(57)【要約】  進行する波によって駆動されると直列に次々と動き、重力および引き波の力によって戻ることができる少なくとも２つのパドルユニットを担持するフレーム（５）を備えた波力発電プラント。プラントは、パドルユニットの２方向の継続する動きを電気エネルギーに変換する少なくとも１つのクランクシャフト機構を有する適正な手段を構成として含む。各前記パドルユニットは、海中に沈められるロッド（３）を備え、前記ロッドは、前記フレーム（５）上に、それに対して枢動することが可能なように装着され、前記ロッド（３）の下端がパドルプレート（４）によって終端し、前記パドルユニットは、前記フレームに直列に配置されている。各パドルユニットによって首尾よく利用されるエネルギーは、波の前方への力によるパドルの前方移動のエネルギーと、波の後方への力およびパドルの重力によるパドルの後方移動のエネルギーとを加えたものに等しい。プラントのエネルギーは、１つまたは複数の発電機を回転させる少なくとも１つの油圧機械に利用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのパドルユニットを担持する、脚部６を有するフレーム５を備え、前記パドルユニットは進行する波によって移動可能であり、各前記パドルユニットは、海中に沈められるロッド３を備え、前記ロッドがフレームに、それに対して枢動することが可能なように装着され、前記ロッドの下端がパドルプレート４によって終わり、前記諸パドルユニットは、パドルプレートが隣接して直列に配置され、それによって進行する波のエネルギーを連続的に受け取り利用するようにフレーム上に設置され、各前記パドルユニットには、パドルユニットの往復枢動運動を電気エネルギーに変換する専用変換手段が設けられ、前記変換手段は、ロッド３によって駆動可能に上側フレーム５に取り付けられた少なくとも２つのクランクシャフト機構を備え、前記クランクシャフト機構は、パドルユニットの前方運動でパドルのエネルギーが受け取られ利用されると共にパドルユニットの後方運動でもパドルのエネルギーが受け取られ利用され、パドルの前方運動およびパドルの後方運動の前記パドルのエネルギーが少なくとも１つの油圧機械に受け取られ利用されるようにすることを作動原理とする波力プラント。
【請求項２】
前記クランクシャフト機構が双方向ピストン１である、請求項１に記載のプラント。
【請求項３】
前記パドルユニットは、プラントが最大のエネルギーを受け取るために、常時、潮汐時であっても、海面水位下のプレート高さＺを含むパドル高さの最適な固定位置を見出すように油圧システムによって管理されながら垂直運動で移動するように前記フレーム上に固定され、前記パドル高さは、海水が潮汐によって上昇、下降を続けるときでも、その位置に維持される、請求項１または２に記載のプラント。
【請求項４】
前記油圧システムは、油圧モータＨＭ、ブレーキＢＲ、およびケーブル２２を有するシステムであり、パドルロッド３は、入れ子式の動作と同様な動きができるように、任意の数の部分に分割することができる、請求項３に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋波エネルギーおよび重力エネルギーを使用し、これらエネルギーを電気エネルギーに変換するプラントに関する。本発明によるプラントは、高パワーの出力を発生することができる。
【背景技術】
【０００２】
海洋波からエネルギーを生成するには、たとえば、波高に基づく解決法、波の運動に基づく解決法など、様々な解決法がある。本発明は、波の前方運動、波の後方運動、および重力により、波長および波幅の両方を、他に提案されている解決法が使用していないような最も効率的な方法で利用する。
【０００３】
以下は、下記に列挙された特許に対し、作動原理および構造の点、ならびにエネルギーの観点、すなわちより大きなエネルギーを獲得し生成することができる点の双方から見た本発明固有の新規性の例である。
【０００４】
１．（ｉ）米国特許第５０８４６３０号では、波幅のみを利用し、波長は利用していない。
この特許では、波幅の各区間毎にパドルが設けられた複数のユニットからなるシステムが開示されている。各パドルの底部にはプレートがある。プレートは波の運動方向に対して横方向に互いに離隔している（該特許の上面図、図１に示されている）。各パドルはポンプを作動させる。この方法では、波がパドルを打ってそれを離れた後、波は進み続けるがその後はパドルに接触しないので、波の力が十分には利用されない。図１では、３０の一部がプレート４４を打ち、パドルを離れ、波のその部分は、力をそれ以上利用されることなしに移動し続ける。波３０の別の部分はプレート４６、４８、５０、５２、５４、および５６を打ち、波の一部分それぞれが１つのプレートのみを打ち、その力をそれ以上使用することなく移動し続ける。したがって、波力が完全には利用されていない。米国特許第５０８４６３０号に開示されているシステムは海面水位の変化を使用する。この目的のために、そのシステムには、一組の個別のポンプを含む専用のサブシステムが設けられている。これを備えることによって、パドルの配置を海面水位の変化に同調させる制御手段が新たに必要になるので、システム全体が複雑になる。さらに、パドルの配置が連続的に変化し、利用可能なエネルギーを最大に利用するのに十分な深さにパドルが沈められないので、波の下方で移動する波の成分についてはそのエネルギーを利用することが不可能である。
【０００５】
本発明は、以下の方法で、波長および波幅の両方を最も効率的に利用する。諸パドルの下端は波幅に平行である。それらは、上から見ると直列に、互いに前後に重ねて配置されている。そこで、波の一部が最初のパドルの下端を打つと、移動を続け、その波の一部が平らになるまで他の諸パドルをさらに打つ。このようにして、波力がより効率的に利用されて、波から最大のエネルギーが得られる。
【０００６】
最初の波に続いて来る次の波のエネルギーも、同様に利用される。
（ｉｉ）米国特許第５０８４６３０号は、各パドルの一方向のエネルギーのみを利用する。
【０００７】
図３〜７に示されたパドル６６＋６８＋７０＋８２＋８４が前方に枢動すると、図８に示されたピストン１２４＋１２８が油圧シリンダ１３０内の油を押して、１８８、１４６、およびアキュムレータ１４０を介して発電機１９６にエネルギーを与える。油は、油圧タンク２０８からパイプ２１０を通って来る。波がパドルを離れた後パドルが後方に戻るとき、ピストン１２４＋１２８は元に戻り、必要ならある量の空気および／または油を吸入パイプ２１２を介してタンク２０８に押し戻す。アキュムレータ１４０は油を得ることなく、発電機１９６はエネルギーを与えられない。米国特許第５０８４６３０号は、一方向ピストンを有する。該特許はパドルの一方向のエネルギーを利用し、該特許はパドルのエネルギーを利用していない。
【０００８】
本発明は、パドルの全エネルギーを利用する。本発明は、各パドルに双方向のピストンを有する。パドルが波と共に前方に動くと、油圧シリンダ内のピストンが油を第１のアキュムレータに押送し、波がパドルを離れた後、パドルが後方に戻り、同じピストンが第２のアキュムレータに油を押送する。２つのアキュムレータが、発電機を回転させる油圧機械にパイプを介して油を給送する。本発明は、パドルの前方枢動およびパドルの後方枢動の両方からエネルギーを受け取る。
【０００９】
２．（ｉ）国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８またはオーストラリア特許出願ＰＰ８９３２号または英国特許出願ＧＢ９８００３９４．０（これらは同一出願である）
該出願（以下「国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８」と呼ぶ）は、明細書５ページのパラグラフ４、６、および７に、該発明は、２個の油圧シリンダをもつ２個のピストンを備える１つのロッドを有し、その両方が油を１つのアキュムレータに給送することを示す。それは理論上のことであり、実際には、油圧シリンダがアキュムレータを充填することができる唯一の方法は、１つずつによるものである。パドルロッドの上側の油圧シリンダは１つずつ作動し、パドルロッドの下側の油圧シリンダも１つずつ作動するが、パドルロッドの上側および下側の全ての油圧シリンダが１つずつ作動するわけではない。このように、アキュムレータを適切に充填し、作動させることができない。国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８は、アキュムレータにエネルギーを生成するところまでのみに利用することができる。アキュムレータは、発電機を作動させる油圧機械に油を送るべきである。国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８では、アキュムレータが作動しないので、アキュムレータから発電機に進むことができない。国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８は、１つのアキュムレータを使用するので、作動しエネルギーを生成することができない。
【００１０】
一方、本発明では、アキュムレータは２つある（添付の図４に示す）。パドルが前方に移動するとき、全てのピストンが油を第１の方向に排出し、１つ１つが油で第１のアキュムレータを満たしていき、パドルが後方に移動するとき、全てのピストンが油を第２の方向に排出し、１つ１つが油で第２のアキュムレータを満たしていく。本発明は、発電機を回転させる油圧機械に油を給送する２つのアキュムレータによって、電気エネルギーを生成するのに利用することができる。
【００１１】
（ｉｉ）国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８の特許請求の範囲には、パドルユニットの後方への移動でエネルギーが利用されるとは記載されていない。すなわち、波がパドルプレートを離れた後、パドルはその重力および後方への波の力で枢動して戻るが、このパドルエネルギーは利用されない。利用されるエネルギーは、パドルプレートを打つ波のエネルギーだけである。各パドルの重力エネルギーおよび引き波のエネルギーは利用されない。
【００１２】
一方、本発明では、前方へのパドルユニットの移動でも、パドルのエネルギーは受け取られ利用され、後方へのパドルユニットの移動でも、パドルのエネルギーは受け取られ利用されることが、請求項１に示されている。
【００１３】
本発明は、パドルの全エネルギーを利用する。各パドルに双方向ピストンを有する。パドルが波と共に前方に動くと、油圧シリンダ内のピストンが油を第１のアキュムレータに押送し、波がパドルを離れた後、パドルが後方に戻り、同じピストンが第２のアキュムレータに油を押送する。２つのアキュムレータが、発電機を回転させる油圧機械にパイプを介して油を給送する。本発明は、パドルの前方枢動およびパドルの後方枢動の両方の運動からエネルギーを受け取る。
【００１４】
本発明は、エネルギーを最も効率的な方法で生成し、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ９９／００２５８より優れている。
３．（ｉ）国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１の国際予備審査報告第Ｉ項に説明されているように、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１はその明細書に、本発明とは別の方法および別の図面を示している。国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１の国際予備審査報告第Ｉ項の図１〜図６は本発明によるものである。
【００１５】
下記は、上記国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１の国際予備審査報告の第Ｉ項に記載された事項である。
『本審査機関は、２００２年６月１７日付（２００２年１０月２１日受領）の補正書は、ＰＣＴ第３４条（２）（ｂ）に反し、最初に提出された願書の内容を超えて拡張する主題を導入するものと思料するものである。関連する補正は下記の通りである。
【００１６】
上記の文書によって該出願は図面ページ１／６の図１および２を補正し、図面ページ４／６の図５および図面ページ５／６の図６を導入した。図１および図２中の補正された「連結部」ならびに追加された２つの図５および図６は、最初に出願された図面ページ１／５〜５／５には含まれていなかった。
【００１７】
図１および図２中の補正された「連結部」、または追加の図５および図６が、いかにして最初の出願の内容から直接、自明に導き出せるのか明らかでない。前記図１、２、５、および６に示されたそれぞれの構造配置は、実際は最初の主題から除外されないかもしれないが、最初の出願で、図５および６の前記それぞれの構造配置が、特許請求の範囲に記載される発明を実施するために実現される必要がある、または、いかに／なぜ最初の図１および２の「側部から側部への連結部」が「基底部から基底部への連結部」に置き換えられ得るのか明確には示されていないことが残る。
【００１８】
したがって、図１および２における補正、ならびに図５および６の追加は、ＰＣＴ第３４条（２）（ｂ）に反して、最初の出願の内容を超えて拡張された事項を事実上導入する。
【００１９】
ＰＣＴ規則７０．２（ｃ）によって分かる通り、この国際予備審査報告は、上記の補正および追加が行われなかったものとして、確定される。したがって、この報告の残りの部分に関しては、理論的に、書類上の図は最初に提出された図面ページ１／５〜５／５に示されている図であるとみなされる。同様に、補正に関する記述部分および図面の追加は、行われなかったものとみなされる。ＰＣＴ様式／別冊／４０９（シート１）（ＥＰＯ−１９９７年４月）』
国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１のようにロッド３の連結部が１４の側部に連結されていると、波が到達し打つとき、１４の側部の距離にパドルの重量を掛けたモーメントから来るエネルギー損失がある。プラントが大きい場合、パドルそれぞれが大きな重量をもち、その重量が大きなエネルギー損失を伴う大きなモーメントをもたらす。
【００２０】
国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１の国際予備審査報告の結果、本出願人は、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１に対して送付した新しい図１および２を用いて本発明の国際特許出願を行わざるを得なくなった。それらの図は、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１の国際予備審査報告が公表されなかったので、公表されていない。さらに、このパラグラフから上へ３番目のパラグラフの記載「ＰＣＴ規則７０．２（ｃ）によって分かる通り」から語句「図面の追加は、行われなかったものとみなされる」に留意されたい。
【００２１】
本発明の基底部から基底部への連結は、大きな利点を伴う本質的な変化をもたらし、プラントのエネルギー生成量は、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１より大きくなる。
【００２２】
（ｉｉ）国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１は、その請求項１に記載されているように、パドルユニット１つずつにクランクシャフト機構を１つだけしか使用しておらず、極めて小さな波のみに適用できる。該特許出願を、高い波に適用することはできる。高い波（たとえば高さ５メートルの波など）が到達すると、パドルプレートを大きな力で打つ。１つのクランクシャフト機構は、本発明の図ではピストン１であるが、極めて大きくなければならず、ピストンの寸法が、作動させるには現実的なピストンではない。
【００２３】
ピストンの面積は以下の式によって計算される。すなわち、
ピストンの面積＝（波の力）／（油圧システム中の圧力）
ピストンが極めて大きく現実的でないので、プラントは、少なくとも２つのピストンを備えて、２つ（たとえば２つ）のピストンのそれぞれ１つの面積が最初の１つのピストンの半分の大きさになるようにしなければならず、１つのピストンを少なくとも２つのピストンに分割することによってのみ、プラントは作動し得る。
【００２４】
一方、本発明は、プラントの電気エネルギー生成量を大きくするために、大パワーをもたらす高い波に適用することができる少なくとも２つのクランクシャフト機構を使用する。
【００２５】
国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１に対する上記２つの変更のそれぞれは、本質的な変更である。上記第１の変更に従えば、本発明のプラントのエネルギー生成量は国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１よりはるかに大きく、第２の変更に従えば、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１は低い波でしか作動できないのに対し、本発明は高い波および低い波で作動しエネルギーを生成することができる。
【００２６】
本発明では、エネルギーを最も効率的な方法で生成し、国際特許出願ＰＣＴ／ＩＬ０１／００２７１のものより優れている。
４．（ｉ）英国特許出願公開第３８４６０３Ａおよび特開昭５７―０８１１６８号公報では、諸パドル全体が１つのクランクシャフト機構を有する。
【００２７】
エネルギーを考察すると、各波のパワーは、波の高さおよび幅に基づいて求められる。波が、第１のパドル、第２のパドル、第３のパドルへと、波が完全に平らになるまで打ちつけ、そして、次の波がやって来る。使い果たされるアキュムレータと全く同様であり、したがって、システムは、損失を除く全パワーを得る。
【００２８】
一般的に、
パワー＝エネルギー／時間＝プラントのパワー＝２つの波の間に直列に配置された全パドルの合計エネルギー／２つの波の時間間隔；で表される。
ワット数を計算する数学的原理は、
Ｐ−波の高さおよび幅に従って計算されるパワー；
μ−パドル効率；とすると、
表１のように表される。
【００２９】
【表１】
2007534878.tif 000003
【００３０】
このように、連続していき、したがって、パドルの数が大きいほど、システムのパワーが大きくなり、最大値Ｐに近づく。
英国特許公開３８４６０３Ａおよび特開昭５７―０８１１６８号公報で最後のパドルをクランクシャフト機構に連結するロッドは、２つの波の間の距離が大きいので、非常に大きく長い。
【００３１】
最大のパワーを得るためには、少なくとも１５のパドルを設ける必要がある。波が、高さ２メートルから５メートルのとき、２つの波の間の距離は、５０〜１００メートルになり、したがって、前記ロッドもやはり５０〜１００メートルでなければならない。
【００３２】
そのように大きなロッド長さが必要なので、英国特許公開３８４６０３Ａまたは特開昭５７―０８１１６８号公報で提案されているロッドの形は、波の力で曲がらないように、極端に厚く大きく、極めて非現実的である。
【００３３】
英国特許公開３８４６０３Ａまたは特開昭５７―０８１１６８号公報で提案されているロッドの重量、および前記状況では一般的である速度の遅い波のために、油ポンプ（油機械を駆動するアキュムレータに連結され、油圧機械が次いで発電機を回転させ電気エネルギーを生成する）のフライホイールを回転させるのに必要な最低５００ｒｐｍの速度を得ることが不可能である。
【００３４】
したがって、英国特許公開３８４６０３Ａまたは特開昭５７―０８１１６８号公報で提案されている構成は、２メートルより高い波が関係してくる場合には全く非現実的になることが強調されるべきである。
【００３５】
したがって、英国特許公開３８４６０３Ａまたは特開昭５７―０８１１６８号公報は、波が小さく、２つの波の間隔が小さいときにのみ適用可能である。高い波が関係する場合は、英国特許公開３８４６０３Ａまたは特開昭５７―０８１１６８号公報によって提案されているプラント全体が機能不全に陥り、使用することができない。
【００３６】
一方、本発明は、パドル間を連結するロッドを用いることをせずに、各パドルユニットに対してクランクシャフト機構を有する。各パドルユニットは独立に作動する。
本発明は、小さい波と大きい波の両方に対し等しく実用的であり、両方の波浪状態下で大パワー能力を達成するのに用いることができ、これが、両英国特許公開３８４６０３Ａ及び特開昭５７―０８１１６８号公報を凌ぐ、本特許出願の技術的革新性である。
【００３７】
本発明は請求項１において、プレート全体が１つのクランクシャフト機構を有する両英国特許公開３８４６０３Ａ及び特開昭５７―０８１１６８号公報との違いを示すために、本発明が、クランクシャフト機構およびピストン、ならびに、各パドルユニットに専用のクランクシャフト機構が設けられていることによる特徴を有することを示している。
【００３８】
（ｉｉ）英国特許公開３８４６０３Ａ及び特開昭５７―０８１１６８号公報は、パドルユニットが後方へ運動するエネルギーは利用しない。波がパドルプレートを離れた後、パドルはその重力および後方への波の力で枢動して戻るが、このパドルエネルギーは利用されない。利用されるエネルギーは、パドルプレートを打つ波のエネルギーだけである。各パドルの重力エネルギーおよび引き波のパワーは利用されない。
【００３９】
一方、本発明は、パドルのエネルギーを全部利用する。各パドルに双方向ピストンを有する。パドルが波と共に前方に動くと、油圧シリンダ内のピストンが第１のアキュムレータに油を押送し、波がパドルを離れた後、パドルが後方に戻り、同じピストンが第２のアキュムレータに油を押送する。２つのアキュムレータが、発電機を回転させる油圧機械にパイプを介して油を給送する。本発明は、パドルの前方枢動およびパドルの後方枢動の両方の運動からエネルギーを受け取る。
【００４０】
本発明では、前方へのパドルユニットの移動でも、パドルのエネルギーは受け取られ利用され、後方へのパドルユニットの移動でも、パドルのエネルギーは受け取られ利用されることが、請求項１に示されている。これが、本特許出願の、英国特許公開３８４６０３Ａ及び特開昭５７―０８１１６８号公報を凌ぐ第２の技術的革新性である。
【００４１】
５．米国特許第５２４４３５９号は、海面水位の差の利用に基づく海洋エネルギー変換システムを記述しており、そこでは、海面水位が、ケーシング１７中を動くピストン２１の線形移動のみに変換される。ケーシング１７は、海底に固定された柱３に固く連結されている。上記変換装置は、直線移動を利用することができるだけで、海洋波の動的エネルギーの利用を可能にはしない。上記の変換装置には、フローティングシステムピストンが備え付けられている。そのピストンは、フロート４１に連結され、それによって、ピストンがピストンケーシング内で線形に移動することが可能になる。その結果、ピストンは、水位の上昇の効果によりそのケーシングの内部で上昇するのに極めて僅かな力しか必要としない。しかし、エネルギーは常に力と距離の積であるので、加えられる力が小さいゆえに、生成されるエネルギーは極めて小さい。
【００４２】
一方、本発明は異なる原理、すなわち、パドルに、上昇ではなくて枢動を発生させる海洋波の動的エネルギーの利用に基づいている。その枢動が、次いで、クランクシャフト機構２，１２によってピストンの直線運動に変換される。ピストンはケーシング内で比較的大きな力で上昇し、したがって、生成されるエネルギーは大きくなる。
【００４３】
本発明によるシステムの構造により、波自体の高さに関係なく波を利用することが可能である。
本発明の作動原理およびその固有の構造の両方から見て、米国特許第５２４４３５９号のエネルギー変換装置は、本発明とは類似していない。
【００４４】
６．米国特許第４８４３２４９号には、波の運動を利用し、それを円運動に変換する水力発電システムが記載されている。前記システムは、タービン２２を備え、そのベーンが運動する波によって動かされる。タービンホイールは、電気エネルギーを生成する装置に連結されている。
【００４５】
それに比較して、本発明は、回転エネルギーを伝えるのではなく、パドルの軸方向運動を利用して、ピストンに直線運動をさせる。
それ以前のケースと同様に、上記米国特許は、その原理および構造の点から見て、本発明の革新性を排除しない。
【００４６】
また、回転エネルギーを生成するために波のエネルギーを利用するのは、以下の点で、直線運動を生成するのに劣ることも注目される。すなわち、９０％より高い利用率を達成するためには、たとえば、回転エネルギーを介して作動させるポンプは、５００〜５０００ｒｐｍで回転させなければならない。５００ｒｐｍより低いと、効率が約４０％まで急激に低下する。そのような高速を実現するためには、波の動きが比較的遅いとき、数対のはめば歯車による変速機を追加して設ける必要があり、その結果システムに損失を生じる。さらに、多数のはめば歯車対を導入した場合、システムの全体効率は低下し、したがって、生成されるエネルギーは極めて小さくなる。設置する追加のはめば歯車対が多いと、システムの費用も増加する。
【００４７】
一方、ピストンが線形運動で移動すると、システムの直接の効率は少なくとも９０％になり、線形ポンプはいかなる制約も受けない。
７．米国特許第５３３１１０６４号は、上記の水力発電システムと同様な原理に基づく、すなわち、水流によって回転するタービンを用いて海洋波の運動からエネルギーを生成するシステムを記載している。回転運動が、伝動機構によってエネルギー生成機構に伝達される。
【００４８】
米国特許第４８４３２４９号による水力発電システムに関し、回転運動対直線運動、および構造の違いの両方について上記で説明した全てが、この場合にも当てはまる。
８．フランス特許第５０１７９５号は、海洋波の運動からエネルギーを生成するシステムを記載している。
【００４９】
（ｉ）このシステムはパドルを１つ有する。パドルプレートの下端は、波がプレートに到達すると垂直に上下に動くブイである。パドルは、波から位置エネルギーのみを受け取る。
【００５０】
波がパドルを打つと、パドルは枢動して上に動く。このようにして、各パドルは、ａ．位置エネルギーである波高のエネルギーならびに、ｂ．運動エネルギーである波の移動のエネルギーからエネルギーを受け取る。
【００５１】
一方、本発明は、上記のフランス特許第５０１７９５号に比較して、各パドルからはるかに大きなエネルギーを受け取る。
（ｉｉ）本発明は少なくとも２つのパドルを有する。フランス特許第５０１７９５号は１つのパドルを有する。これに起因する本発明の利点は、上記２（ｉ）で米国特許第５０８４６３０号に関し説明したものと同様である。
【００５２】
９．ＪＰ００６７５０号公報の変換システムは、直線移動を利用することができるだけで、海洋波の動的エネルギーの利用を可能にはしない。油圧シリンダ２および２ａは、フロート１に連結されるピストンであり、それが、ピストンをピストンケーシング内で線形に移動させる。その結果、ケーシング内部のピストンは、水位上昇の効果により上昇するのに、極めて僅かな力しか必要としない。しかし、エネルギーは常に力と距離の積であるので、加えられる力が小さいゆえに、生成されるエネルギーは極めて小さい。
【００５３】
一方、本発明は、異なる原理、すなわち、パドルに、上昇ではなくて枢動を発生させる海洋波の動的エネルギーの利用に基づいている。その枢動が、次いで、クランクシャフト機構２，１２によって双方向ピストンの直線運動に変換される。ピストンは、ケーシング内部で比較的大きな力により上昇し、生成されるエネルギーは力と距離の積であるので、加えられる力が大きいゆえに、生成されるエネルギーが大きい。したがって、このシステムにより生成されるエネルギーは、ＪＰ００６７５０号公報のものより大きい。
【００５４】
１０．米国特許第４４９０６２１号は、非常に複雑なシステムを有する２つの油圧モータ、すなわち、低い波用の油圧モータ１２１ａを１つ、高い波用の油圧モータ１２１ｂを１つ有するエネルギー生成システムを記載している。油圧ＰＬａ＞ＰＬｂのときは、第１の油圧モータ１２１ａが作動し、油圧ＰＬａ＜ＰＬｂのときは、第２の油圧モータが作動する。本発明は、いかなる油圧でも同一の油圧モータで作動する。たとえば、本発明が、油圧モータ３つのシステムで作動する場合、米国特許第４４９０６２１号では、６つの油圧モータ、すなわち低い波用に３つ、および高い波用に３つを必要とし、それによって極めて費用が嵩み、システムが非常に複雑になる。本発明は、米国特許第４４９０６２１号より経済的で、はるかに簡単である。
【００５５】
１１．米国特許第１９６０６２２号では、エネルギー生成時、ロッド２０およびプレート２５は、潮汐時の海面水位の動きに合わせて同期し自動的に上下に動くが、本発明に記載するように管理されていないので、最大のエネルギー生成を目指すためには、パドル高さの最適な距離が確立されない。
【００５６】
一方、本発明によるパドルシステムは、プラントが最大のエネルギーを生成するために、潮汐により海水が上がり下がりし続けても最適な固定位置を保つが、米国特許第１９６０６２２号では、ロッド２０およびプレート２５は、潮汐時に海水と共に常時上下に移動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
図１を参照すると、本発明によるシステムは、上側フレーム５を担持する脚部６からなる支持構造７を備える。脚部は海底ＳＦにしっかり固定されている。ＳＬは海面水位である。
【００５８】
上側フレームには少なくとも２つのパドルユニットが取り付けられており、そのパドルユニットについては以下により詳細に記載する。各パドルユニットは、ハウジング１３に連結されているパドルロッド３を備える。ハウジング内には、回転軸１４が取り付けられており、回転軸１４は上側フレームにしっかり固定されている。
【００５９】
各パドルユニットは、ハウジング１３にしっかり連結されているパドルロッド３を備える。ハウジングは、回転軸１４の周りに取り付けられ、上側フレーム１４に固定されている。ハウジングは、波で駆動されるプレート４によるパドルロッド３の枢動によって、回転軸に対して回転運動を行う。
【００６０】
パドルロッド３の下端は、波と衝突しそれによって駆動されるパドルプレート４によって終わっている。脚部６の高さ、同様に上側フレーム５と海面水位ＳＬとの距離は、図３および図７で分かるように、パドルプレート４の主要部が海面水位の下に沈み、パドルプレート４の上部が海面水位ＳＬの上に位置するように選択される。この配置によって、パドルプレートに接近する波のエネルギーを、海面水位の上のみでなく海面水位の下も利用することが可能になる。
【００６１】
波のその後の移動が自由になるため、パドルによって崩される波のエネルギーを十分に利用し尽くせない米国特許第５０８４６３０号に記載の公知のシステムとは対照的に、本発明では全てのパドルユニットが直列に配置されている。この配置によって、波のエネルギーは、先頭のパドルユニットで崩された後も、引き続くパドルユニットによって利用される。
【００６２】
この配置によって、接近する波のエネルギーを最も効率的な方法で利用することができる。
図１および図２を参照すると、システムに入って来る波によって駆動されるパドルの枢動の様々な段階を見ることができる。パドルが動くことによって、ピストンロッド１２が油圧シリンダ１に入っていく。パドルの前方移動では、双方向ピストンロッドは油を第１のアキュムレータにパイプ８および１０を介して圧送し、パドルの後方移動では、双方向ピストンロッドは油をパイプ９および１１を介して第２のアキュムレータに圧送する。ＳＦは海底で、ＳＬは海面水位である。
【００６３】
実際には、海底深さ３ｍおよび波高１ｍ（海面水位上０．５ｍ、海面水位下０．５ｍとして定義）に対しては、以下のパドル寸法を推奨することができる。すなわち、パドルロッドの長さを５．５ｍ、パドルプレートの高さを０．５ｍ〜３ｍ、パドルプレートの幅を２ｍ、および距離Ｄを１ｍにすることができる。諸寸法を上記のように与えた場合、同一のシステムに属する２つのパドルユニットの間隔は、１ｍ〜１．５ｍとするべきである。
【００６４】
図３を参照すると、本発明によるシステムは、上側フレーム５を担持する脚部６からなる支持構造７を備える。脚部は海底にしっかり固定されている。パドルロッド３は上側フレームに懸装されている。図３は、パドルプレートの一部が海面水位ＳＬの上に位置し、一部が下に位置することを示す。
【００６５】
次に図１、２、４を参照して、海洋波によって駆動されるパドルロッドの枢動が、どのようにしてエネルギーに変換されるか説明する。
図示のように、ハウジング１３は、部分２を終端とする中間ロッド１４に固く連結されている。
【００６６】
部分２と１２とが組み合わさって、パドルロッド３の枢動をピストンロッド１２の直線状の往復運動に変換する通常のクランクシャフト機構を構成することは容易に理解されよう。
【００６７】
具体的に示されてはいないが、油圧シリンダは、流体口を介して作動油の両方向の流れを利用する適切な手段に接続されていることが理解されるべきである。
作動中、海洋波が次々と第１のパドルユニット、次いで第２のパドルユニットに近づき、それによって各パドルロッドを枢動させる。各パドルユニットには、この運動を、対応するピストンの線形運動に変換し、対応するシリンダ１から２つのアキュムレータＡＣ１およびＡＣ２へ作動油を供給する専用のクランクシャフト機構が設けられている。作動油は、アキュムレータを出て油圧機械を作動させ、その油圧機械が発電機を駆動する。
【００６８】
図４を参照すると、ピストンがどのように２つのアキュムレータに油を押送するかを説明している。ピストンロッド１２が、双方向ピストン１内で前方に動く間、油はパイプ８および１０を通って第１のアキュムレータＡＣ２に移送され、ピストンロッド１２が、双方向ピストン１内で後方に動く間、油はパイプ９および１１を通って第２のアキュムレータＡＣ１に移送される。アキュムレータＡＣ１およびＡＣ２は、油を油圧機械ＨＥに送り、油圧機械は発電機Ｇを回転させ、その発電機が電気エネルギーを生成する。
【００６９】
双方のピストンロッド１２の端部が油圧シリンダ１に連結されている。この構成により、同じパドルユニットによって生成されるパワー量を増加させることができる。
本発明によるシステムの重要な別の特徴は、海底に対するパドルプレート４の位置を、時間の尺度に従って、または所望する時に変えることができることである。
【００７０】
図５を参照すると、ケーブル２０は、油圧モータＨＭによって上下に動かされる。油圧モータが、プーリ２１を介してケーブル２０を押し引きする間、複数の部分３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、および３Ｄからなるパドルロッドの内側に配置されたケーブル２０が、パドルロッド３Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋３Ｄを押し引きし、パドルロッド３Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋３Ｄは入れ子式に作動させられ、プレート４と共に垂直運動で上下に移動させられる。油圧モータＨＭによってケーブル２０が上下に動くと、３ＢはベアリングＢを利用して３Ａ内を移動し、同様に、ベアリングＢを利用して、３Ｃは３Ｂ内を移動し、３Ｄは３Ｃ内を移動し、パドルロッド３Ａ＋３Ｂ＋３Ｃ＋３Ｄはプレート４を上下させる。プーリ２１は連結部２２上に設置されている。ロッド２は、図１、図２、図３、および図４に示すように、スリーブ１３に連結され、ピストン１を作動させる。油圧モータＨＭに連結されたブレーキＢＲは、ケーブル、およびプラントのパドルの動きを管理する。
【００７１】
図６を参照すると、パドルは波と共に前方および後方に動く。パドル３および４は最初の位置で波を待つ。波がプレート４を打ち、パドルは方向Ａで前方へ動く。波がプレートを離れ、プレート４は、引き波の力を受ける。パドルは、方向Ｂで戻り、方向Ｃに動き続ける。その後、パドルは重力で方向Ｄに、すなわち最初の位置に降下する。
【００７２】
図７を参照すると、Ｚは、パドルプレート４の下端と海面水位との距離を定める。波の粒子がＰであり、この図のように海底に至るまで運動している。プレートがより深い位置にあれば、Ｚはより大きくなり、プレートは波の粒子Ｐからより多くのエネルギーを受ける。
【００７３】
図７および図３について、パドルプレート４の下端と海底ＳＦとの距離を変えることによって、パドルプレートに接近する波Ｗのエネルギーを、たとえば潮汐時間などいかなる時間尺度上においても最も効率的に利用することが容易になることが、経験的に判明している。いかなる時間尺度上でも、図５に示すシステムによってパドルプレートを上下に移動させることができる。潮汐時にはプレートは上に移動し、常にパドルプレート４の一部は海面水位ＳＬより上に位置し、一部は海面水位ＳＬより下に位置する。波高は正弦波として記述されており、波高の半分は海面水位より上にあり、半分は海面水位より下にある。たとえば、１メートルの波高では、０．５メートルが海面水位上にあり、０．５メートルが海面水位下にあり、全高が１メートルである。パドルプレート４は、波がプレートを打つとき、全波高からエネルギーを受け取る。
【００７４】
図５に示された油圧系の原理によって、図７に示されているように、パドルは潮汐時に、海面水位下のプレート高さＺを含むパドル高さの最適な固定位置を見つけるようにブレーキＢＲの援けを得て管理されながら垂直運動で移動する。Ｚに関するプラントパドル高さの最適な固定位置で、プラントは波から最大のエネルギーを生成し、海水が潮汐により上昇、下降を続けても前記パドル高さはこの位置を維持する。
【００７５】
波から最大のエネルギーを受け取る最適なパドル固定位置は、プレートが海面水位ＳＬ下の最も深い位置にあって、パドル全体が最も良好に枢動運動を続けることが可能なようにＺが最大値を取るときである。図５のシステムは、プラントのエネルギー生成を最大にするために、Ｚが最大になる最適なパドル固定位置を見出して波の粒子Ｐのエネルギーを最大かつ効率的に利用するようにパドル高さを管理する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】波が打つ前の２つのパドルおよびそれらのピストンの位置を示す、本発明によるシステムの図である。
【図２】波によって駆動された２つのパドルおよびそれらのピストンの位置を示す、本発明によるシステムの図である。
【図３】本発明によるシステムの側面図である。
【図４】本発明によるシステムの上面図である。
【図５】油圧モータ、ケーブル、およびブレーキの作動によりどのようにプレートが上下に移動するかを示す図である。
【図６】前方および後方へのパドルの枢動を示す図である。
【図７】海中のパドルプレートの位置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007534878.tif 000006
【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16年12月28日(2004.12.28)
【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】
少なくとも２つのパドルを直列に有し、その作動原理が、パドルを前方および後方へ枢動させること、および、波から最大量のエネルギーを受け取るために、最適な数の波の粒子Ｐがパドルプレート４を打つ最適なプレート位置Ｚを見出すように、プレートの構成要素が受け取るエネルギーに従ってパドルプレート４を垂直移動させることによって、常時、潮汐時でさえも波から最大のエネルギーを生成することである波力プラントであって、
前記プラントは、直列に配置され、進行する波に従って移動可能な少なくとも２つのパドルユニットを担持する脚部６を有するフレーム５を備え、
前記パドルユニットは、波のエネルギーを継続的に受け取り、吸収し、各前記パドルユニットは、ロッド３およびプレート４を備え、
ロッド３は、パドルユニットの前方および後方の枢動をエネルギーに変換する専用の変換手段によって、フレームに対して枢動することが可能なようにフレームに固定され、
前記変換手段は、ロッド３によって駆動可能に上側フレーム５に取り付けられた少なくとも１つのクランクシャフト機構を備え、
前記クランクシャフト機構は、前方へのパドルの枢動で、パドルのエネルギーが少なくとも１つのアキュムレータＡＣ１を介して受け取られ利用されると共に、後方へのパドルの枢動でも、パドルのエネルギーが少なくとも１つのアキュムレータＡＣ２を介して受け取られ利用されるようにさせ、
前記プレート４の垂直移動は、エネルギーにより、直接または間接的にプレート４を上下させるピストンまたはケーブル２２と共に、ポンプまたは油圧モータＨＭあるいは別の種類のモータによって行われ、
前記エネルギーは、前記アキュムレータＡＣ１および／またはＡＣ２の前、中、または後ろで１つまたは複数のエネルギー要素を読み取る制御システムによって把握される、
波力プラント。
【請求項２】
前記パドルプレート４の垂直移動は、プレート４を直接的または間接的に上下させる前記モータおよび前記ケーブルによって行われ、前記直接的上下移動は、パドルロッド３がプレート４を上下させるのに前記モータおよび前記ケーブルを使用し、ロッド３本体が、少なくとも２つの部分ロッド３ａおよび３ｂから構成され、ロッド３が入れ子式に作動し、ロッド３の内側のケーブル２２がプレート４を前記エネルギーに従って上下に垂直移動させることによって行われ、前記間接的上下移動は、入れ子式の作動において、前記モータおよび前記ケーブルが脚部６に使用され、そのとき脚部６の一つ一つが、上記の部分ロッド３ａおよび３ｂと同様な複数の部分から構成され、脚部６の一つ一つが入れ子式に作動し、全ての脚部６が同時に入れ子式に作動して、フレームをパドル３、４と共に前記エネルギーに従って上下に垂直移動させることによって行われる、請求項１に記載の波力プラント。
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【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】
海洋波からエネルギーを生成するシステムにおいて、前記システムは海底に載置され且つ海底に固定できる脚部（６）を有する支持組立体を備え、前記脚部は上側フレーム（５）を支持し、前記システムは更に前記上側フレームにより担持される少なくとも２つのパドルユニットを備え、各パドルユニットはパドルロッド（３）及びパドルプレート（４）を有し、前記パドルプレートは前記パドルロッドの下側端部に連結され、各パドルロッドは上側フレームに対して枢動可能な状態で上側フレームに取り付けられ、前記少なくとも２つのパドルユニットは、それぞれのパドルプレートが直列に配置されていて海洋波により前後方向に継続して駆動される方法で支持組立体に配置され、前記上側フレーム（５）には軸（１４）が取り付けられ、かつ前記軸（１４）の周りで枢動可能に装着されたそれぞれのハウジング（１３）が設けられており、各パドルロッド（３）の上側端部がそれぞれのハウジング（１３）に堅く固定されていて前記ハウジングがパドルロッド（３）により回転駆動され、記システムは更に前記ハウジング（１３）に作動可能に連結された変換手段を備え、前記変換手段は、パドルプレートが海洋波により前方に駆動されるか又は後方に駆動されるかにかかわらず、前記ハウジング（１３）の枢動運動をエネルギーに変換する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記変換手段が、クランク機構と、少なくとも第１のアキュームレータ（ＡＣ１）及び第２のアキュームレータ（ＡＣ２）と、油圧機械（ＨＥ）と、発電機（Ｇ）とを備え、前記クランク機構が、前記第１及び第２のアキュームレータに連結されていてパドルプレートが海洋波により前方に駆動されるか又は後方に駆動されるかに依って、第１又は第２のアキュームレータを作動する、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記クランク機構が、ピストンロッド（１２）と、油圧シリンダ（１）と、伸長ロッド（２）とを備え、前記伸長ロッド（２）の一端が前記ピストンロッド（１２）に連結され且つ伸長ロッド（２）の他端が前記ハウジング（１３）に連結され、前記ハウジング（１３）の枢動運動が伸長ロッド（２）の直線状の往復運動に連動し、そのとき油圧流体が油圧シリンダ（１）から第１又は第２のアキュームレータに供給される、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記パドルロッド（３）が、パドルプレート（４）から海底又は海面の何れかまでの距離を調整可能なように、長さが可変である、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記脚部（６）が、パドルプレート（４）から海底又は海面の何れかまでの距離を調整可能なように、長さが可変である、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムにおいて、パドルロッド（３）が、入れ子式の形態であり、パドルロッドの長さを変える機構を備える、システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、入れ子式の部分は複数の部分（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ）を備え、前記パドルロッドの長さを変える機構が油圧モータ（Ｄ１，Ｄ２）と、パドルプレート（４）に連結された少なくとも一つのケーブル（２０）とを備え、前記入れ子式の部分は、前記油圧モータによりケーブルを引っ張った時、変位する、システム。
【請求項８】
請求項４に記載のシステムにおいて、パドルプレート（４）から海底又は海面の何れかまでの距離が全てのパドルユニットに対して同時に調整可能である、システム。
【国際調査報告】
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2007534878.tif 000012
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