(57)【要約】  本発明は、水平方向に流れる水の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置を提供する。装置は、流れの方向に垂直に延在する半水没状態のフレームと、少なくとも２つの垂直支柱と、前記フレームに接続された複数のエネルギー変換器とを備えている。エネルギー変換器は、流れの方向にプロペラシャフトを有するプロペラ、およびプロペラシャフトに結合された発電機および係留線を備えている。フレームは、垂直支柱を接続する水平接続構造をフレームの下端部で備えて垂直支柱の断面の表面領域よりも同等以上である表面領域を有する断面を有しており、エネルギー変換器はフレームとエネルギー変換器との間のアームによってフレームに接続しており、アームの断面はフレームの断面よりも小さい。【選択図】図１
2019512643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に流れる水の運動エネルギーを他の種類のエネルギーに変換する装置であって
少なくとも２つの実質的な垂直支柱を備えて、主平面が流れの方向に対して垂直に延在する、半水没状態の浮力を有する少なくとも部分的に中空のフレームと、
前記フレームに接続された複数のエネルギー変換ユニットと、を備え、
前記エネルギー変換ユニットのそれぞれは、流れ方向に延在する実質的に水平なプロペラシャフトに搭載されたプロペラを備え、エネルギー変換器のロータが前記プロペラシャフトに結合しており、
前記フレームは、実質的にＵ字形状であり、
前記エネルギー変換ユニットのそれぞれは、前記フレームと前記エネルギー変換ユニットとの間に延在するアームによって前記フレームに接続しており、
各アームは、単一のエネルギー変換ユニットを前記フレームに接続しており、
前記アームの断面は、前記フレームの最小断面よりも小さいことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記フレームは２つの垂直支柱および２つの傾斜支柱を備え、前記傾斜支柱のそれぞれは前記フレームの最下方位置に配置されたバラストタンクを前記垂直支柱の下端部に接続しており、前記垂直支柱はその上端部に空気室として機能する拡張部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記垂直支柱の前記下端部のそれぞれは長手方向形状を有する接続要素に結合しており、前記傾斜支柱の上端部のそれぞれは前記接続要素に結合しており、前記エネルギー変換ユニットを前記フレームに接続する前記アームのそれぞれは、前記接続要素に接続していることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記接続要素と、前記垂直支柱、前記傾斜支柱および前記アームのそれぞれとの間の結合の中心は、前記フレームの前記主平面に平行な第１平面の内部にあることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記エネルギー変換ユニットの中心は、前記フレームの前記主平面に延びる第２平面内に全て位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記垂直支柱、前記傾斜支柱および前記アームは、実質的にひし形の形状の断面を有しており、前記ひし形の長手方向軸は前記装置の前記主平面に実質的に垂直に延びることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記接続要素は、前記接続要素の両端部に位置する、係留線に接続するように構成された接続部を備えていることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記係留線と接続する前記接続部は、前記エネルギー変換ユニットの中心が設置されている平面から実質的に離れて設置されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記バラストタンクは、少なくとも１つの区分壁によって少なくとも２つの区分に分割されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記バラストタンクは、前記空気室に接続可能であることを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
請求項７または８に記載の装置および係留手段の結合体であって、前記係留手段は、前記装置の前記主平面の方向に実質的に垂直な成分を有する前記装置の両側の端部で延在する少なくとも２つの係留線を備えており、
接続部に固定されている前記係留線のそれぞれの第１端部と、前記装置に対向する側で係留点に固定されている前記係留線のそれぞれの第２端部とを備えることを特徴とする結合体。
【請求項１２】
前記係留線の前記第１端部は分岐構造を有しており、分岐端は前記装置の前記接続部に接続しており、前記第２端部は前記係留点に接続していることを特徴とする請求項１１に記載の結合体。
【請求項１３】
前記係留線は、それぞれ、前記装置とブイの間の第１部分および、前記ブイと前記係留点の間の第２部分を備え、前記第２部分は長さ当たりの比重が前記第１部分の長さ当たりの比重の少なくとも１０倍大きいことを特徴とする請求項１１または１２に記載の結合体。
【請求項１４】
前記係留線の前記第２部分は、前記係留点に隣接する、チェーンによって形成されたサブ部分を備えることを特徴とする請求項１３に記載の結合体。
【請求項１５】
電力ケーブルが前記係留線の１つに沿ってガイドされており、前記電力ケーブルが、規則正しい間隔で前記係留線に取り付けられていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の結合体。
【請求項１６】
請求項２〜１０のいずれかに記載の装置を実質的に垂直な位置から実質的に水平な位置に移動させる方法であって、水を前記バラストタンクから前記空気室の少なくとも１つに移動させることによって行うことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項２〜１０のいずれかに記載の装置を実質的に水平な位置から実質的に垂直な位置に移動させる方法であって、水を前記空気室の少なくとも１つから前記バラストタンクに移動させることによって行うことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１５のいずれかに記載の結合体を設置する方法であって、
前記フレームを実質的に水平方向に延在させて前記装置を水中に浮かべるステップと、
前記装置をその設置位置に移動させるステップと、
前記バラストタンクへ水を満たすことによって、前記フレームの位置を実質的に水平方向から実質的に垂直方向へ変化させるステップと、
前記フレームを前記係留線で係留するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれかに記載の方法であって、前記バラストタンクから前記空気室への水の移動またはその逆は、前記バラストタンク内に空気を押し込んで前記空気室から空気を放出させること、または前記空気室に空気を押し込んで前記バラストタンクから空気を放出させることによって生じさせることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向に流れる水の運動エネルギーを他の種類のエネルギーに変換する装置に関する。本装置は、少なくとも２つの実質的な垂直支柱を備えて、主平面が流れの方向に対して垂直に延在する、半水没状態の浮力を有する少なくとも部分的に中空のフレームと、前記フレームに接続された複数のエネルギー変換ユニットと、を備え、エネルギー変換ユニットのそれぞれは、流れ方向に延在する実質的に水平なプロペラシャフトに搭載されたプロペラを備え、エネルギー変換器のロータがプロペラシャフトに結合している。
【背景技術】
【０００２】
そのような装置は、英国特許公開公報第２４３４４１０号に開示されている。この装置は実質的に相当程度の大きさの構造であるが、４つのエネルギー変換器のみを数える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、十分な強度を維持しながら、より多くのエネルギー変換器に適合できて、エネルギー変換器の近くで水の流れを邪魔することなく、装置に十分なスペースを提供する、前述したような種類の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、前述のような種類の装置であって、フレームが実質的にＵ字形状であり、各エネルギー変換ユニットは、フレームとエネルギー変換ユニットとの間に延在するアームによってフレームに接続しており、各アームは、単一のエネルギー変換ユニットをフレームに接続しており、アームの断面はフレームの最小断面よりも小さいことを特徴とする装置によって達成される。
【０００５】
本発明によるフレームは頑丈な構造を提供し、より多くのエネルギーを変換するのに適している。さらに、構造はより単純でより低いコストで製造できる。
【０００６】
エネルギー変換器は、水車のほかに先行技術文献英国特許公開公報第２４３４４１０号の場合のように、流れる水の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する電気発電機を備えている。しかしながら、エネルギー変換器は、また、流れる水の運動エネルギーを液圧エネルギーに変換することを可能にする液圧ポンプを備えてもよい。好ましくは簡単に輸送可能な別の種類のエネルギーに変換することも、また可能である。
【０００７】
水面に浮いた状態で装置の最適な安定性を提供するために、フレームは２つの垂直支柱および２つの傾斜支柱を備え、傾斜支柱のそれぞれはフレームの最下方位置に配置されたバラストタンクを垂直支柱の下端部に接続しており、垂直支柱はその上端部に空気室として機能する拡張部分を備える。装置は、水面で部分的に水没して浮いているような寸法にされる。
【０００８】
好ましい実施形態によれば、垂直支柱の下端部のそれぞれは長手方向形状を有する接続要素に結合しており、傾斜支柱の上端部のそれぞれはその接続要素に結合しており、エネルギー変換ユニットをフレームに接続するアームのそれぞれは、その接続要素に接続している。この実施形態は、接続要素上に全ての力を集中させることで、フレームの他の部分をより軽くすることを可能にする。この実施形態は、さらに、１つのエネルギー変換ユニットが、共に接続要素に接続する２つの実質的な垂直支柱の間に位置することを可能にし、２つの接続要素の間に余分な接続を形成することを可能にする。
【０００９】
さらに好ましいのは、接続要素と、垂直支柱、傾斜支柱およびアームのそれぞれとの間の結合の中心がフレームの主平面に平行な第１平面の内部にある場合である。この実施形態は、接続要素上の運動量の進展を最小化する。
【００１０】
エネルギー変換ユニットの中心がフレームの主平面に延びる第２平面内に全て位置している場合には、フレームの別な部分上の運動量はさらに減少される。従って、水中における装置の安定性は増大する。ここで、この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能であることを注記しなければならない。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、垂直支柱、傾斜接続する支柱すなわち傾斜支柱およびアームは、実質的にひし形の形状の断面を有しており、ひし形の長手方向軸は装置の主平面に実質的に垂直に延びる。平面材料から作られるこれらの部分は、流れ抵抗を最小化しながら製造コストを減少させる。この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能である。
【００１２】
接続要素上の力の集中は、接続要素が接続要素の両端部に位置する係留線（anchor lines）と接続する接続部を備える場合にさらに強化される。再度述べるが、この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能である。
【００１３】
水中での水平軸の周りの回転に対する装置の位置的安定性は、係留線と接続する接続部がエネルギー変換ユニットの中心が設置されている平面から実質的に離れて設置されている場合に改善される。再度述べるが、この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能である。
【００１４】
別の好ましい実施形態は、エネルギー変換器のシャフトがプロペラシャフトに平行に延び、エネルギー変換器がひし形形状であるという特徴を提供する。これにより、水流が装置にもたらす抵抗、従ってフレーム上の力を最小化する。
【００１５】
フレームがスチールまたはスチールを含む合金から作られることが好ましいが、繊維補強型プラスチックおよび耐海水金属合金のような別な材料も除外されない。
【００１６】
バラストは、転がりおよび上下動に対する安定性を提供するように、フレームの最下部に設けられている。好ましい実施形態によれば、バラストタンクは少なくとも１つの区分壁によって少なくとも２つの区分に分割されている。バラストタンクは、装置を垂直位置から水平位置へ移動する、およびその逆も行うように用いられている。垂直位置から水平位置への移動は、異なる方向で生じることができる。すなわち、前側を上にまたは後ろ側を上にして行える。最初に空にされる区分の選択は、垂直方向から水平方向への移動の方向を決定する。この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能である。
【００１７】
装置が浮いている水中でバラストタンクを空にすることも可能であるとはいえ、好ましい実施形態では、バラストタンクが空気室に接続可能である。この特徴は、水システムの汚染を導かねない海水の侵入を避ける閉鎖システムを形成する。この特徴の応用はＵ字状フレームに限定されず、別の構造を持つフレームを有する装置にも可能である。
【００１８】
中空フレームの内部へのアクセスを可能にするために、水面上に浮上している支柱のうちの少なくとも１つは、フレームの内部へのアクセスを可能にする閉鎖可能な入口ユニットを備える。水位より上に入口ユニットを位置させることにより、潜水がないアクセスが可能になる。好ましくは、フレームの内部は、区画壁で数区画に分割されており、そのうちの幾つかは、閉鎖可能な扉を備えている。区画壁は、浮力の完全な喪失を避けながら、区画がリークの可能性に対して有用であるので、フレームにより大きな安定性を与える。別の好ましい実施形態は、区画の幾つかが電気装置を含む。通常、重い電気装置はバラストの一部として機能してもよい。このような場合においては、前記バラストの一部が固定されているのは明らかである。
【００１９】
本発明は、また、前述の種類の装置の結合体を提供する。すなわち、係留手段が装置の主平面の方向に実質的に垂直な成分を有する装置の両側の端部で延在する少なくとも２つの係留線を備えており、接続部に固定されている係留線のそれぞれの第１端部と、装置に対向する側で係留点に固定されている係留線のそれぞれの第２端部とを備える。これにより流れの両方向に対する安定的な位置を可能にする。
【００２０】
垂直軸の周りの回転に対する安定性を増加させるために、係留線の少なくとも幾つかは、分岐端で２つの端部がフレームに接続しており、分岐されていない側の端部が係留点に接続している分岐構造を有する。この実施形態は、２つの係留線しかないときには特に魅力的である。この効果は、また、分岐線の方向に延在しているアームによっても得ることができるが、これはより重くなり、よりコストがかかる解決策になる。分岐ノードとフレームとの間の距離が、係留線の分岐側の両端部とフレームとの間の２つの接続部の間の距離に対してほぼ同様の大きさまたはより大きい場合に安定性が最適であることが明らかになっている。
【００２１】
本発明による装置は、高波、強風や強流のような荒れた環境における配置に対して設計されなければならない。係留線がそのような力の少なくとも一部を吸収することを可能にするように、係留線はそれぞれ、装置とブイとの間の第１部分と、ブイと係留点との間の第２部分を有し、第２部分が、長さ当たりの比重が第１部分の長さ当たりの比重の少なくとも１０倍以上であるサブ部分を係留点に隣接して有することが好ましい。ここで、サブ部分の重量は係留線内の力に対してダンパーまたはバネのように機能する。しかしながら、単一の集中した、または塊の重量物を有する係留線の第２部分のサブ部分を用いることも可能である。そのような塊の重量物を多数使用することも可能である。しかしながら、分散した重量の重量線は、より容易な設置や撤去を可能にする。
【００２２】
係留線のサブ部分の実用的な実施形態は、チェーンによって形成される。
【００２３】
好ましくは、電力ケーブルは係留線の１つに沿ってガイドされ、電力ケーブルは規則正しい間隔で係留線に取り付けられる。この特徴は、波や流れからの水力学的負荷に起因するケーブル上での曲げ負荷による大きな疲労を避け、電力ケーブルの適切なガイドを可能にする。
【００２４】
本発明はまた、前述のような装置を、実質的に垂直な位置から実質的に水平な位置に移動させる方法を提供する。この方法は、水をバラストタンクから空気室の少なくとも１つに移動させる。本発明はまた、水を空気室の少なくとも１つからバラストタンクに移動させることにより、同じ装置を実質的に水平な位置から実質的に垂直な位置に移動させる方法を提供する。さらに、外部からの水の進入を避けるために、水がバラストタンクと空気室を備える閉回路内に維持されることが好ましい。
【００２５】
前述のような結合体は、好ましくは以下のステップで備え付けられる。
フレームを実質的に水平方向に延在させて装置を水中に浮かべるステップと、
装置をその設置位置に移動させるステップと、
バラストタンクへ水を満たすことによって、フレームの位置を実質的に水平方向から実質的に垂直方向へ変化させるステップと、
フレームを係留線で係留するステップ。
【００２６】
最終的に、バラストタンクから空気室への水の移動またはその逆は、バラストタンク内に空気を押し込んで空気室から空気を放出させること、または空気室に空気を押し込んでバラストタンクから空気を放出させることによって生じさせることが好ましい。
【００２７】
続いて本発明を添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の斜視図である。
【図２】第２実施形態の概略断面図である。
【図３】第１実施形態の概略断面図である。
【図４】係留線を含む第１実施形態の上面図である。
【図５】第３実施形態の斜視図である。
【図６】第４実施形態の概略平面図である。
【図７】第５実施形態の斜視図である。
【図８】第５実施形態の断面図である。
【図９】係留線を有する第５実施形態の結合体の縦断面図である。
【図１０】図９に示す結合体の上面図である。
【図１１】図１０に示す結合体の変形の上面図である
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は本発明の装置を示す。この装置は全体が符号１で示される。装置は、海、河口または２つの水門で挟まれた（a chamber of a lock）ような、特に強い流れが優勢な水中に半浮遊状態で配置されている。装置は、好ましくはスチールで作られた中空フレーム２を備える。中空フレーム２は、それぞれ２つの中空垂直支柱３ａ、３ｂ、それぞれ水平部分４および２つの傾いた接続部分５ａ、５ｂを備える。これらの部分は全て共に、通常Ｕ字状のフレーム１を形成する。これらの部分全ては、水の流れに対して平行方向に延びる側壁を有する。水の流れの方向に垂直に延びるこれらの部分の壁は、流れる水に対する抵抗を最小化するように半円形の凸型形状を有する。
【００３０】
さらに、装置は、４つのエネルギー変換器７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄをそれぞれ備える。各エネルギー変換器は、それぞれアーム６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄから支柱３ａ、３ｂのいずれか１つに接続している。２つのエネルギー変換器７は、支柱３が２つのエネルギー変換器７ｂおよび７ｃ、および２つの残されたエネルギー変換器７ａ、７ｄをそれぞれ含むように各支柱３に接続しており、支柱３の両外側に配置されている。好ましくはアームは、フレーム２のようにスチールから作られているが、他の材料も除外しない。
【００３１】
各エネルギー変換器７は、結合された水車８および発電機９をナセル（nacelle）１０内で備える。水車８は、さらにそのシャフトに結合されたブレード１１を備える。必須ではないが好ましくは、水車８のシャフトは、直接的に発電機９のシャフトに結合している。しかしながらまた、図示しないギヤボックスを水車８と発電機９の間に配置することも可能である。さらに、各水車８のシャフトは、水の流れの方向に並行に延びる。流れの方向に垂直なナセル１０の断面を可能な限り小さく作るために、発電機９のシャフトが水車８のシャフトと平行に延びることが好ましい。別の方向に延びる発電機９のシャフトを考慮して設計してもよい。
【００３２】
フレーム２およびエネルギー変換器７および補助装置の大きさおよび重さは、装置が水中でフレーム２を有して半水没状態で浮かぶように定められる。支柱３ｂの水面上の部分の上面で、エントランスユニット１２が中空フレームの内部へのアクセスを許容するために設けられている。エントランスユニット１２は、扉を有する箱型形状の部品である。しかしながら、それは潜水艦内のようなハッチによって形成されてもよい。エントランスユニットの別の形状は、潜水艦で一般的なものも除外されない。エネルギー変換器で発生された電気エネルギーを配電網（electrical distribution grid）へ伝送するために、ケーブル１５が備えられている。ケーブルの端は図面では見えないが、そのような網に、可能であれば交換ステーションを介して接続している。とはいえ、ケーブル１５の可視端は、水面上でフレームに取り付けられた接続箱１６へガイドされている。なお、本実施形態においては、接続箱はエントランスユニット近傍にある。しかしながら、接続箱が水面下のような他の位置にあることも排除しない。接続箱がそれ自体、エネルギー変換器に接続していることは、図３に関連して述べる。
【００３３】
図２に示す実施形態は別の実施形態であり、これは３つのＵ字状をまとめた構造を有しており、４つの支柱３、３つの水平部分４および６つの傾斜部分５を備える。３つの水平部分４を、より大きな長さを有して中間の２つの支柱に水平部分が直接的に接続する単一の水平部分を有するように置き換えることも可能であり、これにより、４つの中間の傾斜部分５をなくすことができる。本実施形態は、フレームがより大きな長さを有しているので、力に対してはより脆弱であるが、４つではなく、８つのエネルギー変換器の配置を提供するので、気候が極端ではないことが期待される状況では魅力的である。
【００３４】
図３の断面図は、図１の実施形態のものを示し、特に、装置の電気接続を示す。水平部分４に電気ユニット２０が提供されており、発電機９によって発生された電圧および電流を、ケーブル１５を通して伝送するために適した電圧および電流に変換し安定化させるように構成されている。ほとんどの場合には、発電機は、水車および発電機のロータの回転速度に依存して電圧および周波数が変化する、３相交流を発生させるように構成されている。電気ユニットは、この変化する電圧および周波数を安定的な電圧を有する直流電圧または、安定的な電圧および周波数を有する交流電圧に変換する。さらに、発電機が同期発電機であれば、電気ユニットは、それらの発電機の励起を制御する。最終的に、電気ユニットは故障が発生した場合に発電機またはケーブルのスイッチを切ることができるスイッチのような安全装置を備える。
【００３５】
電気ユニットは、ケーブル２１によって発電機に接続しており、ケーブル２２によって接続箱１６に接続している。フレームは、遮断壁２３によって分離されている区画内に分けられており、ケーブル２１、２２に対するケーブルのパッキン押え（cable glands）２４が備えられている。さらに、遮断壁は、維持および修理を行うために、区画内へのアクセス用の図示しない扉を備える。
【００３６】
図４は、係留線（mooring lines）を開示する装置の上面図を示す。本実施形態においては、装置は、その浮力によって垂直な方向に固定されていると仮定する。実質的に水平成分を有して延びる水平方向の係留線平面で固定する必要がある。さらに請求項で示しているように、係留線の終端は、垂直軸の周囲でフレームの回転を防ぐためにフレームの最も側部の位置に取り付けられなければならない。図４では、水の流れは矢印３０で示されている。装置は、６つの係留線３１、３２、３３、３４、３５、３６を備えており、そのうちの３つ、３１、３２、３３は、上流の方向に延びている。係留線３１の終端は、アーム６と実質的に同じ高さ、すなわち、水流によってもたらされる力が集中して作用する高さで右側の支柱３ｂに取り付けられている。さらに、係留線３２、３３の終端は、異なる高さで、共に左側の支柱３ａに取り付けられている。線３１の取り付け部の高さの上方に線３２の終端が、そして、その高さの下方に係留線３３の終端がある。
これらの異なる高さは、流れの方向に垂直な水平軸の周りの回転に対してフレームを安定化させるために必要である。２つの係留線３２、３３が延びる異なる角度は、フレームの横方向の動きに対する安定性を与える。係留線３１、３２、３３は、水が矢印３０によって示される方向に流れる際に負荷が加えられ、係留線３４、３５、３６は、水がもう一方の方向に流れる際に負荷が加えられる。
【００３７】
潮汐水のような流れの方向が反転する状況に対しては、係留線３４の終端は左側の支柱３ａに取り付けられ、係留線３５および３６の終端は右側の支柱３ｂに取り付けられる。そのため、鏡で映しだされた構造、つまり鏡像構造が現れる。この鏡像構造の変形は可能である。そのため、下流に延びる２つの係留線を左側の支柱３ａに取り付けてもよく、単一の係留線を右側の支柱３ｂに取り付けてもよい、とはいうものの、さらに異なる数の係留線をフレームに取り付けてもよい。
【００３８】
係留線３１〜３６は、鋼鉄線で形成されてもよく、ファイバーまたは鎖によって作られた線でもよい。係留線３１〜３６の他の終端は、例えば、海底、海、湖、川の岸または堤防などのいかり、または工学的構造のような基準点に取り付けられている。
【００３９】
図５は、図１の実施形態とは係留線のみが異なる実施形態を示す。この実施形態は、全てが分岐した４つの係留線４１〜４４を備える。これらの線４１〜４４の全ては分岐ノード４１ａ〜４４ａを備えており、分岐ノードからフレーム２、特にフレームの支柱３へ延びる２つの線４１ｂ〜４４ｂおよび４１ｃ〜４４ｃをそれぞれ備える。線４１ｂ、４１ｃと支柱３との間の接続部それぞれの高さは、アームと支柱３との間の接続部の高さとは異なる。これは、他の分岐線４２、４３および４４の場合も同様である。この図は、係留線４１、４２が装置の片側の単一の係留点（anchoring point）にそれぞれ接続されており、係留線４３、４４が装置の別の側の単一の係留点にそれぞれ接続されていることを開示している。
【００４０】
しかしながら図６に示すように、さらなる分岐を通して装置の両側で係留線が単一の結合された係留線に接続されることも可能である。この実施形態は、通常は図５に示す実施形態に従うが、線４１、４２は単一の係留点に結合されず、分岐４５で単一の係留点に接続される係留線４６に接続される。係留線４３、４４は、分岐４７で単一の係留点に接続される単一の係留線４８に対応して接続される。
【００４１】
図７に示す実施形態はまた、垂直支柱５１と２つの傾斜支柱５２とを有するＵ字状のフレーム５０を備える。傾斜支柱５２は、それらの下端でバラストタンク５３によって相互に結合している。各垂直支柱はその下端で接続要素５４に接続しており、傾斜支柱５２は共に上端で接続要素５４に接続している。このようにしてＵ字状フレーム５０が形成されている。各接続要素５４から外側に延在している２つのアーム５５が備えられており、前記アーム５５それぞれの末端にエネルギー変換ユニット５６が備えられている。さらに、内側方向に延びるアーム５５ａがボット接続要素（bot connecting elements）５４に備えられており、単一のエネルギー変換ユニット５６ａもそれらのアーム５５ａの各々に接続されて備えられている。垂直支柱５１の上端は、空気室５７を形成するように広げられている。各エネルギー変換ユニット５６は、水車と発電機との結合体から形成されている。
【００４２】
各支柱５１、５２、および各アーム５５の断面は、垂直支柱５１の断面を示す図８に表されるようにひし形の形状である。この形状は平板材料からの簡単な製造を可能にし、低い浮遊抵抗を有する。前述の構成要素の端部は、鋭い接合縫い目を避けるべく、はぎとり（strips）により面取りされている。アーム５５の断面が、支柱５１、５２の断面より小さいのは明らかである。
【００４３】
この構造は、水車のロータの直径に対して支柱５１、５２およびアーム５５の長さを簡単に変えることでフレーム５０の大きさを適応させることを可能にし、従って種々の電力用の設計手順を簡単化する。さらに、バラストタンク５３は２以上の区画に分割されており、これらの区画の全ては垂直支柱５１の上部を形成する空気室５７に接続可能であり、これにより水がそれらの容器５３、５７の間を伝送されることを可能にする。容器５３および５７は、バラストタンク５３と空気室５７との間で水を移送するエアポンプに容器を接続するための接続部を有する。
【００４４】
接続要素５４は、魚雷形状をした部材から形成され、該部材に接続されている支柱５１、５２およびアーム５５の中心の全ては、同一平面内に位置するので、フレーム内の運動量が削減されている。さらに、接続要素５４は、接続プレート５９を中央に備えており、接続プレートには穴６０が係留線を接続するように作られている。接続プレートはフレーム５０の中央平面から両側に実質的に離れている。接続プレートの両端で３つの穴６０がフレームの位置合わせを可能にするように備えられている。制御ユニット、スイッチおよびトランスのような電気装置が垂直支柱内に備えられている。
【００４５】
図９および１０は、第５実施形態の係留線の構成を示す。図９の縦断面図は、フレーム５０およびそれに接続している部分、すなわち、係留線６１が穴６０を介して接続している接続要素の接続プレート５９を含んで開示する。双方の係留線６１は、接続プレート５９と部分的に浮かんでいる、または完全に水面下にあるブイ６２との間に延びている第１部分６１ａを備える。これらの部分は、ナイロンから作られており、第２部分６１ｂは、ブイ６２と底のいかり６３との間に延びている。これらの第２部分６１ｂは、また、ナイロンから作られているが、それらは、サブ部分６１ｂ’がチェーンから作られていれば、いかり６３に隣接したサブ部分６１ｂ’を備える。これらのチェーン６１ｂ’は、チェーン６１ｂ’の重さによってフレーム５０に付勢される力を吸収すること可能にする。この実施形態においては、単一の重さがチェーンの長さに亘って分布しているが、単一または複数の集中箇所または集中荷重を用いることも可能である。
【００４６】
係留線の分岐構造は、装置および図９に示す係留線の結合体の上面図である図１０からも分かる。係留線の第１部分６１ａは、共に分岐した部分６１ａ’を備えており、垂直軸の周りの回転に対してフレーム５０を安定化するように働く。
【００４７】
前述の結合体は、２つの係留線のみを備えているが、図１１に示す結合体は４つの係留線を備えており、装置の両側に２つの係留線を備える。
【００４８】
本発明は、前述の説明および図面に従った実施形態の助けにより説明されてきたが、複数の実施形態の特徴は当業者であれば行うように組み合わされてもよく、本発明の範囲は請求項の記載によって決定される。
【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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【国際調査報告】
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