(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランドプレーンおよび外力に対してマスをチューニングしてエネルギーを生成するシステムであって、
前記グランドプレーンに対して可動な第１のマスであって、前記外力が前記グランドプレーンに対する当該第１のマスの振動を誘発する、第１のマスと、
前記第１の可動マスによって保持され、かつ、前記第１の可動マスに対して可動な第２の可動マスであって、前記第１のマスに対する当該第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する、第２の可動マスと、
前記第１のマスに対して移動する前記第２のマスの前記運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換するメカニズムと、
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムと、を備えるシステム。
【請求項２】
前記外力に対して前記第１のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外力は、水塊の波の水力である請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のマスは、前記水塊上で浮遊する前端および後端を有する浮遊プラットフォームを含み、前記前端および後端上で、前記波の水が前記浮遊プラットフォームに水力を加える請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のマスは、前記波に対して可動であり、前記グランドプレーンに取付けられたベースに旋回可能に取付けられる請求項３又は４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させる前記メカニズムは、前記第２のマスが旋回点の周りで前記第１のマスに対して旋回すること、および、前記旋回点に対して前記第２のマスの位置を調整することを含む請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
システムをチューニングし、生成される前記エネルギーを増加させる制動メカニズムであって、前記第１の可動マスに対して前記第２の可動マスの位置を調整する制動メカニズムをさらに備える請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記制動メカニズムは、前記第２の可動マスと前記第１の可動マスとの間の相対移動から前記運動エネルギーの一部を変換する請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させる前記メカニズムは、前記第１のマスが船体および釣り合いマスを含むこと、および、前記釣り合いマスが前記船体に対して所定位置に調整可能であることを含む請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
水塊内の波の水力を使用してグランドプレーンに対してマスをチューニングすることからエネルギーを生成するシステムであって、
前記水塊に対して可動な第１のマスであって、前記波の水力が前記グランドプレーンに対して当該第１のマスの振動を誘発する、第１のマスと、
前記第１の可動マスによって保持され、かつ、前記第１の可動マスに対して可動な第２の可動マスであって、前記第１のマスに対する当該第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する、第２の可動マスと、
前記第１のマスに対して移動する前記第２のマスの前記運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換するメカニズムと、
前記水力に対して前記第１のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムと、
システムをチューニングして生成される前記エネルギーを増加させる制動メカニズムであって、前記第１の可動マスに対して前記第２の可動マスの位置を調整する制動メカニズムを含み、前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成される前記エネルギーを増加させるメカニズムと、を備えるシステム。
【請求項１１】
前記第１のマスは、前記水塊上で浮遊する前端および後端を有する浮遊プラットフォームを含み、前記前端および後端上で、前記波の水が前記浮遊プラットフォームに水力を加える請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングする前記メカニズムは、前記第１のマスが船体および釣り合いマスを含むこと、および、前記釣り合いマスが前記船体に対して所定位置に調整可能であることを含む請求項１０又は１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングする前記メカニズムは、前記第１の可動マスに対して前記第２の可動マスの経路を調整することを含む請求項１０〜１２の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の可動マスに対して前記第２の可動マスの経路を調整することは、前記第２の可動マスが前記第１の可動マスに対してその上を移動するトラックを調整することを含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の可動マスに対して前記第２の可動マスの前記経路を調整することは、前記第２のマスが旋回点の周りに前記第１のマスに対して旋回すること、および、前記旋回点に対して前記第２のマスの位置を調整することを含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のマスは、前記波に対して可動であり、前記グランドプレーンに取付けられたベースに旋回可能に取付けられる請求項１０〜１５の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１のマスは、前記水塊上で浮遊する前端および後端を有する船体を有する浮遊プラットフォームを含み、前記前端および後端上で、前記波の水が前記浮遊プラットフォームに水力を加え、チューニングすることは、前記船体上の係留綱の場所を移動させることを含む請求項１０〜１６の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第２のマスの運動エネルギーを変換する前記メカニズムは、フライホイールである請求項１０〜１７の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
水塊内の波の水力を使用してグランドプレーンに対してマスをチューニングしてエネルギーを生成するシステムであって、
前記水塊に対して可動な前端および後端を有する船体を備えた浮遊プラットフォームを含む第１のマスであって、前記波の水力は、前記グランドプレーンに対して当該第１のマスの振動を誘発する、第１のマスと、
前記第１の可動マスによって保持され、かつ、前記第１の可動マスに対して可動な第２の可動マスであって、前記第１のマスに対する当該第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する、第２の可動マスと、
前記第１のマスに対して移動する前記第２のマスの前記運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換するメカニズムと、
前記水力に対して前記第１のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムと、
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成される前記エネルギーを増加させるメカニズムと、を備えるシステム。
【請求項２０】
前記第１のマスに対して前記第２のマスを調整する前記メカニズムは、前記第２のマスが旋回点の周りに前記第１のマスに対して旋回すること、および、前記旋回点に対して前記第２のマスの位置を調整することを含む請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングする前記メカニズムは、前記第１のマスが船体および釣り合いマスを含むこと、および、前記釣り合いマスが前記船体に対して所定位置に調整可能であることを含む請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第２のマスの運動エネルギーを変換する前記メカニズムは、フライホイールである請求項１９〜２１の何れか１項に記載のシステム。
【請求項２３】
水塊内の波の水力を使用してグランドプレーンに対してマスをチューニングしてエネルギーを生成するシステムであって、
前記水塊上で浮遊する前端および後端を有する浮遊プラットフォームを含む第１のマスであって、前記前端および後端上で、前記波の水が前記浮遊プラットフォームに水力を加え、当該第１のマスは前記グランドプレーンに対して可動であり、前記波の水力が前記グランドプレーンに対して当該第１のマスの振動を誘発する、第１のマスと、
前記第１の可動マスによって保持され、かつ、前記第１の可動マスに対して可動な第２の可動マスであって、前記第１のマスに対する当該第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成し、第２の可動マスおよび前記第１の可動マスは、ある重量を有し、当該第２の可動マスの変位の増加によって電力密度およびエネルギーを増加させる、第２の可動マスと、
前記第１のマスに対して移動する前記第２のマスの前記運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換するメカニズムと、
前記水力に対して前記第１のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムと、
前記第１のマスに対して前記第２のマスをチューニングして生成される前記エネルギーを増加させるメカニズムと、を備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる２００８年１２月１５日に出願された米国特許出願番号第１２／３１６，７７２号の継続出願である。
［発明の分野］
本発明は、電気を生成するシステムおよび方法である。より詳細には、本発明は、プラットフォーム上で波の動きによって電気を生成するシステムおよび方法である。
［背景技術］
大きな水塊の局所的な水の動きによる水力から、電気を生成するいくつかの手法が存在する。たとえば潮の干満、風、または重力によって移動する水は、陸地に固定された大型装置のある種のタービン、ドア、または他の部品を移動させる水力として使用されてきた。この手法は、装置を陸地に固定するときに困難さがあり、また海洋が腐食性であり、海洋内の小さな砂粒子が過剰の摩耗を引き起すために、費用がかかり、非常に効率的というわけではなく、故障し易い。
【０００２】
２つの豊富な天然資源である風および水の電力密度は非常に低い。風は、１００ＭＰＨを超えて吹いてやっと、立っている人を吹き倒し、人が極度に大きな海洋波に浮遊している場合には、水は低密度の液体であるため、波の力は人のそばを流れ過ぎる。人は、波のエネルギーを感じることができるが、道路に立って、風または水と同じ速度で進むバスによって衝突されることと比較して力は微小である。力は、物体の密度に物体が進む速度を掛けた値に等しいため、風および水のような非常に低密度の物質は、非常に良好なエネルギー資源とはならない。その理由は、風および水用のエネルギープロジェクトのスケールが極端に大きくかつ高価でなければならず、また大型水力プロジェクトなどのプロジェクトが、私たちの地球に広範な環境的影響を及ぼし得るからである。
【０００３】
私たちの地球のために、豊富で再生可能で炭素を生成せずに安価なエネルギーを生成する解決策は、低密度の風および／または水、私たちの地球上の最も豊富な資源を使用して、石炭火力発電所または原子力発電所のエネルギーのような高電力密度エネルギーを生成する方法を考え出すことである。
【０００４】
残念ながら、波から電力を生成するという過去の試みは、関係する種々の自由度を理解することができず、したがって、非効率的であった。さらに、一部のシステムは、比較的静かな海の状態においてさえも逸脱するコンポーネントによって不安定であった。
【０００５】
［発明の概要］
本発明は、波の動きによって電気を生成し、グランドプレーンに対してマス（ｍａｓｓ）をチューニングするシステムおよび方法である。浮遊プラットフォーム、船体、および他のコンポーネントは、グランドプレーンに対して可動である第１のマスを形成する。外力、波の振動は、グランドプレーンに対する第１のマスの振動を誘発する。第２の可動マスは、船体によって保持され、かつ、船体に対して可動である。第２の可動マスは、船体に対する第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する。メカニズムは、ある実施形態において、第１のマスに対する第２のマスの運動エネルギーを電気に変換する。システムは、種々のコンポーネントによって船体に対して第２のマスをチューニングし、生成されるエネルギーを増加させる。
【０００６】
ある実施形態では、システムは、グランドプレーンに対して、また、外力を使用してマスをチューニングすることによってエネルギーを生成する。システムは、グランドプレーンに対して可動な第１のマスを有する。外力は、グランドプレーンに対する第１のマスの振動を誘発する。第２の可動マスは、第１の可動マスによって保持され、かつ、第１の可動マスに対して可動である。第２の可動マスは、第１のマスに対する第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する。メカニズムは、第１のマスに対して移動する第２のマスの運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換する。システムは、第１のマスに対して第２のマスをチューニングし、生成されるエネルギーを増加させる。
【０００７】
ある実施形態では、システムは、外力に対して第１のマスをチューニングし、生成されるエネルギー量を増加させる。
外力は、水塊の波による水力である。ある実施形態では、第１のマスは、水塊上で浮遊する前端および後端を有する浮遊プラットフォームを含み、前端および後端上で、波の水が浮遊プラットフォームに水力を加える。
【０００８】
ある実施形態では、第１のマスは、波に対して可動であり、グランドプレーンに取付けられたベースに旋回可能に取付けられる。ある実施形態では、第１のマスに対して第２のマスをチューニングするメカニズムは、第２のマスが旋回点の周りで第１のマスに対して旋回すること、および、旋回点に対して第２のマスの位置を調整することを含む。
【０００９】
ある実施形態では、システムは、システムをチューニングして生成されるエネルギーを増加させる制動メカニズムであって、第１の可動マスに対して第２の可動マスの位置を調整する制動メカニズムを有する。ある実施形態では、第１のマスに対して第２のマスをチューニングするメカニズムは、第１のマスが船体および釣り合いマスを含むこと、および、釣り合いマスが船体に対して所定位置に調整可能であることを含む。
【００１０】
ある実施形態では、システムは、グランドプレーンに対して、また、水塊内の波の水力を使用してマスをチューニングすることによってエネルギーを生成する。システムは、水塊に対して可動な第１のマスを有する。波による水力は、グランドプレーンに対して第１のマスの振動を誘発する。第２の可動マスは、第１の可動マスによって保持され、かつ、第１の可動マスに対して可動である。第２の可動マスは、第１のマスに対する第２の可動マスの位置の変動の結果として運動エネルギーを生成する。システムは、第１のマスに対して移動する第２のマスの前記運動エネルギーを別の形態のエネルギーに変換するメカニズムを有する。システムは、第１のマスに対して第２のマスをチューニングして生成されるエネルギーを増加させるメカニズムを有し、該メカニズムは、システムをチューニングして生成されるエネルギーを増加させる制動メカニズムであって、第１の可動マスに対して第２の可動マスの位置を調整する制動メカニズムを含む。
【００１１】
ある実施形態では、第１のマスは、水塊上で浮遊する前端および後端を有する浮遊プラットフォームを含み、前端および後端上で、波の水が浮遊プラットフォームに水力を加える。
【００１２】
ある実施形態では、第１のマスに対して第２のマスをチューニングするメカニズムは、第１のマスが船体および釣り合いマスを含むこと、および、釣り合いマスが船体に対して所定位置に調整可能であることを含む。
【００１３】
ある実施形態では、第１のマスに対して第２のマスをチューニングするメカニズムは、第１の可動マスに対して第２の可動マスの経路を調整することを含む。
ある実施形態では、第１の可動マスに対して第２の可動マスの経路を調整することは、その上を第２の可動マスが第１の可動マスに対して移動するトラック（Ｔｒａｃｋ）を調整することを含む。
【００１４】
ある実施形態では、第１の可動マスに対して第２の可動マスの経路を調整することは、第２のマスが旋回点の周りに第１のマスに対して旋回すること、および、旋回点に対して第２のマスの位置を調整することを含む。
【００１５】
ある実施形態では、第１のマスは、波に対して可動であり、グランドプレーンに取付けられたベースに旋回可能に取付けられる。
ある実施形態では、第１のマスは、水塊上で浮遊する前端および後端を有する船体を備えた浮遊プラットフォームを含み、前端および後端上で、波の水が浮遊プラットフォームに水力を加え、チューニングすることは、船体上の係留綱の場所を移動させることを含む。
【００１６】
ある実施形態では、第２のマスの運動エネルギーを変換するメカニズムは、フライホイールである。
ある実施形態では、第２の可動マスおよび第１の可動マスは、ある重量を有し、アルキメデスの原理は、第２の可動マスの変位の増加によって第２の可動マスの重量の増加を可能にし、電力密度およびエネルギーを増加させる。
【００１７】
本発明のこれらの態様は、排他的であることを意図されず、本発明の他の特徴、態様、および利点は、以下の説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面と共に読まれると、当業者に容易に明らかになるであろう。
【００１８】
本発明のこれらのまた他の特徴および利点は、図面と一緒に考えられる実施形態の以下の詳細な説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】浮遊プラットフォームの略図である。
【図２Ａ−２Ｂ】波によって生成される反転傾斜平面の略図である。
【図３】図２に示す波によって生成される傾斜平面の１つを組み込む船の略図である。
【図４Ａ−４Ｂ】図３に示す船の傾斜平面上の可動マスの略図である。
【図５】図３に示す船の傾斜平面上の転がり円柱の略図である。
【図６Ａ】２つの実質的に円柱のマスからなる、マスの図である。
【図６Ｂ−６Ｄ】マスを有する種々のユニットを示す図である。
【図７】図３に示す船の傾斜平面上のホイール付き転がり車両の略図である。
【図８】図３に示す船の傾斜平面上の可動液の略図である。
【図９】図３に示す船の傾斜平面上の電磁的に懸垂保持されたマスの略図である。
【図１０】浮遊プラットフォームの代替の実施形態の略図である。
【図１１Ａ−１１Ｂ】波上の図１０の浮遊プラットフォームの略図である。
【図１２】チューニングされた種々の要素を有する図１０の浮遊プラットフォームの略図である。
【図１３】システムの種々の要素の自然周波数およびシステムの１つの実験動作についての電力出力のグラフである。
【図１４】転がりマスを有するユニットを有するトラックの等角図である。
【図１５】代替の浮遊プラットフォームの斜視図である。
【図１６】図１５の浮遊プラットフォームの正面断面図である。
【図１７】図１５の浮遊プラットフォームの側断面図である。
【図１８Ａ−１８Ｂ】マスのチューニングを示す浮遊プラットフォームの略側面図である。
【図１９Ａ】マスのチューニングのための制動を示す浮遊プラットフォームの略側面図である。
【図１９Ｂ−１９Ｄ】制動メカニズムを有する揺動マスのチューニング後の、浮遊プラットフォームの略側面図である。
【図２０】代替の浮遊プラットフォームの正面断面図である。
【図２１】図２０の浮遊プラットフォームの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
地球の表面の２／３は水に覆われている。地球の人口の３／４は、海洋または他の大水域の非常に近くに生きている。これらの人々の全てが電気を必要とする。
海洋または他の大水域（以降で、一括で「海洋(Ｏｃｅａｎ)」）の表面上を吹く風は、風エネルギーを波エネルギーに効率的に変換する。本発明は、海洋上の波エネルギーを、低コストで、効率的で、安定的で、クリーンな電気に変換するシステムである。
【００２１】
２組のマスの振動的移動をチューニングすることにより、水などの低密度物質からのエネルギーを運動エネルギーに変換することによってエネルギーを生成するシステムおよび方法である。チューニング可能なシステムを駆動するエネルギーは、波の振動的運動から得られる。
【００２２】
図１を参照して、波がない水塊１８上の浮遊プラットフォーム２２を有するシステム２０、トラック２４、およびマス２６、転がりエネルギー生成マスが示される。浮遊プラットフォーム２２は、上部表面３０、底部表面３２、前端３４、および後端３６を含む船体２８を有する。船体は、浮力区画３８およびエネルギー生成部４０を有する。トラック２４およびマス２６は、以下でより詳細に説明されるようにエネルギー生成部４０内に位置する。
【００２３】
波エネルギーは、波の水力によって有用な機械エネルギーに変換されることができ、浮遊プラットフォーム２２を一連の傾斜平面として働かせる。図２Ａおよび２Ｂを参照して、浮遊プラットフォーム２２は、波４６の峰４４に対して２つの位置にあるのが示される。簡潔にするために、浮遊プラットフォーム２２は、プラットフォーム２２全体が水１８の上にある状態で示される。図１０に関して以下で説明される浮力および水の変位のために、プラットフォーム２２は部分的に水の下にあることになることが理解される。
【００２４】
やはり図２Ａを参照して、上部表面３０、底部表面３２、前端３４、および後端３６を含む船体２８を有する浮遊プラットフォーム２２が示される。波４６の峰４４がプラットフォーム２２の前端３４に達すると、水の水力が、後端３６に対して前端３４を隆起させ、傾斜平面を生成する。波４６の峰４４がプラットフォーム２２の下を通過するにつれて、水の水力はもはや前端３４を隆起させず、前端３４は、今や、後端３６に対して、波４６の窪み４８に落ちる。
【００２５】
図２Ｂを参照して、前端３４は、浮遊プラットフォーム２２の後端３６に対して窪み４８に落ちている。水の水力は、今や、前端３４に対して後端３６を隆起させ、別の傾斜平面を生成する。この説明のために、最初に、その前端がその後端より高い状態の傾斜平面および次にその後端がその前端より低い状態の傾斜平面は、互いの逆転として述べられることになる。そのため、移動する波の作用は、一連の傾斜平面をもたらし、任意の所与の傾斜平面は、波に先行する傾斜平面と波に続く傾斜平面との両方の反転となる。
【００２６】
波の移動方向と、波の移動を横切る方向の両方において平坦である底部３２を有する浮遊プラットフォーム２２は、丸形状またはｖ形状と対照的に、より効率的な傾斜平面であることが留意されるべきである。前端３４（船首）から後端３６（船尾）まで浮遊プラットフォームによって形成される傾斜平面の長さが増加され得ることも留意されるべきである。１つの方法は、エネルギー生成部４０を隆起させることによるものであり、エネルギー生成部４０は、図３に示す如く、その船体２８に対する船の甲板２２が慣例的にそうであるように、角度付き船体の場合の、プラットフォーム２２の底部表面３２に対するプラットフォーム２２の上部表面３０として示される。
【００２７】
一連の移動する波のエネルギーは、船の船体上で、波の水の水力によって形成される一連の反転傾斜平面をマスが下方移動することによって機械エネルギーに変換される。以下で論じるように、マスは、固体であっても、液体であってもよく、当業者に知られているいくつかの形態の任意の１つの形態をとってもよい。図４Ａを参照して、波の峰４４は、船５４の船首５２を船尾５６（後端３６）に対して隆起させるとき、トラック２４の傾斜平面５８を生成する。重力は、その後、マス２６に、船首５２から船尾５６へと傾斜平面５８を下方移動させる。波４６の峰４４が船５４の下を通過するにつれて、船５４の船首５２は、船尾５６に対して波４６の窪み４８に沈み、図４Ｂに示す反転傾斜平面を生成する。重力は、今や、マス２６に、船尾５６から船首５２へとトラック２４の反転傾斜平面５８を下方移動させる。これらの原理を使用する船は、波の移動の方向を横切るように配置されてもよく、マスに、船の一方の側から他の側へと反転傾斜平面を下方移動させることが留意されるべきである。
【００２８】
傾斜平面を下方移動するマス２６が大きければ大きいほど、生成される機械エネルギーが大きい。波４６は、連続的に反転傾斜平面を生成し、マス２６に、船首から船尾への移動、また、元の船首への移動を連続的に繰返させるため、このエネルギー源は再生可能であることが留意されるべきである。
【００２９】
マスが反転傾斜平面を下方移動するエネルギーは、既知の手段で発電機が使用されて電気エネルギーに変換される。１フィートポンド力／秒は、１．３５６ワットの電気に等しいため、１．０ポンドを１．０フィートの距離だけ移動させるのに必要とされる力の量は、１．３５６ワットの電気に等しい。例として、マスが傾斜平面を下方移動することによって生成される１００，０００フィートポンド力は、１３５，６００ワットの電気に等しい。移動する波の機械エネルギーを電気エネルギーに変換する手段の好ましい実施形態は、以下で述べられるが、当業者に知られている他の手段が利用可能である。
【００３０】
図５を参照して、適した、好ましくは高密度の固体材料の円柱６０、または、適した、好ましくは高密度の液体が充填された中空円柱が、図示されるマス２６である。円柱６０は、船５４の甲板６４上のレール６２で形成されたトラック２４を転がり落ちる。トラック２４のレール６２は、船５４の船首５２から船尾５６へ傾斜平面５８を形成する。トラック２４のレール６２は、傾斜平面５８を形成する甲板の大きな表面上で円柱６０が転がるのではなく、表面積を減少させることによって摩擦を最小にし、レール上で、円柱６０をより速く転がらせ、それにより、より多くの機械エネルギーを生成する。スプロケットおよびチェーンまたは同様な手段（図示せず）は、円柱６０が、転がるのではなく、トラック２４を滑り降りるのを防止するために使用され得る。
【００３１】
やはり図５を参照して、ベルトドライブ６８が、円柱６０の円周の周りに締結され、発電機７２の軸７０に取付けられる。円柱６０は、トラック２４を転がり落ちるにつれて、発電機７２の軸７０を回転させ、電気を生成する。円柱６０の１分当たりの回転は、円柱６０および発電機７２の軸７０の直径を変えることによって、または、ギアおよび当業者に知られている他の手段を使用することによって制御され得る。
【００３２】
図５に同様に示すように、円柱６０が傾斜平面５４の端部に達するとき、円柱６０が依然として転がっている場合、停止するまで円柱４０をトラック２４の半径を転がり上がらせることによって、残留機械エネルギーが一時的に貯蔵され得る。傾斜平面５４が反転すると、マス２６は、半径７６を最初に下がるように進み、反転傾斜平面を転がり落ちる前に、貯蔵された機械エネルギーが放出される。あるいは、マス２６が傾斜平面５４の端部で依然として転がる場合、当業者に知られている制動デバイス（図示せず）を通して電気が生成されることができ、制動デバイスは、マス２６を停止させるときに電気を一緒に生成する。
【００３３】
図６Ａを参照して、マス２６は、フレーム８６によって接続された２つの実質的に円柱のマス８２および８４を有するユニット８０で形成される。ベルトドライブ８８は、円柱マス８２の延長部上のスプロケット９０および発電機９６の軸９４上のスプロケット９２に接続される。円柱マス８２および８４が、図５のような反転トラック２４を転がり落ちるにつれて、マス８２は、発電機９６の軸９４を回転させ、電気を生成する。
【００３４】
図６Ａに示す本発明のプロトタイプは、円柱マス８２および８４ならびにフレーム８６のカスタムステンレス鋼構造を備える。ベルトドライブ８８およびタイミングギア（図示せず）は、ニューヨーク州ニューハイドパーク(Ｎｅｗ  Ｈｙｄｅ  Ｐａｒｋ,  Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ)のＳｔｏｃｋ  Ｄｒｉｖｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから購入され、また、発電機は、バーモント州ノースフェリスバーグ(Ｎｏｒｔｈ  Ｆｅｒｒｉｓｂｕｒｇｈ，  Ｖｅｒｍｏｎｔ)のＷｉｎｄｓｔｒｅａｍ  Ｐｏｗｅｒ，ＬＬＣから購入される低ＲＰＭ永久磁石ＤＣ発電機である。
【００３５】
図６Ｂ〜６Ｄを参照して、円柱マス８２および８４を有するユニット８０が示される。
本発明によって生成される電気は、たとえば電気が生成される船上の電池に貯蔵されることができ、または、その生成と同時に、水中ケーブルを通して送電網に伝送されることができる。
【００３６】
別の好ましい実施形態は図７に示される。この実施形態では、ホイール付き車両１００は、トラック１０４上の傾斜平面１０２を転がり落ちる。可動車両の機械エネルギーは、車軸に取付けられたベルト（図示せず）またはホイール付き車両１００のホイールによって発電機の軸を駆動することによって電気に変換される。あるいは、効率的ではないが、ホイール付き車両１００の直線運動が、回転運動に変換されて、スクリュードライブまたは当業者に知られている他の手段によって発電機が駆動される。この手法はまた、発電機が可動マス２６に固定される図５および６に示す実施形態と対照的に、発電機がプラットフォームに固定されることを可能にする。実際には、１つまたは複数の可動マスが１つの発電機を駆動し得ること、または、１つの可動マスが１つまたは複数の発電機を駆動し得ることが明らかであるべきである。
【００３７】
なお別の好ましい実施形態では、図８に示すように、ある容積の水などの適した液体１１０が、傾斜平面５８を流れ下るために使用され得る。流れる水１１０は、送水管(ｄｕｃｔ)、パイプ、または他のチャネル１１４を通してタービン１１６に分流される。流れる水は、タービンを駆動し、タービンは、次に、発電機１１８を駆動する。流れる水が一連の反転傾斜平面を流れ落ちるときの水の流れの方向によらず、流れる水によってタービンが同じ方向に回転することを保証するために、別個のチャネルなどの当業者に知られている種々の手段が使用され得る。
【００３８】
なお別の実施形態では、図９に示すように、マス２６は、電磁力によって傾斜平面５８の上に懸垂保持され得る。これは、マス２６と傾斜平面５８との間の摩擦をなくすことになる。マス２６が傾斜平面を下方移動するにつれて、移動の機械エネルギーを電気に変換するために、上述したまたは当業者に知られている種々の手段が使用され得る。
【００３９】
図１０を参照して、システム２０の代替の浮遊プラットフォーム１２８が、波のない水塊１８にあるのが示される。浮遊プラットフォーム１２８は、トラック２４、および、トラック２４に追従するマス２６、転がりエネルギー生成マスを有する。浮遊プラットフォーム１２８は、上部表面３０、底部表面３２、前端３４、および後端３６を含む船体２８を有する。船体２８は、浮力区画３８およびエネルギー生成部４０を有する。さらに、システム２０は、係留アンカー１３０を有する。係留アンカー１３０は、係留綱１３２によって浮遊プラットフォーム１２８の後端３６に取付けられる。さらに、システム２０は、浮遊プラットフォーム１２８の下に位置する可調整バー１３６に沿って一対の可調整マス１３４を有する。可調整バー１３６は、ライン１３８によって浮遊プラットフォーム１２８の底部表面３２の下に懸架される。可調整マス１３４は、浮遊プラットフォーム１２８に対して可調整マス１３４の慣性モーメントを変動させるために、可調整バー１３６の長さに沿って変動し得る。さらに、可調整マス１３４は、船体の底部表面に対して上下に移動され得る。
【００４０】
可調整マス１３４は、竜骨システム１４０の一部であり得る。ポートの船外でかつ船幅に沿う右舷方向にマスがシフトされる帆船上の竜骨と対照的に、可調整マス１３４は、浮遊プラットフォームの長さである波の方向に延在する。
【００４１】
やはり図１０を参照して、可調整マス１３４に加えて、システム２０は、トラック２４が可変半径を有する点で可調整である。トラックの半径はトラックをチューニングするよう調整されることができ、それゆえ、図１１Ａに示すように波４６に対してシステム２０をチューニングするように調整されることができる。
【００４２】
システム２０は、一実施形態では、波の高さおよび周波数を含む種々のパラメータを監視するコントローラ１４２を有する。コントローラは、コンピュータまたはマイクロプロセッサ、ならびに、加速度計、電力計、およびグローバル座標モニタなどの種々の入力デバイスを有する。そして、コントローラ１４２は、システムを調整するために、可調整マス１３４の場所またはトラック２４の半径などのシステム２０内のアイテムを調整することができ、システム２０を調整する。
【００４３】
図１１Ａを参照して、波４６の上にある図１０の浮遊プラットフォーム１２８が示され、前端３４が波４６の峰４４の近くにある。浮遊プラットフォーム１２８が使用することになる峰４４と窪み４６との間の高さとして規定される波のサイズに応じて、トラック２４の半径が調整され得る。トラックの異なる半径は図１２に示される。
【００４４】
図１１Ｂは、波４６の上にある浮遊プラットフォーム１２８を示し、後端３６が波４６の峰４４の近くにあり、前端３４が窪み４８の近くにある。波の水力による、浮遊プラットフォーム１２８の前端３４および後端３６の近くのトラック２４の相対的な高さの絶え間ない変化は、マス２６、転がりエネルギー生成マスがトラック２４に沿って転がり、電力を生成することを可能にするために使用されるエネルギー源である。
【００４５】
メカニズムまたはシステム２０は、動的システム、マス２６／トラック２４および船体２８の幾何形状のそれぞれの主要なコンポーネントの自然周波数が、楽器のように、最適にチューニングされて、エネルギー、電力の生成を最大にするよう海洋の波４６の自然周波数でうまく働くように設計される。図１２を参照して、図１０の浮遊プラットフォーム１２８は、種々の要素が波４６についてチューニングされた状態で示される。トラック２４の半径は、マス２６／トラック２４の自然周波数が変化するなかで調整される。トラック２４の半径は、トラック２４を調整することによって、または、直線部１４６を伸張するかまたは短縮することによって湾曲部１４４の半径を移動させることによって変更され得る。さらに、可調整マス１３４が内側に移動され、船体２８に取付けられる係留綱１３２の場所が移動されて、船体２８の自然周波数を調整する。
【００４６】
コンピュータモデリングを使用して、一連の試験が行われた。モデリングは、水タンク内で行われた過去のモデリングおよび他の実際の試験データに基づいて行われた。以下は、現実世界の数字に値がスケーリングされている試験からの例である。
【００４７】
船体２８は、最大安定性のために設計され、「プリロード(ｐｒｅｌｏａｄ)」機構を組み込む。マス２６、転がりエネルギー幾何形状マスは、これらの試験では１，０００，０００ポンドの重さがある。船体２８は、船体２８の前位置および後位置ならびに前端３４および後端３６でマス２６を支持するのに十分に安定的でなければならない。安定性は、マス２６の重量に加えて船体２８の全重量に等しい重さがあるかまたはそれよりずっと大きい水の容積を変位させるのに十分な喫水を有する船体２８を設計することによって生成される。船体２８によって変位される水の容積とマス２６の重量の比が増加するにつれて、船体２８の安定性、メタセンター高さ(ｍｅｔａｃｅｎｔｒｉｃ  ｈｅｉｇｈｔ)（ＧＭ）が増加する。たとえば、マス２６が１，０００，０００ポンドの重さであり、船体２８が２，０００，０００ポンドの水を変位させるのに十分な喫水を持つように設計される場合、２，０００，０００ポンドの重量について結合される可調整マス１３４は、システムに２，０００，０００ポンドの力を「プリロードする(ｐｒｅｌｏａｄ)」ことになる。船体２８の幾何形状の自然周波数は、船体の底部または喫水線に対して可調整マス１３４の位置を、垂直にかつ水平に調整することによってチューニングされ得る。
【００４８】
船体２８は、予備浮力機構または乾舷を持つように設計される。船体が前後に縦揺れするにつれて、予備浮力が、船体にさらなる浮力を付加するために使用され、「プリロード」力が倍加する。
【００４９】
マス２６の自然周波数は、マス２６トラックの半径、マス２６の直径、およびマス２６の長さを調整することによってチューニングされ得る。
船体の幾何形状は、低い慣性モーメントのために設計される。これは、船体の長さが、船体の船幅よりずっと短くあるべきであることを意味する。腕を伸ばした状態で回転するフィギュアスケータを考える。フィギュアスケータの腕が内側に移動するにつれて、スケータの慣性モーメントが減少し、任意の所与のエネルギー量のために、スケータは、より速く回転する。船体の慣性モーメントが減少するにつれて、貯蔵された「プリロード」エネルギーのより多くが、システムにとって利用可能になり、より多くの電力が生成され得る。
【００５０】
海洋、水１８がチューニングできないことが認識される。したがって、波の周期および波の高さを含む波４６の特性が監視される。波の高さもまた監視される。いくつかのアイテムが、先に論じたようにチューニングされ得るが、スケーリングされるモデルの一実施形態では、表１の特性となった。
【００５１】
【表１】
0005497781.tif 000002
【００５２】
マス２６の移動レート、速度は、その摩擦係数を調整することによってシステムの自然周波数を働かせるようにチューニングされ得る。摩擦係数は、システムから取出されるエネルギー量に等しい。
【００５３】
海洋／波特性が１Ｈｚの自然周波数を有するとき、生成される平均電力は１１１９．９８キロワットである。しかし、海洋／波特性が、自然周波数が０．８Ｈｚになるように変化する場合、生成される平均電力は、６５８．０９キロワットに低下する。表２に示すシステム２０に関連する種々の要素をチューニングすることによって、生成される平均電力は、６５８．０９キロワットから上昇する。
【００５４】
【表２】
0005497781.tif 000003
【００５５】
船体２８の幾何形状が変化しない一方、可調整マス１３４の場所の変化は、船体２８の自然周波数を調整する。
１．６６４Ｈｚから１．５７１Ｈｚへその自然周波数を変更するようにトラックと船体の両方をチューニングすることによって、システム２０は、海洋に対してよりよくチューニングされる。システム２０は、トラック半径が調整されることによってチューニングされる。トラック半径は、トラックを撓ませることによって、あるいは、２つの湾曲した部分をさらに離れてまたは近くに移動させることによって変更される。図１２は、直線部によって分離された湾曲部を示す。トラック半径を変更するときに、マスおよびトラックの自然周波数が変化する。さらに、可調整マス１３４の場所を移動させることによって、船体の自然周波数は、船体のサイズを変更することなく変更される。
【００５６】
第１の動作から先に示した第２の動作へ変化しない一方で、係留システム１３１は、係留綱１３２が船体２８に取付けられる位置を調整することによって、係留綱１３２の長さを調整することによって、また、係留綱１３２が作られる特性および材料を調整することによって、マス２６／トラック２４／船体２８の幾何形状の自然周波数をチューニングするために使用され得る。係留システム１３１は、アンカー場所に対する船体２８の往復移動を生成し、その往復移動は、システム２０のエネルギー出力を最大にするため、システム２０の自然周波数をチューニングするために使用され得る。
【００５７】
船体およびトラックの特性を変更することに加えて、マスの転がり特性は、マス２６の移動に関連するロッキングメカニズムを有することによってさらにチューニングされ得る。
【００５８】
【表３】
0005497781.tif 000004
【００５９】
マス２６は「制動／ロック（ｂｒａｋｅ／ｌｏｃｋ)」機構を組み込み得る。制動／ロック機構は、マス２６を停止させるか、または、マス２６が停止するとマス２６を固定位置に静止させて保持するために使用され得る。
【００６０】
【表４】
0005497781.tif 000005
【００６１】
表４は、２つの異なる動作を示す。表４に挙げる可調整パラメータの変動は、生成される平均電力が、同じ波状態について、５などのファクターだけ増加し得ることを示す。
転がりマス２６によって生じるエネルギーは、機械的損失なしで電力に変換され、システムのエネルギー出力を最大にすることが重要である。マス２６、転がりエネルギー生成マスが転がるため、発電機の回転運動に利用されるべき回転運動が存在する。回転−回転システムでは、伝導装置により、エネルギー損失は最小となる。直線運動が回転運動に変換される（風がプロペラの回転運動に変換される）ボールネジなどの回転−直線システムでは、エネルギー損失はかなりのものであり、４０％〜６０％が失われる。
【００６２】
図１３を参照して、グラフは、転がりマス２６およびトラック２４が１．５７Ｈｚの自然周波数を有するある動作の自然周波数を示す。船体２８の幾何形状は、同様に、１．５７Ｈｚの自然周波数を有する。先に示したように、船体２８周波数は、係留綱１３２を含む係留システムおよび係留システムが船体２８に取付けられる位置を含むいくつかの因子によって影響を受ける。さらに、可調整マス１３４の場所は、船体２８の自然周波数に影響を及ぼす。０．８Ｈｚの自然周波数を有する波を有する海洋の場合、生成される平均電力は１，３０２ＫＷ（１．３ＭＷ）である。この動作では、マス２６は、上述したロッキングメカニズムが作動される。
【００６３】
このメカニズムまたはシステム２０は、２自由度の移動を有する。船体２８は、独立に作動し、その縦揺れ移動は、１自由度の移動を生成し、また、浮遊プラットフォーム２２または１２８の船体２８に取付けられたトラック２４上を転がるマス２６、転がりエネルギー生成マスは、船体２８の縦揺れと同じ軸上で独立に作動し、動的な２番目の自由度の移動を生成する。ピストンを介してモータから電力が生成され除去される従来のピストン／シリンダなどの伝統的な１自由度モータ／発電機と違って、２自由度モータ／発電機では、電力は、動的な２自由度要素、転がりマス、Ｍ１を介してモータから生成され除去される（電力＝Ｍ１を５５０フィート／重量ポンド毎秒で割った値）。
【００６４】
海洋の波の形状、波の周期および高さは、動的な２自由度メカニズム／システムを作動させるものである。波の自然周波数は、自然の力によってチューニングされる。海洋の深さは、波の形状、波がどれほど急峻かに影響を及ぼす。波は、岸に近づくにつれて、より急峻になり、波の自然周波数を変える。高周波数で短波長の波は、たとえその振幅または波の高さが比較的小さくても、かなりの電力を有する。エネルギー率は、波の速度に比例する。システム２０の係留システム１３２を含むマス２６／トラック２４／船体２８の自然周波数は、深いまたは浅い水において波の自然周波数でうまく働くようにチューニングされ得る。
【００６５】
他の比がうまく働く可能性があるが、マス２６／トラック２４と船体２８の周波数を整合させること、および、これらの周波数を、海洋の自然周波数より大きい約１．６〜２の範囲にすることは、最大の電力生成をもたらすことが見出された。
【００６６】
図１４を参照して、マス８０およびマス８２の形態のマス２６を有するユニット８０の斜視図が、トラック２４上に示される。トラック２４は、一対の湾曲部１４４および介在する直線部１４６を有する。ユニット８０は、発電機９６を有する。
【００６７】
図１２に示すような船体２８が軽量であるべきこと、また、マス２６（Ｍ１）、転がりマスが重くあるべきであることが認識されてきた。マス２６は、高電力密度エネルギーを生成するマスである。船体２８は、基本的に、マス２６／トラック２４用の支持プラットフォームおよび変位、浮力を生成するメカニズムである。可調整マス１３４（Ｍ２）、「プリロード」重量は、船体２８の喫水を水中に下方向に引張り、浮力を生じる変位を生成することによって、船体２８のための安定性を生成する。
【００６８】
述べた動作において、種々のパラメータがチューニングされたが、表に挙げられた他のアイテムがチューニングされ得ることが認識される。さらに、可調整マス１３４、船体２８、およびマス２６のマスまたは重量は変動し得る。それぞれの変動は、コンポーネントを切換え除去することによって、あるいは、バラストを付加するか除去することによって変動し得る。船体２８の幾何形状もまた変動し得る。船体の長さは、慣性モーメントに影響を及ぼす。以下でさらに示すように、係留配置構成がチューニングされ得る。マス２６の直径および長さもまた、システム２０をチューニングするために変動し得る。
【００６９】
さらなるパラメータがチューニングされ得ることが認識される。たとえば、係留綱１３２が、図１０の後端３６から図１２の船体中央部へ移動する一方、係留綱１３２の長さおよび材料は、述べた最初の２つの動作では変化しなかった。係留綱１３２の長さまたは材料は、システム２０の浮遊プラットフォーム２２または１２８の自然周波数に影響を及ぼし得る。アンカーまたは係留綱が喫水線に対して接続される場所もまた、システム２０をチューニングするときに使用され得る。係留システムは、固定されたアンカー場所に対する船体の往復移動を生成する。波の中心力が船体の下を通過するにつれて、係留綱の半径が孤で移動し、往復移動を生成する。これは、可調整パラメータである。さらに、トラック２４は、さらに、横揺れレートを調整するために調節され得る。
【００７０】
フライホイールが使用されて、転がりマス２６からエネルギーが取り込まれて貯蔵され、また、発電システムが駆動され得ることがさらに認識される。転がりマス２６が波の両側で回転方向を変えるため、単純なカムシステムが使用されて、フライホイールおよび／または発電機を常に同じ方向に回転することが維持され得る。基本的に、カムは、転がりマス２６が、トラック２４上の各ストロークの端部で方向を反転させるときにひっくり返り、たとえ転がりマス２６が方向を変更しても、フライホイールまたは発電機に、同じ方向に回転し続けさせる。
【００７１】
システム２０の上記実施形態は、船体に対するマスの摺動または転がりを示す。マスは、代替の方法で、船体に可動に搭載され得ることが認識される。さらに、上記から明らかなように、図１０〜１２に見られる船体２８およびチューニングマス１３４はマスである。加えて、船体２８およびチューニングマス１３４は、係留アンカー１３０が位置する海洋底または海洋のグランドプレーンに対して移動する。システム２０を参照して、船体２８およびチューニングマス１３４および他のコンポーネントは、第１の可動マス１６４として示され得る。マス２６は、第２の可動マス１５２として示され得る。
【００７２】
図１５を参照して、浮遊プラットフォーム２２を有するシステム１５０の斜視図が示される。浮遊プラットフォーム２２は、２組の揺動マス１５２を含むサイズに作られる船体２８を有する。揺動マス１５２は、トラック１５４によって誘導される一方、振り子１５６によって旋回可能に保持される。振り子１５６は、ピボットロッド１６０を保持するトラス１５８を有する。揺動マス１５２は、ピボットロッド１６０がトラス１５８に対して回転するときに振動する振り子ロッドまたは一対の振り子ロッド（複数可）１６２上に摺動可能に保持される。
【００７３】
やはり図１５を参照して、システム１５０は、図１０〜１２のチューニングマス１３４と同様である、船体２８の下に位置する複数の釣り合い重りまたはマス１７０を有する。釣り合いマス１７０は、船体２８の下に配置される。各釣り合いマス１７０は、釣り合い重りロッド１７２上に保持される。船体２８、トラス１５８、釣り合いマス１７０、および他のコンポーネントは、全て第１の可動マス１６４の一部である。
【００７４】
図１６を参照して、システム１５０の浮遊プラットフォーム２２の正面断面図が示される。揺動マス１５２、第２の可動マス１５２はそれぞれ、調整メカニズム１６６によって、振り子ロッド（複数可）１６２上で上下に移動され得る。示される実施形態では、調整メカニズムは、チェーンフォールまたはケーブル１７４を駆動する、図１７で最もよく見える電動機１６８である。振り子ロッド１６２は、揺動または第２の可動マス１５２の位置によらず、ピボットロッド１６０からトラック１５８まで延在する。
【００７５】
やはり図１６を参照して、釣り合いマス１７０は、同様に、調整メカニズム１７８によって釣り合い重りロッド１７２上で上下に調整され得る。示される実施形態では、調整メカニズム１７８は、図１８Ａで最もよく見える釣り合いマス１７０に接続されたケーブル１８２を駆動する電動機１８０である。第１の可動マス１６４の一部としての釣り合いマス１７０の調整および揺動または第２の可動マス１５２の調整は、第１の可動マス１６４に対して第２の可動マス１５２の移動を最大に生成するようにシステム１５０がチューニングされることを可能にする。
【００７６】
システム１５０は、コンポーネント間の相対移動によって生成されるエネルギーを取り出すことによってエネルギーを生成し、したがって、第２の可動マス１５２を、第１の可動マス１６４と同じ方向に移動させることが望ましい。マスが同じ方向に移動している間に、図１９〜１９Ｄに示すように、やはり相対移動が存在する。
【００７７】
図１７を参照して、システム１５０の浮遊プラットフォーム２２の側断面図が示される。揺動性可動マス１５２は、そのトラック１５４内に示される。第２の可動マス１５２は、電動機１６８およびチェーンフォールまたはケーブル１７４を含む調整メカニズムを使用して、上下に調整され得る。振り子１５６のトラス１５８は、ピボットロッド１６０を保持する。
【００７８】
先の実施形態と対照的に、システム１５０全体が、水の下にあることになることが想定される。公称喫水線１８６が示される。先の実施形態は、トラック２４であって、マス２６が一般にその上で喫水線の上にあるトラック２４を示すが、予備浮力の量を含む正確な構成に応じて、浮遊プラットフォーム２２の船体２８が、システム２０または１５０のチューニングの一部として水内で調整され得ることが認識される。加えて、図１５〜１７は、船体２８が２重船体であることを示す。システムをチューニングするために、水が、２重船体の所定部分内へまたその外へ圧送され得る。
【００７９】
図１８Ａを参照して、図１５〜１７に示す実施形態の略側面図が示される。矢印１９０は、第１の可動マス１６４の一部である船体２８に対する、マス、第２の可動マスの移動を示す。さらに、船体２８は、波作用によって旋回される。共に第１の可動マス１６４の一部である船体２８および釣り合いマス１７０に対して第２のマス１５２を移動させるのは、この旋回である。マスの位置の調整によってシステムがチューニングされる。
【００８０】
システム１５０は、揺動マス１５２の移動を調整する制動メカニズム１９２を示す。揺動マス１５２の移動については、さらに図１９Ａ〜１９Ｃとともにさらに以下で述べられる。
【００８１】
図１８Ａおよび１８Ｂは共に、調整メカニズム１７８による釣り合いマス１７０の移動を示す矢印１９４を示す。システム１５０の正面図である図１８Ｂをやはり参照して、矢印１９４に加えて、第２の可動マス１５２の移動を示す矢印１９６が示される。さらに、システム１５０は、第１の可動マス１６４に対する第２の可動マス（揺動マス）１５２の移動から回転エネルギーを取り出す一連のフライホイール１９８を有する。
【００８２】
システム１５０の略図が示された図１９Ａ〜１９Ｄを参照し、船体２８および第１の可動マス１６４の残りに対して第２の可動マス１５２の位置を調整することが示されている。図１９Ａは、揺動マス、第２の可動マス１５２が窪み４８の近くに位置する状態の、波４６上の船体２８を示す。制動メカニズム１９２は、揺動マス１５２を保持する。
【００８３】
船体２８が、波４６によって他の方向にシフトされるにつれて、制動メカニズム１９２によって所定場所に保持される揺動マス１５２は、図１９Ｂに示すように、今や釣り合いマス１７０と同じ側にある。制動メカニズム１９２に加えて、システム１５０は、調整メカニズム１６６を使用して、振り子ロッド１６２上の高さに対して第２の可動マス（揺動マス）１５２を調整することによること、および、調整メカニズム１７８によって釣り合いマス１７０を調整することによることを含む他の方法でチューニングされることが可能である。制動による揺動マス１５２の保持は、揺動マス１５２が、釣り合いマス１７０と同じ側にあることを可能にする、１つのチューニング形態に過ぎない。
【００８４】
制動メカニズム１９２は、波がシステム１５０の船体２８に対して通過し、船体２８の向きが反転するときに、図１９Ｃに見られるように、揺動マス１５２が波４６の峰４４側に移動するように、揺動マス１５２がピボットロッド１６０に対して振り子ロッド１６２上で旋回することを可能にするように解除される。図１９Ｄは、図１９Ｂと同様である。しかし、制動メカニズム１９２は、図１９Ｄでは解除されて示される。制動メカニズム１９２は、図１９Ｃに示す位置をとるために、図１９Ｂが示す時間後ほんのわずかして解除されることが認識される。
【００８５】
揺動マス１５２を、釣り合いマス１７０と同じ側に置くことによって、トラック１５４および船体２８に対する揺動マス１５２の大きな変位が起こり得る。この大きな変位を有することによって、より大きなエネルギーがシステムから取出され得る。
【００８６】
一実施形態では、船体２８は、４０フィートの長さを有する。幅、波の峰のほぼ平行な部分は１００フィートである。
図２０を参照して、システム２００の代替の実施形態が示される。システム２００は、海洋底２０６およびベース２０８内に埋め込まれた一対のピラー２０４に旋回可能に搭載される船体２０２を有する。船体２０２は、波４６が通り過ぎるにつれて、先の実施形態の船体と同様に振動する。船体２０２は、ピラー２０４上の旋回点２１０に対して旋回する。旋回点２１０は、水の平均高さの変動の補償を可能にするために、ある実施形態では、ピラー２０４を上下に移動することが可能である。
【００８７】
船体２０２は、１組の揺動マス２１４を含むサイズに作られる。揺動マス２１４は、振り子２１６により、回転可能に保持される。振り子２１６は、ピボットロッド２２０を保持する懸垂保持ロッド２１８を有する。先の実施形態と同様に、揺動マス２１４は、チューニングのために、振り子２１６の懸垂保持ロッド２１８上で上下に移動することが可能である。
【００８８】
懸垂保持ロッド２１８は、揺動マス支柱２２４によって保持される。支柱２２４は、システム２００の船体２０２に対して調整可能である調整可能ベース２２６によって保持される。調整可能ベース２２６は、旋回点２１０まで延在するベース懸垂保持ロッド２２８によって保持される。ベース２２６は、船体２０２の竜骨に対して垂直に移動し得る。
【００８９】
やはり図２０を参照して、システム２００は、先の実施形態と同様である、船体２０２の下に位置する複数の釣り合い重りまたはマス２３０を有する。各釣り合いマス２３０は、釣り合い重りロッド２３２上に保持される。釣り合い重りロッド２３２は、調整可能ベース２２６まで延在する。船体２０２、調整可能ベース２２６、釣り合いマス２３０、および他のコンポーネントは全て、第１の可動マスの一部である。図２１は、同様の実施形態の側面図である。
【００９０】
矢印で示されるように、コンポーネントは、システムをチューニングするために、互いに対して調整され得る。たとえば、ベース２２６は、旋回点２１０に対して調整され得る。
【００９１】
本発明の原理が本明細書で述べられたが、この説明は、単なる例示であって本発明を限定するものではないことが当業者によって理解される。本明細書で示され述べられる例示的な実施形態に加えて、本発明の範囲内の他の実施形態が想定される。当業者による変更および置換は、本発明の範囲内にあると考えられる。
【００９２】
先に示したように、第１の可動マス１６４は、図１５〜１９Ｄに示す実施形態の２重船体２８を含む。２重船体構成は、転がり／摺動マス構成または揺動マス構成の両方で使用され得ることが認識される。２重船体構造体は、先に示したシステムのチューニングの一部を含む複数の目的または利益を有する。このチューニングは、先に論じた懸垂保持されるマス／竜骨配置構成と共に、または、その代わりに使用され得る。ハリケーンおよび天候を回避するため、潜水体または半潜水体プラットフォームを作るために、水が２重船体内に圧送され得ることも認識される。
【００９３】
プラットフォームに取付けられる竜骨または懸架マスまたは他の調整可能金属板の設計形状は、プラットフォームを「チューニングする(ｔｕｎｅ)」ために使用され得ることが認識される。プラットフォームのこれらの要素はまた、波が通過するときのプラットフォームの方向を安定化するのに役立つ「舵(ｒｕｄｄｅｒ)」効果を生成するために使用され得る。プラットフォームの設計形状は、システムを「チューニングする」ために使用され得ることも認識される。
【００９４】
予備浮力は、水面より上にあり、かつ、耐水性があるプラットフォームまたは船体の一部であり、それにより、船体が水中深くに沈む場合、システムが浮力を増加させることになる。予備浮力の付加はまた、プラットフォームの上端または上部に平底船を付加することによって達成され得ることが認識される。プラットフォームが波のためにシフトし傾斜するにつれて、平底船は、水と接触する、または、大部分が水中に沈んで、より大きな浮力が生成される。両側に平底船が存在する場合、船体が２つの端位置まで振動するにつれて、プラットフォームは、浮力を増加させることになる。
【００９５】
制動システムまたは制動メカニズム１９２は、その速度を制御することによって第２の可動マスを「チューニングする」ために使用され、また同様に、電気を生成するために使用される「回生(ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ)」制動システムであり得ることが認識される。
【００９６】
実施形態は、転がりマスまたは揺動マスを示したが、システムは、揺動と転がりの両方を組合せて、１つのシステムにするハイブリッドを有し得ることが認識される。
他のシステムが、エネルギーを生成するために水を使用し、より多くのエネルギーが生成される唯一の方法が、エネルギーデバイスの表面積を増加させることによることであることが認識される。水力適用形態からより多くの電力が所望される場合、タービンブレードの表面積が増加される。本発明では、海洋の水力、水の干満が作用する船体の表面積または設置面積は、第２の可動マスの重量およびエネルギー出力がアルキメデスの原理のために船体の変位に対して増加している間、同じままであり、増加しない。アルキメデスの原理は、流体内に浸された船体などの本体は、変位された流体の重量に等しい力によって浮き上がることを述べる。したがって、第２のマスの重量の増加は、増加した表面積ではなく、より大きな変位をもたらすことになる。
【００９７】
第１の可動マスの表面積を増加させることなく、第１の可動マスの変位を増加させることによって、重量が、第２の可動マスに付加され、システムによって生成される電力密度およびエネルギーが増加する。システムは、小さな設置面積内で著しい量のエネルギーを生成し得る。このシステムの電力密度、１平方フィートに対する生成エネルギー量の比は、石炭火力発電所または原子力発電所の電力密度と同等である。この考えは、第２の可動マスがどのように構成されるかに無関係にうまく働く。それは、転がり／摺動マスまたは揺動マスであり得る。
【００９８】
第１のマスに対する第２のマスの重量の関係は重要ではない。重要であるのは、第１の可動マスの変位を増加させることによって、第１の可動マスの設置面積、表面積を増加させることなく、システムにおいてより多くの運動エネルギーを提供するために、第２の可動マスの重量が増加され得ることである。
【００９９】
システム２０によって生成される電気エネルギーが、海底ケーブルを介して陸に移送されることに加えて、システム２０によって生成される電気エネルギーは、水素などの燃料を製造するために使用されることができ、水素は、液化され、海底パイプラインまたは貨物船を介して陸に移送され得る。潜水艦は、非常に長い間、この技術を使用してきた。電気は、海水から水素と酸素を分離するために使用される。潜水艦では、酸素は、搭乗員が呼吸できるように使用され、水素は、海に戻るように圧送される。
【０１００】
各海洋エネルギーシステム２０は、モジュール式ベッセルまたは浮遊プラットフォームである。各ベッセルは、船として登録されることになる。各モジュール式ベッセルは、他のモジュール式ベッセルのアレイに取付けられて、モジュール式ベッセルの、いわゆるエネルギー農場を生成し得る。モジュール式ベッセルのアレイは、電力ステーションおよび／または水素などの燃料を生成するシステムを収容する独立したエネルギープラットフォームを有することになる。
【０１０１】
システムによって生成される電気は、海水を水素ガスに変換するために使用され得ることが認識される。これは、船上で、または、近くの浮遊プラットフォーム上で行われ得る。システムによって生成される電気は、任意の燃料を生成するために使用され得る。電気は、海水を脱塩化するために使用され得る。
【０１０２】
フライホイール式の発電機およびインバータを通してエネルギーを電気に変換する代わりに、回転ピボットロッドからの運動エネルギーは、油圧アキュムレータを加圧するポンプを動作させるために使用され得ることが認識される。そこでは、ピボットロッドの回転は、振動であり、一定ではないかもしれないが単一方向に変換され、圧送動作は一定ではないかもしれないが、油圧アキュムレータは未調整のエネルギーを貯蔵する。油圧アキュムレータからの圧力は、その後、弁によってこのエネルギーを調整し、この調整されたエネルギーが使用されて、家庭用または送電網関連用の調整された電圧および周波数のＡＣを生成する発電機を駆動する油圧モータが一定ＲＰＭで動作する。アキュムレータは、エネルギー貯蔵部と調整装置の両方として働く。調整弁は、アキュムレータ内の圧力が設定点未満に低下するといつでも、遮断し、発電機を止め、エネルギー生成デバイスは、その後、アキュムレータを再充電することになる。
【０１０３】
あるいは、電気機械的に制御される可変変位油圧ポンプが使用されて、発電機に対する一定流量を調節するために使用され得ることが認識される。生成される電気の周波数は、調整される。電圧は、第２のマスの移動が増加するかまたは減少するときに、発電機を駆動する圧力（ポンド／平方インチ（ＰＳＩ））を増加させるかまたは減少させることによって、増加または減少する。テキサス州ヒューストン(Ｈｏｕｓｔｏｎ, Ｔｅｘａｓ)のＨａｒｒｉｓｏｎ  Ｈｙｄｒａ−Ｇｅｎによって販売されているような水力発電機が、システムに統合され得る。
【図１】
0005497781.tif 000006
【図２Ａ】
0005497781.tif 000007
【図２Ｂ】
0005497781.tif 000008
【図３】
0005497781.tif 000009
【図４Ａ−４Ｂ】
0005497781.tif 000010
【図５】
0005497781.tif 000011
【図６Ａ】
0005497781.tif 000012
【図６Ｂ】
0005497781.tif 000013
【図６Ｃ】
0005497781.tif 000014
【図６Ｄ】
0005497781.tif 000015
【図７】
0005497781.tif 000016
【図８】
0005497781.tif 000017
【図９】
0005497781.tif 000018
【図１０】
0005497781.tif 000019
【図１１Ａ−１１Ｂ】
0005497781.tif 000020
【図１２】
0005497781.tif 000021
【図１３】
0005497781.tif 000022
【図１４】
0005497781.tif 000023
【図１５】
0005497781.tif 000024
【図１６】
0005497781.tif 000025
【図１７】
0005497781.tif 000026
【図１８Ａ】
0005497781.tif 000027
【図１８Ｂ】
0005497781.tif 000028
【図１９Ａ】
0005497781.tif 000029
【図１９Ｂ】
0005497781.tif 000030
【図１９Ｃ】
0005497781.tif 000031
【図１９Ｄ】
0005497781.tif 000032
【図２０】
0005497781.tif 000033
【図２１】
0005497781.tif 000034