JP3226279B2 - 自己制御式流体エネルギタービン - Google Patents

自己制御式流体エネルギタービン

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JP3226279B2
JP3226279B2 JP51934996A JP51934996A JP3226279B2 JP 3226279 B2 JP3226279 B2 JP 3226279B2 JP 51934996 A JP51934996 A JP 51934996A JP 51934996 A JP51934996 A JP 51934996A JP 3226279 B2 JP3226279 B2 JP 3226279B2
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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
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 何世紀もの間、そして、現在まで、特に、主要エネル
ギ源として自然風内で使用することに関するような流体
エネルギ変換機械の変換効率および耐久性を向上するた
めに、多くの試みがなされてきた。これまで案出された
多くの形式の動力出力は、量産エネルギユニットからの
出力を容易に利用することができない遠隔地における場
合を除き、ガス、石炭、石油、水力発電および原子力シ
ステムからのエネルギの量産によって影が薄くなった。
近年、アメリカ合衆国、特に、カリフォルニアにおい
て、一つには技術の進歩の結果としてであるが、主とし
て、以前の税の助成金および制定されたままの調整規定
によって、風力発電力地帯が急速に増大している。
カリフォルニアにおいて使用されるような現代の風力
タービンは、税の助成金がなくなるときには、経済的に
衰え、そのうえ、気まぐれな突風と義務不履行の保守プ
ログラムに対する本質的な脆弱さに病んでいる。
この発明は、圧力変換タービンに適用されるときに
は、高い変換効率と、低い保守必要性と、現在のシステ
ムを悩ませている風の特性に対する最小限の脆弱さとを
提供するものである。
発明の分野 風のような、自然に流れる流体内において作動するよ
うに設計された現代のタービンは、一般に、一定しない
速度または設計限界を超える速度にうまく対処する必要
がある。この発明は、概略軸方向の流体入口と流体出口
とを周方向に間隔をあけて分布されるブレードの間に有
するとともに補助のゲート出口をも有する半径流式ロー
タと、流体動力学を制御し、かつ／または、余分な流れ
を解放する手段とを具備している。
従来の技術 従来技術の風力タービンには、概して、２つの形式の
ものがある。すなわち、（１）水平な回転軸を有し、半
径方向に延びる複数のプロペラブレードを有するタービ
ンと、（２）垂直な回転軸と、その軸回りに周方向に間
隔をあけて垂直方向に配される複数のブレードとを有す
るタービンとがある。垂直軸と、回転軸に沿って間隔を
あけた点から延びる湾曲した泡立て器形式のブレードに
類似した形態で垂直および水平方向の両方のベクトルを
有するブレードとを有するダリウスロータタービンのよ
うなハイブリッドタービンも存在する。
この発明の目的は、移動流体エネルギを、有用な用途
に、他の多くの公知の風力変換装置の効率をしのぐ効率
で変換することができる流体エネルギタービンを提供す
るとともに、広い範囲の風速にわたって回転速度を制御
する手段を提供することである。
この発明の他の目的は、逆風条件を免れかつ保守の必
要性の少ない、低コストの耐久性のある機械を提供する
ことである。
この発明の他の目的は、強風または嵐の間においてさ
えも、そのような条件下において完全に閉鎖するという
通常の必要性なしに、風力変換を行うことができる手段
を提供することである。
極めて強い風内におけるその作動能力に加えて、この
発明の特徴は、先端渦を生じる開放型旋回ブレードにお
いて経験されるよりもより小さい作動騒音のために、そ
こをわたる空気流の層流化への順応性である。
この発明は、特に、1988年11月１日に許可された出願
人自身の米国特許に開示された半径流式風力タービンと
ともに使用するのに向いているのみならず、装置の駆動
構成要素に向けられる空気流が迂回されるように適合可
能である、他の風力エネルギ変換器とともに使用するの
に向いている。
発明の概要 この発明は、概略水平な回転軸と、前方の軸方向の流
体入口と、間隔をあけて並び、前記ロータ軸に該略平行
に延びる主要方向成分を有する複数の長手方向の流体引
込みブレードの間の複数の出口とを有する半径流式ロー
タを利用する。加えて、複数の補助の出口ポートが入口
側とは反対のロータの後ろ側に設けられており、該ポー
トの各々は、ロータが停止するときに閉じられるが回転
中に所定の強度の出口を通る流れが生じたときには完全
に開かれる、ヒンジ結合されバネで付勢されたフラップ
またはゲートによって流体流れに対して密封される。加
えて、各ゲートフラップは、合成されたゲート組立体の
重心をヒンジ軸から離れた選択した位置に配置すること
を許容するような方法で、取り付けたフライウェイトま
たはカウンターウェイトによって、随意に平衡される。
カウンターウェイトは、ヒンジ回転軸のより近くに持っ
ていくことを許容するためにスライド式に位置決めでき
るようにし、それによって相応じて所定の超過流体圧力
のための調節を提供することにより、重心の所望の位置
について位置調整を行うことができる。カウンターウェ
イトの有効性は、それをヒンジ回転軸の近くに位置決め
することにより、またはこれに代えて、それをサポート
から取り外すことによって最小化され、どちらの場合に
おいても、ゲートフラップの付勢動作が、フラップの重
量およびゲートフラップを圧迫するヒンジ結合されたバ
ネ負荷を主に当てにすることになる。
フラップ組立体の重心が、ヒンジ軸から離れて位置決
めされるときには、流体流れの動力学および回転速度の
一定の組合せにおいて、遠心力および流れが各フラップ
をその理想的な出口ポートとの密封された関係から移動
させてしまうことになる。それが望ましくあるべきであ
ると判定されたときには、ゲートフラップは、カウンタ
ーウェイトの調節または取り外しによって流体流れのみ
に主に応答させられ得る。
もし、流体速度が増加し続ける場合には、重心のゼロ
力または対抗する力にかかわらず、動圧および静圧が、
さらに補助のポートを開くようにフラップに強制する。
嵐において直面するような、極限の流体流れ条件は、フ
ラップをその移動限界に維持し、余分な流れを最大限に
「放出」するために、ポートを全開状態に維持する。こ
れらの特徴は、一般に、嵐による損傷に対して装置を保
護し、さもなければ閉鎖が必要とされる強風条件におい
てさえも、継続した動力の発生およびR.P.M.制御を可能
にしている。
装置がいわゆるハリケーン領域における極度の強風に
かけられるような場合のように、さらなる保護が必要な
場合には、フラップの開位置への移動の前の予め選択さ
れた高い風速において、タービンからの流れの放出が、
ロータブレードのピッチを、より受動的な角度配置に変
更することを許容する付勢手段を組み込むことによって
提供され得る。これに代えて、ゲートフラップおよびロ
ータブレードは、ケーブルまたは押し棒のような手段に
よって随意に相互に接続されてもよく、このために、ゲ
ートフラップおよび１つまたはそれ以上のブレードの移
動が、調和した態様の関係で、風力の変化に一致する予
め選択された異なるピッチ角度に移動することになる。
この発明の目的は、移動流体エネルギを、有用な用途
に、他の多くの公知の風力変換装置の効率をしのぐ効率
で変換することができる流体エネルギタービンを提供す
るとともに、広い範囲の風速にわたって回転速度を制御
する手段を提供することである。
この発明の他の目的は、逆風条件を免れかつ保守の必
要性の少ない、低コストの耐久性のある機械を提供する
ことである。
他の目的およびこの発明の特徴であると考えられる特
徴は、特に、添付請求の範囲に述べられている。しかし
ながら、この発明は、構成および構築方法の両方におい
て、そのさらなる目的および特徴とともに、添付図面に
関連して与えられた以下の説明を参照することにより、
最もよく理解されるものと考える。
図面の簡単な説明 図１は、この発明を組み入れた風力タービンロータ組
立体の背面図である。
図２は、図１に示された風力タービンロータ組立体の
側面図である。
図３は、図１の風力タービンロータの部分的に破断し
た正面図である。
図４は、図３に示されたロータの破断した部分の拡大
図である。
図５は、図４に示されたロータの線５−５に沿って切
断した部分を示す側面図である。
図６は、流体圧力または回転速度に受動的に応答する
手段を組み込んだこの発明の実施形態を表す単一のブレ
ードを示している。
図７は、図１のロータの他の実施形態の拡大した断片
的な図であって、風力作動フラップが、該フラップの位
置をロータの調節可能なブレードのピッチと調和させる
押し棒により相互に接続されている状態を示している。
図８は、図７に示されるロータの部分を示す側面図で
ある。
好ましい実施形態の説明 ここで、図面を詳細にみると、図１は、この発明に係
る風ゲートフラップ10を組み込んだ半径流式風力タービ
ンロータ９のためのハウジングの後部壁を示す背面図で
ある。ここに示された６個のフラップ10の各々は、前記
後部壁の外縁近傍に周方向に分布しているヒンジ11によ
り回転可能に支持されている。ヒンジ動作を提供するト
ルクバー／ヒンジピン12は、ブラケット13によって支持
されている。したがって、ゲートフラップ10は、ロータ
の軸方向の中心の近傍に開口を提供するように周囲のベ
ースにおいて回転する。フライウェイト14は、各フラッ
プ10の先端の半径方向内方の開口の近くに配置された状
態に図示されている。フラップ10がヒンジ軸回りに動作
すると、空気は、前記トルクバーの一端における中心か
ら離れた腕42を従わせる。そのような移動がタービン内
への風の流れによって生ずると、トルクバー12は、ロー
タ９の壁に対して押し付けられる半径方向外方に延びる
腕43によって回転を妨げられ、フラップ10を開くように
作用する空気負荷に抗して平衡するねじり力を印加す
る。
図２は、図１に示された発明の側面図であり、大きな
「Ｘ」の記号15は、図３〜図５により明確に示されるロ
ータブレード16により専有される領域を示している。空
間17は、フラップ10とそれらの対応するトルクバーヒン
ジ組立体の領域を表している。
図３は、図１に示されたこの発明の実施形態の正面図
であり、３つのロータブレード16とそれらの支持縦通材
19を示すために前方入口リング18の一部を破断して取り
外したものを示している。また、図４により良好に示さ
れているケーブル23のためのケーブルガイドプーリ24の
形態で、フラップ10とブレード16とを相互接続する装置
も示されており、それによって、フラップの移動および
ブレードピッチ角度の変更が調和される。
図４は、図３の取り去られて露出た部分を示す拡大図
である。図４は、各ブレード16が、相互接続されたフラ
ップ10の各々による動作により作動されるときにブレー
ドがその回りを回転できる棒またはチューブ状の縦通材
19にどのように回転可能に支持されるかを示している。
各回転縦通材19は、一連のスポーク20の内の半径方向に
延びるスポークのそれぞれによって支持されている。一
連のスポークの内の他のスポークは、関連するフラップ
の隣接した対の間の空間に一致しかつ覆うように配置さ
れている。該他のスポークは、閉じたフラップとスポー
ク20との間を空気が流れることを防止するためのフラッ
プの座として機能するように配列されている。ゲートフ
ラップ10は、ロータが静止しているときには通常閉じら
れており、流体圧力が予め選択されたレベルまで、そし
て／または、ロータ９の予め選択された回転速度まで、
閉じられた状態に維持されるように設けられている。前
記ブレードの空気動力学的中心は、それらの回転軸の適
当な位置決めおよび輪郭形成によって、それらの縦通材
19の前方に配されるように設けられ、その結果、予め選
択された空気流速におけるブレードに、半時計回りの持
ち上げトルクが適用されることになる。このトルクは、
各ブレードの持ち上げトルク力を、ケーブル23を含むケ
ーブルシステムを介してゲートフラップ10に伝達するよ
うに作用する。ケーブル23は、ブレード16の前縁におい
て固定され、プーリ24をまわって、その後、図５に示さ
れるように、連続してプーリ25,26をわたって、その各
々のフラップ10上の接続箇所27に接続されている。した
がって、ブレード16に作用する空気動力学的負荷は、各
フラップ10の空気流速およびロータの回転速度に一致し
た開動作位置を提供するように、トルクバー12の付勢作
用と平衡した関係を達成する。
予め選択された空気圧力において、フラップ10は、ス
ポーク20とともに形成しているその出口ポートに対する
気密接触を破壊するように強制される、これによって、
ロータからの空気の通過が可能となる。これにより、半
径流式ロータ内部の静圧が減じられ、その結果、さもな
ければより強い風からロータによって生成されることに
なる駆動トルクが減じられる。他方、フラップ10の強風
流れによる移動は、ロータ回転の間にブレードのピッチ
を増大するために、接続ケーブル23によってそれぞれ関
連するブレード16に伝達される。これにより、ブレード
16間の間隙が増大され、さらに、ロータ内部からの空気
が吐き出され、内部の静圧が低減する。
ブレード16のより険しいピッチも、ロータ９の回転速
度を低減するように機能し、その動作は、増大する風速
とともに漸次継続する。これと同時に、結局、風が十分
に強いときには、ブレード16の最大ピッチ位置29に対応
する完全に開いた位置28までフラップ10が移動するよう
に、動作を強調するフライウェイト14に、フラップを開
くように、遠心力が作用する。開いたフラップ10および
フェザリング（feathered）されたブレード16の上述し
た極限の制限位置の効果は、風速に対する回転速度の低
減を伴った、ロータへの負荷および支持塔への制動負荷
（drag load）の低減である。
図６は、この発明の実施形態を示しており、受動的に
応答するブレード30は、ゲートフラップ10に相互接続さ
れていないが、自己フェザリングする。この実施形態に
おいて、ブレード30の空気動力学的中心31は、縦通材19
の後方に配置されるように輪郭形成することにより設計
されている。空気動力学的負荷は、ブレードを時計回り
に移動するように機能し、その動作は、ロータ９に固定
されその前縁の近傍においてブレード30に接続されたバ
ネ32により対抗されている。ストッパ部材33は、ブレー
ド30の半時計回りの動作を制限する。フライウェイト34
は、ブレードの下側に孤立した関係で固定されるように
設けられ、ロータの回転の遠心力の理由により、空気動
力学的負荷の作用を補うように重量に作用する。フライ
ウェイト34に作用する遠心力は、ブレードのピッチ角度
が増大するにしたがって、漸次、より突出するようにな
り、空気動力学的力はブレード30における迎え角が漸次
小さくなる結果の理由により、消滅する。したがって、
風、および／または、ロータ９の回転速度が増大する
と、ブレードピッチ角度は、破線で示されかつ参照符号
35により参照され、ロータへの負荷を低減することにな
るブレードの制限位置を達成する。ここで、湾曲したベ
クトル矢印により示されたロータの回転速度は、ブレー
ドのピッチ角度を反転することより反転されることを明
記しておく。
図７および図８は、この発明の他の実施形態を示して
いる。この実施形態は、ロッドまたはバーのような剛体
接続部材と、図８に、ゲートフラップ36とブレード53と
の相互接続のために、ロッドまたはバーの両端に符号を
付さない円形によって概略的に示されたようなそれらの
両端におけるボールアンドソケット継手のような調節可
能な継手とを含んでいる。単一のフラップとともに例示
されているように、フラップ36から延びる相互接続ロッ
ド37は、連結部材38,39によって、前記ブレード53の各
々の端部からロータ52の後部壁の弓形の溝41を通して突
出するバー40に接続されている。フローゲートフラップ
36が開かれるときには、各ブレード53は、究極的なピッ
チ角度を増大させるためにブレードの前縁の近傍に接続
された回転縦通材45の回りを移動させられる。この位置
は、フラップ36が図８に示される破線位置47に持ち上げ
られるときには、位置46において破線で示されている。
一対のヒンジブラケット49により支持されるトルクバネ
48は、低い風速のときには、ゲートフラップ36をロータ
52の流れポート51に対して閉鎖した状態に保持する。フ
ラップの重量およびロータ52の所望の設計性能に依存し
て、随意に、カウンタウェイト50が設けられ得る。
動作中は、フラップ36は、所定の空気圧力で最初に開
くようにバネ付勢されているが、ロータが回転すると、
ロータ組立体およびフラップの回転の遠心力が、フラッ
プをさらにもっと開くように補助する。したがって、強
い風のエネルギの解放は、該強い風の効果を制限するガ
バナーとして機能するようにゲートフラップ組立体に作
用する遠心力によって達成される。言い換えると、強い
風があるときには、その風は、第１に、ゲートフラップ
を閉じた状態に保持するバネの付勢作用に抗するように
機能するが、回転が発生すると、回転の遠心力が各フラ
ップ組立体をさらにもっと開くように作用し、さもなけ
れば、回転速度の増大を生じてしまう風の追加の作用を
解放する。したがって、フラップを通した強い風の解放
とフラップ36の回転の遠心力との平衡が達成される。す
なわち、フラップおよびカウンタウェイト組立体の遠心
力は、ブレードを通した通過を許容するよりもむしろフ
ラップ36を通した空気の迂回により生じるロータ速度の
低減によって減じられ、それにより、回転速度の調節が
達成される。
そのような速度の調節のためのゲートフラップ36を通
した空気の迂回に加えて、ブレード53は、それらの間を
通過する空気量を調節するように、所定の位置に自動的
に調節可能に形成されてもよい。この点については、フ
ェザリング可能な各ブレードを、バネのようなもので付
勢することにより、それらの間からの空気の解放の異な
る程度の所定のパターンが異なるロータ速度において達
成され得る。すなわち、ブレードの自動フェザリングを
供給することにより、さもなければ高い回転速度を生じ
てしまう強い風力の作用を抑制することができる。
３つの機構が、強風下におけるロータの速度の調節の
ためにこのように作動可能である。同時にまたは連続し
て機能するように設けられ得るこれらの機構は、すなわ
ち、開くことのできるゲートフラップ、フェザリング可
能なブレードおよび位置合わせ可能なフライウェイトで
ある。空気解放のためのロータの後部におけるゲートフ
ラップ36の解放は、ブレードのフェザリングと同時に生
ずるように設けられてもよく、または、一方の前に他方
が連続して、または、タービンの回転速度を調節するた
めに各々に連結されたバネの張力に依存して一緒に作動
されてもよい。この点に関して、ブレードおよびフラッ
プは、特定の使用地域における天候経験に依存した構成
要素の選択的な調節により配置され得る。すなわち、風
速が増大すると、ブレードのフェザリングはフラップが
開き始める前または後に、またはフラップと同時に開く
ことを開始し、若しくは、フラップまたはブレードのい
ずれかが、まず、他が開き始める前に、それらの最大開
位置まで開くことになる。
フラップは、フラップ36の各々の後ろに備えられた平
衡用カウンタウェイト50を設けることにより、ロータの
回転速度に応じて機能するように設けられ得る。フラッ
プ36およびカウンタウェイト50の回転の結合した遠心力
は、各ゲートフラップ36に対するカウンタウェイト50の
位置により決定される回転速度パターンに従って、フラ
ップ36を開くために機能するように設けられ得る。この
点において、カウンタウェイト50はそれぞれ、それぞれ
のゲートフラップ36上におけるそれらの位置を、ゲート
フラップの背面からの突出の程度のみならずそれらのゲ
ートフラップの回転軸に対する高さ位置の両方におい
て、調節可能にすることができる。フラップがロータ回
転中に移動し切ると、フラップヒンジ回りのカウンタウ
ェイトのモーメントの腕が増大し、回転軸回りのそれら
の回転半径も増大する。フライウェートと組み合わせて
フラップ36に機能する付勢バネは、したがって、フラッ
プの即座の全開を避け、かつ、閉鎖を回復するために非
常に低い回転速度が必要となることを避けるために、ロ
ータ速度の変化に対して非線形な力を印加するように選
択されかつ調節される。ゲートフラップ36とそれに取り
付けられたカウンタウェイト50の塊の遠心力は、それに
よって、ロータの回転速度を調節するための空気の放出
における有効性を変化させることができる。したがっ
て、所望のパターンの動作が、フライウェイト14の試行
錯誤による調節および位置決めにより決定されたように
達成される。
所定の地域において吹きそうであると予測される低レ
ベル最大風条件のようなさらに他の状況下においては、
フラップ上に据え付けられるカウンターウェイトはなく
てもよく、各ゲートフラップに作用するバネ48の付勢作
用のみが、直面される最も強い風に対してフラップの全
開を達成するために必要な調節範囲を供給するのにふさ
わしいことがわかる。
前述の観点から、開示された発明の多くの変形が、こ
の明細書に例示された原理の広い視野の範囲内でなされ
得ることを特筆しておく。したがって、特定の好ましい
実施形態が示されかつ説明されたけれども、添付の請求
の範囲により、この発明の真の精神および視野の範囲内
にある全てのそのような変更を網羅することを意図して
いる。

Claims (39)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ロータと、該ロータを駆動するために該ロ
    ータに含まれる複数の隣り合う空気引込みブレードとを
    具備し、 前記ロータが、前記ブレードの間の空間を通して解放す
    るための空気の受入用入口を有し、 前記ロータが、通常は閉じられていて、前記ロータ内に
    おいて生ずる所定のレベルを超える空気圧力の増大に応
    じて開くように設けられた補助の空気出口手段を具備す
    ることを特徴とする空気駆動式タービン。
  2. 【請求項２】前記ブレードをフェザリングするための手
    段を具備し、 該手段が、各々についての回転軸と、ブレードと、所定
    の空気圧力に合致したその回転軸回りの前記各ブレード
    のフェザリングされた方向付けを達成するための手段と
    を具備することを特徴とする請求項１記載の空気駆動式
    タービン。
  3. 【請求項３】前記ブレードと前記補助の空気出口手段と
    を相互接続する手段と、 異なる風の条件下において前記ロータの回転速度を抑制
    するために、前記ブレードおよび前記補助の出口手段の
    動作を調和させる手段とを具備することを特徴とする請
    求項２記載の空気駆動式タービン。
  4. 【請求項４】前記ロータが、前記ブレードの回転軸回り
    に回転可能であり、前記各ブレードが、前記ロータの回
    転軸に概略平行に延びる主要寸法成分を有しかつ該軸回
    りに間隔をあけていることを特徴とする請求項１記載の
    空気駆動式タービン。
  5. 【請求項５】前記補助の空気出口手段が、前記入口の反
    対側の前記ロータの側面に配置されていることを特徴と
    する請求項１記載の空気駆動式タービン。
  6. 【請求項６】前記補助の空気出口手段が、前記ロータの
    前記側面において旋回するゲートを具備することを特徴
    とする請求項５記載の空気駆動式タービン。
  7. 【請求項７】前記補助の空気出口手段の前記ゲートが、
    付勢手段によって通常は閉じた状態に保持されているこ
    とを特徴とする請求項６記載の空気駆動式タービン。
  8. 【請求項８】前記付勢手段が、バネ手段を具備すること
    を特徴とする請求項７記載の空気駆動式タービン。
  9. 【請求項９】前記付勢手段が、前記ゲートの各々に、各
    ゲートの回転軸からずれた位置関係に支持されるカウン
    タウェイトを具備し、それによって、前記ゲートの開き
    が、前記カウンタウェイトに作用する遠心力に付加的に
    応答することを特徴とする請求項４または請求項５記載
    の空気駆動式タービン。
  10. 【請求項１０】前記ブレードが、長手方向の回転軸回り
    に各々回転可能であり、前記ロータ内の空気圧力が前記
    所定のレベル以上に増大するときに、より大きな角度に
    漸次フェザリングされるように設けられていることを特
    徴とする請求項１記載の空気駆動式タービン。
  11. 【請求項１１】前記ブレードが、通常時は、それらの間
    隔を閉じる方向に向けて前記ブレードを付勢するように
    作用する付勢手段を具備することを特徴とする請求項７
    記載の空気駆動式タービン。
  12. 【請求項１２】前記付勢手段が、その回転軸から突出し
    てかたよった関係で、前記ブレードの各々に支持される
    フライウェイトを具備し、 該フライウェイトが、前記ロータの高い空気圧力による
    回転下で、前記ブレードのフェザリング角度を決定する
    ように前記付勢手段と協動的に機能するように設けられ
    ていることを特徴とする請求項11記載の空気駆動式ター
    ビン。
  13. 【請求項１３】前記ブレードのための前記付勢手段が、
    バネ手段を具備することを特徴とする請求項11または請
    求項12記載の空気駆動式タービン。
  14. 【請求項１４】前記ブレードが、前記補助の空気出口手
    段を開き始めるように作用する空気流の圧力よりも小さ
    い、前記ロータ内の所定の空気圧力レベルにおいて、そ
    れらの間の空間をより開くために、前記ブレードのフェ
    ザリングを開始するように設けられていることを特徴と
    する請求項10記載の空気駆動式タービン。
  15. 【請求項１５】前記ブレードが、前記補助の空気出口手
    段を開き始めるように作用する空気圧力よりも大きい、
    前記ロータ内の所定の空気圧力レベルにおいて、それら
    の間の空間をより開くために、フェザリングを開始する
    ように設けられていることを特徴とする請求項10記載の
    空気駆動式タービン。
  16. 【請求項１６】異なる風の条件下において、前記ロータ
    の回転速度を調節するために、前記ブレードと前記補助
    の空気出口手段との動作を調和させるように、前記ブレ
    ードと前記補助の空気出口手段とを相互に接続する相互
    接続手段を具備することを特徴とする請求項10記載の空
    気駆動式タービン。
  17. 【請求項１７】前記相互接続手段が、前記補助の空気出
    口手段と前記回転可能なブレードとを相互に接続するケ
    ーブルシステムを具備することを特徴とする請求項16記
    載の空気駆動式タービン。
  18. 【請求項１８】略水平な回転軸を有するロータを具備す
    る空気駆動式タービンであって、前記ロータが、該ロー
    タを駆動するための隣り合う複数の空気を引き込むブレ
    ードを有し、該ブレードの各々が、前記ロータの回転軸
    に概略平行に延びる主要寸法成分を有しかつ前記軸回り
    に間隔をあけて配置され、前記ロータが、前記ブレード
    間の空間を通して解放されるように、前記ロータ内に空
    気を取り入れるための軸方向空気流入口を有し、前記ロ
    ータが、通常閉じられていて、前記ロータ内に生ずる流
    体圧力における所定の超過に応じて開くように設けられ
    ている補助の空気出口手段を具備することを特徴とする
    空気駆動式タービン。
  19. 【請求項１９】各ブレードについての回転軸と、所定の
    空気圧力に合致する各ブレードの前記回転軸回りの前記
    ブレードのフェザリング方向を達成する手段とを具備す
    る前記ブレードをフェザリングする手段を含むことを特
    徴とする請求項18記載の空気駆動式タービン。
  20. 【請求項２０】前記ブレードおよび前記補助の空気出口
    手段を相互接続する手段と、異なる風の条件下において
    前記ロータの回転速度を抑制するために、前記ブレード
    および前記補助の空気出口手段の動作を調和させる手段
    とを具備することを特徴とする請求項18または19記載の
    空気駆動式タービン。
  21. 【請求項２１】前記相互接続手段が、ケーブルシステム
    を具備することを特徴とする請求項20記載の空気駆動式
    タービン。
  22. 【請求項２２】前記ブレードが、フェザリング手段を具
    備し、それによって前記ブレードが、前記長手軸回りに
    それぞれ回転可能であり、前記ブレードが、その軸線回
    りに、隣接するブレードとの空間を閉鎖する方向に向け
    て各々を付勢し、所定レベルを超える流れの圧力下にお
    いて、フェザリング角度およびそれらの間の空間をより
    開くことを達成するための付勢手段をも具備することを
    特徴とする請求項18記載の空気駆動式タービン。
  23. 【請求項２３】流体の流れの方向に略平行な回転軸を有
    するロータと、前記ロータの周りに周方向に配列された
    隣り合う複数の流体引込みブレードと、隣接するブレー
    ドの対の間に画定される複数の流体出口の隙間とを具備
    し、 前記ロータが、前側と後ろ側とを有し、該ロータの前側
    が、流入する流体を受け入れるための入口を有し、前記
    ロータの後ろ側が流入する流体を流体出口の隙間を通し
    て外部に向かわせるために流体流れの方向に概略対面す
    る後部壁部材を有し、それによって、ロータを回転さ
    せ、前記後部壁部材が、少なくとも１つの流体出口ポー
    トと、該ポートを前記流入する流体の速度に依存して可
    変する程度で覆うゲートとを有することを特徴とする流
    体駆動式タービン。
  24. 【請求項２４】前記後部壁部材が、複数の流体出口ポー
    トを有し、各ポートが、流入する流体の速度に依存して
    可変する程度で該ポートを覆うゲートを有することを特
    徴とする請求項23記載のタービン。
  25. 【請求項２５】タービンに動力を与えるために使用され
    る前記流体が、風の形態の空気であることを特徴とする
    請求項23記載のタービン。
  26. 【請求項２６】前記流体出口ポートが、各ポートが回転
    軸に向かって狭くなる幅を有していることを特徴とする
    請求項23記載のタービン。
  27. 【請求項２７】前記ゲートが、前記後部壁部材に対して
    移動可能であることを特徴とする請求項24記載のタービ
    ン。
  28. 【請求項２８】前記ゲートが、前記後部壁にヒンジ結合
    されていることを特徴とする請求項27記載のタービン。
  29. 【請求項２９】前記ポート上の閉じた位置に向けて前記
    ゲートを付勢する付勢手段をさらに具備し、該付勢手段
    が風力に応じてゲートを可変式に開くことを可能として
    いることを特徴とする請求項28記載のタービン。
  30. 【請求項３０】風速がゼロに近いときに前記ポート上の
    完全に閉じた位置に前記ゲートを維持し、風速が所定の
    レベル以上に増加したときには前記ゲートの開度を増大
    する、ゲートのための開閉機構をさらに具備することを
    特徴とする請求項23記載のタービン。
  31. 【請求項３１】前記付勢手段が、風速に応じて、前記ゲ
    ートを受動的に開くことを可能とすることを特徴とする
    請求項30記載のタービン。
  32. 【請求項３２】前記ゲートを前記後部壁にヒンジ結合し
    ているヒンジ軸が前記ロータの周囲の近くに配されてい
    ることを特徴とする請求項28記載のタービン。
  33. 【請求項３３】風速の増減に従ってゲートの所望の開度
    を許容するために、前記付勢手段と関連して動作する釣
    合いおもりをさらに具備することを特徴とする請求項29
    記載のタービン。
  34. 【請求項３４】前記開閉機構が、所定の速度を超える最
    大風力において完全に開いた位置にゲートを移動させる
    ことができることを特徴とする請求項30記載のタービ
    ン。
  35. 【請求項３５】略水平な回転軸と、該ロータの周りに周
    方向に配列された複数の隣り合う流体引込みブレード
    と、流体流れの方向に概略対面する後部壁部材とを有す
    る半径流式ロータ内部の流体圧力を解放する方法におい
    て、 前記ロータの回転軸が前記流体の力の方向に実質的に平
    行となるようにロータを向けるステップと 前記後部壁部材に略垂直に衝突する流体の力に応じて前
    記後部壁部材のポートを開くステップと、 流体の速度の増減に従って前記ポートの開度を変更する
    ステップとを具備することを特徴とする方法。
  36. 【請求項３６】前記変更するステップが、流体の力の変
    化に応じて、受動的に行われることを特徴とする請求項
    35記載の方法。
  37. 【請求項３７】前記流体が風であることを特徴とする請
    求項35記載の方法。
  38. 【請求項３８】前記流体の力の速度がゼロに近いときに
    前記ポートを閉じた位置に維持するステップをさらに具
    備することを特徴とする請求項35記載の方法。
  39. 【請求項３９】前記変更するステップが、前記流体の力
    が所定のしきい値を超えるときに前記ポートの開度を増
    大させるステップを具備することを特徴とする請求項35
    記載の方法。
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