(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力から電気を発生させるための流体動力学システムにおいて、繋留用の浮動可能な又は浮動している構造を備えているシステムであって、この構造は、
概して水平なローターと、
使用中に、下掛け流路及び越流路に衝突水を偏向させてローターを回転させるためのデフレクタと、
ローターの回転から電気を発生させるための発電機とを備え、
前記システムは、越流路に沿って偏向させられた水を収集してローターに作用する水圧ヘッドを提供するためにローターの側面に隣接して越流タンクを画定する可動部材を備え、前記可動部材又は各可動部材が、付随する越流路に沿って偏向させられた水が付随する越流タンク内に収集される閉鎖位置と、付随する越流路に沿って偏向させられた水がローターの付随する側面を通過して流れることができる開放位置との間で可動である、流体動力学システム。
【請求項２】
デフレクタ又は各デフレクタが、越流路へと水を偏向させるための上面と、下掛け流路へと水を偏向させるための底面とを備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
デフレクタ又は各デフレクタが、長手方向軸に沿って細長く、かつ三角形の横断面を有していて、上面と底面とを画定している、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
デフレクタ又は各デフレクタは、頂点がローターから見て外方に向き、デフレクタの側面がローターに面している状態で組付けられており、デフレクタの長手方向軸が概してローターの回転軸に対して平行である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１つのデフレクタが、不等辺三角形の横断面を備え、横断面の最短辺がローターの方に向いており、横断面の最長辺が概して下方に向いて底面を画定しておりかつ横断面の残りの一辺が概して上方に向いて上面を画定している、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
水が艇体前部方向から衝突する場合は艇体前部越流路に対して、かつ水が艇体後部方向から衝突する場合には艇体後部越流路に対して衝突水が導かれる、請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
構造が、艇体前部方向から衝突する水を艇体前部越流路へと偏向させるための艇体前部デフレクタと、艇体後部方向から衝突する水を艇体後部越流路へと偏向させるための艇体後部デフレクタとを備えている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
付随する越流路に沿って偏向させられた水を収集してローターに作用する水圧ヘッドを提供するために、ローターのそれぞれの艇体前部及び艇体後部側面に隣接してそれぞれの艇体前部及び艇体後部タンクを画定する艇体前部及び艇体後部可動部材を備えている、請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項９】
可動部材又は各可動部材がルーバー扉を備えている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
複数の艇体前部ルーバー扉及び艇体後部ルーバー扉を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
デフレクタ又は各デフレクタが、内部にパッキン材料を有する中空外側本体を備えている、請求項１〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
越流路と交差するように組付けられた岩屑ふるいを備えている、請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記構造が、ローターにより架橋された第１の浮橋及び第２の浮橋を備えている、請求項１〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
第１の浮橋及び第２の浮橋が、各々衝突水を下掛け流路及び越流路へと偏向させてローターを回転させるための艇体前部及び艇体後部デフレクタによってさらに架橋され連結されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の浮橋及び前記第２の浮橋の一方が発電機を備え、他方の前記浮橋が電気インバータ、電気変圧器、電気ブレーカー及びエクスポート電力ケーブル接続箱のうちの１つ以上を備えている、請求項１３又は１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の浮橋及び前記第２の浮橋のうちの少なくとも１つが、より塩分濃度の高い水から淡水を生成するための装置を備えている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の浮橋及び前記第２の浮橋のうちの一方から前記第１の浮橋及び前記第２の浮橋のうちの他方へと淡水を供給するための淡水移送ラインを備えている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
構造がデッキ上方に換気システムを備えている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
換気システムが、高架空気吸入口を有する換気部材を備えている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
換気システム又は換気部材が航行灯を備えている、請求項１８又は１９に記載のシステム。
【請求項２１】
構造が、各デッキの上方に換気システムを備えている第１の浮橋及び第２の浮橋を備えている、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
構造が、構造の浮力を調整するための１つ以上のバラストタンクを備えている、請求項１〜２１のいずれかに記載のシステム。
【請求項２３】
構造が浮力を有し、こうして使用中に、下掛け流路及び越流路に水を偏向させてローターを回転させるように構成されている、請求項１〜２２のいずれかに記載のシステム。
【請求項２４】
ローターが、淡水潤滑軸受により前記第１の浮橋及び前記第２の浮橋上に組付けられている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２５】
ローターが、半径方向に延在するローターブレードを伴う中空シリンダーローター本体を備えている、請求項１〜２４のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
ローター本体が、軸方向に延在するテンドンを内蔵する繊維強化コンクリートを備えている、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
ローター本体には内部にパッキン材料が配置されている、請求項２５又は２６に記載のシステム。
【請求項２８】
構造を繋留するためのデッドウエイトアンカーを備えている、請求項１〜２７のいずれかに記載のシステム。
【請求項２９】
複数のデッドウエイトアンカーを備え、前記構造が前記複数のデッドウエイトアンカーに繋留するためのものである、請求項１〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３０】
デッドウエイトアンカーが、構造の繋留ケーブルに取付けるための支柱を備え、前記支柱がデッドウエイトアンカーの概して水平な載置表面に対し鋭角を成している、請求項２８又は２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記支柱は、使用中、最高位天文潮（ＨＡＴ）において、かつＨＡＴ時の天候誘発型高潮を考慮した上で、取付けの際に繋留ケーブルと前記アンカーの前記支柱が成す角度が常に９０度未満となるような形で角度付けされている、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
支柱が、ガイドロッドのラッチ機構を係合するための形成物を備えている、請求項３０又は３１に記載のシステム。
【請求項３３】
構造から電気をエクスポートするためのエクスポート電力ケーブルを備えている、請求項１〜３２のいずれかに記載のシステム。
【請求項３４】
使用中、前記エクスポート電力ケーブルの１区分が、前記繋留用の浮動可能な又は浮動している構造とデッドウエイトアンカーとの間に懸吊されている、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記エクスポート電力ケーブルが、システムのデッドウエイトアンカーとさらなる浮動構造との間にさらなる懸吊区分を備えている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記エクスポート電力ケーブルが、システムのさらなる浮動構造とさらなるデッドウエイトアンカーとの間にさらなる懸吊区分をさらに備えている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記エクスポート電力ケーブルが、システムの複数のなおさらなる浮動構造となおさらなるデッドウエイトアンカーとの間に複数のなおさらなる懸吊区分を備えている、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
エクスポート電力ケーブルが、デッドウエイトアンカーと陸上の電力供給地との間に１つの埋設区分を備えている、請求項３４〜３７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３９】
埋設区分が、複数の浮動構造により生成された電気をエクスポートするように接続された共用区分である、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記エクスポート電力ケーブルの前記懸吊区分の１つ以上そして好ましくは全ての懸吊区分が、その浮力を補助するためのケーブルフロートを備えている、請求項３４〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
前記エクスポート電力ケーブルの前記懸吊区分の１つ以上そして好ましくは全ての懸吊区分が、水平平面内に屈曲部を備えている、請求項３４〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記エクスポート電力ケーブルが、電気絶縁材料内に封入された導電性材料でコーティングされた複数の炭素繊維フィラメントを備えている、請求項３４〜４１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４３】
導電性材料がニッケルである、請求項４２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力による発電に関する。詳細には（但し、非排他的に）、本発明は、河川、海洋、及び潮汐の流動、並びに波エネルギーから電気を生成するための流体動力学システム、アンカー及び繋留方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能なエネルギー源は、有限である化石燃料とは異なり、本質的に無尽蔵である。化石燃料を燃焼させた場合に放出される温室ガスが世界の気候変動及び地球の気温上昇に寄与していることも同様に広く知られており、したがって、生成される再生可能エネルギーの量を増大させることで、我々は持続可能な形で行動するだけでなく、環境保護の一助となっているわけである。
【０００３】
水力は、世界に存在する再生可能な発電量の有意な割合をすでに占めている商業的技術であり、この発電量の大部分は、ダムの背後で捕捉される流体のポテンシャルエネルギーを運用するためにタービンを使用する大規模水力プロジェクトによって生産されている。このタイプの開発の問題点は、土地利用に対して課せられる制約条件が常に増大していくこと、環境上の懸念及び高い資本コストにある。
【０００４】
価格競争力のある電気を消費者に高い信頼性で送出できる何らかの新規の技術に対する有意な地球規模のマーケティング機会が存在するにもかかわらず、流体動力学エネルギーの開発利用は極めて不十分である。近年の歴史的前例も同様に、何らかの新規の技術が、環境上の関心、既得のロビーグループ及び現地の住民の増大する期待を満たすはずであり、これは現地当局により認可されかつさまざまなＥＵ指令及び国内の法律に規定されている環境規格に適合する現実的な確率を有する以前の問題であることを指摘している。この事業部門は、世界中の企業の増大するレベルの関心を引き付けているものの、主導するものは未だに全く特定されておらず、既存のシステムの全てに、何らかの形の商業的又は設計上の制限がある。
【０００５】
流体動力学装置の技術的開発は、下掛け水車を配備させた古代ローマの建築家ウィトルウィウスにまで遡ることができる。古代ローマ人達は同様に、１６の上掛け水車を配備したバルブガルにある素晴らしい製粉機も建設している。
【０００６】
テベレ川の製粉機を駆動するために使用された浮動式下掛け水車を最初に配備したのも、古代ローマ人であった。
【０００７】
大半の水車は、動力発電量が少ないためにもはや商業的に作動していないが、新旧技術の融合を試みている再生可能エネルギー部門の多くの人にとって、この技術の再評価は注目されている。その一例として、米国で「Ｈｙｄｒｏ  ｖｏｌｔ」により市販されているＤａｒｒｉｅｎｓ、Ｓａｖｏｎｉｕｓ、Ｂａｒｒｅｌ及びＦｌｉｐｗｉｎｇローターがある。
【０００８】
同様に、軸流タービン、垂直軸タービン及びハイブリッド技術、例えばアルキメデスポンプ型ローターの市販例も存在する。先行技術の水車やタービンは、多大な環境上及び商業上の精査を受けて、多くの場合、これらの見地から納入が困難になっている。
【０００９】
商業的に実行可能で環境的に感応性の高い流体動力学装置を開発する上での問題点は、特に海が非常に厳しい環境であることから、過小評価すべきではない。強風に起因する荒天損傷は、充分に理解されており、海水は大部分の金属に対し非常に腐食性である。海藻や他の微小海洋生物による汚損も同様に、数ヵ月のうちに発生する課題である。岩の上に置かれる海底電力ケーブルの長期にわたる無欠性は、基礎として頑丈な基盤を必要とする装置にとって未解消であり続けていることから、１つの特別な課題は、電気的無欠性の維持にある。
【００１０】
先行技術の装置に付随するさらなる問題は、メンテナンスの容易さにある。装置を回収するために潜水作業支援船（ＤＳＶ）を必要とする海中装置のための介入作業コストは、極めて高額である。浮動装置は典型的に（ＤＳＶ）を必要としないが、損傷を受けたローター軸受などの大規模な修理を行なうために乾ドックまで回収する必要性が発生することが多い。
【００１１】
当該技術分野においては、優れた信頼性及び回復力を有する効率の良い、環境的に健全な流体動力学装置に対する必要性が、なおも存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、先行技術に付随する少なくとも１つの課題を克服する流体動力学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によると、ローターを駆動するために下掛け流路と越流路の両方を画定する構造を備えている流体動力学システムが提供されている。このようなシステムは、有利な効率向上を提供する。
【００１４】
本発明の別の態様によると、水力から電気を生成するための流体動力学システムにおいて、繋留用の浮動可能な又は浮動している構造を備えているシステムであって、この構造は、概して水平なローターと、使用中に、下掛け流路及び越流路に衝突水を偏向させてローターを回転させるためのデフレクタと、ローターの回転から電気を生成するための発電機とを備えている、流体動力学システムが提供されている。
【００１５】
システムの使用中、衝突水は、好適には、例えば河川、海洋又は潮汐の流動などの水流であってよい。有利には、システムはこのような水流の表面において配備されてよい。詳細には、下掛け流路と越流路の両方が存在することによって、システムは、水流の流れから並びに水流の表面に存在し得るあらゆる波からの水力を利用することができる。一実施形態においては、水流中のあらゆる波の少なくとも一部分が越流路へと偏向され、一方水の下層流の少なくとも一部分は下掛け流路へと偏向され、両方の経路に沿って偏向された水がローターを駆動するような形で、システムを配備してよい。
【００１６】
一実施形態においては、デフレクタ又は各デフレクタは、越流路へと水を偏向させるための上面と、下掛け流路へと水を偏向させるための底面とを備えている。このようにして、デフレクタの底面に衝突する下層流中の水は、底面によって下掛け流路へと偏向され、デフレクタの上面に衝突する表面波中の水は、越流路へと偏向される。この構成により、それぞれの流路へと衝突水を分離させる単純かつ堅牢な方法が提供される。
【００１７】
一実施形態において、デフレクタ又は各デフレクタは、長手方向軸に沿って細長いものであってよい。デフレクタ又は各デフレクタは、任意には、長手方向軸に沿って規則的であってよい。デフレクタ又は各デフレクタは、三角形の横断面を有していて、上面と底面とを画定していてよい。例えば、デフレクタ又は各デフレクタは、三角形の頂点がローターから見て外方に向き、デフレクタの側面がローターに面している状態で組付けられており、デフレクタの長手方向軸が概してローターの回転軸に対して平行であることが好都合であるかもしれない。
【００１８】
ローターから見て外方に向いた頂点は、使用中、実質的に水位にあることが好適であるかもしれない。有利には、少なくとも１つのデフレクタは、不等辺三角形の横断面を備え、横断面の最短辺がローターの方に向いており、横断面の最長辺が概して下方に向いて底面を画定しておりかつ横断面の残りの一辺が概して上方に向いて上面を画定していてよい。
【００１９】
衝突水は、水が艇体前部方向から衝突する場合は艇体前部越流路に対して、かつ水が艇体後部方向から衝突する場合には艇体後部越流路に対して導かれてよい。このようにして、システムとの関係において両方向に流れる水、例えば潮汐水の中でシステムが使用される場合、水流の優勢な方向の如何に関わらず最大効率で電気を生成することができる。このような状況下において、ローターの回転方向は通常、下掛け流路内の水流の方向によって決定される。衝突水を２つの越流路のうちの一方（すなわちローターの各々の側面上に１つずつ）に導くことにより、それぞれの越流路内の水は常に、下掛け流路中の水により決定されるローターの回転方向を補強するように作用する。
【００２０】
例えば、構造は、艇体前部方向から衝突する水を艇体前部越流路へと偏向させるための艇体前部デフレクタと、艇体後部方向から衝突する水を艇体後部越流路へと偏向させるための艇体後部デフレクタとを備えてよい。
【００２１】
一実施形態において、ローターの少なくとも一部分は、下掛け流路と係合してこれによりローターを駆動するため、デフレクタ（単複）の下に離れて存在する。
【００２２】
一実施形態において、システムは、越流路に沿って偏向させられた水を収集してローターに作用する水圧ヘッドを提供するためにローターの側面に隣接して越流タンクを画定する可動部材を備えている。システムが、双方向性を得るために艇体前部及び艇体後部越流路に水を導くように構成されている場合、システムは、有利には、付随する越流路に沿って偏向させられた水を収集してローターの対応する側面に作用する水圧ヘッドを提供するためにローターのそれぞれの艇体前部及び艇体後部側面に隣接して艇体前部及び艇体後部タンクを画定する艇体前部及び艇体後部可動部材を備えている。
【００２３】
一実施形態において、可動部材又は各可動部材は、付随する越流路を活動化又は非活動化する。好適には、可動部材又は各可動部材は、付随する（活動化された）越流路に沿って偏向させられた水が付随する越流タンク内に収集される閉鎖位置と、付随する（非活動化）越流路に沿って偏向させられた水がローターの付随する側面を通過して流れることができる開放位置との間で可動であってよい。任意には、可動部材又は各可動部材は、ルーバー扉を備えてよい。艇体前部可動部材又は各可動部材は、１つ以上の艇体前部ルーバー扉を備えてよく、かつ／又は艇体後部可動部材又は各可動部材は、１つ以上の艇体後部ルーバー扉を備えてよい。こうして、システムは、複数の艇体前部及び艇体後部ルーバー扉を備えてよい。
【００２４】
浮力を保存する上での助けとするため、デフレクタ又は各デフレクタは、内部にパッキン材料を有する中空外側本体を備えてよい。
【００２５】
閉塞を軽減するために、システムは、越流路と交差するように組付けられた岩屑ふるいを備えてよい。
【００２６】
一実施形態において、構造は、ローターにより架橋された第１及び第２の浮橋を備えてよい。こうして、低コストで優れた安定性が得られる。第１及び第２の浮橋は、各々衝突水を下掛け流路及び越流路へと偏向させてローターを回転させるための艇体前部及び艇体後部デフレクタによってさらに架橋され連結されている。このようにして、安定した双方向構造を得ることができる。
【００２７】
構造の平衡を保つために、前記浮橋の一方は、発電機を備えてよく、他方の前記浮橋は、電気インバータ、電気変圧器、電気ブレーカー及びエクスポート電力ケーブル接続箱のうちの１つ以上を備えている。
【００２８】
好適には、ローターは、淡水軸受を介して組付けることができる。前記浮橋のうちの少なくとも１つは、例えば淡水軸受中で使用する目的で、より塩分濃度の高い水から淡水を生成するための装置を備えてよい。システムは、前記浮橋の一方から前記浮橋の他方へと淡水を供給するための淡水移送ラインを備えていると、好都合であるかもしれない。好適には、淡水生成装置は逆浸透ユニットであってよい。
【００２９】
冷却を支援するために、構造はデッキ上方に換気システムを備えてよい。有利には、換気システムは、高架空気吸入口を有する換気部材、例えば換気用通風筒を備えている。プラットフォームの視界を補助しかつ任意には航行を支援するために、換気システム又は換気部材は航行灯を備えてよい。一実施形態において、構造は、各デッキの上方に換気システムを備えている第１及び第２の浮橋を備えている。
【００３０】
浮動可能なプラットフォームは、使用中浮動しているプラットフォームである。構造は、構造の浮力を調整するための１つ以上のバラストタンクを備えていることが好都合である。構造の浮力は、例えば、デフレクタと衝突水を係合させる目的で調整されてよい。
【００３１】
好適には、構造は浮力を有し、使用中に下掛け流路及び越流路に水を偏向させてローターを回転させるように構成されていてよい。
【００３２】
一実施形態において、ローターは、淡水潤滑軸受により浮橋上に組付けられている。
【００３３】
一実施形態において、ローターは、半径方向に延在するローターブレードを伴う中空シリンダーローター本体を備えている。こうして、軽量のローターが提供される。強度及び耐久性を得るために、ローター本体は、軸方向に延在するテンドンを内蔵する繊維強化コンクリートを備えてよい。水が浸入した場合でも浮力を保つために、ローター本体は、内部にパッキン材料が配置されていてよい。
【００３４】
システムは、構造を繋留するためのデッドウエイトアンカーを備えてよい。一実施形態において、システムは、複数のデッドウエイトアンカーを備え、構造は前記複数のデッドウエイトアンカーに繋留するように構成されるか又はこれらのアンカーに繋留されている。
【００３５】
デッドウエイトアンカー（単複）は、構造のホーサーケーブルに取付けるための支柱（すなわち１つ以上の支柱）を備えていることが好都合であると考えられ、支柱はデッドウエイトアンカーの概して水平なベースに対し鋭角を成す。一実施形態において、支柱は、使用中、最高位天文潮（ＨＡＴ）において、かつＨＡＴ時の天候誘発型高潮を考慮した上で、取付けの際にホーサーケーブルとアンカー支柱が成す角度が常に９０度未満となるような形で角度付けされている。有利には、支柱は、例えばラッチ機構などのガイドロッドの連結機構を係合するための、例えば魚頭形突起（ｆｉｓｈ  ｎｅｃｋ）などの形成物を備えてよい。
【００３６】
システムは、構造から電気をエクスポートするためのエクスポート電力ケーブルを備えてよい。海底などの底質との接触による電力ケーブルの摩耗損傷を妨げるために、エクスポートケーブルの１区分は、浮動構造とデッドウエイトアンカーとの間に懸吊されている。
【００３７】
本発明さらに別の態様によると、水力から電気を生成するためのネットワーク化流体動力学システムにおいて、水流を係合するためのローターと、ローターの回転から電気を生成するための発電機とを備えている浮動構造と、構造を繋留するためのデッドウエイトアンカーと、構造から電気をエクスポートするためのエクスポート電力ケーブルと、を備え、エクスポートケーブルの１区分が、浮動構造とデッドウエイトアンカーとの間に懸吊されている、ネットワーク化流体動力学システムが提供されている。
【００３８】
一実施形態において、エクスポートケーブルは、システムのデッドウエイトアンカーとさらなる浮動構造との間にさらなる懸吊区分を備えている。エクスポートケーブルは付加的に、システムのさらなる浮動構造とさらなるデッドウエイトアンカーとの間にさらなる懸吊区分、又は実際には、システムの複数のなおさらなる浮動構造となおさらなるデッドウエイトアンカーとの間に複数のなおさらなる懸吊区分をさらに備えてよい。区分は、互いに一体を成しているか又は全く異なるケーブル長を構成していてよい。
【００３９】
好適には、エクスポート電力ケーブルは、デッドウエイトアンカーと陸上の電力供給地との間の１つの送電系統区分を備えている。送電系統区分は有利には、埋設されていてよい。送電系統区分は、複数の浮動構造により生成された電気をエクスポートするように接続された共用区分である。
【００４０】
エクスポートケーブルの前記懸吊区分の１つ以上そして好ましくは、全ての懸吊区分は、その浮力を補助するためのケーブルフロートを備えてよい。一実施形態において、エクスポートケーブルの前記懸吊区分の１つ以上そして好ましくは全ての懸吊区分は、水平平面内に屈曲部を備えている。
【００４１】
さらなる強度のために、エクスポートケーブルは、有利には電気絶縁材料内に封入された導電性材料でコーティングされた複数の炭素繊維フィラメントを備えてよい。導電性材料は、例えばニッケルであってよい。
【００４２】
本発明のさらに別の態様によると、浮動構造の緊張繋留のためのデッドウエイトアンカーにおいて、配備位置において海底上に載置するためのアンカーベースと、アンカーベースが配備位置にある場合にアンカーベースから非垂直方向に延在する、浮動構造の繋留ケーブルに対する取付け用でアンカーベースから延在する支柱と、を備えているアンカーが提供されている。好適には、支柱は垂直から少なくとも５度、好ましくは少なくとも１０度傾斜していてよい。有利には、アンカーは、アンカーベースから延在する複数の前記支柱を備えてよい。一実施形態において、支柱（単複）は、少なくとも０．５メートル、例えば０．５〜２メートルの範囲内の長さを有していてよい。
【００４３】
好都合には、支柱は、デッドウエイトアンカー、詳細にはアンカーベースの概して水平の海底載置表面に対して鋭角を成していてよい。有利には、支柱は、使用中、海底に対して鋭角を成していてよい。一実施形態において、支柱は、１０〜８０度の範囲内の角度で鋭角に角度付けされている。
【００４４】
浮動構造を確実に繋留するために、支柱は、使用中、最高位天文潮（ＨＡＴ）において、かつＨＡＴ時の天候誘発型高潮を考慮した上で、取付けの際にケーブルとアンカー支柱が成す角度が常に９０度未満となるような形で角度付けされていてよい。
【００４５】
支柱に対してケーブルを容易に取付けできるようにするために、支柱は、有利にはガイドロッドの連結機構を係合するための、例えば魚頭形突起などの形成物を備えてよい。このような構成により有利にも、ガイドロッドを用いて支柱上に繋留ケーブルを滑動させることができる。
【００４６】
本発明のなおさらなる態様の場合、浮動構造を繋留する方法において、海底に対してデッドウエイトアンカーを配備するステップ（デッドウエイトアンカーは連結機構を係合するための形成物を備えている非垂直方向に延在する支柱を備えている）と、ガイドロッドと支柱の前記形成物とを係合させるステップと、ガイドロッドに沿って浮動構造の繋留ケーブルのリングを滑動させて支柱を係合するステップと、繋留ケーブルに対し張力を加えて、リングと支柱の係合を維持するステップと、支柱の前記形成物からガイドロッドを係合解除するステップと、を備えている方法が提供されている。デッドウエイトアンカー及び／又は浮動構造は、例えば本明細書中の他の場所で説明される通りであってよい。有利には、ガイドロッドは、支柱の形成物を用いた水中の位置設定を支援するためのカメラを備えてよい。
【００４７】
好適には、同じ方法によって反対側の第２のアンカーに対して繋留することにより、繋留ケーブル内の張力を維持してよい。こうして緊張繋留により相対するケーブル内で互いに張力を維持することができる。
【００４８】
有利には、同じ方法によって、アンカーに対して複数の繋留ケーブルを取付けてもよい。
【００４９】
本明細書の説明及びクレーム全体を通して、「〜を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ及びｃｏｎｔａｉｎ）」なる用語及びその変化形、例えば「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」は、「〜を備えているもののそれらに限定されない」ことを意味し、他の構成要素、要素、整数又はステップを排除しない。その上、文脈上他の意味に解すべき場合を除いて、単数は複数をも包含する。詳細には、不定冠詞が使用される場合、明細書は、文脈上他の意味に解すべき場合を除いて、複数並びに単数を企図するものとして理解されるべきである。
【００５０】
本発明の各態様の好ましい特徴は、矛盾がないかぎり他の態様のいずれかに関連して説明されている通りであってよい。本発明の他の特徴は、以下の詳細な説明から明らかとなるものである。一般的に、本発明は、（任意の随伴するクレーム及び図面を含めた）本明細書中で開示されている特徴のうちの任意の新規の特徴又はその任意の新規の組合せにまで及ぶ。こうして、本発明の特定の態様、実施形態又は実施例と併せて記述されている特徴、整数、特性、化合物は、矛盾のないかぎり本明細書中に記載の他の任意の態様、実施形態又は実施例に適用可能なものとして理解されるべきである。さらに、特に明記のないかぎり、本明細書中で開示されているいずれの特徴も、同じ又は類似の目的に役立つ代替的特徴によって置換されてよい。
【００５１】
本発明をより容易に理解することができるようにここで一例として、添付図面について言及する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体動力学システムの前面図である。
【図２ａ】システムの左側浮橋が削除された状態の図１のシステムの部分等角図である。
【図２ｂ】図２ａの図に対応する部分端面図である。
【図２ｃ】図２ｂ内の部域Ａの詳細図である。
【図３ａ】図１のシステムの平面図である。
【図３ｂ】図１のシステムの側面図である。
【図３ｃ】図３ａ内の部域Ａの詳細図である。
【図４ａ】図１のシステムのローターアセンブリの端面図である。
【図４ｂ】図４ａのローターアセンブリの前面図である。
【図４ｃ】図４ａ中の部域Ｂの詳細図である。
【図４ｄ】図４ｂ中の部域Ａの詳細図である。
【図５ａ】図４ａのローターアセンブリのトランペット張力アセンブリの端面図である。
【図５ｂ】図５ａのトランペット張力アセンブリの前面図である。
【図５ｃ】図５ａのトランペット張力アセンブリの反対側の端面図である。
【図５ｄ】図５ａのトランペット張力アセンブリの図５ｂ中のラインＡで切り取った断面前面図である。
【図６ａ】図４ａのローターアセンブリのローターブレードアセンブリの等角図である。
【図６ｂ】図６ａのローターブレードアセンブリの端面図である。
【図７ａ】図１のシステムの右側軸受ハウジングの端面図である。
【図７ｂ】図７ａの軸受ハウジングの平面図である。
【図７ｃ】図７ａの軸受ハウジングの前面図である。
【図７ｄ】図７ａの軸受ハウジングの図７ｃ中のラインＡで切り取った断面端面図である。
【図７ｅ】図７ｄ中の部域Ａの詳細図である。
【図８ａ】図７ａの浮橋軸受ハウジングのブレーキアセンブリの平面図である。
【図８ｂ】図８ａのブレーキアセンブリの端面図である。
【図８ｃ】図８ａのブレーキアセンブリの前面図である。
【図８ｄ】図８ａのブレーキアセンブリの図８ｃ中のラインＡで切り取った断面端面図である。
【図８ｅ】図８ｄの部域Ｂの詳細図である。
【図９ａ】図１のシステムの右側浮橋の平面図である。
【図９ｂ】図９ａの右側浮橋の前面図である。
【図９ｃ】図９ａの右側浮橋の図９ｂ中のラインＡで切り取った断面図である。
【図９ｄ】図９ａの右側浮橋の端面図である。
【図９ｅ】図９ｃの詳細図である。
【図１０】図９ａの右側浮橋の通気筒アセンブリの外側シェルが取外された状態の等角図である。
【図１１ａ】図１のシステムの左側浮橋の平面図である。
【図１１ｂ】図１１ａの左側浮橋の前面図である。
【図１１ｃ】図１１ａの左側浮橋の端面図である。
【図１１ｄ】図１１ａの左側浮橋の図１１ｂ中のラインＡで切り取った断面図である。
【図１１ｅ】図１１ｄの詳細図である。
【図１２】図１１ａの左側浮橋の通気筒アセンブリの外側シェルが取外された状態の等角図である。
【図１３ａ】図１のシステムのカバーアセンブリの端面図である。
【図１３ｂ】図１３ａのカバーアセンブリの平面図である。
【図１３ｃ】図１３ａのカバーアセンブリの図１３ｂ中のラインＢで切り取った断面前面図である。
【図１４ａ】図１のシステムのデッドウエイトアンカーの端面図である。
【図１４ｂ】図１４ａ中の部域Ａの詳細図である。
【図１４ｃ】図１４ａのデッドウエイトアンカーの等角図である。
【図１５ａ】図１のシステムの浮橋アンカーアセンブリの前面図である。
【図１５ｂ】図１５ａのアンカーアセンブリの図１５ａ中のラインＡに沿って切り取った断面図である。
【図１５ｃ】図１５ｂ中の部域Ｂの詳細図である。
【図１５ｄ】図１５ｂ中の部域Ｃの詳細図である。
【図１６】本発明のさらなる実施形態に係るネットワーク化流体動力学システムの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１〜３ｃを参照すると、本発明の一実施形態において、双方向水流の運動エネルギー及び波エネルギーを電気に変換するための流体動力学システム２が提供されている。流体動力学システム２は、浮動プラットフォーム４と第１及び第２のデッドウエイトアンカー６を備えている。
【００５４】
浮動プラットフォーム４は、各々流線形化のために角度付けされた艇体前部と艇体後部を伴う、左側と右側の離隔した浮橋８、１０を備えている。浮橋８、１０は、概して互いに平行であり、直交して配向された概して円筒形のローターアセンブリ１２によって中央で架橋されている。ローターアセンブリ１２の艇体前部及び艇体後部で、浮動プラットフォームは第１及び第２のデフレクタ１３、１５を備え、これらのデフレクタは同様に、以下で説明する通り、浮橋８、１０を架橋し連結し、水流をローターアセンブリ１２まで導く。ローターアセンブリ１２は、以下でも説明する通り、水流を誘導する上で１つの役目を同様に果たす複数のルーバー扉１８を備えているカバーアセンブリ１７によって被覆されている。
【００５５】
ここで図４ａ〜４ｄを参照すると、ローターアセンブリ１２は、システムのタービンとして作用する。ローターアセンブリ１２は、概して半径方向に延在するローターブレード１６を支持する均一に円筒形のローター本体１４を備えている。ローター本体１４は、ローターアセンブリ１２の付随する左側及び右側ハブアセンブリ２０、２２を介して左右の浮橋８、１０に対して回転可能な形で組付けられている。
【００５６】
ローター本体１４は、いかなる潜在的な水の進入もローターアセンブリ１２の浮に有意な影響を及ぼすことがないようにするため、軽量発泡材１９が充填された強化コンクリート製の中空シリンダーである。これにより、例えばハブアセンブリ２０、２２のうちの１つ以上の置換又は修理が必要となった場合のローターアセンブリのメンテナンスが容易になる。さらに、浮力が増強されると、以下で説明する通り、左右の浮橋８上にローターアセンブリ１２が回転可能な形で組付けられている左右の軸受ハウジング２４、２６の内部の動摩擦が著しく低減する。
【００５７】
ローター本体１４を形成する強化コンクリートの引張り強度を改善するため、ローター本体１４の左右の面は、環状に埋め込まれ整列したポストテンショントランペットアセンブリ３１を備えている。ここで図５ａ〜５ｄを参照すると、各々のテンショントランペットアセンブリ３１は、トランペット２８、アンカーヘッド３０、ネジ式アダプタ３４及び鋸歯状鋼製くさび３２を備えている。ポストテンショニング力は、いずれかの端部でトランペットアセンブリ３１に連結されたローター本体１４に沿って軸方向に延在する複数のダクト（図示せず）内で、１本以上のストランドで構成されたテンドン（図示せず）により提供されている。ストランドには、高圧式油圧ジャッキを用いて応力が加えられ、このストランドは、鋸歯状の硬化鋼製くさび３２を用いて固定される。各トランペット２８は、それぞれの端部においてローター本体１４に対してハブアセンブリ２０、２２を取付けるのに使用されるネジ式アダプタ３４用の内部ネジ山を有する。
【００５８】
ローターアセンブリ１２の左右のハブアセンブリ２０、２２は、構造的に同一である。図４ａ及び４ｂを参照すると、各ハブアセンブリ２０、２２は、リム２１及び、内部にローターアクスル溝２９を有するそれぞれの左右のローターアクスル２５、２７に対してリムを連結する複数のスポーク２３を備えている。
【００５９】
図４ｂ、４ｃ、６ａ及び６ｂを参照すると、ローター本体１４は、複数のローターブレード１６を担持している。ローターブレード１６は、当該技術分野において公知の通り、水流との界面を提供する複数のローターブレードアンカープレート３６によって、ローター本体１４に対し固定的に取付けられている。アンカープレート３６は、ローターブレード１６と共にローターブレードアセンブリ３７を形成する。
【００６０】
ここで図７ａ〜７ｅを参照すると、右側軸受ハウジング２６は、右側部分１０に対し固定的に取付けられ、水密性バルクヘッドを形成している。軸受ハウジング２６は、概してブロック形状を有しており、軸受ハウジング２６の上部壁３９は、浮橋１０の隣接する部分の整列したダクトとの係合用のネジ付きロッド（図示せず）を収容するための複数のダクトを備えている。さらに図９ａを参照すると、ロッドは、右側浮橋１０のデッキ上でアクセス可能なナットボックス４１を介して所定の場所にしっかりと固定可能である。この構成によって、軸受ハウジング２６は、右側浮橋１０のデッキに対し追加の構造的強度を提供しつつ、一方で必要な場合には容易に交換可能であり続けることができる。
【００６１】
右側軸受ハウジング２６は、球面軸受４０の内部に淡水潤滑ジャーナル軸受３８を備えている。球面軸受４０は、浮動プラットフォーム４のあらゆる波誘発型歪み及び／又はずれに起因するジャーナル軸受３８に対するエッジ摩耗の危険性を軽減する。球面軸受４０の潜在的回転を防止するため、球面軸受４０は、短いスタブアクスル４２を内蔵する。このスタブアクスル４２は、ブッシング４４により保持されているが、許容誤差は、球面軸受４０の制限された動きがなおも可能であるようなものである。
【００６２】
淡水潤滑ジャーナル軸受３８は、複数の淡水ポート５２及び水の進入を防ぐためのローターアクスルシステム５４で構成されている。球面軸受４０は同様に、グリースにより潤滑されて水密性シールを形成する。
【００６３】
ここでさらに図８ａ〜８ｅを参照すると、右側軸受ハウジング２６は、球面軸受４０に取付けられたブレーキハウジング４６を備えている。ブレーキハウジング４６は、ブレーキハウジング４６の内側面上の複数の溝により保持された複数の静止ブレーキディスク４８と、右側ローターアクスル２７内のローターアクスル溝２９との係合により駆動される回転ブレーキディスク５０とを備えている。必要とされる場合には、最外側の静止ブレーキディスク４８に対して押圧する複数の油圧操作のブレーキピストン５１を用いて静止ブレーキディスク４８及び回転ブレーキディスク５０を共に圧縮することによって、制動力を適用してよい。
【００６４】
左側軸受ハウジング２４は、それが左側浮橋８に固定的に取付けられた左側ローターアクスル２５と係合するという点を除いて、右側軸受ハウジングと同一である。
【００６５】
軸受ハウジング２４、２６内部でローターアセンブリを支持することに加えて、浮橋８、１０は、ローターアセンブリ１２の回転から電気を生成するため及び生成されたエネルギーの伝送を容易にするための構成要素を備えている。
【００６６】
ここで図９ａ〜９ｅを参照すると、右側浮橋１０は「被駆動側」として作用し、右側軸受ハウジング２６に加えて、海水から淡水を生成して、軸受ハウジング２４、２６内の潤滑を支援するための従来の逆浸透システム５５と、右側軸受ハウジング２６内に支持された右側ローターアクスル２７に対し可撓性カップリング５８により連結されたギヤボックス５６と、ギヤボックス５６の真上に位置設定された非同期発電機６０とを備えている。
【００６７】
右側浮橋１０のこれらの内部構成要素５５、５６、５８、６０の各々は、それぞれのハウジングを備え、その機能を果たすために必要とされる他の構成要素と相互連結される。このモジュール性は、さまざまな構成要素のメンテナンス及び交換を容易にする。ハウジングは、右側軸受ハウジング２６に関して上述した通りのダクトとロッドの構成（図示せず）によって所定の場所に取外し可能な形でしっかりと固定され、こうして、右側浮橋１０に対して構造的強度を提供することができる。
【００６８】
システム２は、右側アクスル２７からギヤボックス５６への入力がおよそ８ｒｐｍで、有意な量のトルクを発生させるように設計されている。低速高トルク入力を高速低トルク出力に変換するために、ギヤボックス５６は５つの変速段（図示せず）を備えている。最初の３つの変速段は、遊星歯車設計を有し、第４と５の変速段は、平歯車設計を使用する。この構成では、非同期発電機に連結されているギヤボックス５６の出力シャフト（図示せず）は、おおよそ１０００ｒｐｍで回転する。
【００６９】
さらに図１０を参照すると、右側浮橋１０の内部構成要素５５、５６、５８、６０は、右側浮橋１０上のデッキ上方に担持された右側換気用通風筒６２を用いて冷却される。右側換気用通風筒６２は、右側浮橋１０の内部構成要素５５、５６、５８、６０を換気し冷却するためにそれぞれの換気マニホルド６８に通じる第１及び第２の直立換気ダクト６６（一方が吸気ダクト、他方が排気ダクト）に連結されこれらのダクトにより支持されている吸排気口６４（フィルター付き）を備えている。空気は、ファン６５により吸排気口６４を介して換気ダクト６２内に吸引され、このダクト６２から排出される。同様に右側浮橋上のデッキの上方に位置設定されているのは、アクセスハッチ７０、海水を逆浸透システム５５に供給するためのパイプ７２、左右浮橋の軸受ハウジング２４、２６に淡水を運ぶための淡水ライン７４、以下で説明する通りのルーバー扉１８を起動するためのモーター７６、及び生成された電気の送電ケーブル７５である。換気システム及び他の構成要素がデッキ上方に存在することによって、メンテナンス及び冷却の簡易性における利点が得られる。その上、直立ダクトの頂部で、デッキより上方の相当な高さのところに吸排気口６４が位置設定されている通風筒構成は、例えば荒海においてデッキ全体の上を通るさらに大きな波によって換気が危険にさらされないことを保証する。本質的に、通風筒６２は右側浮橋１０の構成要素に対して冷却空気を確実に安定供給するためのシュノーケルとして作用することができる。
【００７０】
海上輸送船舶による潜在的衝突の危険性を低減するために、右側換気用通風筒６２には、航行灯７８が備わっている。右側換気用通風筒６２は、航行浮標を表わすように塗装され、航行灯の色調及び閃光頻度が正しい場合、浮動プラットフォーム４を、航行浮標として使用することができる。こうして、既存の航行浮標の操業及びメンテナンスコストを、システム２を用いた潮汐エネルギープロジェクトに移転することが可能である。より浅い近海内で、より速い潮流にアクセスでき、こうして性能は改善される。航行水路については、複数の浮動プラットフォーム４を例えば水路の両側で３００メートル毎に離隔配置することができ、これは、片側で１５００メートルの航行水路浮標の離隔距離に比べて有利である。
【００７１】
図１１ａ〜１１ｅを参照すると、左側浮橋８は、「配電側」として作用し、左側軸受ハウジング２４に加えて、電気を変換し伝送するための構成要素を備えている。左側浮橋８は、発電電気送電ケーブル７５を介して右側浮橋１０からの電気エネルギーを受け取る。左側浮橋８上で、電気インバータ８０が、非同期発電機６０によって供給された非同期交流電流を同期交流電流へと変換する。同期電流は次に高圧変圧器８２に移送され、ここで電流の電圧は上昇させられる。高圧変圧器８２から、電流は電気ブレーカー８４に移行させられる。
【００７２】
左側浮橋８のこれらの内部構成要素８０、８２、８４の各々が、それぞれのハウジングを備え、その機能を果たすのに必要とされる他の構成要素と相互連結される。このモジュール性は、さまざまな構成要素のメンテナンス及び交換を容易にする。ハウジングは、右側軸受ハウジング２６に関して上述した通りのダクトとロッドの構成（図示せず）によって所定の場所に取外し可能な形でしっかりと固定され、こうして、左側浮橋８に対して構造的強度を提供することができる。
【００７３】
さらに図１２を参照すると、左側浮橋８の内部構成要素８０、８２、８４は、左側浮橋８上のデッキ上方に担持された左側換気用通風筒８６を用いて冷却される。左側通風筒８６は、右側換気用通風筒６２と同じ換気構成要素を備え、図１２において同様の部品については同様の参照番号が使用されている。航行用構成要素も同様に、右側通風筒６２に関して説明された通りに存在してよく、このような構成要素は、必要に応じて一方又は両方の通風筒６２、８６により担持されていてよい。同様に、左側浮橋８上のデッキ上方に位置設定されているのは、発電電気送電ケーブル７５、左側軸受ハウジング２４内の潤滑を支援するため右側浮橋から淡水を受入れるための淡水ライン７４、複数のアクセスハッチ、ルーバー扉１８を駆動するためのモーター７６、及びエクスポート電力ケーブル接続箱８８である。
【００７４】
エクスポート電力ケーブル接続箱８８は、電気ブレーカー８４から電流を受け取り、最大４本のエクスポート電力ケーブル９０との電気接続を可能にする。各々のエクスポート電力ケーブル９０は、付随するエクスポート電力ケーブル導管９４を介して海中に進入してよい。
【００７５】
上述の通り、システムは、第１及び第２のデフレクタ１３、１５及び、ローターアセンブリ１２の領域内で水流を誘導するための複数のルーバー扉１８を備えている。
【００７６】
再び図２ｂ及び２ｃを参照すると、デフレクタ１３、１５は、中空斜三角形の横断面を伴って、強化コンクリートで同一のものとして製造される。デフレクタ１３、１５の三角形の横断面は不等辺であり、こうしてデフレクタは、最短横断面９４、デフレクタの底面を形成する最長横断面９６及びデフレクタの上面を形成する残りの横断面９８を有する。デフレクタ１３、１５は、ローターアセンブリ１２の艇体前部側及び艇体後部側に組付けられ、デフレクタ１３、１５の第１の頂点１００はローターアセンブリ１２から見て外方に向いており、デフレクタ１３、１５の最短面９４は、ローターアセンブリ１２の方を向いており、長い面と残りの面９６、９８は、それぞれ概して下方及び上方に向いている。デフレクタ１３、１５の第１の頂点１００は、ローターアセンブリの回転軸９９の上方に存在し、一方、デフレクタの第２の頂点１０１は、ローターアセンブリ１２の回転軸９９の下方に存在して、ローターアセンブリ１２の下側の流れを最適化し加速する。デフレクタに対する応用についてはいかなるネジ式アダプタ３４も必要とされないという点を除いて、実質的にローター本体１４に関して上述した通り、デフレクタ１３、１６は、浮橋８の側面内に埋込まれたポストテンショントランペット２８を用いたポストテンション技術の配備によって圧縮下で浮橋８上に組付けられる。
【００７７】
デフレクタ１３、１５は、その長手方向軸を中心にして均一であり、潜在的ないかなる水の侵入もその浮力に有意な影響を及ぼさないようにするため、軽量発泡材１９が充填されている。
【００７８】
デフレクタ１３、１５は、システムの使用中、水位が典型的に、ローターアセンブリ１２から見て外方に向いた第１の頂点１００により画定される平面におおよそ来るような形で位置づけされる。例えば潮汐流の結果としてデフレクタ１３、１５に衝突する水は、その後、主に底面９６により下向きに、ローターアセンブリ１２の下掛け流路に向って偏向されるか又は導かれる。下掛け流路内では、偏向された水の流れは、ローター本体１４のローターブレード１６と係合し、こうして以上の説明から明らかであるように、ローターアセンブリ１２を回転させて、電気を生成し、変換し浮橋８から伝送させることができるようにする。とりわけ艇体前部及び艇体後部デフレクタの存在に起因して、流体動力学システム２は、このようにして双方向で電気を生成することができる。
【００７９】
例えば波の結果として、デフレクタ１３、１５の第１の頂点１００の上方に衝突する水は、上面９８により上向きに、ローターアセンブリ１２の越流路まで偏向されるか又は導かれる。詳細には、上向きに導かれた水は、ローターアセンブリ１２の側面とルーバー扉１８の間に形成された付随する艇体前部及び艇体後部の漏斗状のタンク１０３の一方の中に収集され、ローターアセンブリ１２の側面を駆動する海水位より上の高い水頭、すなわち越流機序を作り出すかもしれない。
【００８０】
図１３ａ〜１３ｃを参照すると、カバーアセンブリ１７のルーバー扉１８は、ローターアセンブリ１２の艇体前部及び艇体後部で対を成して構成されている。各扉１８は、（図１３ｃの左側に示されている）開放位置と、（図１３ｃの右側に示されている）閉鎖位置の間で移動可能である。開放位置において、扉１８とローターアセンブリ１２の間には実質的な間隙１０５が存在して、ローターアセンブリ１２を通過する漏斗状のタンク１０３からの水の流れを容易にし、こうして関連する側で、ローターアセンブリ１２に作用する水圧ヘッドは削減又は除去される。閉鎖位置では、扉１８とローターアセンブリ１２の間の間隙は狭まり、こうして水は漏斗状のタンク１０３内に収集され、ローターアセンブリ１２の関連する側、詳細にはそのブレード１６上に作用する実質的な水圧ヘッドを作り出す。迂回を妨げるため、ルーバー扉１８には、その縁部にゴムシール（図示せず）が備わっている。
【００８１】
ローターアセンブリ１２の艇体前部及び艇体後部側の水圧ヘッドの差異によって、ローターアセンブリ１２に対する追加の越流水力が提供される。越流水力が、通常の操業条件下で下掛け流路と確実に連係できるようにするためには、上流側ルーバー扉１８が閉鎖され、下流ルーバー扉１８が開放されて、浮動プラットフォーム４上面全体を通過する大きい波による潜在的な逆トルクを防止する。各ルーバー扉１８は、連接棒１０４により扉に連結される２つのネジジャッキ１０２によって、開放位置と閉鎖位置の間で駆動される。ネジジャッキ１０２は、前述の通り、浮動プラットフォーム４の通風筒６２、８６の内部に位置設定されたモーター７６により駆動される２つの共通の駆動シャフト１０６により相互連結される。
【００８２】
こうして、越流機序も同様に双方向であり、艇体前部及び艇体後部側の漏斗状の間隙が、ローターアセンブリ１２とそれぞれ艇体前部及び艇体後部ルーバー扉１８との間に存在している。越流機序の性能を最適化するためには、上流側漏斗状タンク１０３が確実に満杯になる一方で、反対側のタンク１０３が実質的に空の状態を維持することが望ましいかもしれない。これは、所望される場合、ローターアセンブリ１２とルーバー扉１８の間の間隙１０５を遮断することによって達成されるかもしれない。
【００８３】
このようにして、ローターアセンブリ１２の艇体前部側の間隙１０５が狭く、ローターアセンブリ１２の艇体後部側の間隙１０５が広くなるような形でルーバー扉が位置づけされている場合、ローターアセンブリは、艇体前部越流路内でローターアセンブリ１２を通過して艇体前部越流タンク１０３から流れる水により、第１の方向に回転するように促される。ローターアセンブリ１２の艇体後部側の間隙１０５が狭く、ローターアセンブリ１２の艇体前部側の間隙１０５が広くなるような形でルーバー扉１８が位置づけされている場合、ローターアセンブリは、艇体後部越流路内で艇体後部越流タンク１０３から流れる水により、第２の反対方向に回転するように促される。
【００８４】
各ルーバー扉１８の上方では、フィルタースクリーン枠組１１０によって支持されたフィルタースクリーンが、漏斗状タンク１０３内への越流路と交差し、ローターアセンブリ１２上面全体にわたり延在している。フィルタースクリーン１０８は、岩屑が漏斗状タンク１０３内に入った結果として閉塞するのを防止する一助となる。フィルタースクリーン１０８のメッシュサイズは、より細かいメッシュサイズによる改善された性能と、フィルタースクリーン１０８を閉塞の無い状態に保つために不可避なより高額のメンテナンスコストと、を比較考慮することにより選択されてよい。所望される場合には、一定範囲の環境要因に対抗するため、さまざまなメッシュサイズを互換的に使用してもよい。フィルタースクリーン枠組１１０は同様に、浮橋８、１０及びデフレクタ１３、１５に対して追加の剛性を提供する。
【００８５】
ローターブレード１６は、ローターアセンブリ１２の下側に偏向された水流と漏斗状タンク１０３内に入る波エネルギーとによって同時に駆動されてよい。両方の原理の同時適用が、システムの効率を著しく改善する。
【００８６】
デフレクタ１３、１５の上昇、ひいてはローターアセンブリの性能は、各浮橋８、１０の内部に格納されているバラストタンク（図示せず）水の排水又は注水によって例えば波高に合せて調整されてよい。
【００８７】
再び図３ａ及び３ｂを参照すると、第１及び第２のデッドウエイトアンカー６は、緊張繋留の原理を用い艇体前部及び艇体後部において、電気を生成するための適正な位置に浮動プラットフォーム４をしっかり固定する目的で使用される。デッドウエイトアンカー６は、同一の構造を有し、使用中海底上に位置づけされる。各デッドウエイトアンカー６の海底での場所は、比較的平担であることが求められる。そうでない場合、設置の前に海底を準備するために浚渫船を使用することができる。
【００８８】
図１４ａ〜１４ｃを参照すると、各デッドウエイトアンカーは概して平面で長方形であり、バラスト用に複数の区画１１２を備えている。デッドウエイトアンカーは、ブリッジケーソンにより所定の位置まで浮動させられ、次にデッドウエイトアンカーのベースに取付けられた膨張可能な袋（図示せず）を用いて制御された形で沈められるように設計されている。袋は次に除去され、デッドウエイトアンカーの区画１１２には浚渫船からサンドバラスト（図示せず）が充填される。バラストは、他の場所で調達したバラストによる潜在的な環境リスクを軽減するため、現地で調達されてよい。このプロセスを単純に逆転させるだけで、デッドウエイトアンカー６を廃止及び除去することが可能である。
【００８９】
各デッドウエイトアンカーは、２つの浮動プラットフォーム４を直列に固定できるように、４対の円筒形アンカー支柱１１４を備えている。
【００９０】
浮動プラットフォーム４を固定するために使用される各ライン又はケーブルについて、１本の下部ホーサーケーブル１１６が、ピン連結を包含するアンカーリング１１８を介して円筒形アンカー支柱に取付けられている。アンカーリング１１８がアンカー支柱１１４から滑り外れるのを防ぐため、アンカー支柱１１４は、最高位天文潮（ＨＡＴ）において、かつＨＡＴ時の天候誘発型高潮を考慮した上で、下部ホーサーケーブル１１６とアンカー支柱が成す角度が常に９０度未満となるような形で角度付けされている。
【００９１】
アンカー支柱１１４上へのアンカーリング１１８の設置は、ダイバーを必要とすることなく可能である。これは、アンカー支柱１１４の端部上にある魚頭形突起１２０上にラッチ機構を伴うガイドロッド（図示せず）を取付けることによって達成されるかもしれない。これは、介入作業船上にビューイングスクリーンを設置した状態でガイドロッド上を滑動させられる防水カメラにより支援されてよい。ガイドロッドのラッチ止めに成功した時点で、カメラは表面まで引き上げられ、アンカーリング１１８はガイドロッドを下へそしてアンカー支柱１１４上へと滑動させられる。カメラは次に、ガイドロッド上を滑動させられて、アンカーリングが適正に設置されたことを確認することができる。ガイドロッドを除去するためには、ジャーアップ（ｊａｒ  ｕｐ）作用を用いてピンをせん断して、ラッチ機構を解除する。
【００９２】
ここでさらに図１を参照すると、下部ホーサーケーブル１１６は、アンカーリング１１８とは反対側の端部で、波誘発型アンカーケーブル荷重を削減するため、アンカーケーブルショックアブソーバ１２２に取付けられている。緊張繋留システム及び浮動プラットフォーム４の流線型設計もまた、波誘発型アンカーケーブル荷重を削減する一助となる。
【００９３】
アンカーケーブルショックアブソーバ１２２は、上部ホーサーケーブル１２４に取付けられる。上部ホーサーケーブル１２４は、チェーンリンクをつなぎ合わせるためのピン連結用孔を伴う複数の円筒形チェーンリンク１２６を備えている浮橋アンカーアセンブリ１２５に取付けられる。
【００９４】
図１５ａ〜１５ｄを参照すると、各円筒形チェーンリンク１２６は、複数の一時荷重支持ピン１２８を受入れるための円周方向溝を有する。円筒形チェーンリンク１２６は、外側マンドレル１３０の内部に保持され、最上の円筒形チェーンリンク１２６ａからの荷重は、荷重測定ピン１３２により外側マンドレル１３０に伝達される。外側マンドレル１３０からの荷重は、ホーサーパイプ上部ブッシング１３６を介してホーサーパイプ１３４に伝達され、ホーサーパイプ１３４は浮橋８、１０に対して固定的に取付けられる。ホーサーパイプ１３４のベースにおいて、ホーサーパイプ下部ブッシング１３８は、外側マンドレル１３０を支持し、ホーサーパイプ１３４を摩損から保護する。ホーサーパイプ下部ブッシング１３８は、ホーサーパイプ下部ブッシング１３８の内部溝の中にラッチ止めする特殊設計の回収工具を用いて回収可能である。
【００９５】
各ラインに張力を加えるためには、一時荷重支持ピン１２８を最上円筒形チェーンリンク１２６ａ内に係合させ、こうして引張り荷重を荷重測定ピン１３２から離れる方向に伝達してそれを除去することができる。このとき、油圧ジャッキ（図示せず）が外側マンドレル１３０の上面に位置づけされ、最上の円筒形チェーンリンク１２６ａとのピン連結が行なわれる。その後油圧ジャッキは、荷重を一時荷重支持ピン１２８から離れる方向に伝達するために使用され、これらのピンは引き抜かれる。次に、油圧ジャッキを用いて、最上のチェーンリンクを、次のチェーンリンク１２６ｂが一時荷重支持ピン孔と整列するまで持ち上げる。一時荷重支持ピン１２８はこのとき、再係合され、荷重がこれらのピンに戻るように伝達する。最上円筒形チェーンリンク１２６ａを次の円筒形チェーンリンク１２６ｂに連結するピン１２７が次に取外され、油圧ジャッキ及び最上円筒形チェーンリンク１２６ａが取外される。このプロセスの反復を用いて、後続する円筒形チェーンリンク１２６の除去により、アンカーケーブル１１６、１２２、１２４に張力が加わる。
【００９６】
ここで再び図１を参照すると、高圧エクスポート電力ケーブル９０は、左側浮橋８と付随するデッドウエイトアンカー６との間で、海底に接触することなく懸吊される。潮汐運動及び波誘発型運動の間、海底上の摩耗を防ぐために、エクスポートケーブル９０には、ケーブルフロート１３０が付いており、このケーブルは水平平面内の屈曲部を用いて設置される。水平カテナリーを支持し、疲労誘発型導電体故障の危険性を軽減するため、エクスポート電力ケーブル９０の導電体は、導電性材料、典型的にはニッケルでコーティングされた複数の炭素繊維フィラメントを備えている。前記導電体は、電気絶縁材料の内部に封入される。
【００９７】
デッドウエイトアンカー６から、エクスポート電力ケーブル９０を海底下に埋設して海岸に向わせることができる。付加的又は代替的には、エクスポート電力ケーブル９０を、前述のケーブルロート１３０の場合と同様に懸吊させた状態で、別のエクスポートケーブルに経路付してもよい。
【００９８】
システム２は、水力から電気を生成するため、任意の好適な場所に設置されてよい。浮動プラットフォーム４は、安全に作動するために最低天文潮（ＬＡＴ）においてわずか１０メートルの水深しか必要としないように設計されている。浅水域に位置設定することには多くの利点がある。主要な利点は、浅水域での水流が、より深い水域よりも著しく速いという点にある。浮動プラットフォーム４の浅水域での位置設定は同様に、海岸までのエクスポート電力ケーブル９０の所要長さを削減する可能性もあり、このことは、プロジェクトの経済性を著しく改善させる。これは同様に、より深い水域において第三者が同様に使用できるエクスポート電力ケーブル９０のための資金を供給する一助となる可能性があることから、多大な商業的てこ入れをも提供する。こうして、既存の流体動力学技術を用いて開発利用するのが現在不経済であるより深い水域のサイトの商業的実行可能性に変化がもたらされると考えられる。
【００９９】
定期的メンテナンスに関連して、ローターブレード１６の汚損を防止することはできない。しかしながら、再び図２ａ及び２ｂを参照すると、（穏やかな天候時における）高圧洗浄機を用いた定期的洗浄のためのローターブレードへのアクセスは、ローターアセンブリ１２の上方のメンテナンス通路１４０によって提供される。この同じメンテナンス通路１４０は、フィルタースクリーンパネル１０８を一時的に取外した後に、メンテナンス又は交換を目的としてローターブレード１６にアクセスするためにも使用可能である。これは同様に、ねじジャッキ１０２及びルーバー扉１８のいずれかを点検又は交換するためにも使用可能である。
【０１００】
浮橋８、１０の内部に格納されている逆浸透システム５５、ギヤボックス５６、発電機６０、インバータ８０、高圧変圧器８２又は電気ブレーカー８４などの機器に対する点検及び軽微なメンテナンスのためのアクセスは、アクセスハッチ７０を介して可能である。大規模な機器の故障の場合、又はグレードアップが求められる場合、関係する通風筒６２、８６を容易に取外すことができ、影響を受けた構成要素を除去しスペアと交換することができる。これは、構成要素のモジュール式ハウジングによって極めて容易になっており、ダウンタイムは大幅に短縮される。
【０１０１】
システム２の長期無欠性を確保するためには、検査のためのアンカーラインの取外しが必要とされる。各浮橋８、１０は、艇体前部及び艇体後部に２本のホーサーパイプ１３４を有する。第２のホーサーパイプ１３４は、検査のために主アンカーケーブルを取外すことができるようになる前にデッドウエイトアンカー６に対して第２のアンカーケーブルを取付けることができるようにする。このパイプは同様に、浮動プラットフォームの最初の設置の間の曳航索の取付けも可能にする。アンカーラインの張力は、外側マンドレル１３０の上面に組付けられた油圧ジャッキを用いて円筒形チェーンリンク１２６を付加することによって第１のアンカーケーブルから除去される。このときアンカーケーブルの最上円筒形チェーンリンク１２６ａを浮橋８、１０から離脱させることができる。円筒形チェーンリンク１２６、上部ホーサーケーブル１２４及びアンカーケーブルショックアブソーバ１２２は、このとき、デッドウエイトアンカー６に取付けられたアンカーリング１１８及び下部ホーサーケーブルのみを残して介入作業船により回収される。アンカー支柱１１４からのアンカーリング１１８の取外しは、アンカーケーブルの当初の配位から１０８度離して介入作業船を位置づけすることによって達成され、その後、アンカーリング１１８はアンカー支柱１１４から離れるように滑動し、下部ホーサーケーブル１１６とアンカーリング１１８を回収することが可能になる。
【０１０２】
浮動プラットフォームの指令及び制御は、各浮動プラットフォーム４から陸上の制御室まで、エクスポート電力ケーブル９０を介して電力ライン通信（ＰＬＣ）システムを用いて、データ通信システム（図示せず）によって達成される。制御室のサイズ及び範囲は、それが制御する浮動プラットフォームの数に左右される。この制御室は、同様に、現地の配電会社と業務及びメンテナンス活動を調整する。
【０１０３】
システム２による局所環境に対する影響は無視できるものであると想定されている。このように断言するのには、多くの理由がある。ローターアクスル２５、２６のジャーナル軸受３８は、淡水で潤滑されている。ギヤボックス５６には確かに油が入っているものの、環境内への漏出を防止するために２つの障壁が存在し、浮橋８、１０のモジュール式ハウジング設計に起因して、定期的な検査及び監視を容易に達成することができる。ローターブレード１６の先端は、現地の魚類個体群又は海洋哺乳動物に対するあらゆる潜在的衝撃損傷を最小限におさえる３．０／秒の最大速度向けに設計されている（Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ  ｇｏｏｄ  ｐｒａｃｔｉｓｅ  ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ  −  ＵＫ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ａｇｅｎｃｙ  Ｄｅｃ  ２０１２を参照のこと）。ローターブレード１６の長さが比較的短いことから、新たな指針がこの目的で示されようとしているのであれば、これらのブレードをゴム材料で製造することも可能である。ローターブレード１６には、ハブアセンブリ２０、２２を具備することによる縁部保護が提供される。漏斗状タンク１０３への上方からのアクセスは、フィルタースクリーン１０８によって防止され、こうして、ローターブレード１６により海洋哺乳動物が何らかの形で捕捉されたり障害を受けたりする危険性は軽減される。フィルタースクリーン１０８は同様に、現地の個体群をそれらの好奇心による事故から保護する一助にもなっている。
【０１０４】
回遊魚について及び提案されている設計が何らかの形で回遊魚に影響を及ぼすか否かについても考慮する必要がある。ローターアセンブリ１２は表面近くに存在するように設計されており、したがって、たとえ浅水域でも、魚類が下側を通過する余地がなおも多く残っている。ローターブレードの先端速度は３．０ｍ／秒未満となるように設計されており、上述の通り、このことによりいかなる形であれ魚類に害が及ぼされることはない。
【０１０５】
多重浮動プラットフォームプロジェクトは、利用可能な潮汐運動エネルギーの一画分を捕捉すると考えられ、したがって、これは下流側における潮差に対するあらゆる重大な変更の危険性をゼロにして、渉禽共同体に対して継続中である保護を保証すると考えられる。配備の融通性に起因して、サイト毎のベースで鳥類共同体に対するあらゆる外乱の危険性を軽減するため、特定サイトベースで配慮することが可能である。
【０１０６】
システム２は、水流及び波エネルギーが存在するあらゆる場所での設置を目的として設計された。これには、河川、人工的水路、潮汐入り江、天然の潮路及び、好適な流れが存在するあらゆる場所が含まれるが、これらに限定されない。したがって、「海」又は「海底」に対する本明細書中の全ての言及は、このような用途を包含するべく相応して理解されるべきである。
【０１０７】
浮動プラットフォーム４のネットワークを、直列に又は並列に設置してよい。ここで図１６を参照すると、本発明のさらなる一実施形態において、水力から電気を生成するための浮動プラットフォーム４とデッドウエイトアンカー６のネットワーク２００が、提供されている。各々の浮動プラットフォーム４及びデッドウエイトアンカー６は、実質的に上述の通りである。ネットワーク２００内で、浮動プラットフォーム４及びデッドウエイトアンカー６は散在しており、各浮動プラットフォーム４は、上述の通り２つのデッドウエイトアンカー６に繋留されている。エクスポート電力ケーブル９０は、前記浮動プラットフォーム４の換気用通風筒８６内に格納されたエクスポート電力ケーブル接続箱８８の内部において両端で電気的に接続された複数の区分としてプラットフォーム４間に経路付けされ、前記浮動プラットフォーム４間でデッドウエイトアンカー６に取付けられている。各浮動プラットフォームは、本明細書中で上述の通りである。電力を海岸までエクスポートするため、デッドウエイトアンカー６の近傍で、海底接合部９５が、懸吊されたエクスポート電力ケーブル区分とエクスポート電力ケーブル９０の送電系統区分とを接続している。送電系統区分９３は、海底下に埋設され、海岸に向けられる。浮動プラットフォーム４の第２のラインが、エクスポート電力ケーブルの相互連結区分９１を用いて形成され、エクスポート電力ケーブル接続箱８８を用いて両端部で電気的に接続され、デッドウエイトアンカー６に取付けられている。
【０１０８】
当業者であれば、非限定的な例として説明してきた本発明の実施形態が、添付のクレーム内で定義されている本発明の範囲から逸脱することなく、容易に修正可能であるということを認識するものである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
0006616323.tif 000008
【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図９ｅ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１６】
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