(57)【要約】      （修正有）【課題】発電機軸受の過剰な摩耗または過熱を潜在的に引き起こす危険を回避する風力タービン装置を提供する。【解決手段】羽根部分６と、複数のコイル２０を有するステータ１２、複数の磁石２２を有するロータ１０を備え、ロータ１０は、羽根部分６およびロータ１０の回転がコイル２０の内部に電流を発生させるように羽根部分６に接続している、発電機８とを備え、羽根部分６は、ヨーク２４によってロータ１０に接続し、ヨーク２４は、発電機８の周りに延びて、磁石２２およびコイル２０が羽根部分６とヨーク２４とロータ１０との間の接続部との間に配置されるようにロータ１０のベースに接続している。【選択図】図４
2020023970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン装置であって、
羽根部分、
複数のコイルを有するステータ、および複数の磁石を有するロータを備える発電機であって、前記ロータは、前記羽根部分およびロータの回転が前記コイルの内部に電流を発生させるように前記羽根部分に接続している、発電機、
を備え、
前記羽根部分は、ヨークによって前記ロータに接続していて、前記ヨークは、前記発電機の周りに延びて、前記ロータの前記磁石および前記ステータの前記コイルが前記羽根部分と前記ヨークと前記ロータとの間の接続部との間に配置されるように前記ロータのベースに接続している、
風力タービン装置。
【請求項２】
前記ステータは、支持レールによって受け入れられる軸を備える、請求項１に記載の風力タービン装置。
【請求項３】
前記ヨークと前記ロータとの間の接続部は、前記支持レールと前記磁石およびコイルとの間に配置される、請求項２に記載の風力タービン装置。
【請求項４】
前記ロータは、軸受によって前記ステータ上に回転可能に取り付けられ、前記ヨークと前記ロータとの間の接続部は、前記軸受の周りに形成される、請求項２または３に記載の風力タービン装置。
【請求項５】
前記ヨークは、前記羽根部分および前記ロータの回転軸が互いにオフセットされることができるように対応される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項６】
前記ヨークは、前記羽根部分および前記ロータの回転軸が互いにオフセットされることができるように、対応する継手を介して前記羽根部分および／または前記ロータに接続している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項７】
前記ヨークは、クイックリリース機構を介して前記羽根部分および／または前記発電機に接続している、請求項１〜６のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項８】
風力タービン装置であって、
羽根部分、
複数のコイルを有するステータ、および複数の磁石を有するロータを備える発電機であって、前記ロータは、前記羽根部分およびロータの回転が前記コイルの内部に電流を発生させるように前記羽根部分に接続している、発電機、
を備え、
前記ステータは軸を備え、前記軸は、絶縁体によって互いに切り離される第１の端子部および第２の端子部を有し、前記第１および第２の端子部は前記コイルに電気的に接続していて、
前記発電機および羽根部分を支持するように、そして前記コイルから電流を運ぶために前記第１および第２の端子部がそれぞれ第１および第２の伝導レールにそれぞれ電気的に結合されるように、前記軸は、前記第１および第２の伝導レールに設けられる開口によって受け入れられる、
風力タービン装置。
【請求項９】
前記第１および第２の伝導レールの孔は、前記第１および第２の端子部に相補的な断面を有する、請求項８に記載の風力タービン装置。
【請求項１０】
前記第１の端子部はピンによって形成され、前記第２の端子部は、前記ピンを囲むスリーブによって形成され、前記スリーブが前記第１の伝導レールによって受け入れられるときに、前記ピンが前記第２の伝導レールによって受け入れられるように、前記ピンは前記スリーブから突出する、請求項８または９に記載の風力タービン装置。
【請求項１１】
前記ピンおよびスリーブは同心である、請求項１０に記載の風力タービン装置。
【請求項１２】
前記スリーブは第１の直径を有し、前記ピンは前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、前記第１および第２のレールの開口は、前記第１および第２の直径をそれぞれ受け入れるために寸法決めされる、請求項１０または１１に記載の風力タービン装置。
【請求項１３】
前記第１および／または第２のレールは、前記第１または第２の端子部を受け入れるために寸法決めされる孔を有するかまたは定める保持部材を備え、前記保持部材は、前記端子部が前記保持部材の孔および前記レールの開口によって受け入れられるように、前記レールと整列されるように構成され、そして、前記保持部材は、前記レールに対して前記端子部を引くように前記レールと関連して並進可能であり、これにより、前記ステータを前記レールに機械的に接続する、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項１４】
前記第１および／または第２のレールは、それを通って延びるキャビティを定める管状であり、前記保持部材は前記キャビティ内部に受け入れられる、請求項１３に記載の風力タービン装置。
【請求項１５】
前記保持部材の外側面は、前記保持部材の孔および前記レールの開口の整列を確実にするために寸法決めされておよび／または形づくられる、請求項１４に記載の風力タービン装置。
【請求項１６】
前記保持部材の外側面は、前記キャビティの内側面に実質的に対応する、請求項１５に記載の風力タービン装置。
【請求項１７】
それが回転して前記レールと関連して前記保持部材を並進させるねじ部品によって、前記保持部材は前記レールに固着される、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項１８】
前記羽根部分および前記発電機は、タービン・モジュールを形成し、そして前記装置は複数の前記モジュールを備える、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項１９】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載されている、そして添付図面に示されている風力タービン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービン装置に関し、そして特に、しかし限定することなく、複数のタービン・モジュールを備える風力タービン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、風力フェンスを形成するためにフレームの内部に複数の垂直軸風力タービン（ＶＡＷＴ）モジュールを配置することが公知である（例えば、特許文献１参照）。この種の構成は、図１に示される。図示するように、フレーム１は、長方形フレームを形成するために上下の構造レール３ａ、３ｂおよび左右のサイド部材５ａ、５ｂによって形成される。複数の（４つ示される）風力タービン・モジュール７ａ〜７ｄは、フレーム１の内部に位置して、フレーム１の幅に沿って互いに間隔を置いて配置される。モジュール７ａ〜７ｄは、両端部で上下の構造レール３ａ、３ｂに取り付けられる。各モジュール７ａ〜７ｄは、羽根部分９およびそれに連結した発電機１１を備える。
【０００３】
図２および図３は、典型的な軸−磁束発電機（ａｘｉａｌ−ｆｌｕｘ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１１をさらに詳細に示す。図示するように、発電機１１は、ロータ１３およびステータ１５を備える。ロータ１３は、それとともに回転するための羽根部分９に接続している発電機１１の外部ハウジングによって形成される。対照的に、ステータ１５は、下部レール３ｂに取り付けられる軸１７によって形成される。ロータ１３は、上下の軸受２１ａ、２１ｂによって軸１７に回転可能に取り付けられる。軸１７は、円形に配置される複数のコイル２３を有するディスク１９を担持する。ロータ１３は、複数の永久磁石２５を担持する。永久磁石２５は、コイル２３の円形と対応する上部円および下部円において配置される。コイル２３に対して磁石２５の自由移動を許容するために、コイル２３は、その間に小ギャップを有する上下の磁石２５のセットの間に挟まれている。
【０００４】
風の力に応じた羽根部分９の回転によって、ロータの回転１３が生じる。コイル２３に対する磁石２５の移動は、役立つ電気として利用されることができる電流をコイル２３に誘発する。
【０００５】
上述の通り、ロータ１３は、コイル２３と磁石２５との間の間隔が最小にされることができるようにロータ１３とステータ１５との間の調整を維持する一対の軸受２１ａ、２１ｂによって支持されて、これにより効率を改善する。この種の構成がロータ１３とステータ１５との間の軸のミスアラインメント問題に対処するとはいえ、羽根部分９およびロータ１３が自由に回転するために、（上部レール３ａで）羽根部分９の上端部を支持する軸受の中心は、発電機１１内部の２つの軸受２１ａ、２１ｂの中心によって定義される軸上になければならない。この構成では、これらの軸受の少なくともいくつかが結合して、このようにシステム・パワー出力を減らして、軸受の過剰な摩耗または過熱を潜在的に引き起こすという危険を回避するために、製造／組立において、そして運用中の全ての気象条件において、充分な調整は達成されなければならない。この種の調整を達成して、維持することは、（全て重要な関連コストおよび重量負担を有する）フレーム剛性、羽根剛性、および／またはモジュールの全高にわたって実質的な共通の中心軸のための過剰な要求に至りそうである。
【０００６】
羽根部分９の回転軸がいずれの構成要素にも損害を与えることなく発電機１１の回転軸からわずかに逸脱することを許容するために、羽根部分９とロータ１３との間のたわみ継手が導入されてもよい。しかしながら、この種の構成は、発電機１１を支持する下部レール３ｂ上に（回転軸に対して垂直の）高トルクが発生するという点で、新たな問題をもたらしうる。
【０００７】
さらに、発生した電流をコイル２３から運ぶ（ｃａｒｒｙ）ために、適切な配線が軸１７を通過することができるように、軸１７は中空であることが必要である。しかしながら、記載されているように、軸１７は発電機１１の重量を担持して、サービス荷重に耐えなければならない。その結果、この種の軸は、それらに必要な強度および剛性を与えるように、比較的高強度鋼から従来は造られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許第２４７６１２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した従来の構成と関連した問題の一部または全部に対処する改良した構成を提供することは、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、羽根部分、複数のコイルを有するステータ、および複数の磁石を有するロータを備える発電機であって、ロータは、羽根部分およびロータの回転がコイルの内部に電流を発生させるように羽根部分に接続している、発電機、を備え、羽根部分は、ヨークによってロータに接続していて、ヨークは、発電機の周りに延びて、ロータの磁石およびステータのコイルが羽根部分とヨークとロータとの間の接続部との間に配置されるようにロータのベースに接続している、風力タービン装置が提供される。
【００１１】
ステータは、支持レールによって受け入れられる軸を備えてよい。
【００１２】
ヨークとロータとの間の接続部は、支持レールと磁石およびコイルとの間に配置されてよい。
【００１３】
ロータは、軸受によってステータ上に回転可能に取り付けられてよく、ヨークとロータとの間の接続部は、軸受の周りに形成されてよい。
【００１４】
ヨークは、羽根部分およびロータの回転軸が互いにオフセットされることができるように対応されてよい。
【００１５】
ヨークは、羽根部分およびロータの回転軸が互いにオフセットされることができるように、対応する継手を介して羽根部分および／またはロータに接続されてよい。
【００１６】
ヨークは、クイックリリース機構を介して羽根部分および／または発電機に接続されてよい。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、羽根部分、複数のコイルを有するステータ、および複数の磁石を有するロータを備える発電機であって、ロータは、羽根部分およびロータの回転がコイルの内部に電流を発生させるように羽根部分に接続している、発電機、を備え、ステータは軸を備え、軸は、絶縁体によって互いに切り離される第１の端子部（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｐｏｒｔｉｏｎ）および第２の端子部を有し、第１および第２の端子部はコイルに電気的に接続していて、発電機および羽根部分を支持するように、そしてコイルから電流を運ぶ（ｃａｒｒｙ）ために第１および第２の端子部がそれぞれ第１および第２の伝導レール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｒａｉｌ）にそれぞれ電気的に結合されるように、軸は、第１および第２の伝導レールに設けられる開口によって受け入れられる、風力タービン装置が提供される。
【００１８】
第１および第２の伝導レールの孔は、第１および第２の端子部に相補的な断面を有してよい。
【００１９】
第１の端子部はピンによって形成され、第２の端子部は、ピンを囲むスリーブによって形成されてよい。スリーブが第１の伝導レールによって受け入れられるときに、ピンが第２の伝導レールによって受け入れられるように、ピンはスリーブから突出してよい。
【００２０】
ピンおよびスリーブは同心でもよい。
【００２１】
スリーブは第１の直径を有し、ピンは第１の直径よりも小さい第２の直径を有してよい。第１および第２のレールの開口は、第１および第２の直径をそれぞれ受け入れるために寸法決めされてよい。
【００２２】
第１および／または第２のレールは、第１または第２の端子部を受け入れるために寸法決めされる孔を有するかまたは定める保持部材を備えてよい。保持部材は、端子部が保持部材の孔およびレールの開口によって受け入れられるように、レールと整列されるように構成されてよい。そして、保持部材は、レールに対して端子部を引くようにレールと関連して並進可能であり、これにより、ステータをレールに機械的に接続する。
【００２３】
第１および／または第２のレールは、それを通って延びるキャビティを定める管状でよく、保持部材はキャビティ内部に受け入れられてよい。
【００２４】
保持部材の外側面は、保持部材の孔およびレールの開口の整列を確実にするために寸法決めされておよび／または形づくられてよい。
【００２５】
保持部材の外側面は、キャビティの内側面（の内部にかなりゆるく適合してよいけれども）に実質的に対応してよい。
【００２６】
それが回転してレールと関連して保持部材を並進させるねじ部品によって、保持部材はレールに固着されてよい。
【００２７】
羽根部分および発電機は、タービン・モジュールを形成してよく、そして装置は複数の前記モジュールを備えてよい。
【００２８】
本発明のよりよい理解のために、そしてそれがどのようにして効果をもたらしてよいかをより明らかに示すために、ここで、例として添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、先行技術の風力フェンスの正面図である。
【図２】図２は、先行技術の発電機の正面図である。
【図３】図３は、図２の発電機の断面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による風力タービン・モジュールの断面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態による風力タービン・モジュールの断面図である。
【図６】図６は、ヨークの配置を示す図４の風力タービン・モジュールの斜視図である。
【図７】図７は、下部レールとの係合後の図４の風力タービン・モジュールの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による発電機の斜視図である。
【図９】図９は、発電機の軸の斜視図である。
【図１０】図１０は、軸の断面図である。
【図１１】図１１は、一対の伝導レールとの係合前の発電機を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、伝導レールと係合する一対の発電機を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、発電機と伝導レールとの間の機械的結合を示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態による風力タービン・モジュール２を示す。
【００３１】
モジュール２は、図１に示されるのと同様の仕方で、上部レール４ａおよび下部レール４ｂを備えるフレームに配置される複数の類似のモジュールのうちの１つでもよい。モジュール２は、その上端で上部レール４ａに接続され、その下端で下部レール４ｂに接続される。モジュール２は、羽根部分６および発電機８を備える。発電機８は、ロータ１０およびステータ１２を備える軸−磁束発電機である。ロータ１０は、それとともに回転するための羽根部分６に接続している発電機８の外部ハウジングによって形成される。対照的に、ステータ１２は、下部レール４ｂに取り付けられる軸１４によって形成される。ロータ１０は、上下の軸受１６ａ、１６ｂによって軸１４に回転可能に取り付けられる。軸１４は、円形に配置される複数のコイル２０を有するディスク１８を担持する。ロータ１０は、複数の永久磁石２２を担持する。永久磁石２２は、コイル２０の円形と一致する上円および下円において配置される。コイル２０に対する磁石２２の自由移動を許容するために、コイル２０は、上下の磁石２２のセットの間にそれとの間で小さいギャップを有して挟まれている。
【００３２】
羽根部分６からロータ１０の下側まで延びるヨーク２４によって、羽根部分６は、ロータ１０に接続している。具体的には、ヨーク２４は、下部軸受１６ｂの周りでロータ１０に接続する。ヨーク２４は、ステータ１２のディスク１８およびそのコイル２０の下で、そしてロータ１０自体の磁石２２の下で、ロータ１０にこのように接続する。
【００３３】
羽根部分がロータに（すなわち堅くまたは柔軟にロータの上部に）直接接続している先行技術の配置とは対照的に、ヨーク２４は、ロータ１０への接続をより低く、下部レール４ｂにより近く配置されることを許容する。カップリングポイントとレール４ｂの中立軸との間の距離ｘは、このように極小値になる。これは、ロータ１０または軸１４を介した、レール４ｂ上の風力荷重のてこを使っている影響を減らして、所与の風力荷重のための羽根部分６の回転軸とロータ１０との間のミスアラインメントをこのように最小にする。
【００３４】
さらに、図５に示すように、積み重ねられたステータ構成がてこを使っている影響を増加させずに使用されることができるように、発電機８の高さは、距離ｘに影響を及ぼさない。
【００３５】
ステータ１２のディスク１８およびそのコイル２０の下に、そしてロータ１０自体の磁石２２の下にカップリングポイントを配置する限り、ヨーク２４の構造がさまざまな形をとることができることはいうまでもない。しかしながら、図６および図７は、典型的なヨーク２４を示す。
【００３６】
図６および図７に示すように、ヨーク２４は、それが羽根部分６のスパン（すなわち、フレームと整列されるときの羽根部分６の幅）全体に延びるように、いずれの端部でも羽根部分６のベースに接続している金属バンドとして形成される。各端部との間に、バンドは、中心部２６を形成するために羽根部分６から離れて曲げられる。中心部２６は、発電機８を受け入れるのに十分な距離だけ、羽根部分６から間隔を置いて配置される。中心部２６は、ロータ１０の外部ハウジングのベースで形成されるハブ２８の周りに受け入れられる孔を備える。ヨーク２４の中心部２６の孔の直径は、それがハブ２８の周りにゆるく適合するように、ハブ２８の外径よりもわずかに大きい。中心部２６は、ハブ２８の遠位端に接続している下部カラー３０によってハブ２８に保持される。中心部２６とロータ１０の下部放射表面との間に、そして中心部２６とカラー３０との間に、複数の弾性座金３２は、中心部２６の上下の側に配置されている。弾性座金３２は、羽根部分６とロータ１０との間の対応する結合を提供して、それらの向きが風力荷重下で変化することを許容する。類似の対応（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）は、柔軟な取付けの他の形（例えばＯリング、ばね、可撓性の支柱または柱）を使用して設けられてもよい。ヨーク２４は、柔軟な材料（例えばポリマー、ガラス強化複合物、またはアルミニウムまたは薄鋼板）から形成されてもよく、および／または、対応（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）を提供するためにヨーク２４自体の範囲内に関節を設けてもよい。
【００３７】
ヨーク２４は、従来のボルトまたはクイックリリースキャッチを用いて、羽根部分６および／またはロータ１０から着脱可能でもよい。これによって、羽根部分６および／または発電機８は、保守または交換のために容易に取り外されることができる。あるいは、全モジュール２は、フレームに付属する適切なブラケットを用いて取り外し可能でもよい。
【００３８】
具体例として、タービン出力を〜０．７５ｍ２の掃除領域（ｓｗｅｐｔ  ａｒｅａ）と適合させるために造られる軸−磁束発電機が、断面外寸５０ｍｍ×２５ｍｍの矩形断面のアルミニウム管からなるフレーム内に取り付けられた。発電機の上部は、フレーム部材の中立軸より上〜６５ｍｍの高さを有し、そしてそれは、従来の継手方式のための最小距離にこのように対応した。対照的に、先に記載されたヨーク２４を用いて、羽根部分６は、箱型断面フレーム部材上のトルク（およびそれ故ねじれ傾向）のほぼ６６％の減少に対応する、ビームの表面から〜９ｍｍ離れたところで、またはその中立軸から＜２２ｍｍ離れたところで、発電機と下部レール４ｂとの間に取り付けられることができる。
【００３９】
軸の一実施形態は、図８〜図１３に関してここで記載される。そこに示される軸１１４は、以前に記載されているヨーク配置によって使用されてよく、または従来のモジュールで使用されてよい。
【００４０】
軸１１４は、中央ピンまたはロッド３４と、中央ピン３４が内部に配置される外部スリーブ３６とを備える（図１０参照）。
【００４１】
中央ピン３４は、円筒状であり、そして、その長さに沿って実質的に固い。外部スリーブ３６は、管状であり、そして、中央ピン３４および外部スリーブ３６が同心に配置されるように、中央ピン３４を受け入れるために寸法決めされる内径を有する。図示するように、中央ピン３４は、中央ピン３４の一部が外部スリーブ３６から外へ延びるように、外部スリーブ３６よりも大きな軸方向長さを有する。中央ピン３４および外部スリーブ３６（またはその少なくとも一部）は、導電性金属から形成される。例えば、中／高力アルミニウム合金が使用されてよく、しかし、銅、真鍮または鋼を含むがこれに限らない他の軸材料が使用されてもよい。
【００４２】
中央ピン３４と外部スリーブ３６との間に、絶縁層３８が配置される。絶縁層３８は、中央ピン３４と外部スリーブ３６との間に配置される個別の管状要素でもよく、または、中央ピン３４と外部スリーブ３６との（またはその間の）いずれか（または両方）に形成された層であってもよい。絶縁層３８は、少なくとも外部スリーブ３６の軸方向長さに沿って延びて、外部スリーブ３６から中央ピン３４を電気的に絶縁する。絶縁層３８は、複合ユニットを形成するために、例えば接着用エポキシ樹脂を用いて、一緒に結合されている３つの成分を有する熱可塑性強化プラスチックまたは熱硬化性材料（例えば繊維強化エポキシ材料）でもよい。
【００４３】
中央ピン３４および外部スリーブ３６は、コネクタ端子を形成するために、コイル２０のいずれの端部にも接続している。中央ピン３４および外部スリーブ３６は、ＡＣ出力を提供するために直接的に、またはＤＣ出力を提供するために整流回路を介して間接的に、コイル２０に接続していてよい。ＤＣ出力が使用されるところで、コネクタ端子は、正および負の端子を形成する。
【００４４】
図１１に示すように、下部レール４ｂは、第１の（上の）下部レール４ｂ’および第２の（下の）下部レール４ｂ’’に分けられる。各レール４ｂ’、４ｂ’’は、中空の導電性、箱型断面構造のビームによって形成される。レール４ｂ’、４ｂ’’は、電気絶縁タイ部分（図示せず）を有して互いに機械的にリンクされてよい。
【００４５】
第１の下部レール４ｂ’は、その長さに沿って間隔を置かれた複数の（２つ示されるが、モジュール２の数に合致するためにいかなる数が設けられてもよい）孔４０’を備える。孔４０’は、ビーム構造の上下の壁に一対の同軸孔として、事実各々形成される。孔４０’は、軸１１４の外部スリーブ３６を受け入れる（すなわち、わずかにより大きい）ために、寸法決めされる内径を有する。同様に、第２のレール４ｂ’’は、その長さに沿って間隔を置かれて、中央ピン３４を受け入れるために寸法決めされる複数の孔４０’’を備える。第２のレール４ｂ’’の孔４０’’は、孔４０’と比較してより小さい直径をこのように有する。
【００４６】
第１のレール４ｂ’の孔４０’および第２のレール４ｂ’’の孔４０’’は、同軸である。したがって、図１２に示すように、軸１１４が下部レール４ｂ’、４ｂ’’によって受け入れられるときに、中央ピン３４は、第１のレール４ｂ’の孔４０’のうちの１つを通過して、第２のレール４ｂ’’の対応する孔４０’’によって実質的に受け入れられる。その位置で、外部スリーブ３６は、第１のレール４ｂ’の孔４０’によって受け入れられる。それとともに電気的接続を形成するために、外部スリーブ３６は第１のレール４ｂ’に接触し、そして、中央ピン３４は第２のレール４ｂ’’に接触する。第１および第２のレール４ｂ’、４ｂ’’は、軸１１４が接続される発電機８において発生する電流を運ぶ（ｃａｒｒｙ）ことがこのように可能である。
【００４７】
記載されているように、軸１１４はその長さに沿って固い。したがって、軸１１４は、ワイヤがそれを通過することができるために中空でなければならない従来の軸に比べてより強い。したがって、軸１１４は、より軽い材料（例えばアルミニウム）から製造されることができる。
【００４８】
図１３は、軸１１４とレール４ｂ’、４ｂ’’との間に電気的接続を補助して、機械的結合を提供するために使用されてよい配置を示す。具体的には、図示するように、ブロック４２（保持部材）がレール４ｂ’、４ｂ’’内に配置されてよい。ブロック４２は、レール４ｂ’、４ｂ’’の断面に対応する断面を有し、そしてこのように、本例では立方形状である。ブロック４２は、キャビティ内に配置されるときにそれらが不安定であるように、レール４ｂ’、４ｂ’’の内部キャビティよりもわずかに小さく寸法決めされる。
【００４９】
ブロック４２は、それぞれのレール４ｂ’、４ｂ’’の孔４０’、４０’’に対応する孔４４’、４４’’を備える。一対のねじ孔４６がブロック４２の各々に設けられる。ねじ孔４６は、それらが孔４４’、４４’’に対して垂直であるように、ブロック４２の前部（または後部）上に設けられる。相補的な孔４８’、４８’’がレール４ｂ’、４ｂ’’の前面に設けられる。そうすると、ねじ部品５０（ボルト等）は、孔４８’、４８’’を通過することができて、ブロック４２のねじ孔４６によって受け入れられ、ブロック４２の孔４４’、４４’’は、レール４ｂ’、４ｂ’’の孔４０’、４０’’と整列する。上記したように、ブロック４２は、ねじ部品がレール４ｂ’、４ｂ’’の前面の方へブロック４２を引くように、レール４ｂ’、４ｂ’’の内部で不安定である。この動きは、レール４ｂ’、４ｂ’’に対して軸１１４の中央ピン３４およびスリーブ３６を（ブロック４２の孔４４’、４４’’の一方の壁と、レール４ｂ’、４ｂ’’の孔４０’、４０’’の反対側の壁との間で）ロックし、そして固い機械的および電気的接続を形成する。ブロック４２は、軸１１４とレール４ｂ’、４ｂ’’との間の電気的接続をさらに補助するために、導電性でもよい。
【００５０】
軸１１４は、保持部材の異なる形を用いて固定されてもよい。例えば、ボルトは、軸１１４の孔へと、または単に軸１１４の外面に対して、レール４ｂ’、４ｂ’’の壁を通過してもよい。
【００５１】
電気的見方から、２つの相互に絶縁された導体から成る上記の軸１１４の構造は、適切に設計されたステータから例えば上記のタイプの外部導体クランプ／支持機構まで単相ＡＣを運ぶのに役立つ。あるいは、同じ設計の軸は、例えば発電機内部の整流器から、ＤＣを運ぶために用いることができる。
【００５２】
上記の軸設計上の他の異型は、例えば、この種の軸の３つの相互に絶縁された導電性の同心の管／シリンダを受け入れるために対応する孔を有する、３つの導電性レール（一方が他方よりも上にある）から成る支持構造物に対して、同心の導体および絶縁層を交互に有する５層の軸の構造によって、例えば、３相ＡＣを運ぶために用いることができる。
【００５３】
複数の発電機は、ＤＣ電流またはＡＣ電流（適切に同期される場合）を、電気を伝える母線として作用する下部レールに供給してもよい。
【００５４】
装置のこのフレームは、モジュール２のいずれかに適合する前に提供されてよく、取り付けられてよい。軸１１４の設計は、発電機８とシステムの他のいかなる部分との間に作られるのがどうであれいかなるワイヤ接続もなしに、そしてフレームの内部に必要とされる配線もフレームに沿った配線もなしに、この種のフレームが非常に急速かつ効率的な仕方で風力タービン・モジュール２とともに配置されることを許容する。
【００５５】
軸１１４およびその構成要素は、断面において円である必要はない。例えば、軸１１４は、軸１１４の回転を防止することができる正方形断面を有してもよい。さらに、軸１１４の２つの導体の一方が他方の中の位置するものとして記載されたにもかかわらず、導体（端子部）が他の位置に設けられるが、まだ相互に互いから絶縁されるところで、他の構成が用いられてもよいことはいうまでもない。例えば、導体は、各々、相補的な半円形の断面を有してもよい。さらに、（例えば、中央ピン３４の半径方向表面と外部スリーブ３６の半径方向表面との間に絶縁材料のリングまたはエアギャップを有して、）中央ピン３４は、外部スリーブ３６より下で延びる部分を通じて外部スリーブ３６と同じ外径を有してもよい。したがって、レール４ｂ’、４ｂ’’の各々は、同じ直径を有してよい。
【００５６】
さらに、先に記載された態様が特に複数の風力タービン・モジュールを備える装置のために有益であるにもかかわらず、それらは、単一のタービンを備える装置で使用されてもよい。
【００５７】
上記は、軸−磁束発電機に焦点を当てている。しかしながら、その概念は、放射−磁束発電機（ｒａｄｉａｌ−ｆｌｕｘ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）まで広げられてよいことはいうまでもない。さらに、発電機は、モジュールの底部に設けられる必要がなくて、その代わりに、モジュールの上部にあるいは発電機のいずれかの端部に設けられてもよい。さらに、風力タービン・モジュールは、羽根部分が水平方向にその回転軸を有し、しかし発電機がいずれか一側または両側にあるように風向に対して垂直に、配置されてもよい。したがって、相対的位置（例えば「下」など）の参照は、それに応じて解釈されなければならない。
【００５８】
明細書における効果の不必要な重複およびテキストの反復を回避するために、特定の特徴は、本発明の１つだけまたは複数の態様または実施形態に関してだけ記載される。しかしながら、それが技術的に可能なところで、本発明の任意の態様または実施形態に関して記載されている特徴は、本発明の他のいかなる態様または実施形態によっても使用されてよいことを理解すべきである。
【００５９】
本発明は、本明細書において記載されている実施形態に限られなくて、本発明の要旨を逸脱しない範囲で修正されてよくまたは適合されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年9月17日(2019.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン装置であって、
羽根部分、
複数のコイルを有するステータ、および複数の磁石を有するロータを備える発電機であって、前記ロータは、前記羽根部分およびロータの回転が前記コイルの内部に電流を発生させるように前記羽根部分に接続している、発電機、
を備え、
前記ステータは軸を備え、前記軸は、絶縁体によって互いに切り離される第１の端子部および第２の端子部を有し、前記第１および第２の端子部は前記コイルに電気的に接続していて、
前記発電機および羽根部分を支持するように、そして前記コイルから電流を運ぶために前記第１および第２の端子部がそれぞれ第１および第２の伝導レールにそれぞれ電気的に結合されるように、前記軸は、前記第１および第２の伝導レールに設けられる開口によって受け入れられる、
風力タービン装置。
【請求項２】
前記第１および第２の伝導レールの孔は、前記第１および第２の端子部に相補的な断面を有する、請求項１に記載の風力タービン装置。
【請求項３】
前記第１の端子部はピンによって形成され、前記第２の端子部は、前記ピンを囲むスリーブによって形成され、前記スリーブが前記第１の伝導レールによって受け入れられるときに、前記ピンが前記第２の伝導レールによって受け入れられるように、前記ピンは前記スリーブから突出する、請求項１または２に記載の風力タービン装置。
【請求項４】
前記ピンおよびスリーブは同心である、請求項３に記載の風力タービン装置。
【請求項５】
前記スリーブは第１の直径を有し、前記ピンは前記第１の直径よりも小さい第２の直径を有し、前記第１および第２のレールの開口は、前記第１および第２の直径をそれぞれ受け入れるために寸法決めされる、請求項３または４に記載の風力タービン装置。
【請求項６】
前記第１および／または第２のレールは、前記第１または第２の端子部を受け入れるために寸法決めされる孔を有するかまたは定める保持部材を備え、前記保持部材は、前記端子部が前記保持部材の孔および前記レールの開口によって受け入れられるように、前記レールと整列されるように構成され、そして、前記保持部材は、前記レールに対して前記端子部を引くように前記レールと関連して並進可能であり、これにより、前記ステータを前記レールに機械的に接続する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【請求項７】
前記第１および／または第２のレールは、それを通って延びるキャビティを定める管状であり、前記保持部材は前記キャビティ内部に受け入れられる、請求項６に記載の風力タービン装置。
【請求項８】
前記保持部材の外側面は、前記保持部材の孔および前記レールの開口の整列を確実にするために寸法決めされておよび／または形づくられる、請求項７に記載の風力タービン装置。
【請求項９】
前記保持部材の外側面は、前記キャビティの内側面に実質的に対応する、請求項８に記載の風力タービン装置。
【請求項１０】
それが回転して前記レールと関連して前記保持部材を並進させるねじ部品によって、前記保持部材は前記レールに固着される、請求項６〜９のいずれか１項に記載の風力タービン装置。
【外国語明細書】
2020023970000001.pdf