(57)【要約】      （修正有）【課題】フロート装置を備えた波エネルギー変換システムの固定上の安定性の増大、高波、嵐、津波及び台風に対する強度を持つ。【解決手段】潜水可能な電気海洋モータ９を使用することにより航行及び定位置残留可能とする。重量の９５％が水面下に存在する低い重心とする。さらに構造物の低位置ジャイロスコープ３を設ける。【選択図】図１
2017145751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海に浮遊して使用されるプラットフォームであって、
海面の下に存在する水面下潜水部分と、
前記海面の上に存在する水面上出現部分と、
前記海面を含みかつ前記水面下潜水部分と前記水面上出現部分とを連結する波力発電機構部分と
を含み、
前記水面下潜水部分は、
前記プラットフォームが水中で直立姿勢を維持するためのバラストと、
前記バラストの上に順次積層された複数のチャンバと
を含み、
前記波力発電機構部分は、前記海面に浮遊して前記水面下潜水部分と前記水面上出現部分との間のフロート支持柱に沿って移動する複数のフロートを含み、
前記水面上出現部分は、
前記複数のフロートが波に推進されて上下する運動を、連続する一方向の円運動に変換する変換器と、
前記連続する一方向の円運動によって電力を発生する発電機と
を収容する発電チャンバを含むプラットフォーム。
【請求項２】
前記バラストは、
重量が固定された固定バラストと、
海水の充填量を変化させることによって重量を変えることができる可変バラストと
を含む請求項１のプラットフォーム。
【請求項３】
前記可変バラストは、前記固定バラストによって底が画定される可変バラストチャンバとして構成される請求項２のプラットフォーム。
【請求項４】
前記可変バラストチャンバの天板によって底が画定され、かつ、ジャイロスコープとして機能する円板を収容するジャイロスコープチャンバが、前記可変バラストチャンバの上に積層される請求項３のプラットフォーム。
【請求項５】
前記ジャイロスコープチャンバの天板によって底が画定され、かつ、前記発電機から供給される電力によって動作する脱塩システムを収容する一以上の生産チャンバが、前記ジャイロスコープチャンバの上に積層される請求項４のプラットフォーム。
【請求項６】
前記水面下潜水部分及び前記水面上出現部分は、
一つの中心柱と、
前記中心柱のまわりに対称的に設けられた複数の構造柱と
によって接続される請求項１のプラットフォーム。
【請求項７】
前記水面下潜水部分及び前記水面上出現部分は円筒の形状に構成され、
前記複数の構造柱は、前記円筒の円周方向に互いに等間隔に設けられる請求項６のプラットフォーム。
【請求項８】
前記複数のフロートは、前記水面下潜水部分と前記発電チャンバとの間に設けられたフロート支持柱に沿って上下に動く請求項１のプラットフォーム。
【請求項９】
前記複数のフロートのそれぞれには前記フロート支持柱と平行に延びて前記変換器に接続されるラック棒が設けられ、
各フロートの上下動が前記ラック棒を介して前記変換器に入力される請求項８のプラットフォーム。
【請求項１０】
前記複数の構造柱はそれぞれ二重壁の構造を有し、
前記二重壁の２つの壁の間にはらせん階段が配置され、かつ、外側壁には前記チャンバへのアクセスを可能とする水密ドアが配置される請求項６のプラットフォーム。
【請求項１１】
前記複数の構造柱は４つ以上の構造柱である請求項６のプラットフォーム。
【請求項１２】
前記複数の構造柱のそれぞれには、構造柱の軸方向まわりに配向を３６０度変えられる推進モータが設けられる請求項６のプラットフォーム。
【請求項１３】
前記推進モータは、保守のために前記発電チャンバまで引き上げることができる請求項１２のプラットフォーム。
【請求項１４】
前記フロートは、アルミニウムを含む軽量の構造材から作られた中空体から構成される請求項１から１３のいずれか一項のプラットフォーム。
【請求項１５】
前記プラットフォームの重量の９５パーセント以上が前記海面の下に存在する請求項１から１４のいずれか一項のプラットフォーム。
【請求項１６】
潜水可能電力ケーブル及び水配管を、海底を含む転送接続箇所の相互接続器に接続するグリッド相互接続器をさらに含む請求項１のプラットフォーム。
【請求項１７】
前記プラットフォームが展開される国によって規定される国際水域での商業船舶運航用の船舶規則が要求するすべての安全機器をさらに含む請求項１のプラットフォーム。
【請求項１８】
前記生産チャンバはさらに、ミネラル水又は水素を生成するシステムを収容する請求項５のプラットフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラットフォームに関し、詳しくは、往復作動波力変換器を使用して電気、飲料水及び他の製品を生産するための、自己水平化、自己推進、自己安定化、自己位置決め、仮想ダッシュボードからの無線による遠隔制御が可能な海洋で使用される島状プラットフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去の世紀にわたり開発されてきた一定数の技術が、世界中の海の波に貯蔵されたエネルギーを利用し、この貯蔵されたエネルギーを低コストの再生可能エネルギーへと高コスト効率で変換しようと試みている。これらの波エネルギー変換技術は、極めて一般的な３つの型に分けることができる。すなわち、水面下潜水型、浮遊型、及び、いわゆる振動水柱型である。最初の２つの型は主に、アルキメデスの原理を利用する。第１の型では、中空円筒が底に固定され、通過する波の上下動に由来する静水圧を利用する。第２の型では、円筒が水面上に浮遊し、波の振幅を利用する。その波の動きが、発電機に接続された液圧ピストンを動かす。第３の型では、振動水柱を使用するシステムが存在する。これは、円筒内の水位が上下するときに圧縮される空気を使用して、通常は別個のユニットにおいて水位よりも上方の海岸に配置されたタービンを作動させる。これらは通常、以前のものよりも信頼性がありかつ構造的に安全である。コンクリート又は重い鋼から形成されて部分的に水面下に潜水するのが通常だからである。振動水柱構成におけるタービンの直接駆動構成とは異なり、他のものは、様々な機械的構成要素を使用し、いくつかの可動部品（フロート、ピストン、レバー、ギヤ等）を介して波の動きを電気エネルギー発生器へと伝達する。これは、典型的に軸回転を使用する発電機とのその後の結合のために、交互する非対称方向の波動を一方向かつ連続の軸回転動に変換するとともに、振幅及び周波数の変化に順応することを必要とする。上述の技術のいずれにとっても、有意な問題が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水面下潜水構成要素を備えた波エネルギー変換システムは、他のシステムと比べ、環境への影響が相対的に低いが、外海の海底に安全に固定する必要があるため構成要素及び実装のコストが高くなる。そして、フロート装置を備えた従来型システムは、同様の固定上の課題を有するとともに、高波、嵐、津波及び台風に起因する損傷のリスクも抱える。これらは、装置が破壊され又はその係留が外される潜在性を有する。最後に、海岸に取り付けられた要素を備える振動水柱システムは建築にコストがかかり、波の強さが著しく変動する海岸線の構造、基板及び形状に対して必ずしも適合するわけではなく、水よりもはるかに低密度の圧縮空気は、発電機を連続作動するのに必要な容積を維持するのに十分とはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、アルキメデスの原理を利用する上昇段階の動きと重力を利用する下降段階の動きとの、波動の全範囲を利用することができる海洋プラットフォームを与えることによって上述の問題を克服する。本発明は、底に錨で固定することはないが、船舶に使用されているものと同様の潜水可能な電気海洋モータを使用することにより航行及び定位置残留可能な半潜水浮遊構造物である。海洋モータは、波により生成された電気を動力源とし、制御ブリッジから制御され、又はＧＰＳステーション維持技術を使用して遠隔制御される。本発明は、重量の９５％が水面下に存在することによる低い重心を有するので、まるで氷山のように動作して最も高い波にも耐えることができる。構造物の低位置にある重いジャイロスコープが、さらなる安定性を付加するので、当該構造物は、水柱の無制限範囲において上下に動いても直立姿勢を維持して発電を続けることができる。
【０００５】
本発明は、波動エネルギーを使用して電気、飲料水及び他の製品を生産するための自由に浮遊する海洋プラットフォームである。プラットフォームは、視覚的効果及び環境への影響を改善するべく植生を完備した半浮遊の島状に見える。構造物は、水面よりも上又は下に留まるチャンバを形成する複数の大きな円板から形成される。これらの円板は、外側周縁に配列された荷重支持二重壁鉛直柱と、上側デッキから階段又は昇降機を介した下側チャンバへの付加的なアクセスを与える中心柱とによって接続される。水面上出現部分には、波の上昇及び下降に伴う、鉛直柱に設けられたフロートの上昇及び下降により動作する発電機が設けられる。フロートは、特別の変換器と相互作用をする歯付きラック棒に取り付けられる。変換器は、フロートの往復する非対称な動きを、発電機が電気を生成するのに必要な連続回転運動に変換する。水面下潜水チャンバは、プラットフォームで使用される飲料水を生産し又は輸出する脱塩ユニットを包含する。他の生産ソリューションとしては、水素生産及びミネラル回復、ジャイロスコープの動きに基づく安定化システム、並びに、固定及び可変水のバラストの使用に基づく水平化ソリューションを含むがこれらに限られない。水面下潜水チャンバはまた、地理位置情報システム、有人指令ブリッジ制御及び／又は遠隔操縦を使用して指定位置へと航行し及び指定位置に残留するための電気貯蔵システム及び電気モータも収容する。プラットフォームはまた、補助電力生産設備も装備する。これは、波動からの一次エネルギー生産に統合されて、波の不在が長引く場合に必須機能を保証する風力、光起電力、及び、ディーゼル、ＬＮＧ又は水素による補助発電機を含むがこれらに限られない。
【０００６】
本発明に係る半浮遊プラットフォームは、潮の干満、高波、津波又は台風の影響を受けることなく、固定又は係留を必要としない自律的かつ可搬型の源からクリーンな再生可能エネルギーを、極めて低コストに生成する。
【０００７】
本発明は、外周縁に配列された鉛直柱によって接続された大型の水面上出現円板及び水面下潜水円板から形成された半浮遊島である。水面上出現領域の頂部には、視覚的及び環境上の影響を向上させるべく植生が植えられる。島状プラットフォームは、波の上昇及び下降によって作動される発電機を収容する。波の上昇及び下降は、設けられたフロートによる鉛直方向のプッシュ・プルに変換される。フロートは当該構造物の内側にある鉛直柱に沿って自由に動く。フロートは、歯付き棒と、交互する非対称な動きを、一定の発電を得るべく連続的な回転動に変換する往復運動変換器とを介して発電機に結合される。島状プラットフォームは、飲料水を生産する脱塩プラントを包含し、さらには、クリーンな燃焼水素を生産する電気分解又は他の手段、及び海の波を電力源とする他の生産構成要素も包含する。これはさらに、電気を貯蔵し、地理位置情報システム、乗員の操縦又は遠隔操縦を使用して島状プラットフォームを一定位置に保持する潜水可能電気モータに電力供給する安定化及び水平化システムも包含する。島状プラットフォームはまた、補助電源も装備する。補助電源は、波による一次生産に統合されて、波の不在が長引く場合に必須機能を保証する鉛直風力発電及び太陽光パネルを含むがこれらに限られない。
【０００８】
有効な動作性能を確保するべく、島状プラットフォームは、自己水平化、自己安定化、自己推進及び自己位置決めをする。これらの特徴は、一連の専用技術システムによって達成される。自己水平化の特性は、島状プラットフォームの特徴及び構成のための所定質量の重い固定バラスト、及び可変バラストの使用によって得られる。この可変バラストにより、島状プラットフォームは、フロートの移動経路に沿った中程にあるレベルを維持することができる。これは、島状プラットフォームを下げるべく空のチャンバに水を充填するか、又は島状プラットフォームを上げるべく当該チャンバを空にすることによって達成される。加えて、可変バラストは、島状プラットフォームを、発電室の天板が水から出るレベルまで上昇させるか、又は著しく不利な天候及び波の条件の時に島状プラットフォームを下降させるために使用することができる。
【０００９】
自己安定化の特性は、固定バラストの上方に配置された重い質量を有する大型ジャイロスコープによって保証される。これは、島状プラットフォームからエネルギーを受け取る電気モータによって電力供給を受ける。ジャイロスコープにより、島状プラットフォームを、できる限り鉛直に維持して、フロートを最小限の抵抗で移動を最大限にする最善の態様に置くことができる。この点は、フロートの流れを邪魔し得る側方力を低減することによって、適切な動力伝達に影響する。
【００１０】
自己推進の特性は、石油プラットフォームに設けられるものと同様の潜水可能な電気海洋エンジンによって得られる。これにより、島状プラットフォームを容易に動かすとともに、船舶のように巡航させることができる。これらのモータは進水後に下げられるが、必要に応じて保守のため水面上の作業領域まで上昇させることもできる。ナビゲーション及び位置決めは、島状プラットフォームの水面上出現部分に配置された計装パネルに設けられた適切なＧＰＳシステム及び電子機器によって制御される。電気モータは、燃料消費なしに島状プラットフォームを推進させることができる。これは、エネルギーが、島状プラットフォームの波エネルギー変換システムによって生産されるからである。電気モータは、配向が３６０度回転可能なことにより、島状プラットフォームを、当該プラットフォームがひとたび所望の生産のための地理的位置に到達すればその地理的位置に維持することができる。
【００１１】
通常の船舶のように動作する能力に加え、島状プラットフォームは、テレプレゼンス及び衛星通信の技術により、仮想計装パネルの支援によって、搭乗している人員を必要とすることなく遠隔操作をすることができる。搭乗している乗員が所望すれば、当該乗員は、水面上出現部分の特別室内に入ることもできる。
【００１２】
本発明によって生産された電気、水及び他の製品は、島状プラットフォームの側部に取り付けられた相互接続器を通すことにより、島状プラットフォーム上で使用することなく、水中ケーブル及び配管を介して海岸又はサービス船舶へと輸出することもできる。これらの接続器は、非常の場合、遠隔制御によって又は指令ブリッジから遮断することができる。
【００１３】
島状プラットフォームの安全性は、固定及び可変バラストの位置によって形成される、その極めて低い重心によって保証される。付加的な重量又はフロートが望まれる場合、荷重支持柱の外部に補助円筒を取り付けることができる。最後に、島状プラットフォームは、半浮遊であって海底に束縛されないので、任意の潮、台風又は津波に関連する問題が存在しない。島状プラットフォームを海底に接続する電力ケーブル及び配管は、３軸すべての方向にその位置を有意な量だけ吸収できる程の十分なたるみを有し得る。衝突防止レーダー、灯火、救命ボート、ラジオ、非常用位置決定送信機、ヘリポート及び個人用安全用品を含む航行船舶すべてに要求される安全システムは、島状プラットフォームの標準装備の一部である。非常時に人員を最善補助するための自由遠隔医療サービスもまた与えられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上述の課題を、アルキメデスの原理を利用する上昇段階の動きと重力を利用する下降段階の動きとの、波動の全範囲を利用することができる海洋プラットフォームを与えることによって解決する。本発明は、埠頭及び防波堤がある海岸線又は沖合プラットフォームのような沖合の、海底又は静止型構造基盤上の固定位置に固定するというコストがかかるソリューションを必要としない。
【００１５】
本発明は、浮遊する単一動作変換プロセスを使用する同様のソリューションと比べ、ほぼ２倍のエネルギーを生成することができる。本発明は、自身の電力によって一定位置へ移動すること、及び、錨又は固定構造基盤を必要とすることなく一定位置に残留することが容易にできる。加えて、本発明に係る半浮遊プラットフォームは、固定されることなく重量の９５％が、まるで氷山のように水面下に存在するので、最も高い波にも耐えて、波があっても直立姿勢を維持して自身の電力により指定位置に残留する一方で発電を続けることができる。
【００１６】
生産性については、電気及び飲料水を最も必要とする場所へと航行して作動することができる。飲料水の生産が生産チャンバの一次的な使用であるが、当該チャンバはまた、水素、ミネラル水及び他の製品、並びに、塩、及び脱塩処理から回復可能な他のミネラルのような製品を、すべてが環境影響及び海へのリスクを最小限となるように生産するべく使用することもできる。
【００１７】
最後に、本発明は、コスト効率の高い再生可能エネルギー及び飲料水源である。本発明は、機能効率の点で高性能であるにもかかわらず、相対的に低コストで簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明のさらなる特徴及び利点が、添付図面における例を介して示される好ましいが非排他的かつ非限定的な実施形態の以下の説明によって明らかとなる。
【００１９】
【図１】水面下潜水部分及び水面上出現部分、周縁構造柱、並びにエネルギー生産に必要なフロートを備えたプラットフォームの全体構造の概要を示す。
【図２】プラットフォームの水面下潜水部分を示す。これは、中実バラスト、プラットフォームの水平化に使用される可変バラスト、及び、ジャイロスコープとして機能する重い円板にハイライトを当てている。
【図３】波動からのエネルギーを利用するフロート構造物を示す。
【図４】プラットフォームの、水面上に置かれる部分を示す。エネルギーの生産及び貯蔵、並びに、発電チャンバ、生産チャンバ、制御室及びブリッジへのアクセスの異なる機能に特化した領域が記載される。
【図５】プラットフォームの、全体的な機能を説明するのに有用な全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明の実施形態を以下に説明する。
【００２１】
図１を参照すると、海水面１００に対して、水面下潜水部分、部分的に潜水した部分、及び、水面上出現部分を備えた島状プラットフォーム１の半浮遊構造物の概要が提示される。各部分は以下で特定されかつ説明される。
【００２２】
島状プラットフォーム１は、水面下潜水部分において下から順に固定バラスト２ａ、可変バラストチャンバ１７、ジャイロスコープチャンバ２０及び一以上の生産チャンバ２４が積層された構造を有する。また、水面下潜水部分は、強化コンクリート又は同様の建材から建築された複数の大きな円板によって形成される。これは、固定バラスト２ａ、固定バラスト２ａの上に形成された可変バラストチャンバ１７の上側を画定する可変バラストチャンバ天板２ｂ、ジャイロスコープ３、ジャイロスコープチャンバ天板４及び生産チャンバ天板５を形成する。各チャンバ１７、２０及び２４は、強化コンクリートのチャンバ壁６によって取り囲まれ、周縁構造柱７及び中心柱８に固定的に取り付けられる。潜水可能な電気海洋推進モータ９が、各二重壁周縁構造柱７の中心柱から延びる制御可能マウントに取り付けられ、当該プラットフォーム１を前方へ推進し又は指定位置に維持させる推進力及び操舵を与える。モータ９は、必要に応じてメンテナンスのために発電チャンバ１４内に引き上げることができる。
【００２３】
半潜水部分は、生産チャンバ天板５と発電チャンバ床板１０との間の領域から構成される。生産チャンバ天板５及び発電チャンバ床板１０は、荷重支持周縁構造柱７及び中心柱８に固定的に取り付けられる。生産チャンバ天板５及び発電チャンバ床板１０に固定的に取り付けられたフロート支持柱１１が、その長さに沿ってフロート１２が自由に交互方向に動くためのシャフトを与える。複数対のラック棒１３が、フロート１２の動きをエネルギー変換器４２へと伝達する。ラック棒１３は、発電機４３を作動させて発電するのに必要なトルクを、エネルギー変換器４２を介して与える。
【００２４】
水面上出現部分は、発電チャンバ１４、制御室１５及び指令ブリッジ１６からなる。すべての天板及び床板はアルミニウムから構成される。構造柱７は発電チャンバ１４の床板１０の頂部において終端し、中心柱８は指令ブリッジ１６の床板４４において終端する。
【００２５】
図２を参照すると、プラットフォーム１の水面下潜水部分が提示される。図２は、中実固定バラスト２ａ、プラットフォーム１の水平化に使用される可変バラストチャンバ１７、及びジャイロスコープ３として機能する重い円板にハイライトを当てている。
【００２６】
プラットフォーム１の最低箇所に位置する固定バラスト２ａは、水中で直立姿勢を維持するのに必要な低重心を確保する上で有意な、プラットフォーム質量の一部分を与える。
【００２７】
可変バラストチャンバ１７は、固定バラスト２ａの直上に位置する。可変バラストチャンバ１７には、適切なポンプを介して、底部から所望の高さＨにまで自動的に海水１８を満たし及び抜くことができる。構造柱７の水密ドア１９により、構造柱７の内壁及び外壁間に位置するらせん階段を介しての、可変バラストチャンバ１７へのアクセスが可能となる。
【００２８】
円板の形状を有するジャイロスコープ３は、ジャイロスコープチャンバ２０の中心に、水平方向に取り付けられる。ジャイロスコープ３がなす円板の周縁には、複数の、例えば３つのジャイロスコープ回転体２１が、前記円板の回転軸まわりに対称的に配置されて当該円板を安定的に支持する。ジャイロスコープ３がなす円板の中心に位置するジャイロスコープ駆動シャフト２２が中心柱８を通り、生産チャンバ２４の床レベルに設けられたジャイロスコープ駆動モータ２３にジャイロスコープ３を接続する。生産チャンバ２４へは、水密ドア１９を通ってアクセスすることができる。
【００２９】
生産チャンバ２４は、脱塩システム２５又は他の生産システム構成要素を包含する。生産チャンバ２４はまた、エネルギー貯蔵ユニット２６、補助発電機２７及び燃料タンク２９も収容する。
【００３０】
図３を参照すると、プラットフォーム１の半潜水部分が２つの図面において表される。図３ａが、生産チャンバ天板５と発電チャンバ床板１０との間に位置するフロートシステム及び外部アクセス構成要素を示す一方、図３ｂは、フロート軌道構成要素の詳細を示す。
【００３１】
衝撃吸収材２９及びフロート支持柱フランジ３０がそれぞれ、フロート支持柱１１の頂部及び底部に設けられる。
【００３２】
一つの圧延アルミニウム板円筒と２つのアルミニウム平板とから構成されたフロート１２が、やはりアルミニウム製の中心チャネル３１を有し、フロート支持柱１１に沿って波の上昇及び下降とともに上及び下に移動する。図３ｂを参照すると、フロート１２の頂部及び底部に設けられた複数のフロート案内回転体３２により、フロート１２がフロート支持柱１１を中心として留まることが保証される。フロート中心チャネル３１の鉛直軸に沿って取り付けられたフロート整列案内部３３と、フロート支持柱１１に取り付けられてフロート整列案内部３３に係合する整列キー部３４とにより、フロート１２が、フロート支持柱１１に対して適切に整列したままとなることが保証される。
【００３３】
複数対の歯付きラック棒１３が、フロート１２の頂部に接続された可撓性ジョイント３５に取り付けられる。各対のラック棒１３は、フロート中心チャネル３１の対向側においてフロート１２の上側の中心線に沿って整列される。ラック棒１３は、発電機チャンバ床板１０に設けられたフロート支持フランジ３０を通って上方に、さらには床板１０の上方にある天板へ向かって延びる。
【００３４】
水密ドア１９が、島状プラットフォーム１への入口及び出口を与えるべく、例えば平均水位よりも１メートル上方において、各周縁構造柱７の外側壁に設けられる。周縁構造柱７の外側壁に面するように設けられた階段３８が、平均水位よりも上に設けられた塔乗用プラットフォーム３９へとつながる。
【００３５】
図４を参照すると、プラットフォーム１の水面上出現部分の詳細が提示される。この図は、発電チャンバ１２と、発電チャンバ１２の中にあるエネルギー変換器４２及び発電機４３と、発電チャンバ４０の上方にある制御室１５及び指令ブリッジ１６とにハイライトを当てる。
【００３６】
発電チャンバ１２は、圧延アルミニウムから形成され、発電チャンバ床板１０、構造柱７及び中心柱８に固定的に取り付けられる。ラック棒１３が、発電チャンバ床板１０及び発電チャンバ天板４１それぞれに取り付けられたフロート支持フランジ３０を貫通する。構造柱７が発電チャンバ床板１０において終端する一方、中心柱８は、発電チャンバ床板１０及び発電チャンバ天板４１を貫通する。水密ドア１９が、発電チャンバ１４への頭上アクセスを与える。
【００３７】
エネルギー変換器４２は、ラック棒１３の往復鉛直動を連続一方向円運動に変換し、発電機４３が発電するのに必要なトルクを与える。その連続一方向円運動を維持するべく、発電機４３にフライホイールを接続することができる。
【００３８】
制御室１５は、発電チャンバ天板４１及び指令ブリッジ床板４４に固定的に取り付けられた圧延アルミニウム板から形成される。発電チャンバ天板４１及び指令ブリッジ床板４４は双方とも、軽量かつ丈夫なアルミニウム又は他の構造材から構成される。中心柱８は、制御室１５の中心を貫通して指令ブリッジ１６のレベルで終端する。水密窓６０が、制御室１５及び指令ブリッジ１６の周縁に設けられたアルミニウム枠に取り付けられる。制御室１５は、当該島状プラットフォーム１の日々の動作、ナビゲーション、安全及び他のシステム、並びに、搭乗クルー及び訪問者を必要に応じてサポートする客室及び化粧室を支える電子機器を収容する。
【００３９】
指令ブリッジ１６もまた、指令ブリッジ床板４４及び指令ブリッジ天板４６に固定的に取り付けられた圧延アルミニウム板から構成される。指令ブリッジ床板４４及び指令ブリッジ天板４６は双方ともアルミニウム製である。アクリル製水密窓６０が、指令ブリッジ床板４４及び指令ブリッジ天板４６間に延びる傾斜壁を取り囲む。生産チャンバ２４から延びる中心柱８は、指令ブリッジ床板４４の中心において終端する。階段５５のほかに、他のチャンバへのアクセスを補助するべく昇降機６１も設けられる。本発明に係るナビゲーション、天候、通信、安全及びセキュリティについての計装並びに動作監視及び制御の構成要素の全装備がこの領域に配置される。指令ブリッジ天板４６は、強化アルミニウムから構成され、上方の太陽光電池５０及びヘリポート５１を支持するのに必要な構造物を与える。
【００４０】
図５を参照すると、完全に組み立てられた図が示される。これは、補助電源、安全機器、及び島状プラットフォーム１の景観を向上させる植生を示す。植生は群葉４７及び樹木４８を含む。
【００４１】
鉛直風力発電機４９及び他の補助電源が、発電チャンバ天板４１の外側縁に沿って配置されたラック棒１３に近接して、発電チャンバ天板４１に固定的に取り付けられる。指令ブリッジ天板４６の頂部には太陽光パネル５０が設けられる。これらは一緒になって、島状プラットフォーム１に電力供給するのに不十分な波高の場合に時々、電子機器及び船舶モータへの補助電源を与える。
【００４２】
指令ブリッジ天板４６に取り付けられた安全柵５２が、ヘリポート５１からのヘリコプターの着陸又は離陸への干渉を回避するべく、上方外向きに傾斜をなして延びる。救命ボート５３が、非常の場合に発射傾斜板４４を滑り降りる。風力タービン４９の頂部には、接近する船員に島状プラットフォーム１の存在を警告するための航海灯５９が設けられる。
【００４３】
相互接続器５６が生産チャンバ２４の外壁に配置される。相互接続器５６は、潜水可能な電力ケーブル５７及び水配管５８を、海底、水面下に潜水した箇所、又は他の転送接続箇所に配置されたグリッド相互接続器に取り付ける接続箇所を与える。
【００４４】
図４に示されるように、クレーン６２が発電チャンバ天板４１の頂部に設けられる。クレーン６２は、訪問する船舶からの資材の積み入れ／積み出しに、及び製品（塩及び他のミネラル）を輸送船に移送するのに使用される。
【００４５】
また、本願発明の特徴は以下のようにまとめられる。
【００４６】
海の波を利用する可搬型かつ半浮遊型の島状プラットフォーム１であって、
固定バラスト２ａ、可変バラストチャンバ天板２ｂ、安定化ジャイロスコープ３、ジャイロスコープチャンバ天板４、生産チャンバ天板５及び発電チャンバ床板１０として機能する円板を含む複数の円板を含み、
固定バラスト２ａ及び可変バラストチャンバ天板２ｂが可変バラストチャンバ１７の上下を画定し、
可変バラストチャンバ天板２ｂ及びジャイロスコープチャンバ天板４がジャイロスコープチャンバ２０の上下を画定し、
ジャイロスコープチャンバ天板４及び生産チャンバ天板５が生産チャンバ２４の上下を画定し、
チャンバ壁６が、可変バラストチャンバ１７、ジャイロスコープチャンバ２０及び生産チャンバ２４の外側構造物を与え、
可変バラストチャンバ１７、ジャイロスコープチャンバ２０及び生産チャンバ２４は、二重壁の構造柱及び中心柱によって接続され、
構造柱７及び中心柱８は、その長さ沿いに、らせん階段５５を有し、
構造柱７は、各チャンバへのアクセスのための水密ドア１９を有し、
発電チャンバ床板１０が底面を画定する発電チャンバ１４が、フロート支持柱１１に沿って摺動してラック棒１３によって動力をエネルギー変換器４２へと伝達するフロート１２によって生産されるエネルギーの変換及び管理に使用される機器を収容し、
エネルギー変換器４２は交互の動きを、発電機４３を回すのに十分なトルクを有する連続円運動に変換し、これは、そのエネルギーをエネルギー貯蔵ユニット２６へと供給し、島状プラットフォーム１の推進、位置決め及び制御、島状プラットフォーム１並びに生産チャンバにおける脱塩及び他の装置に必要なエネルギー、接続された海洋装置へと、又は海底電力ケーブルへの分配を目的とする潜水電力ケーブルへとエネルギーを与え、
制御室１５が、乗員用のコンピュータ及び居住部分を収容するべく使用され、
指令ブリッジ１６が、周辺領域の３６０度の視界を与え、移動及び動作中の島状プラットフォーム１の安全な動作のための完全な範囲の計装を与え、
太陽光起電力及び風力発電機が、波動が必要最小条件未満の場合の期間中に島状プラットフォーム１に供給される補助電源を与え、
航行船舶のための船舶規則によって要求される救命ボート５３、灯火５９、安全柵５２及び他の機器を含む安全機器が、水面上出現部分に配置され、
島状プラットフォーム１上で生産された電気、飲料水又は他の品物を分配するためのグリッド又は外部装置への接続性が、相互接続器５６、電力ケーブル５８及び水配管５８によって与えられ、
ヘリポート５１が、人員及び機器を島状プラットフォーム１へと運ぶ小型ヘリコプターのための着陸プラットフォームを与え、
樹木４８及び群葉４７が、景観に配慮した構成要素を与え、海岸から見た場合の島状プラットフォーム１の美観を向上させる。
【００４７】
水中にある円板の一つは、固定バラスト２ａとして機能する中実円板であり、可変バラストチャンバ１７として機能する大型タンクによって、構造物を水平にするべく自動的に海水が満たされ及び抜かれ、天候及び海洋の条件にもかかわらず海の波の平均レベルがフロート支持柱１１の中間に維持される結果、フロート１２が、波力を十分に利用する最大可動域を有することができる。
【００４８】
ジャイロスコープ３は、重い質量の中実円板であり、その周縁には３つの回転体２１が取り付けられ、回転体２１は、可変水バラストチャンバ天板２として作用する円板上を回転し、ジャイロスコープ３は、その中心が中心駆動シャフト２２に取り付けられ、中心駆動シャフト２２は、電気ジャイロスコープ駆動モータ２３に接続されて電気ジャイロスコープ駆動モータ２３によって回転され、この重い質量の回転によって、水平方向に対する横揺れ及び縦揺れが打ち消され、島状プラットフォーム１が安定化され、機械的エネルギー損失を最小化しかつフロートの鉛直方向摺動を最大化し、エネルギーの最大伝達が得られる。
【００４９】
フロート１２は、鉛直フロート支持柱１１に沿って強制的に摺動され、その摺動は、フロート中心チャネル３１の周縁に沿ってフロートの頂部及び底部に配置されたフロート案内回転体３２によって容易とされ、フロート整列案内部３３及びフロート整列キー部３４がそれぞれ、フロート中心チャネル３１及びフロート支持柱１１の長さに沿って取り付けられ、衝撃吸収材２９として機能する重いパッドが、極端な波の山及び谷においてフロートを保護するべくフロート支持柱１１のまわりに設けられ、動力は、フロート１２から、フロート端において、任意の水平動を補償する複数対の可撓性ジョイント３５に接続された複数対のラック棒１３によって伝達され、エネルギー変換器４２に接続されたラック棒が、交互の動きを連続回転に変換するべく接続され、ラック棒１３は、両端において、フロート支持フランジ３０を介して円板を貫通するときに安定化される。
【００５０】
フロート１２は、壁、中心チャネル、頂部及び底部を形成する圧延アルミニウム板から構成され、炭素繊維、支持枠付きのポリマー発泡体、又は、海洋環境での動作に適した他の適切な材料のような他の材料を使用することができ、これらのフロートは、重さに関する限り、その動力をエネルギー変換器４２へと伝達することができるように設計され、アルキメデスの原理に基づいて上昇し、重力に基づいて下降し、発電機に必要なトルクに基づいて常に適切な重量及び昇降を維持し、フロートは、内部仕切りによって空とされ、フロートの下降中に発電機にとって必要なトルクを生成する必要重量に到達するまで水が充填される。
【００５１】
構造柱７の下側端には、島状プラットフォーム１のナビゲーション及び位置決めを許容する３６０度の動きを伴ういくつかの電気推進モータ９が存在する。モータ９は、内側柱の中で摺動する円筒内に包含され、可能な保守のために発電チャンバまで昇降され得る。
【００５２】
島状プラットフォーム１は、発電機４３の出力を安定化させるべく使用されるエネルギー貯蔵ユニット２６を含み、島状プラットフォーム１の水面上出現部分に配置された風力タービン４９及び太陽光パネル５０と、水面下潜水部分に配置された補助発電機２７とを含む補助電源を備える。
【００５３】
島状プラットフォーム１は、水面下潜水部分に配置された生産チャンバ２４を有し、生産チャンバ２４は、ラック棒１３とエネルギー変換器４２との界面をすすぎ、乗員が消費し、及び、島状プラットフォーム１の水面上出現部分の植生に灌漑するための飲料水を生産する脱塩ユニットを含み、生産チャンバ２４はさらに、エネルギー貯蔵ユニット２６、補助発電機２７、燃料タンク２４、及び、ミネラル水及び水素を生産し、又は、商業的に分配可能なかん水、塩、マンガン及び他のミネラルを、脱塩ユニットからの排水から回復させるべく使用される他の生産機器を収容する。外部で分配される電気、飲料水及び他の製品を運ぶケーブル及び配管が、生産チャンバ２４の壁にある相互接続器５６に接続され、外部の潜水可能電力ケーブル５７及び水配管５８の接続が可能となり、相互接続器５６には、取り付けられたケーブル及び配管に過度の応力が作用したときに作動する非常用迅速接続解除器が装着され、接続解除器はまた、指令ブリッジ１６から又は遠隔オペレーションセンターから作動させることもできる。
【００５４】
島状プラットフォーム１は、圧延アルミニウム板から形成されて発電チャンバ床板１０及び天板４１に固定的に取り付けられた発電チャンバ４０を有し、エネルギー変換器４２及び発電機４３が、下方の他の床板へのアクセスを与える水密ドア１９を備えた構造柱７同士の間に配置され、水密ドア１９はまた、発電機の上方にも配置されて頭上のアクセスも与え、ラック棒１３はフロート支持フランジ３０によって支持され、クレーン６２が発電チャンバ天板４１の頂部に設けられ、訪問する船舶からの資材の積み入れ／積み出しに、及び製品（塩及び他のミネラル）を輸送船に移送するのに使用される。
【００５５】
島状プラットフォーム１は、島状プラットフォーム１の水面上出現部分において発電チャンバ１４の上方に配置された制御室３６を有し、このチャンバ１４は、アルミニウムから構成され、その周縁に一連のアクリル製水密窓を有し、島状プラットフォーム１をナビゲートするべく使用されるコンピュータ、レーダー、３６０度視界計装及びＧＰＳ機器、並びに指令ブリッジ１６から乗員により又は遠隔オペレーションセンターから制御可能な他の電子機器も収容し、この領域はまた、部屋、シャワー、台所、遠隔医療補助付き診療所、及び、乗員及び訪問者のための化粧室設備も含む。
【００５６】
島状プラットフォーム１は、島状プラットフォーム１の水面上出現部分の最上部において制御室３６の上方に配置された指令ブリッジ１６を有し、この領域は、周辺領域の３６０度視界を与え、チャンバは、アルミニウムから構成され、その周縁に一連のアクリル製水密窓を有し、生産チャンバ２４からこのレベルまで延びる中心柱８が、指令ブリッジ１６の中心において終端し、階段５５、及びチャンバ間の機器移動にも使用される昇降機６１によってアクセスされ、ナビゲーション、天候、通信、安全及びセキュリティについての計装及び電子ディスプレイ並びに動作監視及び制御構成要素の全装備がここの領域に配置され、指令ブリッジ天板４６は、強化アルミニウムから構成され、上方の太陽光電池５０及びヘリポート５１を支持するのに必要な頑丈な構造物を与える。指令ブリッジ遠距離通信システムはまた、同じ発明者の他の特許システムを介し、自由な医療コンサルタントを航海中のすべての船舶及び遠隔島に供給する国際無線医療センターへのオーディオ／ビデオ／データ接続によって、前記診療所への遠隔医療補助を与える。
【００５７】
商業船舶運航用の船舶規則が要求するすべての安全機器が、島状プラットフォーム１上に存在し、これらは、救命ボート５３、発射傾斜板５４、鉛直風タービン４９の最上部に設けられた航海灯５９、及びヘリポート５１を取り囲んで外側に向かう上り傾斜を有する安全柵５２、並びに、島状プラットフォーム１がすべての国際水域で自由に航海することができるようにする無制限のナビゲーションに必要な安全装置を含むがこれらに限られない。
【００５８】
島状プラットフォーム１は、美感に訴える外見を提示し、群葉４７及び樹木４８が発電天板の上方に設けられ、中空の幹を有する人工樹木が、ラック棒１３を視界から隠すべく使用され、生きている植生への灌漑が、脱塩システム２５によって生産された水によって与えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
世界中の国々にとっての地球規模の任務は、化石燃料の使用を減らすべく当該国々が再生可能エネルギーの使用を増やすことである。これは、ひいては、温室効果ガス及び有害汚染の量を減らすことになる。本発明は、この地球規模の任務への有意な貢献を与える低コストでクリーンな再生可能エネルギーを作るべく、海の波に貯蔵された大量の未活用エネルギーを使用する。太陽光エネルギー発電は、太陽が見えなくなると終了し、風力発電は、夜間に低下するのが典型的な風の存在を必要とする。また、潮汐流発電ソリューションからの出力は、潮の変化レベルにより、及び潮の変化中の無活動期間によりばらつく。ところが、海洋波は常に存在し、絶え間ない位置エネルギー源を与える。本発明は、往復動作波変換技術により、このエネルギーを最も効率的に捕捉する手段を与える。当該エネルギーは電気に変換され、電気はその後、海底電力ケーブルを介して公共電力グリッドへと接続される。このエネルギー供給はまた、島状プラットフォームに搭載された、大量の飲料水を提供可能な脱塩システム、水素発電を目的に使用される電気分解システム、及び、大量のクリーンな燃焼水素燃料を生成可能な相補的圧縮システムの電源として使用することもできる。この電力はまた、商業的に使用される塩かん水、塩、ソーダ、塩素、マグネシウム及び他のミネラルの回復を可能とするべく脱塩システムからの排水を処理することに使用することもできる。本発明の鍵となる特徴は、海の波及び必要性が存在する世界中のいずれの場所の広範な顧客に対しても、そのニーズに見合うべく構成し、スケールを変え、及び仕立てられる能力にある。
【００６０】
例示として提示される本発明の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく同じ利点を維持しながら、移動可能エネルギー、飲料水及び他の製品を生産するシステムを有用に用いることができる多数のアプリケーション分野に適合させることができる。加えて、構造及び寸法の詳細は、適切かつ本発明に整合する態様で変えることができる。変形例は、一般構造物、支持柱、バラスト、円板、チャンバ、ジャイロスコープ及び推進モータの尺度及び幾何学的形状の変化を含み得るがこれらに限られない。同様のことは、動作原理に整合して変形されるフロート、軸受、棒、シャフト及びギヤのような動力の伝達構成要素にも当てはまる。
【符号の説明】
【００６１】
１      島状プラットフォーム
２ａ    固定バラスト
２ｂ    可変バラストチャンバ天板
３      ジャイロスコープ
４      ジャイロスコープチャンバ天板
５      生産チャンバ天板
６      チャンバ壁
７      周縁構造柱
８      中心柱
９      制御可能マウント付き電気推進モータ
１０    発電チャンバ床板
１１    フロート支持柱
１２    フロート
１３    ラック棒
１４    発電チャンバ
１５    制御室
１６    指令ブリッジ
１７    可変バラストチャンバ
１８    海水
１９    水密ドア
２０    ジャイロスコープチャンバ
２１    ジャイロスコープ回転体
２２    ジャイロスコープ駆動シャフト
２３    ジャイロスコープ駆動モータ
２４    生産チャンバ
２５    脱塩システム（又は他の生産システム）
２６    エネルギー貯蔵ユニット
２７    補助発電機
２８    燃料タンク
２９    衝撃吸収材
３０    フロート支持フランジ
３１    フロート中心チャネル
３２    フロート案内回転体
３３    フロート整列案内部
３４    フロート整列キー部
３５    可撓性ジョイント
３８    階段
３９    塔乗用プラットフォーム
４１    発電チャンバ天板
４２    エネルギー変換器
４３    発電機
４４    指令ブリッジ床板
４５    水密窓
４６    指令ブリッジ天板
４７    群葉
４８    樹木
４９    鉛直風力タービン
５０    太陽光電池
５１    ヘリポート
５２    安全柵
５３    救命ボート
５４    発射傾斜板
５５    らせん階段
５６    相互接続器
５７    電力ケーブル
５８    水配管
５９    航海灯
６０    アクリル製水密窓
６１    昇降機
６２    クレーン
【図１】
2017145751.tif 000003
【図２】
2017145751.tif 000004
【図３】
2017145751.tif 000005
【図４】
2017145751.tif 000006
【図５】
2017145751.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月19日(2016.12.19)
【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】
海に浮遊して使用されるプラットフォームであって、
海面の下に存在する水面下潜水部分と、
前記海面の上に存在する水面上出現部分と、
前記海面を含みかつ前記水面下潜水部分と前記水面上出現部分とを連結する波力発電機構部分と
を含み、
前記水面下潜水部分は、
前記プラットフォームが水中で直立姿勢を維持するためのバラストと、
前記バラストの上に順次積層された複数のチャンバと
を含み、
前記波力発電機構部分は、前記海面に浮遊して前記水面下潜水部分と前記水面上出現部分との間のフロート支持柱に沿って移動する複数のフロートを含み、
前記水面上出現部分は、
前記複数のフロートが波に推進されて上下する運動を、連続する一方向の円運動に変換する変換器と、
前記連続する一方向の円運動によって電力を発生する発電機と
を収容する発電チャンバを含み、
前記バラストは、
前記プラットフォームの水中での直立姿勢を維持するのに必要な低重心を確保する上で有意な前記プラットフォームの質量の一部分を与えるべく重量が固定された固定バラストと、
海水の充填量を変化させることによって重量を変えることができる可変バラストと
を含むプラットフォーム。
【請求項２】
前記可変バラストは、前記固定バラストによって底が画定される可変バラストチャンバとして構成される請求項１のプラットフォーム。
【請求項３】
前記可変バラストチャンバの天板によって底が画定され、かつ、ジャイロスコープとして機能する円板を収容するジャイロスコープチャンバが、前記可変バラストチャンバの上に積層される請求項２のプラットフォーム。
【請求項４】
前記ジャイロスコープチャンバの天板によって底が画定され、かつ、前記発電機から供給される電力によって動作する脱塩システムを収容する一以上の生産チャンバが、前記ジャイロスコープチャンバの上に積層される請求項３のプラットフォーム。
【請求項５】
前記水面下潜水部分及び前記水面上出現部分は、
一つの中心柱と、
前記中心柱のまわりに対称的に設けられた複数の構造柱と
によって接続される請求項１のプラットフォーム。
【請求項６】
前記水面下潜水部分及び前記水面上出現部分は円筒の形状に構成され、
前記複数の構造柱は、前記円筒の円周方向に互いに等間隔に設けられる請求項５のプラットフォーム。
【請求項７】
前記複数のフロートは、前記水面下潜水部分と前記発電チャンバとの間に設けられたフロート支持柱に沿って上下に動く請求項１のプラットフォーム。
【請求項８】
前記複数のフロートのそれぞれには前記フロート支持柱と平行に延びて前記変換器に接続されるラック棒が設けられ、
各フロートの上下動が前記ラック棒を介して前記変換器に入力される請求項７のプラットフォーム。
【請求項９】
前記複数の構造柱はそれぞれ二重壁の構造を有し、
前記二重壁の２つの壁の間にはらせん階段が配置され、かつ、外側壁には前記チャンバへのアクセスを可能とする水密ドアが配置される請求項５のプラットフォーム。
【請求項１０】
前記複数の構造柱は４つ以上の構造柱である請求項５のプラットフォーム。
【請求項１１】
前記複数の構造柱のそれぞれには、構造柱の軸方向まわりに配向を３６０度変えられる推進モータが設けられる請求項５のプラットフォーム。
【請求項１２】
前記推進モータは、保守のために前記発電チャンバまで引き上げることができる請求項１１のプラットフォーム。
【請求項１３】
前記フロートは、アルミニウムを含む軽量の構造材から作られた中空体から構成される請求項１から１２のいずれか一項のプラットフォーム。
【請求項１４】
前記プラットフォームの重量の９５パーセント以上が前記海面の下に存在する請求項１から１３のいずれか一項のプラットフォーム。
【請求項１５】
潜水可能電力ケーブル及び水配管を、海底を含む転送接続箇所の相互接続器に接続するグリッド相互接続器をさらに含む請求項１のプラットフォーム。
【請求項１６】
前記生産チャンバはさらに、ミネラル水又は水素を生成するシステムを収容する請求項４のプラットフォーム。