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技術 風力タービンタワーなしの据え付けに好適な改善された風力タービン

出願人 オヘイガン、ピーターケイ.
発明者 オヘイガン、ピーターケイ.
出願日 2016年3月14日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2017-567511
公開日 2018年3月29日 (3年10ヶ月経過) 公開番号 2018-508711
状態 特許登録済
技術分野
  • -
主要キーワード 中央スピンドル ノズル効果 出力空気流 中央ドラム ブレードハウジング 電気発電機 外ハウジング 発電機アセンブリ
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図面 (17)

課題・解決手段

本発明は、風力タービンタワーなしに据え付けるのに好適な改善された風力タービンを開示する。風力タービンは、適切に選択されたブレードを備える回転子に基づく。風の流れの中のノズルおよびディフューザは、回転子に適用可能な風エネルギ量を増大させる。回転子は、広範な風速での発電を可能にする1つ以上の発電機と遮断可能に接続される。回転子はまた、風エネルギ可用性によって、必要に応じて回転エネルギ蓄積または使用することを可能にするフライホイールとも遮断可能に接続される。1つ以上の風力タービンが、共通のハウジング内にまとめられることができる。風力タービンタワーがないこと、および全体的にコンパクトな設計によって、風力タービンが建物近接して、またはその上で用いられることが可能になる。

概要

背景

風力タービンは、風の運動エネルギを、回転子ブレードの回転によって機械的エネルギに変換する手段として周知である。そして、次に機械的エネルギは、発電機によって電気エネルギに変換されることができる。

発電のために用いられる1つのタイプの風力タービンは、好適なサイズにされたタワーの頂上に置かれた共通のスピンドルに接続されたいくつもの長細いブレードを備える回転子で構成される。このタイプの図示は、US8,622,698の図1に見出すことができる。このタイプの風力タービンが実際に直面する課題は、特に低速風では力不足であり、安全および効率のためにタワーおよびブレードの高さが必要とされ、そのような大きな構造が全体的に邪魔な外観であることである。本特許は、実際に用いられる共通の風力タービンタワーを図示し、細く高い単一の要素支持体である。

ある程度は、風力タービンの効率は、ベッツの法則によって予測される。この法則は、風力タービンが風の運動エネルギのわずか16/27(59.3%)未満を取り込むことができることを予測する。この限界は、それらのエネルギを回転子ブレードに伝達する空気の分子衝突の結果として生じる。

実際に、風力タービンは、ベッツの法則の限界のわずか約75〜80%を取り込むことができる。しかしながら、より高い効率を実現する手段は、回転子の前後でのノズルおよびディフューザの使用によって、さらなる風の流れを収集することである。この取り組みは、US20120175882にさらに十分に記載されている。

ノズルおよびディフューザを作り出すための側板またはカウリングを備える多くの風力タービンが、当技術分野において既知である。一例は、WO2012137008に見出される。別のものは、WO2006065248に見出される。タワー構造で用いるように特化されたより早期のタイプの風力タービン側板が、US4075500に見出される。しかしながら、実際には、側板の重量および風の負荷によって、風力タービンタワー上に据え付けることが難しいことが判明している。

風力タービンの他の欠点は、US2012282092の段落0014以下に見出される。これらは、地面付近での不十分な動作、タワーによって必要とされる大きな寸法、高価な保守および繰り返すストレスおよび故障を含む。

風力タービンにおける1つのタイプの不十分さは、ブレードの先端で作り出される風の流れによって作り出される。この問題を解決するための1つの手段は、ブレードを構造物で囲むことであり、それによって、そのような流れはなくなる。そのような構成は、CA2590918(図3)に見出だされる。当該特許では、ドラムもまた、発電機の一部として機能する。

風力タービンが、より低速風で効率的である設計がなされることができ、共通の風力タービンタワーの使用なしに設置されることができ、風力タービンの一般的に先に知られた欠点を全体として克服することができると、有益である。

発電による課題は、伝達および分配システムにおける電気損失である。大量の電気が、1つの場所から別の場所への電気の単なる伝達において失われる。この課題のためには、発電システムを電気が用いられる場所に近接して位置させることが望ましい。本発明は、発電容量建物に近接して、または好適なケースでは、建物上に位置させることを可能にし、伝達ロスをなくす。

電気に関するシステムによる最終的な課題は、過剰な電気を蓄積し、電源における揺らぎを平滑にすることにおける困難である。この課題は、電気発電機電力供給するために風を用いる場合に、風の自然の揺らぎに起因して顕著である。この問題を解決する1つの手段は、US8749083に見出されるように、フライホイールおよびクラッチの使用によるものである。しかしながら、その中で提案された当該システムは、重いフライホイールを風力タービンタワーの頂上に据え付けなければならない課題に苦しむ

水等の液体は、空気等の気体と同じような流れを有し得る。ほとんどの風力タービンの設計の欠点は、それらの設計を自然水流面積適合させて発電させる能力がないことである。

概要

本発明は、風力タービンタワーなしに据え付けるのに好適な改善された風力タービンを開示する。風力タービンは、適切に選択されたブレードを備える回転子に基づく。風の流れの中のノズルおよびディフューザは、回転子に適用可能な風エネルギ量を増大させる。回転子は、広範な風速での発電を可能にする1つ以上の発電機と遮断可能に接続される。回転子はまた、風エネルギの可用性によって、必要に応じて回転エネルギを蓄積または使用することを可能にするフライホイールとも遮断可能に接続される。1つ以上の風力タービンが、共通のハウジング内にまとめられることができる。風力タービンタワーがないこと、および全体的にコンパクトな設計によって、風力タービンが建物に近接して、またはその上で用いられることが可能になる。

目的

しかしながら、より高い効率を実現する手段は、回転子の前後でのノズルおよびディフューザの使用によって、さらなる風の流れを収集することである

効果

実績

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請求項1

風力タービンであって、両方の端が開放されている自由回転可能なドラム式回転子であって、前記ドラム式回転子の吸気端は空気流受け入れ、前記ドラム式回転子のその反対側かつ出口端は、前記空気流を吐き出す、ドラム式回転子と、前記ドラム式回転子内部に配置され、それと接続され、それと同軸であることによって、前記回転子を通る空気流の通過が、前記回転子がその軸を中心として回転すること誘発する、1つ以上のブレードと、前記回転子を前記風の方向へと向かわせるための手段と、1つ以上の発電機を前記回転子に遮断可能に接続して、その回転から発電するための手段と、を備える、風力タービン。

請求項2

前記1つ以上のブレードは、スクリュー様のブレードである、請求項1に記載の装置。

請求項3

前記1つ以上のブレードは、ファン様のブレードである、請求項1に記載の装置。

請求項4

前記装置が前記回転子の前記出口端の次に続くディフューザをさらに備える、請求項1〜3に記載のデバイスのいずれか。

請求項5

前記装置が前記回転子の前記入口端の前にノズルをさらに備える、請求項1〜3に記載のデバイスのいずれか。

請求項6

前記装置が前記回転子の前記出口端の次に続くディフューザと、前記回転子の前記入口端の前にノズルをさらに備える、請求項1〜3に記載のデバイスのいずれか。

請求項7

前記装置が、前記回転子に遮断可能に接続され、かつ1つ以上の発電機に遮断可能に接続されているフライホイール格納手段と、前記回転子への前記フライホイール格納の前記接続を制御し、かつ前記フライホイール格納への1つ以上の発電機の前記接続を制御するための制御手段と、をさらに備える、請求項1〜6に記載のデバイスのいずれか。

請求項8

前記装置は、他の類似の装置および前記複数のそのような装置を風に向かわせる手段とともに前記装置を使用することを可能にするようなモジュール様式で組み立てられる、請求項1〜7に記載のデバイスのいずれか。

請求項9

風力タービンであって、1つ以上のスクリュー様のブレードを有する両方の端が開放されている自由回転可能なドラム式回転子であって、前記スクリューブレード掌性ピッチ、回転子接続角度、および前記回転子内の位置が実験によって判定され得、回転子のサイズと風速との特定の組み合わせに対して最適化され得る、ドラム式回転子と、ノズルとして入力空気流を集め、前記入力空気流を前記回転子内へと向かわせるための入力カウリングと、前記回転子から前記出力空気流を受け入れるディフューザとして機能するための出口カウリングと、発電を行うために、前記回転子と遮断可能に接続され得る、1つ以上の発電機と、回転エネルギ蓄積するために、前記回転子または前記1つ以上の発電機のいずれかと遮断可能に接続され得る、前記回転子と同軸のフライホイールと、前記風力タービンが利用可能な風に向けられることを可能にする回転テーブルと、利用可能な風の風速および方向を測定し、前記回転テーブル、ならびに前記回転子と前記1つ以上の発電機との間の前記遮断可能な接続、および前記回転子と前記フライホイールとの間の前記遮断可能な接続を制御するコントローラと、を備える、風力タービン。

請求項10

発電するためのタービンであって、液体または気体の流れを回転エネルギに変換するための回転子手段と、1つ以上の発電機を前記回転子手段に遮断可能に接続するため、および発電するための発電手段と、前記回転子手段への前記流れの入力におけるノズル手段と、前記回転子手段からの前記流れの出力におけるディフューザ手段と、前記回転子手段からの前記回転エネルギを蓄積するためのフライホイール手段と、回転エネルギを一方から他方に伝達して、回転エネルギを蓄積するかまたは用いるために、前記回転子手段と前記フライホイール手段とを遮断可能に接続するための手段と、前記タービンを風に向かわせるか、または風から外れるように向かわせる回転テーブル手段と、前記回転テーブル手段および前記遮断可能な接続を制御するためのコントローラ手段と、を備える、発電するためのタービン。

技術分野

0001

本特許は、ノズルおよびディフューザの使用を通して空気流を増大させ、風力タービンタワーなしの据え付けに好適な風力タービンに関する。

背景技術

0002

風力タービンは、風の運動エネルギを、回転子ブレードの回転によって機械的エネルギに変換する手段として周知である。そして、次に機械的エネルギは、発電機によって電気エネルギに変換されることができる。

0003

発電のために用いられる1つのタイプの風力タービンは、好適なサイズにされたタワーの頂上に置かれた共通のスピンドルに接続されたいくつもの長細いブレードを備える回転子で構成される。このタイプの図示は、US8,622,698の図1見出すことができる。このタイプの風力タービンが実際に直面する課題は、特に低速風では力不足であり、安全および効率のためにタワーおよびブレードの高さが必要とされ、そのような大きな構造が全体的に邪魔な外観であることである。本特許は、実際に用いられる共通の風力タービンタワーを図示し、細く高い単一の要素支持体である。

0004

ある程度は、風力タービンの効率は、ベッツの法則によって予測される。この法則は、風力タービンが風の運動エネルギのわずか16/27(59.3%)未満を取り込むことができることを予測する。この限界は、それらのエネルギを回転子ブレードに伝達する空気の分子衝突の結果として生じる。

0005

実際に、風力タービンは、ベッツの法則の限界のわずか約75〜80%を取り込むことができる。しかしながら、より高い効率を実現する手段は、回転子の前後でのノズルおよびディフューザの使用によって、さらなる風の流れを収集することである。この取り組みは、US20120175882にさらに十分に記載されている。

0006

ノズルおよびディフューザを作り出すための側板またはカウリングを備える多くの風力タービンが、当技術分野において既知である。一例は、WO2012137008に見出される。別のものは、WO2006065248に見出される。タワー構造で用いるように特化されたより早期のタイプの風力タービン側板が、US4075500に見出される。しかしながら、実際には、側板の重量および風の負荷によって、風力タービンタワー上に据え付けることが難しいことが判明している。

0007

風力タービンの他の欠点は、US2012282092の段落0014以下に見出される。これらは、地面付近での不十分な動作、タワーによって必要とされる大きな寸法、高価な保守および繰り返すストレスおよび故障を含む。

0008

風力タービンにおける1つのタイプの不十分さは、ブレードの先端で作り出される風の流れによって作り出される。この問題を解決するための1つの手段は、ブレードを構造物で囲むことであり、それによって、そのような流れはなくなる。そのような構成は、CA2590918(図3)に見出だされる。当該特許では、ドラムもまた、発電機の一部として機能する。

0009

風力タービンが、より低速風で効率的である設計がなされることができ、共通の風力タービンタワーの使用なしに設置されることができ、風力タービンの一般的に先に知られた欠点を全体として克服することができると、有益である。

0010

発電による課題は、伝達および分配システムにおける電気損失である。大量の電気が、1つの場所から別の場所への電気の単なる伝達において失われる。この課題のためには、発電システムを電気が用いられる場所に近接して位置させることが望ましい。本発明は、発電容量建物に近接して、または好適なケースでは、建物上に位置させることを可能にし、伝達ロスをなくす。

0011

電気に関するシステムによる最終的な課題は、過剰な電気を蓄積し、電源における揺らぎを平滑にすることにおける困難である。この課題は、電気発電機電力供給するために風を用いる場合に、風の自然の揺らぎに起因して顕著である。この問題を解決する1つの手段は、US8749083に見出されるように、フライホイールおよびクラッチの使用によるものである。しかしながら、その中で提案された当該システムは、重いフライホイールを風力タービンタワーの頂上に据え付けなければならない課題に苦しむ

0012

水等の液体は、空気等の気体と同じような流れを有し得る。ほとんどの風力タービンの設計の欠点は、それらの設計を自然水流面積適合させて発電させる能力がないことである。

発明が解決しようとする課題

0013

本発明の目的は、本装置を通して風速を増大させることにおいて、先行技術の制限を克服することである。

0014

本発明の別の目的は、回転子と1つ以上の発電機との間の接続を設けることによって、発電効率を、回転子を通した速度に適切に改善させることである。

0015

本発明の別の目的は、過剰な電気を機械的に、または他の手段によって蓄積する手段を作り出し、そのような過剰な容量が必要に応じて用いられることを可能にすることである。

0016

本発明の別の目的は、容易に据え付けられ得、建物の屋上を含む任意の場所で用いられ得るコンパクトな装置を作り出すことである。

0017

本発明の別の目的は、本発明による1つ以上の装置を、同じ設置で用いることを可能にすることである。

課題を解決するための手段

0018

本特許は、一実施形態において、風力駆動型ブレードが付けられた中央ドラム式回転子を用いる装置を説明する。ドラム式回転子の使用は、ブレードが、それらの動きの外側または周縁に固定されることを可能にし、さらに従来的な風力タービンにおいて起こる渦流を除去する。

0019

さらに、ドラム式回転子の使用は、多くの異なるタイプおよび配置のブレードが用いられることを可能にする。用いられることができる2つの主なタイプのブレードは、スクリューおよびファンブレードである。

0020

スクリューブレードは、フランジ幅が回転子の半径と概ね等しいヘリカルフランジである。フランジは、螺旋経路に従って、その外側端で回転子に接続される。フランジの中心側は、緩やかであるかまたは任意には回転子と同軸のスピンドルに接続されることができる。2つ以上のスクリューブレードが用いられる場合、スクリューブレードは、回転子内部で調和して、それと同軸に位置する。フランジが偶数である場合、反対側のフランジは、実際には1つのピースである反対フランジで、らせん形状をなぞる。

0021

スクリューブレードのらせんは、右方向または左方向であることができ、らせんが1つの完全な回転をなす地点間の距離として記載されたピッチを有する。加えて、フランジは、さまざまな角度で回転子に接続されることができる。スクリューブレードの掌性、ピッチ、回転子接続角度、および回転子内部での位置は、実験によって判定され得、回転子のサイズと風速との特定の組み合わせに対して最適化され得る。

0022

ファンブレードは、回転子と同軸の中心軸を中心とした複数の同一のブレードである。ブレードは、それらの遠位端で回転子と接続され、それらの中央端で互いに、または任意のスピンドルと接続される。ファンブレードの形状、サイズ、角度、および設計、ならびにそれらの回転子内部での位置は、実験によって判定され得、回転子のサイズと風速との特定の組み合わせに対して最適化され得る。

0023

他のタイプの回転子を、本発明で用いることができる。例えば、適切なサイズにされたファンまたはブレードが付けられる中央スピンドルを設けることができる。必要に応じて、中央スピンドルに、適切なハブを付けることができる。

0024

風を集めるためのノズルを回転子の前に位置させて、進入してくる空気の流れを増大させることができる。同様に、ディフューザを回転子の後に位置させて、既存の空気の圧力を低下させることができる。両方の技術は、低速風の状況で発電させるための本装置の能力を高めるために有用である。

0025

ノズルおよびディフューザは、適切な形状にされたカウリングの使用を通して適合されることができる。入力カウリングは、風を集めて、吸気流のためのノズルを作り出す。出口カウリングは、低圧ゾーンを作り出して、ディフューザとして機能する。

0026

回転子上の風速を増大させる別の手段は、逆円錐スピンドルを用いることである。そのようなスピンドルは、回転子の内部に存在するベンチュリ効果を増大させる。そのようなスピンドルの実際の位置は、用いられるブレードの配置に加えて、任意のノズルまたはディフューザが用いられていることを考慮に入れる。

0027

回転子は、その軸を中心として自由回転する。そのような自由回転は、従来の軸受リングによって、回転子の周囲の2つ以上の位置で達成されることができる。代替的に、空気軸受または磁気軸受等の摩擦がより起きにくい軸受システムを用いることができ、これらは当技術分野において周知である。

0028

本装置は、当技術分野において周知である、好適なサイズにされたモータ駆動式回転テーブルによって風の中で回されることができる。当技術分野において周知の、風向および風速を測定し、回路機構を制御するための風向風速計を用いて、必要とされる方向を判定する。

0029

本発明のドラム式回転子は、発電機を機械的に接続することができる数多くの異なる手段を提示する。好ましくは、複数の発電機は、回転子に個々に各発電機を機械的に接続するための手段とともに用いられる。発電機の機械的接続が、回転子に対する負荷を作り出すため、低速風の状況では、単に1つまたは少数の発電機を回転子と機械的に接続させて、より低速の風を前提として、発電機の最も高い効率で動作させることが望ましい。風の負荷が高い状態では、さらなる発電機を回転子に機械的に接続させて、システム内に存在するより高いエネルギを利用することができる。発電機と回転子との接続を機械的に遮断し、それを制御するための手段は、当技術分野において周知である。

0030

本装置は、回転子と同軸のフライホイールを有することができる。フライホイールは、クラッチおよび伝動装置を備える回転子および発電機と接続されて、フライホイール内の回転子の動きを蓄積するか、または代替的には、フライホイールに、発電機に電力供給させることができる。また、電気エネルギの余剰がある場合は、発電機を、ひいてはフライホイールにエネルギを伝達するモータとして機能させることによって、システムを逆に動作させることも可能である。

0031

フライホイールの動きを回転子および発電機に接続してそこから伝達し、それを制御するための手段は、当技術分野において周知であり、一方向および二方向クラッチギアボックス、およびトルク変換機を含む。

0032

本装置は、記載されたように、タワーなしで据え付けられることができる。本装置の全体的なサイズは、回転子の直径および付加的なカウリングに比例する。

0033

また、本装置は、多数のユニットが共通の回転テーブル回転システム上の共通の設置で用いられることを可能にするモジュール式で配置されることもできる。多数のユニットを備えるモジュール式の設置では、1つ以上のユニットのいずれかが、修理または保守のために容易に取り除かれ得、一方で、ユニットの平衡は、生成のために適所のままにされる。

0034

万一破壊的であることが予測される非常に早い風速の場合には、本装置は、風から外れた角度に回され、不必要に高い負荷から回転子を保護し得る。そのような状況における従来のタワーに据え付けられた風力タービンとは異なり、本装置の回転子は、風から外れるように回ることによって損害から容易に保護される。

0035

本発明は、自然の水路で用いられるように適合されることもできる。内部の態様のすべてが、水流の方向の中に回されるかまたはその内部に位置する、防水性の回転子を備えることができる。

図面の簡単な説明

0036

添付の図面を例としかつ参照して、本発明の実施形態が説明される。図面は、本発明の実施形態の一例のみを図示し、したがって、本発明が他と同様の効果的な実施形態を有し得るとして、その範囲を限定することは考えられていない。

0037

本発明による風力タービンの切欠き斜視図を図示する。
本発明による風力タービンの正面図を図示する。
本発明による風力タービンの、図2からのセクションA−A間の断面図を図示する。
本発明による風力タービンの主要な内部構成要素の局部透視図を、図3と同じ向きで図示する。
代替の外ハウジングを備え、回転テーブル上に置かれた、図4の本発明による風力タービンの局部透視図を示す。
図5に図示された本発明による風力タービンの斜視図を図示する。
図5に図示された本発明による風力タービンの正面図を図示する。
本発明による風力タービンで用いられる発電機アセンブリの詳細概略図を図示する。
前述の図のいずれかに図示されたような、本発明による風力タービンの背面図を図示し、内部機構の配置を図示するために出口カウリングが取り除かれている。
本発明の代替の実施形態の側部局部透視図を図示し、ここでは、多数の風力タービンユニットが、共通のハウジング内にまとめられている。
図10の本発明の代替の実施形態の斜視図を図示する。
図10の本発明の代替の実施形態の正面図を図示する。
本発明の別の代替の実施形態の斜視図を図示し、多数の風力タービンの異なる群が、共通のハウジング内にまとめられている。
図13の本発明の代替の実施形態の正面図を図示する。
図13の本発明の代替の実施形態の側部局部透視図を図示し、風力タービンがさらに、風力タービンの1つのセットの出口ポートが、すべて共通のハウジングの内部にある付加的な風力タービンの入力ポートに供給することができる配置でまとめられることができることを示している。
建物の屋上の上に置かれた、図10、11および12の風力タービンを図示する。

実施例

0038

図1は、本発明による風力タービン10の切欠き斜視図を示す。本発明は、同軸のスピンドル25を取り囲むヘリカルブレード20を有する。ハウジング30は、ノズルとして吸気流を集める吸気カウリング35をさらに示す。切欠きセクションは、ヘリカルブレード支持部38の位置と、同軸のフライホイール40とを示す。ヘリカルブレード支持部38内部のすべてが、本発明の回転子を備える。

0039

図2は、本発明による風力タービン10の正面図を示す。タービンは、同軸のスピンドル25を取り囲むヘリカルブレード20の前縁22を示す。吸気カウリング35は、ノズルとして吸気流を集め、風力タービンの内部の他の機器を覆い、風力タービンを妨害する埃、動物および他の有機堆積物の進入を防止する。

0040

図3は、風力タービン10の、図2からのセクションA−A間の断面図を示す。風力タービンは、風が左から風力タービンに進入し、右で出ていくように回される。これは、ノズルとして吸気流を集める吸気カウリング35、ヘリカルブレード20、および同軸のフライホイール40の位置を示す。本図は、形状がヘリカルブレードの方向に最大端を備える円錐であることによって、付加的な吸気流の集中を提供するように設計された同軸のスピンドル25をさらに示す。ヘリカルブレード20は、ブレードハウジング41内部で回転し、ブレードハウジングは、ひいては好適に位置付けられたガイドローラ44または発電機アセンブリ50によって外ハウジング42から分離される。ブレードハウジング41内部のすべてが、本発明の回転子として機能する。

0041

図4は、風力タービン10の主要な内部構成要素の局部透視図を、図3と同じ向きで示す。外ハウジング42内部のすべてのパーツは、破線で示される。吸気カウリング35は、同軸のスピンドル25とともに、ノズルとして、進入してくる空気流を集める。同軸のスピンドル25は、本実施形態では、ディフューザとして機能し、ヘリカルブレード20の前縁22の一部からそれらの後縁23までの気圧を低減する出口部26を有するようにも設計されている。ヘリカルブレード20は、同軸のスピンドル25の出口部26に、そしてそれらの他側では、ブレードハウジング41に取り付けられる。本発明の回転子として機能するブレードハウジング41は、好適に位置付けられたガイドローラ44または発電機アセンブリ50によって回転する。また、ブレードハウジング41は、ブレードハウジング41から、ブレードハウジング41と同軸でありその外側にあるが外ハウジング42の内部にあり、摩擦低減手段によって外ハウジング42から分離されたフライホイール40に機械的エネルギを与えるギアボックス60に機械的に係合されてもよい。

0042

図5は、本発明の異なる実施形態の主要な内部構成要素の局部透視図である。代替の外ハウジング43内部のすべてのパーツは、破線で示される。本発明の代替の実施形態は、延長入力カウリング46と延長出口カウリング47とを含む、代替の外ハウジング43を備える風力タービン10である。風力タービンは、機械的回転テーブル70上で、風が左から風力タービンに進入し、右で出ていくように回される。機械的回転テーブル70は、モータまたは他の手段によって電力供給され、風向風速計からの入力信号によって、および当業者には周知の他の技術によって、マイクロコントローラにより制御されることができる。回転テーブル70は、中心線71を中心として回転する。延長入力カウリング46は、より大きな風エネルギを取り込むためのさらなる断面積を提供し、ノズルとして機能する。延長出口カウリング47は、出力される空気の圧力を低くし、風力タービンを通る空気の速さを増大させ、ディフューザとして機能する。

0043

図6は、図5の装置を斜視図で示す。装置の入口に位置し、不要な動物および物体の進入を防止して安全機構として機能するようなサイズにされた任意のメッシュ75がさらに示される。本図は、機械的回転テーブル70上で回されて、開口を風の中に向けて位置させることができる風力タービン10を示す。延長入力カウリング46および延長出口カウリング47がさらに示される。また、メッシュの内側には、同軸のスピンドル25、吸気カウリング35、およびヘリカルブレード20の前縁22を見出だすことができる。

0044

図7は、図6の装置を正面図で示す。本図は、延長入力カウリング46を示す。また、同軸のスピンドル25、吸気カウリング35、およびヘリカルブレード20を見出だすことができる。また、機械的回転テーブル70が示される。

0045

図8は、発電機アセンブリの図式化された詳細を示す。発電機またはオルタネータ80は、ヒンジ付きベース84上に据え付けられ、摩擦車またはギア82に直接接続される。摩擦車またはギア82は、摩擦車またはギア82が回転エネルギ源と係合されることを可能にするアクチュエータ86を係合することによって、好適な駆動源と係合されることができる。発電機またはオルタネータ80の出力は、当技術分野において周知の手段によって接続されて、発電機アセンブリを本発明の回転子と係合することによって電気の生成を可能にする。

0046

図9は、出口カウリングが取り除かれた風力タービン10の全体背面図を示す。本図は、ブレードハウジング41内部のヘリカルブレード20の後縁23を示し、ブレードハウジングは、ひいては、ガイドローラ44によって支持される。ブレードハウジング41の内部の詳細のすべては、本発明の回転子として機能する。発電機アセンブリ50は、当業者には周知であるコントローラシステムに従って個々ベースで回転子として機能するブレードハウジング41と係合されることができる。前述のコントローラシステムは、利用可能な風に比例して、発電機アセンブリのブレードハウジング41との係合を可能にする。

0047

図10は、本発明の代替の実施形態を示し、ここでは、個々の風力タービンユニットがまとめられて、特定の位置で利用可能な風エネルギを最大にすることができる。個々の風力タービンユニット11は各々、群の中のすべてのユニットに利用可能な風エネルギを集めるように配置された延長入力カウリング91を有する外ハウジング90内に収容されることができる。アセンブリ全体が、適切なサイズにされた機械的回転テーブル70上に位置する。

0048

図11は、図10に図示された個々の風力タービンユニットの群の代替の実施形態の斜視図を示す。

0049

図12は、図10に図示された個々の風力タービンユニットの群の代替の実施形態の正面図を示す。

0050

図13は、本発明の代替の実施形態の斜視図を示し、本発明による多数の風力タービンユニットが、代替の外ハウジング92内にまとめられている。

0051

図14は、図13に示された本発明の代替の実施形態の正面図である。
図15は、図13に示された本発明の代替の実施形態の側部局部透視図であり、破線は、外ハウジングの内部の本発明の主要な構成要素を表す。本図は、風力タービンユニット95の第2のセットが、風力タービンユニット96の第1のセットの後に位置し、利用可能なすべての風エネルギが本発明の内部で変換されることを確実にすることができることを図示する。風力タービンユニットの2つのセットの間の空間97は、風力タービンユニット96の第1のセットに対するディフューザ効果と、風力タービンユニット95の第2のセットに対するノズル効果とを最大にするような形状にされて設けられる。

0052

図16は、図10、11および12に図示された本発明の、オフィスビル100上に位置する実施形態を示す。オフィスビルは、本発明の一部として示されていないが、単に本発明が、どのようにして当業者に周知の好適な機械的接続および制御手段によって、オフィスビルの上に容易に位置することができることを図示する。

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