JP5985494B2 - タービンシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
100 タービンシステム
110 タービン
115 垂直軸
116 回転運動
120 上部凸状表面
125 チャネル
126 ベース面
130 フィン
135 駆動シャフト
140 封止された筐体
142 第1のシェル
144 第2のシェル
145 永久磁石ジェネレータ
146 ギアシステム
150 基部構造
152 台座構造
154 下部筐体シェル
155 軸受部材
156 ライン
160 電子システム
Claims (46)
- 発電システムで使用するためのタービンであって、
流体が垂直軸に対して概して直角な流動方向に前記タービンに向かって流動するのに応えて、前記垂直軸を中心に回転する、垂直軸タービンを備え、
前記垂直軸タービンは、垂直断面が鐘形状の曲線によって少なくとも部分的に画定される、中央上部ドーム形表面と、それぞれが前記垂直軸タービンの外周に近接する外側領域から前記中央上部ドーム形表面に向かって延在する、複数の上向きに突出するフィンと、を含み、
前記フィンのそれぞれは、前記中央上部ドーム形表面の最上領域より低い垂直高さで終端することを特徴とするタービン。 - 前記垂直軸タービンは、前記垂直軸タービンの前記外周で概して円形の縁部を有する、連続固体の上を向く表面を含むことを特徴とする請求項1に記載のタービン。
- 前記連続固体の上向き表面には、開口部がないことを特徴とする請求項2に記載のタービン。
- すべての前記上向きに突出するフィンは、前記円形縁部の内部に位置付けられ、前記円形縁部より高い垂直高さに延在することを特徴とする請求項3に記載のタービン。
- 前記垂直軸タービンの前記外周は、垂直軸の周囲を中心とする1.52m(約5フィート)以上の直径によって画定されることを特徴とする請求項2に記載のタービン。
- 前記中央上部ドーム形表面は、前記垂直軸に対して対称であることを特徴とする請求項2に記載のタービン。
- 前記フィンの凹面が、隣接するフィンに向かって前記垂直軸から離れるように延在する非半径方向に終端することを特徴とする請求項6に記載のタービン。
- 前記中央上部ドーム形表面の最上領域は、すべての前記上向きに突出するフィンより大きい垂直高さを有することを特徴とする請求項1に記載のタービン。
- すべての前記上向きに突出するフィンは、実質的に同一の形状およびサイズを有することを特徴とする請求項1に記載のタービン。
- 前記上向きに突出するフィンのそれぞれは、前記中央上部ドーム形表面の最上領域の垂直高さより低い垂直高さで終端することを特徴とする請求項9に記載のタービン。
- 前記上向きに突出するフィンのそれぞれは、前記垂直軸タービンの前記外周に近接する外側領域から前記中央上部ドーム形表面に向かって延在する長さに沿って湾曲していることを特徴とする請求項9に記載のタービン。
- 前記上向きに突出するフィンのそれぞれは、凸状湾曲面と、反対側に配置される凹面と、を有し、
前記凸状湾曲面と前記凹面とが、湾曲した隆起部のところにおいて互いに交差する、
ことを特徴とする請求項9に記載のタービン。 - 前記上向きに突出するフィンのそれぞれの前記凹面は、隣接するフィンに向かって前記垂直軸から離れるように延在する、非半径方向に終端することを特徴とする請求項12に記載のタービン。
- 前記複数の上向きに突出するフィンは、垂直軸タービンが、前記垂直軸に対して概して直角な第1の流動方向に前記タービンの上を流動する流体、および前記垂直軸に対して概して直角な第2の反対流動方向に前記タービンの上を流動する流体の両方に応えて、前記垂直軸を中心に第1の方向に回転するように配設されることを特徴とする請求項1に記載のタービン。
- 前記垂直軸タービンは、すべての前記上向きに突出するフィンおよび前記上部ドーム形表面が一体型構造として成形されるように、成形ポリマー材料からなる単一部品構造であることを特徴とする請求項14に記載のタービン。
- 各フィンが、前記垂直軸を中心に異なる位置に回転する一方、各フィンは、前記垂直軸タービンの上を流動する流体を捕捉し、前記流体を前記周囲の流体流動とは異なる経路に沿うよう方向付け直し、前記垂直軸タービンの下流部分上への高圧領域の生成に寄与するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のタービン。
- 電力を発生させるためのタービンシステムであって、中央に位置する凸状に湾曲した上を向く表面を伴う、一体型構造として形成される複数のフィンを含む、垂直軸タービンを備え、前記垂直軸タービンは、垂直軸に対して概して直角な第1の流動方向に前記タービンの上を流動する流体、および前記垂直軸に対して概して直角な第2の反対流動方向に前記タービンの上を流動する流体の両方に応えて、前記垂直軸を中心に第1の方向に回転することを特徴とするシステム。
- 前記垂直軸タービンの回転中に概して静止したままであるように、前記垂直軸タービンの下方に位置付けられる基部構造をさらに備えることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて電力を発生させるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられる、電気ジェネレータをさらに備えることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて、水圧流体を陸上の発生システムに押し進めるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられる、ポンプ機構をさらに備えることを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記垂直軸タービンは、前記垂直軸タービンの外周で概して円形の縁部を有する、連続固体の上を向く表面を含み、前記連続固体の上を向く表面は、前記複数のフィンと、前記凸状に湾曲した上を向く表面と、を含むことを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記連続固体の上向き表面には、開口部がないことを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 前記垂直軸タービンの前記外周は、垂直軸の周囲を中心とする1.52m(約5フィート)以上の直径によって画定されることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 前記中央に位置する凸状に湾曲した上を向く表面は、前記垂直軸に対して対称であることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記フィンの凹面が、隣接するフィンに向かって前記垂直軸から離れるように延在する非半径方向に終端することを特徴とする請求項24に記載のシステム。
- 前記中央に位置する凸状に湾曲した上を向く表面の最上領域は、前記フィンのそれぞれより大きい垂直高さを有することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記複数のフィンのそれぞれは、実質的に同一の形状およびサイズを有することを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記フィンのそれぞれは、前記中央に位置する凸状に湾曲した上を向く表面の最上領域の垂直高さより低い垂直高さで終端することを特徴とする請求項27に記載のシステム。
- 電力を発生させるためのタービンシステムであって、
流体が垂直軸に対して概して直角な流動方向に前記タービンに向かって流動するのに応えて、前記垂直軸を中心に回転する、垂直軸タービンであるとともに、この垂直軸タービンが、垂直断面が鐘形状の曲線によって少なくとも部分的に画定される、中央上部ドーム形表面と、それぞれが前記垂直軸タービンの外周に近接する外側領域から前記中央上部ドーム形表面に向かって延在する、複数の上向きに突出するフィンと、を含み、前記フィンのそれぞれは、前記中央上部ドーム形表面の最上領域より低い垂直高さで終端する、垂直軸タービンと、
前記垂直軸タービンの回転中に概して静止したままであるように、前記垂直軸タービンの下方に位置付けられる基部構造と、
前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて電力を発生させるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられる、電気ジェネレータと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記電気ジェネレータは、外部電力配線に出力される電力を調節する、陸上の電子システムに電気的に接続されることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記電気ジェネレータは、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられる、圧力容器シェル構造内に封止されることを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 駆動シャフトは、前記最上表面領域の下面から下向きに延在するように、前記垂直軸タービンに固定して取り付けられ、前記電気ジェネレータの少なくとも一部分に延在することを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記垂直軸タービンは、前記垂直軸タービンの外周で概して円形の縁部を有する、連続固体の上を向く表面を含み、前記連続固体の上を向く表面は、複数のフィンと、前記上を向く凸湾曲と、を含むことを特徴とする請求項29に記載のシステム。
- 前記連続固体の上向き表面には、開口部がないことを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 前記垂直軸タービンの前記外周は、垂直軸の周囲を中心とする1.52m(約5フィート)以上の直径によって画定されることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 前記中央に位置する凸状に湾曲した上を向く表面は、前記垂直軸に対して対称であることを特徴とする請求項33に記載のシステム。
- 前記フィンの凹面が、隣接するフィンに向かって前記垂直軸から離れるように延在する非半径方向に終端することを特徴とする請求項36に記載のシステム。
- 水中の流れの流動から電力を発生させるためにタービンシステムを使用する方法であって、
垂直軸タービンを、中央上部ドーム形表面を含む、連続固体の上を向く表面と、それぞれが前記垂直軸タービンの外周に近接する外側領域から前記中央上部ドーム形表面に向かって延在する、複数の上向きに突出するフィンと、を備えたものとして準備するステップと、
前記垂直軸タービンの回転の垂直軸が水流動に対して概して直角に配設されるように、前記垂直軸タービンを水中に位置付けるステップと、
前記中央上部ドーム形表面の上を流動し、前記複数の上向きに突出するフィンと相互作用する水によってもたらされる前記垂直軸タービンの回転に応えて、電力を発生させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 中央上部ドーム形表面は、前記垂直軸に対して対称であることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記フィンの凹面が、隣接するフィンに向かって前記垂直軸から離れるように延在する非半径方向に終端することを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 基部構造を水域の底にしっかりと固定するステップをさらに含み、前記基部構造は、前記水域中の前記垂直軸タービンの回転中に概して静止したままであるように、前記垂直軸タービンの下方に位置付けられることを特徴とする請求項38に記載の方法。
- 前記発生させるステップは、前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて電力を発生させるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられる電気ジェネレータから電力を発生させるステップを含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記発生させるステップは、前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて、水圧流体を陸上の発生システムに押し進めるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられるポンプ機構から電力を発生させるステップを含むことを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 発電で使用するためのタービンシステムを製造する方法であって、
前記タービンの複数のフィンが、前記タービンの中央に位置する凸状に湾曲した最上表面を伴う、一体型構造として形成されるように、垂直軸タービンを成形するステップと、
前記垂直軸タービンが、前記垂直軸に対して概して直角な流動方向に前記タービンに向かって流動する流体に応えて、前記基部構造に対して垂直軸を中心に回転するよう構成されるように、前記垂直軸タービンを基部構造に取り付けるステップと、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて電力を発生させるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に電気ジェネレータを取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記基部構造に対する前記垂直軸タービンの前記回転に応えて、水圧流体を陸上の発生システムに押し進めるために、前記垂直軸タービンと前記基部構造との間に位置付けられるポンプ機構を取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項44に記載の方法。
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