(57)【要約】      （修正有）【課題】波、潮、又は流れに起因する水の動きを用いる水中エネルギープラントの効率を向上する。【解決手段】波エネルギーを取り込むための水中ウィング（９、１０、１１）、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する装置１２、及び電気エネルギーを伝達するためのコネクタ４６に関する。ウィング（９、１０、１１）は、エネルギーの誘導伝達に基づいて、自律式又は有線式のヒンジ型発電機及び水中取付け可能な高出力電気コネクタ４６により、水の流れに起因してヒンジ軸の周りにモーメントを生じる。【選択図】図１
2018048638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の動きからのエネルギーをウィングの往復運動に取り込むためのエネルギープラントの水中ウィングであって、平坦でないプロフィールを有することを特徴とするウィング。
【請求項２】
前記ウィングのプロフィールが対称又は非対称であることを特徴とする請求項１に記載のウィング。
【請求項３】
前記ウィングのプロフィールが鏡面対称の２つの前縁を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウィング。
【請求項４】
前記ウィングが、前記ウィングを支持軸を中心として方向転換させることによって前記ウィングの表面迎え角を調節可能にする取付け手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のウィング。
【請求項５】
前記ウィングが、流れる水が作用の力よりも大きい反作用の力をもたらすプロフィールを有することを特徴とする請求項１に記載のウィング。
【請求項６】
水の動きのエネルギーを用いてエネルギープラントで往復運動の力学的エネルギーを電気エネルギーに変換するための変換器であって、前記変換器がカバー及び前記カバー内のシャフトを備えるヒンジ型変換器であり、前記シャフト及び前記カバーが互いとの位置関係を保って回転することができ、前記変換器が、
相対回転速度を増加させるための機械式又は水力式動力伝達装置と、
前記回転によって駆動される発電機と、
をさらに備えることを特徴とする変換器。
【請求項７】
前記変換器が、回転可能に固定されたカバー又はシャフトのいずれかを有し、他方は回転部材であることを特徴とする請求項６に記載の変換器。
【請求項８】
前記ヒンジ型変換器に回転力をもたらすのに水の動きを用いるための水中ウィング用の接続部を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の変換器。
【請求項９】
前記ウィングを好ましい位置に方向転換するための手段を有することを特徴とする請求項６から請求項８までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１０】
高いエネルギーピークを受け取ることを可能にし、電力生産を調節するために、シャフトに組み込まれる配管を有さない高圧アキュムレータを備える水力式動力伝達装置を有することを特徴とする請求項６から請求項９までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１１】
前記システム内の正圧を保つ低圧アキュムレータを備える水力式動力伝達装置を有することを特徴とする請求項６から請求項１０までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１２】
１つ以上のエピサイクリック歯車段を備える機械式動力伝達装置を有することを特徴とする請求項６から請求項１１までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１３】
自律式であり、ビルジポンプ、シーリングフラッシングポンプ、及び／又は作動流体戻しポンプを有することを特徴とする請求項６から請求項１２までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１４】
有線式であり、フィルタリング及び漏れの除去を伴う外部作動流体の再循環を有することを特徴とする請求項６から請求項１２までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１５】
遠隔制御されることを特徴とする請求項６から請求項１４までの請求項のいずれかに記載の変換器。
【請求項１６】
水中環境で電気エネルギーを伝達するためのコネクタであって、二等分にされた前記コネクタ片間の磁気誘導を用いて電気エネルギーを伝達するための手段を備え、水密ハウジングの中に少なくとも部分的に閉じ込められる、２部品に分割される強磁性コアを、前記各コネクタ片に１つずつ有することを特徴とするコネクタ。
【請求項１７】
前記コネクタを結合する際に前記ハウジングが一緒に固定されることを特徴とする請求項１６に記載のコネクタ。
【請求項１８】
前記コネクタが、電源周波数よりも高い周波数の定格にされることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載のコネクタ。
【請求項１９】
電気エネルギーを提供するために水の波又は流れによって生じる水の動きを用いるエネルギープラントであって、少なくとも１つのエネルギー生産ユニットを備え、前記エネルギー生産ユニットが、水の動きからの力学的エネルギーをアクチュエータの往復運動に取り込むための水中アクチュエータと、前記水中アクチュエータが変換器に回転力をかけるときに力学的エネルギーを電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換器とを備え、前記生産ユニットが、
前記アクチュエータとして請求項１から請求項５までのいずれかに記載の水中ウィングと、
請求項６から請求項１５までのいずれかに記載のヒンジ型エネルギー変換器と、
請求項１６から請求項１８までのいずれかに記載の誘導コネクタと、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、エネルギープラント。
【請求項２０】
前記エネルギープラントが、非対称なプロフィールをもつ水中ウィングを有するいくつかの隣接する生産ユニットを備え、前記プロフィールが前記水の流れの方向との位置関係を保って前半分が右に凹又は前半分が左に凹に設置され、前記２つの連続する生産ユニットの水中ウィングが反対の凹凸にされることを特徴とする請求項１０に記載のエネルギープラント。
【請求項２１】
前記生産ユニットの変換器が、底、水中、又は水面よりも上で前記ヒンジユニットの定置部分への支持を与える回転しない基礎に取り付けられることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載のエネルギープラント。
【請求項２２】
前記アクチュエータを支持軸を中心として方向転換させることによって前記アクチュエータの表面迎え角を調節可能とすることができることを特徴とする請求項１９から請求項２１までのいずれかに記載のエネルギープラント。
【請求項２３】
前記プラントの前記ウィングのプロフィールが、前記ウィングのプロフィールの力が前記プロフィールの異なる側部上の流速差に起因して生じる圧力差によって生じる位置にあることを特徴とする請求項１９から請求項２２までのいずれかに記載のエネルギープラント。
【請求項２４】
前記プラントの前記ウィングのプロフィールが、前記ウィングのプロフィール上の水の流れによって生じる力成分が水の流れの方向と直交する方向の力成分よりも水の流れの方向に小さい形態及び位置を有することを特徴とする請求項１９から請求項２３までのいずれかに記載のエネルギープラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、波、潮、又は流れに起因する水の動きを用いる水中エネルギープラントに関する。本発明はまた、こうしたプラントの部品、すなわち、水の動きのエネルギーを取り込むための水中ウィング、力学的エネルギーを電気エネルギーに変換する装置、及び電気エネルギーを伝達するためのコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
波エネルギープラントを提供するための従来技術の解決策が、文書ＷＯ２００４／０９７２１２で開示される。波エネルギープラントは２つ以上の生産ユニットを有し、海盆の底に沈められた生産ユニット又はそれらの部品を海盆の水塊が作動させるように適合される。生産ユニットは、水塊の運動エネルギーを、電気エネルギー、力学的エネルギー、又は中間因子（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  ａｇｅｎｔ）の圧力などの他の形態のエネルギーに変換するために用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の波エネルギープラントに或る問題が関係している。流れのあらゆるプロフィールが、流れ側での増加した圧力と他方の側での減少した圧力（吸引）に起因して力を生じさせる。吸引はより重要であり、通常は圧力による力の２／３までを生じさせる。ＷＯ２００４／０９７２１２Ａ１で提示される場合の水中フラップは、プレート状の本体に対するよどみ圧を使用する。これはプレートの前／流れ側に過圧を生じるが、反対側の表面に沿った流速は増加していないので、反対側ではより重要な吸引が効果的に生じない。加えて、側縁（添付図２の４参照）の周りの流れが乱流を生じさせ、後ろ側の小さい吸引をより一層減少させる。プレートが垂直位置から下に方向転換するときに、流れの方向が表面の法線から離れるように方向転換し、したがって生じる圧力差がより一層減少する。また、流れの迎え角がプレートの軸線に対して直線ではない場合、前縁の周りの流れが効率をより一層低下させる。
【０００４】
水の動きのエネルギーが船又はウィングなどの移動している表面又はブイなどの浮いている体積に取り込まれるときに、高揚力で非常に低速度の問題がある。したがって、直線駆動発電機（ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｄｒｉｖｅ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）は、磁気飽和に起因して極めて大型の機械となり、速度の増加が必要とされる。これは、普通は別個の水力部（ｈｙｄｒａｕｒｉｃｓ）を備える。低層水又は中層水中の現在の水力式動力伝達システムは、たわみホース並びにいくつかのコネクタ及び弁を伴う長い配管ラインを有する。これは以下の問題を引き起こす。
−流動抵抗が作動流体を加熱し、作動流体が、システムにより多くの流動抵抗を付加する別個の冷却器又は冷却ラインの中で冷却される必要がある。
−増加した流動抵抗が、一過性のエネルギーピークに反応する及びこれを取り込むシステムの能力を削減する。これらのピークに従うディメンショニングは、システムを平均的な使用に対して過度に大きいものにし、平均的なデューティでは、ディメンショニング圧は圧力制限弁で解放されなければならず、したがって提供されるエネルギーが失われる。
−長いラインは、水力アキュムレータの効率的な使用を難しいものにする。
−すべての構成部品及びラインはまた、スペース要件及びサイズを付加し、したがって費用が増大する。
−波と共に規則的に停止する及び再始動する発電機システムが電源回路網に有害なピークをもたらし、プラント全体の有用性が低下する。
【０００５】
水中電気接続は、乾燥環境で公知である技術でなされ、したがってそれらは水中環境では実際的ではない。それらはまた、発電機が作動している間は接続／接続解除することができない。ダイバー、遠隔操縦水中無人機、又は他の遠隔機器によって湿潤環境で高出力接続を行うことはまた、漏電及び短絡の恐れがあるのでリスクが高すぎる。したがって、機能しないユニットの交換は非常に費用がかかり、プラント全体のシャットダウンを必要とする。
【０００６】
結果として、システムは、好ましいようにその場で保守することが非常に難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術のエネルギープラントの問題を回避する又は低減することができる、水の動きを用いるためのエネルギープラント及びエネルギープラントの部品を提供する新しい解決策を提供することである。
【０００８】
本発明の一態様によれば、水の動きからのエネルギーをウィングの往復運動に取り込むためのエネルギープラントの水中ウィングであって、平坦でないプロフィールを有することを特徴とするウィングにより目的が達成される。ウィングのプロフィールは、好ましくは低摩擦で高揚力が達成されるような形態を有する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、水の動きを用いてエネルギープラントで力学的エネルギーを電気エネルギーに変換するための変換器であって、変換器がカバー及びカバー内のシャフトを備えるヒンジ型変換器であり、シャフト及びカバーが互いとの位置関係を保って回転することができ、変換器が、
相対回転速度を増加させるための機械式又は水力式動力伝達装置と、
前記回転によって駆動される発電機と、
をさらに備えることを特徴とする変換器により目的が達成される。
【００１０】
本発明のさらなる態様によれば、水中環境で電気エネルギーを伝達するためのコネクタであって、二等分にされたコネクタ片間の磁気誘導を用いて電気エネルギーを伝達するための手段を備え、水密ハウジングの中に少なくとも部分的に閉じ込められる、２部品に分割される強磁性コアを、各コネクタ片に１つずつ有することを特徴とするコネクタにより目的が達成される。
【００１１】
本発明のさらなる態様によれば、電気エネルギーを提供するために水の波、潮、又は流れによって生じる水の動きを用いるエネルギープラントであって、少なくとも１つのエネルギー生産ユニットを備え、エネルギー生産ユニットが、水の動きからの力学的エネルギーをウィングの往復運動に取り込むための水中ウィングと、水中ウィングが変換器に回転力をかけるときに力学的エネルギーを電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換器とを備え、生産ユニットが、
本発明に係る水中ウィングと、
本発明に係るヒンジ型エネルギー変換器と、
本発明に係る誘導コネクタと、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、エネルギープラントにより目的が達成される。
【００１２】
本発明のいくつかの好ましい実施形態は従属請求項に記載される。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、水中ウィングのプロフィールは対称又は非対称である。さらなる実施形態によれば、この構造体は流れが往復方向を有する場合の波エネルギープラントに好ましく用いられるので、非対称なウィングのプロフィールは鏡面対称の２つの前縁を有する。対称なウィングのプロフィールは、流れの方向が長時間一定である場合の潮又は川の流れに好ましく用いられ、ウィングの往復運動は、例えばウィングをそれらの支持軸を中心として方向転換させることによって迎え角を調整することにより達成される。
【００１４】
ウィングは、好ましくは、水の流れが例えば反動タービンで公知である反動原理に従って力を生じる形態を有する。こうしたウィングは、流れる水が、例えば衝動タービンで公知である作用の力よりも大きい反作用の力をもたらすプロフィールを有する。より具体的には、プラントのウィングのプロフィールは、好ましくは、ウィングのプロフィール上の水の流れによって生じる力成分が水の流れの方向と直交する方向の力成分よりも水の流れの方向に小さい形態及び位置を有する。言い換えれば、水の流れによって生じる揚力はよどみ圧によって生じる力よりも高い。ウィングの形態及び位置は、好ましくは、揚力が最小の抗力で水の流れから最大限のエネルギーを提供するように最適化される。本発明の別の実施形態では、ウィングの表面迎え角は、ウィングを支持軸を中心として方向転換させることによって調節可能である。
【００１５】
ウィングは、好ましくは、水の流れの方向によりも水の流れと直交する平面により近い方向に往復運動を提供するように構成される。したがって、ウィングの回転軸は、水の流れと直交する平面によりも水の流れの方向により近い方向を有する。最も好ましくは、ウィングは、水の流れの方向と直交する平面内で動き、回転軸は水の流れの方向を有する。
【００１６】
本発明の一実施形態では、変換器は、回転可能に固定されたカバー又はシャフトのいずれかを有し、他方は回転部材である。別の実施形態では、変換器は、ヒンジ型変換器に回転力をもたらすのに水の動きを用いるための水中ウィング用の接続部を有する。さらなる実施形態では、変換器は、ウィングを好ましい位置に方向転換するための手段を有する。
【００１７】
一実施形態によれば、変換器は、高いエネルギーピークを受け取ることを可能にし、電力生産を調節するために、シャフトに組み込まれる配管を有さない高圧アキュムレータを備える水力式動力伝達装置を有する。別の実施形態によれば、変換器は、システム内の正圧を保つ低圧アキュムレータを備える水力式動力伝達装置を有する。
【００１８】
一実施形態では、変換器は、１つ以上のエピサイクリック歯車段を備える機械式動力伝達装置を有する。さらなる実施形態では、変換器は、自律式であり、ビルジポンプ、シーリングフラッシングポンプ、及び／又は作動流体戻しポンプを有する。別の実施形態では、変換器は、有線式（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）であり、フィルタリング及び漏れの除去を伴う外部作動流体の再循環を有する。
【００１９】
本発明の一実施形態では、変換器は遠隔制御される。
【００２０】
一実施形態によれば、コネクタを結合する際に、二等分にされた誘導コネクタ片のハウジングが一緒に固定される。さらなる実施形態では、コネクタは、電源周波数よりも高い周波数の定格にされる。
【００２１】
本発明の一実施形態では、エネルギープラントは、非対称のプロフィールをもつ水中ウィングを有するいくつかの隣接する生産ユニットを備え、プロフィールは、水の流れの方向との位置関係を保って前半分が右に凹又は前半分が左に凹に設置され、２つの連続する生産ユニットの水中ウィングは反対の凹凸にされる。
【００２２】
さらなる実施形態では、生産ユニットの変換器は、底、水中、又は水面よりも上で変換器の定置部分への支持を与える回転しない基礎に取り付けられる。
【００２３】
本発明の一実施形態では、アクチュエータの表面迎え角は、アクチュエータを支持軸を中心として方向転換させることによって調節可能である。さらなる実施形態では、ウィングのプロフィールは、ウィングのプロフィールの力がプロフィールの異なる側部上の流速差に起因して生じる圧力差によって生じる位置にある。流速は、好ましくは、水の流れてくる方向から見てウィングの前側でよりもウィングの後ろ側での方が高い。
【００２４】
本発明の一実施形態では、アクチュエータは、２つの位置間でその支持軸を中心として方向転換され、第１の位置は、アクチュエータを第１の方向に移動させるために用いられ、第２の位置は、アクチュエータを第２の、反対方向に移動させるために用いられ、これにより、一定方向に流れている流れのエネルギーを用いることができる。このように、発明的な解決策を例えば潮及び川の流れに用いることができる。
【００２５】
以下では、本発明が添付図の助けを借りて説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る例示的なエネルギープラントを示す図である。
【図２】従来技術の水中プレートと、本発明に係る２つの例示的な水中ウィングを示す図である。
【図３】機械式歯車を含む本発明に係る例示的なヒンジ型エネルギー変換器の斜視図である。
【図４】機械式歯車を含む本発明に係る例示的なヒンジ型エネルギー変換器の斜視図である。
【図５】本発明に係る変換器の例示的な発電機の端面図である。
【図６】本発明に係る例示的な電気コネクタ対の斜視図である。
【図７】本発明に係る例示的な電気コネクタ対の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、本発明に係るエネルギープラントの例示的な実施形態を示す。エネルギープラントは、それぞれが水中ウィング９、１０、１１、ヒンジ型エネルギー変換器１２、及び変換器の発電機にケーブルで接続される誘導コネクタ４６を備えるエネルギー生産ユニットのマトリクスを有する。遠隔制御により、水中ウィング又はプレートを好ましい位置に方向転換することができる。水の流れの方向は矢印８で示される。ウィングは、好ましくは、それらの位置が垂直位置の両側に交互するように動かされる。効率は、ウィングの垂直位置で最も高く、ウィングが垂直位置から離れていくときにより低くなる。これは、例えば、水の流れが底の付近ではより小さいためである。
【００２８】
図２は、従来技術の水中プレート３と、本発明に係る水中ウィング５、７の２つの例示的な実施形態を示す。従来技術のプレートは平坦な形状の表面を有し、一方、本発明に係るウィングは平坦でない形状の表面を有する。本発明に係るウィングの形態は、例えばプロペラなどに用いられるウィングプロフィールとすることができる。吸引側での流れは、より長い距離を移動して、圧力の減少及び効果的な吸引をもたらし、一方、前側では速度が減少して過圧が生じる。ウィングは、したがって、水の流れが、例えば衝動タービンで公知である作用の力／よどみ力ではなく、主に例えば反動タービンで公知である反動原理に従って力を生じる形態を有する。
【００２９】
発明的な実施形態に係るウィングは、より効率的なアクチュエータ表面を含む。これは、異なるサイズのプロフィール上の過圧と吸引との両方で力を発生させるために、例えば潮又は川の波２によって生じる流れ１にほぼ沿って方向転換されるプロフィールである。迎え角は、好ましくは、図２の６及び図１の１１のように、効率を著しく低下させることなく流れの種々の方向に適合するように調節可能である。
【００３０】
一般に公知のように、圧力により生じる力の大部分は、あらゆるプロフィールの前半分で発生する。したがって、本発明に係るプロフィールの一実施形態は２つの鏡面対称の前縁を有する。
【００３１】
ウィングのプロフィールは、対称とすることができ、側部は、プロフィール７のように互いの鏡像である。両端は、各方向の流れ条件に従って異なる形状を有することができる。この解決策は、２つの位置間で迎え角を調整することによって発振運動が生じるときの同じ方向からの一定の又は長期の流れに関して好ましく、第１の位置は、第１の方向のウィングの移動を提供するために用いられ、第２の位置は、第２の、反対方向のウィングの移動を提供するために用いられる。このように、発明的な解決策を例えば潮及び川の流れによる発電機に用いることができる。
【００３２】
ウィングのプロフィールはまた、プロフィール５のように左側と右側とで異なる形状を有する非対称とすることができる。両端は、各方向の流れ条件に従って異なる形状を有することができる。この解決策は、波のような自然に発振する流れに関して好ましい。ウィングはまた、１つの一様な部品の代わりに一組のリブからなってもよい。
【００３３】
迎え角はまた、ヒンジ上の回転モーメントを最大にして、異なる流速及び流れの方向の変化におけるエネルギーの取り込みを最適化するように調節可能とすることができる。非対称のプロフィールを用いる場合、図１の流れ８の下流で、隣接するウィング列からの電力出力を増加させるために交互に前半分が右に凹のプロフィール９及び前半分が左に凹のプロフィール１０を用いることが有益である。
【００３４】
両方のプロフィールについて、迎え角及びプロフィールを、それに沿った流速の差に起因してウィングに沿って変化させることができることに留意されたい。ウィングの迎え角は、好ましくは、水の流れのより小さい速度に起因して、変換器の近くでの方が変換器から遠い端でよりも高い。これは、ウィングの恒久的形態に又は動的制御に構成することができる。したがって、プロフィール全体又はその一部を回転させることによって迎え角の動的調整を行うことができる。
【００３５】
平均流れ（一定又は往復する）がほぼ一定方向を有する領域に、ユニットを定置することができる。春の嵐及び秋の嵐の異なる天候条件に起因して到来する波などの流れの方向が顕著に変化することがある領域では、ユニットは、係止可能なカルーセル基礎（ｃａｒｏｕｓｅｌ  ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ）上に設置することができる。それらの配向は、主要な期待される流れ方向に従って調節可能である。
【００３６】
平均流れ方向が未知の場合、これは外部センサ及びユニットに送られている方向データで若しくはウィング又はヒンジ基礎上のローカル圧力センサ又は流れセンサで測定することができる。この測定は本質的なものではなく、ユニットは、ウィングを垂直位置にとどまらせる迎え角を探すことによって平均流れを感知することができる。
【００３７】
往復する流れでは、例えば波では、ウィングは、一定の迎え角に調整することができる。しかしながら、ヒンジの方向転換モーメントを最大にするために回転中に迎え角に軽微な調整を行うことが有益である。これは、規定された角度データに従って又は迎え角の小さい一時的変化で最大モーメントを探すことによって行うことができる。方向転換モーメントは、ヒンジの定置部分に対する歪みゲージで剪断変形から及び／又は作動流体に対する圧力センサから測定される。
【００３８】
ほぼ静止した流れでは、迎え角は、ウィングを垂直位置に直立させる両側の中立角度に調整される。この場合、迎え角は、各移動の終わりに逆回転させるために変更されなければならない。回転中の迎え角の微調整は有益であり、往復する場合と同様に行われるであろう。
【００３９】
図３〜図５は、本発明に係るヒンジ型エネルギー変換器の例示的な実施形態を示す。図３の変換器は機械式歯車を有し、図４の変換器は水力式歯車を有する。ヒンジ型変換器は、発電機ロータ１３を駆動するために回転速度を増加させる動力伝達装置を含む。動力伝達は、単一の又は複数の歯車段１４で、又は図４に示すように水力駆動を用いて行うことができる。エピサイクリック段が、それらの長寿命とパワーバランスのため好ましい。ロータは、最も速い回転段、示された構成では第２段の太陽歯車１５に取り付けられる。ステータ１６は、示された構成ではカバー１７であるヒンジの定置部分に取り付けられる。シャフト又はカバーのいずれかは、定置部材となるように構成することができ、他方は回転部材であることに留意されたい。電気が、ＤＣに変換され、インバータ１８で電圧及び周波数を補正するためにチョップされる。図３のビルジポンプ１９及び図４の４３は、機械的に又は電気的に駆動することができる。フラッシングポンプ２０は、最も外側のシーリングへのすすぎの流れをもたらすためにフィルタ２１を通して水を吸い上げる。
【００４０】
水力ヒンジ型変換器では、図４のシャフト２２は、水力アキュムレータを形成し、したがって高圧側がチャンバ２６から入口弁２５を通して一時的に高い流れピークを受け入れることを可能にするガスブラダ２４を有する高圧流体容積２３を含む。配管又はホースは必要とされず、したがって根本的に高圧流れ摩擦が低減させる。
【００４１】
構成に応じてシャフト２７の中に又はこの周りに低圧容積を構成することができる。シャフトの中で、作動流体が、弁２８を通して膨張チャンバ３４に直接送られる。低圧容積はまた、体積変化を補償して周囲の水に対する正圧を保つためにガスブラダ２９を含む。シャフト又はカバーのいずれかは定置部材とすることができ、他方は回転部材であることに留意されたい。
【００４２】
回転カバー構成では、発電機ロータ３１を作動させる水力モータ又はタービン３０は、シャフトの内部の高圧容積の隣か又は図のようにシャフトとカバーとの間とすることができる。定置型のカバー構成では、発電機は好ましくはシャフトとカバーとの間に存在するが、シャフトの内部などの他の場所も可能である。発電機ステータ３２がヒンジの固定部分に取り付けられる。
【００４３】
シャフト、カバー、動力伝達装置、及び発電機は、好ましくは、組立体の一体化を容易にするために変換器の中に同軸に配置される。
【００４４】
ヒンジの可能なさらなる用途は、ローカルアキュムレータがパワーピークをフィルタリングする、したがって流れを調節する状態で、外部発電ユニットに加圧された作動流体をもたらすことにある。圧力アキュムレータは、機能的圧力及び温度で沸騰し、したがってアキュムレータの圧力を一定に保つ流体で、加圧される。１つのこうした流体は二酸化炭素である。
【００４５】
作動流体は、図５のようにシャフトとカバー２６との間の可変容積チャンバの中で加圧される。１つおきにシャフトに及び他はカバーに取り付けられる羽根３３によって分離される、１つ以上のチャンバ対が存在する。長く確実に機能することを求めて、この構成は、２つ以上のチャンバ対を有する対称な構成である。作動流体は、カバー壁を通して冷却される。ビルジポンプ及びシーリングリンスは、図３のようにチャネル、ポンプ、及び配管と共に構成される。作動流体の漏れは、チャネル及びパイプ３５を通してポンプでシステムにフィードバックされる。
【００４６】
発電機で発生した電気がＤＣに変換され、次いで、さらなる伝達のためにインバータで適切な電圧及び周波数にチョップされる。外部接続（電力線、遠隔感知部、及び制御部）がヒンジの定置部分に取り付けられる。
【００４７】
図６及び図７は、本発明に係る誘導コネクタの例示的な実施形態を示す。誘導コネクタ４６を用いることで、ユニットは、作動中にプラント給電網に安全に接続する及びそこから分離することができる。生産ユニットからのケーブルが水密ペネトレータ４４に来て、水密ペネトレータ４５からのケーブルが生産エネルギー収集地点に行く。コネクタは、好ましくは、迅速固定式（ｑｕｉｃｋ  ｆｉｘｉｎｇ）クランプ４１を備える。コネクタは、生産ユニット用の巻線３７を有する二等分された強磁性コア３６とプラント集電ケーブル用の巻線３８を有する二等分された強磁性コア３６との、２つの部品からなる。コアは、水密ハウジング３９及び４０の中に閉じ込められる。コア又はそれらのコーティングは、耐水性の材料で作成することができる。この場合、コアの端面は、水密ハウジングの外側とすることができ、一方、二等分にされたコネクタ片のコア表面は、コア間に最小のギャップをもって対向配置することができる。このように、電気エネルギーの伝達は効率的である。迅速取付け式クランプを固定した後で、コネクタ間の空隙が、可撓性カラー４１の内部に吹いている空気又は他のガスで乾燥される。
【００４８】
変換器のインバータユニットは、ネットワーク周波数及び位相を感知し、したがって出力を同期させる。
【００４９】
装置はまた、水力を発生させるモータとして発電機を作動させるために逆にすることができる。この機能では、流れを取り込む表面は、それらをアイドルにさせるのではなく必要な時に遠隔的に下向きに方向転換することができる。
【００５０】
上記は本発明に係る解決策のうちのほんのいくつかの実施形態を説明していることに留意しなければならない。本発明の原理は、例えば実装及び使用領域の詳細において、特許請求項によって定められる保護の範囲内で当然修正することができる。
【００５１】
水中ウィング、ヒンジ型変換器装置、及び誘導コネクタまたは、異なるタイプの波発電所に別々に及び独立して適用できることに留意されるべきである。
【００５２】
本発明に係るエネルギープラントは、波によって生じる水の動きを用いることが好ましいが、代替的に又は加えて、潮、川の流れなどによって生じる水の動きを用いてもよいことにもさらに留意されたい。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月17日(2017.11.17)
【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】
往復する水の動きからのエネルギーを水中ウィングの往復運動に取り組むためのエネルギープラントの水中ウィングであって、
前記水中ウィングは、平坦でないプロフィールを有し、前記水中ウィングは水の流れの方向によりも水の流れと直交する平面により近い方向に往復運動を提供するように構成され、前記水中ウィングのプロフィールの形態は非対称であり、前記ウィングのプロフィールは前記ウィングのプロフィールの両側で鏡面対称の２つの前縁を有する、水中ウィング。
【請求項２】
前記水中ウィングが、前記ウィングを支持軸を中心として方向転換させることによって前記ウィングの表面迎え角を調節可能にする取付け手段を有する、請求項１に記載の水中ウィング。
【請求項３】
電気エネルギーを提供するために水の波又は流れによって生じる水の動きを用いるエネルギープラントであって、少なくとも１つのエネルギー生産ユニットを備え、前記エネルギー生産ユニットが、水の動きからの力学的エネルギーをアクチュエータの往復運動に取り込むための水中アクチュエータと、前記水中アクチュエータが変換器に回転力をかけるときに力学的エネルギーを電気エネルギーに変換するためのエネルギー変換器とを備え、前記生産ユニットが、
前記アクチュエータとして請求項１に記載の水中ウィングを含む、エネルギープラント。
【請求項４】
前記エネルギープラントが、非対称なプロフィールをもつ水中ウィングを有するいくつかの隣接する生産ユニットを備え、前記プロフィールが前記水の流れの方向との位置関係を保って前半分が右に凹又は前半分が左に凹に設置され、前記２つの連続する生産ユニットの水中ウィングが反対の凹凸にされる、請求項３に記載のエネルギープラント。