JPS6238879A - 風エネルギの変換装置 - Google Patents

風エネルギの変換装置

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JPS6238879A
JPS6238879A JP61139395A JP13939586A JPS6238879A JP S6238879 A JPS6238879 A JP S6238879A JP 61139395 A JP61139395 A JP 61139395A JP 13939586 A JP13939586 A JP 13939586A JP S6238879 A JPS6238879 A JP S6238879A
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JP
Japan
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turbine
wind energy
annular body
wind
fan
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Application number
JP61139395A
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English (en)
Inventor
エイ.ジェイ.エス. ミュウバーン−クルーク
ジェイムス コックバーン
ゴッドレイ マイケル ブースマン
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Balfour Beatty PLC
Original Assignee
BICC PLC
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0427Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels with converging inlets, i.e. the guiding means intercepting an area greater than the effective rotor area
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/916Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure with provision for hoisting onto the structure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は風のエネルギを発電あるいは他の動力源におい
て使用するための機械エネルギに変換する装置に関し、
便宜上、そのような装置は「風エネルギ変換機」の一般
的な表現により以    パ下云及される。
〔従来の技術〕
特許番号2083564Bの明細書において、直立コラ
ム;ファンがコラムの軸の周囲に自由に回転可能なよう
な方法でコラムの上端に支持されまた円周方向に間隔を
おかれ半径方向に延長する複数のブレードを有するファ
ン;コラムの最上部を囲みまたそれから半径方向に間隔
を置かれ、そしてコラムに支持され、またコラムの軸の
周囲で自由に回転可能であり、さらにコラムに関し縦に
延長する円周方向に間隔を置いた複数のブレードを有す
る実質的に円形のタービン;コラムにより支持されまた
ファンと共軸でファンの円周外端に隣接して配置された
環状体を有する風エネルギ変換器が記載され特許請求さ
れており、その環状体の上面はファンの上にありまた表
面上を通過する時表面に対して吹きつける風の速さの増
加を発生するように形成され、それにより環状体により
巻かれた円形空間内の空気圧を減少を作り出しそれでタ
ービンノプレー1に対して吹きつけそしてコラムの軸の
周囲でタービンを回転駆動する風がタービンの中でター
ビンと同じ回転方向においてPラムの軸の周囲でファン
を回転駆動するために上方向に引かれ、それにより風の
エネルギを回転機械エネルギに変換する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
実質的にいずれの方向においても吹く風のエネルギを機
械的エネルギに変換するための吾々の上記特許の風エネ
ルギ変換機と同じ原理において作動する改良された風エ
ネルギ変換機を提供することが本発明の目的であり、そ
の変換機はいずれの気象条件においても実質的に建設さ
れまた上記特許の風エネルギ変換機より実質的に大きい
構造のものでありうる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、改良された風エネルギ変換機は中央垂
直軸の周囲に均一に間隔を置かれた複数の直立延長部材
;直立部材に囲まれまた直立部材の最上部によりまたタ
ービンが垂直軸の周囲で自由に回転可能な方法によシ、
支持され、そして直立部材に関し縦方向に延長する円周
方向に間隔を置かれた複数のブレードを有する実質的に
円形のタービン;直立部材により支持されまたタービン
と共軸でタービン上端に隣接して配置された環状体を有
し、環状体の上面はタービン上にありまた風がその上面
を通過するときその面に対し吹きつける風の速度が増加
するように形成されており、それにより環状体により巻
かれた円形空間内の空気圧ワ減少を作り出し、それでタ
ービンのブレードに対向して吹キつける風はタービン内
および円形空間の外で垂直軸の周囲でタービンを回転駆
動するために上方向に引かれ、それにより風のエネルギ
を回転機械エネルギに変換する。
複数の直立延長部材は格子構造の塔脚あるいは塔である
が、望ましい実施例においては複数の直立延長部材は、
環状体が必要な時に上昇あるいは下降できるように摺動
可能に、あるいは別の方法で取シ付けられる実質的に垂
直なコラムであり;タービンは環状体により支えられま
た環状体に関し自由に回転可能であり、それでタービン
は垂直コラムにより間接的に支持され;そして垂直コラ
ムは環状体を上昇あるいは下降し、またそれにより、タ
ービンがコラムに対し支えられ望ましい位置にあるとき
コラムに関し環状体が固定されるための連結手段を有す
る。
上記望ましい実施例は重大な利点を有し、それは環状体
およびそれにより支えられるタービンが重量クレンを用
いることなくコラムに関して望ましい位置へ上昇される
ことが可能であり、また結果として、クレンの使用があ
まりに危険であったりクレンおよび他のリフト装置が近
づきにくい敷地での使用の際のいずれの条件においても
このことは可能であるというととである。
実質的に垂直なコラムと連合されたリフト手段はどのよ
うな好都合な形式をとってもよいがしかし望ましくは各
コラムは、その上下端において、少なくとも一つの環状
体に結合された大索が少なくとも一つの連合されたモー
タあるいは他の駆動手段により引かれることができるプ
=10− −りを有する。望ましくは各垂直コラムはまた、環状体
が望ましい位置にあるとき、環状体がコラムに機械的に
ロックされることが可能なロック手段を支持する。
ある条件において、少なくともある改良された風エネル
ギ変換機の直立延長部材は改良された風エネルギ変換機
が支持される建造物の構造部材を構成する。
風カエネルギーコンパータの効率を増進し、かつ、低い
風速でも自動起動可能にするためには、タービンの上端
と環状体の間に位置し、直立部材の中心の垂直軸のまわ
りを自由に回転可能なファンが、直立部材の上端で直接
、又は、間接に支持されかつ囲繞され、かつ、そのファ
ンは周囲を取巻く空間に半径方向に延び、吹き付ける風
に向って配列された複数のタービン翼を有し、かつ、タ
ービンが駆動して前記垂直軸のまわシを回転すると、タ
ービンによシ上方に引き寄せられたファンがタービンと
同じ回転方向に、前記垂直軸のまわりを駆動する。ファ
ンとタービンのおのおの独立に垂直軸のまわりを自由に
回転するが、しかし、ファンとタービンは一緒に剛性を
もって取付けられているので同じ速度で回転するのが好
適である。
そして又、各タービン翼の間の大容量の風で加速され、
かつ、それによって風のもつエネルギーの量を有効に転
換する風力コン・S−ターは、タービンの半径方向外側
に位置してタービンを取巻き、環状体から独立した外周
に位置する複数のブレードと、コラム又は各直立部材と
共に延び、かつ、隣接するブレードにより限定され、タ
ービン翼の風の方向を方向づけるベンチュリーと、この
ベンチュリー翼の表面はタービン翼に対し風の方向を形
成すると同時に、タービン翼の風の入口を保護し、それ
によって実質的にタービンの抗力を減少させ、かつ、好
適にはタービンの外周速度が風の直線速度の2倍以上に
ならないようにタービンの回転を規制する。さらに又、
ベンチュリー翼は、環状体と第1、又は上部環状体の下
部の空間に共軸で、かつ又、直立コラムに情動可能、又
は他の方法で取付けられ、必要に応じて上昇又は下降可
能な第2の環状体との間に締め付けられている。ベンチ
ュリー翼の半径方向外側の端部は、実質的に垂直方向に
延びているが、しかし、できればコン・々−ターの上端
の方向に向って半径方向外側に傾いているのが好ましい
第1の環状体の上面は、その表面が風の流れの加速を促
進するような形状が好ましく、好適な実施例において、
上面の傾斜角は垂直軸に対し上方向に清らかに増大して
いる。第1の環状体の上面を流れる加速された風は、フ
ァンを通過して上方に流れる風速増加の原因となり、こ
の上方に流れる風速増加はタービンの境界部の空気圧力
を減少させ、その結果、タービンを通り抜けた空・気の
抵抗の割合がタービンの固有の抵抗に戻るような結果を
もたらす。
直立して延びた部材ファンの上に位置する環状体、およ
び、第2の環状体(もし存在するならば)は−緒に組立
てられる前に風力エネルギーコン・々−ターの素材とし
て形成されるが、しかし、より大型の風力エネルギーコ
ン・々−ター、例えば、出力が1メガワツトあるいはそ
れ以上の出力を有する風力エネルギーコンバーターは、
直立部材とこれらの環状部材ができれば補強コンクリー
トの上に据付けられることが望ましい。
ファンの上に位置する第1の環状体は、補強コンクリー
ト、又は他の液体が浸込まない材料で覆われ、この環状
体は入口と出口を有し、従って、水又は他の液体の貯槽
として使用可能であり、かつ、貯槽に水又は他の液体を
導入し、又は排出するための少くとも1つのポンプを備
     ゛え、風力エネルギーコン・々−ターは、そ
れにより風力エネルギーコン・ζ−ターと冷却水タワー
02つの目的を果す。各ポンプは電気的、もしくけ機械
的に駆動される。
第2の、又は低位置の環状体を有する風力エネルギーコ
ン・S−ターにおいては、第2の環状体は又、補強コン
クリート、又は他の実質的に液体が浸込まない材料で覆
われた環状体と、少なくとも1つのノξイゾ又は他の手
段が接続され、第1の、又は上部の環状体は水、又は他
の液体の貯槽として拡大使用される。第2の環状体は又
、水又は他の液体を導入、又は排出する入口および出口
を有している。
大型の風力エネルギーコンノミ−ターの場合、ファンと
タービンが複数の直立方向に延びた部材の垂直軸のまわ
りに自由に回転運動するために、ファンとタービンのお
のおのは、外周又はその近くに円形軌道と係合する外周
縁を備え、円形軌道は第1の環状体、又は第2の環状体
(もし存在するならば)によって直接又は間接に支えら
れている。例えばファンは、ファンの上に位置する第1
の環状体の下面に支持される円形軌道に回転可能に吊下
げられ、タービンは第2の、又は下部環状体の上面上の
円形軌道に回転可能に取付けられており、ファンとター
ビンは、ホイール上に磁気的に浮揚して回転することも
ある。
本発明のもう1つの実施例において、第1および第2の
環状体、およびその上に載っているファンおよびタービ
ンは複数の垂直支柱の内側に配置され、フレキシブルな
引っばり部材によって垂直支柱から吊るされている。こ
の独特な実施例の改良された風力エネルギー変換機は、
多くの装置からなる複合風力エネルギー変換機として使
用するのに特に適していて、その変換機は、複数の相互
に配置された垂直軸を、第1および第2の環状体の少く
とも1つと結びつける相互に配置された多くの垂直支柱
からなシ、その上に載せられたファンおよびタービンは
周囲の垂直支柱からのフレキシブルな引っばり部材によ
って吊るされている。この場合、数個のユニットによっ
て発生される回転機械的エネルギーは、もし希望なら貯
蔵しても良い。
風力エネルギーの変換によって得られた機械的エネルギ
ーは、都合のよい既知のどのような方法によってでも電
力の発生に使用することができる。この目的のために、
発電機の磁極とアーマチャ巻線は、風力エネルギー変換
機の上に、その上下端の中間の位置に載せることができ
る。
複数の磁極は前記垂直軸から離れた円周上の位置に載せ
るのが適当であり、アーマチャ巻線は構造物によって直
接にまたは間接的に支えられ、前記垂直軸から半径方向
に延びている軸方向に配列された複数の円周上に配置さ
れたコイル状をしておシ、相隣るコイルは反対方向に巻
かれ、交流出力の各半サイクルにおいて、発生した電流
がアーマチャ巻線を同じ方向に流れるようになっている
発電機は簡単な単相または2相発電機でもよいが、多く
の場合、3相発電機が好適である。
第1の環状体およびベンチュリ羽根によって、アーマチ
ャ巻線のコイルをその上に載せる固定子を効果的に構成
することができる。各コイルは凸出した、即ち突き出た
極のまわりに固定子に確保されるように形成される。
複数の磁極は、タービンの上端および/あるいは下端に
おいて積載することができ、それと組をなす固定子コイ
ルは第1環状体に、変換機の上端において確保され、お
よび/あるいはそこから軸方向に位置する第2の環状体
に(それが存在する場合)確保される。
風力エネルギーの変換によって得られた機械的エネルギ
ーは、水(豊富な無料の電解質)をガス、即ち水素と酸
素に分解する動力を発生するために使用することも可能
であり、これらのガスは直ちに使用できる形に貯蔵する
ことが可能であり、水素は非汚染燃料として使用され、
酸素は有用、即ち販売可能な産物である。水素は既設の
発電機を、透気による鉛あるいは炭素の汚染を発生する
ことなく運転するととを可能とする。それはまた種々の
形の装置、例えば調理器、ゼイラー、炉および酸素−水
素溶接装置等のエネルギー発生のために使用される。つ
いでに付え加えると、水素と酸素は電力を直接可動部分
なしに発生する燃料電池の燃料として供給することがで
きる。
本発明の改良風力エネルギー変換機は、風のエネルギー
の水平方向および垂直方向のいずれの成分も、風の自然
の運動を大きく阻害することなく機械的な回転エネルギ
ーに確実に転換せしめるものである。さらに、また、フ
ァンの複数の半径方向に延びた翼と、タービンの軸方向
に延びた翼とは、風の方向如何に拘らずこの改良風力エ
ネルギー変換機に自刃スタート可能という重要な長所を
もたらしている。さらに、この改良風力エネルギー変換
機は見て楽しく、自然美の地域に、従来の風車製粉所よ
り目障シでないように設けることを可能とする。
次に、本発明を実施例にもとづいて、風力エネルギー変
換機およびその上に積載された多極発電機の好適な例を
附属図面を参照して説明する。
第1ないし第4図を参照して説明する。風力エネルギー
変換機の第1の好ましい形は垂直中心軸の周シに等間隔
で設けられた8本の垂直に立った支柱1と、この支柱の
上に滑動可能なように組付けられた固定子2とを有する
。この固定子2は垂直放射プレート状となって周囲に沿
つて設けられた8枚の仕切板によって内部接続されてい
る上部環状体3と下部環状体4を有する。固定子2は続
いて述べるような具合に上部環状体3と下部環状体4と
に支えられた円形タービン10をかこんでいる。すなわ
ちタービンは、前記中央垂直軸の周りを自由に回転でき
、支柱1の長手方向に延びた円周に沿って間隔をあけて
備えられた複数のプレー¥11を有する。
タービン10の上端と上部環状体3との間に、円周に沿
って間隔をあけ放射状に延びた複数のブレード15を有
しタービンにかたく固定されているファン14がある。
第2図を参照して解るように、固定子2は垂直支柱1に
滑動可能に組付けられていて、各支柱に一本の大索がつ
ながれており、この大索17によって固定子2は支柱に
沿って上下させられる。各大索17は一端が上部環状体
3に接続されて、他端は関連した支柱1の上端のブー1
月8をのり越え、下降して関連した支柱1の下端のゾー
リ19を巻くようにしてモータ(不図示)に接続されて
いる。そのモータによって固定子2とタービン10とフ
ァン14は、支柱に沿って上下させられる。固定手段(
不図示)が、固定子が操作位置にきたとき支柱1に関連
して、固定子を固定するように設けられている。
上部環状体3の上部表面7は、上部表面に向って吹いて
くる風の速度を、風が通過するとき、早めるように形づ
くられている。そこでこの風は環状体にかこまれている
円形空間の空気圧の減少を生じさせる。
垂直ブレード5は、隣接するプレー1間に複数のベンチ
ュリ管6を形成し、風はそのベンチュリ管を通してター
ビン10のプレー¥11に向けられる。ベンチュリ管ブ
レード5の表面は風ヲタービン10のブレード11に向
けるように形作くられていると同時に、タービンのダウ
ンウィンP・ブレードを風からさえぎるように形作くら
れている。上部環状体3の下面20と下部環状体4上面
21も、また、ベンチュリ管6を通してタービン10の
ブレード11に風ヲ向け、加速する助けをするように形
づくられている。
各タービンブレード11は本質的に翼の形の断面をもっ
ており、ブレードを通る垂直軸上に取付けられている。
各タービンブレード11の垂直回転軸に治って延び、そ
の両端が固定されているトーションノ々−12はタービ
ンブレードがその垂直回転軸の周りを回転運動するのを
拘束する手段として働く。
タービン10のブレード11に向けて吹く風は、前記の
中央垂直軸の周りを反時計方向に、タービンを回転する
ように駆動する。上部環状体3の最上部面7に向けて吹
く風の速度は、風がその面を通過する際加速するように
なっているので、円形空間8には空気圧の減少が生じ、
結果として、タービン10と円形空間を通って上方に向
って流れる風の速度は増加する。上方に流れる風の速度
の増加は、タービンにかこまれた環状空間の空気圧の減
少をもたらし、結果として、前記中央垂直軸の周りの回
転にだいするタービン固有の抵抗も減少させられる。変
換可能な風力エネルギーの量はこのベンチュリ管6でよ
シ増加される。なぜなら、これらの開口を通って流れる
風は、ベンチュリ管を形成しているプV−ド5がタービ
ンの接近してくるブレード11を風から保護し、タービ
ン10を反時計方向に駆動するのを助けるように、加速
され、かつ、回転可能なタービンブレード11に向けら
れるからである。これによって、タービンの荷重を実質
的に低減すると共に、タービンを風の速度よりも速いリ
ニア速度で回転するようにする。
回転可能なタービン翼11に向かう風速が次第に増加す
るにつれて、各翼は、抑止しようとするトーション・々
−12の作用に抗して反時計方向に、垂直軸の周りに最
初のスタート位置から回転させられる。最初のスタート
位置では、翼の主弦は翼11の垂直回転軸を通って通常
の回転位置に向かう円の接線と+20°の角度をとり、
通常の回転位置では翼の主弦は該接線と+10°の角度
をなし、翼はトーションバ々−で抑止される。もし風速
がたとえば強風速度のような最大許容値に達し、または
それを超過してタービン10を望ましい設定値以上の速
度で回転させるならば、各タービン翼11に加わる遠心
力のために、翼はその主弦が前記接線と−10゜の角度
をとるフェザリング位置をとるまで垂直軸の周シに、関
連するトーションバー12の抑止作用に抗して回転し、
ほぼその位置でエアロダイナミックスボイリングが発生
して風速とは無関係に所定の最大設定値以上の回転速度
の増加するのを制限する。
上部環状ゼデイ3は強化コンクリートで作られ、水ある
いは他の流体を貯蔵するために用いることができる環状
ゼデイヘ水あるいは流体をくみ上げあるいはこれらを環
状昶ディからくみ出すためのポンプにパイプワークによ
って接続された入出力ポート(不図示)を有していても
よい。
ステータ32、タービン40そしてファン(不図示)の
組立体からなる第5図に示されている風エネルギ変換器
の第2の好ましい形態は、ステータ2、タービン10、
ファン140組立体からなる第1図に示されている風エ
ネルギ変換器の第1の好ましい形態と実質的に同一の構
造を有しているが、この場合、この組立体は格子ワーク
タワー31の上部に永久的に取付けられている。
第6図および第7図に図示されている風エネルギ変換器
の第3の好ましい形態において、ステータ52、タービ
ン60およびファン(不図示)からなる組立体は、第1
図に図示されている風エネルギ変換器の第1の好ましい
形態と実質的に同一の構造を有しているが、この場合、
ステータ52、タービン60およびファンは複数の垂直
コラム51の内側に間隔をおいて配置され、複数のフレ
キシブルタイ53によって垂直コラム51から懸架され
ている。支え網54が各垂直コラム51と地面アンカ(
不図示)の間に延びている。第6図および第7図に図示
されている風エネルギ変換器は、マルチユニットの風エ
ネルギ変換器複合体において用いられるのに特に適して
いる。この風エネルギ変換器複合体は、互いに間隔をお
いて配置された複数の垂直軸を間に境界をつける相互に
間隔をおいて配置された多数のコラムを含んでおり、そ
の少なくともいくつかの上には、ステータ、タービンそ
してファンからなる組立体がフレキシブルなタイによっ
て周囲の垂直コラム、いくつかの組立体によって与えら
れる機械的回転エネルギが蓄積される。
第1図から第4図、第5図、第6図、第7図に図示され
ている風エネルギ変換器は各々、変換器の上端および下
端の中央位置において風エネルギ変換器によって支持さ
れた発電機を含んでいる。
第8図に図示されている風エネルギ変換器においては、
複数の磁極78(1つしか図示かれていない)が前記中
央垂直軸から離れた円周上の゛間隔をおいた位置におい
てタービン77に支持され、電機子巻線が円周上に間隔
をおいて配置された複数のコイル76の形で、ステータ
72に取付けられている突出I−ルア5(1つしか図示
されていない)のまわりに形成され、コイルの軸は前記
中央垂直軸から半径方向に延びている。
隣接コイル76は、発生した電流の流れが交流出力の各
半サイクルの間:電機子巻線と同じ方向になることを保
証するために反対方向に巻かれている。
第9図に示される配列において、複数の永久の電磁石8
8が、タービン87の上方部分の周縁まわシに周方向に
離間された位置で担持されていると共に、同数の突出し
た磁極86が、ステータ82の上方の環形体83まわり
に周方向に離間されていると共に、下方向に垂下してい
る。コイル86は、各突出の磁極85のまわりに形成さ
れている。コイル86ならびに電磁石85のコイルの軸
線は、垂直方向に伸びている。
第10図に示される配列においては、タービン97のブ
レードが、周方向に伸びるロータ101を保持し、ここ
から複数の永久の電磁石98が、周方向に離間された位
置で吊下している。ステータ92の下方の環形体94か
ら半径方向で内側に突出しているのは、ブラケット10
2であり、これには同数の直立する突出の磁極95が担
持され、これらのそれぞれのまわりには、コイル96が
形成されている。コイル96ならびに電磁石98のコイ
ルの軸線は、垂直方向に伸びている。
第11図に示される配列は、第9図に示される配列に類
似しているが、例外的に、永久の電磁石108が、ター
ビン107の上方端で保持されていると共に、突出した
磁極105は、ステータ102の上方の環形体103に
て保持され、かくして、電磁石のコイルならびにコイル
106の軸線は、風エネルギ変換装置の中心にある垂直
軸から半径方向に伸びている。
第12図に示される配列は、第8図に示される配列より
も詳しい図面である。複数の永久の電磁石118は、タ
ービン117の上方端に保持され、該電磁石のコイルの
軸線は、変換装置の中心にある垂直軸線に対して半径方
向に伸びている。同数の突出する磁極115は、上方の
環形体113の半径方向で内側に伸びるブラケット11
2に保持され、コイル116ならびに突出する磁極の軸
線は、変換装置の中央にある垂直軸線に対して半径方向
に伸びている。
第13図に示される配列は、第10図に示される配列と
類似するが、しかし永久の電磁石121は、タービンの
ブレード130の下方端に固定される下方のロータ13
1によって保持され、突出する磁極125は、ステータ
122の下方の環形体124によって保持されて、電磁
石のコイルならびにコイル126の軸線は、風エネルギ
変換装置の中央の垂直軸線から半径方向に伸びている。
第9図ならびに第13図に示される配列のそれぞれにお
いて、ステータ近くのコイルは、反対方向にまかれてお
り、発生される電流は、交ばん出力の各半サイクルの間
、アーマチャ巻き線を同じ方向に流れるのを確実にする
【図面の簡単な説明】
第1図は縮尺して画いた風力エネルギー変換機の第1の
実施例の側面図であり、第2図は第1図に示された風力
エネルギー変換機の側面図であり、部分的に正面を、部
分的に断面を示し、    ゛変換機の固定子とタービ
ンの組立体を垂直支柱の上を上下に上昇および下降させ
る仕組みを示しており、 第3図は第1図に示した風力エネルギー変換     
。 機の第1の実施例の平面図であり、 第4図は第1図に示した風力エネルギー変換機の第1の
実施例の固定子とタービンの組立体を部分的に正面を、
部分的に断面を示した図であり、 第5図は縮尺して画いた風力エネルギー変換機の第2の
実施例の図式概要側面図であり、第6図は縮尺して画い
た風力エネルギー変換機の第3の実施例の図式概要側面
図であり、      。 第7図は第6図に示された風力エネルギー変換機の第3
の実施例の平面図であり、 第8図は第1図に示され、多極発電機の第1の実施例の
ものと結合される風力エネルギー変換機の第1の実施例
の図式横断断面図であり、第9図ないし第13図は、第
1図に示された風力エネルギー変換機の第1の実施例に
結合された多極発電機の5つの配列形式の図式部分断面
側面図である。 1・・・・・・長手部材(垂直カラム)、2・・・・・
・ステータ、 3.4・・・環形体、 5.11.15・・・ブレード、 10・・・タービン、 14・・・ファン。 OFF出願人  ビーアイシーシー パブリックリミテ
ッド コンノミニー ミュウノぐ一ンークルーク コンパニー リミテッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)中心の垂直軸をもつ直立構造を含むと共に、ファン
    を含み、該ファンは前記直立構造の上方端によつて直接
    あるいは間接的に保持され、前記ファンは、前記垂直軸
    まわりに回転自在であると共に、複数の周方向に離間し
    て半径方向に伸びるブレードを備えており、さらにほぼ
    円形のタービンを含んで、該タービンは、前記直立構造
    の最上部によつて直接あるいは間接的に保持され、前記
    タービンは前記垂直軸まわりに回転自在であると共に、
    前記直立構造に対して長手方向に伸びる複数の周方向に
    離間されたブレードを備えており、かつ、環形体を含ん
    で、該環形体は前記直立構造によつて保持されると共に
    、前記ファンの外側周縁と同軸で近接して配置され、該
    環形体の上表面は、前記ファンの上にあると共に、前記
    表面に吹き付ける風の速度が、該表面の通過で増加する
    ような形状にされ、これによつて、前記環状体によつて
    区画される円形空間で空気圧を減少するようにし、かく
    して、風が前記タービンのブレードを吹き付けると共に
    、前記垂直軸まわりに前記タービンを駆動し、そして該
    風が、前記タービン内を上方に引き込まれて、前記ター
    ビンと同じ回転方向で前記垂直軸まわりに前記ファンを
    駆動し、これによつて、前記風のエネルギを回転機械エ
    ネルギに変換するものであつて、前記直立構造が、前記
    ファンならびにタービンまわりに均一に離間される複数
    の直立な長手部材であることを特徴とする風エネルギの
    変換装置。 2)前記特許請求の範囲第1項に記載された風エネルギ
    の変換装置において、前記複数の直立な長手部材が、ほ
    ぼ垂直なカラムであつて、これらに関して、前記環状体
    がスライド可能なように配設され、必要時に昇降自在で
    あり、前記ファンならびにタービンが、前記環形体によ
    つて担持されると共に、回転自在であり、かくして、こ
    れらが前記垂直カラムによつて間接的に保持され、さら
    に前記垂直カラムが、該カラムに対して前記環形体を昇
    降すると共に、これによつて前記ファンならびにタービ
    ンが担持され、所望の位置にあるとき、前記カラムに対
    して前記環形体をロックするために組み込まれた手段を
    有することを特徴とする風エネルギの変換装置。 3)前記特許請求の範囲第2項に記載された風エネルギ
    の変換装置において、各カラムが、その上方端ならびに
    下方端にプーリイを有し、これらのまわりに少なくとも
    1つの太網が前記環形体に接続されて、該環形体を昇降
    するために、少なくとも1つの組み込まれたモータある
    いは他の駆動手段によつて、駆動され得、前記ファンな
    らびにタービンがこれによつて運ばれることを特徴とす
    る風エネルギの変換装置。 4)前記特許請求の範囲第2項あるいは第3項に記載さ
    れた風エネルギの変換装置において、各垂直カラムが、
    ロック用手段を担持し、これによつて前記環形体が、所
    望の位置にあるとき、該環形体が前記カラムに機械的に
    ロックされ得ることを特徴とする風エネルギの変換装置
    。 5)前記特許請求の範囲第1項に記載された風エネルギ
    の変換装置において、前記複数の直立な長手部材が、格
    子作りのタワーあるいは塔の脚であることを特徴とする
    風エネルギの変換装置。 6)前記特許請求の範囲第1項に記載された風エネルギ
    の変換装置において、少なくともいくつかの直立する長
    手部材が、前記風エネルギの変換装置を支持する建物の
    構造部材を構成することを特徴とする風エネルギの変換
    装置。 7)前記特許請求の範囲第1項あるいは第2項に記載さ
    れた風エネルギの変換装置において、該変換装置が、半
    径方向の外向きで前記タービンまわりに、複数の周方向
    に離間されたブレードを含み、これらは前記中心の垂直
    軸に対して長手方向に伸びると共に、前記環形体を第2
    の環形体との間に固定され、該第2の環形体は、前記第
    1の環形体と同軸であると共に、下方に離間されており
    、これらが、近接するブレード間に複数のベンチユリイ
    を定め、これらを通して風が、前記タービンのブレード
    に向けられ、該ベンチユリイのブレードの表面が、前記
    風を前記タービンのブレードに向けると共に、同時に該
    風から前記タービンの接近するブレードをシールドする
    ように形成されるものであつて、前記第1ならびに第2
    の環形体、およびこれらに担持される前記ファンならび
    にタービンが、前記複数の直立する長手部材の内方向に
    離間されると共に、フレキシブルな結び体によつて前記
    長手な部材から吊下されることを特徴とする風エネルギ
    の変換装置。 8)前記特許請求の範囲第7項に記載された風エネルギ
    の変換装置を複数そなえてなることを特徴とするマルチ
    ユニットの風エネルギ変換装置複合体であつて、前記い
    くつかのユニットによつて与えられる前記回転機械エネ
    ルギが蓄積されるマルチユニットの風エネルギ変換装置
    複合体。 9)前記特許請求の範囲第1項から第7項のいずれかに
    記載された風エネルギの変換装置において、発電機の磁
    極ならびにアーマチュア巻き線が、前記風エネルギの変
    換装置によつて、その上方端ならびに下方端の中間位置
    で担持されることを特徴とする風エネルギの変換装置。
JP61139395A 1985-06-17 1986-06-17 風エネルギの変換装置 Pending JPS6238879A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8515324 1985-06-17
GB858515324A GB8515324D0 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Wind energy convertor
GB8600702 1986-01-13
GB8600701 1986-01-13

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ID=10580869

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GB8515324D0 (en) 1985-07-17
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ZA864490B (en) 1987-02-25

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