(57)【要約】【課題】【解決手段】発電組立体１０は、上昇させるのに十分に低い密度の主本体１２と、電力を発生させ得るように該主本体１２の表面に設けられた風力被駆動手段１８とを備えている。主本体１２は、全体としてプリズム形状を有し、また、一部円形の断面又は一部楕円形の断面の正面領域２７を有する。主本体１２は、主本体１２の中心面Ｐから主本体１２の正面領域２７と残りの部分２６との間における交差線Ｚまで伸びる第一の距離Ｂを有する。主本体１２は、該主本体１２の正面領域２７と残りの部分２６との間における交差線Ｚから主本体１２の正面領域２７の最上流点と中心面Ｐとの間における交差線Ｔまで伸びる第二の距離Ａを有する。第一の距離Ｂと第二の距離Ａとの比は、０．５以上ないし５以下である。風力被駆動手段１８は、ある直径Ｄを有し、風力被駆動手段１８の該直径Ｄと上記第一の距離Ｂとの比は０．２５以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電組立体（１０）において、上昇させるのに十分に低い密度の主本体（１２）と、電力を発生させ得るように該主本体（１２）の表面に設けられた風力被駆動手段（１８）とを備え、該主本体（１２）は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体（１２）は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域（２７）を備え、該主本体（１２）は、該主本体（１２）の中心面（Ｐ）から該主本体（１２）の正面領域（２７）と残りの部分（２６）との間における交差線（Ｚ）まで垂直に伸びる第一の距離（Ｂ）を有し、該主本体（１２）は、主本体（１２）の正面領域（２７）と主本体（１２）の中心面（Ｐ）に対して平行な残りの部分（２６）との間における交差線（Ｚ）から主本体（１２）の正面領域（２７）の最上流点と主本体（１２）の中心面（Ｐ）との間における交差線（Ｔ）まで伸びる第二の距離（Ａ）を有し、該第一の距離（Ｂ）と該第二の距離（Ａ）との比は、０．５以上ないし５以下であり、風力被駆動手段（１８）は、ある直径（Ｄ）を有し、風力被駆動手段（１８）の該直径（Ｄ）と前記第一の距離（Ｂ）との比は０．２５以下である、発電組立体。
【請求項２】
請求項１に記載の発電組立体において、主本体（１２）は、２つ又はより多くの部分（２８、３０）を備える、発電組立体。
【請求項３】
請求項２に記載の発電組立体において、第一の部分（２８）は、主本体（１２）の正面領域（２７）を画成するように配置され、また、第二の部分（３０）は、主本体（１２）の残りの部分（２６）を画成するように配置される、発電組立体。
【請求項４】
請求項３に記載の発電組立体において、第一の部分（２８）は、空気よりも軽い流体を保持し、第二の部分（３０）は、空気を保持する、発電組立体。
【請求項５】
請求項４に記載の発電組立体において、第二の部分（３０）は、主本体（１２）上にて空気流の動力学的ヘッド圧により加圧される、発電組立体。
【請求項６】
請求項３、請求項４又は請求項５に記載の発電組立体において、第一の部分（２８）は、主本体（１２）の正面領域の形状を変化させる手段（３２）を備える、発電組立体。
【請求項７】
請求項６に記載の発電組立体において、主本体（１２）の正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、正面領域（２７）を第一の作動モードにおける実質的に円形の断面から第二の作動モードにおける実質的に楕円形の断面に変化させる、発電組立体。
【請求項８】
請求項６に記載の発電組立体において、主本体（１２）の正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、第一の距離（Ｂ）と第二の距離（Ａ）との比を第一の作動モードにおける０．５ないし１．５から第二の作動モードにおける３ないし５に変化させる、発電組立体。
【請求項９】
請求項６、請求項７又は請求項８に記載の発電組立体において、正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、膨張可能な手段を備える、発電組立体。
【請求項１０】
請求項９に記載の発電組立体において、正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、拡張可能な手段（３４）を備える、発電組立体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１つの項に記載の発電組立体において、風力被駆動手段（１８）を主本体（１２）の表面に対して動かす手段（３９）を備える、発電組立体。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発電組立体において、風力被駆動手段（１８）を動かす手段（３９）は、風力被駆動手段（１８）を第一の作動モードにおける主本体（１２）の表面に対する第一の位置から第二の作動モードにおける主本体（１２）の表面により近い第二の位置まで動かす、発電組立体。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）は、該主本体（１２）を安定化させる空気力学的形態をしている、発電組立体。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）は、前記上昇を実現するのに十分に低い密度を有する気体を保持することにより前記十分に低い密度とされる、発電組立体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の発電組立体において、気体は、ヘリウム及び（又は）水素であり、又は著しい比率のヘリウム及び（又は）水素を備える、発電組立体。
【請求項１６】
請求項１４又は１５の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）内にて気体により提供される上昇力は、主本体（１２）を所定の高度まで上昇させるのに十分であり、主本体（１２）の空気力学的形態は、主本体（１２）をより高い高度まで上昇させる更なる上昇力を提供する、発電組立体。
【請求項１７】
請求項１ないし１６の何れか１つの項に記載の発電組立体において、電力を地面まで送電する送電手段（２４Ａ）を更に備える、発電組立体。
【請求項１８】
請求項１ないし１７の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）を地面に固定する固定手段（２４）を備える、発電組立体。
【請求項１９】
請求項１７に従属して、請求項１８に記載の発電組立体において、固定手段（２４）と送電手段（２４Ａ）は、それらの長さに沿って互いに緊密に物理的に関係する状態に共に保持される細長い部材を備える、発電組立体。
【請求項２０】
請求項１８に従属して、請求項１９に記載の発電組立体において、固定手段（２４）は送電手段（２４Ａ）を構成する、発電組立体。
【請求項２１】
請求項２０に記載の発電組立体において、固定手段（２４）は、主本体（１２）を地面に固定し且つ、電力を地面に送電し得るよう形成された細長い部材を備える、発電組立体。
【請求項２２】
請求項１ないし２１の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）は、その上面にプラットフォーム（１６）を備え、風力被駆動手段（１８）は、該プラットフォーム（１６）の上に取り付けられる、発電組立体。
【請求項２３】
請求項１ないし２２の何れか１つの項に記載の発電組立体において、風力被駆動手段（１８）は、前記タービンの線内に配置された複数の前記風力タービン（１８）を備える、発電組立体。
【請求項２４】
請求項２３に記載の発電組立体において、列は複数の前記線を備え、線の各々は、複数の前記風力タービン（１８）を備える、発電組立体。
【請求項２５】
請求項１８ないし２１の何れか１つの項に記載の発電組立体において、固定手段（１２４）は、ケーブルを保持する保持手段（１４０）が設けられたケーブルを備え、該保持手段（１４０）は、固定手段に取り付けられた複数の浮揚部材を備える、発電組立体。
【請求項２６】
請求項２５に記載の発電組立体において、浮揚部材は、パラシュート、凧又は風船を備え、該風船は、気体よりも低い密度の気体を保持する、発電組立体。
【請求項２７】
請求項１８ないし２１又は２５、２６の何れか１つの項に記載の発電組立体において、固定手段は、地面に取り付けられた係留ケーブルを備える第一の部分（１２６）と、該第一の部分（１２６）に設けられた第二の部分（１２８）とを備え、該第二の部分（１２８）は、前記第一の部分（１２６）から主本体（１１２）まで伸びる複数の補助的ケーブル（１３０）を備える、発電組立体。
【請求項２８】
請求項２７に記載の発電組立体において、ケーブル組立体の第二の部分（１２８）は、主本体（１２）のピッチ角度を変化させるピッチ制御手段（１３２）を備える、発電組立体。
【請求項２９】
請求項２８に記載の発電組立体において、ピッチ制御手段（１３２）は、主本体（１２）の後部領域に固定された調節可能なケーブルを備える、発電組立体。
【請求項３０】
請求項２８に記載の発電組立体において、ピッチ制御手段（１３２）は、主本体（１２）の後端縁に沿ったフラップ装置（７２）を備える、発電組立体。
【請求項３１】
請求項２８に記載の発電組立体において、ピッチ制御手段は、主本体（１２）内の浮力を変化させる手段（８０、８２、８４）を備える、発電組立体。
【請求項３２】
請求項２８に記載の発電組立体において、ピッチ制御手段は、主本体（１２）に設けられて固定手段（２４）を配置する可変位置決め手段（９０）を備え、該位置決め手段（９０）は、駆動手段（９２、９４）により主本体（１２）に接続される、発電組立体。
【請求項３３】
請求項１ないし３２の何れか１つの項に記載の発電組立体において、主本体（１２）は、風力被駆動手段（１８）の正面及び（又は）その側部及び（又は）その後方に形態部（６０、６２）を備え、該形態部（６０、６２）は、風力被駆動手段（１８）に対する風速を増し又は風速の増強を最大にする形態とされる、発電組立体。
【請求項３４】
請求項３３に記載の発電組立体において、形態部は、風力タービン（１８）の間に配置されたリッジ（６０）を備え、該リッジ（６０）は、風力タービンの下流の風の層流に相応するよう配置され、これにより、風力タービンを通る風速を増大させる、発電組立体。
【請求項３５】
請求項３３に記載の発電組立体において、形態部は、風力タービン（１８）の効率を最大にし得る要領にて空気を風力タービン（１８）まで案内すべく風力タービン（１８）の上流にて主本体に設けられた風案内手段を備える、発電組立体。
【請求項３６】
請求項３５に記載の発電組立体において、前記風案内手段は、反対方向に回転する案内ベーン、可変入口案内ベーン又は静止案内ベーン（６２）を備える、発電組立体。
【請求項３７】
発電組立体（１０）において、上昇させるのに十分に低い密度の主本体（１２）と、電力を発生させ得るように該主本体（１２）の表面に設けられた風力被駆動手段（１８）とを備え、該主本体（１２）は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体（１２）は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域（２７）を備え、該主本体（１２）は、該主本体（１２）の正面領域（２７）と残りの部分（２６）との間における交差面（Ｚ）にて最大厚さを有し、該主本体（１２）は、該主本体（１２）の最大厚さの２分の１に等しい第一の距離（Ｂ）を有し、該主本体（１２）は、主本体（１２）の正面領域（２７）と主本体（１２）の中心面（Ｐ）に対して平行な残りの部分（２６）との間における交差面（Ｚ）から主本体（１２）の正面領域（２７）の最上流点と主本体（１２）の中心面（Ｐ）との間における交差線（Ｔ）まで伸びる第二の距離（Ａ）を有し、該第一の距離（Ｂ）と該第二の距離（Ａ）との比は、０．５以上ないし５以下であり、風力被駆動手段（１８）は、ある直径（Ｄ）を有し、風力被駆動手段（１８）の該直径（Ｄ）と前記第一の距離（Ｂ）との比は０．２５以下である、発電組立体。
【請求項３８】
請求項３７に記載の発電組立体において、主本体（１２）の最大厚さを変化させる手段（３２）を備える、発電組立体。
【請求項３９】
発電組立体（１０）において、上昇させるのに十分に低い密度の主本体（１２）と、電力を発生させ得るように該主本体（１２）の表面に設けられた風力被駆動手段（１８）とを備え、該主本体（１２）は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体（１２）は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域（２７）を備え、第一の部分（２８）は、該主本体（１２）の正面領域（２７）を画成するように配置され、また、第二の部分（３０）は、該主本体（１２）の残りの部分（２６）を画成するように配置され、第一の部分（２８）は、主本体（１２）の正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）を備える、発電組立体。
【請求項４０】
請求項３９に記載の発電組立体において、主本体（１２）の正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、正面領域（２７）を第一の作動モードにおける実質的に円形の断面から第二の作動モードにおける実質的に楕円形の断面に変化させる、発電組立体。
【請求項４１】
請求項４０に記載の発電組立体において、正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、膨張可能な手段を備える、発電組立体。
【請求項４２】
請求項４１に記載の発電組立体において、正面領域（２７）の形状を変化させる手段（３２）は、拡張可能な手段（３４）を備える、発電組立体。
【請求項４３】
発電組立体（１０）において、上昇させるのに十分に低い密度の主本体（１２）と、電力を発生させ得るように該主本体（１２）の表面に設けられた風力被駆動手段（１８）とを備え、該主本体（１２）は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体（１２）は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域（２７）を備え、風力被駆動手段（１８）を主本体（１２）の表面に対して動かす手段（３９）を備える、発電組立体。
【請求項４４】
請求項４３に記載の発電組立体において、風力被駆動手段（１８）を動かす手段（３９）は、風力被駆動手段（１８）を第一の作動モードにおける主本体（１２）の表面に対する第一の位置から第二の作動モードにおける主本体（１２）の表面により近い第二の位置まで動かす、発電組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電は、過去７年の間、４０％の年間成長率を示す、現在、世界中で最も急成長しつつある再生可能なエネルギ源である。既知の風力タービン技術の不利益な点は、地面付近の風速が凹凸によって減少することである。その結果、風力タービンは、地面から上方に塔の上に配置されている。かかる塔の設置位置は、優勢な現地の風速のみならず、現地の住民の意見をも考慮に入れて慎重に選定する必要がある。
【０００３】
２００３年５月２０日付けで出願された我々の英国特許出願明細書０３１１５３６．７号には、上昇させるのに十分に低い密度の主本体と、電力を発生させ得るように該主本体の表面に設けられた風力被駆動手段とを備える発電組立体が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は、新規な発電組立体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明は、上昇させるのに十分に低い密度の主本体と、電力を発生させ得るように該主本体の表面に設けられた風力被駆動手段とを備え、該主本体は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域を備え、該主体は、主本体の中心面から主本体の正面領域と残りの部分との間における交差線まで垂直に伸びる第一の距離を有し、該主本体は、該主本体の正面領域と該主本体の中心面に対して平行な残りの部分との間における交差線から主本体の正面領域の最上流点と主本体の中心面との間における交差線まで伸びる第二の距離を有し、該第一の距離と上記第二の距離との比は、０．５以上ないし５以下であり、風力被駆動手段は、ある直径を有し、風力被駆動手段の該直径と上記第一の距離との比は０．２５以下である、発電組立体を提供する。
【０００６】
好ましくは、主本体は、２つ又はより多くの部分を備えるものとする。好ましくは、第一の部分は、主本体の正面領域を画成するように配置され、また、第二の部分は、主本体の残りの部分を画成するように配置されるものとする。好ましくは、第一の部分は、空気よりも軽い流体を保持し、第二の部分は、空気を保持するものとする。好ましくは、第二の部分は、主本体上にて空気流の動力学的ヘッド圧力により加圧されるものとする。
【０００７】
好ましくは、第一の部分は、主本体の正面領域の形状を変化させる手段を備えるものとする。好ましくは、主本体の正面領域の形状を変化させる手段は、正面領域を第一の作動モードにおける実質的に円形の断面から第二の作動モードにおける実質的に楕円形の断面に変化させるものとする。
【０００８】
好ましくは、主本体の正面領域の形状を変化させる手段は、第一の距離と第二の距離との比を第一の作動モードにおける０．５ないし１．５から第二の作動モードにおける３ないし５に変化させるものとする。
【０００９】
好ましくは、正面領域の形状を変化させる手段は、膨張可能な手段、より好ましくは、拡張可能な手段を備えるものとする。
これと代替的に、風力被駆動手段を主本体の表面に対して動かす手段が存在するようにする。風力被駆動手段を動かす手段は、風力被駆動手段を第一の作動モードにおける主本体の表面に対する第一の位置から第二の作動モードにおける主本体の表面により近い第二の位置まで動かす。
【００１０】
本発明は、また、上昇させるのに十分に低い密度の主本体と、電力を発生させ得るように該主本体の表面に設けられた風力被駆動手段とを備え、該主本体は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域を備え、該主本体は、該主本体の正面領域と残りの部分との間における交差面に最大厚さを有し、該主本体は、該主本体の最大厚さの２分の１に等しい第一の距離を有し、該主本体は、主本体の正面領域と主本体の中心面に対して平行な残りの部分との間における交差面から主本体の正面領域の最上流点と主本体の中心面との間における交差線まで伸びる第二の距離を有し、該第一の距離と該第二の距離との比は、０．５以上ないし５以下であり、風力被駆動手段は、ある直径を有し、風力被駆動手段の該直径と上記第一の距離との比は０．２５以下である、発電組立体を提供する。
【００１１】
本発明は、また、上昇させるのに十分に低い密度の主本体と、電力を発生させ得るように該主本体の表面に設けられた風力被駆動手段とを備え、該主本体は、全体としてプリズム形状を有し、該主本体は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域を備え、第一の部分は、主本体の正面領域を画成するように配置され、また、第二の部分は、主本体の残りの部分を画成するように配置され、第一の部分は、主本体の正面領域の形状を変化させる手段を備える、発電組立体も提供する。
【００１２】
好ましくは、主本体の正面領域の形状を変化させる手段は、正面領域を第一の作動モードにおける実質的に円形の断面から第二の作動モードにおける実質的に楕円形の断面に変化させるものとする。
【００１３】
好ましくは、正面領域の形状を変化させる手段は、膨張可能な手段を備えるものとする。
好ましくは、正面領域の形状を変化させる手段は、拡張可能な手段を備えるものとする。
【００１４】
本発明は、また、上昇させるのに十分に低い密度の主本体と、電力を発生させ得るように該主本体の表面に設けられた風力被駆動手段とを備え、該主本体は、全体としてプリズム形状を有し、また、該主本体は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する正面領域を備え、風力被駆動手段を主本体の表面に対して動かす手段を備える、発電組立体も提供する。
【００１５】
好ましくは、風力被駆動手段を動かす手段は、風力被駆動手段を第一の作動モードにおける主本体の表面に対する第一の位置から第二の作動モードにおける主本体の表面により近い第二の位置まで動かすものとする。
【００１６】
本発明は、添付図面を参照しつつ、単に一例としてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ないし図３に示した、発電組立体１０は、内部空間１４を画成する主本体１２を備えている。空気よりも低い密度である、例えばヘリウム、水素、熱気等のような気体が主本体１２を地面よりも上方に上昇させ得るよう内部空間１４内に保持されている。主本体１２は、第一のプラットフォーム１６と、第二のプラットフォーム１６Ａとを画成し、これらプラットフォーム上には、列状の風力タービン１８の形態にて被駆動手段が設けられている。図示した実施の形態において、列状の風力タービン１８は、一端２０から他端２２まで第一のプラットフォーム１６を亙って直線状に配置された複数の風力タービン１８と、一端２０から他端２２まで第二のプラットフォーム１６Ａを亙って直線状に配置された複数の風力タービン１８とを備えている。風は、矢印Ｘ、Ｙで示した方向に向けて主本体１２を亙って吹く。
【００１８】
発電組立体１０は、また、風力タービン１８により発生された電力を地面まで送電する送電手段も備えている。該送電手段は、電気ケーブル２４Ａとすることができる。発電組立体１０は、主本体１２を地面に固定する固定手段も備えている。固定手段は、図示した実施の形態において、係留ケーブル２４の形態をしており、電気ケーブル２４Ａは、係留ケーブル２４の側部に沿って又は係留ケーブル２４内にて伸びることができる。電気ステーション２５を、係留ケーブル２４と電気ケーブル２４Ａが伸びる地面に配置することができる。その他の実施の形態において、係留ケーブル２４は、電気ケーブル２４Ａを構成し、この場合、１本のケーブル２４のみが提供される。
【００１９】
図３を特に参照すると、主本体１２は、正面領域２７と、尾領域２６とを有するのが分かる。主本体１２における風力タービン１８の位置は、これら風力タービンが最大速度の領域にあるようなものとする。図３には、主本体１２の頂部と底部との上方を通る空気の風速プロフィール（Ｅにて標識）が示されている。第一及び第二のプラットフォーム１６、１６Ｂの表面に近い風速は、プラットフォーム１６の表面から隔った領域における速度の数倍となり、また、主本体１２の形状に依存する。風力タービン１８は、空気がプラットフォーム１６、１６Ａの境界層内にてゆっくりと動く位置である、プラットフォーム１６、１６Ａの表面から離れた位置に配置される。
【００２０】
発電のため使用される風力タービン１８は、当該技術にて既知の風力タービンとすることができる。
風力タービン１８は、相対的に小さい寸法であり、プラットフォーム１６、１６Ａに沿って均一に配分されている。このことは、風力タービンの重量が均一に配分され、このため、これらの風力タービンは、主本体１２により効果的に支持することができるという有利な効果がある。また、これらのタービンは、プラットフォーム１６、１６Ａを亙って最高の運動エネルギを有する、空気の層流内に配置することができる。かかる空気の層流は、全体として、プラットフォーム１６、１６Ａを亙る空気の境界層の僅かに上方にある。
【００２１】
主本体１２は、全体としてプリズム形状をしており、主本体１２の正面領域２７は、一部円形の断面又は一部楕円形の断面を有する。プリズム形状は、主本体１２の断面形状がその端部２０、２２の間にて主本体１２の長さのかなりの部分に亙って実質的に一定の形状をとっている。しかし、断面形状は、端部２０の隣接する端部又はその双方を変化させる。好ましくは、主本体１２の断面形状は、主本体１２の長さの全体に亙って一定とする。好ましくは、主本体１２の断面積は、端部２０、２２の間にて主本体１２の長さのかなりの部分の全体に亙って実質的に一定とする。好ましくは、主本体１２の断面積は、主本体１２の長さの全体に亙って一定とする。断面形状は、例えば、三角形のような多角形とし、又は、円形等とすることができる。その理由は、全体として円筒状の形状の正面領域の周りにおける最大程度の空気流の加速は、全体として球形の形状をした正面領域の場合の２倍の電力を発生させるからである。この例において、主本体１２は、三角形の断面であり、このため、プラットフォーム１６、１６Ａは、実質的に矩形であり、主本体１２は、一部円形又は一部楕円形の正面領域２７を有している。
【００２２】
主本体１２の正面領域２７の比率は、重要であり、図３に示されている。主本体１２は、主本体１２の中心面Ｐから主本体１２の正面領域２７と残りの部分、すなわち尾部分２６との間の交差線Ｚまで垂直な第一の距離Ｂを有している。該第一の距離Ｂは、主本体１２の最大厚さの２分の１であり、主本体１２の最大厚さは、主本体の正面領域２７と残りの部分すなわち尾部分２６との間の交差面Ｚにある。主本体１２は、正面領域２７と主本体１２の中心面Ｐに対して平行な主本体１２の残りの部分、すなわち尾部分２６との間の交差線Ｚから正面領域２７の最上流点と主本体１２の中心面Ｐとの間の交差線Ｔまでの第二の距離Ａを有している。第一の距離Ｂと第二の距離Ａとの比は、０．５以上ないし５以下とする。楕円形のプリズム形状の周りの空気流は、プラットフォーム１６、１６Ａの表面近くの空気流を加速して、６０倍以上の電力増強ファクタを形成する。風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、直径Ｄであり、該直径Ｄと上記第一の距離Ｂとの比は、０．２５以下である。風力タービン１８は、例えば、２ｍないし３ｍの直径を有するが、その他の適宜な直径を使用してもよい。風力タービン１８は、プラットフォーム１６、１６Ａの表面に取り付けられ、このため風力タービン１８の直径は主本体１２の最大厚さと比べて小さい。このことは、電力増強率が最大であり、最大の電力を引き出すことができる位置である、プラットフォーム１６、１６Ａの表面に近い位置に風力タービン１８が配置されることを保証する。このため、主本体の正面領域２７は、一部円筒状である。風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、正面領域２７と主本体１２の残りの部分、すなわち尾部分２６との間の交差線Ｚ、すなわち主本体１２の最大の厚さ箇所に配置される。
【００２３】
風力被駆動手段、すなわち風力タービンの回転軸線１８は、主本体１２を亙る風の流れ方向に対し実質的に平行に又は線Ｚ、Ｔに対し実質的に垂直な主本体１２の弦方向に向けて配置されている。風力被駆動手段、すなわち風力タービンの回転軸線１８は、互いに対し実質的に平行であり、風力被駆動手段、すなわち風力タービンの回転軸線１８は、主本体１２の中心面Ｐに対し実質的に平行である。風力被駆動手段、すなわち風力タービンの回転軸線１８は、主本体１２の最大厚さを保持する面に対し実質的に垂直である。
【００２４】
風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、主本体１２を亙る少なくとも１つの線内に全体的に配置されており、これらの線は線Ｔ、Ｚに対し全体的に平行である。風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、プラットフォーム１６、１６Ａの双方に又はプラットフォーム１６又は１６Ａの一方にのみ配置することができる。このため、風力被駆動手段の該少なくとも１つの線は、主本体１２に亙る風の流れ方向に対し垂直に実質的に横方向に配置される。
【００２５】
本発明による発電組立体の更なる実施の形態は、図４、図５に示されている。該発電組立体１１０は、図１ないし図３に示したものと同様であり、この場合にも、プリズム形状の主本体１２と、プラットフォーム１６、１６Ａに配置された風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８とを備えている。該主本体１２は、２つ又はより多くの部分を備えている。第一の部分２８は、主本体１２の正面領域２７を画成するよう配置され、第二の部分３０は、主本体１２の残りの部分、すなわち尾部分２６を画成するよう配置されている。第一の部分２８は、空気よりも軽い流体を保持し、第二の部分３０は空気を保持している。第二の部分３０は、主本体１２の上における空気流の動力学的ヘッド圧力により加圧することができる。この配置は、空気よりも軽い区画部の形状を簡略化し且つ、コストを最小限にする。
【００２６】
容量ファクタ、すなわち平均電力出力／最大電力出力は、風力タービン発電組立体とって重要なパラメータである。その理由は、コストは最大電力出力により決まる一方、経済的利得は、平均電力出力により決まるからである。このため、容量ファクタを最大にすることは、ｋＷｈｒ当たりのコストを最小にするために風力タービン発電組立体にとって１つの目的である。高い高度において、風速は、地面におけるよりも著しく速いが、高い高度における風速の変化は、地面レベルにおけるものよりもしばしば少ないが、依然として顕著であり、０．２５の容量ファクタを有する。高い高度の風力タービン発電組立体の容量ファクタは、典型的に３倍のファクタだけ著しく増大させることができる。
【００２７】
図４及び図５における発電組立体１１０は、第一の部分２８が主本体１２の正面領域２７の形状を変化させる手段３２を備えるように配置される。主本体１２の正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、正面領域２７を図４に示したように、第一の作動モードにおける実質的に一部円形の断面から図５に示したように、第二の作動モードにおける実質的に一部楕円形の断面に変化させる。
【００２８】
主本体１２の正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、第一の距離と第二の距離との比を第一の作動モードにおける０．５ないし１．５から第二の作動モードにおける３ないし５へと変化させる。正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、膨張可能な手段、より好ましくは、拡張可能な手段を備えている。正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、主本体１２の最大厚さ面に配置された１つ又はより多くの膨張可能／拡張可能なコラム３４を備えている。このように、主本体１２の最大厚さも変化する。主本体１２の正面領域２７の形状の変化は、主本体１２の表面積を変化させずに実現可能である。正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、１つ又はより多くの液圧ラム、空圧ラム又は電動ラムを備えることもできる。正面領域２７の形状を変化させる手段３２は、その他の任意の適宜な装置を備えるものでもよい。主本体１２は、主本体１２の残りの部分、すなわち尾部分２６の形状を維持し得るよう主本体１２に箇所３８にて回動可能に取り付けられた複数のストラッツ３６、例えば、拡張したストラッツも備えている。
【００２９】
作動時、遅い風速のとき、第二の作動モードにおいて、主本体１２の最大厚さは増大し、従って主本体１２の正面領域２７の形状は、図５に示すように、３ないし５のＢ／Ａ比を有する絶壁状の一部楕円形の断面に変化する。風力タービン１８からの電力出力を維持するためには、空気速度を一層増すことが必要とされるから、このことは、プラットフォーム１６、１６Ａの表面に近い空気流の速度を増すことになる。このことは、主本体１２に加わる最大抵抗力を増大させることになる。
【００３０】
作動時、速い風速のとき、第一の作動モードにおいて、主本体１２の最大厚さは減少し、従って主本体１２の正面領域２７の形状は０．５ないし１のＢ／Ａ比を有する一部円形の断面に変化する。風力タービン１８の電力出力を維持するためには空気速度の増強程度が少なくて済むから、このことは、プラットフォーム１６、１６Ａの表面に近い空気流の速度を減少させる。速い風速にてタービン１２が流線型となることは、主本体１２に加わる最大抵抗荷重が減少するという有利な効果を有する。このため、風力タービン１８の電力出力はより均一に維持される。
【００３１】
本発明による発電組立体の更なる実施の形態は図６、図７、図８に示されている。発電組立体２１０は、図１ないし図３に示したものと同様であり、この場合にも、プリズム形状を有する主本体１２と、プラットフォーム１６、１６Ａに配置された風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８とを備えている。
【００３２】
図６及び図７における発電組立体２１０は、風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８を主本体１２のプラットフォーム１６、１６Ａの表面に対して動かす手段３９が存在するようにも配置されている。風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８を動かす手段３９は、風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８を第一の作動モードにおける主本体１２のプラットフォーム１６、１６Ａの表面に対する第一の位置から図７に示すように、第二の作動モードにおける主本体１２のプラットフォーム１６、１６Ａの表面により近い第二の位置まで動かす。
【００３３】
風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８の各々を動かす手段３９は、液圧ラム、空圧ラム、電動ラム、ラック及びピニオン又はねじジャッキを備えている。風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８の各々を動かす手段３９は、任意のその他の適宜な装置を備えることもできる。例えば、風力タービン１８の各々は、プラットフォーム１６、１６Ａにて塔４０に取り付けられ、風力タービン１８は、塔４０の１つ又はより多くのスロット又は軌道４４内に位置する摺動体４２によりそれぞれのプラットフォーム１６、１６Ａの表面に向けて且つ、該表面から離れるように動くようにしてもよい。風力タービン１８を少なくとも１つのスロット４４に沿って動かす電動ラム４６が提供される。該電動ラム４６は、風力タービン１８により発生された電気により駆動することができる。
【００３４】
作動時、遅い風速のとき、第二の作動モードにおいて、風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、図７に示すように、主本体１２のプラットフォーム１６、１６Ａの表面により近い第二の位置まで動く。このことは、風力タービン１８をプラットフォーム１６、１６Ａの表面により近い位置まで動かし、この位置において、風力タービン１８からの電力出力を維持するため、空気速度はより顕著に増大する。
【００３５】
作動時、速い風速のとき、第一の作動モードにおいて、風力被駆動手段、すなわち風力タービン１８は、図６に示すように、主本体１２のプラットフォーム１６、１６Ａの表面から更に離れた第一の位置まで動く。このことは、風力タービン１８をプラットフォーム１６、１６Ａの表面から更に離れた位置に動かし、この位置において、風力タ−ビン１８の電力出力を維持するため空気速度の増強程度は少ないから、プラットフォーム１６、１６Ａの表面に近い空気速度の増強程度は小さい。このように、風力タービン１８の電力出力はより均一に維持される。
【００３６】
発電組立体３１０の更なる実施の形態は、図９に示されており、図２、図３に示したものと同様であり、同様の部品は同様の番号で表示してある。この実施の形態において、主本体１２の一側部に流れる風は、主本体１２の反対側部に流れる風と同一の速度を有しており、このため、主本体１２は、一側部又は反対側部まで動かず、全体として静止状態に止まる。中心面Ｐの周りにて主本体１２の対称の形態は、安定化効果を提供する。この場合にも主本体１２の正面領域２７は、一部円筒状であり、従って、一部円形の断面をしている。主本体１２は、中心面Ｐが実質的に垂直位置に配置された状態に配置される。
【００３７】
図１０に示した発電組立体４１０の実施の形態において、主本体１２は、中心面Ｐが実質的に水平方向に配置された状態に配置される。この場合にも、主本体１２の正面領域２７は、一部円筒状であり、従って、一部円形の断面をしている。
【００３８】
図１１に示した発電組立体の実施の形態において、主本体１２は、水平方向に対しある角度にて配置された、中心面Ｐの周りの空気力学的上昇プロフィールを有している。主本体１２の正面領域２７は、一部円筒状であり、従って、一部円形の断面をしている。
【００３９】
図１２に示した発電組立体６１０の実施の形態において、主本体１２は、中心面Ｐが図９と同様に、実質的に垂直方向に配置された状態に配置されている。この場合にも、主本体１２の正面領域２７は、一部円筒状であり、従って、一部円形の断面をしている。しかし、翼部材５０が主本体１２の上端縁に設けられ、主本体１２に対し空気力学的上昇力及び安定性を提供する。翼部材５０の下方における主本体１２の対称の形状は、安定化効果を提供する。これと代替的に、図１３に示すように、発電組立体７１０は、主本体１２に対し空気力学的上昇力及び安定性を提供し且つ、風力被駆動手段１８により発生された騒音に対する障壁として機能するよう主本体１２の下端縁に設けられた翼部材５０を備えている。
【００４０】
図１４に示した実施の形態において、発電組立体８１０の主本体１２は、尾領域２６と、絶壁状正面領域２７とを有する翼型の形態を備えている。尾領域２６は、主本体１２に対し上昇力を提供し得るような空気力学的形態とされている。このように、矢印Ｘで示した、主本体１２の頂部の上を流れる風は、矢印Ｙで示した、主本体１２の下方を流れる風よりも速い速度を有する。主本体１２における風力タービン１８の位置は、風力タービンが最大速度の領域内にあるようなものである。図１４には、主本体１２の頂部の上を流れる空気の風速プロフィール（記号Ｅにて標識）が示されている。プラットフォーム１６の表面に近い風速は、プラットフォーム１６の上方に隔てられた領域の速度の約１．５倍である。
【００４１】
主本体１２内に保持される気体は、例えば、３０００ｍのような、所定の第一の高度まで主本体１２を上昇させるように選ぶことができる。主本体１２の空気動学的形態は、例えば、９０００ｍのような、より高い高度まで更なる上昇力を提供するようなものとすることができる。高い高度におけるより速い風速と関係した有利な効果に加えて、９０００ｍの高度までの主本体の上昇は、主本体１２が地面から見えなくなり、また、騒音に関係する現地の住民からの苦情を緩和することを保証するという有利な効果がある。また、かかる高い高度は、例えば、雨又は霰のような、地面における悪気象状態からの全ての効果を解消することになろう。
【００４２】
主本体１２の空気動力学的形態は、プラットフォームと風力タービン１８により発生された水平方向抗力を釣合わせるのを助ける上昇力を提供するという有利な効果を提供する。このことは、主本体１２を安定的な位置に維持するのを助けることになる。
【００４３】
風力タービン１８は、相対的に小さい寸法であり且つ、プラットフォーム１６に沿って均一に配分されている。このことは、風力タービンの重量が均一に配分され、従って、風力タービンは主本体１２により効率的に支持することが可能であるという有利な効果がある。また、風力タービンは、プラットフォーム１６を亙って最高の運動エネルギを有する空気の層流中に配置することが可能である。かかる空気の層流は、プラットフォーム１６を亙る空気の境界層よりも全体として僅かに上方となる。風力タービン１８は、この例において、主本体１２の頂部にてプラットフォーム１６上にのみ配置される。
【００４４】
図１５及び図１６には、単一のケーブル２４は、地面から伸びる第一の部分１２６と、該第一の部分１２６の上端から主本体１２まで伸びる複数の補助的ケーブル１３０を備える第二の部分１２８とを有するケーブル装置１２４にて置換される発電組立体９１０の更なる実施の形態が示されている。このように、主本体１２は、複数の箇所にてケーブル装置１２４に取り付けられ、これにより各箇所における応力を最小にする。また、図１５に示すように、第二の部分１２８は、主本体１２のピッチ角度を変化させるピッチ角度制御手段を更に備えることができる。該ピッチ制御手段は、その後部にて尾部分２６の下側に取り付けられた調節ケーブル１３２を備えている。該調節ケーブル１３２は、可変長さであり、このため、調節ケーブル１３２の長さを変化させることにより、主本体１２のピッチ角度を変更することができる。
【００４５】
図１５に示すように、ケーブル装置１２４の第一の部分１２６には、第一の部分１２６が破断した場合、該第一の部分１２６の下降速度を制限する手段を設けることができる。該速度制限手段は、ケーブル装置１２４の第一の部分１２６に沿って隔てた関係に配置された複数のパラシュート１４０の形態とすることのできる保持手段を備えることができる。該パラシュート１４０は、第一の部分１２６が破断した場合、自動的に展開する。例えば、参照番号１５０で表示した領域のような第一の部分１２６にて破断が生じた場合、破断箇所１５０の下方のパラシュート１４０は、自動的に展開して、第一の部分１２６の一部分が空中を下降するとき、該部分の降下速度を遅くし、これによりパラシュートがぶつかるであろう地面上の物体への損傷を回避する。
【００４６】
通常の使用時、パラシュート１４０は、パラシュート１４０Ａで示すように、格納されている。
パラシュート１４０の１つの代替例として、該パラシュートは、凧又は風船にて置換してもよく、該凧又は風船は、恒久的に使用してケーブル２４又は第一の部分１２６の重量を支持し、これにより主本体１２が必要とする上昇力を軽減することが可能である。
【００４７】
図１７を参照すると、風力タービン１８が内部に取り付けられた主本体１２の一部分が示されている。リッジ６０の形態をした表面造作構造部は、隣接する風力タービン１８の間にて風の流れ方向に対し平行に伸びている。リッジ６０は、主本体１２の弦方向に向けて伸びており且つ、形状の点にて風力タービン１８の空気の下降風の膨張する円錐形流れと相応する。図１７に示したリッジ６０に加えて、又はその代替物として、プラットフォーム１６には、風力タービン１８の上昇風及び（又は）下降風傾斜路を設けることができる。このことは、風力タービン１８の効率を増大するという有利な効果を提供する。このことは、風力タービン１８の領域内にて風速の増強程度を最大にするという有利な効果を有することになろう。
【００４８】
図１８に示した別の形態変更例において、ステータベーン６２は、風力タービン１８の各々のロータ１８Ａの上流に配置されて、風を風力タービン１８まで案内する。図１８に示すように、ステータベーン６２は、風力タービン１８自体に配置され、又は、これらのベーンは、例えば、図１７に破線で示すように、それぞれの風力タービン１８の各々の上流にて主本体１２に配置してもよい。風力タービン１８又は主本体１２の何れかにステータベーン６２を設けることは、風力タービン１８の各々の効率を増大させるという有利な効果をもたらすであろう。所望であるならば、ステータベーン６２は、反対方向回転又は可変の入口ベーンにて置換してもよい。
【００４９】
図１９ないし図２１には、主本体１２のピッチを変化させるそれぞれの各種のピッチ制御手段を有する３つの実施の形態が示されている。図１９ないし図２１に示した実施の形態は、図２の造作構造部の多くを備えており、これらの造作構造部は、同一の参照番号にて表示されている。
【００５０】
図１９において、組立体１０１０は、主本体１２のピッチ角度を制御するピッチ制御手段を備えている。図１９において、該ピッチ制御手段は、尾領域２６の後端縁領域にフラップ装置７２を備えている。該フラップ装置７２は、破線で示した第一の位置と実線で示した第二の位置との間にて回動点７６の周りを回動可能なフラップ７４を備えている。フラップ７４をこれら２つの位置の間にて回動点７６の周りで回動させることにより、主本体１２のピッチを変化させることが可能である。フラップ７４を第一の位置まで動かすと、主本体１２は前方に傾き、また、フラップ７４を第二の位置まで動かすと、主本体１２は後方に傾く。
【００５１】
図２０には、組立体１１１０は主本体１２内にて浮力手段８０の形態をしたピッチ制御手段を備える、更なる実施の形態が示されている。浮力手段８０は、ポンプ８４により主本体１２の外部からブラダー８２内に圧送された空気により拡張又は収縮させることができる拡張可能なブラダー８２を備えている。ブラダー８２が拡張すると、主本体１２の重心は正面領域２７に向けて動き、これにより、主本体１２を前方に傾ける。これと逆に、ブラダー８２を収縮させると、主本体１２の重心は尾領域２６に向けて動き、これにより、主本体１２を後方に傾ける。
【００５２】
図２１には、組立体１２１０は主本体１２に対するケーブル２４の有効な取り付け位置を変化させる可変位置手段９０の形態をしたピッチ制御手段を備える、別の実施の形態が示されている。可変位置決め手段９０は、モータ作動のプーリー装置９２と、該プーリー装置９２が車輪によって取り付けられるレール組立体９４とを備えている。プーリー装置９２は、レール装置９４に沿って主本体１２の正面領域２７に向けて動き、主本体１２に対するケーブル２４の有効な取り付け位置を前方に動かす。このことは、主本体１２を後方に傾けることになる。プーリー装置は、尾領域２６に向けて動いて、主本体１２に対するケーブル２４の有効位置を後方に動かす。このことは、主本体１２を前方に傾けることになる。
【００５３】
本発明の範囲から逸脱せずに色々な形態変更例を具体化することができる。例えば、異なる気体、例えば、水素を使用し又は空気よりも低い密度の気体の混合体を使用してもよい。
【００５４】
本発明は、実質的に三角形のプリズム形状を有する主本体に関して説明したが、本発明は、その他のプリズム形状を有する主本体にも等しく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】使用中の本発明による発電組立体の側面図である。
【図２】本発明による発電組立体の拡大平面図である。
【図３】図２の線Ｘ−Ｘに沿った拡大断面図である。
【図４】第一の作動モードにおける本発明による発電組立体の第二の実施の形態を示す、図２の線Ｘ−Ｘに沿った拡大断面図である。
【図５】第二の作動モードにおける本発明による発電組立体の第二の実施の形態を示す、図２の線Ｘ−Ｘに沿った拡大断面図である。
【図６】第一の作動モードにおける本発明による発電組立体の第三の実施の形態を示す、図２の線Ｘ−Ｘに沿った拡大断面図である。
【図７】第一の作動モードにおける本発明による発電組立体の第三の実施の形態を示す、図２の線Ｘ−Ｘに沿った拡大断面図である。
【図８】図６及び図７に示した発電組立体における風力タービン及び塔の拡大側面図。
【図９】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１０】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１１】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１２】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１３】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１４】本発明による発電組立体の更なる実施の形態の図である。
【図１５】本発明による発電組立体の実施の形態の側面図である。
【図１６】図１５に示した発電組立体の実施の形態の一部を示す正面図である。
【図１７】本発明による発電組立体の主本体の一部分を示す斜視図である。
【図１８】本発明による発電組立体の更なる実施の形態における風案内手段を有する風力被駆動手段の側面図である。
【図１９】主本体のピッチを変化させる制御手段を有する発電組立体の更なる実施の形態を示す側面図である。
【図２０】主本体のピッチを変化させる別の制御手段を有する発電組立体の更なる実施の形態を示す側面図である。
【図２１】主本体のピッチを変化させる更に別の制御手段を有する発電組立体の更なる実施の形態を示す側面図である。
【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１１】
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【図１２】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
2007504399.tif 000024
2007504399.tif 000025
2007504399.tif 000026