(57)【要約】  少なくとも１つの連続したトラック（３０）と、前記トラックのまわりで移動可能な複数のキャリッジ（６０）と、キャリッジの各々に取り付けられ、かつ水流で駆動されうる、少なくとも１つのホイル（４０）と、キャリッジに接続された少なくとも１つのライン部材と、前記ライン部材に作動的に接続された少なくとも１つの動力取出し装置（５０）とを含み、駆動されたホイルが、キャリッジを前記トラックのまわりで動かして、したがって、前記ライン部材の運動により前記動力取出し装置を動かす。
2008501084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの連続したトラックと、
前記トラックのまわりで移動可能な複数のキャリッジと、
各キャリッジに取り付けられ、かつ水流で駆動されうる、少なくとも１つのホイルと、
前記キャリッジに接続された少なくとも１つのライン部材と、
前記ライン部材に作動的に接続された少なくとも１つの動力取出し装置とを含む水中発電システムにおいて、
前記駆動されたホイルが、前記キャリッジを前記トラックのまわりで動かして、したがって、前記ライン部材の運動により前記動力取出し装置を動かす、水中発電システム。
【請求項２】
少なくとも１つのホイルは、水流の流れに対して略垂直な平面の中で回転する、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項３】
前記動力取出し装置が、ポンプ、または発電機、もしくはその種の他の装置に作動的に接続される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項４】
前記トラックが、フレームに取り付けられる、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項５】
前記フレームが、主円筒体と、２つのアーチ形アームと、トラック支持体とを含む、請求項４に記載の水中発電システム。
【請求項６】
各トラック支持体が、トラック・アームと、トラック・クレイドルとを含む、請求項５に記載の水中発電システム。
【請求項７】
前記トラックが、２つの側面トラック・プレートと、底面トラック・プレートと、２つの接合プレートとから形成される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項８】
各ホイルが、２つの翼と、接続アームとから形成される、水中発電システム。
【請求項９】
各キャリッジが、ライン支持部材と、少なくとも１つの上部車輪アッセンブリと、少なくとも１つの底部車輪アッセンブリとから形成される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１０】
各ホイルが、それぞれのキャリッジに枢着される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１１】
共に前記ライン部材により駆動される、速度増加アッセンブリと、少なくとも１つのポンプ・アッセンブリとをさらに含む、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１２】
前記ライン部材がチェーンである、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１３】
前記本体の中のバラストを調整するために、空気圧縮機と、電動機とをさらに含む、請求項５に記載の水中発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中発電システムに関する。特に、本発明は、流水の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するシステムに関するが、これに限らない。
【背景技術】
【０００２】
クリーン発電は、地球温暖化の影響により主要な関心事になった。太陽電池、風力タービン、および波力タービンを用いる再生可能なクリーン発電が開発された。しかしながら、さらに、海流を用いる実効的な再生可能発電システムが開発されなければならない。
【０００３】
特許文献１は、海流から電力を発生させる装置を開示する。装置には翼があって、海底に据えつけられる。多数のプロペラが、翼に取り付けられており、海流により回転させられる。プロペラの回転が発電機の回転を引き起こし、発電する。この装置に関連する問題は、海流の向きの変化に応じて、装置を容易に移動させられないことである。さらに、エネルギーの発生は、流れの特定の面積を捕らえるプロペラの寸法および個数に依存している。
【０００４】
特許文献２は、海流を用いて電力を発生させる水中タービン・プラントを開示する。タービンは、タービンのブレードを横切る水流の流れにより駆動される。この場合も先と同様に、発生電力レベルは、タービン・プラントが捕らえることができる水の面積に比例している。
【０００５】
特許文献３は、水力発電装置を開示し、この水力発電装置は、水面の上方に設置された発電所の上方に発電機を含む発電所を備える。海流がタービンを駆動するために十分であるとき、水車が発電所から下ろされる。この装置に関連する欠点は、タービンの出し入れに電力を必要とすることである。さらに、利用される海流面積は、タービンの入口面積に相当する。
【０００６】
特許文献４は、海流の速度に応じて一連のタービンが出し入れされるという点で、特許文献３と類似の水力発電所を開示する。特許文献４で開示された発電プラントには、特許文献３で開示された装置と同様の欠点がある。
【０００７】
特許文献５は、発電する完全に潜水可能な装置を開示する。装置は、電動機が取り付けられた浮揚性構造を含む。一連の翼板が、電動機に接続されている。翼板は海流により回転させられて、電気を発生させる。この装置に関連する欠点は、発電が、翼板が捕らえることができる流れの面積に依存することである。
【０００８】
特許文献６は、海流から発電するシステムを開示する。システムは、ケーブルの反対端に接続される２つのドラッグを使用する。ケーブルの中央は、発電機の周囲に巻きつけられる。ドラッグは、ケーブルに往復運動をさせるために、海の中に下ろされて、ドラッグ位置から非ドラッグ位置に動かされる。このシステムに関連する欠点は、発電機が、両方の方向に回転するとき、エネルギーを発生させることができなければならないことである。さらに、発電機が絶えず方向を変えているため、エネルギー供給は一定ではない。
【０００９】
特許文献７は、自然の流体流から電力を利用する装置を開示する。装置は、多数の翼板を有する連続したベルトを含む。連続したベルトは、発電機を駆動するために作動的に接続されている１組のシリンダを取り巻く。連続したベルトは、翼板を横切る水流がベルトを駆動して、したがって、シリンダを回転させるように方向付けされている。この装置に
関連する問題は、水が、連続したベルト上の翼板の前方のセットを貫流して、その後、翼板の後方のセットを貫流することである。これにより翼板の後方のセットを通過する水に、水の乱れを生じるため、装置の効率を低下させる。
【特許文献１】米国特許第４，３８３，１８２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，１６３，９０４号明細書
【特許文献３】米国特許第４，３３５，３１９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，４４０，１７６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，１０９，８６３号明細書
【特許文献６】米国特許第４，３１３，０５９号明細書
【特許文献７】英国特許出願公開第２，２１４，２３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上述の欠点のうちの少なくとも１つ以上を克服する、または軽減すること、もしくは消費者に、有用な、または商業的な選択を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一形態では、唯一の、または本当に最も一般的な形態である必要はないが、本発明は、
少なくとも１つの連続したトラックと、
前記トラックのまわりで移動可能な複数のキャリッジと、
キャリッジの各々に取り付けられ、かつ水流で駆動されうる、少なくとも１つのホイルと、
キャリッジに接続された少なくとも１つのライン部材と、
前記ライン部材に作動的に接続された少なくとも１つの動力取出し装置とを含み、
駆動されたホイルが、キャリッジを前記トラックのまわりで動かして、したがって、前記ライン部材の運動により前記動力取出し装置を動かす、水中発電システムにある。
【００１２】
少なくとも１つのホイルは、水流の流れに対して略垂直な平面の中で回転する。
動力取出し装置は、ポンプ、または発電機、もしくはその種の他の装置に作動的に接続されうる。
【００１３】
本発明のさらなる特徴は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図４は、発電するために水流を使用する水中発電システム１０を示す。水中発電システム１０は、フレーム２０、トラック３０、複数のホイル４０、および動力取出し装置５０を含む。
【００１５】
フレーム２０は、２つのアーチ形取り付けアーム２２を有する主円筒体２１から形成される。主円筒体２１は、空洞であり、主円筒体２１から後方に突出する中央フィン２３を有する。側部フィン２４は、主円筒体２１の側部に設置されている。
【００１６】
アーチ形アーム２２は、水中発電システム１０を保持するために使用される。ケーブル（図示せず）は、アーチ形アーム２２の各々の端部に取り付けられて、水中発電システムを所定の位置に保持するために、海底または川床に据えつけられる。あるいは、ケーブルは、橋、ボート、またはその種の他の構造に取り付けられる。
【００１７】
トラック支持部材２５は、主円筒体２１に取り付けられて、主円筒体２１から外方に伸張する。トラック支持部材２５は、トラック３０を取り付けるために使用される。各トラック支持部材２５は、トラック・アーム２６およびトラック・クレイドル２７から形成さ
れており、詳細は図１７に示される。２つのボルト孔２８が、トラックをクレイドル２７に取り付けるために、クレイドルを貫通して設置されている。
【００１８】
図５〜図７にさらに詳細に示したトラック３０は、楕円形である。トラック３０は、２つの側面トラック・プレート３１、底面トラック・プレート３２、および２つのＬ字形接合プレート３３から形成される。トラック３０は、横断面では、長方形形状の溝である。
【００１９】
各ホイル４０は、図１７に示した２つの翼４１、および接続アーム４２から形成される。２つの翼４１は、互いに関して後方に斜めに伸張するとともに、接続アーム４２に関して下方に傾斜している。翼４１は繊維ガラスで形成されており、横断面で見ると、涙の形をしている。
【００２０】
各翼は、翼４１の中心を通って伸張する、図８および図９に示した翼補強プレート４３を有する。図８、図９、および図１０に示したホイル接続アーム４２は、ホイル接続４４プレート、および２つの傾斜した接続翼プレート４５から形成される。接続翼プレート４５は、それぞれの補強プレート４５を取り付けるために使用される。繊維ガラスは、ホイルおよび関連する翼を製作するために、補強プレート４３、接続翼プレート４５、およびホイル接続プレート４４の上端のまわりに成形される。一組の穴４６が、ホイル接続プレート４４を貫通して設けられる。穴４６は、ホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０に関して所望の角度でホイルを取り付けるために使用される。
【００２１】
図１１〜図１４に詳細に示したホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０は、チェーン支持部材７０、２つの上部車輪アッセンブリ８０、および２つの底部車輪アッセンブリ９０から形成される。チェーン支持部材７０は、Ｃ形溝から形成される。キャリッジ接続プレート７１は、チェーン支持部材７０に取り付けられて、チェーン支持部材７０から上方に伸張する。
【００２２】
上部車輪アッセンブリ８０の各々は、上部シャフト８１の両端に隣接して回転するように取り付けられた２つの上部車輪８２を有する上部シャフト８１から形成される。上部車輪８２の各々は、上部車輪の中に設置された車輪溝８３を有する。ワッシャ８４は、上部車輪８２と上部シャフト８１の間に設置される。キャリッジ接続プレート７１は、各上部シャフトを取り付けるために使用される。各上部シャフトは、取り付けピン８５を介してキャリッジ接続プレート７１に枢着される。
【００２３】
底部車輪アッセンブリ９０の各々は、底部シャフトの端部に隣接して回転するように取り付けられた底部車輪９２を有する底部シャフト９１から形成される。底部車輪９２は平らな車輪である。チェーン支持部材７０は、底部シャフト９２を取り付けるために使用される。ワッシャ９３は、底部車輪９２と底部シャフト９１の間、および底部シャフト９２とチェーン支持部材７０の間に設置される。
【００２４】
チェーン取り付け部材７３は、チェーン支持部材７０に接続される。チェーン支持部材は、駆動チェーン７４に接続される。駆動チェーン７４は、トラック３０の周囲に延在する。
【００２５】
使用中には、上部車輪の車輪溝は、ホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０が溝３０の上端部に沿って動くことができるようにするために、側面トラック・プレート３１の上端部上に取り付けられる。底部車輪９２は、溝３０の内側に沿って円滑に動く。底部車輪９２は、減摩帯７５により溝の中に保持されて、上部車輪が溝３０から脱線することを防止する。ホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０が、トラック３０のアーチ形部分のまわりを動くとき、上部シャフト８１は枢動する。図１８は、ホイル・キャリッジ・アッセンブ
リ６０がトラック３０のアーチ形部分のまわりを動くときに枢動するシャフト８１を示す。
【００２６】
図１５および図１６に示した動力取出し装置５０は、メイン・ギヤ・シャフト５２に取り付けられたメイン・ギヤ５１を含む。メイン・ギヤ・シャフト５２は、トラック３０および主円筒体２１を介して取り付けられる。メイン・ギヤ・シャフト５２は、トラックのアーチ形部分の中央に隣接して取り付けられる。メイン・ギヤ５１は、駆動チェーン７４に係合して、ホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０がトラック３０のまわりを動くとき、駆動チェーン７４で駆動される。また、動力取出し装置５０は、メイン・ギヤ８１のある側に対して、メイン・ギヤ・シャフト５２の反対端に取り付けられている底部ギヤ５３を含む、底部ギヤ５３は、中央フィン２３の中に設置される。
【００２７】
速度増加アッセンブリ１００は、動力取出し装置に隣接して設置される。速度増加アッセンブリ１００は、共に速度増加シャフト１０３に取り付けられている速度増加大ギヤ１０１と速度増加小ギヤ１０２を含む。速度増加シャフト１０３は、主円筒体２１を介して回転するように取り付けられる。速度増加ギヤ１０１および１０２は、中央フィン２３の中に設置される。速度増加小ギヤ１０２は、底部ギヤ５３よりも、かなり小さい。速度増加小ギヤ１０２は、チェーン１０４を介して底部ギヤに接続される。速度増加大ギヤ１０１は、底部ギヤと同じ寸法である。
【００２８】
２つのポンプ・アッセンブリ１１０および１２０は、速度増加アッセンブリ１００に隣接して設置される。各ポンプ・アッセンブリは、それぞれのポンプ・シャフト１１２および１２２に取り付けられた、それぞれのポンプ・ギヤ１１１および１２１を含む。各ポンプ・シャフト１１２および１２２は、ポンプ１１４および１２４に接続されるとともに、それらを駆動する。また、第１のポンプ・アッセンブリ１１０は、ポンプ・シャフト１１２に取り付けられている伝達ギヤ１１３を含む。速度増加大ギヤ１０１は、チェーン１１５を介して第１のポンプ・ギヤ１１１に接続される。伝達ギヤ１１３は、チェーン１２５を介して第２のポンプ・ギヤ１２１に接続される。各ポンプは、タービン（図示せず）に接続される。
【００２９】
ホイル４０は、２つのホイル取り付けプレート４７を用いて、ホイル・キャリッジ・アッセンブリ６０に取り付けられる。ホイル取り付けプレート４７は、ホイル接続プレート４４、およびキャリッジ接続プレート７１に接続される。ホイル４０の角度は、ホイル接続プレート４４内に設置された一組の穴を用いて調整されうる。ホイルの角度は、水の速度、および水流の方向のような多数の要素により決定される。
【００３０】
使用中には、水中発電システム１０は、トラック３０が水流に対して略垂直になるように水流の中に設置される。水流は、ホイル４０に作用して、ホイルにより、駆動チェーン７４をトラック３０のまわりに駆動させる。引き続いて、駆動チェーン７４は、メイン・ギヤ５１、メイン・シャフト５２、および底部ギヤ５３を駆動する。底部ギヤ５３は、速度増加大ギヤ１０１、速度増加小ギヤ１０２、および速度増加シャフト１０３を駆動する。速度増加大ギヤ１０１、速度増加小ギヤ１０２、および速度増加シャフト１０３の回転速度は、メイン・ギヤ５１、メイン・シャフト５２、および底部ギヤ５３の回転速度よりも大幅に大きい。
【００３１】
速度増加大ギヤ１０１は、第１のポンプ・ギヤ１１１、第１のポンプ・シャフト１１２、および伝達ギヤ１１３を駆動する。第１のポンプ・ギヤ１１１、伝達ギヤ１１３、および第１のポンプ・シャフト１１２の回転速度は、速度増加大ギヤ１０１、速度増加小ギヤ１０２、および速度増加シャフト１０３の回転速度よりも大幅に大きい。伝達ギヤは、第２のポンプ・ギヤ１２１および第２のポンプ・シャフト１２２を駆動する。ポンプ・シャ
フト１１２および１２２は、タービンを駆動して発電するために、加圧された水を供給するそれぞれのポンプ１１４および１２４を駆動する。
【００３２】
ホイル４０によるトラック３０の回転が不安定化を引き起こさないように、側部フィン２４を調整できる。
図１８〜図２１は、発電して、かつまた、水を脱塩するために水流を使用する水中発電システム２１０を示す。水中発電システム２１０は、フレーム２２０、トラック２３０、複数のホイル２４０、および動力取出し装置２５０を含む。
【００３３】
フレーム２２０は、先の実施形態に示したフレームと同様であり、２つのアーチ形取り付けアーム２２２を有する本体２２１から形成される。本体２２１は空洞であり、本体を通過して流れる水で生じるドラッグを減少させるように形作られる。側部フィン２２４は、本体２２１の側部に設置される。引張りケーブル２２８は、付加的な支持を提供するために、アーチ形取り付けアーム２２２から、側部フィン２２４および本体２２１まで伸張する。突出部２２９は、ホイル２４０の上に水流を導くために、本体２２１から外方に突出する。
【００３４】
トラック支持部材２２５は、本体２２１に取り付けられて、本体２２１から外方に伸張する。トラック支持部材２２５は、トラック２３０を取り付けるために使用される。各トラック支持部材２２５は、先の実施形態で示したトラック支持部材と同様のトラック・アーム２２６およびトラック・クレイドル２２７から形成される。この場合も先と同様に、トラック２３０は楕円形である。トラック２３０は、トラック・クレイドル２２７に取り付けられている単一の回転したＴ形金属から形成される。
【００３５】
ホイル２４０の各々は、先の実施形態で説明したように形成される。各ホイル２４０は、２つの翼２４１および接続アーム２４２を有する。接続アーム２４２は、ホイル接続２４４プレートを有する。
【００３６】
図２３〜図２７に詳細に示したホイル・キャリッジ・アッセンブリ２６０は、ホイル・キャリッジ・ハウジング２７０、２つの上部車輪アッセンブリ２８０、および２つの底部車輪アッセンブリ２９０から形成される。ホイル・キャリッジ・ハウジング２７０は、Ｃ形溝から形成される。ホイル取り付けプレート２４７は、ホイル・キャリッジ・ハウジングから上方に伸張する。ドラッグ低減翼２７１は、ハウジングの一部をカバーして、キャリッジが水を通過するとき、ドラッグを低減させる。
【００３７】
上部車輪アッセンブリ２８０の各々は、上部シャフト２８１、上部車輪２８２、および上部車輪枢動アーム２８３から形成される。上部車輪枢動アーム２８３は、Ｌ字形をしており、上部車輪枢動アーム・ピン２８４を介してホイル・キャリッジ・ハウジング２７０に取り付けられる。上部車輪枢動アーム・ピン２８４は、上部車輪枢動アーム２８３がホイル・キャリッジ・ハウジング２７０に関して枢動することを可能とする。上部シャフト２８２は、上部車輪枢動アーム２８３から外方に突出して、上部車輪２８２を回転可能に取り付ける。上部車輪２８２の各々は、上部車輪２８２の中に設置された車輪溝２８５を有する。
【００３８】
底部車輪アッセンブリ２９０の各々は、底部シャフト２９１、底部車輪２９２、および底部車輪枢動アーム２９３から形成される。底部車輪枢動アーム２９３は、Ｌ字形をしており、底部車輪枢動アーム・ピン２９４を介してホイル・キャリッジ・ハウジング２７０に取り付けられる。底部車輪枢動アーム・ピン２９４は、底部車輪枢動アーム２９３がホイル・キャリッジ・ハウジング２７０に関して枢動することを可能とする。底部シャフト２９２は、底部車輪枢動アーム２９３から外方に突出して、底部車輪２９２を回転可能に
取り付ける。底部車輪２９２の各々は、底部車輪２９２の中に設置された車輪溝２９５を有する。
【００３９】
使用中には、ホイル・キャリッジ・アッセンブリ２６０がトラック２３０の上端部に沿って動くことができるようにするために、上部車輪２８２の車輪溝２８５は、トラック２３０の上端部上に取り付けられるとともに、底部車輪２９２の車輪溝２９５は、トラックの下端部に取り付けられる。ホイル・キャリッジ・アッセンブリ２６０が、トラック２３０のアーチ形部分のまわりを動くとき、上部車輪枢動アーム・ピン２８４、および底部車輪枢動アーム・ピン２９４は、枢動する。先の実施形態におけるように、水は、ホイル２４０に作用して、キャリッジをトラック２３０のまわりに駆動する。
【００４０】
動力取出し装置２５０は、それぞれのメイン・プーリ・シャフト２５２に取り付けられている２つのメイン・プーリ２５１を含む。平歯形ベルト２５３は、２つのメイン・プーリ２５１のまわりに延在する。メイン・プーリ・シャフト２５２は、本体２２１を介して取り付けられる。連結アーム２５４は、平歯形ベルト２５３、およびキャリッジ・ハウジング２７０に取り付けられる。メイン・プーリ２５１は、平歯形ベルト２５３により駆動されて、この平歯形ベルト２５３は、連結アーム２５４を介してホイル・キャリッジ・アッセンブリ２６０により駆動される。
【００４１】
メイン・プーリ・シャフト２５２は、それぞれの二次駆動トレイン３００に接続される。各二次駆動トレインは、交流発電機３１０に接続されている交流発電機シャフト３０１を駆動する。過熱が発生しないことを確保するために、熱交換器３１１が交流発電機３１０に付属されている。交流発電機３１０は、ＡＣＤＣインバータ３３０に接続される。インバータ３３０は、電力を、例えば、送電網などに効率的に伝送することができる。
【００４２】
海水ポンプ駆動装置３２０は、交流発電機シャフト３０２に接続される。海水ポンプ駆動装置３２０は、海水ポンプ３２１に接続されて、かつそれを駆動する海水ポンプ・シャフトを駆動する。塩水は、海水ポンプで海水淡水化装置（図示せず）を介して汲み上げられて、淡水を提供する。
【００４３】
また、海水ポンプ３４０は、側部フィン２２４に隣接して設置された１組のアキュムレータ３５０に接続される。アキュムレータは、それぞれの水圧ラム（図示せず）を介して側部フィン２２４を枢動させるために使用される。アキュムレータ３５０は、わずかな運動のために海水ポンプ３４０を運転する必要なしに、側部フィン２２４が隣接することを可能とする。
【００４４】
本体２２１の中のバラストを調整するために、空気圧縮機および電動機３６０を設けてある。ブロー弁３６１は、空気圧縮機を介して本体２２１の中にある空気量を調整することにより、水が本体２２１へ流入する、および本体２２１から流出することを可能とする。多岐管３６２は、本体２２１の様々な区画に空気圧縮機により供給される空気の流量を制御するために使用される。
【００４５】
速度センサ３７０は、フレーム２２０上の様々な場所にある。速度センサ３７０は、水流の速度の情報を提供する。ＰＬＣ３８０は、本体２２１へ流入する、および本体２２１から流出する水の流れを制御するための制御戦略を提供する。さらに、ＰＬＣ３８０は、アキュムレータ３５０を介して側部フィン２２４の回転を制御する。
【００４６】
水流の中にフレーム２２０を固定するために、ケーブルが、図２９および図３０に示したようなアンカー・ポイントを介してアーチ形アーム２２２の各々の端部に取り付けられる。また、ケーブル３９０は、水中発電システム２１０を所定の位置に保持するために、
海底または川床に錨４００により据えつけられる。３種類のケーブルがある。アンカー・ポイントから伸長するリード・ケーブル３９１、荷重負荷の大部分を担う主ケーブル３９２、および大きな塵芥がホイル２４０にぶつかって、水中発電システム２１０を破損するのを防止するのに役立つ塵芥そらせ板ケーブル３９３がある。
【００４７】
図３１は、ケーブル３９０の断面図を示す。ケーブル３９０の各々は、荷重負荷を担う中心部３９４、および水のドラッグを減少させるためのケーブル・ホイル３９５を含む。ケーブル・ホイル３０５は、中心部３９４に関して回転でき、ケーブル・ホイルが、水流内で中心部３９４に関して最少ドラッグの位置を見つけることができるようになされている。
【００４８】
調整気球４１０は、リード・ケーブル３９２の端部に取り付けられる。調整気球４１０は、気球４１０から空気を放出することができるシュノーケル４２０に取り付けられる。空気は、気球４１０を膨張させるために空気圧縮機３６０から気球４１０にポンプで送られる。この場合も先と同様に、ＰＬＣ３８０制御装置は、気球の中にある空気量を制御する。
【００４９】
シュノーケル４２０の端部に隣接して設置されたＧＰＳ遠隔測定システム４３０は、水流の速度、水流に対するフレーム２２０の位置、およびホイルの速度などの水中発電システム２１０の運転中の細目を、陸にいるオペレータに送信する。さらに、ＧＰＳ遠隔測定は、フレーム２２０を左または右に動かす、および高さを調整する、もしくは、フレーム２２０を左または右に動かす、または高さを調整する、ならびに交流発電機および海水ポンプ、もしくは、交流発電機または海水ポンプを作動させる、または停止させるなどのような、陸にいるオペレータから送られた運転命令を受信する。
【００５０】
使用中には、水中発電システム２１０は、トラック２３０が水流に対して略垂直になるように水流の中に設置される。水流は、ホイル２４０に作用して、ホイルをトラック２３０のまわりに動かし、その結果、平歯形ベルト２５３を駆動させる。次に、平歯形ベルト２５３は、メイン・プーリ２５１を駆動して、それにより、交流発電機３１０および海水ポンプ３２０を駆動する。
【００５１】
海水ポンプ３４０が、動作を開始すると、アキュムレータ３５０は、容量いっぱいまで充填されて、要望どおりに側部フィン２２４を動かすことができる。ＰＬＣ３８０は、速度センサからのフィードバックを受信するとともに、その制御戦略を使用して、フレームの位置を水流の中の最適な位置に調整する。フレームの位置は、側部フィン２２４を動かす、本体２２１の中の水量を調整する、および気球の中の空気量を調整することにより変更される。
【００５２】
図３２〜図３４は、水中発電システム２１０に取り付けられたファンネル４４０を示す。ファンネル４４０は、テーパ形状を有し、ファンネル４４０の、より広い端部が、フレーム２２０から最も離れた位置に配置され、かつファンネルの、より狭い端部が、ホイル２４０に隣接して配置されている。ファンネルを通過するとき、水は速度を増して、それにより、ホイル２４０の速度もまた増加する。これは、交流発電機３３０および海水ポンプ３４０の出力を増加させる。
【００５３】
上述した水中発電システムは、自然の水流を使用して、いかなる汚染も発生することなく発電するため、環境に優しい。河川、海洋で見られるような、および潮汐により作り出されるような水流は、頻繁に生じるものであるため、作り出される電気は、再生エネルギー源である。
【００５４】
水中発電システムはすべて、実質的に単一平面内において回転するホイルを有する。水中発電システムは、ホイルが設置される平面が水流の流れに対して垂直になるように配置される。したがって、ホイルが水により駆動されるとき、乱流の発生がより少なくなり、同時に効率の向上をもたらす。経路が水流の流れに対して垂直であることのさらなる利点は、ホイルが、全体の経路に沿って通過するとき、常にライン部材に対して駆動力を提供することである。
【００５５】
本発明の要旨または範囲を逸脱することなく、様々な変更および修正が説明された実施形態に対してなされうることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
本発明の理解を助けて、当業者が本発明を実用化できるようにするために、本発明の実施形態は、添付図面を参照して一例としてのみ説明されるであろう。
【図１】本発明の第１の実施形態の水中発電システムの上面図。
【図２】図１の水中発電システムの正面図。
【図３】図１の水中発電システムの側断面図。
【図４】図１の水中発電システムの側断面図。
【図５】図１に示したトラックの上面図。
【図６】線Ａ−Ａに沿ったトラックの横断面図。
【図７】線Ｂ−Ｂに沿ったトラックの横断面図。
【図８】翼補強プレートおよび接続アームの上面図。
【図９】図８に示した翼補強プレートおよび接続アームの正面図。
【図１０】図８の接続アームの側面図。
【図１１】ホイル・キャリッジ・アッセンブリの正面図。
【図１２】図１１のホイル・キャリッジ・アッセンブリの上面図。
【図１３】図１１のホイル・キャリッジ・アッセンブリの側面図。
【図１４】図１１のホイル・キャリッジ・アッセンブリの底面図。
【図１５】水中発電システムの動力取出し装置の詳細な正面図。
【図１６】水中発電システムの動力取出し装置の詳細な断面図。
【図１７】水中発電システムの詳細な側断面図。
【図１８】本発明の第２の実施形態の水中発電システムの上面図。
【図１９】図１８の水中発電システムの一部を形成する２つの駆動装置の正面図。
【図２０】図１８の水中発電システムの側面図。
【図２１】水中発電システムの上面断面図。
【図２２】図１８の水中発電システムの側断面図。
【図２３】ホイルがトラックに取り付けられているホイル・キャリッジ・アッセンブリの斜視図。
【図２４】ホイルがトラックに取り付けられているホイル・キャリッジ・アッセンブリのさらなる斜視図。
【図２５】ホイルがトラックに取り付けられているホイル・キャリッジ・アッセンブリの正面図。
【図２６】ホイルがトラックに取り付けられているホイル・キャリッジ・アッセンブリの背面図。
【図２７】図２５のトラックに取り付けられたホイル・キャリッジ・アッセンブリの上面断面図。
【図２８】図２５のトラックに取り付けられたホイル・キャリッジ・アッセンブリの側断面図。
【図２９】据えつけられた図１８の発電システムの上面図。
【図３０】据えつけられた図１８の発電システムの側面図。
【図３１】ケーブルの側断面図。
【図３２】ファンネルを有する据えつけられた発電システムの上面図。
【図３３】ファンネルを有する据えつけられた発電システムの側面図。
【図３４】ファンネルを有する据えつけられた発電システムの正面図。
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年4月28日(2006.4.28)
【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１つの連続したトラックと、
前記トラックのまわりで移動可能な複数のキャリッジと、
前記キャリッジの各々に取り付けられ、かつ水流で駆動されうる、少なくとも１つのホイルと、
前記キャリッジに接続された少なくとも１つのライン部材と、
前記キャリッジに作動的に接続された少なくとも１つの動力取出し装置とを含む水中発電システムにおいて、
前記駆動されたホイルが、前記キャリッジをまわりで動かして、前記動力取出し装置を動かす、水中発電システム。
【請求項２】
少なくとも１つのホイルは、実質的に、水流の流れに対して略垂直な平面の中で回転する、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項３】
前記動力取出し装置が、ポンプ、または発電機、もしくはその種の他の装置に作動的に接続される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項４】
前記トラックが、フレームに取り付けられる、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項５】
前記フレームが、主円筒体と、２つのアーチ形アームと、トラック支持体とを含む、請求項４に記載の水中発電システム。
【請求項６】
各トラック支持体が、トラック・アームと、トラック・クレイドルとを含む、請求項５に記載の水中発電システム。
【請求項７】
前記トラックが、２つの側面トラック・プレートと、底面トラック・プレートと、２つの接合プレートとから形成される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項８】
各ホイルが、２つの翼と、接続アームとから形成される、水中発電システム。
【請求項９】
各キャリッジが、ライン支持部材と、少なくとも１つの上部車輪アッセンブリと、少なくとも１つの底部車輪アッセンブリとから形成される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１０】
各ホイルが、それぞれのキャリッジに枢着される、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１１】
共に前記ライン部材により駆動される、速度増加アッセンブリと、少なくとも１つのポンプ・アッセンブリとをさらに含む、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１２】
前記ライン部材がチェーンである、請求項１に記載の水中発電システム。
【請求項１３】
前記本体の中のバラストを調整するために、空気圧縮機と、電動機とをさらに含む、請求項５に記載の水中発電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
一形態では、唯一の、または本当に最も一般的な形態である必要はないが、本発明は、少なくとも１つの連続したトラックと、
前記トラックのまわりで移動可能な複数のキャリッジと、
前記キャリッジの各々に取り付けられ、かつ水流で駆動されうる、少なくとも１つのホイルと、
前記キャリッジに接続された少なくとも１つのライン部材と、
前記キャリッジに作動的に接続された少なくとも１つの動力取出し装置とを含む水中発電システムにおいて、
前記駆動されたホイルが、前記キャリッジをまわりで動かして、前記動力取出し装置を動かす、水中発電システムにある。
【国際調査報告】
2008501084.tif 000037
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