(57)【要約】  公知の水中タービンユニットは、引き潮および／または上げ潮の潮汐流での運転等において問題点を有する。すなわち、本発明では、その翼弦中間線（Ａ）に関して対称なエアフォイル（５）が提供される。エアフォイル（５）は、翼弦（Ｂ）に関して対称とすることもできる。水中タービンユニット（３）は、エアフォイル（５）を備えた少なくとも一つのブレード（２０）を備えた少なくとも一つのタービン（２５）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのブレードを備えたタービンを少なくとも一つ備え、前記少なくとも一つのブレードは、その翼弦中間線に関して対称なエアフォイルを少なくとも一つ備える、水中タービンユニット。
【請求項２】
前記エアフォイルは、その翼弦線に関して対称である、請求項１に記載の水中タービンユニット。
【請求項３】
前記タービンユニットは、流体が通り抜ける流路を有するハウジングを備え、前記少なくとも一つのタービンが該流路内に設けられて該流路を流れる流体の流れに反応して回転する、請求項１または２に記載の水中タービンユニット。
【請求項４】
前記タービンのハブ位置での前記エアフォイルの翼弦は、所定の流体流動方向または前記タービンの回転軸に対して略３０°から６０°の間である、請求項１〜３の何れかに記載の水中タービンユニット。
【請求項５】
翼弦中間線に関して対称である、エアフォイル。
【請求項６】
翼弦に関して対称である、請求項５に記載のエアフォイル。
【請求項７】
前記エアフォイルは第１および第２の前縁を備える、請求項５または６に記載のエアフォイル。
【請求項８】
前記各前縁は部分的に円形である、請求項７に記載のエアフォイル。
【請求項９】
前記エアフォイルの翼弦は直線により構成されている、請求項６〜８の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１０】
前記翼弦中間線は、前記エアフォイルの翼弦に略垂直である、請求項５〜９の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１１】
前記エアフォイルの高さは、前記翼弦中間線の位置またはその近傍で最大であり、両端に向けて減少する、請求項５〜１０の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１２】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約５％から２５％である、請求項５〜１１の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１３】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約１２％から２０％である、請求項５〜１２の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１４】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約１５％である、請求項５〜１３の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１５】
前記エアフォイルの最大高さまたは厚さの位置は、略翼弦中間線の位置である、請求項５〜１４の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１６】
前記エアフォイルは、キャンバがゼロであり、最大高さまたは厚さが翼弦中央にある、双対称エアフォイルにより構成される、請求項５〜１５の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１７】
前記エアフォイルの形状は、ＮＡＣＡ６７により構成される、請求項５〜１６の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１８】
前記エアフォイルの形状は、ＮＡＣＡ６７１−０１５により構成され、前縁形状が翼弦中間線に関して鏡像化されている、請求項５〜１７の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１９】
請求項５〜１８のいずれかに記載のエアフォイルを少なくとも一つ備える、ブレード。
【請求項２０】
前記ブレードは、請求項５〜１８の何れかに記載のエアフォイルまたは縦方向に間隔を隔てた設計断面を複数備える、請求項１９に記載の翼。
【請求項２１】
前記ブレードは、３個から９個のエアフォイルを備える、請求項１９または２０に記載のブレード。
【請求項２２】
前記ブレードは、５個のエアフォイルを備える、請求項１９〜２１の何れかに記載のブレード。
【請求項２３】
テーパ比が０．３から０．８の範囲内である、請求項１９〜２２の何れかに記載のブレード。
【請求項２４】
アスペクト比が約０．５である、請求項１９〜２３の何れかに記載のブレード。
【請求項２５】
アスペクト比が３から１０の範囲内である、請求項１９〜２４の何れかに記載のブレード。
【請求項２６】
アスペクト比が約６である、請求項１９〜２５の何れかに記載のブレード。
【請求項２７】
ハブ取付角が、軸方向から３０°から６０°の範囲内である、請求項１９〜２６の何れかに記載のブレード。
【請求項２８】
ハブ取付角が、軸方向から約４５°または４８°である、請求項１９〜２７の何れかに記載のブレード。
【請求項２９】
翼端取付角が、軸方向から７０°から８５°の範囲内である、請求項１９〜２８の何れかに記載のブレード。
【請求項３０】
翼端取付角が、軸方向から約７９°である、請求項１９〜２９の何れかに記載のブレード。
【請求項３１】
高さ方向中間における翼弦長が、０．３ｍから３．０ｍの範囲内である、請求項１９〜３０の何れかに記載のブレード。
【請求項３２】
翼弦長が、約１．０ｍである、請求項１９〜３１の何れかに記載のブレード。
【請求項３３】
請求項１９〜３２の何れかに記載のブレードを少なくとも一つ備える、タービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３４】
複数のブレードを備える、請求項３３に記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３５】
２個から９個のブレードを備える、請求項３３または３４に記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３６】
３個から７個のブレードを備える、請求項３３〜３５の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３７】
５個から７個のブレードを備える、請求項３３〜３６の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３８】
ハブ径の先端径に対する比が０．１から０．５の範囲内である、請求項３３〜３７の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３９】
ハブ径の先端径に対する比が約０．２である、請求項３３〜３８の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４０】
先端径が５ｍから３０ｍの範囲内である、請求項３３〜３９の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４１】
先端径が１５ｍから２０ｍの範囲内である、請求項３３〜４０の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４２】
使用時において１０から５０ｒｐｍの回転数で回転するように構成される、請求項３３〜４１の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４３】
使用時において約２５ｒｐｍの回転数で回転するように構成される、請求項３３〜４２の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４４】
少なくとも一つのブレードを備え、該少なくとも一つのブレードは、その翼弦に関して対称なエアフォイルを備える、タービン。
【請求項４５】
請求項３３〜３８の何れかに記載のタービンもしくは請求項４４に記載のタービンを少なくとも一つ備える、水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４６】
流体または液体が通り抜ける流路を備えたハウジングと、該流路内に設けられ該流路内を流れる液体の流れに反応して回転する、請求項３３〜４３の何れかに記載のタービンもしくは請求項４４に記載のタービンを少なくとも一つ備える、請求項４５に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４７】
前記流路により、流路の両側開口から流路内部に向けてテーパ状であるコンバージェント・ダイバージェントベンチュリからなるベンチュリが構成されている、請求項４６に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４８】
前記ハウジングは、その中間点位置に関して略対称であり、前記少なくとも一つタービン、または、少なくともそれらのうちの一つが、略前記中間点位置に位置している、請求項４５〜４７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４９】
前記液体は、該ユニットまたは装置が沈められる水体から供給される、請求項４６〜４８の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５０】
前記ハウジングは、外側スリーブと内側スリーブとにより構成され、前記内側スリーブにより前記流路が形成される、請求項４６〜４９の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５１】
前記ハウジングは、水底に対して取り付け構造により固定され、任意により潮汐流または水流の方向に対して略位置決めされる、請求項４６〜５０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５２】
前記ハウジングの軸方向と潮汐流または水流の方向とがなす角度は、約０°から４５°である、請求項４６〜５１の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５３】
前記ハウジングの軸方向と潮汐流または水流の方向とがなす角度は、約０°である、請求項４６〜５１の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５４】
該ユニットまたは装置に対して、着脱自在に取り付けられる部分を備える、請求項４５〜５３の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５５】
前記部分は、前記タービンとポンプ手段のうちの少なくとも一つを含む、請求項５４に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５６】
前記部分は、少なくとも内側ハウジングスリーブの一部と、該内側ハウジングスリーブにより形成させる前記流路の少なくとも一部とからなる、前記ハウジングの少なくとも一部が含まれる、請求項５４または５５に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５７】
使用時において、前記流路をいずれかの方向に流れる流体の流れに反応して駆動される、請求項４５〜５６の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５８】
前記流路またはダクトの入口および／または出口径は、７ｍから４０ｍの範囲内である、請求項４６〜５７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５９】
前記流路またはダクトの入口および／または出口の最大径は、約２０ｍである、請求項４６〜５７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６０】
前記流路またはダクトの長さは、７ｍから５０ｍの範囲内である、請求項４６〜５９の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６１】
前記流路またはダクトの長さは、約２８ｍである、請求項４６〜６０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６２】
請求項４５〜６１のいずれかに記載の水中タービンユニットまたは装置に対して着脱自在に取り付け可能な部分。
【請求項６３】
請求項４５〜６０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置を少なくとも一つ備える、動力発生装置。
【請求項６４】
前記動力発生装置は、発電機である、請求項６３に記載の動力発生装置。
【請求項６５】
前記動力発生装置は、
前記少なくとも一つのタービンに対して操作可能に接続されたポンプ手段と、
前記タービンにより駆動され、選択的に前記少なくとも一つのタービンとは離間して配置される動力発生手段と、
前記ポンプ手段と前記動力発生手段とを接続するとともに、動力発生のために流体を前記ポンプ手段から前記動力発生手段へ供給する流体供給手段とを備える、請求項６３または６４に記載の動力発生装置。
【請求項６６】
前記流体は、前記少なくとも一つのタービンユニットが沈められる水体の液体により構成される、請求項６５に記載の動力発生装置。
【請求項６７】
前記動力発生手段は、交流電流／電圧（ＡＣ）または直流電流／電圧（ＤＣ）として電力を発生するように構成される、請求項６３〜６６の何れかに記載の動力発生装置。
【請求項６８】
請求項６３〜６７の何れかに記載の動力発生装置を用意する工程と、前記動力発生装置の前記少なくとも一つのタービンユニットを水中に配置する工程と、少なくとも一方向に流れる流体に反応して、該少なくとも一つのタービンユニットの前記少なくとも一つのタービンを回転させる工程とを備える、動力発生方法。
【請求項６９】
前記少なくとも一つのタービンユニットを、海底、大洋底、または川底の表面上、近傍、またはその上方に配置する、請求項６８に記載の動力発生方法。
【請求項７０】
前記流体の流れは、潮汐流または水流により構成される、請求項６８または６９に記載の動力発生方法。
【請求項７１】
前記少なくとも一つのタービンは、流体が一方向に流れることに対して反応して一方向に回転し、流体が他方向に流れることに対して反応して他方向または逆方向に回転する、請求項６８〜７０の何れかに記載の動力発生方法。
【請求項７２】
前記流体が流れる一方向および他方向は、略逆方向である、請求項７１に記載の動力発生方法。
【請求項７３】
添付図面を参照して本明細書中に説明されたエアフォイル。
【請求項７４】
添付図面を参照して本明細書中に説明されたブレード。
【請求項７５】
添付図面を参照して本明細書中に説明されたタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項７６】
添付図面を参照して本明細書中に説明されたタービン。
【請求項７７】
添付図面を参照して本明細書中に説明されたタービンユニット。
【請求項７８】
添付図面を参照して本明細書中に説明された動力発生装置。
【請求項７９】
添付図面を参照して本明細書中に説明された動力発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良されたエアフォイル、かかるエアフォイルを有するブレード（タービン翼）、かかるブレードを少なくとも一つ有するタービン、および、かかるタービンを有し、特に水中で使用されるタービンユニットまたは装置に関する。また、本発明は、かかるタービンを有する動力発生装置、および、かかるタービンを使用して動力を発生させる方法に関する。本発明は、特に水中における潮汐および／または水流駆動タービンに対して使用される双対称タービンブレードに関するが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
水中動力発生装置（例えば、発電機）および、これに関連するタービンユニットは公知である。
【０００３】
国際公開第ＷＯ０３／０２９６４５号公報（本出願人による）には、発電機のような動力発生装置が開示されている。この動力発生装置は、貫通する液体流路を備えたハウジングと、前記流路内に設けられ、該流路を流れる液体に反応して回転する少なくとも一つのタービン手段とを有する、少なくとも一つの水中タービンユニットを備える。また、このタービンユニットは、前記タービン手段に対して操作可能に組み付けられたポンプ手段を備える。このタービンユニットは、該タービンユニットに対して着脱自在に取り付け可能なタービンユニット部分を備え、該タービンユニット部分は、前記少なくとも一つのタービン手段およびポンプ手段のうち、少なくとも一方を有する。開示の実施形態では、タービンユニット部分は、前記流路の少なくとも一部も含んでいる。
【０００４】
上記公報の内容は、本明細書中に参照として組み込まれる。
【０００５】
公知の潮力または流力発電機は、増加する電力需要に対して、環境にやさしい方法で対応するものである。しかしながら、公知の発電機は種々の問題点を有している。例えば、潮力および／または流力を電力に変換する変換効率は相対的に低い。
【０００６】
いわゆる「対称の」エアフォイルは公知であり、航空機の表面、例えば 安定板や尾翼を安定にするために使用されたり、上昇および下降の両方向において高い「揚力」が必要な高度の曲技飛行用航空機の翼にも使用されたりしている。このようなエアフォイルは、「キャンバ」がゼロである。すなわち、直線的な翼型中心線を持ち、この中心線に対して対称的に流線が形成される。このような流線形状は、丸まった前縁と尖った後縁を持つ、非対称的な機首側および機尾側の形状である。この形状は、船体にも使用されている。従来においては、船体の前縁すなわち「エントリ」は、後方のカーブすなわち「ラン」よりも設計が容易である。これは、一般的に前部で圧力が低下して流れが加速する一方で、後縁に向けて減速し、圧力が増加して流れを表面から「分離させる」力を生じやすいということを反映したものである。この結果、後流が無秩序となり、非常に高い抗力を生じ、航空機の翼においては揚力の急減を招く。
【０００７】
前世紀を通じて、幅広い種類のエアフォイル形状が開発および研究されていた。種々の流線形状を使用して、変化するキャンバ線を施すといった、体系的なデザイン原理が、特にＮＡＣＡによって開発された。キャンバがゼロで、キャンバ線が単なる直線であっても、実際の流線形状は、最も厚い位置と前縁の相対寸法において変化する。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０３／０２９６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、従来技術における問題点の一つ以上を解決するか、少なくとも軽減することを目的とする。
【０００９】
さらに、本発明の少なくとも一態様における一つ以上の実施形態は、使用時に、潮汐流および／または水流により駆動され、好ましくは、引き潮および／または上げ潮時に、潮汐流の方向に合わせて移動または位置合わせをすることなく運転可能な、水中タービンユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、実質的にまたは完全に水中下にあって、それ故に環境に与える影響を最低限に抑えられる動力発生装置または動力発生場を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、メンテナンスに際してダイバーまたはＲＯＶ（遠隔作業機）を必要としない発電装置を提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、流体がどちらの方向から流れてきた場合であっても、比較的高い揚力と低い抗力とを発生させるエアフォイル形状を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、例えば、潮汐により実質的に逆方向の流れが生ずる場合に、潮汐流または水流からエネルギーを抽出するためのタービンへの使用に好適なエアフォイルを提供することを目的とする。
【００１４】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、流れが周期的に方向を変える場合に、エネルギーを抽出するために好適なエアフォイル形状を提供することを目的とする。
【００１５】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、比較的幅広い入射流れ角に対応できる、比較的低い抗力と良好な構造剛性を有する双方向エアフォイル形状を提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、基本的な形状をスケーリングすることで、構造上の要求に合わせた最大厚みを持つ一群のエアフォイル（エアフォイルのファミリー）を作製するための設計手法を提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、本発明の少なくとも一態様における少なくとも一つの実施形態は、新規な基準エアフォイルが、双対称反射プロファイルの基礎として、好ましい速度分布を必要な厚さで実現するように設計するための、一群のエアフォイルを作製するための手法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】
【００１８】
本発明の第１の態様によれば、その翼弦中間線に関して対称なエアフォイルが提供される。
【００１９】
ここで、前記翼弦中間線は、エアフォイルの翼弦に沿って略中間から、高さ方向または幅方向に伸長する線を意味する。
【００２０】
好ましくは、前記エアフォイルは、その翼弦に関して対称である。
【００２１】
したがって、このようなエアフォイルのことを、双対称と呼ぶことができる。
【００２２】
好ましくは、前記エアフォイルは、第１および第２の前縁を備える。
【００２３】
好ましくは、各前縁は、部分的に円形形状である。
【００２４】
好ましくは、前記エアフォイルの翼弦は、直線により構成される。すなわち、エアフォイルのキャンバはゼロであり、キャンバ線は、直線により構成される。好ましくは、前記翼弦中間線は、翼弦に対して略垂直である。
【００２５】
好ましくは、前記エアフォイルの高さは、翼弦中間線の位置またはその近傍で最大であり、両端に向けて減少する。
【００２６】
好ましくは、翼弦中間線の高さまたは厚さの翼弦長に対する比は、約５％から２５％であり、最も好ましくは１２％から２０％であり、約１５％であることが好適である。
【００２７】
エアフォイルの高さまたは厚さは、実質的に翼弦中間線の位置、すなわち翼弦に沿って５０％の位置で最大になることが最も好ましい。
【００２８】
本発明の好適な実施態様により、キャンバがゼロであり、翼弦中間の位置で最大高さまたは厚さを有する双対称エアフォイルが提供される。
【００２９】
最も好ましくは、エアフォイル形状がＮＡＣＡ６７、特にＮＡＣＡ６７１−０１５からなり、前縁形状が、翼弦中間線に関して鏡像となる。
【００３０】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様に係るエアフォイルを少なくとも一つ備えたブレードが提供される。
【００３１】
好ましくは、このブレードは、本発明の第１の態様に係るエアフォイル（または設計断面、例えば縦方向に間隔を隔てた断面）を複数、例えば３から９個の範囲内、好ましくは５個備える。
【００３２】
好ましくは、テーパ比、すなわち翼端側翼弦のハブ側翼弦に対する比は、０．３から０．８の範囲内、好ましくは０．５程度とする。
【００３３】
好ましくは、アスペクト比、すなわち平均翼弦の翼高さに対する比は、３から１０の範囲内、好ましくは６程度とする。
【００３４】
好ましくは、ハブ取付角は、軸方向から３０°から６０°の範囲内、好ましくは、４５°または４８°程度とする。
【００３５】
好ましくは、翼端取付角は、軸方向から７０°から８５°の範囲、好ましくは７９°程度とする。
【００３６】
好ましくは、中間高さにおける翼弦長は、０．３ｍから３．０ｍの範囲、好ましくは１．０ｍ程度とする。
【００３７】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様に係るブレードを少なくとも一つ備える、タービン、プロペラまたはインペラが提供される。
【００３８】
前記タービンは、ブレードを複数個、例えば、２個から９個の範囲、好ましくは３個から７個の範囲、好適な実施態様においては５個から７個の範囲で備える。
【００３９】
好ましくは、ハブ直径の先端直径に対する比は、０．１から０．５の範囲、好ましくは０．２程度とする。
【００４０】
好ましくは、先端直径は５ｍから３０ｍの範囲、好ましくは、１５ｍから２０ｍ程度とする。
【００４１】
タービンは、使用時において、１０ｒｐｍから５０ｒｍｐの回転数、好ましくは２５ｒｍｐ程度で回転するように構成される。
【００４２】
本発明の第４の態様によれば、少なくとも一つのブレードを備えたタービンが提供され、前記少なくとも一つのブレードは、その翼弦線に関して対称なエアフォイルを備える。
【００４３】
第４の態様のタービンは、第３の態様のタービン、第２の態様のブレード、または第１の態様のエアフォイルの特徴のいずれかを任意に備える。
【００４４】
本発明の第５の態様によれば、本発明の第３または第４の態様のいずれかに係るタービンを少なくとも一つ備えた、水中タービンユニットまたは装置などのタービンユニットが提供される。
【００４５】
好ましくは、タービンユニットは、流体または液体が通り抜ける流路を備えたハウジング、並びに、該流路に設けられた、本発明の第３または第４の態様に係るタービンを少なくとも一つ備え、該タービンは、前記流路を流れる液体の流れに応答して回転する。
【００４６】
前記流路は、ベンチュリ、例えば、流路のいずれか一方端の開口から流路の内部に向けてテーパ状であるコンバージェント・ダイバージェントベンチュリを備えることができる。この配置により、使用時において流路を流れる流体を加速させる領域が提供される。
【００４７】
前記ハウジングは、その中間点位置に関して略対称とし、前記少なくとも一つのタービンを、実質的にその位置に配置することができる。
【００４８】
前記液体は、タービンユニットが沈められる水体から供給してもよい。
【００４９】
前記タービンハウジングは、内側ハウジングスリーブ、および任意で外側ハウジングスリーブを備えることができ、内側スリーブにより前記流路が形成される。
【００５０】
前記ハウジングは、水中面に対して取り付け構造を使用して固定することができ、潮汐（潮流）または水流方向に向けて位置決めすることができる。
【００５１】
ハウジングの軸方向と潮汐流または水流方向との角度は、０°から４５°程度、好ましくは０°から２２°の間、効果的には約０°とする。
【００５２】
タービンユニットは、部分的に着脱自在な部分を備えることができる。その部分は、前記タービンおよびポンプ手段のうちの少なくとも一つを含む。
【００５３】
タービンユニット部分は、ハウジングの少なくとも一部、例えば、前記流路の少なくとも一部を含むことができ、内側ハウジングスリーブの少なくとも一部を含んでもよい。
【００５４】
好ましくは、タービンユニットは、使用時において、前記流路中をいずれかの方向に流れる流体の流れ（例えば、潮汐流およびまたは水流）に反応して駆動、すなわち回転が引き起こされて駆動する。すなわち、タービンユニットは、引き潮および上げ潮の両方で機能し得る。タービンは、潮汐流が第１の方向の場合に第１の方向に回転し、潮汐流が第２の方向（逆方向）の場合に第２の方向（逆方向）に回転する。
【００５５】
好ましくは、前記流路またはダクトの入口および／または出口（吐出口）直径は、７ｍから４０ｍの範囲、好ましくは２０ｍ程度とする。
【００５６】
好ましくは、流路またはダクトの長さは、７ｍから５０ｍの範囲、好ましくは２８ｍ程度とする。
【００５７】
本発明の第６の態様によれば、本発明の第５の態様のタービンユニット中に着脱自在に取り付けられる部分が提供される。
【００５８】
本発明の第７の態様によれば、本発明の第５の態様に係るタービンユニットまたは装置を少なくとも一つ備えた、動力発生装置、例えば水中動力発生装置が提供される。
【００５９】
最も好ましくは、前記動力発生装置には、発電機が含まれる。
【００６０】
好ましくは、前記動力発生装置は、
前記少なくとも一つのタービンに対して操作可能に接続されたポンプ手段と、
前記タービンにより駆動され、任意により前記少なくとも一つのタービンユニットから離間して配置され得る動力発生手段と、
前記ポンプ手段を前記動力発生手段に接続するとともに、動力発生のために流体を該ポンプ手段から該動力発生手段に供給する流体供給手段と、をさらに備えることができる。
【００６１】
前記流体には、液体が含まれる。
【００６２】
前記動力発生装置は、交流電流／電圧（ＡＣ）または直流電流／電圧（ＤＣ）としての電力を生成するように構成される。
【００６３】
本発明の第８の態様によれば、
本発明の第７の態様に係る動力発生装置を用意する工程と、
前記動力発生装置の前記少なくとも一つのタービンユニットを水中に配置する工程と、
流体が少なくとも一つの方向に流れることに反応して、該少なくとも一つのタービンユニットの前記少なくとも一つのタービンを回転させる工程と、
を備える動力発生方法が提供される。
【００６４】
好ましくは、少なくとも一つのタービンユニットが、海底、大洋底、川底等に対し、その表面上、近傍、またはその上方に配置される。
【００６５】
好ましくは、前記流体の流れには、潮汐流、例えば、引き潮および／または上げ潮、または水流が含まれる。
【００６６】
好ましくは、前記少なくとも一つのタービンは、一つの方向に流れる流体に反応して一つの方向に回転し、他の方向に流れる流体に反応して他の方向または逆方向に回転する。
【００６７】
流体の前記一つの方向および前記他の方向は、少なくともその一部が逆方向であってよく、実質的に逆方向でもよい。例えば、前記一つの方向は引き潮の方向であり、前記他の方向は上げ潮の方向である。
【００６８】
本発明の第９の態様によれば、その翼弦中間線に関して対称なエアフォイルを備えてなるブレードを少なくとも一つ備えたタービンを、少なくとも一つ備える水中タービンユニットが提供される。
【００６９】
前記エアフォイルは、好ましくは、その翼弦中間線に関して対称である。すなわち、エアフォイルは、「双対称」であることが好ましい。
【００７０】
前記水中タービンユニットは、流体または液体が通り抜ける流路を備えたハウジングを備えることができる。任意かつ好ましくは、流路にベンチュリまたは加速領域を備える。前記少なくとも一つのタービンは、前記流路内に設けられ、前記流路を流れる流体に反応して回転する。
【００７１】
前記タービンのハブ側における前記エアフォイルの翼弦は、前記流路内の流れ方向またはタービンの回転軸方向に対して、３０°から６０°程度の間とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
本発明の実施形態について、一例として、添付図面を参照しながら説明する。
【００７３】
まず、図１を参照して説明する。図１に符号５で全体を示したものは、本発明の一実施形態に係るエアフォイルである。エアフォイル５は、その翼弦中間線Ａに関して対称である。ここで、翼弦中間線Ａは、エアフォイル５の翼弦Ｂの略中央から高さ方向（または幅方向）に伸長する線を意味する。本実施形態では、エアフォイル５は翼弦Ｂに関しても対称である。すなわち、エアフォイル５は「双対称」と呼ぶことができる。
【００７４】
エアフォイル５は、第１および第２前縁１０、１５を備える。各前縁１０，１５は、部分的に円形形状である。
【００７５】
エアフォイル５の翼弦Ｂは、直線により構成されている。すなわち、エアフォイル５のキャンバはゼロであり、キャンバ線は直線により構成されている。翼弦中間線Ａは翼弦Ｂに対して垂直であることが理解される。さらに、エアフォイル５の高さは、翼弦中間線Ａの位置またはその近傍で最大であり、両側に向けて、すなわち各前縁１０、１５に向けて高さが減少する。翼弦中間線Ａの高さまたは厚さの翼弦長に対する比は、一般的に約５％から２５％である。より一般的には、１２％と２０％の間であり、本実施形態では約１５％である。さらに、エアフォイル５の最大高さまたは厚さの位置は、略翼弦中間線Ａの位置である。すなわち、翼弦Ｂに沿って約５０％の位置である。したがって、本実施形態では、エアフォイル５は、ゼロキャンバで最大高さまたは厚さが翼弦中央にある、双対称エアフォイル５である。
【００７６】
本実施形態の好ましい実施例においては、エアフォイル５の形状は、ＮＡＣＡ６７シリーズプロファイル、より具体的にはＮＡＣＡ６７１−０１５により構成され、前縁形状は翼弦中間線に関して鏡像となっている。
【００７７】
図２に、エアフォイル５を少なくとも一つ備えたブレード２０を示した。ブレード２０は、エアフォイル（または縦方向に間隔を隔てた設計断面）５ａ〜５ｅのように、例えば３箇所から９箇所の範囲で設計断面を複数備える。好ましくは、図２に示したように５箇所の設計断面を備える。
【００７８】
テーパ比、すなわち翼端側翼弦のハブ側翼弦に対する比は、０．２から０．８の範囲であり、本実施形態では約０．５である。アスペクト比、すなわち平均翼弦の翼高さに対する比は、３から１０の範囲であり、本実施形態では約５である。ハブ取付角または食い違い角は、軸方向から３０°から６０°の範囲であり、本実施形態では約４５°または４８°である。翼端取付角または食い違い角は、軸方向から７０°から８５°の範囲であり、本実施形態では約７９°である。したがって、ハブと翼端との間で、ブレード２０は一般的に捩れた状態にあることがわかる。中間高さでの翼弦長は０．３ｍから３ｍの範囲であり、本実施形態では約１ｍである。
【００７９】
図３に、少なくとも一つのブレード２０を備えたタービンを符号２５で示した。本実施形態では、タービン２５は、ブレード２０ａ〜２０ｅのように、例えば２から９個の範囲、一般的に３から７個の範囲で複数のブレードを備える。ここで示した好適な実施例では、５個のブレードを備えているが、他の好適実施例として７個のブレードを備えることもできる。タービン２５は、ブレード２０ａ〜２０ｅが径方向外側に伸長する回転ハブ３５が取り付けられた、ハブ構造３０を有する。
【００８０】
ハブ径の先端径に対する比は、０．１から０．５の範囲であり、本実施形態では約０．２である。先端直径は５ｍから３０ｍの範囲であり、本実施形態では約１５ｍである。さらに、タービン２５は、使用時において１０ｒｐｍから５０ｒｐｍ、本実施形態では約２５ｒｐｍで回転するように構成される。
【００８１】
図４に、タービン２５を備えたタービンユニット、詳細には、水中タービンユニットまたは装置を全体的に符号３０で示した。タービンユニット３０は、液体または流体が通り抜ける流路４０を備えたハウジングまたはダクト３５と、流路４０内に設けられた少なくとも一つのタービン２５とを有し、液体／流体（水）が流路４０を流れると、それに反応してタービン２５が回転するようになっている。流路４０は、流路４０の両端側の開口４５、５０から流路４０の内部５５に向けてテーパとなるように流れを制限し、コンバージェント・ダイバージェント（収束・末広）ベンチュリからなるベンチュリを形成している。ハウジング３５は、中間点位置５５に関して略対称であり、タービン２５は流路４０内部の略中間点位置５５に位置している。また、タービンユニット３０は、タービンユニット３０を海底、大洋底、川底等の上に支持するための支持構造を有するが、図４には図示を省略した。タービン２５を駆動させる液体は、タービンユニット３０が沈められる水体（例えば海水）から供給される。
【００８２】
図４に示したように、ハウジングまたはダクト３５は、単一のスリーブを備える。かかる実施例では、ハウジングまたはダクト３５は、その両端間、本例では両端間の略中央で、その外側表面が狭くなるかくびれた形状を持つ。しかしながら、変形例として、タービンハウジング３５は、外側ハウジングスリーブと内側ハウジングスリーブとを備え、内側ハウジングスリーブにより流路４０を形成してもよい。
【００８３】
使用時において、ハウジング３５は水中面に対して、支持構造または取付け構造（図示せず）により固定され、所定の潮汐流または水流の方向に対して概ね位置決めされる。ハウジング３５の実際の方向と、潮汐流または水流の方向との角度は、０°から４５°の範囲であり、本実施形態では一般的に約０°である。
【００８４】
流路４０の入口および／または出口の直径は、７ｍから４０ｍの範囲とすることができる。本実施形態では、一般的に約２０ｍである。流路４０またはダクトの長さは、７ｍから５０ｍの範囲とすることができ、本実施形態では約２８ｍである。図４から理解されるように、タービンユニット３０は、タービン２５をダクト３５内で支持するための支柱４１をさらに備える。さらに、静止ハブ３０は、ノーズコーン４２およびテイルコーン４３を備える。
【００８５】
図５に符号６０で全体を示したものは、複数のタービンユニット３０が電気ケーブル６５により操作可能に連結または接続されている動力発生装置である。各タービンユニット３０は、各タービンユニット３０を海底７５に配置するための支持構造７０を有する。本実施形態における動力発生装置６０は、発電機である。動力発生装置６０は、各タービンユニット３０の中に、前記少なくとも一つのタービン２５に対して接続されたポンプ手段と、タービン２５により駆動され、任意により前記少なくとも一つのタービンユニット３０から離間して配置され得る動力発生手段（図示せず）と、前記ポンプと前記動力発生手段とを接続し動力発生のために該ポンプから動力発生手段に流体を供給する流体供給手段とを備える。流体は、タービンユニット３０が沈められる場所の液体であることが効果的であるが、これに限定されない。
【００８６】
動力発生装置６０は、交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）として電力を発生するように構成される。
【００８７】
使用により、動力発生装置６０は、動力発生方法において機能する。本方法は、動力発生装置６０を用意する工程と、動力発生装置６０の各タービンユニット３０を水中に配置する工程と、前記少なくとも一つのタービンユニット３０の少なくとも一つのタービン２５を、少なくとも一つの方向、好ましくは潮汐流の両方向に流れる流体に反応して回転させる工程とを備える。
【００８８】
図５のように、少なくとも一つのタービンユニット３０は、海底、大洋底、川底等の上に配置される。流体の流れは、引き潮および／または上げ潮等の潮汐流、または水流により構成される。少なくとも一つのタービン２５は、一方向に流れる流体に反応して一方向に回転し、他方向に流れる流体に反応して、他のまたは逆方向に回転する。流体の流れの一方向および他方向は、少なくとも部分的に逆方向でよく、例えば、一方向が引き潮の方向、他方向が上げ潮の方向など、略逆方向であってよい。
【００８９】
両方向で等しく機能させるためには、エアフォイルの設計を譲歩する必要がある。すなわち、二つの前縁を背面合わせとするか、二つの後縁を背面合わせとする必要がある。細い後縁は、低い抗力のために重要であると考えられるが、細い前縁は種々の入射角に対して対応できない傾向がある。エアフォイルは、入射角が少なくとも５°、好ましくは１０°までは失速すべきでないことが重要である。このため、エアフォイル５は丸い前縁を持ち、抗力は最大厚さを制限することで最小化させる。
【００９０】
最大厚さは、エアフォイル５の翼弦５０％の中間点に位置し、低速度の用途としては、エアフォイル５は非常に希な例である。前縁の形状は、任意ではない。エップラー・エアフォイル設計および解析プログラムを使用した計算によれば、単に伸張した楕円は、たとえ前縁を拡大させても満足のいくものとはならない。Eppler R（エップラー）、「Aerofoil Design and Data（エアフォイル設計およびデータ）」、Springer、１９９１年。
【００９１】
標準的なエアフォイルの前縁を選択することはできるが、選択肢には制限がある。なぜならば、これまでに発行されたほとんどすべてのエアフォイルは、各々no
最大厚さが翼弦中央より前方にあるからである。しかしながら、ＮＡＣＡ６７シリーズのエアフォイルは、ＮＡＣＡ６７１−０１５指定の基本的な厚さの使用により、この要求を満たす。それは、最大厚さ１５％を有し、これにより、全体的に低い抗力と妥当な翼桁高さが提供される。エアフォイル５は、広い層流領域を実現する設計の一つである。それは、可能性の高い動作レイノルズ数と相関があるものではないが、本設計で得られる滑らかな流れにより、良好な境界層形成と入射角の許容性の高さが保証される。双対称エアフォイル５は、キャンバを持たないため、すべての揚力をゼロではない入射角によって発生させる必要がある。
【００９２】
すなわち、上記に開示された、新規なエアフォイル５の実施形態は、ＮＡＣＡ６７１−０１５の前半に基づき、５０％翼弦線に関して鏡像化したものである。解析によれば、前縁と後縁の円にさらなる定義点を加える必要があることが分かった。以下の表１に、エアフォイル形状の座標を示す。
【表１】
2008540928.tif 000003
【００９３】
エアフォイル５は、速度分布と境界層形成を計算するエップラー・プログラムを用いて解析された。着目したレイノルズ番号３００万から１０００万の範囲において、プログラムは、「バブル警報」なし、層流または乱流剥離なし、と予測した。図６に、そのプロファイルおよび入射角ゼロから１２°の間におけるその予測速度分布を示す。
【００９４】
図７に、エップラー・プログラムの結果を示した。入射角約４．５°に相当する揚力係数０．５まででは、抗力係数は０．０１０より低く抑えられる。レイノルズ数が５００万の結果は、入射角ゼロでの抗力係数が０．００６に落ち、層流が「抗力バケット」であることを示している。この効果は、より低いレイノルズ数で一層強く現れる。
【００９５】
予測された抗力係数は、予測タービン効率８５％から９０％へ換算される。ただし、これは二次損失の推定に依存する。
【００９６】
モデルタービン試験により、エアフォイル５を使用したモデルダクトタービンが、翼弦に基づくレイノルズ数約３００，０００にて、両方向で８０％から８５％の効率を発揮することができることが確認された。
【００９７】
ここで説明した厚さ１５％のエアフォイル５により、構造と空力効率との間で良好な妥協点が得られる。しかしながら、特定条件下では、他の厚さを選択すると有利な場合がある。例えば、基端断面では厚さ−翼弦比を２０％とし、先端ではより薄い１２％の厚さ形状とすることで、タービン翼の剛性を向上させることができる。このような、同様の双対称エアフォイルからなる「ファミリー」を得るためには、二つの方法がある。
【００９８】
第１は、基本的なＮＡＣＡ６７１−０１５の厚さ形状を、その翼弦中間線に関してプロファイルを鏡像化する前に、必要な厚さに拡大縮小することである。この結果得られるプロファイルの性能は、エアフォイルおよび境界層解析ソフトウェア、すなわちＣＦＤを使用して検査することができる。
【００９９】
第２は、より洗練された方法であり、エップラー・プログラムを使用して、例えば、必要な厚さを持つとともに、その最大厚さが翼弦の５０％の位置にある、新規であるが従来の対称エアフォイルを設計することである。そして、この形状を翼弦中間線に関して鏡像化させる。この第２の方法は、より信頼性が高い。なぜならば、オリジナルのＮＡＣＡ形状が同様の方法により設計されたものであり、空力特性は単に拡大縮小した場合では、必ずしも維持されないものだからである。この設計ソフトウェアにより、所与の入射角の値に対してまで、望んだ速度分布を確実に得ることができる。
【０１００】
図８および図９に、本発明の第２の実施形態に係る動力発生装置の全体を符号１６０で示した。動力発生装置１６０は、複数のタービンユニット１３０を備え、図５に示した第１実施形態の動力発生装置６０と同様の構成であって、図１のエアフォイル５の構造を有するブレード（図示せず）を有する。
【０１０１】
しかしながら、図８および図９のタービンユニット１３０は、図５に示した動力発生装置６０のタービンユニット３０とは異なり、タービンユニット１３０により、タービンユニット１３０内に対して着脱自在に取り付けられた部分１６５が提供される。部分１６５は、タービンとポンプ手段（図示せず）のうちの少なくとも一つを有する。図９からわかるように、部分１６５は、少なくともダクト１３５の一部を含むことが有利である。部分１６５は、タービンユニット１３０から開閉自在の部分１７０を介して取り外すことができる。部分１６５は、メンテナンスや交換の際に、船１７５等によって地上に運ぶことができ、その後タービンユニット１３０に再度設置または交換することができる。
【０１０２】
このように、図８および図９の動力発生装置１６０は、本出願人による国際港会第ＷＯ０３／０２９６４５号に開示された動力発生装置と同様であるが、新規性と進歩性を有する本発明のエアフォイル５を有する。
【０１０３】
以上において説明した本発明の実施形態は、例示のみを目的としており、いかなる意味においても本発明を制限するものではないことは明らかである。また、開示の実施形態のいずれも、任意により発明の説明中に列記した本発明の特徴を一つ以上含み得ることも明らかである。
【０１０４】
さらに、開示の実施形態のいずれも、他の開示の実施形態の一つ以上を含むように変形され得ることも明らかである。
【０１０５】
前述の実施形態により提供されるダクト付きタービンは、水中におけるヨーイング機構を必要としないが、潮汐流がいずれの方向でもタービンを駆動させることができるものである。これは、いずれの方向でも使用される場合に比較的高い効率が得られる、上記の新規なタービン翼設計により達成できるものである。軸方向に対するタービン翼角度は比較的高いため、タービンの回転方向は、潮汐流方向が変った場合に逆転可能である。
【０１０６】
また、開示の実施形態ではタービンユニットは一つのタービンを有しているが、変形例としてタービンユニットは一つよりも多いタービン、例えば連続したタービンを有することも想定される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施形態に係るエアフォイルの側断面図である。
【図２】図１のエアフォイルを備えたブレードの一方側および一端から見た斜視図である。
【図３】図２に係るブレードを複数備えたタービンの斜視図である。
【図４】図３に係るタービンを備えた水中タービンユニットの斜視図である。
【図５】図４に係るタービンユニットを複数備えた、本発明の第１実施形態に係る水中動力発生装置を模式的に示した図である。
【図６】図１のエアフォイルについて、種々の入射角度における速度分布をグラフで示した図である。
【図７】図１のエアフォイルの挙動予測をグラフで示した図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る水中動力発生装置を模式的に示した図である。
【図９】図８の水中動力発生装置のメンテナンス工程を模式的に示した図である。
【図１】
2008540928.tif 000004
【図２】
2008540928.tif 000005
【図３】
2008540928.tif 000006
【図４】
2008540928.tif 000007
【図５】
2008540928.tif 000008
【図６】
2008540928.tif 000009
【図７】
2008540928.tif 000010
【図８】
2008540928.tif 000011
【図９】
2008540928.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月21日(2008.1.21)
【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】
少なくとも一つのブレードを備えたタービンを少なくとも一つ備え、前記少なくとも一つのブレードは、その翼弦中間線に関して対称なエアフォイルを少なくとも一つ備える、水中タービンユニット。
【請求項２】
前記エアフォイルは、その翼弦線に関して対称である、請求項１に記載の水中タービンユニット。
【請求項３】
前記タービンユニットは、流体が通り抜ける流路を有するハウジングを備え、前記少なくとも一つのタービンが該流路内に設けられて該流路を流れる流体の流れに反応して回転する、請求項１または２に記載の水中タービンユニット。
【請求項４】
前記タービンのハブ位置での前記エアフォイルの翼弦は、所定の流体流動方向または前記タービンの回転軸に対して略３０°から６０°の間である、請求項１〜３の何れかに記載の水中タービンユニット。
【請求項５】
翼弦中間線に関して対称である、エアフォイル。
【請求項６】
翼弦に関して対称である、請求項５に記載のエアフォイル。
【請求項７】
前記エアフォイルは第１および第２の前縁を備える、請求項５または６に記載のエアフォイル。
【請求項８】
前記各前縁は部分的に円形である、請求項７に記載のエアフォイル。
【請求項９】
前記エアフォイルの翼弦は直線により構成されている、請求項６〜８の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１０】
前記翼弦中間線は、前記エアフォイルの翼弦に略垂直である、請求項５〜９の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１１】
前記エアフォイルの高さは、前記翼弦中間線の位置またはその近傍で最大であり、両端に向けて減少する、請求項５〜１０の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１２】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約５％から２５％である、請求項５〜１１の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１３】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約１２％から２０％である、請求項５〜１２の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１４】
翼弦中間線の高さまたは厚さの、翼弦長に対する比は、約１５％である、請求項５〜１３の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１５】
前記エアフォイルの最大高さまたは厚さの位置は、略翼弦中間線の位置である、請求項５〜１４の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１６】
前記エアフォイルは、キャンバがゼロであり、最大高さまたは厚さが翼弦中央にある、双対称エアフォイルにより構成される、請求項５〜１５の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１７】
前記エアフォイルの形状は、ＮＡＣＡ６７により構成される、請求項５〜１６の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１８】
前記エアフォイルの形状は、ＮＡＣＡ６７１−０１５により構成され、前縁形状が翼弦中間線に関して鏡像化されている、請求項５〜１７の何れかに記載のエアフォイル。
【請求項１９】
請求項５〜１８のいずれかに記載のエアフォイルを少なくとも一つ備える、ブレード。
【請求項２０】
前記ブレードは、請求項５〜１８の何れかに記載のエアフォイルまたは縦方向に間隔を隔てた設計断面を複数備える、請求項１９に記載の翼。
【請求項２１】
前記ブレードは、３個から９個のエアフォイルを備える、請求項１９または２０に記載のブレード。
【請求項２２】
前記ブレードは、５個のエアフォイルを備える、請求項１９〜２１の何れかに記載のブレード。
【請求項２３】
テーパ比が０．３から０．８の範囲内である、請求項１９〜２２の何れかに記載のブレード。
【請求項２４】
アスペクト比が約０．５である、請求項１９〜２３の何れかに記載のブレード。
【請求項２５】
アスペクト比が３から１０の範囲内である、請求項１９〜２４の何れかに記載のブレード。
【請求項２６】
アスペクト比が約６である、請求項１９〜２５の何れかに記載のブレード。
【請求項２７】
ハブ取付角が、軸方向から３０°から６０°の範囲内である、請求項１９〜２６の何れかに記載のブレード。
【請求項２８】
ハブ取付角が、軸方向から約４５°または４８°である、請求項１９〜２７の何れかに記載のブレード。
【請求項２９】
翼端取付角が、軸方向から７０°から８５°の範囲内である、請求項１９〜２８の何れかに記載のブレード。
【請求項３０】
翼端取付角が、軸方向から約７９°である、請求項１９〜２９の何れかに記載のブレード。
【請求項３１】
高さ方向中間における翼弦長が、０．３ｍから３．０ｍの範囲内である、請求項１９〜３０の何れかに記載のブレード。
【請求項３２】
翼弦長が、約１．０ｍである、請求項１９〜３１の何れかに記載のブレード。
【請求項３３】
請求項１９〜３２の何れかに記載のブレードを少なくとも一つ備える、タービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３４】
複数のブレードを備える、請求項３３に記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３５】
２個から９個のブレードを備える、請求項３３または３４に記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３６】
３個から７個のブレードを備える、請求項３３〜３５の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３７】
５個から７個のブレードを備える、請求項３３〜３６の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３８】
ハブ径の先端径に対する比が０．１から０．５の範囲内である、請求項３３〜３７の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項３９】
ハブ径の先端径に対する比が約０．２である、請求項３３〜３８の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４０】
先端径が５ｍから３０ｍの範囲内である、請求項３３〜３９の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４１】
先端径が１５ｍから２０ｍの範囲内である、請求項３３〜４０の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４２】
使用時において１０から５０ｒｐｍの回転数で回転するように構成される、請求項３３〜４１の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４３】
使用時において約２５ｒｐｍの回転数で回転するように構成される、請求項３３〜４２の何れかに記載のタービン、プロペラ、またはインペラ。
【請求項４４】
少なくとも一つのブレードを備え、該少なくとも一つのブレードは、その翼弦に関して対称なエアフォイルを備える、タービン。
【請求項４５】
請求項３３〜３８の何れかに記載のタービンもしくは請求項４４に記載のタービンを少なくとも一つ備える、水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４６】
流体または液体が通り抜ける流路を備えたハウジングと、該流路内に設けられ該流路内を流れる液体の流れに反応して回転する、請求項３３〜４３の何れかに記載のタービンもしくは請求項４４に記載のタービンを少なくとも一つ備える、請求項４５に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４７】
前記流路により、流路の両側開口から流路内部に向けてテーパ状であるコンバージェント・ダイバージェントベンチュリからなるベンチュリが構成されている、請求項４６に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４８】
前記ハウジングは、その中間点位置に関して略対称であり、前記少なくとも一つタービン、または、少なくともそれらのうちの一つが、略前記中間点位置に位置している、請求項４５〜４７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項４９】
前記液体は、該ユニットまたは装置が沈められる水体から供給される、請求項４６〜４８の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５０】
前記ハウジングは、外側スリーブと内側スリーブとにより構成され、前記内側スリーブにより前記流路が形成される、請求項４６〜４９の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５１】
前記ハウジングは、水底に対して取り付け構造により固定され、任意により潮汐流または水流の方向に対して略位置決めされる、請求項４６〜５０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５２】
前記ハウジングの軸方向と潮汐流または水流の方向とがなす角度は、約０°から４５°である、請求項４６〜５１の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５３】
前記ハウジングの軸方向と潮汐流または水流の方向とがなす角度は、約０°である、請求項４６〜５１の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５４】
該ユニットまたは装置に対して、着脱自在に取り付けられる部分を備える、請求項４５〜５３の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５５】
前記部分は、前記タービンとポンプ手段のうちの少なくとも一つを含む、請求項５４に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５６】
前記部分は、少なくとも内側ハウジングスリーブの一部と、該内側ハウジングスリーブにより形成させる前記流路の少なくとも一部とからなる、前記ハウジングの少なくとも一部が含まれる、請求項５４または５５に記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５７】
使用時において、前記流路をいずれかの方向に流れる流体の流れに反応して駆動される、請求項４５〜５６の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５８】
前記流路またはダクトの入口および／または出口径は、７ｍから４０ｍの範囲内である、請求項４６〜５７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項５９】
前記流路またはダクトの入口および／または出口の最大径は、約２０ｍである、請求項４６〜５７の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６０】
前記流路またはダクトの長さは、７ｍから５０ｍの範囲内である、請求項４６〜５９の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６１】
前記流路またはダクトの長さは、約２８ｍである、請求項４６〜６０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置。
【請求項６２】
請求項４５〜６１のいずれかに記載の水中タービンユニットまたは装置に対して着脱自在に取り付け可能な部分。
【請求項６３】
請求項４５〜６０の何れかに記載の水中タービンユニットまたは装置を少なくとも一つ備える、動力発生装置。
【請求項６４】
前記動力発生装置は、発電機である、請求項６３に記載の動力発生装置。
【請求項６５】
前記動力発生装置は、
前記少なくとも一つのタービンに対して操作可能に接続されたポンプ手段と、
前記タービンにより駆動され、選択的に前記少なくとも一つのタービンとは離間して配置される動力発生手段と、
前記ポンプ手段と前記動力発生手段とを接続するとともに、動力発生のために流体を前記ポンプ手段から前記動力発生手段へ供給する流体供給手段とを備える、請求項６３または６４に記載の動力発生装置。
【請求項６６】
前記流体は、前記少なくとも一つのタービンユニットが沈められる水体の液体により構成される、請求項６５に記載の動力発生装置。
【請求項６７】
前記動力発生手段は、交流電流／電圧（ＡＣ）または直流電流／電圧（ＤＣ）として電力を発生するように構成される、請求項６３〜６６の何れかに記載の動力発生装置。
【請求項６８】
請求項６３〜６７の何れかに記載の動力発生装置を用意する工程と、前記動力発生装置の前記少なくとも一つのタービンユニットを水中に配置する工程と、少なくとも一方向に流れる流体に反応して、該少なくとも一つのタービンユニットの前記少なくとも一つのタービンを回転させる工程とを備える、動力発生方法。
【請求項６９】
前記少なくとも一つのタービンユニットを、海底、大洋底、または川底の表面上、近傍、またはその上方に配置する、請求項６８に記載の動力発生方法。
【請求項７０】
前記流体の流れは、潮汐流または水流により構成される、請求項６８または６９に記載の動力発生方法。
【請求項７１】
前記少なくとも一つのタービンは、流体が一方向に流れることに対して反応して一方向に回転し、流体が他方向に流れることに対して反応して他方向または逆方向に回転する、請求項６８〜７０の何れかに記載の動力発生方法。
【請求項７２】
前記流体が流れる一方向および他方向は、略逆方向である、請求項７１に記載の動力発生方法。
【国際調査報告】
2008540928.tif 000013
2008540928.tif 000014
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