(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用可能な波エネルギを生成するための発電プラント設備であって、
フロート（４）間に間隔を有して、リグ外周のまわりで環状に配置された数々のフロート（４）用の支持建造物を有し、波の影響による前記各フロートの運動が、さらなる利用のためのエネルギを生成するために発電機に動力を供給する、海で浮遊するように設計されたリグと、さらなる消費のためにエネルギを伝送する手段と、を含み、
前記各フロート（４）が、フロート（４）の中央を通過して伸びた細長いロッド状の本体（２）を含むトランスミッションシステムを介して、そのそれぞれの発電機を動作するように適用され、前記細長いロッド状の本体（２）に対し前記フロート（４）が波によって影響されて上下に移動するように設計され、前記各フロート（４）がリグデッキ（１）上で発電機シャフト（６１）を回転させる手段（３、２０、７２）を動かすように配置されること、
前記各フロート（４）が、下向きに凹型に曲がった形態（８１、８２、８３）を呈する円板を含むこと、
前記リグが、支持構造物の中央に配置されたリグまたはフロートタンク（６）を用いて海面で浮遊させられること、および／または支持建造物が、構造体に必要な浮力を与える浮力を有するビームおよびロッド要素を含むこと、
前記リグが、係留ケーブル（１５）を介して海底に係留されること、そして
潮位に対して正しい高さ位置で前記フロートタンク（６）を保持し、嵐の中でプラントを守るように設計されたウィンチシステムを含むこと、
を特徴とする設備。
【請求項２】
前記リグが、その上部に、電気を生成するために前記フロート（４）を上下に押すように、プラントを左右に揺動する風力を利用する風捕集体ユニット（２１）を含む、タワー（２２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
前記係留ケーブル（１５）の張力によって海面または海面下に横たわるように、前記フロートタンク（６）を調節できることを特徴とする、請求項１に記載の設備。
【請求項４】
前記発電機シャフト（６１）を回転させる手段（３、２０、７２）が、歯付きベルト（３）または／ワイヤ（２０）またはラック（７１）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の設備。
【請求項５】
前記トランスミッションシステムおよび前記発電機が、リグデッキ（１）上で筐体部に接続して配置されること、およびそれらに付随したフロート（４）を有する前記細長いロッド状の本体（２）が、リグデッキ（１）の下面上で下に伸びることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の設備。
【請求項６】
前記フロート（４）および前記細長いロッド状の本体（２）が、上部および下部の水平に外方へ伸びる組み立て台座（５、５Ａ、４０、４１）の間に搭載されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の設備。
【請求項７】
前記フロート（４）が厚い円板により形成されることで、前記フロート（４）の上方に面した表面（８０）が下向きの凹型曲線を形成し、
前記フロート（４）の底面が異なる斜面角度を有する２つの凸型部位（８１）を有する凸型であり、
下部凸型部分（８３）が前記フロート（４）の建造物を強化し、上部凸型部分（８２）がフロート（４）のための浮力容積及び前記フロート（４）を持ち上げるために前記フロート（４）の下で水を導く波の表面に対する角度を与えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の設備。
【請求項８】
各フロート（４）が、適合されるホイールベアリング（６０）を中央に有する貫通孔を含み、前記細長いロッド状の本体（２）がそれを通して転動することができ、
前記フロート（４）が、水でバラストすることができる中空／空隙であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の設備。
【請求項９】
前記フロート（４）が、前記細長いロッド状の本体（２）を上下運動するように前記細長いロッド状の本体（２）に搭載するように設計され、それが、電力を生成する発電機に接続された前記発電機シャフト（６１）を回転させるラック（７１）またはストラップ／ワイヤ（３、２０）を動かすことができることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の設備。
【請求項１０】
フロートタンク（１４０）がその周囲まわりの外側に数々の凹型半円形窪み（１４１）を備えて設計され、前記フロート（４）が摺動ロッドに沿った各凹みにおける上下の運動によって動作するように設計され、電気発電機を駆動するように配置されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の設備。
【請求項１１】
前記風捕集ユニット（２１）が前記リグのタワー建造物（２２）に接続され、前記フロート（４）が前記リグの支持構造物の下部に搭載される一方、前記タワー（２２）が前記リグの支持構造物の上部に搭載され、前記係留ケーブル（１５）が、前記支持建造物のサブセクション（１９）と海底（１９Ａ）との間に接続されることを特徴とする、請求項２〜１０のいずれかに記載の設備。
【請求項１２】
前記風捕集ユニット（２１）の風捕集体表面は、延伸された帆布、プラスチック、または、帆船に用いられるような帆布織物で形成され、前記風捕集体表面上に、伸長フラップ（５５）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１３】
前記タワー（２２）の上部はフロート要素（２３）を含み、前記フロート要素（２３）が風捕集ユニット（２１）に一体化され、前記風捕集ユニット（２１）が前記フロート要素（２３）の外側周辺を囲んで配置されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の設備。
【請求項１４】
前記風捕集ユニット（２１）、および一体化されたフロート要素（２３）を含んでもよいものが、前記タワー（２２）に沿って上下に移動するように配置され、
前記風捕集ユニット（２１）は、前記タワー（２２）に沿って上下にスライドするキャリッジまたはトロリ（５２）に搭載され、ウィンチ（５４）がタワーの上部でプーリ（５０）上を通るワイヤ（５１）を介して、風捕集ユニット／フロート要素（２１、２３）を持ち上げるのに用いられることを特徴とする、請求項１１に記載の設備。
【請求項１５】
風力エネルギを利用するようにも設計された請求項１に記載の発電プラントであって、
前記フロートタンク（６）が風力タービンのマスト（１１０）を収容するように設計され、
前記風力タービンのマスト（１１０）が、モータ（１１３）およびマスト（１１０）の一辺に固定されたピニオン（１１１）によって上下に移動し、
前記マスト（１１０）がフロートタンク（６）の中央のチャネル（２２０）を通りフロートタンク（６）よりも下部で上下に摺動するように配置され、
前記マスト（１１０）の端部（１１６）が前記係留ケーブル（１５）で海底に係留され、
停止要素がリグデッキ（１）の上部表面に当たるときに前記マスト（１１０）が止まることを特徴とする発電プラント。
【請求項１６】
前記フロート（４）が厚い円板で形成されることで、前記フロート（４）の上方に面した表面（８０）が下向きの凹型曲線を形成し、
前記フロート（４）の底面が異なる斜面角度を有する２つの凸型に形成された部位（８１）を有する凸型であり、
下部凸型部分（８３）が前記フロート（４）の建造物を強化し、下部凸型部分（８３）が前記フロート（４）の建造物を強化し、上部凸型部分（８２）がフロート（４）のための浮力容積及び前記フロート（４）を持ち上げるために前記フロート（４）の下で水を導く波の表面に対する角度を与えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに係る波力エネルギプラント用のフロート。
【請求項１７】
各フロート（４）が、適合されるホイールベアリング（６０）を中央に有する貫通孔を含み、前記細長いロッド状の本体（２）がそれを通して転動することができ、
前記フロート（４）が、水でバラストすることができる中空／空隙であるように適合されることを特徴とする、請求項１６に記載のフロート。
【請求項１８】
前記フロート（４）が、前記細長いロッド状の本体（２）を上下運動するように前記細長いロッド状の本体（２）に搭載するように設計され、それが、電力を生成する発電機に接続された前記発電機シャフト（６１）を回転させるラック（７１）またはストラップ／ワイヤ（３、２０）を動かすことができることを特徴とする、請求項１６、１７に記載のフロート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下記の請求項１の前文で定義されるように、今度は商業的に用いることができるエネルギを生成するために、発電機に動力を供給するための運動エネルギを生成する、波および起こりうる風の力を利用する建造物に関するものである。本発明はまた、波力発電プラントのフロートの建造物にも適用される。
【０００２】
本発明は、下記の請求項１９の導入部で概説されるように、さらなる利用のためにエネルギを生成する発電機を駆動するトランスミッションを介して、フロートは前後に移動させられる、表示されるような波力発電プラントに設置するためのフロートに関する。
【０００３】
本発明の建造物は、波の作用によってフロートが移動するときに発生し、たとえばチェーン、ストラップ、または歯付きラック７１を介して今度は前記電力を生成する発電機を駆動するギアホイールへというような、電力を生成する発電機へドライブを介してプラントに対してほとんど垂直に固定されて伝達される運動エネルギの伝達に主に基づく。
【背景技術】
【０００４】
従来技術に関して、上記のタイプの多くの構造体が公知であり、次の特許公報への参照がなされる：U.S. 1816044、U.S. 953600、U.S. 6574957B2、U.S. 961401、DE-80253、FR2511087、WO 2008 / 084507、WO-2009/034402、FR-2423651、WO-2009/013766、およびDE-4423454 A1。
【０００５】
これらの特許公報は、とりわけ、波力発電プラント、揚水プラント等用の波フロートの様々な形態、ならびに凹型および円錐形状のフロート構造体のより詳細な構造を示す。
【０００６】
前述の特許は、フロートの運動が、発電機を駆動するギアのピニオンによって垂直方向へ伝達されることにおいて、異なる提案である。
【０００７】
そのうえ、細長い本体の前後方向への移動の際に圧縮空気として閉鎖タンクに保存されるエネルギを生成する、空気圧ピストンにおいて運動エネルギを生成するためのシステムにおいて用いられる波フロートが搭載された、リグからなる波力発電所を示す、最後から２番目の２つの公報WO-2008/084507、WO-2009/034402への言及がある。
【０００８】
最後に言及したDE-4423454A1は、本新規の建造物とのいくつかの類似点を有するが、次のような顕著な相違点もある。
１．構造体全体を運ぶのに、およびそれを海中の正しい位置で保持するのに必要な中央部位において、フロータンクまたは主要フロートが欠けている。
２．ドイツの解決策は、各フロートと骨組みとの間の取り付け点において、すべての方向への結合運動があることを規定するが、それは、フロートが、ロッドを介して残りの構造体に対して垂直方向への運動を経ることにおいて、我々の建造物と完全に異なる。
３．ドイツの解決策は、全体設計に基部を一緒に固着させ、そして、構造体が分解しないこと、同時にフロートが横へ移動して構造体を破壊しないこと、を確保する強固なトラス骨組みが欠けている。
４．本発明に係るフロートは、波とフロートとの間の横への衝突を最小化するように設計されるので、波内のエネルギはフロートを横へ移動させない。後者DE-4423454A1のフロートは、波のエネルギを吸収して側方へ移動するように、すなわち本解決策とは対照的に設計される。
５．われわれが最後に言及したDE-4423454A1を研究し、本建造物と比較したところ、完全に異なる原理に基づいて設計されたことが明瞭である。
６．本発明は、風車それ自体ではなく、風力タービンがどのようにして波力発電プラント建造物と結合および適用されるのかに関する。
【０００９】
上記から、FR-2423651およびWO-2009/013766D9は、風力エネルギが、このような波力に基づく施設におけるエネルギの生成にも用いることができることを記載する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明について、上記公知の解決策に基づく完全に新規の設計を生み出すことに着眼する。
【００１１】
さらにまた、波力からエネルギを抽出することに加えて、波内のエネルギ捕集体の有効性を高めるため風力を利用することもできること、特に波が小さ過ぎて風がより大きいときに電気を生成することができるようにプラント／リグが旋回させられる、解決策を生み出すことに着眼する。
【００１２】
さらにまた、波力からエネルギを抽出することに加えて、波がより小さくて風がより大きいときに、電力を生成することができるように設計された風力タービン内の風力を利用することもできる、解決策の変形例を生み出すことに着眼する。
【００１３】
前記エネルギを生成するフロートを接続することができるフロートタンクの形態で、新規のリグ建造物を生み出すことも、本発明の目的である。
【００１４】
風車と結合することができる新規の設計、および海中での風車の配置へのより単純な解決策を生み出すことも、本発明の目的である。
【００１５】
すべての天候条件でエネルギを生成する建造物をなすことができる設計および動作解決策を提供することも、本発明の目的である。
【００１６】
単純、堅牢、および安全な方法で、構造体を海底に係留する方法を生み出すことも、本発明の目的である。
【００１７】
さらに、環境への強い影響下で、構造体を損傷から守る方法を生み出すことも目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
波力および風力に基づくエネルギを生成するための設計、ならびに本発明に係る設備は、水線上にフロートを有するフロート支持建造物とともに海中で浮遊するように設計されたリグ（水上浮揚構造体）によって特徴付けられるので、これらが海中の波動によって影響されることがあり、下記の請求項１の特徴から明白なように、フロートは、互いに独立したフロートが、トランスミッションシステムを介してそれらそれぞれの発電機を動作させるように配置されたフロート間で、共通の距離でリグの外周のまわりで環状に配置され、リグは、ケーブルによって海底に係留される。
【００１９】
構造体の好ましい設計は、従属請求項２〜１８から明らかである。
【００２０】
本発明に係るフロートは、下記の請求項１９〜２１に示した波力エネルギ設備である。
【００２１】
本発明の顕著な特徴は、リグ建造物が海底に取り付けられていること、ならびに生成された電気は、適切なケーブルを介してリグのオペレーティングシステムから、海底まで下へ、さらに地上または他のアプリケーションへ伝送することができることである。
【００２２】
海底へのリグの接続が、常に潮位に対して正しい高さ位置でフロートを保持し嵐の中でプラントを守るように設計されるウィンチシステムを含むことも、本発明の主要な特徴である。
【００２３】
本発明を、添付図面を参照して、下記に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】海中の場所に搭載された波力発電プラントの説明図である。
【図１Ａ】フロートタンクの様々な構造体を示す。
【図１Ｂ】フロートタンクの様々な構造体を示す。
【図１Ｃ】フロートタンクの様々な構造体を示す。
【図２】リグのタワーに沿ってウィンチで上げ下げできる、風捕集体およびフロート結合ユニットの建造物を示す。
【図３】フロートのうちの１つ、およびそのリグの骨組みへの接続の拡大斜視図を示す。
【図４】リグのデッキの下の骨組みまたはフレーミングを示す。
【図５】風捕集体、およびタワーへのその接続の設計の詳細を示す。
【図６】図３の、フロート、およびポールのまわりでループ状に移動するものであって、その運動が発電機内で電気を生成する歯付きベルトの拡大図を示す。
【図７Ａ】建造物の詳細を示す。
【図７Ｂ】建造物の詳細を示す。
【図８Ａ】好ましいフロート設計を示す。
【図８Ｂ】好ましいフロート設計を示す。
【図８Ｃ】好ましいフロート設計を示す。
【図９】どのようにしてフロートがロッドに支持されるかの詳細を示す。
【図１０Ａ】その断面がフロートを通して実装に適用されるロッドの様々な建造物の詳細を示す。
【図１０Ｂ】その断面がフロートを通して実装に適用されるロッドの様々な建造物の詳細を示す。
【図１０Ｃ】その断面がフロートを通して実装に適用されるロッドの様々な建造物の詳細を示す。
【図１１】風車を有するリグ、およびどのようにして風力タービンのマストがリグに搭載されたかを示す。
【図１２】フロートタンクの代替配置を示す。
【図１３】フロートタンク、およびフロートのそれへの接続の代替建造物の斜視図を示す。
【図１４】図１３の建造物の上方からの平面図、およびフロートをフロートタンク内の半円形の凹型窪みにどのようにして凹ませるかを示す。
【図１５】上方からの上図を示す。
【図１６】代替建造物の側面図を示す。
【図１７】図１６の構造体の概略平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
まず、海中の波内で動作するように設置される、本発明に係る波力発電プラントの斜視図を示す図１に、参照がなされる。
【００２６】
プラントは、概して水平なプレート１の基礎からなる。中央フロートチャンバ６は、プレート１の下側に配置され、パネル９の下のビームの形態で、システム全体が浮遊するように保持する。円板９の外周のまわりに組織され、中心軸から距離を置いてプレートよりも下で起立する数々の垂直ロッド３が周囲に沿って搭載される。ロッド３の上端部は、骨組みのプレート１に取り付けられ、適宜設計されたハウジングにロッドごとの発電機７が適切に配置および設置される円板１の上部に至る。ロッド３は、主に互いに平行に、カバープレート１の中央で下方に突出する中央シャフト１００と平行に設定される。各ロッド３は、デッキ１のそのそれぞれの発電機７を回転させるため、波浪衝撃の結果としてそのロッド上で上下に移動する構造を有するフロート４に接続される。
【００２７】
ロッド３およびシャフト１００は、デッキプレート１よりも下に伸びる骨組みに取り付けられている。骨組みは、互いに平行な垂直ビーム１０（図３）および６４、６６（図１）を接続する環状の下部骨組み部品６０、６２からなり、それゆえにそれらは、シャフト１００に搭載された浮遊タンクを囲む環状を形成する。底部には、浮遊ビーム３用の外側係留台座を形成する、主に水平な放射状のビームセクション５、３２（図３）が伸びる。
【００２８】
リグは、トラス骨組み１０、３２内に搭載された中央フロートチャンバ６によって海中で浮遊するように設計される。
【００２９】
骨組み１０、３２の底部から、接続ケーブル１５（図１参照）が、海底の固定物まで下へ伸びる。図１に示した、残りの緩んだまたはぶら下がっているケーブル１３は、安全ケーブルを表し、リグの動作において直接的な機能はなく、または部品ではない。それらは、固定ケーブル１５が破損したときにリグを定位置に保持する単なる予備の留め具である。
【００３０】
図２は、リグプレートから上方へタワー２２が立ち上がり、それが風捕集体または図１１に示される風車の設置に適用されているところを示す。風捕集体筐体２１に取り付けられ、プーリ５０（図５参照）をとおり、モータウィンチ５４番に取り付けられたワイヤ１によって、風捕集体２１は骨組みタワー２２に沿って上下に押されること／巻かれることができる。風捕集体は、風捕集体に搭載されたプーリベアリング５３番に接続されたプーリ５２番によって、タワーに沿って上下に摺動してもよい。
【００３１】
風捕集体の上部で、フロート要素が管状タンク２３の形態で搭載され、それが建造物が浮遊してとどまることを確保し、たとえば故障の場合、建造物が海中へ逆さまにひっくり返ることを防止し、たとえば建造物が海上で部分的に平らにとどまることを確保する。
【００３２】
図２に示したように、フロート要素は、タワー２２を収容するための中央開口部を有する六角柱である。フロート要素の表面２１は、風に面した、または向けられた表面であり、フォールド（folds）５５は、表面に風を保持できるエアポケットを形成する。
【００３３】
リグが図１のＳ−Ｓ’に示される海面にあるフロート４とともに正しい垂直／直立位置にあることができるように、波または風から最小限の労力でエネルギ生成を促進するために前後に揺れ始めることができるように、図１のプレート１の上部に示したウィンチ９によって、リグフロートタンク６の高さ位置は中央ロッド／シャフト１００に沿って上下に調節されてもよい。たとえば、リグが海中にさらに下ろされたら、その垂直位置からリグを揺らすためにより大きな風力が必要とされるだろう。これは、より小さい揺動、終局的にはすべてのフロートに対するより小さい影響を意味する。
【００３４】
そのうえ、天候条件が許容するなら水中にリグをある程度引き降ろすようにケーブル１５がウィンチで巻き込まれ、このことが海でのリグの安定性を保護および増大させる。その利点は、リグが若干よりゆっくりと前後に揺動することであり、そして、リグ全体の転倒または大型の風力によって影響をうけたときの垂直位置に対する望まれない余分の傾斜を避けることができることである。
【００３５】
本発明のさらなる有利な特徴は、リグ先端の風捕集体がリグに十分な不安定性をもたらすことができるので、フロートが運動し、エネルギ生成に寄与することである。
【００３６】
そのうえ、海底への係留具が断裂してリグが沈下する場合に、風捕集体の上部セクションが水中に到達せずリグの転覆を防止するのを助けるフロートの形態で、フロート要素２３が、リグの上部において、特に風捕集セクション内に一体化して配置される。
【００３７】
特に好ましくは、タワーを取り囲み、タワー建造物に沿った垂直レールに沿って上下に摺動することができる等の、風捕集体／フロートスイッチ結合ユニットがキャリッジに搭載される。
【００３８】
リグが海中に引き込まれること、または立ち上げられることができるこの特徴は、動作中、リグの動作を良好に調整する。本発明に係るリグはさらに水中に引き下ろされるほど、それはより安定し、リグの揺動運動に対して抵抗がより大きくなるだろう。リグの深さは、底部ケーブルをウィンチで出し入れすることによって調節することができる。
【００３９】
リグが比較的浅瀬で動作するように設計された場合、ウィンチの動作によって制御されるケーブル長さは、時計に基づいた制御（タイマ）、または引き潮および流れの中で水面をたどり、図１および２に示された固定ケーブル１５の引っ張り及びたるみをオンオフする、フロートタンク６（図２参照）に付随したセンサ２５、で設定することができる。それにより、潮が満ちてきているときに、ウィンチはケーブル１５をたるませ、潮が引いているときに、ウィンチ９はケーブル１５をドラムに巻き戻す。この方法で、リグを、海中の同じ直立位置に設定すること、または所望ならば水線Ｓ−Ｓ’に対して異なる高さ位置に設定することができる。
【００４０】
電力を生成するために波浪衝撃を利用するだけのいくつかの代替設計において、取り付けられているケーブルをたるませる、または締める必要性はない。
【００４１】
特に好ましい実施形態は、フロート建造物またはフロートタンクが、図１１に示された風車用のマスト建造物とともに組み立てられることである。
【００４２】
構造体は、中央フロートタンク６のまわりに所望の数のフロートとともに設計することができる。
【００４３】
図１は、波力発電プラントの説明図を示し、この場合、６つのフロート（フロート数を選択してもよい）が海中の位置に搭載される。デッキ１は、図４において中心から外周へ突き出ている骨組みに搭載され、リードロッド（フロートロッド）２が４１（図４参照）を通過し図１のデッキ１上を上方に通るところで、発電機７がシャフト６１およびベルト４（可能な代替物としてワイヤ、チェーン、またはラック７１）によって駆動されるギアに接続されたところで、デッキ１はそれらの各リーダロッドおよびフロートに取り付けられる。
【００４４】
リードロッド２は、下部エッジでリグのシャーシのそれぞれのビーム３２に取り付けられる。図１に表示されるように、波がぶつかりフロート４を持ち上げるときに、フロートは、案内ロッド２に搭載されたそれら（チェーン、ストラップ、ワイヤラック）３とともに引っぱられ、それによって電気を生成する発電機７に接続されたピニオンを回す。
【００４５】
生成された電気は、デッキプレート１の上部ではケーブル８を介してプラントの中央へ向かい、フロートタンクロッド１００内部チャネルを介して中央より下の海底へ向けて下がり、そして電力ケーブルを通じて岸へと伝送される。
【００４６】
図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに示されたように、オプションによるフロートタンク６は、凹状および凸状の上面および底面を有し、それらは、フロートタンク６が損傷または破裂した場合、プラントが海中に沈まないことを確実にするために、内部のパーティションまたは二重壁で分割される。
【００４７】
図２および１１は、言及したように、本発明に係る建造物の好ましい実施形態、ならびに風捕集体を有するタワーまたは風車を有するタワーを示す。
【００４８】
電力が波力および風力の組み合わせに基づいて生成される、図２のオプションでは、フロータンク６の容積が十分に大きいので（浮力が、それが押下げられたときにフロートタンクが抵抗する力よりも大きい）、構造体全体の位置を保てること、そのためそれは左右に容易に反転できるように調節可能であることが重要である。フロートタンクが大きすぎると、構造体が安定して風力が構造体を揺動させることができない場合、またはそのエネルギのほとんどがそれを傾けるために消費される場合、利用するための動力は残されておらず結果として風力からいかなる電力も得ることができない。
【００４９】
図１１の風車のあるシナリオでは、非常に安定した大型のフロートタンクを選ぶことができ、１つの同じリグ建造物上に複数の風力タービンを搭載することができる。
【００５０】
図３は、フロート４、ロッド案内２、デッキ３１番の下のビームのうちの１つ、およびリグの１つの下部ビーム３２がともに搭載された波力発電プラントの下部構造部位（基部）の好ましい実施形態を示す。
【００５１】
図３Ａは、海中での運動中の流れ抵抗が最小化するように、どのようにして構造体のビームおよび締め具を設計できるかを説明する断面図を示す。共通の距離および上下の骨組みを有する、１つの二重中空骨組みも、良好なオプションである。図３では、どのようにしてフロート４が搭載され、どのようにしてエネルギの生成が行われるかが示されている。チェーンまたはストラップ３を有する、フロート４を通過する導体ロッド２は、それぞれ異なる垂直高さに配置された２つのビーム３１、３２の間に固定される。そして、波はフロート４にぶつかることができ、それをロッド２に沿って上方へ持ち上げ、内部の一辺でフロートに取り付けられているチェーン、ストラップ、またはワイヤ３は、上方へ移動することができ、スプロケット６３を回転させて電気を生成する。フロートが下方へ落下するときに、重量（フロート内部の任意のバラスト質量を含む質量）は、同じスプロケットを回転させるように利用され、発電機は電気生成を継続するだろう。
【００５２】
図４は、図１のデッキ１の下の骨組みを示し、それは基部の骨組みとほぼ同一であり、ビーム４０は、骨組みおよびリグ全体を安定して固定させ、ビームの側方移動を防止する支柱を表す。参照番号４１は、ストラップまたはワイヤまたはラックを有するＨ字状の案内ロッド２がデッキ１から上方へ起立し、シャフト６１（図６）およびギア６３を介して発電機７に接続される開口部を示す。
【００５３】
図５は、プーリ５０およびモータウィンチ５４によって牽引されるケーブル５１によって、骨組みタワー２２（図２）上で巻き上げおよび下げること、風捕集体に搭載されたプーリベアリング５３に接続されたプーリ５２によってタワーを上下に牽引することができる、風捕集体である。
【００５４】
故障の場合に建造物が海中で上下転覆するのを防止するため、建造物が海面位でとどまることを確保するために、風捕集体の上部に中空の管状タンク２３が搭載される。
【００５５】
風に面した風捕集体表面２１および伸長フラップ５５は、風捕集体が風によってより強く影響されるように、風ポケットへの表面をなす。
【００５６】
図５Ａは、代替建造物を示す。風圧がかなり一定でかつ強い場合に備え、骨組みタワーまたはマストに搭載された風捕集体５０１の下に強力な螺旋状バネ５０５を搭載することで、風力を最大限活用して揺動および向きを戻し、そして一定の強い風の場合に建造物が傾いたままにされてエネルギの生成について低い性能を呈するのを防止する。
【００５７】
図５Ａに示した代替物によれば、トラス建造物のマストは、ロッド形状のマスト５０３によって置き換えられる。それは、タンク２３に接続された上部水平骨組み５０１と、傘をたたむのと同様に風捕集体の機能を遮断する場合２つの骨組みの中央に伸びて、骨組み５０２に横たえられたポール／マスト５０３の下に風捕集体／骨組み５０１が巻かれるように搭載された下部水平骨組み５０２とを含む。具体的には、骨組みおよび風面は、たたむことができる。
【００５８】
風捕集体材料は、小型帆船に用いられる帆布であってもよく、帆布は２つの骨組み５０１と５０２との間に固定され張力をかけられる。
【００５９】
図６は、どのようにして、各フロートスイッチがベルト３とともに設置され、ストラップが案内ロッド２（デッキプレート１の下のリグ内の浮遊ロッド）のまわりに搭載され、案内ロッドの端部にギアが設置され、案内ロッド上で巻かれ、一方の端では自由であるが他方の端ではフロートの中央のロッドチャンバ９０内部の６２番でフロート４に取り付けられるかを示す。そのため、フロートは、リグ据付ロッド２に沿って自由に移動し、ストラップ３に取り付けられ、発電機シャフト６１に動力を供給するために上方および下方へそれをけん引する。図６の実施形態では、フロート４がベルトを上下にけん引する。
【００６０】
Ｈ字状ロッドは、フロート中央を通して搭載され、フロートは、端部でロッドチャンバ９０に嵌め込まれる数個の長方形ホイールベアリング６０（図２参照）を転動する。Ｈバーの上部および底部にはスプロケットホイール６３（図６）が搭載され、上部でベルト、またはチェーン、またはラックとともに、電気を生成する発電機に接続されたシャフト６１と連動する。ラックを用いることによって、Ｈバーの底部にギアの必要性がなくなる。
【００６１】
図７Ａおよび７Ｂは、Ｈ字状の断面を有する輪郭ロッド２を、ワイヤおよび歯付きロッドがＨバーのＵ字状チャンバ７２を通過する、ワイヤ２０およびラック７１とともに示す。
【００６２】
図８Ｂは、どのようにして、フロート４を設計および建設することができるかを示す。図８Ａおよび８Ｃは、８Ｂのフロート上部および底部の構造を示す。
【００６３】
堅牢で機能的なフロート、すなわちより大きい浮揚性能（容積）を有するフロートであるためには、浮力特性に関連するその形態、および、側面から波がぶつかるときにより小さい側方抵抗を提供するであろう形態は重要である。同時に、それは経済的に手ごろであり、生産が容易であり、摩耗及び破れに対して丈夫でなければならない。代替として、内部トラスまたはビーム建造物である必要性はない。
【００６４】
丸められた円錐状の表面が、同じ厚みを有する平らなプレートと比較してはるかに強固であり、曲げにくいことは既知である。
【００６５】
図８Ｂでは、表面８３の下でフロートの中央から水線を越えて任意の小さい角度である１０°（度）を有する凸型円錐、中央から外方へ任意の角度たとえば１０度を有する円錐状表面凹部８４が構築されたフロートが示され、２つの上下の表面の間で溶接され、波からの側方の押圧を防止するために水線に対して４５度で傾斜した壁面８２があり、そのため波は、それらを持ち上げるためにフロートの下へ導かれ、それにより、より良い効果を提供する。
【００６６】
フロートの中央では、ロッドチャンバ９０番が、Ｈ字状案内ロッドが通るように導くための、内部に搭載された細長いホイールベアリング６０とともに溶接される。
【００６７】
内側チャンバを形成するすべてのフロートは空気で充填され、バラストで安定させること、および、水を充填または排出することができる。フロートは円板形状を有してもよいことが、図８ａ〜ｃから明らかになるだろう。
【００６８】
図９は、Ｈ状輪郭バー２の挿入のための９０を有するフロートチャンバ４を示す。チャンバ９０フランジエッジは、底部から外方へ、およびフロート４の上部で上方へ突出し、チャンバを搭載する際のホイールベアリングの交換および保守のための機会に役に立つ。
【００６９】
ロッドチャンバ９０の各端部に搭載されたホイールベアリング（転がりベアリング）は、蹴出装置またはホイールベアリング６０の軸を構成する取り外しピン９１によって置き換えることができる。
【００７０】
図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、ロッド形態２およびロッドチャンバの異なる実施形態を示し、参照番号６０はホイールベアリングを表し、斜線部分はＨ輪郭状ロッド２を表示する一方、参照番号９０はロッドチャンバを表示する。
【００７１】
［風車を有する波力発電プラント］
図１１は、フロートリグ１の代替建造物を示し、風車２００は、図１と同じリグ構造体に搭載され、マスト１１０は、デッキ１および主要フロートタンク６を通過し、デッキに取り付けられている電力ドライブ／モータ１１３番のギアによって上方および下方へ変位することができ、マスト構造体１１０の歯付きラック１１１とかみ合うスプロケットホイールを駆動する。
【００７２】
フロートタンク６は、中央連続チャネル２２０（図１１参照）を含み、タービン翼２２０を有する風力タービン２００に伸ばされたマスト１１０は、チャネルを通過して伸びて搭載される。マストは、チャネルを上下に、つまりタンクに相対して移動することができ、その中でマストは、フロートタンクの骨組み内のレールに沿って、摺動開口部から上方および下方へ摺動するように設計され、そして建造物は、このための駆動ユニットを含む。これは、たとえば、オーバーフロータンク２１２の上部に搭載された駆動モータによるギアドライブを含んでもよい。
【００７３】
風車１１２の発電機をデッキ１に設置することができ、ベルトまたはチェーンまたはシャフトによって、プロペラの運動をデッキ筐体１１２内部の発電機へ伝達／変換する。駆動モータ１１３は、ラック、およびマスト外側のピニオン設計１１１上で動作するように設計された歯付きスプロケット（具体的には図示せず）を含む。それにより、フロートタンクに対するマストの相互相対垂直位置が、上下に調整される。このような駆動体は、対で搭載でき、マストの外表面上で正反対の歯付きリングに作用し、それによってバランスを生みだす。タンク内部でさらに下方に駆動するために、数個のこのような駆動システムを搭載することもでき、タンクとマストとの間の相互位置を変化させるべきときに、それによりバランスを改善する。
【００７４】
ポールがケーブルを介して海底に係留され、浮遊タンクは一定の浮力を有するので、マストに関するタンクの運動性を、ケーブルの張力を調整するために用いてもよい。
【００７５】
海底に取り付けられているケーブル１５は、風車タワー２００の底部２０２に取り付けられ、フロートタンク６の底部から突き出ている。
【００７６】
構造体上で有害な運動を引き起こす嵐の場合、風車２００の電力ドライブから発電機を切断すること、および構造体への風力および応力を低減するように最小の高さまで下方へポールを摺動すること、または発電機を切断することを要さずにポールを下に摺動させることができ、それにより、電力生成が継続する間、プロペラおよび発電機の両方ならびに建造物に、より小さい応力を得るようにプロペラの高さを低くする。
【００７７】
図１２に示した代替構造体２は、リードロッド２を有する浮揚タンク１２０を示し、この場合、Ｈ輪郭形状ロッドはタンク１２０内部の全高を貫通して中央に搭載され、フロートタンク１２０の底部および上部で溶接され、海中に浸漬される。フロートタンクは、水密タンクであり、空気が充填されたチャンバを形成する。
【００７８】
フロートタンクの浮力は、大振幅に傾いたフロートからのトルク力よりもその浮力が上回り、それらを垂直位置に戻すことができるように、全構造体の重量よりも数倍大きくなければならない。
【００７９】
溶接ロッド２は制限された長さを有し、大波が起きたときにフロート４がロッド２から外れることを不可能にするストッパプレート１２４または上部でボルト留めされた形態のブロック１２４を有し、バネ１２３が、すべての衝撃力をフロート４とストッパプレート１２４との間で和らげるように、バリアプレート１２４の下に搭載される。
【００８０】
浮揚タンク１２０は、浮遊タンク１２０の下面外周のまわりのそれぞれの接続点１２１で少なくとも３本のケーブル１２２によって海底に接続され、これによりその本来の直立状態に戻る過程で前方に傾いた状態でフロート４によってそれが押し付けられたときでも、フロートタンクの海中での回転運動が避けられる。
【００８１】
発電機１２５は、フロート４の上表面に搭載され、ギア１２７を介してラックに接続される。スプロケットおよび発電機がバネ１２３に対し接触するのを防止するため、フロート４には、１つ以上の上方へ伸びるスペーサ１２６が搭載されている。電力コード１１５は、タンク１２０の下部まで下へ伸び、そこでゴムバンドのような弾性バンドによってバネ装着コイリングドラムへ支持され、それは電力コードを巻き取りまたは巻き戻すこと、およびフロートの上下の運動をたどることができる。電力ケーブル１１５は、上部から建造物全体を通して、フロートタンクの中央へ、海底へ、および電力を利用する岸へ伸びる。図示のように、フロートタンクは、海中を通るフロート４が上方からフロートタンク１２０および１６にぶつからないように、海面下に沈められ係留される。
【００８２】
図１３、１４、および１５は、本発明に係る波力エネルギプラントの代替建造物を示す。
【００８３】
円形のフロート外周輪郭に適合された半円形の窪み１４１に応じて各フロート４が設計されるようにフロートタンク１４０が設計されるため、１４２における半円状端部の底部および上部に取り付けられる上部ビームおよび下部ビームとの間に取り付けられるリーダロッド２の助けでフロートが上下に移動することができる。
【００８４】
図１３は、デッキ１の上部に搭載され、案内ロッド２の上部のシャフト６１に接続された発電機１０４を示す。動作は、駆動チェーン、ベルト、ワイヤ、ラック変形例で図３に記載した全くその通りである。
【００８５】
中央には、底部から上部にわたるパイプ開口部であって、それを通して伸びるケーブルを海底に接続させるパイプ開口部があり、それで係留を制御してもよく、そして、電力ワイヤ１５１が海底および岸へ通じる一方で、図１１に示したのと同じ方法で構造体に風車を搭載することができる。
【００８６】
［図１６および１７は、より多いフロートの代替段落４を示す］
この場合、図１７の斜視図に示したような３つのフロートを有する構造体が好ましく、各フロート４は、それらのそれぞれの案内ロッド２上で波内を上下に移動する。発電機は、各フロート４に搭載される。共通の間隔を有する、少なくとも３つの固定ケーブル１６２は、フロートタンク上の点１６３においてフロートタンク１６０の底部のエッジに固定される。
【００８７】
本発明に係るリグは、１つ以上のフロートチャンバ６によって、または、中空のパイプ部品を含むリグ骨組み（基部）それ自体のいずれかによって、海中に、場合によってはより海面下に下ろされ浮遊するように適用され、そのゆえそれは海中で浮遊する。図１では海面がＳによって与えられ、説明図は、斜視図で円板１を有するリグを示す。
【００８８】
たとえば嵐が起きた場合、風捕集体は引き降ろされ、それによってトルク力がかなりの程度まで低減され、運動をより遅くするために部分的にフロートを充填することができる。極端な場合、フロートタンク６がより深く浸漬されるときに、フロートはデッキ１下のそれらの最高点に配置されてもよい。
【００８９】
揺動運動が強過ぎる場合、および好ましくない天候条件のもとでは、リグが完全に転倒し、傾斜した角度でまたは平行に倒れて横たわり、その結果、タンク２３が海面に接触する危険性がある。そして、底部のリグ付属品（ワイヤ／ケーブル）が破損し、建造物がより大きく揺らぎ、ほとんど水平にとどまる場合、リグタワーの上部部位内の空気が充填されたタンクは、リグが逆さまになるのを防止するという明白明瞭な利点がある。
【００９０】
［動作モード］
波力発電プラントは海中に置かれ、フロートタンク６などを用いて浮遊しているので、移動するフロート４は、基本的に水面で浮遊している。海での波およびうねりで、フロートは押されるので、それらは、個々にロッド２に沿って移動し始め、それらのそれぞれの発電機を駆動する。６つすべてのフロートは、互いに独立して移動する。
【００９１】
建造物が、造船所からそれが設置される海へ輸送および移動される場合、フロートタンクは充填されるためそれは海中に沈み、そのため全構造体はすべてのフロート４に載り、建造物全体が海面で浮遊して係留されるフロートタンク６が空にされる目的の位置まで曳かれる。
【図１】
0005905829.tif 000002
【図１Ａ】
0005905829.tif 000003
【図１Ｂ】
0005905829.tif 000004
【図１Ｃ】
0005905829.tif 000005
【図２】
0005905829.tif 000006
【図３】
0005905829.tif 000007
【図４】
0005905829.tif 000008
【図５】
0005905829.tif 000009
【図５Ａ】
0005905829.tif 000010
【図６】
0005905829.tif 000011
【図７Ａ】
0005905829.tif 000012
【図７Ｂ】
0005905829.tif 000013
【図８Ａ−８Ｃ】
0005905829.tif 000014
【図９】
0005905829.tif 000015
【図１０Ａ】
0005905829.tif 000016
【図１０Ｂ】
0005905829.tif 000017
【図１０Ｃ】
0005905829.tif 000018
【図１１】
0005905829.tif 000019
【図１２】
0005905829.tif 000020
【図１３】
0005905829.tif 000021
【図１４】
0005905829.tif 000022
【図１５】
0005905829.tif 000023
【図１６】
0005905829.tif 000024
【図１７】
0005905829.tif 000025