System for the conversion of wind energy

この技術的記述の主題である本発明は、風力エネルギーを機械的エネルギーへ、次に電気的エネルギーへと変換するためのシステム（ＳＣＥＥ）から成る。

以下に記述されている風力エネルギーを変換するシステム（ＳＣＥＥ）は、理論的Ｂｅｔｚリミット（５９％）に従わない。 その結果、本発明は現在使用されている風力タービンよりもはるかに高い効率を提供する。

本システム（ＳＣＥＥ）は、その全周に配置された一連のブレイドを備えるホイール（Ｆ）を有する（図１参照）。 ホイール（Ｆ）は、ブレイドを通過し、それによりホイール（Ｆ）に機械的回転エネルギーを与える風の運動エネルギーのおかげで、固定軸（Ｌ）の周りを旋回接続にて回転する。

軸（Ｌ）に設置されて、十分に剛性のある支持体（Ｅ）は、一連の複動式発動シリンダー（Ｄ）のエンドプレート（又は後端部）の固定を確実にする。 支持体（Ｅ）は、１台以上の複動式発動シリンダーで構成され得る（図１参照）。 本記述を簡易にするため、本システム（ＳＣＥＥ）は一連の３台の複動式発動シリンダーを有する。 支持体（Ｅ）上の一連の複動式発動シリンダー（Ｄ）は、より良い動作を保証するために、明確に定義されたやり方で分配され位置決めされる必要がある（図１の詳細Ｎｏ．１参照）。

一連の複動式発動シリンダー（Ｄ）のピストンのロッドは、スペース内で本体（Ａ）に最大限の自由度を与えるために、本体（Ａ）とボールジョイントで接続され、それにより風に向かって、より流動的な動き及び挙動を可能にする（図１の詳細Ｎｏ．１及び図７参照）。 この本体（Ａ）は、より高い空気力学的抵抗係数と、集められた風の合力の最高値とをそれぞれ達成することを目的として、十分に決定された形状及び表面を有する。 さらに、本体（Ａ）は出来る限り軽量であるべきである。 このため、制限されないやり方で、その表面の一部は例えばネットで覆われ得る（図２参照）。

従って、ホイール（Ｆ）が自由に、そして本体（Ａ）から独立して回転できるようにするため、その活動面（風に向かっている表面）は恒久的に風にさらされたまま保たれる（図３、４、５及び６の前面図参照）。

本体（Ａ）上への複動式発動シリンダー（Ｄ）のピストンのロッドの固定部は、本体（Ａ）を駆動する風の合力のベクトル方向に一致する軸から離れている必要がある（図１の詳細Ｎｏ．１参照）。

剛性のあるアーム（Ｃ）は、一方側でホイール（Ｆ）に設置され、他方側ではＵ形の部分品（Ｂ）に旋回接続で保持されている。 円形の衛星運動を行い、本体（Ａ）の周辺領域上を滑りながら、部分品（Ｂ）は結果的にホイール（Ｆ）と共に回転する（図２参照）。 部分品（Ｂ）の滑り摩擦を最小化するために、部分品（Ｂ）はローラー又は類似のものを介して、本体（Ａ）の周辺領域の面と接触できる。 さらに、本体（Ａ）の周辺領域は十分に滑らかで、十分に剛性を持つべきである。

風が本体（Ａ）に作用するとき、本体（Ａ）は部分品（Ｂ）の軸を持ちながら、風の合力のモーメントの影響下で旋回し、従って、本体（Ａ）は妨げ無しに、ボールジョイント接続のおかげで、部分品（Ｂ）に対して直径方向に反対側の領域にある複動式発動シリンダー（Ｄ）のロッドを押す。 その反対の領域（部分品（Ｂ）の側の領域）にある複動式発動シリンダー（Ｄ）のロッドは、引っ張られる傾向にある（図３参照）。

円形の衛星運動を有し、部分品（Ｂ）は本体（Ａ）の周辺領域上を滑りながら回転し、従って本体（Ａ）に加えられる風の合力のモーメントの軸（部分品（Ｂ）の旋回接続）を変化させる。 複動式発動シリンダー（Ｄ）のロッドは、結果として、周期的な並進運動を行いながら、引かれそして押されるであろう（図３、４、５及び６参照）。 それゆえ、本体（Ａ）により集められた風力エネルギーは、複動式発動シリンダー（Ｄ）のピストンにおける並進の機械的エネルギーへと変換され、従って複動式発動シリンダー（Ｄ）において圧力を生成する。

図３、４、５及び６の前面図、左側面図、平面図、及び透視図は、本体（Ａ）の周辺領域における部分品（Ｂ）の異なる位置（０°、９０°、１８０°及び２７０°）に関する、複動式発動シリンダー（Ｄ）のロッドにおける本体（Ａ）の動作、及び風に面している本システム（ＳＣＥＥ）の挙動を示す。

ナセル（Ｊ）が軸（Ｌ）にはめ込まれる。 このナセル（Ｊ）は、増速歯車を介して連結され得る、油圧モーター（Ｈ）及び発電機（Ｇ）を主として含む（図１参照）。

一連の複動式発動シリンダー（Ｄ）のピストンの往復運動の間、複動式発動シリンダー（Ｄ）は、引くこと又は押すことのいずれかによって、作動液をｇｏの油圧回路（赤色）に向かって一方向に押し出し、それは一組の弁により行なわれる（図７参照）。 一組の弁はまた、ｒｅｔｕｒｎの油圧回路（青色）を通じて作動液を複動式発動シリンダー（Ｄ）へと吸い込むことを可能にし、それは、「引く動作または押す動作のいずれによるかは関係なく」一方向に向かって行なわれる。

ｇｏの油圧回路（赤色）は、油圧モーター（Ｈ）の入力に接続されている。 ｒｅｔｕｒｎの油圧回路（青色）は、どこかで油圧モーター（Ｈ）の出力に接続されている（図７参照）。 従って、作動液の加圧された流れは、増速歯車を介して発電機（Ｇ）の軸に接続されている、モーター（Ｈ）の軸の回転運動へと変換され、従って実際の電気的エネルギーを生成する（図７参照）。

風に向かっている方向を維持するため、本システム（ＳＣＥＥ）はそれを支柱（Ｉ）上で旋回させ、本体（Ａ）及びホイール（Ｆ）が恒久的に風に向かうように保ち、それを下流モード又は上流モードにて行うことが出来る、自動方向決めシステムを装備することができる。 さらに、方向決めは支持体を通じてナセル（Ｊ）に固定された、うまく決定された寸法の尾翼（Ｋ）を用いて確保され得る（図１参照）。 本システム（ＳＣＥＥ）の方向決め動作を単純化するため、制限するものではなく、尾翼（Ｋ）の解決策は、この場合、１つの説明的な例に留められる。

従って、本体（Ａ）により集められた風力エネルギーは、一連の発動シリンダー（Ｄ）のロッド及び油圧モーター（Ｈ）を介して、それぞれ並進の、その次に機械的回転エネルギーへと変換される。 この機械的エネルギーは、その後に発電機（Ｇ）を用いて電気的エネルギーへと変換される。 並進の機械的エネルギーを機械的回転エネルギーへ変換することに関連する、このエネルギー変換の連鎖のリンクは、制限されないやり方で、コネクティングロッド−クランク又はそれに近い物のような多数の他の機構を介して、確保され得る。

技術的記述の始めに述べたように、本システム（ＳＣＥＥ）は理論的Ｂｅｔｚリミット（１６／２７％）に従わず、より優れた風力エネルギー変換効率を提供する。 Ｂｅｔｚリミットに従う唯一の構成部品は、本システム（ＳＣＥＥ）の全体の活動面に対して、ごく僅かな活動面のみを示すホイール（Ｆ）だけである。 さらに、このホイール（Ｆ）は円形の衛星運動により、部分品（Ｂ）の位置を変えるためにだけ使用され、それが集めるエネルギーは、上述のエネルギー変換連鎖において、又は再生した最終エネルギーにおいて考慮されていない。

風力エネルギー変換ユニットを示す。

風力エネルギー変換ユニットを示す。

０°における風力エネルギー変換ユニットの動作を示す。

９０°における風力エネルギー変換ユニットの動作を示す。

１８０°における風力エネルギー変換ユニットの動作を示す。

２７０°における風力エネルギー変換ユニットの動作を示す。

油圧回路、作動シリンダー（Ｄ）、油圧モーター（Ｈ）を示す。