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公開番号2025027085
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-26
出願番号2024208058,2021166077
出願日2024-11-29,2017-01-20
発明の名称海洋発電システム
出願人サステイナブルマリンエナジーリミテッド,SUSTAINABLE MARINE ENERGY LIMITED
代理人個人,個人
主分類F03B 13/10 20060101AFI20250218BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】一方向か双方向の流れを有する川または海の位置のためのタービンアセンブリを提供する。
【解決手段】アセンブリ(200)の第1のタービンシステムは質量中心を有し、第1のタービンシステムが回転中心のまわりを支持構造物に対して回転可能であるように、支持構造物(226)に枢着される。第1のタービンシステムは、水流から発電するための第1の流水により駆動可能なタービンを含む。第1のタービン(216)は、動作軸を有し、ローカルの水流が動作軸に合わせられるときに最適電力出力となるように設計される。そこにおいて、回転中心は、タービンの動作軸に平行な方向で第1のタービンシステムの質量中心から離れて間隔を置かれる。タービンアセンブリはローカルの水流により回転するように配置され、それによって、動作軸をローカルの水流とのアライメントの方へ向かわせる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の係留線により水底に係留され、浮揚可能な潜水型タービンアセンブリの位置および／または方向を調整するためのモジュールであって、
前記モジュールは、アセンブリのドッキングポイントに、取外し可能にドッキング可能であり、
前記モジュールは、アクチュエータを有し、
前記モジュールは、前記アセンブリとドッキングして、前記アクチュエータから前記アセンブリへ起動力を伝達して、前記複数の係留線の張力を調整し、前記アセンブリの位置および／または方向を調整し、
前記起動力は、前記アセンブリの前記位置および／または方向を調整するために、前記アクチュエータから係留手段へ伝達され、
前記アクチュエータは複数のモーターを含み、各モーターは前記アセンブリに載置するそれぞれのウインチへ起動力を伝達して、各々個々に前記ウインチの異なる１つに接続している複数の係留線の張力を変え、前記ウインチは互いから離れている、
モジュール。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記モジュールから前記アセンブリへ伝達される前記起動力は、回転性起動力である
請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記アクチュエータはモーターを含む、請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記回転性起動力は前記アセンブリに載置するウインチへ伝達される、請求項２または３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記モジュールは液圧加圧システムをさらに含み、前記モジュールは、前記モジュールが前記アセンブリにドッキングされている間、液圧を前記アセンブリへ伝達することによって前記アセンブリ上の液圧機械を作動するように配置される、
請求項１～４のいずれかに記載のモジュール。
【請求項６】
前記モジュールは前記アセンブリに電力を供給するようにさらに配置される、
請求項１～５のいずれかに記載のモジュール。
【請求項７】
前記モジュールは前記アセンブリに制御信号を供給するようにさらに配置される、
請求項１～６のいずれかに記載のモジュール。
【請求項８】
前記モジュールは前記モジュールを前記アセンブリに選択的に固定するロック手段をさらに含む、
請求項１～７のいずれかに記載のモジュール。
【請求項９】
撮像システムをさらに含む、
請求項１～８のいずれかに記載のモジュール。
【請求項１０】
前記撮像システムはカメラおよび／またはソナーシステムを含む、
請求項９に記載のモジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば流水から発電するための、海洋システムに関する。いくつかの実施形態は水面ベースであり、その一方で、他のものは水中型であるかまたは潜水型である。特に、いくつかの態様は、このようなアセンブリのインストール、コントロール、調整（例えば位置および／または方向の）および保守に関し、このようなアセンブリが水面ベースであるか潜水型／水中型アセンブリであるかにかかわらない。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
タービンベースの発電システムは、流水から電力を引き出すために水に沈めることができる。所与の位置の水流は、川などにおいては一方向性であり得るし、または、例えばローカルの流れが潮せき効果によって支配される所では双方向である。あるいは、タービンベースの発電システムは、水の本体の表面で作動するように配置することができる。ほぼ同じ原則が、これらのケースのいずれにもあてはまる。
【発明の概要】
【０００３】
第１の態様によれば、タービンアセンブリが提供され、タービンアセンブリは、支持構造物と、支持構造物によって支持される第１のタービンシステムであって、第１のタービンシステムは質量中心を有し、第１のタービンシステムが回転中心のまわりを支持構造物に対して回転可能であるように支持構造物に枢着される、第１のタービンシステムとを有し、第１のタービンシステムは、水流から発電するための第１の流水駆動可能なタービンを含み、第１のタービンは動作軸を有し、ローカルの水流が動作軸に合わせられるときに最適電力出力となるように設計され、回転中心は、タービンの動作軸に平行方向で第１のタービンシステムの質量中心から離れて間隔を置かれる。
【０００４】
この配置によって、タービンがアセンブリに載置され、受動的にフリップしてそれらの電力出力を最大にすることができる。受動的なフリッピングとは、タービンを回転させてこの効果を成し遂げるために外部入力を必要としないということを意味する。その代わりに、水流自体が、タービンを水流とより近くに合わせるようにさせる。この配置はフリッピングを行うために複雑なアクチュエータシステムを必要とせず、したがって、装置はより単純で、より機械的故障が少ない傾向がある。このような受動的なフリッピングシステムは、最も大きな流体力学的抵抗を発生するタービンの部分（通常はタービン羽根）がシステムの最下流部分となる、下流の水流モードで作動するタービンシステムに、結果としてなり、これは、水流がシステムのこの部分に最後に当たることを意味する。これは、タービンを通り過ぎた水の流れが、タービン羽根を安定平衡状態の位置に定着するために、流れが来ている方向から離れて揺動させるからである。
【０００５】
この文脈において、第１のタービンシステムが支持構造物によって支持されているということは、支持構造物が、タービンシステムを支持構造物に対してほぼ同じ位置になるように強制するのだがタービンシステムはそれでもなお上述のように回転可能である、ということを意味する。別の表現をするなら、これは、支持構造物が、タービンシステムの重量あるいはアセンブリ上で作用している抵抗力によって生じる、どのような機械的な力にも全体として耐えるように配置され、その一方でタービンシステムを取り付けるための安定した位置を提供してタービンシステムが上述のように回転することを可能としている、ということを意味する。
【０００６】
タービンが、ローカルの水流が動作軸と合わせられる時に最適電力出力となるために設計されている、と説明される際、これは、ローカルの水流がタービンに対する特定の軸に沿っているときに、タービンがそれを通り越して流れている水から、最も効率的に運動エネルギーを他のより役立つ形のエネルギー、通常は電気に変換するように作動する、ということを意味する。特に、ローカルの水流が正確に動作軸と合わせられない場合であっても、タービンがローカルの水流から役立つエネルギーを発生させることが可能な点に留意する必要がある。しばしば、タービンは円錐または円板の輪郭を描きながら回転する羽根を備えている。動作軸はこれらの場合、通常円板の中心または円錐の頂点を適切に通って延びる。
【０００７】
この文脈において、ローカルの水流とは、タービンのまわりの水が移動している方向のことを単純に意味する。概して川および潮の干満に支配されたシステムについては、水流は主に、単一方向であるかまたは、時間とともに変化するサイクルでの２つの反対方向である。これらの例において、水が流れる絶対的な方向は位置によって大きく変化はせず、言い換えると、隣接領域の流れは、通常はほぼ平行となった方向である。
【０００８】
特に、この配置が意味するのは、それに作用する外部から（例えばローカルの現在の流れ）の力が存在しない場合には、タービンシステムがその動作軸をローカル重力場に合わせ、すなわち垂直にするということである。これは、水流がないときに、安定した位置を提供する。加えて、水流が通常は実質的に水平であり、つまりそれが、ローカル重力場に対して垂直な成分によって支配されているので、安定した垂直の位置は、いずれかの特定の流れの方向に好都合であるということも本来なく、したがって、これが変化するときに水流の変化より前のその方向に妨げられずに、タービンシステムが回転してそれ自体をローカルの水流と合わせることができる。この効果は、ローカルの流れが、第１の方向の強い流れ、流れの無い状態、第１の方向と反対の第２の方向の強い流れ、流れの無い状態、というサイクルになり、その後再び第１の方向の強い流れから始まるサイクルを繰り返して、アセンブリが潮の干満のパターンによって主に駆動される水流から電力を抽出するときに、特に好都合であり得る。これらの条件において、タービンシステムはその動作軸を第１の方向の水流と合わせる方へ回転し、それから、ローカルの流れがゼロに落ちると、その動作軸は垂直方向になり、そして、流れが第２の方向で増加するにつれて、その動作軸を第２の方向の水流と合わせる方へタービンシステムは回転し、その後、流れがゼロに落ちると、回転は垂直に戻る。
【０００９】
この文脈において、タービンが、必ずしも完全にはローカルの水流と合わせられるというわけではない。上記のように、有用な電力を抽出するために動作軸とローカルの水流の間の正確なアライメントを達成することが必要なわけではない。したがって、正確なアライメントは最適位置である一方で、部分的なアライメントによってでも、システムがエネルギーを流水から抽出するように機能することができる。これを別の言い方にするなら、タービンの動作軸は、それとローカルの水流の間の角度が減るように、または動作軸がローカルの水流と平行になる方へ回転するように、変えることができる。
【００１０】
第２の態様によれば、タービンアセンブリが提供され、タービンアセンブリは、支持構造物と、支持構造物によって支持される第１のタービンシステムであって、支持構造物に対して回転可能である第１のタービンシステムとを有し、第１のタービンシステムは、水流から発電するための第１の流水駆動可能なタービンを含み、第１のタービンは動作軸を有し、ローカルの水流が動作軸に合わせられるときに最適電力出力となるように設計され、第１のタービンシステムは、ローカルの水流に応答して支持構造物に対して水平軸のまわりを回転するように取り付けられ、その結果それが第１のタービンの動作軸をローカルの水流の方向とのアライメントの方へ向かわせる。
（【００１１】以降は省略されています）

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