KR20070091621A - 공기 내부 에너지 사용 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

공기의 내부 에너지를 유용한 운동 에너지로 변환하는 방법은 노즐의 단면이 감소하여 공기의 운동에너지를 증가시킬 때 공기를 가속하는 실질적인 수렴 노즐을 통한 공기 흐름에 바탕을 둔다. 운동 에너지의 증가분은 공기의 내부 에너지, 즉 공기 온도의 감소분과 동일하다. 공기 흐름의 운동에너지를 전기적 에너지로 변환되거나 구동 운동을 제공하는 기어박스로 전송되는 기계적 에너지로 변환하도록 배치되도록 상기 노즐 내에 터빈이 배치된다. 이 방법을 사용하는 장치는 공기 흐름 공급원으로서의 자연풍 또는 인공 공기 흐름 수단을 사용할 수 있다. 인공적으로 공기 흐름을 생성하는 수단을 포함하는 장치는 지상, 바다 및 비행 물체를 위한 엔진으로서 사용될 수 있다. 공기 온도가 노즐 내에서 하강하기 때문에, 습기 응축이 존재하며, 액체의 물이 추후 사용을 위하여 축적될 수 있다.

Description

공기 내부 에너지 사용 방법 및 장치{USE OF AIR INTERNAL ENERGY AND DEVICES}
본 발명은 기체의 운동 에너지를 증가시키고 상기 에너지로부터 전기 및 기계 에너지를 발생시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
요즘, 풍력 터빈들이 바람이 많은 지역에서 매우 인기가 높다. 그 설계는 항공기의 프로펠러와 유사하다. 이들은 이것을 회전시키는 자연풍을 향하도록 높은 타워상에 장착되며, 이 회전은 전기를 발생시키는 발전기를 구동한다. 대략 초당 4미터의 풍속이 프로펠러 회전을 시동하는데 필요하다. 그 다음 발전기에 의해 발생된 전기는 터빈 소유자에 의해 사용되거나 전력망에 전송된다.
이러한 제품의 좋은 예는 이 기술분야의 선도 제조업체에 의해 제작된다. 다음의 데이터는 2 메가와트 발전 기기를 설명한다.
직경: 80m
회전 면적(swept area): 5,027 m2
블레이드의 수: 3
타워 데이터
허브 높이(대략) 60 - 67 - 78 - 100m
동작 데이터
컷인(cut-in) 풍속 : 4 m/s
공칭 풍속: 15 m/s
정지 풍속: 25 m/s (이 기기의 동작가능한 최대 속도)
발전기
공칭 출력: 2000 KW
중량
타워(60 m): 110 톤
나셀(nacelle): 61 톤
회전자(프로펠러) 34 톤
전체: 205 톤
주의 : 더 높은 타워는 더 많은 중량을 의미한다.
이와 같이 거대한 기기의 공칭 출력은 15 m/s의 공칭 풍속에서 2 메가와트 전력이다.
풍력 터빈 프로펠러가 회전할 때, 실제로 프로펠러 단부(propeller tip)에 의해 형성된 원의 내부에서 흐르는 공기의 일부만이 블레이드 상에서 공기역학적 양력을 생성할 수 있도록 임의의 프로펠러 블레이드에 충분히 가깝게 흐른다. 프로펠러 블레이드를 따라 분포된 이러한 양력(실제로 프로펠러 회전면 내에 그리고 상기 양력 성분을 생성하는 블레이드 세그먼트에 의해 형성된 원에 접선으로 놓인 성분)은 프로펠러 축의 주위로 회전 모멘트를 생성한다.
양력은 프로펠러 블레이드를 회전시키는 일정 양의 토크에 누적된 프로펠러 회전축으로부터의 거리가 곱해진다. 상당한 양의 공기가 프로펠러 블레이드 사이에 흐르기 때문에, 이 공기는 프로펠러에 어떠한 양력이나 토크도 주지 않는다. 이것은 이러한 프로펠러가 프로펠러 원에 대하여 공기의 운동에너지의 약 20%만을 사용하는 이유이다. 결과적으로 낮은 풍속에서 충분한 전력을 생성하기 위해서는 거대한 프로펠러가 필요하다.
이러한 저효율성 때문에, 상당한 전력을 생성하기 위하여는 풍력 터빈은 커 야만한다. 따라서, 이들은 크고 무겁고 비싸며, 이들의 블레이드를 움직이는 것은 새 또는 비행기에 위험하다. 따라서, 이러한 풍력 터빈은 전력이 많이 요구되는 도시의 빌딩에는 설치될 수 없다.
바람으로부터 전기를 발생시키는 것은 많은 이유 때문에 매우 바람직하다: 이것은 깨끗하고 오염되지 않은 에너지원이고, CO2를 생성하지 않으며, 바람은 비용이 들지 않아, 저렴한 청정 에너지 공급원이나, 가끔 이러한 거대한 프로펠러를 움직이기에는 바람이 너무 약하다.
따라서, 도시의 빌딩 지붕 위에 설치될 수 있고 소형이고 낮은 생산비가 드는 더욱 효율적인 풍력 발전기가 요구된다.
이러한 풍력 터빈의 본래부터 가지고 있는 흠은 강한 바람에서의 작동에 대한 제한이다. 이것은 프로펠러 블레이드가 대략 11톤으로 무겁기 때문에 높은 회전 속도에서의 원심력이 아주 커져, 25 m/s보다 더 큰 풍속에 대한 블레이드를 설계하는데 있어서 경제적인 타당성이 없다.
본 발명에 따르면, 기체의 내부 에너지를 운동에너지로 변환하고, 상기 기체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환될 수 있는 기계적 에너지로 변환하는 방법 및 시스템이 제공된다.
본 발명의 주요 양태는 공기 속도가 증가하도록, 즉, 공기 흐름의 내부 에너지가 기계적 에너지로 변환되도록 노즐의 단면적이 하류쪽으로 감소하고 들어오는 바람을 향하는 수렴 노즐을 사용하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 공기가 공기 터빈을 구동하는 노즐로 배출되도록 수렴 노즐의 출구에 배치된 공기 터빈의 결합이다.
본 발명의 다른 양태는 공기 터빈이 회전력으로부터 전기를 생산하는 발전기를 구동하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 터빈의 회전자 회전 축이 공기 흐름 방향에 수직인 것이다.
본 발명의 다른 양태는 터빈의 수렴 노즐이 노즐 내의 공기 흐름을 향하게 하는 가이드 베인을 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 터빈 블레이드가 노즐 스로트의 형상과 크기를 갖는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 가변 노즐 흡입구 단면이다.
본 발명의 다른 양태는 지역 음속을 초과하지 않으면서 스로트에서 최대 공기 속도를 얻을 수 있도록 노즐 스로트에서 공기 속도를 모니터링하고 노즐 흡입구 면적을 변경하는 제어시스템을 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 잉여 공기가 배출되도록 노즐 스로트에서의 개구를 개방 또는 폐쇄하는 제어 시스템을 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 가속된 공기의 온도가 자연풍의 온도에 비해 감소되는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐로부터 공기를 흡입하고 노즐 내에서 정압 상승을 방지하여 노즐을 통한 정상 상태 흐름을 구축하도록 1분 이하 동안 터빈을 회전시키는 시동 과정이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐 흡입구를 들어오는 바람 방향으로 향하게 하는 자동 제어 시스템을 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 직사각형의 노즐 흡입구이다.
본 발명의 또 다른 양태는 수렴 노즐을 터빈으로부터 분리하고, 노즐로부터 터빈 흡입구로 가속된 공기를 전송하는 파이프로 공기 터빈과 노즐 배출구를 연결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 수렴 노즐과 함께 임펄스(impulse) 터빈을 사용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 터빈 노즐로 들어가는 공기 흐름과 구름 내의 수증기로부터 물을 생성하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐 내의 공기를 마하=1.0까지 가속하기 위하여 수렴-발산 노즐 스로트를 변경하는 제어 시스템이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐이 바람을 향하여 회전하는 것을 유지하고 방지하기 위하여 중지 메카니즘을 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐 또는 회전자 챔버 내에서 물이 축적되는 것을 방지하는 배수 시스템을 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 가변 노즐 스로트 단면적이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐의 공기 흐름 배출구에서의 공기 터빈의 배치 및 이동이다.
본 발명의 또 다른 양태는 풍력 터빈의 무게 중심의 바로 위의 풍력 터빈 유닛 상에 장착된 호이스트(hoist) 후크를 사용하는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 수렴 발산 노즐의 스로트로 삽입된 터빈 유닛이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐 흡입구의 앞에서 터빈 주위의 터빈의 수직 회전축이 바람을 향하게 정렬되는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 노즐이 동력식 팬에 공급되는 것보다 더 많은 동력을 생산하는 터빈을 구동하는 운동 에너지로 공기의 내부 에너지를 변환하도록 공기를 노즐로 구동시키는 동력식 팬을 갖는 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 조합이 항공기(19)를 구동하는 터보 프롭 엔진이 되도록 동력식 팬과 상기 동력식 팬에 에너지를 공급하는 터빈이 장착된 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 조합이 항공기(20)를 구동하는 터보 프롭 엔진이 되도록 동력식 팬과 상기 동력식 팬을 기계적으로 구동하는 터빈이 장착된 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 조합이 항공기를 구동하는 터보 프롭 엔진이 되도록 동력식 팬과 상기 동력식 팬 및 다른 노즐로 공기를 미는 추가 팬에 에너지를 공급하는 터빈이 장착된 내부 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 조합이 항공기(19, 20)를 구동하는 터보 프롭 엔진이 되도록 동력식 팬 및 상기 동력식 팬과 다른 가변 구조의 노즐로 공기를 미는 추가 팬에 에너지를 공급하는 터빈이 장착된 내부 가변 구조의 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 조합이 항공기를 구동하는 터보 프롭 엔진이 되도록 동력식 팬 및 상기 동력식 팬과 흐름 방향을 변경하는 다른 가변 구조의 노즐로 공기를 미는 추가 팬에 에너지를 공급하는 터빈이 장착된 내부 가변 구조의 수렴 노즐이다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 터보 프롭 엔진이 공기 흐름 에너지와 온도를 증가시키도록 수렴 노즐에 연료 분사 장치를 포함하여, 터빈의 에너지 생산을 증가시키도록 터빈 내에서의 부피 흐름 속도 및 음속을 증가시킨다.
본 발명의 또 다른 양태는 자연풍에 독립적으로 공기의 내부 에너지로부터 전기를 발전하고, 장치를 시동하기 위해 사용되는 동력식 팬과 공기의 운동 에너지를 터빈을 먼저 구동하고 동력식 팬과 전기를 생성하는 발전기를 다음으로 구동하는 기계적 에너지로 변환하는 터빈을 구비하는 장치이다.
본 발명은 다음의 도면과 연관되어 아래의 발명의 상세한 설명으로부터 이해될 수 있다:
도 1은 원형 흡입구를 갖는 수렴 노즐을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 터빈의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 풍력 터빈의 전면도이다.
도 3은 도 1의 풍력 터빈의 상면도이다.
도 4는 장방형 흡입구를 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측단면도이다.
도 5는 도 4의 풍력 터빈의 전면도이다.
도 6은 도 4의 풍력 터빈의 상면도이다.
도 7은 가변 단면 흡입구를 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측단면도이다.
도 8은 도 7의 풍력 터빈의 전면도이다.
도 9은 도 7의 풍력 터빈의 상면도이다.
도 10은 가이드 베인(guide vane)을 갖는 날개형 고정자 및 회전자를 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측단면도이다.
도 11은 도 10의 풍력 터빈의 전면도이다.
도 12은 축류 임펄스 터빈(axial impulse turbine)을 구비한 본발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈을 따른 단면도이다.
도 13은 도 12의 공기 터빈의 터빈 샤프트, 지지 암, 고정자 디스크 및 회전자 디스크를 도시한 단면도이다.
도 14는 도 12의 고정자 디스크 및 회전자 디스크의 평면도이다.
도 15는 공기 터빈으로부터 분리된 노즐을 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측단면도이다.
도 16은 터빈으로부터 분리된 수렴-발산 노즐을 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측면도이다.
도 17은 수렴 노즐의 앞쪽에 수직 회전축을 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력 터빈의 측면도이다.
도 18은 동력식 팬이 설치된 노즐에 대한 측면도이다.
도 19는 항공기용 터보프롭 엔진이 되도록 동력식 팬과 터빈이 설치된 노즐에 대한 측면도이다.
도 20은 항공기용 2단계 터보프롭 엔진이 되도록 동력식 팬과 터빈이 장착된 노즐에 대한 측면도이다.
도 21은 항공기용 2단계 터보프롭 엔진이 되도록 동력식 팬, 터빈 및 추력 리버서(thrust reverser)가 장착된 노즐에 대한 측면도이다.
도 22는 2단계 터보프롭 발전기가 되도록 동력식 팬과 터빈이 장착된 노즐에 대한 측면도이다.
최근의 풍력 터빈은 공기 흐름, 즉, 바람에 의해 구동되는 프로펠러를 포함한다. 바람이 증가하면, 더 많은 운동 에너지가 프로펠러 블레이드를 구동하는데 사용가능하지만, 프로펠러 블레이드가 크고 무겁기 때문에(한 블레이드당 대략 11,000 kg), 풍속이 일정 레벨을 초과할 때, 원심력이 블레이드를 파손시키는 것을 방지하기 위하여, 블레이드 강도와 샤프트에 대한 부착력에 따라 회전은 중지되어야만 한다. 따라서, 공기 터빈은 그 동작을 중지하여야 하며, 다량의 풍력 에너지는 낭비된다. 한편, 대략 4 m/s 이하로 바람이 너무 약하면, 사용가능한 운동 에너지가 너무 작아서 거대한 공기 터빈을 회전시킬 수 없기 때문에, 거대한 프로펠러는 동작하지 않는다. 본 발명은 이러한 문제점들을 극복하며, 본 발명의 공기 터빈이 어떻게 소형이 될 수 있고, 높은 풍속뿐만 아니라 약한 풍속에서도 더 많은 전기를 어떻게 생성하는지를 설명한다.
또한, 수렴-발산 노즐이 스로트(throat)에서 대략 10배로 공기 흐름의 운동 에너지를 증가시킬 수 있기 때문에, 노즐 흡입구로 흐르는 공기 흐름을 생성하는 동력식 팬을 설치하는 것은 가치가 있으며, 따라서, 순 전력 출력은 전력 입력보다 더 크며, 바람과에 독립적인 엔진을 얻게 된다. 공기를 흡입하고 공기 흐름을 수렴 또는 수렴-발산 노즐로 미는 동력식 팬은 본 발명의 주요한 양태이다.
바람의 운동 에너지는 다음의 수식에 의해 수학적으로 표현될 수 있다:
E K = ρ x V x V 2 /2
여기서, V는 공기속도이며, ρ는 공기의 밀도, A는 흐르는 공기의 단면적, "x"는 곱셈 기호이며, 이후에는 생략된다.
따라서, 0의 공기 속도는 0의 운동 에너지를 가져다준다.
(주의: 본 특허 출원의 모든 식과 사용된 데이터는 다음의 참조 문헌으로부터 가져왔다.
공기 역학의 기초 2판 (Foundation of Aerodynamics 2nd edition)
저자: A. M. 퀘테(A.M. Kuethe)와 J.D. 쉐처(J.D. Schetzer)
항공공학과 미시간 대학(미국)
발행인: 존 윌리 & 손즈(John Wiley & Sons)
의회 카탈로그 카드 번호: 59-14122)
놀랍게도, 자연적인 바람의 공기는 몹시 차가운 온도에서도 운동 에너지에 비해 아주 상당한 양의 에너지("내부" 에너지라 불림)를 갖는다. 이 사실을 인식하기 위해서는 단위 질량에 대한 일정 엔트로피를 가진 압축성 유동에 대한 에너지 방정식을 주목하여야 한다:
CpT+V2/2=상수(참조 문헌 140페이지 식 24)
바람에 대하여 논의하고 있기 때문에, 상기 식에서의 관련된 파라미터들은 다음과 같은 특정 조건에서 공기와 관련된다:
Cp는 공기의 정압비열 - 참조 문헌의 132페이지 참조
Cv는 공기의 정적비열 - 참조 문헌의 131페이지 참조
γ=1.4는 1000°R의 공기에 대한 Cp/Cv 비
T는 공기의 절대온도
V는 공기의 속도
Cp x T는 기체(공기)의 내부에너지이며 V2/2는 단위 질량에 대한 운동에너지이다. 일정한 엔트로피를 가진 유동(열이 공기에 더해지거나 빠져나가지 않는)에 대해, 식 24에서 주어진 에너지 관계는 만족되어야 하며, 즉, 에너지 보존이 존재한다.
운동 에너지와 내부 에너지 사이의 비를 보여주기 위하여, 이러한 공기 터빈이 인기가 있는 사람이 거주하는 북반구에서의 겨울에 상당히 찬 공기인 T=32°F의 온도를 갖는 25 m/s(V80 2메가와트 풍력 터빈의 동작가능한 최대 풍속)의 상대적으로 강한 바람에 대한 에너지를 계산한다.
영국 단위계를 사용하여,
C p =6000 ft x lb / Slug °R
T=460+32=492°R
V=25/0.3048=82.02 ft/s
내부에너지는: CpT=6000x492=2,952,000 ft x lb/Slug
운동에너지는: V2/2=(82.02)2/2=3,201.6 ft x lb/Slug
따라서, 이 경우에서 공기 내부 에너지에 대한 공기 운동 에너지의 비는: 3,201.6/2,952,000=0.00108, 즉, 운동에너지는 공기 내부 에너지의 대략 1000분의 1이며, 이 경우는 정교한 2 MW 공기 터빈의 동작가능한 최대 공기 속도에 대한 것이다. 더 약한 바람은 더 작은 에너지 비율을 가져다준다.
적당한 바람(10 m/s 이하)의 운동 에너지는 작기 때문에, 큰 면적의 회전자 블레이드가 이러한 종류의 풍력 터빈에 의해 수집되는 에너지 양을 증가시키는데 필요하다. 더 큰 블레이드 회전자는 V80과 같은 전체 기계를 너무 크고 비싸게 하며, 결과적으로 비싼 전기를 생산하게 된다.
따라서, 어느 누구도 공기의 내부 에너지 공급원을 이용하는 방법을 가지지 않았다는 것을 인식하는 것은 놀라운 것이다. 본 발명은 공기의 내부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 것이며, 이는 그 다음 새로운 터빈 설계에 의해 기계적 에너지로 변환된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 단면도를 개략적으로 도시한다. 포 드(pod, 100)는 블레이드(126, 127, 128 등)를 갖는 실린더 회전자(122)를 수용한다. 이러한 블레이드들은 평면이거나 정방형 평면 형상 또는 다른 평면 형상으로 오목할 수 있다. 따라서, 바람(150)이 노즐 흡입구(110)에 들어와서 노즐(108) 내에서 152와 같이 흐르며, 노즐의 단면적이 최소가 되는 노즐 스로트(nozzle throat, 114)로 수렴하며, 이곳에서 공기는 최대 속도에 이르게 된다. 스로트(114) 바로 다음에, 흐르는 공기(154)는 공기 흐름(154)에 수직인 "상승하는(rising)" 블레이드(128) 및 블레이드(126)를 만난다. 블레이드(126)는 흐르는 기체(154)에 의해 오른쪽으로 움직이도록 힘을 받으며, 즉, 구동하는 공기 흐름(154)에 수직인 회전자의 회전축(120) 주위로 시계방향으로 회전한다. 블레이드(126, 127, 128) 및 이와 유사한 것이 회전자 실린더(122)에 단단하게 부착되기 때문에, 회전자(122)는 블레이드들(126, 127, 128 등)과 함께 시계방향으로 회전한다. 회전자 블레이들(126, 127, 128 등)의 에지들과 실린더 챔버 벽부(124, 125) 사이의 거리가 작기 때문에(수 밀리미터), 흐르는 공기(154, 156)는 블레이드를 통과하여 블레이드를 회전시킬 수 없고, 공기 흐름(158)은 'E'로 표시된 배출 노즐을 통해 회전자 챔버를 벗어나고 흐름(159)과 같이 터빈의 단면(118)을 벗어나는 개구(159)에 도달할 때까지 채널(162)의 내부에서 흐른다. 회전자 블레이드(126)에서 회전자 블레이드(129)까지의 공기흐름 경로는 블레이드의 수를 2개로 최소화하면서 회전자 블레이드에 가해지는 연속적인 공기역학적 힘을 인가하도록 공기 흐름에 대한 시간 거리 제공하며, 따라서, 이러한 공기 터빈의 생산비를 절감하고 궁극적으로는 이 설계에 의해 발전되는 전기의 비용을 절감시킨다. 그러나, 부드러운 동작, 즉, 회전자(122) 상에서 일정한 공기역학적 토크를 유지하기 위해서는, 4개에서 대략 8개의 블레이드가 사용되어야만 한다. 이 설계는 본 발명의 주요한 양태이다.
포드(100)에는 자유로운 공기 내에 있는 수직 날개(194)가 장착되어 있으며, 따라서, 어떠한 바람도 수직 날개(190) 평면에 정렬되지 않아 날개 상에 공기역학적 힘을 인가하여, 이 힘이 장착 기둥(mounting column)을 통해 그 수직축(145) 주위로 포드(100)를 회전시켜 포드 흡입구(110)가 들어오는는 바람(150)을 향하게 한다.
포드 기둥(pod column, 134)에는 모두 134에 단단하게 부착되고, 동작, 즉 바람으로부터의 발전을 위해 포드(100)가 장착된 타워인 파이프(140)로 기둥(134)을 정렬하는데 도움을 주는 정지부(stop, 133) 및 유도 콘(135)이 장착된다. 기둥(134)을 파이프(140)에 삽입한 후, 정지부(133)는 그 상대부(141)를 만날 때, 140으로 134의 움직임을 막는다. 133 및 141은 모두 동일한 평면 형상, 바람직하게는 원형의 평면 형상을 갖는다. 133이 141 위에 놓일 때, c 형상의 단면을 갖는 잠금 부재(142)는 하부(141)에 (바람직하게는 볼트로) 단단하게 설치되며, 이에 따라 133과 전제 포드(100)가 축(145) 주위로 입사하는 방향을 향하지만 위쪽으로 움직이지 않으면서 회전하게 하여, 지지 기둥(140)에 설치된 터빈 포드를 유지한다. 140에 대한 장착 시스템(130)은 본 발명의 다른 양태이다.
후크(109)는 무게 중심 위로 대칭인 포드 평면 상에 정확하게 부착되어, 기둥(140)에 설치하기 위하여 크레인이 포드를 운반할 때 기둥(134)은 수평선에 수직 이고 기둥(140)에 평행하여, 기둥(140)의 상부 개구로 콘(135)을 쉽게 정렬할 수 있게 하여, 작업 현장에서 터빈을 쉽게 설치할 수 있게 한다. 이 후크와 그 위치는 본 발명의 다른 양태이다. 선택적인 잉여 공기 통과가 아주 고속인 바람을 위하여 제공되며, 스로트에서의 마하 수가 음속인 1.0을 초과할 수 있게 한다. 이러한 경우에, 노즐(108)에서 공기 속도 측정 장치를 포함하는 선택적인 제어 시스템은, 노이즈와 우르르하는 소리를 야기하는 스로트부(114)에서의 M=1.0을 초과하지 않으면서 이 경로를 통해 과다한 공기 흐름이 노즐로부터 배출되게 하기 위하여, 이 경로를 개방한다.
본 발명의 공기 터빈이 비교적 촘촘한 용기 내에서 동작하기 때문에, 노즐 또는 회전자 챔버 내에서 축적된 우수를 제거하기 위한 배수 시스템이 필요하다. 또한, 노즐에 들어오는 공기가 차갑기 때문에(아래의 수치적 예시 참조), 수증기는 물로 액화될 수 있다. 에어 터빈으로부터 물을 배출하기 위하여, 집수기(167)가 추가되고, 이것은 물을 수렴노즐로부터 수집하여 파이프(131)로 전달한다. 또한, 배수 홀과 파이프(168)는 회전자 챔버로부터 집수한다. 깨끗한 음용수이기 때문에, 건조한 지역에서, 이 물은 임의의 용도로 사용될 수 있다. 터빈이 구름이 있는 지역, 즉 산의 정상이나 높은 탑에 설치된다면, 상당한 양의 물이 만들어져 추후 사용을 위해 저장될 수 있다. 집수 및 배수 시스템은 본 발명의 다른 실시예이다.
블레이드 폭과 현은 대략 30센티미터 이상인 반면 챔버 벽부와 블레이드 에 지 사이의 거리가 대략 1 또는 2 밀리미터이어서 공기 흐름이 블레이드를 통과할 수 없기 때문에, 도 1의 회전자 설계는 고효율을 보장한다. 이러한 구조에 의해, 공기 흐름은 블레이드를 통과할 수 없으며, 반드시 블러이드를 밀어야하며, 이에 따라 공기 흐름 속도와 동일한 속도를 블레이드에 공급함으로써 공기의 운동 에너지는 블레이드로 전달된다. 블레이드는 생산비를 낮추기 위하여 단순한 평면형 시트 금속 또는 기타 재료일 수 있다. 한편, 오목한 블레이드가 더욱 더 큰 공기역학적 효율성 및 구조적 강도를 제공할 수 있다. 따라서, 도 1의 블레이드는 오목하게 설계될 수 있다. 이 설계에서의 회전자 블레이드는 프로펠러를 이용한 공기 터빈과 비교하여 상당히 작다. 공기역학적으로 효율적인 프로펠러의 폭은 프로펠러 현의 적어도 10배의 길이를 가져야만 한다. 따라서, 2MW 기기에 대하여, 각 블레이드의 길이는 대략 40 미터이며, 무게는 대략 11 톤이다. 이러한 블레이드가 회전하면, 블레이드를 샤프트로부터 뜯어낼 수 있는 상당한 원심력이 생성된다. 블레이드의 원심력은 다음과 같다:
F=∫ω 2 Rdm
여기서, ω는 회전 속도,
R은 프로펠러 블레이드의 질량 요소의 지역 반경,
dm은 프로펠러 블레이드의 미분 질량 요소이다.
블레이드 회전 속도가 증가할수록, 샤프트에 더 많은 원심력을 생성한다. 이것은 프로펠러 기반의 에어 터빈이 고속의 바람에서 반드시 정지되어야하는 이유 이다. 본 발명에서, 블레이드의 폭이 짧고, 그 질량은 작으며, 이에 따라 전체 회전자 조립체는 작고 가벼워 회전자 및 회전자 블레이더에 작용하는 원심력을 프로펠러형 풍력 터빈보다 훨씬 작게한다. 따라서, 본 출원의 실시예는 무겁게 강화된 회전자 구조체에 대한 필요성 없이 더욱 더 큰 속도에서 회전할 수 있다.
결과적으로, 낮은 회전자 무게는 회전자의 회전 관성 모멘트를 감소시키고, 이는 공기 흐름에 의한 회전의 시동을 현재의 풍력 터빈보다 훨씬 쉽게 한다.
전력이 속도에 힘을 직접 곱한 값과 동일하므로(즉, P=FxV), 회전자의 회전 속도는 높은 출력의 전력을 얻는데 중요한 인자이다.
또한, 본 실시예에서, 회전자 블레이드에 작용하는 공기역학적 힘은 "양력(lift)"과 항력(drag)의 합성이다. 본 실시예에서 블레이드에 수직인 공기역학적 힘의 합성된 효과에 관심이 있기 때문에, 실속(stall)은 의미가 없다. 따라서, 양력과 항력은 블레이드의 주 평면에 수직인 힘을 증가시키는 동일한 목적을 위해 기능하며, 이 힘들의 조합은 힘을 더욱 안정되게 한다. 따라서, 이러한 회전자 실시예에 대하여, 공기역학적 힘을 항력이라 간주한다. 직각 흐름에 의해 타격된 정방형 블레이드에 대하여 본 실시예의 항력 계수는 1.0 내지 2.0의 범위에 있다. 따라서, 공기역학적 항력에 바탕을 둔 설계는 본 발명의 다른 양태이다.
항공기 날개 및 프펠러 블레이드에서, 날개는 NACA65 시리즈와 같은 날개 윤곽으로부터 구조적으로 구축된다. 각 날개 윤곽은 선수 에지와 후미 에지를 연결하는 선으로서 형성된 현(chord)을 갖는다. 본 실시예에서, 블레이드가 전체 윤곽 영역을 통해 허브에 연결된 프로펠러 블레이드나 터보제트엔진 축형 터빈과 다르게, 날개는 윤곽의 후미 에지 영역에 의해 회전자 허브에 부착된다. 따라서, 윤곽의 후미 에지 영역을 통해 허브에 연결되고 촘촘한 챔버에서 공기 흐름 경로를 따라 공기 흐름과 함께 움직이는 경량 회전자 블레이드를 갖는 회전자 설계는 본 발명의 다른 양태이다.
수렴 노즐(108)은 본 발명의 주요 양태이다. 노즐 단면적은 노즐 단면적이 최소인 스로트(114) 방향으로 점차 감소하여, 공기 흐름(152)이 가속되게 하여, 즉 공기의 내부 에너지를 운동에너지로 변환한다.
난류에 의한 운동 에너지 손실을 최소화하고 노즐 내에서 정압 상승을 방지하기 위하여, 흡입구(108)는 가이드 베인(112)이 제공된다. 이것은 공기 흐름이 서로 "평행한" 유선(streamline)에서 흐르도록 하고 노즐 벽부의 일반적인 방향을 갖도록 하여, 스로트(114)를 향하여 가이드 베인을 벗어난 공기 흐름이 서로 혼합되지 않으면서 가능한 한 부드럽게 동일한 속도를 가지며, 스로트(114)에서 노즐벽부와 평행하며 회전자 블레이드(126)에 수직이 되게 하는 (금속, 플라스틱, 또는 탄소섬유나 유리섬유 등과 같은 합성물로 이루어진) 평평하고, 얇고 단단한 부품이다. 화살표(154)는 이 흐름을 표시한다. 노즐 내에서의 난류와 정압 상승을 감소시키는 가이드 베인을 포함하는 수렴 노즐 설계는 본 발명의 다른 양태이다.
흡입구 단면(110)의 대략 1/10인 스로트(114) 단면적은 공기 속도(150)를 자연 풍속에 비하여 대략 10배 증가시키고, 그 운동 에너지는 대략 100배 증가시킨 다. 더 긴 노즐은 난류 및 정압 노즐의 길이와 형상은 효율과 무게에 대한 고려 사이의 트레이드오프 문제이며, 이는 흡입구 유출을 최소화하면서 가능한 한 많은 공기 양을 전달하기 위한 노즐의 능력과 일정한 엔트로피를 가진 흐름을 얻는데 중요하다. 공기 흐름의 내부 에너지를 운동 에너지로 변환하는 수렴 노즐은 본 발명의 주요 양태이다.
이러한 높은 운동 에너지 이득을 증명하기 위하여, 흡입구로부터 스로트까지 노즐을 따라 공기 파라미터들을 계산한다:
흡입구 단면(110)의 공기 흐름 파라미터:
A1 = 10 m2 110에서의 단면적
V1 = 21.737 ft/s 110에서의 풍속(이 값은 이후의 수치 계산을 더 쉽게하도록 선택된 것에 주의하라)
ρ1 = 0.002378 Slug/ft3 110에서의 공기 밀도(해수면에서의 표준 대기값)
T1 = 32°F 110에서의 기온(평균 겨울 기온)
그리고, 공기 흐름이 터빈 블레이드(128 및 126)를 타격하는 스로트(114)에서의 동일한 파라미터들을 알아야 할 필요가 있다. 즉;
A2 = 1 m2 110에서의 단면적(설계에 의해 주어짐)
V2 = ? 114에서의 풍속
ρ2 = ? 114에서의 공기 밀도
T2 = ? 114에서의 기온
γ=1.4는 1000°R의 공기에 대한 Cp/Cv 비
풀이: 다음의 식을 사용하다:
[CpT + V2/2]114 = 상수 = CpT0]110 ; 미지수: 114에서의 T, V
에너지 보존; 참조 문헌의 140 페이지 식 24 참조
p=ρRT; 미지수: 114에서의 T, p, ρ
이상 기체 상태 방정식; 참조 문헌의 130 페이지 식 2 참조
[ρVA]=상수 미지수: 114에서의 ρ, V
연속성 방정식; 참조 문헌의 155 페이지 식 22 참조
T/ργ-1 = C = T0/ργ-1; 미지수: 114에서의 T, ρ
단열 가역 흐름 방정식; 참조문헌 142페이지 식 29 참조
(구역(114)에서의 T0 및 ρ0는 단열 흐름에 대하여 구역(110)에서와 동일한 값을 가지며, 주어진 파라미터로 수학식 1 및 수학식 4를 사용하여 계산될 수 있다.)
구역(114)에서의 공기 흐름 파라미터인 4개의 미지수(V, T, p, ρ)가 있다. 이 방정식을 풀이하는 것은 상기 수학식 4 때문에 시행착오 방법을 필요로 하므로, 참조 문헌은 152 내지 159 페이지에서 추가 풀이법을 개발하였다. 일반화된 풀이법은 공기 흐름 속도(V) 대신에 마하 수를 이용하여 설명되며, 풀이법은 참조 문헌의 153페이지의 도 4와 이 문헌의 표 2로부터 보여진다.
[표]
Figure 112007043665432-PCT00001
참조 문헌에서의 논의는 "나발 노즐(Naval Nozzle)"의 명칭을 갖는 수렴-발산 노즐에 대하여 계속된다. 지역 마하 = 1.0인 임계 면적 A*의 정의를 사용한 풀이법이 주어진(157페이지 2행) 156 내지 159 페이지를 참조하라. 흐름 파라미터는 157페이지의 식 26, 27과 158페이지의 도 7, 8에 주어진다. A*/A은 공기 흐름 파라미터를 계산하는데 매우 유용하며, 표 2에 포함된다.
수렴 노즐에서 흐름 파라미터를 풀이하는 방법은 다음의 방법에 따라 수행된다:
단계 1: 구역(110)에 특정된 마하 수를 위한 A*/A 비를 계산:
공기 흐름이 음속인 마하 1.0에 도달하는 수렴 노즐의 단면적 A*을 계산. 음속은 T의 함수인 것에 유의하라:
a= √γRT 따라서, 구역(110)에서의 마하 수를 계산한다.
구역(110)에서의 음속은:
a]S110 = √1.4 x 1715 x (460 + 32) = 1086.87 ft/s
구역(110)에서의 마하 수는: M = V/a = 21.737/1086.87 = 0.02
이 값에 대하여 표 2에서 A*/A]S110 = 0.03455 => A*/10 = 0.03455 => A* = 0.3455 m2
단계 2: 구역(114)에서의 마하 수를 계산:
A*가 알려지고 A]S114 = 1.0 M2 이기 때문에, 구역(114)에 대한 A*/A는:
A*/A = 0.3455/1.0 이 값은 M=0.205인 중간 데이터 선 - M=0.2와 M=0.21 사이의 중간 - 에 대하여 표 2에서 찾을 수 있다. 이 중간 데이터 선에서:
(주의: T0는 앞에서 제공된 식 1로부터 구역(110)에 대하여 직접 계산된다)
T/T0 = 0.9921 => T]S114 = T0 x 0.9921 = 492.03937 x 0.9921 = 488.15°R
T]S114 = 488.15°R 이것은 구역(114)에서의 공기는 노즐 흡입구(110)(492°R)에 들어온 공기보다 더 차갑다는 것을 의미한다. 본 발명에 따른 수렴 노즐에 의해 흡입된 구름으로부터 물을 얻는데 사용될 수 있기 때문에, 이 공기 흐름 온도 감소는 본 발명의 중요한 양태이다.
단계 3: 구역(114)에서 음속을 계산:
a = √γRT = a= √(1.4 x 1715 x 488.15) => a = 1082.61 ft/sec
단계 4: 구역(114)에서 공기 흐름 속도를 계산:
V = a x M = 1082.61 x 0.205 = 221.93 ft /s
따라서, 스로트(114)에서의 공기 속도는 221.9 ft/s이며, 이는 구역(110)에서의 공기 흐름 속도보다 221.9/21.737 = 10.2 배 더 빠르다. 그러므로, 공기흐름은 구역(110)에 비하여 구역(114)에서 104배의 운동 에너지를 갖는다. 이와 같은 운동 에너지의 아주 큰 증가는 본 발명의 주요한 양태이다. 외부의 힘이 노즐의 공기 흐름에 포함되지 않기 때문에, 구역(110)의 공기 흐름 내부 에너지의 일부, 즉:
ΔT x Cp = (492 - 488.15) x 6000
는 운동에너지, 즉: V2]S114/2 - V2]S110/2 = (221.92 - 21.7372)/2로 변환되고, 이것은 본 발명의 주요한 양태이다.
구역(114)에서의 밀도 압력과 온도는 수학식 4로부터 ρ0와 수학식 2로부터ρ0 를 계산한 후에 M=0.205에 대한 표의 값으로부터 쉽게 계산될 수 있다.
수렴 노즐을 위한 상기 계산이 "작은 단면적 변화 속도와 평행한 유선 사이"에 바탕을 둔다는 것에 유의하고, 참조 문헌의 154페이지를 참조하라. 따라서, "작은 단면적 변화 속도"보다 더 큰 노즐에 대하여 이상적인 노즐로부터의 약간의 차이가 예측되어야만 하나, 어떠한 경우에서도 연속성 방정식: ρVA=상수가 지켜지며, 이 방정식은 공기 흐름이 노즐에 들어갈 때 정상 상태에서의 공기 흐름 가속도 를 나타내며, 구역(110)에서 정상 상태 속도를 갖는다.
이것을 에너지 식 24를 사용하여 쉽게 검토할 수 있다:
CpT]110 + V2/2]110 = 상수 = CpT]114 + V2/2]114
6000 x 492 + 21.7372/2]S110 = ? 6000 x 488.15 + 21.7372/2]S114
2,952,236.=? 2,953,520
수들 사이에 조그만 차이가 있지만, 그들 사이의 비는 0.99956이며, 표의 파라미터로부터의 사사오입된 파라미터와 마하 수에 사용된 중간값으로부터의 내재하는 부정확성을 고려한다면, 공학적 목적에서는 훌륭한 정밀도이다. 이 차이를 수정하면:
T]S114 = (2,952,236 - 221.92/2)/6000 = 487.936°R 따라서, T에서의 차이는 0.2°R이며, 무시할만한 오차이다.
따라서, 1/10의 면적비의 수렴 노즐을 사용하여 21.737 ft/s의 자연 풍속은 221.9 ft/s로 증가하고, 단위 부피당 자연풍의 운동 에너지는 31.7372/2=236.25에서 221.92/2 = 24,619.8로 증가하며, 공기 온도 감소에 대한 대가로 운동에너지는 104배 증가한다. 이러한 수렴 노즐을 사용하여 흡입구의 1/10이며 공기 흐름이 수렴 노즐에 의해 제한되는 좁은 영역에 집중된 고속의 공기 흐름을 얻을 수 있기 때문에, 공기 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환하기 위한 가볍고 더욱 효율적인 소형 터빈 블레이드가 요구된다.
도 1은 이것을 달성하기 위한 일 실시예를 도시한다. 흡입구 단면으로부터 스로트 단면(114)까지의 노즐 길이는 노즐의 무게를 줄이고 심지어 허리케인에서도 서 있고 동작할 수 있게 주어진 질량 구조에 대하여 내구성을 증가시키기 위해 가능한 한 짧아야 한다. 그러나, 수렴 노즐은 일정한 엔트로피를 가진 흐름과 최소 흡입구 유출을 보장하기 위하여 충분히 길어야만 한다. 이러한 상반된 요구사항을 얻기 위하여 가이드 베인이 사용된다. 가이드 베인(112)은 노즐(108)을 1/10의 배출구에 대한 흡입구의 면적비를 갖는 각각 갖는 4개의 독립적인 서브 수렴 노즐로 나누며, 난류를 방지하기 위하여 각 서브 노즐에서 배출된 흐름은 동일한 속도를 갖는다. 서브 노즐을 더하는 것은 바람직하지 않은 항력, 무게, 복잡성 및 비용을 증가시키기 때문에, 원하는 서브 노즐의 수는 트레이드오프의 문제이다. 노즐, 특히 짧은 수렴 노즐에서 가이드 베인을 사용하는 것은 본 발명의 다른 주요한 양태이다.
본 발명을 효율적이게 하기 위하여 수렴 노즐 내부의 공기 정압은 상류, 즉 흡입구(110)에서의 정압보다 더 작아야만 한다. 이것은 공기가 일정한 엔트로피를 가진 흐름 내에서 수렴 노즐을 통해 가속되는 경우이다. 발전기에 연결된 터빈은 스로트 내에, 또는 스로트의 약간 뒤에 배치되기 때문에, 특히 고출력의 발전기의 경우에 공기역학적 저항을 형성한다. 이러한 시동 문제를 극복하기 위하여, 선택적인 "시동(starting)" 절차가 노즐로부터 공기를 흡입하는 터빈 시동 회전 속도를 제공하고 노즐 내에서의 정상 상태 공기 흐름을 구축하는데 도움을 주는데 사용될 수 있다. 발전기가 발전기에 연결된 터빈을 회전하는 전기 모터의 역학을 할 수 있도록 발전기를 외부 전력 공급원에 연결하는 것은 이것을 수행한다. 이러한 시동 과정은 바람이 있을 때 수행되어야 한다. 이러한 외부 전력 공급원은 배터리 또는 전력망이다. 발전기는 풍력 터빈이 전기를 생성할 때 배터리를 충전시키며, 배터리는 시동 시에 전류를 제공한다. 시동 과정 소요 시간은 짧으며, 대략 1분 정도 소요되며, 그 다음 정상 상태 공기 흐름이 자체 전력으로 터빈 블레이드를 구동케 한다. 이러한 시동 과정은 본 발명의 다른 양태이다.
시동 절차를 개시하기 위하여 많은 장치가 배치될 수 있다. 예를 들어, 풍력 터빈에 설치된 움직임 센서는 배터리에 의해 전원이 공급되는 증폭 회로에 의해 증폭되는 전기 신호를 생성하고, 타이머를 통해 발전기로 배터리를 연결하는 릴레이를 스위칭한다. 이 타이머는 모터/발전기에 전류를 공급하고 기설정된 몇 초의 시간 후에 모터에 전력을 차단한다.
다른 장치는 임의의 공기 흐름을 실제로 감지하기 위하여 노즐의 내부 또는 외부에 피토관(pitot tube)을 포함한다. 피토관으로 들어오는 공기 흐름 때문에 발생하는 피토관 내부의 압력 상승은 아날로그 또는 디지털 전기적 신호로 변환되고, 이는 제어 시스템(230)에 도착하여 공기 터빈 회전자에 연결된 전기 모터에 배 터리 단자를 연결함으로써 시동 시스템을 동작하도록 제어 시스템을 트리거링한다. 터빈 을 시동한 후에, 자연풍만이 시동을 개시하고 시동 과정에서 공기 흐름이 공기 터빈에 의해 생성되지 않도록 제어 시스템은 적어도 5분 이상 동안 다른 시동을 개시할 수 없다. 제어 시스템은 풍력 터빈의 상태를 모니터링하고 컴퓨터 프로그램을 저장하고 피토관으로부터의 최소 자연풍 자연풍 공기 속도 데이터의 존재에 따라 시동 과정을 개시하는 시간을 "결정하는" CPU(Central Processor unit, 중앙 처리 장치) 메모리 장치에 기반을 둔다. 또한, 표 2로부터의 데이터와 대기의 데이터는 메모리 장치에 저장될 수 있다. 이 데이터는 잉여 공기 통과(161)를 제어하는데 필요하다 - 도 3 또는 본 발명의 다른 실시예의 다른 특성들에 대한 상세 설명 참조). 터빈을 시동하기 위한 다른 방법들에서 기설정된 시간 또는 시간 간격으로 터빈 회전을 시동하는 미리 프로그래밍된 타이머와 같은 것이 적용될 수 있다; 본 발명에 따른 가정용 풍력 터빈을 동작시키기 위하여, 원격 제어 장치 또는 인간의 수동 명령 조작 전기 스위치로부터 조작 명령어가 도착할 수 있다.
본 발명의 중요한 이점은 낮은 풍속과 작은 크기에서도 상당한 양의 전기를 발전할 수 있는 능력이며, 따라서, 이러한 장치는 모든 빌딩의 지붕에 쉽게 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 따른 1미터 흡입구 직경의 수렴 노즐의 전력 출력은 계산한다.
아주 일반적인 약한 바람인 21.737 ft/s, 즉 6.6m/s의 풍속을 가정하면, 스로트(114)에서 221.9 ft/s의 풍속을 가져다준다. 221.9 ft/s의 속도를 갖는 스로 트 공기 흐름(154)에 일시적으로 수직인 블레이드(126)에 작용하는 공기역학적 힘을 계산한다.
앞에서 계산된 스로트 데이터를 사용한다 - 25 및 26 페이지를 참조하여 ρ/ρ0 = 0.9793의 중간 비를 사용한 스로트에서의 공기 밀도를 계산한다.
ρ = ρ0 x 0.9793 = 0.002378*0.9793 = 0.0023288
F = 1/2 ρV2SCD
여기서, S는 블레이드(126) 면적이고, CD = 1.0은 블레이드(126)의 항력 계수이다(구역 114).
터빈 블레이드가 노즐 스로트 내에서 공기 흐름을 막기 때문에, 터빈 부하의 공기 흐름 속도에 대비하여 스로트에서 30%의 공기 흐름 속도를 가정한다. 즉, 공기 속도는 221.9 x 0.7 = 155.3 ft/s이다.
S]S114 = (π x 12/4) x 10.76)/10 = 0.845 ft2
F = 0.5 x 0.0023288 x 155.32 x 0.845 x 1.0 = 23,669.5 lb = 105.3 Newton
그리고 전력은
P = F x V = 105.3 x (155.3*0.3048[m/s])=4984.8 Watt이다.
터빈 부하가 없을 때 스로트에서서의 공기 흐름 에너지를 계산하면:
Ek = 0.5 MV2 = 0.5 x ρV x A x V2 = 0.5 x 0.0023288 x 221.9 x 0.845 x 221.92 = 10,722.8[ft-lb] = 13,722.8 x 0.3048 x 0.454 x 9.8 = 14,541.3 J/s
따라서, 풍력 터빈이 14.5 KW 중에서 5 KW를 발전하는 것을 보여주는 상기 전력 출력 계산은 매우 보수적이며, 실제 전력 출력은 약 7 KW일 수 있다.
5.0 KW의 출력 전력은 서구의 평균적인 가족에 대하여 충분하다. 이 출력 전력이 6.6m/s의 약한 바람으로부터 생성되기 때문에, 더 강한 바람은 이러한 수치의 배 이상이 될 것이다.
이러한 풍력 터빈의 길이가 대략 2.5m이기 때문에, 그 크기는 어떠한 도시 빌딩 지붕이라도 각 도시의 수천 가구가 이러한 풍력 터빈을 가질 수 있게 한다. 본 발명을 채용하는 것은 국가가 상당한 양의 전기를 절약하고 공해를 줄일 수 있게 하며, 많은 가정들이 자가 발전함으로써 생활비를 절감하는 방법을 제공한다. 보통, 더 높은 풍속에서, 이러한 풍력 터빈의 소유자는 전기를 지역 전력회사에 판매할 수 있다.
도 2는 도 1의 공기 터빈의 전면도를 도시한다. 도면 부호를 갖는 모든 구성요소들은 도 1과 동일한 도면 부호를 갖는다. 이 도면은 가이드 베인(112)가 전체 흐름을 다루기 위하여 노즐 폭에 걸쳐 뻗어져 있는 것을 보여준다. 가이드 베인(112)의 스팬(span)은 도 3에서 분명하게 볼 수 있다. 가이드 베인의 치수는 공 기를 가열할 수도 있는 운동 에너지의 손실을 최소화하도록 선택된다. 수직의 가이드 베인 - 이 도면에는 도시되지 않음 - 가로방향 난류의 난류 효과를 방지하기 위하여 추가될 수 있다.
도 3은 도 1의 공기 터빈의 상부 단면도를 도시한다. 도 1에 도시되지 않은 구성요소를 제외하고는 도면 부호를 갖는 모든 구성요소들은 도 1과 동일한 도면 부호를 갖는다. 회전자의 주 샤프트(120)는 블레이드(127)(나머지 블레이드는 도면을 쉽게 읽을 수 있도록 도시되지 않았다)에 가해지는 공기역학적 힘 때문에 회전한다. 샤프트(120)는 풀리(170)보다 더 작은 직경을 갖는 풀리(171)를 회전시키는 벨트 드라이브(173)와 결합된 풀리(170)를 포함하며, 따라서, 풀리(171)는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기(175)를 구동하기에 충분한 고속의 회전 속도로 회전한다. 전류의 형태로 전기 에너지는 도시되지 않은 전기 도선에 의해 발전기로부터 전송된다.
선택적인 과잉 공기 배출 시스템(160-163)의 역할은 이 설계가 300 km/h까지의 풍속을 갖는 허리케인을 다룰 수 있게 한다. 허리케인 공기 속도에 10을 곱하면 마하=1을 넘어선다. 노즐 내에서의 충격파를 방지하기 위하여, 공기 통로(160)는 개방되어 스로트 면적을 증가시키며, 이는 스로트(114)에서의 공기 속도를 마하=1.0 이하를 유지하도록 한다. 잉여 공기 통로의 구성은 본 발명의 다른 양태이다. 제어 시스템(230)에는 스로트 내에서의 정체 압력을 측정하는 피토관과 같은 공기 속도 측정 장치(236)가 통합되며, 아날로그 디지털 컨버터(미도시)는 이 압력 을 제어 시스템 CPU에 선(238)을 통과하는 전기 신호로 변환한다. CPU는 스로트에서 공기 흐름 속도를 모니터링하고 이 속도가 M=1에 이르면 원격 제어 전기 액추에이터(162)와 암(163)으로 전기적으로 동작되는 도어(161)를 개방하는 컴퓨터 프로그램을 수행한다. 제어 시스템 메모리 장치에 저장된 공기역학적 데이터(참조 문헌의 표 2와 같은)는 본 출원의 다른 실시예들의 다양한 작업에서 제어시스템을 돕는다. 마하 수가 M=1.0쪽으로 증가할 때, 제어 시스템은 도어(161)를 개방하는 강체 암(163)을 미는 전기 액추에이터(항공기 업계에서 일반적인 장치)에 전기 신호를 보내어, 스로트 앞의 공기 일부는 통로(160)을 통해 흐를 수 있으며, 스로트에서의 공기 흐름은 M=1을 넘지 않게 되어, 충격파, 노이즈, 및 진동을 방지한다. 따라서, 버려지는 자연력으로부터 소정의 에너지를 이용할 수 있도록 이러한 선택적인 공기 통로는 풍력 터빈이 강한 바람에서도 동작하게 한다. 잉여 공기 배출 시스템은 본 발명의 다른 양태이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 측단면도이며, 공기가 회전자 블레이드에 항력을 인가하여 더 큰 효율이 획득되는 훨씬 더 긴 공기 경로 및 2차원 흡입구를 도시한다. 도 1의 설계의 다른 모든 특성은 여기 및 본 발명의 다른 모든 실시예에 포함될 수 있다. 도 4, 5, 6에서의 구성요소의 도면 부호는 기본적으로 도 1, 2, 및 3에서와 동일하다.
도 5는 도 5의 공기 터빈의 전면도를 도시한다. 본 실시예는 2차원 공기 흡입구를 구비한다. 이것은 흡입구가 큰 흡역 면적을 가지게 하나, 터빈의 회전자 직경은 작게 유지된다. 이것은 원심력을 낮게 유지하고, 결과적으로 가벼운 구조 및 낮은 비용을 유지하는데 중요하다. 한편, 높은 전력의 풍력 발전은 큰 흡입구를 필요로 하여, 풍경에 아주 큰 영향을 미친다. 그러나, 본 실시예는 설계의 높이를 낮게하여, 더 나은 외관을 가진다. 더 큰 흡입구 면적은 더 많은 전기가 생산된다는 것을 의미한다.
도 6은 도 4의 실시예의 상면도이다. 본 실시예에서, 회전자 블레이드(127)의 스팬은 블레이드의 반지름, 즉 도 1 또는 4에 도시된 블레이드의 현 길이보다 대략 5 내지 10배 더 크다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예이며, 도 1 및 4와 유사한 회전자 설계를 가지나 노즐이 가변 단면적을 갖는다. 가변 흡입구의 이점은 스로트(114)에서의 공기 흐름이 풍속이 증가할 때 흡입구에 전체적으로 큰 힘이 작용하는 동안 흐름을 막는 마하 = 1에 이르는 것을 방지하는 데 있다. 공기 터빈에 대한 본 실시예에서, 회전자 블레이드의 크기는 고정되며, 최대 풍속은 M=1.0이다. 따라서, 전력 출력을 최적화하기 위해서, 흡입구 면적은 풍속에 따라 변경되어야만 한다. 낮은 풍속은 흡입구 면적을 증가시키는 것이 필요한 반면 높은 풍속은 흡입구 면적이 감소될 수 있다. 노즐의 단면적을 변경하기 위하여, 본 발명은 모두 힌지(260)를 갖는 2개의 평면(108)을 포함하며, 이들은 그 힌지(26)의 축 주위로 회전할 수 있다. 흡입구(110)의 단면적을 변경하기 위하여 2개의 선택적인 메카니즘이 설명된다. 첫 번째는 풍속이 증가함에 따라 위로 향하는 양력이 증가하는 날개(250)이다. 날 개(250) 상의 더 큰 양력 때문에, 부착된 암(252)은 실린더(256) 주위로 회전하고 힌지 축(260) 주위로 회전하는 가동 평면(108) 상에 아래 방향으로의 힘을 가하여 평면(108)의 선수 에지(들어오는 바람을 만나는 첫 번째 선)는 아래 방향으로 회전하고 흡입구의 단면적(110)을 감소시킨다.
노즐 면적을 변경시키는 다른 선택사항은 전기 제어 시스템(230)에 의해서이다. 제어 시스템은 도 1의 잉여 공기 통로(160)에 대하여 설명되었다. 여기서, CPU는 스로트(114)에서의 공기 흐름 속도를 모니터링하고, 터빈 부하 하에서의 공기 흐름을 가능한 한 마하=1 또는 기타 다른 설계치에 가깝게 유지하도록 흡입구 면적을 변경한다.
하부 평면(108)을 위쪽 방향으로 밀고, 하부 평면(108)을 힌지 축(260) 주위로 회전시키케 하는 브라켓(276)을 왼쪽으로 밀기 위하여 암(272)을 왼쪽으로 미는 전기 액추에이터(270)를 가동함으로써, 흡입구 면적을 감소시킨다. 흡입구 면적을 증가시키기 위하여, 액추에이터 암(272)은 실리더(270)쪽으로 수축한다. 도 7의 다른 모든 구성요소는 도 1과 동일한 도면 부호를 갖는다. 가변 흡입구 면적 및 자동 제어 시스템은 본 발명의 추가적인 양태이다. 제어 시스템은 유선 또는 무선 통신에 의한 원거리 통신에 의해 멀리 떨어진 제어 시스템으로부터 모니터링될 수 있다. 이러한 특성을 가능하게 하기 위하여, 무선 모뎀 및 안테나가 제어 시스템 CPU에 통합될 수 있다.
도 8은 도 7의 공기 터빈의 전면도이다. 흐름(112)이 평행한 유선을 갖게 배치되도록 챔버의 벽부가 평행한 스로트 평면(114) 뒤의 챔버 하부에 배치된 공기 속도 측정 장치(236)(피토관)의 위치에 유의하라.
도 9는 도 7의 실시예의 상면도이다. 수직 가이드 베인(116)이 흐름을 평행선으로 배치하도록 도시된 챔버(220) 내에서의 흐름 방향을 유의하라.
도 10은 본 발명의 다른 실시예의 포드(100) 중심선을 따라 수직 평면에 의해 형성된 단면도이다. 이전 실시예들과 같이, 수렴 노즐은 중요한 부분이다. 여기서, 회전자는 대략 12개의 날개를 가지며, 그 단면(734, 736, 738, 730)은 도 11에 명확하게 도시된 2개의 평행하고 회전가능한 "링(ring)"(820, 850) 사이에 설치된다. 각 날개의 측면 단부 에지는 링(820, 850) 중 하나에 단단하게 연결되어, 날개가 축(880) 주위로 움직일 때, 두개의 링이 모두 이들과 함께 회전한다. 이전의 회전자 설계와는 다르게, 여기서는 날개의 후미 에지는 회전자의 허브에 부착되지 않아, 들어오는 흐름은 항공기 날개에서와 같이 이 날개들에 작용한다. 이전 실시예들에서와 같이, 링의 회전 축 - 도 11의 880 - 은 흡입구로 들어오는 흐름에 수직이다. 도 10에 도시된 원(740)은 도 11에서 명확하게 볼 수 있는 회전 링(820, 850)의 내부 윤곽선이다. 가이드 베인(716)은 도시된 바와 같이 설치되며, 그 측면 단부는 회전자 링(840, 846)에 부착된다. 날개들을 시계방향으로 더 밀어 회전자 영역을 벗어나기 전에 흐름으로부터 운동 에너지를 더 많이 이용하기 위하여, 이 가이드 베인들은 날개(734, 735, 736, 737)의 회전 가능한 날개 후미 에지를 벗어나는 흐름을 링(820, 850)의 오른쪽에 있는 날개, 즉, 날개(738, 739) 쪽의 흐름으로 방향을 전환한다. 날개(736)는 흐름(152)에 대하여 즉각적으로 수직이다. 고정 가이드 베인(717, 718)은 노즐(108) 폭으로 뻗는다. 이 가이드 베인은 최적 받음각(angle of attack)에서 날개(734)를 만나도록 흐름 - 화살표 720 - 의 방향을 바꾸며, 즉, 각 날개는 그 순간 위치에서의 각 날개에 대한 회전축(880) 주위로 최대 토크를 생성한다. 각 날개의 토크는 회전축(880)에 대한 순간 합력 사이의 거리가 곱해진 양력과 항력 성분을 포함한다. 링(820)의 중심에서, 고정 가이드 베인(717, 718)은 노즐 스로트를 가로질러 뻗으며, 이는 날개(736)의 위치에서 들어오는 흐름(152)에 수직인 노즐 단면이다. 스로트는 도 11에 도시되고, 사실 우측에서의 "링들(820, 840)"과 좌측에서 "링들(850, 846)"의 평면인 노즐 측벽에 의해 형성된다. 스로트의 상부 벽은 노즐(108) 상부 벽의 연장부이며, 하부 벽은 고정 본체(718)의 상부면이다. 이 본체는 공기 흐름이 하부측 날개(730, 732) 상에 음의 토크를 생성한다.
날개의 위로 향하는 단부가 날개 단부의 소용돌이를 방지하는 벽의 기능을 하는 링(820, 850)을 향하기 때문에, 본 실시예에서의 날개는 자유 흐름에서의 프로펠러에 대하여 큰 이점을 갖지며, 이에 따라, 1 내지 5의 범위에 있는 낮은 종횡비로 높은 효율을 얻을 수 있다. 보통, 프로펠러 블레이드의 종행비는 날개 단부의 소용돌이에 기인한 양력 손실을 방지하기 위하여 대략 10 이상의 범위에 있다. 다른 이점은 각 날개는 한 측면에서만 지지되는 프로펠러와는 달리 양 측면에서 지지된다는 것이다. 이것은 날개의 강성을 강화시킨다. 이 설계에서의 또 다른 이점은 작은 회전 반경이며, 이는 회전자에 작용하는 원심력을 감소시켜 그 무게와 비용을 최소화한다.
본 실시예에서의 다른 이점은 항력이 터빈 구동 토크의 주요 기여자라는 것이다. 이것은 날개(735, 736, 737, 738)에 대하여 알 수 있다.
본 실시예의 다른 이점은 공기 흐름이 노즐 내에서 형성될 수 있도록 스로트가 막히지 않아, 시동의 필요성이 본 출원의 이전 실시예들에 비하여 감소된다는 것이다.
도 10에 도시된 날개 단면은 일반적인 항공기 윤곽을 가지지만, 다른 윤곽들도 이 설계를 더욱 더 양호하도록 할 수 있다. 예를 들어, 날개 윤곽은 원형 날개 선수 및 후미 에지를 갖는 높은 캠버(오목한 형상) 또는 대칭 오목 단면을 구비한다.
도 10에 도시된 가이드 베인(710, 712, 714)은 도 1에서 전체 노즐 길이를 따라 연장하지 않지만, 도 1의 베인은 여기 또는 모든 수렴 노즐에서 적용가능하다. 이 회전자 실시예는 본 출원의 임의의 노즐과 결합하여 사용될 수 있다.
도 11은 도 10의 실시예에 대한 전면도/단면도를 도시한다. 타원체(810)는 노즐 구역 스로트에서의 흐름(152)에 수직인 구역이다. 노즐 자체는 모서리(A, B, C, D)에 의해 도시된 직사각형이다. 날개(736)는 스로트의 상부에서 명확하게 보여진다. 날개 측면 단부는 스로트의 우측에서 날개(820)와 연결되고, 나머지 단부는 링(850)에 연결된다. 회전자 메카니즘은 이 도면에서 대칭이며, 따라서 우측만이 설명될 것이다. 링(820)은 베어링(824) 위에 "안착(seat)"하는 보통의 확장 실 린더(821)를 갖는 속이 빈 디스크이다. 베어링(824) 회전축은 880이다. 디스크(820)는 강철과 같은 임의의 단단하고 내구성 강한 재료로 이루어진다.
왼쪽으로 움직이는 베어링(824)을 제한하는 "숄더부(822)"에 유의하라. 베어링(824)은 대칭축이 회전자 축(880)과 일치하는 고정 파이프(841)에 "안착"한다. 디스크(842, 843, 844) - 바람직하게는 금속으로 이루어진 - 구조체 벽(814)에 연결된 고정자 디스크(840)에 파이프(841)를 연결하는 역할을 한다. 고정자 디스크(840)는 대칭적인 좌측의 대응하는 고정자 디스크(846)를 갖는다. 가이드 베인(711, 712)은 스로트 폭, 즉 고정자 디스크(840, 846) 사이에 대하여 뻗는다. 각 가이드 베인의 측면 에지는 고정자 디스크(840, 846) 중 하나에 연결된다. 고속의 공기 흐름이 반대 위치에 있는 날개 방향으로 흐르는 것을 방지하도록 하는, 회전하는 날개, 회전자 중심에서의 고정 가이드 베인 및 본체를 갖는 이 회전자 설계는 본 발명의 추가 양태이다.
도 12는 원형 단면을 갖는 수렴 노즐의 스로트 영역에 조립되는 공기 터빈의 다른 실시예이다. 이것은 축류 터빈이며, 도 12에 도시된 대부분의 구성요소들은 2개의 전형적인 구성요소를 도시한 도 14로부터 볼 수 있는 바와 같이 방사형으로 대칭이다. 이중쇄선(101)은 노즐 외면이며, 이중쇄선(108)은 노즐 내면이다 - 도 1, 7, 10에서와 같이. 이것은 수렴 노즐에 쉽게 부착하기 위한 장치를 갖는 축류 터빈이다.
이러한 새로운 설계는 여러 가지 이점을 갖는다. 첫 번째로는 노즐로부터 터빈 분리 절차의 용이성에 기인하는 양호한 유지보수성이다. 터빈은 주기적인 유지 보수를 필요로 하는 움직이는 부품이다. 수렴 노즐은 움직이는 부품을 포함하지 않아, 최소한의 유지보수만을 필요로 한다. 따라서, 유지보수 작업을 용이하게 하기 위하여, 터빈 유닛은 쉽게 분리되어 유지보수 공장으로 가져갈 수 있으며, 대체 유닛은 동작 지점에 있는 수렴 노즐에 쉽게 부착된다. 이 유닛은 터보 엔진과 매우 유사하게 구축된다. 이것은 내부 프레임(904), 외부면(901) 및 내부면(908)을 갖는 포드(900)를 포함한다, 가이드 베인(920)은 축(980)에 대하여 방사형으로 대칭이며, 360°로 콘(924)을 싸며, 들어오는 공기 흐름(912)를 노즐의 출구 및 입사 구역(910)을 벗어난 직후에 터빈의 스로트 영역(914)을 향하도록 한다. 공기 흐름(912)은 스로트에서 최대 속도에 이르게 되고, 회전하는 허브(960)을 싸지만 이에 접촉하지 않는 고정자 가이드 베인(930)의 제1 열- "노즐"로 알려진 -에 도착하게 된다 - 복수의 가이드 베인(930)을 포함하는 도 14에서의 고정자 디스크(9300) 참조하라. 고정 가이드 베인(930)은 도 12에 도시된 바와 같은 단면 윤곽(932)이 직사각형인 단면을 갖는다 - 도 13과 14 역시 참조하라. 가이드 베인(930)은 축(980)에 수직인 동일한 평면에 배치되고 도 14에서 터빈의 제1 단계 고정자(9300)를 형성하는 이와 같이 동일한 복수의 베인 중 하나이다. 구성요소(934)는 회전자 블레이드(940)의 동일한 종류의 표현에 인접하게 배치된 복수성을 예시적으로 도시한다. 회전자 허브(960)는 베어링(956, 957)과 바(950)를 통해 포드의 외부 구조체 프레임(904, 905, 906)에 바(950, 951)에 의해 지지되는 샤프 트(906)에 단단하게 부착된다. 이 바들은 방사형으로 대칭하지는 않지만, 각각이 십자가인 4개의 암을 가지면서 단순히 대칭하며, 공기 흐름 내에서 고정될 때 공기역학적 항력을 최소화하기 위하여 암 각각은 날개 윤곽의 단면- 도 13의 952 -을 갖는다.
바는 허브(960)에 작용하는 임의의 세로방향 및 측면 힘에 견딘딜 수 있다는 것에 유의하라. 베어링(956, 957)은 허브(960)가 세로 축(980) 주위로 자유롭게 회전하도록 한다. 회전자 디스크(9400, 도 13 및 14)는 복수의 블레이드(940)를 갖는다. 블레이드(940)는 도 14에서 볼 수 있듯이 허브(960)의 원주에 배치된다.
공기 흐름이 고정자 베인(930)에서 회전자 베인(940)으로 어떻게 이동하는지 설명하기 위하여 본 명세서에 도시된 고정자 블레이드 배열 표시(934) 및 이와 인접한 회전자 블레이드 배열 표시(944)를 보면, 화살표(990) 방향으로 회전자 블레이드를 미는 최대 공기역학적 힘, 즉 축(980) 주의의 회전을 생성하기 위하여 고정자 블레이드(930)는 흐름(913)을 최상의 받음각으로 구역 윤곽(944) 쪽으로 향하도록 한다. 고정자 윤곽을 만날 때 최상 받음각을 갖도록 흐름(913)이 그 경로를 고정자 윤곽에 의해 변경하는 것을 볼 수 있다. 바나나 모양의 고정자 윤곽은 흐름으로부터 운동 에너지의 대부분을 이용하는데 유용한다. 흐름은 고정자 및 회전자 구역 주위로 뱀과 같이 이동하여, 회전자가 990 방향(축(980) 주위)으로 회전하여 최종적으로 작은 세로방향 속도 성분과 작은 접선 속도 성분을 갖는 흐름(918)과 같이 벗어난다.
회전자 블레이드 구역(942)은 대칭인 높은 캠버의 공기역학적 윤곽을 가지며, 이는 구동 흐름으로부터 가능한 한 많은 운동 에너지를 얻는데 필수적이다. 단면(932, 942)을 갖는 디스크(노즐, 930)와 회전자 디스크(940) 장치는 "임펄스 터빈"으로 각각 알려진다. 임펄스 터빈은 흐름으로부터 얻어진 에너지를 최소화하도록 설계된다. 각 터빈 단계는 흐름으로부터 운동에너지를 추출하는데 제한된 용량을 갖기 땜누에, 선택적인 부가 충동 단계 터빈(938, 948)이 설계에 추가된다.
샤프트(906)는 발전기(970 - 972), 후미 에지 콘(975)을 가지며, 따라서, 샤프트가 회전할 때, 발전기 회전자(972)도 회전하지만, 발전기 고정자(970)는 바(950)와 유사한 바(952)에 의해 지지되기 때문에 고정되어 있다. 전력은 지지부(952)를 통과하는 도선에 의해 전송된다.
터빈의 포드 프레임(904)은 터빈의 발전기 유닛의 무게 중심에 위치하며, 이에 따라 프레임(904)에 부착된 운반 후크(109)는 무게 중심에 위치한다. 유닛이 후크(109)를 사용하여 들어올려질 때, 유닛은 수렴 노즐의 후방 입구로 쉽게 넣도록 수평 위치에 있다. 유닛이 자리를 잡은 후에, 터빈을 수렴 노즐에 단단하게 부착하기 위해 볼트가 노즐 프레임(104)을 통해 터빈 프레임(902, 903, 904, 905)으로 채워진다. 터빈 유닛을 노즐로부터 끌어당기기 위하여 터빈 후방 콘은 홀(907)을 갖는다.
도 13은 주요 터빈 부품이 어떻게 조립되는지를 보여준다. 콘(924)은 샤프트(906)에 연결되고, 그 다음 암(950)이 샤프트(906) 위에 안착한 베어링(956) 위에 탑재된다. 그 다음, 허브 디스크(960)가 바람직하게는 스플라인 그루브(spline groove)에 의해 샤프트에 단단하게 연결된다. 그 다음, 고정자 디스크(9300)가 허브(960) 주위로 넣어지며, 이것은 추후에 외부 링(938)을 통해 포드 내부면에 연결되어 고정 구성요소가 된다. 그 다음, 허브(960)로서 단단하게 연결되기 위하여 회전자 디스크(9400)가 샤프트 상에 조립된다.
도 14는 고정자 디스크(9300)와 회전자 디스크(9400)의 평면도이다.
수렴 또는 수렴 발산 노즐과 관련된 터보 제트 엔진과 유사하게 조립된 축형 공기 터빈 유닛의 사용은 본 발명의 일 양태이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 수렴 노즐(1000)의 측면 부분은 케이블(1047, 1048)에 의해 바닥에 부착되고 기저부(1068)에 부착되는 타워 역할을 하는 수직 파이프(1050)에 장착된다. 케이블(1047, 1048)에 수직인 평면에서 작용하는 추가의 지지 케이블은 도시되지 않았다. 따라서, 높은 구조체(수백미터)도 안전하게 장착된다. 이 설계는 1미터부터 그 이상의 길이의 타워에 좋다. 수렴 노즐 흡입구(1010)에 들어온 공기는 가이드 베인(1020 내지 1023)에 의해 파이프 상부 개구(1051)로 향한다. 공기 흐름은 흐름(1014)과 같이 아래로 밀려지고 흐름(1016)과 같이 파이프(1057)를 통해 특히 본 출원에서 설명된 실시예에 따른 임의의 종류의 공기 터빈으로 밀려진다. 본 실시예(도 15의)는 3가지 이점을 갖는다: 1. 노즐은 지상으로부터 높은 곳에 배치되어, 더 높은 풍속을 흡입한다; 2. 관리하기에 어렵고, 비용이 많이 들며 위험한 높은 타워에 터빈 유닛을 설치할 필요가 없다; 3. 수렴 노즐의 부산물은 물이다. 앞에서 주어진 수치적 해법에서 자연풍의 기온은 4°Rankin만큼 감소한다. 이것은 수렴 노즐에 의해 흡입된 구름(980)이 수증기를 수렴 노즐 내부에서 하부에 작은 구멍이 물이 파이프(1065)로 흐르게 하고 물 저수조(미도시)에 집수되도록 하는 파이프(1050, 1055)로 흐르는 물방울로 바꾸는 액화 온도에 도달하게 한다. 따라서, 물이 필요한 건조지역에서 본 발명은 양질의 물과 전력을 제공할 수 있다. 노즐을 바람쪽으로 회전하도록, 수직 날개(1090)는 노즐을 바람쪽으로 향하게 하는 구조체(1092)를 통해 공기역학적 힘을 인가한다. 이 회전을 허용하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같은 유사한 메카니즘(130-140)이 채용된다. 파이프(1050)는 파이프(1055) 내에서 회전가능하다. 약간 작은 직경의 파이프(1052)는 파이프(1055)에 단단하게 부착되고 샤프트 역할을 하는 파이프(1050) 내부로 연장되며, 파이프(1050)는 날개(1090)의 힘으로 회전한다. 디스크(1041)는 파이프(1050)에 단단하게 부착되며, 파이프(1055)에 단단하게 부착된 유사한 디스크(1042)의 상부에 놓여, 상부 디스크(1041)는 하부 디스크(1042) 상에서 활주할 수 있다. 클램프(1045)는 그 하부측에서 하부 디스크(1042)로 부착되며, 이에 따라 디스크(1041)가 위쪽으로 움직이는 것을 방지하여, 파이프(1050)와 파이프(1055) 상부의 전체 노즐 조립체가 파이프(105)의 중심선을 따라 움직이는 수직축 주위로 회전하는 능력을 계속 유지시킨다.
따라서, 공기역학적 힘이 수직 날개(1090)에 인가될 때, 이 힘은 수렴 노즐 조립체에 회전 모멘트를 생성하고, 공기역학적 힘이 0으로 감소할 때 RK지, 즉, 날개(1090)이 바람 방향과 일직선이고 흡입구(1010)가 들어오는 바람을 향할 때 까지 노즐을 회전하게 한다.
도 15의 실시예는 물을 생산하는 고전력 터빈에 적합하다. 예를 들어, 2메가와트 풍력 터빈의 치수를 계산한다. 21.737 ft/s의 풍속에 대한 데이터를 사용한다:
P = F x V => F = P/V = 2,000,000/(221.9 x 0.3048) = 29,570 N = 6,646.1 lb
따라서, 노즐 스로트 면적은 다음과 같아야 한다:
A = 2 x F/(ρV2CD)= 2 x 6,646 x (/0.0023288 x 221.92 x 1.0) = 115.9 ft2 = 10.77 m2
따라서, 노즐 흡입구 면적은 스로트 면적보다 10배, 즉 107.7m2인, Vestas V80 터빈에 기반의 프로펠러보더 상당히 작은 10.7m의 원형 흡입구가 되어야 한다. 결과적으로, 대략 12m의 높이와 27m의 길이를 갖는 장치는 풍력 발전 기반의 종래 기술에 따른 프로펠러보다 무게와 비용이 훨씬 덜 나갈 것이다. Vesta V80 이15 m/s의 바람으로부터 2MW를 발전하나, 이는 여기에서 사용된 6.6m/s보다 훨씬 더 높다. 결과적으로, 15m/s에서의 상기 터빈 크기는 대략 8MW를 발전할 수있다.
도 15의 실시예는 발전소에서 적합하다. 큰(2 내지 100 미터 이상의 흡입구 직경) 수렴 노즐은 수백 메가와트를 발전하는데 사용될 수 있다. 또한, 물이 필요하다면, 노즐은 구름이 지상에 가까운 상에 설치될 수 있어, 이에 따라 짧은 파이프가 구름을 흡입하여 물로 변환하는데 충분할 것이다.
본 발명이 공기의 내부 에너지를 운동에너지로 변화하는 것에 관한 것이기 때문에, 노즐 내에서 스로트를 통과하는 최대 에너지를 갖는 최대 가능 속도까지 공기 흐름을 가속하는 것이 바람직하다. 이 속도는 음속 또는 그보다 약간 아래이다. 이러한 속도를 달성하기 위하여, 수렴 발산 노즐이 사용되어야 한다. 수치적인 경우에서 보여진 바와 같이, 노즐 입구 구역(도 1의 110)에서의 마하 수와 구역(114, 스로트)에 대한 구역(110)의 면적비는 음속이 얻어질 수 있는 스로트 면적을 결정한다. 바람의 속도가 일정하지 않기 때문에, 도 7의 실시예에 대비되어 자동 제어 시스템(1230)이 흡입구 면적이 일정한 반면 스로트 면적을 변경시키는 도 16의 다른 실시예가 제공된다. 노즐(1408)은 자연풍(1320)이 스로트 구역(1414)과 구역(1414)에서 구역(1418)으로 약간 발산하는 노즐을 갖는 노즐(1408)로 들어가는 흡입구(1410)를 가지며, 흐름(1520)이 노즐로부터 나와서 대칭축(1530)이 노즐의 세로방향 대칭축과 일치하는 풍력 터빈(1500)으로 들어간다. 제어 시스템 메모리는 참조 문헌의 표 2로부터의 데이터와, 다양한 고도값에서의 밀도, 압력, 온도 및 음속과 같은 표준 및 지역 대기 데이터를 저장한다. 또한, 적어도 하나의 피토관(1420)이 제어 시스템 CPU에 스로트에서의 공기 흐름 속도를 알리기 위하여 포함될 수 있다. 선택적으로, 다른 피토관(1421)이 공기 흐름(1520)의 공기 속도를 측 정하기 위하여 설치된다. 이 도면에 도시된 노즐은 원형 단면 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 직사각형 단면에 대하여, 선택적인 스로트 면적 제어 시스템이 구역(1414)에서의 스로트 면적을 설정하기 위하여 제공되어, 구역(1414)에서의 지역 공기 속도가 이 경우에서의 얻을 수 있는 최대 속도인 음속인 M=1에 도달할 수 있게 한다.
제어 시스템은 각각 가동 푸시 피스톤(1239, 1439)을 가동시키는 2개의 전기 액추에이터(1238, 1438)를 동작시킨다. 이 푸시/풀 피스톤은 노즐의 내부면(1408, 1409)에 부착되며, 이에 따라, 이 피스톤이 실린더(1238, 1438)로부터 밖으로 움직일 때, 스로트(1414)를 좁게 하며, 그 반대로도 동작한다. 피토관(1420)은 스로트(1414)에서의 공기 흐름(1325) 속도를 측정하고 제어부(디지털 컴퓨터, 1230)에 이 속도를 알린다. 제어부는 알고리즘과 저장된 데이터를 이용하여 스로트(1414)에서 M=1.0을 얻도록 스로트 면적을 증가 또는 감소시킨다. 피토관(1420)이 계속적으로 공기 속도 측정값을 보내기 때문에, 제어부는 스로트 면적을 변경한 후에 공기 속도에 대한 즉각적인 피드백을 얻을 수 있으며, 공기 흐름 속도를 어떻게 개선할지 결정할 수 있게 된다.
피스톤(1239, 1439)은 포드 외부 프레임 방향으로 표면(1409)을 당기는 스프링 기반의 부착물인 인장 장치(1413)에 대하여 (바람직하게는 강철로 이루어진) 표면(1408, 1409)을 밀어, 이에 따라 스로트 면적(1414)을 확대한다. 표면의 우측 에지(1500)은 내부 표면(1509) 사에서 자유롭게 활주하며, 이에 따라, 피스톤(1239, 1439)이 스로트(1414)를 좁게되도록 움직일 때, 표면 에지(1500)는 왼쪽 으로 움직이며, 반대로도 동작한다. 제어 시스템은 제어부(1230), 배터리(1232) 및 안테나(1234)에 연결된 선택적인 무선 트랜시버를 포함한다(제어시스템은 2004년도의 일반적인 휴대전화에 유사하다). 제어 시스템은 명령어를 보내고 피토관과 같은 센서로부터 오는 데이터를 수신하도록 1449와 같은 제어 도선을 사용한다. 다른 제어 시스템은 전체 조립체가 수직 날개(1490)에 가해지는 공기역학적 풍력 때문에 수직축(1300) 주위로 회전하는 것을 중지시키는 중지/제동 시스템(1461)이다. 중지 시스템은 전체 조립체의 갑작스런 회전을 방지하는데 필요하다. 이것은 유지보수 중에 중요하며, 중지 명령어는 휴대폰에 의해 전송될 수 있다. 이 대신에, 간단한 전기 스위치가 안전 거리 내에 설치될 수 있어, 유지보수자는 수동으로 중지를 활성화한다. 전체 조립체는 전기적인 중지 메카니즘(1461)이 설치된 실린더(1462)에 삽입된 회전가능한 수직 샤프트(1464)를 갖는 플랫폼(1465)에 설치된다. 실린더(1462)는 지상(1470)에 놓인 기저부(1460)에 단단하게 연결된다. 전체 조립체는 바다에서 타워 위나 배 위에 설치될 수 있으며, 지상 위에 임의의 원하는 높이까지 상승될 수 있다. 플랫폼(1465)은 두개의 기둥(1469, 1470) 위에 풍력 수렴 발산 노즐 조립체(1400)를 갖는다. 도 12와 유사한 풍력 터빈 유닛(1500)은 공기 흐름이 노즐(1400)로부터 배출고 터빈(1500) 흡입구로 들어가도록 기둥(1450) 위에 장착된다. 선택적으로, 터빈 유닛(1500)은 도 1의 실시예에 대해 설명된 바와 같이 시동 시스템이 제공된다.
선택적으로, 기둥(1450) 높이는 제어 시스템에 의해 제어된다. 제어 부(1230)는 기둥(1450) 높이를 전기 액추에이터(1238, 1239)에 대해 사용된 유사한 방법으로 제어한다. 바람이 없는 경우에, 기둥(1450)은 낮아져, 공기 흐름(1520)에 대한 장애물이 없어진다. 바람이 불기 시작하고 정상 상태 흐름이 노즐(1408-1409) 내에 형성되면, 제어부는 풍력 터빈(1500)을 도면에 도시된 바와 같은 동작 위치로 상승시키는 명령어를 전송한다. 풍력 터빈이 동작 위치에 있으면, 공기 흐름(1520)은 풍력 터빈 흡입구로 들어가고, 임펄스 터빈 회전자를 타격하여 회전시키고, 풍력 터빈 회전축(1550) 상에 조립된 발전기는 발전한다. 그 다음, 발전된 전기는 전력망으로 전송되며, 그 일부는 지역 배터리(1530)와 제어 시스템 배터리(1232)를 충전한다. 선택적인 터빈 시동 시스템은 배터리(1530), 및 배터리(1530)로부터의 전류에 의해 구동될 때 흐름(1520)에 대한 저항을 감소시키도록 터빈 회전자를 회전시키는 터빈에 통합된 전기 발전기/모터를 포함한다. 따라서, 풍력 터빈(1500)이 위치로 상승할 때, 회전자는 이미 회전하고 있다. 풍력 발전이 동작 위치에 있을 때, 제어 시스템은 시동 과정을 중지하며, 배터리(1530)는 모터/발전기에 전류 공급을 중지한다. 선택적인 전기 액추에이터(1467, 1468)는 풍력 노즐 배출면(1418)과 풍력 터빈 흡입구 사이의 거리를 변경하도록 제공된다. 이것은 흡입구 유출과 에너지 손실을 최소화하도록 수행된다. 선택적인 피토관(1421)이 얻을 수 있는 최대 속도에 대한 제어 시스템 피드백을 제공하며, 전류계/전압계(미도시)가 발전기에 의해 생산된 전기에 대한 중요 데이터를 제공한다.
도 17은 본 발명의 다른 실시에를 개략적으로 도시한다. 수직 파이프(600)는 지상(660)에 단단하게 부착되고, 2개의 링(602, 606)을 갖는다. 이 링들은 파 이프 주위로 회전할 수 있다. 빔(608, 610)은 링(602, 604)에 단단하게 부착된다. 노즐(620)은 핀(612, 614)을 통해 빔(608, 610)에 부착되며, 이에 따라 노즐은 핀(612, 614)의 수직 축 주위로 선택적으로 회전할 수 있다. 이것은 빔(608, 610) 내에서 피로 스트레스를 감소시키는데 중요하다.
노즐(620)은 그 자체 내에서 공기 터빈(690)을 가지며, 본 출원이나 기타 설계의 임의의 공기 터빈이 노즐 내에 설치될 수 있다는 것을 강조하기 위해 개략적으로 도시되었다. 선택적인 운반 빔(640)은 링(642)을 통해 파이프(600)에 연결된다. 수직 기둥(644)은 노즐의 후단부를 지지한다. 기둥(644)은 날개 형상의 윤곽 단면을 가지며, 이에 따라 안정기(stabilizer) 역할을 한다. 선택적인 지상 지지 기둥(644)은 회전축(649) 주위로 회전할 수 있는 휠(648)을 갖는다.
노즐 흡입구로 들어오는 공기의 속도를 최소화하기 위하여 링(602, 606)은 도시된 바와 같은 단면을 갖는 날개 모양의 페어링(fairing, 600)에 선택적으로 부착된다. 바람(630)이 불어오면, 노즐의 횡력이 파이프(600)의 수직축(601) 주위로 회전시키기 때문에, 도시된 바와 같이 노즐을 회전시켜 바람을 향하도록 한다. 또한, 선택적인 기둥(644)은 항공기 수직 안정기와 같은 역할을 하며, 노즐(600)을 바람방향으로 정렬하도록 돕는다. 이와 같이 정렬하는 동안, 휠(449)은 강체 표면(660) 상에서 회전한다. 공기 흐름(632)이 노즐(628)로 들어간 후에, 흐름은 공기 터빈(690)에 도착하여, 터빈 회전자를 회전시키고 공기 흐름(638)과 같이 발산 노즐(629)을 벗어난다.
본 실시예의 이점은: 자연적인 안정성과 작은- 1미터의 흡입구 직경 - 노즐 에서 큰- 100미터 흡입구 직경 - 노즐까지 이용할 수 있는 능력이다. 선택적인 날개인 페어링 날개(604)를 통과한 바람(630)은 공기 흐름(632)으로서 노즐로 들어간다. 노즐 스로트에서, 터빈(690)은 공기의 운동을 전기로 변환한다. 이 노즐은 노즐 내에서 공기 흐름을 안정화하도록 수렴-발산 노즐인 것에 유의하라.
이전의 실시예들에 대하여 설명된 이전의 모든 장치들은 선택적으로 이 실시예에 대하여 유효하다.
또한, 노즐(600)의 전체 설치와 그 지지 메카니즘(602-649)은 노즐이 낮추어지도록 파이프(600) (및 선택적인 기둥(644))을 짧게 하는 수단이 제공될 수 있다. 전체 실시예 주위의 보호벽- 미도시 -은 공기 터빈을 공격하고 손상을 입히는 강한 바람을 차단할 수 있다.
또한, 이러한 실시예는 휠(649)이 보트나 부표로 대체되는 바다에 설치될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 1에 대하여, 넓은 면적 흡입구로부터 좁은 단면적으로의 공기 흐름이 있으면 수렴 노즐이 공기 내부 에너지의 일부를 운동 에너지로 변환한다는 것이 증명되었다 - 본 출원의 24 페이지 참조. 수렴 노즐이 공기의 내부 에너지를 운동 에너지로 변환함으로써 공기 흐름의 운동 에너지를 증가시킬 수 있기 때문에, 본 발명이 풍력에 독립적이 되도록, 인공 공기흐름을 발생시키는 것은 가치가 있다. 온동 에너지로 변환된 내부 에너지 양 은 다음과 같다: 자연(풍)의 운동 에너지의 221.92/-21.7372=104.2 배. 따라서, 본 발명의 다른 실시예는 도 18에 도시된 바와 같은 노즐 흡입구에 설치된 동력식 팬(520)을 포함하고, 공기 터빈(502)이 배치된 스로트(514) 방향으로 공기 흐름(530)을 발생시킨다. 공기 터빈은 본 출원의 도 12에 도시된 것이나, 다른 공기 터빈이 사용될 수 있다. 도 18에 도시된 터빈(502)은 터빈 전력의 일부를 취하여 이것을 샤프트(560)를 통해 기어 박스(568) 및 임의의 회전 전력 소비자로 회전력을 전달하는 샤프트(560)로 기어(562)에 결합된 기어(552)를 통해 전달하는 기계적인 전력 출력 시스템을 보여준다. 이러한 장치는 자동차를 구동하기 위한 엔진이다. 터빈/엔진을 시동하기 위하여, 구동기는 동력식 팬(520)의 전기 모터(528)를 배터리(미도시)에 연결한다. 팬(520)은 공기(530)를 공기 흐름이 가속되고 터빈(502)에 도착하는 노즐로 흡입한다. 여기서, 터빈(502)은 도 12에 도시된 바와 같이 샤프트(551) 상에 장착된 것이 도시되지 않은 발전기를 포함한다.
동력식 팬(520)은 바람직하게는 전기 모터(528)에 의해 구동되나, 임의의 외부 전력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 외부 전력에 의해 구동되고 팬 허브(526)에 연결된 전력 샤프트(PTO)가 팬을 구동할 수 있다. 팬은 공기(530)를 흡입하고, 공기 흐름(532)을 스로트(514) 쪽으로 민다. 팬 지지빔(528)은 항력을 최소화하고 흐름을 대칭 축을 따라 향하도록 날개 윤곽의 단면(529)을 갖는다. 선택적인 가이드 베인(540) - 바람직하게는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 -은 노즐 폭을 가로질러 뻗어나며, 분리 없이 흐름을 유지하고 난류나 압력 상승을 최소화한 다. 가이드 베인은 노즐 대칭축(550) 주위로 대칭적으로 형성된 얇은 평면 금속 시트이거나 원형 금속 시트일 수 있다. 가이드 베인의 중요한 양태는 (본 출원에서 모든 노즐에 적용될 수 있는) 가이드 베인 하류 에지 경사부들이 서로에 대해, 그리고 노즐의 대칭축(550)에 대해 평행하다는 것이다. 이것은 난류를 방지하고 가이드 베인 사이에서 나오는 모든 서브 스트림의 부드러운 조합을 보장하는데 중요하다.
또한, 도 20에 도시된 바와 같은 팬을 갖도록 연장된 터빈 샤프트는 팬에 전력을 공급할 수 있다.
X KW의 공칭 전력을 갖는 전기 모터(528)에 의해 구동된 팬을 가정한다. 또한 팬은 전력의 50%를 운동 에너지로 전송하고, 난류와 분리 때문에 노즐은 80%의 일정한 엔트로피를 갖는다고 가정한다. 따라서, 정상 상태의 흐름은 흡입구(501)로 들어가며, 전기 모터(528)에 의해 투자된 전기 에너지의 대략 30% X만을 갖는다. 그러나, 스로트에서 운동 에너지는 100배 증가할 수 있으며(스로트 면적이 흡입구(510) 면적의 1/10이라 가정한다), 수렴 노즐의 작용 때문에 스로트에서 30X, 즉 투자된 에너지보다 30배 많은 운동에너지를 얻을 수 있다. 터빈(502)이 50%의 효율을 가지고 있다면, 15X의 전력을 제공하고, 순 이득은 14X의 전력이다. 따라서, 내부 에너지의 공기 내부 공급원에 대한 대가로 소비되는 에너지보다 더 많은 에너지를 생산하는 독립적인 에너지 기기를 얻을 수 있다. 포드(500)는 내부 표면(508, 509)와 포드 외부 표면을 지지하는 세로방향 빔(502)과 프레임(503)을 갖는 터보제트 엔진과 유사하게 형성된다. 도 1 내지 17의 실시예에 대하여 언급된 모든 설치 장치는 여기에 적용가능하다. 본 실시예는 엔진 동력(508)이 있든 없든 풍력으로 운전한다. 이 장치가 자연풍으로 동작하는 경우에, 정렬 수직 꼬리 날개가 필요하다. 또한, 일반적인 둥근 선수 에지와 달리 날카로운 흡입구 선수 에지가 터보제트 엔진 포드에서 발견되는 것에 유의하라. 흡입구에서의 동력식 팬을 포함하는 것은 전력망 또는 자동차 엔진에 전력을 공급하는 가정용 발전소 및 공공 발전소로서 사용될 수 있다. 공공 발전소에 대하여, 이들은 이미 스팀식 설비를 갖기 때문에, 스팀 전력은 동력식 팬을 구동하는데 사용될 수 있으며, 발전기는 전력망에 전력을 제공한다.
도 19는 수렴 또는 수렴-발산 노즐이 동력식 팬과 결합하고, 터빈이 항공기를 구동하기 위한 터보 프롭 엔진 역할을 하는 본 발명의 또 다른 실시예이다. 도 19는 모두 축(550)에 방사형으로 대칭인 포드, 노즐 및 팬의 대칭축(550)에 대한 측단면도이다. 흡입구(500, 608)에서, 팬(520)은 회전축이 축(550)과 일치하는 샤프트(525) 상에 탑재된다. 전기 모터(528)는 샤프트(525)를 회전시키고, 이에 따라 회전하는 동안 상기 노즐로 흐르는 공기(530)를 흡입하는 팬(520)을 회전시킨다. 하류 화살표(532)는 단면(529)이 공기 흐름이 축(550)과 평행하게 흐르도록 하는 고정 날개(628)를 통과한 후의 노즐(500) 내에서의 흐름을 나타낸다. 또한, 가이드 베인(540)(또한, 분리 베인으로도 알려진)은 난류를 방지하고 공기 흐름(534)을 터빈 흡입구(514) 방향으로 향하게 하는 서브 수렴 노즐을 형성한다. 공기 흐름이 터빈 스로트에서 최고 속도에 이르면, 샤프트(551) 상에 탑재된 터빈 의 회전자(502)를 회전시키고, 엔진이 배터리 또는 다른 공급원과 같은 외부 전력 공급원을 이용하여 시동된 후에 팬(520)을 구동하기 위하여 전력을 생성하는 발전기(568)로 들어가는 샤프트(560) 상에 탑재된 베벨 기어(562)에 맞물린 베벨 기어(552)를 회전시켜 구동하도록 한다. 팬(520)은 노즐(500, 608) 모두에 공기를 공급한다. 팬(520)의 외측부는 공기 흐름(570)을 가이드 베인(640)을 통하여 공급한다. 이 공기는 배출 구역(618)을 벗어날 때 최대 추력을 생성하도록 내측 또는 외측으로 이동가능한 벽부(603)를 이동시켜 노즐의 단면적을 가변시킴으로써 가속 또는 감속된다. 노즐 벽부(603)는 실린더로부터 직사각형 절단면 형상을 갖는다. 노즐 원주 주위에 있는 이러한 여러 가지 부품은 노즐 스로트의 변경을 가능하게 한다.
따라서, 벽부(603)는 이동가능하며, 힌지(604)와 전기 액추에이터(606) 장착 요소(609)에 의해 포드(600)에 연결된다. 전기 액추에이터(606)의 다른 단부는 액추에이터 암(606)에 장착되고 실린더(605)로 수축하며, 구성요소(612)를 왼쪽으로 움직이게 하고 힌지(604)의 힌지선 주위로 반시계 방향으로 회전하게 하여, 이에 따라 노즐의 단면을 증가시킨다. 이 대신에, 액추에이터(605-606)는 유압식 액추에이터일 수 있다. 도 19의 아래 절반은 노즐 모두가 정상 위치에 있는 엔진을 도시한다. 프레임(610)은 포드(600)를 단단하게 하고, 이동가능한 도어(616)의 표면(615)에 대하여 밀려진 탄성 재료인 외부 포드 표면(609)에 단단하게 고정되어, 이에 따라 도어(616)가 움직일 때 표면(519)은 접촉을 유지한다. 빔(620)은 날개 윤곽의 단면(621)을 갖는 복수의 방사형으로 분포된 지지빔이며, 터빈을 수용하는 내부 노즐을 외부 포드 내부 표면(602)에 연결한다.
엔진을 시동하기 위하여, 전류는 배터리 또는 다른 공급원으로부터 팬 샤프트(525)를 구동하는 모터(528)로 공급된다.
항공기 엔진이 이륙시의 0의 속도로부터 비행 중의 최대속도까지의 광범위한 공기 속도에서 동작하는 것이 필요하기 때문에, 마하 = 1.0에 가까운 공기 흐름을 가져다주는 수렴 발산 노즐의 이론적인 스로트 면적은 흡입구 속도에 따라 변경된다. 따라서, 엔진 설계의 주요 사항이 이륙 속도이면, 항공기가 속도를 얻으면 노즐 스로트 면적이 증가되는 것이 필요하며, 그렇지 않으면, 흐름은 막히게 되어, 마하=1이 스로트에서 획득되지만 공기 흐름 속도는 증가하지 않는다. 이러한 막힘을 방지하기 위하여, 내부 노즐 벽부(516)는 이동가능하며, 증가된 단면적으로 도시되며, 그 가까운 위치는 607로 표시된다. 이 가변 구조 노즐은 본 발명의 다른 양태이다.
엔진 추력을 증가시키기 위하여, 선택적인 연료 분사장치(700, 704, 706)가 제공된다. 이러한 연료 분사장치는 노즐 단면에 대해 방사형으로 분포된다(공기 흐름을 안내하지만 도시되지 않은 방사형으로 분포된 여러 날개(628)가 있으며, 그 각각은 이들 분사 장치를 갖는다). 선(702)은 연소하는 연료 불꽃이 전파하는 콘을 도시한다. 이러한 연료 분사는 특히 높은 고도의 비행(20,000ft 이상)에 필요하며, 엔진 추력이 흡입구의 공기 흐름 속도에 의존하기 때문에 이륙 목적으로 사 용될 수 있다.
도 19는 팬이 전기 모터(528)에 의해 구동되는 것을 도시한다. 그러나, 팬은 터빈 회전자(502)를 팬(520)에 연결하는 샤프트에 의해 구동될 수 있으며, 따라서, 큰 전력의 전기 모터(528)에 대한 필요성을 제거한다. 이러한 해결 방안은 도 20에 도시된다.
이전 실시예들에 대하여 설명된 것과 유사한 제어 시스템(도 19에는 미도시)이 도 19 및 20의 실시예 모두에서 잉여 공기 흐름 도어(516, 616)를 제어하는데 사용될 수 있다. 엔진 추력을 제어하기 위하여, 엔진 시동 전력의 반대 방향으로 직류가 전기 모터(528)에 공급된다. 발전기에 의해 생성된 전류(DC 전류)의 변경은 전기 모터(528)로 가는 도선과 발전기(568)의 출력을 연결하는 도선 연결을 변경함으로써 이루어진다. 이 대신에, 이동가능한 도어(616)는 외부 노즐(602)의 배출 영역에 가까게 움직인다. 추력 리버서가 도 21에 도시된다.
항공기 엔진의 기능을 하는 이러한 엔진의 능력을 보여주기 위해, 해수면 레벨에서 0.5m2의 흡입구 면적, VAC = 0의 항공기 속도, V = 34m/s = 1117ft/s의 중앙 노즐 흡입구에서의 공기흐름을 갖는 엔진의 추력 및 전력을 계산한다. 표준 대기: T = 59 + 460 = 519°R;ρ = 0.002378; p = 2116.2 lb/ft2; a = 1117ft/s
1. 중앙 노즐을 통해 질량 흐름 속도 m 계산
m = ρ x V x A = 0.002378 x 34/(.3048) x 0.5 x 10.76 = 1.427Slug/s
2. 정적 공기를 V = 34ft/s(흡입구)로 미는데 필요한 초당 에너지 계산
EK = 0.5dm/dt x V2 = 0.5 x 1.427 x (34/0.3048)2 = 8,878.1 ft x lb
3. 마하=0.1에 대한 참조 문헌의 표 2를 사용한 스로트 단면적을 계산
A*/AI = 0.1718 => A* = AI x 0.1718 = 0.5 x 0.1718 = 0.0859m2 = 0.092ft2
4. 마하=1, 즉 V = 1117 ft/s로 가정하여 스로트에서의 초당 에너지 계산
EK = 0.5dm/dt x V2 = 0.5 x 1.427 x (1117)2 = 890,226.1 ft x lb
5. 터빈 효율을 45%로 가정할 때, 프로펠러를 구동하는 이용가능한 에너지는
0.45 x 890,226 = 400,601.7 ft x lb/s = 542,783 W/s = 723.7HP
6. 185 ft/s의 항공기 속도에서의 엔진 동력 계산. 이 속도에서의 팬은 마하 = 0.2인 대략 223.4 ft/s로 공기를 민다고 가정한다.
참조 문헌의 표 2로부터 A*/A =0.3374 => A* = 0.5 x 0.3374 = 0.1687m2 을 얻는다. 이 스로트 면적은 V=34 m/s = 111.5ft/s에 대한 3에서 계산된 스로트 면적보다 더 크다.
따라서, 더 작은 스로트는 이제 막힐 것이며, 이것을 방지하기 위하여 도 19 에서의 도어(516)는 잉여 흐름이 흐름(533)과 같이 터빈을 통과하게 하고 외부 노즐을 들어가는 흐름(632)과 합류하도록 개방된다. 두개의 흐름 모두는 5서 계산된 바와 같이 터빈에 의해 공급된 전력에 의해 구동된다.
엔진 동력을 증가시키기 위하여, 제트 연료가 분사될 수 있다. 연소하는 연료는 노즐 내에서 압력을 증가시키고, 음속이 온도의 제곱근에 비례하기 때문에 터빈 내에서의 마하 수를 증가시킨다. 따라서, 터빈 내에서의 기체의 온도가 1000°R 증가할 때, 음속은 √(γRT)=√(1.4 x 1715 x 1000) = 1549.5가 되어 해수면 레벨에서의 표준 대기의 음속의 1.387배이다. 이 음속 증가는 1.3873 = 2.68배의 터빈 전력 증가를 의미한다.
엔진 동력을 증가시키기 위한 다른 선택사항은 대략 마하=1.5인 회전 속도인 항공기 속도에 대하여 설계하는 것이다. 마하=2.0일 수 있는 흡입구(510)에서의 공기 흐름 속도를 가정하면 A*/A =0.3374 => A* = 0.5 x 0.3374 = 0.1687m2 이다.
7. 공기가 흡입구로 들어오기 전에 흡입구(510)에서의 공기 흐름 정체 파라미터는:
T0 = T + V2/CP = 59 + 460 + (0. x 1117)2/12000 = 519°R
ρ0= ρ(T0/T)1/(γ-1); =0.002378 x (519/519.)2.5
ρ0= .002378 Slug/ft3
p0 = ρ0RT = 0.002378 x 1715 x 519 = 2116.3 lb/ft2
8. 흡입구(510)에서 질량 흐름 속도 m 계산:
M=0에서 M=0.2까지의 일정한 엔트로피를 갖는 공기를 가정하며, 표 2로부터 ρ를 구할 수 있다.
[ρ/ρ0]M=0.2 = 0.9803 => ρ=0.9803 x 0.002378 = 0.002331 Slug/ft3
m = ρVA = 0.002331 x 0.2 x 1117 x (0.5 x 10.76) = 2.80 Slug/s
9. M=1을 가정할 때 터빈 스로트에서의 공기 운동에너지 계산
1) 표로부터 스로트에서의 정적 온도 계산
T/T0 = 0.8333 => T = 0.8333 x 519 = 432.48°R
2) 음속 계산
a/a0 = 0.9129 => 0.9129 x 1117 = 1019.7 ft/s
3) 스로트에서 공기 흐름 속도 계산: V = a x 1.0 = 1019.7
EK]스로트 = 0.5 x m x V2 = 0.5 x 280 x (1019.7)2 = 1,455,703.3 ft/lb
이 값을 4에서 계산된 값과 비교하면, 1,455,703/890,226 = 1.63의 상당한 증가를 얻는다.
이 에너지의 45%가 사용될 수 있다고 가정하면, 0.45 x 1,455,703 = 655,066 ft/lb를 얻는다.
10. 프로펠러에 의해 M=0.15에서 M=0.2로 공기 흐름 속도를 미는데 필요한 초당 에너지 계산:
EK = EK]M=0.2 - EK]M=0.15 = 0.5 x m x [V]M=0.2)2 -(V]M=0.1.5)2]=
0.5 x 2.80 x [(0.2 x 1117)2 - (0.15 x 1117)2] = 30,568.4 ft x lb
11. 프롭에 사용가능한 초당 순 에너지는
655,066-30,568 = 624,498 ft x lb = 846,146 W/s = 1128 HP이다.
터빈 스로트에서 M=0.15와 M=1.0의 항공기 속도에서 M=1에 대한 엔진을 설계함으로써, A=0.1687m2의 스로트 면적을 갖는 더 큰 터빈을 필요로 하며, 스로트에서의 공기 흐름 속도가 1.0보다 더 작기 때문에 V=0의 항공기 속도에서 엔진의 동력이 더 낮아진다.
보통, 여기서 사용된 크기의 잔류 연료 전력 터보 프롭 엔진은 대략 3000HP 를 생성하나, 상당한 양의 연료를 사용하며 ATR 42-400과 같은 항공기에서 대략 25%인 일반적인 항공기 이륙 중량의 상당한 부분이다.
따라서. 본 발명에 따른 엔진은:
1. 엔진은 연료를 사용하지 않는다. 즉, 항공기 비행 범위는 한정이 없다.
2. 항공기는 더 안전하다 - 화재 위험이 없다.
3. 항공기는 연료 탱크나 연료 시스템이 필요없어, 구축을 더 가볍고 값 싸게 하며, 운영비가 더 작아진다.
4. 연료 연소가 엔진 대부분을 발생시키기 때문에, 항공기는 더욱 더 조용하다.
5. 항공기는 CO2를 생성하지 않아 지구 온난화 과정에 기여하지 않으며, 반대로, 대기 온도를 낮추어 이 엔진은 아주 환경친화적이다.
도 20은 본 발명을 이용한 엔진의 다른 실시예를 도시한다. 이것은 유사한 노즐 설계를 갖는 다른 항공기용 터보 프롭 엔진이다. 이 엔진은 2개의 동축 구동 샤프트를 갖는다. 내부 구동 샤프트(591)는 터빈의 낮은 공기 속도 회전자(504)와 큰 팬(520)을 연결하며, 구동 샤프트(590)는 높은 공기 속도 회전자(502)를 작은 내부 팬(532)에 연결한다. 이 엔진을 시동하기 위하여, 전류가 샤프트(584)를 통해 베벨 기어 세트(583-582)를 구동하는 전기 모터(587)에 제공된다. 기어(582)는 작은 팬(532)을 구동하는 외부 샤프트(590)에 단단하게 연결된다. 팬(532)이 회전 할 때, 큰 팬(520)과 고정 날개(528, 이 도면에서 하나만 도시된다)를 통과하여 내부 노즐(500)로 들어오는 공기(530)를 흡입한다. 날개(528)는 베어링(571)을 통해 내부 샤프트(591)를 지지한다는 것에 유의하라. 샤프트(591)는 암(593)과 베어링(575)에 의해 터빈 측면에서 지지된다. 유사하게, 외부 샤프트(590)는 고정 날개(531, 이 도면에서 하나만 도시된다)에 의하여 베어링(573)을 통해 지지되고, 다른 단부는 암(592)과 베어링(576)에 의해 지지된다. 고정 날개(528, 531)는 팬에 의해 생성된 공기 흐름을 엔진 축(550)에 평행한 흐름으로 방향을 바꾼다. 공기 흐름이 고정 가이드/지지 날개(531)를 통과한 후에, 축(550)에 대하여 방사형으로 대칭인 가이드 베인(분리 베인으로도 알려진, 540)에 의해 터빈 흡입구 방향으로 향한다. 이 베인은 노즐 내에서 일정한 엔트로피를 갖는 흐름을 유지하고 난류를 방지하기 위한 선택적인 요소이다. 수렴 노즐(500)에 의해 가속된 후에 공기 흐름이 고속으로 터빈으로 들어갈 때, 터빈 회전자(502)를 회전시키며 그 후에 터빈 회전자(504)를 회전시킨다. 회전자(504)는 터빈을 통가하는 공기 흐름의 공기 운동 에너지 대부분을 이용하도록 설계된다. 공기가 터빈 회전자를 흐름(535)로서 벗어나면, 발산 노즐(509)에서 팽창하고 터빈을 흐름(536)으로서 벗어난다. 회전자(504)는 허브(570)를 통해 샤프트(591)로 단단하게 연결된 큰 팬(520)을 회전시키는 내부 샤프트(591)를 회전시킨다. 이 팬은 이 엔진의 주요 추력 생성기이다. 팬(520)은 공기 흐름을 노즐(500, 608) 양쪽으로 민다. 내부 노즐 내에서 과도한 공기를 방지하기 위하여, 도어(516)가 개방되며(도 19의 설명 참조) 이 흐름(533)은 외부 노즐로 들어가 외부 노즐(608)로 들어가는 공기 흐름(632)과 합류한다. 선택적인 가이드 베인(축(550)에 방사형으로 대칭인)은 난류 없이 공기 흐름을 유지하는데 도움을 준다는 것에 유의하라. 선택적으로(도면에서 도시되지 않음) 축으로부터 외부로 방사형으로 가지가 쳐진 추가의 가이드 베인은 팬의 운동에 의한 흐름의 소용돌이를 방지한다.
이전 실시예들에 대하여 설명된 것과 유사한 제어 시스템(도 19 및 20에는 도시되지 않음) 도 19 및 20의 실시예 모두에서 과잉 공기 흐름 도어(516, 616)를 제어한다. 엔진 추력을 제어하기 위하여 케이스(568) 내에서의 제동은 팬(520)의 큰 RPM 수를 제어하여, 엔진의 추력을 변경한다.
도 21은 본 발명에 따른 터보 프롭 엔진의 다른 실시예를 도시한다. 기본적으로 이것은 도 20에 도시된 동일한 것과 동일한 엔진이나, 추력 리버서(616)을 갖는다. 외부 노즐 후방 요소(616a)는 항공기 운항 지점이다. 이것은 2개의 전기 액추에이터(605, 676)에 의해 포드(600)에 연결된다. 착륙하는 동안, 큰 제동력이 필요할 때, 조종사는 추력 리버서를 동작시킨다. 즉, 액추에이터(676)는 678로 도면의 다른 절반상에 도시된 바와 같이 완전히 수축하고, 액추에이터(605)는 675와 같이 완전히 팽창한다. 이 상호 작용의 결과는 617b로 도시된 도어(616a)의 새로운 위치이다. 617b의 위치는 노즐 배출 면적을 감소시키고, 흐름의 일부는 633, 634로 바뀌며, 이에 따라 제동력을 생성한다. 엔진 포드는 동시에 동작하는 여러 개의 이와 같은 도어들을 포함한다는 것이 이해되어 한다. 또한 전기 모터(568)로부터 나오는 샤프트는 탑재된 후에, 즉, 가동 도어(617b)가 움직인 후에 "부 동(floating)"하지 않는다는 것에 유의하라. 실제 장착은 노즐의 움직이지 않는 부분이고 샤프트가 이러한 움직이지 않는 부분에 장착되는 이러한 가동 도어(616) 사이이다.
도 22는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예는 수렴 노즐에서의 공기 흐름에서 전기를 생산한다. 이 실시예는 도 19 및 20의 실시예와 유사한 터브 프롭 엔진과 동일한 기술을 사용한다. 작은 팬(532)은 외부 샤프트(590)를 구동하는 외부 전력 공급원에 의해 시동된다. 이러한 공급원은 작은 팬(560)을 회전시켜 노즐(500)로 공기(530)를 흡입하는 외부 샤프트(590)를 구동하는 베벨 기어(582-583)을 통해 샤프트(584)를 회전시키는 전기 모터(585)를 구동하는 전기 배터리, 또는 기타 전력 공급부일 수 있다. 수렴 노즐 때문에 흐름(532)이 팬(560) 쪽으로 가속할 때, 팬(560)과 날개 윤곽의 단면을 갖는 지지빔(562)을 통과한다. 지지 날개(562)는 베어링(526)을 통해 외부 샤프트(590)를 지지한다. 터빈의 대칭축(550) 주위로 방사형으로 분포된 여러 개의 지지 요소들이 있으며, 또한, 이것들은 흐름을 향하게 하고 팬(560)으로부터의 회전 흐름 속도를 제거한다. 난류 없이 흐름을 유지하는데 도움을 주는 선택적인 가이드 베인(540, 541)을 유의하라. 이러한 가이드 베인은 대칭축(550)에 대하여 방사형으로 대칭이다. 공기 흐름은 음속에 가까운 속도로 터빈으로 들어가며, 터빈 회전자(502, 504)를 회전시킨다. 회전자(502)는 소형 팬(560)을 회전시키는 외부 샤프트(590)를 구동하고, 회전자(504)는 큰 팬(520)을 구동하는 내부 샤프트(591)를 구동한다. 회전자(504)가 터빈의 운동 에너지의 큰 부분을 얻을 때(높은 효율의 터빈 블레이드 윤곽을 가짐으로써), 이것은 2개의 소비자에 대하여 공기 운동 에너지의 대부분을 사용한다: 첫째, 큰 팬(520)과 둘째로 베벨 기어(552-562)와 샤프트(560)를 통해 발전기(568)를 구동하는데. 따라서, 공기의 많은 양은 터빈으로 밀려들어가고, 회전자(504)에 의해 생산된 상당한 양의 동력은 발전기(568)로 들어간다. 발전된 전류는 소비자나 공공 전력망으로 전송된다.
도 18의 실시예에 대한 도 22의 실시예의 이점은 작은 팬(560)은 팬(560) 회전을 시동하는데 적은 양의 동력을 필요로 한다는 것이다. 팬(560)이 흡입을 시작하면, 터빈은 큰 팬(520)을 구동하기 위한 동력을 공급한다. 예를 들어, 7KW의 전력을 공급하기 위하여, 개인 가정의 장치는 50cm직경의 작은 팬 사용하며, 큰 팬은 대략 1m의 직경이다. 발전기(585)에 의해 생성된 전기가 전기 모터(도 22에서는 도시되지 않지만 도 18에서 구성요소(528)로 도시됨)를 구동하도록, 터빈 회전자를 연결하는 샤프트는 장치 팬을 직접 구동하는 전기 모터로 대체될 수 있다. 이 전기 모터 샤프트는 도 18에 도시된 바와 같이, 팬 샤프트 역할도 한다. 동일한 것이 발전기(568)로부터 전기를 얻는 전기 모터(도 22에는 미도시)에 의해 선택적으로 구동되는 팬(520)에 적용된다.
임의의 노즐 설계 및 동력식 팬이 있거나 없는 터빈 설계의 임의의 조합이 본 발명에 따라 이루어질 수 있다는 것에 유의하라. 따라서, 도 16의 수렴 발산 노즐은 본 출원에 설명된 임의의 공기 터빈과 결합할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명된 임의의 시스템은 실질적인 여기서 설명된 다른 실시예와 관련되며, 이 경우들은 또한 본 발명의 일부이다. 예를 들어, 시동 시스템은 모든 풍력 터빈 실시예에 관련된다. 다른 예시들은 선택적인 제어 시스템, 피토 공기 속도 측정 장치, 임의의 동작 센서 및 도 14와 관련하여 설명된 중지 시스템의 사용이다. 또한, 종래의 "프로펠러"와 유사한 풍력 터빈이 수렴 노즐의 스로트나 도 16에 나타난 바와 같이 출구 노즐의 약간 뒤에 설치될 수 있다.
수치 계산으로부터 알 수 있듯이, 수렴 노즐을 통하여 흐르는 공기는 차가워지며, 따라서, 얼음이 노즐 내부 또는 터빈의 회전자 블레이드 상에 축적될 수 있다. 얼음의 축적을 방지하는 한 방법은 노즐 요소와 터빈 요소의 표면에 기름이나 등유와 같은 얼음 방지 액체를 동작 전이나 동작하는 동안에 분사하는 것이다. 다른 방법은 전류 또는 전기 발열기에 의해 만들어진 중요한 지점에서 얼음을 녹이는데 사용될 수 있는 뜨거운 공기로 이들 표면을 따뜻하게 하는 것이다. 얼음의 축적을 방지하는 것은 본 발명의 다른 양태이다.
본 발명은 예시의 방법으로 상술된 것에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본 발명은 다음과 같은 특허 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (36)

  1. 명세서 및 도면에 기재된 바와 같은, 공기 내부 에너지를 운동 에너지로 전환하고, 운동 에너지를 기계 에너지로 다시 전환하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    하류에서 흡입구 단면적(Ai), 온도(Ti) 및 속도(Vi)이며, 가변 단면적에서의 공기 흐름 파라미터들이: 면적(Ad), 속도(Vi) 및 온도(Ti)이고, 상기 단면적(Ad)의 전부 또는 일부가 Ai보다 작으며, Ad에서의 공기 속도값(Vd)은 대략 Ad로 Ai를 나눈 비(Ai/Ad)가 곱해진 만큼 Vi 보다 더 크지며, 공기 속도(Vd)의 증가에 의한 공기 속도의 운동 에너지의 증가는 공기의 내부 에너지의 감소분, 즉, 공기의 정압 비열(Cp)이 곱해지고 면적(Ad)에서 공기 온도의 감소분(ΔT), 즉, ΔT = Ti - Td가 더 곱해지는 공기 흐름 질량 비율 m이어서, 상기 에너지 변환은 m*(Vd 2-Vi 2)/2와 대략 동일한 대략 m*Cp*ΔT가 되는 것을 특징으로 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    터빈은 몇몇의 공기 운동 에너지를 기계 에너지로 전환하도록 상기 노즐 출구 또는 상기 노즐 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐은 공기 속도를 연속적으로 가속하도록 연속적으로 보다 작은 단면부를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 수렴 발산 노즐이고, 상기 터빈은 노즐 최소 단면적, 즉 스로트, 또는 상기 스로트 단면 구역의 전방에 또는 상기 스로트 단면 구역의 후방에 보다 큰 단면적을 갖는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐 내부에, 가변 단면적을 통과하는 적어도 2개의 서브 흐름을 형성하는 적어도 하나의 가이드 베인을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 내부에 복수의 가이드 베인을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기가 습기를 포함하여, 상기 공기가 가속하여 그 온도가 강하됨에 따라, 상기 습기는 응축하여 물방울로 변하여 상기 노즐 내의 공기 정압이 감소되고 상기 노즐로 들어오는 속도 및 질량 흐름을 증가시키는 추가적인 흡입력을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물방울은 임의의 사용법으로 사용되도록 축적되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 터빈은 전기를 발생시키는 발전기를 구동하는 기계 에너지를 제공하거나 또는 엔진에 적합한 기계 에너지를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 흐름 공급원은 자연 바람인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 노즐에 부착된 풍력 터빈에 있어서,
    회전자 허브 블레이드를 타격하는 공기 흐름에 수직인 축 주위를 회전하는 회전자 허브를 갖고, 각각의 블레이드는 상기 회전자 허브로부터 방사형으로 연장되고, 블레이드 평면 형상은 공기가 상기 블레이드를 타격하는 채널의 단면의 형상 및 크기에 있는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 수렴 노즐에 부착된 풍력 터빈에 있어서,
    2개의 평행한 원형 디스크 사이를 연결하고 상기 디스크에 원형으로 고정된 몇 개의 날개로서, 상기 날개는 공기 유동 채널 내에 배치되며, 상기 공기 유동은 상기 날개 상에 공기역학적 힘을 형성하고, 공기역학적 회전 모멘트를 형성하는 상기 공기역학적 힘은 상기 디스크의 평면에 수직이고 상기 날개부의 스팬에 평행한 축 주위로 회전시키는 것을 특징으로 하는 풍력 터빈.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 흐름 공급원은 노즐을 통해 공기 흐름을 구동하는 인공원(artificial source)인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 인공원은 전기, 기계, 증기, 바람 등의 동력원에 의해 구동되는 팬인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 이동 장치에 있어서,
    몇몇의 터빈 기계 회전 동력을 차량 구동 시스템에 전달하고, 인공원 유동을 구동하도록 그 중 일부를 전력을 발생시키는 발전기에 전달함으로써 차량 엔진에 적합한 것을 특징으로 하는 이동 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 수렴 노즐에 부착된 터빈에 있어서,
    축류 터빈의 적어도 하나의 스테이지를 포함하는 터빈.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 노즐의 흡입구는 지면 위로 융기되고, 그 배출구는 파이프에 의해 제 1 노즐 아래의 제 2 노즐에 연결되며, 상기 제 2 노즐은 터빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 수렴 노즐에 있어서,
    상기 노즐 스로트에서의 공기 속도를 소정 속도로 최대화하도록 흡입구 단면적을 변경하는 자동 제어 시스템을 갖는 수렴 노즐.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 노즐에 있어서,
    상기 스로트에서의 소정의 공기 속도를 성취하도록 상기 노즐 스로트 단면적을 변경하는 제어 시스템과 결합되는 노즐.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 노즐과 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 터빈의 조합체에 있어서,
    상기 터빈은 상기 스로트 전방에 또는 상기 스로트에 혹은 상기 스로트 후방에 배치되는 것을 특징으로 하는 터빈 조합체.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 장치에 있어서,
    공기 흐름이 상기 흡입구로 들어오고, 상기 터빈을 통과하여 상기 장치로부터 배출시키도록 공기 터빈의 회전을 개시하는 시동 시스템을 구비한 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 장치에 있어서,
    상기 흡입구가 0도 내지 180도의 윙 벡터에 대한 임의의 각도로 불어오는 바람을 향해 회전될 수 있도록 회전 시스템에 장착된 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 노즐에 있어서,
    전기 모터와, 배터리 또는 전력망 등의 전력 공급원을 포함하는 공기 터빈을 회전하도록 동력을 제공하는 시동 시스템을 가지며, 상기 전기 모터는 선택적으로 상기 터빈 발전기인 것을 특징으로 하는 노즐.
  25. 풍력 터빈 시동 시스템에 있어서,
    바람 센서;
    배터리;
    터빈을 작동방향으로 회전시켜서 공기를 흡입함으로써 터빈 블레이드를 통해 바람이 노즐로 들어오는 풍력 터빈 시동 시스템.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 장치에 있어서,
    자유풍에 배치된 실질적으로 수직방향의 날개면을 구비하여, 불어오는 바람이 상기 날개에 공기역학적 힘 및 모멘트를 발생시켜서 모멘트가 불어오는 바람을 향해 장치를 회전시키는 장치.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 장치에 있어서,
    바람을 향하도록 장치를 회전시키는 구동 수단을 갖는 장치.
  28. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 노즐 및 공기 터빈에 있어서,
    액체 등의 얼음 방지 수단, 또는 노즐 및 터빈 요소로부터 얼음을 녹이도록 전류 또는 고온 공기에 의한 열적 가열을 사용하는 노즐.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 흡입구 내에 동력식 팬을 갖는 장치로서,
    제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 터빈을 구비하며, 상기 터빈은 그 블레이드가 자유로운 공기에 대면하는 프로펠러를 구동하며, 상기 장치는 비행체를 구동하는 터보 프롭 엔진인 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 동력식 팬은 전기 모터 또는 터보 기계 동력원에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 동력식 팬을 구비한 내측 수렴 노즐과, 공기를 외측 노즐로 미는 상기 동력식 팬 또는 추가적인 보다 큰 팬에 에너지를 제공하는 터빈을 포함하며, 이 조합체가 비행체를 구동하는 2개 스테이지 터보 프롭 엔진인 것을 특징으로 하는 터보 프롭 엔진.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 터보 프롭 엔진에 있어서, 가변형의 기하학적인 형상을 갖는 수렴 및 발산 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 터보 프롭 엔진.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따른 터보 프롭 엔진에 있어서,
    상기 노즐의 가동부가 유동하는 반대방향으로 공기 흐름을 밀도록 편향되는 가변 기하학적 형상을 갖는 수렴 노즐을 가지며, 상기 장치는 비행체를 구동하는 역 역추력 장치를 갖는 터보 프롭 엔진인 것을 특징으로 하는 터보 프롭 엔진.
  34. 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 따른 터보 프롭 엔진에 있어서,
    그의 노즐은 터빈에서의 공기 흐름 온도, 내부 에너지, 질량 유동율 및 공기 흐름 음속을 증가시키도록 연료 분사기 및 점화기를 내장하여, 터빈 에너지 발생을 증가시키는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 터보 프롭 엔진.
  35. 자연 바람과 독립적인 공기 내부 에너지로부터 전기를 발생시키는 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 장치에 있어서,
    상기 장치를 시동하는데 사용되는 제 1 동력식 팬을 구비한 수렴 노즐과, 공 기 운동 에너지를 제 1 동력식 팬 및 바람직하게 보다 큰 제 2 동력식 팬을 구동시키는 기계 에너지로 전달하는 터빈과, 전기를 발생시키는 발전기를 포함하는 장치.
  36. 제6항, 제29항, 제30항 내지 제35항 중 어느 한 항에 따른 장치에 있어서,
    액체 등의 얼음 방지 수단, 또는 노즐 및 터빈 요소로부터 얼음을 녹이도록 전류 또는 고온 공기에 의한 열적 가열을 사용하는 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101109721B1 (ko) * 2009-10-05 2012-02-06 김희숙 축류송풍기
KR101372547B1 (ko) * 2008-05-19 2014-03-07 현대모비스 주식회사 커튼에어백
KR101427622B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 가상 엔진음 발생 장치 및 그를 포함하는 자동차
KR101986439B1 (ko) * 2017-12-27 2019-06-05 동명대학교산학협력단 베인식 필라멘트 압출방법
KR20210112515A (ko) * 2020-03-05 2021-09-15 이동규 초저압 상태를 이용한 공기 유동식 발전 조명장치

Families Citing this family (108)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090072545A1 (en) * 1980-06-05 2009-03-19 Van Michaels Christopher Process of processes for radical solution of the air pollution and the global warming, based on the discovery of the bezentropic thermomechanics and eco fuels through bezentropic electricity
RU2406648C2 (ru) * 2005-12-20 2010-12-20 Норт-Вест Юниверсити Управление пограничным слоем аэродинамического профиля
RO122739B1 (ro) * 2006-09-28 2009-12-30 Corneliu Gheorghe Boţan Colector concentrator pentru centrală eoliană şi reţea eoliană ce îl utilizează
PT2079925T (pt) * 2006-10-13 2017-11-22 Braddell Ltd Unidade de turbina e montagem
CN101563538B (zh) * 2006-10-13 2014-07-02 斯蒂芬·马克·韦斯特 涡轮单元和组件
GB2444557A (en) * 2006-12-08 2008-06-11 Anthony William Birmingham Wind turbine with funnel inlet
UA99281C2 (en) * 2007-03-23 2012-08-10 Флоудизайн Винд Тербин Корп. Wind turbine with mixers and ejectors
US7525211B2 (en) * 2007-06-19 2009-04-28 Marvin Russell H Control system for twin turbine wind power generating system
FR2919896B1 (fr) * 2007-08-07 2009-10-30 Snecma Sa Turboreacteur comprenant un generateur de courant monte dans la soufflante et un procede de montage dudit generateur dans la soufflante
RU2345247C1 (ru) * 2007-08-20 2009-01-27 Артер Текнолоджи Лимитед Ветроэнергетическая установка
FR2921984A1 (fr) * 2007-10-03 2009-04-10 Walter Bouvaert Machine de production d'energie electrique a partir d'une roue a pales entrainee en rotation par un flux d'air et en prise sur le rotor d'un appareil generateur d'electricite
FR2922272A1 (fr) * 2007-10-11 2009-04-17 Frederic Carre Aerogenerateur a deux rotors successifs
US7928594B2 (en) * 2007-12-14 2011-04-19 Vladimir Anatol Shreider Apparatus for receiving and transferring kinetic energy from a flow and wave
BE1017970A3 (nl) * 2008-01-24 2010-02-02 Dromme Paulus Van Verbeterde windturbine.
US8013465B2 (en) * 2008-02-19 2011-09-06 Jeffrey Ryan Gilbert Energy recovery system and method for exhaust energy capture and electrical generation
CA2633876A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-05 Organoworld Inc. Wind turbine apparatus
JP5329128B2 (ja) * 2008-06-06 2013-10-30 学校法人明治大学 風力発電装置
DE102008027365A1 (de) * 2008-06-09 2009-12-10 Innovative Windpower Ag Flüssigkeitsableitungsvorrichtung für eine Windenergieanlage
ITMI20081122A1 (it) * 2008-06-19 2009-12-20 Rolic Invest Sarl Generatore eolico provvisto di un impianto di raffreddamento
US20140328666A1 (en) * 2008-06-24 2014-11-06 Diana Michaels Christopher Bezentropic Bladeless Turbine
WO2010009544A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Dion Andre Wind turbine with side deflectors
FR2934556B1 (fr) * 2008-08-04 2011-04-15 Airbus France Vehicule terrestre muni d'un systeme de propulsion par ecoulement d'air interne.
US9656757B2 (en) * 2008-09-16 2017-05-23 Hamilton Sundstrand Corporation Propeller deicing system
US20100071345A1 (en) * 2008-09-22 2010-03-25 Guy Silver Thrust Engine
US8549833B2 (en) 2008-10-08 2013-10-08 The Invention Science Fund I Llc Hybrid propulsive engine including at least one independently rotatable compressor stator
US8109073B2 (en) * 2008-10-08 2012-02-07 The Invention Science Fund I, Llc Hybrid propulsive engine including at least one independently rotatable compressor stator
CA2643587A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-10 Organoworld Inc. Turbine annular axial rotor
CA2645296A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Organoworld Inc. Annular multi-rotor double-walled turbine
US8536723B2 (en) * 2009-01-21 2013-09-17 American Hydro Jet Corporation Integrated hydroelectric power-generating system and energy storage device
US7821153B2 (en) * 2009-02-09 2010-10-26 Grayhawke Applied Technologies System and method for generating electricity
CN101858639A (zh) * 2009-04-07 2010-10-13 开利公司 气流经济器及其操作方法
WO2012078165A2 (en) * 2010-12-10 2012-06-14 Soliton Holdings Corporation, Delaware Corporation Wind energy use for water harvesting from air
US8452599B2 (en) 2009-06-10 2013-05-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method and system for extracting messages
DE102009025445B3 (de) * 2009-06-18 2010-09-23 Nordex Energy Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage und Windenergieanlage zur Ausführung des Verfahrens
LT2443340T (lt) * 2009-06-19 2018-04-25 New World Energy Enterprises Limited Slėgiu kontroliuojama vėjo turbinos sustiprinimo sistema
US8269616B2 (en) * 2009-07-16 2012-09-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method and system for detecting gaps between objects
JP2011052609A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Toshihiro Abe 温度差エネルギー変換装置
IL201610B (en) * 2009-10-18 2021-10-31 Israel Hirshberg Use of hot gases and facilities
US8337160B2 (en) * 2009-10-19 2012-12-25 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. High efficiency turbine system
GB2471349B (en) * 2009-11-09 2011-06-29 David John Hicks Wind turbine
US8237792B2 (en) * 2009-12-18 2012-08-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Method and system for describing and organizing image data
FR2954280B1 (fr) * 2009-12-18 2012-03-23 Airbus Operations Sas Entree d'air d'une nacelle d'aeronef comprenant un traitement du givre optimise
DE102009055180A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Robert Bosch GmbH, 70469 Lavaldüse
FR2954415A1 (fr) * 2009-12-23 2011-06-24 Inst Francais Du Petrole Systelme eolien multi turbines pour la production d'energie
US20110168459A1 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Fortune One, Llc Mobile Kinetic Wind Generator System
EP2556244B1 (en) 2010-01-14 2014-05-21 Daniel P. Coffey Wind energy conversion device
TWI551777B (zh) * 2010-05-25 2016-10-01 亞若丁能源公司 可變部分風壁
US9234081B2 (en) 2010-06-08 2016-01-12 King Abdulaziz City For Science And Technology Method of manufacturing a nitro blue tetrazolium and polyvinyl butyral based dosimeter film
US8814493B1 (en) * 2010-07-02 2014-08-26 William Joseph Komp Air-channeled wind turbine for low-wind environments
US8424621B2 (en) 2010-07-23 2013-04-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Omni traction wheel system and methods of operating the same
RU2012110772A (ru) * 2010-08-26 2013-09-27 Олтэнэтив Энэджи Рисеч Кампэни Элтиди Способ и солнечная ветростанция для производства электрической энергии
WO2012050909A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-19 Galemaster Power Systems, Llc Fluid flow control providing increased energy extraction
CN102444548A (zh) * 2010-10-15 2012-05-09 韩拉妹 风力发电设备
CN101968034A (zh) * 2010-10-20 2011-02-09 柏仁林 风力发电机
CA2857268C (en) * 2010-12-10 2016-08-16 Soliton Holdings Corporation, Delaware Corporation Renewable stream energy use
CN102052255B (zh) * 2010-12-31 2012-03-07 北京恒聚化工集团有限责任公司 冲击式风力发电装置
US9932959B2 (en) 2011-03-10 2018-04-03 King Abdulaziz City For Science And Technology Shrounded wind turbine configuration with nozzle augmented diffuser
US9353704B2 (en) 2011-08-19 2016-05-31 Gulfstream Aerospace Corporation Air inlet arrangement and method of making the same
US9121369B2 (en) 2011-08-19 2015-09-01 Gulfstream Aerospace Corporation Nozzle arrangement and method of making the same
US8678310B2 (en) * 2011-08-22 2014-03-25 Honeywell International Inc. Ducted ram air generator assembly
RU2481496C1 (ru) * 2012-01-24 2013-05-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Система изменения вектора тяги ракетных двигателей ракеты-носителя с управляемым углом отклонения
US9296288B2 (en) * 2012-05-07 2016-03-29 Separation Design Group Llc Hybrid radiant energy aircraft engine
WO2014105097A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 Allinson Marc Gregory Maphbe turbine
CN103138493A (zh) * 2013-03-14 2013-06-05 苏州工业园区鑫海胜电子有限公司 一种大气流自助启动式电机
EP2781698A1 (de) 2013-03-20 2014-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine und Verfahren zum Betreiben der Gasturbine
AU2013386492A1 (en) 2013-04-08 2015-11-19 Eudes VERA Accelerated fluid machine
JP5451926B1 (ja) * 2013-05-16 2014-03-26 善夫 鈴木 水平翼型風力装置と風力発電装置
CN103233863B (zh) * 2013-05-22 2015-10-21 江苏中蕴风电科技有限公司 双涵道轴流式风力发电***
US9456707B2 (en) * 2013-12-13 2016-10-04 Hussmann Corporation Merchandiser with power generation using air diffuser
CN103939279A (zh) * 2014-04-30 2014-07-23 哈尔滨工业大学 双涵道式水平轴微风风力机
US20150362198A1 (en) * 2014-06-15 2015-12-17 Unimicron Technology Corp. Dehumidification apparatus and dehumidification method
CN104675641B (zh) * 2015-01-30 2017-06-06 江苏中蕴风电科技有限公司 狭管聚风风力发电用组合式导风装置
FR3037363A1 (fr) * 2015-06-10 2016-12-16 Guy Sass Eolienne directionnelle sur support rotatif a 360
US11499525B2 (en) 2016-01-20 2022-11-15 Soliton Holdings Corporation, Delaware Corporation Generalized jet-effect and fluid-repellent corpus
US20180266394A1 (en) * 2016-01-20 2018-09-20 Soliton Holdings Corporation, Delaware Corporation Generalized Jet-Effect and Generalized Generator
US11705780B2 (en) * 2016-01-20 2023-07-18 Soliton Holdings Corporation, Delaware Corporation Generalized jet-effect and generalized generator
US11493066B2 (en) 2016-01-20 2022-11-08 Soliton Holdings Generalized jet-effect and enhanced devices
EP3402991B1 (en) 2016-02-29 2019-10-16 Honeywell International Inc. Thin crossflow blower with stator vanes for a powered air respirator
JP6299792B2 (ja) * 2016-03-24 2018-03-28 トヨタ自動車株式会社 移動体の姿勢制御のための空気噴出式推力発生装置
EP3249215B1 (en) * 2016-05-27 2019-05-15 WTF Engineering OÜ Turbine for converting the kinetic energy of the flow of a fluid medium into a rotation of a turbine rotor
CN106152345A (zh) * 2016-08-09 2016-11-23 西南科技大学 一种自然生态空调器
JP6818211B2 (ja) * 2016-08-25 2021-01-20 グエン チー カンパニー リミテッド 風力発電設備
US20200011299A1 (en) * 2016-11-29 2020-01-09 Alfredo Raul Calle Madrid One-sheet hyperboloid wind energy amplifier
JPWO2018105023A1 (ja) * 2016-12-05 2020-05-14 展昭 北村 ブレード ファン
US10066597B2 (en) * 2016-12-14 2018-09-04 Thunderbird Power Corp Multiple-blade wind machine with shrouded rotors
GB2568942B (en) 2017-12-01 2020-04-01 Babwe Barton Enterprises Ltd Energy collector
US10443620B2 (en) * 2018-01-02 2019-10-15 General Electric Company Heat dissipation system for electric aircraft engine
MX2018001433A (es) * 2018-02-01 2019-08-02 Luis Javier Fierros Farell Sistema para la generacion de potencia electrica a partir del viento.
FR3079564A1 (fr) * 2018-03-29 2019-10-04 David VENDEIRINHO Dispositif de conversion d'energie
US20220260013A1 (en) * 2018-04-17 2022-08-18 Sammy Kayara Wind-funneling for linear combustion engines and linear generators
US10669935B2 (en) * 2018-04-17 2020-06-02 Sammy Kayara Wind-funneling for gas turbines
US10692386B2 (en) * 2018-09-28 2020-06-23 Aviation Mobile Apps, LLC Holding pattern determination
WO2020162862A1 (ru) * 2019-02-08 2020-08-13 Беньямин Эгуд Яковлевич РЕЗНИК Система для генерации «зеленой» электрической энергии без использования энергии природы
GB201903262D0 (en) * 2019-03-11 2019-04-24 Rolls Royce Plc Efficient gas turbine engine installation and operation
EA039004B1 (ru) * 2019-04-01 2021-11-19 Игорь Павлович Константинов Установка воздушно-силовая для летательного аппарата
US10731557B1 (en) 2019-04-19 2020-08-04 Hamilton Sundstrand Corporation Cyclonic dirt separator for high efficiency brayton cycle based micro turbo alternator
FR3100289B1 (fr) 2019-08-30 2022-12-16 Wind My Roof Dispositif éolien pour la récupération de l’énergie éolienne pour des bâtiments
US10655604B1 (en) * 2019-09-03 2020-05-19 James R. Parker Power evacuated, barrel impellered, pneumatic electric generating and storage system and methods (PEBI system)
IT202000003329A1 (it) * 2020-02-21 2020-05-21 Eric Forssell Generatore di energia per convezione
DE202020000775U1 (de) * 2020-02-26 2020-06-08 Moataz Abdelhakim Mahfouz Abdou Khalil Eine Apparatur, das einen Windenergiekonverter und eine Luftstromvorrichtung umschließt, die örtlich ausgesetzt und miteinander verbunden sind
CN111520279A (zh) * 2020-03-23 2020-08-11 北京恒聚化工集团有限责任公司 用于垂直轴风力发电装置的变桨机构
CN113124646B (zh) * 2021-04-29 2021-12-28 开封迪尔空分实业有限公司 一种基于风力发电的空分冷箱
US20230024478A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-26 Thusitha Kumarasena Wind Energy Apparatus
CN114085707A (zh) * 2021-11-30 2022-02-25 唐川 核桃油的超临界二氧化碳萃取***
CN114194403B (zh) * 2022-01-25 2023-06-02 广东汇天航空航天科技有限公司 驱动装置的散热结构及飞行器
JP7370089B2 (ja) 2022-03-04 2023-10-27 合同会社加速流グリーンパワー研究所 風速加速型風車
JP2023144195A (ja) 2022-03-28 2023-10-11 合同会社加速流グリーンパワー研究所 縦型風速加速型風車
CN114876737A (zh) * 2022-05-01 2022-08-09 曲阜师范大学 一种风力气轮机

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1312021A (en) * 1919-08-05 Stone
US264164A (en) * 1882-09-12 Wind-wheel
NL5556C (ko) * 1916-11-15 1900-01-01
US1345022A (en) * 1918-11-11 1920-06-29 Dew R Oliver Air-motor
US1783669A (en) * 1927-05-18 1930-12-02 Dew R Oliver Air motor
US2524066A (en) * 1947-01-03 1950-10-03 Soren K Andersen Aircraft heat exchanger
US3339078A (en) * 1964-12-17 1967-08-29 Crompton George Wind turbine electro-generators
US3548597A (en) * 1968-09-16 1970-12-22 Alexander Hossen Etessam Turbine engine for aircraft having a supplementary compressor driven by a supplementary turbine
US3556239A (en) * 1968-09-23 1971-01-19 Joseph W Spahn Electrically driven vehicle
DE1913028B1 (de) * 1969-03-14 1970-08-27 Dettmering Dr Ing Wilhelm Strahltriebwerk fuer hohe UEberschallanstroemung
GB1365491A (en) * 1971-01-02 1974-09-04 Dowty Rotol Ltd Gas turbine ducted fan engines and fans therefor
US3720840A (en) * 1971-10-06 1973-03-13 H Gregg Wind turbine generator with exhaust gas heater
US3883750A (en) * 1974-01-30 1975-05-13 Natural Energy Systems Inc Method and apparatus for generating power from wind currents
US3986786A (en) * 1974-06-28 1976-10-19 Sellman Donald L Wind motors
US3988072A (en) * 1974-06-28 1976-10-26 Sellman Donald L Wind motors
US4084918A (en) * 1974-08-06 1978-04-18 Turbomachines, Inc. Wind motor rotor having substantially constant pressure and relative velocity for airflow therethrough
GB1539566A (en) * 1975-07-10 1979-01-31 Eckel O Wind turbine
US4021135A (en) * 1975-10-09 1977-05-03 Pedersen Nicholas F Wind turbine
IL48928A (en) * 1976-01-29 1978-04-30 Univ Ben Gurion Wind-driven energy generating device
DK151489C (da) * 1977-02-04 1988-06-13 Ottosen G O Aerodynamisk stroemningsaendrer for den til en vindkraftmaskine hoerende baerende konstruktion
US4159426A (en) * 1977-03-07 1979-06-26 Staton Ronald R Energy conversion system
US4127356A (en) * 1977-06-09 1978-11-28 Thomas R. Tipps Wind motor machine
US4164382A (en) * 1977-07-27 1979-08-14 General Atomic Company Wind driven power apparatus
US4213734A (en) * 1978-07-20 1980-07-22 Lagg Jerry W Turbine power generator
US4449683A (en) * 1979-01-03 1984-05-22 The Boeing Company Aerodynamically contoured, low drag wing engine and engine nacelle combination
US4275989A (en) * 1979-02-08 1981-06-30 Gutierrez Atencio Francisco J Reversible pump-turbine
US4323331A (en) * 1979-04-27 1982-04-06 Charles Schachle Windmill tower
US4278896A (en) * 1979-06-04 1981-07-14 Mcfarland Douglas F Wind power generator
US4279569A (en) * 1979-10-16 1981-07-21 Harloff Gary J Cross-flow turbine machine
DE3039387A1 (de) * 1980-10-18 1982-06-03 Bernhard 6800 Mannheim Jöst Windantrieb fuer fahrzeuge und stationaere maschinen jeder art
US4379236A (en) * 1981-04-24 1983-04-05 Meisei University Windmill generator apparatus
JPS59226282A (ja) * 1983-06-07 1984-12-19 Ryuichi Hata 風力発電装置
US4508973A (en) * 1984-05-25 1985-04-02 Payne James M Wind turbine electric generator
US4600360A (en) * 1984-06-25 1986-07-15 Quarterman Edward A Wind driven turbine generator
US4781522A (en) * 1987-01-30 1988-11-01 Wolfram Norman E Turbomill apparatus and method
US5009569A (en) * 1989-07-21 1991-04-23 Hector Sr Francis N Wind energy collection system
JPH0419330A (ja) * 1990-05-15 1992-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 衝動タービン動力装置
US5544484A (en) * 1993-02-03 1996-08-13 Nartron Corporation Engine induction air driven alternator
US5512788A (en) * 1994-09-12 1996-04-30 Berenda; Robert M. Exhaust air recovery system
US5505587A (en) * 1995-01-05 1996-04-09 Northrop Grumman Corporation RAM air turbine generating apparatus
US5644170A (en) * 1995-02-17 1997-07-01 Bynum; David A. Vechicle mounted atmospheric/aqua turbine having speed responsive intake means
US5734202A (en) * 1995-07-27 1998-03-31 Shuler; Melvin B. Method and apparatus for generating electricity utilizing a forced recirculating air tunnel
DE19549143A1 (de) * 1995-12-29 1997-07-03 Abb Research Ltd Gasturbinenringbrennkammer
US5800121A (en) * 1997-03-26 1998-09-01 Fanelli; August J. Pneumatic electric generating system
US5977649A (en) * 1997-11-26 1999-11-02 Dahill; Henry W. Wind energy conversion system
RU2124142C1 (ru) * 1998-03-25 1998-12-27 Орлов Игорь Сергеевич Ветроэнергетическая установка
US6077036A (en) * 1998-08-20 2000-06-20 General Electric Company Bowed nozzle vane with selective TBC
US6270309B1 (en) * 1998-12-14 2001-08-07 Ghetzler Aero-Power Corporation Low drag ducted Ram air turbine generator and cooling system
JP3973124B2 (ja) * 1999-01-22 2007-09-12 覺 井村 風力利用船
JP2000352373A (ja) * 1999-06-10 2000-12-19 Wasaburo Murai 風力発電装置
ES2160078B1 (es) * 1999-11-23 2002-05-01 Marrero O Shanahan Pedro M Torre eolica con aceleracion de flujo.
US6602045B2 (en) * 2000-02-05 2003-08-05 Robert Ives Hickey Wingtip windmill and method of use
US6365985B1 (en) * 2000-08-23 2002-04-02 Lawrence J. Cohen Electricity generation from air conditioning exhaust
JP2002339853A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Nissan Motor Co Ltd 充電ステーション
US6497593B1 (en) * 2001-08-10 2002-12-24 Peter M. Willis Wind-powered vehicle
AU2002217444A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-30 Claudio Azzolini Air-driven generating device
US6655907B2 (en) * 2002-03-18 2003-12-02 Future Energy Solutions Inc Fluid driven vacuum enhanced generator
US6966174B2 (en) * 2002-04-15 2005-11-22 Paul Marius A Integrated bypass turbojet engines for air craft and other vehicles
DK175912B1 (da) * 2002-12-20 2005-06-20 Lm Glasfiber As Fremgangsmåde til drift af en vindmölle
GB2402976B (en) * 2003-06-05 2006-09-27 Intec Power Systems Ltd Generator
US20050025624A1 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 Pierson Robert M. Wind turbine with vertical axis
US6981839B2 (en) * 2004-03-09 2006-01-03 Leon Fan Wind powered turbine in a tunnel
GB2413829A (en) * 2004-05-07 2005-11-09 Andrew Douglas John Buckingham Wind operated turbine.
TWM279736U (en) * 2005-07-14 2005-11-01 Jetpo Technology Inc Improved mechanism of a wind power generator
US7538447B1 (en) * 2008-03-05 2009-05-26 Berenda Robert M Energy recovery system including a flow guide apparatus
US8875511B2 (en) * 2012-03-30 2014-11-04 Larry C. Simpson Geothermal wind system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101372547B1 (ko) * 2008-05-19 2014-03-07 현대모비스 주식회사 커튼에어백
KR101109721B1 (ko) * 2009-10-05 2012-02-06 김희숙 축류송풍기
KR101427622B1 (ko) * 2012-12-20 2014-08-07 현대오트론 주식회사 가상 엔진음 발생 장치 및 그를 포함하는 자동차
KR101986439B1 (ko) * 2017-12-27 2019-06-05 동명대학교산학협력단 베인식 필라멘트 압출방법
KR20210112515A (ko) * 2020-03-05 2021-09-15 이동규 초저압 상태를 이용한 공기 유동식 발전 조명장치

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007122457A (ru) 2008-12-27
JP5918679B2 (ja) 2016-05-18
CN101218430A (zh) 2008-07-09
CN104047814A (zh) 2014-09-17
JP2013047518A (ja) 2013-03-07
BRPI0518439A2 (pt) 2008-11-18
EP1841544A4 (en) 2009-05-06
JP2008520900A (ja) 2008-06-19
IL165233A (en) 2013-06-27
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