(57)【要約】  本発明は、長手方向Ｄにうねる薄膜７と、薄膜によって支持された少なくとも１つの発電モジュール２と、を備える発電機に関する。各少なくとも１つのモジュール２は、固定フレーム３と、可動フレーム４と、コイル５と、フレーム３、４の一方によって支持された少なくとも１つの永久磁石６と、を含み、薄膜がうねるとき、電圧を発生する。固定フレーム３は、薄膜７に組み立てられ、可動フレーム４は、薄膜７の中立軸５０から離れて配置され、薄膜７がその長手方向にうねるとき、各発電モジュール２において、固定フレーム３に対して可動フレーム４の直線的な滑動が生じて、モジュール２のコイル５において電圧を発生する。【選択図】図１
2016529869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機（１）であって、前記発電機（１）が、
−薄膜（７）及び前記薄膜（７）のための支持体（８）であって、前記薄膜が所定の方向に流れる流体（Ｆ）の中に沈められ、前記薄膜の前記支持体（８）によって支持されている場合に、前記薄膜（７）が、前記薄膜（７）の長手方向（Ｄ)にうねるようにされている、薄膜（７）及び前記薄膜（７）のための支持体（８）と、
−前記薄膜によって保持された少なくとも１つの発電モジュールであって、前記少なくとも１つの発電モジュール（２）の各々が、
−固定フレーム（３）と、
−前記固定フレーム（３）に対して動くことができる、可動フレーム（４）と、
−前記固定フレームと可動フレーム（３、４）の一方によって保持された、コイル（５）と、
−同様に前記固定フレームと可動フレーム（３、４）の一方によって保持された、少なくとも１つの永久磁石と、
を備え、
−前記コイル（５）と前記少なくとも１つの永久磁石（６）とが、前記可動フレーム（４）が前記固定フレーム（３）に対して動いたとき、前記コイル（５）に電圧が発生するように配列、配置され、
前記発電機（１）が、更に、前記薄膜（７）がその長手方向（Ｄ）にうねるとき各発電モジュール（２）について前記モジュール（２）の前記固定フレームに対して直線的に滑動することによって、これと同じモジュール（２）の前記可動フレーム（４）の動きが生じて、前記モジュール（２）の前記コイル（５）において電流を発生するように、前記発電モジュール（２）の前記固定フレーム（３）が、前記薄膜（７）に接続され、前記可動フレームが、前記薄膜（７）の中立軸（５０）から所定の距離に配置される、
ことを特徴とする、発電機（１）。
【請求項２】
前記発電モジュール（２）の少なくとも１つの前記可動フレーム（４）が、固有の関節運動軸（Ｙ−Ｙ）を有し、前記関節運動軸を通して、これと同じ前記モジュール（２）の前記固定フレーム（３）に対する前記可動フレーム（４）の直線的な滑動に関する力が、前記可動フレーム（４）に伝達され、この固有の関節運動軸（Ｙ−Ｙ）が、前記同じモジュール（２）の前記固定フレーム（３）に対する前記可動フレーム（４）の直線的な滑動の方向に直交し、この関節運動軸（Ｙ−Ｙ）がこのモジュール（２）に対面する前記薄膜の表面（Ｓ）に対して遠ざかる距離（Ｄｘ）が、少なくとも前記薄膜（７）の厚み（Ｅ）に等しい、
請求項１に記載の発電機（１）。
【請求項３】
前記薄膜（７）が長手方向（Ｄ）にうねるとき、前記モジュール（２）の前記可動フレーム（４）の各々の直線的な滑動の方向（Ｚ）が、常に、前記薄膜（７）の前記長手方向（Ｄ）が延在する前記薄膜（７）の長手方向の断面の平面（Ａ−Ａ）に対して平行である、
請求項２に記載の発電機（１）。
【請求項４】
前記発電モジュールの（２）の少なくともいくつかが、整列したモジュールのグループ（Ｇｐ１、Ｇｐ２）を形成し、このモジュールのグループに属する前記発電モジュール（２）が、相互に接続され、このモジュールのグループ（Ｇｐ１、Ｇｐ２）の所定のモジュール（２）の可動フレーム（４）が、これと同じグループ（Ｇｐ１、Ｇｐ２）の別の所定のモジュール（２）の固定フレーム（３）に機械的に接続されるように、また、前記接続が、このようにして接続された２つの所定のモジュール（２）の前記固定フレーム（３）の相対的な動きが、相互に接続されたこれらのモジュールの１つについてその固定フレーム（３）に対するその可動フレーム（４）の動きを生じるような接続であるようにされている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【請求項５】
所定のモジュールの可動フレームと、別の所定のモジュールの固定フレームと、の間の、機械的な接続が、それぞれ、両側を前記固定フレーム（３）及び可動フレーム（４）と関節接続された部品（４ａ）によって行われ、前記部品（４ａ）が、前記固定フレーム（３）及び可動フレーム（４）を接続する、
請求項４に記載の発電機（１）。
【請求項６】
前記モジュール（２）から離れた少なくとも１つのコンバータ回路（９）を備え、前記モジュール（２）の前記コイル（５）の少なくともいくつかが、前記離れたコンバータ回路（９）に、電気の導体によって電気的に接続され、前記少なくとも１つの離れたコンバータ回路（９）が、この少なくとも１つの離れたコンバータ回路（９）の出力端末に、前記コンバータ回路に接続されている前記コイル（５）の少なくともいくつかによって発生された電圧から、出力電流を発生するように、配置される、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【請求項７】
前記固定フレーム（３）が、固定フレームがこれに対応する弾性スタッド（１５）に接続される点（１５ａ）と、これと同じ弾性スタッド（１５）が前記薄膜（７）に接続される点（１５ｂ）と、の間の相対的な動きを許容するように、変形可能な弾性スタッド（１５）によって前記薄膜（７）に接続される、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの発電モジュール（２）の前記固定フレーム（３）が、前記発電モジュール（２）の前記コイル（５）及び前記少なくとも１つの永久磁石（６）を保持し、前記モジュールの前記可動フレーム（４）が、前記薄膜（７）がその長手方向にうねるとき前記少なくとも１つの磁石（６）に対面して動くバー（１６）を備え、前記バー（１６）が、前記バー（１６）が前記磁石（６）に対して動くとき、前記バー（１６）と前記固定フレームによって保持されたカウンターバー（１７）との間で測ったバー間距離（Ｄｉｓｔ）が交互に変動するような、形状を持つ、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【請求項９】
前記発電モジュール（２）の各々が、前記薄膜（７）の前記長手方向（Ｄ）が位置する前記薄膜（７）の長手方向の断面の平面（Ａ−Ａ）に対して平行に延びる固有の長さ（Ｌ）を持つ、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【請求項１０】
前記モジュール（２）の少なくともいくつかが、同様に前記薄膜の長手方向の断面の平面（Ａ−Ａ）に対して平行の整列方向に相互に整列し、前記整列方向に整列した前記モジュール（２）が、前記薄膜（７）の前記長手方向（Ｄ）に対して平行に延在するシュラウド（２０）によって被覆される、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の発電機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機の一般的分野に関し、流体の流れの中でうねる薄膜によって流体の流れにおいて機械的エネルギーを捕捉するために、発電機が流体の流れの中に沈められることを意図している。この発電機は、発電機が捕捉する機械的エネルギーの少なくとも一部を電気エネルギーへ変換するように配置される。
【背景技術】
【０００２】
薄膜と薄膜のための支持体とを備える発電機は、特許文献１から知られており、この発電機において、薄膜は、薄膜が所定の方向へ流れる流体の中に沈められ、薄膜の支持体によって支持されたとき、薄膜の長手方向にうねるようにされている。
【０００３】
先行技術のこの発電機は、更に、薄膜によって保持された複数の発電モジュールを備える。各発電モジュールは、
−固定フレームと、
−固定フレームに対して動くことができるフレームと、
−フレームの一方によって保持されたコイルと、
−同様にフレームの一方によって保持された少なくとも１つの永久磁石と、
を備え、
−コイル及び少なくとも１つの永久磁石は、可動フレームが固定フレームに対して動くときコイルにおいて電圧が発生するように配置される。
【０００４】
先行技術のこの発電機のモジュールの固定フレームは、
−薄膜に固定され、薄膜がうねるとき磁石に対してコイルを回動させるように相互に関節接続された（articulated）剛性レバーアーム（この実施形態においては、レバーアームは薄膜のうねりの形状及び振幅を大きく拘束する）、又は、
−薄膜に沿って間隔を置いて固定された磁石とコイル、
を備え、発電効率が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２３４６５Ａ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの目的は、少なくとも特定の条件の下で改良された効率を持つことができる発電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明に従って、
−薄膜及び薄膜のための支持体であって、薄膜が、所定の方向に流れる流体に沈められ、薄膜の支持体によって支持されたとき、薄膜の長手方向にうねるようにされる、薄膜及び薄膜のための支持体と、
−薄膜によって保持された少なくとも１つの発電モジュールと、
を備える発電機を提案する。
【０００８】
各少なくとも１つの発電モジュールは、
−固定フレームと、
−固定フレームに対して動くことができるフレームと、
−フレームの一方によって保持されたコイルと、
−同様にフレームの一方によって保持された少なくとも１つの永久磁石と、
を備え、
−コイル及び少なくとも１つの永久磁石は、可動フレームが固定フレームに対して動くときコイルにおいて電圧が発生するように配列、配置される。
【０００９】
本発明に係る発電機は、基本的に、発電モジュールの固定フレームが、薄膜に接続され、可動フレームが、この薄膜の中立軸から所定の距離に配置され、この薄膜が、この薄膜の長手方向にうねるとき、各発電モジュールについて、この発電モジュールの可動フレームの、これと同じ発電モジュールの固定フレームに対する直線的な滑動による動きが、この発電モジュールのコイルに、電流を発生する、ことを特徴とする。
【００１０】
各モジュールについて薄膜中立軸から所定の距離において固定フレームに対する可動フレームの直線的な滑動を持つように、薄膜のみによって保持され、薄膜に接続された、発電モジュールを使用することによって、対応する固定フレームと可動フレームとの間の相対的な動きの速度の機械的増幅が得られる。このため、薄膜の一定のうねりが生じたとき、所定のモジュールによって発生できる電圧が増幅される。このように、少なくとも特定のタイプの過度に遅い流体の流れの場合、本発明に係る発電機の効率は、特許文献１の発電機などの先行技術の発電機と比較して改良される。
【００１１】
特許文献１の上記の実施形態において、全てのフレームは、薄膜に直接固定されて、固定フレームと対応する可動フレームとの間で中立軸から所定の距離における直線的な滑動は一切ない。従って、これらのフレームの間の相対的な動きの速度は、小さくなり、発生できる電圧はこれに応じて減少する。
【００１２】
薄膜の中立軸は、薄膜に沿って延在し、薄膜の厚みの中心に位置する曲線である。薄膜の所定の長手曲率角度のために可動フレームと薄膜の中立繊維（neutral fibre）との間に所定の距離を生成することによって、対応する固定フレームに対する可動フレームの直線的な滑動の振幅が増大する。
【００１３】
従って、所定のモジュールについて薄膜中立軸とこのモジュールの可動フレームとの間の距離が増大すると、薄膜に沿って伝播する所定の波について、
−第一に、固定フレームに対する可動フレームの直線的な線形の動きの振幅が増大し、
−第二に、固定フレームに対する可動フレームの動きの速度も増加する、
ことが分かる。
【００１４】
所定のコイルに発生する電圧は固定フレームに対する可動フレームの直線的な動き／滑動の速度に比例するので、線形滑動の速度を増大することによって、本発明に係る発電モジュールは、そのコイルの端末における電圧を増大できる。
【００１５】
コイルによって供給される電力は、コイルによって発生する電圧の二乗に比例するので、本発明は、可動フレームを薄膜の中立軸から遠ざけるようにすることによって、記録された滑動速度の増大の二乗分、そのモジュールによって発生する電力を増大する。
【００１６】
このように、中立軸に対して可動フレームの滑動方向を遠ざけることは、直線的な滑動の速度を増大できるようし、薄膜における波の動きの速度が小さい場合でも、コイルの端末における電圧の発生を助けるので、特に有利である。従って、本発明に係る発電機は、流体の流速が遅い場合の効率を改良する。
【００１７】
本発明に係る発電機の別の利点は、そのコイルを形成するワイヤの断面積を増大する必要なく、所定のモジュールによって発生する電力を増大できるようにすることである。実際、このモジュールによって生成される電力を増大するためには、薄膜の中立軸と可動フレームの直線的な滑動方向との間の距離を増大するだけで充分である。
【００１８】
この利点から導かれる結論は、滑動方向と中立軸との間の距離が増大するので、本発明は、必ずしも所定の流体の流れにおいて発電機によって発生する電力に影響を与えることなく、発電モジュールのサイズを減少できるようにすることである。
【００１９】
従って、本発明に係る発電機は軽量化でき、遅い流れの中に置かれたとき充分な効率で電力を供給しながら、製造コストを下げることができる。理想的には、薄膜の中立軸とこのモジュールの可動フレームとの間の距離は、薄膜の厚みより大きいか又はこれに等しい。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態において、少なくとも１つの発電モジュールの可動フレームは、固有の関節運動軸（articulation axis）を有し、これと同じ発電モジュールの固定フレームに対する可動フレームの直線的な滑動に関する力が、この固有の関節運動軸を通して可動フレームに伝達され、この固有の関節運動軸は、これと同じ発電モジュールの固定フレームに対する可動フレームの直線的な滑動の方向に直交し、この発電モジュールに対面する薄膜の表面に対してこの関節運動軸が遠ざかる距離は、少なくとも薄膜の厚みに等しい。
【００２１】
関節運動軸が中立軸に対して遠ざかる距離は、モジュールの固定フレームに対する可動フレームの直線的な滑動の方向と中立軸との間の距離に対応する。
【００２２】
モジュール固有の直線的な滑動方向と中立軸との間のこの距離が大きくなると、それだけ固定フレームに対する可動フレームの滑動速度は加速される。従って、滑動方向と中立軸との間のこの距離は、本発明の発電機を機能させたい流れの速度に応じて選択できる。
【００２３】
流れの速度が小さいと、それだけ滑動方向と中立繊維との間の距離は大きくなる。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態において、薄膜によって保持されたモジュール及び薄膜は、薄膜がその長手方法にうねるとき、モジュールの各可動フレームの直線的な滑動方向が薄膜の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに対して常に平行であるようなものであり、この平面においてこの薄膜の長手方向が延在する。
【００２５】
モジュールの直線的な滑動方向が薄膜の長手方向の断面の平面に常に平行に位置することは、薄膜とモジュールとの間のエネルギー伝達が改良されるので有利である。なぜなら、薄膜とモジュールが全て、薄膜の長手方向の断面の同一平面に対して平行の方向に変形するからである。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態によれば、発電モジュールの各々は、薄膜の長手方向が位置する薄膜の長手方向の断面の平面に対して平行に延在する固有の長さを有する。
【００２７】
モジュールが全て薄膜の長手方向に対して平行であることは、薄膜に沿った流体の流れを助けるので、装置の効率を改良する。
【００２８】
理想的には、モジュールの特定の長さは、このモジュールの固定フレームに対するこのモジュールの可動フレームの直成形滑動方向に対して厳密に平行である。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態において、発電モジュールの少なくともいくつかは、薄膜の長手方向の断面の平面に対して平行の整列方向に相互に整列する。整列方向に整列するモジュールは、薄膜の長手方向に対して平行に延在するシュラウドで被覆されることが好ましい。
【００３０】
モジュールを流体の流れの方向に対して平行に整列してグループ化することによって、装置の効率が改良される。
【００３１】
整列されたモジュールは、必ずしもシュラウドで被覆する必要はなく、このようなシュラウドの使用は、流体力学的な改良及び任意にモジュールの密封を改良するために好ましいだけである。
【００３２】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して限定的ではなく指示として与える下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】発電機のうねる薄膜によってのみ保持される発電モジュールを備える、本発明に係る発電機の側面図である。
【図２】本発明に係る発電機の平らにした薄膜の部分断面図であり、この薄膜はその面の一方において第１の形式の２つの発電モジュールを保持する。
【図３】本発明に係る発電機であり、その発電モジュールは薄膜の両面に配置される。
【図４】発電モジュールを組み立てる方法を示し、この方法に従って、各発電モジュールは２つのスタッドによって薄膜に接続され、これらのモジュールは１つの埋め込みパターンで薄膜に接続される。この埋め込みパターンでは、すなわち、第１のモジュールの複数のスタッドのうちの第１のスタッドは、第２のモジュールのスタッド埋め込みレベルの間に配置され、第１のモジュールの複数のスタッドのうちの第２のスタッドは、第３のモジュールのスタッド埋め込みレベルの間に配置される。
【図５】本発明に係る発電機を実現するための発電モジュールの特定の実施形態の部分断面図であり、このモジュールは、モジュールの別個のフレームに保持された磁石及びコイルを有する。
【図６ａ】本発明に係る発電モジュールの好ましい実施形態の斜視図である。
【図６ｂ】図６ａのモジュールの長手方向の断面の平面Ａ−Ａに沿った断面図であり、平面Ａ−Ａは、薄膜の長手方向の断面の平面である。
【図６ｃ】図６ａ及び６ｂの発電モジュールの固定フレームの図である。
【図６ｄ】本発明に係る発電機の薄膜の一部の断面図であり、発電モジュールは、薄膜の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに対して平行に整列し、薄膜の両方の側に配置される。
【図７】バンドの両方の側に固定された、発電モジュールの２つのグループを示し、バンドは、薄膜の側部の間に組み立てられ配置されるように設計される。
【図８ａ】薄膜の側部の間にバンドが配置されている薄膜を示し、バンドは、一緒に組み立てられて整列モジュールを形成する１つのグループのモジュールを保持する。
【図８ｂ】整列して一緒に組み立てられ、薄膜バンドによって保持された、１つのグループの発電モジュールを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
前述のように、本発明は、基本的に、液体の流れＦの中でうねるように適合化された薄膜７を備える発電機１に関する。この発電機１は、少なくともいくつかの実施形態において、遅い液体の流速即ち１メートル／秒未満において機能できる水流タービンである。発電機１は、発電機１をその環境において固定して流体の流れＦにおいて発電機が漂流するのを防止するために、発電機１を固定するための手段２２を備える、薄膜７のための支持体８を備える。
【００３５】
支持体８は、流れＦの中に配置された薄膜７の下流縁７ｂより薄膜７の上流縁７ａの近くに接続された上流取付け手段２３を有する。この流れの影響を受けて、薄膜は、支持体８に対してうねる。
【００３６】
理想的には、支持体８は、上流取付け手段の下流に配置された下流取付け手段を有する。これらの下流取付け手段（図示せず）は、薄膜がその長手方向Ｄにぴんと張るのを防止して薄膜を湾曲させるように配置される。言い換えると、上流取付け手段２３と下流取付け手段との間の距離は、平面において伸張した薄膜の長さより小さい。
【００３７】
薄膜の長手方向Ｄが薄膜７の上流縁７ａと下流縁７ｂとの間に延在する軸であることが分かるであろう。
【００３８】
流れＦの中に置かれる限り、薄膜７は常に湾曲されたままなので、薄膜の一面は薄膜の湾曲部において流体の流れＦに対する障害物を形成する。この時、薄膜の両面において圧力差があり、これが薄膜の曲率を変える。この曲率の変化は、流れＦがある限り永久的であり、この現象は、流れＦにおける薄膜７のうねりを促進する。
【００３９】
薄膜の支持体８は、図８に示すように、固定回動軸の周りでの取付け手段２３の角度移動を制限するための角度ストッパを持つことができる。薄膜は、その前縁７ａにおいて取付け手段２３に関節接続される。この前縁７ａは、まず固定された回動軸Ｆｘに対する取付け手段２３の回転によって及び前縁を取付け手段２３に接続する関節接続部Ｆｙの周りでの回転によって動く。回動軸Ｆｘ及び関節接続部は、相互に平行な回動軸に沿っており、好ましくは水平である。これらの回動軸Ｆｘ及びＦｙは、薄膜７の長手方向Ｄに直交し、薄膜７の上流縁７ａに平行であり、薄膜の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに直交する。
【００４０】
薄膜７は、理想的には、薄膜７の長手方向Ｄに対して平行に延在する１本又はそれ以上のバンド１８ａ、１８ｂを有する。各少なくとも１本のバンド１８ａ、１８ｂは、薄膜が流れＦの中でうねることができるようにしながら薄膜を局部的に硬直化するように配置される。
【００４１】
下に説明する発電モジュール２は、好ましくは薄膜上のバンド１８ａ、１８ｂを含む点において、薄膜に接続される。従って、薄膜７は、モジュール２によって薄膜７に与えられる機械的堅固さの効果を受けて変形の傾向を小さくする。このようにして、薄膜７からこれらのモジュール２へのエネルギー伝達が改良される。
【００４２】
典型的には、発電モジュール２は、１つ又はそれ以上のモジュールのグループＧｐ１及び／又はＧｐ２にグループ化される。同じグループのモジュールは、好ましくは相互に整列する。即ち、同じグループのモジュールは全て、薄膜の長手方向の断面の同一平面Ａ−Ａ上に延在する。図６ｄから分かるように、モジュール２の各グループＧｐ１、Ｇｐ２は、各グループに対応する薄膜のバンド１８ａ、１８ｂに沿って組立てることができる。バンド１８ａ、１８ｂは、薄膜の互いに反対の側に在り、薄膜は、中央コアを持ち、中央コアに、バンド１８ａ、１８ｂが接着される。
【００４３】
又は、図７、８ａ及び８ｂの実施形態から分かるように、整列したモジュールのグループＧｐ１、Ｇｐ２は、全て、薄膜７に属する薄膜の単一のバンド１８ａの両方の側に組み立てられる。
【００４４】
１又はそれ以上のバンド１８ａ、１８ｂは、薄膜の側部７ｃ、７ｄから等距離において薄膜の長手対称平面Ａ−Ａ上に配置されることが好ましい。このようにモジュール２を整列することによって、これらのモジュールの１つ又はそれ以上が長手方向の断面の平面Ａ−Ａに対して平行ではなく従って流れの方向Ｆに対して平行ではなく配置される場合に比べて、モジュール上での流体の滑動が改良される。
【００４５】
このように、うねりを駆動する流れに対するモジュール２の影響が制限されるので、発電機１の効率は保持される。
【００４６】
理想的には、薄膜７は、上流及び下流偏向パネル１９ａ、１９ｂを備える。上流パネル１９ａは、前縁と呼ばれる上流縁７ａに対して平行に延在する。下流パネル１９ｂは、薄膜７の後縁と呼ばれる下流縁７ｂに対して平行に延在する。好ましくは、各少なくとも１本のバンド１８ａ、１８ｂは、長手方向の断面の平面Ａ−Ａに直交する回動軸の周りでのパネル１９ａ、１９ｂのいずれの回動も、少なくともこのように回動するパネル１９ａ、１９ｂへのバンド１８ａ、１８ｂの接続部付近において、バンド１８ａ、１８ｂの長手方向の屈曲を発生するように、上流及び下流パネル１９ａ、１９ｂを接合する。
【００４７】
モジュールの同一グループＧｐ１、Ｇｐ２内の複数のモジュール２は、密閉エラストマーブロック２０の中に囲繞することができ、例えば、一緒に組み立てられるモジュールのインサート成形によって製造される。このようなシュラウド２０は、モジュールの流体力学的特性を改良して、更に、発電機１の効率を向上する。
【００４８】
図７及び８ａに示すこのシュラウド２０は、密閉され、可撓性である。２つの隣り合うモジュール２の間に配置され相互に整列するシュラウド２０の部分は、シュラウド２０の可撓性を局部的に増大するように配置された手風琴型蛇腹（concertina bellows）２１を含むことができる。この蛇腹２１を図７に示す。
【００４９】
本発明に係る発電機１の実施形態の各々において、薄膜７は、１つ又はそれ以上の発電モジュール２を保持する。
【００５０】
各発電モジュール２は、
−固定フレーム３と、
−固定フレームに対して動くことができるフレーム４と、
−フレーム３、４の一方によって保持されたコイル５と、
−同様にフレーム３、４の一方によって保持された少なくとも１つの永久磁石６と、
を備える。
【００５１】
コイル５及び永久磁石６は、このモジュール２の可動フレーム４がこれと同じモジュール２の固定フレーム３に対して直線的に滑動するとき、電圧がモジュール２のコイル５において発生するように、モジュール２のフレームに対して配列・配置される。このコイルが導電性の２つの極に接続される場合、コイルは、電流及び電圧の両方を発生する。
【００５２】
発電機１は、また、発電モジュール２の固定フレーム３が薄膜７に接続されることを特徴とし、薄膜７は、発電モジュールを保持し、各可動フレーム４が、薄膜７の中立軸５０から所定の距離に配置されるように、かつ、薄膜７がその長手方向Ｄにうねるとき、各発電モジュール２について、このモジュール２の可動フレーム４の、これと同じモジュール２の固定フレーム３に対する直線的な滑動Ｚが生じるように、発電モジュールを保持する。
【００５３】
各モジュールは、このようにしてモジュールの固定フレーム３に対するモジュールの可動フレーム４の直線的な滑動方向Ｚに変形可能である。
【００５４】
モジュール２は、薄膜がその長手方向にうねるとき、薄膜が各モジュール２をモジュール固有の直線的な滑動方向Ｚに交互に変形させてモジュールのコイルに電圧を発生させるように、薄膜に接続される。
【００５５】
図１〜８ｂに示すモジュールの実施形態において、各発電モジュール２は、モジュール固有の直線的な滑動方向Ｚを有する。この滑動方向Ｚは、関節運動軸Ｙ−Ｙを貫通する。関節運動軸によって、固定フレーム３に対する可動フレーム４の滑動力は伝達される。
【００５６】
好ましくは、固定フレーム３は、変形可能な弾性スタッド１５によって薄膜７に接続されて、接続点１５ａと組立点１５ｂとの間の相対的な動きを可能にし、ここで、接続点１５ａは、固定フレームとこれに対応する弾性スタッド１５との接続点１５ａであり、組立点１５ｂは、これと同じ弾性スタッド１５と薄膜７との組立点１５ｂである。
【００５７】
スタッド１５の利点は、薄膜が変形するとき機械的エネルギーが弾性スタッド１５を介して発電モジュール２に伝達されることである。スタッド１５は、スタッドのピーク牽引／圧縮力時に弾性的に伸張／圧縮する傾向を持つので、モジュール２へ伝達される最大エネルギーを平滑化する。このようにして、スタッド１５の弾性変形による機械的エネルギーの蓄積を可能にしながら、薄膜とモジュール２との間で伝達される瞬間的力が制限される。このようにスタッド１５に蓄積されたエネルギーは、徐々にモジュールに送られて、各コイルにおける電流生成範囲を時間につれて拡散するのに役立つ。
【００５８】
可動フレーム４も薄膜に下記のように接続するようにできる。即ち、
−例えば、図１、３、４の実施形態の場合のように、弾性スタッド１５によって直接的に。可動フレームを関節運動軸Ｙ−Ｙ上でスタッドに可動フレームを関節接続する。
−又は、図２、６ｄ、７、８ａ、８ｂの実施形態の場合のように、その端部において関節接続された部品４ａを介して間接的に。部品は、可動フレームを別のモジュール２の固定フレーム３に接続し、この別のモジュール２自体は、このモジュール固有のスタッド１５によって薄膜に固定される。
【００５９】
図２、６ｄ、７、８ａ、８ｂの実施形態において、モジュール２の少なくともいくつかは、薄膜の第１の面Ｓに沿って整列したモジュールの第１のグループＧｐ１を形成し、任意に、その他のいくつかのモジュール２は、薄膜の第２の面に沿って整列したモジュールの第２のグループＧｐ２を形成する。このような整列体は、方向Ｄに対して平行である。整列したモジュールのグループＧｐ１、Ｇｐ２に属するモジュール２は、モジュールのこのグループＧｐ１の所定のモジュール２の可動フレーム４がこのグループＧｐ１の別の所定のモジュール２の固定フレーム３に機械的に接続されるように、一緒に接続される。この接続は、このように一緒に接続された所定の２つのモジュールの固定フレーム３の相対的な動きは、一緒に接続されたこれらのモジュールの１つについてその固定フレーム３に対するその可動フレーム４の動きを生じるような接続である。
【００６０】
所定のモジュール２の可動フレーム４と別の所定のモジュール２の固定フレーム３との間のこの機械的接続は、関節接続部品４ａによって得られる。部品４ａは、まずモジュール２の固定フレーム３と関節接続され、次に別のモジュールの可動フレーム４と関節接続される。この部品４ａは、これが一緒に接続するフレーム３、４の各々にクレビスとして設置するようにＨ字形を持つことができる。
【００６１】
１つのモジュールの固定フレーム３を別のモジュールの可動フレーム４に接続する関節接続部品４ａの各々も、薄膜７の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに延在し、この平面において、薄膜７の長手方向が延在する。
【００６２】
特に図６ｄ、７、８ａ及び８ｂから分かるように、各部品４ａは、薄膜の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに直交する関節運動軸Ｙ−Ｙによって可動フレーム４に接続される。各部品４ａは、モジュールの固定フレームと関節接続された別の端部を有し、この関節接続は、関節運動軸Ｙ−Ｙに対して平行の第２の関節運動軸に沿っている。
【００６３】
うねって変形する薄膜７は、可動フレーム４の直線的な滑動力を発生する。これらの力は、関節運動軸Ｙ−Ｙにおいて関節接続される部品４ａを介して可動フレーム４に伝達される。各軸Ｙ−Ｙは、これが接続される可動フレーム４の直線的な滑動方向Ｚに直交する。特に図６ｂ及び６ｄに示すように、薄膜の表面Ｓに対するこの関節運動軸Ｙ−Ｙの分離距離Ｄｘは、直線的な滑動の方向Ｚが薄膜の中立軸５０に対して遠ざかるようにする。この分離距離Ｄｘは、少なくとも薄膜７の厚みＥに等しい。理想的には、中立軸に対する部品４ａの第２の関節運動軸の分離距離も、薄膜７の厚みＥより大きい。
【００６４】
特に図６ｄから分かるように、薄膜の長手方向の断面の平面Ａ−Ａに直交する屈曲軸に沿った薄膜７の屈曲は、部品４ａの動きを生じ、部品４ａの関節運動軸が薄膜の中立軸５０からさらに離れると、この動きが大きくなる。このように、可動フレームに対向する薄膜の面と軸Ｙ−Ｙとの間の距離Ｄｘは、薄膜の屈曲角度に応じて滑動の振幅を決定する。
【００６５】
この振幅距離Ｄｘは、発電機が遅いうねり速度を持つことが予定されるときに大きくなるように選択される。逆に、この振幅距離Ｄｘは、発電機１が速いうねり速度を持つことが予定されるとき小さくなるように選択される。
【００６６】
図６ｂ、６ｃ及び６ｄから分かるように、モジュール２の固定フレーム３は、これと同じモジュールのコイル５及び少なくとも１つの永久磁石６を保持する。可動フレーム４は、薄膜７がその長手方向Ｄにうねるとき、少なくとも１つの磁石６に対面して動くバー１６を備える。バー１６は、磁石６に対してバー１６が動くとき、バー１６と固定フレーム３によって保持されるカウンターバー１７との間で測られるバー間距離Ｄｉｓｔが交互に変動するような、形状を有する。
【００６７】
バー間距離Ｄｉｓｔは、磁石に関して固定方向に測った最小距離であり、バーを、固定フレーム３によって保持されたカウンターバー上の所定の固定点から離す、距離である。カウンターバー１７は、可動フレームのバーに対面して、可動フレーム４のバー１６がカウンターバー１７に対して滑動するとき、カウンターバー１７上の点とバー１６との間で測られたバー間距離Ｄｉｓｔが交互に最小距離と最大距離の間で変動するように配置された、任意の部品である。距離Ｄｉｓｔが測られる場所は、磁石６に対面し、磁石６のＮ／Ｓ極を貫通する方向であることが好ましい。
【００６８】
カウンターバー１７は、磁石６によって生成された磁界が通過する金属部品である。
【００６９】
図６ｂ、６ｄに示すように、固定フレーム３は、可動フレーム４を取り囲んで、可動フレーム４が固定フレーム３の中で滑動するように形成することができる。磁石６及びカウンターバー１７は、固定フレーム３に接続され、それぞれ、可動フレーム４のいずれかの側に配置される。磁石６は、カウンターバー１７と共に、一種のチューブを形成し、このチューブの中で、可動フレーム４が滑動し、磁石６は、磁石６の磁力線が、磁石６の一方の側の一方の極から出て、チューブの両側に沿って磁石６の他方の側の、磁石６の他方の極へ戻るようにする。カウンターバー１７は、このカウンターバーと可動フレーム４の滑動平面との間に、一定でない距離を生じるような、プロフィルを持つ。この滑動平面は、軸Ｙ−Ｙを貫通する。典型的には、カウンターバー１７は、鋸歯状の（crenellated）形状を持つ。
【００７０】
同様に、可動フレーム４は、このバー１６と可動フレーム４の滑動平面との間に不規則な距離が存在するようなプロフィルを持つ。
【００７１】
典型的には、バー１６及びカウンターバー１７のプロフィルは、形状が鋸歯状である。カウンターバー１７の鋸歯状部の高い部分は相互に対面し、可動フレーム４の滑動平面に対して平行に整列する。これらの鋸歯状のプロフィルは、２つのプロフィルについて同一のピッチ及び好ましくは単一の同一の鋸歯状部深さを有する。鋸歯状部の空間部分は、関節運動軸Ｙ−Ｙに対して平行に延在する。
【００７２】
可動フレーム４の鋸歯状部の高い部分も、可動フレーム４の滑動平面に対して平行に整列する。
【００７３】
このように、可動フレーム４が滑動するとき、バーの間の距離Ｄｉｓｔが交互に変動して、
−高い部分が相互に対面するとき可動フレーム４の高い部分とカウンターバー１７の高い部分との間を測った、最小バー間距離と、
−空間部分が相互に対面するとき可動フレーム４の鋸歯状部の空間部分とカウンターバー１７の鋸歯状部の空間部分との間を測った、最大バー間距離と、
の間で順番に変化する。
【００７４】
図６ａ〜６ｄに示すカウンターバー１７は、バー１６の一方の側に配置されるが、バー１６のこの一方の側は、バー１６の、磁石６に面する側とは反対の側である。また、カウンターバー１７を、磁石６と可動フレーム４との間に配置することも可能である。実施形態によっては、カウンターバー１７を、可動フレーム４のどちらの側に持つことも可能である。いずれの場合にも、カウンターバー１７及びバー１６は、カウンターバー１７の１点においてを測った２つのバーを分離する最小距離Ｄｉｓｔが、固定フレーム３のカウンターバー１７に対する可動フレーム４のバー１６の移動時に常に交互に変動するように、各々不規則プロフィルを有する。
【００７５】
図６ｂ、６ｃ及び６ｄの実施形態において、モジュール２のコイル５はモジュールの磁石６を取り囲み、薄膜７のうねりを生じ、カウンターバー１７に対するバー１６の動きが発生し、時間の経過と共にバー間距離Ｄｉｓｔの変動を生じる。バー間距離Ｄｉｓｔのこの変動は、コイル５を通過する磁束の変動を生じ、それによって、コイルにおいて電圧を生じる。バー１６及びカウンターバー１７は、バーを通過する磁束に影響を与えそれによってコイル５における磁束に変動を生じることができる１又はそれ以上の強磁性材料から製造される。
【００７６】
図５に示す別の実施形態において、磁石６及びコイル５は、別個のフレームによって保持される。モジュールが、フレーム上に配分した複数の磁石及び／又は複数のコイルを保持できることが分かるはずであろう。
【００７７】
最後に、図１に示すように、本発明に係る発電機は、モジュール２から離れた少なくとも１つのコンバータ回路９を備えることができる。モジュール２のコイル５の少なくともいくつかは、離れたコンバータ回路９に電気伝導体によって電気的に接続され、少なくとも１つの離れたコンバータ回路９は、コンバータ回路に接続されているコイルの少なくともいくつかによって生成された電圧からこの少なくとも１つの離れたコンバータ回路９の出力端末において出力電流を生成するように配置される。
【００７８】
複数のコイル５に接続されたこのようなコンバータ回路９を使用することによって、発電機１は、コンバータ９に接続されているコイルのいくつかが故障した場合にも機能し続けることができる。発電機１は、保守作業の必要なく、グレードの低いモードで機能し続けることができ、このようにして、その耐久性が改良される。
【００７９】
少なくとも１つのコンバータ回路９の各々は、うねる薄膜７に対して不動を維持できるような薄膜７からの距離に配置される。固定されたままで薄膜と一緒にうねらない、コンバータ回路の作動低下の危険は、このようにしてして制限される。この固定コンバータ回路の保守作業も容易になる。
【００８０】
このコンバータ回路９の別の利点は、複数のコイルから得られる電気エネルギーを蓄積して、コイル５によって個別に生成された電力より大きい電力を送出できるようにすることである。
【００８１】
発電モジュール２は、複数のパターンで薄膜上に配列できる。例えば、発電モジュール２は、薄膜の片面に又は両面に配置できる。発電モジュール２が薄膜の両面に配置される場合、薄膜の長手方向断面平面に対して平行の平面において整列され、薄膜の両方の側部７ｃ、７ｄから等距離に延在する平面Ａ−Ａに対して対称的に配分されることが好ましい。
【００８２】
例えば、薄膜の片面又は両面に配分された複数のモジュール整列体を持つことができる。
【００８３】
好ましくは、図３に示すように、モジュールが薄膜の両面に配置されたとき、一方の面に沿って配置されたモジュールをモジュールの他方の面に配置された別のモジュールに対向して配置するようにする。これによって、まず、薄膜のバランスを取ることができ、第二に、うねっているときいつでも１つのモジュールが伸張して機能し１つのモジュールが収縮して機能できる。
【００８４】
図４に示すように、モジュールが薄膜の同じ面上に配置されたとき、これらのモジュールと薄膜との接続部を、これらのモジュールの最大長さＬより小さい縮小された組立ピッチで配分するために、モジュールが食い違いになるように配置することができる。この特徴は、薄膜の機械的エネルギーのより均等な回収を可能にする。
【００８５】
この食い違い配列体は薄膜の片面又は両面に配置できることが分かるはずであろう。
【００８６】
また、多相電流を発生するようにコイルを接続することもできる。また、１つのモジュールに複数のコイルを持つことも可能である。
【図１】
2016529869.tif 000003
【図２】
2016529869.tif 000004
【図３】
2016529869.tif 000005
【図４】
2016529869.tif 000006
【図５】
2016529869.tif 000007
【図６ａ】
2016529869.tif 000008
【図６ｂ】
2016529869.tif 000009
【図６ｃ】
2016529869.tif 000010
【図６ｄ】
2016529869.tif 000011
【図７】
2016529869.tif 000012
【図８ａ】
2016529869.tif 000013
【図８ｂ】
2016529869.tif 000014
【国際調査報告】
2016529869.tif 000015
2016529869.tif 000016
2016529869.tif 000017
2016529869.tif 000018
2016529869.tif 000019
2016529869.tif 000020