波エネルギー変換器の改良
波エネルギー変換器の改良は、水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられるようになっている実質的に剛体のスカート（１０）を含む。スカート（１０）は、構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延びる長尺状の実質的に円筒状の構造（１２）を含む。円筒状構造（１２）は、垂直方向に離間した間隔で同心円状に配置される、実質的に等しい直径の一連のリング（１４）を含む。リング（１４）の円形断面によって形成される湾曲した表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成する。このようにして、波の円形水粒子運動から抽出される波エネルギーの垂直方向要素を最大化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋波エネルギーをより使用しやすい形態へ変換するための波エネルギー変換器、及びその改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
第三の千年紀の始めでは、至る所で人々の持続可能性への関心が増している。化石燃料が有限のエネルギー源であるということを人々が認識すると、再生可能でクリーンなエネルギー源を探索することが、より急を要するものとなってきた。地球温暖化及び気候変動によって、化石燃料に対する我々の依存を少なくする必要性に関心が向けられてきた。最も有望な再生可能エネルギー源の一つは、波エネルギーである。波エネルギーを動力として利用する願望は数百年もの間存在してきたが、過去の試みが経験した成功は限られたものであった。その成功は小規模なものであり、必要とされる数百メガワットではなく、数千キロワット台であった。
【０００３】
過去における主要な困難の一つは、海洋の波が有する莫大な力に耐えるのに十分に頑丈なユニットを設計することであった。嵐の状況では、波エネルギーは巨大になることがあり、従来技術による陸地又は岸に基礎を置くシステムの多くに破壊が生じる。波エネルギーを抽出するための典型的な従来技術の方法は、タービン又は水圧システムを使用するものであった。直接駆動のリニア発電機とともに、直接駆動の回転発電機を用いる試みが幾つかあった。しかしながら、最も一般的な従来技術によるエネルギー抽出ユニットは、振動水柱及び水圧リンク回転発電機である。これらは、通常、岸近く又は岸への設置において使用される。これらの従来技術によるシステムの別の欠点は、それらが岸近くになければならないことであり、そこでは、海底による波の減衰のため、得られるエネルギーが低くなる。
【０００４】
その内容を参照することにより本明細書に援用する、出願人が本願と共通する国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号では、最大量の海洋波エネルギーを抽出するために岸近く或いは沖合で使用可能な張力係留システム及び波エネルギー変換器が開示される。
【０００５】
（深層水における）波の内部の水粒子は円形軌道で運動するが、波が、非常に少ない損失で長い距離にわたってエネルギーを運ぶことができるのは、このメカニズムによる。水の表面における水粒子について、円形軌道の直径は、波の高さに等しい。しかしながら、水面下では、任意の所与の深さにおける水粒子運動の直径は指数関数的に減少し、波の波長の半分に等しい深さでは、円形軌道の直径は水面と比べて９５％減少する。明らかに水面で最大のエネルギーが得られるのであるが、最大量のエネルギーが抽出されるのを容易にするため、このエネルギー勾配の全体からエネルギーを抽出するための手段を有することも必要である。
【０００６】
本発明は、水面下のエネルギー勾配から抽出されるであろう波エネルギーを最大化するための構造を含む、波エネルギー変換装置に対する種々の改良を提供するという観点で生み出された。
【０００７】
本明細書における従来技術の参照は、説明の目的のためのみに提供するものであり、そのような先行技術がオーストラリア又は他国における共通の一般的知識の一部である旨を自認したものとして理解すべきではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、波エネルギー変換器の改良が提供され、改良は、水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられるようになっている実質的に剛体のスカートを含み、スカートは、長尺状の実質的に円筒状の構造を含み、構造は、該構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。
【０００９】
好ましくは、円筒状構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状とされており、使用時には、水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることができる。一実施形態において、円筒状構造の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含む。有利なことに、実質的に円筒状の構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間した間隔で同心円状に配置される、実質的に等しい直径の一連のリングを含む。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、波エネルギー変換装置の複数点係留システムが提供され、装置は、没水部材を有する構造を有し、この部材は、平均水位下に、構造と接続されて設けられ、複数点係留システムは、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材を含み、各長尺状柔軟性部材は、没水部材からプーリ機構を介して吊り下げられるようになっているそれぞれの平衡おもり手段へ延びる。
【００１１】
好ましくは、長尺状柔軟性部材は、波エネルギー変換装置がエネルギーを抽出することができる自由度を増すように、互いから離間している。有利なことに、複数点係留システムは、波エネルギー変換装置が全６つの自由度からエネルギーを抽出するのを可能とするように、互いから等距離に離間する３つの長尺状柔軟性部材を含む。
【００１２】
本発明の更なる態様によれば、波エネルギー変換器が提供され、波エネルギー変換器は、
部材を有する構造であって、部材は構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水する、構造と、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材であって、各長尺状柔軟性部材は、少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるようになっているそれぞれの平衡おもり手段へ延びる、複数の長尺状柔軟性部材と、を含む。
【００１３】
好ましくは、波エネルギー変換器は、少なくとも部分的に没水する部材と接続して設けられる実質的に剛体のスカートを更に含み、スカートは、長尺状の実質的に円筒状の構造を含み、円筒状構造は、円筒状構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、円筒状構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。
【００１４】
好ましくは、プーリ機構は複数のプーリを含み、各プーリは、プーリに巻回されるそれぞれの長尺状柔軟性部材を受けるようになっており、使用時には、長尺状部材の直線運動が、プーリによって、波エネルギー変換装置内のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換されることが可能となる。
【００１５】
本明細書を通じて、文脈が違う意味にとることを要求しない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、或いは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の変化形は、明示される整数又は整数群を含むが、任意の他の整数又は整数群を除外するものではない旨を意味すると理解されるであろう。同様に、「好ましくは（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」という用語、或いは、「好まれる（ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ）」等の変化形は、明示される整数又は整数群が望ましいが、発明の機能にとって必須ではない旨を意味すると理解されるであろう。
【００１６】
本発明の特質は、添付の図面を参照して、単に一例として与えられる、本発明の波エネルギー変換器の改良、複数点係留システム、及び改良されたプーリ機構の幾つかの特定の実施形態の以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一態様に係る波エネルギー変換器用のスカートの好ましい実施形態の側面図である。
【図２】単点エネルギー吸収器と、それに付着される図１のスカートの側面図である。
【図３】垂直方向に移動する水粒子から波エネルギーを抽出するようになっているスカートの表面上の水粒子の流路を概略的に示す。
【図４】水平方向に移動する水粒子から波エネルギーを抽出するようになっているスカートの表面上の水粒子の流路を概略的に示す。
【図５】本発明の第二の態様に係る波エネルギー変換器と、それに付着され或いは一体化される図１のスカートの実施形態の上面斜視図である。
【図６】本発明の第三の態様に係る平衡おもりシステムが視認される、図５の波エネルギー変換器用の複数点係留システムの第一実施形態の透過斜視図である。
【図７】図６の波エネルギー変換器用の平衡おもりシステムの拡大詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１から５に示す本発明による波エネルギー変換器の改良の好ましい実施形態は、水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられるようになっている実質的に剛体のスカート１０を含む。スカート１０は、構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延びる長尺状の実質的に円筒状の構造１２を含む。構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。波エネルギーの大部分は水面で得られるのであるが、最大のエネルギー抽出を容易にするため、水面下のエネルギー勾配からエネルギーを抽出するのが望ましい。長尺状構造１２を用いることによって、エネルギー勾配のより大きな割合について、進行波のエネルギーを抽出することが可能となる。
【００１９】
図３に概略的に示すように、好ましくは、円筒状構造１２の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状とされている。この実施形態では、円筒状構造の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含む。有利なことに、実質的に円筒状の構造１２は、垂直方向に離間した間隔で同心円状に配置される、実質的に等しい直径の一連のリング１４を含む。リング１４は、複数の長尺状の支持部材１６によって離間した間隔で保持され、実質的に円筒状の構造１２を形成するように配置される。エネルギー勾配のより大きな割合について最大のエネルギー抽出を容易にするため、垂直方向に降順又は昇順で、連続するリング１４の直径、及び／又は、連続するリング１４の断面の曲率半径を変えるのが有利であろう。
【００２０】
図３で最も明確に分かるように、リング１４の円形断面によって形成される湾曲した表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成する。波状流路は、垂直方向に移動する水粒子が、リング１４の湾曲した表面の周りにそれることを強いて、それによって垂直方向エネルギーの幾らかがリング１４へ移動される。このようにして、波の円形水粒子運動から抽出される波エネルギーの垂直方向要素を最大化することができる。
【００２１】
同様に、図４で最も明確に分かるように、リング１４の平面視円形形状によって形成される湾曲した表面は、水平方向に移動する水粒子のための湾曲流路を形成する。湾曲流路は、水平方向に移動する水粒子が、リング１４の湾曲した表面の周りにそれることを強いて、それによって水平方向エネルギーの幾らかがリング１４へ移動される。このようにして、波の円形水粒子運動から抽出される波エネルギーの水平方向要素もまた最大化することができる。
【００２２】
スカート１０によって抽出される波の円形水粒子運動の追加的な垂直及び水平両方向の波エネルギー要素は、支持部材１６を介して波エネルギー変換器（ＷＥＣ：ｗａｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）へ移動される。図３及び４は、どのようにしてスカート１０の周りの流体の流れが、特定の力をスカートひいてはＷＥＣへ作用させるのであろうかということを示す。図３及び４では、流体の流れがスカート１０の周りを移動するにつれて、流体の流れの中で、どのようにして、ある程度の境界層の剥離が生じるかが分かる。しかしながら、実際には、圧力抵抗の最大量は、境界層干渉のレイノルズ数に関連する。これを考慮に入れると、有利な設計の検討としては、スカートを、抵抗を最大限にするような大きさにすることである。
【００２３】
スカート１０を用いてエネルギー勾配のより大きな割合についてエネルギーを抽出することによって、どのようにしてＷＥＣによってエネルギーが抽出されるかという力学が変化する。スカート１０は、進行波の断面のエネルギー勾配からのエネルギー抽出を容易にするために、ほとんど任意のＷＥＣに取り付けることができる。しかしながら、スカート１０は、特に点吸収型又は点集中型（ＰＡ：Ｐｏｉｎｔ Ａｂｓｏｒｂｅｒ）の波エネルギー変換器とうまく機能する。ＰＡは、定在波がＰＡの風下舷に生じ、非干渉波がＰＡから海側方向に向かって送り出されるように、一組の干渉縞振動を生成することによってエネルギーを抽出する。これらの位相シフト振動が接近する波の振動に近く調和すればするほど、ＰＡはより多くのエネルギーを抽出することができるであろう。波エネルギー変換分野における格言として、「良い波抽出器は良い波生成器である」というのがある。これは、ＰＡを用いて波エネルギーを抽出する際に必要とされる力学を説明するのに役立つ。
【００２４】
事実上全ての従来技術のＰＡによって用いられる波エネルギー抽出のメカニズムは、本来的に非常に非効率的であり、それが動作する振動数範囲による制限を受ける傾向がある。典型的に、ＰＡは、その共振振動数でうまく機能するであろう。しかしながら、この共振ピークの外側の全振動数において、性能が急激に低下する。
【００２５】
ＰＡのこれらの動作上の制限を克服するため、力学を変え、エネルギー抽出性能を劇的に向上させるためにスカートを用いてもよい。図２に、好ましい実施形態に係るスカート１０を有する球状の浮揚体２０を含む単純なＰＡ１８を示し、スカート１０は、浮揚体２０から水面下に吊り下げられる。ＰＡ１８にスカートを追加することによって、システムは、調和する反対波を生成することに依存する単純な共振振動システムから、図３及び４を参照して上述した、入射波エネルギーを吸収するために、物体の振動に加えて、強力な流体力学原理を用いるシステムへと変化する。
【００２６】
図５に、水面下に部分的に没水するスカート１０を有する、本発明の別の態様による改良したＷＥＣ３０の好ましい実施形態を示す。進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出の向上を容易にするため、ＷＥＣ３０に付着されるスカート１０を有するこのＷＥＣ３０に、同じ流体力学原理が適用される。ＷＥＣ３０の構造及び作用を、図６及び７を参照して以下でより詳細に説明する。
【００２７】
説明する実施形態では、スカート１０を、適切な大きさを有する一連のリング１４として示すが、同じ基本原理を利用する他の様々な形状及び構成のスカートを使用することもできる。これら代替構成の幾つかの例としては、以下が含まれる。
・滑らかな円筒状構造、中実又は中空；
・波形円筒、中実又は中空；
・半径方向の穴を有する円筒状構造、中実又は中空；
・円筒状メッシュを形成する一連の相互接続される水平円筒状リング及び垂直円筒；
・円筒状構造の代わりに多角柱構造を用いてもよい。
【００２８】
図５及び６のＷＥＣ３０は、本発明の別の特徴による好適な実施形態である複数点係留システム３２を図示したものである。国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号に開示されている従来技術のＷＥＣ用の張力係留システムでは、ＷＥＣは、没水部材を有する構造を有し、この部材は平均水位下で、構造と接続されて設けられる。国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号の係留システムは、バラスト手段から、プーリ機構を介して没水部材から吊り下げられるようになっている平衡おもり手段へと延びる単一の長尺状柔軟性部材を含む。
【００２９】
図５及び６のＷＥＣ３０は、部材３４を有する構造を有し、この部材が構造と接続されて設けられ、平均水位下に部分的に没水するという点で類似している。複数点係留システム３２は、複数の長尺状柔軟性部材３６を含む。長尺状柔軟性部材３６の各々は、バラスト手段３８に一端が取り付けられ、平衡おもり４０の各へ延びている。平衡おもり４０は、プーリ機構５０を介して、部分的に没水する部材３４から吊り下げられるようになっている。図６及び７は、ＷＥＣ３０の部分的に没水する部材３４の内部に収容されている図５の複数点係留システム３２の一部を図示したものである。
【００３０】
図５から７に示す複数点係留システム３２の実施形態では、ケーブル群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃで構成される３つの長尺状柔軟性部材が設けられ、これらの全ては、通常は海底に置かれるおもり塊３８に一端が固定される。それぞれの平衡おもり４０ａ、４０ｂ及び４０ｃは、それぞれのケーブル群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃの他端に取り付けられる。この実施形態では、ケーブル群３６は、それぞれ４本のケーブルを含む。好ましくは、平衡おもり４０の各々に、それを貫通して延びる４つの穴４２が設けられ、それらを通って、それぞれのケーブル群３６の４本のケーブルが、それらのおもり塊３８への戻り経路上で、摺動可能に収納される（図７参照）。
【００３１】
各ケーブル３６はプーリ５２に巻回され、それによって、使用時に、ケーブル３６の直線運動をプーリ５２によって、波エネルギー変換装置３０のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換することができる。図７に示すように、プーリ５２は、通常のマルチ−ケーブル・プーリであり、プーリに掛けられる（或いは巻回される）ケーブル群３６ａの４本のケーブルを有する。結果として、ケーブル群３６のケーブルは、プーリと約１８０°に亘って接触する。ケーブル群３６の使用によって、プーリ５２とケーブル群３６のケーブルとの間のより良いグリップにより発電機（図示せず）等に対して所望の回転トルクを伝達することが容易となる。
【００３２】
各平衡おもり４０は、ガイドレール５８に沿って、上下に移動する。ガイドレール５８は、安全機能として、平衡おもり４０が浮揚部から離れて移動するのを防止するように設計されている。またガイドレール５８は、平衡おもり４０が浮揚部の保護筺体の内部に収まるように、平衡おもり４０の移動を制限する。これによって更なる安全機能が得られ、海洋生物又は人間がＷＥＣ３０の動作中に負傷するのを防止するのに役立つ。
【００３３】
有利なことに、ケーブル群３６はお互いに所定の距離で離間しており、波エネルギー変換装置３０が波エネルギーを抽出することができる自由度を増すようになっている。２つ以上のケーブル群３６を有することの別の利点は、システムに対する負荷が、全て１本のケーブルによって支えられるのではなく、ケーブル群３６の各々に分配されることである。更に別の利点は、１本のケーブルがそれ自体もつれてしまうという可能性が回避されることである。各平衡おもり４０は、常に、ＷＥＣ３０自体と海底上の係留具との距離が最小となるように、ＷＥＣ３０を戻そうとする。ゆえに、厳しい左右揺れ（ｙａｗ）があり、ケーブル群３６が互いにねじれてしまった場合には、平衡おもり４０によって加えられる力が、ケーブル３６のねじりを戻そうとするように働き、従ってもつれを元に戻す。上記に加えて、スカート１０に、ケーブル群３６が通過可能なそれぞれのガイド（図示せず）を取り付けることで、ケーブルのもつれの可能性を事実上なくすことが可能である。
【００３４】
国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号では、単一係留点を有するＷＥＣは、ＷＥＣが、可能性のある６つの自由度のうち５つからエネルギーを抽出することを可能とする。しかしながら、３つ又はそれ以上の係留ケーブルを有する複数点係留システムであれば、６つの自由度の全てからエネルギーを抽出することが可能となるだろう。６つの自由度の全てからエネルギーを抽出する能力は、複数点係留システムを有するＷＥＣであれば、全方向性となり、その接近の方向にかかわらず波からエネルギーを抽出することが可能となることを意味する。これが意味するのは、このＷＥＣであれば、支配的な波の方向に対してその方向又は進路を変更する必要がなく、従って、一様でない海においても常に最大の動力を生成するであろう。
【００３５】
波の方向にかかわらずエネルギー抽出を成し遂げることができるＷＥＣは現在のところ他にないので、複数点係留システムを設けることは、ＷＥＣの開発において非常に重要なステップである。この構成の結果によって、ＷＥＣの動作を著しく向上させ、最終的には、その出力、その一貫性、その信頼性を増し、生成される動力のコストを下げるのに役立つだろう。
【００３６】
図示した実施形態では、プーリ・システム５０は、プーリ５２の各々を介して、別個の発電機を直接に駆動するので、３ケーブル複数点係留システムであれば、各ＷＥＣ３０に、３つの別個の発電機（又は他のエネルギー変換手段）が存在するだろう。別の実施形態では、適切なプーリ駆動のギア装置を用いて、エネルギー変換手段を駆動する前に機械効率を得ることが可能である。有利なことに、スカートの円筒状構造１２もまた、平衡おもり４０の運動に対するガイド５８及び安全保護具として働くことが可能である。
【００３７】
ここまで、波エネルギー変換器（ＷＥＣ）の改良の好ましい実施形態について詳細に説明してきたが、スカート付きの改良したＷＥＣによれば、以下を含む、従来技術に対する多数の効果が得られることは明らかであろう。
【００３８】
（ｉ）スカートは、水面下で、進行波の断面のエネルギー勾配からのエネルギー抽出を容易にする。
【００３９】
（ｉｉ）それは、点吸収器（Ｐｏｉｎｔ Ａｂｓｏｒｂｅｒ）によって抽出されるエネルギーを劇的に向上させ、その原動力を、単純で非効率な振動システムから、入射波エネルギーを吸収するために、振動に加えて強力な流体力学原理を用いるシステムへと変化させる。
【００４０】
（ｉｉｉ）複数点係留システムは、ＷＥＣが、エネルギーが抽出可能となる前に、それ自身の方向を変える必要なく、任意の方向から現れる進行波からエネルギーを抽出することができるように、全方向性となるのを可能とする。
【００４１】
（ｉｖ）改良したＷＥＣのプーリ機構は、実質的にもつれをなくし、確実に、ケーブルの直線運動を、ＷＥＣのエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換することができるようにする。
【００４２】
関連する技術分野の知識を有する者にとって、本発明の基本的な発明概念から逸脱することなく、既に説明したものに加えて、前述の実施形態に対して種々の変更及び改良を行い得ることは、直ちに明らかとなろう。例えば、説明した実施形態の各々では、ＷＥＣの没水する部材は、実質的に円筒状の構成を有する。しかしながら、これは決して必須ではなく、任意の適切な形状又は構成を有することができる。それゆえ、本発明の範囲は、説明した特定の実施形態に限定されないことが理解されるだろう。
【００４３】
本発明を規定する特許請求の範囲は、以下のとおりである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋波エネルギーをより使用しやすい形態へ変換するための波エネルギー変換器、及びその改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
第三の千年紀の始めでは、至る所で人々の持続可能性への関心が増している。化石燃料が有限のエネルギー源であるということを人々が認識すると、再生可能でクリーンなエネルギー源を探索することが、より急を要するものとなってきた。地球温暖化及び気候変動によって、化石燃料に対する我々の依存を少なくする必要性に関心が向けられてきた。最も有望な再生可能エネルギー源の一つは、波エネルギーである。波エネルギーを動力として利用する願望は数百年もの間存在してきたが、過去の試みが経験した成功は限られたものであった。その成功は小規模なものであり、必要とされる数百メガワットではなく、数千キロワット台であった。
【０００３】
過去における主要な困難の一つは、海洋の波が有する莫大な力に耐えるのに十分に頑丈なユニットを設計することであった。嵐の状況では、波エネルギーは巨大になることがあり、従来技術による陸地又は岸に基礎を置くシステムの多くに破壊が生じる。波エネルギーを抽出するための典型的な従来技術の方法は、タービン又は水圧システムを使用するものであった。直接駆動のリニア発電機とともに、直接駆動の回転発電機を用いる試みが幾つかあった。しかしながら、最も一般的な従来技術によるエネルギー抽出ユニットは、振動水柱及び水圧リンク回転発電機である。これらは、通常、岸近く又は岸への設置において使用される。これらの従来技術によるシステムの別の欠点は、それらが岸近くになければならないことであり、そこでは、海底による波の減衰のため、得られるエネルギーが低くなる。
【０００４】
その内容を参照することにより本明細書に援用する、出願人が本願と共通する国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号では、最大量の海洋波エネルギーを抽出するために岸近く或いは沖合で使用可能な張力係留システム及び波エネルギー変換器が開示される。
【０００５】
（深層水における）波の内部の水粒子は円形軌道で運動するが、波が、非常に少ない損失で長い距離にわたってエネルギーを運ぶことができるのは、このメカニズムによる。水の表面における水粒子について、円形軌道の直径は、波の高さに等しい。しかしながら、水面下では、任意の所与の深さにおける水粒子運動の直径は指数関数的に減少し、波の波長の半分に等しい深さでは、円形軌道の直径は水面と比べて９５％減少する。明らかに水面で最大のエネルギーが得られるのであるが、最大量のエネルギーが抽出されるのを容易にするため、このエネルギー勾配の全体からエネルギーを抽出するための手段を有することも必要である。
【０００６】
本発明は、水面下のエネルギー勾配から抽出されるであろう波エネルギーを最大化するための構造を含む、波エネルギー変換装置に対する種々の改良を提供するという観点で生み出された。
【０００７】
本明細書における従来技術の参照は、説明の目的のためのみに提供するものであり、そのような先行技術がオーストラリア又は他国における共通の一般的知識の一部である旨を自認したものとして理解すべきではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、波エネルギー変換器の改良が提供され、改良は、水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられるようになっている実質的に剛体のスカートを含み、スカートは、長尺状の実質的に円筒状の構造を含み、構造は、該構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。
【０００９】
好ましくは、円筒状構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状とされており、使用時には、水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることができる。一実施形態において、円筒状構造の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含む。有利なことに、実質的に円筒状の構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間した間隔で同心円状に配置される、実質的に等しい直径の一連のリングを含む。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、波エネルギー変換装置の複数点係留システムが提供され、装置は、没水部材を有する構造を有し、この部材は、平均水位下に、構造と接続されて設けられ、複数点係留システムは、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材を含み、各長尺状柔軟性部材は、没水部材からプーリ機構を介して吊り下げられるようになっているそれぞれの平衡おもり手段へ延びる。
【００１１】
好ましくは、長尺状柔軟性部材は、波エネルギー変換装置がエネルギーを抽出することができる自由度を増すように、互いから離間している。有利なことに、複数点係留システムは、波エネルギー変換装置が全６つの自由度からエネルギーを抽出するのを可能とするように、互いから等距離に離間する３つの長尺状柔軟性部材を含む。
【００１２】
本発明の更なる態様によれば、波エネルギー変換器が提供され、波エネルギー変換器は、
部材を有する構造であって、部材は構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水する、構造と、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材であって、各長尺状柔軟性部材は、少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるようになっているそれぞれの平衡おもり手段へ延びる、複数の長尺状柔軟性部材と、を含む。
【００１３】
好ましくは、波エネルギー変換器は、少なくとも部分的に没水する部材と接続して設けられる実質的に剛体のスカートを更に含み、スカートは、長尺状の実質的に円筒状の構造を含み、円筒状構造は、円筒状構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、円筒状構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。
【００１４】
好ましくは、プーリ機構は複数のプーリを含み、各プーリは、プーリに巻回されるそれぞれの長尺状柔軟性部材を受けるようになっており、使用時には、長尺状部材の直線運動が、プーリによって、波エネルギー変換装置内のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換されることが可能となる。
【００１５】
本明細書を通じて、文脈が違う意味にとることを要求しない限り、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、或いは、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の変化形は、明示される整数又は整数群を含むが、任意の他の整数又は整数群を除外するものではない旨を意味すると理解されるであろう。同様に、「好ましくは（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」という用語、或いは、「好まれる（ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ）」等の変化形は、明示される整数又は整数群が望ましいが、発明の機能にとって必須ではない旨を意味すると理解されるであろう。
【００１６】
本発明の特質は、添付の図面を参照して、単に一例として与えられる、本発明の波エネルギー変換器の改良、複数点係留システム、及び改良されたプーリ機構の幾つかの特定の実施形態の以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一態様に係る波エネルギー変換器用のスカートの好ましい実施形態の側面図である。
【図２】単点エネルギー吸収器と、それに付着される図１のスカートの側面図である。
【図３】垂直方向に移動する水粒子から波エネルギーを抽出するようになっているスカートの表面上の水粒子の流路を概略的に示す。
【図４】水平方向に移動する水粒子から波エネルギーを抽出するようになっているスカートの表面上の水粒子の流路を概略的に示す。
【図５】本発明の第二の態様に係る波エネルギー変換器と、それに付着され或いは一体化される図１のスカートの実施形態の上面斜視図である。
【図６】本発明の第三の態様に係る平衡おもりシステムが視認される、図５の波エネルギー変換器用の複数点係留システムの第一実施形態の透過斜視図である。
【図７】図６の波エネルギー変換器用の平衡おもりシステムの拡大詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１から５に示す本発明による波エネルギー変換器の改良の好ましい実施形態は、水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられるようになっている実質的に剛体のスカート１０を含む。スカート１０は、構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延びる長尺状の実質的に円筒状の構造１２を含む。構造の表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするような形状とされている。波エネルギーの大部分は水面で得られるのであるが、最大のエネルギー抽出を容易にするため、水面下のエネルギー勾配からエネルギーを抽出するのが望ましい。長尺状構造１２を用いることによって、エネルギー勾配のより大きな割合について、進行波のエネルギーを抽出することが可能となる。
【００１９】
図３に概略的に示すように、好ましくは、円筒状構造１２の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状とされている。この実施形態では、円筒状構造の表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含む。有利なことに、実質的に円筒状の構造１２は、垂直方向に離間した間隔で同心円状に配置される、実質的に等しい直径の一連のリング１４を含む。リング１４は、複数の長尺状の支持部材１６によって離間した間隔で保持され、実質的に円筒状の構造１２を形成するように配置される。エネルギー勾配のより大きな割合について最大のエネルギー抽出を容易にするため、垂直方向に降順又は昇順で、連続するリング１４の直径、及び／又は、連続するリング１４の断面の曲率半径を変えるのが有利であろう。
【００２０】
図３で最も明確に分かるように、リング１４の円形断面によって形成される湾曲した表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成する。波状流路は、垂直方向に移動する水粒子が、リング１４の湾曲した表面の周りにそれることを強いて、それによって垂直方向エネルギーの幾らかがリング１４へ移動される。このようにして、波の円形水粒子運動から抽出される波エネルギーの垂直方向要素を最大化することができる。
【００２１】
同様に、図４で最も明確に分かるように、リング１４の平面視円形形状によって形成される湾曲した表面は、水平方向に移動する水粒子のための湾曲流路を形成する。湾曲流路は、水平方向に移動する水粒子が、リング１４の湾曲した表面の周りにそれることを強いて、それによって水平方向エネルギーの幾らかがリング１４へ移動される。このようにして、波の円形水粒子運動から抽出される波エネルギーの水平方向要素もまた最大化することができる。
【００２２】
スカート１０によって抽出される波の円形水粒子運動の追加的な垂直及び水平両方向の波エネルギー要素は、支持部材１６を介して波エネルギー変換器（ＷＥＣ：ｗａｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）へ移動される。図３及び４は、どのようにしてスカート１０の周りの流体の流れが、特定の力をスカートひいてはＷＥＣへ作用させるのであろうかということを示す。図３及び４では、流体の流れがスカート１０の周りを移動するにつれて、流体の流れの中で、どのようにして、ある程度の境界層の剥離が生じるかが分かる。しかしながら、実際には、圧力抵抗の最大量は、境界層干渉のレイノルズ数に関連する。これを考慮に入れると、有利な設計の検討としては、スカートを、抵抗を最大限にするような大きさにすることである。
【００２３】
スカート１０を用いてエネルギー勾配のより大きな割合についてエネルギーを抽出することによって、どのようにしてＷＥＣによってエネルギーが抽出されるかという力学が変化する。スカート１０は、進行波の断面のエネルギー勾配からのエネルギー抽出を容易にするために、ほとんど任意のＷＥＣに取り付けることができる。しかしながら、スカート１０は、特に点吸収型又は点集中型（ＰＡ：Ｐｏｉｎｔ Ａｂｓｏｒｂｅｒ）の波エネルギー変換器とうまく機能する。ＰＡは、定在波がＰＡの風下舷に生じ、非干渉波がＰＡから海側方向に向かって送り出されるように、一組の干渉縞振動を生成することによってエネルギーを抽出する。これらの位相シフト振動が接近する波の振動に近く調和すればするほど、ＰＡはより多くのエネルギーを抽出することができるであろう。波エネルギー変換分野における格言として、「良い波抽出器は良い波生成器である」というのがある。これは、ＰＡを用いて波エネルギーを抽出する際に必要とされる力学を説明するのに役立つ。
【００２４】
事実上全ての従来技術のＰＡによって用いられる波エネルギー抽出のメカニズムは、本来的に非常に非効率的であり、それが動作する振動数範囲による制限を受ける傾向がある。典型的に、ＰＡは、その共振振動数でうまく機能するであろう。しかしながら、この共振ピークの外側の全振動数において、性能が急激に低下する。
【００２５】
ＰＡのこれらの動作上の制限を克服するため、力学を変え、エネルギー抽出性能を劇的に向上させるためにスカートを用いてもよい。図２に、好ましい実施形態に係るスカート１０を有する球状の浮揚体２０を含む単純なＰＡ１８を示し、スカート１０は、浮揚体２０から水面下に吊り下げられる。ＰＡ１８にスカートを追加することによって、システムは、調和する反対波を生成することに依存する単純な共振振動システムから、図３及び４を参照して上述した、入射波エネルギーを吸収するために、物体の振動に加えて、強力な流体力学原理を用いるシステムへと変化する。
【００２６】
図５に、水面下に部分的に没水するスカート１０を有する、本発明の別の態様による改良したＷＥＣ３０の好ましい実施形態を示す。進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出の向上を容易にするため、ＷＥＣ３０に付着されるスカート１０を有するこのＷＥＣ３０に、同じ流体力学原理が適用される。ＷＥＣ３０の構造及び作用を、図６及び７を参照して以下でより詳細に説明する。
【００２７】
説明する実施形態では、スカート１０を、適切な大きさを有する一連のリング１４として示すが、同じ基本原理を利用する他の様々な形状及び構成のスカートを使用することもできる。これら代替構成の幾つかの例としては、以下が含まれる。
・滑らかな円筒状構造、中実又は中空；
・波形円筒、中実又は中空；
・半径方向の穴を有する円筒状構造、中実又は中空；
・円筒状メッシュを形成する一連の相互接続される水平円筒状リング及び垂直円筒；
・円筒状構造の代わりに多角柱構造を用いてもよい。
【００２８】
図５及び６のＷＥＣ３０は、本発明の別の特徴による好適な実施形態である複数点係留システム３２を図示したものである。国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号に開示されている従来技術のＷＥＣ用の張力係留システムでは、ＷＥＣは、没水部材を有する構造を有し、この部材は平均水位下で、構造と接続されて設けられる。国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号の係留システムは、バラスト手段から、プーリ機構を介して没水部材から吊り下げられるようになっている平衡おもり手段へと延びる単一の長尺状柔軟性部材を含む。
【００２９】
図５及び６のＷＥＣ３０は、部材３４を有する構造を有し、この部材が構造と接続されて設けられ、平均水位下に部分的に没水するという点で類似している。複数点係留システム３２は、複数の長尺状柔軟性部材３６を含む。長尺状柔軟性部材３６の各々は、バラスト手段３８に一端が取り付けられ、平衡おもり４０の各へ延びている。平衡おもり４０は、プーリ機構５０を介して、部分的に没水する部材３４から吊り下げられるようになっている。図６及び７は、ＷＥＣ３０の部分的に没水する部材３４の内部に収容されている図５の複数点係留システム３２の一部を図示したものである。
【００３０】
図５から７に示す複数点係留システム３２の実施形態では、ケーブル群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃで構成される３つの長尺状柔軟性部材が設けられ、これらの全ては、通常は海底に置かれるおもり塊３８に一端が固定される。それぞれの平衡おもり４０ａ、４０ｂ及び４０ｃは、それぞれのケーブル群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃの他端に取り付けられる。この実施形態では、ケーブル群３６は、それぞれ４本のケーブルを含む。好ましくは、平衡おもり４０の各々に、それを貫通して延びる４つの穴４２が設けられ、それらを通って、それぞれのケーブル群３６の４本のケーブルが、それらのおもり塊３８への戻り経路上で、摺動可能に収納される（図７参照）。
【００３１】
各ケーブル３６はプーリ５２に巻回され、それによって、使用時に、ケーブル３６の直線運動をプーリ５２によって、波エネルギー変換装置３０のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換することができる。図７に示すように、プーリ５２は、通常のマルチ−ケーブル・プーリであり、プーリに掛けられる（或いは巻回される）ケーブル群３６ａの４本のケーブルを有する。結果として、ケーブル群３６のケーブルは、プーリと約１８０°に亘って接触する。ケーブル群３６の使用によって、プーリ５２とケーブル群３６のケーブルとの間のより良いグリップにより発電機（図示せず）等に対して所望の回転トルクを伝達することが容易となる。
【００３２】
各平衡おもり４０は、ガイドレール５８に沿って、上下に移動する。ガイドレール５８は、安全機能として、平衡おもり４０が浮揚部から離れて移動するのを防止するように設計されている。またガイドレール５８は、平衡おもり４０が浮揚部の保護筺体の内部に収まるように、平衡おもり４０の移動を制限する。これによって更なる安全機能が得られ、海洋生物又は人間がＷＥＣ３０の動作中に負傷するのを防止するのに役立つ。
【００３３】
有利なことに、ケーブル群３６はお互いに所定の距離で離間しており、波エネルギー変換装置３０が波エネルギーを抽出することができる自由度を増すようになっている。２つ以上のケーブル群３６を有することの別の利点は、システムに対する負荷が、全て１本のケーブルによって支えられるのではなく、ケーブル群３６の各々に分配されることである。更に別の利点は、１本のケーブルがそれ自体もつれてしまうという可能性が回避されることである。各平衡おもり４０は、常に、ＷＥＣ３０自体と海底上の係留具との距離が最小となるように、ＷＥＣ３０を戻そうとする。ゆえに、厳しい左右揺れ（ｙａｗ）があり、ケーブル群３６が互いにねじれてしまった場合には、平衡おもり４０によって加えられる力が、ケーブル３６のねじりを戻そうとするように働き、従ってもつれを元に戻す。上記に加えて、スカート１０に、ケーブル群３６が通過可能なそれぞれのガイド（図示せず）を取り付けることで、ケーブルのもつれの可能性を事実上なくすことが可能である。
【００３４】
国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００７／００９４０号では、単一係留点を有するＷＥＣは、ＷＥＣが、可能性のある６つの自由度のうち５つからエネルギーを抽出することを可能とする。しかしながら、３つ又はそれ以上の係留ケーブルを有する複数点係留システムであれば、６つの自由度の全てからエネルギーを抽出することが可能となるだろう。６つの自由度の全てからエネルギーを抽出する能力は、複数点係留システムを有するＷＥＣであれば、全方向性となり、その接近の方向にかかわらず波からエネルギーを抽出することが可能となることを意味する。これが意味するのは、このＷＥＣであれば、支配的な波の方向に対してその方向又は進路を変更する必要がなく、従って、一様でない海においても常に最大の動力を生成するであろう。
【００３５】
波の方向にかかわらずエネルギー抽出を成し遂げることができるＷＥＣは現在のところ他にないので、複数点係留システムを設けることは、ＷＥＣの開発において非常に重要なステップである。この構成の結果によって、ＷＥＣの動作を著しく向上させ、最終的には、その出力、その一貫性、その信頼性を増し、生成される動力のコストを下げるのに役立つだろう。
【００３６】
図示した実施形態では、プーリ・システム５０は、プーリ５２の各々を介して、別個の発電機を直接に駆動するので、３ケーブル複数点係留システムであれば、各ＷＥＣ３０に、３つの別個の発電機（又は他のエネルギー変換手段）が存在するだろう。別の実施形態では、適切なプーリ駆動のギア装置を用いて、エネルギー変換手段を駆動する前に機械効率を得ることが可能である。有利なことに、スカートの円筒状構造１２もまた、平衡おもり４０の運動に対するガイド５８及び安全保護具として働くことが可能である。
【００３７】
ここまで、波エネルギー変換器（ＷＥＣ）の改良の好ましい実施形態について詳細に説明してきたが、スカート付きの改良したＷＥＣによれば、以下を含む、従来技術に対する多数の効果が得られることは明らかであろう。
【００３８】
（ｉ）スカートは、水面下で、進行波の断面のエネルギー勾配からのエネルギー抽出を容易にする。
【００３９】
（ｉｉ）それは、点吸収器（Ｐｏｉｎｔ Ａｂｓｏｒｂｅｒ）によって抽出されるエネルギーを劇的に向上させ、その原動力を、単純で非効率な振動システムから、入射波エネルギーを吸収するために、振動に加えて強力な流体力学原理を用いるシステムへと変化させる。
【００４０】
（ｉｉｉ）複数点係留システムは、ＷＥＣが、エネルギーが抽出可能となる前に、それ自身の方向を変える必要なく、任意の方向から現れる進行波からエネルギーを抽出することができるように、全方向性となるのを可能とする。
【００４１】
（ｉｖ）改良したＷＥＣのプーリ機構は、実質的にもつれをなくし、確実に、ケーブルの直線運動を、ＷＥＣのエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換することができるようにする。
【００４２】
関連する技術分野の知識を有する者にとって、本発明の基本的な発明概念から逸脱することなく、既に説明したものに加えて、前述の実施形態に対して種々の変更及び改良を行い得ることは、直ちに明らかとなろう。例えば、説明した実施形態の各々では、ＷＥＣの没水する部材は、実質的に円筒状の構成を有する。しかしながら、これは決して必須ではなく、任意の適切な形状又は構成を有することができる。それゆえ、本発明の範囲は、説明した特定の実施形態に限定されないことが理解されるだろう。
【００４３】
本発明を規定する特許請求の範囲は、以下のとおりである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良された波エネルギー変換器の改良型であって、
少なくとも部分的に水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられる実質的に剛体のスカートを備え、
前記スカートは、長尺状の略円筒状の構造を含み、前記構造は、前記構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、前記構造の前記表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするように形成されていることを特徴とする波エネルギー変換器。
【請求項２】
略円筒状の前記構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成する形状であり、使用時に、前記水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることを特徴とする請求項１に記載の波エネルギー変換器。
【請求項３】
略円筒状の前記構造の前記表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波エネルギー変換器。
【請求項４】
略円筒状の前記構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間して同軸上に配置され且つ直径が略等しい一連のリングを含むことを特徴とする請求項３に記載の波エネルギー変換器。
【請求項５】
波エネルギー変換装置の複数点係留システムであって、前記装置は、部材を有する構造を有し、前記部材は前記構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水し、前記複数点係留システムは、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材を含み、各長尺状柔軟性部材は、前記少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるそれぞれの平衡おもり手段へ延びることを特徴とする複数点係留システム。
【請求項６】
前記長尺状柔軟性部材は、前記波エネルギー変換装置がエネルギーを抽出することができる自由度を増すように、相互に離間していることを特徴とする請求項５に記載の複数点係留システム。
【請求項７】
前記複数点係留システムは、前記波エネルギー変換装置が６つの自由度の全てからエネルギーを抽出するのを可能とするように、互いから等距離に離間する３つの長尺状柔軟性部材を含むことを特徴とする請求項６に記載の複数点係留システム。
【請求項８】
各長尺状柔軟性部材は、複数のケーブルを有するケーブル群を含むことを特徴とする請求項５から７の何れか一つに記載の複数点係留システム。
【請求項９】
波エネルギー変換器であって、
部材を有する構造であって、前記部材は、前記構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水する、前記構造と、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材であって、各長尺状柔軟性部材は、前記少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるそれぞれの平衡おもり手段へ延びる、前記複数の長尺状柔軟性部材とを含むことを特徴とする波エネルギー変換器。
【請求項１０】
少なくとも部分的に没水する前記部材と接続して設けられる実質的に剛体のスカートを更に含み、前記スカートは、長尺状の略円筒状の構造を含み、前記略円筒状構造は、前記略円筒状構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、前記略円筒状構造の前記表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１１】
前記略円筒状構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状であり、使用時に、前記水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることを特徴とする請求項１０に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１２】
前記略円筒状構造の前記表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含むことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１３】
前記略円筒状の構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間して同軸上に配置され且つ直径が略等しい一連のリングを含むことを特徴とする請求項１２に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１４】
前記プーリ機構は複数のプーリを含み、各プーリは、前記プーリに巻回される各長尺状柔軟性部材を支持し、使用時に、前記長尺状柔軟性部材の直線運動が、前記プーリによって、前記波エネルギー変換装置内のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換されることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一つに記載の波エネルギー変換器。
【請求項１５】
各長尺状柔軟性部材はケーブル群を含み、各プーリは、前記プーリに掛けられる前記ケーブル群のケーブルを有するマルチ−ケーブル・プーリを含み、ケーブル群の使用によって、前記プーリと前記ケーブルとのグリップを促進し、所望の回転トルクを前記エネルギー変換手段に伝達することを特徴とする請求項１４に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１６】
各平衡おもり手段のためのガイドレールを更に含み、前記平衡おもり手段の運動が安全限界内に制限されることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一つに記載の波エネルギー変換器。
【請求項１７】
実質的に、添付図面の任意の一つ又はそれ以上を参照して本明細書で説明され、図示される波エネルギー変換器の改良型。
【請求項１８】
実質的に、添付図面の任意の一つ又はそれ以上を参照して本明細書で説明され、図示される波エネルギー変換器。
【請求項１】
改良された波エネルギー変換器の改良型であって、
少なくとも部分的に水の表面下で波エネルギー変換器から吊り下げられる実質的に剛体のスカートを備え、
前記スカートは、長尺状の略円筒状の構造を含み、前記構造は、前記構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、前記構造の前記表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするように形成されていることを特徴とする波エネルギー変換器。
【請求項２】
略円筒状の前記構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成する形状であり、使用時に、前記水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることを特徴とする請求項１に記載の波エネルギー変換器。
【請求項３】
略円筒状の前記構造の前記表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の波エネルギー変換器。
【請求項４】
略円筒状の前記構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間して同軸上に配置され且つ直径が略等しい一連のリングを含むことを特徴とする請求項３に記載の波エネルギー変換器。
【請求項５】
波エネルギー変換装置の複数点係留システムであって、前記装置は、部材を有する構造を有し、前記部材は前記構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水し、前記複数点係留システムは、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材を含み、各長尺状柔軟性部材は、前記少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるそれぞれの平衡おもり手段へ延びることを特徴とする複数点係留システム。
【請求項６】
前記長尺状柔軟性部材は、前記波エネルギー変換装置がエネルギーを抽出することができる自由度を増すように、相互に離間していることを特徴とする請求項５に記載の複数点係留システム。
【請求項７】
前記複数点係留システムは、前記波エネルギー変換装置が６つの自由度の全てからエネルギーを抽出するのを可能とするように、互いから等距離に離間する３つの長尺状柔軟性部材を含むことを特徴とする請求項６に記載の複数点係留システム。
【請求項８】
各長尺状柔軟性部材は、複数のケーブルを有するケーブル群を含むことを特徴とする請求項５から７の何れか一つに記載の複数点係留システム。
【請求項９】
波エネルギー変換器であって、
部材を有する構造であって、前記部材は、前記構造と接続されて設けられ、少なくとも部分的に平均水位下に没水する、前記構造と、
バラスト手段に対して一端が取り付けられる複数の長尺状柔軟性部材であって、各長尺状柔軟性部材は、前記少なくとも部分的に没水する部材からプーリ機構を介して吊り下げられるそれぞれの平衡おもり手段へ延びる、前記複数の長尺状柔軟性部材とを含むことを特徴とする波エネルギー変換器。
【請求項１０】
少なくとも部分的に没水する前記部材と接続して設けられる実質的に剛体のスカートを更に含み、前記スカートは、長尺状の略円筒状の構造を含み、前記略円筒状構造は、前記略円筒状構造の表面上に水粒子のための流路を形成するように垂直方向に延び、前記略円筒状構造の前記表面は、進行波の断面のエネルギー勾配からエネルギーの抽出を容易にするように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１１】
前記略円筒状構造の前記表面は、水平及び垂直両方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するような形状であり、使用時に、前記水粒子から抽出される水平及び垂直方向の波エネルギーが最大になることを特徴とする請求項１０に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１２】
前記略円筒状構造の前記表面は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、一連の湾曲した表面を含むことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１３】
前記略円筒状の構造は、垂直方向に移動する水粒子のための波状流路を形成するように、垂直方向に離間して同軸上に配置され且つ直径が略等しい一連のリングを含むことを特徴とする請求項１２に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１４】
前記プーリ機構は複数のプーリを含み、各プーリは、前記プーリに巻回される各長尺状柔軟性部材を支持し、使用時に、前記長尺状柔軟性部材の直線運動が、前記プーリによって、前記波エネルギー変換装置内のエネルギー変換手段を駆動するための回転トルクに変換されることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一つに記載の波エネルギー変換器。
【請求項１５】
各長尺状柔軟性部材はケーブル群を含み、各プーリは、前記プーリに掛けられる前記ケーブル群のケーブルを有するマルチ−ケーブル・プーリを含み、ケーブル群の使用によって、前記プーリと前記ケーブルとのグリップを促進し、所望の回転トルクを前記エネルギー変換手段に伝達することを特徴とする請求項１４に記載の波エネルギー変換器。
【請求項１６】
各平衡おもり手段のためのガイドレールを更に含み、前記平衡おもり手段の運動が安全限界内に制限されることを特徴とする請求項９乃至１３の何れか一つに記載の波エネルギー変換器。
【請求項１７】
実質的に、添付図面の任意の一つ又はそれ以上を参照して本明細書で説明され、図示される波エネルギー変換器の改良型。
【請求項１８】
実質的に、添付図面の任意の一つ又はそれ以上を参照して本明細書で説明され、図示される波エネルギー変換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１１−５０６８１５（Ｐ２０１１−５０６８１５Ａ）
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３７２１１（Ｐ２０１０−５３７２１１）
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００１８０６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７３９１５
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６５５５２）プロティーン パワー プロプライアタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００１８０６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７３９１５
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６５５５２）プロティーン パワー プロプライアタリー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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