(57)【要約】  水中発電システムであって、少なくとも１個の連続経路と、経路の周りで移動可能な少なくとも１個の台車と、少なくとも１個の台車に取り付けられる少なくとも１個の箔と、少なくとも１個の箔は、水流によって駆動させられ、回転部材を有する少なくとも１個の動力取出し装置とを含み、駆動させられた箔は、少なくとも１個の台車が経路の周りを移動させられるようにすると共に、回転部材を回転させるために、回転部材と接触する。
2009520143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中発電システムであって、
少なくとも１個の連続経路と、
前記経路の周りを移動可能な少なくとも１個の台車と、
前記少なくとも１個の台車に取り付けられる少なくとも１個の箔と、該少なくとも１個の箔は、水流によって駆動させられ、
回転部材を有する少なくとも１個の動力取出し装置と
を含み、
駆動させられた前記箔は、前記少なくとも１個の台車が、前記経路の周りを移動させられるようにすると共に、前記回転部材を回転させるために、該回転部材と接触する
ことを特徴とする水中発電システム。
【請求項２】
前記経路は軌道の形態をなすことを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項３】
前記少なくとも１個の箔は、連結アーム及び２個の翼から形成されることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項４】
少なくとも５個の台車があることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項５】
少なくとも２０個の台車があることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項６】
前記台車は、枢軸リンクを介して、互いに結合されることを特徴とする請求項５の水中発電システム。
【請求項７】
前記少なくとも１個の箔は、水流の流れと略直角な面内で実質的に回転することを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項８】
前記動力取出し装置は、ポンプ又は発電機又はオルタネータに作動連結させられることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項９】
前記回転部材はホイールであることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１個の台車は、ホイールを介して、前記経路の周りを移動することを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【請求項１１】
前記動力取出し装置は、歯車箱に作動連結させられることを特徴とする請求項１の水中発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中発電システムに関する。特に、排他的ではないが、本発明は、動く水の運動エネルギを電気エネルギに変換するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化効果に起因して、クリーンな発電が、大きな関心事となっている。太陽電池、風車、及び波タービンを使用する再生可能なクリーン発電が開発されている。しかしながら、海流を使用する効果的な再生可能な発電システムは、未だ開発されていない。
【０００３】
特許文献１は、海流から発電する装置を開示している。本装置は、翼が付けられると共に、海底に固定される。多数のプロペラが翼に取り付けられると共に、海流によって回転させられる。プロペラの回転は、電気を生じさせるために、発電機を回転させる。本装置の問題点としては、海流の方向の変化に応じるために、装置が簡単に移動させられない。また、エネルギの発生は、海流の特定部分を捕らえるために、プロペラの寸法及び数に左右される。
【０００４】
特許文献２は、海流を使用して、電力を発生させる水中タービンプラントを開示している。タービンは、タービンの羽根を横切る水流の流れによって駆動させられる。再び、発生させられる電気レベルは、タービンプラントが捕らえることができる水面積と比例する。
【０００５】
特許文献３は、動力室を含み、水面上に配置された動力室の上方に発電機を含む水力発電装置を開示している。液圧式タービンは、海流がタービンを駆動させる程度に十分である時に、動力室から低下させられる。本装置の欠点としては、タービンを延出及び後退させるために動力が必要とされる。また、利用される海流面積は、タービンの入力側面積と等しい。
【０００６】
特許文献４は、海流速度に基づいて、一連のタービンが延出及び後退させられる点で、特許文献３と同様な水力発電装置を開示している。特許文献３に開示される装置と同様な欠点が、特許文献４に開示される装置に存在する。
【０００７】
特許文献５は、電気を発生させる完全水中作動装置を開示している。本装置は、モータが据え付けられた浮揚性構造体を含む。一連の羽根がモータに連結される。羽根は、電力が発生させられるように、海流によって回転させられる。本装置の欠点としては、発電が、羽根が捕らえることができる流れの面積に左右されることである。
【０００８】
特許文献６は、海流から発電するシステムを開示している。本システムは、ケーブルの両端に連結される２個の引張体を使用する。ケーブルの中間は、発電機によって包み込まれている。引張体は海中まで低下させられると共に、ケーブルを往復移動させるために、引っ張り位置から非引っ張り位置へ移動させられる。本システムの欠点としては、発電機は、両方向に回転させられた時に、エネルギを発生させることができなければならない。また、エネルギ供給は、発電機が定期的に方向を変化させる時に、一定ではない。
【０００９】
特許文献７は、自然流体流からの力を利用する装置を開示している。本装置は、多数の羽根を有する連続ベルトを含む。連続ベルトは、発電機を駆動させるために作動連結される一対の円筒物を含む。連続ベルトは、ベルトを駆動させ、ひいては円筒物を回転させるために、水が羽根を横切り流れるように配向される。本装置の問題点としては、水は、連
続ベルトの前の羽根組を通り、次に後の羽根組を通り流れることである。これは、後の羽根組を通過する水に、水の乱流を引き起こし、それ故、装置の効率が低下させられる。
【特許文献１】米国特許第４３８３１８２号明細書
【特許文献２】米国特許第４１６３９０４号明細書
【特許文献３】米国特許第４３３５３１９号明細書
【特許文献４】米国特許第５４４０１７６号明細書
【特許文献５】米国特許第６１０９８６３号明細書
【特許文献６】米国特許第４３１３０５９号明細書
【特許文献７】英国特許出願特許出願公開第２２１４２３９Ａ号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記欠点の少なくとも１つ又はそれ以上を軽減し、或いは、消費者に有用な或いは商業的選択をもたらすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
唯一の或いは実に最も広い形態である必要はないが、一形態において、本発明は、水中発電装置にある。本装置は、
少なくとも１個の連続経路と、
経路の周りを移動可能な少なくとも１個の台車と、
少なくとも１個の台車に取り付けられる少なくとも１個の箔と、少なくとも１個の箔は、水流によって駆動させられ、
回転部材を有する少なくとも１個の動力取出し装置とを含み、
駆動させられた箔は、少なくとも１個の台車が経路の周りを移動させられるようにすると共に、回転部材を回転させるために、回転部材と接触する。
【００１２】
好適には、経路は軌道である。
好適には、少なくとも５個の台車が存在する。より好適には、少なくとも２０個の台車が存在する。台車は、枢軸リンクを介して、つなぎ合わせられる。通常、台車はワイヤロープ又はケーブルによってつなぎ合わせられる。
【００１３】
少なくとも１個の箔は、水流の流れと略直角な平面内で実質的に回転する。このようにして、箔は、経路の全長の周りで、台車を駆動し得る。
動力取出し装置は、ポンプ、又は発電機、又は同様な機器と作動連結されてよい。回転部材は、一般的にはホイールである。
【００１４】
本発明の更なる特徴は、以下の詳細な説明から理解される。
本発明への理解を助けると共に、当該技術分野に属する者が、本発明を実施できるように、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、一例としてのみ説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図６は、電力を作り出すために、水流を使用する水中発電システム１０を示す。水中発電システム１０は、枠２０と、軌道３０と、２４個の箔４０と、２個の動力取出し装置５０と、２４個の箔台車６０とを含む。
【００１６】
枠２０は、２個の弓形取付アーム２２を備えた主要円筒体２１から形成される。主要円筒体２１は中空であると共に、主要円筒体２１から後方及び前方に延出する中心フィン２３を有する。
【００１７】
弓形アーム２２は、水中発電システム１０を保持するために使用される。配置ケーブル
（図示なし）が、弓形アーム２２各々の端部に取り付けられると共に、水中発電システム１０を所定位置に保持するために、海底又は川底に固定される。或いは、ケーブルは、橋、ボート、又は同様の構造体に据え付けられる。
【００１８】
軌道支持部材２５は、主要円筒体２１に取り付けられると共に、そこから外方に延出する。軌道支持部材２５は、軌道３０を据え付けるために使用される。各軌道支持部材２５は、軌道アーム２６及び軌道受台２７から形成される。軌道３０は平坦であると共に、楕円形状である。軌道３０は、軌道３０の側方に配置される外方延出縁３１を有する。
【００１９】
箔４０各々は、２個の翼４１及び連結アーム４２２から形成される。２個の翼４１は、互いに後方に広げられると共に、連結アーム４２に対して下方に傾斜させられる。翼４１はガラス繊維から形成されると共に、横断面で見た時に、涙滴形状を有する。一連の穴（図示なし）は、関連する箔を夫々の台車６０に連結させるために、連結アームを通り配置される。
【００２０】
２個の動力取出し装置５０各々は、動力取出し軸５１と、動力取出しホイール５２を含む。動力取出し軸５１は、主要体２１を通り延出すると共に、主要体２１によって回転するように据え付けられる。軸受（図示なし）は、動力取出し軸５１を据え付けるために使用される。一連の孔５３は各動力取出しホイール５１の周囲に沿って配置される。ペグ据え付け板５４は、各孔５３内に配置されると共に、動力取出しホイール５１に固定される。ペグ５５は、各ペグ据え付け板５４から外方に延出する。外周溝５６は、動力取出しホイール５２の外周に延在する。
【００２１】
歯車箱５７、歯車箱軸（図示なし）及びオルタネータ５８は、動力取出し軸５１の一端付近に配置される。歯車箱５７は動力取出し軸５１に連結されると共に、歯車箱軸にも連結される。歯車箱は、歯車箱軸が、動力取出し軸５１よりも実質的に早い速度で回転させられるように、適応させられる。歯車箱軸は、オルタネータを駆動させると共に、電力を作り出すために、オルタネータ５８に連結される。
【００２２】
箔台車６０各々は、図４及び図５に詳細に示すように、箔台車体７０及び２個のホイールアセンブリ８０から形成される。箔台車体７０は、フロート体板７１から形成されており、フロート体板７１は、フロート体板７１の端部付近に取り付けられる２個の上方延出ホイールアセンブリ取付板７２を備える。２個の間隔があけられた継板７３は、箔台車体７０の一端付近に配置される。穴７４は、箔４０を箔台車６０に連結させるために、継板を通るように配置される。筋かい７５は、継板７３を箔台車７０に取り付けるために、箔台車体７０に取り付けられる。
【００２３】
組み立てられる時に、箔４０の連結アーム４２は、継板７３の間に配置されると共に、箔４０を箔台車６０に取り付けるために、継板７３に固定される。箔４０の角度は、箔連結アーム４２に配置される連続穴を使用して、調整され得る。箔４０の角度は、水の速度及び水流の方向等、様々な要素によって決定される。
【００２４】
ホイールアセンブリ８０各々は、Ｕ字形ホイールブラケット８１、及びホイール軸８３を介して、Ｕ字形ブラケット８１の両端部付近に回転するように据え付けられる２個のホイール８２から形成される。ホイール８２各々は、ホイール内に配置されるホイール導管８４を有する。Ｕ字形ブラケット８１は、２個のボルト８５を介して、ホイールアセンブリ取付板７２に軸回転可能に据え付けられる。組み立てられる時に、ホイール８２は、ホイール台車６０が軌道３０に沿って移動するのを可能にするために、軌道３０の側方に配置される。外方延出縁３１は、ホイールが軌道３０から離れないように、ホイール導管８４内に配置される。箔台車６０が軌道３０の周りを移動する時に、Ｕ字形ブラケット８１
は、ホイール８２が軌道３０の湾曲部の周りを移動できるように、軸回転するために上方に許容される。
【００２５】
ケーブル取付部９０は、平坦板７１の下側に取り付けられる。台車ケーブル９１は、ケーブル取付ピン９２を介して、ケーブル取付部９０に軸回転可能に据え付けられる。各台車ケーブル９１は、２個の箔台車６０に据え付けられる。押出機１００は、平坦板７１の下側から下方に延出する。押出機１００は、導管取付部９０の間に配置される。
【００２６】
使用に際して、水中発電システム１０は、軌道３０が水流と略直角であるように、水流内に配置される。水流は箔４０に作用すると共に、箔台車６０が軌道３０の周りを駆動させられるようにする。台車が軌道３０の周りを駆動させられると、図６に示すように、押出機１００がペグ５５と接触する。ケーブル９０は溝５６内に配置される。ペグ５５と接触する押出機及び溝内に配置されるケーブル９０の両方により、動力取出しホイール５２は回転させられ、これにより動力取出し軸５１を回転させる。動力取出し軸５１は歯車箱５７を駆動して、次に歯車箱軸を実質的により高速の回転速度で駆動する。歯車箱軸は、必要に応じて利用され得る電気を生じさせるために、オルタネータ５８を駆動する。
【００２７】
当然のことながら、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更及び変形が、説明した実施形態になされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水中発電システムを示す斜視図。
【図２】図１の水中発電システムを示す前面図。
【図３】図１の水中発電システムを示す上面斜視図。
【図４】箔台車を示す上面斜視図。
【図５】箔台車を示す底面斜視図。
【図６】動力取出しホイールと係合する台車を示す詳細図。
【図１】
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【図２】
2009520143.tif 000004
【図３】
2009520143.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月10日(2007.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電システムであって、
枠と、
前記枠に据え付けられて経路を画定する軌道と、該経路は実質的に平面内にあり、
前記枠の前記軌道付近に据え付けられる少なくとも１個の動力取出しホイールと、該動力取出しホイールは、該動力取出しホイールの外周の周りに離間させられた一連のペグを含み、
前記軌道に据え付けられる複数の台車と、該台車は前記経路に沿って連続して連結させられ、
前記台車各々から突出する押出機タブと、
前記台車に据え付けられる複数の箔とを含み、該箔は、前記平面と実質的に直角な方向に流れる水に呼応して、前記台車を前記経路に沿って進ませるように適応させられ、
前記台車が前記経路に沿って前記動力取出しホイールを通過して移動する時に、各台車の前記押出機タブは、該動力取出しホイールの前記ペグの１個と接触すると共に、該動力取出しホイールを回転させるように適応させられる
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記台車は枢軸リンクを介して連結させられることを特徴とする請求項１の発電システム。
【請求項３】
前記枢軸リンクはケーブルを含むことを特徴とする請求項２の発電システム。
【請求項４】
前記外周溝は前記動力取出しホイールに形成され、該溝は、前記台車が前記動力取出しホイールを通過して移動する時に、前記ケーブル各々を受け入れるように適応させられることを特徴とする請求項３の発電システム。
【請求項５】
２個の離間させられた動力取出しホイールを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか一項の発電システム。
【請求項６】
前記軌道は前記２個の動力取出しホイールを囲うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項の発電システム。
【請求項７】
前記軌道は、環状に形成される長手状平坦板であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項の発電システム。
【請求項８】
前記台車各々は、
平坦板の形状をなす台車体と、前記押出機は該台車体の前面に据え付けられ、
前記台車体の後面の対向端部に据え付けられる２個のホイールアセンブリとを含み、
前記軌道は、前記台車を該軌道に据え付けるために、前記２個のホイールアセンブリ間に受け入れられることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項の発電システム。
【請求項９】
前記ペグは、前記動力取出しホイールの外周の周りに形成される孔に据え付けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項の発電システム。
【請求項１０】
前記箔各々は、連結アーム及び２個の翼から形成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項の発電システム。
【請求項１１】
少なくとも５個の台車を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項の発電システム。
【請求項１２】
少なくとも２０個の台車を有することを特徴とする請求項８の発電システム。
【請求項１３】
前記動力取出し装置は、ポンプ又は発電機又はオルタネータ又は歯車箱に作動連結させられることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項の発電システム。
【請求項１４】
前記動力取出し装置は、発電機に作動連結させられることを特徴とする請求項１３の発電システム。
【請求項１５】
発電方法であって、
請求項１乃至１４のいずれか一項の発電システムを、前記平面と実質的に直角な方向に流れる水流に配置する工程と、
前記台車を前記軌道に沿って駆動させるために、前記水流を使用する工程と、
前記発電システムから、前記動力取出しホイールを介して動力を取り出す工程と
を含むことを特徴とする発電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
一態様において、本発明は、発電システムを提供する。発電システムは、
枠と、
枠に据え付けられると共に、経路を画定する軌道と、軌道は実質的に平面内に位置しており、
軌道に隣接して枠に据え付けられる少なくとも１個の動力取出しホイールと、動力取出しホイールは、動力取出しホイールの周囲の周りにおいて間隔があけられた一連のペグを
含み、
軌道に据え付けられる複数の台車と、台車は経路に沿って連続して連結させられ、
各台車から突出する押出機タブと、
台車に据え付けられる複数の箔とを含み、平面と略直角な方向に流れる水に呼応して、箔は台車を経路に沿って進ませるように適応させられ、
台車が動力取出しホイールを通過して軌道に沿って移動する時に、各台車の押出機タブは、動力取出しホイールのペグの１個と接触すると共に、動力取出しホイールを回転させるように適応させられる。
台車は好適には、枢軸リンクを介して結合させられる。また好適には、枢軸リンクはケーブルを含む。外周溝は好適には、動力取出しホイールに形成され、溝は、台車が動力取出しホイールを通過して移動する時に、各ケーブルを受け入れるように適応させられる。好適には、発電システムは更に、２個の離間させられた動力取出しホイールを含む。また好適に、軌道は２個の動力取出しホイールを包囲する。軌道は好適には、環状に形成される長手状平坦板である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
好適な実施形態において、各台車は、
平坦板の形態をなす台車体と、押出機は台車体の前面に据え付けられ、
台車体の後面の対向端に据え付けられる２個のホイールアセンブリとを含み、
軌道は、台車を軌道に据え付けるために、２個のホイールアセンブリの間に受け入れられる。
好適には、ペグは、動力取出しホイールの外周に形成される孔に据え付けられる。各箔は好適には、連結アーム及び２個の翼から形成される。好適には、発電システムは、少なくとも５個の台車を有する。また好適には、発電システムは少なくとも２０個の台車を有する。
好適な実施形態において、動力取出し装置は、ポンプ又は発電機又はオルタネータ又は歯車箱に作動連結される。好適には、動力取出し装置は、発電機に作動連結させられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第２態様において、本発明は、発電方法を提供する。本方法は、
第１態様の発電システムを、平面と略直角な方向に流れる水流に配置する工程と、
台車を軌道に沿って駆動するために、水流を使用する工程と、
発電システムから動力取出しホイールを介して動力を取り出す工程とを含む。
【国際調査報告】
2009520143.tif 000009
2009520143.tif 000010