(57)【要約】  より発電効率を高めることができる遊泳体を用いた発電装置を提供する。この発電装置１は、風を受ける遊泳本体２１、姿勢制御紐２０、姿勢制御具２２を有する遊泳体２と、姿勢制御具２２に接続される第１の制御紐３０と、第１の制御紐３０を第１の基地体３に取り込む第１の制御紐取込機３１と、姿勢制御紐２０の進退動作を制御する進退制御機３２と、第１の制御紐３０の基端側が巻かれる第１の巻上機３３と、姿勢制御具２２に接続される第２の制御紐４０と、第２の制御紐４０を第１の基地体３から離れて設置される第２の基地体４に取り込む第２の制御紐取込機４１と、第２の制御紐４０の基端側が巻かれる第２の巻上機４３と、を備え、第１の制御紐３０により遊泳体２の前後傾斜θを制御し、この前後傾斜に応じ第２の制御紐４０の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電する。
2009122754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風を受けて遊泳するものであって、風を受ける遊泳本体、遊泳本体の外郭近傍の複数箇所に接続される姿勢制御紐、該姿勢制御紐の少なくとも一部が接続される姿勢制御具を有する遊泳体と、
少なくとも一部の先端が前記姿勢制御具に接続される第１の制御紐と、
第１の制御紐を第１の基地体に取り込む第１の制御紐取込機と、
前記姿勢制御紐それぞれの進退動作を制御する進退制御機と、
第１の制御紐の基端側が巻かれ、第１の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転し、第１の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第１の巻上機と、
先端が前記姿勢制御具に接続される第２の制御紐と、
第２の制御紐を第１の基地体から離れて設置される第２の基地体に取り込む第２の制御紐取込機と、
第２の制御紐の基端側が巻かれ、第２の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転して発電機を稼動させ、第２の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第２の巻上機と、を備え、
前記第１の制御紐により遊泳体の少なくとも前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ前記第２の制御紐の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電することを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載された発電装置において、
前記姿勢制御具に接続されたものの残りの第１の制御紐の先端部近傍が、姿勢制御具に設けられた貫通孔を挿通し、前記姿勢制御具に接続されたものの残りの前記姿勢制御紐になっていることを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された発電装置において、
前記第１の制御紐が繰り出されるときに、前記第１の巻上機が一方向に回転して発電機を稼動させることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項３に記載された発電装置において、
前記第２の制御紐と前記姿勢制御具との接続／非接続を選択する機構が設けられていることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された発電装置において、
先端が前記姿勢制御具に接続される第３の制御紐と、
第３の制御紐を第１の基地体及び第２の基地体から離れて設置される第３の基地体に取り込む第３の制御紐取込機と、
第３の制御紐の基端側が巻かれ、第３の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転して発電機を稼動させ、第３の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第３の巻上機と、を備え、
前記第１の制御紐により遊泳体の前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ前記第３の制御紐の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電す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】
本発明は、上空の風を受けて遊泳する遊泳体を利用した発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力を利用して発電する発電装置として、所謂風力発電装置が存在する。風力発電装置は、風力によって回転するブレード（羽根）に連動する発電機の軸（ロータ）を回転させることにより電力を生成する。この風力発電装置は、一般に、地面から離れたところにおける風を受けて回転する大きなブレードを支えるために、地上からの高さが高く、地中の土台も強固にする必要があって巨大な施設となっている。【０００３】
このような施設の巨大化を抑制するために、近年、遊泳体を用いた発電装置の提案がなされてきている。例えば、特許文献１に記載の発電装置は、空中に２個の浮遊装置（遊泳体）を遊泳させ、地上側の発電機に連係された索条（制御紐）によりこれら浮遊装置（遊泳体）を相補的に牽引したり繰り出したりして発電機のロータを双方向に交互に回転させて電力を生成している。また、本願発明者が発明者である特許文献２に記載の発電装置は、空中に１個の遊泳体を遊泳させ、地上側の発電機と連動する巻上軸に連係された制御紐により遊泳体を繰り出して発電機のロータを回転させ、かつ、発電のときと逆方向に巻上軸を回転させて遊泳体を牽引することを繰り返して電力を生成している。このような発電装置は、遊泳体が空中にあり発電機が地上側にあるため、施設が小型化され、かつ、施工場所の自由度が増えるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３２４６１号公報
【特許文献２】特許第４２０８１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、遊泳体を用いた発電装置は、研究の歴史が浅いこともあり、発電効率を上げるうえで改良の余地は少なくない。【０００６】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、より発電効率を高めることができる遊泳体を用いた発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態に係る発電装置は、風を受けて遊泳するものであって、風を受ける遊泳本体、遊泳本体の外郭近傍の複数箇所に接続される姿勢制御紐、該姿勢制御紐の少なくとも一部が接続される姿勢制御具を有する遊泳体と、少なくとも一部の先端が前記姿勢制御具に接続される第１の制御紐と、第１の制御紐を第１の基地体に取り込む第１の制御紐取込機と、前記姿勢制御紐それぞれの進退動作を制御する進退制御機と、第１の制御紐の基端側が巻かれ、第１の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転し、第１の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第１の巻上機と、先端が前記姿勢制御具に接続される第２の制御紐と、第２の制御紐を第１の基地体から離れて設置される第２の基地体に取り込む第２の制御紐取込機と、第２の制御紐の基端側が巻かれ、第２の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転して発電機を稼動させ、第２の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第２の巻上機と、を備え、前記第１の制御紐により遊泳体の少なくとも前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ前記第２の制御紐の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電する。【０００８】
好ましくは、前記姿勢制御具に接続されたものの残りの第１の制御紐の先端部近傍が、姿勢制御具に設けられた貫通孔を挿通し、前記姿勢制御具に接続されたものの残りの前記姿勢制御紐になっている。【０００９】
好ましくは、前記第１の制御紐が繰り出されるときに、前記第１の巻上機が一方向に回転して発電機を稼動させ、更に好ましくは、前記第２の制御紐と前記姿勢制御具との接続／非接続を選択する機構が設けられている。【００１０】
好ましくは、先端が前記姿勢制御具に接続される第３の制御紐と、第３の制御紐を第１の基地体及び第２の基地体から離れて設置される第３の基地体に取り込む第３の制御紐取込機と、第３の制御紐の基端側が巻かれ、第３の制御紐が繰り出されるときに一方向に回転して発電機を稼動させ、第３の制御紐を巻き込むときに他方向に回転する第３の巻上機と、を備え、前記第１の制御紐により遊泳体の前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ前記第３の制御紐の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態に係る発電装置によれば、第１の制御紐がその長さを略一定にした状態で遊泳体の前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ第２の制御紐の繰り出し巻き込み動作を行わせて発電することができるので、遊泳体が風を効果的に受けて風のエネルギーを最大限に利用し、より発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発電装置の全体構成を示す側面視概略模式図である。
【図２】同上の遊泳体の斜視図である。
【図３】同上の第１の基地体に設けられる各部の構成を示す斜視概略模式図である。
【図４】同上の滑車制御器の構成を示す模式図である。
【図５】同上の管状体近傍の例を説明する模式図である。
【図６】同上の発電装置の変形例を説明する概略図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る発電装置の全体構成を示す側面視概略模式図と平面視概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る発電装置１の全体構成を示す側面視概略模式図である。この発電装置１は、風を受けて遊泳する遊泳体２と、遊泳体２に連結される第１の制御紐３０と、第１の制御紐取込機３１、進退制御機３２、第１の巻上機３３、第１の電動発電機３４、第１の制御機３５を筐体３ａに収容して第１の制御紐３０の進退動作を行う第１の基地体３と、遊泳体２に連結される第２の制御紐４０と、第２の制御紐取込機４１、第２の巻上機４３、第２の電動発電機４４、第２の制御機４５を筐体４ａに収容して第２の制御紐４０の進退動作を行う第２の基地体４と、を主要構成部材としている。遊泳体２は、この実施形態では平面視大略四辺形であり、図１においては、その左右方向が紙面に対して垂直方向となる。遊泳体２は、いわゆる凧、カイト、パラグライダーなどを例示することができる。また、第１の基地体３及び第２の基地体４は、陸上や海洋上、湖沼上、河川上にあって発電のために内部に収容された各部が作動するものであり、第１の制御紐３０と第２の制御紐４０が異なる方向から遊泳体２に連結されるように互いに平面的に離れて設置されている。また、第１の基地体３及び第２の基地体４は、遊泳体２との相対的な位置が制御できればよく、海洋上、湖沼上、河川上の場合は、碇などによって第１の基地体３及び第２の基地体４を搭載した船等の水底に対する位置を保持してもよく或いはその船等が移動しながら発電するものであってもよい。
【００１４】
図２は遊泳体２を具体的に示す斜視図である。遊泳体２は、軽く柔軟性のある材料、例えば、ナイロンにより形成された風を受ける遊泳本体２１と、遊泳本体２１の外郭近傍の複数個所（例えば、四隅）に先端が接続される姿勢制御紐２０と、姿勢制御紐２０の少なくとも一部が接続される姿勢制御具２２と、を有する。遊泳本体２１は、姿勢制御紐２０と姿勢制御具２２を介して、第１の制御紐３０により前後傾斜や左右姿勢が制御される。なお、遊泳本体２１（遊泳体２）の前後傾斜の角度θは、第１の制御紐３０の軸線に対して遊泳本体２１の前部端面と後部端面を結ぶ線の角度である（図１参照）。姿勢制御具２２には、姿勢制御紐２０の一部の基端、第１の制御紐３０の一部の先端、第２の制御紐４０の先端、が接続されている。第１の制御紐３０の残りの先端部近傍が、姿勢制御具２２に設けられた貫通孔２２ａ、２２ｂを挿通して姿勢制御紐２０の残りになっている。
【００１５】
この実施形態では、姿勢制御紐２０は、前部左制御用、前部右制御用、後部左制御用、後部右制御用の紐２０ｆｌ、２０ｆｒ、２０ｂｌ、２０ｂｒからなり、紐２０ｆｌ、２０ｆｒが姿勢制御具２２の前方部に接続される。第１の制御紐３０は、前部制御用、後部左制御用、後部右制御用の紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒからなり、その紐３０ｆが姿勢制御具２２に接続される。残りの紐３０ｂｌ、３０ｂｒがそれぞれ姿勢制御具２２に設けられた２個の貫通孔２２ａ、２２ｂを挿通して姿勢制御紐２０を構成する紐２０ｂｌ、２０ｂｒになる。なお、２個の貫通孔２２ａ、２２ｂを共通の１個にしてもよい。また、貫通孔２２ａ、２２ｂ内の各紐３０ｂｌ、３０ｂｒの動きを円滑にするため、これらに接する滑車を設けてもよい。
【００１６】
図３は第１の基地体３に設けられる各部の構成を示す斜視概略模式図である。第１の基地体３の筐体３ａの内部には、遊泳体２に連結された第１の制御紐３０を第１の基地体３に取り込んで後続の各部に渡す第１の制御紐取込機３１、第１の制御紐３０を構成する紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒそれぞれの進退動作を制御し、それにより姿勢制御紐２０を構成する紐２０ｆｌ、２０ｆｒ、２０ｂｌ、２０ｂｒそれぞれの進退動作を制御する進退制御機３２、進退制御機３２を介して第１の制御紐３０の基端側が巻かれ、第１の制御紐３０が繰り出されるときに一方向に回転し、第１の制御紐３０を巻き込むときに他方向に回転する第１の巻上機３３、第１の巻上機３３の回転を制御する第１の電動発電機３４、これらの各部を制御したり第２の基地体４と通信したりするコンピュータなどから構成される第１の制御機３５、が収容されている。
【００１７】
第１の制御紐取込機３１には、遊泳体２に連結される第１の制御紐３０を構成する紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒの各々を張架する３個の滑車３１０ｆ、３１０ｂｌ、３１０ｂｒ（全体として制御紐取込用滑車３１０と称する）が設けられ、各々の軸に接続して制御器３１１ｆ、３１１ｂｌ、３１１ｂｒ（全体として滑車制御器３１１と称する）が設けられている。図４は滑車制御器３１１の構成を示す模式図である。滑車制御器３１１には、制御紐取込用滑車３１０との間に紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒのいずれか（全体として紐３０と称する）を挟んでその脱線を防止する脱線防止用滑車３１２、制御紐取込用滑車３１０の軸に一端が接続され紐３０に常に適度な張力を加えてその緩みを防止する軽負荷用スプリング３１３、軽負荷用スプリング３１３の他端に接続され紐３０にかかる小さな張力を測定する軽負荷センサー３１４、が設けられる。なお、脱線防止用滑車３１２は、簡易な押さえ部材であってもよい。また、制御紐取込用滑車３１０が脱線防止用滑車３１２から一定距離以上離反しないようにする滑車離反防止手段３１５ａ、３１５ｂが設けられ、紐３０により制御紐取込用滑車３１０に重負荷がかかると、制御紐取込用滑車３１０の軸に接続された一方の滑車離反防止手段３１５ａが、脱線防止用滑車３１２の軸に接続された他方の滑車離反防止手段３１５ｂに接して、脱線防止用滑車３１２は制御紐取込用滑車３１０とともに移動するようになる。なお、他方の滑車離反防止手段３１５ｂは軽負荷センサー３１４の他端に接続されている。また、滑車制御器３１１には、軽負荷センサー３１４の他端に一端が接続され重負荷のときに作動する重負荷用スプリング３１６、重負荷用スプリング３１６の他端に接続され紐３０にかかる大きな張力を測定する重負荷センサー３１７、が設けられる。重負荷センサー３１７の他端は筐体３ａに接続される。重負荷用スプリング３１６は、伸びるときは速度が遅いが戻るときは速くなるようなアブソーバ付きが望ましい。また、破壊防止のため、重負荷用スプリング３１６が一定以上伸びないようにする過伸張防止手段３１８ａ、３１８ｂが設けられ、重負荷用スプリング３１６が一定まで伸びると、重負荷用スプリング３１６の一端に接続された一方の過伸張防止手段３１８ａが、重負荷用スプリング３１６の他端に接続された他方の過伸張防止手段３１８ｂに接するようにしている。
【００１８】
第１の制御紐取込機３１では、第１の制御紐３０を構成する紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒが緩まないように作用し、軽負荷センサー３１４と重負荷センサー３１７を用いて紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒにかかる張力を測定して、第１の制御機３５を介して進退制御機３２等を制御する情報とする。
【００１９】
第１の制御紐取込機３１の天頂側に、筐体３ａの天蓋に固定され朝顔の花のように天蓋方向に広がり、中を第１の制御紐３０が通過する管状体３ａａ（図５参照）を有するようにすることも可能である。そして、管状体３ａａの下部周囲に送風装置（図示せず）を設けることが可能である。それによって、遊泳体２を第１の基地体３に取り込んで収納する場合、管状体３ａａから風を送ることで安定して遊泳体２の離陸（発出）及び着陸を補助することができる。管状体３ａａの第１の制御紐３０との接触部にはローラ等を設けることもできる。
【００２０】
また、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、管状体３ａａの中心近傍から筐体３ａの側面近傍まで移動可能な少なくとも２個の収納制御体３ａｂ、３ａｂを設けることもできる。収納制御体３ａｂ、３ａｂは、収納時に遊泳体２の姿勢制御具２２を管状体３ａａの中に引き込むとき、姿勢制御紐２０（前部左制御用、前部右制御用、後部左制御用、後部右制御用の紐２０ｆｌ、２０ｆｒ、２０ｂｌ、２０ｂｒ）のいずれか２本を少なくとも引っ掛けて筐体３ａの側面に向かって移動することで、遊泳本体２１を水平方向に広げることが可能である。収納制御体３ａｂが姿勢制御紐２０と接触する部分は、滑車を取り付けるなどして滑り易くする。姿勢制御紐２０に収納制御体３ａｂを引っ掛けて移動するには、例えば、収納制御体３ａｂに鉤型の部分を設けるなどして姿勢制御紐２０を把持できるようにし、センサーにより姿勢制御紐２０の位置及び把持したことを認識して管状体３ａａの周囲（例えば、図５中の符号３ａｃで示す位置）や管状体３ａａの端部などからロボットアーム等で引っ張るようにすればよい。或いは、管状体３ａａの中心近傍の水平位置で図５の紙面の垂直方向から収納制御体３ａｂを挿入することができるようにし、管状体３ａａの表面に沿って収納制御体３ａｂを移動するようにすればよい。離陸時には、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、遊泳体２が風に乗るまで、収納制御体３ａｂ、３ａｂを自由に移動する。着陸時には、図５の（ｂ）から（ａ）の状態にして収納する。なお、図５では、第２の制御紐４０の図示は省略している。
【００２１】
進退制御機３２には、固定部材３２１ａが回転軸に垂直に接続された左右姿勢制御モーター３２１、紐３０ｂｌを張架する後部左制御用の滑車３２２ｂｌ、紐３０ｂｒを張架する後部右制御用の滑車３２２ｂｒが設けられる。滑車３２２ｂｌと滑車３２２ｂｒは、互いに軸を平行にし、それらの軸を結ぶ固定部材３２１ａの中央に左右姿勢制御モーター３２１が、両端に滑車３２２ｂｌと滑車３２２ｂｒがそれぞれ位置するように配設される。また、進退制御機３２には、固定部材３２３ａが回転軸に垂直に接続された前後姿勢制御モーター３２３、紐３０ｆを張架する前部制御用の滑車３２４ｆ、紐３０ｂｌを張架するもう１つの後部左制御用の滑車３２４ｂｌ、紐３０ｂｒを張架するもう１つの後部右制御用の滑車３２４ｂｒが設けられる。なお、滑車３２４ｆの前段には紐３０ｆの角度調整のための滑車３２２ｆが設けられている。滑車３２４ｆ、３２４ｂｌ、３２４ｂｒは、互いに軸を平行にし、それらの軸を結ぶ固定部材３２３ａの中央に前後姿勢制御モーター３２３が、一端に滑車３２４ｆが、他端に滑車３２４ｂｌ、３２４ｂｒがそれぞれ位置するように配設される。滑車３２４ｂｌと滑車３２４ｂｒは、軸方向に配置してそれらの軸を共通にしてもよい。
【００２２】
滑車３２２ｂｌと滑車３２２ｂｒは、左右姿勢制御モーター３２１の軸の回転に応じて互いに逆方向に移動し、それにより、それらと第１の制御紐取込機３１の滑車３１０ｂｌ、３１０ｂｒまでの紐３０ｂｌ、３０ｂｒの長さを変える。その結果、第１の基地体３から遊泳体２までの紐３０ｂｌと紐３０ｂｒの互いの相対的な長さを変えて遊泳体２の左右の姿勢を差動制御する。滑車３２４ｆと滑車３２４ｂｌ、３２４ｂｒは、前後姿勢制御モーター３２３の軸の回転に応じて互いに逆方向に移動し、それにより、それらと第１の制御紐取込機３１の滑車３１０ｆ、３１０ｂｌ、３１０ｂｒまでの紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒの長さを変える。その結果、第１の基地体３から遊泳体２までの紐３０ｆと紐３０ｂｌ、３０ｂｒの互いの相対的な長さを変えて遊泳体２の前後傾斜の角度θを差動制御する。このようにして、進退制御機３２は、第１の基地体３の第１の制御紐取込機３１を基準にして、第１の制御紐３０を構成する紐３０ｆ、３０ｂｌ、３０ｂｒの個別の進退動作を制御しているのである。
【００２３】
第２の基地体４は、前述のように、第１の基地体３とは離れた位置に設置されている。第２の基地体４の筐体４ａの内部には、遊泳体２に連結された第２の制御紐４０を取り込むための第２の制御紐取込機４１、第２の制御紐取込機４１を介して第２の制御紐４０の基端側が巻かれ、第２の制御紐４０が繰り出されるときに一方向に回転し、第２の制御紐４０を巻き込むときに他方向に回転する第２の巻上機４３、第２の巻上機４３の回転を制御し、かつ、第２の巻上機４３が一方向に回転したときに発電機として稼動する第２の電動発電機４４、これらの各部を制御したり第１の基地体３と通信したりする第２の制御機４５が収容されている。つまり、第２の基地体４には、遊泳体２の姿勢を制御する進退制御機はない。第２の基地体４の各部の詳細は、前述した第１の基地体３の対応する各部と同様である。また、遊泳体２を第２の基地体４に取り込んで収納する場合、上記の管状体３ａａや収納制御体３ａｂと同様のものを第２の基地体４に設けることもできる。
【００２４】
次に、発電装置１の全体の動作を説明する。この発電装置１は、第１の基地体３と第２の基地体４の地面から離れた上空で、風が大略第１の基地体３から第２の基地体４に向かって吹いているときに起動する。遊泳体２は、第１の基地体３や第２の基地体４などから発出する。遊泳体２は、上空において強い風を受けて揚力及び抗力を生じ、第１の制御紐３０及び第２の制御紐４０の繰り出し或いは巻き込み（牽引）により、姿勢及び位置が制御されながら上昇する。ここで、揚力及び抗力は第１の制御紐３０及び第２の制御紐４０の張力となる。遊泳体２は、第２の基地体４の上方あたりに移動するように制御され、第１の制御紐３０の第１の基地体３から遊泳体２までの長さが、例えば、第１の基地体３と第２の基地体４の間の距離程度になった状態で固定される。
【００２５】
次に、遊泳体２の仰角φ（図１に示す風向Ｗに対する遊泳本体２１の角度）を大きくして十分な揚力が生じるように、少なくとも前後傾斜の角度θの制御を含めた姿勢の制御を行う。遊泳体２は、揚力によって第２の基地体４から上方向或いは横方向に離反する。ここで重要なことは、第１の制御紐３０の長さはほぼ一定に保たれているため、遊泳体２は風を効果的に受け、揚力（及び抗力）が大きいということである。従って、大きい揚力を得た遊泳体２は、強い力で第２の制御紐４０を引っ張りながら第２の基地体４から離反していくこととなる。それにより、第２の巻上機４３が一方向（例えば右回り）に回転し、その回転が第２の電動発電機４４に伝達されて発電機として稼動し、発電が行われる。発電により生成された電力は、例えば、第２の制御機４５のバッテリに一旦蓄えられ、外部（遠隔地にある送電所や工場など）に送出されると共に、一部は発電装置１を構成する各部の電力に用いられる。
【００２６】
遊泳体２は、第２の基地体４から所定の最大距離まで離反すると、遊泳体２の仰角φを小さくして揚力及び抗力が小さくなるように、少なくとも前後傾斜の角度θの制御を含めた姿勢の制御を行う。具体的には、遊泳体２の後部を制御する第１の制御紐３０のうちの紐３０ｂｌ、３０ｂｒを進行させて、すなわち繰り出して仰角φを約０度前後としたり、更に繰り出して後端が自由な状態としたりする。その状態において、第２の電動発電機４４を電動機として稼動させることにより第２の巻上機４３が他方向（例えば左回り）に回転し、第２の制御紐４０が巻き込まれて遊泳体２が牽引される。そして、遊泳体２が第２の基地体４から所定の最小距離まで接近すると、再度、紐３０ｂｌ、３０ｂｒを退行させて、すなわち牽引して上記発電の動作となる。
【００２７】
こうして、第１の制御紐３０の長さをほぼ一定に保つことによって遊泳体２が風を効果的に受け得るようにして風のエネルギーを最大限に利用し、第１の制御紐３０で少なくとも遊泳体２の前後傾斜の角度θの制御を含めた姿勢の制御を行い、第２の制御紐４０の繰り出しと巻き込み（牽引）を交互に繰り返して、電力を生成するのである。それにより、高い発電効率の発電が可能になる。
【００２８】
この第１の実施形態である発電装置１は、例えば、以下のように変形することが可能である。
【００２９】
例えば、上記の例では、第１の電動発電機３４は電動機としてのみ稼働していたので電動の機能だけ有していればよかったが、第１の制御紐３０が繰り出され第１の巻上機３３が一方向に回転したときに発電できるようにすることも可能である。すなわち、第１の制御紐３０により遊泳体２の前後傾斜を制御し、この前後傾斜に応じ第１の制御紐３０の繰り出し巻き込み動作を行わせながら、第１の電動発電機３４を発電機としても稼働させて発電することが可能である。こうすると、風が大略第２の基地体４から第１の基地体３に向かって吹いているときには、第２の制御紐４０の長さをほぼ一定に固定しておくと、揚力を得た遊泳体２が第１の制御紐３０を引っ張り、第１の巻上機３３を一方向に回転させて発電することができる。
【００３０】
また、第１の電動発電機３４を発電機としても稼動させるようにすると、第２の制御紐４０と姿勢制御具２２との接続／非接続を選択する機構を設け、第１の制御紐３０を繰り出して第１の巻上機３３を回転させることのみで発電できるようにすることも可能である。例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の制御紐４０の先端に輪状の金具４０ｃを設け、姿勢制御具２２に金具４０ｃの脱着が可能なかぎ形状の部分２２ｃを形成する。姿勢制御具２２から金具４０ｃを外して第２の制御紐４０と姿勢制御具２２とを非接続の状態とすると、遊泳体２が風圧に追従して移動した（風の方向に引きずられる）ときに第１の制御紐３０を繰り出して第１の巻上機３３が一方向に回転し発電する。第１の制御紐３０により遊泳体２の前後傾斜を制御しながら、この前後傾斜に応じ第１の制御紐３０の繰り出し巻き込み動作を行わせて第１の制御紐３０単独で発電する。この動作の詳細は、本発明の本旨ではないので省略するが、背景技術の欄で示した特許文献２の記載の通りである。こうする利点は、非常な強風のとき受ける風圧を実質的に弱めて故意に発電効率を下げ、基地体全体として定格に合わせて発電できることである。
【００３１】
また、第１の制御紐３０や姿勢制御紐２０の本数は増減が可能である。例えば、遊泳本体２１の姿勢や形状（風を受ける実効面積が変わる形状など）を細かく制御するために第１の制御紐３０や姿勢制御紐２０の本数を増加したり、第１の制御紐３０を構成する前部制御用の紐３０ｆを前側左と前側右を独立に制御するように２本に分けたりすることが可能である。また、姿勢制御具２２に通信機や上述の進退制御機３２と同等のものを搭載し、第１の基地体３との間で通信を行い、遊泳本体２１の姿勢（前後傾斜の角度θや左右の姿勢）を姿勢制御紐２０を用いて直接制御するようにすると、第１の制御紐３０の本数を、例えば１本に減少することも可能である。
【００３２】
また、第２の巻上機４３、第２の電動発電機４４、第２の制御機４５、を第１の基地体３の内部に設置するようにし、第２の基地体４に有る第２の制御紐取込機４１から渡される第２の制御紐４０を第１の基地体３の内部で受けることも可能である。こうすると、発電装置１の多くの構成部品を近接して設けることができ、それらの監視及びメンテナンスが容易になる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態に係る第２の発電装置１Ａについて説明する。この発電装置１Ａは、図７（ａ）の側面視概略模式図、図７（ｂ）の平面視概略模式図に示すように、上記の発電装置１の構成に第３の基地体５と遊泳体２に連結される第３の制御紐５０が追加されたものである。第３の基地体５は、第１の基地体３及び第２の基地体４とは平面的に三角形状をなすように離れた位置に設置される。第３の基地体５には、第２の基地体４と同様に、筐体５ａの内部には、遊泳体２に連結された第３の制御紐５０を取り込むための第３の制御紐取込機５１、第３の制御紐取込機５１を介して第３の制御紐５０の基端側が巻かれ、第３の制御紐５０が繰り出されるときに一方向に回転し、第３の制御紐５０を巻き込むときに他方向に回転する第３の巻上機５３、第３の巻上機５３の回転を制御し、かつ、第３の巻上機５３が一方向に回転したときに発電機として稼動する第３の電動発電機５４、これらの各部を制御したり第１の基地体３又は第２の基地体４と通信したりする第３の制御機５５が収容されている。第３の基地体５の各部の詳細は、前述した第２の基地体４の対応する各部と同様である。
【００３４】
発電装置１Ａにおける第１の基地体３及び第２の基地体４に関する動作は、発電装置１と同様である。第３の基地体５では、揚力による遊泳体２の離反に伴って繰り出される第３の制御紐５０によって発電が行われる。好適には、第１の制御紐３０の長さをほぼ一定に保っておき、遊泳体２を第２の基地体４の上方と第３の基地体５の上方の間を横方向に移動させ、すなわち、第２の基地体４からの離反と第３の基地体５からの離反を順に繰り返して発電する。こうすると、発電に寄与しない期間を減じることができる。なお、発電装置１と同様に上述の実施形態の変形が可能である。
【００３５】
以上、本発明の実施形態に係る発電装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、実施形態に記載した遊泳体や基地体の形状や構造は適宜変形できることは勿論である。遊泳体の位置の正確な検知などのために、遊泳体にカメラ、加速度計、傾き検出計、風速計、ＧＰＳ、点滅ランプ、コンピュータ等を設けたり基地体にカメラを設けたりすることもできる。また、避雷針を有する遊泳体を備え、実施形態に記載した遊泳体よりも高度に位置させておくようにすることもできる。また、４個以上の基地体を設けたり２個以上の遊泳体を設けたりして、本発明を適用した複雑な発電システムを構築することも可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ  発電装置
２        遊泳体
２０      遊泳体の姿勢制御紐
２１      遊泳体の遊泳本体
２２      遊泳体の姿勢制御具
３        第１の基地体
３０      第１の制御紐
３１      第１の制御紐取込機
３２      進退制御機
３３      第１の巻上機
３４      第１の電動発電機
３５      第１の制御機
４        第２の基地体
４０      第２の制御紐
４１      第２の制御紐取込機
４３      第２の巻上機
４４      第２の電動発電機
４５      第２の制御機
５        第３の基地体
５０      第３の制御紐
５１      第３の制御紐取込機
５３      第３の巻上機
５４      第３の電動発電機
５５      第３の制御機
θ        前後傾斜の角度
【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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【国際調査報告】
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