(57)【要約】フレキシブル・パイプ（２０４）と入口（２０５）を有する波力エネルギーコンバータ。フレキシブル・パイプは水面上に浮き、波形に追随する。水及び空気のスラグが、入口（２０５）から次から次に入る。フレキシブル・パイプ（２０４）は波の形に従ってうため、水はマニホールド（２０６）を経由して、発電機（２１０）に接続された圧力室（２０８）に移送される。
2009503362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル・パイプと、入口装置とを基本的に有する波力エネルギーコンバータであって、
前記フレキシブル・パイプ、又は複数のそれは、適切な長さと直径を有し、波形に従ってう適応性を有し、波のほぼ表面上からその下で浮遊可能であり、入口が一体的にそののど部に取り付けられ、出口において終了し、この装置は安定的に係留され、一般的に近づいてくる波に向いている
ことを特徴とする波力エネルギーコンバータ。
【請求項２】
前記入口装置は非柔軟パイプを含み、その後端は前記フレキシブル・パイプののど部に固定的に取り付けられ、前方部分は浮力タンクの前方に十分に突出しており、又は複数のそれらは垂直面に配列され或いは縦一列に配列され、これらの一方又は両方であり、前記非柔軟パイプは固定的且つ安定的に前記浮力タンク又は複数のそれらに取り付けられており、
いくらかの重りが棒に前記装置の垂直方向下方に固定的に取り付けられており、この棒の上側端は固定的且つ安定的に前記非柔軟パイプに取り付けられており、
係留ラインを取り付けるための係留リング又は装備が前記棒の下方端に固定的に取り付けられており、
適切な大きさ及び材質である上記装置のすべての部材とともに、前記非柔軟パイプが浮かび続けるように、全機構は適切な浮力を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の波力エネルギーコンバータ。
【請求項３】
水呼吸管をさらに有し、前記水呼吸管の一端は前記浮力タンクの底部に固定的に取り付けられており、且つ他端はその下の海に開口しており、
空気圧ダクトが前記浮力タンクの最上部から空気圧ホースに接続されており、前記空気圧ホースはさらに制御装置に接続されている
ことを特徴とする請求項２に記載の波力エネルギーコンバータ。
【請求項４】
複数の浮力タンクと、それらの空気圧ダクトとホースダクトとをさらに有し、前記ホースはさらにそれぞれの制御装置に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の波力エネルギーコンバータ。
【請求項５】
前記浮力タンクは空気注入式であり、前記空気圧ホースに直接接続されており、前記ホースはさらに前記制御装置に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の波力エネルギーコンバータ。
【請求項６】
複数の浮力タンクとそれらのホースダクトをさらに有し、このホースは、それぞれの制御装置を有する圧力室に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の波力エネルギーコンバータ。
【請求項７】
従来の発電機を動かし、又はタンクに水を押し入れるために、圧力と、フレキシブル・パイプの出口から放出される水及び空気のスラグの流れを運ぶためのパイプやホースやその他類似物のような適切な手段を有し、前記発電機は好ましくは海岸上に位置し、
空気圧室及び制御装置もまた海岸上に位置し、前記空気圧室及び制御装置は入口浮力タンク及び必要な場合にフレキシブル・パイプ内に空気を送り込むためのオン・オフ装置に接続された空気圧ホースを有する
ことを特徴とする請求項１から請求項６に記載の波力エネルギーコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の技術分野］
この発明は海洋エネルギー、より詳しくは波力エネルギーコンバータ（ＷＥＣ）に関する。
【０００２】
主としてそれは垂直軸方向において、波又は波動のうねりからエネルギーを取り込むＷＥＣシステム技術に対して、現在の発明によれば、エネルギーを水平面における波の伝搬からエネルギーが抽出される。「フレキシブル・パイプ」が水面に浮いており、波形に順応する。空気と水はこのパイプ内に捕捉され、そして重力により離散的セグメント、或いは山と谷における“スラグ”に分離される。セグメントは、それらがそれの一端から他端まで伝搬するするについて、波によって押されていく。 それゆえ、エネルギーが波の伝搬によって引き出される。 セグメントは、もし出口において適用されるならば、圧力に抗してさえ流れることが可能である。パイプ内の全体的圧力は、そのパイプ内の全水セグメントの累積的微分圧力（cumulative differential pressure）の関数であり、より損失を少なくする。
【背景技術】
【０００３】
［従来技術の記述］
波力エネルギーコンバータ（ＷＥＣ）は何年もの間知られている、商業的にそれを利用することに重大な努力が始められたのは最近１５年ほどのことである。いくつかの海洋波力エネルギーコンバータがそれ以来開発され、しかし少数のものだけが全規模試験ステージに到達したのであり、商業規模で完全に実行されたものはまだない。波力の主な欠点は、波力エネルギーを引き出すのにかかる非経済的コストである。
【０００４】
今日では、いくつかの波力エネルギーコンバータ（ＷＥＣ）と関連する多くの特許が世界中で利用可能であるが、真に経済的で実用的な解決方法、特に、世界的な規模で適用するための解決方法を発見するための努力が続けられている。
【０００５】
主な問題は、システムの複雑さと高いコストであって、それは海洋の予測のつかない変化と厳しさによっていっそう複雑になっている。
【０００６】
世界エネルギー評議会（World Energy Council）は、エネルギーの2TWが世界の海洋から、収穫可能であると評価し、それは世界の電力生産の２倍に等しい。
【０００７】
しかしながら、波は安定もしておらず、また十分に集中もしていないため、波力エネルギーを抽出して、そして供給することはまだ可能となっていない。波力エネルギーコンバータの設計に伴う主要な問題は、概略平均５０  ｋＷ／ｍから１０メガワット／ｍ（１：２００の比率）までにいたる、海洋波における巨大な範囲のパワー変化を扱うことにある。
【０００８】
装置の洗練が図れているが、焦点は主として装置の効率を改善することに当てられていた。そのような技術の状態により、波力エネルギーコンバータ（ＷＥＣ）は大いに洗練され、専門化され、そして適正な技術にいたった。これは設置と保守における困難性の程度の増大に加えて、コストの段階的増大につながる。最も重要なことに、それが今日のいずれの波力エネルギーコンバータについてでも、一般的なリソースで実行される可能性はあまりなく、これら装置は大いに精巧で、さらにいっそうエネルギー効率が良くても、多分、コスト/KWに関して費用効率はさほどでもない。
【０００９】
それゆえ、真に費用効率が高くより単純な解決方法(それはまた高度な生存可能性、実行と保守の容易性を提供する)が必要とされた。
【００１０】
本発明は、波力エネルギー抽出と格子への統合（integration into the grid）の厄介な問題に対する、最も簡潔で、そして最も費用効率が高い解決であり得る。
【００１１】
［波力エネルギーコンバータのタイプ］
電力変換装置に関する技術の状況は、一般に、以下の基本的なカテゴリに分類される、すなわち：
［浮き或いはピッチング装置（持ち上げブイ（Heaving Buoys））］
これらの装置は、浮いている物体の素早い上下動及びピッチングの動きから電気を生成する。この物体は浮いている筏に取り付けられても良いし、海底に固定された装置に取り付けられても良い。大量のエネルギーを生成するためには、各装置にその装置自身のピストンと電力取出装置を設けた、多数の装置を配置せねばならならない。
【００１２】
［振動水円柱（OWC）］
これらの装置は円筒状のシャフト内の水の、波によって引き起こされた上昇と下降から電気を生成する。上昇し、下降する水柱は、前記シャフトの頂部内外の空気を動かし、空気駆動タービンに動力を供給する。
【００１３】
［波サージ又は焦点装置（越波）］
これらの海岸線装置は、「テーパード・チャネル」或いは「タップチャン（tapchan）」システムとも呼ばれ、波を導き、集中させ、それらを高架タンク内に追い込むための、海岸に設けられた構造物に依拠する。このタンクの水流は一般的な水力発電技術を利用した発電に利用される。
【００１４】
［ヒンジ付き輪郭コンバータ（Hinged Contour Converters）］
これは、管状の鉄製シリンダーで構成されたブイのシステムであって、非常に広範な海洋領域と相互に影響し合うことが可能なように、ヒンジによってそれぞれが接続されている。隣接するものに対してそれぞれのセグメントを動かす際に波が発揮する力は、液体を蓄圧タンク（accumulators）内に押し入れ、次に多数の発電機を働かせる水撃ポンプ（hydraulic rams）によって取得される。
【００１５】
参照は、また、米国特許No.４,６７２,２２２に対してなされ、この特許は、それぞれの駆動トランスミッション及び発電機を備えた、自己安定化されたモジュール構成の拡張可能な、独立して稼働するポイント吸収装置からなる、水体の波動から電力を生産するための装置を提供する。
【特許文献１】米国特許第４,６７２,２２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来技術の欠点を克服し、より単純な方法及び装置により、より安価なレートでエネルギーを得る、そのような波力エネルギーコンバータの必要性は、長い期間にわたり感じられ続けていた。
【００１７】
本発明は従来のシステムの状態の残りとは全く異なっている。従来のＷＥＣシステムに比して、その独自性は主に動作原理にあり、従来のそれは垂直軸方向における波の波動（凹凸）、或いはうねりからエネルギーを取得するのに対して、本発明のＦＦＷＥＣ（Free Floating Wave Energy Convertor）は、水平面における波の伝搬からエネルギーを抽出する。
【００１８】
さらに、最も重要なこととして、本発明にかかるＦＦＷＥＣは、「フレキシブル・パイプ」を除いて、接触する部材と動く部品を有さない。従って、ＦＦＷＥＣは設計、建設、操作、において非常に単純であり、且つメンテナンスも簡単である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
［本発明の要約］
本発明にかかる自由浮遊波力エネルギーコンバータ（FFWEC）は、海洋波上に浮かび、「フレキシブル・パイプ」を介して空気及び水をくみ上げ（pumping）或いは押し出すことによって、水平波或いは進行波の動きを直接に運動エネルギーに変換する。これは、従来の推力発電機を駆動し、海水をタンクに押し上げるために使用することが可能である。
【００２０】
本発明にかかる自由浮遊波力エネルギーコンバータ（FFWEC）は、適切な長さの、浮力のある「フレキシブル・パイプ」、もしくは複数の浮力のある「フレキシブル・パイプ」で本的に構成されている。「フレキシブル・パイプ」は、海面に浮遊し、波方向に対して一般的に直角に船首から船尾までの軸を保つように適切に係留され、波形に適応する。そのフレキシブル・パイプの口に一体的に取り付けられた特別の「入口」（Inlet）は、波に同期して、空気と水の段階的なスラグ／セグメント（graduated slugs/segments）をこのフレキシブル・パイプ内に取り込む。この装置は前進波（波の前進）を用いて機能し、このパイプの長さに沿って、水と空気のそれぞれの「スラグ」を押し、それによって、タービンを駆動し、或いは海水をタンクに注入するに十分に高くなるまで、圧力を高める。これらのようないくつかのパイプは、波力エネルギー形態を形成するために直列に及び／又は並列にグループにされることが可能である。
【００２１】
本発明によれば、水平面における波の進行からエネルギーが抽出され、一方従来技術のＷＥＣシステムは、ほとんどすべて垂直軸方向において、波やうねりの波動からエネルギーを取得する。
【００２２】
本発明によれば、水と空気は「入口」を介して「フレキシブル・パイプ」内に進入／引き込まれ、区別された「セグメント」において、パイプの長さに沿って、水は下側の谷部に集められ、空気は上方の頂部に閉じこめられる。波がパイプの長さに沿って進行するにつれて、すべてのセグメントは波の動きに追従し、個々のセグメントは対応する波に沿って動く。水と空気の連続した流れがこのように生成される。
【００２３】
しかしながら、上記は、パイプ内の水が個々のセグメントに分割され、水と空気がそれぞれ谷部と頂部にある場合にのみ、当てはまる。それ以外は、圧力も流れもパイプ内では生じ得ない。従って、「フレキシブル・パイプ」は非ポジティブ移動水ポンプ（non-positive displacement water pump）と称することもできる。
【００２４】
出口において何らかの抵抗が加わる場合には、谷部の水は先の頂部の傾斜面に押し上げられ、結果としてパイプ内の圧力を増大させる。背圧（逆圧）が全圧力水頭を超える場合には、このシステムは行き詰まる。圧力は出口において最も高く、出口近傍で負になるまでパイプを上がるにつれて徐々に減じ、それゆえ波が進むにつれて水／空気が引き込まれる。
【００２５】
入口は浮遊可能な装置で、「非柔軟パイプ」（Inflexible Pipe）を介して「フレキシブル・パイプ」ののど部に柔軟に取り付けられ、所望の浮力を提供してこの装置を完全に沈め或いは浮上させることによって機能を停止させるように、一又は複数の浮力タンクによって浮かび続ける。これはまた柔軟もしくは硬性であっても良く、それらの浮力を制御する設備を有しもしくは有さず、個別に或いは集合的であっても良い。
【００２６】
「入口」は、ゼロ開始時において水スラグに運動エネルギーを与え、波に同期して、続いて段階的な（graduated）量／体積の空気と水を吸い込むように機能する。
【００２７】
厳しい波の気候の場合、入口はそのフレキシブル・パイプ又は複数のそれらを沈めて水のみを取り入れるように機能し、そこでは流れが止まる。また、求められる場合はいつでも、そのパイプを完全に浮かせて、空気のみ取り入れるように機能し、そこでは流れが止まる。
【００２８】
「出口」は、剛性のパイプ又は連結器であって、前記「フレキシブル・パイプ」の端部に位置し、それは、「圧力室」を介して、さらに従来の水力発電装置或いはタンクに接続されても良い。反射波（reflective wave）が予想される近海岸（near-shore）の位置では、液体の流れを発電機―タービン又はタンクに運ぶための付加的な長さの「剛性パイプ」が出口に取り付けられても良い。
【００２９】
一定に残す条件の残りの部分について、「フレキシブル・パイプ」の数を増加させること、長さを増加させることは流量と圧力をそれぞれ増大させる。
【００３０】
反射波（reflective wave）が予想される近海岸（near-shore）の位置では、液体の流れを発電機箱体／タービン又は、他のいかなるエネルギー変換器、或いはタンクに運ぶための付加的な長さの「剛性パイプ」が出口に取り付けられても良い。
【発明の効果】
【００３１】
［発明の利点］
前述の記述から、自由浮遊波力エネルギーは、従来の波力エネルギー変換システムを超えるいくつかの利点を提供することができると言える。それらの利点は以下の通りである。
【００３２】
連結・接続部分、部品を使用しない最も単純なＷＥＣコンセプトである。
ＫＷ当たりのコストが最も少ない（フレキシブル・パイプが波力エネルギーを吸収するだけ）。
【００３３】
容易に利用可能な部品及びサブシステムを利用する（我々は最も適した部品を選択するだけである）。
【００３４】
使用される技術は非常に成熟している（大部分が従来型の技術であって、最小限のハイテクで良い）。
【００３５】
嵐の状況下でも非常に高い生存可能性を有する（潜水艦のごとく潜行する）
短期間で地域リソースを利用して、大規模な開発を可能とする。
【００３６】
従来の既存のＷＥＣシステムに比べて、コスト競争力が高い−設計及び開発、資本（Capital）、維持管理、運用、及び整備、製造など、また従来の発電システムと同程度に比肩しうる。
【００３７】
設置／撤去／保守が非常に容易。「フレキシブル・パイプ」及び硬性パイプだけが海洋に置かれる。重量が非常に軽いこれらは、非常に大規模である場合でさえも、一般船舶及び乗員の支援により設置可能である。
【００３８】
従来の係留システム。
【００３９】
コンセプトがかなり単純。関与する研究開発は予想されない。すなわち、早期着工―コンセプトの上昇、プロトタイプのテストから商業的展開。
【００４０】
海洋生物に対する脅威を与えないエコフレンドリーである。
【００４１】
本発明は実現可能であり、商業的に実行可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
［好ましい実施形態の詳細な記述］
本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら以下に記述する。
【００４３】
「フレキシブル・パイプ」式波力エネルギーコンバータ（ＷＥＣ）の良い例はサーフィンである。サーファーは波の下方に滑り降りるとき、それは乗り手について行くが、しかし水はそうではない。もう１つの例をあげると、例えばもし不浸透性の材質でできた薄く柔軟なシートが波の列の上に広がっており、いくらかの水がその上に注がれると、その水はすぐに谷部に集まり、波に従ってって流れ始める。さて、上記のシートの代わりに、以下に記述するような中が空洞の柔軟なパイプを使用しよう。
【００４４】
この自由浮遊波力エネルギーコンバータがアイドリング状態にあるとき、すなわち、負荷が出口にかかっていないとき、波が進むとき水スラグは波の谷部に残る。一方、運転荷重下において（under operating load）、水スラグは、「フレキシブル・パイプ」全体にわたって、先行する波の頂部に押し上げられる。この様子を図１（Ａ）及び図１（Ｂ）、それぞれに示した。
【００４５】
添付図面の図１は、フレキシブル・パイプの装置における空気及び水のセグメントの振る舞いを図示した図である。理解の容易にするために、波は、連続に接続されたＵ字管／圧力計１０１のように、規則的なカーブであると考える。最初に、水は、パイプ１０２のすべての谷部セグメントにおいて均等に満たされており、空気は頂部セグメントに閉じこめられているものとする。すべてのセグメントは直列に接続されているため、このパイプのいかなる点に加えられたいかなる力もパイプの全長にわたって伝達される。従って、空気圧がパイプ１０４の一端に加えられた場合、それはすべての水セグメントを先行する波１０５の頂部の傾斜に押し上げる。言い換えれば、圧力水頭（pressure head）が生成され、それは水セグメントの全部の高さ変位（height displacement）の合計に等しい。
【００４６】
例えば、高さ変位Ｈ＝１メートル（各セグメントの高さ変位）の３つの波があるとすると、累積した水頭１０６は３メートル（最大）（これは理論的には無限大まで増加する）。
【００４７】
さて、上記実験の代わりに、波列を考えると、反対のことが起こる。すなわち、圧力が発生し、波列に従って水／空気セグメントがパイプ内を流れ始める。本発明は、この波の動きの特性を利用する。
【００４８】
パイプによって生み出されることができるエネルギーは、Ｐ／Ｉ＝０．５５Ｈｃ２×Ｔｓ（単位頂部長（unit crest length）につき）によって計算できる。但し、Ｈｃは有義波高（significant wave height）、Ｔｓは波の周期である。これは、波長当たりの合計出力であり、このエネルギーは表面から抽出されており、波の上方及び下方に存在するエネルギーのほとんどすべてを漸進的に抽出するまで、波の下のエネルギーは上記を置換するほど上がるであろう。従って、「フレキシブル・パイプ」が抽出可能な最大エネルギーは、その長さによるものであり、「ポイント・アブソーバ」によるもの以上である。
【００４９】
通常の動作条件において、「フレキシブル・パイプ」は、頂部が水面の上に残るように、且つ谷部が水面下に行くように、浮くように作られて良い。そのようにするためには、有効な波高（effective wave height）は、実際の波から「フレキシブル・パイプ」によって想定されるそれまで増加させることができる。このことは実際の波高が増大する場合にも寄与する。「フレキシブル・パイプ」は凪状態（the slack）を吸収する。
【００５０】
図２（Ａ）は、自由浮遊波力エネルギーコンバータ（ＦＦＷＥＣ）の概念図であって、装置２０１と、海岸２０２に向かって動く波と、海岸近くで反射された波（「乱流」領域）２０３と、空気―水「入口」２０４−２０５から、さらに「マニホールド」２０６に接続され、さらに乱流領域内の硬性パイプ２０７に接続され、空気―水圧力室２０８にて終端し、「空気」及び「水」パイプ２０９が発電機２１０に接続されている、複数の「フレキシブル・パイプ」と、係留設備２１１、硬性パイプ支持部２１２、排出パイプ２１４とが図示されている。  
【００５１】
図２（Ｂ）は基本的に「フレキシブル・パイプ」、入口２０４−２０５，出口２１５で構成される好ましい実施の形態の拡大図である。出口はさらに他の部材に接続されていてもかまわない。
【００５２】
図３は、持続した流れ３０２，３０３における水及び空気スラグを有する、波３０１上に浮いている本発明にかかるフレキシブル・パイプを示す。水タンクは流れの出口方向上方に位置し、流れの圧力水頭３０４を示しており、波の動く方向は矢印３０５によって示されている。背圧がない場合（タンク内に水がない場合）、水スラグは谷部３０２内に残り、一方水がタンク内にある場合はスラグは先行する頂部３０６，３０７に押し上げられる。
【００５３】
空気と水スラグが動作条件下で適切に引き込まれることが望ましい。波の各位相において、通常水と空気は交互に谷部から頂部に取り込まれ、或いはその逆となる。動作中に負荷が消滅し或いは変化する場合は、このことは問題を起こすことはない。
【００５４】
ついでながら、上記の可能性から、我々は自由浮遊波力エネルギーコンバータ（ＦＦＷＥＣ）を「ポイント・アブソーバ」に対して「線形アブソーバ」にカテゴライズすることができよう。
【００５５】
海洋面の水塊は波とともに動くわけではなく、波形のみが動く。さらに、海洋波は２つのタイプのエネルギーを有する、すなわち運動エネルギーと位置エネルギーである。前者は波形の水平方向における進行によるものであり、後者は波打つ動き又は波の頂部と谷部の間の高低差、すなわち波高によるものである。フレキシブル・パイプ内の水は、波と同期して、波の速度で流れ、初期開始時において、「入口」は水のスラグを取り入れ、波の速度に対して相対速度ゼロから水スラグを加速させなければならない。これら両者は適切な瞬間に非常に短い時間（波の周期の半分より短い）でなされる必要がある。このことは、上記の波のエネルギーの両タイプ或いは一方のタイプのエネルギーを利用することによって達成される。
【００５６】
本発明にかかる自由浮遊波力エネルギーコンバータ（ＦＦＷＥＣ）は、固有の性質として生存能力を有する唯一のＷＥＣである。厳しい波浪天候の間において、「フレキシブル・パイプ」は、水のみ（空気無し）を引き込むことにより、容易に水中に沈むことが可能である。このパイプは基本的に、水の「１」より高い比重により作られており、それらが水で満たされると水中に沈む。それらを再び浮上されるためには、「圧力室」において一般的に利用可能である空気圧がパイプ外に水を追い出すために使用される。このパイプが再浮上すると、このシステムは「ゼロスタート状態」（パイプ内に水がない）となる。
【００５７】
動作（流れ）を開始する前に、フレキシブル・パイプ及び入口機構は空の状態に保たれる。さもなければ、フレキシブル・パイプ内に集められた水の慣性がゼロスピードスタート（zero speed start）を妨げる。動作中において、空気と水の取り入れ局面又はそのタイミングは、浮力を変化させることにより適合され／調整される。上記の両方の場合において、フレキシブル・パイプを沈めるために水のみが取り入れられる。このことは、規定通りに、フレキシブル・タンクから完全に空気を抜き、或いは入口のフレキシブル・タンクを水で満たすことにより達成される。流れの停止のためには、入口の開口が波に入らなくなる程度まで入口浮力タンクの浮力を増加させる。従って、「空気」のみが取り込まれ、最終的に流れが停止する。
【００５８】
或いは、この装置を前方に或いは後方に傾け、それにより水／空気取り込みタイミングの調整を可能にし、非柔軟パイプ（Inflexible Pipe）の開口が水を取り込むことを防止するように、個々のタンクの浮力を変化させるようにしても良い。結局のところ、すべての水スラグが流れ出した後、流れは停止する。流入又は流出を停止させることによって、流れを停止させてはならない。もし頼るなら（If resorted to）、それはパイプに対する深刻なダメージを発生させる。この装置は、動いたり接触したりする部品を有することを基本的に必要としない。必要とされる制御装置はどのようなものであっても、好ましくは海岸上に位置する。上記装置のすべての構成部品は適切な大きさ及び材質で作られる。
【００５９】
所望の結果を達成するためのいくつかの設計原則が、以下の段落において言及される。
【００６０】
図４の基本的な実施形態は、空洞である、一つの「非柔軟パイプ」４００を示している。このパイプ４００は、通常水面に浮いている浮力タンク４０１
の前方に十分につきだしており、その開口４０２を介して空気と水の両方が入り、その出口４０３はフレキシブル・パイプ４０４に固定して接続される。さらに、この装置は、付加的に及び一般的に、バラスト４０６を有し、係留リング４０７と係留ライン４０８を含むサスペンションロッド４０５を有し、これらはその総重量と支点（fulcrum）によってその垂直下方につるされており、特に垂直軸方向において、その横方向軸回りのこの機構の縦揺れ運動を最小化するために、その機構の安定性を提供し、且つ安定性を向上させる。さらに、圧力中心（ＣＰ）４０９と重心（ＣＧ）４１０間の距離によって形成されるモーメントアームによって生成されるトルクを最小化するために、両者は中心を共通にし、或いは最も近くなるように保たれている。その装置の跡を追う「フレキシブル・パイプ」は針路安定性（directional stability）を提供する。それは波の上下に浮遊するとき、それはほぼ垂直位置にとどまり、正しく配列されている。
【００６１】
入口は接近してくる波４１０に一般的に面している。非柔軟パイプは主要機構の前方に十分に突出しており（戦車の砲塔の機関砲のように）、且つ浮力を調節することにより、静水面上の適切な高さに浮くようにされている。従って、それらが通過するとき、それは谷部４１１の近傍に入り、波の頂部４１２で出る（シーケンスを説明するため、図面上の波は静止しているように示し、一方入口は右から左に動く、３つの位置に示した）。波が非柔軟パイプの開口を叩くと、それに入る水は主たる水体（main water body）から分離されるとともに、それを通って波の速度と同じ早さで動き続ける。水相（water phase）は接近する波の谷部４１３から開始し、その頂部まで存続する。その空気相（air phase）はそこから次の谷部４１４までである。従って、水と空気の交互の取り込みは波と適切に同期している。
【００６２】
上記の装置は制御装置を有していないが、天候の良い波気象状態では、平均的な効率と安定性で機能することができる。
【００６３】
別の実施の形態においては、上記機構に加えて、浮力を制御し規制する手段が加えられ、これにより、悪天候下で装置／システムを沈降させ、或いは水の取り込みを中止させることによって動作を停止させ、フレキシブル・パイプを完全に浮上させることを可能にすることのほかに、空気と水の取り込みタイミング及び量をある程度まで制御可能とする。変形例は以下に詳細に記述される。
【００６４】
図５は、入口装置５０１、空気ダクト５０６を有し、浮力タンク５０２、ホース５０５を介して、浮力タンク内の空気圧を変えるための、好ましくはその場所に位置する制御装置を有する圧力室に接続される。浮力タンクの空気圧を変化させることにより、水が水呼吸管５０７を介して吸入／排出される。管５０７の先端は浮力タンクの底に固定して取り付けられ、下方端は海の下方に開いており、結果として入口の浮力は変化し、それにより空気と水の取り込みタイミングと量を制御する。この実施の形態にかかる構成の残余の部分は上記図４に開示したところと同様である。
【００６５】
図６に図示したさらに別の実施の形態において、浮力タンク６０２は空気注入式であって、前述のように、空気圧ホース６０５に直接に接続されるが、空気ダクト、水呼吸管は有していない（この実施の形態の残余の部分は、上記段落に記述された前記実施の形態と同様である）。浮力は、空気注入式浮力タンクに空気を注入し、また空気を抜くことにより、変更可能である。
【００６６】
図７に図示したさらに別の実施の形態においては、それぞれに、或いはグループで、或いは合同で、ホース７０５、７０６を介して「圧力室」（それは一般的には海岸上に設けられる）に接続される、二又はそれ以上の空気注入式浮力タンク７０２、一般的に圧力室に設置される、空気圧の制御及び切り替え装置、この可変浮力タンクは適切に入口装置上に配置され、その結果、入口装置の横方向軸に関する回転角とその浮力が制御可能となる。
【００６７】
この空気注入式可変浮力タンクは、図示のようなドーナツ形状や、球形、図６のなどのその他の適切な形状であって良く、その基本的動作はそれと同様である。
【００６８】
上記実施の形態において、図５にて説明したものと構造において同様である、複数の剛性浮力タンクが、空気注入式浮力タンクの代わりに、使用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の原理を示す図
【図２（Ａ）】自由浮遊波力エネルギーコンバータの技術概念図
【図２（Ｂ）】好ましい実施例の図
【図３】アイドル時及び圧流条件におけるフレキシブル／パイプ内の空気と水のスラグを示す図
【図４】入口の一例を示す図
【図５】浮力コントロールを有する入口を示す図
【図６】インフレータブル浮力タンク及びコントロールを有する入口を示す図
【図７】複数のインフレータブル浮力タンク及びコントロールを有する入口を示す図
【図１】
2009503362.tif 000003
【図２（Ａ）】
2009503362.tif 000004
【図２（Ｂ）】
2009503362.tif 000005
【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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