JP2013542350A - 潮流調整器 - Google Patents

Abstract

潮汐変調器が説明され、潮汐変調器によって、潮汐流は、潮汐流を変調するための１つ以上の通路を開放する、閉鎖する、または部分的に遮断する可動部分によって、開始、停止、または調整され得、それにより、そのエネルギーの捕捉を向上させる。一側面では、主題の製品形態は、中心弁および１対の蝶形弁を含む潮汐変調器を備える。蝶形弁の軸方向中心の各々は、中心弁の軸方向中心の第２の平面に平行である第１の平面に方向付けられ、さらに、中心弁の軸方向中心の第２の平面に垂直である第３の平面に方向付けられる。第３の平面は、第１の平面に９０度の角度で方向付けられる。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／４０６９１０号（２０１０年１０月２６日出願）の利益を主張し、この出願は、参照することによって本明細書に援用される。

（技術分野）
本主題は、概して、流体力学的機械に関し、具体的には、潮汐調整器に関する。

（背景）
潮汐電力は、電気生成の将来像である。再生可能エネルギーの数少ない供給源で、潮汐電力は、十分に高い潮汐範囲または流速を有する限られた場所から得られることができる。しかしながら、動的潮汐力、潮汐ラグーン、軸流タービン、クロスフロータービン等の多くの最近の技術革新は、潮汐力の全体的な利用可能性がかなり高くなり得、およびその経済的および環境的コストは、かなり低くなり得ることを示している。

本発明の開示は、以下の発明を実施するための形態にさらに説明される、簡略化された形態の概念の選択を紹介するために提供される。本発明の開示は、請求される主題の重要な特徴を識別することを意図しておらず、そしてまた、請求される主題の範囲を決定する補助として使用されることも意図していない。

一側面では、主題の製品形態は、中心弁および一対の蝶形弁を含む潮汐変調器を備える。蝶形弁の軸方向中心の各々は、中心弁の軸方向中心の第２の平面に平行である第１の平面に方向付けられ、さらに、中心弁の軸方向中心の第２の平面に垂直である第３の平面に方向付けられる。第３の平面は、第１の平面に９０度の角度で方向付けられる。中心弁は、細長い翼および別の細長い翼を含む各蝶形弁を含む。中心弁の細長い翼は、中心が厚く、その終端に向かってテーパ状であるように構成される。ある蝶形弁の細長い翼は、中心が厚く、その終端に向かってテーパ状であるように構成される。同一の側面において、潮汐変調器は、４本組の柱をさらに備える。中心弁の軸方向中心は、４本組の柱の終端に対して等距離である。

閉鎖位置として表わされ得る同一の側面において、ある蝶形弁の細長い翼の終端は、中心弁の細長い翼の第１の終端に対して近位関係にあり、別の蝶形弁の細長い翼の別の終端は、中心弁の細長い翼の第２の終端に対して近位関係にある。解放位置として表され得る同一の側面において、ある蝶形弁の細長い翼の終端は、中心弁の細長い翼の第１の終端に対して遠位関係にあり、別の蝶形弁の細長い翼の別の終端は、中心弁の細長い翼の第２の終端に対して遠位関係にある。

本発明の前述の側面およびその付帯利点の多くは、添付の図面と関連して検討されるとき、以下の発明を実施するための形態を参照することによって、より理解が深まることによって、より容易に認識されることになるであろう。

図１は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の等角図である。 図２は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の正面図である。 図３は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の背面図である。 図４は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の側面図である。 図５は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の別の側面図である。 図６は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の上部の平面図である。 図７は、本主題のある実施形態による、一般的な潮汐変調器の底部の平面図である。 図８は、一実施形態による、潮汐流の変調を達成するための、潮汐変調器の一般的な可動部分の等角図である。 図９は、一実施形態による、潮汐変調器の一般的な可動部分の正面または背面図である。 図１０は、一実施形態による、潮汐変調器の一般的な可動部分の側面図である。 図１１は、一実施形態による、潮汐変調器の一般的な可動部分の上部の平面図である。 図１２は、一実施形態による、潮汐変調器の一般的な可動部分の底部の平面図である。

本主題の種々の実施形態は、流体力学的機械が対象とされ、この流体力学的機械によって、流体の流れが、１つ以上のポートまたは通路を開放するか、閉鎖するか、または部分的に遮断する可動および／または固定部分によって、開始、停止、または調節され得る。潮汐流を変調する潮汐変調器１００は、そのような流体力学的機械の好適な例である。本主題の種々の実施形態は、潮汐ブリッジ等、流体力学的配列を介して、潮汐流を変調させる。潮汐流の変動は、海洋潮からだけでなく川の流れからも電気を生成するように構成される潮汐ブリッジを通る広範囲の流速を含む。変調を伴わない場合、従来の潮汐捕捉デバイスは、潮汐流のはるかに狭い範囲内において作動する。潮汐変調器１００を組み込むことによって、本主題の種々の実施形態は、潮汐ブリッジが潮汐流の変動のより広い範囲を捕らえることを可能にする。流量変調は、ケーソンと、上側ローターアセンブリの上方、および潮汐ブリッジの機械チャンバの下方の高潮領域との間の空間の中において、また海洋入江システムの中において、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂを作動させることによって達成される。

潮汐ブリッジは、流体力学的要素の配列である（図示せず）。各流体力学的要素は、１組の部材であって、４本の柱（柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃ等）を含む。４本の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃは、底板ブロックの上部に穿孔された溝に載置される。底板ブロック（図示せず）は、海底に載置されるための多数の脚部を有する。４本の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｃ、および底板ブロックの他に、流体力学的要素はまた、ネスト化された機械チャンバ（言及されるが図示せず）と、ローターアセンブリ（言及されるが図示せず）と、フィン（図示せず）と、プラットホーム／軸受アセンブリ（図示せず）とを含む。一実施形態では、流体力学的要素は、海洋潮または川の流れから、エネルギーを生成するために、垂直軸油圧タービンを形成するための機械、電気、および電子部材を含む。各流体力学的要素は、潮汐ブリッジを形成するために、ラッチを介して他の流体力学的要素と相互接続される。

柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等の各柱は、上部に長手方向のほぞ穴１０６を含み、上側縁１０８ａと下側縁１０８ｂとの間に位置している。長手方向のほぞ穴１０６は、Ｌ字形状のレッジに開いている柱の両端で終端する。各柱の底部は、長手方向のほぞ１１０の中で終わっている。長手方向のほぞ１１０がそこから突出される肩部において、２つの切り欠き付きの長手方向の部材１１２ａ、１１２ｂは、肩部に沿って平行に位置している。４本組の柱からある柱の各長手方向のほぞ１１０は、肩部、ひいては、長手方向のほぞ１１０の切り欠き付き長手方向部材１１２ａ、１１２ｂが、対応する長手方向のほぞ穴１０６の縁１０８ａ、１０８ｂに載置し、４本組の柱をともに連結し、所望の高さを得るように、別の４本組の柱の別の柱の別の長手方向のほぞ穴１０６と、相互接続される。

一実施形態では、４本組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄの配列は、各々、楕円形または他の好適な断面形状を有する鉄筋海洋コンクリートから厚く製造される。一実施形態では、４本組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄは、潮汐流が調整され得るように、１つ以上の蝶形弁１０２ａ、１０２ｂ、および中心弁１０４を通して潮汐流を導く。流体の流れが、４本組の柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄによって作成された流体通路を開放する、閉鎖する、部分的に遮断する可動および／または固定弁１０２ａ、１０２ｂおよび１０４によって、開始、停止、または調節され得るこの効果を促進するために、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの関係は、交互に制御される。各蝶形弁１０２ａ、１０２ｂは、潮汐ブリッジのローター区画内に所望の潮汐流を達成するように作動させられることにより、潮汐ブリッジがより広い範囲の潮汐電力を得ることを可能にし、および潮汐ブリッジを通る流速を減少させる高潮または洪水状態からの容積測定退出を可能にする。

蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの各々は、一実施形態では、細長い翼の本体の中心が厚くなるように構成され、両終端１１４ａ、１１４ｂに向かってテーパ状にされる細長い翼である。本実施形態では、テーパ状の翼の断面は、好ましくは楕円形の形状を有する。他の形状も、形状構成が潮汐流に対して、蝶形弁１０２ａおよび１０２ｂの調整機能を促進する限り、細長い翼のための他の実施形態において好適に使用されることができる。細長い翼の上部の中心に、その最上部の部材１１６ａがその円周の周りに歯を有する円筒である旋回アセンブリ１１６がある。この最上部部材１１６ａは、最上部部材１１６ａを細長い翼に固定する、旋回アセンブリ１１６の残りの部材の上部に軸方向に位置している。旋回コントローラ機構（図示せず）が最上部部材１１６ａに連結されると、回転運動は、最上部部材に伝達され、潮汐流を調整するために流体通路を開放するか、閉鎖するか、または部分的に遮断するための所望の位置に、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂを旋回させる。旋回アセンブリ１１６に対して軸方向に対応するのは、底部から細長い翼を支持する、尾部アセンブリ１１８である。

前述したように、潮汐ブリッジは、４本組の柱（柱１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、および１２２ｄ等）の間に配列される流体力学的要素を備える。潮汐ブリッジの各流体力学的要素は、電気を生成するために各流体力学的要素に対して作用する海洋潮の動きまたは川の流れを受け取るように構成される底板ブロック上に着座する、４本組の柱によって支持される１つ以上のローターアセンブリを備える。４本組の柱は、軸受アセンブリを格納し、また、いくつかの実施形態では、水中翼アスペクト比を増大させる構造支柱としての役割を果たすだけでなく、４本組の柱は、また、潮汐流を蝶形弁１０２ａ、１０２ｂ、および中心弁１０４の中に導き、それらの一部または全部は、潮汐流を調整するように構成される。

中心弁１０４に関して、一実施形態では、細長い翼の本体の中心が厚くなるように構成され、次いで、１１８ａ、１１８ｂの終端の両方に向かってテーパ状にされている、別の細長い翼である。本実施形態では、細長い翼の断面は、好ましくは、楕円形の形状を有する。他の形状も、好ましくは、形状構成が潮汐流に対して中心弁１０４の調整機能を促進する限り、細長い翼のための他の実施形態において使用されることができる。細長い翼の上部の中心にあるのは、位置決めアセンブリ１２０であり、これの上部部材はプレートであり、プレートの中心は構造シャフトの中にオリフィスを画定し、オリフィスの中に構造シャフトが挿入され得、それにより、中心バルブ１０４を中心に置き、それを４本組の柱の終端に対して等距離であるように方向付ける。このプレートは、プレートを細長い翼に固定する位置決めアセンブリ１２０の上部に軸方向に位置している。支持アセンブリ１２４は、位置決めアセンブリ１１６に軸方向に対応し、底部から細長い翼を支持する。

種々の図において、４本組の柱の２つの部材は、４本組の柱の他の２本の残りの部材に平行である。例えば、柱１２２ａ、１２２ｂは、柱１２２ｃ、１２２ｄに対して平行な位置にある。前述のように、中心弁１０４は、４本組の柱の内側終端に対して半径方向に等距離であるように方向付けられる。中心弁１０４の細長い翼は、好ましくは、その長手方向の本体が４本組の柱に対して平行に位置するよう位置している。蝶形弁１０２ａ、１０２ｂは、相互に平行して位置し、それらの各々は、中心弁１０４の細長い翼の両側上にある。好ましくは、蝶形弁の各々の軸方向中心は、中心弁１０４の軸方向中心の第２の平面に対して平行である第１の平面に方向付けられ、中心弁１０４の軸方向中心の第２の平面に対して垂直である第３の平面にさらに方向付けられ、第３の平面は、第１の平面に対して９０度の角度で併置される。

閉鎖位置において、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの細長い翼は、各蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの終端の１つが、中心弁１０４の細長い翼の終端に近接し、各蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの他の終端は、柱１２２ｂ、１２２ｃ、または柱１２２ａ、１２２ｄ等、横方向である、４本組の柱の２本の部材の終端に近接するように、中心弁１０４の細長い翼と垂直に方向付けられる。開放位置において、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの細長い翼は、中心弁１０４の細長い翼に平行に方向付けられ、さらに、相互に平行に方向付けられる。部分的に遮断する位置において、蝶形弁１０２ａ、１０２ｂの細長い翼は、潮汐流を調整するために所望の角度に方向付けられる。

例示的実施形態が例示および説明されたが、種々の変化が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書で行うことができることを理解されるであろう。

排他的特性または権利が請求される本発明の実施形態は、以下に定義される。

Claims (9)

1. 潮汐変調器であって、
   該潮汐変調器は、
   中心弁と、
   １対の蝶形弁であって、該蝶形弁の軸方向中心の各々は、該中心弁の軸方向中心の第２の平面に平行である第１の平面に方向付けられ、さらに、該中心弁の該軸方向中心の該第２の平面に垂直である第３の平面に方向付けられ、該第３の平面は、該第１の平面に対して９０度の角度で併置される、１対の蝶形弁と
   を備える、潮汐変調器。
2. 前記中心弁は、細長い翼を含み、各蝶形弁は、別の細長い翼を含む、請求項１に記載の潮汐変調器。
3. 前記中心弁の前記細長い翼は、中心において厚く、その終端に向かってテーパ状であるように構成される、請求項２に記載の潮汐変調器。
4. １つの蝶形弁の前記細長い翼は、中心において厚く、その終端に向かってテーパ状であるように構成される、請求項２に記載の潮汐変調器。
5. １つの蝶形弁の前記細長い翼の終端は、前記中心弁の前記細長い翼の第１の終端に対して近位関係にあり、別の蝶形弁の前記細長い翼の別の終端は、該中心弁の該細長い翼の第２の終端に対して近位関係にある、請求項２に記載の潮汐変調器。
6. １つの蝶形弁の前記細長い翼の終端は、前記中心弁の前記細長い翼の第１の終端に対して遠位関係にあり、別の蝶形弁の前記細長い翼の別の終端は、該中心弁の該細長い翼の第２の終端に対して遠位関係にある、請求項２に記載の潮汐変調器。
7. ４本組の柱をさらに備える、請求項１に記載の潮汐変調器。
8. 前記中心弁の軸方向中心は、前記４本組の柱の終端に対して等距離にある、請求項７に記載の潮汐変調器。
9. 請求項８に記載の潮汐変調器を備える潮汐ブリッジ。

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