(57)【要約】  それ自身で浮力を有する耐波性船（１０）の形状をなす波動エネルギ装置であって、波動により水が進入できる、２つ以上の個別流路と、前記流路及び大気と連通し、前記波動に起因する前記流路内の空気の動きからエネルギを抽出するように配設される双方向のエネルギ抽出器とを備える。
2007527973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐波性船の形状をなす波動エネルギ装置であって、波動により水が進入しうる複数の流路と、波動に起因する前記流路内の空気の動きからエネルギを抽出するエネルギ抽出手段とを備え、前記複数の流路は、少なくとも一部が異なる長さ、及びそれにより異なる喫水を持つチャンバの群からなり、異なる水波の周期性に応じて前記波動エネルギ装置の動作を最適化する波動エネルギ装置。
【請求項２】
少なくとも部分的に前記耐波性を提供する拘束装備をさらに備える請求の範囲第１項記載の波動エネルギ装置。
【請求項３】
前記耐波性は、少なくとも部分的に、前記装置の跡領域を拘束することにより提供される請求の範囲第１項又は第２項記載の波動エネルギ装置。
【請求項４】
前記チャンバの前記跡領域または前記チャンバの横断面領域が、拘束されている請求の範囲第３項記載の波動エネルギ装置。
【請求項５】
前記チャンバは、構造的に連結されるか、またはリンクされている請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項６】
前記装置には、正の浮力が付与されている請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項７】
一つ以上の流路の波出入口は、フレア形状をなす請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項８】
前記エネルギ抽出手段は、タービンを基礎とする請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項９】
前記エネルギ抽出手段は、双方向エネルギ抽出手段を備える請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１０】
２つ以上の流路は、前記エネルギ抽出手段と連通する前に合体する請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１１】
前記流路は、前記エネルギ抽出手段を過ぎたある点において大気と連通する請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１２】
前記チャンバは、実質的に同じ横端面を有する請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１３】
前記チャンバの下端は、異なる量だけ、浮力装置から延びている請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１４】
前記浮力装置は、前記チャンバを包囲する請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１５】
前記チャンバが各々異なる長さを有する請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動エネルギ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水体中の波動は、再生可能なエネルギ源として長く認識されてきた。
【特許文献１】米国特許第５７７０８９３号公報
【特許文献２】米国特許第４１９８８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このエネルギ源を利用するための装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様によれば、本発明は、波動により水が進入しうる二つ以上の流路と、前記流路に連通し、前記波動に起因する前記流路内における空気の動きからエネルギを抽出するにように配設されたエネルギ抽出器とを備える、耐波性船の形状をなす波動エネルギ装置を提供する。
【０００５】
本発明の別の態様によれば、波動により水が進入しうる一つ以上の流路と、前記流路に連通し、前記波動に起因して前記流路内における空気の動きからエネルギを抽出するように配設されたエネルギ抽出器とを備える、耐波性船の形状をなす波動エネルギ装置が提供される。
【０００６】
好ましい形態では、複数の流路が存在し、それらのうちの少なくともいくつかは、異なる長さを持つ。このように、装置が様々の周波数の波からエネルギを効率的な方式により抽出できるようにするために、流路は、異なる周期性を持つことができる。その流路、あるいは、それぞれの流路は、エネルギ抽出器を過ぎたある点で、大気と連通し得る。
【０００７】
１つの形態では、チャンバ群からなる複数の流路が存在する。チャンバは、均一であっても良いし、相違しても良い。チャンバは、断面において、多角形であっても良いし、丸められたり、真円としても良い。
【０００８】
いくつかの形態では、流路の少なくとも１つへの波動エネルギ出入口は、エネルギ抽出プロセスを強めるように成形される。好ましくは、流路の波出入口に隣接し、かつ波出入口に向けて延びるにつれ滑らかなフレア形状をなす流路の部分に、この成形が適用される。そのような成形を施すと、波動下において、流路に出入りする水中にできる乱流を削減できる。ある形態では、２つ以上の流路は、エネルギ抽出器に達する前に、合体し得る。
【０００９】
船の耐波性は、様々な方法で達成することができる。例えば、船は、海底などに、テンションをかけた状態で、係留されうる。
【００１０】
必要であるか、あるいは望ましければ、係留システムは、潮の動きにあわせて、その船が昇降できるようにするため、十分な弾性を持つことができる。
【００１１】
係留部材を用いる代わりに、あるいは必要なら係留部材を用いるのに加えて、船の耐波性は、船のデザインにより、達成されても良いし、あるいは援助されても良い。即ち、船が水に呈する跡、あるいは、言い換えれば、水表面がなす平面内において、船により占められる横断面領域は、水が波動によって船の回りで上昇することによる、浮力増加を抑制するために、低く保持されても良い。
【００１２】
必要であるか、あるいは望ましければ、さらに、浮揚援助具を船に取り付けることができる。好ましくは、前記耐波性は、正の浮力と係留装備により提供される。
【００１３】
エネルギ抽出器は、好ましくは、空気の動きにおけるエネルギを電気エネルギに変換するタービンを基礎とする。しかしながら、エネルギ抽出器は、他のタイプのエネルギ抽出を行なうようにアレンジされても良い。例えば、エネルギ抽出器は、ある他のシステムで使用するために、単に空気の動きを機械的エネルギに変換しても良いし、あるいは、エネルギ抽出器は、空気の動きのエネルギを水力エネルギに変換するようにアレンジされても良い。
【００１４】
好ましくは、複数の流路が存在し、そのうちの少なくともいくつかは異なる流れ横断面領域を有する。好ましくは、複数の流路が存在し、そのうちの少なくともいくつかは、異なる内部流れ容積を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
単なる例示としてだけのために、添付各図を参照しながら、本発明のある各形態が以下説明される。
【００１６】
図１は、海に配置され、かつ海底１２に係留具１４によって海底１２へ係留された、波動エネルギ装置１０を例示する。波動エネルギ装置１０は、浮くように配置され、そのその構造の一部は水の表面から突出する。
【００１７】
図１では、平均海面は１６と示されている。波高点は、平均海面１６上に突出し、また波底は、このレベルの下へ沈むだろう。
【００１８】
波動エネルギ装置１０の主な構造要素は、長方形のチャンバの群であり、それらは、それぞれ互いに並行に延び、それらの壁は構造的にリンクされるか、あるいは共通となっており、それにより、波動エネルギ装置１０に剛性を付与する。
【００１９】
各チャンバは、水面上に配置されるタービン１８の近辺から水面下の異なる各深さまで垂直に延びる。各チャンバの上端は、タービン１８内へ導かれ、各チャンバの下端は、異なる各量だけ、チャンバの群を包囲する浮力ジャケット２０から延びる。浮力ジャケット２０から突出する各チャンバの下端は、図１に２２と概略示されている。
【００２０】
各チャンバの下端は、水中に開口する。各チャンバの上端は、各チャンバをタービン１８と連通させる配管へ通じる。タービン１８は大気中へ開口し、配管を、つまり、各チャンバを大気と連通させる。
【００２１】
図１に示される波動エネルギ装置１０には、群に属する６つのチャンバがある。図２に示されるように、各チャンバは、それらの開口端へ向けて下から見ると、六角形の等しい各セグメントとして現われる。
【００２２】
６つのチャンバは、異なる長さを持っている。チャンバ２４は最短であり、右回りの方向において、それぞれ連続するチャンバは、その前のものより長く、その順序は、チャンバ２６で終了する。
【００２３】
波動エネルギ装置１０は、その全体の密度が、図１に示される位置において平均海面１６に対して相対的に浮くように設計されている。さらに、波動エネルギ装置１０は、その浮力に対する波動の影響が最小限になるように、設計されている。
【００２４】
本来、波動エネルギ装置の側部に波高点が到来すると、装置１０の付近の水位が一時的に上昇する。この上昇が発生すると、装置１０の体積のうち付加的な部分が一時的に水没し、装置１０に付加的な上向きの力が作用する。
【００２５】
前記付加的な上向きの力を、装置１０の重さと比較して無視できるようにするために十分な量だけ、波動により水没する付加的な体積の量を、削減するように、装置１０は設計することができ、それにより、波動エネルギ装置１０の絶対的な垂直位置について、波動がわずかな効果しか持たないような結果を得ることができる。
【００２６】
この原理を図示するものとして、筒状の各チャンバの壁が厚くされている（チャンバ外側の横断面の寸法の変更なしに）図３を、参照できる。図２および図３の中で、暗くされた、つまり中実の、領域は、平均水面１６の平面内における、チャンバ壁の横断面領域を示す。
【００２７】
図３の形態における、より厚くされた各壁は、装置１０の増加した浮力に備えるものである。
【００２８】
装置が、より大きな横断面領域を平均水面の平面内において有する場合、装置１０における波高点が存在すると、水位が一時的に上昇し、水交換を著しく増加させ、その場合、より大きな上向きの力をもたらすが、即ち、その上向きの力は、平均水面の平面内において連続する、チャンバの全体の流れ横断面領域次第であるということは、明らかであろう。
【００２９】
図２および図３の各形態では、連続する各チャンバの横断面積領域は、実質的に同じである。しかしながら、他の形態では、各チャンバの流れ横断面領域が、異なっていても良い。例えば、一つか、またはそれ以上の各チャンバの流れ横断面は、それ以外のものと比べて、より小さくても良いし、よい大きくても良い。別の形態では、全ての各チャンバが、異なる流れ横断面領域を持っていても良い。
【００３０】
上述のように、波動エネルギ装置１０は、波動に応じて最小限だけ昇降するように（つまり、垂直に移動するように）設計されている。従って、波が装置１０を通り抜けるにつれて、各チャンバ内で、水位は、上がったり下がったりするであろう。
【００３１】
任意の与チャンバにおいて、水位が上がるにつれ、空気は、そのチャンバから、配管を通り、またタービンを通り、大気中へ押し出されるであろう。任意の与チャンバにおいて、水位が下がるとき、空気は、外部大気中からから、タービン１８を経て、また配管を経て、そのチャンバ内へ引き込まれるだろう。したがって、波が装置１０を通過すると、タービン１８を介する空気の交換が起こる。
【００３２】
図４は、このプロセスの概要を例示する。図４には、タービンを介する気流の通過を理解するために必要な波動エネルギ装置１０の要素だけが、示されている。例えば、図４において、ただ一つのチャンバ２６だけが示され、そのチャンバとタービン１８との間の配管は、明瞭のために、省略されている。
【００３３】
タービンは、多数の回転羽根を備えたファンを含む。図４では、このファンの回転軸は破線によって示される。また、リーダへ対面するファン周囲の半分に接する回転羽根の先端は、各曲線の列によって示されており、その３０は一例である。
【００３４】
波高点が装置１０に接近するにつれ、チャンバ２６内の水位３２は上昇し、空気はチャンバ２６からタービン１８を介し、矢印Ａによって示された方向に放出される。これにより、３０として、図４に示される各羽根先が右から左へ動くという向きに、ファンが回転する。
【００３５】
波の峰が通り過ぎたとき、チャンバ２６内の水位３２は低下し、チャンバ２６内の水上の空間の気圧が下がり、空気は、矢印Ｂによって示された向きに、タービンを介しチャンバ２６内へ引き込まれる。この気流は以前とは逆の向きにあり、ファンは、その回転羽根に適用された特殊な形状のおかげで、依然と同じ向きに回転するだろう。
【００３６】
各チャンバは、タービン１８へ独立して吐出する。要するに、あるチャンバが空気をタービンに引き込んでタービン１８を駆動する一方、同時に、別のチャンバがタービンを介して空気を吐出することも可能である。
【００３７】
しかしながら、あるチャンバらが、連結されるか、または合流し、それらが一致してタービンに作用するようにすることも可能である。
【００３８】
タービン１８のファンは、機械的に発電機に連結され、それにより、ファンの回転エネルギは電気に変換され得る。
【００３９】
チャンバ２６は、周期をもつ特定波長の水波と共振するであろうことは明白だろう。チャンバ２６と共振する正確な波長は、チャンバの長さに依存する。
【００４０】
チャンバ２６が共振している時、エネルギ抽出器は、タービン１８によりチャンバ２６から、最大限の状態にあるだろう。しかしながら、実際には、水波は、絶えず変化する波長のスペクトルを含むだろう。
【００４１】
これに応ずるために、波動エネルギ装置１０の各チャンバのそれぞれは、上述したように、異なる長さを持っている。様々なチャンバ長さを設けると、任意の与時刻においても、少なくとも波動エネルギ装置１０のある部分が、共振する条件下で動作しているという可能性が増加する。
【００４２】
図５は、波動エネルギ装置１０を配置する別法を示す。図５では、波動エネルギ装置１０には、正の浮力が付与され、またそれは、その装置１０を図５に示される平均水面１６と比較して定位置に保持する、張られた係留具１４ａにより、拘束されている。
【００４３】
係留具１４ａは、波動エネルギ装置１０のうねり動作を防止し、波動は、図１に示される配置におけるように、チャンバ２６内において水位の上昇および下降を起こす。係留具１４ａは、例えば潮の動きによる、平均水面１６のどのような上昇・下降にも適応するために、ある程度の弾性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】波動エネルギ装置の側面図である。
【図２】図１の装置を海底から見た概観である。
【図３】図１の装置におけるチャンバ壁を厚くした例示である。
【図４】図１の装置の動作原理を例示する概略図である。
【図５】図１の中で示される装置の代替配置を例示する。
【図１】
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【図２】
2007527973.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【誤訳訂正書】
【提出日】平成18年9月12日(2006.9.12)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐波性船の形状をなす波動エネルギ装置であって、波動により水が進入しうる一つまたはそれ以上の流路と、前記流路と連通し、かつ波動に起因する前記流路内の空気の動きからエネルギを抽出するエネルギ抽出器とを備える波動エネルギ装置。
【請求項２】
少なくとも一部が異なる長さを有する複数の流路がある請求の範囲第１項記載の波動エネルギ装置。
【請求項３】
その流路またはそれぞれの流路は、前記エネルギ抽出器よりも先にある、ある点において、大気と連通する請求の範囲第１項または第２項記載の波動エネルギ装置。
【請求項４】
チャンバの群からなる複数の流路がある請求の範囲第１、２または３項記載の波動エネルギ装置。
【請求項５】
一つまたはそれ以上の流路の波出入口は、フレア状になっている請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の波動エネルギ装置。
【請求項６】
二つまたはそれ以上の流路は、前記エネルギ抽出器に接する前で結合する請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の波動エネルギ装置。
【請求項７】
少なくとも部分的に、前記耐波性を提供する係留装備をさらに備える、請求の範囲第１項から第６項までのいずれかに記載の波動エネルギ装置。
【請求項８】
前記耐波性は、正の浮力と係留装備により提供される請求の範囲第７項記載の波動エネルギ装置。
【請求項９】
前記耐波性は、少なくとも部分的に、前記装置の跡領域を拘束することにより提供される請求の範囲第１項から第８項までのいずれかに記載の波動エネルギ装置。
【請求項１０】
前記エネルギ抽出器は、タービンを基礎とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれかに記載の波動エネルギ装置。
【請求項１１】
前記装置は、それ自身で浮力を有する耐波性船の形状をなす請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１２】
前記エネルギ抽出器は、振動する気流を調整するバルブを持ちうる、双方向エネルギ抽出器を備える請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１３】
少なくとも一部は、異なる流れ横断面領域を有する複数の流路がある請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【請求項１４】
少なくとも一部は、異なる内部流れ容積を有する複数の流路がある請求の範囲先行する任意の項記載の波動エネルギ装置。
【国際調査報告】
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2007527973.tif 000009
2007527973.tif 000010