(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮遊船体と耐ドリフト係留システムとから成る発電装置であって、
前記浮遊船体は、水面に浮遊し水位に合わせて移動するはしけ部と、前期はしけ部上に設けられた防水ケースと、前記はしけ部の周辺近くに設けられた複数の発電機構とを含み、
前記複数の発電機構のそれぞれは前記はしけ部を垂直に貫通する取水口と、
前記はしけ部上の前記取水口に近い位置に設けられた貯水室と、
前記はしけ部上に設けられた連結滑車システムと、
前記貯水室から前記防水ケースに延伸して設けられた防水ガスケットと、
前記防水ケース内に設けられた波力発電ユニットとを含み、
前記連結滑車システムは、前記貯水室内に設けられており、
前記基盤フレームにヒンジで固定されている旋回可能アームと、
回転可能なように前記旋回可能アームと連結されている連結滑車と、
前記貯水室内で前記はしけ部に永続的に固定されている基盤フレームとを含み、
前記波力発電ユニットは、前記貯水室に隣接して設けられており、
スプリングにより単方向への復元回転力を提供する単方向反跳滑車と、フライホイールと、発電機とを含み、
前記耐ドリフト係留システムは、前記連結滑車を経由して前記単方向反跳滑車と接線方向で接続され、
前記浮遊船体は前記耐ドリフト係留システムにより張力を維持して連結されており、
前記浮遊船体の波動による動きにしたがって前記耐ドリフト係留システムが前記連結滑車システムによって一定範囲内に位置を保持されながら前記単方向反跳滑車を回転させることで発電を行なう
発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
前記単方向反跳滑車は前記フライホイールと共通軸で接続されており、
前記フライホイールは前記発電機とギアボックスを介して共通軸で接続されている発電装置。
【請求項３】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
前記単方向反跳滑車は前記フライホイールと共通軸で接続されており、
前記フライホイールは前記発電機とダイレクト・ドライブ・システムを介して共通軸で接続されている発電装置。
【請求項４】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
前記耐ドリフト係留システムは複数の張力係留脚部を含み、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれは第一の端と第二の端を含み、
前記第一の端と前記第一の端は複数の張力係留脚部のそれぞれにおいて互いに反対側に位置し、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれの前記第一の端は対応する発電機構の前記単方向反跳滑車と接線方向で接続され（ここで、複数の発電機構は前記対応する発電機構を含む）、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれの前記第一の端は前記対応する発電機構の前記防水ガスケットを通り、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれの前記第一の端は前記対応する発電機構の前記連結滑車の周辺部に嵌められ、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれの前記第一の端前記対応する発電機構の前記取水口を通り、
前記複数の張力係留脚部のそれぞれの前記第二の端が水面下環境と接続されている発電装置。
【請求項５】
請求項４に記載された発電装置であって、さらに、
前記複数の張力係留脚部は前記はしけ部と前記水面下環境の間で垂直に位置する発電装置。
【請求項６】
請求項４に記載された発電装置であって、さらに、
前記複数の張力係留脚部は前記はしけ部と前記水面下環境の間で角度を保って位置する発電装置。
【請求項７】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
前記対ドリフト係留システムは、複数の垂直係留ラインと、水面下構造体と、少なくとも一つの係留ラインとを含み、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれは上端と下端を含み、
前記上端と前記下端は前記垂直係留ラインのそれぞれにおいて互いに反対側に位置し、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は対応する発電機構の前記単方向反跳滑車と接線方向で接続され（ここで、前記複数の発電機構は前記対応する発電機構を含む）、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記防水ガスケットを通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記連結滑車の周辺部に嵌められ、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記取水口を通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記下端は前記水面下構造体と接続され、
前記水面下構造体は少なくとも一つの係留ラインによって水面下環境と接続されている発電装置。
【請求項８】
請求項７に記載された発電装置であって、さらに、
前記少なくとも一つの係留ラインは懸垂線形状係留ラインである発電装置。
【請求項９】
請求項７に記載された発電装置であって、さらに、
少なくとも一つの係留ラインは緊張係留ラインである発電装置。
【請求項１０】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
複数の周辺浮遊船体を含み、
前記対ドリフト係留システムは複数の垂直係留ラインと、水面下構造体と、複数の水平係留ラインとを含み、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれは上端と下端を含み、
前記上端と前記下端は前記垂直係留ラインにおいて互いに反対側に位置し、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は、対応する発電機構の前記単方向反跳滑車に接線方向で接続され, （ここで、前記複数の発電機構は前記対応する発電機構を含む）、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記防水ガスケットを通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記連結滑車の周辺部に嵌められ、
前記前記上端複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記取水口を通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記下端は前記水面下構造体と接続され、
前記複数の水平係留ラインは複数の接続ラインと少なくとも一つの構造ラインとを含み、
前記複数の水平係留ラインは前記浮遊船体に周囲に位置し、
前記浮遊船体は前記少なくとも一つの構造ラインによって水面下環境と接続され、
前記浮遊船体は複数の接続ラインによって複数の周辺浮遊船体と接続されている発電装置。
【請求項１１】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
複数の 周辺浮遊船体を含み、
前記対ドリフト係留システムは、複数の垂直係留ラインと、水面下構造体と、少なくとも一つの係留ラインと、複数の水平係留ラインとを含み、
複数の垂直係留ラインのそれぞれは上端と下端を含み、
前記上端と前記下端は前記垂直係留ラインにおいて互いに反対側に位置し、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は対応する発電機構の前記単方向反跳滑車の接線方向に接続され（ここで、前記複数の発電機構は前記対応する発電機構を含む）、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記防水ガスケットを通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記連結滑車の周辺部に嵌められ、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記取水口を貫通し、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記下端は前記水面下構造体と接続され、
前記水面下構造体は少なくとも一つの係留ラインによって水面下環境に接続され、
前記複数の水平係留ラインが前記水面下構造体の周囲に位置し、
前記水面下構造体は複数の水平係留ラインによって複数の周辺浮遊船体と接続されている発電装置。
【請求項１２】
請求項１に記載された発電装置であって、さらに、
前記耐ドリフト係留システムは複数の垂直係留ライン、水面下構造、複数の水平係留ラインと、少なくとも一つのスプリング・ブイと、少なくとも一つの係留ラインとを含み、
複数の垂直係留ラインのそれぞれは上端と下端を含み、
前記上端と下端は前記垂直係留ラインのそれぞれにおいて互いに反対側に位置し、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は発電機構の前記単方向反跳滑車と接線方向で接続され（ここで、前記複数の発電機構は前記対応する発電機構を含む）、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構前記防水ガスケットを通り、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記連結滑車の周辺部に嵌められ、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記上端は前記対応する発電機構の前記取水口から挿入され、
前記複数の垂直係留ラインのそれぞれの前記下端は前記水面下構造体と接続され、
前記複数の水平係留ラインは前記浮遊船体の周囲に位置し、
前記浮遊船体は複数の水平係留ラインによって少なくとも一つのスプリング・ブイと接続され、
前記少なくとも一つのスプリング・ブイは前記少なくとも一つの係留ラインによって水面下環境と接続されている発電装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載された発電装置であって、さらに、
複数の周辺浮遊船体を含み、
前記複数の周辺浮遊船体は前記少なくとも一つのスプリング・ブイの近くに置かれ、
前記少なくとも一つのスプリング・ブイは前記複数の周辺浮遊船体に接続されている発電装置。
【請求項１４】
請求項７に記載された発電装置であって、さらに、
少なくとも一つの係留ラインは複数のタレット係留ラインであり、
前記複数のタレット係留ラインはタレットを介して前記水面下構造に接続されている発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、一般に発電に関連し、特に、一体となって海洋の波力を電気エネルギーに変換する浮遊する船体と対ドリフト性を備えた係留システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川、干満のある河口、海洋の水流には水力発電の可能性を持つ多くの動力源がある。水力発電において最も可能性が大きいものは、海洋の潮流と波によるものである。本願発明は海洋の波のエネルギーの活用にフォーカスする。水力発電のユニークな方法として海洋の波の動きを活用するものがある。風が吹く距離（吹送距離（fetch）とも呼ばれる）が長ければ長いほど、風の速度が大きければ大きいほど、そして、風の吹く期間が長ければ長いほど、波は高くなる。世界には、波を作る条件が揃っているために、波が常時きわめて高い地域がある。波力発電においては、この常に波が高い地域が最も高い経済性を提供する可能性が高い。大きな波は水深が深い荒れた外洋で見られる。本願発明は、これらの荒れた外洋でも、浅い水域でも、きわめて深い水域でも利用可能であり、環境に害を及ぼすことなく、実質的に無制限な再生可能エネルギーを提供可能である。
【０００３】
海洋の波を使用して発電を行なう水力発電機は存在するが、そのほとんどは、波に面する部位の表面積が比較的小さいために波のエネルギーの大部分を捕獲することができない。これらの発電機のほとんどが表面積を小さく抑えなければならないのは、最大100年の間に予期される暴風がもたらす大きな力によってシステムが損傷しないようにするためである。
【０００４】
この問題に鑑み、本願発明は、ほとんどの深さの水域で多大な電力を生成すると共に、100年に1度規模の暴風に耐えられる大型の浮遊船体と係留システムを提供することを目的とする。軽量で喫水線が浅く、抵抗係数が低い、海面に浮遊する物体は、救命ボートのように、海洋の波では横方向に大きく動くことはなく、波に合わせて上下する。そのような物体の水平方向の移動は潮流と海風に起因する。また、水平方向のドリフトに最も強く影響する要素は風であるため、風を受ける領域が最小限であり、風に対する抵抗係数が小さい船体は、水平方向の力を受けにくい。水平方向の動きは、ドリフトとも呼ばれ、通常、錨の使用により阻止される（これは、係留システム（mooring system）とも呼ばれる）。
【０００５】
本願発明は、海洋の波によって容易に動的に上下される平底型の船体近くに設けられた大型の軽い浮きを使用する。船体の底に対する垂直の力は、船体の垂直係留脚（mooring leg）に伝えられる。船体が波によって持ち上げられると、垂直係留脚は発電機とフライホイールを回転する。フライホイールは、船体が波の底に下降した時にも発電機の回転を維持する。船体のドリフトは、垂直方向に近い形状の係留システム、または、多様な水平方向に近い係留システムの水平方向の構成要素によって防止される。最適な水平係留方式を使用することで、船体の垂直方向の負荷成分を最小化し、水平方向のドリフトを防ぎながら、船体を自由に垂直方向に移動可能にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本願発明に係る浮遊船体の斜視図である。
【図２】本願発明に係る浮遊船体の側面図であり、図３と図４における断面図に相当する平面が示されている。
【図３】図２のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図４】図２のB-Bの線分に相当する断面図である。
【図５】本願発明に係る浮遊船体の上面図であり、本願発明に係るギアボックスの構成を示す。
【図６】本願発明に係る浮遊船体の上面図であり、本願発明に係るダイレクトドライブの構成を示す。
【図７】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第一の実施形態の第一の構成の斜視図である。
【図８】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第一の実施形態の第一の構成の側面図であり、図９の断面図に相当する平面が示されている。
【図９】図８のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図１０】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第一の実施形態の第二の構成の斜視図である。
【図１１】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第一の実施形態の第二の構成の側面図であり、図１２の断面図に相当する平面が示されている。
【図１２】図１１のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図１３】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第二の実施形態の第一の構成の斜視図である。
【図１４】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第二の実施形態の第一の構成の側面図であり、図１５の断面図に相当する平面が示されている。
【図１５】図１４のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図１６】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第二の実施形態の第二の構成の斜視図である。
【図１７】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第二の実施形態の第一の構成の側面図であり、図１８の断面図に相当する平面が示されている。
【図１８】図１７のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図１９】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第三の実施形態の斜視図である。
【図２０】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第三の実施形態の側面図であり、図２１の断面図に相当する平面が示されている。
【図２１】図２０のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図２２】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第四の実施形態の斜視図である。
【図２３】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第四の実施形態の側面図であり、図２４の断面図に相当する平面が示されている。
【図２４】図２３のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図２５】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第五の実施形態の斜視図である。
【図２６】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第五の実施形態の側面図であり、図２７の断面図に相当する平面が示されている。
【図２７】図２６のA-Aの線分に相当する断面図である。
【図２８】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第五の実施形態によるファーム・システムの上面図である。
【図２９】本願発明に係る耐ドリフト係留システムの第二の実施形態の追加の構成の斜視図である。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
以下、図を参照しながら本願発明の詳細について説明する。図による説明は本願発明の特定の形態を記述するためのものであり、本願発明の範囲を限定するものではない。
【０００８】
本願発明は、発電に使用される波力発電装置と係留システムであり、浮遊船体１と耐ドリフト係留システム５から構成される。本願発明は海洋の波力を活用することが可能であり、本願発明により縦方向の波力を電力に変換できる。本願発明により発電された電力は、水面下の送電ケーブル、または、高架の送電ケーブルを経由して配電センターに送電することができる。浮遊船体１は、はしけ部２、防水ケース３、および、複数の発電機構４から成り、耐ドリフト係留システム５によって、ほぼ垂直下にある水面下環境６と張力を持って結合されている。ここで、水面下環境６は、海底であっても、水面下の構造物であっても、または、他の水中にある何らかの物体の表面であってもよい。浮遊船体１は、水面上で大きく突出することがなく、海岸からは見えにくいため、本願発明は遠洋に限らず、岸辺での使用にも適している。
【０００９】
図１および図２に示すように、浮遊船体１は、先が細くなった部分を有する長方形の形状を成すことが好ましい。先が細くなった部分は、浮遊船体１が受ける水平方向の波力を最小化し、垂直方向の波力を最大化する。はしけ部２は、本願発明内における浮遊体として機能し、垂直方向の波力が応力を与える大面積の水平外面を提供すると共に、本願発明の関連構成要素を維持する。はしけ部２は、ほぼ平面の底面を有し、垂直抗力係数が大きいことから、他の形態の浮遊体と比較して上下動が大きい。本願発明の好ましい実施形態においては、長方形のはしけ部２が使用されているが、はしけ部２は浮遊船体の技術領域で知られている任意の形状であってよい。図３に、防水ケース３がはしけ部２上に備えられた例を示す。ここで、防水ケース３は内部に水が入らない密閉された空間を提供する。複数の発電機構４がはしけ部２の周辺近くに設けられ、防水ケース３が複数の発電機構４を囲むようになっている。
【００１０】
図３および図４に示すように、複数の発電機構４のそれぞれは、取水口４１、貯水室（wet room）４２、連結滑車システム４３、防水ガスケット４４、および、波力発電ユニット４５を含む。取水口４１は、はしけ部２を垂直に貫通しており、はしけ部２を越えて水を通すことができる。貯水室４２は、はしけ部２に設けられた取水口４１に近い位置に設けられており、取水口４１を通った水は貯水室４２のみに送られる。防水ガスケット４４は、貯水室４２から防水ケース３に向けて延びており、防水ケース３から貯水室４２を密封するよう構成された空洞部を提供する。構造上の厳密性と防水ガスケット４４の構成により、貯水室４２で飛散した水が防水ガスケット４４を越えて防水ケース３内に流れることはない。
【００１１】
連結滑車システム４３は、浮遊船体１が波によって移動した際に、耐ドリフト係留システム５を移動できるようにし、耐ドリフト係留システム５を連結滑車システム４３の制限範囲内に維持することで、耐ドリフト係留システム５に対する面外の負荷を最小化し、その結果として耐ドリフト係留システム５の金属疲労と摩耗を最小化する。連結滑車システム４３は、連結滑車４３１、旋回可能アーム（pivotable arm）４３２、および、基盤フレーム４３３を含み、はしけ部２上の貯水室４２内の取水口４１の近くに位置する。さらに詳しく言えば、基盤フレーム４３３は、貯水室４２内ではしけ部２に永続的に固定されており、旋回可能アーム４３２は基盤フレーム４３３にヒンジで連結され、連結滑車４３１は旋回可能アーム４３２に回転可能なように連結されている。
【００１２】
波力発電ユニット４５は、防水ケース３内の貯水室４２に近い位置に設けられており、単方向反跳滑車（単方向反跳滑車）４５１、フライホイール４５２、および、発電機４５３を含む。本願発明において、波力発電ユニット４５は、第一の構成、および、第二の構成を取ることができる。第一の構成は図５に示されている。第一の構成では、単方向反跳滑車４５１がフライホイール４５２と共通の軸を取るよう連結されており、フライホイール４５２がギアボックス４５４を介して発電機４５３と共通の軸を取るよう連結されている。第二の構成は図６に示されており、単方向反跳滑車４５１がフライホイール４５２と共通の軸を取るよう連結されており、フライホイール４５２がダイレクト・ドライブ・システム４５５を介して発電機４５３と連結されている。波力発電ユニット４５は防水ケース３内に設けられているため、防水ケース３は波力発電ユニット４５に対して外界の環境条件からのさらなる保護を提供する。実施形態により、防水ケース３に仕切りドアを設けて、波力発電ユニット４５やその他の繊細な関連機器を耐ドリフト係留システム５から切り離したり、浮遊船体１を沿岸に曳航したりすることなく、保守や修理作業が可能なようにしてもよい。本願発明の好ましい実施形態では、回転アーマチャ型の発電機を発電機４５３として使用しているが、少なくともひとつの二次カウンターウェイトを設けることにより、リニアー・アーマチャ型の発電機を発電機４５３として使用してもよい。
【００１３】
耐ドリフト係留システム５は、水深、通常の波の高さ、環境規制、そして、水面下環境６に応じて、様々な実施形態を適用できる。耐ドリフト係留システム５の各実施形態により、浮遊船体１を特定の状況に応じた最適な形態で係留することができ、波力発電ユニット４５の効率性を最適化できる。
【００１４】
図７から図１２に、耐ドリフト係留システム５の第一の実施形態を示す。第一の実施形態は、複数の張力係留脚部５１を含む。複数の張力係留脚部５１のそれぞれは、第一の端５１１と第二の端５１２を含む。ここで、第一の端５１１と第二の端５１２は、複数の張力係留脚部５１のそれぞれにおいて互いに反対側に位置する。図９に示すように、複数の張力係留脚部５１のそれぞれの第一の端５１１は、対応する発電機構の単方向反跳滑車４５１と接線方向で連結される（ここで、複数の発電機構４は対応する発電機構を含む）。より詳しく言うと、複数の張力係留脚部５１のそれぞれの第一の端５１１は、対応する発電機構の防水ガスケット４４を貫通して、連結滑車４３１の周辺部に嵌められた後、対応する発電機構の取水口４１を貫通する。複数の張力係留脚部５１のそれぞれの第二の端５１２は水面下環境６と連結され、耐ドリフト係留システム５の第一の実施形態を構成する。ここで、第二の端５１２は二つの異なる構成で接続されてもよい。耐ドリフト係留システム５の第一の実施形態の第一の構成を図７に示す。ここでは、複数の張力係留脚部５１が、はしけ部２と水面下環境６の間で垂直に張られている。耐ドリフト係留システム５の第一の実施形態の第二の構成を図１０に示す。ここでは、複数の張力係留脚部５１が、はしけ部２と水面下環境６の間で傾斜角度を保って張られている。
【００１５】
図１３から図１８に、耐ドリフト係留システム５の第二の実施形態を示す。第二の実施形態は、複数の垂直係留ライン５２、水面下構造体５３、および、少なくとも一つの係留ライン５４を含む。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれは、上端５２１と下端５２２を含む。ここで、上端５２１と下端５２２は、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれにおいて互いに反対側に位置する。図１５に示すように、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の単方向反跳滑車４５１と接線方向で連結される（ここで、複数の発電機構４は対応する発電機構を含む）。より詳しく言うと、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の防水ガスケット４４を貫通し、連結滑車４３１の周囲に嵌められた後、対応する発電機構の取水口４１を貫通する。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの下端５２２は、水面下構造体５３と連結され、水面下構造体５３は浮遊船体１の錨として機能する。水面下構造体５３は、少なくとも一つの係留ライン５４によって水面下環境６と連結されており、耐ドリフト係留システム５の第二の実施形態を構成する。ここで、少なくとも一つの係留ライン５４は二つの異なる構成で連結されていてよい。耐ドリフト係留システム５の第二の実施形態の第一の構成を図１３に示す。第一の構成では、係留ライン５４は、はしけ部２と水面下環境６の間の懸垂線形状（catenary）係留ライン５４１である。耐ドリフト係留システム５の第二の実施形態の第二の構成を図１６に示す。第二の構成では、係留ライン５４は、はしけ部２と水面下環境６の間の複数の緊張係留ライン５４２となる。耐ドリフト係留システム５の第二の実施形態の追加の構成を図２９に示す。追加の構成では、係留ライン５４は、はしけ部２と水面下環境６の間の複数のタレット係留ライン５４３である。より詳しく言うと、複数のタレット係留ライン５４３は、タレット５７を通して水面下構造体５３に接続され、タレット５７は複数のタレット係留ライン５４３と水面下構造体５３を接続する回転可能な柱として機能する。タレット５７により、はしけ部２は、風向計のように波の力の強い方向に自然に向きを変え、風力タービンと同様に、常に最大限の力を生成することができる。いわば、タレット５７は、重い大砲を３６０度回転できる戦車の「砲塔」のように機能する。
【００１６】
図１９から図２１に、耐ドリフト係留システム５の第三の実施形態を示す。第三の実施形態は、複数の垂直係留ライン５２、水面下構造体５３、および、複数の水平係留ライン５５を含む。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれは、上端５２１と下端５２２を含む。ここで、上端５２１と下端５２２は、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれにおいて互いに反対側に位置する。図２１に示すように、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の単方向反跳滑車４５１の接線方向に接続される（ここで、複数の発電機構４は対応する発電機構を含む）。より詳しく言うと、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の防水ガスケット４４を貫通し、連結滑車４３１の周囲に嵌められた後、対応する発電機構の取水口４１を貫通する。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの下端５２２は水面下構造体５３と接続され、水面下構造体５３は複数の垂直係留ライン５２の基盤として機能する。図１９に示すように、複数の水平係留ライン５５は、複数の浮遊船体接続ライン５５１、および、少なくとも一つの構造体接続ライン５５２を含む。より詳しく言うと、複数の水平係留ライン５５は、浮遊船体１の周辺部に接続され、浮遊船体１は少なくとも一つの構造体接続ライン５５２によって水面下環境６と接続され、複数の浮遊船体接続ライン５５１によって複数の周辺浮遊船体７と接続される。耐ドリフト係留システム５の第三の実施形態の複数の浮遊船体接続ライン５５１により、本願発明は波力発電ファーム・システムを構成できる。複数の浮遊船体接続ライン５５１は、複数の周辺浮遊船体７と浮遊船体１とを接続し、波力発電ファーム・システムは少なくとも一つの構造体接続ライン５５２によって定位置に固定される。
【００１７】
図２２から図２４に、耐ドリフト係留システム５の第四の実施形態を示す。第四の実施形態は、複数の垂直係留ライン５２、水面下構造体５３、少なくとも一つの係留ライン５４、および、複数の水平係留ライン５５を含む。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれは、上端５２１と下端５２２を含む。ここで、上端５２１と下端５２２は、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれにおいて互いに反対側に位置する。図２４に示すように、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の単方向反跳滑車４５１の接線方向に接続される（ここで、複数の発電機構４は対応する発電機構を含む）。より詳しく言うと、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は対応する発電機構の防水ガスケット４４を貫通して、連結滑車４３１の周囲に嵌められた後、対応する発電機構の取水口４１を貫通する。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの下端５２２は、水面下構造体５３と連結され、水面下構造体５３は浮遊船体１のカウンターウェイトとして機能する。水面下構造体５３は少なくとも一つの係留ライン５４によって水面下環境６と連結され、少なくとも一つの係留ライン５４は懸垂線形状係留ライン５４１として機能する。複数の水平係留ライン５５は水面下構造体５３の周辺部に接続され、水面下構造体５３は、複数の水平係留ライン５５によって、複数の周辺浮遊船体７と接続される。耐ドリフト係留システム５の第四の実施形態の複数の水平係留ライン５５により、本願発明は波力発電ファーム・システムを構築可能である。ここで、複数の水平係留ライン５５は、複数の周辺浮遊船体７を水面下構造体５３に接続し、少なくとも一つの係留ライン５４によって、波力発電ファーム・システムは定位置に固定される。
【００１８】
図２５から図２７に、耐ドリフト係留システム５の第五の実施形態を示す。第五の実施形態は、複数の垂直係留ライン５２、水面下構造体５３、複数の水平係留ライン５５、少なくともひとつのスプリング・ブイ５６、および、少なくともひとつの係留ライン５４を含む。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれは上端５２１と下端５２２を含む。ここで、上端５２１と下端５２２ は、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれにおいて、互いに反対側に位置する。図２７に示すように、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の単方向反跳滑車４５１の接線方向に接続される（ここで、複数の発電機構４は対応する発電機構を含む）。より詳しく言うと、複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの上端５２１は、対応する発電機構の防水ガスケット４４を貫通し、連結滑車４３１の周囲に嵌められた後、対応する発電機構の取水口４１を貫通する。複数の垂直係留ライン５２のそれぞれの下端５２２は水面下構造体５３と接続され、水面下構造体５３は浮遊船体１のカウンターウェイトとして機能する。複数の水平係留ライン５５は、浮遊船体１の周辺部に接続され、浮遊船体１は、複数の水平係留ライン５５によって、少なくとも一つのスプリング・ブイ５６に接続される。さらに、耐ドリフト係留システム５の第五の実施形態の少なくとも一つの水平係留ライン５５は、緩慢な環境条件において浮遊船体１が少なくとも一つのスプリング・ブイ５６の影響を受けないよう、堅い部材である必要がある。耐ドリフト係留システム５の第五の実施形態の他の水平係留ライン５５は一般的な柔軟な部材であってよい。少なくとも一つのスプリング・ブイ５６は、少なくとも一つの係留ライン５４によって水面下環境６と連結される。ここで、少なくとも一つのスプリング・ブイ５６と少なくとも一つの係留ライン５４により、浮遊船体１は風向計のように自然に方向を変えて最適な性能を発揮できる。少なくとも一つのスプリング・ブイ５６は、通常の環境では水面下に沈んでおり、浮遊船体１が受ける波力エネルギーの喪失を最小化する。図２８の構成図に示すように、耐ドリフト係留システム５の第五の実施形態は、少なくとも一つの係留ライン５４と対応する水平係留ライン５５によって定位置に固定される複数の周辺浮遊船体７をさらに含む。より詳しく言うと、複数の周辺浮遊船体７は、対応する水平係留ライン５５によって、少なくとも一つのスプリング・ブイ５６と接続する。これにより、耐ドリフト係留システム５の第五の実施形態の波力発電ファーム・システムが構成される。
【００１９】
耐ドリフト係留システム５の水面下構造体５３は、カウンターウェイト、海錨、事前に設置された海面下の構造体、または、水面下のフレームであってよい。ここで、水面下構造体５３が受ける波力の影響は最小限である。たとえば、水面下構造体５３は、水面下環境６と接続された少なくとも一つの係留ライン５４に対して上方向への浮力を維持し、常に緊張状態にしていてもよい。事前に設置された水面下構造体５３との迅速な接続のために、浮遊船体１の複数の垂直係留ライン５２をほぼ垂直で短くできでるため、水面下構造体５３は水深が深い条件下で使用することが好ましい。より詳しく言うと、水面下構造体５３は、その質量と排水浮力をバランスさせることで結果的にわずかに負の浮力を生じさせ、水面下構造体５３の慣性質量と垂直抵抗係数の高さにより、水面下構造体５３の大きな垂直方向の動きを防止することができる。これにより、浮遊船体１が波にしたがって上下動した場合でも、水面下構造体５３をほとんど定位置に維持することができる。本願発明において水面下構造体５３が海錨として機能する場合は、水面下構造体５３は平面から構成されていることが望ましい。
【００２０】
複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２は取水口４１を貫通するため、取水口４１は、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２が浮遊船体１の水平方向の動きに対して３６０度自由に動けるように、十分な直径を有する。また、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２は、波頭の後の上方への動きにおいて、複数の発電機構４の抵抗力により、浮遊船体１の垂直方向の動きを制約すると共に、波底の後の下方への動きにおいて、単方向反跳滑車４５１によりある程度の張力を維持する。浮遊船体１の下方への動きは、単方向反跳滑車４５１上の複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２を巻き戻し、次の波頭に備えさせる。連結滑車システム４３は、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２に連結滑車システム４３の下で多方向の垂直の動きを提供し、連結滑車システム４３により水平方向の動きを提供する。結果として得られる水平方向の動きは、単方向反跳滑車４５１、フライホイール４５２、および、発電機４５３を回転する。浮遊船体１が波頭と衝突した際には、浮遊船体１は波頭に合わせて上昇し、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２による引く力が、波力発電ユニット４５を回転し、海洋の波力を電力に変換する。浮遊船体１が波底で下降した際には、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２の張力は単方向反跳滑車４５１の跳ね返りスプリング機構、または、少なくとも一つの二次カウンターウェイトにより維持される。波力発電ユニット４５が発電機４５３として回転アーマチュア式の発電機を使用している場合には、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２の張力が、跳ね返りスプリング機構により維持される。より詳しく言うと、単方向反跳滑車４５１の単方向滑車と跳ね返りスプリング機構は、一般的な芝刈り機の手動エンジン始動で見られるスターター・ロープと同様に機能する。跳ね返りスプリング機構は、波底で船体が下降して、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２が張力を失った時に、単方向反跳滑車４５１上で、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２を巻き戻す。波力発電ユニット４５が発電機４５３として、リニア−・アーマチュア式発電機を使用している場合には、複数の張力係留脚部５１、または、複数の垂直係留ライン５２の張力は、少なくとも一つの二次カウンターウェイトにより維持される。より具体的には、少なくとも一つの二次カウンターウェイトとリニア−・アーマチュア式発電機は、単方向滑車のみを使用し、跳ね返りスプリング機構を使用しないため、少なくとも一つの二次カウンターウェイトは、複数の垂直係留ライン５２が単方向滑車の周囲に位置するように上端５２１に接続されるか、複数の垂直係留ライン５２が単方向滑車の周囲に位置するように第一の端５２１に接続される。さらに、フライホイール４５２が、波頭において浮遊船体１が上昇する際に運動エネルギーを蓄え、波底において浮遊船体１が下降する際に運動エネルギーを放出する。海洋の波力は連続しているという特性があるため、発電機４５３は、波頭では複数の張力係留脚部５１または複数の垂直係留ライン５２によって、波底ではフライホイール４５２によって連続的に動作され、本願発明は継続的かつ効率的に発電を行なうことができる。
【００２１】
以上で、本願発明を望ましい実施形態を使用して説明したが、請求の範囲に記載された本願発明の思想と範囲から逸脱することなく、他の多くの変更や変化を適用することが可能である。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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