JPS63186970A - 風車 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ドラム形の風車であって、′風車の回転軸に
対して同軸的に配置された円筒管を備えておシ、該円筒
管が両端に各１つの円形の端板を有しており、翼が彎曲
した、流線形のプロフィールを有していて、しかも両端
板の縁近辺で風車の回転軸に平行に配置された旋回軸に
、ある制限範囲内で旋回可能に支承されている形式のも
のに関する。

従来技術 西ドイツ国特許出願公開第２７１８６０８号明細書から
シリンダと、該シリンダの両端の２つの端板と、多数の
円筒セグメント面とを備えた風力機関が知られている。

これらのセグメント面、すなわち翼は端板の縁近辺で、
風力機関の回転軸に平行に配置された旋回軸に支承され
ている。セグメント面は風力機関の回転軸に対して平行
な旋回軸（これは面中心に対して非対称的である）を中
心にして可動であり、しかもセグメント面の広幅部分が
９０°までの、調節可能に制限される角度だけ自由に外
方へ旋回可能であるように可動である。外方へ旋回した
状態では面幅の大部分が風力機関の輪郭から突出し、他
方狭幅部分は突入する。水平方向の風の流れが鉛直の風
力機関に衝突すると、その旋回軸が風向きでみて後方に
位置する、セグメント面は風力機関のシリンダ輪郭から
外方へ旋回して風に抗する。この面に働く動圧が全シリ
ンダ機構を回転させ、これにより次のセグメント面が流
れの中に走入し、かつ外方へ旋回する。この機構の外方
への旋回位置と対向する側では流れはセグメント面を擦
過し、その旋回軸は前方に位置する。

この公知の風力機関はセグメント面のテールの方向に回
転する。したがってこのセグメント面はショベルのよう
に働き、それにより風力機関全体はショベルホイールの
作用を持つ。更に結果的にこの公知の風力機関の最高回
転速度は風速に等しい。回転速度、ひいては効率も現下
の風速に著しく左右される。

西Ｖイツ国実用新案第８２２８０７８号明細書から公知
の、ロータ軸に対して横方向に延びた２つの板と、これ
らの板の間に配置された軸平行なロータ翼とを備えた鉛
直軸ロータでは、ロータ翼はそれぞれロータ軸に平行な
揺動軸を中心にして自由に回転するように支承されてい
る。更に各ロータ翼に対して各１つのストッパが設けら
れておシ、このストッパによって各ロータ翼は所属のス
トッパに当付いたときにほぼ半径方向に整列して固定保
持される。これによって、鉛直軸ロータの各回転位相に
おいて駆動に有効であるロータ翼のみが駆動する流れの
圧力に抗して固定されておシ、他方ちょうど駆動には参
与していない、空気抵抗によってのみ負荷されているロ
ータ翼は自由に揺動して、最小の流速の位置へもたらさ
れる。

この構成でも、この鉛直軸ロータが最高でも現下の風速
に等しい回転速度を得ることができるにすぎないことが
該当する。

発明の解法しようとする問題点 本発明の課題は、特に有利に風の中に位置し、特に高い
効率を有し、かつ現下の風速から十分に無関係であるよ
うに、冒頭に記載の形式の風車を改善することである。

問題点を解決するだめの手段 上記の課題を解決するための本発明の手段は、冒頭に記
載の形式の風車において風車の周縁部に等しい周方向距
離を置いて分配された少なくとも４つの支持翼が彎曲し
た流線形のプロフィールを有しており、かつ支持翼がノ
ーズでもって旋回軸に、端板の縁と円筒管との間の領域
内で旋回可能に支承されていることである。

発明の効果 本発明のように構成することによって、支持翼のノーズ
の方向に回転する冒頭に記載の形式の風車が得られる。

このことは同時に、支持翼が端板の縁と円筒管との間の
領域内でのみ移動し、風車の円筒状の輪郭から外方へは
突出することができないことを意味する。この理由から
風車の回転速度が風速よりも大きくなシ得る。

これによシ風車は特に有利に風の中に位置し、かつ特に
高い効率を持つ。

実施態様 本発明の実施態様によれば、支持翼のノーズと隣接の支
持翼のテールとの間の内の９間隔が支持翼のノーズと円
筒管との間の内のシ間隔にほぼ等しい。この構成によっ
て側から風車に抗して流れる風が問題なく風車内に流入
し、かつ風車を通過することが保証される。このように
して風車に対して風の流入箇所において圧縮力が、同時
に反対側の、風の風車からの流出箇所において風車の回
転方向の引張り力が与えられる。

支持翼の外面上に凹所が均等に分配されて配置されてい
ると有利である。凹所ないしは凹部は特定の規則的な、
または不規則な模様で支持翼の表面に設けることができ
る。これにより風は支持翼の凹所ないしは凹部のために
平らではない、すなわち粗い面に捕捉゛され、かつここ
で清流を形成する。しだがって風は支持翼の面からスリ
ップしない。これによって風車の特に良好な始動挙動が
保証される。

旋回軸に各１つの前翼を固定的に配置することができる
。これによシ前翼と旋回した支持翼との間に空間が生じ
、この空間内において流入した風によシ動圧が発生する
。前翼は平滑であり、そのために風はここではできる限
シ良好にスリップすることができる。

本発明の別の有利な実施態様によれば、支持翼と前翼と
が旋回軸の領域内でちょう番のように互いに内外に係合
するように構成することができる。この構成によれば、
前實が軸に固定され、かつこの前翼に対して支持翼が往
復旋回することが保証される。

更に両端板の縁であって、支持翼のテールの領域内にス
トッパを設けることができる。これにより支持翼が風車
の円筒形の輪郭を越えて外方へ旋回しないことが保証さ
れる。

円筒管が円筒管の軸線内に配置された回転軸に回転可能
に支承されていると有利である。

円筒管内部に発電機が、該発電機のステータが円筒管に
配置され、かつロータが定置の回転軸に配置されるよう
にして支承されるように構成することができる。

円筒管内部にポンプを配置することも可能である。

記述の風車は水平位置でも鉛直位置でも使用することが
できる。

実施例 図示のドラム形風車は円筒管１と上方の端板２並びに下
方の端板３とを備えており、端板は円筒管１の両端に固
定されている。端板２．３の縁４，５の近くに支持翼６
．７．８．９が配置されており、支持翼は旋回軸１０．
１１　。

１２．１３に旋回可能に支承されている。

風車は台１４に回転可能に配置されている。

支持翼６．７．８．９は縁４．５と円筒管１との間の領
域内で旋回可能に旋回軸１０　、１１゜１２．１３に支
承されている。′特に第６図から判るように支持Ｊｌｉ
Ｃ＆　、　９は可能な最も外方の位置を取っており、支
持翼８は最も内側へ旋回せしめられた位置にあり、かつ
支持翼７は端板２゜３の縁４・５と円筒管１との間の中
間位置にある。第６図では支持翼７．８の可能な最も外
方の位置が点線で示されておシ、かつ符号１５゜１６で
示されている。

支持翼８のノーズ１８と隣接の支持翼９のテール１９と
の間の内のり間隔１７は支持翼９のノーズ２１と円筒管
１との間の内のり間隔２０とほぼ等しい。

第４図と化５図に示された本発明の別の実施例によれば
、第６図による旋回軸１３と比較可能な旋回軸２２に前
翼２３が固定的に取付けられている。前翼２３は回転可
能ではなく、そのために風車の各位置において第４図と
第５図に示された位置を保持する。更に旋回軸２２には
第６図による支持翼９と比較可能な支持翼２４が配置さ
れており、支持翼２４は端板２，３の縁と円筒管１との
間の領域内で旋回可能に旋回軸２２に支持されている。

支持翼２４と前翼２３とは旋回軸２２の領域内でちょう
査のように互いに内外に係合するようになっている。

第５図に示されているように、支持翼２４が内側へ旋回
すると、前翼２３と支持８２４との間に６角形の空間２
５が生じる。

前翼２３の外面が縁部を形成することなしに支持翼２４
の外面に移行するようにするためには、支持翼２４に前
翼の全長にわたって延びる切欠き２６が形成されている
。前翼２３と支持翼２４とが第４図に示された位置を取
ったときに切欠き内に前翼２３が埋没する。

図示されてはいないが、端板２，３にはストッパが設け
られてお９、このストッパは支持翼６．７．８．９が風
車の円筒形輪郭よりも外方へ旋回するのを阻止する。

更に円筒管１内部には発電機（図示せず）が、該発電機
のステータが円筒管１に、かつロータが定置の回転軸に
配置されるように支承されている。

風が矢印ａによって示される方向で風車に入ると、風は
矢印すによって示される方向で風車を通過し、かつ矢印
Ｃによって示される方向で風車を出る、このときに支持
翼８は円筒管１へ向かって旋回せしめられ、同時に支持
翼８に対しては矢印ｄによって示される回転方向に作用
する力が働く。この運転位置で支持翼７は第３図に示さ
れた中間的な位置を占める。

支持翼６と９との間から矢印Ｃによって示される方向で
風車から流出した風は風車の外部でノーズ１３の領域内
で渦流を発生させる。この渦流によって矢印ｅによって
示される方向の、ひいては矢印ｄによって示される回転
方向の力が支持翼９に対して及ぼされる。

第４図と第５図に示された実施例で風が矢印ｆによって
示される方向で吹くと、上記の、風車の回転方向の力に
加えて、矢印ｇによって示される方向の別の力が発生す
る。この力は、風が前翼２３と支持翼２４との間の６角
形の空間２５内で捕捉され、かつここで矢印ｇによって
示される方向の圧力を及ぼすことに由来する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による風車の実施例の側面図、第２図は
第１図による風車の平面図、第６図は第１図による風車
の拡大横断面図、第４図は本発明の第２の実施例の部分
図、第５図は支持翼が旋回した状態の第４図に相当する
部分図である。 １・・・円筒管、２，３・・・端板、４，５・・・縁、
６．７．８．９．２４・・・支持翼、１０．１１゜１２
．１３．２２・・・旋回軸、１４・・・台、１５゜１６
・・・位置、１７・・・間隔、１８・・・ノーズ、１９
・・・テール、２０・・・間隔、２５・・・空間、２６
・・・切欠き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ドラム形の風車であって、風車の回転軸に対して同
   軸的に配置された円筒管を備えており、該円筒管が両端
   に各１つの円形の端板を有しており、翼が彎曲した、流
   線形のプロフィールを有していて、しかも両端板の縁近
   辺で風車の回転軸に平行に配置された旋回軸に、ある制
   限範囲内で旋回可能に支承されている形式のものにおい
   て、風車の周縁部に等周方向距離を置いて分配された少
   なくとも４つの支持翼（６、７、８、９）が彎曲した流
   線形のプロフィールを有しており、かつ支持翼（６、７
   、８、９）がノーズ（１８、２１）でもって旋回軸（１
   ０、１１、１２、１３）に、端板（２、３）の縁（４、
   ５）と円筒管（１）との間の領域内で旋回可能に支承さ
   れていることを特徴とする、風車。 ２、支持翼（８）のノーズ（１８）と隣接の支持翼（９
   ）のテール（１９）との間の内のり間隔（１７）が支持
   翼（９）のノーズ（２１）と円筒管（１）との間の内の
   り間隔（２０）にほぼ等しい、特許請求の範囲第１項記
   載の風車。 ３、支持翼（６、７、８、９）の外面上に凹所が均等に
   分配されて配置されている、特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の風車。 ４、旋回軸（２２）に各１つの前翼（２３）が固定的に
   配置されている、特許請求の範囲第１項から第３項まで
   のいずれか１つの項記載の風車。 ５、前翼（２３）の表面が平滑である、特許請求の範囲
   第４項記載の風車。 ６、支持翼（２４）と前翼（２３）とが旋回軸（２２）
   の領域内でちょう番のように互いに内外に係合するよう
   になっている、特許請求の範囲第１項から第５項までの
   いずれか１つの項記載の風車。 ７、両端板（２、３）の縁（４、５）であって、支持翼
   （６、７、８、９）のテール（１９）の領域内にストッ
   パが設けられている、特許請求の範囲第１項から第６項
   までのいずれか１つの項記載の風車。 ８、円筒管（１）が円筒管（１）の軸線内に配置された
   回転軸に回転可能に支承されている、特許請求の範囲第
   １項から第７項までのいずれか１つの項記載の風車。 ９、円筒管（１）内部に発電機が、該発電機のステータ
   が円筒管（１）に配置され、かつロータが定置の回転軸
   に配置されるようにして支承されている、特許請求の範
   囲第１項から第８項までのいずれか１つの項記載の風車
   。 １０、円筒管（１）内部にポンプが配置されている、特
   許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１つの項
   記載の風車。