(57)【要約】【課題】  作業遂行のための動力出力を生成し又はこの動力出力の蓄電装置への供給を提供する発電装置を作動する心棒を回転させる風又は水流内での回転用のウインドセイルレセプター。【解決手段】  ウインドセイルレセプターは、好適には、風又は水流に向かって配置されたときにウインドセイルレセプターの自由な回転を可能とする軸受けを介してフレームに取り付けられた心棒に結合する後方ハブと前方ディスクを備え、且つ、後方ハブと前方ディスクの間に、６枚から１０枚の同一の等間隔で離隔するブレードを含む。このウインドセイルレセプターのブレードは、３乃至５枚の等間隔で離隔するブレードである２つの部分から形成され、各部分は剛性材質の単一平坦部分より形成され、この２つの部分からは半径方向の部分が除去されてハブ周囲において等間隔に離隔する各ブレードを形成し、この部分は相互に嵌め合わされ、ブレードはわん曲状に曲げられ、外側のブレード端部は、ウインドセイルレセプターを形成するように等間隔で離隔した配置で前方ディスクに固着される。【選択図】  図６
2009515078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が３から５の半径方向で離隔する同一のブレード部分を有する第１及び第２のウインドセイルレセプターブレード部分を含み、前記ウインドセイルレセプター部分はそれらの中心で積み重ねられ且つ接続されて中央の後方ハブを形成し、前記ブレードは、各々、後方ハブと前方ディスクの間の軸方向の間隔が、前記後方ハブへのその接続部から、前方ディスクに連結するブレード端部までのブレード側部の長さの  ．７５から  ．８５となる関係によって決定されるそれらの中間部分を横切る選択されたわん曲を有するように形成され、前記前方ディスク周囲の等しく離隔した箇所に、等しい半径方向間隔で、固着した前記後方ハブへのその接続部に対向する各ブレードの端部を備へ、前記ウインドセイルレセプター部分の後方ハブ部分と前方ディスクに固着された軸が、前記後方ハブと前方ディスクの一方又は両方から外へと延在し、回転自在に前記軸を取り付ける軸受手段と、前記軸によって回転し又は回転させらせるように接続された手段とを含むことを特徴とするウインドセイルレセプター。
【請求項２】
各ウインドセイルレセプター部分の前記同一のブレードが、各々、事実上まっすぐな前縁を有し、且つ、前記後方ハブ部分に接続する内側端部に隣接する丸みを付けられた後縁部分を含み、且つ、外側端部において、前記ブレード端部まで延在するまっすぐな縁部分を終端とすることを特徴とする請求項１に記載のウインドセイルレセプター
【請求項３】
前記同一のブレードの端部が、各々、ブレードの前縁から後縁まで延在するまっすぐな端部分を終端とすることを特徴とする請求項２に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項４】
前記同一のブレードの前縁の内側端部が、前記前方ディスクに形成される等間隔離隔された半径方向穴の各々に固着されることを特徴とする請求項１に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項５】
前記同一のブレード部分は、薄いゲージ（ｇａｕｇｅ）剛性材料の類似部分から形成されることを特徴とする請求項１に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項６】
前記薄いゲージ剛性材料が、シート状鋼であることを特徴とする請求項５に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項７】
前記薄いゲージ材料が、ポリウレタン材料のシートであることを特徴とする請求項５に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項８】
前記ウインドセイルレセプターの軸は、軸受を介してフレームに取り付けられ、該フレームは、次に、前記ウインドセイルレセプター内に液体流が向けられたときに回転するようにタワー上に枢着され、前記フレームは、前記ウインドセイルレセプターから後方へ且つ垂直に取り付けられた舵又はフィンであって、前記ウインドセイルレセプターを前記液体流の中に向けて風見する舵又はフィンを含むことを特徴とする請求項１に記載のウインドセイルレセプター。
【請求項９】
前記フレームには、前記ウインドセイルレセプターの軸によって回転させられる動力発生手段を取り付け、使用のため又は貯蔵のため前記ウインドセイルレセプターの回転からの動力を送るため前記動力発生手段に接続された動力伝送手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のウインドセイルレセプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、風の中で回転し且つ作業実施のための動力出力を生成するタワーに取り付けられたフレーム内で回転する心棒又は水の中で回転する心棒に取り付けるための、風車ブレード、水流によって回転するブレード、及び水の中で回転するブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明は、現在利用可能な風車ブレード又はブレード構成のいずれに対しても新規で且つ事実上より効率的な風力駆動ブレード構造である。多様な旧式及び新式の両方のブレード構造の例が、公開されたゲリック・デ・ベガに対するＵＳ２００１／００１１８２５とジョアンに対するＵＳ２００２／００７０５５８と同様に、ログスーンに対する米国特許Ｄｅｓ．１４１，５８９、アミコに対する米国特許第２０２３６５９号、プレストンに対する米国特許第２１０２９１３号、ブンザに対する米国特許第４１０９８２８号、クロリック等に対する米国特許第４７０８５９２号、ウオーサムに他する米国特許第４７７９００６号、アレオラ・ジュニアに対する米国特許第４９２６０６１号、ベインラブに対する米国特許第５４３７５４１号、ホソダに対する米国特許第６２４９０５９号及びゼングに対する米国特許第６４４７２５１号に示されている。これらの及び他の公知の従来型ブレード構造とは異なり、この発明のウインドセイルレセプター設計は、一対のクワタ（ｑｕａｄ）ブレードを使用し、各クワタブレードは連続する材料部分から形成されており、個別ブレードが軸方向において相互に取り付けられた場合に可能なものよりもより強い完成構造を提供する。前方ディスク及び後方ハブ周囲の等間隔でのこの相互の取り付けでは、個別ブレードのセイル部分は相互に等距離であり、そして重なる。このブレードの間隔が、ブレードを通過する風の流れに対する均一な空気流路を提供し、セイルとして機能するように屈曲された各ブレードを備え、帆船上の前帆（ｈｅａｄｓａｉｌ）又はジブ（ｊｉｂ）のように機能する。このブレード構成は、ブレードが前方ディスクと後方ハブの間に取り付けられて結合している状態において、弱い又は変化する風からでも顕著に改善されたブレード回転力を提供し、且つブレードの前方ディスクと後方ハブの間に結合された心棒に伝達される回転からエネルギーを効率的に取出し、回転を、接続された発電機の回転からの電気エネルギーのような有用エネルギーへと変換し、生成されたエネルギーをバッテリーに貯蔵し、又は電気グリッドへと向けることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、風車ブレードの形態は効率に欠けていた。特に、ブレードは、風力発電地域内実施で回転させられ、約２０の効率でのみ作動するので、ブレードを通過する風のエネルギーの数パーセントのみを使用しており、したがって、実用に足るエネルギー出力を生成するためには大型でなければならなかった。そのような風力発電地域型のブレードの今日例は、長く重いブレードであり、通常３つのブレードであり、特に軸受けの磨耗により、建設及び保守の両方において不経済である。この発明のウインドセイルレセプターは、風力発電地域用のブレードや上記引用従来技術として示されたブレードとは異なり、時速８乃至１０マイルの風の中で約９０パーセント及びそれ以上の実質的に高い効率を提供し、その寸法がフィートよりもインチで計測されるブレード構造を利用する。このブレード構造は、もちろん、建設及び保守での不経済性は非常に低く、従来のブレード構造よりも格段と効率的であり、したがって、風力動力発生装置における非常に有意義な改良である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
風のエネルギーを利用可能な力に変換するための風駆動装置のブレード構造を形成し、等間隔で離隔され且つ軸方向に接続された３乃至１０のブレードの構成を有するウインドセイルレセプターを提供することがこの発明の主要な目的である。
【０００５】
この発明の他の目的は、好適ブレード構造として、風のエネルギーを利用可能な力に変換するための風駆動装置の単一ブレード構造を形成する、軸方向で接続された、４個の等間隔で離隔するブレードの２組を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、個別ブレードが、帆のような、帆船の前帆又はジブのような、機能を遂行するように前縁から後縁へと各々わん曲されており、そのブレードが前方ディスク周囲で相互に等間隔で離隔されており、各ブレード前縁に交差して通過する空気流がブレードのわん曲周囲に作用して風のエネルギーをブレードの回転に効率的に変換し、動力発生装置を回転せしめる、後方ハブの後面から延在する心棒又は軸を回転するウインドセイルレセプターを提供することである。
【０００７】
この発明の他の目的は、各ブレードの後縁が、ブレード端部へと延在する平坦外側部分内に並進するブレードハブ近くに半円部分を有するウインドセイルレセプターを提供し、且つ、ブレードのわん曲面周囲に風の移動のための流路を提供してブレード後縁での乱流の発生を妨げることである。
【０００８】
この発明のさらに他の目的は、軽いゲージ（ｇａｕｇｅ）材料からの構成によって、風速の上昇に対して剛性を増すことによって各ブレードを、強風及び強水流においてさえも回転に適合可能とするように応答するウインドセイルレセプターブレードの新規な設計を提供することである。
【０００９】
この発明のさらに他の目的は、最小でも３乃至５のブレードの１組を有し、好ましくは６から１０のブレード数のブレード組立体を形成する２組のブレードを備え、整合する前方ディスクと後方ハブの間には軸方向組立体用のブレード組立体を備え、且つ選択された円弧周囲で屈曲する個別ブレードを備え、そして、前方ディスクに対して等離隔間隔の位置に取り付けられ相互に重なってブレード前縁の間に均一な空所を設ける３乃至１０の等間隔で離隔するブレードを形成し、これにより、空気流又は水流は、わん曲ブレード部分に衝突して空気流又は水流エネルギーをブレードの回転に変換し、組立体が、空気流又は水流エネルギーのブレード回転への変換で約９０パーセントの効率を示すウインドセイルレセプターブレード組立体を提供することである。
【００１０】
この発明のさらに他の目的は、個別ブレードが平坦部分の中心領域からその部分の縁外まで延在する類似離隔わん曲部分の除去と、ブレード外側端縁の四角形化と、各ブレードの外側端縁の前方ディスクへの接続によって形成される軽いゲージ（ｇａｕｇｅ）材料の平坦部分から、ブレードの各組を形成したウインドセイルレセプターを提供することである。
【００１１】
この発明のさらに他の目的は、ブレードの単一組又は２組が打ち抜き加工方法によって簡易に製造され、その組はその中央の後方ハブに積み重ねて固着され、個別ブレードは、ウインドセイルレセプターを形成するべく各ブレードの外側縁端の前方ディスクへの接続によって形成され、個別ブレードは等しく離隔されており、動力生成装置によって回転し又は回転させられてブレードの回転から動力出力を生成する、前方ディスクと後方ハブの間に適合する心棒又は軸を有する、製造が簡易で経済的なウインドセイルレセプターを提供することである。
【００１２】
この発明は、ブレードの回転が空気流又は水流エネルギーを利用可能な力に変換する、又は、ブレードの回転が水を介する推力を提供する、風力又は水作動式装置に包含される特異なウインドセイルレセプター構造に属する。３乃至５のブレードの２個のウインドセイルレセプター区画を各々使用されることが可能であり、４ブレード組立体が好ましく、この明細書では、ウインドセイルレセプター組立体を形成するためのクワタ（ｑｕａｄ）ブレード組立体として言及される。３乃至５のブレードの２個の区画は、各々、１つが他の上に設置され且つ後方ハブに接続され、ブレードの各々の端は、次に、後方ハブと前方ディスクの間の軸方向間隔とそのハブと前方ディスクとの接続箇所の間のブレード長さの関係で決定される選択された円弧によって曲げられ、ブレードの端は、前方ディスク周囲の離隔した間隔位置に接続される。心棒又は軸は後方ハブ部分と前方ディスクの間に固着され、該心棒は、ブレードを通過する空気流又は水流に応答するブレードの回転によっての心棒又は軸の回転を可能とするようにフレーム又はハウジング内の軸受の間に軸支されるか、又は、推力発生を目的として水中でブレードを回転するために軸自身を回転させることが可能である。各ブレード区画は、軽いゲージ（ｇａｕｇｅ）鋼、プラスチック、ファイバーグラスからのような剛性材料又はウレタンのような弾性材料の平坦部分から形成される。実施の場合、ブレード区画の各々の形成のため、前記部分内に形成されるブレードの数に符合する類似離隔部分が、剛性材料の前記平坦部分から等間隔で除去され、この除去部分は、外側縁から、後方ハブとなる平坦部分の中心から離隔する位置にまで延在する。２個のブレード区画の各々の各ブレードのドッグレッグわん曲部には穴が形成され、各ブレードは、後方ハブと前方ディスクの間の軸の長さの、ブレードのドッグレッグわん曲部の穴の箇所での前方ディスクへのブレード取付けとそのハブの間のブレードの長さに対する比から決定される円弧によってわん曲される。この発明のブレードを形成する比は、軸の長さが、ブレード長さの約  ．７５乃至  ．８５であることを必要とする。
【００１３】
６乃至１０のブレードの設けられたブレード組立体の場合、一対のウインドセイルレセプター部分は、相互に重なるように整合され、各部分の後方ハブは整合され、各ブレードは後方ハブと前方ディスクの間の間隔の比によって決定される円弧によってわん曲され、ハブのディスクに対する離隔比はブレード長さの  ．７５から  ．８５であり、その各々がウインドセイルレセプターを形成する前方ディスクの中心から等距離にある離隔した半径方向穴の１つの箇所でブレードのドッグレッグわん曲部を前方ディスクに接続する。そのように構成され、２個のウインドセイルレセプター区画の積み重ねにより形成された６乃至１０のブレード組立体では、後方ハブのブレード区画は各々を介する中心孔に整合して１つが他に重なって設置される。その後方ハブの穴は、ブレード長さに関して決定されるようにその間の離隔間隔を定める軸に接続するため前方ディスクを介して形成される中心の穴に整合する。その軸は、発電機のような動力発生装置を回転するブレード組立体の回転により回転させられるように、軸受を介してフレーム又はマウントに軸支される。また、ブレード組立体及び軸が、推力の提供を目的として、水流中において回転される場合には、軸の回転のためモータ又は同等物が接続される。ブレード組立体が、風によって回転される場合には、ブレード組立体、軸及び該軸が取り付けられるフレーム、そして動力発生装置がある。
【００１４】
好ましい８ブレードの組立体では、個別ブレードの前縁は約４５度、等しく離隔し、前縁から後縁に同一にわん曲しており、該後縁は、それ自身、ブレード端を横切って約１８０度を介して比較的狭い幅からブレードの後方ハブに当接する端まで外向きにわん曲している。そのような構成により、わん曲したブレード表面は、前帆又はジブ帆と同様に機能するわん曲面上に作用する実質的に乱流の無い隣接ブレード間を通過する空気流又は水流を受け取り、風の流れエネルギー又は水流エネルギーを効率的にブレードの回転に変換する。その効率は、実際、約９０パーセント有効である。空気流又は水流は、ウインドセイルレセプターを介する通過の間、実質的に乱流に妨げられることなく、その流れは、ブレードの後縁として形成される外側のわん曲を流れ去るように各ブレード表面上に滑らかに向けられる。実際、６フィートの直径を有するウインドセイルレセプターの場合、ウインドセイルレセプターに向けられる時速約８マイルの風速が約１メガワットの動力を発生する。比較として、現行の３ブレードの風車構造の場合、同様の動力出力を生成するためには、ハブを横切るブレード組立体の直径は約２００フィートとしなければならない。この風車は、もちろん、この発明の６フート直径のウインドセイルレセプターが同様の風状態で経験する摩擦力よりも指数的に一層大きな摩擦力を経験する。この発明のウインドセイルレセプターは、したがって、２００フート直径の風車よりも保守の必要は小さく、建設及び保守は極めて経済的である。
【００１５】
３乃至５のブレードを有するブレード区画から形成されるウインドセイルレセプターが６乃至１０ブレードの組立体を形成するが、この発明は、軸に取り付けられる３乃至５の等間隔離隔ブレードの単一ブレード部分を組み合わせることが可能であり、このブレード組立体も、効率的にではないが、この明細書の開示の範囲内にて、６乃至１０のブレードの組立体を形成するブレード部分の積み重ねとして同様に機能する。この発明は、そこを通過するように向けられる空気流を受け入れて自由に回転するようにその中に軸支された軸にウインドセイルレセプターが取り付けられるフレーム内に、設置することができる。さらに、軸上に取り付けられるこの発明は、出力推力を生成するために、動力源によって水中で回転されることができる。この発明のブレード組立体が風又は水流によって回転されるべき場合には、フレームが軸受間での軸の取付けに適しており、ウインドセイルレセプターを風車として使用の場合には、そのフレームは、枢軸であって、ポール、タワー又は同等物の上に枢着するよう設置された枢軸に取り付けられるのが望ましい。そのフレームは、ポール上で自在に回転し風に向かう風見に設置されたヨーク材側面間の取付用サイドブラケットを含む半フープ材又は全フープ材、又はこれらの同等物とすることができる。このフレームは、また、回転するブレード組立体によって回転させられて、バッテリー又は同等物のような動力貯蔵装置に伝送されることが可能な動力を発生する発電機のような動力発生装置を取り付けるために設けられる。付加的には、フレームは、風見に取り付けられたヨーク材枢軸の周りでのフレームの回転を提供してブレード組立体を風の中に位置づける舵構造を、ブレード組立体の後方から取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明は、通り抜ける空気流に応答して利用可能な力を生成するよう回転するウインドセイルレセプターに属する。図１は、図４乃至６に示すようなウインドセイルレセプター１０の単一な４ブレード部分１１を示す。しかし、この明細書の開示の範囲内において、そのような単一部分１１が３乃至５のブレードで構成することが可能であることを理解されるべきである。図１において、矢印Ａは、同一ブレード１２の各々のわん曲部分周囲の空気の流れを図解するために含まれており、このわん曲は、図２では矢印Ｂで図解され、図１内の破線Ｄで示されるドッグレッグ１６の端穴１３と後方ハブ１４の間での各ブレード１２の屈曲によって形成される。わん曲又は円弧を形成するための屈曲は、前方ディスク１８への軸方向間隔と言及され、図１、３及び４内に示されるようなブレード１２を形成する、図５内の破線Ｅとして示される、後方ハブ１４と前方ディスク１８の間の間隔の比によって決定される。後方ハブ１４から前方ディスク１８への軸方向間隔の比は、図２に示される後方ハブ１４から接続穴１３に向かって計って、  ．７５から  ．８５であり、接続穴は、ドックレッグ１６の端部上にあって、離隔した半径方向穴の１つでネジ１９によってブレード端部を前方ディスクに接続するフアスナー、又は穴１３を貫通して前方ディスクの穴の１つの中にねじ込まれる類似フアスナーを受け入れる。この穴は各々、等間隔で離隔しており、その前方ディスク中心から等距離にある。ブレード１２のわん曲部分は、矢印Ｃで示すように各ブレード１２の屈曲により形成される。ブレード１２は、その屈曲のために、貫通状に中央穴１４が形成される後方ハブ部分１５から延在するドッグレッグ１６を含む。ブレードのドッグレッグ１６は貫通状に形成された穴１３を有しており、ブレードのドッグレッグは、ウインドセイルレセプター１０の４ブレード部分１１の前方端の中心で穴１３のブレードのドッグレッグ端１６を前方ディスク１８に連結するネジ１９のようなファスナーを受け入れるべく、図１に示される前方ディスク１８を貫通して形成される図３に示される４つの離隔する穴によって、穴１３が３から１０の等間隔で離隔する半径方向穴の１つの上に整合する箇所に矢印Ｃに示されるように屈曲される。前方ディスク１８と後方ハブ１５は、これにより、その中に所望の滑らかなわん曲面を作成するようにブレード１２の長さに対応する選択された間隔で離隔される。軸２０は、後方ハブ１５中心から直角に延在し且つ前方ディスクと後方ハブの間の間隔に延在し、前方ディスクと交差して後方ハブに至る延長部に堅く取り付けられ、この軸は、図５に示されるように後方ハブ１４を越えて延長することが可能であり、又は、図６に示すようにフレーム３０同様のフレーム又はハウジング内で回転するように及び図６及び７に関連して以下に記述のような動力発生装置に接続するように、軸受を介して取り付けられるため、前方ディスク１８から突出することが可能である。さらに、ウインドセイルレセプター１０は、この明細書の開示の範囲内において、推力出力を提供するべく、図示しないモータのような動力源によって軸２０で水中内で回転させられるように構成可能であることを理解されるべきで��る。また、ウインドセイルレセプター１９は、図中において風により回転させられるように示されているが、この明細書の開示の範囲内において、水のような液体によって回転させられるように配置可能であることも理解されるべきである。
【００１７】
図２は、平坦剛性材料の平坦片を切り抜いた平坦部分としてのウインドセイルレセプター１０の単一部分１１を示す。図示されるように、前記部分の中心周囲から離隔する半径間隔で材料の類似部分が除去され、前縁１２ａ、端を介して形成される端穴１３を備えたドッグレッグの屈曲側面１６、丸みを付けられた後縁１２ａ、及び平坦端部１２ｃを備えたブレード１２を残す。このブレード１２は、図２に示されるような滑らかなわん曲又は円弧によって同一に屈曲されて示され、周囲の半径方向位置で前方ディスク１８に接続される。この接続は、図３に示されるような図１及び３のブレード部分１１を作成するドッグレッグ部分１６の端部に形成された穴１３を通ってはめ込まれるファスナー１９により作成されることができる。ブレードの単一部分１１は、薄いゲージ鋼（ｇａｕｇｅ  ｓｔｅｅｌ）、プラスチック、又は、ポリウレタンのような弾性材料である適合する材質のシート材から打ち抜き加工することができ、又は、この明細書の開示の範囲内において、鋳造又は型造又は他の適合する方法によって形成されることができる。
【００１８】
上述したように、この発明は、後方ハブにおいて相互に嵌め合わせられ、ブレード１２で前方ディスクへと曲げられ且つ接続され、図４乃至７に示されるようなウインドセイルレセプター１０を形成する２つの単一部分１１の組合せを含む。このウインドセイルレセプター１０は、３、４、又は５のブレード部分が用いられる場合には、各々、６、８、又は１０のブレードを有する。この発明は、実際、組立体内に入り且つ通過する空気流の利用において、約９０パーセント及びそれ以上の効率を提供する。８ブレード１２の組立体が図示されているが、６、８、又は１２ブレード１２の組立体を形成する２つの部分の組立体は、この明細書の開示の範囲内であり、これは、従来型のいずれの風車組立体よりも格段に効率的な風変換装置を作り出すことを理解されるべきである。このウインドセイルレセプター１０は、図６及び７に示される発電機４５のような動力発生装置の回転により風のエネルギーの回転エネルギーへの変換を効率的に提供する。しかし、３、４、又は５のブレードのみの単一部分１１を含むウインドセイルレセプター１０は、この明細書の開示の範囲内において、動力発生装置の回転のため風のエネルギーを軸２０の回転へと変換するべく使用されることが可能であることを理解されるべきである。
【００１９】
図４は、この発明のウインドセイルレセプター１０の上面図を示し、ブレード１２の屈曲加工の前に、２つの単一部分１１が、１つが他の上となるように相互に嵌め合わされ、後方ハブ１５によって各々相互に固着された状態を図解する。この構成で、ブレード１２は、一から他へが等距離である。その後、ブレード１２は、上述したように、個々に、選択された円弧又はわん曲に曲げられ、前方ディスク１８に形成された離隔する半径方向穴の１つにファスナー１９によるように接続される。前方ディスクの穴は等間隔で離隔され且つ前方ディスク１８の中心から等距離である。個々のブレード１２のドッグレッグ部分１６の穴１３は、前方ディスク１８の穴に整合され、ネジ１９又はファスナー同等物がその中にねじ込まれ、ブレードのドッグレッグ部分１６を前方ディスク１８に固着する。２個の４ブレード部分１１に関しては、８ブレード１２の前縁１２ａの各々の間に、約４５度の間隔が設けられ、ブレードを介する空気流の方向は、図１において単一部分１１に関して示されるものと同様である。この空気流は、各ブレード１２周囲に向けられ、図１中、矢印Ａで示されるようにブレードを横切って移動し、後縁１２ｂの箇所でブレードから離れる。空気通路は、前帆又はジブ帆のように機能するブレードにより、ブレードの円弧又はわん曲に沿い且つ従って移動し、ブレード１２内を通過する時速８乃至１０マイルの風のエネルギーの約９０パーセントを変換する。軸２０は図５に示され、ウインドセイルレセプター１０内で連結状後方ハブ１５の中心から直角に延在するように固着され、前方ディスク１８の中心を通って接続する。軸２０は、上述したようにブレードのわん曲又は円弧の決定を目的として、ドッグレッグ部分１６を横切るブレード長さに関連して前方ディスク１８と後方ハブ１５の間の離隔間隔を提供し、半フープ材として図６及び７に示されるフレーム３０内の軸受への取付けのため、また、図６及び７に示される発電機同等の動力発生装置の回転のため、また、ウインドセイルレセプター１０の回転を以下に述べる動力出力に変換するため、前方ディスク１１８と後方ハブ１４の何れかから又は両方から突出する。
【００２０】
図６及び７は、前方ディスク１８と後方ハブ１５に接続され、図７に最適に示される軸受３５によって軸支されたウインドセイルレセプター１０の軸２０を示し、これは、各々、フレーム３０の前方及び後方水平部材３１と３２を介して取り付けられる。このフレーム３０は半フープ形状を有するように示されている。図示のように、フレーム３０の前方水平部材３１は、その両端で半フレーム３０の前方縁３０ａの上側に接続する棒材であり、後方水平部材３２も、水平部材３１同様の棒材であり、その両端で半フレーム３０の両端に後方縁３３で接続する。回転するべく軸受３５でウインドセイルレセプター１０が軸支されるフレーム３０の取付けのため、フレーム３０は、フレーム端部付近のフレーム３０の外側面３０ｂの両側に水平な配列で固着されるブラケット３７の底面又は下面にその端部３６ａで堅く固着されたヨーク材３６を含む。ヨーク材３６は、さらに、フレームの下面に上端３８ａで固着され、そこから下方に直角に延在し、ブラケット３７から等距離のまっすぐなメールポールマウント３８を含む。このまっすぐなメールポールマウント３８は、その中で自由に回転するように、図示しないポールの頭部端に嵌め込むためであり、その対向端部は、ウインドセイルレセプター１０の前方側が風に向かった状態でポールを垂直な姿勢に支持するように取り付けられる。
【００２１】
ウインドセイルレセプター１０が風の中に向かって位置付けられることを提供するべく、ポールの頭部端に対するヨーク材のメールポールマウント３８の枢着は、ウインドセイルレセプター１０及びフレーム３０の３６０度の回転を可能とするように構成される。図６及び７に示されるが、このウインドセイルレセプター１０とフレーム３０の風の中での回転を提供するべく、フレーム３０は、各々、前方端部４０ａにおいてブラケット３７の１つに接続され、後方に延在して後方端部に４０bおいてテイル又は舵４１の両側に接続するブレース４０を含む。舵４１は、風によって作動されたとき、フレーム３０とウインドセイルレセプター１０を風に向かうように回転し、風への風見として機能する。
【００２２】
風の中に向かっているウインドセイルレセプター１０は、その風によって回転させられ、また、軸方向に接続する軸２０を回転し、この軸は、次に、また動力発生装置を回転するように接続され、風のエネルギーを利用可能エネルギーに変換する。ウインドセイルレセプター１０は、この明細書の開示の目的のため、多数の動力発生装置を回転するように接続可能であるが、図６及び７は、支柱４６の端部４６ａに取り付けられた発電機４５を示し、これは、次に、ブラケット３７の後面に固着され、発電機をウインドセイルレセプター１０の後方及び舵４１の前方に懸架する。この構成において、図示しない発電機４５の回転子は、ウインドセイルレセプター１０の軸２０に接続してこれにより回転させられる。回転子は発電子巻線又は固定子内で回転させられて電流を発生し、この電流は、線４５ａを介して、発電機４５からの、図示しない電気作動装置、図示しないバッテリー、又は図示しないパワーグリッドへの電流として送られる。動力出力生成を目的としてこの発明のウインドセイルレセプター１０に接続可能である装置として、この明細書では、発電機４５を示したが、この明細書の開示の範囲内において、エネルギー出力生成のために回転させられる他の装置の使用が可能であること、並びにウインドセイルレセプターが水のような液体流内での回転及び推力発生を目的として水のような液体内での回転に適していることを理解されるべきである。
【００２３】
ここで、ウインドセイルレセプター１０は、好ましくは、軸方向で相互に接続された一対のウインドセイルレセプター部分を含むが、この明細書の開示の範囲内において、風動力の生成のために単一のウインドセイルレセプター部分の利用が可能であることを理解されるべきである。そのような単一の部分１１は、しかしながら、ウインドセイルレセプター１０として構成された一対の部分１１でのようには作動において十分ではない。
【００２４】
この発明のウインドセイルレセプターの好実施例が示され、記述された。しかし、記述された実施例は、この発明の範囲を逸脱することなしに変更及び改変と組み合わせることが可能であることは、当業者には明白であろう。この発明は、したがって、添付請求項及び／又はその合理的均等物の範囲に属する限りそのような改変及び変更の全てを含むことを企図している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明のウインドセイルレセプターのブレード組立体の単一な４ブレード部分の左側面及び前端から描いた輪郭透視図であり、矢印はブレード部分の前から流れ込み各ブレードを横切って移動しブレードの後縁から流れ去る風の流れを図解する。
【図２】４つ半径方向部分の材料を除去して後方ハブ周囲から外側方向へと延在する４つの類似離隔ブレード部分を残した、一対の平坦材料部分を描いた上面図である。
【図３】ブレードを図１に示す状態に屈曲し、ブレード端部を、貫通状に形成された中心の穴を有するように示される前方ディスク周囲に等間隔で接続した後の図２の材料部分を示す。
【図４】ウインドセイルレセプターのブレード部分の２個の部分より成るこの発明の８ブレードウインドセイルレセプター組立体の好実施例の正立面図を示し、図２では平坦な状態であるブレード部分は、重なり且つ後方ハブで繋がっており、その個別ブレードは図１のブレードわん曲に屈曲されており、単一の前方ディスク周囲に半径方向にて等間隔に固着されている。
【図５】連結した後方ハブから直角に外側方向に延在する軸を示す図４のウインドセイルレセプターの側面図である。
【図６】回転するように枢軸カラーを介して支持ポール上に取り付けられたヨーク材に設置された半フープ形状の縦方向支持体間に軸方向に取り付けられた図４及び図５のウインドセイルレセプターの前方透視図であり、ブレースを介して半フープ形状ハウジングに接続する発電機を示し、該発電機は、ウインドセイルレセプターに接続してこれにより回転させられる駆動軸にそのローターで軸方向に接続しており、また、風の中で自在に回転するように取り付けられたウインドセイルレセプターと風見によってウインドセイルレセプターの後方に向けて枢着されたヨーク材を回転させる風見として作用する半フープ形状ハウジングに舵ブレースによって取り付けられた舵を示す。
【図７】図６の組立体の側面図を示し、ウインドセイルレセプターの回転により発生する電気エネルギーを伝達するための発電機からの電線を示す。
【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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【国際調査報告】
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