JP2007085358A - 垂直軸風力タービン - Google Patents

Abstract

【課題】 流体の流れからのエネルギーを制御し、利用するための原動機を提供する。
【解決手段】 原動機は土台に回転可能に装着されている回転軸を有するシャフトを備え、シャフトはシャフトから半径方向に延びる少なくとも１本のアームを備え、上記少なくとも１本のアームの各々は少なくとも１本のブレードを備えていて、少なくとも１本のブレードの各々はブレードに働く流体の流れがシャフトを回転させるような方向を向いている。原動機の特徴は、少なくとも１本のブレードの各々がアーム上に移動可能に装着されており、各ブレードが、第１の抗力を有する第１の位置から第２の抗力を有する第２の位置に移動することができ、第１の抗力が第２の抗力よりも大きいことである。本発明の原動機は、流体の流れの中で低減した抗力を提供し、先行技術の原動機と比較した場合、大きなトルク出力を供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原動機に関し、特に流体の流れからのエネルギーを利用する原動機に関する。本発明は、また、エネルギーを発生する方法、およびエネルギーを発生するための装置にも関する。

再生可能で汚染を発生しないエネルギー源が、現在盛んに求められている。石炭、天然ガスおよび石油を含む化石燃料の燃焼のような従来のエネルギー発生源は、環境を汚染するので次第に敬遠されるようになってきている。石炭、石油またはガスを燃焼すると、地球温暖化、酸性雨、空気汚染および多数の他の環境および健康を害する恐れがある、大量の二酸化炭素、硫黄酸化物および窒素酸化物、並びに他の汚染ガスが発生する。また、全世界の石炭、石油および天然ガスの埋蔵量も比較的少ないと考えられていて、それ程遠くない未来に枯渇する恐れがある。

他のエネルギー源としては、放射性元素をより小さい原子量の１つの元素、または複数の元素に分割する中性子源を放射性元素の原子に衝突させて、そのプロセス中に大量のエネルギーを発生させる核分裂等がある。都合の悪いことに、放射性物質を使用すると、環境に安全な方法で廃棄物の処理を行うことが難しい。発生する放射性廃棄物は、通常、密封したコンテナに入れられ、容易に近づくことができない埋め立て地に埋められるか、海洋に投棄される。今迄、これらのコンテナから放射性廃棄物が漏れ出し、その地方の環境を破壊したという事例が多数発生している。放射性廃棄物による汚染は非可逆的なものであり得、放射性廃棄物により発生した放射線は数十年も消滅しないことがある。

それ故、汚染を起こさないで再生することができるエネルギー源の開発が強く求められている。周知の汚染を起こさないで再生することができるエネルギー源としては、潮力発電機および風力発電機等がある。これらのタイプの発電機は、通常、中心のハブから延びるタービン・ブレードを使用しており、このタービン・ブレードは、風または潮流の直線的な運動を適当なエネルギー発生装置に接続されている中央のハブの回転運動に変換する。このタイプの周知の発電機は、通常、中央のハブに堅固に固定されているタービン・ブレードを使用しており、先行するタービン・ブレードが、流体の直線運動を回転運動に変換するのに最適な位置に空力的に構成されるような方向を向いている。しかし、固定ブレードのこのような構成は、抗力を低減するのには最適には構成されていないので、発電機は、最大の直線−回転運動を入手することができない。それ故、直線運動の回転運動への最適な変換は、これらの周知のシステムを使用したのでは達成することはできないので、最適にエネルギーを発生することは不可能である。

本発明の好ましい実施形態の１つの目的は、上記先行技術のシステムの不都合、上記または他の不都合のうちの少なくともいくつかを解決または軽減することである。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、流体の流れからのエネルギーを利用するための原動機において、該原動機が、土台に回転可能に装着されるように構成され、かつ回転軸線を有するシャフトを備え、該シャフトが、該シャフトから半径方向に延びる少なくとも１本のアームを備え、前記アームが、少なくとも１本のブレードを備えており、前記少なくとも１本のブレードの各々が前記少なくとも１本のブレードの各々に
働く流体の流れが前記シャフトを回転させるような方向を向いている原動機であって、前記少なくとも１本のブレードの各々がアーム上に移動可能に装着されており、各ブレードは、該ブレードが前記流体の流れにほぼ直交し、第１の抗力を有する第１の位置から、該ブレードが前記流体の流れに対してほぼ平行となり、第２の抗力を有する第２の位置に移動可能であり、前記第１の抗力が前記第２の抗力よりも大きく、前記少なくとも１本のブレードの各々が、前記ブレードに取り付けられているか、または同ブレードと一体となっており、かつ前記ブレードの先端または後縁部の少なくとも一部に延びるトリム・タブを備えることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の原動機において、前記ブレードが、翼の形をしていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の原動機において、前記流体の流れが、前記シャフトが回転するにつれて、前記少なくとも１本のブレードの各々を第１の位置から第２の位置に移動させることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原動機において、前記流体が衝突する前記少なくとも１本のブレードの各々の表面積が、前記第２の位置においてよりも前記第１の位置における方が大きいことを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原動機において、前記シャフトが完全に１回転するにつれ、前記流体の流れが、前記少なくとも１本のブレードの各々を前記第２の位置から前記第１の位置に戻すことを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の原動機において、前記原動機が、少なくとも２本のアームを備え、少なくとも１本のブレードが前記第１の位置に位置している場合に、少なくとも１本の他のブレードが第２の位置に位置することを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原動機において、各ブレードおよびアームの少なくともいずれかが、アーム上の各ブレードの移動を所定の距離に制限するための手段を備えることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の原動機において、各ブレードが、前記ブレードが前記第１の位置から前記第２の位置に回転することができるようにアームに回転可能に装着されていることを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原動機において、各アームおよびブレードの少なくともいずれかが、前記シャフトが所定の距離を回転するまで、各ブレードが前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動するのを防止するための手段を備えることを要旨とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の原動機において、各アームおよびブレードの少なくともいずれかが、対応するアームに関して、アーム上の各ブレードの移動を前記ブレードの所定の角変位に制限するための手段を備えることを要旨とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の原動機において、各アームが２つ以上のブレードを備え、各ブレードが前記アーム上において移動可能に装着されていることを要旨とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の原動機において、前記原動機が、エネルギー発生装置のような任意の適当な土台に回転可能に装着されるように構成されていることを要旨とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の原動機を備えるエネルギー発生装置において、エネルギー発生装置に接続していることを要旨とする。
請求項１４に記載の発明は、流体の流れからエネルギーを発生する方法であって、適当なエネルギー発生装置に請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の前記原動機を装着するステップと、結果として得られる装置を流体の流れの中に配置するステップとを含むことを要旨とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の方法において、前記原動機が前記流体の流れの中において、前記シャフトの回転軸線が地面に対してほぼ垂直となり、かつ前記アームが地面に対してほぼ水平に半径方向に延びるような方向に向けられていることを要旨とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の方法において、前記エネルギー発生装置に装着されている前記原動機が、任意の流体、空気、および水のいずれかの流れの中に配置されていることを要旨とする。

本発明は、流体の流れからのエネルギーを利用するための原動機を提供する。上記原動機は、土台に回転可能に装着されるように構成されている回転軸を有するシャフトを備える。上記シャフトは、シャフトから半径方向に延びる少なくとも１本のアームを備える。上記少なくとも１本のアームの各々は、少なくとも１本のブレードを備えていて、上記少なくとも１本のブレードの各々は、ブレードに働く流体の流れがシャフトを回転させるような方向を向いている。上記原動機は、上記少なくとも１本のブレードの各々が移動可能にアーム上に装着されており、各ブレードが、第１の抗力を有する第１の位置から第２の抗力を有する第２の位置に移動可能であり、第１の抗力が第２の抗力よりも大きいことを特徴とする。

好適には、シャフトが回転するにつれて、流体の流れが、上記少なくとも１本のブレードの各々を第１の位置から第２の位置に移動させることが望ましい。
好適には、第１の位置で、流体が衝突する上記少なくとも１本のブレードの各々の表面積は、第２の位置で流体が衝突する同表面積より大きいことが好ましい。

好適には、シャフトが完全に１回転した場合、流体の流れにより、上記少なくとも１本のブレードの各々が、第２の位置から第１の位置に戻ることが好ましい。
原動機は、シャフトから半径方向に延びる２本のアームを備えているが、好適には、少なくとも３本のアーム、より好適には、少なくとも４本のアーム、さらに好適には、少なくとも５本のアーム、最も好適には、少なくとも６本のアームを備えることが好ましい。

好適には、少なくとも１本のブレードが第１の位置にある場合には、少なくとも２本のアームおよび少なくとも１本の他のブレードが第２の位置に位置していることが望ましい。

それ故、好ましい実施形態の場合には、第１の位置に位置している場合には、ブレードに流体が衝突するとシャフトが回転する。シャフトが回転すると、ブレードは、流体の流れが、ブレードを第１の位置から抗力がより低い第２の位置に移動させるような方向を向く。ブレードが第２の位置に向かって移動すると、別のアーム上の別のブレードが、第１の位置に移動し、それにより、上記ブレードに衝突する水によりシャフトはさらに回転す
る。第１の位置に位置するブレードよりも低い抗力を有する第２の位置に位置するブレードは、移動しないブレードによって影響を受けた場合と比較すると、原動機にかかる抗力を軽減し、そのため原動機のトルク出力は増大する。

できれば、各ブレードおよび／またはアームは、あるアーム上の各ブレードの移動を所定の距離に制限する手段を備えることが望ましい。好適には、この移動制限手段は、あるアーム上の各ブレードの移動を第１の位置と第２の位置との間に制限するようになっていることが好ましい。

好適には、各ブレードは、そのブレードが、第１の位置から第２の位置に回転可能であるように、あるアーム上に回転可能に装着されていることが好ましい。各ブレードは、シャフトの回転軸に対してほぼ平行に延びる軸線を中心にして回転できることが好ましい。好適には、移動制限手段は、各ブレードの回転を所定の角変位に制限するようになっていることが好ましく、より好適には、各ブレードの回転を第１の位置と第２の位置との間に制限することが好ましい。

好適には、各アームおよび／またはブレードは、シャフトが所定の距離を回転するまで、各ブレードが第１の位置と第２の位置との間を移動するのを防止する手段を備えていることが好ましい。

シャフトが所定の角距離を回転するまで、各ブレードが、第１の位置と第２の位置との間を移動するのを防止するための手段と、移動制限手段とは、同じ手段からなってもよい。前記所定の距離は、少なくとも９０度、好適には、少なくとも１２０度、より好適には、少なくとも１５０度であることが好ましい。好適には、前記所定の距離は、１８０度以下であることが好ましい。

隣接する各アーム間の角変位は、ほぼ同じであることが望ましい。それ故、アームが２本だけの場合には、これらのアームは、シャフトの回転軸を中心にして直径方向に反対側に位置していることが望ましい。

各アームは、２本以上のブレードを備えることができる。好適には、各ブレードは、アーム上に移動可能に装着されていることが好ましい。各ブレードは、アームに沿って所定の間隔で装着されていることが望ましい。ブレードは重なり合うことができる。他の方法としては、ブレードをアームのある領域のところに重畳させて装着することもできる。ブレードをアームの１つの領域において重畳させて装着した場合には、各ブレードに対して別々の移動制限手段、またはアーム上のすべてのブレードの移動を所定の距離に制限するための１つの移動制限手段を設置することができる。

上記少なくとも１本のブレードの各々は、第２の位置においてよりも第１の位置においてより大きな抗力を与える任意の適当な形状を有することができる。上記少なくとも１本のブレードの各々は、前面および裏面がほぼ平らな長方形の表面を有し、かつほぼ楔形の断面、カイト状の断面、長方形の断面、菱形の断面、または翼形の断面を有する、長尺状部材を備えることができる。上記少なくとも１本のブレードの各々は、ブレードの先端またはブレードの後縁部の一部または全体に跨るトリム・タブをブレードの先端またはブレードの後縁部に取り付けることができる。

原動機は、装着されたギヤボックスを備えているか、または備えていないダイナモ発電機を含むエネルギー発生装置のような適当な土台上に回転可能に装着されるように構成されることが望ましい。

原動機は、シャフトの回転軸が、地面に対してほぼ垂直になるように、土台上に回転可能に装着されるように構成されることが望ましい。
流体は空気または水であることが望ましい。それ故、原動機を、風力発電機のような空力発電システム、潮力エネルギー発生システム、または河川の水の流れによるエネルギー発生システムの一部として使用することができる。

第２の態様によれば、本発明は、エネルギー発生装置に接続されている、上記原動機を備えるエネルギー発生デバイスを提供する。
エネルギー発生装置は、原動機のシャフトの回転運動を発電に変換することができる任意の適当なタイプの発電機であることが望ましい。

好適には、エネルギー発生装置は、ギヤボックスを備えているか、または備えていないダイナモ発電機であることが好ましい。第３の態様によれば、本発明は、流体の流れからエネルギーを発生する方法を提供する。この方法は、上記原動機を適当なエネルギー発生デバイスに装着するステップと、結果として得られる装置を流体の流れの中に配置するステップとを含む。

原動機は、シャフトの回転軸が地面に対してほぼ垂直方向を向き、アームが地面に対して半径方向にほぼ水平に延びるような向きに、流体の流れの中に設置することが望ましい。

エネルギー発生装置を装着した原動機は、空気または水の流れの中に配置されることが望ましい。

本発明をよりよく理解してもらうため、また本発明の実施形態の実行方法を説明するために、添付の図面を参照する。
最初に、図１および図２について説明すると、原動機２の好ましい実施形態は、シリンダ状であり、その中心を延びる回転軸線を有するシャフト４を備える。シャフト４は、シャフト４から半径方向に延びる８本のアーム６を備える。隣接する各アームは、隣接するアームから４５度の角変位を有する。

各アーム６は、その先端部にブレード８を備える。各アーム６は、上部部材１０と下部部材１２を備えており、各ブレード８は、ピボット１４により、上部部材１０と下部部材１２との間に回転可能に装着されている。各アームは、さらに、シャフトが所定の距離だけ回転するまで、各ブレードが、第１の位置から第２の位置に移動するのを防止するための手段を含む。上記手段は、上部部材１０と下部部材１２との間の空間に延びる保持バー１６を備える。

以下に図１および図２の好ましい実施形態の使用方法について説明する。
使用中、シャフト４は、ダイナモ発電機（図示せず）のような適当なエネルギー発生装置上に回転可能に装着されている。装着されると、装置全体が空気の流れまたは潮流もしくは河川の流れの水中のような流体の流れの中に設置される。

原動機は、必要になるまで、流体の流れの中でシャフト４が回転するのを防止するためのブレーキ手段（図示せず）を備えることができる。
図１および図２においては、流体の流れは、原動機を横切って所定の方向に進行する。この実施形態の場合には、ブレードは、ブレード８の前表面１８が、流体の流れに対してほぼ垂直であり、流体の衝突に対して実質的に最大の表面積と最大の抗力を有する「Ａ」で示す第１の位置と、ブレード８の前表面１８が流体の流れに対してほぼ水平であり、ブ
レード８が流体の衝突に対して実質的に最小の表面積と最小の抗力を有する「Ｂ」で示す第２の位置との間を移動することができる。

当業者であれば、第１の位置「Ａ」と第２の位置「Ｂ」との間で、ブレードが、流体の衝突に対して異なる大きさの表面積を有し、異なる抗力を有することを理解することができるだろう。この２つの位置の間の中間の位置は、「Ａ−Ｂ」で示す。

流体が流れると、流体は、第１の位置「Ａ」でブレード８に衝突する。第１の位置「Ａ」でのブレード８に対する流体の流れの圧力により、シャフト４が中央の軸を中心にして回転する。この実施形態の場合には、シャフト４は、時計方向に回転する。ブレード８が第１の位置「Ａ」に位置している場合には、ブレードは、保持バー１６により、アーム６の上部部材１０と下部部材１２との間で反時計方向に回転するのを阻止される。

次に、シャフト４が接続されているエネルギー発生装置（図示せず）により、シャフト４の回転運動が電力または他のパワーに変換される。
シャフト４が回転すると、アーム６も回転し、その動きにより、取り付けられているブレード８が、第１の位置「Ａ」から第２の位置「Ｂ」に移動を開始する。

第２の位置「Ｂ」に到着する前に、ブレード８は、「Ａ−Ｂ」で示す中間地点を通過し、それにより、ブレード８の前面１８が、流体の流れに対してほぼ垂直な状態から、流体の流れに対してほぼ水平な状態に移動して、ブレード８の先端２２は、流体の流れの方向を向く。さらにシャフト４が回転すると、位置「Ａ−Ｂ」のブレード８は、ブレード８の裏面２０が、流体の流れに対面し始めるような方向に向き、それにより、ブレードに流体の流れが衝突するようになる。

ブレード８の裏面２０に流体が衝突すると、流体の圧力によりブレード８は、ピボット１４を中心にして、第２の位置「Ｂ」に移動する。第２の位置「Ｂ」においては、ブレード８の先端２２は、流体の流れから遠ざかる方向を向き、ブレード８の前面１８および裏面２０は、流体の流れに対してほぼ平行になる。

それ故、第２の位置「Ｂ」においては、流体の流れが衝突するブレード８の表面積は、第１の位置「Ａ」の場合よりも遥かに小さくなり、そのため、ブレード８の抗力も遥かに小さくなる。それ故、第２の位置「Ｂ」に位置するブレードは、シャフト４の回転の際のブレード８の全抗力を低減するのを助け、そのため、直線的な流体運動とシャフト４の回転運動との間のエネルギーの損失が低減する。

シャフト４が回転するにつれて、アーム６は、引き続き移動してその元の位置に戻る。シャフト４がその元の位置まで回転すると、第２の位置「Ｂ」に位置するブレード８は、流体の流れにより、該ブレードが接続されているアーム６の方向に回転して戻り、保持バー１６に当接する。次に、アーム６がさらに回転すると、ブレード８は第１の位置「Ａ」に戻る。

このように、原動機２を横切って流体が連続して流れると、アーム６が回転するにつれてシャフト４も連続して回転し、ブレード８は、第１の位置「Ａ」から第２の位置「Ｂ」に移動し、再び元に戻る。

図３および図４について説明すると、本発明の原動機２の第２の実施形態は、図１および図２において説明した実施形態のすべての要素を含むが、ブレード８の移動を、第１の位置と第２の位置（それぞれ「Ａ」および「Ｂ」）との間だけに制限するための手段２４も含む。移動制限手段２４は、原動機２の各アーム６から斜めに延びる上部アーム２６お
よび下部アーム２８を備える。上部アーム２６および下部アーム２８は、それぞれ、上部スロット３０および下部スロット３２を含む。移動制限手段２４は、さらに、原動機２のブレード８を通って、各移動制限手段２４の上部スロット３０および下部スロット３２内に延びる案内ロッド３４を備える。

使用中、案内ロッド３４は、上部スロット３０および下部スロット３２と協働して、図４に示すように、各ブレードの移動を第１の位置「Ａ」と第２の位置「Ｂ」との間に制限する。第１の位置「Ａ」においては、案内ロッドは、移動制限手段２４の上部スロット３０および下部スロット３２の基端に位置する。原動機２のシャフト４が回転し、ブレード８が第１の位置「Ａ」から第２の位置「Ｂ」に移動すると、案内ロッド３４は、上部スロット３０と下部スロット３２との間を移動制限手段２４の先端に向かって移動する。

上部スロット３０および下部スロット３２の先端は閉じて、案内ロッド３４が移動制限手段２４から離脱するのを防止する。よって、ブレード８が第２の位置「Ｂ」に到着すると、案内ロッド３４はブレード８がさらに回転するのを防止する。アーム６がさらに回転し、ブレード８が第１の位置「Ａ」に戻ると、案内ロッド３４は、移動制限手段２４の基端の方向に戻る。

移動制限手段２４は、ブレード８上に最小の抗力を必要としている場合、ブレード８が第２の位置「Ｂ」から外れるのを防止し、それにより、最小の抗力が発生するのを防止し、代わりに原動機２にトルクを追加する。

図１および図２に示すような実施形態の場合には、移動制限手段２４が存在しないので、各ブレード８は、位置Ｂに回転した場合、ほぼ最小の抗力を達成することができる。最小の抗力は原動機上に負のトルクを加え、この負のトルクは、原動機２が発生したパワーから差し引かれる。

移動制限手段２４を使用している図３の実施形態の場合には、移動制限手段２４により、各ブレードにより流体の流れに対してある衝撃角度を保持することができ、このより小さな角変位により、各ブレード８は、より長い時間流体の流れに対して傾斜角を形成し、原動機のトルクに追加する。

図５について説明すると、本発明の原動機２の第３の実施形態の場合には、アーム６は２本だけであり、各アーム６は１本の長尺状部材３６を備える。
細長い各部材３６は、長尺状部材３６の上方および下方に延びる保持バー１６を備える。ブレード８は、ピボット１４により回転可能にアーム６に接続している。第３の実施形態の原動機２は、図１および図２の第１の実施形態とほぼ同じ方法で動作する。この実施形態のブレード８は、長尺状部材３６の上方および下方に位置する保持バー１６により、第１の位置「Ａ」に保持されるような方向を向いている。

図６について説明すると、本発明の原動機２の第４の実施形態の場合には、各アーム６は、アーム６に沿って分離している２つのブレード８を備える。各アームは、各ブレード８に対して１つずつ、２つの保持バー１６を備える。各ブレードは、それ自身のピボット１４を備えていて、各アーム６がシャフト４と一緒に回転すると、第１の位置「Ａ」から第２の位置「Ｂ」へ別々に移動することができる。この第４の実施形態の場合には、ブレード８は、相互に独立しているが、他の実施形態（図示せず）の場合には、ブレードを一緒に移動させるために、同じアーム６のすべてのブレード８に接続しているブレード・リンク・ロッド（図示せず）を備えることができる。

第４の実施形態の動作モードは、図１および図２の実施形態において説明したのとほぼ
同じである。
図７について説明すると、本発明の原動機２の第５の実施形態の場合には、各アーム６は、重畳している２つのブレード８を備える。各アーム６は、各ブレードを保持するための上部保持バー３８と下部保持バー４０とを備える。各ブレード８は、それ自身のピボット１４を備えているが、他の実施形態（図示せず）の場合には、両方のブレードを貫通して延びる１つのピボットを使用することができる。第５の実施形態の動作モードは、図１および図２の実施形態において説明したものとほぼ同じである。

図８および図９について説明すると、本発明の原動機２の第６の実施形態は、図３および図４の実施形態のすべての要素を含み、さらに、ブレードの効率を向上するための精密な調整を行うために、ブレード８の後縁部または各ブレード８の先端２２に取り付けられているトリム・タブ４２も含む。ブレード８の後縁部または先端２２に沿ってその一部または全長を被覆するように、全体に沿って延びているトリム・タブ４２は、溶接されているか、リベット留めされているか、またはブレード８と一体的なプレート部材である。

使用中、トリム・タブ４２は、ブレード８の案内ロッド３４が、移動制限手段２４の先端部または基端部から離れる度に、流体の流れに関してブレード８の方向を調整する。それ故、ブレードの効率が増大する。

それ故、上記各実施形態の場合には、ブレード８が第１の位置「Ａ」から第２の位置「Ｂ」へ移動すると、ブレードは、直線的な流体の流れを回転運動に変換する際の、原動機のエネルギー損失によるエネルギーの低下を補償するために、流体内で抗力がより大きな方向から抗力が遥かに小さな方向へ移動する。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）について説明すると、第２の位置での抗力よりも第１の位置での抗力を大きくするためには、ブレード８の形状が重要である。好適なブレードの形状は、楔形であって、図１０（Ａ）に示すように丸いか、図１０（Ｄ）に示すように尖がっているか、または図１０（Ｂ）に示すように（端部が丸い）長方形の平行六面体か、図１０（Ｄ）に示すように、（端部が尖っている）長方形の平行六面体である。ブレードは、図１０（Ｅ）に示すようにカイト形の断面を有しているか、図１０（Ｆ）に示すように翼の形の断面を有しているか、図１０（Ｇ）に示すようにトリム・タブを含む翼の断面を有している。ブレード８の好適な形状は、ブレード８の後縁部またはブレードの先端２２に沿って、部分的または全体を延びているトリム・タブ付きのものでも、トリム・タブなしのものでもよい。

本願と一緒に、本明細書と同時にまたは以前に提出した、またこの本明細書と一緒に閲覧できるすべての書類および文書に留意されたい。上記書類および文書の内容は、参照により全体を本明細書に組み込むものとする。本明細書（すべての添付の特許請求の範囲、要約および図面を含む）に開示したすべての機能、および／または同じく本明細書に開示した方法およびプロセスは、上記機能のうちの少なくともいくつか、および／またはステップが、相互に相容れない組合わせを除いて、任意の組合わせで組み合わせることができる。

本明細書（すべての添付の特許請求の範囲、要約および図面を含む）に開示してある各機能は、別段の表示がない限り、同じか、同等かまたは類似の働きをする他の機能により置き換えることができる。それ故、別段の表示がない限り、開示の各機能は、一般的な一連の同等または類似の機能の一例に過ぎない。

本発明は、上記実施形態の詳細な説明に限定されない。本発明は、本明細書（すべての添付の特許請求の範囲、要約および図面を含む）に開示してある機能のうちの任意の新規
の機能、または任意の新規の組合わせを含み、また開示の任意の方法およびプロセスのステップの中の任意の新規のステップまたは新規の組合わせも含む。

本発明の原動機の好ましい実施形態の斜視図。 図１の原動機の好ましい実施形態の平面図。 本発明の原動機の第２の好ましい実施形態の斜視図。 図３の第２の好ましい実施形態の平面図。 本発明の原動機の第３の好ましい実施形態の斜視図。 本発明の原動機の第４の好ましい実施形態の斜視図。 本発明の原動機の第５の好ましい実施形態の斜視図。 本発明の原動機の第６の好ましい実施形態の斜視図。 図８の第６の好ましい実施形態の平面図。 （Ａ）〜（Ｇ）本発明の原動機の好適なブレードの形状の斜視図。

符号の説明

２…原動機、４…シャフト、６…アーム、８…ブレード、４２…トリム・タブ。

Claims (16)

1. 流体の流れからのエネルギーを利用するための原動機（２）において、該原動機が、土台に回転可能に装着されるように構成され、かつ回転軸線を有するシャフト（４）を備え、該シャフトが、該シャフト（４）から半径方向に延びる少なくとも１本のアーム（６）を備え、前記アーム（６）が、少なくとも１本のブレード（８）を備えており、前記少なくとも１本のブレード（８）の各々が前記少なくとも１本のブレード（８）の各々に働く流体の流れが前記シャフト（４）を回転させるような方向を向いている原動機であって、前記少なくとも１本のブレード（８）の各々がアーム（６）上に移動可能に装着されており、各ブレードは、該ブレードが前記流体の流れにほぼ直交し、第１の抗力を有する第１の位置から、該ブレードが前記流体の流れに対してほぼ平行となり、第２の抗力を有する第２の位置に移動可能であり、前記第１の抗力が前記第２の抗力よりも大きく、前記少なくとも１本のブレードの各々が、前記ブレードに取り付けられているか、または同ブレードと一体となっており、かつ前記ブレードの先端または後縁部の少なくとも一部に延びるトリム・タブを備えることを特徴とする原動機。
2. 請求項１に記載の原動機（２）において、前記ブレード（８）が、翼の形をしている原動機。
3. 請求項１または２に記載の原動機（２）において、前記流体の流れが、前記シャフト（４）が回転するにつれて、前記少なくとも１本のブレード（８）の各々を第１の位置から第２の位置に移動させる原動機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原動機（２）において、前記流体が衝突する前記少なくとも１本のブレード（８）の各々の表面積が、前記第２の位置においてよりも前記第１の位置における方が大きい原動機。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の原動機（２）において、前記シャフト（４）が完全に１回転するにつれ、前記流体の流れが、前記少なくとも１本のブレード（８）の各々を前記第２の位置から前記第１の位置に戻す原動機。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の原動機（２）において、前記原動機（２）が、少なくとも２本のアーム（６）を備え、少なくとも１本のブレード（８）が前記第１の位置に位置している場合に、少なくとも１本の他のブレード（８）が第２の位置に位置する原動機。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の原動機（２）において、各ブレード（８）およびアーム（６）の少なくともいずれかが、アーム（６）上の各ブレード（８）の移動を所定の距離に制限するための手段（１６）を備える原動機。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の原動機（２）において、各ブレード（８）が、前記ブレード（８）が前記第１の位置から前記第２の位置に回転することができるようにアーム（６）に回転可能に装着されている原動機。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の原動機（２）において、各アームおよびブレードの少なくともいずれかが、前記シャフト（４）が所定の距離を回転するまで、各ブレード（８）が前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動するのを防止するための手段（２４）を備える原動機。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の原動機（２）において、各アームおよびブレード
    の少なくともいずれかが、対応するアーム（６）に関して、アーム（６）上の各ブレード（８）の移動を前記ブレード（８）の所定の角変位に制限するための手段（２４）を備える原動機。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の原動機（２）において、各アーム（６）が２つ以上のブレード（８）を備え、各ブレード（８）が前記アーム（６）上において移動可能に装着されている原動機。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の原動機（２）において、前記原動機（２）が、エネルギー発生装置のような任意の適当な土台に回転可能に装着されるように構成されている原動機。
13. エネルギー発生装置に接続している、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の原動機を備えるエネルギー発生装置。
14. 流体の流れからエネルギーを発生する方法であって、適当なエネルギー発生装置に請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の前記原動機（２）を装着するステップと、結果として得られる装置を流体の流れの中に配置するステップとを含む方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、前記原動機（２）が前記流体の流れの中において、前記シャフト（４）の回転軸線が地面に対してほぼ垂直となり、かつ前記アーム（６）が地面に対してほぼ水平に半径方向に延びるような方向に向けられている方法。
16. 請求項１４または１５に記載の方法において、前記エネルギー発生装置に装着されている前記原動機（２）が、任意の流体、空気、および水のいずれかの流れの中に配置されている方法。

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