JP2008528846A - マルチタービン空気流増幅発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第2の目的は、ロータと該ロータに結合したコレクタ及び拡散器を通過する空気流を増幅するために風洞(air channel)を用いる装置を提供することである。
本発明の第3の目的は、効率を高めるために、複数のロータが互いに結合している装置を提供することである。
本発明の第4の目的は、塔状構造の必要性を低減することである。
本発明の第5の目的は、選択的なロータのピッチ制御を提供することである。
本発明の第6の目的は、いかなる方向の風力を効率的に捕らえ、用いることである。
本発明の第7の目的は、建設した各塔の発電を増加することによって、風力発電製品のコストを削減することである。これにより、使用する土地を削減し、建設した塔のコストに対する発電量の比率を著しく増加させる。
本発明の第8の目的は、鳥やコウモリが認識しやすい物理的な外形であって、鳥類に優しい風力発電装置を提供することである。
上述した教示を踏まえて、本発明は多くの変更及びバリエーションが可能である。
Claims (37)
- 空気流を利用するエネルギー発生装置であって、
a)風力増幅モジュール14、
b)塔状構造12、
c)該風力増幅モジュール14に含まれ、少なくとも1つのタービン16が配置されているハウジング20、及び
d)該少なくとも1つのタービン16に含まれる、第1半径25を有する近方ロータ24、第2半径30aを有する遠方ロータ30、近方チャネル26及び遠方チャネル32であって、該遠方ロータ30への空気流に、該近方チャネル26及び該近方ロータ24を通過した空気流、及び、該遠方チャネル32が提供する空気流が含まれるように配列されているもの
を含み、
e)各タービン16に、略同軸円上に間隔を設けて該近方ロータ24及び該遠方ロータ30が含まれることを特徴とするエネルギー発生装置。 - 更に、前記遠方ロータ30と流動連通するように配置され、内部に空気が通過するスペースを有する拡散器35を含むことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方チャネル26に、前記近方ロータ24が実質的に中央に配置された近方開口部22、並びに、コレクタとして作用する前記近方ロータ24の前記第1半径25よりも大きい半径を有する主要部27a、及び、前記遠方ロータ30と流動連通する追従部27bを有する内面27が含まれることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー発生装置。
- 空気流を前記遠方ロータ30に導くために、前記遠方チャネル32に、前記近方チャネル26が配置された遠方チャネル開口部28、及び、該近方チャネル26とは間隔を設けて外側に面33が含まれることを特徴とする請求項3に記載のエネルギー発生装置。
- 前記遠方ロータ30が、前記近方ロータ24及び前記近方チャネル26と軸方向に整列し、前記遠方チャネル32から空気流を受けるように相対的に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のエネルギー発生装置。
- 前記少なくとも1つのタービン16に、更に、前記遠方ロータ30と流動連通し、内部に空気が通過するスペースを有する拡散器35が含まれることを特徴とする請求項3に記載のエネルギー発生装置。
- 前記拡散器35に、前記遠方ロータ30からの距離に伴って増加する半径37を有する内面36が含まれることを特徴とする請求項6に記載のエネルギー発生装置。
- 更に、
a)塔状構造12、
b)前記少なくとも1つのモジュール14を該塔12に搭載する手段58、
c)前記エネルギー発生装置を支持及び強化する複数の構造要素80、及び
d)各前記少なくとも1つのタービン16からエネルギーを移送するための伝動装置84
を含むことを特徴とする請求項2に記載のエネルギー発生装置。 - 前記近方チャネル26に、前記近方ロータ24が実質的に中央に配置された近方開口部22、及び、コレクタとして作用する前記近方ロータ24の前記第1半径よりも大きい半径を有する主要部27aを有する内面27が含まれることを特徴とする請求項8に記載のエネルギー発生装置。
- 空気流を前記遠方ロータ30に導くように、前記遠方チャネル32に、前記近方チャネル26が配置された遠方チャネル開口部28、及び、該近方チャネル33とは間隔を設けて外側に面が含まれ、前記遠方ロータ30が、遠方チャネル32から空気を受けるように相対的に配置されていることを特徴とする請求項8に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方チャネル26に、更に、前記遠方ロータ30及び前記遠方チャネル32と流動連通している追従部27bが含まれることを特徴とする請求項10に記載のエネルギー発生装置。
- 複数の前記モジュール14を含むことを特徴とする請求項3に記載のエネルギー発生装置。
- 前記モジュールに、更に、バランスと風の操作のために、2つの前記タービン16の間に位置し、ハウジング20と結合している方向舵104が含まれることを特徴とする請求項4に記載のエネルギー発生装置。
- 更に、前記近方ロータ24及び前記遠方ロータ30を結合する手段152を含むことを特徴とする請求項1に記載のエネルギー発生装置。
- 前記ロータ同士を結合する手段に、ドライブシャフト152が含まれることを特徴とする請求項14に記載のエネルギー発生装置。
- 前記モジュールを前記塔12に搭載する前記手段158によって、前記モジュール14の水平な偏揺れが可能であることを特徴とする請求項8に記載のエネルギー発生装置。
- 更に、少なくとも1つの発電機86及び各少なくとも1つのタービン16から該発電機86にエネルギーを移送する伝動装置84を含むことを特徴とする請求項7に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方ロータ24に、更に、複数のブレード102及び該複数のブレード102のピッチ100を制御する手段が含まれることを特徴とする請求項3に記載のエネルギー発生装置。
- 更に、前記近方ロータ24及び前記遠方ロータ30の軸に対して、軸方向及び同心円状に配向され、一定間隔に設けられた複数のリブ80を含むことを特徴とする請求項2に記載のエネルギー発生装置。
- 前記搭載する手段158に、
a)前記塔状構造12と結合した固定支持体110、
b)前記ハウジングの第1面21と結合した支持水平部62、
c)前記ハウジング20の反対面21aと結合した偏揺れ水平部91、及び
d)該支持水平部62の上に位置する複数の垂直支持ローラ68及び水平支持ローラ64、及び、該偏揺れ水平部91の上に位置する複数の第2の垂直支持ローラ68及び水平支持ローラ64が含まれ、
垂直に積層されたモジュール14同士の間に回転作動面が提供されることを特徴とする請求項16に記載のエネルギー発生装置。 - 前記支持水平部62に略環形状が含まれ、前記モジュール14の隙間91aが、前記塔状構造12が該モジュールの支持水平部62を通って突出するように規定されていることを特徴とする請求項20に記載のエネルギー発生装置。
- 空気流を利用するエネルギー発生装置であって、
a)少なくとも1つのタービン16、
b)各該少なくとも1つのタービン16に含まれる近方ロータ24、遠方ロータ30、及び、略同軸円上に間隔を設けて該近方ロータ24と該遠方ロータ30を結合する手段152、
c)空気流をまず該近方ロータ24に導き、次に該遠方ロータ30に導く内面27を含む近方チャネル26、及び
d)空気流を該遠方ロータ30へ導く遠方チャネル32
を含むことを特徴とするエネルギー発生装置。 - 更に、前記遠方ロータ30と流動連通するように配置され、内部に空気が通過するスペースを有する拡散器35を含むことを特徴とする請求項22に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方チャネル26に、通常前記近方ロータ24によって隔てられている主要部27a及び追従部27bが含まれ、前記遠方チャネル32が該追従部27bに開放されていることを特徴とする請求項22に記載のエネルギー発生装置。
- コレクタとして作用する前記主要部27aに、前記近方ロータ24の第1半径25よりも大きい半径が含まれ、前記追従部27bに、前記遠方ロータ30に向って徐々に減少する半径が含まれることを特徴とする請求項24に記載のエネルギー発生装置。
- 各前記少なくとも1つのタービン16に、更に、前記遠方ロータ30からの距離に伴って増加する半径37を有する内面36を有する前記遠方ロータ30と流動連通した拡散器35が含まれることを特徴とする請求項25に記載のエネルギー発生装置。
- 略同軸円上に整列した遠方ロータ30よりも上流側に位置する近方モータ24を有する少なくとも1つのタービン16を含み、更に、該近方ロータ24よりも上流側に主要部27aを有し、該近方ロータ34よりも下流側、及び該遠方ロータ30よりも上流側に追従部を有する、空気流を導くための近方チャネル26を含むことを特徴とするエネルギー発生装置。
- 更に、前記遠方ロータ30よりも下流側に拡散器35を含み、該遠方ロータから距離にしたがって大きくなる半径37を有することを特徴とする請求項27に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方ロータ24の下流側、及び前記遠方ロータ30の上流側に、前記追従部27bに開放された前記遠方チャネル32を含むことを特徴とする請求項28に記載のエネルギー発生装置。
- 空気流を利用するエネルギー発生装置であって、
a)少なくとも1つのタービン16、
b)各該少なくとも1つのタービン16に含まれる近方ロータ24、遠方ロータ30、及び、略同軸円上に間隔を設けて該近方ロータ24と該遠方ロータ30を結合する手段152、
c)空気流をまず該近方ロータ24に導き、次に該遠方ロータ30に導く内面27、通常前記近方ロータ24で隔てられている主要部27a及び追従部27bを含む近方チャネル26、
d)空気流を該遠方ロータ30へ導く遠方チャネル28であって、該遠方チャネル28が該追従部27bに開放されているもの、及び
e)該遠方ロータ30と流動連通し、内部に空気が通過するスペースを有する拡散器35
を含むことを特徴とするエネルギー発生装置。 - 空気流を利用するエネルギー発生装置であって、
a)少なくとも1つのタービン16及びそのためのハウジング20、
b)各該少なくとも1つのタービン16に含まれる近方ロータ24であって、同軸円上に間隔を設けて遠方ロータ30の上流側に位置するもの、
c)該遠方ロータ30に空気流を導く遠方チャネル28、及び
d)該遠方ロータ30と流動連通する拡散器35
を含むことを特徴とするエネルギー発生装置。 - 更に、前記近方ロータ24よりも上流側に主要部27aを有し、前記該近方ロータ24よりも下流側、及び該遠方ロータ30よりも上流側に追従部を有する近方チャネル26を含むことを特徴とする請求項31に記載のエネルギー発生装置。
- 前記遠方チャネル32が前記追従部27bに開放されていることを特徴とする請求項32に記載のエネルギー発生装置。
- 空気流を前記遠方ロータ30に導くために、前記遠方チャネル32に、前記近方チャネル26が配置された遠方チャネル開口部28、及び、該近方チャネル26とは間隔を設けて外側に面33が含まれることを特徴とする請求項33に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方ロータ24に、更に、複数のブレード102及び該複数のブレード102のピッチ100を制御する手段が含まれることを特徴とする請求項31に記載のエネルギー発生装置。
- 前記ピッチ100を制御する手段に、各ブレード102と結合したモータ101、及び、前記ハウジングと結合した少なくとも1つのセンサ101aが含まれることを特徴とする請求項35に記載のエネルギー発生装置。
- 前記近方チャネル28に、更に、該チャネル28に対して凸状である面27が含まれることを特徴とする請求項32に記載のエネルギー発生装置。
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