特表 2015-532964 互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを備えるタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2015-532964(P2015-532964A)

(43)【公表日】2015年11月16日

(54)【発明の名称】互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを備えるタービン

(51)【国際特許分類】

   F03D 11/00 20060101AFI20151020BHJP

   F03D 1/04 20060101ALI20151020BHJP

【ＦＩ】

   F03D11/00 A

   F03D1/04 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-538426(P2015-538426)

(86)(22)【出願日】2013年10月23日

(85)【翻訳文提出日】2015年1月16日

(86)【国際出願番号】EP2013072133

(87)【国際公開番号】WO2014067823

(87)【国際公開日】20140508

(31)【優先権主張番号】12/02880

(32)【優先日】2012年10月29日

(33)【優先権主張国】FR

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】514241434

【氏名又は名称】カーピーズ エスアーエス

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＰＹＺ ＳＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100133503

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 一哉

(72)【発明者】

【氏名】ピエール カローセ

(72)【発明者】

【氏名】ニコール カローセ

(72)【発明者】

【氏名】ガブリエル カローセ

【テーマコード（参考）】

3H178

【Ｆターム（参考）】

3H178AA02

3H178AA40

3H178AA46

3H178AA56

3H178BB71

3H178CC02

3H178DD08Z

3H178DD30X

(57)【要約】

第一に、タービンは、固定式の中空のホイールの周りに設けられたチャネルを接線方向に通るように流体を誘導し、噴流は、固定ホイールを囲み、ペルトンホイール原理で作動する回転ホイール内のバケット内で受け止められる。この新規の方法を利用して、風車および船用タービンのように最小限の捕獲表面を利用し、かつ最大限の収率を実現して、移動する流体からエネルギーを回収することができるタービン組立体を構築することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービンであって、一方で固定式の中空のホイール（Ａ）が、その最大直径においてその前方で流体の進入に対して開放し、湾曲した連続する円形ワッシャ（Ｂ）で構成されており、その各々の内径は前方から中心に向かって縮小し、その各々の内縁部は前方に向けて配向されており、前方から中心に向かうらせん（Ｃ）内に好ましくは巻き付けられ前記ワッシャと共に前記ホイールの周辺に向かって接線方向に配向されたチャネルを形成するブレードによって組み合わされており、他方で少なくとも１つの回転ホイール（Ｄ）が固定ホイールを取り囲み、大きな直径から中心に向かうらせん内に好ましくは巻き付けられ中空のバケットの形態で湾曲するブレードで構成されており、その噴出口の１つが、そのホイールの内側に対して接線方向に配向され（Ｅ）、前記バケットブレードが、内側から外側に向かい前記バケットを仕切る円形ワッシャ（Ｆ）と組み合わされ、前記ワッシャの内縁部は最良の状態で固定ホイールのワッシャ（Ｇ）と連続した状態であることを特徴とするタービン。

【請求項2】

前記固定ホイールが、その中心の内側で、その先端（Ｈ）が上向きに配向された円形の遮蔽材を備えることを特徴とする、請求項１に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項3】

前記タービンが、前記ホイールを覆い前方において前記固定ホイールに固定される外部筐体の中に収容され、前記筐体の開口の表面が、前記可動ホイールの後方（Ｊ）に向けて位置するものより前方（Ｉ）において小さくなることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項4】

前記回転ホイールが、前記固定ホイールの内側によって、および組立体を囲む前記固定式の筐体と結合する半径方向の支持体（Ｌ）によって支持される軸受（Ｋ）によってその中心に維持されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項5】

前記固定ホイールの前記ブレードの大きな直径が、前方に伸張し直径から通風筒まで拡張し前記筐体の上縁部の突起と結合し合体するリング（Ｍ）によって、前記固定式の筐体の小さな直径に固定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項6】

前記ホイールによって内側と外側に描かれる表面の外形が半球または弓形曲線（Ｎ）であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項7】

一方で前記固定ホイールの前方に格子（Ｏ）が配置され、その網が前記チャネルのものより小さい断面を有し、他方でそのフィルタが前記遮蔽材の先端によってその中心に維持されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項8】

その大きな直径において、前記遮蔽材の後に前記固定ホイールの最後の小さなワッシャ（Ｐ）が続くことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【請求項9】

前記固定式の筐体が、その下に締め付けタブを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの中空の３Ｄホイールを含むタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

流体からエネルギーを得るためにプロペラが使用されてきた。例えば砂漠の国では適当な寸法の風力タービンを使用することで井戸から水を採掘している。また、欧州では牧草地で牛の飲料水を提供したり、小麦を生成するために風車が利用されている。

【背景技術】

【0002】

これらのプロペラは、ほぼ全領域をカバーする多くの大型のブレードによって最小限の直径で最大限のエネルギーを風力から得ることのできる大きな空気交換表面、いわゆる濡れ表面を有することで、長期間の使用に耐えてきた。

【0003】

景観を損なう我々の新規な大型タービンは大きな濡れ表面を持たず、またおよそ２０％の平均収率を有する。

【0004】

空港および道路脇で風の方向および強さを示す風見用円錐筒は、三次元装置によって風を利用する１つの例である。

【0005】

ＣＡＲＰＹＺ産業計算ツールによって、極めて複雑な形状を有するらせん状のブレードを容易に、要望に応じてかつ無限に生成することが可能になり、それらを構築するのに必要なコンピュータファイルが提供される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

数十年という長く時間のかかる研究によって新規のタービンが開発された。このタービンは、同一量のエネルギーを捕らえることを可能にする互いに内側に入れ子になった中空の３Ｄホイールを備え、現在知られる大型の風車のものより少なくとも６倍から１０倍小さい直径を備える。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るタービンは、風見用円錐筒などの固定式の中空ホイールにおける円のほぼ表面全体にわたる流体を捕らえ、交錯するブレードによってそれらは流体を端部にではなく円錐筒の表面に対して接線方向に誘導するチャネルを形成する。

【0008】

本発明における新規な点は、回転式の中空のホイールが固定式のホイールを取り囲んでいることであり、水力発電プラントにおいてこれまで使用されてきたペルトン水車のように押し出されたり引き戻されたりして調和するように配置され、９０％前後の同一の既知の収率を有するバケットにおいて、全面的に内側を介して固定ホイールのチャネルによって射出された流体噴流を受け止めることである。

【0009】

これらのホイールを構成するブレードの形状は、極めて複雑であり、流体および所望の特徴に基づいて構築される各々のホイールに対して適合させる必要がある。

【0010】

固定および回転ホイールのブレードは、交錯し、ハニカム構造を形成し、これらは機械的に極めて丈夫であり、可動ホイールはまた、固定ホイールによって保護されている。

【0011】

互いに内側に入れ子になった少なくとも２つの３Ｄホイールを含むこれらのタービンは一方で、固定式の中空のホイール（Ａ）が、その最大直径においてその前方で流体の進入に対して開放し、湾曲した連続する円形ワッシャ（Ｂ）で構成されており、その各々の内径は前方から中心に向かって縮小し、その内縁部は前方に向けて配向されており、それらは、前方から中心に向かうらせん（Ｃ）内に好ましくは巻き付けられワッシャと共にホイールの周辺に向かって接線方向に配向されたチャネルを形成するブレードによって組み合わされている。他方、少なくとも１つの回転ホイール（Ｄ）が固定ホイールを取り囲み、これは大きな直径から中心に向かうらせん内に好ましくは巻き付けられ中空のバケットの形態で湾曲するブレードで構成されており、その噴出口の１つが、そのホイールの内側に対して接線方向に配向され（Ｅ）、該噴出口ブレードが、内側から外側に向かいバケットを仕切る円形ワッシャ（Ｆ）と組み合わされ、前記ワッシャの内縁部は最良の状態で固定ホイールのワッシャ（Ｇ）と連続した状態であるという点を特徴とする。

【0012】

結果として、固定ホイールはその中心の内側に円形の遮蔽材を備え、その先端は前方（Ｈ）に向かって配向される。

【0013】

同様にタービンは、ホイールを覆い前方において固定ホイールに固定され前方において固定ホイールに固定される外部筐体の中に収容されており、筐体の開口の表面は、可動ホイールの後方（Ｊ）に位置するものよりその前方（Ｉ）においてより小さくなる。

【0014】

機械的に言えば、回転ホイールは、固定ホイールの内側および組立体を囲む固定式の筐体と結合する半径方向の支持体によって支持される軸受（Ｋ）によってその中心に維持されている。

【0015】

その結果、固定ホイールのプレートの大きな直径は、直径から通風筒まで拡張し、筐体の上縁部の突起と結合し合体する伸張した前方リングによって固定式の筐体の小さな直径に固定される。

【0016】

幾何学的に言えば、ホイールの内側と外側によって描かれる表面の外形は、半球または弓形曲線になる傾向にある。

【0017】

興味深いことに固定ホイールの前方は格子であり、その網目は、チャネルのものより小さい断面を有し、一方でフィルタが遮蔽材の先端によって中心に維持されている。

【0018】

その大きな直径において遮蔽材の後に固定ホイールの最後の小型のワッシャが続いていることは注目に値する。

【0019】

タービンを配置するために、固定式の筐体はその下部に締め付けタブを備える。

【0020】

図面は略図であり、このタービンの基本構造を示す意図的に簡素化された部分的な図面である。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本願発明に係る中空のホイールの半断面図を示す。

【図2】図２は、本願発明に係る固定ホイール（Ａ）の円形ワッシャ（Ｂ）と、回転ホイール（Ｄ）の円形ワッシャ（Ｆ）とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、固定式の中空のホイール（Ａ）が、その最大直径においてその前方で流体の進入に対して開放し、湾曲した連続する円形ワッシャ（Ｂ）で構成されており、その各々の内径は前方から中心に向かって縮小し、その各々の内縁部は前方に向けて配向されており、それらは、前方から中心に向かうらせん（Ｃ）内に好ましくは巻き付けられワッシャと共にホイールの周辺に向かって接線方向に配向されたチャネルを形成するブレードによって組み合わされていること、さらに固定ホイールを取り囲む少なくとも１つの回転ホイール（Ｄ）が固定ホイールを取り囲み、大きな直径から中心に向かうらせん内に好ましくは巻き付けられ中空のバケットの形態で湾曲するブレードで構成されており、その噴出口の１つが、そのホイールの内側に対して接線方向に配向され（Ｅ）、該バケット噴出口が、内側から外側に向かいバケットを仕切る円形ワッシャ（Ｆ）と組み合わされ、前記ワッシャの内縁部が最良の状態で固定ホイールのワッシャと連続した状態（Ｇ）であることを示す半断面図である。

【0023】

図１はまた、固定ホイールがその中心の内部に、その先端（Ｈ）が前方に向かって配向された円形の遮蔽材を備え、またタービンがホイールを覆い、前方において固定ホイールに固定される外部筐体の中に収容されており、筐体の開口の表面は、可動ホイールの後方（Ｊ）に位置するものよりその前方（Ｉ）においてより小さくなることも示している。

【0024】

同様に図１は、回転ホイールが、固定ホイールの内側によって、および組立体を囲む固定式の筐体と結合する半径方向の支持体（Ｌ）によって支持される軸受（Ｋ）によってその中心に維持されることを示している。

【0025】

図１はまた、固定ホイールのブレードの大きな直径が、直径から通風筒まで拡張し筐体の上縁部の突起と結合し合体する前方に伸張したリング（Ｍ）によって固定式の筐体の小さな直径に固定されることを示している。

【0026】

それは例えば、ホイールによって内側と外側に描かれる表面の外形が、半球または弓形曲線（Ｎ）になる傾向にあることを示している。

【0027】

それは一方で、固定ホイールの前方に格子（Ｏ）が配置され、その網がチャネルのものより小さい断面を有し、一方でそのフィルタが遮蔽材の先端によってその中心に維持されることを示している。

【0028】

それはまた、その大きな直径において、遮蔽材の後に固定ホイールの最後の小さなワッシャ（Ｐ）が続くことも示している。

【0029】

図２の図面は一方で、ホイールの周辺に流体を向けるブレード（Ｃ）を支持する固定ホイール（Ａ）の円形ワッシャ（Ｂ）と、他方でその内縁部が接線方向に配向された（Ｅ）バケットの形態で長手方向のストリップと交錯する回転ホイール（Ｄ）の円形ワッシャ（Ｆ）とを示している。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】