(57)【要約】  マスト（１）、機器搭載用支持アーム（２）、縦桁（３）、中央ブイ（４）、連結ビーム（５）、周縁浮遊体（６）、ブイ側の輪体（７）、ブイと固定用基礎とを連結する連結体（８）、固定用基礎側の輪体（９）、固定用基礎（１０）、風測定機器Ａ(１１)、風速計のベースＢ取り付け用ビーム（１２）、風測定機器のベースB（１３）、風測定機器Ｂ(１４)、周縁浮遊体の固定用基礎（１５）、周縁浮遊体の固定用基礎と周縁浮遊体とを連結する連結体（１６）、および周縁浮遊体と連結される固定用基礎側の連結輪（１７）を備えた複式浮遊風速計という装置であって、当該装置は浅瀬でも深間でも設置することが可能で、且つ、通常タイプの風速計およびドップラー式風速計の双方を使用することで、風の持つ複数の特性値を同時に測定することができ、結果、双方の作用が相俟って、カップ式の風力計が搭載されたマストよりも高い位置における風の潜在力（速度、方向、乱れ）の測定を可能としたことを特徴とする、複式浮遊型風速計装置。
2016510875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスト（１）、機器搭載用支持アーム（２）、縦桁（３）、中央ブイ（４）、連結ビーム（５）、周縁浮遊体（６）、ブイ側の輪体（７）、ブイと固定用基礎とを連結する連結体（８）、固定用基礎側の輪体（９）、固定用基礎（１０）、風測定機器Ａ(１１)、風速計のベースＢ取り付け用ビーム（１２）、風測定機器のベースＢ（１３）、風測定機器Ｂ(１４)、周縁浮遊体の固定用基礎（１５）、周縁浮遊体の固定用基礎と周縁浮遊体とを連結する連結体（１６）、および周縁浮遊体と連結される固定用基礎側の連結輪（１７）を備えた複式浮遊型風速計装置において、
当該装置は浅瀬でも深間（ふかま）でも設置することが可能で、且つ、通常タイプの風速計およびドップラー式風速計の双方を使用することで、風の持つ複数の特性値を同時に測定することができ、結果、双方の作用が相俟って、カップ式の風力計が搭載されたマストよりも高い位置における風の潜在力（速度、方向、乱れ）の測定を可能としたことを特徴とする、複式浮遊型風速計装置。
【請求項２】
前記中央ブイ（４）および周縁浮遊体（６）は、水面下に位置することを特徴とする、請求項１に記載の複式浮遊型風速計装置。
【請求項３】
前記風測定機器Ａは前記マストの上側部位に設置されたカップ式風速計（１１）であり、前記ドップラー式風測定機器Ｂは前記マストの下側部位に設置されたライダー（レーザ測距）またはソーダー（音波レーダ）（１４）であることを特徴とする、請求項１に記載の複式浮遊型風速計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、従来型のマスト搭載方式の風速計（カップ型風速計）およびドップラー方式の風速計を同時に適用することで外海における有意性のある基準高度での風測定を好適に行える浮動型気象観測機構に関する。
【従来技術】
【０００２】
陸上の固定ベースまたは回転するベースに設置されたり海底に固定されたりする、風速や風向等の風に関するデータ測定用の装置が知られている。これらの装置は、そのベースが、浮動ベースと同じように移動したり揺動したりする場合は、風速を測定することができない。また、波高計に搭載されて、主として気象変数を測定する浮遊式装置も提供されている。これらの装置は、海面から５〜１０メートルにおける風のデータ測定を行わないため、洋上風力発電パークの風力資源評価用に適切な風のデータの提供ができない。
【０００３】
本件発明に係る装置は、信頼性の高い風のデータを提供することにより、この重大な不具合を解消するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】浮遊式風速計を示す図である。
【発明の詳細な説明】
【０００５】
本件発明の利点は、浅瀬の海域はもとより平均海水位より深間の海域においても、高い高度にて風速を測定できることである。このように、浮動式風力発電機の寸法および風の潜在力に関する有用な風のデータを得ることができる。
【０００６】
更に、マスト搭載の風速計とドップラー式風速計（例えばライダー（ＬｉＤＡＲ）：レーザ測距）との組み合わせにより、ＬｉＤＡＲで得られたデータとマスト搭載の風速計から得られたデータの相関化を図ることができる。構造物の浮力により、マスト（１）および機器を搭載する機器ベースＢ（１３）の角速度を最小限に抑えることができることで、風測定にとっては、安定性に優れると共に最適の信頼性をもたらす。角速度を小さくすることは、風速計から得られたデータを補正する必要がないか、あっても最小限に留めることができるので、極めて重要なことである。通常の作動状態では、建設用浮体の垂直軸心周りの角移動は最小となるので、ドップラー方式の機器の補正は不要となる。
【０００７】
添付の図１に係る浮遊式風速計は、マスト（１）、機器搭載用支持アーム（２）、縦桁（３）、中央ブイ（４）、連結ビーム（５）、周縁浮遊体（６）、ブイ側の輪体（７）、ブイと固定用基礎とを連結する連結体（８）、固定用基礎側の輪体（９）、浮遊体固定用基礎（１０）、風測定機器Ａ(１１)、風速計のベースＢ取り付け用ビーム（１２）、風測定機器のベースＢ（１３）、風測定機器Ｂ(１４)、周縁浮遊体の固定用基礎（１５）、周縁浮遊体の固定用基礎と周縁浮遊体とを連結する連結体（１６）および周縁浮遊体と連結される固定用基礎側の連結輪（１７）を備える。
【０００８】
風測定機器（１１）は、機器搭載用支持アーム（２）に取り付けられることで、マスト（１）に搭載される。マスト（１）の荷重（測定機器および自重）は、支持基礎（４）に伝達されると同時に縦桁（３）を介して周縁浮遊体（６）に伝えられる。縦桁（３）は周縁浮遊体（６）に装架されてマスト（１）の曲げ力に対する抵抗力として作用し、マスト（１）構造を軽量化するに至らしめる。中央ブイ（４）および周縁浮遊体（６）の双方は、連結ビーム（５）により相互に連結されることで、一体化された浮遊構造体として作用し、マストを直立位置に復帰させるものである。これらの連結ビーム（５）の数は周縁浮遊体（６）の数と同じで、各連結ビーム（５）は独立しているか、中央ブイ（４）に取り付けられる桁を持っているかのいずれかである。浮遊体（中央ブイおよび周縁浮遊体）は完全に水面下に位置しており、水より軽いことから構造体全体に浮力を及ぼす。構造体は、周縁浮遊体（６）の浮力があるので、回復トルクによりバランスを取ることができる。かくして、構造体はいち早く垂直軸（元の位置）に復帰できることから、風速計の位置変化を限定的にして、測定精度を向上させることができる。回転移動は、周縁浮遊体（６）を固定用基礎に固定することで限定的なものとすることができる。構造体の水面下の部分は、所定のレベルにあって、海面（１８）の波の影響を受けないようになっている。
【０００９】
浮遊体（４）および（６）、マスト（１）、桁（３）、ビーム（５）、固定用基礎（１０）および（１５）、浮遊体と固定用アンカーの連結部材すなわち固定具（９および１７）、乾舷構造（フリーボード構造）ならびに構造物を構成する材料およびその重量が相まって、浮遊構造体の基準振動数を決定することになる。この基準振動数は、当該装置の設置場所、すなわち、波や風の特性に応じて変動する。周縁浮遊体（６）の数は、その必要度に応じて３以上とすることができる。
【００１０】
中央ブイ（４）および周縁浮遊体（６）は、その下部において、ブイと固定用基礎とを連結する連結体（８）が紐結されるブイ側の輪体（７）を備えている。ブイと固定用基礎とを連結する連結体（８）は、全体若しくは一部が鎖、綱、鋼索その他から構成されており、一本とするか安全性をより高めるため二本とすることができる。この連結構造の本質は、浮遊構造体を固定用基礎側の輪体（９）ひいては最終的には固定用基礎（１０）に連結することにある。これにより、浮遊構造体が所定の限度を超えて移動することを阻止する一方、他方では、構造体に作用する浮力に対する拮抗力となるものである。この固定用基礎は海底に位置している。残りの固定用基礎（１５）は、同じような態様で、周縁浮遊体（６）に連結されて、浮遊構造体が垂直軸心周りに回転することを阻止する。
【００１１】
部材（１）、（２）、（３）および（５）、（１２）ならびに（１３）は、金属（例：鋼鉄、アルミニウム）もしくは合成材料（プラスチック、炭素繊維）から作製することができる。浮遊体（４）および（６）の部材は、中空若しくは中実の何れかであって、金属、合成材料、コンクリートまたは他の適当な材料から作製することができる。確実に浮遊できるようにするために、それらの部材に、木、発泡ポリウレタン、コルク、発泡ポリスチレン等の軽量材を充填させることもできる。部材（７）、（９）および（１７）は金属で作製されており、部材（８）および（１６）は、全体的または部分的に、適当に異なった材料で作製することができ、部材（１０）および（１５）は、他の適当な材料（コンクリート、金属等）から作製することができる。
【００１２】
図１において符号（１１）で参照される測定機器Ａは、どのような形式のものであって良く、風速および風向を測定するに適した技術を利用している。他方、図１において符号（１５）で参照される測定機器Ｂは、ドップラー技術（ライダーLiDAR（レーザ測距）またはソーダーSODAR（音波レーダ））を用いて風速および風向を測定する機器、日射測定機器、湿度測定機器、温度測定機器、太陽電池セル、海面高さ測定機器、情報伝達装置その他好適な測定機器とすることができる。
【００１３】
この装置は、海水位から高い高度において且つ深間の海域において、風力や風向等の風のデータを測定することができる。中央浮遊体、マスト、機器搭載用支持アームまたは測定器のベースＢに、他の気象観測用機器を搭載することも可能である。この装置は、厳しい気象条件や海が荒れている場合であっても安定性が優れ、同時に、カップ式風速計ならびにレーザ測距および音波レーダのような遠隔操作技術の併用を可能とする。この装置は、異なった風測定機器間の較正および相関化を可能とする。複式浮遊型風速計は、また、マスト搭載の風速計として、あるいは、マストなしのドップラー測定機器としても作動させることができる。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月8日(2014.8.8)
【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】
マスト、機器搭載用支持アーム、縦桁、中央ブイ、連結ビーム、周縁浮遊体、ブイ側の輪体、ブイと固定用基礎とを連結する連結体、固定用基礎側の輪体、固定用基礎、風測定機器Ａ、風速計のベースＢ取り付け用ビーム、風測定機器のベースＢ、風測定機器Ｂ、周縁浮遊体の固定用基礎、周縁浮遊体の固定用基礎と周縁浮遊体とを連結する連結体、および周縁浮遊体と連結される固定用基礎側の連結輪を備えた複式浮遊型風速計装置において、
当該装置は浅瀬でも深間（ふかま）でも設置することが可能で、且つ、通常タイプの風速計およびドップラー式風速計の双方を使用することで、風の持つ複数の特性値を同時に測定することができ、結果、双方の作用が相俟って、カップ式の風力計が搭載されたマストよりも高い位置における風の潜在力（速度、方向、乱れ）の測定を可能としたことを特徴とする、複式浮遊型風速計装置。
【請求項２】
前記中央ブイおよび周縁浮遊体は、水面下に位置することを特徴とする、請求項１に記載の複式浮遊型風速計装置。
【請求項３】
前記風測定機器Ａは前記マストの上側部位に設置されたカップ式風速計で、前記ドップラー式風測定機器Ｂは前記マストの下側部位に設置されたライダー（レーザ測距）またはソーダー（音波レーダ）であって、カップ式の風速計およびドップラー式風速計の双方を使用することで、カップ式風速計とドップラー式風速計の両方で同時に同じ高さにて風の潜在力（速度、方向、乱れ）の測定を行うことができ、ドップラー風速計の正確かつ連続した較正を行うことができるため、より正確な測定値が得られることを特徴とする、請求項１に記載の複式浮遊型風速計装置。
【国際調査報告】
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