(57)【要約】  本明細書の目的物は、海底流を利用するエネルギー生成装置であり、該装置は、非対称ノズルから成り、該ノズルにより、該ノズルの出口（４）前に取付けた１つ又は複数のタービン（５）に向けて水流を方向付ける。ノズルの入口を非対称形状にし；上記入口の一方側の表面を、その反対側の表面を越えて延在させ、その結果海流の流れに対する垂直成分で力を発生させる揚力面として機能させる。本装置を、係留ロープの張力の垂直成分を、非対称ノズルを通過する水流による垂直揚力と反対に作用させることで、該装置を平衡状態に維持できる係留ロープシステム（７）を用いて、係留する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流の流体動力エネルギーを利用して機械的エネルギーを生成するための調節可能に配置可能な装置であって、その基本的な形態において、以下の構成要素：
ａ）ｉ）２つ先端部を有する非対称のノズルであって、第１先端部を海流の流れに面する入口部分に存在させ、流入する水流を第２先端部に接近して位置する１つの又は複数のタービンに向けて収束可能にしており、第２先端部を、前記ノズル自体の出口部分に存在させ、前記ノズルの入口部分は非対称の収束面を有し、それにより流れに対する垂直成分で力を発生させるノズルと；
ｉｉ）流体動力学的エネルギーを機械的エネルギーに変換するための１つ又は複数の水タービンであって、前記非対称ノズルの出口付近に位置するタービンと、から成る可動ユニット；及び
ｂ）1先端部を水流の流れ対して静止するポイントに固定し、その他の先端部を前記可動ユニットのポイント（ａ）に固定する係留システム、
から成ること、を特徴とする装置。
【請求項２】
ポイント（１．ａ．ｉ）での非対称ノズルは、その片方の収束面を、それと対向する収束面に対して前方に突出させる入口部分を特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
片方の先端部を水流の流れに対して静止するポイント（１．ｂ）に固定し、他方の先端部を複数の要素に最分割して、可動ユニットのポイント（１．ａ）に適当に位置付けた係着ポイントで、固定する、それにより前記要素が印加する張力の変化について、不均衡を解消しようとする係留システムを備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項４】
流体静力学的安定性を可動ユニットのポイント（１．ａ）に、確実に浮力の中心が可動ユニット自体の塊体の中心と一致しないようにして、提供する構築方法を採用した、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項５】
可動ユニットの下側から吊持するバラストによって、可動ユニットが海底に達するのを防止可能なシステムを備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項６】
可動ユニットのポイント（１．ａ）の位置を制御するための少なくとも１つの降昇機を備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項７】
可動ユニットのポイント（１．ａ）の回転を制御するための少なくとも１枚の補助翼を備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項８】
可動ユニットのポイント（１．ａ）の偏揺れを制御するための少なくとも１つの舵を備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項９】
可動ユニットのポイント（１．ａ）のバランスを制御するための可動なバラストを備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１０】
前請求項の何れかに記載の複数の装置の組立体から成る、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１１】
非対称ノズルのポイント（１．ａ．ｉ）の入口部分に、物体が水タービンのポイント（１．ａ．ｉｉ）に向かい流入するのを防止するよう防護システムを備える、前請求項の何れかに記載の装置。
【請求項１２】
前記防護システムは、ノズル入口部分が非対称なため、その表面が通常の海流の流れに対して傾斜していることになり、従ってノズル入口自体に向かう如何なる細片に対して滑り面の役割を果たし、好都合には該細片を除去するように、グリル及び／又はネットから成る、前請求項の何れかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
水の位置エネルギーをダムの水力発電所で利用することは、そうした発電所が、環境に関する生態系や人的活動に重大な影響を及ぼすにもかかわらず、依然としてエネルギーを再生可能資源から生産するのに、最も成功している例となっている。再生可能エネルギーを抽出する分野では、効果的で且つ環境への影響が限定的な戦略を採用する傾向が高まっている。海流からのエネルギーを利用する海中流体動力学的発電所には、以下の特徴を備えている。
【０００２】
こうした後者のシステムでは、特に以下の複数の利点を提供する：
１．比較的海流速が一定しているためエネルギー生産予測が信頼できること；
２．風力エネルギー変換システムでは重要な側面となる流速が急変しないこと；
３．環境への影響が軽微であること。
【０００３】
これらのシステムに関する欠点としては：
１．配置作業が複雑であること；
２．メンテナンス作業が難しく高価であること；
３．作業環境が過酷であること、が挙げられる。
【０００４】
流体動力学的発電ユニットは、通常、以下の２手段の内１手段に固着される；
ａ）海底に（例えば基礎を有して）固定した発電ユニット；
ｂ）繋留ロープで海底に係留し、従って比較的可動な発電ユニット。
【０００５】
固定した海底設備と比較して、本特許の対象となる装置のような繋留ユニットでは、上述した欠点を顕著に軽減できる。確かに、運転状態で調節可能に配置することで、深さや最適方向を可変にできれば、海流を最も活用できる。メンテナンス作業に関しては、繋留したユニットを海面まで、これまでの手順を大幅に簡略化して引揚げてもよく、従って固定した海底設備と比較するとかかる費用を減少できる。更にまた、メンテナンス手順を容易にすることで、腐食に関連する問題が及ぼす影響を、大幅に軽減できる可能性がある。
【０００６】
一方で、繋留したユニットは可動性のため、流体力学的安定性を確保する適切な手段を求めねばならないことを意味するが、これは、繋留ロープによって可動ユニットに印加される張力により、力が可変となり、該力の下向き分力は装置が生産する電力の関数にもなっており；それにより深刻な運転上の故障に繋がる可能性があるためである。幾つかの方法が流体力学的安定性を達成するために提案されており、その内、水中翼面に基づく方法（例えば、国際公開特許第ＷＯ００４２３１８号参照）については、本発明で、必要な揚力を提供する非対称な表面のノズルで具現化している。
【０００７】
この装置には、流体力学的安定性を最も獲得でき、その悪影響を解消するのに必要な特徴を備えている。
【０００８】
本発明で取組む別の側面は、海流流速の問題に関する。
【０００９】
海流流速は、通常、特に高速ではなく；ノズルを利用して、タービンに流れの大部分を収集して、これを使用して流体動力学的エネルギーを機械的エネルギーに変換するが、それにより小型のタービンを、ノズル無しの装置に関して採用でき、その結果有用性及び経済的実現性が向上する。
【００１０】
こうした装置が大きな可能性を持つにもかかわらず、この手段で電気エネルギーを生産するのは、当面、別ノズル及び水中翼構成要素を備えたシステムの構築に多額の費用がかかるため、経済的に実現できない。本発明で紹介する革新的な複合水中翼-ノズルによる解決法により、単一の構造体でこれら２つの重要な機能を統合して、確実により経済的な設計を行える。
【発明の開示】
【００１１】
本発明の目的物について、以下に説明するが、該目的物ではこれら２機能を統合する；実際に、非対称な収束面を有するノズルを使用して、流れをタービンに向け、流れに対して垂直な力を発生させる；かかる非対称ノズルは、複合水中翼ノズルとして機能し、それにより流体動力学的安定性を獲得可能にする一方で、同時に、小型タービンを採用可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の１実施例について、図１に示す；同実施例は、可動ユニット及び繋留した係留システムから成る。この繋留した発電ユニット自体は：ノズルの矩形収束入口部分を囲む防護グリル（１）；上記入口部分の下側面（３）より突出する上側面（２）；夫々をタービン（５）のために用いる複数の出口（４）に嵌合させたノズルの発散出口部分、から成る。繋留システムは、海底に固定する先端部（６）及び４本のステーに分岐した残りの先端部を有する繋留ロープ；これらステー（７）の内２本を、入口の上側面の外側先端部に、各端に１本ずつ係着する一方で、残る２本（８）を同様に下側入口面の外側先端部に取付ける。非対称のノズルを通る海流の流れは、水流がノズル入口に収束すると、水タービンに流入する速度が増大するため、通常方向の流れと直線を保つ傾向がある。入口の突出部分は、流れの大部分を偏向させる傾向があり、その結果本装置は、流れに対して垂直な力を受ける。
【００１３】
この垂直な揚力は、係留用繋留ロープの垂直な下向分力と反対に作用する。最後に、流体力学的な上揚が不十分である場合、バラスト（９）として機能するチェーンにより、ユニットを、構造体がその静水圧平衡に達するため、海底上方に予め設定した最低上昇高さに沈められる。
【００１４】
実際には、本発明に沿う限り、従って本特許範囲内にある限り、実施詳細を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の１実施例について示している。
【符号の説明】
【００１６】
１        グリル
２        上側面
３        下側面
４        出口
５        タービン
７、８    ステー
９        バラスト
【図１】
2008540901.tif 000003
【国際調査報告】
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2008540901.tif 000005
2008540901.tif 000006