(57)【要約】  波動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、以下を含む：−波動により確定する周波数で励起する浮揚部材（４１）、−機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために浮揚部材（４１）と協働する電力抽出装置（４３）で、前記の機械的エネルギーは前記の波動により励起された浮揚部材（４１）の移動に由来する、前記の電力抽出装置（４３）は、以下からなる周波数増幅器の形となることを特徴とする：−それぞれ前記浮揚体（４１）のものよりも高い周波数で励起する少なくとも１本の圧電柱からなる少なくとも２台の圧電モーター、−前記の圧電柱を粉砕するように圧電モーターに作用する前記の圧電モーターを作動させる器具、ローラ（３０２）に接続された機械的増幅装置を備えた各圧電モーター（３０）で、以下で構成される：ａ）支柱（１）に機械的応力を印加できるジョー（３１）、ｂ）ジョー（３１）に作用し、ジョー（３１）に取り付けられた近位端と、前記圧電モーター（３０）を作動させるように部材（５０）と接触しているローラ（３０２）に取り付けられた遠位端を備えたレバー（３２）、そしてその点では、前記の電力抽出装置（４３）は、前記器具に取り付けられた第１端と前記浮揚体（４１）に取り付けられた第２端からなる揺動アーム（４２ｂ）を備えており、前記アーム（４２ｂ）により前記浮揚体（４１）から前記器具へに移動に由来する機械的エネルギーが伝達される。【選択図】図６ｂ
2017536510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む波動エネルギーの電気エネルギーへの変換装置：
−波動により確定する周波数で励起される浮動部材（４１）
−機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する浮揚部材（４１）と協働する電力抽出装置（４３）で、前記の機械的エネルギーは、前記波動により励起された浮揚部材（４１）の移動に由来する
前記電力抽出装置（４３）は、以下からなる周波数増幅器の形となる点を特徴的とする。
−前記浮揚体（４１）のものよりも高い周波数で励起されたそれぞれ少なくとも１本の圧電柱（１）からなる少なくとも２個の圧電モーター（３０）
−前記圧電モーター（３０）を作動させる器具（５０）で、この器具（５０）は、前記の圧電柱（１）を粉砕するように圧電モーター（３０）に作用する
機械的増幅装置を含む各圧電モーター（３０）で、この装置は、ローラ（３０２）に接続されており、以下が含まれる
ａ）作用を受けた場合に支柱（１）に機械的応力を加えるジョー（３１）
ｂ）力を加えるようにジョー（３１）に作用するレバー（３２）で、このレバー（３２）は、前記ジョー（３１）に取り付けられた近位端とローラ（３０２）に取り付けられた遠位端を備え、前記ローラ（３０２）は、前記圧電モーター（３０）を作動させるように器具（５０）と接触している
そしてその点では、前記電力抽出装置（４３）には、前記器具（５０）に取り付けられた第１端部と前記浮揚体（４１）に取り付けられた第２端部で構成される揺動アーム（４２ａ、４２ｂ）が含まれ、前記アーム（４２ａ、４２ｂ）により、前記浮揚体（４１）から前記器具（５０）への移動に由来する機械的エネルギーが伝達される。
【請求項２】
請求項１に記載の装置で、電力抽出装置（４３）は、モーターリング（７０）からなり、モーターリング（７０）には隣接して配置され円形支持体（３０４）上に星形に取り付けられる複数のモーター（３０）が含まれ、モーター（３０）はそのレバー（３２）の遠位端に位置するローラ（３０２）が器具（５０）と接触するように配置され、前記器具（５０）と協働するローラ（３０２）により、その機械的エネルギーが前記レバー（３２）に伝達されることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２に記載の装置で、器具（５０）が波状円形カム（３０３）の形となり、その上をローラ（３０２）が移動することを特徴とする。
【請求項４】
請求項３に記載の装置で、波状円形カム（３０３）には、Ｎをモーター個数（３０）とすると２Ｎ  ＋  １個の凸部（バンプ）が含まれていることを特徴とする。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載の装置で、電力抽出装置（４３）が互いに軸方向に整列している複数のモーターリング（７０）からなることを特徴とする。
【請求項６】
請求項５に記載の装置で、そのカム（３０３）の各々が角度的にずれているようにモーターリング（７０）が取り付けられていることを特徴とする。
【請求項７】
請求項３〜６に記載の装置で、ギヤボックス（６３）は、カム（３０３）の回転速度を増加させるよう器具（５０）と揺動アーム（４２ａ、４２ｂ）の間に配置されることを特徴とする。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の装置で、支柱（１）は、軸方向に積層された圧電セラミック（２）と電極（３）で交互に構成されていることを特徴とする。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の装置で、支柱（１）は電子回路（８）に組み込まれ、その回路（８）は前記支柱（１）により生成された電気エネルギーの量を増加させるよう適合していることを特徴とする。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の装置で、揺動アーム（４２ｂ）は多関節アームであることを特徴とする。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の装置で、これには、第３構造物（９１）に取り付けることができるようにする機械的接合境界面が含まれていることを特徴とする。
【請求項１２】
波動エネルギーを電気エネルギーに変換する設備で、これは、前記請求項のうちのいずれか一項に記載する複数の装置で構成され、この装置は、第３構造物（９１）上に取り付けられることを特徴とする。
【請求項１３】
請求項１２に記載の設備で、第３構造物（９１）が浮揚体構造であることを特徴とする。
【請求項１４】
請求項１２に記載の設備で、構造物（９１）が海底に設置する浸漬構造物であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置に関するものである。
【０００２】
これは、波動エネルギー回収技術分野およびその使用可能エネルギーへの変換、さらに正確にはその電気エネルギーへの変換に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
多数の文書にて海洋エネルギーの使用、特に電気エネルギーを生成するための波動エネルギーの利用について記載されている。これは、かなりのエネルギー貯蔵源であることを表し、効果的に利用すれば有利な波浪気候を享受しながら国のエネルギーミックスに大きく貢献できるようになる。さらに、通常、波動エネルギーと呼ばれる波のエネルギーは、以下のような３つの側面で特に興味深い再生可能な自然エネルギーであるように見える。
−その平均密度は、太陽エネルギーよりも１０倍高く、風力エネルギーよりも５倍高い。
−風力エネルギーではわずか数時間前あるのに対して３〜４日前に予想できるというその予測可能な性質
−系統に応じて５０  ％以上に達するその利用率。
【０００４】
これらの利点にもかかわらず、このエネルギーは、利用するのが非常に困難であり、提案されている技術のほとんどでは、費用対効果が高くかつ効率的な利用を行えていなかった。
【０００５】
多数の技術的解決策がこれまでに提案されている。現在のところ（例えば、米国特許第７３５５２９３号明細書（シーベースト社（Ｓｅａｂａｓｅｄ  ＡＢ））または米国特許第８４５６０３０号明細書（オーシャン・パワー・テクノロジーズ社（ＯＣＥＡＮ  ＰＯＷＥＲ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ  ＩＮＣ））によるものなど）１００件以上もののプロジェクトがあり、一般的には以下の３つの部分で構成されるシステムを提案している。
−波浪エネルギーの機械的に利用可能なエネルギーへの変換装置、より具体的には、波動により励起された可動部の運動エネルギーを機械的に利用可能なエネルギーに変換する装置。生成されたエネルギーは、提案方式に応じて形態が異なっている。これは、例えば、油圧エネルギー、空気圧エネルギー、運動エネルギーまたは電位エネルギーの形態となりうる。
−この機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、電力抽出装置とも呼ばれる。この装置は、前項で選択した変換の種類に応じて異なり、例えばタービンやさらに発電機などの種々の形態となりうる。
−送電網（ネットワーク）への接続を可能にし、エネルギー生産を円滑にする電気エネルギー変換装置（超コンデンサ、慣性ホイール．．．）。
【０００６】
さまざまな波動エネルギー回収プロジェクトに記録されている多数の損害が、以下のような一定数の設計規則の必要性を浮き彫りにしている。
−海洋での採取を制限し、移動量のより良い割当てを行えるようにするため装置を小さくしなければならない
−暴風雨に対処する方策を用意する必要がある、
−装置の保守および修理に関連する制約を考慮する必要がある。
【０００７】
電力抽出に使用する物理的原理は、一般には、電磁発電機の誘導効果である。その他の効果が提案されているものの、ほとんど適用されていない。予想される収量は非常に小さいもののポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製圧電ポリマーの利用、ならびに電気活性ポリマー（ＥＡＰ）を使用した開発製品の使用が指摘されている。
【０００８】
圧電セラミックにより抽出される電力密度についてのある研究（Ｔｈｉａｍ，  Ａ．Ｇ．，  Ｐｉｅｒｃｅ，  Ａ．Ｄ．−海洋波動エネルギーの変換における圧電気使用の可能性−第１回年次海洋研究教育センター（ＭＲＥＣ）技術会議）が行われ、このような材料を使用するための頻繁なポンプ揚水の必要性を示している。圧電効果は、現在振動性機械装置から電力を抽出するのに最も一般的に使用されている効果である。こうした規模の振動では、「電荷抽出」と呼ばれる非線形回路に接続されたこれらの材料が、大幅な性能向上を実現している。しかし、波動エネルギーを抽出するために高い結合係数を有する圧電セラミックの使用を目指す概念は、ほとんど提案されていなかった。
【０００９】
特に、波の運動エネルギーを送電網上で使用可能な電気エネルギーに変換できるようにするコンバータ（変換器）を提案した欧州特許第２２８４３８６号明細書（ＭＡＣ  タガート・スコット  社（ＭＡＣ  ＴＡＧＧＡＲＴ  ＳＣＯＴＴ  ＬＴＤ））が知られている。このシステムには、水面または水中に配置された浮揚（フロート）部材が含まれ、電力抽出装置に接続されている。このシステムでは、圧電材料は使用されておらず、海底と一体化した油圧装置の形態を有している。このような方式では、浮揚部材の運動エネルギーから派生する機械的エネルギーを電気エネルギーに変換することができるが、それはあまり効果的ではなく、大量の電力を生成できない。また、提案された装置は非常に脆弱であり、容易に暴風雨の間、従って強い波浪の際に容易に損傷を受ける可能性がある。
【００１０】
特に、米国特許第４６８５２９６号明細書（ＢＵＲＮＳ  ＪＯＳＥＰＨ  Ｒ）および米国特許出願公開第２０１２／１０４７６１号明細書（ＶＡＭＶＡＳ  ＶＡＳＳＩＬＩＯＳ）では、電力抽出装置と協働する浮揚部材を備えた波動エネルギーの電気エネルギーへの変換装置を提示している。これらの文書で提案されている装置は、圧電柱を搭載したモーターとなっているが、その性能は非常に限られており、高い電気エネルギー収量を達成できていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第７３５５２９３号明細書
【特許文献２】米国特許第８４５６０３０号明細書
【特許文献３】欧州特許第２２８４３８６号明細書
【特許文献４】米国特許第４６８５２９６号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１２／１０４７６１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような状況を改善することを目的としている。とりわけ、本発明の目的は、本技術の現状で記載している装置よりも効果的に波動エネルギーを抽出できる装置を提示することにある。
【００１３】
本発明のもう一つの目的とは、例えば暴風雨の最中における強い波浪に抵抗できる堅牢な装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明により提案する解決策とは、波動エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
−波浪により確定する周波数で励起される浮揚部材
−機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するために浮揚部材と協働する電力抽出装置で、その機械的エネルギーは、前記の波により励起される浮揚部材の移動から派生する。
【００１５】
本発明は、前記の電力抽出装置が以下で構成される高周波増幅器の形態を取っているという点で、注目に値するものである。
−少なくとも２台の圧電モーターで、それぞれ前期の浮揚体（フロート）のものよりも高い周波数で励起される少なくとも１本の圧電柱からなる。
−前記圧電モーターを作動させる器具で、この器具は、前記圧電柱を粉砕するように圧電モーターに作用する。
各圧電モーターは機械的増幅装置で構成されており、この装置はローラに接続され以下を含む。
・印加されれば、支柱に機械的応力をかけるジョー（顎部材）
・ジョーに力を加えるように作用するレバーで、これは、前記ジョーにつながっている近位端とローラにつながっている遠位端を有し、そのローラが器具に接触して前記の圧電モーターを作動させるようになる。
【００１６】
また本発明は、前記電力抽出装置には第１端が器具につながっており第２端が浮揚体につながっている揺動アームが備わっており、前記浮揚体から器具への移動により生じる機械的エネルギーが前記アームにより伝達されるようになっているという点でも、注目に値するものである。
【００１７】
この構成により、既存の装置よりも高いエネルギー収量とより高い堅牢性を備えたより効果的な装置を製造することができる。実際、セラミックの圧電特性を利用することで、波動エネルギーから電気エネルギーへの変換効率を向上させることができる。
【００１８】
本発明におけるその他の有利な特徴を以下に列挙する。これらの特徴の各々は、単独で、または上記に定める卓越した特性と組み合わせて考えることができるが、そのような卓越した特性は、必要に応じて、１つ以上の下記の分野別要件の対象となりうる。
−電力抽出装置は、モーターリング１個で構成しうるが、そのモーターリングは、円形支持材上に星形に配置・固定された隣接する複数のモーターを備えており、それらのモーターは、そのレバーの遠位端に位置するローラが器具と接触するように配置され、そのローラはその機械的エネルギーをレバーに伝達するように前記器具と協働する
−この器具は波状円形カムの形態とすることができ、その上をローラが移動する
−波状円形カムには、Ｎをモーター個数とすると、（２Ｎ  ＋  １）個の凸部（バンプ）を備えることができる
−電力抽出装置は、お互いに軸方向に整列したいくつかのモーターリングで構成することができる
−そのカムのそれぞれが角度的にずれるようにモーターリングを取り付けることができる
−ギヤボックスは、カムの回転速度を増加させるよう器具と揺動アームの間に配置することができる
−支柱は、軸方向に積層された圧電セラミックと電極で交互に構成することができる
−支柱を電子回路に接続でき、その回路は、前記支柱により生成された電気エネルギーの量を増加させるよう適合させる
−揺動アームは、多関節アームとすることができる
−本装置には、第３構造物に連結可能にする機械的接合境界面を備えることができる。
【００１９】
また、本発明は、波動エネルギーを電気エネルギーに変換する設備に関するものでもある。この設備は、第３構造物上に取り付けられている複数の装置からなるという点で特筆すべきものである。この第３構造物は、浮揚構造物または海底に設置する浸漬構造物とすることができる。
【００２０】
本発明のその他の利点および特徴は、示唆的かつ非限定的な例として作成しており、以下を含む添付の設計図を参照しながら、以下に説明する好ましい実施形態についての説明を読むことでよりよく理解できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による装置において使用している支柱断面の概略図である。
【図２】電荷抽出回路と組み合わせた図１の支柱の概略図である。
【図３】図１の支柱および機械的増幅装置を備えた圧電モーターの概略図である。
【図４ａ】図３の圧電モーターで構成されるモーターリングの概略図である。
【図４ｂ】図４ａのモーターリングからなるカムの概略図である。
【図５】複数のモーターリングからなる組立体の概略図である。
【図６ａ】本発明による装置の概略図である。
【図６ｂ】本発明による装置の概略図で、多関節アームで構成されているものである。
【図７ａ】本発明による装置で使用する電力抽出装置の概略図である。
【図７ｂ】図６ａにある装置の断面概略図である。
【図８】修理用ドックを含む図４ｂの装置の概略図である。
【図９】本発明によるいくつかの装置からなる設備の概略図である。
【図１０】折り畳み位置での装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明で提案している装置は、電力抽出装置、より具体的には圧電発電機に取り付けられる浮揚部材の形態を取っている。この装置は、組み立てられたいくつかの圧電モーターで構成され、波動に由来する機械的応力を受けている。本装置は、波により励起された浮揚部材が備わっており、揺動アームにその運動エネルギーを伝達する。このアームにより、圧電発電機の入口に配置されたシャフト（棒軸）を回転させることができるので、生成された機械的エネルギーが圧電モーターに伝達され、続いてこのモーターにより電気エネルギーに変換される。
【００２３】
図１に、本発明による装置を構成する支柱１を示す。これは、好ましくは２〜５枚のセラミック２を含む圧電セラミック２の積層体（スタック）からなるが、例えば１５０枚などより多数のセラミックを含めることもできる。これらのセラミック２は、好ましくは円形断面の孔を有し、１〜２０  ｃｍの間を取りうる直径とし、厚さは１〜１００  ｍｍの間とする。各セラミック２の中に存在する孔は、それらを整列できるように穿孔する。積層の際、セラミック２は、同じ断面と同様の寸法を持つ電極３と交互に配置される。これらは、例えば銅または青銅などの導電性材料で製造される。
【００２４】
セラミック２および電極３の中心部に存在する孔により、支柱１への同軸中心孔を形成できるようになる。この中心孔によりロッド（棒）４が通過できるようになり、セラミック２と電極３の心合わせ、位置合わせおよび保持が可能となる。この実施形態においては、ロッド４にはその各端部に位置する締結具４ａ、４ｂがあり、ロッドを所定の位置に保持できるようになる。これらの締結具４ａ、４ｂは、例えば、保持部材５をねじ込めるようにするねじ山の形態とすることもできる。これらの部材５は、ナット、ボルト、または職人に適した任意のその他の形態とすることもできる。
【００２５】
好ましい実施形態では、金属片５は、電極３とセラミック２の積層を締め付けるようにロッド４の各端部に配置される。これらの部品５は、好ましくは金属製であるが、鋼鉄またはセラミックのような剛性材料で作製することもできる。
【００２６】
支柱１には、絶縁媒体を設けることができる。例えば、ロッド４は、木材、ゴムまたはポリスチレンなどの絶縁材料で製造されるシース（鞘）６内に配置することができる。また各支柱１には、本装置の残りの部分から電気的に絶縁できるようになる外部保護部材７を備えることもでき、その使用上の安全性を向上させることもできる。
【００２７】
図２に示すように、支柱１は、電荷抽出と呼ばれる電子回路８に接続されている。ただ１本の支柱１しか表示していないが、実際には、回路８は、複数の支柱１に同時に接続されている場合がある。
【００２８】
この回路８により、圧電柱１により生成された電気エネルギーが回収される。これは、好ましくは、電圧整流ブリッジ９、高電圧スイッチ１０ならびにコイル１１とフィルタコンデンサ１２で構成するのが良い。職人にも知られているすべてのこれらの構成機器は、支柱１により生成された電気エネルギーを最大化するのに役立つ。このため、使用する回路８により、支柱１のそれぞれにより生成される最大電力量を抽出するのに役立つ。この構成により、１回目として支柱１の粉砕中および２回目としてその解放時に回収することで収集する電気エネルギーを倍増させている。
【００２９】
本実施形態では、電子回路８は、例えばバッテリまたは超コンデンサバンクなどのような一時貯蔵装置１３を備えている。また一時貯蔵装置１３により、ネットワーク上で使用するため調整する前に、支柱１により生成された電力を貯蔵することも可能となる。
【００３０】
図３に、本発明装置を構成する圧電モーター３０を示す。これは、２対の支柱１からなるが、それ以上の数を含むことができる。上記構成では、支柱１の対は、お互いに対向させている。この構成により、同じ応力を維持しながら、支柱１の変形を半分低減させることができる。このような構成が好ましいが、例えば１〜４０本の間の支柱を含む組立体のように、圧電モーター３０には、どのような数量の支柱１も含むことができる。
【００３１】
電気を生成するには、圧電セラミック２に機械的応力を印加する必要がある。この応力を生成するため、モーター３０は、支柱１の粉砕を行えるようにする機械的増幅装置３１、３２で構成される。この装置には、以下が含まれる：
−支柱１のそれぞれを粉砕でき、ジョーの形とすることができる媒体３１、
−媒体３２は、レバー３０１の形を取り、支柱１を粉砕すべく開放するような形で装置３１にある２個のジョーに応力を加えようとするものである。この２個の媒体３１、３２の相乗効果により、応力増幅が１０倍から１０００倍に達することが可能となる。
【００３２】
支柱１を破砕するため、応力を媒体３２のレバー３０１端部に印加する。図４ａに示すように、モーター３０を、好ましくは、モーターリング７０を形成するように円形支持体３０４上の星形部分に入れ、固定させる。レバー３０１には、遠位端および近位端がある。レバー３０１の遠位端には、波状円形カム３０３上を転がるローラ３０２が備わっている。ローラ３０２は、継手、ねじまたはボルト・ナット系という形態を取ることができる締結具４０１により、レバー３０１につながっている。その近位端部は、レバー３０１に作用する応力を前記ジョーに伝達できるようにする締結具４０２により、媒体３１のジョーにつながっている。ジョーを開きそれにより支柱１を粉砕することができるようにすべく軸Ｘの周りの回転運動を可能にするこの構成が好ましいが、例えば並進運動などのいかなる種類の運動も、支柱１を破砕するのに考慮することができる。
【００３３】
図４ａおよび図４ｂに示すカム３０３には、凸部３０５と凹部３０６が備わっている。凸部３０５により、前記カム３０３が回転しローラ３０２が通過するときに、レバー３０１のアーム上に最大の機械的応力を行使できる接触点が形成される。この実施形態が好ましいが、接触なしに応力を伝達できるようにすべく、凸部３０５ならびにローラ３０２を磁石に置き換えることができる。
【００３４】
円形支持体３０４上にモーター３０を配置する場合、ローラ３０２が２個の凸部３０５の間にある凹部３０６内に存在しているとき、レバー３０１を調節することで、制御された接触点応力を得ることができる。この調節により、各モーター３０に対し等しい半径方向の応力が得られ、凹部３０６内を通過する時点でローラ３０２とカム３０３の間に機械的接触が確保されるようになる。作成される接触点は、カム３０３に印加された接線方向の応力を最小限に抑え、そのため供給する応力を増大させることなくモーター３０の個数を増加させるように分布している。
【００３５】
好ましくは、各モーターリング７０はＮ個の圧電モーター３０を備え、したがってＮ個のローラ３０２  がカム３０３の周囲に均一に分布しているのが良い。この構成により、応力が同時にすべてのローラ３０２に加わらないように応力を分散することができる。実際、所与の時間の間、対向するローラ３０２が凹部３０６内で移動する間に、特定のローラが凸部３０５上を移動するように、ローラ３０２はカム３０３上で転がる。したがって、カム３０３には、好ましくは、ａＮ  ＋  １個の凸部が含まれているのが良い。凸部３０５の個数が支柱１の個数よりも多くなるようにすべく、好ましくは２に等しい整数ａが選ばれる。さらに、圧電モーター３０に行使される接線方向の応力は、その結果得られる接線方向の応力を低減させるため最良の形で補償される。ただし、異なる凸部３０５の個数を検討できる。例えば、支柱１の個数の倍数に等しい凸部３０５の個数を有することができる。こうした特定の事例では、その結果得られる接線方向の応力は、圧電モーター３０の接線方向の応力合計に等しくなる。
【００３６】
また凸部３０５の個数により、浮揚体４１から派生し、波に由来する一次励起の周波数を増大させることもできる。実際には、各カム塔３０３において、圧電モーター３０の各々は、ａＮ  ＋  １回通電される。また、波動周波数が８〜１０秒おきにしか波まで到達しないが、この装置により、毎秒２００回まで達しうる周波数を有する支柱１粉砕を達成できる。またこの特徴により、支柱１を粉砕するために加えられた力の周波数が増加し、従ってモーター３０の電力生成効率を高めることができるようになる。
【００３７】
カム３０３は直径が２０  ｃｍから３  ｍまでの間で変動する可能性があり、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはその両方の組み合わせなどのような剛性材料で製造され、耐候性を備えたものとなる。
【００３８】
星形部分に配置され、カム３０３の周りに固定されているモーター３０の個数は、装置での所望のエネルギー収量に応じて変えることができる。図４ａに、このように形成され、１〜２０個の間での圧電モーター３０を収容できるモーターリング７０を示す。
【００３９】
図５に示すように、カム３０３が同じ出力軸４４と連動している複数のモーターリング７０を軸方向に積み重ねることができる。それらはカム３０３の回転軸であるｙ軸に沿って積み重ねられる。これらのリング７０は、２π／（Ｍ（ａＮ＋１））に等しい角度だけ互いに対してずらされており、そのためすべての凸部３０５に同期する応力がかかるのを避けながら、得られた接線方向の応力を制限することもできるようになる（Ｍはモーターリング７０の個数であり、Ｎはローラ３０３の個数である）。また、装置のエネルギー収量を向上させることもできる。
【００４０】
その破砕時に支柱１に加わる機械的応力は、装置への波動の影響により生成される。図６ａおよび図６ｂに、本発明に沿った装置の実施形態を示す。それには、球状、円錐状、円筒形、または職人に適した任意のその他の形態とすることができる浮揚部材４１が含まれる。それらは、木材、アルミニウム、またはポリスチレンなど職人にとって適切な任意の材料で製造できる。この浮揚部材４１はアーム４２ａ、４２ｂに取り付けられており、波浪により前記の浮揚部材４１が移動したときに揺動するようになる。このアーム４２ａ、４２ｂにより、入力軸４４を介して浮揚部材４１が圧電発電機４３につながっている。揺動アーム４２ａ、４２ｂが移動し始めたとき、入力軸４４により回転運動が始まり、それが圧電発電機４３に伝達される。
【００４１】
圧電発電機４３を図７ａに示す。これをフレーム（枠）４５に取り付けることができ、これにより、架台または高慣性を有する浮揚体のような基準構造に取り付けることもできる。これは、２つのブロック６１およびギヤボックス６３を含むハウジング（筐体）６２で構成されている（図７ｂに詳細に示している）。ブロック６１の各々は、１個（図４ａ）または複数個（図５）のモーターリング７０で構成されている。
【００４２】
支柱１のエネルギー収率は、モーターリング７０の形状と個数、ならびに材料の圧電特性により決定される。この収率を高めるため、一次励起、つまり波動による浮揚体４１励起の周波数増幅を、ギヤボックス６２を使用して達成することができる。この後者は、モーターリング７０のシャフト４４と揺動アーム４２ａ、４２ｂの間に配置される。したがって、１０から１０００までの間となりうる倍数分シャフト４４の回転速度が増幅する。
【００４３】
図７ａの実施形態では、モーターリング７０の積層体６１のブロック２つを、それぞれギヤボックス６２の両側に配置している。図７ｂに示すように、各積層体（スタック）は、共通アーム４４と連動するその出力歯車が備わっており、第１歯車６２１に係合し、この歯車自体は第２歯車６２２と係合している。この装置を各積層体６１に対し倍加する。２つの積層体６１に共通である第３歯車６２３は第２歯車６２２と係合しており、シャフト４４と連動している。またこのギヤボックス６２により、シャフト４４の回転速度、したがってカム３０３の角速度を増加させながら周波数増幅を行えるようになる。
【００４４】
図６ｂに示す構成において、アーム４２ｂはヒンジ結合され、歯車により相互接続された２つの部分からなる。実際、アーム４２ｂは締結具４９０により互いに接続された２本の二次アーム４８ａ、４８ｂで構成されているが、この媒体４９０は、ネジ、ナット・ボルト系または職人に好適なその他の形態であってもよい。２つのギヤセクター（区画）４６をフレーム４５上に取り付け、２つの中間歯車４７が、入力軸４４と平行な軸ｚの周りで自由に回転するようにすべく、主アーム４８ａ上に装着されている。これら中間ギヤ４７のそれぞれは、ｚ’  軸の周りで回転するギヤセクター４６ならびにｚ’’軸の周りで回転する第３歯車４９と係合しており、二次アーム４８ｂと連動している。二次アーム４８ｂの他端は、浮揚体４１に取り付けられている。この構成により、浮揚体４１に対し同じ角度変位を維持しながら、より大きな角度変位を得ることができるようになる。さらに、圧電発電機４３の入力軸４４の回転速度を増加させ、したがって支柱１に作用する機械的励起の周波数を増やすことができる。
【００４５】
図８にて、海またその他の環境ストレスから保護するように、圧電発電機４３とフレーム４５を構成する部品が整形されており、そのため、耐久性と耐候性を備えた装置を実現できる。この整形は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムまたは複合材料などの空気・水抵抗性材料を用いて行う。
【００４６】
図９に示す方式では、本発明に沿ったいくつかの装置が、金属構造物９１と浮揚部材９２によりお互いに組み立てられる。この構造物９１は、円形、六角形、直鎖状もしくは職人に適した任意のその他の形態とすることができる。ただし、本装置の使用は、この種の構造物９１に限定されているわけではない。これは、例えば、第３構造物９１上にも、あるいは防波堤、ドック、はしけ、海上基地（オフショアプラットフォーム）、ボートまたはそれと浮揚体との間の相対運動を可能にする任意のその他の構造物上に取り付けることができる。またこれは、例えば、チェーン装置、係留ブイおよび係留用ロープなどの締結手段により海底に固定できるように構成することもできる。第３構造物９１に取り付けられる装置の数は変動し、１から１００までの間とすることができる。
【００４７】
実施形態においては、構造物９１は、海洋にて風力タービン、水力タービン、または任意の他の波力発電系などのようなその他の発電系統に接続されている。これにより、アンカー（投錨）インフラストラクチャ、貯蔵、送電網への接続、保守、または維持管理など、既存のインフラからの恩恵を受けることができるようになる。
【００４８】
図１０の実施形態では、装置は、例えば、油圧式、電気式または圧縮空気式とすることができるモーターを備えている。このモーターでは、暴風雨の場合には浮揚体４１およびそのアーム４２ａ、４２ｂを折り畳み施錠することができる。
【００４９】
上述の実施形態における種々の本発明の要素および／または手段および／または工程の配置は、すべての実装においてこのような配置を必要とすると理解されるべきものではない。いずれにしても、種々の変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、これらの要素および／または手段および／または工程に対してなされうるものと理解される。具体的には、以下のようなものが挙げられる。
−使用される支柱１の数は、変動する可能性がある
−電極３に使用する材料の種類はさまざまである
−各支柱１で用いたセラミック２の数は、装置間で変動する可能性がある、
−保持部材５は、異なる種類のものとなる可能性がある
−荷電抽出装置を構成する回路８は、装置間で異なっている可能性がある
−本装置には、一時貯蔵装置１３が含まれている場合もない場合もある
−浮揚体４１に使用される材料は、ばらついている可能性がある
−機械的増幅系３１、３２は、装置間で異なっている可能性がある
−カム３０３上にある凸部３０５の個数は、変動する可能性がある
−モーターリング７０によりモーター３０の個数が変化する可能性がある
−圧電発電機４３によりモーターリング７０の個数が変化する可能性がある
−アーム４２ａ、４２ｂの種類は、装置間で異なっている可能性がある
−装置を取り付ける土台である第３構造物９１の種類が変化する可能性がある
−第３構造物９１に取り付けられる装置の数は、変化しうる
−本文書に記載しているように、ヒンジ式アーム４２ｂは、その他の用途と装置で使用することができる
−支柱１の破砕周波数を増加させる装置は、例えば、電磁系、油圧系または機械系に取り付けられている装置など、いかなる用途にも関係なく任意の装置で使用することができる
−カム３０３を、波形ラックで置き換えることができる
−カム３０３は、例えば電磁系、油圧系または機械系によるものなど、圧電ではないその他の種類のモーターとともに使用することができる
−アーム４２ａ、４２ｂは、例えば、電磁系、油圧系または機械系で存在しているモーターなどのその他の種類のモーターを作動させるのに使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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