(57)【要約】【課題】水流発電システムを提供すること。【解決手段】少なくとも１つ又は複数の水中浮遊チャンバと、前記１つ又は複数の水中浮遊チャンバに連通して配置された１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数のインペラと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数の本体フレーム部材と、前記１つ又は複数の本体フレーム部材に連通して配置された１つ又は複数のインペラ回転手段とを備えた水流発電システムが提供される。個々に、又は前記開示したシステムとの様々な組み合わせで共に役立つ様々な追加の構造も開示されている。上記システム、又は個々の構成要素及びそのサブシステムを輸送並びに維持する方法も開示されている。【選択図】図１
2016040466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の水中浮遊チャンバと、
前記１つ又は複数の水中浮遊チャンバに連通して配置された１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットと、
前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数のインペラと、
前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数の本体フレーム部材と、
前記１つ又は複数の本体フレーム部材に連通して配置された１つ又は複数のインペラ回転手段と
を備えた水流発電システム。
【請求項２】
前記水流発電システムは、水体内で少なくとも一部水中に入れられ、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニット及び前記１つ又は複数のインペラは、前記水流発電システムの保守中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の波面の上且つ前記水の前記波面にほぼ平行に回転させられるように前記１つ又は複数のインペラ回転手段により回転させられる、請求項１に記載の水流発電システム。
【請求項３】
前記水流発電システムは、水体内で少なくとも一部水中に入れられ、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニット及び前記１つ又は複数のインペラは、前記水流発電システムの輸送又は移転中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の波面の上且つ前記水の前記波面にほぼ平行に回転させられるように前記１つ又は複数のインペラ回転手段により回転させられる、請求項１に記載の水流発電システム。
【請求項４】
前記水流発電システムは、前記水体の床面と前記水の前記波面との間の水体内で水中に入れられ、前記１つ又は複数のインペラ回転手段は、発電運転中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の前記波面にほぼ直角に向けられるように配置される、請求項１に記載の水流発電システム。
【請求項５】
前記１つ又は複数のインペラ回転手段は、１つ又は複数の回転可能なシャフトをさらに備える、請求項１に記載の水流発電システム。
【請求項６】
前記１つ又は複数のインペラ回転手段は、１つ又は複数のロック機構をさらに備える、請求項５に記載の水流発電システム。
【請求項７】
前記水流発電システムは、
１つ又は複数の水中浮遊チャンバをさらに備え、前記水中浮遊チャンバの１つ又は複数は、１つ又は複数の浮力流体隔離チャンバをさらに備え、前記浮力流体隔離チャンバの１つ又は複数は、内部に配置された浮力流体と、浮力流体取込み弁と、浮力流体出口弁と、浮力流体制御手段とのうちの１つ又は複数をさらに備える、
請求項１に記載の水流発電システム。
【請求項８】
少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法であって、
１つ又は複数のインペラに連通した１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを配置するステップと、
前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通した１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップと、
前記１つ又は複数のインペラが前記水から外へ持ち上げられるように前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを持ち上げるステップと、
前記１つ又は複数のインペラが前記水の表面の上且つ前記水の前記表面にほぼ平行に配置されるように前記１つ又は複数の回転可能なフレームを回転させるステップと
を含む方法。
【請求項９】
回転シャフトに連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む、請求項８の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法。
【請求項１０】
ロッキング回転シャフトと連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む、請求項８の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法。
【請求項１１】
前記回転させるステップは、空気圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む、請求項８の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法。
【請求項１２】
前記回転させるステップは、油圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む、請求項８の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法。
【請求項１３】
少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法であって、
１つ又は複数のインペラに連通した１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを配置するステップと、
前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通した１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップと、
前記１つ又は複数のインペラが前記水から外へ持ち上げられるように前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを持ち上げるステップと、
前記１つ又は複数のインペラが前記水の表面の上且つ前記水の前記表面にほぼ平行に配置されるように前記１つ又は複数の回転可能なフレームを回転させるステップと
を含む方法。
【請求項１４】
回転シャフトに連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む、請求項１３に記載の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法。
【請求項１５】
ロッキング回転シャフトと連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む、請求項１３に記載の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法。
【請求項１６】
前記回転させるステップは、空気圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む、請求項１３に記載の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法。
【請求項１７】
前記回転させるステップは、油圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む、請求項１３に記載の前記少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、再生可能エネルギー発電システムに関し、詳細には、非限定の実施例であるが、水流発電システムを輸送及び維持するための詳細な方法並びに手段に関する。
【０００２】
本開示に示された例示の実施例に加えて、本明細書中に記載及びクレームされたシステム及びサブシステムの多くは、従来の発電機駆動システム及び他の電力生成手段を用いたシステムに個々に適している。
【背景技術】
【０００３】
化石燃料のコスト上昇及び世界の経済及び産業に要求されるエネルギーの増加に伴って、エネルギー源を開発する様々なより効率的な方法が絶えず求められている。再生可能な代替のエネルギー源、例えば、太陽光電力システム、風力発電地帯、潮力発電機、波発電機、及び隔離された水素から電力を得るシステムが特に興味深い。
【０００４】
しかし、そのようなエネルギー源は、連続的な電力を商業規模で広範囲に送り届けることがまだできない。また、海水の精製を伴う水素を動力源とするシステムなどの提案された一部の技術は、現在、変換の過程の終わりに出力されるものよりもこの過程においてより多くの電力を消費する。
【０００５】
メタンから得られる水素などの他のものは、取って代わられることが意図されている従来の炭化水素ベースの技術によるもの以上の量の化石燃料の放出をもたらし、ソーラ及び風車ベースのシステムなどのさらに他のものは、そのような太陽の光又は風に持続的に曝されることを必要とし、商業的有効性が現在限定されている。
【０００６】
代替エネルギー・システムの提案の１つは、速く移動する水流から得られる水力、例えば、２ｍ／秒以上の最大流速を有する流れの利用を含む。
【０００７】
しかし、実際には、既存の水面下の発電装置は、流れの速さが一貫してとても速い場所に設置された場合でも不十分であることが証明されている。これは、少なくとも一部において、電力を発生させる効率的な手段を欠くことと、水面下の発電システムと関連する陸地又は水上電力リレー・ステーションとの間の不一致を補償することが必要な適切な電力変換システムを従来欠いていたことの両方によるものである。
【０００８】
既存のインペラの設計及び水上発電機構も、一般に、不十分であることが証明されており、十分な量のエネルギー発生も、最大の速度又は流れに対する十分な安定性も与えることができない。
【０００９】
流れている海流からかなりの量の運動エネルギーを取り込むためには、影響を受ける範囲が広大にならざるを得ない。結果として、先の潜水艦のインペラの設計は、重金属と複合金属の技術から作成されたひどく大きく、重く、高価な構造を用いていた。また、そのような潜水艦のインペラは、周囲の水を通じて動くインペラ・ブレードの先端から生じるキャビテーションの問題を生み出した。
【００１０】
別の大きな課題は、周囲の水生生物、礁等、海洋植物群、魚の大群などに損傷を与えることなく、水流からエネルギーを得ることに関連した環境問題であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、重要であるが、当業界に現在存在する課題を克服し、かなりの量の電力を発生させ、それを安全で信頼でき環境に優しいやり方で継電ステーションに適合するように移す水流発電システム及び付随するサブシステムについて現在まだ満たされていない必要が存在する。安全で効率的な現場レベルの構成、信頼できると共に繰り返すことができる係留システム、並びにそのようなシステムを設置及び保全する方法並びに手段も必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実例の実施例では、水流発電システムは、１つ又は複数の水中浮遊チャンバと、前記１つ又は複数の水中浮遊チャンバに連通して配置された１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数のインペラと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通して配置された１つ又は複数の本体フレーム部材と、前記１つ又は複数の本体フレーム部材に連通して配置された１つ又は複数のインペラ回転手段とを備える。
【００１３】
別の実例の実施例については、前記水流発電システムは、水体内で少なくとも一部水中に入れられ、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニット及び前記１つ又は複数のインペラは、前記水流発電システムの保守中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の波面の上且つ前記水の前記波面にほぼ平行に回転させられるように前記１つ又は複数のインペラ回転手段により回転させられる水流発電システムを含む。
【００１４】
別の実例の実施例については、前記水流発電システムは、水体内で少なくとも一部水中に入れられ、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニット及び前記１つ又は複数のインペラは、前記水流発電システムの輸送又は移転中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の波面の上且つ前記水の前記波面にほぼ平行に回転させられるように前記１つ又は複数のインペラ回転手段により回転させられる水流発電システムを含む。
【００１５】
別の実例の実施例については、前記水流発電システムは、前記水体の床面と前記水の前記波面との間の水体内で水中に入れられ、前記１つ又は複数のインペラ回転手段は、発電運転中に前記１つ又は複数のインペラが前記水の前記波面にほぼ直角に向けられるように配置される水流発電システムを含む。
【００１６】
別の実例の実施例については、前記１つ又は複数のインペラ回転手段は、１つ又は複数の回転可能なシャフトをさらに備える水流発電システムを含む。
【００１７】
別の実例の実施例については、１つ又は複数のインペラ回転手段は、１つ又は複数のロック機構をさらに備える水流発電システムを含む。
【００１８】
別の実例の実施例については、前記水流発電システムは、１つ又は複数の水中浮遊チャンバをさらに備え、前記水中浮遊チャンバの１つ又は複数は、１つ又は複数の浮力流体隔離チャンバをさらに備え、前記浮力流体隔離チャンバの１つ又は複数は、内部に配置された浮力流体と、浮力流体取込み弁と、浮力流体出口弁と、浮力流体制御手段とのうちの１つ又は複数をさらに備える水流発電システムを含む。
【００１９】
別の実例の実施例については、少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法であって、１つ又は複数のインペラに連通した１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを配置するステップと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通した１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップと、前記１つ又は複数のインペラが前記水から外へ持ち上げられるように前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを持ち上げるステップと、前記１つ又は複数のインペラが前記水の表面の上且つ前記水の前記表面にほぼ平行に配置されるように前記１つ又は複数の回転可能なフレームを回転させるステップとを含む方法を含む。
【００２０】
別の実例の実施例については、回転シャフトに連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法を含む。
【００２１】
別の実例の実施例については、ロッキング回転シャフトと連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法を含む。
【００２２】
別の実例の実施例については、前記回転させるステップは、空気圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法をさらに含む。
【００２３】
別の実例の実施例については、前記回転させるステップは、油圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを維持する方法を含む。
【００２４】
別の実例の実施例については、少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法であって、１つ又は複数のインペラに連通した１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを配置するステップと、前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットに連通した１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップと、前記１つ又は複数のインペラが前記水から外へ持ち上げられるように前記１つ又は複数の水中誘導型の発電ユニットを持ち上げるステップと、前記１つ又は複数のインペラが前記水の表面の上且つ前記水の前記表面にほぼ平行に配置されるように前記１つ又は複数の回転可能なフレームを回転させるステップとを含む方法を含む。
【００２５】
別の実例の実施例については、回転シャフトに連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法を含む。
【００２６】
別の実例の実施例については、ロッキング回転シャフトと連通した前記１つ又は複数の回転可能なフレームを配置するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法を含む。
【００２７】
別の実例の実施例については、前記回転させるステップは、空気圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法を含む。
【００２８】
別の実例の実施例については、前記回転させるステップは、油圧回転制御手段に連通して配置された論理制御システムを用いて前記回転を制御するステップをさらに含む少なくとも一部水中の水流発電システムを輸送する方法を含む。
【００２９】
本明細書に開示された各実施例は、添付図面を参照することによってより良く理解され、多数の目的、特徴、及び利点が当業者に明らかにされよう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実例の実施例による水流電力エネルギー発生システムの側面図である。
【図２】本発明の第２の実例の実施例による水流電力エネルギー発生システムの正面図である。
【図３】本発明の第３の実施例による複数の迷路型隔離チャンバを有するバラスト管の平面図である。
【図４Ａ】本発明の第４の実例の実施例による水流電力エネルギー発生システムの上面図である。
【図４Ｂ】関連したテザー固定システムをさらに備える図４Ａに示した実例の実施例の上面図である。
【図５】水中又は水上発電システムに関連して使用するのに適した実例のインペラ・システムの実施例の正面図である。
【図６】システムの詳細な部分がさらなる斜視図のために隔離されている、図５に示した実例のインペラ・システムの実施例の斜視図である。
【図７】図５及び図６に示した実例のインペラ・システムの実施例の一部の分離図である。
【図８】ドラッグ取り付けされたインペラ・アレイをさらに備える実例の水流発電システムの側面図である。
【図９】ドラッグ取り付けされたアレイにおけるオフセット回転力を助ける偶数のインペラを備えた、図８に示した実例の水流発電システムの背面図である。
【図１０】複数のリンクされた発電システムを含む実例の水流発電ファームの概略図である。
【図１１】浮遊スキッド又はスパーが使用されてない恒久的につながれた水流発電システムの概略図である。
【図１２】複数の発電機ポッドと、運転位置に配置された複数の関連したインペラとを備えた実例の４ユニット・フリップ設計発電システムの側面図である。
【図１３】発電に適した運転位置に配置された複数のインペラを備える実例の４ユニット・フリップ設計発電の正面図である。
【図１４】複数の発電機ポッドと、設置又は保守に適したフリップ位置に配置された複数の関連したインペラとを備えた実例の４ユニット・フリップ設計発電システムの側面図である。
【図１５】インペラが設置又は保守に適したフリップ位置に配置されている、４ユニット・フリップ設計発電を備えた図１４の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の説明は、本発明の主題事項の多数の例示的な利点を具体化し容易にするいくつかの例示的なシステム設計及びしたがって使用する方法を含む。しかし、本明細書に記載の様々な実施例は、それらの間に関連した特定の技術的詳細のうちの１つ又は複数がなくても実施することを可能にすることができることが当業者により理解されよう。他の例では、良く知られている海中の発電設備、プロトコル、構造、及び技法は、本発明の混乱を避けるために説明又は図示されていない。
【００３２】
図１は、水流発電システム１０１の第１の実例の実施例を示す。その最も簡単な形態では、システムは、浮遊管１０２と、バラスト管１０３と、シャフト駆動されるインペラ１０５を装備した誘導型の発電ユニット１０４との１つ又は複数を備える。
【００３３】
図１は、単一の浮遊管１０２、バラスト・ユニット１０３、及び発電機構成要素１０４だけを示すが、複数のいずれか又は全部のそのような構造を含むより大きいシステムも考えられる。いずれにしても、当業者は、個々の要素を有する限られたシステムの即座の説明は、例示に過ぎず、本明細書中に開示した要素のいずれかの複数の部材に対して主題の範囲を限定することは意図されていないことが理解されよう。
【００３４】
一実例の実施例では、発電ユニット１０４（例えば、誘導型の発電ユニット）は、交流（ＡＣ：ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｃｕｒｒｅｎｔ）又は直流（ＤＣ：ｄｉｒｅｃｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）として変換した状態で又は変換せずに、関連した継電ステーション又は沖合から近隣の送電網などへ電力を移すのを容易にする他の手段へ出力することができる電力を生成する。
【００３５】
一般に、非同期式の誘導型発電機は、他のタイプの同期式の発電機又は直流（ＤＣ）発電機よりも機械的及び電気的にシンプルである。例えば、誘導電動機は、磁場のエネルギーが固定子から来るとき、又は回転子が磁場を生じる久磁石を有し、それによりネガティブ・スリップを与えるときに、出力発電機に転換する。それらは、通常、ブラシも整流子も必要とせず、よりしっかりし長持ちする傾向もある。多くの場合には、何ら内部変更なしで普通のＡＣ非同期電動機が発電機として使用され得る。
【００３６】
通常の電動機の運転では、電動機の固定子磁束の回転は、電源周波数（典型的には、約５０ヘルツ又は約６０ヘルツ）により設定され、回転子の回転よりも速い。これにより、固定子磁束に回転子電流を誘導させ、これは、固定子とは反対の磁気極性を有する回転子磁束を作り出す。このようにして、回転子は、スリップに等しい値で固定子磁束の後について引きずられる。
【００３７】
三相非同期（例えば、かご巻き型）誘導機は、その同期速度よりも遅く動作するときに、電動機として機能し、しかし、同じ装置は、その同期速度よりも速く動作するときに、誘導発電機として機能する。
【００３８】
発電機の運転では、何らかの原動機（例えば、タービン、エンジン、インペラ駆動シャフトなど）が、同期速度より上で回転子を駆動させる。固定子磁束は、回転子に電流をなお誘導するが、今、反対の回転子磁束が、固定子コイルを横切っているので、有効電流が、固定子コイルに作り出され、したがって、ここで電動機は、近隣の配電網に向けて電力を送り戻すことができる発電機として動作している。
【００３９】
したがって、いくつかの実施例では、誘導発電機は、内部シャフトが同期周波数より速く回転するときはいつでも交流電力を作り出すために使用される。様々な実施例では、シャフトの回転は、比較的速く流れる水流の中に配置された関連したインペラ１０５によって達成されるが、シャフトの回転に関する他の方法及び手段を考え、同様の効果に適用することもできる。
【００４０】
それらは回転子に永久磁石を有さないので、誘導発電機の制限の１つは、それらが自励式でないことであり、したがって、それらは、初期回転磁束を作り出すために、（水の中又は関連した海底の真下をへそ状に延びているものを用いてグリッドから容易に得ることができる）外部の電力供給を使用する、又は電圧が下げられたスタータによって「ソフトに開始」される。
【００４１】
いくつかの実施例では、電圧が下げられたスタータは、関連する送電網が何らかの理由、例えば、ハリケーン又は他の自然災害により引き起こされた損害の結果として機能を停止させられた場合に、適切な動作周波数の素早い決定、及び無通電再起動の許可などのシステムに利点を与える。
【００４２】
システムから得られた電力は、少なくとも場合によっては、近隣の送電網システムを埋め合わせるために使用されそうであり、したがって、グリッドの動作周波数は、大部分において発電システムのための動作周波数を指令する。例えば、大規模送電網システムの大部分は、現在、５０ヘルツから６０ヘルツの間の公称動作周波数を用いる。
【００４３】
大型水上発電システムについての別の重要な考慮事項は、周囲の流速に関わらず連続的な動的ポジションを可能にするよくバランスのとれた浮揚の平衡の確立である、
【００４４】
周囲の流速が許容できる動作速度の所定の範囲内にとどまると仮定するとしても、系の平衡は、特に強力なハリケーンなどによりなお危険に曝され得、しかし、典型的な波の力のラインのよく下、すなわち、約３０．４８ｍ（約１００フィート）〜約４５．７２ｍ（約１５０フィート）の深さなどのシステムの割り付けは、そのような外乱を大きく減少させる。重力ｋｉｐｓ、浮遊ｋｉｐｓ、ドラッグｋｉｐｓ、及び保持ｋｉｐｓの様々なオフセット力は、連続的な水流エネルギー発生システムの安定性全体にやはり寄与する。
【００４５】
図１に示した浮遊管１０２は、前述の誘導発電機を格納する少なくとも１つの端部キャップ・ユニット１０４に機械的に連通して配置された円筒形本体部分を備える。発電機及び関連した端部キャップ・ハウジングは、駆動シャフト、いくつかの実施例では、インペラ１０５のための関連した遊星歯車装置を収容する。
【００４６】
いくつかの実施例では、浮遊管１０２は、立方体又は六角形の形状を有するが、本発明の有効な実施は、他の幾何学的形状も認める。実例の実施例では、浮遊管１０２は、適切な円筒形であり、気体（例えば、空気又は別の安全な浮力気体）で加圧され、それによりシステムが留められたテザー１０６により保持されているときに、海流エネルギー発生システムのために合わせられた力が主要な持ち上げ力を構成する。
【００４７】
したがって、このシステムは、発電機をオフにすることにより保守又は検査のために水面まで持ち上げることができ、それによりシステム上の抵抗を減少させ、これによりこのシステムが水面に向けていくらか上昇することを可能にする。（１つ又は複数の）浮遊管を開放すること及び／又は（１つ又は複数の）バラスト管から流体を排出することにより、ユニットは、保守又は検査を実行することができるように安全且つ確実に水面へ浮かされることができる。
【００４８】
本システムを移動させる方法によれば、テザー１０６は、解除されることもでき、その結果、フローティング構造は、引っ張られる又は他の方法で陸地又は別の運転の場所に向けて動力で動かされることができる。
【００４９】
図２に示した実例の実施例は、複数の対応する誘導発電機ユニット（図示せず）のシャフト部材と機械的に連通して配置された複数の比較的大型のゆっくり動くインペラ２０２を装備した実例の発電システム２０１の正面図である。図４Ａに示した実例の細部に見られるように、発電機ユニットは、浮遊管４０２及び４０３内に格納された端部キャップ・ユニット４０５内に及び浮遊管４０２と浮遊管４０３の間に配置された構造の格子型本体部４０４の範囲にわたって配置される。
【００５０】
次に図３へ進むと、図１中に符号１０３として前に示したバラスト管の内部の例示の平面図が与えられ、様々な気体及び液体の分離及び混合が、浮揚管１０２単独によって得ることができるよりもシステムに存在するバランス及び浮揚力のより細かな制御を可能にするために使用できるように複数の迷路型隔離チャンバ３０３及び３０４が結合される。
【００５１】
示した実施例に見られるように、内側バラスト・システム３０１は、バラスト管内に形成することができ、過圧逆止弁と流体連通して配置された空気制御源３０２、及び第１の隔離チャンバ３０３を備えている。
【００５２】
他の実施例では、第１の隔離チャンバ３０３は、チャンバの上部分に存在する乾燥気体（例えば、周囲の外側水圧に等しい圧力を有する空気）と、チャンバの下部分に存在するキャリア流体（例えば、隔離チャンバの外側から引き込んだ海水）との両方を収容する。
【００５３】
さらなる実施例では、第１の隔離チャンバ３０３は、空気を構造の他の気体に満たされた区画へ分配する二次空気供給ライン３０５も備える。さらに、図示した実施例に示されるように、ライン３１０は、気体と流体の混合物が第１の隔離チャンバ３０３から第２の隔離チャンバ３０４へ、及び第２の隔離チャンバ３０４から最後の隔離チャンバ３０６へ流れるように設けられる。この実施例では、第２の隔離チャンバ３０４は、空気を収容する上部分と、水などを収容する下部分とを備え、これらは、分離手段、例えば、隔離シリンダ３１１により分離されている。他の実施例では、隔離シリンダ３１１は、空気と海水の間のより良い隔離を確実にするためにバリア流体を浮かせる海水を収容する。
【００５４】
いっそうさらなる実施例では、第１の隔離チャンバ３０３及び第２の隔離チャンバ３０４のいずれか（又は両方）は、システムの特定の空所の中に流体又は空気が存在しているか判定する計器（例えば、圧力センサ、差圧センサ等）を装備している。なおさらなる実施例ではそのようなセンサは、バランス及び推力関連の測定の検出及び制御を助けるために使用される論理制御システム（図示せず）の中に入力される。
【００５５】
水又は他の液体が下部分に留まっていることを確実にしつつ、チャンバの上部分においてシステムを通じて空気を前進させる過程は、所望のバランス及び制御特性が得られるまで続けられる。したがって、いくつかの実施例では、最後の隔離チャンバ３０６などが設けられ、これは、示した実施例では、空気をシステムから外へ出す、及びいくつかの実施例では、水をシステムの中に入れさせるために使用されている空気出口弁３０９を備える。
【００５６】
いくつかの実施例では、内圧がとても大きくなってシステム制御の完全性を維持するために圧力の逃しが必要とされる場合に、圧力安全弁３０７が用意されており、他のものでは、海の生物が誤って入ることを防ぐためのスクリーンを装着した開放水流弁３０８が、最後の隔離チャンバ３０６の下部分に配置されている。
【００５７】
バリア流体などは、空気と水の間の相互作用を減少させるために使用することができ、このシステムが海水の上に浮いているフロート制御部を装着したときに、バリア流体は、海水の全部が追い出された後でも保持することができる。いくつかの実施例では、タンク内に貯留された水がチャンバ内で素早く移動しないことを確実にするために、より優れた安定性が、一連のバッフルを用いてタンク内で実現されている（さもなければ、これによりバランス及び制御を乱す傾向となる）。また、いくつかの実施例では、可能性のあるユニットの傾斜に対処するために、複数のタンク及び区分けが用いられ、それにより、水及び気体は、重量配分及びシステムの平衡が維持されるまで適切に進路が変えられる。
【００５８】
図４Ａは、第１の浮遊管４０２及び第２の浮遊管４０３と、それらの間に配置された接続用の格子状本体部４０４と、端部キャップ・ユニット４０５、４０６に配置されると共に浮揚管４０２、４０３、及び他の本体部の周りに戦略的に配置された複数の誘導発電機と、発電機に機械的に連通して配置された複数の前インペラ４０８及び後インペラ４０７と、浮遊管４０２、４０３に機械的に連通して配置された複数のテザー部材４０９とを備えた開示したシステム４０１の実施例の上面図を示す。
【００５９】
図４Ｂに示した実例の実施例では、テザー部材４０９は、知られたやり方で固定部材４１１に固定される単一の固定用テザー４１０を形成するように結合される。
【００６０】
様々な実施例では、固定用テザー４１０は、システムを可変に保持及び解除する手段をさらに備える。様々な他の実施例では、固定用テザー４１０は、テザー末端デバイス（図示せず）を装備した固定部材４１１で末端を成す。固定部材４１１は、速い動きの流れにより引き起こされる土壌侵食による岩場の海底を有する位置で通常見出される速い動きの流れの中で固定ポジションを維持するのに適した任意のタイプの既知のアンカ（例えば、デッドウェイト・アンカ、サクション・アンカなど）を備える。
【００６１】
さらに他の実施例では、ステーションのこの部分は、水上船若しくは別の海流エネルギー発生装置、又はフローティング動的ポジショニング・ブイなどの別の中央係留位置に固定用テザー４１０を取り付けることによって固定することができる。
【００６２】
次に、上述の実例のインペラ・システムの実施例に進むと、図５〜図７は、本明細書中に開示した水流発電システムと共に使用するのに適したインペラ・システムのいくつかの特定のであるが非限定の実例の実施例を示す。
【００６３】
しかし、当業者は、本明細書中に開示した例示のインペラ・システムは、誘導型発電機により駆動される水流発電システムに関連して説明されたが、例示のインペラ・システムは、本明細書中に教示された同じ利点の多くを実現する他のタイプの水中又は水上発電システムに関連して使用することもできることを理解されよう。
【００６４】
図５は、例えば、水中又は水上発電システムに関連して使用するのに適した実例のインペラ・システムの実施例の正面図である。
【００６５】
示したように、インペラ５０１は、複数の交互のフィン・セットと、取り囲んでいるリングとを備え、これらは、以下、「フィン／リング」構成と呼ばれる。そのようなフィン／リング・インペラは、典型的には、誘導発電機により要求された動作周波数、周囲の水流の速度、環境的な考慮事項（例えば、インペラが魚又は他の水生生物が通過できる開口又は空隙を有するべきか）などに基づいて、特定の用途ごとの仕様に対して設計され、改善された効率は、直径、周囲の長さ、フィンの湾曲、及び割り当ての偏心、材料選択などに合わせることにより実現される。
【００６６】
同様に、インペラの近隣のセットは、インペラの正面に渦又はデッド・ゾーンを作り出すために、反対方向に（図２に代表的に示されるように、例えば、時計回り、又は反時計回りに）回転することができ、これにより海洋生物を追い払い又は他の方法で保護し、インペラの回転効率を強化するなどできる。
【００６７】
誘導型発電機により駆動される水流発電システムに関連して使用されるとき、インペラは動作発電機周波数を作り出すことができる速度で関連した発電機シャフトを回転させることができることが望ましい。
【００６８】
しかし、いくつかの実施例では、このシステムは、全体として、局所の海洋生物との相互作用に対して受動的な（又はほぼそれの）ままであり、最適な性能結果は、環境的にニュートラルな動作環境をなお維持しつつ、システムが必要な電力出力を発生させるときに実現される。
【００６９】
この実施例では、装置の中心から始めると、インペラ５０１は、ハブ又はシャフト部分５０２の周りに配置され、（例えば、さびに対して耐性のあるカプセル化された留め具、１つのインペラ本体又は複数の部品のインペラ本体をシャフトに溶接し単一の一体成形の全体にするなどの機械的固定により）この両者がインペラ５０１をしっかりと保持し、回転するインペラの角運動量に比例する回転トルクを発電機に送り届けるためのシャフトへ及ぼすことが分かる。
【００７０】
いくつかの実施例では、ハブ又はシャフト部分５０２は、フィン／リング・インペラとシャフトの機械的接続を改善すると共に、インペラのオーバーハンギングを防ぐ（さもなければシャフトを変形させる又は応力を加える傾向がある）ように設計された浮遊手段をさらに備える。固定手段のように、このタスクに適切な駆動シャフトは、レコードの技術の中に現在存在し得ると共に、インペラの回転トルクを発電機シャフトへ効率的に伝えることが必要とされるので、例えば、一連の歯車及び／又はクラッチ、ブレーキ・システムなどを備えることができる。
【００７１】
ボルト及びワッシャの組立体等などの特定だが非限定の一実施例では、保持用留め具は駆動シャフトの端部から取り除かれ、フィン／リング・インペラ構造は露出したシャフトの上で滑らされ、次いで留め具は再配置され、それによりフィン／リング構造をシャフトへ機械的に固定する。さらなる実施例では、図６の特徴６０１に代表的に示されるように、次いで、留め具は浮力水密カバー等により覆われる。
【００７２】
他の実施例では、中央ハブは、堅い耐久性のあるシャフトと機械的に連通する接続点を備え、これは、モジュール式組立体として構造的に一体化したやり方で設置され、又は取り除かれ及び再配置することができ、インペラは、水の中にいる間に容易に整備及び保全を受けることができる。
【００７３】
他の実施例では、このシステムは、シャフト及びインペラの組立体のオーバーハンギング荷重に耐えるために浮遊手段をさらに備える。例えば、液胞若しくは他の軽い流体の化学物質は、又は圧縮された空気さえも、インペラ・ハブの端部の上に嵌まるノーズ・コーンに荷重がかかり得、その結果、インペラは、浮力ノーズ・コーンの背後の駆動シャフト周りに自由に回転し、それにより組立体の重量を持ち上げ、それにより重いオーバーハンギング荷重が避けられる。
【００７４】
同様に、インペラ（例えば、水流の力のほとんどを吸収する水中システム中の前インペラ）は、フィン／リング構造に対して累積する流体圧力に起因する抵抗に打ち勝つようにドラッグ取り付けすることができる。他の実施例では、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、インペラ４０８はフロント取り付けされ、後インペラ４０７はドラッグ取り付けされる。
【００７５】
どのようにインペラがシャフトに固定されるのか、並びにインペラがドラッグ取り付けされ及び／又は浮遊部材により支持されるかどうかに関わらず、本明細書に示したフィン／リング設計の実例の実施例は、システム内の実施に適した他の関連した実施例の多数にわたってほぼ同様である。
【００７６】
例えば、図５に示した実施例では、ハブ・アタッチメント組立体５０２は、第１のリング部材５０３により同心で囲まれ、それを越えて（すなわち、ハブ組立体からさらに外に）第２のリング部材５０６がある。第１のリング部材５０３と第２のリング部材５０６の間には、複数のフィン部材５０４が配置され、それらのそれぞれは、隙間５０５により隔てられている。
【００７７】
様々な実施例では、フィン部材５０４間の隙間空間は、応用により変化するが、一般的な事項として、フィン間の隙間は、（典型的には隙間が最小である）最も内側リングから（隙間空間が最大である）最も外側のリングへ大きさが増大する。
【００７８】
他の構成は、外側リング上よりも内側リング上で同様の大きさの隙間又はより大きい隙間を許すが、リングのあり得る表面積の全体の大部分が隙間ではなくフィンにより利用されているほとんど固体の内側リングの表面の利点は、この構造が流体圧力を構造の中心から最も外側のリングへ向け、装置の周囲を越えるように離れさせる傾向があることである。
【００７９】
この手法は、インペラがより容易に回転するのを助け、小さい海洋生物などをシステムの外側に向けて出すことにより、環境への懸念に対処し、それによりそれらは、インペラ構造を全く避けることができ、又は他には、外側リング中のゆっくり移動するより大きい隙間の１つを通過する。
【００８０】
ドラッグ及び損失なしで、構造に対しての抵抗は減少させられ、より大きい回転トルクが駆動シャフトへ伝達されるので、インペラは、とてもゆっくり回転することもでき（満足のいく現場の結果を生じさせる一実例の実施例では、インペラは、たった８ＲＰＭの速度で回転する）、海洋生物が、構造を避けることができ、環境的な中立及び安全性を強化することをさらに確実にする。この遅い回転速度は、デブリ又は近くを浮いている水中の物体に接触した場合、このシステムをより丈夫で耐久性があり、損傷に苦しむ可能性が低いものにもさせる。
【００８１】
次いで、さらなるほぼ円形リング５０９内に配置されたフィン５０７及び隙間５０８の連続した同心のリングが、構造に加えられ、それにより、所望の円周が実現されるまでフィン及び隙間５１０〜５１２の追加の同心のリングを作り出す。実例の実施例では、最も外側のリングの隙間空間５１４は、システムにおける最大の隙間空間であり、フィン５１３をシステムの最大の程度まで分離する。
【００８２】
水圧及び流体圧力ができるだけ装置から離れるようにされる間に、間違って外側リング５１５を打つ海洋生物がゆっくり動く構造に対してかすめる打撃だけに遭遇するので、最後のリング部材５１５は、インペラ・システムの外周を取り囲み、さらなる環境保護をやはりもたらす。
【００８３】
（ハブ・アタッチメント部が防水キャップ６０１などで覆われているが、図５の実例の実施例を概して示す）図６の枠で囲まれた領域６０３に見られるように、フィン・リング組立体の平面に対して測定されたフィン６０２のピッチは変えられる。
【００８４】
例えば、フィンは、組立体内のそれらのポジションが中央ハブを囲む第１のリングから最も外側のリングに向かって進められるときに、より大きい偏心で配置され得る。内リング内でよりフラットなピッチで及び外側リングにおいて（すなわち、組立体の平面により直交する平面内で）より偏心してフィン６０２を配置することは、インペラの周りの水の流れをフラット且つ滑らかにする傾向があり、それにより（システムの振動を最小にする）より優れた流体流れ特性を実現し、インペラ構造に対してより少ない抵抗を作り出し、より大きい周囲の遠心の流体力を与えて、海洋生物がインペラ・システムの中心を避けることを確実にする。
【００８５】
他方で、ハブに最も近いフィンが、全体として、インペラの平面に対して測定された最大の偏心を有するように配置されたフィン・アレイを有し、次いでフィンが（例えば、ボート又は潜水艦のインペラで典型的であるように）インペラ・システムの外側に向かって配置されるにつれて平らになるインペラは、振動減少、高調波、及び全体のシステムの性能の観点で最良の結果をもたらすこともできる。
【００８６】
（図６中の枠で囲まれた領域６０３を表す）図７に示した実例の実施例７０１では、一連の湾曲したフィン７０２、７０４、７０６、７０８は、大きさが増加する隙間７０３、７０５、７０７、７０９の間に配置される（最小の同心のリングが始まる中央アタッチメント・ハブは、図の上部を越えて、例えば、フィン７０２及び隙間７０３の上で位置することを留意されたい）。
【００８７】
示した実施例では、フィン７０２、７０４、７０６、７０８は、それらがハブからますます遠くに設置されるにつれて、より大きい偏心でやはり配置され、その結果、組立体の平面に対して測定されたフィン７０８の割り付け角度は、中央アタッチメント・ハブの近くに配置されたフィン７０２、７０４、７０６の割り付け角度より大きくなる。
【００８８】
図８に示された実例の実施例では、テザー式の水中に入れられた水流発電システム８０１が提供され、インペラ８０２、８０３の各々がドラッグ取り付けされ、それによりフロント取り付けされたアレイからの電力干渉が避けられ、より良いシステム安定性及び電力効率が実現される。見られるように、この特定の構成は、１つ又は複数のインペラが上側のドラッグ取り付けされたポジション及び下側のドラッグ取り付けされたポジションの両方に配置されることを許すが、より多く又はより少ない数のレベルでの複数のインペラ・アレイの割り付けも可能である。
【００８９】
図８に示した代替実施例の実質的に背面図である図９では、特定だが非限定の一実施例は、合計１０個のインペラを有するインペラ・アレイを備え、６つのインペラ９０２は下側のドラッグ取り付けされたポジションに配置され、４つのインペラ９０１は上側のドラッグ取り付けされたポジションに配置され、上側のポジションのアレイは、２つのインペラが発電システムの両側にある状態でさらに分配されていることが分かる。
【００９０】
この特定の実施例は、有利な発電特性を許し、一方、振動を最小にすると共に等しく同等の力を持ったペアのインペラが反対の回転方向に動くことを可能にすることにより関連するシステム構造を安定化する。
【００９１】
そのような構成は、発電システムのいくつかの実施例にとって最適であるが、事実上無限の個数の他のアレイ及び割り付け構成は、所与の運転環境において効率的と考えられるときに、代わりに用いることができる。
【００９２】
実際問題として、フィン／リング・インペラ構造全体の組成は、一般的になる可能性があり、例えば、耐久性のあるコーティングされた又はさびに対して強い軽金属から全部作製される。しかし、フィンとリングの間の異なる材料組成も可能であり、金属複合材、堅い炭素符号材、セラミックス等などの他の材料は、本開示の範囲から逸脱することなく可能である。
【００９３】
図１０に示されるように、ある範囲内にいくつかの発電構造が必要とされているときに、電力システムは、効率のために連結することができ、電力及び制御の接続は、設置されたユニットの近くに確立された制御サブステーションなどの中心の位置に戻るようにリンクされる。このユニットの連結は、いくつかの実施例では海洋底で行われ、他の実施例では、中深海フローティング構造で（又はその近くで）行われる。
【００９４】
いくつかの実施例では、制御サブステーションは、スパーのようなフローティング表面構造に装着され、又は他の実施例では、それは、ことによるとブイ・システムを用いた水中の制御サブステーションであり、これは、保守のために水面に浮かされることも、海洋底に固定されることさえもできる。
【００９５】
深海では、海洋底の一般的な接続据え付けは、より多くの電力ケーブルと、追加の制御システムとを必要とし、これは、システムのコスト及び複雑さを増大させ、海面での流れのより近くで構成された設備より維持が大変である。
【００９６】
いくつかの実例の実施例では、発電ユニットに関連した浮遊スキッドと同様の要素を用いて構成された中深海フローティング構造は、一般的な電力収集位置をもたらし、一方、水面を貫く恒久的な構造を何ら残さない。この構成は、海洋底まで延びた長い電力ライン及び制御ラインの使用を少なくし、この範囲内で船に十分な喫水を残す。
【００９７】
第３のタイプの一般的な収集位置は、海洋底に係留される構造を含み、発生ユニットの近くで海面に浮く。この手法は、多くのタイプの異なる構造を含むことができる。いくつかの実施例では、（図１０に示されるように）スパーは、その減じられた風及び波のプロファイルのために、天気事象及びハリケーン中の設計及び安定性のために利用される。
【００９８】
電力連結ステーションは、より高い送電電圧への変換を可能にし、それにより陸地で接続された電力送電網への優れた適応性のある電力送電能力を実現する。より高い送電電圧を可能にすることによって陸地から遠く離れて位置する設備に良好な電力伝送の結果も与える。最終的な電力伝送は、連結ステーション又は海洋底の泥マットに据え付けられた１つ又は複数の電力変圧器において行うことができる。
【００９９】
他の変数に応じて、いくつかの実施例では、陸地ベースの同期装置（大型同期電動機、又は大型可変速度電子ドライバ等など）を使用して、オフショア海流発生がオンショア発生グリッドよりかなり大きいときに送電網を安定化する。
【０１００】
かなりの長さが海に出ている場合、いくつかの実施例によれば、ＤＣ高電圧電力伝送の接続は、連結構造から浜までずっと戻って延びる。個々の発生ユニットに必要なＡＣ電力は、誘導発電機に電力を供給するためにＤＣ電圧から三相ＡＣまで発生する。岸にて又は岸の近くで、ＤＣは、従来のＤＣ電力相互接続と同様に、送電網又はスマート・グリッドに接続される。
【０１０１】
図１１に示された実例の実施例では、より深い海洋位置において、スパー（ＳＰＡＲ）は、浮遊スキッドにより支持される必要がなく、したがって、複数の個々の発電ユニットを計量可能に接続及び切断するのに役立つ連結機構として働くことができる。示したように、スパーが水中の約６０．９６〜１５２．４ｍ（約２００〜５００フィート）は、太いポリのロープなどの強力な固定係留手段を用いて海洋底に恒久的につながれる。いくつかの実施例では、ポリのロープはまず一方向に巻かれ、次いで反対方向に第２のロープが巻かれて覆われ、結果として、とても強力でねじれ及びもつれに対して強い、組み合わされて交互に巻かれたラインになる。
【０１０２】
鋼鉄製ケーブリングの重量は、実例の実施例による連結機構の浮遊に関しての設計の態様に影響を及ぼすことを認識すると、中心部内で電力ケーブルが取り囲まれている撚り合わされた鋼鉄製ケーブルの係留ラインは、それと一体になっている。
【０１０３】
実例の実施例では、別個の電力ケーブルは、スパーから海底の底に据え付けられた変圧器又はトランスミッション箱まで延び、次いでその最終目的地に向かって海底の真下に延びる。
【０１０４】
さらに別の手法は、ポリのロープ又は他の係留ラインの内部の空隙を通じて電力ケーブルを延ばすことであり、それによりスパーから延びる唯一の単一のラインだけが存在し、電力ケーブルは、係留ラインによる損傷から保護される。
【０１０５】
次に、より堅固な単一ステーション型の誘導発電システム（例えば、１２．１９ｍ（４０フィート）以上のインペラを利用する実施例）に進むと、図１２は、複数のフロント取り付けされた誘導発電機ポッド１２０１、１２０２が対応する複数のフレーム１２０３、１２０４に配置されている実例の４ユニット・フリップ設計発電システム１２００の側面図である。示した実施例では、誘導発電機ポッド１２０１、１２０２は、接続部材１２０８を用いて浮遊チャンバ１２０７に機械的に連通して配置される。さらなる実施例によれば、インペラ１２０５、１２０６は、誘導発電機ポッド１２０１、１２０２に連通して配置され、図１２に示されるように、「フリップ・ダウン」発電モードにある。
【０１０６】
いくつかの実施例では、インペラ１２０５、１２０６は、関連したジェネレーション・ユニット１２０１、１２０２と共に、回転手段１２１０に機械的に連通して配置される。いくつかの実施例によれば、回転手段１２１０は、回転可能なシャフト等であり、保守、修理、及び／又は装着のためにジェネレーション・ポッド１２０１、１２０２及びインペラ１２０５、１２０６への安全で効率的なアクセスのために、インペラ１２０５、１２０６を「フリップ・アップ」するために、回転手段１２１０は、機構的に、又は（例えば、空気圧又は油圧制御システムなどの）制御システムに連通して配置された論理制御システムを用いて回転させられる。いくつかの実施例では、浮遊チャンバ１２０７に連通して配置されたバラスト・システムを用いて、保守及び修理のためにジェネレーション・ポッド１２０１、１２０２及びインペラ１２０５、１２０６への安全で効率的なアクセスのために、構造が水面へ浮かされる。
【０１０７】
さらなる実施例では、回転手段１２１０は、システムが電力発生のために適切な位置に配置されると、水流を用いて電力を発生させるために、インペラ１２０５、１２０６及び関連したジェネレーション・ポッド１２０１、１２０２を「フリップ・ダウン」するために、機械的に、又は空気圧又は油圧制御システムに連通して配置された論理制御システムを用いて回転させられる。
【０１０８】
図１３は、発電モードの間に垂直平面に配置されると共に、安定性のためにＹタイプの係留ライン１２１１に取り付けられたインペラ１２０５、１２０６を示す実例の４ユニット・フリップ設計発電及びインペラ・システム１２００の正面図を示す。いくつかの実施例（図示せず）では、より多くのインペラがシステムに加えられるとき、おもり付きのスプレッダ・バー又は他の安定化装置が、改善された制御及び安定性の特性を促進するために使用される。
【０１０９】
図１４では、実例の４ユニット・フリップ設計発電及びインペラ・システム１２００が、落ち着いた状態で示されており、ここでは輸送、設置、及び保守に役立つ「フリップ・アップ」構成で示されている。一実施例では、発電機ポッド１２０１、１２０２は、フレームに取り付けられ、それらがフレーム１２０３、１２０４に連通して配置されたシャフト１２１０を中心にして約９０°以上回転できるようになっている。同様の代替実施例を実施する当業者に思いつくように、この回転は、いくつかの実施例では手動で達成され、又は空気圧回転手段若しくは油圧回転手段などの関連した回転手段を用いてシャフトを中心にしてポッドを回転させる論理制御システムを用いて達成される。
【０１１０】
図１５は、「フリップ・アップ」構成に配置された実例の４ユニット・フリップ設計発電及びインペラ・システム１２００の上面図である。
【０１１１】
別の実施例では、バラストは、浮遊チャンバ１２０７内で操作され、そして、構造が現場へ送り届けられているときに、又はインペラ、発電機、歯車装置などの保守が望まれる又は必要であるときに、引くために、ジェネレーション・ポッド１２０１、１２０２及びインペラ１２０５、１２０６が上に向いている。ジェネレーション・ポッド及びインペラが、ほとんど又は完全に水面レベルの上にあるとき、インペラは、しっかり収容され、風又は水の抵抗等により、構造全体に最小の不安定性をもたらすに過ぎない。
【０１１２】
様々な実例の実施例によれば、装着中、フリップ設計は、スキッド・ビームが下側部材にある水面での平底船に似ている。装着位置で重い構造をピックアップするのを避けるために、このユニットは、その所望の位置へ浮かされ、又は、はしけから水に浮かべられる。移行において、フリップ設計が利用されない場合、水の抵抗に起因するドラッグが速く動く海流においてかなりあり得るので、インペラ１２０６は、深い船のような喫水を作り出す。フリップ設計が利用されない場合、上のインペラ１２０５は、ウインドセイルとして働くことができ、それが係留システムに固定されるまで、安定性及び動作の問題を引き起こす。
【０１１３】
スケジュールされた保守の間、いくつかの実施例では、システム１２００は、（図１４及び図１５の実例の描写に示されるように）フリップ・アップ構成を備え、様々な所定の気象条件の間に水面へ浮かされる。システムに行われた保守は、歯車オイルの変更、バラスト・システムに配設された空気の再供給、及び必要な計器の交換を含むが、これに限定されない。水面にあると、フリップ設計は、それらが保守のためによりアクセスできる水から外へインペラを配置する。いっそうさらなる実施例では、主要な整備については、ユニット全体が、係留システムから切り離され、岸又は近隣の整備船に浮かされる。
【０１１４】
電力を発生している間、いくつかの実施例では、４ユニット・フリップ設計発電システム１２００が、水面下約６０．９６ｍ（約２００フィート）と約１５２．４ｍ（約５００フィート）の間に位置し、任意の船の喫水の大部分及び表面光の下にシステムを維持する。この深さは、多くの好ましい種類の海洋動物相の大部分の下にあり、したがって、魚及び他の海洋生物は、システムから離れて、彼らの食糧源の近くに留まる傾向があり、これは、水面の近くの光に一般に関連している。
【０１１５】
現在実施中の典型的には概して水中のエネルギー生成に関連した装置（例えば、電力ステーションの運用のために使用される、補助電力供給源、光ファイバ制御及び通信システム、関連した遠隔操作車両、等）を含む本発明のさらに他の態様は、システムの展開、位置決め、制御、及び運転に用いるための周辺として確かに考えられるが、そのような他のシステム及びサブシステムは、当業者が当然想到するので、そのような事項の全部を大いに詳細に説明する必要はないと考えられる。
【０１１６】
いくつかの例示の実施例に関連して、本発明を上記詳細に図示及び説明してきたが、関連する分野内の当業者は、説明の小さな変化、並びに様々な他の修正、除外、及び付加は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなくなすこともできることが容易に理解されよう。
【符号の説明】
【０１１７】
１０１  水流発電システム
１０２  浮遊管、単一の浮遊管
１０３  バラスト管、バラスト・ユニット
１０４  誘導型の発電ユニット、発電ユニット、発電機構成要素、端部キャップ・ユニット
１０５  シャフト駆動されるインペラ、インペラ
１０６  留められたテザー、テザー
２０１  発電システム
２０２  比較的大型のゆっくり動くインペラ
３０１  内側バラスト・システム
３０２  空気制御源
３０３  迷路型隔離チャンバ、第１の隔離チャンバ
３０４  迷路型隔離チャンバ、第２の隔離チャンバ
３０５  二次空気供給ライン
３０６  最後の隔離チャンバ
３０７  圧力安全弁
３０８  開放水流弁
３０９  空気出口弁
３１１  隔離シリンダ
４０１  開示したシステム
４０２  浮遊管、第１の浮遊管
４０３  浮遊管、第２の浮遊管
４０４  格子型本体部、格子状本体部
４０５  端部キャップ・ユニット
４０６  端部キャップ・ユニット
４０７  後インペラ
４０８  前インペラ、インペラ
４０９  テザー部材
４１０  単一の固定用テザー、固定用テザー
４１１  固定部材
５０１  インペラ
５０２  ハブ又はシャフト部分、ハブ・アタッチメント組立体
５０３  第１のリング部材
５０４  フィン部材
５０５  隙間
５０６  第２のリング部材
５０７  フィン
５０８  隙間
５０９  さらなるほぼ円形リング
５１０  フィン及び隙間
５１１  フィン及び隙間
５１２  フィン及び隙間
５１３  フィン
５１４  隙間空間
５１５  最後のリング部材、外側リング
６０１  防水キャップ
６０２  フィン
６０３  枠で囲まれた領域
７０２  湾曲したフィン、フィン
７０３  隙間
７０４  湾曲したフィン、フィン
７０５  隙間
７０６  湾曲したフィン、フィン
７０７  隙間
７０８  湾曲したフィン、フィン
７０９  隙間
８０１  テザー式の水中に入れられた水流発電システム
８０２  インペラ
８０３  インペラ
９０１  インペラ
９０２  インペラ
１２００  ４ユニット・フリップ設計発電システム、４ユニット・フリップ設計発電及びインペラ・システム
１２０１  発電機ポッド
１２０２  発電機ポッド
１２０３  フレーム
１２０４  フレーム
１２０５  インペラ
１２０６  インペラ
１２０７  浮遊チャンバ
１２０８  接続部材
１２１０  回転手段、シャフト
１２１１  Ｙタイプの係留ライン
【図１】
2016040466.tif 000003
【図２】
2016040466.tif 000004
【図３】
2016040466.tif 000005
【図４Ａ】
2016040466.tif 000006
【図４Ｂ】
2016040466.tif 000007
【図５】
2016040466.tif 000008
【図６】
2016040466.tif 000009
【図７】
2016040466.tif 000010
【図８】
2016040466.tif 000011
【図９】
2016040466.tif 000012
【図１０】
2016040466.tif 000013
【図１１】
2016040466.tif 000014
【図１２】
2016040466.tif 000015
【図１３】
2016040466.tif 000016
【図１４】
2016040466.tif 000017
【図１５】
2016040466.tif 000018