JP7002666B2 - 風力タービン用アクチュエータ装置、風力タービン及び装着方法 - Google Patents
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Description
・液晶材料、特に、液晶エラストマー、
・光異性化可能有機化合物(photoisomerizable organic compound)、具体的には、アゾ化合物(azo compound)、例えばアゾベンゼン(azobenzene)、及び、光互変性有機化合物(ここでは、光互変性色変化が開環異性体から閉環異性体への異性化と組み合わされている)、例えば、フルギド(fulgide)、ヘキサトリエン(hexatriene)、ジアリールエテン(diarylethene)、ジチエニルシクロペンテン(dithienylcyclopentene)、望ましくは、光互変性ジアリールエテン(photochromic diarylethene)、特に、光互変性ジアリールエテン単結晶(photochromic diarylethene single crystal)又は光互変性ジアリールエテンの共結晶(cocrystal)、例えば、過フッ素化縮合環系を備えた化合物、例えばペルフルオロナフタレン(perfluoronaphthaline)を備えた1、2-ビス(2-メチル-5-(1-ナフチル)-3-チエニル) ペルフルオロシクロペンテン(perfluorocyclopentene)、特に、ペルフルオロナフタレン(perfluoronaphthaline)を備えた1、2-ビス(2-メチル-5-(1-ナフチル)-3-チエニル) ペルフルオロシクロペンテン(perfluorocyclopentene)の共結晶、
・スピンクロスオーバ材料(spin-crossover material)、特にスピンクロスオーバ合成物(spin-crossover complex)、例えば、[Fe(L){M(CN)4}]スカフォード(scaffold)(ここで、Lは、配位子(ligand)、例えば、芳香環構造体内に少なくとも1つの窒素原子を備えたヘテロ芳香族化合物、例えばピラジン(pyrazine)又は3-シアノピリジン(3-cyanopyridine)、Mは、金属、例えばPt又はAu、例えば{Fe(3-CNpy)[Au(CN)2]2}*2/3H2O、
・カーボンナノ物、特にカーボンナノチューブ(単層、多層)、カーボンナノファイバ、及び、グラフェン(graphene)、
・基材、望ましくは弾性基材、特に弾性重合体基材、例えばポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane)PDMSを含む基材、液晶エラストマー(liquid-crystal elastomer)を含む基材、又は、形状記憶重合体を含む基材内にカーボンナノチューブ、特に多層カーボンナノチューブ(multi-walled carbon nano tube)MWCNT及び/又はグラフェンを含むナノ複合物、
・エラストマーフィルム、例えばアクリルエラストマー(acrylic elastomer)を含有するフィルムと組み合わせたカーボンナノチューブのフィルムを含むラミネート、
・例えば光感受性ヒドロゲル(light-sensitive hydrogel)、特に、熱反応性重合体(thermoresponsive polymer)と発色団(chromophore)との共有結合的に架橋された共重合体網状構造(copolymer network)のヒドロゲルの形態での光応答性重合体(photoresponsive polymer)、
・生物学的光応答性分子(biological photoresponsive molecule)、例えば光応答性タンパク質(photoresponsive protein)、例えばバクテリオロドプシン(bacteriorhodopsin)、
・カルコゲナイドガラス(chalcogenide glass)、例えばAs50Se50、
・強誘電体材料(ferroelectric material)、例えば強誘電体単結晶(ferroelectric single crystal)及び強誘電体多結晶(ferroelectric polycrystalline)の材料、例えば分極型強誘電体セラミックス(polarized ferroelectric ceramic)、例えば、ランタン変性ジルコン酸チタン酸鉛(lanthanum-modified lead zirconate titanate)、ドープされたランタン変性ジルコン酸チタン酸鉛、例えばWO3でドープされたランタン変性ジルコン酸チタン酸鉛、
・極性半導体、
・ロタキサン(rotaxane)、
・光学的に活性化可能な圧電結晶体、
のうちの1つに属する少なくとも1つの材料を含む。
Claims (18)
- アクチュエータ素子(20)と制御素子(80)とを備えた、風力タービン(100)用のアクチュエータ装置(10)であって、
前記アクチュエータ素子(20)が、優先方向(32)を有する少なくとも1つのアクチュエータ層(30)と、前記アクチュエータ層(30)に実質的に平行な少なくとも1つの励起層(40)とを備えており、
前記アクチュエータ層(30)が、光アクチュエータ(34)を備えており、
前記光アクチュエータ(34)が、励起光に基づいて、前記優先方向(32)における前記アクチュエータ層(30)の歪み及び/又は応力を変化させるように設計されており、
前記励起層(40)が、励起光を前記アクチュエータ層(30)内に案内するように設計されており、
前記制御素子(80)が、光源(84)と光ガイド(82)とを備えており、
前記光源(84)が、前記励起層(40)から離れて配置されており、前記光ガイド(82)によって前記励起層(40)に接続されており、
前記光ガイド(82)が、前記励起層(40)を相異なる方向に通り抜けて伸延しており、前記相異なる方向が、互いに反対である要素を有している、前記アクチュエータ装置(10)。 - 前記アクチュエータ素子(20)が、多数の積層されたアクチュエータ層(30)と励起層(40)とを有する積層体アクチュエータ素子として形成されており、前記光ガイド(82)が、前記積層体アクチュエータ素子の少なくとも1つの層表面上の、前記励起層(40)の多数の縁端に亘って形成されている、請求項1に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 少なくとも2つの光ガイド(82)を備えており、これらの光ガイドのうちの少なくとも2つが、相異なる側から前記励起層(40)に入っている、請求項1又は2に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記光源(84)からの前記光ガイド(82)の方向を前記光ガイド(82)の光案内方向と呼ぶことにすれば、前記励起層(40)内における相異なる光ガイド(82)の互いに隣接する部分が、少なくとも部分的に互いに逆の光案内方向を有している、請求項1~3のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記光ガイド(82)から得られる光出力が前記光ガイド(82)の長さに伴って減少し、少なくとも2つの光ガイド(82)が、前記アクチュエータ層(30)内への均一な光入力が行われるように、前記励起層(40)内において又は前記励起層(40)に沿って伸延している、請求項1~4のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 少なくとも2つの光ガイド(82)が、前記励起層(40)を、少なくとも特定の部分において互いに反対方向に、通り抜けて伸延している、請求項1~5のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記少なくとも2つの光ガイド(82)のうちの第1の光ガイド(82)の、前記励起層(40)内への進入点が、前記少なくとも2つの光ガイド(82)のうちの第2の光ガイド(82)の退出点に隣接している、請求項6に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記少なくとも2つの光ガイド(82)が、各々、前記励起層(40)を通り抜けて又は前記励起層(40)に沿って曲折形態で伸延しており、前記2つの光ガイド(82)の実質的に互いに平行なそれぞれの部分が前記励起層(40)内において互いに交互になっている、請求項6又は7に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記少なくとも2つの光ガイド(82)が、これらの光ガイド(82)の方向が実質的に逆にされる曲折のループの領域において、重ね合わされている、請求項8に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記アクチュエータ素子が、内部に中空穿孔を備えた実質的に円筒形の形状を有し、1つ又は複数の前記光ガイド(82)が実質的に前記中空穿孔内に配置されている、請求項1~9のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記光源(84)から離れている前記光ガイドの端部の領域がナノコーティング(830)を備えている、請求項1~10のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 前記制御素子(80)が複数の光ガイドを備えており、前記複数の光ガイドが、相異なる波長及び/又はスペクトル範囲を案内するように構成されている、請求項1~11のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)と能動構成要素(120、230)とを備えた、風力タービン(100)のロータブレード(108)であって、
前記アクチュエータ装置(10)が、前記能動構成要素(120、230)を制御するように設計されている、
前記ロータブレード。 - 前記アクチュエータ装置(10)の前記アクチュエータ素子(20)が、湾曲型アクチュエータ素子として構成されており、
前記能動構成要素が、サーボフラップ(120)として構成されており、
前記アクチュエータ素子(20)が、前記サーボフラップ(120)の領域に、表面接触して、取り付けられている、請求項13に記載のロータブレード。 - 前記アクチュエータ装置(10)の前記アクチュエータ素子(20)が、拡張型アクチュエータ素子として構成されており、
前記能動構成要素が、リフトフラップ(230)として構成されており、
前記ロータブレード(108)が、前記アクチュエータ素子(20)の動きを前記リフトフラップ(230)の制御に変換する変換ユニット(200、210)も備えている、請求項14に記載のロータブレード。 - 前記アクチュエータ装置(10)が、前記アクチュエータ素子を取り囲む増幅フレームを備えており、
前記変換ユニットが、前記増幅フレームを前記リフトフラップに結合するためのプッシュプルロッドを備えている、請求項15に記載のロータブレード。 - 請求項13~16のいずれか一項に記載のロータブレードを備えた風力タービン(100)。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載のアクチュエータ装置(10)を、請求項13~16のいずれか一項に記載のロータブレード(108)に装着する装着方法であって、
前記アクチュエータ素子(20)を前記ロータブレード(108)に取り付けるステップ、及び/又は、前記制御素子(80)を前記アクチュエータ素子(20)に接続するステップ、を含む、
前記装着方法。
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