(57)【要約】  本発明は、回転軸（１４）を有する風力タービン（１２）、風力タービン（１）を支持するように構成された空中構造物（１６）、空中構造物（１６）を浮遊状態に維持するように構成された浮揚システム（１８）、風力タービン（１２）の回転運動を地上ポストに伝達するための少なくとも１つのベルト（６６）を備える滞空装置であって、前記ベルト（６６）は少なくとも１つの地上中継滑車（２８）によって案内され、それぞれの地上中継滑車（２８）は枢動シャフト（４４）と連動し、枢動シャフト（４４）に対して垂直をなす案内面内に配置されてベルト（６６）を案内するように構成される装置において、風力タービン（１２）の回転軸（１４）とそれぞれの地上中継滑車（２８）の案内面とが６０°未満の角度をなすことを特徴とする装置を目的とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１４、Ａ２１２）を有する風力タービン（１２、２１２）、前記風力タービン（１２、２１２）を支持するように構成された空中構造物（１６、２１６）、前記空中構造物（１６、２１６）を浮遊状態に維持するように構成された浮揚システム（１８、２１８）、前記風力タービン（１２、２１２）の回転運動を地上ポストに伝達するための少なくとも１つのベルト（６６、２３６）を備える滞空装置であって、前記ベルト（６６、２３６）は少なくとも１つの地上中継滑車（２８、２３４、２４２）によって案内され、それぞれの地上中継滑車（２８、２３４、２４２）は枢動シャフト（４４、Ａ２３２、Ａ２４０）と連動し、前記枢動シャフト（４４、Ａ２３２、Ａ２４０）に対して垂直をなす案内面内に配置されて前記ベルト（６６、２３６）を案内するように構成される装置において、前記風力タービン（１２、２１２）の前記回転軸（１４、Ａ２１２）とそれぞれの地上中継滑車（２８、２３４、２４２）の前記案内面とが６０°未満の角度をなすことを特徴とする滞空装置。
【請求項２】
前記風力タービン（１２、２１２）の前記回転軸が前記地上中継滑車（２８、２３４、２４２）のいずれか１つまたは複数の前記案内面に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の滞空装置。
【請求項３】
それぞれの前記枢動シャフト（４４、Ａ２３４、Ａ２４０）がほぼ水平に向き付けられることを特徴とする、請求項２に記載の滞空装置。
【請求項４】
前記ベルト（６６、２３６）が第１の接点（Ｔ１）及び第２の接点（Ｔ２）で１つまたは複数の前記地上中継滑車（２８、２３４、２４２）に接する２つの側（６６．１、６６．２、２３６．１、２３６．２）を備えること、及び前記空中構造物（１６、２１６）が前記風力タービン（１２、２１２）の第１の側面に前記浮揚システム（２１８）との連結点（Ａ１）を、前記風力タービン（２１２）の第２の側面に前記第１の接点（Ｔ１）及び前記第２の接点（Ｔ２）を備えること、及び前記第１の連結点（Ａ１）及び前記第１の接点（Ｔ１）を通る第１の直線（Ａ１Ｔ１）と前記第１の固定点（Ａ１）及び前記第２の接点（Ｔ２）を通る第２の直線（Ａ１Ｔ２）との間の二等分線が前記風力タービンの回転軸（１４、Ａ２１２）との間に±２０°の許容範囲で浮力角（θ）にほぼ等しい角度をなすことを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか一項に記載の滞空装置。
【請求項５】
前記空中構造物（２１６）が、前記風力タービン（２１２）の羽根（２２０）を支持する枢動支持部（２２４）がその上を枢動する固定シャフト（２３０）と、前記固定シャフト（２３０）に連結された第１の端部を有するマスト（２５８）とを備え、前記第１の連結点（Ａ１）が前記マスト（２５８）上の、前記固定シャフト（２３０）から離れたところに設けられることを特徴とする、請求項４に記載の滞空装置。
【請求項６】
前記空中構造物（２１６）が、地上中継滑車（２３４、２４２）を備え、前記第１の中継滑車（２３４）が前記側（２３６．１）との接点（Ｔ１）を有し、前記第２の中継滑車（２４２）が前記側（２３６．２）との接点（Ｔ２）を有することを特徴とする、請求項５に記載の滞空装置。
【請求項７】
前記風力タービンの前記回転軸（Ａ２１２）が前記第１の中継滑車（２３４）及び前記第２の中継滑車（２４２）の各々の案内面との間に６０°未満の角度をなすことを特徴とする、請求項６に記載の滞空装置。
【請求項８】
前記風力タービンの前記回転軸（Ａ２１２）が前記第１の中継滑車（２３４）及び前記第２の中継滑車（２４２）の枢動軸（Ａ２３２、Ａ２４０）に対して垂直であることを特徴とする、請求項７に記載の滞空装置。
【請求項９】
前記空中構造物（２１６）が、前記風力タービンの前記回転軸（Ａ２１２）の周りの回転運動を制限するための安定化システム（２６２）を備えることを特徴とする、請求項４から８のうちいずれか一項に記載の滞空装置。
【請求項１０】
前記安定化システム（２６２）が、前記風力タービンの前記回転軸（Ａ２１２）を含む平面内に延びるほぼ剛性で平坦な安定化表面であって、前記固定シャフト（２３０）に連結され、前記第１の中継滑車（２３４）及び前記第２の中継滑車（２４２）の案内面と平行をなす安定化表面を備えることを特徴とする、請求項８または９に記載の滞空装置。
【請求項１１】
前記地上ポスト（２３８）が、前記ベルト（２３６）を案内するように構成された受動滑車（２６８）を支持するフレーム（２６６）と、伝達システム（２７２）によって前記受動滑車（２６８）と結合された発電機（２７０）と、前記ベルト（２３６）を巻き取り、繰り出すためのシステム（２７６）とを備えることを特徴とする、請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の滞空装置。
【請求項１２】
前記ベルト（２３６）を巻き取り、繰り出すための前記システム（２７６）が、前記ベルト（２３６）の前記２つの側（２３６．１、２３６．２）の間に配置された巻き取り滑車（２７８）であって、前記受動滑車（２６８）の軸（Ａ２６８）と平行な回転軸（Ａ２７８）を有する巻き取り滑車（２７８）を備え、前記巻き取り滑車（２７８）が前記ベルト（２３６）の少なくとも一方の前記側（２３６．１）のための少なくとも１つの案内（２８０）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の滞空装置。
【請求項１３】
前記ベルト（６６）が、前記第１の滑車（２８）の上方に配置された第１の側（６６．１）及び前記第１の滑車（２８）の下方に配置された第２の側（６６．２）を備えること、ならびに前記空中構造物（１６）及び前記風力タービン（１２）が、前記第１の滑車（２８）の回転方向（Ｒ）が前記第１の側（６６．１）の張力をもたらすように向き付けられ、構成されることを特徴とする、請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の滞空装置。
【請求項１４】
前記空中構造物（１６）が、前記ベルト（６６）の前記側を引き締めることができる前記ベルト（６６）の案内システム（７２）を備えることを特徴とする、請求項１から１３のうちいずれか一項に記載の滞空装置。
【請求項１５】
前記案内システム（７２）が、前記枢動シャフト（４４）の軸と平行な少なくとも第１の対のローラ（７４、７４’）であって、わずかに間隔を開けられたその間を前記ベルト（６６）の前記２つの側（６６．１、６６．２）が通る第１の対のローラ（７４、７４’）を備えることを特徴とする、請求項１４に記載の滞空装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は滞空風力タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、帆に吊り下げられた形の風力タービンが知られている。
【０００３】
特許文献１で紹介されている実施形態によれば、風力タービンは、それぞれが紐帯によって回転防止装置に連結された４つのプロペラであって、回転防止装置自体も単一の紐帯によって地上と連結されているプロペラを備える。この構成によれば、４つのプロペラは、回転防止装置を通る軸を有する円に沿って移動する。
【０００４】
特許文献１の特徴によれば、回転運動は地上で電気エネルギーに変換される。そのため、プロペラの回転運動はベルトによって地上に伝達される。ベルトは、いずれの変形形態にあっても、プロペラの回転軸に対して垂直な案内面（滑車の平面に相当）を有する滑車を形成する円によってプロペラレベルで支持される。
【０００５】
このような滞空風力タービンは、回転防止装置も紐帯によって地上と連結されるためにベルトの張力をコントロールすることが難しく、十分に満足のいくものではない。
【０００６】
他の問題点として、ベルトを支持する滑車の案内面はプロペラの回転軸に対して垂直をなすことから、回転運動の地上への伝達システムが風力タービンの動作を乱す、または逆に風力タービンの動作が地上への伝達システムを乱す傾向が強い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５１６７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は従来技術の問題点を是正することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのため、本発明は、回転軸を有する風力タービン、風力タービンを支持するように構成された空中構造物、空中構造物を浮遊状態に維持するように構成された浮揚システム、風力タービンの回転運動を地上ポストに伝達するための少なくとも１つのベルトを備える滞空装置であって、前記ベルトが少なくとも１つの地上中継滑車によって案内され、それぞれの地上中継滑車が枢動シャフトによって支持され、枢動シャフトに対して垂直をなす案内面内に配置されてベルトを案内するように構成される滞空装置を目的とする。本発明によれば、風力タービンの回転軸とそれぞれの地上中継滑車の案内面とが６０°未満の角度をなす。
【００１０】
この構成は、回転運動の地上への伝達システムによってもたらされる風力タービンの動作に対する外乱、または逆に風力タービンの動作によってもたらされる地上への伝達システムへの外乱を制限することができる。
【００１１】
その他の特徴や利点は、添付の図面に記した内容を参照の上、例としてのみ示す本発明についての以下の説明を通して明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１はベルトによって地上と連結された滞空装置の側面図であって、本発明の第１の変形形態を示した図である。
【図２】図２は図１に示した滞空装置の空中構造物の側面図である。
【図３】図３は図１に示した空中構造物の斜視図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態による空中構造物の上面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態によるベルトの側の案内システムの正面図である。
【図６】図６は本発明の一実施形態による地上ポストの後方斜視図である。
【図７】図７は本発明の一実施形態による地上ポストの前方斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａはブロック解除の状態にある滑車のブロックシステムを示した詳細図である。
【図８Ｂ】図８Ｂはブロック状態にある滑車のブロックシステムを示した詳細図である。
【図９Ａ】図９Ａは歯車付きモータと滑車との間の解除状態のクラッチを示した詳細図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは歯車付きモータと滑車との間の係合状態のクラッチを示した詳細図である。
【図１０】図１０はベルトによって地上と連結された滞空装置の側面図であって、本発明の第２の変形形態を示した図である。
【図１１】図１１は図１０に示した滞空装置の羽根支持部の正面図である。
【図１２】図１２は図１０に示した滞空装置の空中構造物の斜視図である。
【図１３】図１３は地上ポストの斜視図であって、別の実施形態を示した図である。
【図１４】図１４は図１３に示した地上ポストの一部のカバー部を取り去った斜視図である。
【図１５】図１５は空中構造物の斜視図であって、別の変形形態を示した図である。
【図１６】図１６は図１５に示した空中構造物の地上中継滑車の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１から図５には、回転軸１４を備える風力タービン１２、風力タービン１２を支持する空中構造物１６、及び空中構造物１６を浮遊状態に維持する浮揚システム１８を備える滞空装置１０の第１の変形形態を示した。
【００１４】
図１に示した実施形態によれば、浮揚システム１８は帆である。
【００１５】
ある実施形態によれば、風力タービン１２は、風力タービン１２の回転軸を実体化する回転シャフト２２に連結された羽根２０を備える。
【００１６】
運用時には、滞空装置１０は風を受けることによってその後は揚力方向Ｐと呼ばれる方向に向き付けられる。揚力方向Ｐはさらに水平方向との間に、特に浮揚システム１８によって決まる揚力角を形成する。
【００１７】
回転シャフト２２に連結された羽根を備える風力タービンの場合、風力タービンの回転軸１４と揚力方向Ｐは同一平面上にある。
【００１８】
空中構造物１６は、回転シャフト２２を支持する第１の枢動連結部２４、第１の滑車２８を支持する第２の枢動連結部２６、及び回転シャフト２２と滑車２８との間の回転運動を伝達するシステム３０を備える。
【００１９】
ある実施形態によれば、空中構造物１６は、互いに平行な３つの縦桁３２．１〜３２．３であって、長手方向に向き付けられて二等辺三角形の頂点レベルに配設された縦桁からなるフレームを備える。そのため、フレームは、上面に配設された２つの上部縦桁３２．１及び３２．２と下部縦桁３２．３とを備える。これらの縦桁３２．１〜３２．３は、（長手方向に対して垂直な）横断方向の平面内に配設された補強材３４であって、それぞれが縦桁２つずつを連結する補強材によって互いに連結されることができる。
【００２０】
以下の説明において、フレームの前方とは長手方向沿いに風力タービンに近い位置の区域に相当し、フレームの後方とは風力タービンと反対側に位置する区域に相当する。
【００２１】
図３に示した実施形態によれば、第１の枢動連結部２４は、
−  回転シャフト２２の端部を支持するハブ３６と、ハブ３６を縦桁３２．１〜３２．３に連結する３つの分岐部３８とを備える少なくとも１つの支持体３５、
−  補強材４２によって縦桁３２．１〜３２．３に連結される案内リング４０
を備える。
【００２２】
好ましくは、２つの横断方向の平面内に配設された２つの支持体３５が設けられる。
【００２３】
案内の安定性を改善するために、案内リング４０はハブ３６からできるだけ離される。そのため、補強材４２には傾斜が与えられ、案内リング４０に連結されたその端部は、風力タービンの羽根を支持する回転シャフト２２の第２の端部の方へ向き付けられる。
【００２４】
ある実施形態によれば、第２の枢動連結部２６は、第１の滑車２８が取り付けられた枢動シャフト４４を備え、枢動シャフト４４の両端は、上部縦桁３２．１及び３２．２のそれぞれの後端に設けられたヨーク４６、４６’内に枢動可能に取り付けられる。
【００２５】
有利には、回転運動の伝達システム３０は増速手段を備える。ある実施形態によれば、伝達システム３０は、
−  ２つの支持体３５の間に配設され、回転シャフト２２と連動する大径の第１の歯車４８、
−  第１の歯車４８と歯合し、伝達シャフト５２と連動する小径の第２の歯車５０、
−  伝達シャフト５２とヨーク４６レベルに配置された枢動シャフト４４との間に挿入された直角伝動装置５４
を備える。
【００２６】
伝達シャフト５２は、第１の端部で１つまたは複数の支持体３５によって、もう一方の端部でヨーク４６によってそれぞれ回転を支持される。
【００２７】
図３及び図４に示した実施形態によれば、伝達システム３０は、
−  回転シャフト２２と連動する大径の第１の歯車４８、
−  第１の歯車４８と歯合し、第１の伝達シャフト５２と連動する小径の第２の歯車５０、
−  第１の伝達シャフト５２と第１のヨーク４６レベルに配置された枢動シャフト４４との間に挿入された第１の直角伝動装置５４、
−  第２の歯車５０と同じ直径を有する第３の歯車５０’であって、第１の歯車４８と歯合し、回転シャフト２２の中心軸に対して第１の伝達シャフト５２と対称形をなす第２の伝達シャフト５２’と連動する第３の歯車５０’、
−  第２の伝達シャフト５２’とヨーク４６’レベルに配置された枢動シャフト４４との間に挿入された第２の直角伝動装置５４’
を備える。
【００２８】
第１の滑車２８は、枢動シャフト４４の中心軸に対して垂直な案内面と呼ばれる平面に配設される。ある実施形態によれば、第１の滑車２８は、枢動シャフト４４と連動する中心部分６０に分岐部５８によって連結された外周ベルト車５６を備える。外周ベルト車５６は、第１の滑車２８と地上に配置された第２の滑車との間に張られたベルト６６（図１、図２及び図５に示したもの）を案内するように構成された溝６２をその外側表面レベルに備える。ある構成によれば、第２の滑車６８は、たとえば発電機のように、機械エネルギー（回転運動）を電気エネルギーに変換するシステム７０と結合される。第２の滑車６８とシステム７０は地上ポストを形成する。
【００２９】
第１の滑車２８及び第２の滑車６８ならびにベルト６６は、滞空装置と地上との間の回転運動の伝達機構を形成する。
【００３０】
好ましくは、第１の滑車２８及び第２の滑車６８は同じ案内面上に配設される。変形形態では、風向きによっては第１の滑車２８の案内面は第２の滑車６８の案内面と同一平面上になくてもよい。
【００３１】
本発明の１つの特徴によれば、第１の滑車２８の案内面は、回転シャフト２２の中心軸に相当する風力タービン１２の回転軸に対して垂直でない。風力タービンの回転軸は案内面との間に６０°未満の角度をなす。この構成は、回転運動の地上への伝達システムによって風力タービンの動作に生じる外乱を制限することができる。
【００３２】
好ましくは、風力タービン１２の回転軸は第１の滑車２８の案内面に含まれる。この構成は、回転運動の地上への伝達システムによって風力タービンの動作に生じる外乱のほぼすべてを除去することができる。
【００３３】
好適な構成によれば、回転シャフト２２は枢動シャフト４４に対して垂直であり、運用時には、枢動シャフト４４はほぼ水平に向き付けられる。
【００３４】
有利には、空中構造物１６は、ベルト６６が外れて第１の滑車２８の溝６２から抜け出てしまわないように、ベルト６６の側を引き締めることができるベルト６６の案内システム７２を備える。
【００３５】
好ましくは、案内システム７２は、枢動シャフト４４の中心軸と平行をなす第１の対のローラ７４、７４’であって、わずかに間隔を開けられたその間をベルト６６の２つの側６６．１及び６６．２が通る第１の対のローラ７４、７４’を少なくとも備える。図５に示した実施形態によれば、案内システム７２は、互いに平行でローラ７４、７４’に対しては垂直な第２の対のローラ７６、７６’であって、わずかに間隔を開けられたその間を２つの側６６．１及び６６．２が通る第２の対のローラ７６、７６’を備える。
【００３６】
２対のローラ７４、７４’、７６、７６’は、下部縦桁３２．３の後端に配置されて補強材７８によって上部縦桁３２．１及び３２．２に連結された支持体７７（図３に示すもの）と連動する。
【００３７】
空中構造物１６は、空中構造物１６を浮揚システム１８に連結するための連結部８０を備える。
【００３８】
ある実施形態によれば、連結部８０は、空中構造物１６に対して長手方向に可動なバー８２のような少なくとも１つの連結要素、長手方向に対して垂直な軸の周りで空中構造物の傾斜を測定するように構成された傾斜測定システム８４、傾斜測定システムによって測定した傾斜に応じて長手方向沿いにバー８２を移動させて傾斜の測定値が水平の前後の所与の範囲に収まるように構成された制御装置８６を備える。この構成により、回転シャフト４４をほぼ水平に保つことができる。
【００３９】
ある実施形態によれば、バー８２は、上部縦桁３２．１及び３２．２に沿って摺動するように構成された２つのスライダ８８、８８’と連動する。
【００４０】
２つのスライダ８８、８８’は長手方向に対して垂直な横架材９０によって連結される。
【００４１】
傾斜測定システム８４は傾斜計またはその他のあらゆるセンサであってよい。
【００４２】
制御装置８６は下部縦桁３２．３と連動した電動手段の形をなし、長手方向に向き付けされた出力歯車９２を備える。
【００４３】
出力歯車９２の回転運動を横架材９０の並進運動として伝達するシステムが設けられる。この伝達システムは、長手方向に延びる少なくとも１つのねじ付きロッド９４、ねじ付きロッド９４に取り付けられて横架材９０と連動する少なくとも１つの留め具９６、出力歯車９２とねじ付きロッド９４を連結するベルトまたはチェーン９８を備える。応力を平衡させることができる好適な実施方法によれば、伝達システムは、回転シャフト２２の中心軸に対して対称形に配設された２つのねじ付きロッド９４、９４’及び２つの留め具９６、９６’を備える。
【００４４】
当然のことながら、本発明は、制御装置８６の回転運動をバー８２の長手方向沿いの並進運動に変換することに関してこの実施形態だけに制限されるものではない。
【００４５】
好ましくは、横断方向沿いに（長手方向に対して垂直に）向き付けられたバー８２は、少なくとも１つの線１０２．１及び１０２．２によって浮揚システム１８にそれぞれ連結された２つの端部１００．１、１００．２を備える。有利には、バー８２のそれぞれの端部１００．１及び１００．２は、図３に示すように、２つの線１０２．１、１０２．１’、１０２．２、１０２．２’によって浮揚システム１８に連結される。
【００４６】
本発明のもう１つの特徴によれば、バー８２は、バー８２の中心軸の周りの角加速度を制限するための機構１０４を組み込んだ枢動連結部によってスライダ８８、８８’に連結される。この解決法はバー８２の角運動を制限することができ、それによって空中構造物１６の安定性が改善する。そのため、この構成によれば、横断方向軸の周りの前後への傾動運動は抑制される。
【００４７】
ある実施形態によれば、バー８２の中心軸の周りの角加速度を制限するためのこの機構１０４は、スライダ８８、８８’ごとに回転緩衝装置を備える。
【００４８】
別の変形形態によれば、線１０２．１、１０２．１’、１０２．２、１０２．２’は、図２に示すように、スライダ８８、８８’に直接連結される。
【００４９】
ベルト６６は、第１の滑車２８の上方に配置される第１の側６６．１及び第１の滑車２８の下方に配置される第２の側６６．２を含む。
【００５０】
本発明の別の特徴によれば、空中構造物及び風力タービンは、第１の滑車２８の回転の向きＲが第１の側６６．１の張力をもたらすように向き付けられ、構成される。第１の側６６．１の下の位置となる第２の側６６．２の張力は第１の側６６．１よりも弱いため、その重みによって第２の側６６．２は第１の側６６．１から自然と離隔し、それによって２つの側６６．１及び６６．２の分離はさらに強まる。
【００５１】
図６及び図７に地上ポスト１１０を示した。
【００５２】
この地上ポスト１１０は、地上にしっかりと固定されたフレーム１１２、ほぼ水平な軸１１６を有する枢動連結部によって第２の滑車６８が連結された支持部１１４を備える。
【００５３】
有利には、支持部１１４は、ほぼ鉛直な回転軸１１８を有する枢動連結部によってフレーム１１２に連結される。この構成により、支持部１１４がほぼ鉛直な回転軸１１８の周りを自由に枢動できることで、第２の滑車６８は風向きに応じて自動的に適切な形で向き付けをされる。
【００５４】
第２の滑車６８は、第２の滑車６８の回転運動を電気エネルギーに変換することができる発電機１２０に結合される。この発電機１２０は支持部１１４に連結される。
【００５５】
ある特徴によれば、地上ポスト１１０は、ベルト６６を第２の滑車６８に対して固定するための機構１２２であって、図８Ａに示すように、機構１１２がベルト６６と干渉せず、ベルト６６を第２の滑車６８に対して固定しないブロック解除状態と、図８Ｂに示すように、機構１２２がベルト６６と干渉してベルト６６を第２の滑車６８に対して固定するブロック状態とを取るように構成された機構１２２を備える。そのため、ブロック解除状態では、ベルト６６の送り出し運動が第２の滑車６８の回転運動に変換され、さらに発電機１２０によって電気エネルギーに変換される。ブロック状態では、ベルト６６は第２の滑車６８に対して固定されるため、第２の滑車６８の回転運動は、第２の滑車６８の周りでベルト６６の２つの側がウィンチのように巻き取られ、または繰り出される運動へと変換される。
【００５６】
ある実施形態によれば、第２の滑車６８は、ベルト６６が入り込む溝１２４であって、２つの側壁１２６及び１２６’によって延びる溝１２４を備える。機構１２２は、第２の滑車６８のほぼ水平な回転軸１１６に対して平行な方向に可動な桟１２８を備える。この桟１２８は、図８Ａに示した引込み位置であって、２つの側壁１２６及び１２６’を連結しないブロック解除状態に相当する引込み位置と、図８Ｂに示した飛出し位置であって、２つの側壁１２６、１２６’を連結してベルト６６を溝１２４と桟１２８との間に固定し、ベルト６６の２つの側が第２の滑車の同じ母線レベルで回転駆動されるようにすることによって、機構１２２がブロック状態にあり、かつ第２の滑車６８が第１の向きに回転するとき、第２の滑車６８の周りにベルト６６が巻き取られて、空中構造物の地上への回収がもたらされるか、または機構１２２がブロック状態にあり、かつ第２の滑車６８が第１の向きと反対の第２の向きに回転するとき、ベルト６６が繰り出されて空中構造物の展開がもたらされるようにするブロック状態に相当する飛出し位置との間で可動である。第２の滑車６８の周りにそれ以上ベルトを巻き取れなくなると、機構１２２はブロック解除状態に移行することができる。その場合、ベルト６６の送り出し運動は第２の滑車６８の回転運動に変換され、さらに発電機１２０によって電気エネルギーに変換される。
【００５７】
機構１２２は、引込み位置と飛出し位置との間で桟１２８の運動を制御するためのアクチュエータを備える。
【００５８】
地上ポスト１１０は、第２の滑車６８を回転駆動するため、クラッチ１３２によって第２の滑車６８に連結される動力手段１３０を備える。
【００５９】
このクラッチ１３２は、図９Ａに示す解除状態であって、動力手段１３０の回転運動が第２の滑車６８に伝達されない解除状態と、図９Ｂに示す係合状態であって、動力手段１３０の回転運動が第２の滑車６８に伝達される係合状態とを取るように構成される。
【００６０】
ある実施形態によれば、クラッチ１３２はコーンタイプである。
【００６１】
動力手段１３０は、第２の滑車６８の回転運動を制御して、第２の滑車６８の周りでベルト６６の巻き取りをもたらす第１の向きの回転運動を起こさせるか、または第２の滑車６８の周りでベルト６６の繰り出しをもたらす第１の向きとは逆の第２の向きの回転運動を起こさせることができる。
【００６２】
クラッチ１３２は、ブロック解除状態とブロック状態との間の移行の際などに第２の滑車６８の回転を抑制することができる。
【００６３】
図１０から図１２には、回転軸Ａ２１２を有する風力タービン２１２、風力タービン２１２を支持する空中構造物２１６、及び空中構造物２１６を浮遊状態に維持する浮揚システム２１８を備える滞空装置２１０の第２の変形形態を示した。
【００６４】
風力タービン２１２は、風力タービンの回転軸Ａ２１２の周りの枢動支持部２２４に、連結部２２２によって連結された複数の羽根２２０を備える。
【００６５】
ある実施形態によれば、枢動支持部２２４は、風力タービンの回転軸Ａ２１２に対して垂直な面内に配置された主滑車２２６である。
【００６６】
ある実施形態によれば、それぞれの羽根２２０と枢動支持部２２４との間の連結部２２２は取外し可能である。たとえば、取外し可能な連結部２２２は、
−  各々の羽根２２０について、風力タービンの回転軸Ａ２１２に対して垂直方向に延びる枢動支持部２２４と連動するスリーブであって、羽根の端部を取り付けることができるように構成されたスリーブ、
−  各々のスリーブについて、羽根の端部がスリーブ内に取り付けられた状態が保たれるように構成されたブロックシステム
を備える。
【００６７】
空中構造物２１６は、フレーム２２８と、風力タービンの回転軸Ａ２１２を規定する固定シャフト２３０であって、枢動支持部２２４がそれに対して回転可能に取り付けられた固定シャフト２３０とを備える。固定シャフト２３０は、風力タービンの回転軸Ａ２１２と平行な方向に枢動支持部２２４が並進しないようにするためのストッパを備える。
【００６８】
空中構造物は、フレーム２２８によって支持された第１の枢動シャフトであって、第１の枢動軸Ａ２３２を規定する枢動シャフトと、ベルト２３６を案内するように構成された少なくとも１つの第１の中継滑車２３４であって、第１の枢動軸Ａ２３２の周りに枢動可能に取り付けられて風力タービン２１２の回転運動を地上ポスト２３８に伝達することができる第１の中継滑車２３４とを備える。
【００６９】
第１の中継滑車２３４は、第１の枢動軸Ａ２３２に対して垂直な第１の案内面に配設される。
【００７０】
空中構造物は、フレーム２２８によって支持される第２の枢動シャフトであって、第２の枢動軸Ａ２４０を規定する枢動シャフトと、ベルト２３６を案内するように構成された少なくとも１つの第２の中継滑車２４２とを備える。
【００７１】
第２の中継滑車２４２は、第２の枢動軸Ａ２４０に対して垂直な第２の案内面に配設される。
【００７２】
好ましくは、第１の案内面と第２の案内面は同一平面上にある。
【００７３】
有利には、第１の変形形態と同様に、中継滑車２３４及び２４２のそれぞれの案内面は風力タービンの回転軸Ａ２１２に対して垂直ではない。風力タービンの回転軸はそれぞれの案内面との間に６０°未満の角度をなす。
【００７４】
好ましくは、風力タービンの回転軸Ａ２１２は、互いに同一平面上にある中継滑車２３４及び２４２の案内面に含まれる。
【００７５】
好適的な構成によれば、風力タービンの回転軸Ａ２１２は、中継滑車２３４及び２４２の枢動軸Ａ２３２及びＡ２４０に対して垂直である。
【００７６】
図１２などに示す実施形態によれば、空中構造物は、第１の中継滑車２３４と主滑車２２６との間及び第２の中継滑車２４２と主滑車２２６との間にそれぞれ第３の中継滑車２４４及び第４の中継滑車２４６を備える。
【００７７】
第３の中継滑車２４４及び第４の中継滑車２４６は、フレーム２２８と連動する第３の枢動シャフト２４８及び第４の枢動シャフト２５０に枢動可能に取り付けられ、第３の案内面及び第４の案内面に配置されて、それぞれ主滑車２２６と第１の中継滑車２３４との間及び主滑車２２６と第２の中継滑車２４２との間でベルト２３６の案内を行う。それにより、第３の案内面は主滑車２２６及び第１の中継滑車２３４とほぼ接し、第４の案内面は主滑車２２６及び第２の中継滑車２４２とほぼ接する。
【００７８】
一例として、かつ限定的でないものとして、図１２に示す実施形態によれば、フレーム２２８は、運用時の揚力方向Ｐとほぼ平行に向き付けられた互いに平行な４つの縦桁２５２．１〜２５２．４と、縦桁２５２．１〜２５２．４の第１の端部を連結し、第１の枢動シャフト及び第２の枢動シャフトを支持する台枠２５４とを備える。縦桁２５２．１及び２５２．３の第２の端部同士は第１の横架材２５６．１によって連結され、縦桁２５２．２及び２５２．４の第２の端部同士は第２の横架材２５６．２によって連結され、第１の横架材２５６．１及び第２の横架材２５６．２は第３の枢動シャフト２４８及び第４の枢動シャフト２５０を支持する。縦桁２５２．１及び２５２．２は、縦桁２５２．１及び２５２．２に対してほぼ垂直かつ第１の枢動軸Ａ２３２及び第２の枢動軸Ａ２４０に対して平行な第３の横架材２５６．３によって連結される。
【００７９】
運用時、ベルト２３６は第１の中継滑車２３４の上方を通り、さらに第３の中継滑車２４４の下方を、主滑車２２６の上方を、第４の中継滑車２４６の下方を、そして第２の中継滑車２４２の上方を通る。
【００８０】
空中構造物２１６は、どの変形形態であるかにかかわらず、ベルト６６、２３６を地上の方向に案内するための地上に向かう少なくとも１つの中継滑車を備えており、前記ベルト６６、２３６は２つの側６６．１／６６．２；２３６．１／２３６．２を備え、それぞれが地上に向かう少なくとも１つの中継滑車との接点Ｔ１、Ｔ２を有する。
【００８１】
図１から図５に示す変形形態の場合、空中構造物は地上への中継滑車２８を１つだけ備え、ベルト６６の側６６．１、６６．２はその同じ地上への中継滑車２８と２つの接点Ｔ１、Ｔ２で接する。
【００８２】
図１０から図１２に示す変形形態の場合、空中構造物２１６は２つの地上への中継滑車２３４、２４２を備えており、第１の中継滑車２３４は側２３６．１との間に接点Ｔ１を有し、第２の中継滑車２４２は側２３６．２との間に接点Ｔ２を有する。
【００８３】
ある特徴によれば、空中構造物２１６は、風力タービン２１２の第１の側面に浮揚システム２１８との連結点Ａ１を備え、風力タービンの第２の側面には２つの接点Ｔ１、Ｔ２を備える。直線Ａ１Ｔ１と直線Ａ１Ｔ２との間の二等分線Ｄは、風力タービンの回転軸Ａ２１２との間に±２０°の許容範囲で浮力角θにほぼ等しい角度をなす。好ましくは、直線Ａ１Ｔ１と直線Ａ１Ｔ２との間の二等分線Ｄは、風力タービンの回転軸Ａ２１２との間に浮力角θにほぼ等しい角度をなす。
【００８４】
そのため、運用時、風力タービンの回転軸Ａ２１２は、ほぼ水平である。
【００８５】
ある構成によれば、空中構造物２１６は、枢動支持部２２４の第１の側面の固定シャフト２３０に連結された第１の端部を有するマスト２５８を備える。第１の連結点Ａ１は、マスト２５８上の、固定シャフト２３０から離れたところに設けられる。好ましくは、マスト２５８は固定シャフト２３０に対して垂直をなす。
【００８６】
ある実施形態によれば、固定シャフト２３０は、第３の横架材２５６．３に対して縦桁２５２．１及び２５２．２から等距離に連結された第１の端部を有する。
【００８７】
浮揚システム２１８は少なくとも１つの線２６０によってマスト２５８の第２の端部に連結される。運用時、線２６０の延長上にある直線Ｄは側２３６．１及び１３６．２とほぼ平行をなし、前記側２３６．１、２３６．２に対して等距離に配置される。
【００８８】
別の特徴によれば、空中構造物２１６は、風力タービンの回転軸Ａ２１２の周りの回転運動を制限するための安定化システム２６２を備える。ある実施形態によれば、安定化システム２６２は、風力タービンの回転軸Ａ２１２を含む平面内に延びるほぼ剛性で平坦な安定化表面であって、固定シャフト２３０の第２の端部に連結された安定化表面を備える。安定化表面は第１の中継滑車２３４及び第２の中継滑車２４２の案内面と平行をなし、運用時は鉛直かつ固定シャフト２３０に対して下方にオフセットされる向きに取り付けられる。
【００８９】
図１３及び図１４には、ベルト２３６を案内するように構成された受動滑車２６８を支持するフレーム２６６、伝達システム２７２によって受動滑車２６８と結合された発電機２７０を備える地上ポスト２３８の別の変形形態を示した。これにより、ベルト２３６の送り出しは受動滑車２６８の回転をもたらし、それによって伝達システム２７２を通して発電機２７０の回転駆動が得られる。
【００９０】
発電機２７０は回転運動を電流に変換するように構成される。
【００９１】
ある構成によれば、フレーム２６６は、受動滑車２６８及び伝達システム２７２が間に配置された２つの平行な側板を備えるボックスの形をなす。
【００９２】
滞空装置は、受動滑車２６８と第１の中継滑車２３４、受動滑車２６８と第２の中継滑車２４２をそれぞれ連結するベルト２３６の２つの側２３６．１及び２３６．２によって地上ポストと連結される。
【００９３】
それ以外には、滞空装置を地上または地上と一体の要素とつなぐものはない。
【００９４】
ある構成によれば、地上ポスト２３８は、地上ポスト２３８を地上または地上と一体の要素と連結するための係留システム２７４を備える。
【００９５】
地上ポスト２３８は、ベルト２３６を巻き取り、繰り出すためのシステム２７６を備える。完全に繰り出された状態では空中構造物は浮揚システムの下に吊り下げられ、完全に巻き取られた状態では空中構造物は地上ポストの横に並ぶ。
【００９６】
ベルトを巻き取り、繰り出すためのシステム２７６は、２つの側２３６．１及び２３６．２の間に配置された巻胴２７８であって、受動滑車２６８の軸Ａ２６８と平行な回転軸Ａ２７８を有する巻胴２７８を備える。巻胴２７８は、ベルト２３６の少なくとも一方の側２３６．１のための少なくとも１つの案内２８０を備える。
【００９７】
ベルト２３６が完全に繰り出されると、側２３６．１は案内２８０を通り抜ける。巻胴２７８が軸Ａ２７８の周りを枢動すると、案内２８０は側２３６．１を巻胴２７８の周りに巻き取る。
【００９８】
別の変形形態によれば、巻胴２７８は側の間に配置されるのではなく、巻胴２７８の近くを通る側２３６．２の下方に配置される。巻胴２７８は、並進可能なフックであって、側から遠い第１の位置とフックが側２３６．２を引っ掛ける第２の位置との間で巻胴２７８の軸と平行な方向に並進可能なフックを備える。第２の位置では、巻胴２７８の回転は、フックに引っ掛けられた側２３６．２の巻き取りを巻胴２７８の周りで引き起こす。
【００９９】
別の変形形態によれば、巻胴２７８は側の間に配置されるのではなく、巻胴２７８の近くを通る側２３６．２の下方に配置される。巻胴２７８は固定フックを備える。この変形形態では、利用者がベルト２３６を巻き取ろうとするときは、利用者は手動で側２３６．２をフックの下に配置して、巻胴２７８の回転がフックに引っ掛けられた側２３６．２の巻き取りを引き起こすようにする。
【０１００】
巻胴２７８の回転運動は機械化されたものであっても手動であってもよい。
【０１０１】
ある実施形態によれば、地上ポスト２３８は巻胴２７８の回転運動を引き起こすためのクランクハンドル２８２を備える。
【０１０２】
図１５及び図１６に示した第３の変形形態によれば、滞空装置は、第２の変形形態に近い空中構造物２１６、第２の変形形態及び第３の変形形態と共通で同じ符号を有する要素を備える。
【０１０３】
この第３の変形形態によれば、風力タービン２１２の回転運動を地上ポスト２３８に伝達するシステムは、２つのベルト２３５及び２３６を備える。
【０１０４】
第１のベルト２３５は、風力タービン２１２によって回転駆動される主滑車２２６と第１の地上中継滑車２３４との間で回転運動を伝達することができる。ある実施形態によれば、第１の中継滑車２３４は、フレーム２２８によって支持される第１の枢動シャフトであって、第１の枢動軸Ａ２３２を規定する第１の枢動シャフトによって支持される。第１の中継滑車２３４は第１の枢動軸Ａ２３２に対して垂直な第１の案内面に配設される。第１の枢動シャフトはフレーム２２８上の、主滑車２２６の反対端に配設される。
【０１０５】
ある実施形態によれば、空中構造物は第３の中継滑車２４４及び第４の中継滑車２４６を、第１の中継滑車２３４と第２の変形形態と同じようにフレーム上に配置された主滑車２２６との間に備える。
【０１０６】
第２のベルト２３６は、第２の地上中継滑車２４３と地上ポストとの間で回転運動を伝達することができる。この第２の地上中継滑車２４３は、枢動軸Ａ２３２を持つ第１の枢動シャフトによって支持され、第１の地上中継滑車２３４と連結される。そのため、主滑車２２６の回転は、第１のベルト２３５により、第２の地上中継滑車２４３を回転駆動する第１の地上中継滑車２３４を回転駆動し、第２のベルト２３６は第２の地上中継滑車２４３の回転運動を地上に伝達する。
【０１０７】
２つのベルト２３５、２３６を設けることにより、第１のベルト２３５のために設けられた案内システム（滑車２２６、２３４、２４４、２４６）にかかる応力を減らすことができ、第１のベルト２３５の張力は、風の条件と関係する第２のベルト２３６の張力からは切り離される。
【０１０８】
有利には、第２の地上中継滑車２４３は第１の地上中継滑車２３４よりも直径が大きく、それによって減速効果及びさらなる効率を得ることができる。
【図１】
2019507842.tif 000003
【図２】
2019507842.tif 000004
【図３】
2019507842.tif 000005
【図４】
2019507842.tif 000006
【図５】
2019507842.tif 000007
【図６】
2019507842.tif 000008
【図７】
2019507842.tif 000009
【図８Ａ】
2019507842.tif 000010
【図８Ｂ】
2019507842.tif 000011
【図９Ａ】
2019507842.tif 000012
【図９Ｂ】
2019507842.tif 000013
【図１０】
2019507842.tif 000014
【図１１】
2019507842.tif 000015
【図１２】
2019507842.tif 000016
【図１３】
2019507842.tif 000017
【図１４】
2019507842.tif 000018
【図１５】
2019507842.tif 000019
【図１６】
2019507842.tif 000020
【国際調査報告】
2019507842.tif 000021
2019507842.tif 000022
2019507842.tif 000023
2019507842.tif 000024