(57)【要約】  水の流れを利用して電気を発生する装置(２)であって、装置(２)は、（ｉ）電気を発生するためのものであって、ハウジング(６)と、ロータ(８)と、ステータ(１０)とを備える少なくとも１つの発電機(４)と、（ii）装置(２)の保守に用いられる少なくとも１つの制御手段(１２)とを備え、装置(２)は、（iii）制御手段(１２)は、発電機(４)における少なくとも１つの欠陥部品(１４)の除去が可能となるように構成され、（iv）制御手段(１２)は、欠陥部品(１４)に対応する交換部品(１６)の受理が可能となるように構成され、（ｖ）装置(２)は、欠陥部品(１４)が、装置(２)から除去されることが可能となるように、装置(２)の周辺に欠陥部品(１４)を輸送し、かつ、交換部品(１６)が、欠陥部品(１４)の代わりに設置されることが可能となるように、装置（２）の周辺に交換部品(１６)を輸送するための、輸送手段(１８)を含み、（vi）欠陥部品(１４)及び交換部品(１６)は、欠陥部品(１４)が制御手段(１２)によって除去されることが可能であり、交換部品(１６)が制御手段(１２)によって設置されることが可能であって、かつ、使用中の装置２が水中深くに沈められていても、ダイバーの必要性がなく、除去と交換が達成されることが可能であるような部品であるように形成されている。【選択図】図１
2018533693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の流れを利用して電気を発生する装置であって、前記装置は、
（ｉ）前記電気を発生するためのものであって、ハウジングと、ロータと、ステータとを備える、少なくとも１つの発電機と、
（ii）前記装置の前記保守に用いられる、少なくとも１つの制御手段と、を備え、前記装置は、
（iii）前記制御手段は、前記発電機における、少なくとも１つの欠陥部品の前記除去が可能であるように構成され、
（iv）前記制御手段は、前記欠陥部品に対応する交換部品の前記受理が可能であるように構成され、
（ｖ）前記装置は、前記欠陥部品が前記装置から除去されることが可能となるように前記装置の周辺に前記欠陥部品を輸送し、かつ、前記交換部品が前記欠陥部品の代わりに設置されることが可能となるように、前記装置の周辺に前記交換部品を輸送するための、輸送手段を含み、
（vi）前記欠陥部品及び前記交換部品は、前記欠陥部品が前記制御手段によって除去されることが可能であり、前記交換部品が前記制御手段によって設置されることが可能であって、かつ、使用中の前記装置が前記水中深くに沈められていても、ダイバーの前記必要性がなく、前記除去と交換が達成されることが可能となるような部品であるように形成されている、装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記発電機の前記交換部品を前記装置内で受け取った際に、回転させるための回転手段を含み、前記交換部品が、前記交換部品の前記最も薄い断面積が前記水の流れに対し呈されることで、前記水の中を通った最小抗力が発生するように、前記装置へ下降されることが可能となり、かつ、前記交換部品が、前記装置への前記接続のために、前記装置内において正しい向きへ回転されることが可能となる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記回転手段は、前記装置内に設置されたときに、前記発電機の前記面に対して平行となるように垂直に取り付けられた回転テーブルである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記欠陥部品を前記装置から前記水面へ上昇させ、かつ、前記交換部品を前記水面から前記装置へ下降させるための昇降手段を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記昇降手段は、前記欠陥部品及び前記交換部品を保持するためのケーブルを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記昇降手段は、前記装置の残りの部分に対する、前記欠陥部品及び前記交換部品の前記位置の確認に用いるためのカメラを含む、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記昇降手段は、前記欠陥部品及び前記交換部品を、ラッチ及び解放するためのラッチ手段を含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ラッチ手段は、遠隔操作爪である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記昇降手段は、前記欠陥部品が前記制御手段から除去されることを可能とし、かつ、前記交換部品が前記制御手段へ接続されることを可能とする構造を有する、請求項４から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記発電機の前記欠陥部品のみを除去するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記発電機全体を除去するように構成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記発電機の前記ハウジングは、端面図において六角形である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、ハウジングを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御手段の前記ハウジングは、前記発電機の前記ハウジングと端面図において同一の形状である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置内に、１つのみの前記制御手段がある、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記発電機の整列体があって、かつ、１つより多くの前記制御手段がある、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記欠陥部品及び前記交換部品が、差し込み式の部品である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気を発生する装置に関し、特に、水の流れを利用して電気を発生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水の流れを利用して電気を発生する装置が知られている。一般的に、装置は海中かなりの深さに設置される。装置の保守がすぐに問題となる。時々必要となる保守作業は、ダイバーによって行わなければならず、ダイバーは、危険な状況下で作業することを要求される。しばしば、装置は、ダイバーを利用して修理することができず、そのような場合、新たな装置が要求される。そのような装置の製造、及び設置のコストは高くなる。また、欠陥のある装置は、所定の位置に残しておくことが環境的に許容されないため、しばしば、除去されなければならず、さらにコストが増加する。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、上記問題を予防し、または減らすことを目的とする。
【０００４】
したがって、本発明の非限定的な１つの実施形態では、水の流れを利用して電気を発生する装置が提供され、装置は、
（ｉ）電気を発生するものであって、ハウジングと、ロータと、ステータとを備える、少なくとも１つの発電機と、
（ii）装置の保守に用いられる、少なくとも１つの制御手段と、を備え、装置は次の様に形成されている。
（iii）制御手段は、発電機における、少なくとも１つの欠陥部品の除去が可能となるように構成され、
（iv）制御手段は、欠陥部品に対応する交換部品の受理が可能となるように構成され、
（ｖ）装置は、欠陥部品が装置から除去されることが可能となるように、装置の周辺に欠陥部品を輸送し、かつ、交換部品が欠陥部品の代わりに設置されることが可能となるように、装置の周辺に交換部品を輸送するための、輸送手段を含み、
（vi）欠陥部品及び交換部品は、欠陥部品が制御手段によって除去されることが可能であり、交換部品が制御手段によって設置されることが可能であって、かつ、使用中の装置が水中深くに沈められていても、ダイバーの必要性がなく、除去と交換が達成されることが可能であるような部品であることを特徴とする。
【０００５】
発電機に電気を発生させるために発電機を通過する水は、海流であっても良いし、または、海洋潮流であっても良い。海流が使用される場合は、装置は、海底から所望の高さに沈められることが可能であり、海流内に配置されることができ、それにより、海流を最良に受けることができる。海洋潮流が使用される場合は、装置は、海底に取り付けられることができる。あるいは、水は、川、河口、または他の場所のものであっても良い。一般的に、装置は、所望されるどのような水中内であっても、最適な場所へ取り付けられる。水中かなりの深さ、または危険な状況下、あるいはその両方で作業を行うダイバーの安全を心配する必要はない。
【０００６】
好都合なことに、装置は、オンラインで、かつ、電気を発生している間であっても、欠陥部品が除去されることを可能とすることができ、かつ、交換部品が設置されることを可能とすることができる。これにより、電気の供給の中断を避けることができ、また、装置が修理中であるために、装置が電気を発生しないという、高くつく稼働停止時間を避けることができる。
【０００７】
装置は、制御手段が、発電機の交換部品を装置内で受け取った際に、回転させるための回転手段を含むものであってもよく、これにより、交換部品が、交換部品の最も薄い断面積が水の流れに対し呈されることで、水の中を通った最小抗力が発生するように、装置へ下降されることが可能となり、かつ、交換部品が装置への接続のために、装置内において正しい向きへ回転されることが可能となる。
【０００８】
回転手段は、装置内に設置されたときに、発電機の面に対して平行となるように垂直に取り付けられた回転テーブルであっても良い。このような回転テーブルは、レイジー・スーザンとして知られたものであっても良いし、他のタイプの回転手段が採用されても良い。
【０００９】
装置は、欠陥部品を装置から水面へ上昇させ、かつ、交換部品を水面から装置へ下降させるための昇降手段を含んでも良い。
【００１０】
昇降手段は、欠陥部品及び交換部品を保持するためのケーブルを含んでも良い。
【００１１】
昇降手段は、装置の残りの部分に対する欠陥部品及び交換部品の位置の確認に用いるためのカメラを含んでも良い。
【００１２】
昇降手段は、欠陥部品及び交換部品を、ラッチ及び解放するためのラッチ手段を含んでも良い。ラッチ手段は、遠隔操作爪であっても良いし、他の種類のラッチ手段が採用されても良い。
【００１３】
昇降手段は、欠陥部品が制御手段から除去されることを可能とし、かつ、交換部品が制御手段へ接続されることを可能とする構造を有していても良いし、あらゆる適切な構造が採用されても良い。
【００１４】
装置は、制御手段が、発電機の欠陥部品のみを除去するように構成されるものであっても良い。この場合、欠陥部品は、例えば、ロータ及び磁石であっても良いし、他の種類の欠陥部品が除去されても良い。
【００１５】
あるいは、装置は、制御手段が、発電機全体を除去するように構成されるものであっても良い。この場合、例えば、発電機全体は、ロータ、磁石、及びステータから構成されても良い。あるいは、発電機全体は、例えば、ロータ、磁石、ステータ、及びハウジングであっても良いし、発電機全体のための他の構造が採用されても良い。
【００１６】
発電機のハウジングは、好ましくは、端面図において六角形であるが、他の形状がハウジングに採用されても良い。
【００１７】
制御手段は、ハウジングを備えても良い。制御手段のハウジングは、一般的には、発電機のハウジングと端面図において同一の形状であっても良い。しかしながら、制御手段のハウジングは、所望であれば、端面図において発電機のハウジングと異なっていても良いし、六角形以外の端面の形状が採用されても良い。
【００１８】
装置は、装置内に、１つのみの制御手段があるものであっても良い。１つのみの制御手段は、１つのみの発電機がある場合、または、発電機の整列体がある場所で用いられて良いが、複数の発電機の整列体が１つだけの制御手段により作業されることを可能とするサイズである。
【００１９】
あるいは、装置は、複数の発電機の整列体があるものであっても良く、かつ、１つより多くの制御手段があるものであっても良い。単一の制御手段よりもむしろ、２つ、またはそれ以上の制御手段を採用することが容易な大きな発電機の整列体に対しては、１つより多くの制御手段が採用されても良い。
【００２０】
欠陥部品が、制御手段によって除去されることを可能とし、かつ、交換部品が、制御手段によって設置されることを可能とするために、任意の適当かつ適切な構造が採用されても良い。したがって、欠陥部品及び交換部品を、差し込み式の部品としても良い。差し込み式の部品は、単純なオスとメスの接続としても良い。あるいは、オス部品及びメス部品が、ツイストロック構造を含んでも良い。あるいは、オス部品及びメス部品が、ネジ部品であっても良い。欠陥部品及び交換部品の除去と交換のために採用される特定の構造は、通常は、交換部品が制御手段から除去されることを可能とし、かつ、交換部品が制御手段へ接続されることを可能にする昇降手段における構造に対しても採用される。しかしながら、異なる構造が採用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明の実施形態は、添付図面を参照し、あくまでも一例として記載される。
【図１】本発明の第１の装置の端面図であり、欠陥部品の除去と交換部品の設置を示す。
【図２】図１の装置の前方及び上方からの斜視図である。
【図３】本発明の第２の装置の前方及び上方からの斜視図である。
【図４】欠陥部品または交換部品の前方及び一方の側からの斜視図である。
【図５】設置架台に取り付けられた、本発明の第３の装置の端面図である。
【図６】発電機と制御手段が除かれた、図５の設置架台である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２には、海水の流れを利用して電気を発生する装置２が示されている。装置２は、３つの発電機４を備えている。各発電機４は、電気を発生するためのものである。各発電機４は、ハウジング６、ロータ８、及びステータ１０を備えている。
【００２３】
装置２は、さらに、制御手段１２を備えている。制御手段１２は、装置２の保守に用いられる。
【００２４】
制御手段１２は、各発電機４における、少なくとも１つの欠陥部品１４の除去が可能となるように構成されている。理解を容易にするために、欠陥部品１４は、制御手段１２内に位置するように示されている。制御手段１２は、交換部品１６の受理が可能となるように構成されている。理解を容易にするために、交換部品１６は、制御手段１２内への位置に、下降されるように示されている。
【００２５】
装置２は、欠陥部品１４が、装置２から除去されることが可能となるように、装置２の周辺において欠陥部品１４を輸送するための輸送手段１８を含む。また、輸送手段１８は、交換部品１６が、欠陥部品１４の代わりに設置されることが可能となるように、装置２の周辺において交換部品１６を輸送するためのものでもある。図１から理解できるように、輸送手段１８は、制御手段１２内に部分的に配置され、かつ、それぞれの発電機４に、部分的に配置されている。
【００２６】
輸送手段１８は、欠陥部品１４及び交換部品１６の係止及び解除のために、案内軌道２０と、ローラー２２と、係止装置２４を含むように示されている。
【００２７】
欠陥部品１４及び交換部品１６は、欠陥部品１４が制御手段１２によって除去されることが可能であり、交換部品１６が制御手段１２によって設置されることが可能であって、使用中の装置２が海水深くに沈められていても、その除去と交換にダイバーの必要性がなく、達成されることが可能となる部品であるように装置が形成される。具体的には、図１に示されるように、欠陥部品１４及び交換部品１６は、差し込み接続部２６へ差し込む差し込み部品である。差し込み接続部２６は、装置２が海面から維持されることを可能とする。装置２は、適切に機能している発電機４が機能し続けることが可能となるように構成される。こうして、装置２は、保守、または修理、あるいはその両方の期間であっても、電気を供給し続けることが可能となる。保守、または修理、あるいはその両方の期間に、装置２を停止し、オフラインとする（当然、高くつくダウンタイムを伴う）必要性がない。
【００２８】
制御手段１２は、回転手段２８を含む。回転手段２８は、垂直回転手段２８である。回転手段２８は、交換部品１６を、装置２内に受け取った際に、回転させるためのものである。交換部品１６の最も薄い断面積が海水の流れに対して呈されることで、水の中を通った最小抗力が発生するように、装置２へ下降されることが可能である。交換部品１６は、回転手段２８によって、差し込み接続のために差し込み接続部に対して、装置２内において正しい向きに回転されることが可能である。回転手段２８は、装置２内に設置されるように、発電機４に対して平行となるように垂直に取り付けられたターンテーブルである。
【００２９】
装置２は、欠陥部品１４を装置２から海面へ上昇させ、かつ、交換部品１６を海面から装置２へ下降させるための昇降手段３０を含む。昇降手段３０は、欠陥部品１４及び交換部品１６を保持するためのケーブル３２を含む。また、昇降手段３０は、装置２の残りの部分に対する、欠陥部品１４及び交換部品１６の位置の確認に用いるためのカメラを含む。
【００３０】
また、昇降手段３０は、欠陥部品１４及び交換部品１６を係止及び解放するためのラッチ手段（図示されていない）を含んでも良い。ラッチ手段は、遠隔操作爪であっても良い。
【００３１】
また、昇降手段３０は、欠陥部品１４が制御手段１２から除去されることを可能とし、かつ、交換部品１４が制御手段へ接続されることを可能とするための構造（図示されていない）を含んでも良く、例えば、差し込み式の構造であっても良い。
【００３２】
図１に示されるように、制御手段１２は、発電機の欠陥部品１４のみを除去する。欠陥部品１４は、磁石（図示されていない）を有するロータ３６として示されている。本発明の別の実施形態においては、制御手段１２は、発電機４全体を除去するように構成されていても良い。発電機４全体は、例えば、ロータと、磁石と、ステータとの組み合わせ、または、ロータと、磁石と、ステータと、ハウジング６との組み合わせであっても良い。
【００３３】
図１及び図２に示されるように、各発電機４のハウジング６は、端面図において六角形である。制御手段１２は、ハウジング３８を備える。ハウジング３８は、ハウジング６と同一の形状である。３つの発電機４に作業をするように、１つの制御手段１２がある。
【００３４】
ここで、図３を参照すると、発電機４が１つだけあることを除いて、装置２と同様である装置４０が示されている。比較と理解を容易にするために、図１及び図２と類似する部品には、同じ参照番号が付されている。
【００３５】
図３は、制御手段１２のハウジング３８に、欠陥部品１４及び交換部品１６が通過する開口部４２がどのように備えられるかを示している。また、図３は、図１及び図３におけるハウジング６と、図３におけるハウジング６と、図１、図２及び図３におけるハウジング３８とに、例えばナットやボルトによって、ハウジング６とハウジング３８との互いの接続を可能とするための突出部４３がどのように備えられるかを示している。
【００３６】
図４は、欠陥部品１４または交換部品１６の例を示している。当該部品１４、１６は、ロータ８、ステータ１０、及び磁石４４を備えるように示されている。
【００３７】
図５及び図６は、本発明の装置４６を示している。装置４６は、７つの発電機４と、２つの制御手段１２を備えている。左手の制御手段１２は、図５の左側に対応する４つの発電機４を作業し、一方、右手の制御手段１２は、図５の右側に対応する３つの発電機４を作業する。発電機４と制御手段１２は、支持架台５０に取り付けられた整列体４８を形成する。図６に最も良く示されているように、支持架台５０は管状構造である。支持架台５０は、電気収集装置５４に電気を供給するためのバスバーまたは他の主ケーブルに、最下層の発電機４が接続されることを可能とするための、差し込み電気的接続手段５２を有する。電気収集装置５４は、電気が到達したときに電気を調整し、それからケーブル（図示されていない）を介して、海面へ送信することができる。また、支持架台５０は、例えば、海底（図示されていない）のような支持面または図６に示された支持基台５６への取り付けを可能とする脚部５５と共に示されている。
【００３８】
装置２、４０、４６は、簡単に操作することができる。ダイバーが、装置の修理を試みて有効とするために、海中かなりの深さへ潜る必要がない。装置２、４０、４６は、海面からの保守、作業、修理が可能である。
【００３９】
添付図面を参照して述べた本発明の実施形態は、あくまで一例であり、変更することも有効と解される。したがって、装置は、例えば、河川水などの、海水以外の水で用いられても良い。差し込み接続部２６以外の接続部が採用されても良い。接続部は、１つよりも多くの機能、例えば、電気と水力のためのものであっても良い。制御手段１２は、他の設計であっても良い。制御手段１２は、図示されたものとは異なる部品を含んでも良い。図面に示された個々の構成要素は、図面内での用途に限定されるものではなく、他の図面や本発明のあらゆる態様において用いられても良い。
【図１】
2018533693.tif 000003
【図２】
2018533693.tif 000004
【図３】
2018533693.tif 000005
【図４】
2018533693.tif 000006
【図５】
2018533693.tif 000007
【図６】
2018533693.tif 000008
【国際調査報告】
2018533693.tif 000009
2018533693.tif 000010
2018533693.tif 000011