JP2008522084A - 波動エネルギー装置 - Google Patents

Abstract

波動エネルギー装置は、波動を加圧水流又は電力等の有用なエネルギーに変換する装置である。また、装置は、波の上下波動及び前後波動をとらえて変換するため、波の上昇過程及び下降過程に追従する浮体と、浮体につながれる作動面から構成されている。さらに、装置は、波の進行方向の変化に適応する素早い配置、回復能力、及び旋回能力を有する。なお、装置は、通常、海底に取り付けられ、どの方向の波動に対しても、縦揺れ、横揺れ、及び船首揺れが可能であるため、悪天候、損傷、海上交通上の遭遇による損傷を最小限としている。

Description

本発明は、海面下の十分な深さの波動エネルギーをとらえる波動エネルギー装置、特に上下波動及び前後波動をとらえて有用エネルギー、例えば、脱塩水、又は電力の生成の目的の加圧水流に変換する装置に関する。

海洋波に含まれる力を利用しようとする最初の装置は、１７９９年フランスにおいて提案された。１９７０年代までは、これらの技術の実現性及びコスト性を向上するための努力は全くなされなかった。これらの技術の注目は、主として、地球上の限定される化石燃料資源、並びにこのような燃料の消費の結果による環境汚染についての関心の増加によるものである。

太陽光、地熱、風、及び波資源から有用エネルギーをどのように引き出すかについて、多くの関心が持たれてきた。後者の２つについては、風又は波の動力学エネルギーを直接変換することによって、海水の脱塩と電力生成への期待が提案されている。

海洋波は、利用できる多くのエネルギーが蓄積されている。しかしながら、これら不規則な現象及び海洋環境への懸念は、波動エネルギーの転換技術の実際の実現化についての顕著な問題を提示してきた。

最大エネルギー流動は、外洋のはるか遠い処にて生じる波に関係して発生する。しかしながら、このような環境にも使用可能な装置が必要とする技術への挑戦は、なかなか克服できなかった。別の理由として、大洋の構造物は浮遊しなければならないため、効率良くエネルギー変換できないことが挙げられる。

放射電力は、（海面より）深いほど減少するが、建造、設置、及び操作の費用も同様である。このことは、実際制限が海面深さ約２０ｍで制限される理由である。しかしながら、この深さ又は他の深さにおいての波動エネルギー変換のための様々な設計は、商業的実現として、いまだ論証されていない。

特許文献１、２、及び３は、波の上昇及び下降過程に追従し、加圧水流を生成するポンプを駆動する波動エネルギー装置のいくつかの例を開示している。しかしながら、それぞれの開示例において、浮体は、垂直な水の動きのみしかとらえることができない。結果的に、波の伝播方向における前後波動力の形態について、波動エネルギーの実質部分を得ることができず、効率良く操作できない。

海底に固定される水路型の構造物を備え、同様にポンプを駆動する浮遊部材に沿って波動エネルギーに直面するいくつかの先行技術装置がある。一般的に、この例において、浮遊部材は、旋回アーム又は滑動レール構造によって拘束される。このような形態は、設置コストが非常に高い。そのうえ、設備が固定されているので、自然の力にさらされた場合に多くのダメージを受けやすい。
米国特許第４０７６４６３号公報 米国特許第４７５４１５７号公報 米国特許第６８００９５４号公報

解決しようとする問題は、波動を効率良く有用エネルギーに変換でき、コスト性、実現性、操作性を向上する波動エネルギー装置提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明は、波の進行方向に前面を対向し、上下波動力及び波伝播方向のうねり力（前後波動力）を捕獲する波動エネルギー装置であって、波の上昇及び下降に追従する浮体と、波の進行方向の前面に対向し、前記浮体と同期するように設けられた作動面であって、上部と下部とを有し、該上部と該下部との間において、波伝播方向のうねり力と波の上下波動力を十分に捕獲する作動面と、該作動面の下部であって、内側端から外側端まで拡がるものであり、該下部の外側端は前記下部の内側端に対して前下方に間隔をおいて位置する前記作動面の下部と、該作動面の上部であって、内側端から外側端まで拡がるものであり、該上部の外側端は該上部及び該下部の内側端に対して前方に間隔をおいて位置し、該上部の外側端は前記下部外側端の上方に位置する前記作動面の上部と、波の上昇と下降と押し引きの力に対して十分に固定されるアンカーと、前記浮体と前記アンカーをつなぎ、相対運動を有用エネルギーの形に変換する受動リンクと、を備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

装置は、波の上昇工程及び下降工程に追従する浮体、並びに最適な効率で波動エネルギーをとらえるため、前後波動及び上下波動をとらえて変換する浮体につながれる作動面を備えている。浮体に上向きの動きを操作するため、浮体の浮力のみに依存する代わりに、海面下の十分な深さの波動エネルギーをとらえる装置の能力を上昇させるため、作動面の形態は、波に対向するように前下方向に拡がっている。浮体の重量又は付加されるバラストは、直前の山と谷の間において、浮体に下向きの操作を与え、効率を増加する。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記作動面の上部及び下部は、凹形状の交点におけるそれぞれの内側端において、互いに繋がることで連続して形成される表面であることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記作動面の上部は、内側端から外側端に向かって前上方に傾斜して拡がって、前記作動面の下部は、内側端から外側端に向かって前下方に傾斜して拡がることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記作動面の上部及び下部は、それぞれが互いに対して略直角に接続され、前記上部の外側端は前記下部の外側端の略鉛直上方に位置し、前記作動面の下部面は前記上部の表面積と同等又はそれ以上の大きさとすることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記作動面の対向する端側において、水平方向において、前記上部と前記下部との間を互いに間隔を設けてかけわたされる一対の直立するサイドパネルを有し、前記サイドパネルは、波の進行方向の略垂直方向に空間を設け、前記サイドパネルは、作動面の内側端から外側端までにおいて、前方に拡がるように分岐していることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、波の進行方向において後ろ上方向に傾斜する軸に沿って相対運動するように前記浮体と前記アンカーをつなぐことを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、前記アンカーに沿って偏向させるため、前記浮体と前記アンカーとの間につながれるバイアス機構を有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、前記アンカーとつながれるピストンロッドと、前記ピストンロッドの相対滑動を受け止めるハウジングと、から構成され、前記ピストンロッドと前記ハウジングとの間の相対運動を有用エネルギーに変換するためのものであり、前記ハウジングは前記浮体と同期運動するように前記浮体に設けられることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記ピストンロッドは、前記浮体の対向する側面を通って伸ばされ、該ロッドに沿って前記浮体に滑動するように保持することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、波の進行方向に対し垂直な水平方向における前記浮体の幅は、波の進行方向における長さの２倍以上であり、前記受動リンクは、直立軸周りに自由旋回するように前記アンカーにつながれていることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、直立軸に沿って相対的に滑動するように前記アンカーにつながれていることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、水平軸周りに自由旋回するように前記アンカーにつながれていることを特徴とする波動エネルギー装置である。

（請求項１９）
本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、前記浮体と前記アンカーとの間に軸を有し、前記受動リンク軸周りに相対旋回運動をするように、前記浮体は前記アンカーにつながれることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記アンカーは水没し、波の進行方向において前記浮体が前記アンカーに追従するように、前記浮体の前方に間隔をおいて設置されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、前記浮体と前記アンカーの間に伸びる受動リンク軸を有し、前記アンカーは、前記受動リンク軸に対し略垂直方向を向く作用プレートから構成されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢へ解放されるため、前記浮体と前記アンカーとのうち少なくとも１つと受動リンクの連結は選択的に外せることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体と前記アンカーのうちの一つは、第一連結具と、前記第一連結具と係合する第二連結具を備える前記受動リンクとを備え、一端を前記第一接合具又は前記第二接合具につながれる曳航ケーブルを有し、前記曳航ケーブルは、前記第一接合具又は前記第二接合具によって支持される前記プーリーに沿って伸ばされたものであり、前記曳航ケーブルの他端を引っ張ることによって、プーリーに沿って前記曳航ケーブルの一端を引かれるものであり、前記第一連結具及び第二連結具を共に引っ張ることにより、作動姿勢で前記浮体と再結合することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体が作動姿勢に対する曳航姿勢であるとき、前記浮体の浮力を増加する可変バラストを有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体は回転し、前記浮体が曳航姿勢から作動姿勢に置き換わるとき、前記作動面は上方に置き換わることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記可変バラストは、作動姿勢から曳航姿勢への置換に対応して浮力を増加することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体が前記アンカーから外されるとき、前記浮体は、浮力材によって、或いは、波の進行方向の海面に沿って曳航姿勢に回転して置き換わるため、前記作動面に対向し、波の進行方向において上方に傾斜する後面によって、或いはこれら２つによって曳航姿勢に回転することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記可変バラストは、作動姿勢においてバラストとして水を受けるバラストチャンバーと、前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢に移行するときに、前記バラストチャンバーから自動的に水を排水する排出ポートと、から構成されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体の前記作動面に対向する後側が、前記浮体表面が水を横切って曳航されるときに抵抗を減らす形状に構成され、前記浮体の前記作動面に対向する後側に、通常の波の進行方向に延長される軸を有するフロートを備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体の前記作動面に対向する後側に、前記浮体中心周りの回転に対して前記浮体を補助するローリング部材を備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体は、バラストとして水を受けるバラストチャンバーを備え、前記バラストチャンバーの空間を調整して前記浮体の浮力を調整し、前記バラストチャンバーは、前記バラストチャンバー内の水を排出できる少なくとも一つの排出ポートを備え、バラストチャンバー空間は、前記排出ポートの位置調整によって調整されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、バラストとして水を受けるバラストチャンバーと、前記バラストチャンバー内の水の挙動を制限するために前記バラストチャンバーに設けられるバッフルと、を備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、作動面より上下に張り出すように、外側端において作動面の下部に平行に設けられた拡張面を有し、前記拡張面は、前記作動面に対し滑動するように前記アンカーに固定支持されていることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記作業面の上部面外端と下部面外端とをかけわたす少なくとも一つの支持アームを有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体は、波の進行方向において後ろ下向きに傾斜する前壁と、波の進行方向において後ろ上向きに傾斜する後壁と、を備え、前記浮体の下方において、波の進行方向に後ろ上向きに突出し、前記後壁並んだパネル部材と、ハウジングの前壁によって定められる前記作動面の上部、及び前記パネル部材によって定められる前記作動面の下部とを有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記有用エネルギーは、電流又は加圧水流のどちらかから構成されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクはポンプから構成され、前記有用エネルギーは加圧水流から構成され、前記ポンプ出力から一定圧力以上の加圧水流を生成するため、前記ポンプ出力に連続して接続されるアキュムレータを備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクはポンプから構成され、前記ポンプは、加圧水流を生成するために、前記アンカーに対する前記浮体の上昇及び下降運動の両方の動きに伴うことを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクはポンプから構成され、真水の加圧水流を前記浮体から生成するために、前記浮体内部に支持され、前記ポンプ出力に接続される脱塩装置を有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクはポンプから構成され、電力を生成するため、前記浮体内部に支持され、前記ポンプ出力に接続されるタービン発電機を有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記受動リンクは、電流を生成するためのリニア駆動発電機からなることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体の天井側に設けられ、電流を生成する少なくとも一つのソーラーパネルを有することを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体に支持され、前記少なくとも一つのソーラーパネルから電力供給され、前記装置の多様な機能状態を制御するための、電子制御機構を備えることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波動エネルギー装置において、前記浮体は、互いに連結され、プラスチック又は複合材料からなる多数の細長い閉パイプから構成されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明は、波の進行方向において上下波動を捕獲する波動エネルギー装置であって、上下波動の上昇及び下降に追従する浮体と、波の上昇及び下降に対して十分に固定されるアンカーと、前記浮体と前記アンカーをつなぎ、相対運動を有用エネルギーの形に変換する受動リンクと、前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢に置き換わるために、前記浮体と前記アンカーのうち少なくとも一つを選択的に外すことができる前記受動リンクの連結部と、前記浮体の作動姿勢に対する曳航姿勢において、浮力を増加させることができる前記浮体に設けられる可変バラストと、から構成されることを特徴とする波動エネルギー装置である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明の波動エネルギー装置は、波動を効率良く有用エネルギーに変換できる。また、波動エネルギー装置のコスト性、実現性、操作性を向上できる。

図を用いて、波動エネルギー装置１０について説明する。波動エネルギー装置１０は、波動エネルギーを捕獲するように波の進行方向１２に設置される。波動エネルギー装置１０は、波動エネルギーを有効エネルギー、例えば、電力又は加圧水流に変換する装置である。電力又は加圧水流は、後に波動エネルギー装置、遠隔位置における海水脱塩又は電気タービン発電機の駆動等に使用される。

図１及び図２に示すように、進行方向１２に伝播する波は、軌道運動１４によって構成され、海岸に向かって進行する。軌道運動１４により、波長Ｌ・波高Ｈの波が形成される。波長Ｌは直前の波高との距離であり、波高Ｈはそれぞれの波高と直前の波底との距離である。

それぞれの波高、すなわち軌道運動１４の上側における波動エネルギーは、海岸に向かって水平方向のうねり力（前後波動）１６を形成する。波が下降する側、すなわち軌道運動１４の海岸側における波動エネルギーは、直前後の波の間を通過し、波底に向かって鉛直下向きの上下波動力を形成する。波底における波動エネルギーは、海岸とは逆の水平方向、すなわち沖に向かう水平方向のうねり力（前後波動）２０を形成する。波が上昇する側における波動エネルギーは、波高に向かって鉛直上向きの上下波動力２２を形成する。

海面の軌道運動のみならず、海面下においても軌道運動が形成される。この軌道運動は、海面から深くなるほど波動エネルギーが減少する。波動エネルギーの約９５％は、表面から波長の１／４に相当する深さまでに存在する。

ここで、波動エネルギー装置１０について説明する。波動エネルギー装置１０は、作動面２４を備えている。作動面２４は、接近する波と直面するように、波の進行方向の向かって面している。作動面２４は、海面と与えられる領域の海面下との間において、波動エネルギーを捕獲する深さにて、垂直に張られる。軌道運動１４に蓄えられる力２６は、作動面２４によって捕獲され、波動エネルギー装置１０を波の上下運動に従わせる。そして、この力は上述した有効エネルギーに変換される。

波動エネルギー装置１０は、浮体３０から構成されている。浮体３０は、波の上下運動に追従するように、装置が波の表面より半分のみ潜る状態の浮力を有する。浮体３０とアンカー３２とは、受動リンク３４によってつながれている。受動リンク３４は、浮体３０とアンカー３２との相対運動を制御する。アンカー３２は、浮体３０とアンカー３２とに相対運動を生じさせるために、波の上昇及び下降、並びに上下波動及び前後波動に対して、実際には固定されている。受動リンク３４の操作によって、浮体とアンカー３２との相対運動は有効エネルギーに変換される。

浮体３０は、前壁３６から形成されている。前壁３６は、波の進行方向において、波動エネルギー装置１０の前方から後下方に傾斜している。後壁３８は、波の進行方向において、前壁３６の後端部から後上方に傾斜している。前壁３６と後壁３８とは、側面から見て三角形を形成している。

浮体３０は、壁の内部空間のバラストチャンバー４０から構成されている。天壁４２は、バラストチャンバー４０の天井側を囲んで前壁３６上端と後壁３８上端とにかけられている。側壁４４は、バラストチャンバー４０を囲んで、それぞれ向かい合って設けられている。側壁４４は、波の進行方向において、前壁３６、後壁３８、及び天壁４２とにかけられている。

浮体３０のバラストチャンバー４０内部は、浮遊材料によって構成されている。例えば、図２及び図４に示すように、この浮遊材料は、波動エネルギー装置１０の作業域を維持するために、前壁３６、後壁３８、及び天壁４２とに浮力を分配する。

パネル部材４６は、浮体３０につながれている。また、パネル部材４６は、前壁３６と後壁３８との交差線から前下方に向けて傾斜している。さらに、パネル部材４６は、後壁３８と同一平面に形成されている。そのため、波動エネルギー装置１０の後方において、後壁３８とパネル部材４６とが互いに連続して平坦な表面を形成している。

浮体３０及びパネル部材４６は、作動面２４の境界を画定している。また、浮体３０の前壁３６は、作動面上部４８の境界を画定し、同時に、浮体３０下方において、パネル部材４６は、作動面下部５０の境界を画定している。作動面上部４８と下部５０とは、それぞれの内部端である交差線５２で交わる。

作動面２４の下部は、内部から外部端５４まで伸ばされている。作動面２４の下部は、内部の交差線５２に対して空間を設けて前下方に向かって伸ばされている。同様に、作動面２４の上部は、内部から外部端５６まで伸ばされている。作動面２４の下部は、内部の交差線５２に対して空間を設けて前上方に向かって伸ばされている。

作動面２４の上部４８及び下部５０は、下部５０が上部４８の表面領域と同じくらいか或いはそれ以上の領域である平面である。上部４８と下部５０とは、図示するように互いに垂直に隣り合っているとき、上部４８の外部端は、作業姿勢の垂直照準において下部５０外部端のほぼ上方となる。

作動面２４の上部及び下部は、交差線５２で交差して連続する傾斜面を形成する。作動面２４は、杓子のような受口となって、波の進行方向に沿って合成された波動エネルギーを捕獲する。作動面２４の高さは、作業姿勢における上部の外部端と下部の外部端との間の高さ、とされている。この高さは、波動エネルギーを十分に捕獲できる高さである。

波の捕獲効果は、側壁４４を伸ばすことで向上できる。側壁４４は、作動面２４の下部５０の外部端から上部５６の外部端にかけて設けられている。側壁４４は、水平方向すなわち波の進行方向に垂直な方向において、作動表面の上部と下部との間に間隔を空けてかけられている。

側壁４４は、作動面によって境界を画定され、同時に作動面の内部端から外部端まで互いに異なる向きに形成される捕獲空間の方向に、凹状に形成される内部表面を有している。つまり、向かい合った側壁４４と作動面２４によって捕獲空間が形成される。この空間は、波の進行方向に対して先細り形状となる。

浮体３０とパネル部材４６の大きさは、静止した波におかれた状態で以下のように決められる。すなわち、波動エネルギー装置１０の幅は、装置の長さの２倍以上とされる。ここで、幅とは、波の進行方向に対して垂直な向きである。また、装置の長さとは、波動エネルギー装置１０の前側から後側までの長さである。このようにして、波動エネルギー装置１０は、波の進行方向に前方を向け、波の作用のみが装置に向かう。

図１４に示すように、海岸に向かう波１２が実線で示されている。波動エネルギー装置１０（実線で示される）は、波の進行方向に直面して設置されている。つまり、浮体３０の横方向の延長線は、波高線（波高を結んだ線）と一直線に並ぶ。二者択一的に、波が異なる方向（破線で示す）から進行したとき、装置は、アンカー３２の鉛直軸周りを回転して、自動的に方向を修正する。その結果、装置１０（破線で示す）は、ハウジングの前後軸を波高線（破線で示す）と垂直に、波の進行方向に直面する。

浮体３０は、長さよりも幅が大きいため、波の進行方向変化に対して、アンカー３２の鉛直軸周りを回転できる。なお、これらの寸法は、静止面の作業姿勢において計測されるものである。このようにして、浮体３０は、長軸を波面に向けることができる。これは、ちょうど水面に浮かぶ長い棒切れがその長軸を波面に向ける原理と同じである。この性能によって、効率良く、接近する波に対して最適角度に装置を向けることができる。図１４に示すように、実際には、波面Ｗは海海岸線Ｓに平行である。また、浮体３０の長軸は、波面Ｗ（実線で示す）に平行である。一方、浮体３０´（図中破線で示す）の長軸は、異なる波の波面Ｗ´に平行である。以上は、波の進行方向の変化によって、アンカー３２を軸として、浮体３０がどのように向きを変えるかを表している。

パネル部材４６は、その外部端５４及び作動面の上部の外部端５６において、支持アーム５８によって支持されている。支持アーム５８は、作動面によって境界を画定される波の捕獲空間の開口部にかけられている。また、支持アーム５８は、細く強度のある部材から構成されている。そのため、支持アーム５８は、支持アーム５８を通過して作動面２４によって境界を画定される空間に向かう波の影響を受けることはない。

受動リンク３４は、波の進行方向において、アンカー３２から浮体３０への後上方に傾斜する軸に沿って相対直線滑動するため、浮体３０とアンカー３２とをつなぐ直線の受動リンクから構成されている。浮体３０とアンカーとの相対運動軸は、作動面の下部と同一平面上に位置する後壁３８と同様に、作動面２４の下部５０によって境界を画定されるパネル部材４６と平行である。

受動リンク３４は、受動リンク３４の相対直線滑動軸に沿って相対運動するために、浮体３０とつながれるピストンロッド６０から構成されている。ピストンロッド６０は、アンカー３２とつながれ、ある意味では、相対直線滑動軸に沿ったピストンロッド６０とアンカー３２間の相対運動は制限されている。図１１及び図１２に示すように、ピストンロッド６０とアンカー３２とのつながりによって、浮体３０は作動姿勢から曳航姿勢へ解放される。

受動リンク３４は、内部でピストンロッド６０が滑動できるように受け止めるハウジング６２を備えている。ハウジング６２は、浮体３０及びパネル部材４６とつながれ、アンカー３２及びアンカーとつながるピストンロッド６０が同期運動するため、作動面の境界を画定する。

受動リンク３４のハウジング６２は、直線滑動軸に沿って相対運動を導くため、ハウジング６２とピストンロッド６０との間にブッシングを備えている。さらに、支持ローラー６４は、補助支持アーム６６によって、浮体３０の動きと連動するようにつながっている。補助支持アーム６６は、作動面２４で境界を画定される空間に流れ込む波に影響されないように、小さい断面積であって剛性の高い材質で形成されている。複数の支持ローラー６４の組は、受動リンク３４の直線滑動軸に沿って、縦方向に補助的に設けられている。このようにして、ピストンロッド６０は、アンカー３２とつながれ、支持ローラーでピストンロッド６０に沿って滑動するように接続された、浮体３０とパネル部材４６とを曳航する。

このようなアンカー３２の具体例は、いくつか図示されている。これらのアンカー３２は、受動リンク３４の直立軸上周りを旋回挙動するように支持している。そのため、浮体３０は、アンカー３２に対して風見鶏のように作用できる。このようにして、浮体３０は、波の進行方向において、受動リンク３４によって曳航され、滑動軸の長手方向が概ね波の進行方向に沿う。また、アンカー３２は、受動リンク３４を支持し、ある意味では、浮体３０は、アンカー３２に対し側方から側方へ傾斜挙動を行うため、受動リンク３４の軸線周りを回転する。この軸線周りの回転は、ピストンロッド６０の滑動を受け止めるハウジング６２に対して軸線回転するピストンロッド６０により行われる。

バラストチャンバー４０は、可変バラストにより浮体３０に設けられている。また、バラストチャンバー４０は、可変バラストによって浮体３０の浮力を増加させて、作動姿勢から曳航姿勢に移行することができる。天候状況変化の回避や修理・補修のために海岸に戻るときには、可変バラストを用いて喫水を低下させ装置を上昇させることができる。浮体３０は、作動姿勢から曳航姿勢へ移行（回転）することができる。別の意味において、装置の前側の作動面を上方に置換することで、作動姿勢から曳航姿勢へ移行することができる。

可変バラストは、曳航姿勢への回転する際に、自動的に浮体３０の浮力を自動的に増加する。アンカーから解放されたとき、作動面の下部の外部端の浮力によって、浮体３０の曳航姿勢へ回転する。択一的又は附加的に、曳航姿勢への回転は、浮体３０の後表面、並びに作動姿勢のとき波の進行方向において後上方に傾斜し、作動面と対向するパネル部材によって行われる。浮体３０の後表面が傾斜しているので、単に、海面に沿って波の進行方向に浮体が前進することで、海面上を跳ねたり浮上したりして、浮体の前端が上がる。

バラストチャンバー４０のバラストは、給水ポート６８及び排水ポート７０によって可変となっている。給水ポート６８は前壁の上部に設けられており、排水ポート７０は後壁の上部に設けられている。給水ポート６８は、開口され、バラストチャンバーへ水のみが浸入することのできる逆支弁を設けている。給水ポート６８には、適宜、ストレーナや保護網が設けられ、石等がバラストチャンバーに侵入しないようにしている。給水ポート６８は、作動面２４の上部外端に沿って２つ設けられている。そのため、ハウジング前方において接近する波は、給水ポート６８からバラストチャンバーに溜まって、バラストの役目を果たしている。

排水ポート７０は、バラストチャンバーの過剰となる水を、浮体３０の後側から排水するように構成されている。排水ポート７０は、同様に天壁４２に近接して、水平方向に距離をとって左右対称に設けられている。また、排水ポート７０は、ストレーナや保護網が設けられ、石等がバラストチャンバーに侵入しないようにしている。さらに、排水ポート７０は、バラストから水の流れのみが通過できる逆支弁を設けている。

排水ポート７０は、ゲート部材７２を備えている。ゲート部材７２は、排水ポート７０の底端からの浮体３０周囲に関連する高さ位置を変えることによって、排水ポート径を調整できる。そのため、図６Ｂに示すように、ゲート部材７２の高さを多様に変えることで、排出ポートの開口位置高さを有効に変化させることができる。このようにして、バラストチャンバー空間は、ゲート部材７２の高さ位置によって決まる。排水ポート７０の開口によって排水する前に、ゲート部材７２の高さ位置によってバラストチャンバー４０に保持する水量を調整する。

排水ポート７０を浮体３０の後壁に、後壁３８に、装置１０の後側を構成するパネル部材４６に、設けるので、浮体３０が曳航姿勢へ回転することで、排水ポート７０は、バラストチャンバー４０より下に位置する。ここで、曳航姿勢へ移行したとき、重力作用によって、バラストチャンバー４０から水が自動的に排水される。排水ポート７０は、通常少なくともいくらか開口している。そのため、バラストチャンバー４０からの排水による浮力の増加によって、浮体３０は、曳航姿勢から作動姿勢へ回転する応答をみせる。

浮体３０の後側は、水面を走行するときの抵抗を減らす形状、すなわち、後壁３８の上部において、テーパーエンド７４が、後壁３８及びパネル部材４６に対して内側上向きに傾斜して形成されている。その結果、一旦、後壁３８及びパネル部材４６が波の進行方向においてほぼ水平となったならば、浮体３０が波の進行方向において曳航されるとき、テーパーエンド７４は、波の進行方向において、後壁３８の上部において、後上向きに傾斜し、浮体３０は、水面上において、テーパーエンド７４によって上方に傾斜する。

曳航姿勢における浮体３０の移動を補助するために、フロート７６が浮体３０の後側に設けられている。フロート７６は、浮体３０の両側においてそれぞれの側板４４に近接するように、かつ波の進行方向に延出するように、互いに間隔を開けて平行に対向する側に設けられている。フロート７６は、それぞれ軸線を有している。この軸線は、作動姿勢において、ハウジングの後側に沿って後ろ上向きに延長される。そのため、軸線は、曳航姿勢において、後側と共に水平方向を向く。

曳航ケーブル取り付け具７８は、後壁３８の上部端に設けられている。曳航ケーブル取り付け具７８は、曳航ケーブル８０とつながっている。曳航ケーブル８０は、入庫又は補修による上陸のため、浮体３０を引き戻すために使われる。ホイール８２は、フロート７６の底側に設けられている。また、浮体３０が陸に引き戻されるとき、ホイール８２は、前後方向又は波の進行方向において浮体３０のローリングに対処できる。

バラストチャンバー４０の内部には、多数のバッフル７５が設けられている。このバッフル７５は、バラストチャンバー４０の内部空間高さ上限まで、水平方向に多数の空間を形成している。バッフル７５は、通常、波の進行方向を向いている。また、バッフル７５は、波の進行方向とは垂直な向きにおいて、互いに間隔を空けている。バッフル７５は、浮体３０の左右安定性を増加するため、バラストチャンバー４０内の左右方向における水の動きを制限している。水は、バラストチャンバー４０を通過する水の高さ基準を維持する場合にのみ、バッフル７５を横切ることができる。

フロート７６は、下バルブ８４及び上バルブ８６を備え、浮体３０の後側に沿って延長されている。そのため、フロート７６は、流れる水をコントロールし、浮体３０のバラストを変化させることができる。曳航姿勢の初期において、それぞれのフロート７６の下バルブ８４及び上バルブ８６は閉じられ、フロート内に一定量の空気が閉じ込められる。このため、浮体３０の浮上維持が補助される

浮体３０が作動姿勢に移行するとき、バルブ８４・８６は開とされる。下バルブ８４は、浮体３０の下部底である外部端５４に設けられている。この下バルブ８４によってフロート７６に水が侵入し、上バルブ８６によって空気が排出され、フロート７６は水で満たされ、浮力が減少する。浮体３０が作動姿勢に近づくとき、作動面２４への波の衝撃により、水がバラストチャンバー４０の給水ポート６８に侵入する。そのため、バラストチャンバー４０のバラストが追加されることになる。

フロート上のバルブ８４・８６は、一旦、完全に作動姿勢に移行すると、フロート７６内の水量を維持するために閉とされる。また、バルブ８４・８６は、浮体３０が曳航姿勢に戻ると開とされる。さらに、浮体３０は、アンカーより解放され、波の進行方向において海岸に戻るため曳航されるとき、いくらかの浮力に従い後表面を傾斜させて、回転して曳航姿勢に戻る。このとき、浮体３０は、波の進行方向における自身の挙動によって、作動面の下部の外部端５４において、バルブ８４から水を排水する。一方、大気圧によって空気が、バルブ８６に侵入する。バルブ８６は、フロートの天井側に設けられ下バルブ８４に対向するものである。全ての水が排水され空気に代わったとき、バルブ８４・８６は、浮体３０を走行姿勢に維持するため、再び閉とされる。

それに応じて、曳航中において、曳航ケーブル取り付け具７８は、海岸から浮体３０を高速で曳航する際に使用される。このとき、浮体３０の後表面は、ちょうど、水上スキーヤーが水面から引き起こされるように、作動姿勢における下部の傾斜によって、作動面を浮体の後表面と同じくらい上昇させて水面を滑水する。上述するように、曳航中において、大気圧によって、空気がバルブ８４・８６より再侵入する。フロート７６内の水は、それぞれのバルブ８４・８６によってパージされる。一旦、全ての水がパージされると、バルブ８４・８６は閉とされ、浮体３０は水面に浮上する。

図９において、第１実施例であるアンカー３２を詳しく説明する。本実施例において、アンカー３２は鉛直ピン８８から構成されている。鉛直ピン８８は、ピンを海底に差し込む又はおもりと共に保留することで、海底に係留されている。また、スリーブ９０は、ピンの軸線周りについての回転可能に支持している。さらに、鉛直ピン８８は、スリーブ９０より長い。そのため、スリーブ９０は、鉛直ピン８８の軸線に沿った垂直方向に滑動できる。なお、スリーブ９０の滑動を制限するため、鉛直ピン８８の頂部にはヘッドが備えられている。

ソケット９２は、ピンに対して回転できるように、スリーブ９０に固定されている。ソケット９２は、作動姿勢において、ピストンロッド６０の底部であるテーパーエンド９４を受け止める構成とされている。プーリー９６は、曳航ケーブル９８を張るように、ソケット９２に取り付けられている。ケーブルは、第一端１００において、ピストンロッド６０のテーパーエンド９４に取り付けられている。ソケット９２内部に位置するプーリー９６は、ピストンロッドに結合するケーブルを調整する。プーリー９６の周縁は、ソケット９２の中心に位置しているため、曳航ケーブル９８は、ソケット９２と同軸を有する。曳航ケーブル９８の第二端を引くことで、プーリー９６について曳航ケーブル９８を引き、第一端であるソケット９２に結合されるピストンロッド６０を引く。受動リンク３４は、このように作動姿勢においてアンカー３２に再結合される。受動リンク３４は、図に示すラッチング機構を付加して、曳航ケーブル９８の張力を維持することによってアンカー３２とのつながりを維持している。

さらに、図１０は、別実施例であるアンカーを示している。スリーブ１０２は、海底に固定され、ピン１０４をスリーブに関して、スリーブ及びピンの軸線周りを回転できるように支持されている。この実施例では、ソケット１０６は、受動リンク３４の軸の傾き、すなわち波の進行方向において後ろ上向きに、ピンによって支持されている。プーリー１０８は、ケーブル１１０の調整機構として、ピン１０４に設けられている。ケーブル１１０は、ソケットの軸に覆われ及びピストンロッド６０のテーパーエンド１１２に取り付けれれている。同様に、ケーブル１１０は、ピストンロッド６０のテーパーエンド１１２につながれる第一端をプーリー１０８によって引かれている。

ケーブル１１０は、スリーブ１０２に固定支持されている基礎プーリー１１４にわたっている。基礎プーリー１１４は、海岸線と平行かつ波の進行方向とは垂直である水平軸周りを回転できる。波の方向の変化するときでも、基礎プーリー１１４は海岸を向いたまま、プーリー１０８は、ピン１０４をスリーブ１０２の軸線周りについて回転し続ける。そのため、浮体３０がアンカー３２に再結合して作動姿勢に戻るとき、ケーブル１１０の第二端は、固定位置より動くことはない。

ラッチアーム１１６は、ピストンロッド６０のテーパーエンド９４の凹部に合わせ結合するように、ピボット旋回して締結される。ラッチアーム１１６は、ソケット９２内のピストンロッド６０の端の差し込みによって自動的に結合するように、ラッチ位置において傾いて保持される。ラッチアーム１１６は、海岸又は別の場所から遠隔解放操作ができるようにされている。

図９及び図１０の実施例において、ソケットは、鉛直軸に対し傾斜して支持されている。また、鉛直軸に対する両方の相対的な回動と、スリーブ１０２とピン１０４との間において相対滑動ができる間、ソケットはピボット可能に支持される。このようにして、浮体は、波の進行方向を向くことができる、また、浮体の海底からの高さは、受動リンクを固定したまま相対滑動軸の傾斜操作によって変更できる。

さらに、図１２及び図１３は、別実施例として受動リンク３４を示している。受動リンク３４において、ピストンロッド６０がハウジングの上側を通過して伸ばされている。また、ピストンロッド６０は、後壁３８及びパネル部材４６を含む浮体３０の後面よりも長い。本実施例において、ブッシングとローラー支持は、ピストンロッドに対して浮体の滑動及び回転を支持している。受動リンクのハウジング６２は、ピストンロッド６０とアンカー３２に連動して、浮体３０につながれている。ピストンロッドをアンカーと直接つないでいるというよりはむしろ、波の進行方向において、キャリーアーム１１８が後ろ上向きに伸ばされたアンカーとつながれている。カップリング１２０は、浮体３０の上下においてピストンロッド６０とキャリーアーム１１８をつなぐように、ピストンロッド６０の上下端に設けられている。本実施例において、キャリーアームとピストンロッド６０は、相対滑動運動するように十分に支持されてつながっている。

図１２及び図１３の別実施例において、アンカー３２のソケット１２２もまた、つなぐことができる。これにより、ソケット１２２、キャリーアーム１１８及びピストンロッド６０は、アンカーの軸ピン連結１２４に水平軸に対して枢支されている。このようにして、浮体３０の海底からの相対高さは、潮の干満変化に適した高さに対応できる。

図１５は、別実施例としてのアンカー３２を示している。アンカー３２において、ピストンロッド６０の底端に作用プレート１２６がつながれている。作用プレート１２６は、幅の広い平坦なプレートから構成されている。このプレートは、受動リンクの相対滑動運動の長手軸方向に垂直であり、これにより、上下波と前後波の力が最小もしくは実質的に無くなる水深に位置した場合に、波の水平波動及び上下波動に対して固定される。作用プレート１２６は、作動面２４の上部及び下部を足した表面積に近いもしくはより大きい作動面を有する。作用プレート１２６は、海底に係留されるアンカーにつながれている。

図１５に示すように、作動姿勢における作用プレート１２６は、接近する波の方向において、浮体の上端から波長平均の約１／４の位置において定められる。この位置において、水粒子の旋回方向はほぼ水平である。このようにして、作用プレートに働く力は、浮体に働く力と同時発生しない。これによって、最小のエネルギー損失によって、作用プレートと浮体との同期を阻止できる。

図１６は、別の実施例としての受動リンク３４を示している。受動リンク３４において、作動面２４の下部５０を拡大するために拡張表面１３０が設けられている。拡張表面１３０は、ピストンロッド６０に固定されている。ピストンロッド６０は、さらにはアンカー３２と固定されている。その結果、浮体３０の作動面２４は、受動リンクの相対滑動軸線に沿った拡張表面に対して可動である間、拡張表面１３０は、アンカー３２と固定されたままとなる。拡張表面１３０は、幅の広い平坦なプレートから構成されている。このプレートは、外部端５４において、作動面の下部５０と対向している。拡張表面は、受動リンクの前後軸線に沿って、作動面から前下方に位置している。このようにして、拡張表面１３０は、作動面の捕獲空間を増加するため、作動面の下の波が作動面の直接上に向かうように補助している。

図１６に示される受動リンク３４には、ばねもしくはバイアス部材１３２が設けられている。ばね部材１３２は、浮体３０をアンカーに向けてバイアスもしくは押し戻すために、アンカーと浮体との間につながれている。使用状態において、波の進行方向における水平波動及び上下波動は、受動リンクを伸ばす。この受動リンクにおいて、ハウジング６２はピストンロッドに沿って、アンカーより離れる。浮体３０は、水平波動及び上下波動によって上方に導かれ、ばね部材１３２は、強いエネルギーで引っ張られる。この蓄えられたエネルギーは、重力と共に、装置が下降工程に戻るときの動力となる。ばね部材の力に沿った、近接する波高の間の谷における波動力は、浮体３０をアンカーに沿って押し戻す方向に、ハウジング６２の中のピストンロッド６０を伸縮させる。

図１７は、さらに別の実施例として、ポンプを備える受動リンク３４を示している。この受動リンク３４において、生じたエネルギーを加圧水流として有効に活用できる。ポンプは、ハウジング６２内において、２つの作動ポンプから構成されている。この作動ポンプは、受動リンクの軸に沿って細長い円柱形状で構成されている。ピストン１３４は、円柱形状のハウジング６２の長さに従って滑動するように、内部端においてピストンロッド６０に取り付けられている。ピストン１３４は、ハウジングを２つのポンプ室に分割する。２つのポンプ室において、入口バルブ１３６と出口バルブ１３８は、連動して作動する。入口バルブ１３６と出口バルブ１３８は、それぞれハウジング６２の外端に設けられている。

バルブ１３６・１３８は、逆支弁であって、それぞれの入口及び出口機能によって、ハウジングに入る又はハウジングから出る、のどちらかのみができる。ピストン１３４、ピストンロッド６０及びハウジング６２は、たわみなく先端荷重に耐えられるように、ロッドが十分大きい直径にて設計されている。ロッドのハウジング６２への入口及びピストンに働く側面荷重力は、浮体３０に取り付けられる高密度のベアリング及びブッシングによって、アンカーに対する浮体３０の往復挙動の間にピストンロッド６０の滑動によって分配される。

石等がポンプに侵入しないように、プレフィルタリングチャンバーを囲む網目部が入口バルブ１３６に連続して設けられている。出口バルブ１３８は、フロート７６内にあるそれぞれのアキュムレーターチャンバー１４０に接続される。アキュムレーターチャンバー１４０は、装置から加圧水流を排出するポンプの共通出口に接続される。このようにして、加圧水流の上昇及び下降工程による圧力は、フロート７６の上端に隔壁を含むアキュムレーターチャンバー１４０に分配される。アキュムレーターチャンバー内の空圧及び気泡は、共通出口１４２から陸地、浮遊する真水の貯水装置、又は浮体上に設けられる遠隔操作による海水脱塩装置に定常的な海水の加圧水流をつくる

受動リンクが浮体内部にポンプを有する場合には、ポンプ単体では比較的低い圧力しか供給できないので、ポンプ出力は圧力増加装置に接続される。圧力増加装置は、水圧を海水から塩分を取り除く逆浸透過程の基準圧力まで増加させる。

その他の実施例として、ポンプは、上昇過程においてのみ加圧するポンプであっても良い。

図１８Ａは、実施例としてリニア駆動発電機から構成される受動リンクを示している。受動リンクにおいて、発電機は、受動リンクのハウジング内のピストンロッド６０のリニア滑動に応じて電気エネルギーを発生させる。図１８Ａに示すように、天壁４２は、両サイドから中央頂部へ上向きに傾斜し、天壁４２の表面には、ソーラーパネル１４４が備えられている。ソーラーパネルは、受動リンク３４の電力生産を補助するために、太陽エネルギーから電力をつくりだす。本実施例において、バルブの開閉制御又は効率的にソーラーパネルを（太陽に）向ける等の電子制御機構は、電力は、浮体上の装置であるソーラーパネル１４４や受動リンク３４のリニア駆動による発電機によって発生する電力によって電力供給してもよい。

図１８ｂは、別実施例として浮体３０を示している。ここで、浮体３０の壁及びパネル部材４６を形成するパネルは、多数の細長いパイプで形成されている。パイプは、対向する端を密閉されている。また、パイプは、パネル部材のように構成するため、互いに近接してつながれている。さらに、パイプは、閉塞され内部に空気を閉じ込めているため、浮力を有している。パイプ１５０は、望ましい重量性質を有する適正材料で構成される。一方、パイプ１５０は、装置の浮体３０の構造的結合性を維持するための十分な剛体、例えば、高分子量のポリエチレン又は様々な複合材料である。それぞれのパイプ１５０は、プラスチックの溶接、接着剤、留め具、又はブラケット等の使用によってつながれる。パイプ１５０は、シート材１５２と共に用いられる。シート材１５２は、比較的強度があり軽量の材質で構成されている。パイプ１５０は、波の進行方向を向いており、浮体３０の前後壁及び作動面２４と共に、波動にさらされる装置の表面を形成している。

別実施例として、受動リンク３４は、加圧水流を生成するポンプを備えている。このポンプ出力は、タービン発電機に直接つながれる。また、タービン発電機は、浮体内部、前後壁間、かつバラストチャンバー４０内部に収容されている。このようにして、バラスト水が占めていた作業空間の一部にタービンが設置される。タービンの重量は、アンカー３２に沿って浮体３０を下方に操作する質量全般に寄与される。

別実施例として、受動リンク３４は、加圧水流を生成するポンプを備えている。このポンプは、加圧水流を生成する。また、ポンプ出力は、浮体３０内部のバラストチャンバーに収容される脱塩装置につながっている。バラスト水が占めていた作業空間の一部に脱塩装置が設置される。脱塩装置の重量は、アンカー３２に沿って浮体３０を下方に操作する質量全般に寄与される。これは、上述したタービンの実施例と同様である。さらに、脱塩装置は排水口を有する。この排水口は、脱塩された水を保管する構造物に注がれる。この構造物は、浮体であっても、海底に係留されていても、又は陸にあっても良い。

図に示す作動面の上部と下部との角度は、ほぼ垂直である。他の角度範囲では、浮体前側の作動面における上部と下部との外部端の間の開口が受ける波の上下波動及び前後波動を効率良く捕獲する機能が低減される。図４において破線で示すように、交差線５２は、作動面の上部と下部との間において、上部、下部及び連続した凹面から構成される。

別実施例として、ガイド装置が挙げられる。このガイド装置は、容器のローリング防止のためのスタビライザーの役割を担うものである。

本発明において図示した全ての実施例において、波に内在する上下波動及び前後波動の合成力は、浮体３０の浮力により、受動リンク３４を上昇工程に移動させる傾斜で、浮体３０を斜め上方にあげる。とりわけ、波頭が近づいてくると、前後波動は、両側壁４４の中に入り、作動面２４の上部及び下部に衝撃を与える。この力は、浮体に働く浮力に加わり、作動面の下部の外部端に平行する傾きにて浮体を上昇させる。波頭が浮体の重力に作用したとき、バラストチャンバーに含まれる水及びその他の可動重量物は、浮体を下方に傾ける。このとき、受動リンクに仕事をさせて、下降工程においてエネルギーを有用な形に変化させる

発電機又は脱塩装置がバラストチャンバー内に収容される実施例において、発電機又は脱塩装置の重力は、下降工程において、浮体を下方に操作する。

バイアス部材が浮体３０とアンカー３２とに連結される実施例において、波動エネルギーは、上昇工程においてばね部材１３２に蓄えられる。この蓄えられたエネルギーは、傾きを有する力として解放され、浮体の総重量（水バラスト、その他浮体に備えられる可動重量）に作用する重力と共に作用する。

このような領域に限定されることなく、クレームの意図及び目的の範囲内において、上述した本発明よりいくつかの改良発明又は多くの広く異なった実施例を実施することができる。上述した実施例は、限定解釈がされるべきではない。

本発明の活用例として、波動エネルギー装置がある。

典型的波動を示す概略図。 波動周囲に関する波動エネルギー装置の側面を示す概略図。 波動エネルギー装置を示す透視図。 波動エネルギー装置の部分側面を示す側面図。 波動エネルギー装置の正面を示す正面図。 波動エネルギー装置の背面（機構）を示す背面図。 いくつかの使用例におけるドレンポートを示す概略図。 浮遊体の内部を示す波動エネルギー装置の平面図。 作動位置に引かれる波動エネルギー装置の側面を示す斜視図。 アンカーの実施例１を示す斜視図。 アンカーの実施例２を示す斜視図。 搬送中の波動エネルギー装置を示す側面図。 上述の実施例における搬送中にアンカーから駆動装置を分離する波動エネルギーの側面図。 図１２における波動エネルギー装置を示す側面図。 異なった方向から海岸に向かう波における波動エネルギー装置を示す上面図。 作用プレートから構成されるアンカーの実施例を示す透視図。 拡張面から構成されるアンカーの実施例を示す透視図。 ２つの作動ポンプを使用する図１による波動エネルギー装置を示す概略図。 電力を生成する波動エネルギー装置の別実施例を示す透視図。 浮体の代替え構成を示す部分透視図。

符号の説明

１０ 波動エネルギー装置
１２ 波の進行方向
１４ 軌道運動
１６ 前後波動（うねり力）
２４ 作動面
３０ 浮体
３２ アンカー
３４ 受動リンク
３６ 前壁
３８ 後壁
４０ バラストチャンバー
４２ 天壁
４４ 側壁
４６ パネル部材
４８ 上部（作動面）
５０ 下部（作動面）
５２ 交差線
５４ 外部端（上部）
５６ 外部端（下部）
５８ 支持アーム
６０ ピストンロッド
６２ ハウジング
６４ 支持ローラー
６６ 補助支持アーム
６８ 給水ポート
７０ 排水ポート
７２ ゲート部材
７４ テーパーエンド
７５ バッフル
７６ フロート
７８ 曳航ケーブル取り付け具
８０ 曳航ケーブル
８２ ホイール
８４ 下バルブ
８６ 上バルブ
８８ 鉛直ピン
９０ スリーブ
９２ ソケット
９４ テーパーエンド
９６ プーリー
９８ 曳航ケーブル
１００ 第一端
１０２ スリーブ
１０４ ピン
１０６ ソケット
１０８ プーリー
１１０ ケーブル
１１２ テーパーエンド
１１４ 基礎プーリー
１１６ ラッチアーム
１１８ キャリーアーム
１２０ カップリング
１２２ ソケット
１２４ 軸ピン連結
１２６ 作用プレート
１３０ 拡張表面
１３２ ばね部材
１３４ ピストン
１３６ 入口バルブ
１３８ 出口バルブ
１４０ アキュムレーターチャンバー
１４２ 共通出口
１４４ ソーラーパネル
１５０ パイプ
１５２ シート材

Claims (61)

1. 波の進行方向に前面を対向し、上下波動力及び波伝播方向のうねり力を捕獲する波動エネルギー装置であって、
   波の上昇及び下降に追従する浮体と、
   波の進行方向の前面に対向し、前記浮体と同期するように設けられた作動面であって、上部と下部とを有し、該上部と該下部との間において、波伝播方向のうねり力と波の上下波動力を十分に捕獲する作動面と、
   該作動面の下部であって、内側端から外側端まで拡がるものであり、該下部の外側端は前記下部の内側端に対して前下方に間隔をおいて位置する前記作動面の下部と、
   該作動面の上部であって、内側端から外側端まで拡がるものであり、該上部の外側端は該上部及び該下部の内側端に対して前方に間隔をおいて位置し、該上部の外側端は前記下部外側端の上方に位置する前記作動面の上部と、
   波の上昇と下降と押し引きの力に対して十分に固定されるアンカーと、
   前記浮体と前記アンカーをつなぎ、相対運動を有用エネルギーの形に変換する受動リンクと、
   を備えることを特徴とする波動エネルギー装置。
2. 請求項１記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の上部及び下部は、それぞれの内側端において、互いに繋がることで連続して形成される表面である
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
3. 請求項１又は２記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の上部及び下部は、凹形状の交点の内側端において接続される
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
4. 請求項１乃至３記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の上部は、内側端から外側端に向かって前上方に傾斜して拡がって、
   前記作動面の下部は、内側端から外側端に向かって前下方に傾斜して拡がる
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
5. 請求項1乃至４記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の上部及び下部は、それぞれが互いに対して略直角に接続される
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
6. 請求項1乃至５記載の波動エネルギー装置において、
   前記上部の外側端は、前記下部の外側端の略鉛直上方に位置する
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
7. 請求項１乃至６記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の下部は、前記上部の表面積と同等又はそれ以上の大きさとする
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
8. 請求項１乃至７記載の波動エネルギー装置において、
   前記作動面の対向する端側において、
   水平方向において、前記上部と前記下部との間を互いに間隔を設けてかけわたされる一対の直立するサイドパネルを有し、
   前記サイドパネルは、波の進行方向の略垂直方向に空間を設ける
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
9. 請求項８記載の波動エネルギー装置において、
   前記サイドパネルは、作動面の内側端から外側端までにおいて、前方に拡がるように分岐している
   ことを特徴とする波動エネルギー装置。
10. 請求項１乃至９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、波の進行方向において後ろ上方向に傾斜する軸に沿って相対運動するように前記浮体と前記アンカーをつなぐ
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
11. 請求項１乃至１０記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、相対直線滑動をするように前記浮体と前記アンカーとをつなぐ直線受動リンクから構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
12. 請求項１乃至１１記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体を前記アンカーに寄せるため、前記浮体と前記アンカーとの間につながれるバイアス機構を有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
13. 請求項１乃至１２記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、
    前記アンカーとつながれるピストンロッドと、
    前記ピストンロッドの相対滑動を受け止めるハウジングと、から構成され、
    前記ピストンロッドと前記ハウジングとの間の相対運動を有用エネルギーに変換するためのものであり、
    前記ハウジングは前記浮体と同期運動するように前記浮体に設けられる
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
14. 請求項１３記載の波動エネルギー装置において、
    前記ピストンロッドは、
    前記浮体の対向する側面を通って伸ばされ、
    該ロッドに沿って前記浮体に滑動するように保持する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
15. 請求項１乃至１４記載の波動エネルギー装置において、
    波の進行方向に対し垂直な水平方向における前記浮体の幅は、波の進行方向における長さの２倍以上である
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
16. 請求項１乃至１５記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、直立軸周りに自由旋回するように前記アンカーにつながれている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
17. 請求項１乃至１６記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、直立軸に沿って相対的に滑動するように前記アンカーにつながれている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
18. 請求項１乃至１６記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、水平軸周りに自由旋回するように前記アンカーにつながれている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
19. 請求項１乃至１６記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、前記浮体と前記アンカーとの間に軸を有し、
    前記受動リンク軸周りに相対旋回運動をするように、前記浮体は前記アンカーにつながれる
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
20. 請求項１乃至１９記載の波動エネルギー装置において、
    前記アンカーは水没し、
    波の進行方向において前記浮体が前記アンカーに追従するように、
    前記浮体の前方に間隔をおいて設置される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
21. 請求項１乃至２０記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、前記浮体と前記アンカーの間に伸びる受動リンク軸を有し、
    前記アンカーは、前記受動リンク軸に対し略垂直方向を向く作用プレートから構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
22. 請求項１乃至２１記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢へ解放されるため、
    前記浮体と前記アンカーとのうち少なくとも１つと受動リンクの連結は選択的に外せる
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
23. 請求項２２記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体と前記アンカーのうちの一つは、第一連結具と、前記第一連結具と係合する第二連結具を備える前記受動リンクとを備え、
    一端を前記第一接合具又は前記第二接合具につながれる曳航ケーブルを有し、
    前記曳航ケーブルは、前記第一接合具又は前記第二接合具によって支持される前記プーリーに沿って伸ばされたものであり、
    前記曳航ケーブルの他端を引っ張ることによって、プーリーに沿って前記曳航ケーブルの一端を引かれるものであり、
    前記第一連結具及び第二連結具を共に引っ張ることにより、
    作動姿勢で前記浮体と再結合する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
24. 請求項２２又は２３記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体が作動姿勢に対する曳航姿勢であるとき、
    前記浮体の浮力を増加する可変バラストを有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
25. 請求項２２又は２４記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は回転し、
    前記浮体が曳航姿勢から作動姿勢に置き換わるとき、
    前記作動面は上方に置き換わる
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
26. 請求項２２又は２５記載の波動エネルギー装置において、
    前記可変バラストは、作動姿勢から曳航姿勢への置換に対応して浮力を増加する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
27. 請求項２６記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体が前記アンカーから外されるとき、
    前記浮体は、浮力材によって曳航姿勢に回転する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
28. 請求項２６又は２７記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、波の進行方向の海面に沿って曳航姿勢に回転して置き換わるため、
    前記作動面に対向し、波の進行方向において上方に傾斜する後面を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
29. 請求項２６乃至２８記載の波動エネルギー装置において、
    前記可変バラストは、
    作動姿勢においてバラストとして水を受けるバラストチャンバーと、
    前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢に移行するときに、前記バラストチャンバーから自動的に水を排水する排出ポートと、
    から構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
30. 請求項１乃至２９記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側が、前記浮体表面が水を横切って曳航されるときに抵抗を減らす形状に構成されている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
31. 請求項１乃至３０記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、通常の波の進行方向に延長される軸を有するフロートを備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
32. 請求項１乃至３１記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、前記浮体の後側と曳航ケーブルとを接続する曳航ケーブル取り付け具を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
33. 請求項１乃至３２記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、前記浮体中心周りの回転に対して前記浮体
    を補助するローリング部材を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
34. 請求項１乃至３３記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、バラストとして水を受けるバラストチャンバーを備え、
    前記バラストチャンバーの空間を調整して前記浮体の浮力を調整する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
35. 請求項１乃至３４記載の波動エネルギー装置において、
    バラストとして水を受けるバラストチャンバーと、
    前記バラストチャンバー内の水の挙動を制限するために前記バラストチャンバーに設けられるバッフルと、
    を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
36. 請求項３５記載の波動エネルギー装置において、
    前記バラストチャンバーは、前記バラストチャンバー内の水を排出できる少なくとも一つの排出ポートを備え、
    バラストチャンバー空間は、前記排出ポートの位置調整によって調整される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
37. 請求項１乃至３６記載の波動エネルギー装置において、
    作動面より上下に張り出すように、外側端において作動面の下部に平行に設けられた拡張面を有し、
    前記拡張面は、前記作動面に対し滑動するように前記アンカーに固定支持されている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
38. 請求項１乃至３７記載の波動エネルギー装置において、
    前記作業面の上部面外端と下部面外端とをかけわたす少なくとも一つの支持アームを有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
39. 請求項１乃至３８記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、
    波の進行方向において後ろ下向きに傾斜する前壁と、
    波の進行方向において後ろ上向きに傾斜する後壁と、
    を備え、
    前記浮体の下方において、波の進行方向に後ろ上向きに突出し、前記後壁並んだパネル部材と、
    ハウジングの前壁によって定められる前記作動面の上部、
    及び前記パネル部材によって定められる前記作動面の下部とを有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
40. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記有用エネルギーは、電流又は加圧水流のどちらかから構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
41. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクはポンプから構成され、
    前記有用エネルギーは加圧水流から構成され、
    前記ポンプ出力から一定圧力以上の加圧水流を生成するため、前記ポンプ出力に連続して接続されるアキュムレータを備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
42. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクはポンプから構成され、
    前記ポンプは、加圧水流を生成するために、前記アンカーに対する前記浮体の上昇及び下降運動の両方の動きに伴う
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
43. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクはポンプから構成され、
    真水の加圧水流を前記浮体から生成するために、前記浮体内部に支持され、前記ポンプ出力に接続される脱塩装置を有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
44. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクはポンプから構成され、
    電力を生成するため、前記浮体内部に支持され、前記ポンプ出力に接続されるタービン発電機を有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
45. 請求項１乃至３９記載の波動エネルギー装置において、
    前記受動リンクは、電流を生成するためのリニア駆動発電機からなる
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
46. 請求項１乃至４５記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の天井側に設けられ、電流を生成する少なくとも一つのソーラーパネルを有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
47. 請求項４６記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体に支持され、
    前記少なくとも一つのソーラーパネルから電力供給され、
    前記装置の多様な機能状態を制御するための、電子制御機構を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
48. 請求項１乃至４７記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、互いに連結され、プラスチック又は複合材料からなる多数の細長い閉パイプから構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
49. 波の進行方向において上下波動を捕獲する波動エネルギー装置であって、
    上下波動の上昇及び下降に追従する浮体と、
    波の上昇及び下降に対して十分に固定されるアンカーと、
    前記浮体と前記アンカーをつなぎ、相対運動を有用エネルギーの形に変換する受動リンクと、
    前記浮体が作動姿勢から曳航姿勢に置き換わるために、前記浮体と前記アンカーのうち少なくとも一つを選択的に外すことができる前記受動リンクの連結部と、
    前記浮体の作動姿勢に対する曳航姿勢において、浮力を増加させることができる前記浮体に設けられる可変バラストと、
    から構成される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
50. 請求項４９記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、作動姿勢から曳航姿勢に置き換わるとき、回転する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
51. 請求項４９及び５０記載の波動エネルギー装置において、
    前記可変バラストは、前記浮体が曳航姿勢へ置き換わるとき、対応する浮力を増加する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
52. 請求項５１記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体が前記アンカーから外れるとき、
    前記浮体は、曳航姿勢へ回転できるように浮力材を有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
53. 請求項５１及び５２記載の波動エネルギー装置において、
    波の進行方向の海面に沿って前記浮体の位置が変わるときに、
    前記浮体を曳航姿勢に回転させため、
    前記浮体は、前記作動面に対向し、波の進行方向において上方に傾斜する後面を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
54. 請求項４９乃至５３記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体が作動姿勢に対する曳航姿勢であるとき、
    前記浮体の浮力を増加する前記可変バラストを有する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
55. 請求項４９乃至５４記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側が、前記浮体表面が水を横切って曳航されるときに抵抗を減らす形状ニ構成されている
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
56. 請求項４９乃至５５記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、通常の波の進行方向に延長される軸を有するフローとを備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
57. 請求項４９乃至５６記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、前記浮体の後側と曳航ケーブルとを接続する曳航ケーブル取り付け具を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
58. 請求項４９乃至５７記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体の前記作動面に対向する後側に、前記浮体中心周りの回転に対して前記浮体
    を補助するローリング部材を備える
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
59. 請求項４９乃至５８記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体は、バラストとして水を受けるバラストチャンバーを備え、
    前記バラストチャンバーの空間を調整して前記浮体の浮力を調整する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
60. 請求項５９記載の波動エネルギー装置において、
    前記バラストチャンバーは、前記バラストチャンバー内の水を排出できる少なくとも一つの排出ポートを備え、
    バラストチャンバー空間は、前記排出ポートの位置調整によって調整される
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。
61. 請求項４９乃至６０記載の波動エネルギー装置において、
    前記浮体と前記アンカーのうちの一つは、第一連結具と、
    前記第一連結具と係合する第二連結具を備える前記受動リンクとを備え、
    一端を前記第一接合具又は前記第二接合具につながれる曳航ケーブルを有し、
    前記曳航ケーブルは、前記第一接合具又は前記第二接合具によって支持される前記プーリーに沿って伸ばされたものであり、
    前記曳航ケーブルの他端を引っ張ることによって、プーリーに沿って前記曳航ケーブルの一端を引かれるものであり、
    前記第一連結具及び第二連結具を共に引っ張ることにより、
    作動姿勢で前記浮体と再結合する
    ことを特徴とする波動エネルギー装置。

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