JPS60500221A - 特異な風力エネルギ−を変換するためのタ−ビン - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 特異な風力エネルギーを変換するだめのタービン本発明は、請求の範囲第１項の 上位概念に記載した特異な風力エネルギーを変換するだめのタービンに関する。

上記の様式のタービンは例えばドイツ連邦共和国特許公報第５１８，７３３号お よびフランス特許公報第９２１，５１８号から公知である。このようなタービン にあっては前縁部はロンドを介してロータの中央部からその回動時に最適に風流 動に対して調節される。しかしこの構造にあっては傘調節機構に比較的多額の経 費を要し、かつロータ全体が重量負荷を受ける。

米国特許公報第１．１３９．１０３号による風力タービンも８似の機能を行い、 この風力タービンにあっでは調節は２重掛はローブで行われ、この２重掛はロー タのうちそれぞれ一方のロープ掛けは弾性負荷されており、他方のロープ掛けは 相応して形成されだ曲折案内部に泪って案内されなければならない。

このタービンの機能団を前提としはするが、とのターピノもまた、前縁部の自己 調節を保証するには著しめ構造上の経費を要する。

更に、とのようなタービンの構造にあっては以下の点が考慮される。即ち、僅か に細長な対称的な流線型断面を備えた前縁部（細長比は断面の両主軸線鬼 の比率によって定まる）が自己起動目玉（即ち全ロータ）ではあるが、可能な限 り高い回転速度に抗する相応して大きな抵抗を持っていることが考慮され゛る。

これに比して極めて細長な前縁形材は僅かな抵抗を生み、これを有するロータは 本来の風力抵抗の数倍以上にもなる極めて高い周速度を達しはするが、このよう なロータは自体で（ｄ起動不可能であり、しだがってこのようなロータには適当 な処置をとり、また附加的な装置（異質の駆動部）を設けなければならない。

以上のことは度外視しても、もちろん自己起動を医証する形にオの使用は重量の 比較的大きな負荷を意味する。

本発明の根底をなす課題は、冒頭に記載した様式のタービンを、このタービンが 僅かな抵抗を産みかつ高い周速度を保証する形量の前縁部を使用するにも拘らず 自体起動し得るように、〃・つこの目的のだめにロータ中央部からの費用のかか るかつ重量負荷を招く制御を必要としないように改善することである。

上記の課題（ｄ１本発明により冒頭に記載した様式のタービンにあって請求の範 囲第１項の特φ部に記載した構成によシ解決される。他の有利な構成は従属請求 の範囲の特徴事項により行われる。

本発明による仁の構成にあっては、成る程度厚い流れ形材が設けられるが、この 流れ形材は著しくとのような形材の両壁面に低減される。即ち、前縁部は二つの 位置ずれして設けられた面から成り、これらの面は回転方向もしくは起動流に関 して成る程度相互位置ずれを有しており、この際唖端な場合両面は平坦な面であ ってもよい。

意想外にも、このように形成されたタービンは明らかに上に述べた形材低減（形 材断面の意味において）およびこれに伴い抵抗低域に基いて（もちろ勺駆動媒体 のその都度の実際の流れ速度に依存して）極端１ｃ高い回転数をと９、基本的に 自体全く起動しない形材（即ち僅かに細長の流線型形状を持つ形材）が存在して いないにも拘らず自体容易に起動する。

更に詳しく説明すると、上記の根本原理から出発して、他の構成によりエネルギ ー変換の最適ｒヒに寄与する有利な実施形を行うことが可能である。

本発明によるタービンを実施形を図示しだ図面により以下に詳しく説明する。

図中、 第１図はタービンの平面図、 第２図１はタービンの・測面図、 第６図はタービンの他の実施形、 第４図（ｄ前縁部の側面図、 第５図〜第１０図は前縁部の異る実施形の平面図、第１１図はロータの特別庁実 施形 である。

説明に先立って、タービンのロータは−っの前縁部（この際もちろん相応するつ りあいおもり゛）を備えていてもよく、しかし寸だ多数の前縁部を備えていても よいことを指摘しておく。公知のように、ロータはまた総じてタービン支柱８に 上下動可能に設・けられている。

タービンの構成と前縁部の構成の基本（は第１図から認めることができる。この 場合、この実施形にあって前縁とは常に二つの面２，６から成る前線部を意味す る。

両面２，３はロータ４に一緒に固定されていない方が有利であり、まだそうでな ければならない。この場合、第１図による形材にあってロータは６つの、それぞ れ１０００位置ずれしているロータアーム４から成り、このロータアームはロー フ軸５を中心にして回転する。面２．ろ相互の認められる位置ずれにより、面２ は面３に対するすきｔＲ２’として働き、この際両面は流過路６を形成する。第 １図において参照符号１′をもって破線で示したように、而２，３は実際に翼形 もしくはプロフィルの外側境界面である。

前縁部１の面は作用位置において図面に対してほぼ垂直に延びているが、場合に よっては、例えは対風力安定位置１０に揺動するように第２図において５ 矢印９で示したように揺動可能であってもよい。

第２図にあっては、相応するつりあいおもり１１との組合ぜで一つのｍＪ縁部１ のみが設けられているが、とのＡｉＪ縁部）寸例えば相当するおもりを備えた小 さな二つの面から成ってもよい。

−てつ或いは多数の前縁部１の配設の場合、ロータ４の調節可能性（ｒｒ（より 、前縁部１はその都度分離されている回転空域Ｚ内の角度位置で回転しく第３図 参照）、したがって前縁部は互いに邪魔し合うことのないように、即ち相互には 成程度「帆からの風」を奪い合な、いように配慮されている。

第４図も・よび第５図に前縁部１が図示されている。

この際、本体１２は実際に図面に対して垂直に長手方向に延びておらず、面２， ６もしくはすき外翼２′のみを備えている。

すき１翼２′はこの際本体１２とロータ支柱４の領域内に設けられたかつ遠心力 の下で働く適当な調節要素１３で調節可能である。

第６図〜第８図から同様に位置ずれして設けられていてかつ自体ロータ支柱４の 端部ｊｆＣ固定されている本体１２に取伺けられている二つの面２，３が認めら れる。この場合、本体（け第６図に図示するように軸１４を中心にして限られて はいるが揺動可能であり、この際遠心力で制御される終端制限要素１５は、全前 縁部１が最適な作用位置（終端制限要素１５６　特表昭ＧＯ−５００２２１（３ ） の斜線で示した位置）に固定されるように働く。

第７図による実施形にあっては、この調節（佳板ばね機構１６で行われる。この 板ばね機構はロータ起動にあたって両面２，６を後方へと先ず拡（げ１、前方へ と矢印方向で圧縮する。ロータの回転数が十分に高い場合遠心力・μ面２，３に おいて（面２では前方へと、面ろにあっては後方へと向って大きくなるように） 働き、この場合これらの両面は軸１４′を中心にして回転した場合図示の位置内 に圧縮される。

第１０図による実施形（は、もちろん原理１はその寸ま維持して、との除血６が 二つに分割されており、この面の後方の部分３′がすきま翼２′と協動して限ら れた揺動運動をし、面乙の前方部分がロータアームと固く結合している点て、上 記の構成と異る。

すき外翼２′のための第５図に図示した調節要素１６に関して述べれば、このす きま翼の調節は、小型のＥ’ｆ’１８ピストン１３′のだめのシリンダ内室に流 動方向とは反対方向に指向しているピト−管１３″を設けることによって行われ る。

第７Ｖ〜第９図に関連して、両面２，３の調節１ｄ第８図による遠心力制御装置 １７によっても行うことができる。この際、第９図に関連して、両面２゜ろがロ ータ軸５に対して半径方向でのみ位置ずれしていてもよいことを指摘しておく。

参照符号１２により、面２．ろを担持しておりかつ実際に図面に対して垂直な長 手方向の延びを有していないロータにのみ取付けられている流動本体を示した。

第１・０図による実施形を補足する意味で、この実施形にあっても（図示してい ない）ピトー管か終端制限要素１５を負荷することを附言する。動圧が十分に大 きくなると直ちに、ピストンロットはその端部でもって一−−図示したように− −図示しだ三角形の切欠きの小間内に存在し、これによってすきま翼２′および この場合これと調節ユニットを形成する後方の部分６′とが最大の回転数にあっ て最適な作用位置に存在している。

第１１図はｏ−夕の特別な実施形である。この実施形（ｄ：第５図との関連にお いて明白である。即ち、面２，３のだめのロータアーム４（各ロータアーム端に −−図示していないが一−−面２，３の対か取付けられている）に、回転数に依 存して移動可能なつりあいおもり１１を設けるため短いロータアーム４′がはさ み状に揺動可能に設けられている。

１とめて云えば、基本思想、即ち自己起動を保証する肉厚の形相を、自体のみて は自己起動Ｑま可倉巨ではなく、この自己起動がロータの中上−ｇμ力・もの適 当な調節によってのみ可能でありかつ高い回１除数にあって最少の抵抗を与える に過ぎない互いに位置ずれして設けられた薄い二つの形相によって置換えるとと は、ターピンの上記の実施形によって可何罠となつた。

更に、第６図に関連して、ロータが回転質量体８″を備えており、多少支柱８に 軸受さｆｌており、例え゛ば底部ｉ／ｒｃ設けられたジェネレータとリンク軸８ ′を介して連結されていることが可能であることを補足する。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 り、この水平ロータに垂直方向で少くとも一つのにおいて、少くとも一つの前縁 部（１）が二つの面（２，３）　から形成されていること、および両面の一方の 面か少くとも一つのロータアームζ４）に他方の面（ｒ（対して半径方向でおよ び／又は少くとも部分的に互いに相前後して位置ずれして設けられていることを 特徴とする、タービン。 ２、すき−１（２’）として働く面（２）がロータ軸（５）に対して他方の面（ ３）より小さな半径方向の間隔を有していることを特徴とする請求の範囲第１項 ・に記載のタービン。 ３、両面（２，３）のうちの少くとも一つの面がロータアーム（４）にその長手 軸線に対して調節可能に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項或い は第２項に記載のタービン。 ４、面（２）を備えたすきま翼（２′）と他方の面（３）とが流過路（６）を形 成していることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項までのうちのいスレカ 一つに記載のタービン。 ５、少くとも一つの調節可能な面（２，３）が調節制限要素を備えていることを 特徴とする請求の範囲第３項或いは第４項に記載のタービン。 ６、　ロータ（４′）に少くとも二つの前縁部（１）が設けられている場合者々 の前縁部が、それぞれ他方の前縁部（でよって妨げられることのない独自の空域 を運動するようにロータ（４′）に・設けられていることを特徴とする請求の範 囲第１項から第５項１でのうちのいずれが−っに記載のタービン。 ７、　ロータアーム（４）がそのロータ軸（５）に対して調節可能に設けられて いることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のタービン。 ８、二つの面（２，３）から形成されている前縁部（１）がその長手方向延びに 関してロータアーム（４）の端部に揺動可能に設けられている、請求の範囲第１ 項から第７項までのうちのいずれが一つに記載のタービン。 ９．すきま翼（２′）と他方の面（５）の流出側の部分（３′）とが一緒になっ て他方の面（３）の流れ側の部分番で関してロータアーム（４）に設けられてい ることを特徴とする、特に水流のための請求の範囲第１項に記載のタービン。