JP6762292B2 - 発電機および発電方法 - Google Patents
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Description
本発明は、再生可能エネルギの分野に関し、より具体的には、流体内で発生する渦からの、流体の動きに基づく発電の分野に関する。
化石燃料の燃焼または核エネルギに基づくものなどの再生不能エネルギの欠点のために、再生エネルギとして知られているものを開発しようと多大な努力がなされてきており、その中でも、流体の動きを用いて発電機を駆動することに基づく再生エネルギが発見されている。例えば、多翼風力発電機として知られている装置が存在し、これは、風を利用して発電機のロータを回転させる。しかし、これらの風力発電機は、世界中で大成功を収めており多くの国では消費される電気エネルギの大部分を発生させているが、通常は多数の可動部品を有し、それらの多くは回転する態様で互いに接触し、これは、潤滑剤の消費量、部品の摩耗などのせいでとりわけメンテナンスコストが比較的高いことを意味する。場合によっては、ブレードは鳥類に影響を及ぼし得るので、ブレードの速度が速いことも問題である可能性がある。
式中、FVは渦の出現頻度であり、Vは空気の速度であり、dはポールの特徴的寸法、例えば円形断面を有するポールの場合にはポールの直径である。Sは、ストローハル無次元数である。ヘルマン指数法則に従って空気の速度が高さとともに増加するものとして、渦の出現の点で同期を達成するために、WO−2012/017106−A1は、高さが高くなるにつれてポールの直径を大きくすることを提案している。
本発明の第1の局面は、発電機に関し、当該発電機は、例えば標柱、柱またはポールの形状の第1の部分を備え、当該第1の部分は、流体内、例えば空気中に位置するように構成されるが、水などの他の可能性もある。流体は、実質的に静止した層流、すなわち通常は風に存在する特徴を有し得る。例えばJP−2006−226221−A、JP−A−2006−132397−A、WO−2012/017106−A1またはWO−2014/135551−A1に記載されているように、第1の部分は、上記流体が動くと上記流体内に渦を発生させ、第1の部分に揚力を発生させて、第1の部分の振動運動を生じさせるように構成される。振動運動は、特定の態様で風速に関連する振幅を有する。
また、発電機は、(少なくとも1つの磁石を備える)磁石のサブシステムと、少なくとも1つのコイルとを備え、第1の部分の振動運動が、磁石のサブシステムと上記少なくとも1つのコイルとの間に相対的変位を生じさせて、上記少なくとも1つのコイルに起電力を発生させるように構成される。好ましくは、発電機は、好ましくは例えば1つ以上の円形の配列で、発電機の土台から1つ以上のレベルのところに、第1の部分の周囲に配置された複数のこれらのコイルを備える。したがって、第1の部分の振動運動は、コイルがさらされる磁場の変化を生じさせ、それによって、第1の部分の振動運動は電気エネルギに変換される。
上記取付点から0.3*L〜0.7*Lの高さのところに位置する点に対する剛直な上部部分の振動の推定に基づく式(それは、計算によって検証され、これは、このタイプの発電機にとってしばしば好ましい小さな振動角での空気と剛直な上部部分との間の相対的速度の実質的に現実的な推定を可能にし、推定は、高さに従って、風速の変化も振動運動による剛直な上部部分の速度の変化も適切に考慮に入れる)を用いて、上記取付点からの高さに従ったその特徴的寸法(円形断面を有する剛直な上部部分の場合には直径)の点で剛直な上部部分の設計を確立するステップと、
上記設計を示す剛直な上部部分を有する取込み要素を製造するステップとを備える。
図1は、本発明の考えられる実施例に従った発電機を概略的に示し、当該発電機は、地面1000から垂直に上向きに延びるポール1の形状の第1の部分を備え、ポール1は、セメント、コンクリートまたはその他の好適な材料で作られることができる固定土台13によって土の中に固定される。本発明の多くの実施例では、ポールは、長手方向軸100を有し、本発明の多くの実施例では、ポール1は、上記長手方向軸に対して実質的に対称である。
ω=(((I*E*K4)/d)−a2)(1/2)
式中、Eはヤング率であり、Iは断面慣性モーメントであり、dは長さの単位当たりの棒の密度であり、Kは振動の空間モード(第1のモードおよびその高調波)であり、aは減衰定数である。構造が減衰されればされるほど(言い換えれば、粘性損失、摩擦などの形態でそこからエネルギが抽出されればされるほど)、振動数は低くなる。いかなる構造の固有振動数も、それがさらされる減衰に左右される。その結果、発電機から電力が抽出されればされるほど、例えば構造に張力をかけること、その剛性を増加させることなどによってこれがオフセットされない限り、その固有振動数は小さくなる。
曲げゼロの中立位置を通過するときの振動するポールの運動エネルギは、どちらの場合にもその質量およびその速度の二乗に左右される。その変位が最大であるとき、蓄えられた位置エネルギはそれほどでもない。図10Aに示される例では、位置エネルギは弾性位置エネルギだけであり、図10Bに示される例では、位置エネルギは、弾性の性質も磁気的性質も有するが、相違点は、磁気由来の位置エネルギが弾性位置エネルギの場合のように変位の二乗ではなく三乗とともに増加することである。図12に示されるように、変位が大きい減衰単調和運動(I)と比較して、磁気反発による運動(II)の軌道は、その振動数が増加する。ほとんど全ての位置エネルギが弾性ロッドによって蓄積される、変位が小さい状態(グラフの右側)では、軌道は両方ともよく似たサイズの期間を有する。
この相対速度は、2つの成分を有し、一方の成分は、地面に対する空気の絶対速度であり、他方の成分は、ポールの振動によって引き起こされるポールに対する速度である。明らかに、振動の平均速度は、期間によって除算される(またはその逆数である振動数によって乗算される)振動の最大振幅の4倍である。
Claims (31)
- 発電機であって、
第1の端部および第2の端部を有する第1の部分(1)を備え、前記第1の端部は、固定点に固定されるように構成され、前記第1の部分が前記固定点に対して振動運動を行なうことができ、かつ、前記振動運動が横方向の振動であるように、前記第2の端部は、前記第1の端部の上方にあり、かつ自由であり、前記第1の部分(1)は、流体内に位置するように構成され、前記流体が動くと前記流体内に渦を発生させ、前記第1の部分(1)に揚力を発生させて、前記固定点に対する前記第1の部分(1)の前記振動運動を生じさせるように構成され、前記振動運動は横方向の振動であり、かつ振幅を有し、前記発電機はさらに、
前記第1の部分(1)を少なくとも部分的に取囲む第2の部分(2)を備え、
前記発電機は、前記第1の部分(1)と前記第2の部分(2)との間に磁気反発力を生じさせる磁場を発生させるためのシステムを備え、前記磁気反発力は、前記第1の部分(1)の前記振動運動によって変化し、前記第1の部分(1)の前記振動運動の前記振幅が増加すると増加する最大値を有し、前記発電機は少なくとも1つのコイル(50,500)を含み、前記第1の部分(1)の振動運動が前記少なくとも1つのコイル(50,500)に起電力を生じさせるように、前記少なくとも1つのコイル(50,500)が構成され、
磁場を発生させるための前記システムは、前記第1の部分(1)に接続される少なくとも1つの第1の磁石(30)と、前記第2の部分(2)に接続される少なくとも1つの第2の磁石(40)とを備え、
前記少なくとも1つの第1の磁石(30)および前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、互いに反発するように配置され、前記第1の部分の前記振動運動が生じると前記振動運動に従って前記少なくとも1つの第1の磁石と前記少なくとも1つの第2の磁石との間の距離が変化するように配置され、
前記発電機は、磁石のサブシステム(30,31,32,300)を備え、前記発電機は、前記第1の部分(1)の前記振動運動が、前記磁石のサブシステム(30,31,32,300)と前記少なくとも1つのコイル(50,500)との間に相対的変位を生じさせて、前記少なくとも1つのコイル(50,500)に前記起電力を発生させるように構成される、発電機。 - 前記少なくとも1つの第1の磁石(30)は、少なくとも2つの直径方向に沿って対向する部分を備え、前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、前記少なくとも1つの第1の磁石(30)の前記少なくとも2つの直径方向に沿って対向する部分に対向する少なくとも2つの正反対の部分を備える、請求項1に記載の発電機。
- 前記少なくとも1つの第1の磁石は、少なくとも1つのリング(30)として構成される、請求項2に記載の発電機。
- 前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、少なくとも1つのリングとして構成される、請求項1または2に記載の発電機。
- 前記発電機の土台は、前記固定点を有し、前記少なくとも1つの第1の磁石(30)は、前記発電機の前記土台から異なる高さのところに配置された複数の磁石(30)を備え、前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、前記発電機の前記土台から前記異なる高さのところに配置された複数の磁石(40)を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記少なくとも1つの第1の磁石(30)は、第1の複数の磁石(30)を備え、前記第1の複数の磁石(30)は、実質的に互いに隣接して配置され、前記第1の複数の磁石(30)によって発生する磁場が、前記少なくとも1つの第2の磁石(40)に対向する前記磁石の側で反対側よりも強くなるような極性で配置され、および/または
前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、第2の複数の磁石(40)を備え、前記第2の複数の磁石(40)は、実質的に互いに隣接して配置され、前記第2の複数の磁石(40)によって発生する磁場が、前記少なくとも1つの第1の磁石(30)に対向する側で反対側よりも強くなるような極性で配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発電機。 - 前記少なくとも1つの第1の磁石(30)および前記少なくとも1つの第2の磁石(40)は、前記第1の部分の長手方向軸に対して傾斜した態様で配置される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分は、前記振動運動の前記振幅が少なくとも特定の速度範囲内で前記流体の速度とともに増加するように配置される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記少なくとも1つの第1の磁石と前記少なくとも1つの第2の磁石との間の前記反発力は、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間の前記距離の二乗に反比例し、前記流体の速度が増加すると、前記振動運動の前記振幅は増加する傾向があり、それによって、前記磁石は、前記振動運動の各振動周期の最大接近部分において近付く傾向があり、それによって、各振動周期において前記少なくとも1つの第1の磁石と前記少なくとも1つの第2の磁石との間に生じる最大反発力は、それに従って増加し、それによって、前記反発力の前記増加は、前記第1の部分の共振振動数を増加させ、それによって、前記発電機の構造は、前記流体の前記速度が増加したときの前記第1の部分の前記共振振動数の自動的な増加に寄与する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分は、相対的に剛直な部分(11)と、前記固定点に固定された別の相対的に柔軟な弾性部分(12)とを備え、その結果、前記相対的に柔軟な弾性部分の柔軟性および弾性により、前記第1の部分は、前記固定点に対する振動運動を行なうことができる、請求項1〜9のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記磁石のサブシステムは、前記少なくとも1つの第1の磁石(30)を含む、請求項1に記載の発電機。
- 前記磁石のサブシステム(30,31,32,300)は、複数の磁石を備え、前記複数の磁石は、前記振動運動中に前記第1の部分(1)が中立位置から傾斜した位置に移動すると、前記少なくとも1つのコイルが磁場の少なくとも1つの方向変化にさらされるように配置される、請求項1に記載の発電機。
- 前記複数の磁石は、磁場の複数の方向変化にさらされるように配置される、請求項12に記載の発電機。
- 前記磁石のサブシステムは、前記発電機の土台から異なる高さのところに配置された少なくとも二組の磁石を備え、磁石の各組は、複数の磁石リング(30,31,32)を備え、前記複数の磁石リング(30,31,32)は、少なくとも1つの方向変化を径方向に有する磁場が前記磁石の組の間に確立されるように、前記第1の部分(1)の周囲に同軸に配置される、請求項12または請求項13に記載の発電機。
- 少なくとも2つの方向変化を径方向に有する磁場が前記磁石の組の間に確立される、請求項14に記載の発電機。
- 少なくとも4つの方向変化を径方向に有する磁場が前記磁石の組の間に確立される、請求項15に記載の発電機。
- 前記コイルは、前記第2の部分(2)に配置され、前記磁石のサブシステムは、前記第1の部分(1)に配置される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記磁石のサブシステム(300)と前記少なくとも1つのコイル(50,500)との間に前記相対的変位を生じさせるために、第1の発電機モジュール(200)と、前記第1の部分(1)の長手方向軸(100)と平行に前記第1の発電機モジュール(200)に対して動かせる第2の発電機モジュール(400)とを備える発電機サブシステムを備え、前記少なくとも1つのコイルは前記第1の発電機モジュール(200)に含まれ、前記磁石のサブシステムは、前記第2の発電機モジュール(400)に含まれる、請求項1に記載の発電機。
- 前記第1の発電機モジュール(200)は、固定された発電機モジュールである、請求項18に記載の発電機。
- 前記第2の発電機モジュール(400)は、複数の接続部材(605)によって前記第1の発電機モジュール(200)に接続され、前記複数の接続部材(605)は、前記第1の部分(1)の前記長手方向軸(100)と平行な前記第2の発電機モジュール(400)の動きを可能にし、前記第2の発電機モジュール(400)が前記第1の発電機モジュール(200)と接触することを防止するように配置される、請求項18および19のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第2の発電機モジュール(400)は、磁石(220,420)および/またはばねを備える第1の付勢手段によって第1の方向に付勢され、前記第1の方向は、前記第1の部分(1)の前記長手方向軸(100)と平行である、請求項18〜20のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分(1)の前記振動運動中に、前記第1の部分の前記長手方向軸(100)と平行に前記第2の発電機モジュールを変位させるように前記第2の発電機モジュール(400)に対して力がかけられるように前記発電機が構成され、前記力は、前記第1の部分(1)の前記振動運動中に変化する、請求項18〜21のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分の前記振動運動の結果として前記第2の発電機モジュール(400)の振動運動が生じるように配置され、前記第2の発電機モジュール(400)の前記振動運動は、前記第1の部分(1)の前記長手方向軸(100)と平行な方向であり、前記第1の部分(1)の前記振動運動の振動数よりも高い振動数を有する、請求項18〜22のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分(1)は、第1の質量を有し、前記第2の発電機モジュール(400)は、前記第1の質量よりも実質的に小さな第2の質量を有する、請求項18〜23のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第2の部分は、前記磁石のサブシステム(300)と前記少なくとも1つのコイル(50,500)との間に前記相対的変位を生じさせるために、第1の発電機モジュール(200)と、前記第1の発電機モジュール(200)に対して動かせる第2の発電機モジュール(400)とを備え、前記第2の発電機モジュール(400)は、前記第1の部分(1)の前記振動運動の振動数とは異なる振動数で前記第1の発電機モジュール(200)に対して振動することができるように、前記第1の発電機モジュール(200)によって吊り下げられる、請求項1に記載の発電機。
- 前記第2の発電機モジュール(400)は、前記第1の部分(1)の前記振動運動中に前記第1の部分によって繰返し起電力を生じさせるように配置される、請求項25に記載の発電機。
- 前記第2の発電機モジュール(400)は、前記第1の部分(1)と前記第2の発電機モジュール(400)との間の磁気的相互作用によって、前記第1の部分(1)の前記振動運動中に前記第1の部分によって繰返し起動されるように配置される、請求項26に記載の発電機。
- 前記第1の部分は、前記第1の部分が前記振動運動をしていないときに概して鉛直に延在する長手方向軸(100)を有し、前記第2の発電機モジュール(400)は、鉛直に振動するように配置される、請求項25〜27のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記第1の部分(1)は、振動運動するポールを備え、前記第2の部分(2)は、前記ポールの土台に対応して設けられる静的構造を備え、前記ポールの前記土台は前記発電機の土台に対応する、請求項1〜28のいずれか1項に記載の発電機。
- 前記反発力の増加は、前記第1の部分(1)の共振周波数を増加させる、請求項1〜29のいずれか1項に記載の発電機。
- 発電機を風速と同調させるための方法であって、前記発電機は、第1の端部および第2の端部を有する第1の部分(1)を備え、前記第1の端部は固定点に固定され、前記第2の端部は前記第1の端部の上方にあり、かつ自由であり、前記第1の部分(1)は、流体内に位置するように構成され、前記流体が動くと前記流体内に渦を発生させ、前記第1の部分(1)に揚力を発生させて、前記固定点に対する前記第1の部分(1)の振動運動を生じさせるように構成され、前記振動運動は、横方向の振動であり、前記発電機はさらに、前記第1の部分を少なくとも部分的に取囲む第2の部分(2)と、少なくとも1つのコイル(50,500)とを備え、前記第1の部分(1)の前記横方向の前記振動運動が前記少なくとも1つのコイル(50,500)に起電力を生じさせるように、前記少なくとも1つのコイル(50,500)が構成され、
前記方法は、互いに反発するように少なくとも1つの第1の磁石(30)および少なくとも1つの第2の磁石(40)を前記第1の部分(1)および前記第2の部分(2)にそれぞれ配置するステップを備え、前記第1の部分(1)および前記第2の部分(2)の間の反発力は、前記第1の部分(1)の前記振動運動に従って変化し、前記第1の部分(1)の前記振動運動の振幅が増大したときに増大する最大値を有し、それにより、前記反発力の増大が前記第1の部分(1)の共振周波数を増大させて前記第1の部分の固有振動数が前記風速によって調整される、方法。
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WO2016055370A2 (en) * | 2014-10-06 | 2016-04-14 | Vortex Bladeless, S.L. | An electrical power generator and an electrical power generation method |
US10208824B2 (en) * | 2015-06-03 | 2019-02-19 | Zachary Stein | Suspension assembly |
US20170204905A1 (en) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Paranetics, Inc. | Methods and apparatus for generating magnetic fields |
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CN105781896A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-07-20 | 陶原 | 一种桅杆式风力发电装置 |
CN106089590A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-11-09 | 天津大学 | 一种利用桅杆振荡进行海上风能发电的装置 |
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CN106907299B (zh) * | 2017-02-21 | 2023-04-07 | 湘潭大学 | 一种无叶片的风力发电机装置 |
CN107061170A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-08-18 | 湘潭大学 | 无叶片风力发电机 |
GB201703704D0 (en) * | 2017-03-08 | 2017-04-19 | Greer Kieran | Electromagnetic 'shaky board' for energy conversion |
US10367434B2 (en) * | 2017-05-30 | 2019-07-30 | Saudi Arabian Oil Company | Harvesting energy from fluid flow |
CN107269463B (zh) * | 2017-08-10 | 2023-04-18 | 贵州大学 | 一种可旋转摆动管发电的风力发电方法及装置 |
HUP1700525A1 (hu) * | 2017-12-15 | 2019-06-28 | Attila Kovacs | Energiatermelõ berendezés áramló közeg energiájának hasznosítására |
DE102017131389B4 (de) * | 2017-12-28 | 2022-05-05 | fos4X GmbH | Verfahren zum Kalibrieren von Nominalfrequenzen |
CN108278180A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-13 | 杭州培聚教育科技有限公司 | 基于涡流振动和电磁感应原理的无叶片风力发电装置 |
CN108775272B (zh) * | 2018-05-25 | 2019-09-06 | 东北大学 | 一种无叶式发电系统装置 |
CN108869161A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-23 | 南京航空航天大学 | 定水流方向的管道水力发电模块和系统及发电方法 |
FR3085185B1 (fr) * | 2018-08-27 | 2020-10-16 | Bertrand Vallet | Dispositif utilisant la force motrice des vibrations induites par vortex (viv) exercees sur un prisme de section circulaire oriente face au vent pour transformer l'energie eolienne en electricite |
CN111188735A (zh) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 北京万源工业有限公司 | 一种基于涡激振动原理的无叶片风力发电机组 |
CN113785368A (zh) | 2019-02-14 | 2021-12-10 | 帕瑞纳提克斯公司 | 用于磁力推进系统的方法和设备 |
CN109826743A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-31 | 东南大学 | 潮汐能无叶振动发电装置 |
US10982648B2 (en) * | 2019-03-30 | 2021-04-20 | Ehsan Azadi Yazdi | Bladeless wind turbine with a telescoping natural frequency tuning mechanism |
CN110307247A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-10-08 | 湘潭大学 | 一种用于无叶片风力机的圆筒形磁力复位装置 |
CN112392661B (zh) * | 2019-08-16 | 2021-11-02 | 长沙理工大学 | 一种频率可调节的摆动式风力发电设备 |
FR3102230B1 (fr) * | 2019-10-21 | 2022-05-13 | Thierry Marquet | Candélabre autonome éolien |
WO2021115640A1 (en) | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Vortex Bladeless S.l. | Electrical power generator |
KR102382325B1 (ko) * | 2020-02-21 | 2022-04-04 | 충남대학교산학협력단 | 영구자석 발전기 및 이를 이용한 무날개 풍력발전기 |
TWI749526B (zh) * | 2020-04-16 | 2021-12-11 | 國立陽明交通大學 | 渦流誘發振動之風能收集裝置 |
FR3109412B1 (fr) | 2020-04-21 | 2022-10-28 | Nicolas Papaxanthos | Système de récupération de l’énergie du vent composé de deux ailes inversées. |
CN111997838B (zh) * | 2020-09-16 | 2022-02-22 | 湘潭大学 | 一种用于无叶片风力机的发电装置 |
CN112796947B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-04-19 | 吉林大学 | 一种风力发电装置 |
RU203925U1 (ru) * | 2021-01-21 | 2021-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Устройство для получения электрической энергии |
CN113464360B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-09-20 | 布尔津县国源天立风力发电有限责任公司 | 一种无叶片风力发电方法 |
CN113464359B (zh) * | 2021-07-22 | 2022-12-06 | 北京朗诺科技有限公司 | 一种无扇叶风力发电系统 |
KR102610295B1 (ko) * | 2021-12-10 | 2023-12-06 | 전기은 | 진동형 풍력발전장치 |
NO347160B1 (en) * | 2022-01-19 | 2023-06-19 | Sine Delta AS | Apparatus for producing electricity from a moving fluid and method |
CN114674348B (zh) * | 2022-04-19 | 2024-04-12 | 杭州电子科技大学 | 基于摩擦纳米发电机的幅度和频率双参数传感解耦系统 |
KR102457715B1 (ko) * | 2022-07-21 | 2022-10-20 | 한동대학교 산학협력단 | 압전소자를 이용한 블레이드리스 풍력 발전기 |
Family Cites Families (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE495303C (de) * | 1925-04-25 | 1930-04-08 | Hermann Plauson | Windkraftmaschine, bestehend aus einem Pendelmast |
US5783885A (en) * | 1995-08-07 | 1998-07-21 | The Regents Of The University Of California | Self-adjusting magnetic bearing systems |
US5818132A (en) | 1997-01-13 | 1998-10-06 | Konotchick; John A. | Linear motion electric power generator |
US6876094B2 (en) * | 1999-11-12 | 2005-04-05 | Sarcos, Lc | Resonant electrical generation system |
JP2001157433A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-06-08 | Fujitsu Ltd | 流体による振動発電装置 |
WO2001061281A2 (en) * | 2000-02-15 | 2001-08-23 | Young Alan M | Method and apparatus using magnus effect to measure mass flow rate |
JP2002281727A (ja) | 2001-03-19 | 2002-09-27 | Sugino Mach Ltd | 振動発電機および発光装置 |
JP3368536B1 (ja) * | 2001-11-08 | 2003-01-20 | 学校法人東海大学 | 流体発電装置 |
US6936937B2 (en) | 2002-06-14 | 2005-08-30 | Sunyen Co., Ltd. | Linear electric generator having an improved magnet and coil structure, and method of manufacture |
US7224077B2 (en) * | 2004-01-14 | 2007-05-29 | Ocean Power Technologies, Inc. | Bluff body energy converter |
US7199480B2 (en) * | 2004-04-15 | 2007-04-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Vibration based power generator |
US7208845B2 (en) * | 2004-04-15 | 2007-04-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Vibration based power generator |
JP4590641B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2010-12-01 | 国立大学法人京都大学 | エネルギ変換器、旗型エネルギ変換装置 |
JP4677553B2 (ja) | 2004-11-04 | 2011-04-27 | 国立大学法人秋田大学 | 流力振動を利用した圧電セラミックによる発電方法及び装置 |
US7493759B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-02-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Fluid motion energy converter |
JP4259458B2 (ja) | 2004-11-30 | 2009-04-30 | パナソニック電工株式会社 | 圧電型発電機構 |
JP2006226221A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Univ Nagoya | 発電装置 |
NO20054704D0 (no) * | 2005-10-13 | 2005-10-13 | Sway As | Fremgangsmate og metode for vindkraftverk og fremdriftssystem med magnetisk stabilt hovedlager og lastkontrollsystem |
GB0525989D0 (en) * | 2005-12-21 | 2006-02-01 | Qinetiq Ltd | Generation of electrical power from fluid flows |
US20070176430A1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-08-02 | Hammig Mark D | Fluid Powered Oscillator |
WO2007101271A2 (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Kazadi Sanza T | Permanent magnetic male and female levitation supports |
US7902706B2 (en) * | 2006-08-18 | 2011-03-08 | Maglev Technologies, Llc | Rotational apparatus including a passive magnetic bearing |
US20080048455A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-28 | Matthew Eli Carney | Energy capture in flowing fluids |
US7462950B2 (en) * | 2007-01-19 | 2008-12-09 | Suey-Yueh Hu | Magnetic levitation weight reduction structure for a vertical wind turbine generator |
CZ299911B6 (cs) * | 2007-05-09 | 2008-12-29 | Vysoké ucení technické Brno | Elektromagnetický vibracní generátor pro nízké frekvence vibrací |
FR2922607A1 (fr) | 2007-10-22 | 2009-04-24 | Thierry Vardon | Generatrice d'electricite a partir du mouvement du vent au contact d'une structure agissant sur des elements piezoelectriques |
KR101524028B1 (ko) * | 2007-12-19 | 2015-05-29 | 코닌클리케 필립스 엔.브이. | 공진 모터에 사용을 위한 자기 스프링 시스템 |
US7812466B2 (en) * | 2008-02-06 | 2010-10-12 | Rosemount Inc. | Adjustable resonance frequency vibration power harvester |
KR20100023087A (ko) | 2008-08-21 | 2010-03-04 | 박정일 | 전자석의 반발력을 이용하여 단진동하는 단진자에 공진력을가하는 방법 |
GB2464482A (en) | 2008-10-15 | 2010-04-21 | D4 Technology Ltd | Oscillating mass fluid energy converter |
JP2010279145A (ja) | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Foster Electric Co Ltd | 振動発電機 |
CN101800459B (zh) | 2009-08-04 | 2012-05-23 | 天津空中代码工程应用软件开发有限公司 | 卡门涡街发电机 |
US9359991B2 (en) * | 2009-10-29 | 2016-06-07 | Oceana Energy Company | Energy conversion systems and methods |
US8497595B1 (en) * | 2009-11-16 | 2013-07-30 | Lockheed Martin Corporation | Surface wind power generation array |
ES2374233B8 (es) * | 2010-08-02 | 2013-02-27 | Deutecno S.L. | Aerogenerador resonante por vorticidad. |
CN201818437U (zh) | 2010-10-26 | 2011-05-04 | 温州大学 | 一种利用风能的压电能量收集装置 |
WO2012066550A1 (en) | 2010-11-16 | 2012-05-24 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Energy conversion from fluid flow |
JP5418485B2 (ja) | 2010-12-08 | 2014-02-19 | スミダコーポレーション株式会社 | 振動発電機 |
JP2012151982A (ja) | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Onkyo Corp | 振動発電機 |
JP2012151985A (ja) | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Onkyo Corp | 振動発電機 |
US9222465B2 (en) * | 2011-04-15 | 2015-12-29 | Northeastern University | Non-rotating wind energy generator |
US9024487B1 (en) * | 2011-11-20 | 2015-05-05 | Eagle Eye Research, Inc. | Levitation with switchable inductive element and associated systems, devices, and methods |
CN203056815U (zh) | 2012-12-18 | 2013-07-10 | 西安远景动力模拟技术有限公司 | 汽车用涡街发电机 |
EP2965417B1 (en) * | 2013-03-06 | 2019-05-15 | Deutecno, S.L. | Electrical energy generator and method for generating electrical energy |
CN203289300U (zh) * | 2013-06-05 | 2013-11-13 | 华南理工大学 | 一种用于微风发电的装置 |
WO2015179962A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | The University Of British Columbia | Displacement devices and methods for fabrication, use and control of same |
JP6212780B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2017-10-18 | 豊田鉄工株式会社 | 風力発電装置 |
WO2016055370A2 (en) * | 2014-10-06 | 2016-04-14 | Vortex Bladeless, S.L. | An electrical power generator and an electrical power generation method |
WO2017105419A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Vortex energy harvester for downhole applications |
US20170268483A1 (en) * | 2016-03-21 | 2017-09-21 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Wind power generation system |
WO2017174161A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | Vortex Bladeless, S.L. | Electrical power generator |
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