化したと き、所望の電圧のタップ（図示せず）が周知の手段によって選択され、かくして 電圧がほぼ一定レベルに維持される。 本発明は、上文中に説明した一つの実施例に限定されず、以下の請求の範囲の 範疇の任意の及び全ての実施例を含むということは理解されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】１９９７年２月１３日（１９９７．２．１３） 【補正内容】 ＰＣＴ第１９条による補正 請求の範囲 1. 水平軸線風タービンにおいて、 ロータ支持骨組と、 複数のベーン、これらのベーンを包囲するリム、及びこのリムに固定された複 数の磁石を含む、前記骨組によって支持されたロータと、 発電ステータと、 前記ステータを前記骨組に前記リムと向き合って取り付け、前記ステータを前 記ロータと整合した状態に維持するステータ支持機構とを有することを特徴とす る水平軸線風タービン。 2. 前記ベーンは可変ピッチである、請求項１に記載の水平軸線風タービン。 3. 前記ステータ支持機構は、前記リムの移動中に前記ステータを前記リムと整 合した状態に維持するために撓むような寸法になっており且つそのように形成さ れている、請求項１に記載の水平軸線風タービン。 4. 前記複数のベーンと同数の複数のスポークと、 前記ロータに取り付けられた全体に円形のハブとを有し、前記複数のスポーク は、前記ハブ及び前記リムに取り付けられており且つこれらの間で張力が加えら れており、前記ベーンは前記スポークに取り付けられている、請求項１に記載の 水平軸線風タービン。 5. 前記ステータは、前記リム及び前記磁石に選択的に近づいたり遠ざかったり するような寸法になっており且つそのように形成されている、請求項１に記載の 水平軸線風タービン。 6. 水平軸線風タービンにおいて、 ロータ支持骨組であって、頂端及び底端を各々有する、主後脚部材、二つの中 間脚部材、二つの前脚部材、及び副後脚部材を含み、前記中間脚部材のうちの第 １の部材が前記中間脚部材のうちの第２の部材にそれらの前記頂端で接合され、 前記中間脚部材の前記頂端は、前記中間脚部材の前記頂端に回転自在に配置され ており且つ連結されたハブシャフトの後端を支持し、前記前脚部材のうちの第１ の部材が前記前脚部材のうちの第２の部材にそれらの前記頂端で接合され、前記 前脚部材の前記頂端は、前記前脚部材の前記頂端に回転自在に配置されており且 つ連結された前記ハブシャフトの前端を支持し、前記中間脚部材のうちの前記第 １の部材の前記底端が前記前脚部材のうちの前記第１の部材の前記底端に連結さ れ、回転自在の第１ホイールが前記前脚部材のうちの前記第１の部材の前記底端 に配置され、前記中間脚部材のうちの前記第２の部材の前記底端は、前記前脚部 材のうちの前記第２の部材の前記底端に連結され、回転自在の第２ホイールが前 記前脚部材のうちの前記第２の部材の前記底端に配置され、二つの水平強化部材 が前記中間脚部材間及び前記前脚部材に連結されており且つそれらの間の中央に 配置され、二つの水平ステータ支持部材が前記水平強化部材間に位置決めされ、 第１端及び第２端を各々有する角度をなした二つの強化部材が前記中間脚部材及 び前記前脚部材に連結されており且つそれらの間に配置されており、前記角度を なした強化部材の前記第１端は、ほぼ前記水平強化部材が連結された位置で、前 記前脚部材のうちの前記第１の部材及び前記中間脚部材のうちの前記第１の部材 に夫々連結されており、前記角度をなした強化部材の前記第２端は、ほぼ前記回 転自在のホイールが連結された場所で、前記前脚部材のうちの前記第２の部材及 び前記中間脚部材のうちの前記第２の部材に夫々連結され、前記主後脚部材の第 １端は、前記二つの中間脚部材の前記頂端に連結され、前記主後脚部材の第２端 は、中央タービン回転シャフトに回転自在に連結され、前記副後脚部材の第１端 は前記水平強化部材のうちの後側の部材の中央点に連結され、前記副後脚部材の 第２端は、前記中央タービン回転シャフトに回転自在に連結されている、ロータ 支持骨組と、 前記ハブシャフトに回転自在に取り付けられたハブから突出した複数のベーン を含む多ベーンロータであって、前記ベーンは、複数の磁石を備えたリムによっ て取り囲まれており、前記磁石は薄い鋼製のシムによって前記リムに連結され、 前記ロータは、前記ハブシャフトに取り付けられた前記ハブに設けられた前記複 数のベーンと同数の複数のスポークを更に有し、前記複数のスポークは、これら のスポークに前記ベーンが取り付けられた状態で、前記ハブと前記リムとに連結 されており且つこれらの間で張力が加えられており、前記ベーンは前記スポーク を中心として回転するような寸法になっており且つそのように形成されており、 これによって可変ピッチを有し、前記ベーンは実質的に中空であり、ガラスファ イバ及び薄板金から選択された軽量の丈夫な材料で形成され、前記ベーンにはリ ブが配置されており、前記リブは前記ベーンを支持し、前記スポークと前記ベー ンとの間に適正な空間的関係を確保する、多ベーンロータと、 回転軌道であって、前記回転シャフトが、前記回転軌道に関して中央に配置さ れた重量のある中央アンカー部材に連結され、二つの水平ベース部材が、前記回 転シャフトと前記中間脚部材の前記底端及び前記前脚部材の前記底端との間に連 結され、前記ベース部材は前記骨組を更に強化し、前記骨組は、前記ホイールを 介して前記回転軌道上に取り付けられ、これによって前記骨組は、風による前記 ロータの回転を最大にするように連続的に調節される、回転軌道と、 前記リムと向き合って前記骨組に取り付けられた発電ステータであって、前記 ロータが風で回転したとき、前記リムに設けられた前記複数の磁石が前記ステー タの近くを通過し、これによって誘導電流を発生し、前記ステータは前記リムを 約４５°に亘って包囲し、前記ステータは、前記ロータの前記リムに選択的に近 づいたり遠ざかったりするような寸法になっており且つそのように形成されてい る、発電ステータと、 前記前脚部材及び前記中間脚部材に取り付けられた少なくとも一つの前後ステ ータ支持機構であって、前記リムの移動中に前記ステータを前記リムと整合した 状態に維持するために撓むような寸法になっており且つそのように形成された前 後ステータ支持機構と、 前記水平ステータ支持部材に取り付けられた少なくとも一つの側部と側部とを 向き合わせたステータ支持機構であって、前記リムの移動中に前記ステータを前 記リムと整合した状態に維持するために撓むような寸法になっており且つそのよ うに形成された、側部と側部とを向き合わせたステータ支持機構とを有する水平 軸線風タービン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 水平軸線風タービンにおいて、 複数の三角形サブユニットを含むロータ支持骨組と、 複数のベーンを持つ多ベーンロータであって、前記ベーンが前記ロータから突 出しており、前記ベーンは複数の磁石を備えたリムによって包囲されている、ロ ータと、 前記回転リムと向き合って前記骨組に取り付けられた発電ステータであって、 前記ロータが風で回転したとき、前記回転リムに設けられた前記複数の磁石が前 記ステータの側方を通過し、これによって電気を発生する、発電ステータと、 風による前記ロータの回転を最大にするように前記骨組を連続的に調節できる ように前記骨組が取り付けられた回転軌道とを有する水平軸線風タービン。 2. 前記ベーンが可変ピッチである、請求項１に記載の水平軸線風タービン。 3. 前記フレームに取り付けられており且つ前記ステータを支持する前後ステー タ支持機構を更に有し、この前後ステータ支持機構は、前記ステータを前記リム から一定距離のところに維持しながら、前記ロータと平行な方向に撓むような寸 法になっており且つそのように形成されている、請求項１に記載の水平軸線風タ ービン。 4. 前記フレームに取り付けられており且つ前記ステータを支持する少なくとも 一つの側部と側部とを向き合わせたステータ支持機構を更に有し、この側部と側 部とを向き合わせたステータ支持機構は、前記ステータを前記リムから一定距離 のところに維持しながら、前記リムと平行な方向に撓むような寸法になっており 且つそのように形成されている、請求項１に記載の水平軸線風タービン。 5. 前記ロータの前記リムに沿った前記磁石の引力により、前記ステータが前記 ロータと整合した状態に維持される、請求項１に記載の水平軸線風タービン。 6. 前記複数のベーンと同数の複数のスポークと、 前記ロータに取り付けられた全体に円形のハブとを有し、前記複数のスポーク は、前記ハブ及び前記リムに取り付けられており且つこれらの間で張力が加えら れており、前記ベーンは前記スポークに取り付けられている、請求項１に記載の 水平軸線風タービン。 7. 前記ステータは、前記リム及び前記磁石に選択的に近づいたり遠ざかったり するような寸法になっており且つそのように形成されている、請求項１に記載の 水平軸線風タービン。 8. 水平軸線風タービンにおいて、 ロータ支持骨組であって、頂端及び底端を各々有する主後脚部材、二つの中間 脚部材、二つの前脚部材、及び副後脚部材を含む６つの垂直脚部材を有し、前記 中間脚部材のうちの第１の部材が前記中間脚部材のうちの第２の部材にそれらの 前記頂端で接合され、前記中間脚部材の前記頂端は、前記中間脚部材の前記頂端 に回転自在に配置されており且つ連結されたハブシャフトの後端を支持し、前記 前脚部材のうちの第１の部材が前記前脚部材のうちの第２の部材にそれらの前記 頂端で接合され、前記前脚部材の前記頂端は、前記前脚部材の前記頂端に回転自 在に配置されており且つ連結された前記ハブシャフトの前端を支持し、前記中間 脚部材のうちの前記第１の部材の前記底端が前記前脚部材のうちの前記第１の部 材の前記底端に連結され、前記回転軌道と係合するような寸法になっており且つ そのように形成された回転自在の第１ホイールが前記前脚部材のうちの前記第１ の部材の前記底端に配置され、前記中間脚部材のうちの前記第２の部材の前記底 端が前記前脚部材のうちの前記第２の部材の前記底端に連結され、前記回転軌道 と係合するような寸法になっており且つそのように形成された回転自在の第２ホ イールが前記前脚部材のうちの前記第２の部材の前記底端に取り付けられており 且つ配置され、二つの水平強化部材が前記中間脚部材間及び前記前脚部材間の中 央に連結されており且つ配置され、二つの水平ステータ支持部材が前記水平強化 部材間に位置決めされ、第１端及び第２端を各々有する前記角度をなした二つの 強化部材が、前記中間脚部材間及び前記前脚部材間に連結されており且つ配置さ れており、前記角度をなした強化部材の前記第１端は、ほぼ前記水平強化部材が 連結された位置で、前記前脚部材のうちの前記第１の部材及び前記中間脚部材の うちの前記第１の部材に夫々連結されており、前記角度をなした強化部材の前記 第２端は、ほぼ前記回転自在のホイールが連結された場所で、前記前脚部材のう ちの前記第２の部材及び前記中間脚部材のうちの前記第２の部材に夫々連結され 、前記主後脚部材の第１端は、前記二つの中間脚部材の前記頂端に連結され、前 記主後脚部材の第２端は、中央タービン回転シャフトに回転自在に連結され、前 記副後脚部材の第１端は前記後水平強化部材の中央点に連結され、前記副後脚部 材の第２端は、前記中央タービン回転シャフトに回転自在に連結されている、ロ ータ支持骨組と、 前記ハブシャフトに回転自在に取り付けられた前記ハブから突出した複数のベ ーンを含む多ベーンロータであって、前記ベーンは、複数の磁石を備えたリムに よって取り囲まれており、前記磁石は薄い鋼製のシムによって前記リムに連結さ れ、前記ロータは、前記ハブシャフトに取り付けられた前記ハブに設けられた前 記複数のベーンと同数の複数のスポークを更に有し、前記複数のスポークは、こ れらのスポークに前記ベーンが取り付けられた状態で、前記ハブと前記リムとの 間に連結されており且つこれらの間で張力が加えられており、前記ベーンは前記 スポークを中心として回転するような寸法になっており且つそのように形成され ており、これによって可変ピッチを有し、前記ベーンは実質的に中空であり、ガ ラスファイバ及び薄板金から選択された軽量の丈夫な材料で形成され、前記ベー ンにはリブが配置されており、前記リブは前記ベーンを支持し、前記スポークと 前記ベーンとの間に適正な空間的関係を確保する、多ベーンロータと、 回転軌道であって、前記回転シャフトが、前記回転軌道に関して中央に配置さ れた重量のある中央アンカー部材に連結され、二つの水平ベース部材が、前記回 転シャフトと前記中間脚部材の前記底端及び前記前脚部材の前記底端との間に連 結され、前記ベース部材は前記骨組を更に強化し、前記骨組は、前記ホイールを 介して前記回転軌道上に取り付けられ、これによって前記骨組は、風による前記 ロータの回転を最大にするように連続的に調節される、回転軌道と、 前記前脚部材及び前記中間脚部材に取り付けられた少なくとも一つの前後ステ ータ支持機構であって、前記ステータを前記リムから一定距離のところに維持し ながら、前記ロータと平行な方向に撓むような寸法になっており且つそのように 形成された前後ステータ支持機構と、 前記水平強化部材又は前記水平ステータ支持部材に取り付けられた少なくとも 一つの側部と側部とを向き合わせたステータ支持機構であって、前記ステータに 対して支持を与え、前記ステータを前記リムから一定距離のところに維持しなが ら、前記リムと平行な方向に撓むような寸法になっており且つそのように形成さ れた、側部と側部とを向き合わせたステータ支持機構と、 前記回転リムと向き合って前記骨組に取り付けられた発電ステータであって、 前記ロータが風で回転したとき、前記回転リムに設けられた前記複数の磁石が前 記ステータの側方を通過し、これによって電気を誘導で発生し、前記ステータは 前記リムを約４５°に亘って包囲し、前記ステータは、前記ロータの前記リムに 選択的に近づいたり遠ざかったりするような寸法になっており且つそのように形 成されている、発電ステータとを有する水平軸線風タービン。