JP2016524094A5

JP2016524094A5 -

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Publication number: JP2016524094A5
Application number: JP2016524926A
Authority: JP
Filing date: 2014-07-07
Publication date: 2016-09-23

Claims

実質的に垂直の回転軸ｚを有するロータ（１１０）であって、ブレード（１１１）を包む気流に対抗する空気抵抗に起因して前記回転軸ｚを中心に回転するように配置される複数のブレード（１１１）を含む前記ロータ（１１０）と、
内部に前記ロータ（１１０）を格納するケーシング構造（１２０）とを含み、前記ケーシング構造（１２０）は、
前記回転軸ｚに実質的に直交する下板（１２１）であって、第１の複数の頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎによって規定される前記下板（１２１）と、
前記回転軸ｚに実質的に直交する上板（１２２）であって、第２の複数の頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´によって規定され、前記第２の複数の各頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´は前記第１の複数の頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎに対応する前記上板（１２２）と、
前記下板（１２１）および前記上板（１２２）を連結するように配置される複数の壁（１２５ａ−１２５ｄ）とを含み、前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）および前記板（１２１、１２２）は、前記気流が、前記ケーシング構造（１２０）に入る／出るようになされた複数の開口（１２６ａ−１２６ｄ）を規定し、
前記複数の壁の各壁（１２５ａ−１２５ｄ）は、前記第１の複数の頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎと対応する前記第２の複数の頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´とを連結するように配置されるそれぞれのエッジ（１２７ａ−１２７ｄ）によって規定され、
それぞれの前記エッジ（１２７ａ−１２７ｄ）は、前記ケーシング構造（１２０）から外側へ突出する輪郭を有し、前記突出する輪郭は、前記第１の複数の前記頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎと前記対応する前記第２の複数の頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´とを連結する対応する直線Ｖ_１−Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ−Ｖ_ｎ´を越えて突出するように配置されて、第１の開口（１２６ａ）を介して前記ケーシング構造（１２０）に進入する気流が入る際に、前記エッジ（１２７ｂ）の前記突出する輪郭は、前記壁（１２５ｂ）からの流れの一部の分離を生じて、前記第１の開口（１２６ａ）に対向する前記壁（１２５ｂ）に隣接する第２の開口（１２６ｂ）で、前記ケーシング構造（１２０）に入る前記進入する気流の流量を増加させる低圧帯を作り出すようになされる垂直軸風力タービン（１００）において、
該風力タービン（１００）は、前記エッジ（１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ）が、それぞれの開口（１２６ｄ、１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ）の方へ向く凹面を備える曲線形状を有することを特徴とする、垂直軸風力タービン（１００）。
前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）の外側面上に提供されるリブは、前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）の構造上の耐性を増加し、前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）からの前記気流の境界層の分離を補助するように構成される、請求項１に記載の風力タービン（１００）。
前記複数の壁のうちの少なくとも１つの壁（１２５ａ−１２５ｄ）は、前記下板（１２１）の面におけるその突出が、互いに前記下板（１２１）の頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎを結ぶ理想多角形に対して外側にあるように構成される突出する部分（１２５ａ´−１２５ｄ´）であって、前記エッジ（１２７ａ−１２７ｄ）から生じる前記突出する部分（１２５ａ´−１２５ｄ´）と、前記下板（１２１）の前記面におけるその突出が該多角形の内側にある凹部（１２５ａ´´−１２５ｄ´´）であって、前記エッジ（１２７ａ−１２７ｄ）に対向する前記壁の端部（１２７ａ´−１２７ｄ´）を越えて前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）に隣接する開口（１２６ａ−１２６ｄ）まで延びる前記凹部（１２５ａ´´−１２５ｄ´´）とを含み、前記凹部（１２５ａ´´−１２５ｄ´´）は、前記気流の各方向に対して前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）からの気流の分離を補助するために構成される、請求項１に記載の風力タービン（１００）。
前記下板（１２１）および前記上板（１２２）のうちの少なくとも１つは、前記第１の複数の前記頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎおよび／または前記第２の複数の前記頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´を２つずつ連結する輪郭（１２３ａ−１２３ｄ、１２３ａ´−１２３ｄ´）によって規定され、前記輪郭（１２３ａ−１２３ｄ、１２３ａ´−１２３ｄ´）は、前記複数の壁の前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）の前記凹部（１２５ａ´´−１２５ｄ´´）に適合するように、前記多角形に対して前記回転軸ｚの方へくぼんでいる、請求項３に記載の風力タービン（１００）。
前記輪郭（１２３ａ−１２３ｄ、１２３ａ´−１２３ｄ´）は、前記壁（１２５ａ−１２５ｄ）の前記端部（１２７ａ´−１２７ｄ´）近傍の最大量の点Ｍを有し、前記最大量の点Ｍは、前記頂点Ｖ_１、・・・、Ｖ_ｎおよび／または前記頂点Ｖ_１´、・・・、Ｖ_ｎ´を２つずつ連結する対応する線分によりそれ自体から最大の距離となる前記輪郭（１２３ａ−１２３ｄ、１２３ａ´−１２３ｄ´）の点である、請求項４に記載の風力タービン（１００）。
前記ケーシング構造（１２０）は、前記軸ｚについて、互いから９０度の角で配置される同一形状の４つの壁（１２５ａ−１２５ｄ）を含み、４つの開口（１２６ａ−１２６ｄ）を規定する前記４つの壁（１２５ａ−１２５ｄ）は、前記ケーシング構造（１２０）内／からの前記気流の入口／出口として作用するように配置される、請求項１から５のいずれかに記載の風力タービン（１００）。
前記４つの開口（１２６ａ−１２６ｄ）の第１の開口（１２６ａ）は、前記気流の主要な成分が進入できるように構成され、前記第１の開口（１２６ａ）は、前記４つの壁（１２５ａ−１２５ｄ）の第１の壁（１２５ａ）と、前記第１の壁（１２５ａ）に対して実質的に直交する前記４つの壁（１２５ａ−１２５ｄ）の第２の壁（１２５ｂ）とに隣接するものであって、前記第１の開口（１２６ａ）に前記気流の前記主要な成分が進入すると、前記気流の一部が前記第１および第２の壁（１２５ａ、１２５ｂ）によって妨げられて、前記第２の壁（１２５ｂ）に隣接する第２の開口（１２６ｂ）において、および前記第１の壁（１２５ａ）と前記第１の開口（１２６ａ）に対向する第３の開口（１２６ｃ）とに隣接する第４の開口（１２６ｄ）において、低圧帯を作り出すようにする、請求項６に記載の風力タービン（１００）。
請求項１から７のいずれかに記載の少なくとも２つの風力タービン（１００）を含むものであって、前記風力タービン（１００）の前記回転軸ｚが一致するように、前記少なくとも２つの風力タービン（１００）を、互いの上に配置する、風力エネルギー発生システム（２００）。
前記風力タービン（１００）は、前記回転軸ｚについて、２０度と４０度との間に設定されたあらかじめ決められた角度で互いから回転的にずらされる、請求項９に記載の風力エネルギー発生システム（２００）。