JPS58119977A - 風力発電方法及び風力発電機 - Google Patents
風力発電方法及び風力発電機Info
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- JPS58119977A JPS58119977A JP57225754A JP22575482A JPS58119977A JP S58119977 A JPS58119977 A JP S58119977A JP 57225754 A JP57225754 A JP 57225754A JP 22575482 A JP22575482 A JP 22575482A JP S58119977 A JPS58119977 A JP S58119977A
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- wind
- energy
- rotational
- propeller
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- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F03D9/17—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing energy in pressurised fluids
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S416/04—Fluid current motor and generator
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- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、風力発電機に関し、更に詳細には、先ず風力
を圧縮空気に変換し、次にこれを、発電機に接続した空
気モータにより電力に変換する風力発電機に関する。
を圧縮空気に変換し、次にこれを、発電機に接続した空
気モータにより電力に変換する風力発電機に関する。
中間貯蔵段階を経て凰エネルギを電気エネルギに変換す
る風力発電機は周知である。たとえば、発明者)(ar
senによる米国特許第3,806,733号には、風
エネルギを圧縮空気に変換し、続いてこれを膨張空気室
により回転力に変換し、さらに、流体が充填されている
タンク内に浸漬されたエンドレスベルトにより伝達する
、風駆動電気エネルギ変換装置が示されている。エンド
レスベルトの回転出力は、目標電力を発生する発電機に
接続している。また、発明者M@id他による米国特許
第4.229,661号では、風エネルギを先ず圧縮空
気に変換し、続いてこれを空気駆動タービンにより回転
出力に変換するキャンピングトレー2用の電力プラント
が示されている。タービンの回転出方は、目標電力を生
ずる発電機に接続している。しかし、これら装置は、非
能率的でかつ圧縮空気の全エネルギを使用していない。
る風力発電機は周知である。たとえば、発明者)(ar
senによる米国特許第3,806,733号には、風
エネルギを圧縮空気に変換し、続いてこれを膨張空気室
により回転力に変換し、さらに、流体が充填されている
タンク内に浸漬されたエンドレスベルトにより伝達する
、風駆動電気エネルギ変換装置が示されている。エンド
レスベルトの回転出力は、目標電力を発生する発電機に
接続している。また、発明者M@id他による米国特許
第4.229,661号では、風エネルギを先ず圧縮空
気に変換し、続いてこれを空気駆動タービンにより回転
出力に変換するキャンピングトレー2用の電力プラント
が示されている。タービンの回転出方は、目標電力を生
ずる発電機に接続している。しかし、これら装置は、非
能率的でかつ圧縮空気の全エネルギを使用していない。
本発明の風力発電機では、圧縮空気を電力に変換するI
IIK消費したエネルギを、一部利用するもOであ為。
IIK消費したエネルギを、一部利用するもOであ為。
本発明の風力発電機は、塔の上部に回転可能に取シつけ
られ丸風車と、風車の回転出力に結合した空気圧縮機と
、圧縮空気を発生するよう空気圧縮機の圧縮空気出力を
蓄えるアキエムレータと、回転出力を発生するようアキ
ュムレータからの圧縮空気を受は取る第1空気モータと
、第1空気モータの回転出力によシ駆動され、目標電力
を発生する発電機と、第1空気七−夕の排気により駆動
される第2空気モータを有し、空気圧縮機を駆動する風
エネルギを補助する回転出力を発生する排気回収装置か
ら成っている。6 本発明の風力発電機の主な利点は、圧縮空気エネルギを
より効率的に利用できることである。本発明の風力発電
機の他の利点は、圧縮空気を、空気駆動装置を付勢する
のに使用できることである。
られ丸風車と、風車の回転出力に結合した空気圧縮機と
、圧縮空気を発生するよう空気圧縮機の圧縮空気出力を
蓄えるアキエムレータと、回転出力を発生するようアキ
ュムレータからの圧縮空気を受は取る第1空気モータと
、第1空気モータの回転出力によシ駆動され、目標電力
を発生する発電機と、第1空気七−夕の排気により駆動
される第2空気モータを有し、空気圧縮機を駆動する風
エネルギを補助する回転出力を発生する排気回収装置か
ら成っている。6 本発明の風力発電機の主な利点は、圧縮空気エネルギを
より効率的に利用できることである。本発明の風力発電
機の他の利点は、圧縮空気を、空気駆動装置を付勢する
のに使用できることである。
本実wAKよる装置のさらに別の利点は、風エネルギが
装置の動作を維持できない場合、圧縮空気を補うのに太
陽エネルギを使用できることである。
装置の動作を維持できない場合、圧縮空気を補うのに太
陽エネルギを使用できることである。
以下、添付の図面に基づいて本発明について説明する。
第1図は、風力発電機10の概要図である。風力発電機
は、支持塔14の上部に回転可能に取りつけられた上部
装置12から成る。支持塔14は、地中に埋められたコ
ンクリート基盤16上にしっかりと取シつけられている
。
は、支持塔14の上部に回転可能に取りつけられた上部
装置12から成る。支持塔14は、地中に埋められたコ
ンクリート基盤16上にしっかりと取シつけられている
。
上部装置12は、シャフト20の一端に敗りつけられた
風車装置18から成る。風車装置18は、ハブ装置24
に結合した複数のプロペラ22から成る。シャフト20
は、排気回収装置26を貫通し、この装置は、基板30
から回転するように、シャフト20と風車装置11を支
持している。シャフト200反対側の端部は、基板30
に取りつけられた空気圧縮機28に結合している。基板
30は、塔140上部にしつかシと固定された円形板1
2に回転WIIlIKIIlククけられている。
風車装置18から成る。風車装置18は、ハブ装置24
に結合した複数のプロペラ22から成る。シャフト20
は、排気回収装置26を貫通し、この装置は、基板30
から回転するように、シャフト20と風車装置11を支
持している。シャフト200反対側の端部は、基板30
に取りつけられた空気圧縮機28に結合している。基板
30は、塔140上部にしつかシと固定された円形板1
2に回転WIIlIKIIlククけられている。
水平翼36は、一対の支柱3・により基板30に固定し
て取りつけられている。水平翼36は、基板30と風車
装置を風に対向させる。
て取りつけられている。水平翼36は、基板30と風車
装置を風に対向させる。
空気ライン42は、チェックパルプ46を介して空気圧
縮機28の出口をアキュムレータ44の入口に接続して
いる。出力空気ライン48は、アキュムレータ44の出
口を流量調iI器500Å口に接続している。空気ライ
ン52祉、チェックパルプ56を介して流量調節器50
の調節された出力を第1空気モータs4の入力に接続し
ている。
縮機28の出口をアキュムレータ44の入口に接続して
いる。出力空気ライン48は、アキュムレータ44の出
口を流量調iI器500Å口に接続している。空気ライ
ン52祉、チェックパルプ56を介して流量調節器50
の調節された出力を第1空気モータs4の入力に接続し
ている。
第1空気モータS4は、発電機@Oを駆動する回転出力
シャフト58を有している。発電機60は、第1空気モ
ータS4によるシャフト58の回転に応じて出力リード
線@2に電力を発生する。
シャフト58を有している。発電機60は、第1空気モ
ータS4によるシャフト58の回転に応じて出力リード
線@2に電力を発生する。
空気ライン64は、圧力源し弁65を介して第1空気モ
ータ54の排気口を排気回収装置260人力口に接続し
ている。排気回収装置26は、消費され九空気を大気中
に排気する排気口を有している。排気回収装置26は、
第5図及びfi16図において説明する312空気毫−
夕を含む。この第2空気モータは、風車装置18がシャ
ツ)20を回転するのを助け、空気圧縮機28を駆動す
る。空気ライン42.64は、図面をわかりやすくする
ため、塔14の外側に描かれている。空気ライン42.
64は、円形板32のまわりの回転軸と同心的に基板3
0に取りつけられかつ塔14に関する風車120回転を
調節する回転接続部材(図示せず)を介して、空気圧縮
機2魯と排気回収装置にそれぞれ接続している。
ータ54の排気口を排気回収装置260人力口に接続し
ている。排気回収装置26は、消費され九空気を大気中
に排気する排気口を有している。排気回収装置26は、
第5図及びfi16図において説明する312空気毫−
夕を含む。この第2空気モータは、風車装置18がシャ
ツ)20を回転するのを助け、空気圧縮機28を駆動す
る。空気ライン42.64は、図面をわかりやすくする
ため、塔14の外側に描かれている。空気ライン42.
64は、円形板32のまわりの回転軸と同心的に基板3
0に取りつけられかつ塔14に関する風車120回転を
調節する回転接続部材(図示せず)を介して、空気圧縮
機2魯と排気回収装置にそれぞれ接続している。
風力発電機の動作は、次のとおりである。風エネルギは
、空気圧縮機28を作動する風車18を回転し、アキュ
ムレータ44に蓄えられる圧縮空気を発生する。チェッ
クパルプ46は、風が少ない時や風がない時、圧縮空気
が空気圧縮機を通って逆流しないようにしている。アキ
ュムレータ44がら空気モータ54への圧縮空気流拡、
流速調節器50により所定の流速に調節されている。調
節された空気流は、空気そ一夕54を駆動し、所定速度
で発電機@Oを駆動し、かつ出力に目標周波数を有する
交流を発生する。一般家庭用では、この周波数は60ヘ
ルツであるが、他の目標周波数であってもよい。
、空気圧縮機28を作動する風車18を回転し、アキュ
ムレータ44に蓄えられる圧縮空気を発生する。チェッ
クパルプ46は、風が少ない時や風がない時、圧縮空気
が空気圧縮機を通って逆流しないようにしている。アキ
ュムレータ44がら空気モータ54への圧縮空気流拡、
流速調節器50により所定の流速に調節されている。調
節された空気流は、空気そ一夕54を駆動し、所定速度
で発電機@Oを駆動し、かつ出力に目標周波数を有する
交流を発生する。一般家庭用では、この周波数は60ヘ
ルツであるが、他の目標周波数であってもよい。
空気流エネルギの一部分は、発電機を駆動するため空気
モータ54において消費される。このエネルギの使用さ
れない残りの部分は、減少した圧力の空気流の形態で空
気モータ54から排気される。空気モータ54から排気
された空気流は、排気回収装置26に送られる。この排
気回収装置26は、使用されなかったエネルギをシャツ
)2Gの回転エネルギに変換し、風車18を補助して空
気圧縮1!28を駆動する第2空気モータを有し、これ
により装置の効率を高めている。
モータ54において消費される。このエネルギの使用さ
れない残りの部分は、減少した圧力の空気流の形態で空
気モータ54から排気される。空気モータ54から排気
された空気流は、排気回収装置26に送られる。この排
気回収装置26は、使用されなかったエネルギをシャツ
)2Gの回転エネルギに変換し、風車18を補助して空
気圧縮1!28を駆動する第2空気モータを有し、これ
により装置の効率を高めている。
当業者には明らかなように、プキュムレータに蓄えられ
た圧縮空気は、空気しγケ、空気ジヤツキ等、他の装置
に使用することもできる。
た圧縮空気は、空気しγケ、空気ジヤツキ等、他の装置
に使用することもできる。
!s2図、第3図および第4図は、プロペラのハブ装置
24の詳細図である。第2図は、カバー(図示せず)を
取りはずしたハブ装置24の平面図である。ハブ装置2
4紘、ねじTOのような一定装置により同心的にそれに
取につけられたハブ68を有するカップ形支持部材66
から成っている。シャフト20は、第3図に示すように
止めねじT1によりハブ68に固定されている。
24の詳細図である。第2図は、カバー(図示せず)を
取りはずしたハブ装置24の平面図である。ハブ装置2
4紘、ねじTOのような一定装置により同心的にそれに
取につけられたハブ68を有するカップ形支持部材66
から成っている。シャフト20は、第3図に示すように
止めねじT1によりハブ68に固定されている。
3つのプロペラ22の各シャツ)72は、一対の離間し
たブツシュブロック74により、支持部材@・に関して
回転するように半径方向に支持されている。各ブツシュ
ブロック74は、一対oねじT6により支持部材66に
取りつけられている。
たブツシュブロック74により、支持部材@・に関して
回転するように半径方向に支持されている。各ブツシュ
ブロック74は、一対oねじT6により支持部材66に
取りつけられている。
プロペラ220半径方向の移動は、一対のC形保持すン
グ78によシ阻止されている。この保持リング78は、
各プロペラシャツ)72の周囲に形成された溝内で、か
つ最も内側のブツシュブロックT4の両側に取9つけら
れている。
グ78によシ阻止されている。この保持リング78は、
各プロペラシャツ)72の周囲に形成された溝内で、か
つ最も内側のブツシュブロックT4の両側に取9つけら
れている。
両ブツシュブロック74の中間の各プロペラシャフトT
2に取シつけられ九カーラ80は、球状頭部スタンド8
2(第3図)を支持している。この球状頭部スタンドI
2は、フライウェイト調速I)14.畠@に機械的に連
結している。フライウェイト調速器$4は、ビボッ)1
0のまわシで回転するように取シつけられた屈曲アーム
8−から成る。こOビポッ)IIFi、支持部材66か
ら半径方向に延びた取付部52Kjk、?つけられて−
る。
2に取シつけられ九カーラ80は、球状頭部スタンド8
2(第3図)を支持している。この球状頭部スタンドI
2は、フライウェイト調速I)14.畠@に機械的に連
結している。フライウェイト調速器$4は、ビボッ)1
0のまわシで回転するように取シつけられた屈曲アーム
8−から成る。こOビポッ)IIFi、支持部材66か
ら半径方向に延びた取付部52Kjk、?つけられて−
る。
重DI4a、支持部材66の外側にある屈曲アーム88
0端部Kl!ヤつけられ、一方接続アームs6は、プロ
ペラシャフト72の−っに取シっけられ丸球状頭部スタ
ンド−2により、屈曲アーム−80内側端部に回転可能
に接続している。屈曲アーム880外儒端部は、ばね装
置s魯にょシシャ7)20に向けて半径方向に偏位され
ている。このばね装置■8は、ばねシャ7 ) 100
を有し、このシャフトは、屈−アーム88の外側端部に
結合した一端と mILII形取付プッケット102の
開口とばね等の弾性部材とを通り抜ける他端とを有して
いる。ばね保持4110@は、ばねシャフト100の他
端に取りつけられ、保持器とL、形取付ブラケット10
2との間でばね104を保持している。ばねシャフト1
00の他端にねじ込まれ九ナツト108は、ばね保持器
106の位置と、ハブ装置24の中央に半径方向に向け
て屈曲アーム88の外側部分を偏位する力を調節する。
0端部Kl!ヤつけられ、一方接続アームs6は、プロ
ペラシャフト72の−っに取シっけられ丸球状頭部スタ
ンド−2により、屈曲アーム−80内側端部に回転可能
に接続している。屈曲アーム880外儒端部は、ばね装
置s魯にょシシャ7)20に向けて半径方向に偏位され
ている。このばね装置■8は、ばねシャ7 ) 100
を有し、このシャフトは、屈−アーム88の外側端部に
結合した一端と mILII形取付プッケット102の
開口とばね等の弾性部材とを通り抜ける他端とを有して
いる。ばね保持4110@は、ばねシャフト100の他
端に取りつけられ、保持器とL、形取付ブラケット10
2との間でばね104を保持している。ばねシャフト1
00の他端にねじ込まれ九ナツト108は、ばね保持器
106の位置と、ハブ装置24の中央に半径方向に向け
て屈曲アーム88の外側部分を偏位する力を調節する。
フライウェイト調速器86は、支持部材@6から半径方
向に延びた取付部114に取匁つけられたピボット11
2のまわりを回転できるように取りつけられた第2屈曲
アーム11Gを有している。重り116は、支持部材6
@の外側にあるアーム110の端部に取りつけられ、接
続アーム120はアーム110の他端に枢軸的に結合し
ている。is続アーム120の一端は、他の2つのプロ
ペ2シヤツ)720一方に設けられた球状頭部スタンド
82に結合し、接続アーム12Gの他端拡、V形しバー
122の一方のアームに枢軸的に取りつけられている。
向に延びた取付部114に取匁つけられたピボット11
2のまわりを回転できるように取りつけられた第2屈曲
アーム11Gを有している。重り116は、支持部材6
@の外側にあるアーム110の端部に取りつけられ、接
続アーム120はアーム110の他端に枢軸的に結合し
ている。is続アーム120の一端は、他の2つのプロ
ペ2シヤツ)720一方に設けられた球状頭部スタンド
82に結合し、接続アーム12Gの他端拡、V形しバー
122の一方のアームに枢軸的に取りつけられている。
V形しバー紘、六角頭部ボルトのようなピボット部材1
24により支持部材6@から回転可能に支持されている
。接続アーム126は、V形しバー122の他方のアー
ムを、第3プロペラシヤフトT2に設けられた球状頭部
スタンド・2に接続している。
24により支持部材6@から回転可能に支持されている
。接続アーム126は、V形しバー122の他方のアー
ムを、第3プロペラシヤフトT2に設けられた球状頭部
スタンド・2に接続している。
ばね装置lI8と同様の第2ばね装置128は、屈曲ア
ーム110の外側端部をハブ装置24の中央に向けて弾
性的に偏位している。
ーム110の外側端部をハブ装置24の中央に向けて弾
性的に偏位している。
ハブ装置24の動作は次のとおυである。風の弱い状況
では、dね装置■・、128は屈曲アーム・II 、
116の外側端部をハブ装置の中央に向けて第2図に示
し友引きつけ位置まで偏位する。この位置では、アーム
88 、110の内側端部と、各プロペラシャフト72
に設けられた球状頭部スタンド82との間の機械的連結
は、所定の角度にプロペラ22を保持し、風車装置18
の最大効率を生ずる。風車180回転速度が所定の速度
を越えた場合、重りI 4 、11@に作用する遠心力
は、各ばね装置1111 、1211の偏位力を越える
力をアーム88110の外側端部に生ずる。これにより
、アーム88110は各ピボットのまわりを伸長位置ま
で回転する。この回転は、アーム8 @ 、 110の
外側端部の機械的運動を生じ、これは、上述した機械的
連結により各プロペラシャフト12に設けられ丸球状頭
部スタンド82に送られる。プロペラシャフト72の軸
に直角な球状頭部スタンド82の機械的並進運動によシ
、シャフトはブツシュブロック74の軸のまわシを一方
向に回転する。この方向は、プロペラブレード22を風
に関して水平な効率の悪い角度にする。重!+ 94
、1111とげね装置s8゜121の偏位力は、風の強
い時、プロペラブレード22が風に対して水平になり、
かつこれらの速度が所定の速度を越えないように選択さ
れている。
では、dね装置■・、128は屈曲アーム・II 、
116の外側端部をハブ装置の中央に向けて第2図に示
し友引きつけ位置まで偏位する。この位置では、アーム
88 、110の内側端部と、各プロペラシャフト72
に設けられた球状頭部スタンド82との間の機械的連結
は、所定の角度にプロペラ22を保持し、風車装置18
の最大効率を生ずる。風車180回転速度が所定の速度
を越えた場合、重りI 4 、11@に作用する遠心力
は、各ばね装置1111 、1211の偏位力を越える
力をアーム88110の外側端部に生ずる。これにより
、アーム88110は各ピボットのまわりを伸長位置ま
で回転する。この回転は、アーム8 @ 、 110の
外側端部の機械的運動を生じ、これは、上述した機械的
連結により各プロペラシャフト12に設けられ丸球状頭
部スタンド82に送られる。プロペラシャフト72の軸
に直角な球状頭部スタンド82の機械的並進運動によシ
、シャフトはブツシュブロック74の軸のまわシを一方
向に回転する。この方向は、プロペラブレード22を風
に関して水平な効率の悪い角度にする。重!+ 94
、1111とげね装置s8゜121の偏位力は、風の強
い時、プロペラブレード22が風に対して水平になり、
かつこれらの速度が所定の速度を越えないように選択さ
れている。
第5図及び第6図は、排気回収装置26の詳細図である
。排気回収装置26は、内部円筒室132を有する送風
機ハウジング130と取付7ランジ134とから成る。
。排気回収装置26は、内部円筒室132を有する送風
機ハウジング130と取付7ランジ134とから成る。
シャフト20は、この円筒室132を軸方向に貫通しか
つ一対のローラベアリング136 、138により円筒
室1320両端で回転できるように支持されている。プ
ロペラシャフト20は、4つの等間隔に離間したスロッ
トすなわち溝14Gを有している。これらスロット14
0は、プロペラシャフト20と円筒室132の内面との
間に半径方向に延びる4つの翼142を支持する。一対
のカップ形スベー9144 ’j 14・紘、翼14冑
七′ベアリング10 、1.8魯関に設けられ、かQ7
′vxベツシャフトII−阿鋳實・i講ベーテ1賛−」
46かち成る空気篭−タn4am動意唱4魯を形成して
諭゛ゐ一″力。
つ一対のローラベアリング136 、138により円筒
室1320両端で回転できるように支持されている。プ
ロペラシャフト20は、4つの等間隔に離間したスロッ
トすなわち溝14Gを有している。これらスロット14
0は、プロペラシャフト20と円筒室132の内面との
間に半径方向に延びる4つの翼142を支持する。一対
のカップ形スベー9144 ’j 14・紘、翼14冑
七′ベアリング10 、1.8魯関に設けられ、かQ7
′vxベツシャフトII−阿鋳實・i講ベーテ1賛−」
46かち成る空気篭−タn4am動意唱4魯を形成して
諭゛ゐ一″力。
ツブ形スペーサ144.14@l)内11に緯けられた
シャフトシールn4 、1st紘、空気毫−夕の作動室
14$O胃端におi/&(1/ヤツト遣・?周囲に気管
シールを形成している。ハウジングは、ホース嵌合部材
154とねじ係合するねじ付空気入口113と、排気口
IS6とを有して−る。7ツンジ134は、排気回収装
置2・を基板sOにボルト係合する4つのボルト取付口
1sstmしている。
シャフトシールn4 、1st紘、空気毫−夕の作動室
14$O胃端におi/&(1/ヤツト遣・?周囲に気管
シールを形成している。ハウジングは、ホース嵌合部材
154とねじ係合するねじ付空気入口113と、排気口
IS6とを有して−る。7ツンジ134は、排気回収装
置2・を基板sOにボルト係合する4つのボルト取付口
1sstmしている。
前述したように、排気装置は空気毫−夕150から成如
、かつシャツ)20とプロペラ装置1畠とを回転可能に
支持している一発電機60を駆拳する1/!Iil空気
峰−タs4からの排気は、入口1$8から流入する。入
口Illから流入し九排気嬬、入口、1s1と排気口1
s・間の翼14江差圧を生じ、これは、風車装置1$が
圧縮機2$を作動する際、シャフト20に回転力を発生
する。
、かつシャツ)20とプロペラ装置1畠とを回転可能に
支持している一発電機60を駆拳する1/!Iil空気
峰−タs4からの排気は、入口1$8から流入する。入
口Illから流入し九排気嬬、入口、1s1と排気口1
s・間の翼14江差圧を生じ、これは、風車装置1$が
圧縮機2$を作動する際、シャフト20に回転力を発生
する。
第7−乃至第1011aプ冒ベツ!雪の詳細を示してい
る。第7図及び第8図において、各プロペ2は、プ・ベ
ツVヤ7)72と、プ・ベラシャツ)Tlに固定さにた
一違Oyプ15ト116.及び先端部分168とから成
る。リブIIIと先端部分1@e間の空間には、構造用
支持材としてスタイ四ツオームを九はアルrエクムハネ
カ五等の発泡材料170が充填iれ、かつアルfiニウ
ム112の薄膜で覆われている。第8図において、プロ
ペラシャフト12は、一端の円形部分114と残りの部
分のテーパブレード部分ITIIとから成る。プロペラ
シャフトの円形部分174の端部紘、第2図において述
べたように1C”形保持リングT@を収容する一対の周
囲蝋IT8 、180を有している。
る。第7図及び第8図において、各プロペ2は、プ・ベ
ツVヤ7)72と、プ・ベラシャツ)Tlに固定さにた
一違Oyプ15ト116.及び先端部分168とから成
る。リブIIIと先端部分1@e間の空間には、構造用
支持材としてスタイ四ツオームを九はアルrエクムハネ
カ五等の発泡材料170が充填iれ、かつアルfiニウ
ム112の薄膜で覆われている。第8図において、プロ
ペラシャフト12は、一端の円形部分114と残りの部
分のテーパブレード部分ITIIとから成る。プロペラ
シャフトの円形部分174の端部紘、第2図において述
べたように1C”形保持リングT@を収容する一対の周
囲蝋IT8 、180を有している。
第9図及び第10図はリブ158〜IIIの詳細図であ
る。第9図Oatリブ18Bは、プ四ペラシャフト72
0円形部分174を収容する円形孔1−2を有するエア
フォイルの形態である。ねじ開口1−4・拡リブ158
をシャフト72KII宮する止めねじ(II示せず)を
収容する。
る。第9図Oatリブ18Bは、プ四ペラシャフト72
0円形部分174を収容する円形孔1−2を有するエア
フォイルの形態である。ねじ開口1−4・拡リブ158
をシャフト72KII宮する止めねじ(II示せず)を
収容する。
第10図に示すリプ111Gは、プロペラシャフト12
のテーパブレード部分IT@を収容する長円形開口1魯
6を有するエアアオイ、ルO形態である。開口188
、190は、リプの重量を減少するために設けられてi
る。ねじ開口182は、リプ60をプqベラシャフ)7
2に取シつける止めねじ(図示せず)を収容する。 *
*10リプ112〜II@は、基本的にはリプ180と
同様であるが、プロペラシャフト12の先端に近いもの
ほど、徐々に小さくなっている。長円形開口18@は、
エアフォイルに関して異なる角度で設けられ、プロペラ
ブレードにねじりを与えるものである。なお、これは、
従来技術において周知のものである。リプ158〜16
@のエアフォイル構造は、図示の形状に限定されず、他
の形状であってもよい。
のテーパブレード部分IT@を収容する長円形開口1魯
6を有するエアアオイ、ルO形態である。開口188
、190は、リプの重量を減少するために設けられてi
る。ねじ開口182は、リプ60をプqベラシャフ)7
2に取シつける止めねじ(図示せず)を収容する。 *
*10リプ112〜II@は、基本的にはリプ180と
同様であるが、プロペラシャフト12の先端に近いもの
ほど、徐々に小さくなっている。長円形開口18@は、
エアフォイルに関して異なる角度で設けられ、プロペラ
ブレードにねじりを与えるものである。なお、これは、
従来技術において周知のものである。リプ158〜16
@のエアフォイル構造は、図示の形状に限定されず、他
の形状であってもよい。
第11図に示す先端部分111m1は、プロペラシャフ
ト12のブレード部分17Bの一端を収容する長円形開
口194と、先端部分168をプロペラハブ7)72に
敷)つける止めねじ(図示せず)を収容するねじ孔11
18を有する。基本的には同様のエアフォイル構造であ
る。孔198 、200は、先端部分tilaの重量を
減少するためのものである。リプ158〜186と先端
部分168は、アルミニウム、木。
ト12のブレード部分17Bの一端を収容する長円形開
口194と、先端部分168をプロペラハブ7)72に
敷)つける止めねじ(図示せず)を収容するねじ孔11
18を有する。基本的には同様のエアフォイル構造であ
る。孔198 、200は、先端部分tilaの重量を
減少するためのものである。リプ158〜186と先端
部分168は、アルミニウム、木。
または軽量構造用プラスチック等の軽量構造用材料から
出来ている。
出来ている。
第12図に示すように、太陽エネルギ変換器は風力発電
機を補助する。前述したように、風車1畠は、排気回収
装置26を貫通するシャツ)20に回転運動を発生し、
空気圧縮機28を作動する。
機を補助する。前述したように、風車1畠は、排気回収
装置26を貫通するシャツ)20に回転運動を発生し、
空気圧縮機28を作動する。
空気圧縮機28により発生され九圧縮空気は、チェック
バルブ46を通り抜け、アキュムレータ44に蓄えられ
る。アキュムレータ44に蓄えられた圧縮空気は、発電
機IOを回転する回転運動を発生する空気モータ54を
作動する。空気モータ54からの排気は、セレクタパル
プ212を通プ排気回収装置26へ送られる。ここで、
排気は風車18が空気圧縮機2Bを作動するのを助ける
。セレクタパルプ212の動作及び機能は、後述する。
バルブ46を通り抜け、アキュムレータ44に蓄えられ
る。アキュムレータ44に蓄えられた圧縮空気は、発電
機IOを回転する回転運動を発生する空気モータ54を
作動する。空気モータ54からの排気は、セレクタパル
プ212を通プ排気回収装置26へ送られる。ここで、
排気は風車18が空気圧縮機2Bを作動するのを助ける
。セレクタパルプ212の動作及び機能は、後述する。
さらに、装置は、放物藺反射債のような太陽エネルギー
蒸気変換装置20Gを有している。この反射優は太陽エ
ネルギを集めてボイラ202に送る。
蒸気変換装置20Gを有している。この反射優は太陽エ
ネルギを集めてボイラ202に送る。
ボイラ202 a、集められ九太陽エネルギに応じて蒸
気を発生する。ボイラ202からの蒸気は、ベインモー
タ204を作動し、シャフト205に回転運動を発生す
る。シャ7)011転運動は、排気回収装置2011を
介して空気圧縮機201を作動する。排気回収装置10
@と空気圧縮機20・は、第1図において説明した排気
回収装置26と空気圧縮機23と同じものであシ、構造
においても同様の部材から成っている。空気圧縮機20
1からの圧縮空気は、チェックパルプ210を通ってア
キエムレータ44へ送られ、ここに蓄えられる。
気を発生する。ボイラ202からの蒸気は、ベインモー
タ204を作動し、シャフト205に回転運動を発生す
る。シャ7)011転運動は、排気回収装置2011を
介して空気圧縮機201を作動する。排気回収装置10
@と空気圧縮機20・は、第1図において説明した排気
回収装置26と空気圧縮機23と同じものであシ、構造
においても同様の部材から成っている。空気圧縮機20
1からの圧縮空気は、チェックパルプ210を通ってア
キエムレータ44へ送られ、ここに蓄えられる。
チェックバルブ4 @ 、 210は、それぞれの空気
圧縮機をアキエムレータ44内の圧力から絶縁し、かつ
それらの空気ポンプがアキエムレータ44内の圧力より
大きい圧力で空気を送る場合だけ、空気流をアキュムレ
ータ44へ流すことができる。
圧縮機をアキエムレータ44内の圧力から絶縁し、かつ
それらの空気ポンプがアキエムレータ44内の圧力より
大きい圧力で空気を送る場合だけ、空気流をアキュムレ
ータ44へ流すことができる。
セレクタパルプ212は、2つの空気圧縮機28゜21
0により発生される出力圧力により制御され、空気モー
タ54からの排気を排気回収装置へ戻す。
0により発生される出力圧力により制御され、空気モー
タ54からの排気を排気回収装置へ戻す。
排気回収装置の空気圧縮機は、最高圧力で空気を発生し
、それによりアキュムレータ44へ空気を供給している
空気ポンプを助ける。このように、アキュムレータ44
は、風または太陽エネルギのいずれかの圧縮空気でも蓄
えることができる。
、それによりアキュムレータ44へ空気を供給している
空気ポンプを助ける。このように、アキュムレータ44
は、風または太陽エネルギのいずれかの圧縮空気でも蓄
えることができる。
なお、本発明L1本発明の思想に基づいて、鏡200、
ボイラ202.翼形モータ204のかわりに他の太陽一
回転エネルギ変換器を用いてもよい。
ボイラ202.翼形モータ204のかわりに他の太陽一
回転エネルギ変換器を用いてもよい。
第1図は風力発電機の構造図、第2図はプロペラハブの
詳細を示した平面図、第3図はハブの断面図、第4図は
プロペラハブの別の断面図、第5図は排気回収装置の断
面図、第6図は第5図の排気回収装置の線2−2に沿っ
た断面図、第7図は風車プロペラの内部構造図、第8図
はプロペラシャフトの概要図、第9図はプロペラの第1
リプの概要図、第10図は中間リブO概要図、第11図
はプロペラの先端の概要図、第12図は太陽エネルギを
補助した風駆動発電機のブロック図である。 14@・e・塔、18・・・・風車装置、20・・・・
シャ7)、22・・・・プ謬ペツ、24拳−・・ハブ装
置、26命拳・・排気回収装置、2g−−・・空気圧縮
機、38・Φ・・水平翼、44・・・・アキエムレータ
、4@、56・・・・チェックバルブ、sO・・拳・流
量調節装置、54・・・―第1空気モータ、@O・・曽
・発電機、65・・・・圧力逃し弁、12・・・・プロ
ペラシャフト、84.86・・・・フライウェイト調速
機、I 11 、110・・の・屈曲アーム、94゜1
16・・・・重シ、98 、128・・・・ばね装置、
1m@、 188・・・・ローラベアリング、144.
148・書・・カップ形スペーサ、158・・・・第1
リブ、1@0.1@2,164,1416・・Φ・リプ
、168φ・Φ・先端部分、116e・・・テーパブレ
ード部分、200・・・・放物面反射鏡、202・・・
・ボイラ、204e・・・ヘインモータ、212・・・
・セレクタバルブ。 特許出願人 ジ冒ニー寺ヒユーズ・アリソン代理人
山川政樹(ほか1名)
詳細を示した平面図、第3図はハブの断面図、第4図は
プロペラハブの別の断面図、第5図は排気回収装置の断
面図、第6図は第5図の排気回収装置の線2−2に沿っ
た断面図、第7図は風車プロペラの内部構造図、第8図
はプロペラシャフトの概要図、第9図はプロペラの第1
リプの概要図、第10図は中間リブO概要図、第11図
はプロペラの先端の概要図、第12図は太陽エネルギを
補助した風駆動発電機のブロック図である。 14@・e・塔、18・・・・風車装置、20・・・・
シャ7)、22・・・・プ謬ペツ、24拳−・・ハブ装
置、26命拳・・排気回収装置、2g−−・・空気圧縮
機、38・Φ・・水平翼、44・・・・アキエムレータ
、4@、56・・・・チェックバルブ、sO・・拳・流
量調節装置、54・・・―第1空気モータ、@O・・曽
・発電機、65・・・・圧力逃し弁、12・・・・プロ
ペラシャフト、84.86・・・・フライウェイト調速
機、I 11 、110・・の・屈曲アーム、94゜1
16・・・・重シ、98 、128・・・・ばね装置、
1m@、 188・・・・ローラベアリング、144.
148・書・・カップ形スペーサ、158・・・・第1
リブ、1@0.1@2,164,1416・・Φ・リプ
、168φ・Φ・先端部分、116e・・・テーパブレ
ード部分、200・・・・放物面反射鏡、202・・・
・ボイラ、204e・・・ヘインモータ、212・・・
・セレクタバルブ。 特許出願人 ジ冒ニー寺ヒユーズ・アリソン代理人
山川政樹(ほか1名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)風車で凰エネルギ管回転運動に変換する過程と、
圧縮空気を発生するよう上記回転運動で空気圧縮機を作
動する過程と、回転出力と排気を発生するよう上記圧縮
空気から空気毫−夕を駆−す為過程と、電力を発生する
よう上記空気モータの回転出力で発電機な作動する過程
と、上記空気モータから排気され大排気を、上記風車が
上記空気圧縮機を作動するのを助ける回転エネルギに変
換する過程とから成ることを特徴とする、凰エネルギか
ら電力を発生する方法。 (2、特許請求の範H第1項記載の方法において、圧縮
空気を発生するよう空気圧縮機を作動する過程は、風エ
ネルギが低い時、圧縮空気の連続流を与えるようアキエ
ムレータに上記圧縮空気を蓄える過程を含むことを特徴
とする風エネルギから電力を発生する方法。 (3)風車で風エネルギを回転運動に変換する過程と、
圧縮空気を発生するよう上記回転運動で空気圧縮機を作
動する過程と、回転出力と排気を発生するよう上記圧縮
空気から空気モータを駆動する過程と、電力を発生する
よう上記空気モータの回転出力で発電機を作動する過程
と、上記空気モータから排気された排気を、上記風車が
上記空気圧縮機を作動するのを助ける回転エネルギに変
換する過程と、さらに、圧力のもとて太陽エネルギを蒸
気に変換する過程と、回転運動を発生するよう上記蒸気
で蒸気モータを作動する過程と、圧縮空気を発生するよ
う上記回転運動で空気圧縮機を駆動する過程と、太陽エ
ネルギに応じて空気峰−夕を作動する圧縮空気を与える
よう上記アキエムレータ内に圧縮空気を蓄える過程とを
有し、圧縮空気を発生するよう空気圧縮機を作動する上
記過程は、凰エネルギが低い時、圧縮空気の連続流を与
えるようアキエムレータに上記圧縮空気を蓄える過程を
含むことを特徴とする、風エネルギから電力を発生する
方法。 (4)風エネルギを出力クヤフ)(D回転エネルギに変
換する装置と、上記出力シャフトにより駆動され、圧縮
空気を発生する第1空気圧縮装置と、上記第1空気圧縮
装置に接続し、上記圧縮空気を蓄えるアキュムレータと
、回転入力に応じて電力を発生する発電機と、入口と出
口を有しかつ上記アキエムし一タから上記人口にお−て
受は攻った圧縮空気の流れに応じて、上記発電機に上記
回転入力を発生する第1空気毎−夕装置と、上記第1空
気モータ装置の排気口に接続し、第1空気モータ鋏置に
より排気された排気を回転エネルギに変換して、風エネ
ルギを変換する上記装置が上記第1空気圧縮装置を駆動
するのを補助する第1排気回収装置とから成ることを特
徴とする風力発電機。 (5)Ift許請求の範囲第4項記載の発電機において
、排気關収装置は、第1空気モータから排気された排気
流を受は攻る入口と円筒状チェンバとさらに上記入口と
は異なる角度で設けられた排気口とを有するハウジング
と、上記ハウジング内で回転するようにシャフトを軸方
向に支持する、上記円筒状チェンバの両端に設けられた
一対のベアリングと、このベアリングの中間のシャツI
C半径方向に取シつけられ、上記円筒状チェンバの内面
と上記シャフト間で半径方向に延びた複数の翼と、一方
が各ベアリングと上記翼の両端部との間に設けられた一
対のスペーサとから成り、上記シャフトと上記円筒状チ
ェンバと上記複数の翼と上記スペーサは、上記入口で受
は取った排気流に応じて上記シャフトに回転エネルギを
発生する空気セータから成ることを特徴とする風力発電
機。 (6)特許請求の範囲第4項記載の発電機において、凰
エネルギを変換する装置は、風エネルギに応じて出力シ
ャフトを回転する風車であることを特徴とする風力発電
機。 (7)特許請求の範囲第6項において、上記風車は上記
シャフトに取りつけられたハブ組立装置と、骸ハブに取
りつけられ、上記風エネルギを上記回転エネルギに変換
する複数のプロペラとを有する風力発電機。 (8)特許請求の範囲第7項記載の発電機において、ハ
ブ装置は、・・プの回転速度に応じ、プロペラの角度位
置を変えかつ風車の変換効率を変化する調整器を有して
いることを特徴とする風力発電機。 (9)特許請求の範囲第7項記載の発電機において、複
数Oプロペラは、一端の円形部分と反対側端部のテーパ
プレード部分を有するプロペラシャフトと、プロペラシ
ャフトの上記円形部分に設けられ上記プロペラシャフト
の端から所定の距離の所でそれに固定される円形開口と
外側翼構造を有する第19ブと、上記テーパプレード部
分の端部に設けられそれに固定された長円形開口と外側
翼構造を有するプ田ペラ先端と、上記プロペラシャフト
のテーパプレード部分に設ゆられた長円形開口と外側翼
構造を有しかつ上記第1リブと上記プロペラ先端間に所
定間隔で上記テーパプレード部分に沿って固定された複
数の第2リプと、上記第1及び第2リプと上記プロペラ
先端間の空間に充填した発泡材料と、上記第1リプと上
記プロペラ先端間の上記第1及び第2リプと上記発泡材
料を包囲するカバーとから成ることを特徴とする風力発
電機・ (10)特許請求の範囲第9項記載の発電機において、
第1及び第2リプは、アルミニウムで作られ、かつ発泡
材料はスタイルフオームであることを特徴とする風力発
電機。 (11)!許請求の範囲第8項記載の発電機において、
調整11社、プロペラの角度位置を変化し、風車の回転
速度を所定の最大速度に制限することを特徴とする風力
発電機。 (12、特許請求の範囲第7項を九は第8項のいずれか
に記載の発電機において、複数のプロペラは3つのプロ
ペラであることを特徴とする風力発電機。 (13) l許請求の範囲第7項または第8項のいずれ
かに記載の発電機において、調整器は、ノ・ブの回転速
度の関数としてプロペラを回転する機械的運動を発生す
る上記プロペラに機械的に接続した少なくとも2つのフ
ライウェイトを有していることを特徴とする風力発電機
。 (14)風エネルギに応じて出力シャフトを回転して風
エネルギを回転エネルギに変換する風車と、上記出力シ
ャフトにより駆動され、圧縮空気を発生する第1空気圧
縮装置と、上記第1空気圧縮装置に接続し、上記圧縮空
気を蓄えるアキュムレータと、回転入力に応じて電力を
発生する発電機と、入口と出口を有しかつ上記アキエム
レータから上記入口において受は取った圧縮空気の流れ
に応じて、上記発電機に上記回転入力を発生する第1空
気モータ装置と、上記第1空気モータ装置の排気口に接
続し、第1空気モータ装置により排気された排気を回転
エネルギに変換して、風エネルギを変換する上記風車が
上記第1空気圧縮装置を駆動するのを補助する第1排気
回収装置と、底端部と上端部とを有する塔と、上記塔の
上端部に回転可能に取りつけられ、上記風車と上記空気
圧縮機と上記排気回収装置をしっかりと支持する支持ベ
ースと、上記風車とは反対側の上記支持ベースから水平
に支持され、風エネルギに応じて上記支持ベースと上記
風車とを風の方に回転する翼とを有することを特徴とす
る風力発電機。 (15) 411許請求の範囲第14項記載の発電機に
おいて、排気回収装置は、支持ベースから回転するよう
にシャフトを支持する装置と、第1空気モータの出力口
から排気された排気流に応じて回転エネルギを生ずる、
上記シャフトKIIRりつけられた第2空気モータとか
ら成ることを特徴とする風力発電機。 (16)風エネルギを出力シャフトの回転エネルギに変
換する装置と、上記出力シャフトにより駆動され、圧縮
空気を発生する第1空気圧縮装置と、上記第1空気圧縮
装置に接続し、上記圧縮空気を蓄えるアキュムレータと
、回転入力に応じて電力を発生する発電機と、入口と出
口を有しかつ上記アキエムレータから上記入口において
受は取った圧縮空気の流れに応じて、上記発電機に上記
回転入力を発生する第1空気モータ装置と、上記第1空
気モータ装置の排気口に接続し、第1電気モータ俟置に
より排気された排気を回転エネルギに変換して、風エネ
ルギを変換する上記装置が上記第1空気圧縮装置を駆動
するのを補助する第1排気回収装置とから成り、さらに
太陽エネルギを蒸気に変換する装置と、この蒸気を回転
運動に変換する装置と、上記回転運動に応じて駆動され
かつ上記アキエムレータに連絡しかつこれに蓄えられた
圧縮空気を発生する第2空気圧縮装置と、上記第1空気
モータにより排気された排気流を回転エネルギに変換し
て、上leN気を変換する装置が上記第2空気圧縮装置
を駆動するのを補助する第2排気回収装置と、上記第1
空気毫−夕装置の排気口と上記第1及び第2排気回収装
置間に設けられたセレクタパルプ装置とをさらに有し、
上記セレクタパルプ装置は、上記第1及び第2空気圧縮
装置によプ発生された圧縮空気の圧力に応答し、かつ空
気圧縮装置に接続し九排気回収装置に排気流を送り、最
高圧力の圧縮空気を発生させることを特徴とする風力発
電機。 (17)特許請求の範囲第16項記載の発電機において
、太陽エネルギを変換する装置は、太陽エネルギを集め
る装置と、上記集められた太陽エネルギに応じて蒸気を
発生するボイラとから成ることを゛特徴とする風力発電
機。
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