(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配置され、水体の表面に浮かぶための複数のポッドと、
上記ポッドの各々を隣接するポッドに連結するボールジョイントと、
上記ポッドの各々を隣接するポッドに連結する液圧シリンダと、
上記ポッドの動きに起因して上記液圧シリンダの伸張および圧縮により作り出される水圧流体の流れが回転運動を引き起こすように、上記液圧シリンダに連結されたモータと、
上記モータの各々に接続され、上記モータの上記回転運動から電気を生成するための発電機と、
上記ポッドに配置されたプラットフォームと、
上記ポッドの各々に取り付けられた水パドルと、
上記プラットフォーム上に配置された風力タービンと、
上記プラットフォームの底面に配置された水力タービンアセンブリと、
上記プラットフォームの上面に配置された太陽電池と、
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
ウォーターブランケットシステム、太陽エネルギーシステム、風力エネルギーシステム、水パドルシステム、および、水力タービンシステムを備え、上記システムの各々が、再生可能エネルギー源を電気に変換するように構成され、上記ウォーターブランケットシステムが、上部および底部が設けられたウォーターブランケットを形成する複数の相互接続された可動の浮揚性ポッドを有し、上記ウォーターブランケットは、波の作用に応じて電気を生成する発電ユニットであって、
上記太陽エネルギーシステムが太陽エネルギーを電気に変換し、上記風力エネルギーシステムが風力エネルギーを電気に変換し、上記水パドルシステムおよび上記水力タービンシステムが海流エネルギーまたは川の水流エネルギーなどの水力エネルギーを電気に変換し、
上記太陽エネルギーシステムが上記ウォーターブランケットの上部に配置された１以上の太陽電池を有し、上記風力エネルギーシステムが上記ウォーターブランケットの上部に配置された１以上の風車を有し、上記水パドルシステムが上記ウォーターブランケットに接続された水パドルを有し、そして、上記水力タービンシステムが上記ウォーターブランケットの底部に配置された水力タービンを有することを特徴とする発電ユニット。
【請求項３】
水域で用いる発電装置であって、
ａ．上記水域における波の作用に応じて電気を生成するよう移動可能に相互接続され、複数の浮揚性ポッドを有するウォーターブランケットであって、上記浮揚性ポッドの各々が上部および底部を有すると共に、上記ウォーターブランケットが外周を有している、ウォーターブランケットと、
ｂ．太陽エネルギーを電気に変換するための太陽エネルギーシステムと、
ｃ．海流エネルギーまたは川の水流エネルギーなどの水力エネルギーを電気に変換するための水力エネルギーシステムと、
を備え、
上記太陽エネルギーシステムが、１以上の上記浮揚性ポッドの上部に配置されており、
上記水力エネルギーシステムが、使用時に１以上の上記浮揚性ポッドから上記水域内に延びる第１の水力エネルギーシステムを有することを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発電装置において、
上記ウォーターブランケットの外周の少なくとも一部に沿って位置しているプラットフォームを備え、
上記プラットフォームが、上記水域における波の作用に応じて電気が生成される上記ウォーターブランケットに移動可能に連結されており、
上記水力エネルギーシステムが、上記第１の水力エネルギーシステムと、使用時に上記プラットフォームから上記水域内に延びる第２の水力エネルギーシステムとを有していることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発電装置において、
風力エネルギーを電気に変換するための風力エネルギーシステムをさらに備え、
上記プラットフォームが、上記風力エネルギーシステムを支持するように構成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項６】
請求項４に記載の発電装置において、
上記太陽エネルギーシステムが、１以上の上記浮揚性ポッドの上部に配置された太陽電池を有し、
上記第１の水力エネルギーシステムが、上記浮揚性ポッドから上記水域内に延びる少なくとも１つのパドルホイールを有し、
上記第２の水力エネルギーシステムが、上記プラットフォームから上記水域内に延びる１以上の水力タービンアセンブリを有することを特徴とする発電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の発電装置において、
風力エネルギーを電気に変換するための風力エネルギーシステムを備え、
上記風力エネルギーシステムが、上記プラットフォーム上に配置された１以上の風力タービンを有することを特徴とする発電装置。
【請求項８】
請求項６に記載の発電装置において、
上記パドルホイールが、電気を生成するために第１の軸の周りを回転可能であると共に、海流の方向変化に応じて第２の軸の周りを回転可能な上記ウォーターブランケットに取り付けられていることを特徴とする発電装置。
【請求項９】
請求項７に記載の発電装置において、
水力タービンアセンブリの各々が、電気を生成するために第１の軸の周りを回転し、海流の方向変化に応じて第２の軸の周りを回転するように構成された１以上の水力タービンを有することを特徴とする発電装置。
【請求項１０】
請求項４に記載の発電装置において、
上記ウォーターブランケットの外周の少なくとも一部に沿って位置しているプラットフォームを備え、
上記太陽エネルギーシステムが、１以上の上記浮揚性ポッドの上部に配置された太陽電池を有し、
上記水力エネルギーシステムが、上記第１，第２の水力エネルギーシステムを有し、上記第１の水力エネルギーシステムが、上記浮揚性ポッドから上記水域内に延びる少なくとも１つのパドルホイールを有し、上記第２の水力エネルギーシステムが、上記プラットフォームから上記水域内に延びる１以上の水力タービンアセンブリを有することを特徴とする発電装置。
【請求項１１】
水域に、請求項１から１０のいずれか１つに記載の発電装置を配置すること含む電気を生成する方法。
【請求項１２】
格子状に配置され、水域の表面上に浮かぶための複数のポッドと、上記ポッドの各々を隣接する上記ポッドに連結する液圧シリンダと、上記ポッドの動きに起因して上記液圧シリンダの伸張および圧縮により作り出される水圧流体の流れが回転運動を引き起こすように、上記液圧シリンダに連結されたモータと、上記モータに連結され、上記モータの回転運動から電気を生成するための発電機と、を含み、外周を有するウォーターブランケットと、
上記ポッドの各々に連結された水パドルと、
１以上の上記ポッドの上面に配置された太陽電池と、
を備えることが特徴とする発電装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の発電装置において、
上記ウォーターブランケットの外周の少なくとも一部に沿って配置されているプラットフォームと、上記プラットフォームに取り付けられ、上記プラットフォームの下に延びる水力タービンアセンブリとを備えることを特徴とする発電装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発電装置において、
上記プラットフォームにより支持された１以上の風力タービンをさらに備えることを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般に発電に関し、より詳しくは、潮流（water motion）から電気を得るための発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
この世界の大部分は電力不足に悩まされている。結果として、多くのこれらの国々は、世界の残余部分から開発が取り残されたままであり、その国の国民は、しばしば、一年の大部分を厳しい生活状況で生き残らなければならない。熱を使用することも冷却することもできないためである。
【０００３】
上記世界の残余部分では、膨大な量の電気が石油、ガス、石炭、または原子力発電プラントによって生成されている。石油、ガス、石炭を燃焼させることによって空気が汚染され、これらの全ての燃料資源は急速に減少している。電気の必要性は、高度に発展した国々（先進国）で飛躍的に上昇しているからである。原子力エネルギーは、使用済みの核燃料の処分を必要とし、何世紀もの間危険な状態が続く。
【０００４】
多くの汚染物質を出さない代替手段が同じ問題を抱えている。太陽電池は、日中、無制限の燃料源を有しているが、夜間に電気を生成することができない。風力タービンも、潜在的に無制限の燃料源を有しているが、風が弱いと、電力を全く生成することができない。余剰エネルギーを蓄えるための実用的方法を備えていないため、これらのソース（エネルギー源）は、一般的に、化石燃料を動力源とするエネルギーシステムに対する補助である。
【０００５】
したがって、化石燃料を必要とせず、略連続するエネルギーを作り出すエネルギープラントに対する必要が生じている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明において、発電装置は、ウォータブランケットを備え、このウォータブランケットには、水体の表面で浮かぶために、複数のポッドが格子（グリッド）状に配置されている。ボールジョイントおよび液圧シリンダが、上記ポッドの各々を隣接するポッドに連結している。この液圧シリンダにモータが連結され、上記ポッドの動きに起因して上記シリンダの伸張および圧縮により作り出される水圧流体の流れが、上記モータの回転運動を引き起こす。
【０００７】
さらに、海洋ブランケットからの電力は、この海洋ブランケットを含んでいるプラットフォーム上の風力タービンからの風力、水力タービンを通る海流、パドルホイールを通る水の表面の流れから得られる電力、および、海洋ブランケットのポッドで受けられる太陽光で補うことができる。
【０００８】
本発明は、先行技術を超える顕著な利点をもたらす。第１に、上記発電装置は、温室効果ガスを生成することがなく、化石燃料、核燃料、または他の再生不可能燃料を使用しない。全ての電力源が自然かつ継続的に上記装置へやって来るため、エネルギーのコストは、大いに低減されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明およびその利点をより完全に理解するため、添付の図面と併せて理解される以下の詳細な説明を参照する。この図面は、
【図１】図１は、複数のサブシステムの細部を伴う、発電システムの斜視図である。
【図２】図２は、海洋ブランケットシステムの一部分の斜視図である。
【図３】図３は、上記海洋ブランケットシステムで用いられるポッドの上面図である。
【図４】図４は、ポッドで用いられるパドルホイールの正面図である。
【図５】図５は、パドルホイールの側面図である。
【図６】図６は、ポッド内のメカニズムの回転に対して用いられる凹部の底面斜視図である。
【図７】図７は、風力タービンアセンブリの斜視図である。
【図８】図８は、水力タービンアセンブリの背面図である。
【図９】図９は、水力タービンアセンブリの側面図である。
【図１０】図１０は、水力タービンアセンブリを搭載するための穴の詳細図を伴う、プラットフォームの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、図１−図１０との関連で最も良く理解され、異なる図面の同じ要素には、同じ数字を用いている。
【００１１】
図１は、持続的エネルギープラント（Continuous Energy Plant）を示しており、このエネルギープラントは、海洋の表面および海洋の上で、海洋の力を用いて、電力を生成する。４つの力（すなわち、潮および海流、波、上記海洋上の風、そして太陽光）が利用される。
【００１２】
図１は、主要要素の詳細図を伴う総合システム１０を示している。３つの主要要素、すなわち、（１）海洋ブランケットサブシステム１２と、（２）水力タービンサブシステム１４と、（３）ウインドミルサブシステム１６とが存在する。上記総合システム１０は、海底油井掘削機で用いられる技術と同様に、ピアを用いて地面に固定されているプラットフォームを用いて、沖合に建てることができる。
【００１３】
上記サブシステムの各々は、異なる力を用いてエネルギーを供給しており、多くの場合、全ての力が同時に低くなる可能性はごく僅かである。上記総合システム１０からの電力は、海底電力テーブルを用いてエンドユーザに運ぶことができる。
【００１４】
上記総合システム１０のデッキ上で、大型風力タービン１６ａ（従来の設計であってもよい）は、風から電気を作り出す。
【００１５】
上記海洋ブランケットサブシステム１２は、電気を供給するための３つの個別アセンブリを備えている。第１に、機械的ボールジョイント２０（玉継手）によって共に接続されているポッド１８から格子が形成される。この機械的ボールジョイント２０は、上記ポッドを、隣接するポッド１８に対して全ての方向に自由に動くようにする。ポッドはさらに、これらのポッドに連結している複数の液圧シリンダ２２によって繋がれ、上記シリンダ２２が、浮いているポッドの動きに反応して伸縮する。これは、浮いているポッドが、波に起因して互いに対して移動するためである。上記シリンダが伸縮したとき、これらのシリンダは、ポッド各々と提携する水圧ポンプ／モータを通る水圧流体の流れを作り出し、モータを回転させる。このモータが回転すると、発電機（ジェネレータ）に動力を供給する。最大で１６まで、液圧シリンダを各ポッドに接続することができる。上記液圧シリンダ、モータおよび発電機の動作は、図２−図６に関連してより詳細に説明されている。上記発電機からの電力は、スリップリング（集電環）２３を通過する。このスリップリング２３は、上記システムが回転する間、固定された位置に留まって、全ての電気的接続をひとまとめにする。ポッド１８により生成された全ての電力は、そのスリップリング２３を継続的に通過する。
【００１６】
第２に、各ポッド１８の底（すなわち水面下の）面にあるポッド１８下のパドルホイール２４（より詳くは図２参照）は、第２の電力源を提供する。海流が流れると、パドルホイールが回転し、ポッドアセンブリの他の発電機を駆動させる。このパドルホイールは、電力を供給するために水平軸の周りを回転する。各々のパドルホイール２４は、舵に反応して、垂直軸周りを回転することもでき、その水平回転軸を海流の流れに対して垂直に保ち、パドルホイール２４を押す流れの力を最大にする。
【００１７】
第３に、上記ポッド１８の上の定置ドーム２６が、光起電（太陽）電池２８で覆われている。この太陽電池２８は、太陽光を電気に変換する。
【００１８】
電力は、各ポッド１８の上記スリップリング２３を介して海底ケーブルに送られる。このことは、電気的接続にストレスを与えることなく、上記ポッドが自由に動くことを可能にする。好ましい実施形態において、水圧エネルギーおよび電気エネルギーの両方が、スリップリング２３を通過する。
【００１９】
上記海洋ブランケットサブシステム１２の複数のポッドは、図２−図６に関連してより詳細に説明されている。水圧により生成されたエネルギーは、図２−図３に関連して説明されている。ポッド１８の各面は、雄継手部２０ａと雌継手部２０ｂとを有するボールジョイント２０によって、隣接するポッドの一面（上記格子の周辺部の特定の面を除く）に接続されている。このボールジョイントは、接続されているポッド１８の全ての側面の中心に配置され、各ポッドが２つの雄継手部と２つの雌継手部とを有している。これは、ポッドの全てを機械的に共に接続できるようにするが、このポッド１８が十分に動くことを可能にする。各ポッド１８は、独立して上下に、前後に、そして内外に動くことができる。
【００２０】
上記液圧シリンダ２２も、上記ポッド１８を繋いでいる。ポッド１８の各面は、このポッド１８にボールジョイント４２を用いて接続される、最大４つのシリンダ２２を有している。すべての液圧シリンダ２２は、各端でボールジョイント４６を完結する（図示の実施形態では、シリンダ２２が各端に雌ボールジョイント部を有し、ポッド１８が雄ボールジョイント部を有している）。上記ポッド１８は、同時に動く最大１６の液圧シリンダを有することができる。このポッド１８の動きは、シリンダ２２の水圧力を作り出し、複数の水圧モータ４８に動力を供給する。この水圧モータは、それぞれ発電機５０に動力を供給し、電気を作り出す。
【００２１】
図４および図５を参照すると、上記パッドの底面にあるパドルホイール２４は、各端に密封ころ軸受（シールローラーベアリング）を設けているシャフトを備えている。海流が流れるとき、この流れは、パドルホイール２４を回転させる。上記シャフト５４の端部の近くに滑車（プーリー）５４がある。この滑車は、発電機５６の滑車に接続されていて、パドルホイール２４が回転すると、第２発電機５６を介してエネルギーを作り出す。
【００２２】
上記パドルホイール２４は、電気を作り出すために水平軸の周りを回転する。海流が方向を変えた場合、パドルもまた方向を変えることができなければならない。この理由のため、上記パドルホイールは、垂直軸周りを回転することができなければならない。これは、上記シャフトの軸受が垂直軸周りを自由に動くことができる凹部５８（図６参照）を上記ポッドに作ることによって達成される。同時に、発電機ベース（このベースは、モータ、水圧ポンプ、タンクおよび２つの発電機を支持する）は、垂直軸周りを回転することができなければならない。これは、一連の密封軸受および／または上記発電機ベースの下の複数のカム従動子によって達成される。これらの軸受は、発電機ベースが垂直軸周りを自由に回転することを可能にする、上記ポッド１８の他の凹部６０に支えられている。上記パドルホイールは、同時に、垂直軸および水平軸の周り３６０°を回転することができる。舵（図示せず）は、各々のパドルアセンブリが海流に垂直な水平軸の周りを回転し続けるために用いられる。
【００２３】
上記海洋ブランケット１２は、以下に基づく電力量を生成する。
１．流速（speed of current）
２．波の大きさ
３．波の頻度（周波数）
４．ポッドアセンブリの大きさおよび重さ
５．太陽の利用可能性
【００２４】
したがって、上記海洋ブランケット１２は、殆んどどんな気候でも、どんな時刻であっても電気を提供する。この海洋ブランケット１２はまた、上げ潮および下げ潮が水圧流（hydraulic flow）を作り出すシリンダを用いているプラットフォームに接続可能である。
【００２５】
このシステムは、連続して稼働する。海洋（または川や大きな湖等の他の水体）が動きを有する限り、このシステムは、連続して電気を生成する。海洋だけで、電気を地球全体に供給するのに十分過ぎる力を備えている。
【００２６】
上記水力タービンサブシステム１４は、図７−図９に詳細に示されている。この水力タービンサブシステム１４は、上記海洋ブランケット１２の周辺部周りに複数のタービン３０を有している。各タービンアセンブリ３０は、複数のタービン３２を有し、好ましくは、各タービン３２が、発電機ベース３８で囲まれたそれぞれの発電機３６に連結されている個別の垂直シャフト３４を有している。水がこれらのタービンを通って流れるとき、各タービン３２は、それ自身のシャフト３４を回転させ、次々にそれぞれの発電機に電気を作らせる。上記シャフト３４は、連結されたタービン３４と発電機ベース３８との間に伸びている。
【００２７】
水力タービンの大きさのため、回転可能な固定金具（アンカーポイント）４０は、テレスコーピングピア（図１０参照）に接続され、上記タービンセンブリ３０の底面を固定して、流れが方向を変えたときに各水力タービン３０がその垂直軸周りを自由に回転できるようにする。この水圧タービンアセンブリ３０の、その垂直軸に対する方位はまた、各タービンアセンブリ３０に接続された舵（図示せず）により制御されて、タービン３２が海流に垂直な平面で回転するようにする。
【００２８】
図１０に示されている好ましい実施形態において、垂直シャフトを支持するプラットフォーム４２を有するピアシステム４１が用いられている。このピアシステム４１は、支持シャフト４０ａが回転することを可能にするだろう密封軸受を取り付け穴４３に有するだろう。上記プラットフォームの上に、上記水力タービンアセンブリ３０は、密閉ころ軸受、および／または、アセンブリ３０全体の回転を可能にするカム従動子を各々備えている。テレスコープピア４４は、このプラットフォーム４２を固定するが、プラットフォーム４２が潮と共に上昇および下降することを可能にする。
【００２９】
稼動中、上記水圧タービンサブシステム１４は、海流および／または（例えば川の）水の流れの力を使用して、水圧タービン３２を回転させる。このタービン３２の直径が大きければ大きいほど、発電機３６を駆動するために作り出される力が大きくなる。このサブシステムは、大口径の水力タービンを可能にするよう設計されている。上記風力タービン１７およびパドル２４と同様に、舵は、水流および／または水の流れ（図面上には示さず）の方向を決定し、このタービン３２に対する流れの力を最適化するようにする。
【００３０】
各水力タービン３２は水平軸の周りを回転する。直角（right angle）ギアボックスおよび／または直角（right angle）継手に接続されているシャフトは、水力タービン３２がその水平軸の周りを回転するとき、垂直軸周りを回転する。垂直シャフトが回転すると、電気を作り出すために、この垂直シャフトに連結された発電機を駆動させる。
【００３１】
好ましい実施形態において、各水力タービン３２が、それ自身のシャフト３４を有し、したがって各水力タービンアセンブリ３０が複数のシャフトを有し、各シャフトが、水力タービン３２からそれぞれの発電機３６まで伸びている。この発電機３６は、その後、スリップリング４３を介して電力を外部に送る。このスリップリング４３は、装置を回転させることを可能にするが、例えば電気（電力および制御）、空気圧、水圧、水等の電力接続を維持することができる。このスリップリング４３の目的は、上記発電機から生成される電力（電気）をエンドユーザに供給することを可能にすることであり、さらに、水力タービンアセンブリが自由に回転できるようにすることである。
【００３２】
上記スリップリング４３は、発電機ベース３８および水圧タービン３２は、上記垂直軸の周りを回転する間、固定位置に留まる。このシステムが回転すると、スリップリング４３は、全ての電気的接続をひとまとめにし、全ての発電機３６により生成された全ての電力が継続的にスリップリング４３を通過する。この点から、このシステムにより作り出された電気は、海底ケーブルおよび／または高架線を利用してエンドユーザに運ぶことができる。
【００３３】
好ましくは、水中の生物、ボート、潜水艦、および水中を流れる一般的なデブリから水圧タービンアセンブリを守るために、ガードが設けられる。
【００３４】
上記総合システム１０により生成される電力は、場所により決定される。なぜなら、次のような日常的に変化する可能性がある多くの要素が存在するからである。
１．流速
２．波の大きさ
３．波の頻度（周波数）
４．ポッドアセンブリの大きさおよび重さ
５．太陽の利用可能性
６．風速
２．水圧タービンの直径
３．異なる様々な種類の水圧タービン
４．ブレードアセンブリの種類
５．ブレードアセンブリの数
６．ブレードの表面積
７．各アセンブリの水圧タービンの数
【００３５】
上記システム１０は、都市だけではなく世界中の国々で電力を生成するのに用いることができる。従来の電力プラントは、ガス、石炭または核燃料を利用する。このシステムは、制限のない電力供給を行う我々の地球の最大かつ最も豊富な天然資源を利用するだろう。同様に重要なことには、このシステム１０は、連続して稼動する。海洋が動く限り、太陽が輝き続ける限り、そして風が吹き続ける限り、このシステムは連続して電気を生成する。海洋だけで、電気を地球全体に供給するのに十分過ぎる力を備えている。
【００３６】
本発明は、先行技術を超える大きな利点を提供する。
１．温室効果ガスを出さない。
２．以下のような外部燃料源を必要としない。
ａ．石炭
ｂ．ガス
ｃ．核
ｄ．他の再生不能燃料
３．環境に優しい。
４．電気コストを低減する。
５．世界中の燃料コストを究極的に低減する。供給と需要の基本的原則である。需要が著しく下がった後に、価格が後を追う。
６．再生可能ではない我々の地球の資源を節約する。
７．地球温暖化を防ぐ助けとなる。
【００３７】
本発明の詳細な説明は特定の実施形態を対象にしていたが、これらの実施形態の様々な変更されたもの、および他に取り得る実施形態が、当業者に提案されている。本発明は、特許請求の範囲に含まれる、あらゆる変更または代替実施形態を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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