(57)【要約】  本発明は、電気エネルギーを発生させるための少なくとも１つの発電機（３）と、その発電機（３）に連結され、かつ通過する空気によって回転するように設定される複数のブレード（２１）を備える駆動軸（５）とを備える、風から再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための装置（１）に関する。ブレード（２１）は互いにずらされて、かつ駆動軸（５）に沿って配置される。本発明は、前記の本発明装置の複数からなるシステムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電気エネルギーを発生させるための少なくとも１つの発電機（３）と、
−前記発電機（３）に連結され、かつ通過する空気によって回転するように設定される複数のブレード（２１、２４）を備える駆動軸（５）と、
を備える、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置（１）であって、
前記ブレード（２１、２４）が前記駆動軸（５）に沿って互いにずらされて配置されることを特徴とする風力発電装置（１）。
【請求項２】
前記ブレード（２１、２４）がリペラ型に構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ブレード（２１、２４）のピッチを互いに調節可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ブレード（２１、２４）の前記間隔が前記駆動軸（５）の長手方向において調節可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ブレード面（２２）のピッチが前記駆動軸（５）に対して調節可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ブレード（２１、２４）の調節がコンピュータ制御で行われ、前記調節が機械的手段、電気機械的手段、空気圧手段または油圧手段によってなされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記ブレード（２１、２４）が前記駆動軸（５）に取り外し可能に取り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記駆動軸（５）が前記発電機（３）に直接連結されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動軸（５）がフレーム（７）に取り付けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記フレームが垂直軸線を中心に回転可能にほぼ水平に配置されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ダクト（７７）に配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
１つ以上のフロート（６１）を備え、好ましくはテザー（６３）を備える船の船体の上方に配置されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
自動方向舵組立体を備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記駆動軸（５）が両端部の軸受で、および前記端部の間の少なくとも１つの別の位置（８７）の軸受で動作することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
プラスチックまたはセラミックからも製造されるオイルレスの、寿命のために封止された滑り軸受または玉軸受が、前記駆動軸（５）の軸受として設けられることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記駆動軸（５）がスプライン軸（４０）として設計され、また各ブレード（２１）の取付部がスプライン取付部（４８）として設計されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
メッシュケージが前記装置を囲むように設けられることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
１８０°だけずらされた２つの各ブレード（２４）が、流体（３０）を収容する空洞（２８）を有する共通の筒状の形状（２６）を形成することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記空洞（２８）内の前記流体（３０）が水であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記流体（３０）が前記空洞（２８）の実質的に半分を満たすことを特徴とする請求項１８に記載の装置またはリペラ１９。
【請求項２１】
再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電システムにおいて、互いに前後におよび／または互いに並んでおよび／または互いに重ねて配置された、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の複数の装置（１）を備えることを特徴とする風力発電システム。
【請求項２２】
前記装置（１）の前記駆動軸（５）が自在に相互に連結されることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
船（１０５、１２１）を推進させるための請求項１〜２０のいずれか１項に記載の少なくとも１つの装置（１）の使用。
【請求項２４】
船を推進させるための請求項２１または２２に記載のシステム（１０１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、複数のこのような装置を備える、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、風力の利用に基づいてエネルギーを発生させるための多くの異なる装置およびシステムが知られている。陸上用および沖合用の両方の単一の風力タービン、または複数の風力タービンを備える全体のウィンドファームは、風が通過する際の回転によって発電機を駆動して電気エネルギーを供給するために設置されている。
【０００４】
しかし、ウィンドファームとして組み合わされた個々の風力タービンまたは風力発電システムは、多数の欠点を提示する。風力タービンは地面に堅固に固定する必要があり、そのためには、解体に非常に費用がかかり、さらには、コスト／利益分析に負の結果をもたらす対応する構造が必要となる。
【０００５】
このことに加えて、個々の風力タービンまたは全体のウィンドファームは、特に陸地や沖合において、大きな環境問題を提示するが、この理由は、前記風力タービンまたはウィンドファームが陸の景観および海の景観を損なうからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特に環境への適合性に優れ、かつ構造が簡単で設置が簡単であり、一方、異なる風の利用状況に対して極めて効率的である、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置を提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、この意図は、対応するモジュール形態用の上記装置を有するシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置は、電気エネルギーを発生させるための少なくとも１つの発電機と、その発電機に連結され、かつ通過する空気によって回転するように設定される複数のブレードを備える駆動軸とを備える。ブレードが駆動軸に沿って互いにずらされて配置されることによって、通過する空気によって加えられる圧力が最適に利用され、駆動軸の驚くほど高い回転速度と高いトルクとが得られる。
【０００９】
再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための本発明による風力発電装置は、以下のことを含む多くの利点を実現する。
−建設作業を必要とすることなく、設置が簡単かつ容易であること
−電力消費者の近くに配置されることによって、基本的な地域供給が可能になること
−装置が、既存の流動状態に対して万能であり、必要に応じて自動的に適合し、このようにして、本発明による装置の最適化された応答が保証されること
−環境に優しいエネルギー発生であること
−必要なエネルギー供給に最適化されるように、装置を寸法決めでき、例えば、遠方の地域社会等に配置するための大きさに寸法決めされる設備であること
−ゼロエミッションエネルギー発生であること
【００１０】
有利には、ブレードは、リペラ型に構成され、すなわち、（例えば航空機または船舶を）推進させるために当然使用されるプロペラと同様の形態を有し、これに対して、リペラは周囲の媒体流によって動作される。「リペラ型」という用語は、１つ、２つまたはそれ以上のブレードを備え得るリペラであると理解される。
【００１１】
有利には、本発明によれば、通過する空気流の利用を最適化するようにブレードのピッチを互いに調節可能であり、それにより、駆動軸に沿ったブレードのピッチは互いに異なってもよい。
【００１２】
さらに、ブレードの間隔を異なり得るようにまたは一定でないように駆動軸の長手方向に調節可能であることが有利である。
【００１３】
その上、駆動軸に対してブレード面のピッチを調節可能であり、入射空気流の圧力に応じて、また駆動軸の長さにわたって異なり得るように、ブレード面を位置決め可能であることも有利である。コンピュータ制御によっておよび／または機械的手段、電気機械的手段、空気圧手段または油圧手段によって、位置決めを行い得る。
【００１４】
ブレードが駆動軸に取り外し可能に取り付けられていることによって、損傷したかまたは摩耗したブレードを新しいものに速やかに交換できる。
【００１５】
第１の好ましい実施形態では、駆動軸は発電機に直接連結され、その発電機は直接動作される。その代わりに、適切な変速機を介して駆動軸を発電機に連結することもできる。
【００１６】
駆動軸が例えば長方形のフレームに取り付けられることによって、輸送および設置を容易にするように設計された簡単でコンパクトな構造の全ての利点が達成される。発電機はフレームに取り付けることができることも有利である。
【００１７】
さらに、フレームが垂直軸線を中心に回転可能にほぼ水平に配置され、この結果、装置を風向きの変化に常に最適に合わせることができることが有利である。
【００１８】
装置が駆動軸と、ブレードを囲むダクトとを備えている場合、必要に応じて、目標に合わせてかつ調節可能に空気を通すことが有利である。ダクトは、一定の直径を有するかまたはテーパ直径を有する駆動軸に沿って空気流入端から空気流出端に延在することができる。
【００１９】
有利には、１つ以上の浮遊物体または浮遊フロートを備え、好ましくはテザーを備える船の船体の上に、本発明による装置を配置できる。このことの非常に大きな利点は、装置が水に浮遊し、すなわち、さらなる建設作業なしに、本発明による装置を沖合に配置することが可能になることであり、コスト集約的な建設作業なしに、再び電気エネルギーを直接発生させるために装置を使用できるように、適切な係留手段によって、前記本発明による装置を適所に配置することが簡単になる。
【００２０】
このことは、自動方向舵組立体を備える装置によってさらに補助される。
【００２１】
上記のように、エネルギーを発生させるための本発明による装置によって、振動を発生させる可能性があるかなりの回転速度が生じる。したがって有利には、駆動軸は、両端部の軸受で、およびそれら端部の間の少なくとも１つの別の位置の、例えば２〜５つの位置の軸受で動作し、この結果、一方では、完全な装置が剛性を獲得し、他方では、駆動軸の回転による振動がほとんど生じないか、さらには全く生じない。
【００２２】
有利には、プラスチックまたはセラミックからも製造されるオイルレスの、寿命のために封止された滑り軸受または玉軸受が、駆動軸の軸受として設けられるが、この理由は、一方では、それらの軸受が長寿命を有し、他方では、メンテナンスの必要がないからである。
【００２３】
さらに、駆動軸はスプライン軸として設計され、また各ブレードの取付部はスプライン取付部として設計されることが有利である。このことにより、駆動軸に動力を滑らかに伝達するためにブレードが駆動軸で安定して動作することを保証しつつ、調節が簡単、有効かつ容易である、ブレードを駆動軸に取り付けるためのシステムが実現される。
【００２４】
装置を囲むように設けられたメッシュケージによって、前記装置は、例えば、落ち葉、さらには鳥等の飛行物体から保護される。
【００２５】
ブレードの特に有利な形態は、１８０°だけずらされた２つの各ブレードが、流体を収容する空洞を有する共通の筒形状を形成することによって実現される。この構成において、流体は、空洞を完全に満たさず、好ましくは、ブレードの２つの半部に対称に構成される空洞のほぼ半分だけ満たす。空洞が水平に配置された場合、本質的に同量の流体が空洞の２つの半部にある。ブレードがさらに回転すると、流体は重力によって急加速され、さらにブレードが回転する。複数の筒形状のブレードにより、一定の回転速度と実質的に一定のトルクとが実現する。有利には、流体は水であるが、他の任意の適切な流体を使用してもよい。
【００２６】
この形態は、風流が弱い場合に特に適切であるが、この理由は、ブレードを回転させるためには、外部からの駆動エネルギーが少量のみで済むからである。
【００２７】
本発明の他の目的は、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電システムであって、互いに前後におよび／または互いに並んでおよび／または互いに重ねて配置された、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の複数の装置を備えることを特徴とする風力発電システムを提供することである。
【００２８】
したがって、このような１つのシステムは、適用条件に広く適合可能であるようにモジュール式に設計することができる。
【００２９】
さらに、特別な一実施形態では、装置の駆動軸が自在に相互に連結され、このようにして、共通の発電機を駆動する。
【００３０】
さらに、本発明は、本発明による１つ以上の装置の使用、および船を推進させるための本発明によるシステムの使用も含む。電気モータを動作させるために、本発明による装置またはシステムによって発生されるエネルギーを用いることが可能であり、次に、前記電気モータは、直接、または本発明による装置またはシステムによって充電された蓄電池を介して実現し得るように、船を推進させるスクリューを駆動する。
【００３１】
さらに、その代わりにまたはそれに加えて、客船および／または貨物船の電気エネルギー所要量を満たすために、本発明による装置またはシステムを使用してもよい。
【００３２】
全体として、本発明による装置またはシステムは、固定設備、自動車、航空機および船舶に広く適用できる。
【００３３】
さらなる詳細、特徴および利点は、添付図面に基づく以下の説明から理解される。
【００３４】
図面に示されているような同様の構成要素は、以下の説明において、同一の参照番号で示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、図１を参照すると、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための本発明による風力発電装置１の第１の実施形態の側面図が示されている。図１に示されているように、本発明による装置１は、例示的態様で変速機４とベルト６とを介して駆動軸５に連結される発電機３を備える。ベルトはフラットベルト、Ｖ字ベルト、さらにリブ付きベルトであり得る。
【００３６】
駆動軸５は、その端部において、軸受１３で動作し、さらに軸受８７で動作し、全ての軸受は取付部７９によって支持される。
【００３７】
さらに、図１から明らかなように、本発明による装置は、この実施形態において、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った図２の側面図からより明らかな浮遊物体または浮遊フロート６１を備える。
【００３８】
その上、図１から明らかなように、駆動軸５に沿って、プロペラと同一形状の複数のリペラ１９が配置される。各リペラ１９は、通過する空気によって回転するように設定される１８０°だけずらされた２つのブレード２１を備える。既述のように、リペラ１９は１つのみのブレードまたは３つ以上のブレード２１を備えてもよい。
【００３９】
ブレード２１およびリペラ１９のそれぞれは、以下にさらに詳述するように、駆動軸５に沿ってずらされて配置される。
【００４０】
好ましくは、フロート６１には、矢印１０で示したような風に対向するように本発明による装置１を方向付けることを可能にするテザー６３が設けられる。この方向付けを補助するために、本発明による装置１は舵組立体１４を有し、この舵組立体を使用して、本発明による装置が空気流に対向するように方向付けられる。
【００４１】
次に、図２を参照すると、本発明による装置が簡単に設計されていることがさらに明確に示されている。２つのフロート６１は、例えば交差支柱の形状の少なくとも１つの連結手段１６によって連結され、それに応じて、フレーム取付部７９はフロート６１によって支持される。
【００４２】
矢印１８で示したように、本発明による装置のブレード２１は反時計回りに回転し、図２に示されているようなブレードはずらされて配置され、このずれは、図１に示されているように駆動軸５に沿っており、図１に示されているような輪郭を有する。
【００４３】
当然、ブレード２１が、それらの駆動軸５に沿った間隔について、およびそれらのブレードの互いのピッチについて、他の方法で配置されることも可能である。言い換えれば、１つのリペラ１９のブレード２１は、次のリペラ１９のブレード２１に対して傾斜させて、流れ続ける媒体の最適な力伝達を実現するように調節可能である。
【００４４】
次に、図３を参照すると、駆動軸５のリペラ１９のブレード２１を調節するための最適な方法が概略的に示されている。
【００４５】
有利には、各ブレード２１は、軸受要素４１において両矢印３９で示したように回転可能に動作し、この結果、各ブレードの各ブレード面２２を、通過する空気の流れに向かって個々に傾斜させることができる。
【００４６】
さらに、両矢印４３で示したように、駆動軸に沿ってリペラ１９を互いに離間して配置できる。図３に示されているような方法は例に過ぎず、個々のリペラ１９の構成はそれらの実際の設定に対応しておらず、両矢印４５は、例えば、図１と図２に例示されているような前記リペラの回転可能性を示している。
【００４７】
本発明によって達成されるような最適な設定に関するこの方法により、駆動軸に沿った流れの機械的応答が、図３に示されているような同一のブレードだけでなく、本発明による装置の最適化を可能にする異なるブレード面を有する異なるブレードも使用する追加の方法で最適に利用される。
【００４８】
次に、図４を参照すると、分解図の形態を示した図５からより明らかなように長手方向のスプライン構成を備えるスプライン軸４０を有する駆動軸５の構造形態の概略斜視図が示されている。２つの軸受シェル４７で分割された軸受要素４１が提供され、前記軸受シェルの各々は、スプライン軸４０のスプラインに噛合してスプライン軸４０を確実に把持する内側スプライン輪郭を有する。
【００４９】
各軸受シェル４７にはマウントブッシュ４８が挿入される。この構成において、ブッシュ４８の軸線は直線であるので、ブレード２１は１８０度だけ正確にずらされて配置される。内側において、マウントブッシュ４８は、各ブレード２１の変速機４９のスプライン形状に確実に噛合するスプライン形状を有する。この確実なスプライン結合により、ブレード２１が、所望のように回転して位置決めされることが可能になり、一方、スプライン軸４０を中心に軸受シェル４７をずらすことにより、１つまたは複数の隣接する対に対して一対のブレード２１をずらすことが非常に簡単になる。ナットおよびボルトを含む従来の締結具５１は、軸受シェル４７を互いに固定し、マウントブッシュ４８を軸受シェルにそれぞれ固定するために使用される。
【００５０】
次に、図６を参照すると、本発明による装置１の第１の実施形態が示されている。図６の正面図のリペラ１９またはブレード２１の構成は、図１に示されているような構成に対応する。
【００５１】
次に、図７を参照すると、本発明による装置１が、ほぼ円形に構成されたフレーム７を備え、このフレームが回転軸線８を中心に回転するように取り付けられ、このようにして、本発明による装置が回転軸線８を中心としてブレード面２２の方向に回転することが可能になり、したがって、舵組立体１４によって補助されるように、矢印１０で示したような流れに装置を最適に方向付けることが可能になることが示されている。
【００５２】
次に、図８〜図１０を参照すると、本発明による装置の代替実施形態が示されている。図８は斜視図を示しており、図９は正面図を示しており、また図１０は側面図を示している。
【００５３】
次に、図１１ａ〜図１１ｃを参照すると、細長い空洞２８が構成される筒状の形状２６を共に形成する、１８０°だけ互いにずらされたリペラの２つのブレード２４が拡大スケールで示されている。この細長い空洞２８は、雰囲気からシールされ、空洞２８を完全に満たさず、ほぼ半分だけ満たす流体３０、好ましくは水を含む。流体３０が空洞２８内にほぼ均等に分配されて収容される図１１ａに示されているような水平位置から、筒状の形状２６を形成する一対のブレード２４が、矢印３２で示したような一方の側に回転した場合、流体３０は、重力によって、下降している部分的空洞（図１１ｂ参照）に急激に移動され、対応するブレード２４にトルクが急激に与えられる。図１１ｃは、さらに再び図１１ａに示されているような位置に回転する（以降同様）、最下位置の満たされた空洞２８を示している。
【００５４】
次に、図１２ａ〜図１２ｃを参照すると、図１１ａ〜図１１ｃに示されているような実施形態の変形例が示されている。ブレード２４の側面および端部には、特に入射流が弱い場合にブレード面をさらに優れたものにする翼型の先端３４が設けられ、すなわち、図８〜図１２ｃに示されているような変形形態は、入射流が弱い状態においてこのように特に適切である。
【００５５】
次に、図１３を参照すると、本発明によるシステム１０１の概略平面図が示されている。システム１０１は本発明による２つの装置を備え、これらの装置の各々は、少なくとも駆動軸５とブレード２１とリペラ１９とをそれぞれ収容するダクト７７を含む。装置は、矢印１０４で示したような空気流の方向への適合を可能にするようにダクト７７の回転を許容するフレーム７を備える。装置１は、フロート６１として機能する船体６０に配置される。発電機をダクト７７の内部または外部に配置できる。装置１は沖合エネルギー発生のために使用され、１つまたは複数の発電機によって発生されたエネルギーは、対応する電源ケーブルを介して接続電力網に供給される。
【００５６】
その代わりに、システム１０１または装置１によって発生されたエネルギーは、船体６０を推進させるために用いることも可能であり、前記船体は、風１０４の方向に関係なく、例えば矢印１０６で示したように所望の方向に移動できる。
【００５７】
次に、図１４を参照すると、２つのフロート６１に取り付けられたプラットフォーム１０２に配置された３つの装置１を備える本発明によるシステム１０１の第２の実施形態が示されている。双胴船と同様のこれらの２つのフロート６１の構成は、沖合エネルギー発生施設に特に適切である図１４に示されているような本発明によるシステムの実施形態を形成する。
【００５８】
次に、図１５を参照すると、適切な支柱１０３によって平行に接続された３つのフロート６１を有する三胴船として構成された本発明によるシステム１０１の第３の実施形態が示されている。２つのエネルギー発生装置は中央フロート６１の回転フレーム７に配置される。
【００５９】
次に、図１６を参照すると、大型船１０５を推進させるために、本発明による装置１が使用される方法が概略的に示されている。
【００６０】
装置は、対応して公知のように成形し得る３つのフロート１０９を備える三胴船のように構成される船１０５の屋根１０７に配置される。
【００６１】
図１６には、船１０５の正面図／部分断面図が示されている。この船の駆動装置はフロート１０９の後部に配置されることが好ましく、追加の推進駆動装置１１１を設けることができる。
【００６２】
フロート１０９には、装置１によって発生されたエネルギーを蓄積でき、かつ駆動装置、例えば１１１に対して利用可能なエネルギーを生成する蓄電池１１３が収容される。
【００６３】
船１０５は、例えばコンテナ、自動車等のような貨物用のデッキ１１５と乗客デッキ１１７とを備え得る。
【００６４】
当然、蓄電池に供給するために用い、および／または対応する電気モータを介して船の推進システムに誘導することができる、船を推進させるのに必要なエネルギーを供給するための複数の装置１からなる本発明によるシステムによって、本発明による装置１を拡大することも可能である。
【００６５】
さらに、その代わりにまたはそれに加えて、照明、加熱等のような、船上の他のエネルギー消費機器用のエネルギーを供給するかまたは発生させるために、本発明による装置１を使用してもよい。
【００６６】
次に、図１７を参照すると、この場合客船形態のより大型の船１２１の側面図が示されている。このより大型の船の屋根には、３つの装置１を備える本発明によるシステム１０１が配置され、前記３つの装置の各々は卓越風に対向するように、回転可能なフレームに同様に取り付けられる。ほぼ垂直方向に配置されるいわゆるフレットナー・ロータと比較した場合に、本発明による装置およびシステムの利点がさらに明らかになり、フレットナー・ロータが風の衝突時に船を傾かせるように、本発明による装置およびシステムが船を傾かせる危険性はない。
【００６７】
再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための本発明による風力発電装置は、以下のことを含む多くの利点を実現する。
−建設作業を必要とすることなく、設置が簡単かつ容易であること、したがって、最小の遅延で利用可能になること
−電力消費者の近くに配置されることによって、基本的な地域供給が可能になること
−現場の状況に基づいて、空気流を最適に利用するために、複数の単一装置によってモジュール式に構成された完全なシステムであること
−装置が、既存の流動状態に対して万能であり、必要に応じて自動的に適合し、このようにして、本発明による装置の最適化された応答が保証されること
−環境に優しいエネルギー発生であること
−必要なエネルギー供給に最適化されるように、装置を寸法決めでき、例えば、遠方の地域社会等に配置するための大きさに寸法決めされる設備であること
−サービスを任意の水流および多様な流動状態に合わせることができること
−全種類の船を推進するための動力を含むゼロエミッションエネルギー発生であること
−実施形態に応じて、特に低雑音動作のために前記実施形態をカプセル化できること
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための本発明による装置の第１の実施形態の側面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った概略側面図である。
【図３】本発明による装置のブレードを有する駆動軸の部分概略図である。
【図４】ブレードおよびそれらの軸受を有する駆動軸の構造形態の部分斜視図である。
【図５】駆動軸の２つのブレードの軸受部の分解図である。
【図６】本発明による装置の別の実施形態の概略正面図である。
【図７】本発明による装置の回転可能なフレームの概略平面図である。
【図８】筒状のブレードを有する本発明による装置の駆動軸の別の実施形態の斜視図である。
【図９】図８に示されているような実施形態の正面図である。
【図１０】図８に示されているような実施形態の側面図である。
【図１１】図１１ａは筒状のブレードの一実施形態の拡大概略図である。図１１ｂは筒状のブレードの一実施形態の拡大概略図である。図１１ｃは筒状のブレードの一実施形態の拡大概略図である。
【図１２】図１２ａは図１１ａに示されているようなブレードの変形形態の図面である。図１２ｂは図１１ｂに示されているようなブレードの変形形態の図面である。図１２ｃは図１１ｃに示されているようなブレードの変形形態の図面である。
【図１３】１つのフロートを有する船体を有する本発明によるシステムの第１の実施形態の概略平面図である。
【図１４】２つのフロートを有する船体を有する本発明によるシステムの第２の実施形態の概略平面図である。
【図１５】３つのフロートを有する船体を有する本発明によるシステムの第３の実施形態の概略平面図である。
【図１６】本発明による装置を使用した複数のフロートを有する船の概略正面図／概略部分断面図である。
【図１７】本発明による複数の装置を使用するか、またはこれらによって形成されたシステムを使用した、単一のフロートを有するより大型の船の概略側面図である。
【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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月25日(2007.7.25)
【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】
電気エネルギーを発生させるための少なくとも１つの発電機（３）と、前記発電機（３）に連結され、かつ通過する空気によって回転するように設定される複数のブレード（２１、２４）を備える駆動軸（５）とを備える、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置（１）であって、前記ブレード（２１、２４）が前記駆動軸（５）に沿って互いにずらされて配置される風力発電装置（１）において、
−前記ブレード（２１、２４）がリペラ型に構成されることと、
−前記ブレード（２１、２４）のピッチを互いに調節可能であることを特徴とする風力発電装置（１）。
【請求項２】
前記ブレード（２１、２４）の前記間隔が前記駆動軸の長手方向において調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ブレード面（２２）のピッチが前記駆動軸（５）に対して調節可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ブレード（２１、２４）の調節がコンピュータ制御で行われ、前記調節が機械的手段、電気機械的手段、空気圧手段または油圧手段によってなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ブレード（２１、２４）が前記駆動軸（５）に取り外し可能に取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記駆動軸（５）が前記発電機（３）に直接連結されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記駆動軸（５）がフレーム（７）に取り付けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記フレームが垂直軸線を中心に回転可能にほぼ水平に配置されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ダクト（７７）に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
１つ以上の浮遊物体またはフロート（６１）を備え、好ましくはテザー（６３）を備える船の船体の上方に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
自動方向舵組立体を備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記駆動軸（５）が両端部の軸受で、および前記端部の間の少なくとも１つの別の位置（８７）の軸受で動作することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
プラスチックまたはセラミックからも製造されるオイルレスの、寿命のために封止された滑り軸受または玉軸受が、前記駆動軸（５）の軸受として設けられることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記駆動軸（５）がスプライン軸（４０）として設計され、また各ブレード（２１）の取付部がスプライン取付部（４８）として設計されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
メッシュケージが前記装置を囲むように設けられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
１８０°だけずらされた２つの各ブレード（２４）が、流体（３０）を収容する空洞（２８）を有する共通の筒状の形状（２６）を形成することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記空洞（２８）内の前記流体（３０）が水であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記流体（３０）が前記空洞（２８）の実質的に半分を満たすことを特徴とする請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電システム（１０１）において、互いに前後におよび／または互いに並んでおよび／または互いに重ねて配置された、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の複数の装置（１）を備えることを特徴とする風力発電システム（１０１）。
【請求項２０】
前記装置（１）の前記駆動軸（５）が自在に相互に連結されることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
船（１０５、１２１）を推進させるための請求項１〜１８のいずれか１項に記載の少なくとも１つの装置（１）の使用。
【請求項２２】
船を推進させるための請求項１９または２０に記載のシステム（１０１）の使用。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載の再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
さらに、本発明は、複数のこのような装置を備える、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電システムに関する。
【背景技術】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
近年、風力の利用に基づいてエネルギーを発生させるための多くの異なる装置およびシステムが知られている。陸上用および沖合用の両方の単一の風力タービン、または複数の風力タービンを備える全体のウィンドファームは、風が通過する際の回転によって発電機を駆動して電気エネルギーを供給するために設置されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
しかし、ウィンドファームとして組み合わされた個々の風力タービンまたは風力発電システムは、多数の欠点を提示する。風力タービンは地面に堅固に固定する必要があり、そのためには、解体に非常に費用がかかり、さらには、コスト／利益分析に負の結果をもたらす対応する構造が必要となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このことに加えて、個々の風力タービンまたは全体のウィンドファームは、特に陸地や沖合において、大きな環境問題を提示するが、この理由は、前記風力タービンまたはウィンドファームが陸の景観および海の景観を損なうからである。
英国特許第２２６４７５４号明細書から、駆動軸に沿って互いにずらされると共に、通過する風によって駆動軸を中心に回転させられるブレードを有する風力タービンが知られている。英国特許第２２６４７５４号明細書から公知のようなブレードは、平坦に設計され、またブレード面に対して垂直に風を受ける。
米国特許第４，３５５，９５８号明細書から、駆動軸に沿って配置されると共に断面が半円形に凹んだ円筒状のブレードを備えるエネルギーを発生させるための風力発電システムが知られており、前記円筒状のブレードは、風を捉えて駆動軸を動作させるように意図されるブレードシリンダの当該部分である。
国際公開第０２／３３２５３号パンフレットには、駆動軸に沿って互いにずらされて配置された複数のブレードを備える風力タービンが開示されている。全てのブレードが風で移動されたときに２つのサイド部材を展開して、より大きい捕捉面積を風に対し提供し、一方、ブレードが風に抗して移動されたときに、これらの２つのサイド部材が展開されず、ブレードの抵抗を低減するように、ブレードは、駆動軸を中心とした全ての回転において、複雑な機構によって作動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の課題は、特に環境への適合性に優れ、かつ構造が簡単で設置が簡単であり、一方、異なる風の状況に対して極めて効率的である、再生エネルギーおよび再生可能エネルギーを発生させるための風力発電装置を提供することを目的とする。
【国際調査報告】
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2009522482.tif 000025
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