(57)【要約】【解決手段】運動をエネルギーに変換する装置は、流体媒体の中に完全に沈められた浮遊体または浮体（１、９、１１）を備える。浮遊体は、第１方向に作用する浮力または同様の力によって流体内に支持される。接続索または係留索が、カウンターウェイト（２）によって形成される浮力または同様の力が浮遊体に作用する方向において浮遊体から離れた支点に浮遊体（１、９、１１）を接続する。装置は、浮遊体の運動をエネルギーに変換する少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索（３）を、接続索または係留索とは別に備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動をエネルギーに変換する装置であって、
流体媒体の中に完全に沈められた浮遊体または浮体（１、９、１１）であって、第１方向に作用する浮力または同様の力によって前記流体内に支持される、浮遊体と、
前記浮遊体に浮力または同様の力が作用する方向において前記浮遊体から離れた支点に前記浮遊体（１、９、１１）を接続する接続索または係留索であって、前記支点でピボットを形成するカウンターウェイト（２）に前記浮遊体を接続する、接続索または係留索と、
を備え、
前記浮遊体の運動をエネルギーに変換する少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索（３）を、前記接続索または係留索とは別に備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記カウンターウェイトが前記浮遊体（１、９、１１）の下に吊るされることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索（３）は、浮力または同様の力が前記浮遊体（１、９、１１）に作用する方向と直交する顕著な成分を有する向きの索であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記浮力または同様の力が前記浮遊体に略垂直方向に作用し、前記動力またはエネルギー取出索は、顕著な水平方向成分を有する方向において前記浮遊体から離れているエネルギー取出索固定点（４）と前記浮遊体との間に延びることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
少なくとも三つの動力またはエネルギー取出要素があることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
使用時に、前記接続索または係留索が略一定の長さを維持することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記接続索または係留索の長さが制御可能な態様で変更されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記流体媒体が水であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の装置を備える波エネルギー変換器。
【請求項９】
前記浮遊体または浮体が凧であり、前記流体媒体が空気であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記浮遊体または浮体が磁性材料を収容する本体であり、前記浮力または同様の力が一つまたは複数の磁石によって提供されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記カウンターウェイトに作用する力の少なくとも一部が磁力であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記浮遊体または浮体は帯電した材料を収容する本体であり、前記浮力または同様の力が静電気力であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記カウンターウェイトが帯電した材料を収容し、該カウンターウェイトに作用する力の少なくとも一部が静電気であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記浮遊体は前記カウンターウェイトよりも大きく、前記浮遊体とカウンターウェイトの組み合わせが最終的に浮遊体になることを特徴とする請求項８に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１５】
前記支点の周りの前記浮遊体の振動によって形成される振り子の振動の固有周波数が、前記浮遊体に入射する波の周波数と近くなるかまたはほぼ同一になるように、前記接続索または係留索の長さが選択されることを特徴とする請求項８または１４に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載の装置の要素を備える部品キット。
【請求項１７】
運動をエネルギーに変換する方法であって、
流体媒体の中に完全に沈められた浮遊体または浮体（１、９、１１）を設けるステップであって、第１方向に作用する浮力または同様の力によって前記浮遊体が前記流体内に支持される、ステップと、
前記浮遊体に浮力または同様の力が作用する方向において前記浮遊体から離れた支点に前記浮遊体（１、９、１１）を接続する接続索または係留索を設けるステップであって、前記接続索または係留索が前記支点でピボットを形成するカウンターウェイト（２）に前記浮遊体を接続する、ステップと
前記浮遊体の運動をエネルギーに変換する少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索（３）を、前記接続索または係留索とは別に設けるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記接続索または前記係留索は、前記浮遊体の下に吊るされるカウンターウェイトに前記浮遊体を接続することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索（３）は、浮力または同様の力が前記浮遊体（１、９、１１）に作用する方向と直交する顕著な成分を有する向きの索であることを特徴とする請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記浮力または同様の力が前記浮遊体に略垂直方向に作用し、前記動力またはエネルギー取出索は、顕著な水平方向成分を有する方向において前記浮遊体から離れているエネルギー取出索固定点（４）と前記浮遊体との間に延びることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記接続索または係留索は、前記浮遊体の下方の点に前記浮遊体を接続し、これによって倒立振り子を形成することを特徴とする請求項１７ないし２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも三つの動力またはエネルギー取出要素があることを特徴とする請求項１７ないし２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
使用時に、前記接続索または係留索が略一定の長さを維持することを特徴とする請求項１７ないし２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記接続索または係留索の長さが制御可能な態様で変更されることを特徴とする請求項１７ないし２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
添付の図面を参照して本明細書に実質的に記載された装置。
【請求項２６】
添付の図面を参照して本明細書に実質的に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力を受ける振動体、および振動体の運動を利用可能なエネルギーに変化することに関する。本発明の特定の実施形態は、水中の波に関連する水の運動から電力を生成するために使用される沖波（offshore wave）エネルギー変換器に関する。しかしながら、本発明は、任意の浮体（例えば、空中に浮かぶ凧、または磁界の押す力により空中に浮く磁石）に有効である。
【背景技術】
【０００２】
多くの様々なタイプの沖波エネルギー変換器が提案されている。波エネルギー変換用の既知のデバイス（"Wave Energy Utilization : A Review of the Technologies" Falcao, "Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (2010), 899-918を参照）は、三つの動作原理、すなわち振動水柱デバイス、振動体（単数または複数）デバイス、および越流（over-topping）デバイスのうちの一つに基づいている。本発明は、振動体デバイスに関連する。この種のデバイスは、波により振動する本体からエネルギーを変換または獲得する。
【０００３】
振動体デバイスは、典型的に、以下の動作原理のうちの一つを使用する。
１）水面を上下にまたは横向きに移動する、ほとんど浮いているデバイス（単一のデバイスまたは複数の相互に連結されたデバイスのいずれか）。
２）通過する波により引き起こされる圧力変動またはサージからエネルギーを抽出する、ほとんど静止しているデバイス。これには、振動水柱デバイス、フレキシブルデバイスおよびバラージ（barrage）デバイスが含まれる。
３）周囲を取り囲む水とともに移動する、ほとんどまたは全てが水面下にあるデバイス（例えば、ＷＯ  ２００８／０６５６８４およびＷＯ  ２０１０／１１５２４１を参照）。
【０００４】
浮遊する振動体デバイスの問題点は、これらのデバイスが表面上に着座し、その場所で極端な波候にさらされることである。これは、作動デバイスの二つの主な目的、すなわち生存性と出力定格が互いに対立しうることを意味する。高エネルギーの表面波は、より高いレベルの出力またはエネルギーの捕獲に役立つが、そのような高エネルギーの波は、露出したデバイスに損傷を与えうる。この妥協の産物は、頑強でなく、出力定格対費用比が低くなる。この手法の別の問題点は、これらのデバイスの主要な運動が波高に関連しているので、動力抽出を増加させるために利用可能な共振量に実用的な限界があることである。最後に、これらの機械は、設置される場所の局所的な波候に合わせる必要があるので、デバイスの大量生産から得られる潜在的なコスト削減が制限される。さらに、これらの機械は設置される特定の場所に非常に大きく依存するので、大量生産と据え付けを標準化することが現実的ではない。嵐の間の過伸展（overextension）を避けるために、高機能の減衰機構を配置しなければならない。
【０００５】
圧力変動またはサージからエネルギーを抽出するほとんど静止しているデバイスでは、生存性と出力定格の間の対立は依然として存在するが、出力抽出器を波に対して実質的に静止させることができるので、その程度は小さくなる。したがって、例えば係留索具を用いて、適切な周波数に注意深く調整するか、またはデバイスを海岸または海底に直接配置するなどして、デバイスを波から切り離す方法を見つけることができる。しかしながら、このカテゴリのデバイスでは、出力定格の増大とは機械の体積を増加させることを通常は意味しているので、実現可能な出力定格には実用的な限界がある。さらに、静止構造の生存性を確保するのはより容易ではあるが、それにもかかわらず、デバイスのサイズが船舶のサイズに接近する（または上回る）と、技術的な観点からの要求が非常に厳しくなる。非常に大きな静止沖合構造は、設置および維持費も非常に高額になる。さらに、浮体などのこれらのデバイスは、設置が予定される場所の波候に合わせて最適化される必要があるので、実際の大量生産は現実的ではない。
【０００６】
出力またはエネルギー捕獲要素のほとんどまたは全体が水面下にあり、デバイスを取り囲む水とともに本質的に移動する第３のタイプのデバイスは、一般的に、生存性と出力定格の対照的な目的という同様の問題を有していない。しかしながら、エネルギーの抽出が主に垂直方向で行われるので、共振の範囲が非常に限られている。
【０００７】
既知の沖波エネルギー変換器に伴う問題点は、波長と比べて波高が低いと、（デバイスに衝突する波の波長と比べて）短い距離しかデバイスが運動または振動しないことである。表面上のデバイスのさらなる特定の問題は、悪天候に対する脆弱性である。これは、デバイスが損傷を受ける可能性があるので、波が最大のエネルギーを有している大波の状況ではデバイスを使用できないことが多いことを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、これらの欠点が排除または軽減される波エネルギー変換器を提供するか、あるいは少なくとも有用な代替形態を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
既知の波エネルギー変換デバイスは、顕著なまたは支配的な垂直成分を有する運動からエネルギーを取得することに事実上集中している。本出願の発明者は、水平運動を（規制するのではなく）利用することによって、波エネルギー変換器のエネルギー捕獲を大きく改善可能であることを認識した。
【００１０】
本発明は、運動をエネルギーに変換する装置を提供する。この装置は、流体媒体の中に完全に沈められた浮遊体または浮体であって、第１方向に作用する浮力または同様の力によって流体内に支持される、浮遊体と、浮遊体に浮力または同様の力が作用する方向において浮遊体から離れた支点に浮遊体を接続する接続索または係留索であって、支点でピボットを形成するカウンターウェイトに浮遊体を接続する、接続索または係留索と、を備える。装置は、浮遊体の運動をエネルギーに変換する少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索を、接続索または係留索とは別にさらに備えている。カウンターウェイトは、上記の浮遊体または浮体に作用する方向とは反対の方向に作用する重りまたは同様の力の影響を受ける。
【００１１】
本明細書および特許請求の範囲において使用される「備える（comprising）」という語は、「少なくともその一部からなる（consisting at least in part of）」ことを意味する。本明細書および特許請求の範囲において、「備える」という語を含む文を解釈するとき、各文内でこの語により選好される特徴以外の他の特徴も存在しうる。「備える（comprises）」、「備えた（comprised）」などの関連する語も同様に解釈されるべきである。
【００１２】
請求項における「a」という語は、「少なくとも一つ」を意味する。「a」または同様の語を含む請求項を解釈するとき、この語により選好される特徴の二つ以上の例が存在することがある。
【００１３】
装置の実施形態は、浮力または同様の力が浮遊体に作用する方向において浮遊体から離れた点の周りを旋回する事実上の振り子である。発明者は、振り子装置を作成し、振り子の振動からエネルギーを抽出することで、従来可能であったよりも高いレベルのエネルギーを抽出できることを、現在の状況で最初に認識した。
【００１４】
カウンターウェイトの使用により、極端に長い係留索の必要なしに、地面または海底から遠く離れて配置された浮遊体を持つ振り子装置を作成することが可能になる。移動可能なまたは浮遊するカウンターウェイトの使用は、装置をより容易に展開し係留することが可能であり、および／または、必要である場合に浮遊体を地面または海底から切り離し、その後地面または海底の異なる場所で浮遊体を再び係留することが可能であることを意味する。
【００１５】
好ましくは、少なくとも一つの動力またはエネルギー取出索は、浮力または同様の力が浮遊体に作用する方向と直交する顕著な成分を有する向きの索である。
【００１６】
この構成により、浮力または同様の力が浮遊体に作用する方向と直交する方向における振り子装置のかなりの程度の運動から動力またはエネルギーを取り出すことが可能になる。
【００１７】
好ましくは、浮力または同様の力が浮遊体に略垂直方向に作用し、動力またはエネルギー取出索は、顕著な水平方向成分を有する方向において浮遊体から離れているエネルギー取出索固定点と浮遊体との間に延びる。
【００１８】
好ましくは、接続索または係留索が浮遊体の下方の点に浮遊体を接続し、これによって倒立振り子を形成する。
【００１９】
好ましくは、少なくとも三つの動力またはエネルギー取出要素がある。
【００２０】
好ましくは、接続索または係留索は、浮遊体の下方に吊り下がるカウンターウェイトに浮遊体を係留する。
【００２１】
倒立振り子を形成することで、高レベルのエネルギーを容易に抽出することが可能になり、装置の据え付けも容易になる。
【００２２】
好ましくは、使用時に、接続索または係留索が略一定の長さを維持する。
【００２３】
好ましくは、接続索または係留索の長さが制御可能な態様で変更される。
【００２４】
振り子の振動周波数は、その長さの平方根に比例する。したがって、接続索または係留索の長さを変更することで、装置が共振する周波数を制御可能な態様で変更することができる。これによって、異なる波周波数または波浪状態に合わせて装置を調整することができる。
【００２５】
好ましくは、浮遊体はカウンターウェイトよりも大きく、浮遊体とカウンターウェイトの組み合わせが最終的に浮遊体になる。この組み合わせは、代替実施形態における消極的な浮遊体、または実質的に中立的な浮遊体であってもよい。
【００２６】
本発明の好適な実施形態は、全体が水没した積極的な浮遊物体において、所望の値のまたは強度が増加した水平振動の固有周波数を生じさせる方法にある。
【００２７】
このような物体に張力のかかったリンクを与えつつ、追加された重量と釣り合うように浮力を対応して増加させ、浮遊体自体または係留システムに作用させる（このような作用は本発明の一部ではないが）ことによって、このような結果を得ることができる。このリンクは、水平移動が限定された下部取り付け点を有していなければならないが、何らかの手段によって浮き自体の平均垂直位置を安定させる方法が存在する限り、リンク（固定点を通過するロープであってもよいし、安定化された偏差システムであってもよい）自体の軸方向の移動は許されている。例えばその下端にカウンターウェイトまたは上方を向いた浮きを取り付けることによって、あるいはトルクモータに接続されたウインチを使用することによって、このようなリンクの張力を実現することができる。同様の結果を達成するための別の方法は、（おそらくは垂直運動を許す方法で）安定構造（地面であってもよい）に固く連結された取り付け点でカウンターウェイトを置き換えることである。このような構成が、個別の浮遊体からなるアレイまたはマイクロアレイで再現されてもよい。
【００２８】
本発明の好適な実施形態は、浮遊体またはエネルギーポイントアブソーバ（point absorber）の運動の大きさの増加、および共振に対するデバイスの潜在力の増加を目的とする。説明する実施形態は、完全に水没するポイントアブソーバ型のデバイスである。このデバイスは、通過する水、空気または地震波に関連する圧力波にデバイスが「乗る（surf）」のに役立つ。ポイントアブソーバという語は、単一の要素、すなわち浮遊体で装置がエネルギーを吸収または受け取るという事実に言及している。浮遊体はポイントアブソーバである。
【００２９】
本発明を具現化する好適なポイントアブソーバは、強制された媒体の運動（すなわち、配置される移動媒体の運動）よりも大きい速度で多数回運動することができる。そのため、回避は、水粒子の速度または垂直方向の（したがって、水の自由表面の存在のために、非常に限られた）強化に限定される。本発明の好適な実施形態の動きは主に水平方向であるが、この強化された水平方向の動きの一部が垂直方向にも漏れる。この大きく増加した動き（および速度）により、エネルギーアブソーバの体積の増加のみに関連しない出力定格の増加が可能になり、さらに共振の範囲を劇的に増加させる。タンクテストでは、発明者は、最大で１４の共振条件下でゲイン（ポイントアブソーバの排水量と波高の比）を検証したが、これは波エネルギー発電の正解では完全に聞いたことがないものであり、一般に海洋水力学でも聞いたことがないものである。これは、従来技術に対するもう一つの際立った利点である。特定の条件で水平方向と垂直方向の両方で共振可能な出願人の現在のデバイス（ＷＯ  ２００８／０６５６８４に記載）でさえ、共振上の非常に顕著な減衰である水の「グリップ」と、強制の初期で水から外れ、運動の強化の潜在性の大半を失うという事実のために、本発明の好適な実施形態のゲインのレベルを実現することはできない。代わりに、本発明の好適な実施形態で増大される運動は主に水平方向であり、ポイントアブソーバまたは浮遊体が水から完全に投げ出されるリスクが回避されている。
【００３０】
本発明の好適な実施形態の別の利点は、他の全てのデバイスと異なり、波高が固定された入射波の波長の増加からも（振動の適切な周波数の値に応じて）利益を得られることである。よって、遠い沖合の海洋位置でも非常に効率的である。
【００３１】
これらの利点は、ポイントアブソーバを完全に水没させ、かつ、浮きの下方数メートルに吊るされたカウンターウェイト、または海底への浮きの直接の連結のように、運動がほとんどまたは全くないようにされた領域で生じる抗力とその浮力とを吊り合わせることによって、その水平方向の慣性を顕著に減少させることで、実現することができる。この場合、浮きの適切な共振期間の調整、および海の状態の変化に応じて浮きを上昇・下降させることができるように、リンクはその長さの変化が可能な種類のものであってもよい。
【００３２】
本明細書の詳細な説明では、添付の請求項の範囲内ではない主題について言及することがある。そのような主題は、当業者によって容易に特定可能であり、添付の請求項によって規定される本発明の実現に役立ちうる。
【００３３】
添付の図面を参照して、限定でない例示のために、本発明の実施形態について以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１ａから図１ｃはそれぞれ、本発明を具現化する波エネルギー変換器の斜視図、側面図および上面図である。
【図２】図２ａから図２ｃはそれぞれ、本発明を具現化する代替的な波エネルギー変換器の斜視図、側面図および上面図である。
【図３】図３ａおよび図３ｂはそれぞれ、本発明を具現化する凧の斜視図および側面図である。
【図４】図４ａから図４ｃはそれぞれ、本発明を具現化する磁気的に支持された発振器の斜視図、側面図および上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１ａないし図１ｃを参照して、浮遊体または浮体（１）は、その下方に吊り下がるカウンターウェイト（２）に連結されている。浮体（１）とカウンターウェイト（２）は、水波を受ける水塊の中に完全に水没している。浮遊体（１）はカウンターウェイト（２）よりも大きい。例えば、浮遊体は約１００立方メートルの排水量を引き起こし、約１０トンの重量である。カウンターウェイトはそれよりもかなり小さいが重く、２０立方メートルの排水量と１００トンの重量である。この結果、浮遊体（１）とカウンターウェイト（２）により形成されるシステムは、全体として１０トン用の浮遊体になる。三本のケーブル（３）が浮体（１）に接続されている。三本のケーブルはそれぞれ、浮体の下方の動力またはエネルギー取出点（４）に結合されている。例えば浮体に対して遠位にあるケーブル端でブイ（５）または他の積極的な浮遊要素に接続されることによって、ケーブル（３）の張力が保たれている。こうして、浮遊体とカウンターウェイトとにより形成されるシステムの積極的な押す力（push）を釣り合わせ、完全に水没した位置で水面下に浮遊体を浮遊させたままにするのに必要な張力（三本全てを合わせて）を提供する。例えば図１に示す方向Ａへの浮体の移動により、それぞれの動力取出点（４）に対して各ケーブルは方向Ｂに移動する。この相対運動を使用して、同時係属出願ＧＢ１０１６３８８．９に開示されているものと同様の構成を用いて、動力またはエネルギーを発生させる。出願のコピーが付属書類Ａとして添付されており、その内容が参照により本明細書に援用される。動力取出点（４）におけるプーリまたはドラム（図示せず）に対するケーブルの移動により、プーリまたはドラムが回転する。この回転がシャフトを駆動し、当業者には周知である方法で使用可能なエネルギー（通常は電気）を発生させる。
【００３６】
本発明の水波エネルギー変換器の実施形態は、水面下に深く沈むにつれて、水の重さのエネルギーが低下するという事実を利用している。浮遊体（１）は、カウンターウェイト（２）よりもはるかに浅い深さに位置している。したがって、カウンターウェイト（２）は、浮遊体（１）に対して実質的に固定されているとみなすことができる。取出点（４）が海底にある状態で、浮遊体（１）からカウンターウェイト（２）までの距離は例えば２０ｍであり、水深は５０ｍであってもよい。
【００３７】
動力取出ユニットは通常静止している。図１に示す実施形態では、ユニットは海底上にある。動力取出点が浮遊体上にあり、浮遊体（１）から遠位にケーブルの端部があり、ケーブルの近位端はブイに取り付けられ、浮遊体で動力取出デバイスの周りに巻き付けられていてもよい。動力の取り出しは、ケーブル（３）の両端に配置されたピストンの形態であってもよい。これを使用して水または他の流体をくみ上げてもよいし、または、ピストンの代わりに使用され直接電力を生成するリニア発電機であってもよい。
【００３８】
動力取出システムは、ケーブルの運動をエネルギーに変換する既知のデバイスのいずれであってもよい。これらのデバイスには、４０サウス・エネルギー・リミテッドにより使用されるデバイスすなわち「ブリストルシリンダー（Bristol cylinder）」、上部部材または下部リンクのいずれかでヒンジ機構、上部部材内部のジャイロスコープデバイス、または当業者には明らかである他の機構を用いるものが含まれる。
【００３９】
図２ａないし図２ｃの代替的な実施形態は、ケーブルが海底ではなく下部浮遊プラットフォーム（６）に固定される点を除き、図１のものと同一である。ケーブル（３）は、図１の構成のようにフロートではなく、重り（８）によって張力が保たれている。
【００４０】
図１ないし４に示す単一の浮体デバイスは、複数の浮遊体またはフローター（１）のアレイで構成することができる。
【００４１】
使用時に、上述した四つ全てのエネルギー変換器実施形態が、倒立振り子として効果的に作動する。使用時に、および波が作用したときに、浮遊体（１）は浅い楕円内を移動し、運動の最も重要な要素が実質的に水平方向になる。図３の係留点、図１および２のカウンターウェイト、および安定化装置が振り子支点として機能し、波の運動に応答して浮体がその周りに振動する。
【００４２】
振り子の振動周波数は、その長さの平方根に比例する。これは、浮体の振動周波数が係留索の長さの関数であり、係留索の長さを変更することによって振動周波数を変更可能であることを意味する。したがって、上述した実施形態の重要な利点は、周囲の波の周波数と一致するように調節され、これによって共振状態を実現する能力である。
【００４３】
図３ａおよび図３ｂは、本発明の凧構成実施形態を示す。この背後にある原理は、水中の浮遊体が空中の浮遊凧（９）により置き換えられる点を除き、上述した波エネルギー変換器の背後にある原理と同一である。
【００４４】
高高度風エネルギー変換器に関して、テザーを用いて地面につながれたバルーンを使用して懸架されている凧またはタービンの形態のいずれかである傾向がある。
【００４５】
凧の場合、動力の取り出しは、凧を地面に接続している一つまたは複数のテザー（１０）（の一部）の引張および開放から、および空中の回転経路内での凧の回転から生じる。凧を操縦する制御システムを用いて空中での凧の経路を指揮することによって、凧は所望の運動をする。図３ａおよび図３ｂの例示実施形態では、凧自体にカウンターウェイト（２）を取り付けることによって、（主に水平方向の）振動の固有周波数を持つ凧を提供する。このような固有周波数が風の強度変動の周波数と一致する場合、凧が共振して地面に対する凧の運動を（水平方向で）非常に大きく増加させ、自身の動力取り出し性能を高めることができる。
【００４６】
バルーンに懸架されるタービン（図示せず）について、本発明の一実施形態では、バルーンの下にカウンターウェイトを取り付けることによって、（主に水平方向の）振動の固有周波数を与えることができる。固有周波数が風の強度変動の周波数と一致する場合、装置全体が大きな余分な運動を獲得し、これを使用して動力の取り出しを増加させることができる。
【００４７】
図４ａないし図４ｃは、地震計、風速センサまたは本発明を具現化する同様の動作センサを示す。磁界の慣性によって磁性体（１１）が浮かぶ。磁性体は、磁性体から吊るされたカウンターウェイト（２）と、三つのエネルギー取出索（３）とを有する。動力またはエネルギー取出索（３）の底端におけるエネルギーの取り出しを監視および／または測定することによって、磁性体の運動を監視および／または測定することができる。
【００４８】
風センサまたは振動センサでは、（例えば、同時係属出願ＧＢ１０１６３８８．９に開示されている）係留システムを用いてエネルギーインターセプター（すなわち、磁性体（１１））を懸架することができ、異なる力の下でこれを振動させることが可能である。エネルギーインターセプター（１１）の下方にカウンターウェイト（２）を取り付けることによって、振動の水平方向の固有周波数をそれに与えることができ、エネルギー源の振動と一致している場合、共振を開始することができる。例えば、それぞれが異なる水平方向の振動周波数を持つこれらのデバイスのアレイを使用して、風または電流の速度で振動の周波数を検出可能なセンサを構築することができる。エネルギーインターセプターが磁気的に浮かされた重りである場合、このようなアレイは非常に効果的に地震振動を検出することができる。「カウンターウェイト」が磁性体である場合、増幅された（共振）振動の固有面は水平方向のみであり、センサのアレイを使用してあらゆる方向の振動を特定することができる。
【００４９】
本明細書には、いくつかの異なる実施形態が記載されている。これらの実施形態は、特徴の特定の組み合わせを含んでもよい。当業者は、本発明の範囲内で様々な組み合わせが可能であることを認めるであろう。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
2014511974.tif 000007
【図２ｃ】
2014511974.tif 000008
【図３ａ】
2014511974.tif 000009
【図３ｂ】
2014511974.tif 000010
【図４ａ】
2014511974.tif 000011
【図４ｂ】
2014511974.tif 000012
【図４ｃ】
2014511974.tif 000013
【国際調査報告】
2014511974.tif 000014
2014511974.tif 000015
2014511974.tif 000016