JP2017509829A - オフセットされたフロートを有する波エネルギー発電施設 - Google Patents
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Abstract
本発明は、半浸水型プラットフォーム(2)であってプラットフォーム(2)の首部(7)から尾部(8)まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシング(4)を設けられた半浸水型プラットフォーム(2)と;プラットフォーム(2)に取り付けられた波エネルギー機械(3)とを含む波エネルギー発電施設(1)に関する。機械(3)は、プラットフォーム(2)の首部でケーシング(4)に横方向に取り付けられたガントリ(17)と;波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするように配置されたフロート(18、19)、すなわち、少なくとも1つの第1フロート(18)、および第1フロート(18)に対して長手方向にオフセットされた少なくとも1つの第2フロート(19)と;変換器(34)とを含む。プラットフォーム(2)は、プラットフォーム(2)のケーシング(4)の下縁部(10)内を横方向に延在する少なくとも1つの安定用フィン(12)を含む。【選択図】図1
Description
本発明は、エネルギー生産の分野に関し、より詳細には、波エネルギーからの電気エネルギーの生産の分野に関する。
本発明は、プラットフォームと、このプラットフォームに取り付けられかつフロートを取り付けられた波エネルギー機械とを装備された波エネルギー発電施設に関し、波に従うフロートの上方または下方移動(これはフロートに水平方向の推力も及ぼす)が液圧エネルギーに変換され、次にこの液圧エネルギーが変換器、機械的システム、発電機に接続された液圧モータ、または水力発電タービンによって電気エネルギーに変換される。
より詳細には、波エネルギー発電施設であって、
− プラットフォームの首部から尾部まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシングを設けられた半浸水型プラットフォームと、
− プラットフォームに取り付けられた波エネルギー機械であって、
・プラットフォームの首部でケーシングに横方向に取り付けられたガントリと、
・波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするような方法で配置されたフロートであって、各フロートが、プラットフォームの首部の方に面する首部と、プラットフォームの尾部の方に面する尾部とを含み、各フロートは、ガントリに固定され、フロートの首部の側に配置されたシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与された、フロートと、
・変換器と
を含む波エネルギー機械と
を含む波エネルギー発電施設が、仏国特許出願2992626号明細書またはその国際等価物である国際公開第2014/001717号パンフレットから知られている。
− プラットフォームの首部から尾部まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシングを設けられた半浸水型プラットフォームと、
− プラットフォームに取り付けられた波エネルギー機械であって、
・プラットフォームの首部でケーシングに横方向に取り付けられたガントリと、
・波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするような方法で配置されたフロートであって、各フロートが、プラットフォームの首部の方に面する首部と、プラットフォームの尾部の方に面する尾部とを含み、各フロートは、ガントリに固定され、フロートの首部の側に配置されたシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与された、フロートと、
・変換器と
を含む波エネルギー機械と
を含む波エネルギー発電施設が、仏国特許出願2992626号明細書またはその国際等価物である国際公開第2014/001717号パンフレットから知られている。
そのような発電施設はかなり大きな寸法を有する。その長さは一般に100mのオーダーであり、その幅は25mのオーダーである。その設計のため、特にプラットフォームの寸法のため、当該発電施設は波の中で非常に安定し、フロートの移動の振幅を最大化すること、従ってエネルギー回収を最適化することを可能にする。
上記文書に記載された波エネルギー発電施設では、フロートは2つのガントリの間で対になって2本の別々のシャフトに取り付けられ、2つの対のフロートは反対(反転)方向に揺動運動において駆動される。これらの反転運動によりプラットフォームを横の傾斜に対して安定させること、および回転モーメント効果を制限すること(または打ち消すことさえ)可能になる。
しかしながら、この設計は、2つのガントリを形成し、それぞれ1つが技術領域を包囲することを必要とする。この結果、発電施設はより重くなり、および各技術領域内の介入を伴う比較的骨の折れるメンテナンスが必要とされる。フロートを単一シャフトに取り付けるという解決策は、構造を軽量化し、かつメンテナンスを簡単にし得るが、シャフト上で生じる回転モーメント効果のために、プラットフォームの出力の低減につながる可能性がある。これらの回転モーメント効果は実際に、プラットフォームが独自に揺動すること、およびフロートの移動の振幅を低減することを引き起こす。
1つの目的は、以下の利点、すなわち、良好なエネルギー出力、相対的に簡単なメンテナンス、特に横の傾斜に対する良好なプラットフォーム安定性、の内の少なくとも1つ(好ましくは全て)を提供する波エネルギー発電施設を提案することである。
このため、波エネルギー発電施設であって、
− プラットフォームの首部から尾部まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシングを設けられた半浸水型プラットフォームと、
− プラットフォームに取り付けられた波エネルギー機械であって、
・プラットフォームの首部でケーシングに横方向に取り付けられたガントリと、
・波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするような方法で配置された少なくとも1つの第1フロートおよび少なくとも1つの第2フロートであって、各フロートが、プラットフォームの首部の方に面する首部と、プラットフォームの尾部の方に面する尾部とを含み、フロートは、ガントリに固定されたシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、第2フロートはプラットフォームの首部の方へ第1フロートからオフセットされている、少なくとも1つの第1フロートおよび少なくとも1つの第2フロートと、
・変換器と
を含む波エネルギー機械と
を含む波エネルギー発電施設が提案される。
− プラットフォームの首部から尾部まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシングを設けられた半浸水型プラットフォームと、
− プラットフォームに取り付けられた波エネルギー機械であって、
・プラットフォームの首部でケーシングに横方向に取り付けられたガントリと、
・波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするような方法で配置された少なくとも1つの第1フロートおよび少なくとも1つの第2フロートであって、各フロートが、プラットフォームの首部の方に面する首部と、プラットフォームの尾部の方に面する尾部とを含み、フロートは、ガントリに固定されたシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、第2フロートはプラットフォームの首部の方へ第1フロートからオフセットされている、少なくとも1つの第1フロートおよび少なくとも1つの第2フロートと、
・変換器と
を含む波エネルギー機械と
を含む波エネルギー発電施設が提案される。
様々な追加の特徴が、単独でまたは組み合わせて提供されてもよい:
− 第1フロートは、ガントリに固定された第1シャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、第2フロートは、ガントリに固定された第2シャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、かつ、プラットフォームの首部の方へ第1シャフトに対して長手方向にオフセットされる、
− プラットフォームは、少なくとも1つの第1フロートがその中に配置される中央レーンを画定する少なくとも2つの長手方向ケーシングを含み、ガントリはケーシングの間に横方向に取り付けられ、少なくとも1つの第2フロートは中央レーンの外側に配置される、
− 波エネルギー機械は、中央レーンの各側に1つ配置された少なくとも2つの第2フロートを含む、
− プラットフォームはその首部に、ケーシングの下縁部内で横方向に延在する安定用フィンを含む、
− プラットフォームはその尾部に、ケーシングに固定された横方向浮力ビームを含む、
− 各フロートは底面および側壁を含み、フロートの水線に一致するつり合い位置を中心にしてガントリに対して回転する性能が付与され、フロートはその尾部の近くで側壁から突出する一対のフィンが設けられ、各フィンはその尾部に向かって下方へ水線に対して傾斜した腹面を有する、
− 変換器は少なくとも1つのラチェットホイールを含む、
− 変換器は、ラチェットホイールと直接噛み合う状態でシャフトに固定された主ギヤホイールを含む、
− 変換器は、反転ピニオンを介してラチェットホイールと噛み合う状態でシャフトに固定された副ギヤホイールを含む、
− 変換器は、少なくとも1つのフライホイールを含む、
− 波エネルギー機械は、少なくとも1つの追加のフロートを含み、追加のフロートは、追加のフロートの尾部の側においてシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与されている。
− 第1フロートは、ガントリに固定された第1シャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、第2フロートは、ガントリに固定された第2シャフト上でガントリに対して回転する性能が付与され、かつ、プラットフォームの首部の方へ第1シャフトに対して長手方向にオフセットされる、
− プラットフォームは、少なくとも1つの第1フロートがその中に配置される中央レーンを画定する少なくとも2つの長手方向ケーシングを含み、ガントリはケーシングの間に横方向に取り付けられ、少なくとも1つの第2フロートは中央レーンの外側に配置される、
− 波エネルギー機械は、中央レーンの各側に1つ配置された少なくとも2つの第2フロートを含む、
− プラットフォームはその首部に、ケーシングの下縁部内で横方向に延在する安定用フィンを含む、
− プラットフォームはその尾部に、ケーシングに固定された横方向浮力ビームを含む、
− 各フロートは底面および側壁を含み、フロートの水線に一致するつり合い位置を中心にしてガントリに対して回転する性能が付与され、フロートはその尾部の近くで側壁から突出する一対のフィンが設けられ、各フィンはその尾部に向かって下方へ水線に対して傾斜した腹面を有する、
− 変換器は少なくとも1つのラチェットホイールを含む、
− 変換器は、ラチェットホイールと直接噛み合う状態でシャフトに固定された主ギヤホイールを含む、
− 変換器は、反転ピニオンを介してラチェットホイールと噛み合う状態でシャフトに固定された副ギヤホイールを含む、
− 変換器は、少なくとも1つのフライホイールを含む、
− 波エネルギー機械は、少なくとも1つの追加のフロートを含み、追加のフロートは、追加のフロートの尾部の側においてシャフト上でガントリに対して回転する性能が付与されている。
本発明の他の目的および利点は、添付図面を参照して以下で与えられる1つの実施形態の記載を考慮する中で明らかになる。
図1は波エネルギー発電施設1を示す。この発電施設1は、洋上に設置されるように意図され、半浸水型プラットフォーム2と、プラットフォーム2に取り付けられた波エネルギー機械3とを含む。
半浸水型プラットフォーム2には、少なくとも1つの細長い浮きケーシング4が備え付けられている。示されている例では、プラットフォーム2には、長手方向に互いに実質的に平行に延びるいくつかの細長い浮きケーシング4が備え付けられている。長手方向は、発電施設1が海上にあるとき、波の主たる移動方向(図2の左側に配置された矢印によって示される)に一致する。
示されている例において、ケーシング4は、数が2つであり、平行六面体の形状にして矩形の部分を有し、その高さは好ましくはそれらの幅よりも大きい。ケーシング4は中実または有孔の側壁5を有し、それら側壁5は、首部7(図1、2および3の左側)からプラットフォーム2の尾部8(図1、2および3の右側)まで延在する中央レーン6の範囲を一緒に定める。
ケーシング4の側壁5のおかげで、海水は、レーン6に沿って波の主移動方向に導かれ、それによってプラットフォーム2の回転(または横の傾斜)運動を制限する。
各ケーシング4は、長手方向上縁部9と長手方向下縁部10とを有し、それらは互いに反対側にあり、および凪〜(依然波立ってはいるが)穏やかな状態の海において、それぞれ海上に現れ、浸水する。
各ケーシング4は、好ましくは中空であり、金属板(例えば腐食防止処理された鋼から製造されたもの)、十分に剛性でありかつ曲げ負荷および腐食に耐えることができる他のいずれかの材料から製造された複合シートまたはシートを組み立てることによって作製される。各ケーシング4は、内側リブを用いて補強可能であり、それにより、長手方向面(特にケーシングが波頂を横切って片持ちされるときまたはその2つの端部で2つの連続する波頂によって支持されるとき)、および横断面(特に局所的な渦が発生した場合)の両方において曲げ応力により耐えるようにする。
各ケーシング4はさらに、バラストタンクを形成するために区画化可能であり、バラストタンクは、水線を調整するために少なくとも部分的に海水で満たす、または空にすることができる。バラストタンクを満たすことおよび空にすることは、好ましくは自動的に作動されるポンプを使用して実行可能である。この調整は、水線がおおよそケーシング4の中間に沿って横たわるように、換言するとケーシング4の喫水と乾玄が実質的に同じであるように実行されると好ましい。
図1および3に示される一実施形態によれば、各ケーシング4は、尾部8に、拡張および/または隆起された端部(特に図3で見ることができる)を有する。結果として、ケーシング4中に捕捉された空気の体積が増えるにつれ、プラットフォーム2の浮力は尾部8で局所的に増大される。
図1、2および3で見ることができるように、プラットフォーム2は、その尾部8に浮力ビーム11を含み、浮力ビーム11はケーシング4に固定され、横方向に延在し、ケーシングを接続する。ケーシング4を結合し離間するその機能およびプラットフォーム2を補強するその機能に加えて、ビーム11は、尾部8を常時海面に維持するために、浮きとして機能する。換言すると、図3ではっきり見ることができるように、尾部8は(図中鎖線で示される)波に付き従う。
ビーム11は長手方向部分(図3)においてどのような形状を有してもよいが、その浮き機能を最適化するために、円形の形状を有することが好ましい。従って、示されている例において、ビーム11は、それ自体中空かつ管状であり、円形の断面のものである。ビーム11の垂直方向位置決めは、プラットフォーム2の設計に、特にケーシング4の形状に合うように調整され、示されている例において、ビーム11は、ケーシング4のほぼ中腹に延在する。
プラットフォーム2はさらに、海で通常は常に浸水する少なくとも1つの安定用フィン12を含み、このフィン12は、プラットフォーム2の首部7において、ケーシング4の下縁部10内で横方向に延在する。
この首部フィン12は、プラットフォーム2の長さの一部だけに延在する(典型的にその長さの1/5〜1/10)。
フィン12は、実質的に平らであり、ケーシング4の長手方向下縁部10と平行でありかつそれに面する上面13または背面と、下面または腹面14とを有し、それを用いてプラットフォーム2は、プラットフォーム2に固定されたカテナリー15を用いて海底に繋ぎ止めることができる。カテナリー15をフィン12に繋ぎ止めることは、プラットフォーム2を波に面するように自動的に方向付けることができ、その力はその軸に沿って適用され、それによってカテナリー15を常に張った状態に維持することを意味する。
フィン12はU字状の断面を有し、およびケーシング4の下縁部10からその垂直方向に連続して延在する2つの横方向側部16を含み、その結果、背面13はケーシング4の下縁部10からある距離の所に延在し、その結果、フィン12はケーシング4よりも低い高さに配置され、波の影響から保護されるのに十分な深さで常に浸水される。
この結果、プラットフォーム2は、フィン12の上にある水柱の重さのため安定したトリム姿勢で据えられ、およびこれはプラットフォーム2の運動、特に回転(または横の傾斜)運動を減衰する減衰器として機能する。カテナリー15によって繋ぎ止められたフィン12のおよびプラットフォーム2の減衰機能の組み合わされた効果は、プラットフォーム2の首部7がいくらか波の影響を受けにくく、実質的に一定のトリム姿勢を維持することを意味する。
対照的に、尾部8は、ビーム11の浮力と組み合されるケーシング4の尾部端部の浮力のため波に従う。従って、波はプラットフォーム2を尾部8で揺動させ、これはフィン12の横方向中間線とおおむね一致する軸に中心が置かれる。
波エネルギー機械3は首部7でプラットフォーム2に取り付けられる。機械3は第1に、フィン12と垂直方向に整列した状態でケーシング間に横方向に延在するようにケーシング4に取り付けられたガントリ17を含み、ガントリはケーシングをそれらの上縁部9で結合する。
波エネルギー機械3は第2に、プラットフォーム2に対して回転する性能を有するフロート18、19を含み、それらは波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを許容するように設計され、すなわち、
− 少なくとも1つの第1フロート18は、ガントリ17に固定された第1シャフト20上でガントリ17に対して回転する性能が付与され、
− 少なくとも1つの第2フロート19は、同様にガントリに固定された第2シャフト21上でガントリ17に対して回転する性能が付与されている。
− 少なくとも1つの第1フロート18は、ガントリ17に固定された第1シャフト20上でガントリ17に対して回転する性能が付与され、
− 少なくとも1つの第2フロート19は、同様にガントリに固定された第2シャフト21上でガントリ17に対して回転する性能が付与されている。
各フロート18、19は、プラットフォーム2の首部7の方を向く首部22と、プラットフォーム2の尾部8の方を向く尾部23とを含む。
第1シャフト20は第1フロート18の首部22の同じ側に(すなわちその上流端部に)据え付けられる。同様に、第2シャフト21は、第2フロート19の首部22と同じ側に(すなわちその上流端部に)据え付けられる。このようにして、フロート18、19は作動中、同じ回転方向に揺動性回転運動するように駆動される。
しかしながら、図2および3ではっきり見ることができるように、第2フロート19は、第1フロート18に対して長手方向にプラットフォーム2の首部7の方にオフセットされている。フロート18、19間の長手方向に測定されるこのオフセットは、D1で示されている。このオフセットD1は、フロート18、19の首部22の間で、それらの尾部23の間で、またはそれらの各重心間で測定されてもよい。
特に図1〜3に示される1つの特定実施形態によれば、第2シャフト21は、第1シャフト20に対して長手方向にオフセットされる。シャフト20、21間の長手方向に測定されるこのオフセットは、D2で示されている。
特にフロート18、19が同一のとき、オフセットD1およびD2は同一であり得る。しかしながら、オフセットD1およびD2は、異なってもよい。一実施形態によれば、オフセットD1およびD2は、5m〜20mの間に含まれる。
図に示されるように、波エネルギー機械3は、レーン6に配置された少なくとも1つの第1フロート18と、レーン6の外側に取り付けられた少なくとも1つの第2フロート19とを含む。図1および2ではっきり見ることができるように、第2シャフト21は、第2フロート19の関節式取付けを許容するように側壁5から横方向に突出して延在する。
示される例において、波エネルギー機械3は、レーン6の各側に1つ配置された少なくとも2つの第2フロート19を含む。各第2フロート19は従って、第2シャフト21の突出部分に関節式に取り付けられる。
同じく見ることができるように、示される例において、波エネルギー機械3は、レーン6の内側に配置された2つの第1フロート18を含む。代替的に、フロート18または19の数は、もっと多くてもよい。
第1フロート18に対する第2フロート19の長手方向オフセットにより、プラットフォーム2に取り入れられる横の傾斜を最小化すること、従ってプラットフォームを安定させることが可能になる。詳細には、図3に示されるように(図3中、第2フロート19は、隠れた細部がケーシング4を通して視認できるように点線で示されている)、第1フロート18および第2フロート19の揺動は同期せず、各波頂は最初に第2フロート19に到達する。そのような非同期により、フロート18、19によって生成される回転モーメント効果を分散することができ、従って各モーメントにおいて、プラットフォーム2に(より詳細にはケーシング4に)適用される曲げ力を低減することができる。それによりケーシング4の作動部分を最小化することができ、従ってプラットフォーム2をより軽量化することができる。
第1フロート18および第2フロート19は、(示されている例のように)同様もしくは同一のものであってもよく、または異なるものであってもよい。
各フロート18、19は、底面24および側壁25を含み、側壁25は共に底部24から垂直に、かつ首部22から尾部23まで長手方向に延在する。
各フロート18(または19)は剛性アーム26に固定され、剛性アーム26は第1シャフト20(または第2シャフト21)上で回転する性能を付与され、シャフト20、21から尾部8の方へ延在する。
各フロート18、19は、(波のないとき)フロート18、19の水線27(図5、8および11に鎖線で示される)に一致するつり合い位置を中心にしてシャフト20、21上で揺動式に回転する性能が付与されている。
各フロート18、19には、尾部23の近くで側壁25から突出する一対のフィン28が好ましくは備えられる。各フィン28は、フロート18、19の尾部23に向かって下方へ水線26に対して傾斜した腹面部分29を有する。フィン28の腹面29と水線27との間の傾斜角度はAで示されている。この角度Aは好ましくは10°〜45°の間に含まれる。
フィン28は、波によってフロート18、19に適用される揚力を増大し、また、低または中程度の振幅の波の場合、フロート18、19に適用される水平力からエネルギーを回収することを可能にし、それによって、発電施設のエネルギー効率を改善する。高い波の場合、フィン28は、波頂の上で実質的に水平の向きを取り、従って、発電施設1の安全性のために、揚力(従ってシャフト20、21で発生する負荷)を打ち消す。フロート18、19の傾斜は波に従って変化するので、フィン28で発生する揚力は一定ではないことは認識されるだろう。実際に、波が強くなるほど有用性が低くなることをフィン28は証明する。フィン28はむしろ軽〜中程度の波の場合に最大の動作を提供するからである。
各フロート18、19の多数の考えられる実施形態が存在する。
図4〜6に示される第1実施形態によれば、フィン28は、尾部23に取り付けられかつ各側で側壁25を越えて横方向に突出する傾斜面30から形成される。図6ではっきり見ることができるように、フィン28の連続部分として延在する傾斜デフレクタ31を形成する面30の範囲まで、底面24は実質的に平らであり、水線27と平行である。
図7〜9に示される第2実施形態によれば、アーム26はフロート18、19の首部22から延在し、底面24は、アーム26の近くから尾部8の範囲まで、水線27に対して傾斜している。図7〜9で見ることができるように、フロート18、19は、側壁25の連続部分として各側で底面24から突出する長手方向に延在する2つのリップ32を含む。これらのリップ32は、フロート18、19の下を流れる水を部分的に導く働きをする。この結果、それは底面24およびフィン28での乱流の危険性を最小化し、従ってフロート18、19の効果を改善する。
図10〜12に示される第3実施形態によれば、フロート18、19は、第2実施形態よりもさらに形状を付けられる。フィン28は、フロート18、19の、底面24と反対側の面である上面33(わずかに湾曲を付けられてもよい)の連続部分として延在する。図11で見ることができるように、腹面29は凹状であってもよい(その凹面はフロート18、19の首部の方に面している)。さらに、フロート18、19はデフレクタ31を含んでもよく、デフレクタ31は尾部23において上面33の連続部分としておよび水線27に対して傾斜して延在するが、底面24は実質的に平らであり、かつこの線と平行である。
ガントリ17は、特に機械的な波エネルギーを電気エネルギーに変換するために、発電施設1の装置を収容しかつ包囲する技術領域を形成するのに十分なように全体的に寸法を決められると好ましい。
そのため機械3は第3に各シャフト20、21に少なくとも1つの変換器34を含み、変換器34はフロート18、19の揺動運動を連続的な回転運動に変換することを可能にし、この連続的な回転運動を使用して発電機(不図示)を経由して電気を生産することができる。この変換器34は、シャフト20、21ごとに、シャフト20、21と平行な駆動シャフト36に取り付けられた一対のラチェットホイール35を含む。
図に示される実施形態によれば、各ホイール35は、一方向内歯セット38と二方向外歯セット(示されていない)とを有する環状ギヤ37を含む。ホイール35は駆動シャフト36に固定された従動ホイール39を含み、それはツメ40を歯セット38と一方向噛み合い式に回転させる性能が付与されている。ツメ40はバネ41によって歯セット38の方に押される。
変換器34はさらに各シャフト20、21に主ギヤホイール42を含み、主ギヤホイール42は、シャフト20、21と一体として回転し、第1ラチェットホイール35と、より詳細には、図13および14に示されるように、環状ギヤ37の外歯セットと直接噛み合う。
変換器34はさらに各シャフト20、21に副ギヤホイール43を含み、副ギヤホイール43は、シャフト20、21と一体として回転し、および反転ピニオン44を介して第2ラチェットホイール35と(より詳細には環状ギヤ37の外歯セットと)噛み合う。
そのようにしてフロート18、19はアーム26を介してシャフト20、21と一緒に主ギヤホイール42を第1回転方向(図の時計回り方向、図13および14の矢印F1を参照)に駆動し、主ギヤホイール42は第1ラチェットホイール35の環状ギヤ37を反対方向(反時計回り、図14の矢印F2)に駆動する。次に、内歯セット38と噛み合うツメ40が、従動ホイール39を(従って駆動シャフト36を)環状ギヤ37と同じ方向(反時計回り方向、矢印F3、図14)に駆動する。
同時に、副ギヤホイール43は、反転ピニオン44を介して第2ラチェットホイール35の環状ギヤ37を時計回り方向に駆動し、環状ギヤ37は続いて駆動シャフト36の周りを自由に回転する。
反対に、フロート18、19がアーム26を介してシャフト20、21と一緒に主ギヤホイール42を反時計回り方向に駆動するとき、これは第1ラチェットホイール35の環状ギヤ37を時計回り方向に駆動し、環状ギヤ37は続いて駆動シャフト36の周りを自由に回転する。
同時に、副ギヤホイール43は、反転ピニオン44(時計回り方向、矢印F5)を介して、反時計回り方向(矢印F6)に第2ラチェットホイール35の環状ギヤ37を(図の反時計回り方向に、図15の矢印F4を参照)駆動する。続いてツメ40は、内歯セット38と噛み合い、従動ホイール39を(従って駆動シャフト36を)歯セットと同じ(反時計回り)方向に駆動する。
本明細書において上に記載した設計により、アーム26がどの方向に回転しようとも、ギヤホイール42、43の一方または他方は、ラチェットホイール35の一方または他方を介して駆動シャフト36を駆動する。換言すると、エネルギー変換は、フロート18、19が上に移動しようと下に移動しようと連続的である。
変換器34は、急な動きを滑らかにするように、従って駆動シャフト36の回転速度(従って発電施設1の運転速度)を調整するように、例えば各シャフト20、21に(または駆動シャフト36に)取り付けられた1つ(またはいくつかの)フライホイール45を含んでもよいことが注目される。これにより電流の発生が滑らかになる。
発電施設1の設計は、多数の利点を提供する。
第1に、これまで見てきたように、第1フロート18に対し第2フロート19を長手方向にオフセットすることによりプラットフォーム2の横の傾斜を制限すること、従ってプラットフォームを安定することが可能になり、これは発電施設1のエネルギー出力の利益となる。
第2に、ガントリ17が1つだけ存在するという事実により発電施設1はより簡単に維持され、全てのメンテナンス作業をこの単一の技術領域から実行することが可能になる。
いくつかの発電施設1を、それらを全く同一の波の線にわたって一列に整列することによって、またはそれらを長手方向に(すなわち波の移動方向に)オフセットすることによって、1つに結合することが考えられることに注目すべきである。
多数の想定可能な代替実施形態がある。
図16および17に示される代替実施形態によれば、発電施設は、ガントリ17の上流に配置されかつ第2シャフト21に取り付けられた1つ(または複数)の追加のフロート46を含む。フロート18および19と同様に、各フロート46は、首部22および尾部23を有し、および1本または複数本のアーム26(示される例では、両側板のようにフロート46の側面に位置する2本のアーム)によって尾部23の側でシャフト21に取り付けられる。
図17ではっきり見ることができるように、各フロート46は、長手方向部分に、低い抵抗係数を提供するように、従って波に対してごく少量の前方抵抗を呈するように形状を付けられた形状を有する。示される例では、フロート46は楕円形の外形を有する。フロート46は、第2フロート19との関連において自由に回転し、上に記載した方法で変換器34に結合される。
この(これらの)フロート46は、電気エネルギーの生産に寄与することによって、発電施設1の出力を改善する。フロート18、19の向きと反対のその(それらの)向きを考えると、フロート46は、それらと反対の方向に揺動し、従ってプラットフォーム2を安定させる傾向を有する反転効果を提供する。
図18に示される別の代替形態によれば、第1シャフト20および第2シャフト21は同軸上にあり、第2シャフト21は、側壁5からの突出部として延在している。示される例では、機械3はレーン6の各側に配置された複数の第2フロート21を有し、シャフト21は、ケーシング4の各側に1つ延在する2つの同軸部分を含む。しかしながら、第1フロート18および第2フロート19は、それらのシャフト20、21から等距離に延在せず、その結果、それらの間のオフセットD1は依然として存在する。実際には、このオフセットは、アーム26の長さの差によって提供されてもよい。第1フロート18および第2フロート19の揺動は同期しないので、フロート18、19は回転の観点で関連付けられず、専用の変換器34を別々に駆動することは認識されるだろう。
Claims (11)
- 波エネルギー発電施設(1)であって、
− 半浸水型プラットフォーム(2)であって、前記プラットフォーム(2)の首部(7)から尾部(8)まで延在する少なくとも1つの長手方向ケーシング(4)を設けられた半浸水型プラットフォーム(2)と、
− 前記プラットフォーム(2)に取り付けられた波エネルギー機械(3)であって、
・前記プラットフォーム(2)の前記首部で前記ケーシング(4)に横方向に取り付けられたガントリ(17)と、
・波エネルギーが機械的エネルギーに変換されることを可能にするような方法で配置されたフロート(18、19)であって、各フロート(18、19)が、前記プラットフォーム(2)の前記首部(7)の方に面する首部(22)と、前記プラットフォーム(1)の前記尾部(8)の方に面する尾部(23)とを含み、各フロート(18、19)は、前記ガントリ(17)に固定され、前記フロート(18、19)の前記首部(22)の側に配置されたシャフト(20)上で前記ガントリ(17)に対して回転する性能が付与されている、フロート(18、19)と、
・変換器(34)と
を含む波エネルギー機械(3)と
を含む波エネルギー発電施設(1)において、
− 前記波エネルギー機械(3)が、少なくとも1つの第1フロート(18)と、前記第1フロート(18)から前記プラットフォームの前記首部(7)の方へオフセットされた少なくとも1つの第2フロート(19)とを含むこと、
− 前記プラットフォーム(2)が、前記プラットフォーム(2)の前記ケーシング(4)の下縁部(10)内で横方向に延在する少なくとも1つの安定用フィン(12)を含むこと、
を特徴とする波エネルギー発電施設(1)。 - 請求項1に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記第1フロート(18)は、前記ガントリ(17)に固定された第1シャフト(20)上で前記ガントリ(17)に対して回転する性能が付与され、前記第2フロート(19)は、前記ガントリ(17)に固定された第2シャフト(21)上で前記ガントリ(17)に対して回転する性能が付与され、かつ、前記プラットフォーム(2)の前記首部(7)の方へ前記第1シャフト(20)に対して長手方向にオフセットされることを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項1または2に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記プラットフォーム(2)は、少なくとも1つの第1フロート(18)がその中に配置される中央レーン(6)を画定する少なくとも2つの長手方向ケーシング(4)を含むこと、前記ガントリ(17)が前記ケーシング(4)の間に横方向に取り付けられること、および少なくとも1つの第2フロート(19)が前記中央レーン(6)の外側に取り付けられることを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項3に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記波エネルギー機械(3)が、前記中央レーン(6)の各側に1つ配置された少なくとも2つの第2フロート(19)を含むことを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記プラットフォーム(2)がその尾部(8)に、前記ケーシング(4)に固定された横方向浮力ビーム(11)を含むことを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項1乃至5の何れか1項に記載の波エネルギー発電施設(1)において、各フロート(18、19)は底面(24)および側壁(25)を含み、前記フロート(18、19)の水線(27)に一致するつり合い位置を中心にして前記ガントリ(17)に対して回転する性能が付与されること、および前記フロート(18、19)はその尾部(23)の近くで前記側壁(25)から突出する一対のフィン(28)が設けられ、各フィン(28)はその尾部(23)に向かって下方へ前記水線(27)に対して傾斜した腹面(29)を有することを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項1乃至6の何れか1項に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記変換器(34)が少なくとも1つのラチェットホイール(35)を含むことを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項7に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記変換器(34)が、ラチェットホイール(35)と直接噛み合う状態で前記シャフト(20、21)に固定された主ギヤホイール(42)を含むことを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項8に記載の波エネルギー発電施設(1)において、前記変換器が、反転ピニオン(44)を介してラチェットホイール(35)と噛み合う状態で前記シャフト(20、21)に固定された副ギヤホイール(43)を含むことを特徴とする波エネルギー発電施設(1)。
- 請求項1乃至9の何れか1項に記載の発電施設(1)において、前記変換器が少なくとも1つのフライホイール(45)を含むことを特徴とする発電施設(1)。
- 請求項1乃至10の何れか1項に記載の発電施設(1)において、前記波エネルギー機械(3)が、少なくとも1つの追加のフロート(46)を含み、前記追加のフロート(46)は、前記追加のフロート(46)の前記尾部(22)の側において前記シャフト(20)上で前記ガントリ(17)に対して回転する性能を付与されていることを特徴とする発電施設(1)。
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