【手続補正書】
【提出日】平成19年12月14日(2007.12.14)
【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】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して、前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
（ａ）前記ＷＥＣからエネルギーを抽出して、前記外郭構造と前記シャフトとの間の相対的移動量の関数として出力電気エネルギーを作り出すように、かつ（ｂ）前記外郭構造とシャフトのうちの一方に選択的にエネルギーを供給することで、前記外郭構造とシャフトのうちの一方の、他方に対する相対的移動量と速度に増大を生じさせ、それにより、作り出される出力電気エネルギーの正味の量が増大するように、前記シャフトと前記外郭構造との間に接続された手段とを含む組合せ。
【請求項２】
エネルギーを抽出し、選択的にエネルギーを供給するための前記手段が、
電力を抽出して選択的に電力を供給するために、方向と力の両方の観点で、双方向に動作させられることが可能な装置を含む、請求項１に記載の組合せ。
【請求項３】
前記双方向に動作する装置が、モータとして機能することもやはり可能なリニア発電機（ＬＥＧ）、リニア発電機／モータ、および回転式発電機／モータのうちの１つを含む、請求項２に記載の組合せ。
【請求項４】
前記外郭構造とシャフトのうちの一方に選択的にエネルギーを供給する前記手段が演算装置を有し、
前記外郭構造とシャフトのうちの一方の他方に対する相対的移動量と速度を表わす信号が、前記演算装置へと加えられ、移動量と速度のある一定の状態に応答して、前記外郭構造とシャフトのうちの一方にパワーが選択的に供給されることで、その移動量を延ばし、かつ速度を高める、請求項２に記載の組合せ。
【請求項５】
前記外郭構造とシャフトのうちの一方に選択的にエネルギーを供給する前記手段が、演算装置を有し、前記外郭構造とシャフトのうちの一方の他方に対する相対的移動量、速度、および加速度のうちの少なくとも１つを表す信号が、前記演算装置へと加えられ、移動量、速度、および加速度のうちの少なくとも１つのある一定の状態に応答して、前記外郭構造とシャフトのうちの一方にパワーが選択的に供給されることで、その移動量を延ばし、かつ速度を高め、前記ＷＥＣに入射する波に関して前記ＷＥＣを共振状態へと駆動する傾向を有する、請求項２に記載の組合せ。
【請求項６】
双方向に動作することが可能な前記装置が、第１の変換手段と４象限電力変換器とを有し、
前記第１の変換手段が第１の端部と第２の端部とを有し、前記４象限電力変換器が第１と第２の端部とを有し、
前記第１の変換手段がその第１の端部で前記外郭構造とシャフトのうちの一方へと結合され、かつその第２の端部で前記４象限電力変換器の前記第１の端部へと結合され、
前記第１の変換手段がその第１の入力部に加えられる力、トルク、およびエネルギーのうちの１つに応答して、それに対応する電圧と電流をその第２の端部で作り出し、かつその第２の端部で印加される電圧と電流に応答して、それに対応する力、トルク、およびエネルギーのうちの１つをその第１の端部で作り出し、
前記４象限電力変換器の前記第２の端部が、（ａ）エネルギー／電力が前記ＷＥＣから抽出されるときにエネルギー／電力が供給される負荷へ、および（ｂ）エネルギー／電力が前記ＷＥＣへと供給されるときに前記外郭構造とシャフトのうちの一方へと選択的に供給される電力を供給するための電源へと接続される、請求項４に記載の組合せ。
【請求項７】
前記４象限電力変換器が以下の４つの状態、
すなわち１）正のスピードの前記外郭構造／シャフトと、正のトルク／力、２）負のスピードの前記外郭構造／シャフトと、正のトルク／力、３）正のスピードの前記外郭構造／シャフトと、負のトルク／力、および４）負のスピードの前記外郭構造／シャフトと、負のトルク／力の状態を作り出す、請求項６に記載の組合せ。
【請求項８】
前記４象限電力変換器が以下の４つの動作状態、すなわち
（ａ）相対的な外郭構造位置が所望の中立位置よりも下であって、前記外郭構造のスピードが正で上向きであるときに、正で上向きのスピードを備えた前記第１の変換器の出力部での正で上向きの力、
（ｂ）相対的な外郭構造位置が所望の中立位置よりも下であって、前記外郭構造のスピードが負で下向きであるときに、負で下向きのスピードを備えた前記第１の変換器の出力部での正で上向きの力、
（ｃ）前記外郭構造の位置が所望の中立位置よりも上であって、前記外郭構造のスピードが正で上向きであるときに、正で上向きのスピードを備えた前記第１の変換器の出力部での負で下向きの力、および
（ｄ）前記外郭構造の位置が所望の中立位置よりも上であって、前記外郭構造のスピードが負で下向きであるときに、負で下向きのスピードを備えた前記第１の変換器の出力部での負で下向きの力の状態を作り出し、
前記４つの動作状態の機能が、海洋の波と前記ＷＥＣの共振を生じさせることである、請求項７に記載の組合せ。
【請求項９】
前記４象限電力変換器の動作が、いつ電力が前記ＷＥＣから抽出されるのか、およびいつ電力が前記ＷＥＣへと供給されるのか、を制御するように機能する演算装置によって制御される、請求項７に記載の組合せ。
【請求項１０】
エネルギーを抽出し、エネルギーを供給するための前記手段が、
前記外郭構造と前記シャフトとの間の相対運動に応答して、出力の電圧と電流を作り出す装置の第１セットと、
前記外郭構造とシャフトのうちの一方にパワーを供給し、海洋の波と前記ＷＥＣの共振を生じさせることが可能である装置の第２のセットとを有する、請求項１に記載の組合せ。
【請求項１１】
いつ電力が前記ＷＥＣから抽出されるのか、およびいつ電力が前記ＷＥＣへと供給されるのかを制御するための演算装置を有し、強い復帰力を示すＷＥＣについてはそれが最大の移動量に到達する前にパワーが前記ＷＥＣへと供給され、弱い復帰力を示すＷＥＣについてはそれが最大の移動量に到達した後にパワーが前記ＷＥＣへと供給される、請求項１に記載の組合せ。
【請求項１２】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
前記シャフトと前記外郭構造との間に接続され、電気エネルギーを作り出すように前記シャフトと前記外郭構造との間の移動に応答するパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）であって、前記外郭構造とシャフトのうちの一方の、他方に対する相対的な移動を生じさせることもやはり可能であることを特徴とするＰＴＯと、
前記ＰＴＯによって作り出される正味の電力を増大させるために、前記ＰＴＯに電力を選択的に供給して、前記ＰＴＯが前記外郭構造とシャフトのうちの一方にエネルギーを与え、それにより、前記外郭構造とシャフトのうちの前記一方の速度の増大を選択的に生じさせるように、電気エネルギーの供給源と前記ＰＴＯとの間に接続された手段とを有する組合せ。
【請求項１３】
前記ＰＴＯが、リニア電気モータとして機能することも可能であるリニア発電機（ＬＥＧ）である、請求項１２に記載の組合せ。
【請求項１４】
前記ＬＥＧが永久磁石アセンブリ（ＰＭＡ）とインダクション・コイル・アセンブリ（ＩＣＡ）を有し、前記ＰＭＡとＩＣＡのうちの一方が前記シャフトと外郭構造のうちの一方へ取り付けられ、前記ＰＭＡとＩＣＡのうちの他方が前記シャフトと外郭構造のうちの他方へ取り付けられ、前記ＰＭＡが前記ＩＣＡ上を通り過ぎるときに、電圧が作り出される、請求項１３に記載の組合せ。
【請求項１５】
電気エネルギーの前記供給源から前記ＰＴＯの前記ＩＣＡへの電気エネルギーの印加を制御するための所定の命令信号に応答する演算装置をさらに含む、請求項１４に記載の組合せ。
【請求項１６】
前記所定の命令信号が（ａ）前記外郭構造とシャフトのうちの一方の、前記外郭構造とシャフトのうちの他方に対する相対的なスピードと、（ｂ）前記外郭構造とシャフトのうちの一方の、前記外郭構造とシャフトのうちの他方に対した相対的な位置とを含む、請求項１５に記載の組合せ。
【請求項１７】
前記ＩＣＡが出力負荷に結合されることでその負荷に前記ＬＥＧによって前記ＷＥＣから吸収されて前記負荷へと移されるエネルギーに対応する電力を供給し、電力を前記ＰＴＯへと選択的に供給するために電気エネルギーの供給源と前記ＰＴＯとの間に接続された前記手段が、前記電源から前記ＩＣＡへと電力を選択的に加える手段を有する、請求項１６に記載の組合せ。
【請求項１８】
前記ＩＣＡへ、および前記ＬＥＧを介した前記外郭構造とシャフトへの電力の印加を決定するように前記演算装置がプログラムされる、請求項１７に記載の組合せ。
【請求項１９】
前記ＰＴＯが、モータ／発電機として機能することが可能な装置と４象限電力変換器とを有し、前記モータ／発電機装置が一方の端部で前記外郭構造とシャフトのうちの一方と結合され、他方の端部で前記４象限電力変換器の一方の端部と結合され、前記４象限電力変換器が他方の端部で前記負荷および前記電力供給部へと結合され、前記４象限電力変換器の動作と機能を制御するための演算装置をさらに有する、請求項１２に記載の組合せ。
【請求項２０】
前記４象限電力変換器が以下の４つの状態、すなわち１）正のスピードで正のトルク（力）、２）負のスピードで正のトルク（力）、３）正のスピードで負のトルク（力）、および４）負のスピードで負のトルク（力）の状態を作り出す、請求項１９に記載の組合せ。
【請求項２１】
前記４象限電力変換器が以下の４つの動作状態、すなわち
（ａ）相対的な外郭構造位置が所望の中立位置よりも下であって前記外郭構造のスピードが正で上向きであるときに、正で上向きのスピードを備えた前記ＰＴＯの出力部での正で上向きの力、
（ｂ）相対的な外郭構造位置が所望の中立位置よりも下であって前記外郭構造のスピードが負で下向きであるときに、負で下向きのスピードを備えた前記ＰＴＯの出力部での正で上向きの力、
（ｃ）前記外郭構造の位置が所望の中立位置よりも上であって前記外郭構造のスピードが正で上向きであるときに、正で上向きのスピードを備えた前記ＰＴＯの出力部での負で下向きの力、および
（ｄ）前記外郭構造の位置が所望の中立位置よりも上であって前記外郭構造のスピードが負で下向きであるときに、負で下向きのスピードを備えた前記ＰＴＯの出力部での負で下向きの力の状態を作り出し、
前記４つの動作状態の機能が、海洋の波と前記ＷＥＣの共振を生じさせることである、請求項２０に記載の組合せ。
【請求項２２】
電力が前記ＷＥＣへと供給されるかどうか、または電力が前記ＷＥＣから抽出されるかどうか、および電力の抽出および供給が生じる時を制御するように機能する演算用およびデータ処理用装置によって、前記４象限電力変換器の動作が制御される、請求項２１に記載の組合せ。
【請求項２３】
前記ＰＴＯへと供給される前記電力および前記ＰＴＯによって前記外郭構造とシャフトのうちの前記一方へと与えられる前記エネルギーが、前記ＷＥＣの構成要素が共振に向けて駆動される傾向を有する、請求項１２に記載の組合せ。
【請求項２４】
前記ＰＴＯが、電力を抽出し、選択的に電力を供給するために、方向と力の両方の観点で、双方向に動作させられることが可能な装置を有する、請求項１２に記載の組合せ。
【請求項２５】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
前記シャフトと前記外郭構造との間に接続され、電気エネルギーを作り出すように前記シャフトと前記外郭構造との間の移動に応答するパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）と、
前記ＰＴＯに電力を選択的に供給して、前記ＰＴＯが前記ＷＥＣの前記外郭構造とシャフトのうちの一方にエネルギーを与え、それにより、前記外郭構造とシャフトのうちの前記一方を、その速度を増大させかつ前記ＰＴＯによって作り出される正味の電力を増大させる方向に移動させるように、電気エネルギーの供給源と前記ＰＴＯとの間に接続された手段とを有する組合せ。
【請求項２６】
電気的出力の生産において、波力エネルギー変換器ＷＥＣの効率を上げるための方法であって、前記ＷＥＣが水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって前記ＷＥＣへと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であり、
前記外郭構造とシャフトのうちの一方がゼロ位置に対して上下に移動するときに、その移動量を感知する工程と、
前記外郭構造とシャフトのうちの一方が前記ゼロ位置に対して上下に移動するときに、そのスピードを判定する工程と、
前記外郭構造とシャフトのうちの前記一方の前記スピードがゼロまたはそれに近くなるときを判定する工程と、
前記外郭構造とシャフトのうちの一方にパワーを供給することでそのスピードと移動量を増大させ、それにより、前記ＷＥＣによって作り出される電力を増大させる工程とを含む方法。
【請求項２７】
その最大移動量に到達する前に、前記外郭構造とシャフトのうちの移動をしている前記一方へとパワーが供給される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
その最大移動量に到達した後に、前記外郭構造とシャフトのうちの移動をしている前記一方へとパワーが供給される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
前記シャフトと前記外郭構造との間に接続され、前記ＷＥＣからエネルギーを抽出するように、かつ前記外郭構造と前記シャフトとの間の相対的移動量の関数である出力電圧と電流を作り出すように、前記シャフトと前記外郭構造との間の移動に応答するパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）と、
前記ＷＥＣによって発電される電力の増大を生じさせるように、前記外郭構造とシャフトのうちの一方に力（ＦＰＴＯ）を選択的に供給するために前記外郭構造と前記シャフトとの間に接続された手段とを有し、前記ＷＥＣの「準共振」を作り出すために、前記力（ＦＰＴＯ）が（ａ）前記シャフトに対する相対的な前記外郭構造の位置とスピード、および（ｂ）前記シャフトに対する相対的な前記外郭構造の位置と加速度、のうちの一方の関数である組合せ。
【請求項３０】
前記力（ＦＰＴＯ）が
【数１】
2007518024.tif 000001
と表わされることが可能であり、ここでχが所望の「中立」点に対する相対的な前記外郭構造−シャフトの位置（メートル）であり、
【数２】
2007518024.tif 000002
が前記外郭構造−シャフトのスピード（メートル／ｓｅｃ）であり、
【数３】
2007518024.tif 000003
が前記外郭構造−シャフトの加速度（メートル／ｓｅｃ２）であり、αがバネ係数（ニュートン／メートル）であり、βが緩衝係数（ニュートン／メートル／ｓｅｃ）であり、γが質量係数（ニュートン／メートル／ｓｅｃ２）であり、前記パラメータα、β、およびγが、存在する波の状態に関して、前記ＷＥＣによる波力エネルギーの捕捉を最適化するように選択される、請求項２９に記載の組合せ。
【請求項３１】
前記パラメータα、β、およびγが選択されてＷＥＣ制御コンピュータへとダウンロードされ、または演算装置によって様々な代替選択肢のアルゴリズムを使用して決定されることが可能であり、前記パラメータの選択法が、支配的な波の周期を判定する工程、およびこの波の周期に関して共振を達成するために前記パラメータを選択する工程を含む、請求項３０に記載の組合せ。
【請求項３２】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
前記シャフトと前記外郭構造との間に接続され、前記ＷＥＣからエネルギーを抽出するように、かつ前記外郭構造と前記シャフトとの間の相対的移動量の関数である出力電圧と電流を作り出すように、前記シャフトと前記外郭構造との間の移動に応答するパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）とからなる組み合わせであって、
前記ＰＴＯがまた、他方に対して相対的に移動する前記外郭構造とシャフトのうちの一方へと選択的に力を供給し、
前記ＰＴＯの力が、リニア発電機、前記発電機に出入りする電流を制御するための４象限電力変換器、および前記外郭構造とシャフトとの間で力を与えるように前記ＰＴＯ（すなわちこのケースではＬＥＧ）を駆動するために前記４象限電力変換器へ出される設定点信号命令を連続的に作り出すための制御装置の組み合わせによって作り出され、前記力が、（ｉ）外郭構造−シャフトの位置とスピード、および（ｉｉ）外郭構造−シャフトの加速度とスピードのうちの少なくとも一方の関数であることを特徴とする、
組合せ。
【請求項３３】
水体内に置かれることを目的とされるシャフトと外郭構造とを有し、前記水体によって波力エネルギー変換器（ＷＥＣ）へと加えられる力に応答して前記シャフトと外郭構造が互いに対して相対的に移動することが可能であるＷＥＣと、
前記シャフトと前記外郭構造との間に接続され、前記ＷＥＣからエネルギーを抽出するように、かつ前記外郭構造と前記シャフトとの間の相対的移動量の関数である出力電圧と電流を作り出すように、前記シャフトと前記外郭構造との間の移動に応答するパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）とからなる組み合わせであって、
前記ＰＴＯがまた、他方に対して相対的に移動する前記外郭構造とシャフトのうちの一方へと選択的に力を供給し、
前記ＰＴＯの力が、
直線的な力と直線的な運動を回転トルクと回転運動に変換する装置、回転式発電機、前記発電機に出入りする電流を制御するための４象限電力変換器、および前記ＰＴＯが前記外郭構造とシャフトとの間で力を与えるように、前記４象限電力変換器へ出される電流およびトルクの設定点命令の少なくとも一方を連続的に作り出すための制御装置の組合せによって生産され、前記力が、（ｉ）外郭構造−シャフトの位置とスピード、および（ｉｉ）外郭構造−シャフトの加速度とスピードのうちの少なくとも一方の関数であることを特徴とする、
組合せ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本発明は、海洋表面の波または水体、河川、および大気中の流れにある機械的エネルギーのような自然に生じる機械的エネルギー供給源からのエネルギーの電気的エネルギーへの変換に関し、特に電気エネルギーの効率的な生成と移送に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明を具現化するＷＥＣは、波の力を機械的エネルギーへと変換するために互いに対して相対的に移動するように設計される外郭構造とシャフトとを有する。以下の検討では、外郭構造は概して移動型部材として描かれ、かつそのように称され、シャフトは非移動型または機械的に地面に固定された部材として描かれる。しかし逆であるケースも可能であり、シャフトと外郭構造の両方が互いに対して相対的に移動することすら可能である。このＷＥＣは、ＷＥＣから得ることが可能な機械的パワーを電気エネルギーへと変換するために外郭構造とシャフトとの間に結合されたパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）を有する。これは、可能な限り効率的に作り出されるべき所望の出力である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
以下の検討をさらによく理解するために、本発明を具現化するＷＥＣはいくつかの図に示されるように、波の力（Ｆ１）を機械的エネルギーへと変換するために互いに対して相対的に移動するように設計される外郭構造とシャフトとを有することに留意すべきである。以下の検討では、外郭構造は概して移動型部材として描かれるかまたはそのように称され、シャフトは非移動型または機械的に地面に固定された部材として描かれる。しかし逆であるケースも可能であり、シャフトと外郭構造の両方が互いに対して相対的に移動することすら可能である。このＷＥＣは、ＷＥＣから得ることが可能な機械的パワーを電気エネルギーへと変換するために外郭構造とシャフトとの間に結合されたＰＴＯを有する。このようにして、このＷＥＣは波からパワー（エネルギー）を抽出または吸収するために使用され、今度は他方でＰＴＯがこのＷＥＣからパワー（エネルギー）を抽出し、ＷＥＣ上で緩衝器として機能する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
位置復帰力は、ＷＥＣの外郭構造を何らかの「休止」または「中立」の場所へと戻らせる傾向を有する力である。この力は流体静力学的復帰（すなわち浮いている外殻は動かされると初期の位置に戻るであろう）、またはある程度の機械的バネ（例えばＷＥＣの外郭構造と地面に固定されたＷＥＣ部品との間に固定される大型のコイル・バネ）の結果であることが可能である。「弱い」位置復帰力と「強い」位置復帰力は、水面の波の周波数でＷＥＣの外郭構造を振動させるために必要とされる初期の力に対した、復帰力のサイズを言う。ＡＩＭＳ装置および方法の一般的特性は強い位置復帰力と弱い位置復帰力のケースに関して同じであるが、下記で検討されるように２つのケースに関して動作はいくつかの箇所で異なる。いずれにせよ、波から抽出されるエネルギーの量が本発明の出願によって両方のケースで高められることが示される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
本発明をさらに説明するために、図１２（「強い」復帰力）および１３（「弱い」復帰力）に示される波形に参照が為される。波形Ａは図（例えば図１１）に示されたタイプのＷＥＣに加えられる海洋の波の力を表わすと仮定する。波形ＢはシステムへのＡＩＭＳ発明の応用に応答するＷＥＣの移動量を描いている。波形Ｃは先行技術によるＷＥＣの移動量を描いている。本発明による波形Ｂに示される移動量が波形Ｃに見られる移動量よりも有意に大きいことに留意すべきである。本発明を具現化するシステムでは、外郭構造の速度がゼロに向かって進む（ゼロにちょうど達する、かつ／またはゼロを通り過ぎる）ときのＷＥＣの外郭構造の移動の上端部と下端部またはその近辺でＷＥＣにエネルギーを与えることによって（ＷＥＣの外郭構造の偏位運動の２つの端部での）さらに大きい移動量が得られる。一層大きな移動量と同時に生じることは移動行程の一方の端から移動行程の他方の端へと進むときのＷＥＣの外郭構造の速度の大幅な増大である。結果としてパワーのさらに大きな利得につながる好都合な位相シフトに起因する恩典もやはり存在する。（上記のように、シャフトが固定され、その一方で外郭構造がシャフトに対して相対的に上下に移動すると仮定される。これは説明を容易にするためだけに為される。この説明および添付の特許請求の範囲では、外郭構造が固定されることが可能であり、その一方でシャフトが外郭構造に対して相対的に移動すること、および／またはシャフトと外郭構造が互いに対して相対的に両方とも移動することが可能であることは理解されるべきである。）
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図１２および１３の波形は、提案のＡＩＭＳ装置および方法の、先行技術と比較したときの恩典を実証している。ＰＴＯによって吸収される瞬間的パワーのグラフ（波形Ｆ）は、吸収されるパワーが時には負であることを示している。負の吸収パワーは正の授与パワーを意味し、これはＰＴＯが（ＰＳＤ）モータとして働いている（すなわち以前に作り出された電力または外部の電力をＷＥＣを駆動するために使用している）ことを意味する。図１２を参照すると、動作は簡単に以下のように述べられることが可能である。ｔ＝０秒で始まり、ＷＥＣはその休止位置から最大の負の移動量に到達している。この時点で、ＰＴＯがＷＥＣにエネルギーを与え始め（すなわちＷＥＣを加速するようにＰＴＯが作用する）、その結果、それを上向きに駆動する。この範例では、約１．５秒でＷＥＣはその休止点を通り過ぎ、ＰＴＯはＷＥＣからエネルギーを引き出し始める（すなわちＷＥＣを減速させるようにＰＴＯが作用する）。このポイントでＷＥＣの速度が非ＡＩＭＳのケースに対して相対的に大きいことに留意すべきである。ＰＴＯはＷＥＣが約３秒でその最大限度に到達するまでＷＥＣからエネルギーを引き出し続ける。ＡＩＭＳ法のこの実施形態では、ＰＴＯによって吸収される正味のパワーは図中に水平方向の点線で示される。ＰＴＯがＷＥＣの外郭構造からパワーを引き出す範囲が制御され、かつ／または変更されることが可能であることに留意すべきである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ＰＴＯは４象限電力変換器７０２へと接続される回転式発電機／モータ７０４Ａに接続されて示される。図７Ａではコンピュータまたは内蔵型プロセッサ７００が示され、それに（ａ）シャフトに対した相対的な外郭構造の位置に関連するデータ、（ｂ）シャフトに対した相対的な外郭構造のスピードに関連するデータが加えられる。加速度データが供給されることもやはり可能であり、またはコンピュータによって判定されることも可能である。コンピュータ７００は、所定の、またはプログラムされるスピード、移動量の条件、およびコンピュータ内に設定される他の判定基準（例えば加速度）に応答して電力変換器７０２へと加えられる所望の電流信号７０１を作り出すようにプログラムされる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図７Ｂは、リニア発電機（ＬＥＧ）を形成するための永久磁石アセンブリ（ＰＭＡ）７０６Ｂとインダクション・コイル・アセンブリ（ＩＣＡ）７０４Ｂを有するように示されるパワー・テイクオフ装置を除いて図７Ａと概して同様である。図７Ｂでは、コイル・アセンブリは機械的に地面に固定されて示される。これは、ＰＭＡが移動型の外郭構造５へと接続されることでＩＣＡのコイルの両端に電圧と電流を生じさせることを示唆する。コイルによって作り出された電圧と電流は４象限パルス幅変調型電力変換器７０２へと供給される。図７Ａのように、電力変換器７０２の動作は演算装置７００によって制御され、それはシャフトに対した相対的な外郭構造の移動によって作り出される位置とスピード（および加速度）のデータに応答して電力の抽出と電力の供給を制御する。コンピュータの制御下で、変換器７０２はＷＥＣの外郭構造からパワーが取られる時間と方法、およびＷＥＣの外郭構造へとパワーが供給する時間を決定する。図７Ｂでは、電力はコイルへと供給されるか、またはコイルから引き出される。それ以外の点では本システムの動作は図７Ａのそれと同様であり、さらに詳述される必要はない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図７Ｃは、ＷＥＣのこの構造ではシャフト１０１ａと外郭構造１０１ｂの両方が互いに対して相対的に移動することが可能であることを除いて概して図７Ｂと同様である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
この構成要素はモータ／発電機の電流（ＩＧＥＮＳＥＴ）に関して所望の値を波力エネルギー吸収装置の移動量および速度の関数として決定するために使用されることが可能である。この電流は波力エネルギー吸収装置の中立位置（ｘ０）からの移動（ｘ）の関数である。波力エネルギー吸収装置の中立位置からの移動量（ｘ−ｘ０）が増大すると所望のモータ／発電機電流（ＩＧＥＮＳＥＴ）の「バネ」成分が増大する。モータ／発電機電流の所望の値もやはり波力エネルギー吸収装置の速度の関数である。波力エネルギー吸収装置の速度が増大すると所望のモータ／発電機電流の「緩衝」成分が増大する。所望のモータ／発電機電流はバネ成分と緩衝成分の代数和
ＩＧＥＮＳＥＴ＝α（ｘ−ｘ０）＋βｘ’＋μｘ
であり、ここでαは所望の発電機電流を所望の中立点に対した相対的な波力エネルギー吸収装置の移動量（ｘ−ｘ０）に関連付けるバネ定数であり、βは所望のモータ／発電機電流を波力エネルギー吸収装置の速度（ｘ’）に関連付ける緩衝定数であり、μは所望のモータ／発電機電流を波力吸収装置の加速度（ｘ”）に関連付ける質量定数であり、ｘは波力エネルギー吸収装置の直線的移動であり、ｘ０は所望の波力エネルギー吸収装置中立点（またはゼロ点）であり、ｘ’は直線的移動の時間的導関数（すなわち速度）であり、ｘ”は直線的速度の時間的導関数である。モータ／発電機電流のこの所望の値は４象限変換器によって受け取られることが可能な電気信号へと変換される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図８（および図１１）を参照すると、波力エネルギー吸収装置（ＷＥＣの外郭構造）５が示されている。力Ｆの波が外郭構造５に加えられることでそれを移動させる。外郭構造５がシャフト３（図示せず）に対して相対的に移動すると、外郭構造の位置または移動（ｘ）が（例えばセンサ７３１を介して）感知または測定されることが可能である。この移動はゼロ位置ｘ０の関数として表わされることが可能であって、外郭構造はこのゼロ位置に対して相対的に上下に移動する。外郭構造の速度（ｖ）はｄｘ／ｄｔを判定することによって、または速度センサを使用することによって計算される（モジュール８１０）ことが可能である。外郭構造の加速度（「ａ」）はｄｖ／ｄｔを判定することによって、または加速度センサを使用することによって計算される（モジュール８１０ａ）ことが可能である。外郭構造の移動量、速度、および加速度は内蔵型制御装置またはコンピュータ８１（これは図７Ａのコンピュータ７００と等価である）へと供給される。コンピュータ８１は外郭構造の速度を計算するためのデータ処理部分８１０を（この機能を実行するための独立したセンサが使用されない場合に）有して示される。コンピュータ８１はまた、外郭構造位置誤差（ｘ−ｘ０）と称される信号を作り出すためにゼロ位置に対した外郭構造のオフセット量（ｘ０）を判定する処理部分８１１も有して示される。コンピュータ８１はまた、ＷＥＣの質量と体積および移動量といった様々なパラメータが、（ａ）ＷＥＣのバネ定数（ｋ）を表わす項、および（ｂ）ＷＥＣの緩衝定数（ｂ）を表わす項を作り出すために供給（および保存）されることが可能なデータベースおよびプロセッサ部分８１２も有して示される。バネ定数（ｋ）が、外郭構造をゼロ位置へと戻す傾向を有する力を表わし、かつその関数であり、位置依存性であることに留意すべきである。緩衝定数（ｂ）が、システムから取り出される電力とシステムの損失を表わし、かつそれらの関数であり、スピード依存性であることにもやはり留意すべきである。コンピュータ８１２はまた、以下の信号、すなわち（ａ）バネ定数（α）、（ｂ）緩衝定数（β）、（ｃ）質量定数（μ）、（ｄ）外郭構造の速度（ｖ）、（ｅ）外郭構造のゼロ位置（ｘ０）、および外郭構造の位置誤差信号（ｘ−ｘ０）が供給されるプロセッサ部分８１３も有して示される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
図１１はＷＥＣのシャフトと外郭構造との間に接続されたＬＥＧを示している。この図では、ＰＭＡがシャフトへと接続／取り付けされ、インダクション・コイル・アセンブリ（ＩＣＡ）が外郭構造へと取り付けられる。通常の応用例では、シャフトが外郭構造に対して相対的に移動すると（またはその逆であると）、相対的運動に応答してＩＣＡのコイルの両端に生じる電圧と電流はスイッチＳ１とＳ２を介して負荷へと供給される。スイッチＳ１とＳ２はコンピュータ８１によって制御されることが可能である。具体的な例示を容易にするために、負荷はコイルに発生したエネルギーを貯蔵するために使用されるキャパシタであると仮定する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
図１１ＡもやはりＷＥＣのシャフトと外郭構造との間に接続されたＬＥＧを示している。図１１Ａは、電気的出力がコイル・アセンブリから抽出されるときに負荷を供給するためにＩＣＡの出力部が４象限電力変換器（９０、７０２）へと結合され、その出力部が負荷（７２３、７２１、７２２）へと接続されることを示している。位置、スピード、または加速度の信号に応答してコンピュータ８１は電力変換器９０へと加えられる信号を発生させることが可能であり、それが、シャフトに対して相対的に外郭構造を移動させる（あるいはその逆の）ために変換器がエネルギーをＩＣＡへと供給することを可能にする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
正または負であることが可能なＦＰＴＯは
【数１】
2007518024.tif 000004
として表わされることが可能である。ここでχは所望の「中立」点に対した相対的な外郭構造−スパーの位置であり、
【数２】
2007518024.tif 000005
は外郭構造−スパーのスピードであり、
【数３】
2007518024.tif 000006
は外郭構造−スパーであり、αはバネ係数であり、βは緩衝係数であり、μは質量係数である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
【図１】水体内に配備され、本発明を実践するために使用されることが可能なＷＥＣシステムの様々な関連部品を識別する図である。
【図１Ａ】本発明を実践するために使用されることが可能なＷＥＣの単純化された数学的モデルを示す図である。
【図２Ａ】本発明を実践するために使用されることが可能な多様はＷＥＣの構造および構成要素を示し、識別する図である。
【図２Ｂ】本発明を実践するために使用されることが可能な多様はＷＥＣの構造および構成要素を示し、識別する図である。
【図２Ｃ】本発明を実践するために使用されることが可能な多様はＷＥＣの構造および構成要素を示し、識別する図である。
【図２Ｄ】本発明を実践するために使用されることが可能な多様はＷＥＣの構造および構成要素を示し、識別する図である。
【図２Ｅ】本発明を実践するために使用されることが可能な多様はＷＥＣの構造および構成要素を示し、識別する図である。
【図３】先行技術によるＷＥＣシステムを示すブロック図であって、機械的なバネ１０２、および素子１０３、１０４、１０５、１０６、１０９および１１０から成る緩衝器１７０を介して機械的地面１０８に結合されるＷＥＣ１０１を示している。
【図４】本発明に従って、海洋の波からのエネルギーの抽出を最適化するようにＷＥＣの機械的特性を「調整」するための様々なシステムおよび方法を例示する図である。
【図５】本発明に従って、海洋の波からのエネルギーの抽出を最適化するようにＷＥＣの機械的特性を「調整」するための様々なシステムおよび方法を例示する図である。
【図６】本発明に従って、海洋の波からのエネルギーの抽出を最適化するようにＷＥＣの機械的特性を「調整」するための様々なシステムおよび方法を例示する図である。
【図７Ａ】本発明を実践するために使用されるＡＩＭＳシステムの主要な素子を例示する図である。
【図７Ｂ】本発明を実践するために使用されるＡＩＭＳシステムの主要な素子を例示する図である。
【図７Ｃ】本発明を実践するために使用されるＡＩＭＳシステムの主要な素子を例示する図である。
【図８】本発明を実践するために使用されるＡＩＭＳ制御システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の実践に使用される４象限電力変換器によって実行される機能を描く図である。
【図１０】電力変換器の電子装置の一部分を示す図である。
【図１１】本発明を具現化するシステムを示す極めて単純化されたブロック図であって、ここではパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）がリニア発電機（ＬＥＧ）である。
【図１１Ａ】本発明を具現化するシステムを示す極めて単純化されたブロック図であって、ここではパワー・テイクオフ装置（ＰＴＯ）がリニア発電機（ＬＥＧ）である。
【図１２】本発明による、かつ先行技術との比較での、「強い」位置復帰力を備えたＷＥＣの動作に付随する理想化された波形を示す図である。
【図１３】本発明による、かつ先行技術との比較での、「弱い」位置復帰力を備えたＷＥＣの動作に付随する理想化された波形を示す図である。