(57)【要約】意義深く、発展の可能性があり、かつ費用効果的再生可能エネルギー源をもたらすことができる多数の現場が、世界中の海洋および河川には存在する。多くは、戦略的に、人口集中地域に近接して位置し、これらの現場は、生態学的に無害な流体力学的技術を使用して、エネルギーを利用するために使用することができる。流体力学的配列は、海洋潮または川の流れの運動および流体力学的配列に作用する力によって、電気を生産するための複数の流体力学的要素を備え、流体力学的配列は、海洋潮または川の流れに沈められ、海洋潮または川の流れに対して運動している。
2013503995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体力学的に電気を生産するためのシステムであって、
高架橋であって、該高架橋を通って車両が横断する、高架橋と、
該高架橋を支持するように構成された流体力学的配列と
を備え、
該流体力学的配列は、海洋潮または川の流れの運動、および該流体力学的配列に作用する力から電気を発電するようにさらに構成されており、該流体力学的配列は、該海洋潮または川の流れに沈められ、該海洋潮または川の流れに対して運動している、
システム。
【請求項２】
前記高架橋は、複数の対の車道径間から形成され、各車道径間は、ガードレール、安全壁、側溝、クレーン用レール、機器用レール、マンホールカバー、マンホール、および電力ケーブルを配置するように構成された三角形空洞を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記高架橋は、複数の対の車道径間から形成され、各車道径間は、横方向ラッチ末端、縦方向オス型ラッチ末端、縦方向メス型ラッチ末端、２つの脚部、および２つのほぞを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記流体力学的配列は、複数の流体力学的要素から形成され、第１の流体力学的要素は、第１の対の車道径間を横方向に支持する第１の４つ組の柱を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の４つ組の柱の各柱は、Ｕ形ほぞ穴を有する上部と、長方形ほぞ穴によって柱に接続された突起とを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の対の車道径間のうちの第１の車道径間は、前記第１の４つ組の柱からの２つの柱によって支持され、該第１の車道径間の２つの脚部は、該２つの柱の上部に横に載置される一方、該第１の車道径間のほぞは、該２つの柱のＵ形ほぞ穴と嵌合する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の４つ組の柱のうちの前記２つの柱は、２つのさらなる柱と一緒に、第２の４つ組の柱を形成し、該第２の４つ組の柱は、第２の対の車道径間を横方向に支持する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の対の車道径間のうちの第２の車道径間は、前記第２の４つ組の柱からの２つの柱によって支持され、該第２の車道径間の縦方向オス型ラッチ末端は、前記第１の車道径間の縦方向メス型ラッチ末端と嵌合する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体力学的要素は、入れ子式機械チャンバを含み、該入れ子式機械チャンバの上部は、中央径間を規定する、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
前記中央径間は、第１および第２の横方向ラッチ末端を含み、該第１の横方向ラッチ末端は、前記第１の対の車道径間からの車道径間の横方向ラッチ末端と嵌合し、該第２の横方向ラッチ末端は、該第１の対の車道径間の残りの車道径間の横方向ラッチ末端と嵌合する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記入れ子式機械チャンバは、機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するための発電機を含む発電機チャンバを格納し、該発電機は、トルク軸に連結されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記入れ子式機械チャンバは、中央径間として規定する上部を含み、該上部は、該入れ子式機械チャンバへのアクセスを提供するために、機械ハッチおよびマンホールカバーを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記トルク軸は、上方足場／軸受アセンブリを同軸に係合し、該上方足場／軸受アセンブリは、略長方形形状であり、２つの端部を有しており、該２つの端部は、一対の上方フィンの突起末端と嵌合し、該一対の上方フィンの上向湾曲遠位端は、該一対の上方フィンの下の海洋潮または川の流れの流動を誘導する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記トルク軸は、上方回転子アセンブリを同軸に係合し、該上方回転子アセンブリは、前記上方足場／軸受アセンブリおよび前記対の上方フィンより下に位置付けられている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記トルク軸は、中心足場／軸受アセンブリを同軸に係合し、該中心足場／軸受アセンブリは、略円形形状であり、一対の下方フィンの近位端における２つの弧から形成された突起末端と嵌合し、該一対の下方フィンは、略水平配向である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記トルク軸は、下方回転子アセンブリを同軸に係合し、該下方回転子アセンブリは、前記中心足場／軸受アセンブリおよび前記対の下方フィンより下に位置付けられている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記トルク軸は、下方足場／軸受アセンブリ内で終端し、該下方足場／軸受アセンブリは、ベースプレートブロックのボア内またはＴ形ラッチ部材のボア内に着座する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ベースプレートブロックは、前記第１の４つ組の柱の脚部を収容するための４つの溝を有し、前記ベースプレートブロックの側部は、ラッチ末端を含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ベースプレートブロックは、別のベースプレートブロックに隣接して位置付けられ、両方は、前記Ｔ形ラッチ部材によって、互いに対して相互に締結される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
柱の断面は、楕円体、中心に向かう後縁を有する対称翼、および丸い端部を有する長方形から成る群から選択される形状である、請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
地球は、その表面の７１％が海洋によって被覆された水の世界であって、さらにその大陸は、河川によって切り離されている。全海洋の水の周期的増減は、潮と呼ばれ、月、太陽、および地球間の引力から生じる。そのような引力は、垂直方向における水の増減を生じさせるが、再生可能エネルギー産業において、特に着目すべきは、そこから、大量の電気を生産することができる、潮汐または潮流として一般的に知られている、種々の水平または側方運動である。潮汐エネルギー等の再生可能エネルギーの出現は、化石燃料への依存は、さらにもう１世紀維持することはできないため、文明化の将来にとって、非常に重要となり得る。再生可能エネルギー技術への移行は、化石燃料の時代に取って代わり、減少する石油備蓄、環境破壊の影響、および解決困難な宗教的紛争の問題を解決する、新しい時代における先駆けとなるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明の開示は、発明を実施するための形態にさらに後述される概念の抜粋を簡略化形態で紹介するために提供される。この概要は、主張される主題の重要となる特徴を識別することを意図するものではなく、または主張される主題の範囲を判定する補助として使用されることを意図するものでもない。
【０００３】
本主題の一側面は、流体力学的に電気を生産するためのシステムを含む。システムは、それを通して車両が横断する、高架橋を備える。システムはさらに、高架橋を支持するように構成され、さらに、海洋潮または川の流れの運動、および、海洋潮または川の流れに沈められ海洋潮または川の流れに対して運動している流体力学的配列に作用する力から電気を発電するように構成される流体力学的配列を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の前述の側面および付帯利点の多くは付随の図面と関連して検討される際、以下の発明を実施するための形態を参照することによって、さらに理解が深まるのに伴って、より容易に認識されるであろう。
【図１】図１は、例示的流体力学的配列の上部の例示的高架橋の組立後の断面等角図である。
【図２】図２は、例示的流体力学的配列の上部の例示的高架橋の側面図である。
【図３】図３は、例示的流体力学的配列の上部の例示的高架橋の断面正面図である。
【図４】図４は、例示的流体力学的配列の一部の上部の例示的高架橋の一部の断面正面図である。
【図５】図５は、例示的入れ子式機械チャンバの断面正面図である。
【図６】図６は、例示的流体力学的配列の断面平面図である。
【図７】図７は、例示的流体力学的配列の断面平面図である。
【図８】図８は、例示的上方足場／軸受アセンブリの断面側面図である。
【図９】図９は、例示的上方フィンの等角図である。
【図１０】図１０は、例示的上方フィンの側面図である。
【図１１】図１１は、例示的上方フィンの平面図である。
【図１２】図１２は、例示的回転子アセンブリの平面図である。
【図１３】図１３は、例示的リングクランプおよび例示的翼支持アームの平面図である。
【図１４】図１４は、例示的回転子アセンブリの一区画の断面側面図である。
【図１５】図１５は、例示的中心足場／軸受アセンブリの断面側面図である。
【図１６】図１６は、例示的下方フィンの等角図である。
【図１７】図１７は、例示的下方フィンの平面図である。
【図１８】図１８は、例示的下方フィンの側面図である。
【図１９】図１９は、例示的柱の側面図である。
【図２０】図２０は、例示的高架橋の一部および流体力学的配列の例示的部分の一部の断面側面図である。
【図２１】図２１は、例示的ベースプレートブロックの部分的分解等角図である。
【図２２】図２２は、例示的ベースプレートブロックの側面図である。
【図２３】図２３は、例示的ベースプレートブロックの例示的柱の一部の部分的分解等角図である。
【図２４】図２４は、例示的柱および例示的ベースプレートブロックの一部の組立後の等角図である。
【図２５】図２５は、例示的流体力学的配列の上部の例示的高架橋の側面図である。
【図２６】図２６は、例示的底部足場／軸受アセンブリの断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本主題の種々の実施形態は、海洋潮からだけではなく、また、川の流れからも電気を生産するように構成される、流体力学的配列を対象とする。流体力学的配列の上部に好適に位置するのは、自動車の輸送と、その構造、機械、電気、および電子的支持機器を含む、流体力学的配列の部品の構築、組立、解体、設置、除去、ならびに保守との両方のために構成される高架橋である。流体力学的配列の各要素は、別の要素等と相互接続され、海峡、水路、河口、運河、峡谷、または河川を横断する、多孔性の流体力学的配列を形成することができる。
【０００６】
図１は、中央帯１４０によって分離された長い高架車道１３８ａ、１３８ｂを備える、高架橋１００を例証する。高架橋１００は、中央径間と相互接続され、流体力学的配列２００の柱によって支持される、一連の短い車道径間から成る。より具体的には、高架橋１００は、高架橋要素の配列である。各高架橋要素は、２つの対応する車道径間（径間１０１ａ、１０１ｂ等）を含む、一式の部材である。各対応する車道径間１０１ａ、１０１ｂは、中央径間（中央径間１４０ａ等）と相互接続される。各高架橋要素は、ラッチを介して、他の高架橋要素と相互接続され、高架橋１００を形成する（後述）。明確にすることを目的として、以下の議論は、車道径間１０１ａ、１０１ｂの組に焦点を当てる。高架橋１００は、複数の組の車道径間から形成されるため、当業者は、議論が高架橋１００を形成する他の組の車道径間に関連することを認識することであろう。
【０００７】
流体力学的配列２００は、流体力学的要素の配列である。各流体力学的要素は、一式の部材であって、高架橋要素を支持する、４つの柱（柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃ等）を含む。４つの柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃは、ベースプレートブロック１３２の上部内に穿通される、４つの溝１２６上に載置される。ベースプレートブロック１３２は、海底に載置される多数の脚部１３４を有する。４つの柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃ、ならびにベースプレートブロック１３２に加えて、流体力学的要素はまた、入れ子式機械チャンバ１１８と、回転子アセンブリ２０４ａ、２０４ｂと、フィン３０８ａ、３０８ｂ、３１２ａ、３１２ｂと、足場／軸受アセンブリ３１０、３１４、２６００とを含む。一実施形態では、流体力学的要素は、機械、電気、および電子的部材を含み、海洋潮または川の流れからエネルギーを生産するための垂直軸水力タービンを形成する。各流体力学的要素は、ラッチを介して、他の流体力学的要素と相互接続され、流体力学的配列２００を形成する（後述）。
【０００８】
車道径間１０１ａ、１０１ｂは、高架橋１００を横断する際に、自動車および人々を危険から保護するためのガードレール１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、および１１０ｄを含む。一実施形態では、各ガードレール１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、および１１０ｄは、車道径間１０１ａ、１０１ｂの縁および中央径間１４０ａの縁に沿って定置される、鋼鉄ケーブル等の好適な材料から成る障壁である。各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、側溝１３６ａ、ｂを含み、車道径間１０１ａ、１０１ｂ上の降雨を排水させる。各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、マンホールカバー１０２を含み、高架橋１００を通して、パイプおよびケーブル等の他の導管を格納するための三角形空洞１０８に到達するために、マンホール１０６を通してアクセスすることを可能にする。
【０００９】
各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、足場を格納し、その上に、ガードレール１１０ｂ、１１０ｃが、クレーン用レール１１２ａ、１１２ｂに隣接して搭載され、クレーン用レールは、粗鋼から製造され、クレーン用レール１１２ａ、１１２ｂによって支持される巻上装置によって、流体力学的要素を上昇、移動、または降下させるためのクレーンを搬送する車輪付き車両のための軌道を形成する。クレーン用レール１１２ａ、１１２ｂに隣接するのは、種々の機械を搬送する車輪付き車両のための軌道を形成するための機器用レール１１４ａ、１１４ｂである。中央径間１４０ａは、除去されると、流体力学的要素の部材を上昇、移動、または降下させる、機械チャンバハッチ１１６を格納する。機械チャンバハッチ１１６の近傍には、入れ子式機械チャンバ１１８の種々の空間につながる梯子にアクセスさせる、マンホールカバー１０４がある。中央径間１４０ａは、入れ子式機械チャンバ１１８の上部にある。
【００１０】
柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等の各柱は、上方棚１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ等の上方棚（上方フィン３０８ａ、３０８ｂを保持するため）と、下方棚１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、および１２４ｄ等の下方棚（下方フィン３１２ａ、３１２ｂを保持するため）とを含む。各柱の脚部は、ベースプレートブロック１３２によって格納される、溝１２６に嵌入する。各ベースプレートブロックは、複数の脚部１３４を介して、海底に載置される。各ベースプレートブロックは、ラッチ末端１２８ａ、１２８ｂを介して、別のベースプレートブロックと相互接続され、流体力学的要素を一緒に結合し、最終的に、流体力学的配列２００を形成する。
【００１１】
一実施形態では、４つ組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの配置はそれぞれ、楕円または他の好適な断面形状を有する鉄筋海洋コンクリートから厚く生成され、海底に搭載されるベースプレートブロックの下方の多数の脚部１３４によって支持される。そのような配置は、流体力学的要素の他の部材を安定化させるための基礎を形成する。一実施形態では、４つ組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄは、付加的電力が、タービン水中翼を横断し、かつ１つのタービンダクトから別のタービンダクトへの様々な方向の水流から得られるように、垂直軸水中翼タービンを通る水流を誘導する。本効果を促進するために、タービン翼の関係は、相互に、同期される。各タービンは、その近傍タービンと反対回転方向に回動し、近傍タービンは、別の４つ組の柱によって支持される。本柱の配置は、ダクト壁またはタービン翼のいずれかのトルク変動および起こり得る疲労を生じさせ、最終的に、電力喪失または構造的故障を起こす可能性がある、タービン翼とダクト壁との間の干渉効果を排除または低減させる。
【００１２】
図２は、陸境界２０６ａ、２０６ｂを接続し、乗客を搬送する自動車および流体力学的要素の部材を運搬する車両が、水路２０８を横断して進むように促進するための水路２０２にわたって延在する、高架橋１００を例証する。盛土２０２は、高架橋１００が陸境界２０６ａ、２０６ｂに到達するための支持を提供する。前述のように、高架橋１００は、複数の中央径間（中央径間１０４ａ等）と相互接続される、複数の車道径間（車道径間１０１ａ、１０１ｂ等）を備える。高架橋１００の真下には、流体力学的配列２００があり、その中の流体力学的要素は、一対の車道径間および単一中央径間を支持する、４つ組の柱（柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等）間に配置される。流体力学的配列２００の各流体力学的要素は、各流体力学的要素に作用し、電気を発電する、海洋潮または川の流れの運動を受け取るように構成される、ベースプレートブロック１３２に着座する、４つ組の柱によって支持される１つ以上の回転子アセンブリを備える。４つ組の柱は、上部、中心、および底部足場３１０、３１４、および２６００のための構造的支持としての役割を果たし、足場は、軸受アセンブリを格納し、いくつかの実施形態では、水中翼縦横比を高める。前述のように、４つ組の柱は、回転子アセンブリに機械的に連結するように構成される、軸支およびスラスト軸受を格納する、入れ子式機械チャンバ１１８を支持する。
【００１３】
一実施形態では、高架橋１００は、単一または二重（積層）回転子アセンブリを含む、流体力学的要素から構築される、流体力学的配列２００を伴い水路２０８を交差する。本実施形態では、陸上機器またはサポートインフラは必要ない。流体力学的配列２００の多孔性構造は、流動後、海洋潮または川の流れを引かせる。堆砂は、排除または低減され、海洋生物は、無傷で通過することができる。本実施形態では、水中軸受は、水によって潤滑されているため、汚染は抑制される。重量のある高電圧電力ケーブルは、電磁放射に対して好適に遮蔽され、電子機器、車両、および保守人員を保護する。発電機（発電機チャンバ５４４によって格納される）は、空気冷却される。同一実施形態では、入れ子式機械チャンバ１１８は、空調され、機器の過熱を防止する。入れ子式機械チャンバ１１８はまた、海洋生物を含め、地元民および野生生物の邪魔とならないよう隔離され、防音され得る。
【００１４】
図３は、多くの流体力学的要素のうちの１つずつが、流体力学的配列２００を構成する、流体力学的要素の部材である、柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等の柱によって支持される、高架橋１００を例証する。前述のように、高架橋１００は、車道径間１０１ａ、１０１ｂ等の車道径間を備える。各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、相互に平行であって、安全壁３１６ａ、３１６ｂを備え、その上には、ガードレール１１０ａ、１１０ｄが搭載され、その下には、側溝１３６ａ、１３６ｂが穿通され、車道径間１０１ａ、１０１ｂ上の降雨を排水させる。
【００１５】
各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、足場を格納し、その上には、ガードレール１１０ｂ、１１０ｃが搭載され、クレーン用レール１１２ａ、１１２ｂが、設置され、機器用レール１１４ａ、１１４ｂが、車輪付き車両が、中央帯１４０に沿って、種々の場所へ機器を搬送する、軌道を形成するように位置する。機械チャンバハッチ１１６は、保守等のために、入れ子式機械チャンバ１１８内の機械にアクセスさせる。マンホールカバー１０４は、技師および他の人員に、入れ子式機械チャンバ１１８内の機械にアクセスさせる。各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、マンホールカバー１０２を含み、とりわけ、ケーブルが定置される、三角形空洞１０８に到達するために、マンホール１０６へのアクセスを提供する。
【００１６】
各車道径間１０１ａ、１０１ｂは、柱１２２ａ、１２２ｂの上部に横に載置されるように構成される、１つ以上の脚部３１８ａ、３１８ｂと、１つ以上のほぞとを含む。ほぞ３０４ｂ、３０４ｄは、柱１２２ａ、１２２ｂのほぞ穴３０４ａ、３０４ｃへの挿入のために、車道径間１１０ａ、１１０ｂの底部から突出する。入れ子式機械チャンバ１１８から求基的に突出するのは、上方回転子アセンブリ２０４ａおよび下方回転子アセンブリ２０４ｂに連結される、トルク駆動軸３０６である。トルク駆動軸３０６はまた、上方足場／軸受アセンブリ３１０および中心足場／軸受アセンブリ３１４と同軸に整列される。４つ組の柱間の定位置に上方足場／軸受アセンブリ３１０を剛体的に保持するのは、上方フィン３０８ａ、３０８ｂである。同様に、下方フィン３１２ａ、３１２ｂは、それ自体、海底１３０の複数の脚部１３４上に載置される、ベースプレートブロック１３２の上部に定置される、４つ組の柱間の定位置に中心足場／軸受アセンブリ３１４を剛体的に維持する。
【００１７】
一実施形態では、４つ組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの各部材の幅、ならびに脚部１３４から入れ子式機械チャンバ１１８までの高さは、水流閉塞を排除または低減するのに有用である。４つ組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの高さはまた、激しい気象パターンによって駆動される異常な波の高さを超えて、入れ子式機械チャンバ１１８を維持する。そのような配置は、入れ子式機械チャンバ１１８を隔離し、異常な波の高さによる転覆力を抑止または低減させる。また、本実施形態では、入れ子式機械チャンバ１１８の床は、実質的に、低潮レベルより数メートル下の回転子アセンブリに対して、上方端プレートの効果を提供し、水中翼のキャビテーションを防止する。一実施形態では、その溝が矩形格子状構造を形成する、ベースプレートブロック１３２は、クモの巣構造を形成する脚部１３４とともに、さらに、流体力学的要素を安定化させるように構成される。クモの巣構造はまた、海水がベースプレートブロック下に流動するのを防止または低減させる。
【００１８】
流体力学的要素の部材の上昇、移動、および降下を促進するために、軸受支持構造（上方足場／軸受アセンブリ３１０、中心足場／軸受アセンブリ３１４、および下方足場／軸受アセンブリ２６００等）はそれぞれ、それを通して、トルク駆動軸が位置付けられる、軸受の一部を組み込む構成を有するように設計される。これらの軸受支持構造によって規定されるオリフィスは、トルク駆動軸直径より大きい。加えて、上にある軸受支持構造より低いところにある軸受支持構造は、好適には、定位置に上昇、移動、および降下させるために、その上にあるものより小さい。
【００１９】
入れ子式機械チャンバ１１８は、流体力学的要素の部材として、好適には、鉄筋コンクリート要素から製造される。入れ子式機械チャンバ１１８は、クレーン用レール１１２ａ、１１２ｂを使用して定位置に移動される、好適なクレーンを利用して、機械チャンバハッチ１１６を通して、上昇、移動、または降下させられ得る。好適には、上方機械チャンバ５１４によって格納される発電機チャンバは、流体力学的要素の部材を分解するプロセスにおいて、最初に除去される。次に、クレーンは、上方機械チャンバ５１４に続いて、下方機械チャンバ５１６によって格納される機器の部品、下方機械チャンバ５１６自体、ならびに上方足場／軸受アセンブリ３１０、上方回転子アセンブリ２０４ａ、中心足場／軸受アセンブリ３１４、下方回転子アセンブリ２０４ｂ、および下方足場／軸受アセンブリ２６００等のトルク駆動軸３０６と接続されたアセンブリを除去する。各アセンブリは、それぞれ回収されるのに伴って、順に、分解され、続いて、クレーンによって、輸送のための機器用レール１１４ａ、１１４ｂ上に位置付けられた機器車両に移動される。当業者によって認識されるように、流体力学的要素の部材を組み立てるプロセスは、前述の事象の順序を時間的に反転させて生じ得る。
【００２０】
図４は、車道径間（車道径間１０１ａ等）と柱（柱１２２ａ等）との間の相互接続を詳細に例証する。前述のように、車道径間１０１ａは、ガードレール１１０ａ、１１０ｂを含み、自動車が、安全壁３１６ａを越えること、または中央径間１４０内に脱線することを防止する。車道１３８ａ上には、マンホールカバー１０２があって、マンホール１０６にアクセスし、電力および通信ケーブル、清浄水の本管、ならびに他の不燃性および非爆発性物質を搬送するように構成される、三角形空洞１０８に到達させる。側溝１３６は、車道１３８上の降雨を排水させる。中央径間１４０はまた、クレーン用レール１１２ａならびに機器用レール１１４ａを含む。
【００２１】
横方向ラッチ末端４０２は、中央径間１４０ａに締結するように、車道径間１０１ａを中央径間１４０ａに嵌合および係合させる。より具体的には、車道径間１０１ａの横方向ラッチ末端４０２は、入れ子式機械チャンバ１１８（その上部は、中央径間１４０ａである）の横方向ラッチ末端５０８ａと嵌合させる。車道径間１０１ａから突出する脚部３１８ａは、柱１２２ａの上部に横に着座する。さらに、車道径間１０１ａの底部から突出するのは、柱１２２ａの上部のＵ形ほぞ穴３０４ａと嵌合する、ほぞ３０４ｂである。突起４０６は、入れ子式機械チャンバ１１８の底部と嵌合し、それをしっかりと支持する長方形ほぞ穴４０４を介して、柱１２２ａの上部に継合される。
【００２２】
図５は、入れ子式機械チャンバ１１８を例証する。その頂部において、入れ子式機械チャンバ１１８は、開放されると、内側の機器にアクセスさせる、機械チャンバハッチ１１６によって被覆される。入れ子式機械チャンバ１１８の側面は、横方向ラッチ末端５０８ａ、５０８ｂによって終端し、該末端は、車道径間１０１ａの横方向ラッチ末端４０２等の対応する横方向ラッチ末端と嵌合し、一対の車道径間１０１ａ、１０１ｂの真下の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等の４つ組の柱によって規定される開口部中に入れ子式機械チャンバ１１８を構造的に締結する。一式のマンホールカバー１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃは、上方梯子５０６ａ、中間梯子５０６ｂ、および下方梯子５０６ｃへのアクセスを提供し、それぞれ、順に、人員を入れ子式機械チャンバ１１８にアクセスさせる。下方マンホールカバー１０４ｃの近傍には、昇降口５１２があって、１つ以上の相互接続された入れ子式機械チャンバ１１８へのアクセスをもたらす。一式の防火鋼鉄ドア５１０、５１０ｂ、５１０ｃは、より具体的には、人員に、流体力学的要素と接続された機器の部品にアクセスし、保守を行わせる。
【００２３】
入れ子式機械チャンバ１１８は、上方機械チャンバ５１４および下方機械チャンバ５１６を含む。下方機械チャンバ５１６は、上方機械チャンバ５１４上の突起と嵌合し、２つのチャンバをともに固着させる、輪郭補強突起を有する。上方機械チャンバ５１４は、マンホールカバー１０４ａおよび梯子５０６ａを介してアクセス可能である。上方機械チャンバ５１４は、発電機チャンバ５４４を格納する。機械チャンバハッチ１１６の開口部によって、発電機チャンバ５４４は、上方機械チャンバ５１４の内側に徐々に発電機チャンバ５４４を引き上げるために使用される、アイボルト５３８ａ、５３８ｂを介して、上方機械チャンバ５１４の内側に定置することができる。発電機チャンバ５４４の上部は、安全カバー５４６によって蓋がされる。安全カバー５４６の上部に搭載されるのは、同期発電機５０２内に磁場を産生させるために使用される電流を供給する、発電機またはバッテリのいずれかである、励起子５４８である。発電機５０２は、スラスト軸受５０４から受け取った機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する。
【００２４】
スラスト軸受５０４は、高速ギア継手５４２を介して、ギアボックス５４０に機械的に連結される。ギアボックス５４０は、ここでは、一実施形態における例証目的のために使用される。しかしながら、直接駆動永久磁石変速発電機等の任意の好適なギアまたはトランスミッションが使用され得る。アイボルト５３８ｃ、５３８ｄは、ギアボックス５４０を下方機械チャンバ５１６内のその位置まで引き上げさせる。つまみ５１８ａ、５１８ｂは、下方機械チャンバ５１６の一部を入れ子式機械チャンバ５１８の内側の定位置まで引き上げさせる。変速を可能にするギアボックス５４０に連結されるのは、ギアボックス５４０によってスラスト軸受５０４に伝達される機械的エネルギーを伝達および修正する一連の可動機械部品を備える遊星歯車装置５３６である。アイボルト５３８ｅ、５３８ｆは、遊星歯車装置５３６を下方機械チャンバ５１６内に降下させる。遊星歯車装置５３６は、低速ギア継手５３４を介して、トルク軸ヘッド５２４に機械的に連結される。ディスクブレーキ５３２は、トルク軸ヘッド５２４の側面に対して押圧するキャリパからの摩擦を提供することによって、トルク軸ヘッド５２４の速度を調整する。頸状部５２８は、球面ころスラスト軸受５３０ａ、５３０ｂを介して、トルク軸ヘッドを同軸に置く。オイルは、球面ころスラスト軸受５３０ａ、５３０ｂを潤滑するために提供される。オイルシール５２２ａ、５２２ｂは、トルク軸カバー５２６内へのオイルの漏出を防止し、故に、トルク軸３０６を保護する。頸状部５２８は、ボルト５２０ａ、５２０ｂを介して、下方機械チャンバ５１６に締結される。下方機械チャンバ５１６の残りの部分は、つまみ５１８ｃ、５１８ｄを介して、定位置に引き上げられる。
【００２５】
一実施形態では、入れ子式機械チャンバ１１８は、好適な材料を使用して加工される。一好適な材料は、鉄筋海洋コンクリートを含む。別の好適な材料は、耐食金属を含む。発電機チャンバ５４４は、好適な材料を使用して加工される。一好適な材料は、高配筋コンクリートを含む。上方および下方支持突起を伴う発電機チャンバ５４４は、上方機械チャンバ５１４内にしっかりと入れ子式にされる。発電機チャンバ５４４は、好適には、構造的故障や、または不規則に加速し、崩壊を生じさせる等、発電機５０２が故障した場合、格納容器として機能する、円筒形構造として形成される。発電機チャンバ５４４の上部は、破片または工具等から発電機５０２を保護する。
【００２６】
オイルで潤滑された球面ころスラスト軸受５３０ａ、５３０ｂに対し、オイルは、トルク軸スプラインドライブの除去に先立って、オイルを冷却、循環、および圧送するために用意された隣接する加圧潤滑タンク（図示せず）から供給される。潤滑システムはまた、上方回転子アセンブリおよび下方回転子アセンブリの接合点において、トルク軸にオイルを提供する。潤滑システムは、圧送、冷却、調整、および汚染物質の検出、ならびに塩水除去、過熱、およびレベル警報のために、他のシステムと統合される。
【００２７】
図６は、上方足場／軸受アセンブリ３１０の下方で捉えた流体力学的配列２００の断面図である。４つ組の柱のうちの２つの部材は、４つ組の柱の他の２つの残りの部材と平行である。例えば、柱１２２ａ、１２２ｂは、柱１２２ｃ、１２２ｄに対して、平行位置にある。４つの柱、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの断面が例証される。一式の下方フィン３１２ａ、３１２ｂは、柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの棚上に載置される。より具体的には、下方フィン３１２ａは、柱１２２ａ、１２２ｃ間に固着される。下方フィン３１２ｂは、柱１２２ｂ、１２２ｄ間に固着される。また、例証されるのは、回転子アセンブリ２０４ａである。好適には、回転子アセンブリ２０４ａに隣接する他の回転子アセンブリは、回転子アセンブリ２０４ａの方向と反対に回動する。
【００２８】
図７は、中心足場／軸受アセンブリ３１４の下方で捉えた流体力学的配列２００の断面図である。４つ組の柱のうちの２つの部材は、４つ組の柱の他の２つの残りの部材と平行である。例えば、柱１２２ａ、１２２ｂは、柱１２２ｃ、１２２ｄに対して平行位置にある。４つの柱、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの断面が例証される。溝１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、および１２６ｄは、柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの脚部を格納する。また、例証されるのは、Ｔ形ラッチ部材７０２である。下方回転子アセンブリ２０４ｂは、Ｔ形ラッチ部材７０２の上面上の隣接する回転子アセンブリと４５度位相がずれて示され、下方回転子アセンブリ２０４ｂがその隣接する近傍下方回転子アセンブリに対して反対方向に回動することを例証する。
【００２９】
図８は、上方足場／軸受アセンブリ３１０の断面側面図を例証する。トルク軸３０６は、上方足場／軸受アセンブリ３１０と同軸に整列される。トルク軸カバー８０２は、上方足場／軸受アセンブリ３１０を上方フィン３０８ａ、３０８ｂの突起に対して定位置に上昇、移動、または降下させる、吊手を含む。トルク軸３０６を囲むのは、横桟軸受要素８０４と軸方向に整列される、軸受シリンダ８０６である。軸受シリンダ８０６は、Ｃ形クランプ８１０を介して、軸セグメント８０８に機械的に連結される。
【００３０】
一実施形態では、上方足場／軸受アセンブリ３１０の軸受アセンブリ部分は、上方足場／軸受アセンブリ３１０内に埋入されるディスクおよびリブとともに、肉厚シリンダから形成される。シリンダの内部は、好適には、頑丈な合成水潤滑構造から成る、横桟軸受要素８０４を支持するように機械加工される。好適には、横桟軸受要素は、過熱から保護されるが、高変動負荷、砂粒および他の汚染物質、不整列、ならびに水流閉塞等の極端な酷使下でも機能することができる。横桟軸受要素８０４を通して海水を循環させることは、過熱を低減させるために好適である。水の循環は、横桟軸受要素８０４間に海水を引き上げ、トルク軸カバー８０２内の排水孔（図示せず）から海水を排出するのにともなって、上方および下方回転子アセンブリ２０４ａ、２０４ｂによって促進される。暖かい海水は、横桟軸受要素８０４を加熱することによって上昇する傾向にあるため、これは、横桟軸受要素８０４間の空間を通した海水の循環を支援する。
【００３１】
図９、１０、および１１は、その実装が、４つ組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの棚１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄに固着される、対の上方フィン３０８ａ、３０８ｂを含む、例示的上方フィンを例証する。上方フィン３０８ａは、遠位端１００８および近位端１０１０を含む。近位端１０１０には、ノブ１００４が突出し、上方フィン３０８ａの末端に突起１００６を形成する。多数の孔１００２は、柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの棚１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、および１２０ｄ上に上方フィンを固着する、ボルトを収容する。
【００３２】
一実施形態では、上方フィンは、対で使用される。対の上方フィンは、キャビテーションおよび波の分流を排除または低減させるのに有用である。好適には、各上方フィンは、鉄筋コンクリートから形成される。各上方フィンは、好適には、耐腐食角度において、ボルトによって、４つ組の柱のうちの２つの部材の各側に取り付けられる。対の上方フィン（対の上方フィン３０８ａ、３０８ｂ等）は、４つ組の柱の分離を維持し、その整列を安定化させ、かつ上方足場／軸受アセンブリ３１０を支持する。対の上方フィンは、上向湾曲遠位端１００８を有し、上方フィン下の海洋潮または川の流れの流動をキャビテーションを排除または低減させる深度まで誘導する一方、上方／下方回転子アセンブリの通気を提供する。遠位端１００８の高さは、正常な海洋潮および川の流れが、上方／下方回転子アセンブリを通して指向される一方、激しい気象パターンによって駆動された波が、上方フィン（上方足場／軸受アセンブリ３１０と組み合わせて）の上方および入れ子式機械チャンバ１１８の底部を通過するようなものである。
【００３３】
図１２および１３は、上方回転子アセンブリ２０４ａまたは下方回転子アセンブリ２０４ｂ等の回転子アセンブリのステージの平面図を例証する。回転子アセンブリのステージは、翼支持アーム１４０８ａ、１４０８ｂ、１４０８ｃ、および１４０８ｄを介して、リングクランプ１２０２に連結される、４つの翼１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃ、および１４２０ｄを備える。各回転子アセンブリは、１つ以上の軸セグメントを通して、相互に相互接続される複数のステージを備える。好適には、回転子アセンブリは、４つのステージを有するが、任意の数のステージが可能である。回転子アセンブリ（上方／下方回転子アセンブリ２０４ａ、２０４ｂ）は、流体力学的要素内の能動的要素であって、翼１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃ、および１４２０ｄによって、海洋潮エネルギーまたは川の流れのエネルギーを捕捉する。翼（または、薄片）１４２０ａ、１４２０ｂ、１４２０ｃ、および１４２０ｄは、有意な揚力をもたらす。揚力における機械的エネルギーは、翼支持アームを通して、トルクとして、駆動軸に伝達される。そして、本機械的エネルギーはさらに、流体力学的要素の種々の部材によって伝達および中継され、ギアボックス５４０を通して、発電機５０２を駆動させる。
【００３４】
図１４は、上方回転子アセンブリ２０４ａ等の回転子アセンブリの一部を詳細に例証する。軸セグメント１４０２、１４０４は、翼支持アーム１４０８のＣ形末端１４０６を介して、一緒に連結される。Ｃ形末端１４０６は、リングクランプ１２０２内に事前に穿通された孔を貫通する１つ以上のボルト１４１６を介して締結される。１つ以上の整列ボルト１４１２は、軸セグメント１４０２を軸セグメント１４０４とともに位置させる。１つ以上のシール１４１０は、緊密閉包を提供し、流体が軸セグメント１４０２、１４０４に流入するのを抑止する。翼支持アーム１４０８の遠位端には、１つ以上の翼１４２０が、１つ以上のボルト１４１８を介して連結される。
【００３５】
図１５は、中心足場／軸受アセンブリ３１４の断面図を詳細に例証する。トルク軸３０６は、中心足場／軸受アセンブリ３１４に対して、同軸に位置する。回転子リフトカバー１５０２は、中心足場／軸受アセンブリ３１４を上昇、移動、または降下させ、一対の下方フィン３１２ａ、３１２ｂの突起末端と嵌合させるつまみを含む。軸受シリンダ１５０６は、Ｃ形クランプ１５０８を介して、軸セグメント１５１０に連結される。軸受シリンダ１５０６は、横桟軸受要素１５０４と係合する。中心足場／軸受アセンブリ３１４は、好適には、中心足場／軸受アセンブリ３１４を対の上方フィン３０８ａ、３０８ｂによって提供される開口部に通過させるように構成される、円形形状から形成される。中心足場／軸受アセンブリ３１４は、下方フィン３１２ａ、３１２ｂに、中心足場／軸受アセンブリ３１４および下方回転子アセンブリ２０４ｂの重量を支持させるように、テーパ状突起末端を有し、下方フィン３１２ａ、３１２ｂと嵌合する。
【００３６】
一実施形態では、中心足場／軸受アセンブリ３１４の軸受アセンブリ部分は、中心足場／軸受アセンブリ３１４内に埋入されるディスクおよびリブとともに、肉厚シリンダから形成される。シリンダの内部は、好適には、頑丈な合成水潤滑構造から成る、横桟軸受要素１５０４を支持するように機械加工される。好適には、横桟軸受要素は、過熱から保護されるが、高変動負荷、砂粒および他の汚染物質、不整列、ならびに水流閉塞等の極端な酷使下でも機能することができる。横桟軸受要素１５０４を通して海水を循環させることは、過熱を低減させるために好適である。水の循環は、横桟軸受要素１５０４間に海水を引き上げ、トルク軸カバー１５０２内の排水孔（図示せず）から海水を排出するのにともなって、上方および下方回転子アセンブリ２０４ａ、２０４ｂによって促進される。暖かい海水は、横桟軸受要素１５０４を加熱することによって上昇する傾向にあるため、これは、横桟軸受要素１５０４間の空間を通して海水の循環を支援する。
【００３７】
図１６−１８は、下方フィン３１２ａ、３１２ｂ等の下方フィンを詳細に例証する。下方フィンは、遠位端１７０４と、弧として終端し、分岐し、突起末端１７０６を形成する近位端１７０２とを含む。多数の孔１７０８は、下方フィンを柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの下方棚１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、および１２４ｄに締結するためのボルトを収容する。
【００３８】
一実施形態では、下方フィンは、対で使用される。対の下方フィンは、キャビテーションおよび波の分流を排除または低減させるのに有用である。好適には、各下方フィンは、鉄筋コンクリートから形成される。各下方フィンは、好適には、耐腐食角度において、ボルトによって、４つ組の柱のうちの２つの部材の各側に取り付けられる。対の下方フィン（対の下方フィン３１２ａ、３１２ｂ等）は、４つ組の柱の分離を維持し、その整列を安定化させ、かつ下方足場／軸受アセンブリ３１４を支持する。対の下方フィンは、回転子アセンブリのための端部プレートとして機能し、海洋潮または川の流れの流動を回転子アセンブリに向かって誘導する、水平配向を有する。
【００３９】
図１９は、柱１２２ａ等の柱の側面図を例証する。柱１２２ａの上部は、車道径間１０１ａ等の車道径間から突出するほぞ３０４ａと嵌合する、Ｕ形ほぞ穴３０４ｂを含む。柱１２２ａは、長方形ほぞ穴４０４によって介在される、突起４０６を含む。突起４０６は、柱１２２ａの長方形ほぞ穴４０４、およびベースプレートブロック上に搭載された４つ組の柱の３つの残りの部材と一緒に、入れ子式機械チャンバ１１８を支持する。棚１２０ａは、上方足場／軸受アセンブリ３１０を支持するように上方フィンを固定させる。別の棚１２４ａは、下方フィン３１２ａ、３１２ｂのための支持を提供する。柱１２２ａは、ベースプレートブロック上の溝に嵌入する脚部１９０２を含む。
【００４０】
好適には、脚部１９０２は、グループ化され、ベースプレートブロック上の溝内にボルトで留められる。前述のように、柱の断面は、楕円として例証的に描写された流線形形状を呈するが、任意の好適な断面形状を使用することができる。一好適な断面形状は、中心に向かう後縁を有する対称翼を含む。別の好適な断面形状は、丸い端部を有する長方形を含む。柱１２２ａの上方部分は、入れ子式機械チャンバ１１８および車道径間を定位置に支持および掛止するように構成される。すでに例証されたように、一実施形態では、柱１２２ａの断面は、鉄筋コンクリートの重厚な壁構造と、骨材または砂で充填することができる３つの空間を生成する一体化スパーとを明らかにしている。
【００４１】
図２０は、高架橋１００および柱の一部の断面側面図を例証する。より具体的には、ここで例証される高架橋１００の部分は、車道径間１０１ａを含み、その上部には、ガードレール１１０ａがある。車道径間１０１ａは、縦方向オス型ラッチ末端２００２ａまたは縦方向メス型ラッチ末端２００２ｂを規定する空洞等、すべて、係合し、相互に締結するように構成される、機械的部材を嵌合することによって、他の車道径間と相互接続される。車道径間１０１ａはさらに、柱１２２ａ、１２２ｃの上部に載置される、脚部２２０４ａ、２２０４ｂを含むように構成される。
【００４２】
図２１、２２は、ベースプレートブロック１３２およびその相互関係を詳細に例証する。各ベースプレートブロック１３２は、海底に載置される、多数の脚部１３４を含む。Ｉ形梁１３０は、ベースプレートブロック１３２に海底とのさらなる支持を提供する。各ベースプレートブロック１３２の上部は、４つの溝１２６を含み、各溝１２６は、柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等の柱の脚部を格納する。ベースプレートブロック１３２の中心には、底部足場／軸受アセンブリ２６００を収容するボア２１０４がある。ベースプレートブロック１３２のいずれの側にも、隣接するベースプレートブロック１３２のラッチ末端と当接するように構成されるラッチ末端１２８がある。Ｔ形ラッチ部材７０２は、隣接するベースプレートブロック１３２のラッチ末端１２８に係合し、隣接するブロック１３２を嵌合し、相互締結状態にする。上部には、Ｔ形ラッチ部材の中心に、好ましくは、底部足場／軸受アセンブリ２６００を収容するために、ボア２１０４の類似寸法を共有する、ボア２１０２がある。
【００４３】
本主題の種々の実施形態の柱およびベースプレートブロックは、底部組成物の種類、水の深度、現場の最大波のサイズ、対応する現場構造物の種類、地震活動、流体力学的配列に対する回転子抗力、および道路または鉄道の通行量が関係する場合、上層部の負荷に応じて、海底支持構造の安定した設置を支持するための組み合わせを提供する。一実施形態では、ベースプレートブロックは、その中心が、上方足場／軸受アセンブリ、中心足場／軸受アセンブリ、および底部足場／軸受アセンブリを格納する４つ組の柱を支持する。
【００４４】
図２３は、柱とベースプレートブロック１３２との間の相互関係の部分的分解等角図を例証する。各ベースプレートブロック１３２は、１つ以上のＴ形ラッチ部材７０２を介して、隣接するベースプレートブロック１３２に相互に締結される。各ベースプレートブロック１３２は、４つの溝１２６を含み、各溝は、柱の脚部を格納する。図２４は、柱１２２とベースプレートブロック１３２との間の相互関係の組立後の等角図を例証する。
【００４５】
図２５は、高架橋の側面図と、流体力学的配列とのその相互関係を例証する。高架橋１００は、相互に相互接続される一方、柱１２２の上部に載置される、複数の車道径間１０１を含むように示される。側面から見て、各柱１２２間には、入れ子式機械チャンバ１１８がある。各入れ子式機械チャンバ１１８の下方から突出するのは、上方フィン３０８によって部分的に隠される、トルク駆動軸３０６である。上方フィン３０８の下方には、１つ以上の上方回転子アセンブリ２０４ａがある。上方回転子アセンブリ２０４ａと下方回転子アセンブリ２０４ｂとの間に介在されるのは、１つ以上の下方フィン３１２である。下方回転子アセンブリ２０４ｂおよび柱１２２は、１つ以上のベースプレートブロック１３２上に載置される。
【００４６】
図２６は、底部足場／軸受アセンブリ２６００の断面側面図を例証する。軸セグメント２６０２は、Ｃ形クランプ２６０４を介して、軸受シリンダ２６０６に連結される。軸受シリンダ２６０６は、軸受シリンダ２６０６を下向きに保持するカバープレート２６１０によって、底部足場／軸受アセンブリ２６００に保定される。軸受シリンダ２６０６は、横桟軸受２６０８によって、底部足場／軸受アセンブリに係合する。
【００４７】
一実施形態では、下方足場／軸受アセンブリ２６００の軸受アセンブリ部分は、下方足場／軸受アセンブリ２６００内に埋入されるディスクおよびリブとともに、肉厚シリンダから形成される。シリンダの内部は、好適には、横桟軸受要素は、過熱から保護されるが、高変動負荷、砂粒および他の汚染物質、不整列、ならびに水流閉塞等の極端な酷使下でも機能することができる。横桟軸受要素２６０８を通して海水を循環させることは、過熱を低減させるために好適である。
【００４８】
例証的実施形態が、例証および説明されたが、発明の精神および範囲から逸脱することなく、そこに種々の変更を行うことができることを理解されるであろう。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
2013503995.tif 000029
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