(57)【要約】  本発明は、ブレード付属部品、ブレード構造体、垂直軸風車などの風力システム用の「駆動シャフト／発電機」一体化装置、及び風力システム用の自立構造体を包含する構造体を提供し、また、その構造体を立ち上げる方法を提供する。
2005515364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に対して垂直な回転シャフトを有する風力システムであって、
該風力システムの停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置された複数のブレード；
三角形に配置され且つ該ブレードを回転シャフトの上端に接続する、水平の緊張した上部ウイングビームセット；及び
三角形に配置され且つ該ブレードを回転シャフトの下端に接続する、水平の緊張した下部ウイングビームセット、
からなり、
該ブレード及び水平の緊張した該上下のウイングビームセットは、可撓性のあるブレード取り付け組立体を形成し、該ブレード取り付け組立体は遠心力で扁平になる傾向にあり、所定の回転速度でトロポスケイン形状となり、該トロポスケイン形状は水平の緊張した該上下のウイングビームセットによって維持される、ことを特徴とする風力システム。
【請求項２】
三角形状を有する上部の保持エレメントセット及び三角形状を有する下部の保持エレメントセットをさらに包含し、該保持エレメントセットはそれぞれブレードを回転シャフトに保持することを特徴とする、請求項１に記載の風力システム。
【請求項３】
該複数のブレードのそれぞれが被覆に挿入された応力吸収部材を包含することを特徴とする、請求項１又は２に記載の風力システム。
【請求項４】
該被覆が空気力学的形状を有することを特徴とする、請求項３に記載の風力システム。
【請求項５】
該応力吸収部材が板ばねであることを特徴とする、請求項３に記載の風力システム。
【請求項６】
該被覆が該応力吸収部材の表面に直接成形されていることを特徴とする、請求項３に記載の風力システム。
【請求項７】
該被覆が、該応力吸収部材に容易に取り付け可能な材料からなることを特徴とする、請求項３に記載の風力システム。
【請求項８】
該被覆及び該応力吸収部材が、天然材料、複合材料及び好適な材料からなる群より選ばれる材料からなることを特徴とする、請求項３〜７のいずれかに記載の風力システム。
【請求項９】
該被覆がゴム及び繊維ガラスからなる群より選ばれる材料からなることを特徴とする、請求項３〜８のいずれかに記載の風力システム。
【請求項１０】
該応力吸収部材が概ねトロポスケイン形状にあらかじめ成形されていることを特徴とする、請求項３〜９のいずれかに記載の風力システム。
【請求項１１】
電気生産のための発電装置をさらに包含することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の風力システム。
【請求項１２】
該発電装置が回転増幅装置に接続された発電機を包含し、該回転増幅装置は風力システムの回転シャフトに取り付けられた従動シャフトを有することを特徴とする、請求項１１に記載の風力システム。
【請求項１３】
該回転増幅装置がサイクロイド増速機であることを特徴とする、請求項１２に記載の風力システム。
【請求項１４】
基部及び頂部を備えた覆いをさらに包含し、該覆いで該発電機が覆われていることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の風力システム。
【請求項１５】
該発電装置が静止基部によって支持された回転ケーシングを包含することを特徴とする、請求項１１に記載の風力システム。
【請求項１６】
該回転ケーシングが保持エレメントによって回転シャフトに接続されていることを特徴とする、請求項１５に記載の風力システム。
【請求項１７】
該回転ケーシングがカバーを支持することを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の風力システム。
【請求項１８】
該回転シャフトが短いことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の風力システム。
【請求項１９】
垂直軸風車であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の風力システム。
【請求項２０】
下部、該下部にテレスコープ式に収納可能な中間部、及び該中間部にテレスコープ式に収納可能な、該回転シャフトを保持する上部を包含する構造体を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の風力システム。
【請求項２１】
該構造体がさらに、取り外し可能な複数の油圧ジャッキを包含し、各油圧ジャッキは持ち上げケーブルを備え、該持ち上げケーブルの可動末端は持ち上げられる部分の基部に接続されており、該持ち上げケーブルの静止末端は油圧ジャッキの基部に取り付けられていることを特徴とする、請求項２０に記載の風力システム。
【請求項２２】
該構造体がさらに、横方向の剛直性を確保するためのガイド手段、及び風力システムの立ち上げの前後の剛直性を得るためのブロッキング手段を包含することを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の風力システム。
【請求項２３】
風車用のブレード取り付け構造体であって、三角形状を有し且つブレードの空間的配置を保つ水平の緊張した複数のウイングビームセットと、三角形状を有し且つ該水平のウイングビームセットにそれぞれ取り付けられた複数の保持エレメントセットとにより回転シャフトに接続されたブレードを包含し、該ブレードは、該風車の停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置されていることを特徴とするブレード取り付け構造体。
【請求項２４】
該複数の水平ウイングビームセットが第一の水平ウイングビームセットと第二の水平ウイングビームセットからなり、該複数の保持エレメントセットが、該第一の水平ウイングビームセットをブレード取り付け構造体の上端に保持する第一の保持エレメントセットと、該第二の水平ウイングビームセットをブレード取り付け構造体の下端に保持する第二の保持エレメントセットからなることを特徴とする、請求項２３に記載のブレード取り付け構造体。
【請求項２５】
３つのブレードを包含することを特徴とする、請求項２３に記載のブレード取り付け構造体。
【請求項２６】
該回転シャフトが短いことを特徴とする、請求項２３に記載のブレード取り付け構造体。
【請求項２７】
常にトロポスケイン形状を有することを特徴とする、請求項２３に記載のブレード取り付け構造体。
【請求項２８】
風車用のブレード取り付け構造体であって、緊張手段によって駆動シャフトに取り付けられ且つ風車の停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置された複数のブレードを包含し、該ブレードは、三角形状を有する複数の保持エレメントにより、三角形状を有する水平の緊張した複数のウイングビームに、空間的に配置されて接続され、こうして可撓性のある組立体を形成し、該組立体は遠心力で扁平になる傾向にあり、所定の回転速度でトロポスケイン形状となり、該トロポスケイン形状は該緊張手段によって維持される、ことを特徴とするブレード取り付け構造体。
【請求項２９】
請求項１〜２２のいずれかに記載の風車のための発電装置であって、回転増幅装置に接続された発電機を包含し、該回転増幅装置は風車の回転シャフトに取り付けられた従動シャフトを有することを特徴とする発電装置。
【請求項３０】
該回転増幅装置がサイクロイド増速機であることを特徴とする、請求項２９に記載の発電装置。
【請求項３１】
基部及び頂部を備えた覆いをさらに包含し、該覆いで該発電機が覆われていることを特徴とする、請求項２９又は３０に記載の発電装置。
【請求項３２】
請求項１〜２２のいずれかに記載の風車のための発電装置であって、定常ベアリング、ブレーキシュー及びステータを介して静止基部によって支持された回転ケーシングを包含し、該回転ケーシングが風車の回転シャフトに接続されていることを特徴とする発電装置。
【請求項３３】
請求項１〜２２のいずれかに記載の風車のための自立構造体であって、下部、該下部にテレスコープ式に収納可能な中間部、及び風車の回転シャフトを保持する静止覆いであって該中間部にテレスコープ式に収納可能な上部を包含することを特徴とする自立構造体。
【請求項３４】
第一、第二及び第三の油圧ジャッキを有し、各油圧ジャッキは持ち上げケーブルを有し、該持ち上げケーブルの可動末端は持ち上げられる風車の基部に接続されており、該持ち上げケーブルの静止末端は第一、第二及び第三の油圧ジャッキの基部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする、請求項３３に記載の自立構造体。
【請求項３５】
第一の油圧ジャッキの該持ち上げケーブルは第一の油圧ジャッキのプーリーを通過し、その静止末端が第一の油圧ジャッキの基部に取り付けられおり；第二の油圧ジャッキの該持ち上げケーブルは第二の油圧ジャッキのプーリーを通過し、その静止末端が第二の油圧ジャッキの基部に取り付けられおり；そして第三の油圧ジャッキの該持ち上げケーブルは第三の油圧ジャッキのプーリーを通過し、その静止末端が第三の油圧ジャッキの基部に取り付けられていることを特徴とする、請求項３３に記載の自立構造体。
【請求項３６】
第一、第二及び第三の取り外し可能な油圧ジャッキを有し、第一及び第二の取り外し可能な油圧ジャッキはそれぞれの基部のところで該下部の基部に取り付けられており、第三の取り外し可能な油圧ジャッキはその基部のところで該中間部の基部に取り付けられており、該第一、第二及び第三の取り外し可能な油圧ジャッキの各々はピストンロッドを備え、各ピストンロッドはその末端にプーリーを備えていることを特徴とする、請求項３３に記載の自立構造体。
【請求項３７】
横方向の剛直性を得るためのガイドレール機構、及び風車の立ち上げの前後の剛直性を得るためのブロッキング機構をさらに包含することを特徴とする、請求項３３〜３６のいずれかに記載の自立構造体。
【請求項３８】
横にした状態の複数のテレスコピング部材から請求項１〜２２のいずれかに記載の風車を立ち上げる方法であって、該複数のテレスコピング部材を順次持ち上げて完全に伸ばした状態にすることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は風車に関する。さらに詳細には、本発明は垂直軸風車及びそれに用いる自立構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
歴史的に、水力及び風力は人類が最初に利用したエネルギー源である。他の形態のエネルギー源の利用が全盛の時代が続いて、水力や風力の利用は日陰にまわっていたが、そのような時代が終わり、現在、風力などの再生可能なエネルギー源によって運転可能なエネルギー変換システムに新たな関心が集まっている。
【０００３】
水力発電に比べて、風車（windmill）による発電は、風車の取り付け及び固定方法によっては、一般に土木工事作業が少なくてすむので、環境に与える影響は最小限である。
【０００４】
一般に、風力は２種類の基本的な形の風車を通じて利用される。一方は、垂直軸風車であり、これは全方向性、すなわち、あらゆる方向からの風に対しても反応することができ、一般的に地面レベルでの風力が利用可能である。他方は、水平軸風車であり、これは風の方向に対して常に正しく整列していなければならない回転ディスクを使用する。
【０００５】
垂直軸風車の上記した特徴により、垂直軸風車の基本的な構成は水平軸風車に比べて簡素であるが、垂直軸風車の効率を最大限に高めるためには、最適化を要する特性がある。
【０００６】
まず、発電能力（power potential）は、空気密度 × 受風面積(swept area)（即ちブレードの投影面積）× 空気速度の３乗の値に比例する。流体が空気である場合、密度が小さいので、受風面積が重要である。したがって、装置及び支持構造体にかかる力に関しては、風車は重要な風速に耐えなければならない。
【０００７】
つまり、風車によって捕捉される風力の量はブレードを押す空気束の断面積に依存する。この断面積は、空気流に対して垂直な平面へのブレードの有効投影面積として定義される。受風断面の形状は形状デザイン選択の問題である。従来技術においては、用いる技術により、可変型の形状デザインや固定型の形状デザインが採用されている（図１〜３参照）。
【０００８】
上記を考慮すると、解決すべき問題は、ブレードの風力捕捉能が最大となる最大の受風面積をブレードが有しながら、同時に、ブレードが高い曲げモーメント及び応力に耐えられなければならないという要求である。考慮しなければならないことは、最も効率のよい風力捕捉構造を有するブレードを備えたウィンドローターにおいては、ウィンドローターのフレームにかかる応力が最大となり、極端な場合、ウィンドローターに損傷を与えることもあり、また、一方、風車構造体にかかる応力が最小となるブレード形状の場合は、風力捕捉能力及び風力伝達において最も効率が悪いということである。
【０００９】
当業界においては、効率のよいブレードを設計するための努力がなされている。例えば、図１は、垂直軸１４の両端に直接接続されたブレード１０及び１２を示す。ウィングビームを介して中心シャフトビームに接続されたブレードの場合に関して、図２は湾曲した輪郭を有するブレード１６の一例を示し、図３は四角の輪郭を有するブレード１８を示す。
【００１０】
また、土木工事及び建設のための費用も考慮しなければならない。
【００１１】
この分野での鋭意研究及び風力発電のためになされた数多くの提案にもかかわらず、風車の全体的構造や、ブレード及び発電ユニットの形状の設計、ならびにそれを立ち上げて風車を構築する方法について、従来技術には改良の余地があり、従来技術では、構造体全体に損害を与える可能性の少ない高性能の垂直軸風車であって、効率的且つ経済的に製造と立ち上げが可能な垂直軸風車はまだ提案されていない。
【００１２】
発明の目的 
したがって、本発明の目的は、改良された垂直軸風車を提供することである。
【００１３】
発明の概要 
より詳細には、本発明の１つの態様によると、地面に対して垂直な回転シャフトを有する風力システムであって、
該風力システムの停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置された複数のブレード；
三角形に配置され且つ該ブレードを回転シャフトの上端に接続する、水平の緊張した上部ウイングビームセット；及び
三角形に配置され且つ該ブレードを回転シャフトの下端に接続する、水平の緊張した下部ウイングビームセット、
からなり、
該ブレード及び水平の緊張した該上下のウイングビームセットは、可撓性のあるブレード取り付け組立体を形成し、該ブレード取り付け組立体は遠心力で扁平になる傾向にあり、所定の回転速度でトロポスケイン（troposkein）形状となり、該トロポスケイン形状は水平の緊張した該上下のウイングビームセットによって維持される、ことを特徴とする風力システムが提供される。
【００１４】
本発明の他の１つの態様によると、風車用のブレード取り付け構造体であって、三角形状を有し且つブレードの空間的配置を保つ水平の緊張した複数のウイングビームセットと、三角形状を有し且つ該水平のウイングビームセットにそれぞれ取り付けられた複数の保持エレメントセットとにより回転シャフトに接続されたブレードを包含し、該ブレードは、該風車の停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置されていることを特徴とするブレード取り付け構造体が提供される。
【００１５】
本発明のさらに他の１つの態様によると、風車用のブレード取り付け構造体であって、緊張手段によって駆動シャフトに取り付けられ且つ風車の停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置された複数のブレードを包含し、該ブレードは、三角形状を有する複数の保持エレメントにより、三角形状を有する水平の緊張した複数のウイングビームに、空間的に配置されて接続され、こうして可撓性のある組立体を形成し、該組立体は遠心力で扁平になる傾向にあり、所定の回転速度でトロポスケイン形状となり、該トロポスケイン形状は該緊張手段によって維持される、ことを特徴とするブレード取り付け構造体が提供される。
【００１６】
本発明のさらに他の１つの態様によると、電気生産のための風車用発電装置であって、回転増幅装置に接続された発電機を包含し、該回転増幅装置は風車の回転シャフトに取り付けられた従動シャフトを有することを特徴とする発電装置が提供される。
【００１７】
本発明のさらに他の１つの態様によると、電気生産のための風車用発電装置であって、定常ベアリング、ブレーキシュー及びステータを介して静止基部によって支持された回転ケーシングを包含し、該回転ケーシングが風車の回転シャフトに接続されていることを特徴とする発電装置が提供される。
【００１８】
本発明のさらに他の１つの態様によると、風車用の自立構造体（self-erecting structure）であって、下部、該下部にテレスコープ式に収納（入れ子式に収納）（telescope）可能な中間部、及び風車の回転シャフトを保持する静止覆いであって該中間部にテレスコープ式に収納可能な上部を包含することを特徴とする自立構造体、及び横にした状態の複数のテレスコピング部材（入れ子式部材）（telescoping portions）から自蔵型風車（self-contained windmill）を立ち上げる方法であって、該複数のテレスコピング部材を順次持ち上げて完全に伸ばした状態にすることを包含する方法が提供される。
【００１９】
本発明の他の諸目的、諸利益及び諸特徴は、本発明の実施態様についての以下の説明から明らかになるが、以下の実施態様は添付の図面にのみに参照して例示したものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
概略的には、本発明は、ブレード付属部品、ブレード構造体、垂直軸風車などの風力システム用の「駆動シャフト／発電機」一体化装置、及び風力システム用の自立構造体を包含する構造体を提供し、また、その構造体を立ち上げる方法を提供する。
【００２１】
添付の図面の図４及び図５に参照しつつ、本発明の態様に従ったブレード取り付け構造体２０を説明する。これは上記のように、ブレードがウィングビームによって中心シャフトに接続されたタイプのものであり、風捕捉断面の改良が可能な固定型の形状に基づく。
【００２２】
ブレード取り付け構造体２０は、３つのブレード２２、２４、２６；水平の緊張したウィングビームの２つのセット２８、３０、３２及び３４、３６、３８；ならびに保持エレメントの２つのセット４０、４２、４４及び４６、４８、５０を含む。
【００２３】
水平ウィングビームのセットは、それぞれ三角形に配置され、一方のセット（ウィングビーム３４、３６、３８）はブレード取り付け構造体２０の上端に位置し、他方のセット（ウィングビーム２８、３０、３２）はブレード取り付け構造体２０の下端に位置する。このような水平ウィングビームは３つのブレード２２、２４、２６の空間的配置を保持する。
【００２４】
保持エレメントのセットもまた三角形に配置され、一方のセット（４６、４８、５０）はブレード取り付け構造体２０の上端に位置し、他方のセット（４０、４２、４４）はブレード取り付け構造体２０の下端に位置し、ブレード２２、２４、２６を回転シャフト５２に保持する。
【００２５】
ブレード取り付け構造体２０の回転シャフト５２が短いので、小型で、堅牢であることが注目される。
【００２６】
さらに、緊張したウィングビームのセット２８、３０、３２及び３４、３６、３８の使用により、風捕捉能力の改良に必要な表面積を減らすことが可能である。
【００２７】
このようなブレード取り付け構造体２０において、ブレード２２、２４、２６は風力システムの停止時にあらかじめ撓んで剛直に配置されており、回転が起こると遠心力のために歪みは打ち消される。この遠心力は回転しているブレード２２、２４、２６に放射状の張力を与え、ブレード２２、２４、２６は互いに離れて広がる傾向を示し、この結果、図４に示されるブレード取り付け構造体２０が全体的に扁平になる。それにも関わらず、ブレード取り付け構造体２０は常にトロポスケイン（troposkein）形状（図５に示される）を保ち、このトロポスケイン形状は、重力と遠心力が均衡状態にある形状で、回転するブレードにかかる応力が最小になることが今ではよく知られている。実際に、トロポスケイン形状（「回転する縄（turning rope）」を意味するギリシア語に由来する）は垂直軸風車で使用するのに最も効果的であると一般に考えられている。
【００２８】
当業者には明らかなように、このようなブレード取り付け構造体２０は、回転するブレード２２、２４、２６にかかる動的応力を最小化する。さらに、製作費用を節減できると同時に、ブレードの寿命の延長にも貢献する。
【００２９】
すなわち、本発明によるブレード取り付け構造体は可撓性のある組立体であり、遠心力の作用で扁平になる傾向にある。所定の回転速度でトロポスケイン形状となるように設計されている。そしてこのトロポスケイン形状は、ブレード２２、２４、２６を駆動シャフト５２に接続するために使用される緊張手段（tensioning means）によって維持される。
【００３０】
添付の図６に参照しつつ、ブレード自体の構造に関する本発明の他の１つの態様を説明する。図６に見られるように、ブレード５４は空気力学的に成形された被覆（sheathing）６０に挿入された板ばね５６を包含する。この被覆の形状は、風車の所定の回転速度で生じる歪みを最小化するように設計されている。
【００３１】
より詳細には、ブレード５４は、空気力学的に成形された被覆６０を板ばね５６の表面に直接成形して構成してもよいし、板ばね５６に容易に取り付け可能な材料から製造してもよい。
【００３２】
ブレード５４の構成要素を製造するための材料としては、天然材料、複合材料及び好適な材料が挙げられ、材料の選択は、ブレード５４の機械加工と軽量化が可能になるように行う。
【００３３】
ゴムを空気力学的に成形された被覆６０として使用してもよく、板ばね５６の表面に成形してもよいし、板ばね５６の表面に取り付けてもよい。また、繊維ガラスなどの成形複合材料又は他の容易に成形可能な材料を使用してもよいのは明らかである。
【００３４】
当業者には明らかなように、板ばね５６はトロポスケイン形状にあらかじめ成形されていてもよいし、図４に示される組み立てられたブレード組立体２０への応力を最小にする類似の形状にあらかじめ成形されてもよい。
【００３５】
当業者は、本発明のブレード構造体においては応力が板ばね５６に吸収されることを理解するであろう。空気力学的に成形された被覆６０は応力に耐える必要がないので、空気力学的に成形された被覆６０は、主に該構造体の風捕捉能を考慮して設計される。したがって、軽量化でき、製作が容易で、費用効率が高い。
【００３６】
ブレード組立体の回転シャフトと電気を生産するために使用する発電機のシャフトの接続に関して、本発明の他の１つの態様を説明する。
【００３７】
より詳細には、添付の図７に示されるように、発電装置６２は、基部６５に取り付けられ且つ頂部６７を備えた覆い６４、及び駆動シャフト５２を含み、覆い６４の内側にはサイクロイド増速機６８に接続された発電機６６が取り付けられており、また、駆動シャフト５２はギア６８の従動シャフト７０に円板７２を介して取り付けられている。
【００３８】
トラストベアリング（trust bearing）７４が板７２と覆い６４の頂部６７の間に設けられている。
【００３９】
この図に見られるように、保持エレメント７４、７５、７８及び８０は駆動シャフト５２に接続されている。
【００４０】
また、シャフト５２と静止覆い６４を相互に接続する定常ベアリング（図示しない）及びブレーキ（図示しない）も備えている。
【００４１】
図８に示される他の１つの可能な態様においては、風車は回転増幅装置を持たない、一体化従動シャフト／発電装置８４を備えている。
【００４２】
一体化発電装置８４は、図７の駆動シャフト５２と同様に緊張手段を受けとめる回転ケーシング８６を包含する。
【００４３】
回転ケーシング８６はローター８８及びブレーキディスク９０を収容している。静止基部９２は、定常ベアリング９４、ブレーキシュー９６及びステータ９８を介して回転ケーシング８６を支持する。カバー１００は回転覆い８６によって支持され、一体化発電装置８４の最上部に設けられている。
【００４４】
当業者には理解されるように、図７に示される態様の増速機と発電機を、図８に示される態様にしたがって一体化従動シャフト／発電機に置き換えると、機構部品間の摩擦が減少する。したがって、増速機に関連して生じるエネルギー損失が避けられ、風力発電機のエネルギー収率が向上する。
【００４５】
そのうえ、図８の態様は複雑さが減り、その結果風力タービン構造体がより安定するばかりではなく、風力タービン構造体の総費用が減少する。
【００４６】
さらに、図８に示される態様に従った一体化従動シャフト／発電機により、風力発電機をより大型化する道が開ける。
【００４７】
最後に、添付の図９〜２０に参照しつつ、本発明の他の１つの態様に従った風車用の自立構造体及びそれを立ち上げるシステムを説明する。
【００４８】
基本的に、この風車は自蔵型の自立構造体（self-contained, self-erecting structure）１１０である。図９に示される折りたたまれた状態及び図１０に示される立ち上げられた状態に見られるように、構造体１１０は、下部１１２、下部１１２にテレスコープ式に収納（telescope）可能な中間部１１４、及び回転シャフト１１７を保持する静止覆い１１６であって、中間部１１４にテレスコープ式に収納可能な上部を含む。
【００４９】
自立構造体１１０は取り外し可能な３つの油圧ジャッキ１１５、１１８及び１２０を用いており、取り外し可能な油圧ジャッキの各々は、対応する基部１２３、１２５及び１２７に取り付けられたピストンロッド１２２、１２４及び１２６を備えている。油圧ジャッキ１１５及び１１８の基部１２３、１２５はそれぞれ下部１１２の基部１２８に取り付けられており、油圧ジャッキ１２０の基部１２７は中間部１１４の基部１３０に取り付けられている。
【００５０】
各ピストンロッド１２２、１２４及び１２６の末端は、それぞれプーリー１３２、１３４及び１３６を備えている。
【００５１】
一般に、各油圧ジャッキ１１５、１１８及び１２０は持ち上げケーブルを備えており、該持ち上げケーブルの可動末端は持ち上げられる構造体の基部に接続されており、該持ち上げケーブルの静止末端は油圧ジャッキの基部に取り付けられている。
【００５２】
さらに詳細には、油圧ジャッキ１１５は持ち上げケーブル１３８を備え、持ち上げケーブル１３８の可動末端１４０は中間部１１４の基部１４２に取り付けられており、持ち上げケーブル１３８はプーリー１３２を通過し、持ち上げケーブル１３８の静止末端（図９では見えない）が基部１２３に取り付けられている。
【００５３】
同様に、油圧ジャッキ１１８は持ち上げケーブル１４４を備え、持ち上げケーブル１４４の可動末端１４６は中間部１１４の基部１４８に取り付けられており、持ち上げケーブル１４４はプーリー１３４を通過し、持ち上げケーブル１４４の静止末端（図９では見えない）が基部１２５に取り付けられている。
【００５４】
また、油圧ジャッキ１２０は持ち上げケーブル１５０を備え、持ち上げケーブル１５０の可動末端は上部１１６の基部に接続されており、持ち上げケーブル１５０はプーリー１３６を通過し、持ち上げケーブル１５０の静止末端１５４が基部１２７に取り付けられている。
【００５５】
当業者には明らかなように、この構成によると、持ち上げられる部材が移動する距離は、油圧ジャッキのピストンの移動距離の２倍である。
【００５６】
ガイドレール機構（図示しない）が自立システムの横方向の剛直性を確保し、ブロッキング機構（図示しない）が風車の立ち上げの前後の剛直性を与える、ということも注目される。
【００５７】
例えば、上部１１６の長さが８ｍである場合、回転シャフト１１７の中央部は地表から２６ｍの高さに位置する。上部１１６の長さが１１ｍである場合、回転シャフト１１７の中央部は地表から３０ｍもの高さに位置する（図１０参照）。
【００５８】
添付図面の図１１のブロック線図及び図１２〜２０に参照しつつ、本発明の１つの態様に従った自立構造体を敷設するための工程を説明する。
【００５９】
図１２に示すように、構造体１１０は、テレスコピング部材が引き込まれ、油圧ジャッキ１１５、１１８及び１２０が適切に接続され、横にした状態で運搬される。
【００６０】
第一の工程２００において、構造体１１０を図１２に示す横にした状態から起こして立たせ、下部１１２の基部１２８を地面に固定して、図１３に示すように立たせる。
【００６１】
テレスコピング部材を固定しているブロッキング機構を解除し（工程２１０）、中間部１１４を持ち上げ（工程２２０）、中間部１１４の上面１６０を下部１１２の上面１８０と同じ高さにする（図１４参照）。敷設作業のこの段階で、構造体はプラットフォーム状の上面１８０を提供する（図１４参照）。これを達成するために、油圧ジャッキ１１５及び１１８のピストンロッド１２２及び１２４をそれぞれ同時に伸ばして、プーリー１３２及び１３４にそれぞれ係合したケーブル１３８及び１４４により中間部１１４を持ち上げる。
【００６２】
工程２３０において、前述の水平ウィングビーム１８２、１８４及び１８６ならびに対応する保持エレメント１８８、１９０及び１９２（これらは上部角錐型ブレード支持体を形成する）を回転シャフト１１７に取り付ける（図１５参照）。
【００６３】
その後、工程２４０において、油圧ジャッキ１２０のピストンロッド１２６を伸ばして、プーリー１３６に係合したケーブル１５０で上部１１６を持ち上げ、水平ウイングビーム１９４、１９６及び１９８ならびに対応する保持エレメント２００、２０２及び２０４が形成する下部角錐型ブレード支持体を回転シャフト１１７に取り付けるのに十分なスペースを設ける（図１６参照）。
【００６４】
下部角錐型ブレード支持体を取り付けたら、上記したようなブレード２０６、２０８及び２１０を上部及び下部角錐型ブレード支持体の間に取り付ける（工程２５０、図１７参照）。
【００６５】
工程２６０において、回転シャフト１１７のブロッキング手段（図示しない）を取り外して、回転シャフト１１７を機械的に作動可能にする（mechanically activated）。それから風車にモーターを付けて回転させ、回転質量のバランスをとり、安全ブレーキ（図示しない）の機能を確認する。
【００６６】
続く工程２７０において、油圧ジャッキ１２０のピストンロッド１２６を完全に伸ばすことによって、上部１１６を完全に伸ばした位置まで持ち上げる（図１８参照）。上部１１６を完全に伸ばした位置で固定する。油圧ジャッキ１２０はその後に風車から取り外してもよく、そして他の風車を立ち上げるのに再び使用してもよい。
【００６７】
最後に、構造体の中間部１１４を完全に持ち上げる。これを達成するために、油圧ジャッキ１１５及び１１８のピストンロッド１２２及び１２４を同時に完全に伸ばして、プーリー１３２及び１３４にそれぞれ係合したケーブル１３８及び１４４により中間部１１４を持ち上げる。中間部１１４を完全に伸ばした状態で固定する（図１９参照）。油圧ジャッキ１１５及び１１８はその後に風車から取り外してもよく（工程２９０）、そして他の風車を立ち上げるのに再び使用してもよい。こうして得られる風車を図２０に示す。
【００６８】
上記したように、風車を野外に敷設した後は、油圧ジャッキは他の風車を立ち上げるために使用することができる。また、風車を定期的に移動する場合は、油圧ジャッキは取り付けたままにしておくこともできる。
【００６９】
当業者には明らかなように、本発明の立ち上げシステムは、作業のうち工場で行う部分を増やすことによって野外で行う操作数を減らす傾向がある。この特徴により、作業の質の管理が向上する。さらに、持ち上げられた位置で行う組立工程が大きく減少するので、全体的な組立作業量が大きく減少する。
【００７０】
上記から、本発明の自蔵型自立構造体は、アクセスが困難な遠隔地での風車の設置に特に好適であることが理解されよう。
【００７１】
通常この分野では３つに分かれた部材を輸送するところを、本発明のシステムの場合は１つの構造体を輸送すればよいので、輸送費用を相当削減できることは明らかである。
【００７２】
さらに、本発明の風車の一体化された自立システムは、例えば鉱業分野といった移動しやすさを必要とする分野での利用に特に便利である。
【００７３】
最後に、上述した自立構造体は種々の異なるタイプの風車に使用でき、ここに例示した風車への使用に限られないということに注目すべきである。
【００７４】
発明の好ましい実施態様により本発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神及び本質から外れることなく、本発明を改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】「従来技術」と記載した図１は風車用のブレードの取り付けの概略図である。
【図２】「従来技術」と記載した図２は湾曲したブレードの輪郭図である。
【図３】「従来技術」と記載した図３は直角形状のブレードの輪郭図である。
【図４】図４は本発明の１つの態様によるブレード取り付け構造体の概略図である。
【図５】図５は図４の組立体で使用するブレードの輪郭図である。
【図６】図６は本発明の他の１つの態様によるブレードの部分断面斜視図である。
【図７】図７は本発明の他の１つの態様による風車用の一体化発電機／従動シャフトの概略図である。
【図８】図８は本発明のさらなる１つの態様による一体化従動シャフト／発電機組立体の概略図である。
【図９】図９は本発明の１つの態様によるシステムのテレスコープ式に収納した状態の正面図である。
【図１０】図１０は本発明の１つの態様によるシステムの伸展した状態の正面図である。
【図１１】図１１は本発明の１つの態様による風車の立ち上げ方法の工程のブロック線図である。
【図１２】図１２は輸送の準備のできたシステムを示し、図１１に示す方法の開始にあたる。
【図１３】図１３は図１１の方法の工程２００を行った後のシステムを示す。
【図１４】図１４は図１１の方法の工程２２０を行った後のシステムを示す。
【図１５】図１５は図１１の方法の工程２３０を行った後のシステムを示す。
【図１６】図１６は図１１の方法の工程２４０を行った後のシステムを示す。
【図１７】図１７は図１１の方法の工程２５０を行った後のシステムを示す。
【図１８】図１８は図１１の方法の工程２７０を行った後のシステムを示す。
【図１９】図１９は図１１の方法の工程２８０を行った後のシステムを示す。
【図２０】図２０は図１１の方法の最終工程２９０を行った後のシステムを示す。
【図１】
2005515364.tif 000003
【図２】
2005515364.tif 000004
【図３】
2005515364.tif 000005
【図４】
2005515364.tif 000006
【図５】
2005515364.tif 000007
【図６】
2005515364.tif 000008
【図７】
2005515364.tif 000009
【図８】
2005515364.tif 000010
【図９】
2005515364.tif 000011
【図１０】
2005515364.tif 000012
【図１１】
2005515364.tif 000013
【図１２】
2005515364.tif 000014
【図１３】
2005515364.tif 000015
【図１４】
2005515364.tif 000016
【図１５】
2005515364.tif 000017
【図１６】
2005515364.tif 000018
【図１７】
2005515364.tif 000019
【図１８】
2005515364.tif 000020
【図１９】
2005515364.tif 000021
【図２０】
2005515364.tif 000022
【国際調査報告】
2005515364.tif 000023
2005515364.tif 000024
2005515364.tif 000025