JP2015514905A - 波力発電設備によって水波のエネルギーを電気に変換するための方法および波力発電設備 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- 浮遊式本体(1)と;該本体上に支持され、かつ概して垂直または側方にわずかに傾けられた回転子シャフト(2)の周りを回転する、回転子(3)と;概して水平なジャイロシャフト(4)の周りを回転するジャイロ(5)であって、該ジャイロおよび該ジャイロシャフトが該回転子と共に該回転子シャフト(2)の周りを回転する、ジャイロ(5)と;該ジャイロまたは該回転子と一緒に回転するように接続された少なくとも1つの発電機(6)と
を備える波力発電設備によって水波のエネルギーを電気に変換するための方法であって、
該浮遊式本体が、波と調和して該波によって揺動される段階;
該ジャイロ(5)が、該ジャイロシャフト(4)の周りを回転する段階;
水平面に対する該ジャイロシャフト(4)の傾斜が、揺動運動の結果として生じる段階;ならびに
該ジャイロシャフトの傾斜に続いて、該回転子(3)の回転が該ジャイロ(5)のトルクによって影響を受ける段階
を含み、
該回転子の塊(M)により、一方で該本体の傾斜および重力により発生される傾斜モーメントにより、ならびに他方で該回転子シャフト(2)の水平加速度によって発生する加速度モーメントにより、該回転子を回転させるモーメントが同じ段階で同じ方向に生じること;該傾斜および加速度が、波面の方向に従って揺動方向から逸脱する方向に該本体を揺動させることにより生じ、これが、波の内部流を、主に垂直な壁であるかまたは稼働中の場合には波の移動方向に対して横向きの概して波の入波方向に傾斜した壁である該本体(1)の没水部分に向けることによって達成されること;該本体の下側部分が、該本体を傾斜させることおよび加速度を生じることに寄与する係留力によって影響を受けること;ならびに、旋回の間に該傾斜モーメントおよび加速度モーメントを均等化するために、ジャイロ力によって発生されるモーメントが利用され、かつ該波力発電設備の有効出力を均等化するためのエネルギー貯蔵として、該ジャイロの運動エネルギーが利用されること
を特徴とする、方法。 - 塊の軌道トラックのレベルを、本体のロール軸から該軌道トラックの少なくとも半径に等しいある距離まで上方に移動させることによって、水平加速度が強められることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- ジャイロが、回転子の回転速度の20倍を超える、好ましくは40倍を超える回転速度で回転することを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
- 回転子の回転の位相遅れ、すなわち該回転子の方向(α)と本体の傾斜の方向との間の角度が、ジャイロのトルクのピークが該傾斜および加速度モーメントの最小点に一致するように調節されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
- 回転子の回転の位相遅れ、すなわち回転子の方向(α)と本体の傾斜の方向との間の角度が、発電機(6、7)の負荷を調節することによって調節されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 位相遅れ、すなわち回転子の方向の設定値が、0〜90度の範囲内で調節可能であること、およびその目的が、回転子(3)の方向(α)を、本体(1)の回転の方向の後方0〜90度、好ましくは60〜90度に維持することであることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- 位相遅れ、すなわち回転子の方向(α)と本体の傾斜の方向との間の角度を0〜90度以内で変えることによって、およびさらにジャイロの回転速度を調整することによって、波力発電設備の出力が調節されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
- 浮遊式本体(1)と;
該本体上に支持され、かつ概して垂直または側方にわずかに傾けられた回転子シャフト(2)の周りを回転する、回転子(3)と;
概して水平なジャイロシャフト(4)の周りを回転するジャイロ(5)であって、該ジャイロおよび該ジャイロシャフトが該回転子と共に該回転子シャフト(2)の周りを回転する、ジャイロ(5)と;
該ジャイロまたは該回転子と一緒に回転するように接続された少なくとも1つの発電機(6、7)と
を備える波力発電設備であって、
該本体(1)の没水部分が、主に垂直な壁であるか、または稼働中の場合概して波の入波方向に傾斜した壁であり、該壁が、波の移動方向に対して横向きであり、かつ該壁が非常に深く下方に延びているため、該本体の異なる高さにおいて生じる波の内部流が該本体を波面の方向に従って揺動方向から逸脱する方向に傾斜させること;該回転子が該本体の上側部分に位置し、かつ該本体の動作を生じるために係留力を利用するように係留点が該本体の下側部分に位置すること;該回転子(3)が塊(M)を含み、その重心が、該回転子シャフト(2)からある距離にあり、かつ該重心の軌道トラックの軌道面が、該本体の係留点(33)から少なくとも該距離にあり、それにより、該本体が傾斜している場合、該塊が、該回転子を回転させるために重力および該回転子シャフトの水平加速度の両方の効果により、同相トルクを発生させること;ならびに、該ジャイロが、旋回の間のトルクの均等化装置として、および該波力発電設備の有効出力を均等化するエネルギー貯蔵として使用されるように配置されること
を特徴とする、波力発電設備。 - ジャイロ(5)が、回転子の回転速度の20倍を超える、好ましくは40倍を超える回転速度で回転するように配置されること、および該ジャイロの回転速度が、該回転子の各旋回内において能動的に調節可能であるように配置されることを特徴とする、請求項8記載の波力発電設備。
- 塊(M)が、ジャイロの回転軸(4)に対して実質的に平行に、アーム(10)によって回転子シャフト(2)に接続されていることを特徴とする、請求項8または9記載の波力発電設備。
- 発電機(6)が、ジャイロシャフト(4)上に位置しているか、または該ジャイロシャフトによって駆動されるように接続されており、かつ回転子シャフト(2)からある距離にある回転子(3)の外側端部が、該回転子の外側端部を上に載せかつ同軸的に該回転子シャフト(2)を囲む円形トラック(9)に沿って回転する小さいホイール(8)を備えることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項記載の波力発電設備。
- ホイール(8)、ジャイロ(5)、および発電機(6)が、一緒に回転するように接続されていることを特徴とする、請求項11記載の波力発電設備。
- 回転子の方向の位相遅れ、すなわち回転子の方向(α)と本体の傾斜の方向との間の角度を特定する制御装置によって、発電機の負荷が調節されるように配置されること、および該位相遅れの設定値が調節可能であることを特徴とする、請求項8〜12のいずれか一項記載の波力発電設備。
- 波力発電設備が稼働状態にある場合に、長細い本体(1)が1つのロール軸(B)に対して前後に揺動すること;波力発電設備が制御装置を備え、発電機の負荷および/またはジャイロの回転速度が該制御装置によって調節されるように配置されること;ならびにその目的が、該本体が極端に傾斜した状態において、回転子(3)およびジャイロシャフト(4)の方向を該ロール軸(B)に対して0〜40度の角度にすること、すなわち該回転子の方向と該本体の傾斜の方向との間の角度、すなわち位相遅れの設定値が90〜60度となることであること
を特徴とする、請求項8〜13のいずれか一項記載の波力発電設備。 - 本体の断面の基本的形状が三角形であり、該三角形の最も短い辺(16)が水位より上にあり、かつ長い一辺が緩やかに傾斜するS字の形状であること、該本体が下方に向かって徐々に先細りしており、かつ該本体が穏やかな水においてすぐに使用できる状態で係留されている場合に該本体の高さの80%以上が水位(W)より下にあることを特徴とする、請求項8〜14のいずれか一項記載の波力発電設備。
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