JP2019502865A - 海洋発電システム - Google Patents

Abstract

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（２００）。アセンブリ（２００）は、支持構造物（２２６）および支持構造物（２２６）によって支持される第１のタービンシステムを有する。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（２１６）を含む。第１のタービン（２１６）は、動作軸（３２２）を有し、ローカルの水流が動作軸（３２２）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

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

この配置はまた、タービンがアセンブリに載置されて、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を可能にする。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の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、装置はより単純でかつ、より機械的故障が起こりにくい。このような受動的なフリッピングシステムは、結果としてタービンシステムが下流の流れのモードで作動することになり、このモードでは、最も大きな流体力学的抵抗を発生するタービンの部分（通常タービン羽根）がシステムで最も下流の部分であり、それは水流が最後にシステムのこの部分に当たることを意味する。これは、タービンを過ぎた水の流れが、タービン羽根に、安定平衡の位置に落ち着くために流れが来ている方向から離れて揺動するようにさせるからである。

任意選択で、第２の態様のタービンアセンブリは、第１のタービンシステムが、質量中心を有し、回転中心のまわりを回転可能であるように、支持構造物に枢着されている第１のタービンシステムをさらに含み、そして、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。

第１の態様もしくは第２の態様のいずれか、または両方ともに適用できる選択的機能を、ここで説明する。

タービンアセンブリは、潜水型とすることができる。言い換えれば、タービン装置は、実質的に、または、完全に水面下で作動するように構成することができる。いくつかの場合では、これは選択される水床と水の本体表面の間の最適な高さを可能とすることができ、例えばローカルの流れによって水床に沿って引きずられる浮遊する破片または砂、石などを回避し、かつ／またはアセンブリを特定の流速（例えばタービンに対する最大流速、最適流速など）に対応する深さに置く。

あるいは、タービンアセンブリは水の本体の表面で動作のために構成することができ、例えば、大部分は通常動作において水面より上にあるように配置することができる。いくつかの水面ベースの設計においては、それにもかかわらず、アセンブリは、実質的に水に沈められて、通常使用においてはアセンブリのごく一部が水面より上にある状態でもよい。水面での動作のために構成したタービンアセンブリの共通の特徴は、通常動作では一部が水面上にあるように意図されており、タービンは水面の近く、すなわち水柱の上部３分の１で電力を水流から抽出するように配置されるということである。水面ベースの装置は、潜水型アセンブリよりもインストール、操作および保守することが簡単であり得る。水面ベースであっても、タービンは、タービン羽根が回転の間、いかなるポイントでも水から現れないように充分に低く載置することができる。これにより、羽根がそれらの回転の間、あらゆるポイントにおいてローカルの水流によって駆動されるので、アセンブリの効率を改善することができる。

第１のタービンシステムは、第１のタービンシステムが直結している支持構造物の部分とは独立して回転可能でもよい。これによってアセンブリの回転する部分がより少なくなり、したがって設計を単純化することができる。

任意選択で、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回転可能であるように、支持構造物に枢着され、そして、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。この配置では、それに（例えばローカルの水流から）作用する外力の存在が無ければ、タービンシステムは、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。これは、水流が無いときに安定した位置を提供する。加えて、水流が通常は水平であり、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、当然いかなる特定の流れの方向に好都合であるということもなく、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、本発明の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。

第２のタービンシステムは、水流から発電するための第２の流水駆動可能なタービンをさらに含み、第２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、そして、第１および第２のタービンの動作軸は互いと平行である。２台のタービンを同じアセンブリに配置することによって、プラットフォーム当たりより多くの電力を発生することができ、それによって効率を上昇させる。

さらに、タービンシステムは、第１のタービンおよび第２のタービンを接続する梁を含むことができる。２台のタービンを接続する梁の使用は、２台のタービンに一緒に回転することを強いる。これは、それらが両方とも回転運動に関与することができて、このことにより効率的な方法で回転することができることを意味する。

任意選択で、第１のタービンは梁の１つの表面に載置することができる、そして、第２のタービンは梁の第２の、対向する表面に載置することができる。例えば、タービンが水の実質的に水平の流れに合わせられるときに、タービンは梁の上下に載置することができる。これは、各タービン回転によって発生するトルクをキャンセルすることができるようにし、したがって支持構造物に対する応力を減らす。

梁は方向によって変化する抵抗係数を有する流体力学的弁をさらに含むことができ、そしてタービンは、流体力学的弁の抵抗係数が最小である方向にそれらの動作軸が合わせられるように、流体力学的弁に載置する。この配置によって、梁が流水におけるその最低の抵抗の配置を自然に捜し出すので、梁は受動的なフリッピングに貢献することができ、このことによりタービンシステムが回転するのを助けることができる。梁または弁は、揚力を提供してタービンシステムが動作方向に回転するのを促進するように成形することもできる。

任意選択で、タービンまたはそのそれぞれは整流板を有して、流体力学的抵抗を減らすことができる。アセンブリ上の抵抗の低減でそれらの係留システムをより単純にして、システムの設計の複雑さをより減らすことが可能となるが、これは、全体の応力がより低いからである。

さらに、タービンまたはそのそれぞれは、方向によって変化し、タービンの動作軸に合わせられる方向において最も低い抵抗係数を有する整流板を有することができる。この配置は、流体力学的弁が行うのと全く同様に、タービンの固有の受動的なフリッピング効果を加速する。

支持構造物はプラットフォームを含むことができ、タービンシステムは、タービンシステムがプラットフォームの平面とほぼ平行して軸まわりに回転することができる支持体によって、プラットフォームから離れて間隔を置かれることができる。この配置は、アセンブリの構造支持体の要件をアセンブリの可動部分から切り離したものにする。これによって、可動部分が構造的役割も果たすということを必要とせずに設計することができる。

タービンシステムは、プラットフォームより上で支持することができる。この配置は、アセンブリ全体がインストールの前、または修理作業の間に、プラットフォームを台として使用して乾いた陸地上に置かれ、タービンを地面から遠ざけて損傷を防止することができることを意味する。

タービンシステムは、タービン羽根がプラットフォームから離れて回転するように、ローカルの水流の変化に応答して回転するようにさらに配置することができる。タービンを、プラットフォームからそれらを取り去る方向に回転させることによって（すなわち、プラットフォームがタービンの下にあるときにそれらを上へ回転させて、プラットフォームがタービンより上にある場合には、それらを下へ回転させて）、タービンの全長に合うようにプラットフォームとタービンの回転軸の間の十分なスペースをおく必要性がない。これは、よりコンパクトな構造を可能とし、材料および建設のコストを節約する。それは、タービン羽根および構造が衝突してその過程でそれらのうちの１つまたは双方ともに損傷を与えるという可能性も減らす。

アセンブリはアクチュエータをさらに含んで、タービンシステムを回転させることができる。これは、タービンシステムの動作軸とローカルの流れの間のアライメントが正確でなく、わずかな調整がなされなければならない場合に、有益であり得る。この場合、正確なアライメントはアクチュエータを用いて成し遂げることができ、より多くの電力を流水から抽出することができる。

アセンブリは制動装置をさらに含んで、タービンシステムの回転に抵抗することができる。例えばタービンまたはアセンブリへの損傷を防止するために、タービンシステムの回転を制限するかまたは完全に止めることが、時には必要となり得る。特に、荒海の場合、動作軸を垂直にしてタービンシステムをロックして発電を抑止することが必要となり得る。

タービンアセンブリは、支持構造物によって支持される第２のタービンシステムをさらに含むことができ、第２のタービンシステムは質量中心を有し、第２のタービンシステムが回転中心のまわりで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ており、第２のタービンシステムは、第１のタービンシステムと同じ設計であり、同じ方法で支持構造物に接続している。特に、第２のタービンシステムは、好ましくは第２の梁に対向する側に載置される第３および第４のタービンを含むことができる。同じ設計の２つの完全なタービンシステムを提供することによって、アセンブリの電力出力は２倍にすることができる。

アセンブリは水中で確実に浮揚可能とすることができ、水床に係留することができ、その結果、アセンブリは浮動平衡の状態に保たれる。この状態で、アセンブリは水柱においてかなり高い所にあることができ、それは水柱の下部より大きい抽出に利用できるエネルギー量を有する。上方への浮力が係留手段における張力の下方への成分によって相殺される浮動平衡の状態が、しっかりとアセンブリを保持する。このようにアセンブリをしっかりと保持することは、タービンが回転して向く方向をインストールで設定することを可能にする。設計が堅固であるので、この方向は時間とともに変化しない。水流が概して常に２つの反対方向のうちの１つに沿っている潮力エネルギーを抽出するシステムに適用されるときに、これは特に有益であり得る。

アセンブリは、可変的に浮揚可能でもよい。これはアセンブリをインストールするときに有益であり得るが、それは、システムがその動作上の深さに下げられている間は浮力を小さくすることができ、そのためそれをより下げるために必要な力はより小さく、その後、一旦それが適所に置かれて係留システムが定位置になれば、浮力を増加してアセンブリを浮動平衡にしっかりと保つことができるからである。

第２の態様によれば、水流から発電するためのタービンアセンブリが提供され、タービンアセンブリは、タービンアセンブリに制御信号を提供するための集中化した搭載制御モジュールであって、電子制御システムを収容する水密乾燥したスペースを含む制御モジュールを有する。制御システムを集中化することは、乾いたスペースの数およびサイズの低減を可能にして、このことによりアセンブリの設計を単純化する。

タービンアセンブリの搭載制御モジュールは、アセンブリに着脱自在に連結することができる。そのような実施形態では、制御モジュールは、アセンブリから取外し可能である。例えば、モジュールはコールドスワップ可能としてもよく、その結果、モジュールは、アセンブリが浮上している間に（水上船でまたはドックサイドでさえ）、アセンブリから取り外すことができる。モジュールの集中化した性質と組み合わせて、これは、アセンブリの働きの短時間で簡単な修理を可能にする。制御システムが可動部品および／または電子システムを含むことが多いので、それらは障害を起こすことが最もあり得る部品である。最悪のケースのシナリオにおいて、アセンブリは、損傷または障害モジュールを単に新しいものと交換することによって、短時間で修理することができる。加えて、アセンブリは、既存のモジュールを更新されたものと交換することによって、簡単な方法で（例えば、新規な制御システムに）アップグレードすることができる。

タービンアセンブリは、液圧作動システムをさらに収容する搭載制御モジュールを有することができる。これは、アセンブリの設計がさらに単純化されることができるように、機能のさらなる集中化を提供する。

搭載制御モジュールは、機械的起動力をタービンアセンブリに提供するための機械アクチュエータをさらに収容することができる。これはまた、アセンブリの設計がさらに単純化されることができるように、機能のさらなる集中化を提供する。

搭載制御モジュールは、外部の位置にタービンアセンブリによって発生する電力を伝送するための電力伝送システムをさらに収容することができる。これはまた、アセンブリの設計がさらに単純化されることができるように、機能のさらなる集中化を提供する。

第３の態様によれば、水流から発電するためのタービンアセンブリが提供され、タービンアセンブリは水中で確実に浮揚可能であり、水床に係留されるように配置され、タービンアセンブリはタービンを載置するための複数の中空の水密トラスを含む支持構造物を有する。この配置によって支持構造物が機械的支持および浮力の二重の役割を果たすことができ、したがって、より単純でより軽量の設計に結果としてなる。

中空トラスは、可変的な浮力を有することができる。これはアセンブリをインストールするのを助けるが、それは、システムがその動作上の深さに下げられている間は浮力を小さくすることができ、そのためそれをより下げるために必要な力はより小さく、その後、一旦それが適所に置かれて係留システムが定位置になれば、浮力を増加してアセンブリを浮動平衡にしっかりと保つことができるからである。

中空トラスの浮力は、それらの中空スペースを選択的に水で満たすことによって変化させることができる。これによって、さらにトラスが二重の役割を果たすことが可能になり、したがってシステムの複雑さを減らす。

中空トラスは整流板を有して、流体力学的抵抗を減らすことができる。抵抗力が低いほど構造に対する応力がより低いことを意味するので、システム全体はより単純で軽量にすることができ、そのため建設コストが減る。

第１の態様のタービンアセンブリは、第２の態様の集中化した搭載制御モジュールおよび／または第３の態様の支持構造物をさらに含むことができ、そしてそれは、上で述べられるさらなる機能のいずれかと併用して提供することができる。

第１または第２の態様によるアセンブリは、例えばタービンを使用して流水から発電するために、様々な目的に対して用いることができる。概して、アセンブリは、水床とアセンブリの間のケーブル、鎖または固定接続で、複数の係留ポイントで水床に取り付けられるかまたは連結される。このような配置では、各係留ポイントとアセンブリ上のそのそれぞれの取付けポイントの間の距離は、アセンブリの方向を調整するために用いることができる。

潜水型アセンブリは、水床からある距離をおいて支持することができる。例えば、潜水型アセンブリが浮揚可能である場合、それは、水床から離れている状態に安定して保たれる浮動平衡の状態において保たれることができる。潜水型アセンブリの方向を調整するだけでなく、係留ポイントと取付けポイントの間の距離は、潜水型アセンブリが浮く水床の上の距離を調整するために用いることができる。これは、例えば、潜水型アセンブリをインストールするか、または保守もしくは撤去のためにそれを持ち上げるときに、アセンブリを水面上に上げるか、または水面から降ろすことを必要とするときに特に役立ち得る。

水面ベースのアセンブリの場合、その方向は上で述べられるように調整することができる。加えて、水深は時間と共に変わり得る。例えば、発電は、潮の流れを利用することがしばしばある。このような位置においては、水深は、それらの同じ潮せき効果のため著しく変化し得る。したがって、係留ケーブル、鎖その他の長さは、アセンブリを昇降させて水深の（そして、したがって水床から水面までの距離の）変化と一致するように、調整することができる。

第４の態様によれば、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が提供され、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、モジュールは、アクチュエータを有し、そして、モジュールは、アセンブリとドッキングしてアクチュエータからアセンブリへ起動力を伝達して、アセンブリの位置および／または方向を調整するように配置される。この配置では、アクチュエータは、取外し可能にドッキング可能なモジュールに置かれて、したがって、アセンブリの寿命の全体にわたってアセンブリに残されている必要がない。アクチュエータがアセンブリのコストの重要な部分に相当することがあり得るが、（例えばインストールおよびアセンブリの方向または位置のまれな調整のために）時々しか必要とされない可能性があるので、取外し可能なアクチュエータシステムは、１つのアクチュエータシステムが複数のアセンブリをサービスするのを可能にすることができる。これによって、コストを節約することができて、各アセンブリの複雑さを減らすことができる。加えて、アクチュエータが機械的な障害を起こす場合、または、手直しが必要とされる場合、アクチュエータがその寿命の大半の間、水より上に、そして、乾いた陸地上に保管されるならば、アクチュエータはより都合よく働き続けることができる。水から出して保管することで、高感度器材に対する水による損傷の危険を減らすこともできる。

上述の通り、アセンブリは、潜水型アセンブリでもよい。あるいは、アセンブリは、水の本体の表面での動作のために構成される。いずれにせよ、必要な調整は、人を送ることを必要とせずに、遠隔で行うことができる、

起動力は、アセンブリの位置および／または方向を調整するために、アクチュエータから、係留手段、可変浮力装置および／または流体力学的表面のうち１つ以上へ伝達することができる。係留システムの部品の張力を変えることによってアセンブリの姿勢（すなわち傾斜、回転および偏揺れ）の調整を実行することが好ましい場合もある。同様に、各係留線の張力は装置の浮力を変えることによって調整することができ、それによって、係留システムの剛性を変える。浮力は、例えば、選択的にバラストタンクを水で満たすか、または圧縮空気をそれらに圧入することによってそれらを空にすることによって、変えることができ、その処理はアクチュエータによって出力される起動力によって制御される。実際、アセンブリを傾斜させるか傾けるために、複数のバラストタンクのうちの特定のバラストタンクだけを水で満たすことができる。流体力学的表面（操縦面とも呼ばれる）を変えることで、流体力学的表面がローカルの流れの状態に動的に反応するので、水床から上の装置の高さを制御することができる。流体力学的表面調整は、ローカルの流れが流体力学的表面に遭遇する角度を変えることによって、または、ハイドロフォイルを回転させることによって行うことができ、必要な運動が機械アクチュエータによって出力される起動力によって与えられる。

さらに、モジュールは、回転性起動力をタービンアセンブリへ伝達することができる。特に、アクチュエータは、例えば、モーターでもよい。このようにして、モジュールは、用途が広いタイプの動力を、伝達しやすい形で、例えば、ギアおよび／または他の結合を介してアセンブリへ供給する。

好ましくは、回転性起動力はアセンブリに載置するウインチへ伝達され、例えば、これはウインチに接続している係留線の張力が変えられるのを可能とする。このようにして、水床およびアセンブリ（ウインチ）上の取付けポイントの係留ポイントの間の距離は変えることができ、それによって、アセンブリの方向および／または位置を変える。これは、アセンブリの方向および／もしくは位置を変える、および／または昇降を行う、簡単な方法を提供する。

さらに、アクチュエータは複数のモーターを含むことができ、そして各モーターが、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、複数の係留線の張力を変える。好ましい実施形態においては、各係留線は、個々にウインチの異なる１つに接続している。任意選択で、ウインチは互いから離れている。この配置は、大幅な制御を可能とし、アセンブリの方向および／または位置を微調整する能力を高める。

任意選択で、モジュールは液圧加圧システムをさらに備えることができ、そして、モジュールがアセンブリにドッキングされている間、モジュールは、液圧をアセンブリへ伝達することによってアセンブリ上の液圧機械を作動するように配置することができる。この配置はまた、ほとんど用いられないが重要なコストを表す器材を、アセンブリから取外し可能であるようにすることができる。これによって、液圧機械の単一のセットを用いて複数のアセンブリをインストールするかまたは手直しすることができる。加えて、機械の保管は海であるかあるいは水の本体の表面の下でさえあるという必要がなく、陸上とすることができ、それにより機械の寿命を長くすることができて、修理または手直しの際のアクセスを簡単にすることができる。

任意選択で、モジュールは、アセンブリに電力を供給するようにさらに配置することができる。これによって、アセンブリの設計をさらに単純化することができる。

任意選択で、モジュールは、アセンブリに制御信号を提供するようにさらに配置することができる。これによって、アセンブリの設計をさらに単純化することができる。

モジュールはロック手段をさらに備えて、選択的にモジュールをアセンブリに固定することができる。これによって、位置および／または方向の調整がなされる間、モジュールがアセンブリに対して固定されたままの状態とすることができる。これは、調整プロセスが実行される間、モジュールがアセンブリと接触したままであることを確実にすることによって、調整が成功する確率を上昇させることができ、それによって効率を改善することができる。

モジュールは、引込み位置と延長位置の間で移動可能とできるインタフェースを介して、動力をアセンブリへ伝達することができる。これによってインタフェースは、機能性を犠牲にせずに、それが必要でない間は偶発的損傷から保護することができる。

モジュールは撮像システムをさらに含むことができ、それはオペレータが遠隔設置から動作を見ることを可能にする。例えば、アセンブリ全体またはドッキングポイントだけが水面の下のいくらかの距離にあってもよく、そして、オペレータは水面上のボートに、または、岸にいることさえできる。このシナリオにおいて、撮像システムによってオペレータがドッキングおよび作動手順が正しく完了することを確実とすることができ、その一方で、ドッキングポイントに人間（例えばダイバー）がいることを必要とせず、したがって、安全性が改善してコストおよび複雑さが低減される。

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ことができる。カメラは、すぐに利用可能で運用が安価である。カメラは、その用途に応じて、主に人間の可視波長（ほぼ４００〜７００ナノメートル）で、またはその外側で作動することができる。必要であれば、撮像システムは、アセンブリまたはドッキング部がほとんどあるいは全く光が水面から透過することができないほど十分に深い水中にある場合、または、動作が夜間に行われる場合、光源をさらに含むことができる。ソナーシステムは、海中の活動において広く使われており、電磁放射に基づいて、撮像システムに加えて、または、その代わりとしてのいずれでもオペレータに対する有益な情報を提供する。

モジュールは、モジュールをアセンブリのドッキングポイントに合わせるために、手動で、かつ遠隔で制御可能とすることができる。これは、オペレータがモジュールおよび／またはアセンブリからは切り離されて、例えば水面上のボートに、または、岸にさえ物理的に位置することを可能にする。遠隔操作機能を用いて、オペレータは、モジュールがアセンブリとドッキングして正しく制御を提供することを、確実にすることができ、その一方で、人間（例えばダイバー）の存在の必要性を無くし、それによって、コストおよび複雑さを低減して、安全性を改善する。

あるいは、モジュールは、モジュールをアセンブリのドッキングポイントへ導く自動誘導システムを備えることができる。モジュールに自動の誘導機能を提供することによって、人間による入力はさらに減らすことができ、そして、コストが節約される。

任意選択で、モジュールをアセンブリのドッキングポイントへ導く受動的な誘導システムに結合するための手段を、モジュールは含むことができる。例えば、受動的な誘導システムは、モジュールがスライドすることができ、それをアセンブリ上の正しい位置へ導くための、アセンブリに連結する１つ以上のケーブルまたは鎖を含むことができる。この実施形態において、モジュールは、ケーブルまたは鎖に連結してケーブルまたは鎖を下にスライドさせることができて、定位置にそれ自体を導くことができる。モジュールは、スプロケット、クランプ、プーリを使用して、または、例えば、１つ以上の誘導開口を介してケーブルまたは鎖を通すことによって、ケーブルまたは鎖に連結することができる。これは、モジュールをアセンブリ上の正しい位置へ導く、単純であるが効果的な方法を提供する。さらに、ケーブルまたは鎖は、それ自体をアセンブリから取外し可能として、アセンブリの近くの動作での影響を最小にすることができる。任意選択で、モジュールはその下部表面上に、動力をアセンブリへ伝達するためのインタフェースを有することができる。任意選択で、モジュールはその上部表面上に、接続支持体および／または電力ケーブルのための取付けポイントをさらに有する。この配置によって、モジュールが上から、例えば水面から、アセンブリ上に下げられて、そこに載置されることができる。これは、モジュールがアセンブリに安定して取り付けられるのを助け、アライメントおよびドッキングプロセスの制御をより容易にする。

任意選択で、モジュールは、その外側に置かれてモジュールへの損傷を防止する保護支柱を備えることができる。これによって、例えば、モジュールが他の水中の物体に衝突するのを防ぐことが困難であり得る荒れた水の条件において、モジュールがアセンブリの部品を含めてそのような衝突から損傷を受けずに作動することが可能となる。

モジュールは、動力をアセンブリへ伝達するためのインタフェースおよびインタフェースに向かってテーパー状になる整流板をさらに有することができる。整流板をテーパー状にすることにより、アセンブリのドッキングポイントとの粗いアライメントの程度の改善をモジュールに与えることができる。

モジュールは、遠隔位置から電力または制御信号をモジュールに提供するためのアンビリカルケーブルに、任意選択で接続可能でもよい。バッテリまたは他の電源がモジュールに存在する必要がないので、これはモジュールの複雑さを減らす。加えて、電力または制御信号を作るための器材は、モジュールから離れて水面上、または、岸にさえ置くことができ、したがって、モジュールの影響されやすい部分が水と接触する誤操作が生じた場合にそれを保護する。

モジュールがアクチュエータを係合する前にドッキングポイントに合わせられるかどうか判断する手段を、モジュールは、任意選択でさらに備えることができる。これらの手段は、機械的でも電子的、空気圧方式、液圧式、またはそれらの任意の組み合わせでもよい。例えば、潜水型アセンブリの対応する窪みに適合することを必要とするモジュール上の突起があってもよい。あるいは、モジュールのドッキング状態を表す信号を出力するモジュールまたはアセンブリに設けられているセンサがあってもよい。

モジュールは、モジュールの浮力を調整するための可変浮力手段をさらに含むことができる。これによって、モジュールがより短時間および／またはより安全な方法で水に沈めるかまたは持ち上げることを可能にできる。加えて、浮力が減じている場合、アセンブリ上に正しくモジュールを設置することがより容易となり得る。

第５の態様によれば、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のためのドッキングポイントを有するアセンブリが提供される。好ましくは、モジュールは、第４の態様に関して上で述べたようなモジュールを含む。この配置では、モジュールとアセンブリはプラグとソケットのような働きをし、そこにおいて、モジュールはプラグのような働きをして、ソケットのような働きをするアセンブリと協働するように設計される。このように協働する機能を使用することは、ドッキングが正しく実行されることを確実にするのを助け、動作の効率を改善する。

アセンブリは、モジュールから起動力を受け取るためのインタフェースをさらに有することができる。これによって、オンボード起動の手段を必要とせずに、アセンブリがその構造の可動部分を作動させることができる。これにより、各アセンブリの単位コストを減らすことができる。インタフェースは、モジュールがドッキングポイントに合わせられているかどうかをモジュールが判定することを可能とするために、モジュールの対応する部分と協働する手段をさらに含むことができる。これは、ドッキングステップが正しく完了しなかった場合において、モジュールに搭載されたシステムの作動の選択的な防止を可能とし、それによって、全体としてシステムの動作効率を改善する。

アセンブリは、インタフェースがカバーされる閉位置の方へバイアスされかつモジュールに応答して開位置に移動可能な、ドアまたは、複数のドアを含むドア配置を、さらに有することができる。この特徴を備えることによって、アセンブリのインタフェースは、他の物体、例えばゴミ、海洋動物および人工潜水機器およびボートとの偶発的な衝突による損傷から保護することができる。ドアを閉位置にバイアスすることによって、モジュールがアセンブリから取り外されている間、ドアはインタフェースを保護する働きを行う。一実装では、ドアは爆弾倉型ドアの配置を含む。

特に、ドアは、ドアと接触しておりそれを開位置の方に押しているモジュールによって、開位置に移動可能にできる。この配置は、モジュールがドアを操作してそれを開くことができる簡単な方法を提供する。要するに、例えば、モジュールを用いてドアをじゃまにならないところに押すことができ、それによりモジュールがアセンブリとドッキングすることができる。

アセンブリは可変的な浮力を有することができ、可変的な浮力はモジュールによって制御可能である。可変的な浮力は、水面に出入りするアセンブリを昇降させて、例えば、それを部分的に、または、完全に潜水させるときに特に好都合であり得る。モジュールにこれを制御する手段を提供することによって、より大きな部分の制御がモジュールによって処理されることができて、したがって、搭載される必要のあるシステムがより少ないので、アセンブリを構造上より単純にすることができる。

アセンブリは、バラストタンクを選択的に水で満たすかまたは空にすることによって、その浮力を変化させることができる。これは、浮力を調整する便利な方法および、モジュールに提供されるシステムによって簡単に制御することができる方法を提供する。

第６の態様によれば、アセンブリの位置および／または方向を調整する方法が提供され、それは、制御モジュールをアセンブリにドッキングするステップと、モジュールのアクチュエータを作動させることによってアセンブリの方向および／または位置を調整するステップと、アセンブリからモジュールを取り外すステップとを含む。モジュールがドッキングされて取り外されるステップによって、アセンブリの位置および方向を調整する際に用いられる各種コンポーネントは、調整がなされる間だけ用いるようにすることができる。他の時は、これらのコンポーネントはアセンブリ上に存在せず、その代わりに異なるアセンブリ上で使用するか、または、水面より上のどこか、乾いた陸地などに保管することができる。それらは修理または手直しのためにアセンブリから切り離すことさえできる。全体として、これらのシステムはアセンブリに永久に取り付けられる必要が無いので、システムはより効率的である。

好ましくは、制御モジュールは、上記で第４の態様で述べたモジュールを含む。モジュールは、上で述べたその好ましい機能のいずれかと共に提供することができる。

都合のよいことに、この第６の態様の方法で使用するアセンブリは、第５の態様によるアセンブリである。この配置は、方法を実施するために用いる装置の異なる協働部品の間の互換性を確保する。

実施形態は、ここから添付の図面を参照して説明する。
図１は、本発明のアセンブリの一実施形態の透視図である。 図２は、本発明のアセンブリの別の実施形態の透視図である。 図３は、タービンを示す、図２のアセンブリの一部の詳細な透視図である。 図４は、本発明のアセンブリの一実施形態の側面図である。 図５は、本発明の一実施形態による搭載制御モジュールの透視図である。 図６は、本発明による潜水型アセンブリの実施形態に載置して示される図５の搭載制御モジュールの断面図である。 図７Ａは、本発明のモジュールの一実施形態の透視図である。 図７Ｂは、別の角度から見た図７Ａのモジュールの透視図である。 図７Ｃは、図７Ａおよび７Ｂのモジュールの側面図である。 図８は、図７Ａ〜７Ｃのモジュールの一部の詳細図である。 図９は、外側ケーシングを取り除いた、図１Ａ〜１Ｃに示されるモジュールのコンポーネントのいくつかの配置の透視図である。 図１０Ａは、本発明の一実施形態による、保護ドアが閉じている潜水型アセンブリのドッキングポイントの透視図である。 図１０Ｂは、保護ドアが開いている図４Ａの潜水型アセンブリのドッキングポイントの透視図である。 図１１Ａは、本発明による、モジュールが潜水型アセンブリとドッキングする例示的なドッキング手順の始まりの断面図である。 図１１Ｂは、本発明による、モジュールが潜水型アセンブリとドッキングする例示的なドッキング手順の中間のフェーズの断面図である。 図１１Ｃは、本発明によるドッキング手順の後半の部分の断面図である。

図１は、一実施形態によるアセンブリ１００の透視図を示す。一連の係留ポイント１０２は、主たる係留線１０６が取り付けられる水床に設けられる。係留線は上部係留線１０８と下部係留線１１０に二またに分かれて、それぞれは異なる位置でアセンブリ１００に取り付けられる。本発明の係留システムがこのようにして二またに分かれることが必要というわけではなく、単一の係留線は可能である。

アセンブリ１００は水に浮揚可能であり、浮力は浮力装置１２６によって与えられる。これらは、単に、空気を満たしたタンクまたは気泡ベースの浮力装置などの固定浮力装置でもよい。または、それらは、選択的に水で満たして浮力を減らすか、または空気で満たして密閉してその浮力を増加させる、可変浮力装置でもよい。アセンブリ１００は、浮力装置１２６から上方への浮力および係留線１０６、１０８、１１０の張力の下方への成分の組合せによって、浮動平衡の状態において保たれる。本発明ではこのようにして係留することは必要というわけではない。例えば、アセンブリ全体を永久に水床に固定される剛構造とすることができる。

いくつかの場合には、浮動平衡は水面上で、水面またはその近くで、アセンブリを保ち、その一方で、他の場合には、アセンブリは水の本体に実質的に、または、完全に沈められる。特に、アセンブリは、完全に沈められた位置で浮動平衡の位置において保つことができる。

アセンブリ１００は、浮力装置を結びつけている一連の梁の形の支持構造物１１２を有する。これらの梁はタービンシステム１１４を支持し、それは回転可能に支持構造物１１２に載置されるタービン１１６を含む。タービン１１６は、ローカルの水流からの外力に応答して回転するように配置される。これらについては、以下でより詳細に説明する。

図２をここで参照すると、発明の一実施形態による別のアセンブリ２００が示される。係留システムはこの図から省略されているが、図１に関して上記で説明した係留システムを本実施形態において用いることもできる。図１および２に示されるアセンブリはそれぞれ、水の本体の表面に、または水の本体に沈めて位置させるのに適している。

アセンブリ２００は、各端部に２つずつの、４つの浮力装置２２６の一組を備える。これらの各々は、上記の通り、固定的かまたは、可変的でもよい。浮力装置の各対は、一対の垂直支持部材２３０によって互いから間隔を空けられている。支持構造物は、アセンブリの幅にわたっており、アセンブリ２００の一方の端の下部浮力装置２２６を他方の端の下部浮力装置２２６に接続している複数の水平トラス２２８をさらに含む。これらのトラス２２８は単純トラスでもよく、または、それらはアセンブリの浮力を変えるために中空で選択的に水で満たすことが可能でもよい。トラス２２８から上がっているのは、一対の中間の垂直支持体２３２である。垂直支持体２３２の間にあり、またトラス２２８から上がるのは、中心ポンツーン２３４である。中心ポンツーン２３４は、システムの浮力要件に応じて、中空でもよく、さらに、空気で満ちていてもよく、水で満ちていてもよく、あるいは、可変的な浮力を達成するために選択的に水で満たすことができてもよい。

梁２２４は、アセンブリ２００の一方の端の上部浮力装置２２６と中心ポンツーン２３４の間にわたり、そして、第２の梁がアセンブリの他方の端の上部浮力装置２２６と中心ポンツーン２３４の間にわたる。これらの梁はそれぞれ、中間の垂直支持体２３２のうちの１つによって、ほぼその中間点で支持される。

４つのタービン２１６は梁２２４に対（各対は本実施形態ではタービンシステムと呼ぶ）で載置され、各対からの１つのタービン２１６は中間支持体２３２と浮力装置２２６の間に置かれ、対の他方のタービンは中間支持体２３２と中心ポンツーン２３４の間に置かれる。後で詳しく述べるように、両方のタービン２１６は、同じ方向に向いたそれらの羽根を備えている。この場合、タービンシステムは、それらが直結されている支持構造物２２６、２３２、２３４の部分と独立して回転するように、各々配置される。すなわち、タービンシステムは回転することが可能であるが、それが接続する支持構造物の部分は回転しない。

対の１つのタービン２１６は梁２２４の上に載置され、他のタービン２１６は梁の下に載置される。水流の方向が変化するときに、タービン２１６および梁２２４は一緒に回転する。一旦水流の方向が完全に逆になると、例えば潮流がもはや弱まらず、その代わりに流れているときには、タービンはそれらのタービン羽根が反対方向に向いているように回転してしまっている。さらに、以前梁２２４の上にあったタービン２１６はそれから梁２２４の下に置かれ、その一方で、以前梁２２４の下にあったタービン２１６が今度は梁２２４の上に置かれる。

梁２２４は、流体力学的弁として作用するような形状であり、ローカルの水流に対するその方向に応じて変化する抵抗係数を有する。特に、それは最小の抵抗係数の方向を有し、それは回転してこれをローカルの水流に合わせる。梁のこの実施例は対称面を有し、そしてこれは、タービン２１６（そして、したがって梁２２４も）が第１の方向を向いている場合と、それらが第１の方向の反対側の第２の方向を向いている場合とでそれが等しくよく働くことをそのことが意味するので、本発明のシステムで有益である。梁２２４がこれらの流体力学的特性を有することは必要というわけではなく、そして、その代わりに、それらが単一ユニットとして回転するように、それは単にタービン２１６を一緒に接続する機能を有することもできる。実際には、いくつかの実施形態で、梁２２４は、このようにしてタービン２１６を接続するように配置さえされなくてもよい。それは単に、タービン２１６が回転する軸として役割を果たすことができ、その一方で、支持構造物の残りに対しては静止したままである。

梁３２４（もう一度言うと、流体力学的弁として作用するような形状である）に載置するタービン３１６を図３においてさらに詳細に示す。この図は、図２で示す実施形態に関して記載されているように載置されるタービン３１６を示す。しかしながら、タービン３１６の詳述が他の実施形態（特に図２に示される４つより多いかより少ないタービンの数を有するもの）に適用可能であることは、当業者には明らかである。

タービン３１６は概して細長い本体を備えており、タービン３１６の正面（上流）端にあるナセル３２０に収容される。ナセル３２０は、発電機、ならびに、任意選択で、他の機器、例えばＡＣ／ＤＣコンバータ、トランス、検知機器またはアクチュエータおよび／またはタービン２１６の回転を制御するための制動装置が収納される、流線形のエンクロージャを提供する。流線形状は、全体として構造上の抵抗を減らすのを助ける。本実施形態においてナセル３２０が滑らかな様に示されるが、タービン３１６がローカルの水流と相互作用してそれらを回転させるのを助けるために、フィン、弁または他の流体力学的形状を含むことができる。

予想される水流およびタービン特性に対するいかなる適切な発電機も提供することができる。しかしながら、１つの特定の実施形態では、発電機は、回転性起動力を受けて、それをより役立つ形のエネルギー、通常は電気エネルギーに変換するように配置される。発電機の機械は、しばしばタービン３１６の残りの部分と比較して比較的重くて、タービン３１６の質量中心がナセル３２０の中央の方へ、または、正面（上流端）の方へさえ位置する結果となる傾向がある。

ナセル３２０の後部（下流側端部）に載置されるのはタービン羽根３１８である。通常は、これらは、発電機に供給される駆動軸に載置する。羽根３１８は、ナセル３２０から羽根３１８への水流がそれらを回転させるように、形づくられて、載置される。破線３２２は、タービン３１６の動作軸を表す。タービン３１６は、動作軸３２２がローカルの水流の方向と平行に合わせられるときに、タービン３１６が所与のローカルの水流量に対して最適の発電を成し遂げるように設計される。主に、タービン羽根３１８の形状および取付け角度を変えることによって、これは達成される。

示すように、タービンは、ナセル３２０の後部（下流側端部）の方へ、梁３２４上に載置する。本実施形態においてタービン３１６が梁３２４とともに回転し、そして、タービン３１６の質量中心がナセル３２０内部であるので、これは、回転点およびタービンの質量中心が同じ場所にないことを意味する。言い換えれば、それらは、互いから離れている。

この配置によってタービン３１６上の重力のためトルクが生じ、その後端が下を指す（すなわちその動作軸３２２は垂直に向かう）ように、タービン３１６（そして、本実施形態における梁３２４）を回転させる傾向がある。

水流があるときに、少なくとも部分的にこのトルクは打ち消されることができて、安定平衡の位置に到達することができ、そこにおいて、ナセル３１８のフロントエンドは最初に水流を受けて、それは、タービン羽根３１８に到達する前に、ナセル３２０および梁３２４上を流れる。

水流がタービン羽根３１８に当たると、それらは回転して、駆動軸も回転させ、それによって、発電機に回転性動力を供給して、役立つ力、例えば電力を発生させる。このプロセスの結果として、タービン羽根３１８はタービン３１６の質量中心に作用している重力によるトルクに対する逆トルクを与える大きい抵抗力を発生させ、したがって、タービン３１６を、その動作軸３２２を垂直線から引き離して水流により近く合わせられた状態にして安定させる。

このようにして達成される平衡点が水流に依存するので、タービン３１６は動的に水流の変化に反応する。特に、第１の方向の水流は、タービンを第１の方向、例えば図３に示された方向の水流に合わせられた状態に保つ。それから、流量が低下するにつれて、抵抗力は減少して重力によるトルクに対向する強さが次第に少なくなり、そして、タービン羽根が最上部になるまで、タービン３１６は回転する。この理由は、いかなる外力も無く、質量中心（ナセル３２０の中央または正面にある）がそれ自体を回転中心の下（ローカル重力場によって定まる）に直接配置するように移動する傾向があるからである。水流が再び増加するにつれて、例えば潮流で支配されたシステムで見られるように第１の方向と反対の第２の方向において、タービン３１６上の抵抗力は増加して、重力トルクに対抗する。今度は、抵抗力は、タービン３１６および梁３２４を水流の第２の方向に合わせるように回転させ、すなわち、タービン３１６は図３に示される方向とは反対方向を向く。

梁３２４の流体力学的形状は、タービン３１６が、動作軸３２２が垂直である方向から回転するのを助けることができ、これは、タービン動作軸３２２が垂直である間は大きい抵抗係数を示し、そして、動作軸の方向が水流のローカル方向とのアライメントに近づくにつれて徐々に抵抗係数を下げることにより行われるものである。加えて、水は最初に弁３２４の上を流れ、それからタービン３１６が流れを滑らかにして、タービン３１６からの発電を改善するのを助ける。

図３は、第２の隣接する梁とともに梁３２４に載置される単一のタービン３１６を示す。隣接する梁はそれに載置するタービンを備えることもでき、そして両方のタービンは、それらのそれぞれの梁とともに、対になって回転するように配置することができる。これは、例えば、ほぼ円筒状の梁上のカバーとして流体力学的弁を形成することによって達成することができる。それから整流板は、整流板の２つの部分を互いから切り離す中間支持体３３２まで延長することができる。中間支持体３３２は、円筒型の梁が通り抜けて回転することを可能にするベアリングを含む開口をさらに備える。それから、整流板の第２部分および第２のタービンは、同様の方法で中間支持体３３２の他方の側に設けることができる。

図３のタービン３１６は梁３２４の上に載置されて示されるが、明らかに、タービン３１６が水流の向きの変化に適応するために回転するときに、これは変化することができ、そして、タービン３１６はその後梁の下に位置することができる。ナセル３２０が梁３２４の上下に同程度等しく離れて延長するというような方法で、タービン３１６を載置することは十分に可能である。タービン３１６がアセンブリ上の単一タービンアセンブリを含む他のいかなるタービンとも独立して回転することができるシステムのために、この配置は好ましいものであり得る。これは、質量中心が動作軸３２２と平行した線に沿った回転中心から離れている場合、タービン３１６が重力のみを用いて垂直にその動作軸３２２を合わせることができるだけであるという理由による。明らかに、これはタービン３１６が回転する軸が動作軸３２２と交差しなければならないということを要求するものであり、そのことでさらに、梁３２４が、ナセル３２０の上下を通過するのではなくむしろ、ナセル３２０と交差するというような方法でタービン３１６を支持することが必要となる。動作軸３２２が外力の存在しない所で自ら垂直方向になることができるということは、タービン３１６が特定の水流の方向へバイアスされないことを意味する。

上述の通り、タービン３１６は、共通の梁３２４を共有することによって、第２のタービンと共に回転するように配置することができる。この配置では、タービン３１６および梁３２４は両方まとめて、タービンシステムとして知られている。図３に示されるタービン３１６は、梁より上に載置される。支持構造物上のトルクを減らして、さらにタービンシステムが２つのタービンの動作軸を垂直に向けることを可能とするために、第２のタービンはその動作軸を第１のタービンの動作軸と平行して梁の下に載置されなければならず、２つのタービンが同一の設計であるとき、共通の回転軸（両方のタービンが集合的に回転する梁３２４により画定される）からは、第１のタービン３１６がこの軸から離れているのと同じ距離だけ離れていなければならない。これは、質量中心が垂直方向の動作軸３２２に対するいずれの方向にも等しい大きさの回転性偏向のために同じ高さであると言うことに等しく、そのため、タービンが回転するための固有の好ましい方向というものは無い。

この詳細な説明が提案しているのは、タービン３１６が質量中心とタービン羽根の間に位置するようにするために、回転中心を提供している梁３２４を有するタービン３１６を載置しようということであり、そのため、外力が存在しないときは、タービン３１６は回転してその羽根３１８を一番上にしてその動作軸３２２を垂直方向に向ける。しかしながら、タービン３１６の質量中心が梁３２４とタービン羽根３１８の間に位置するように、タービン３１６の取付け位置を梁３２４上に配置することは十分に可能である。この場合、タービン３１６はその動作軸３２２を垂直に合わせるためにまだ回転することができるが、この構成では、羽根３１８はタービン３１６の最下位点を表す。

前述の説明では、タービン３１６がそれらの動作軸３２２を、ローカルの水流と相互作用することによって生じた力を使用して、どのようにローカルの水流とのアライメントの方へ向かわせることができるかについて示したが、梁３２４およびその流体力学的特性からの助けがあったとしても、必ずしもタービン動作軸３２２をローカルの水流に合わせることができない可能性もある。したがって、タービン３１６または梁３２４を回転させて細かな修正を行い、このことにより発電を改善するように、アクチュエータを設けることができることも考察される。

加えて、タービン３１６または梁３２４には回転に抵抗する制動装置を備えることができる。これによって、タービンを特定の位置にロックすることができ、例えばそれを用いて、流れの強さが低下する際でも、タービン３１６をローカルの水流に合わせた状態でその動作軸３２２にロックすることができる。これにより、流れが完全に重力トルクの効果を打ち消すには十分強くないときでも、タービン３１６がその動作軸３２２を流れに合わせるように保つことを確実にする。

最後に述べると、制動装置は、その動作軸３２２が垂直である方向にタービン３１６を保持して、例えば、アセンブリに修理が行われている場合、または、流量が安全な限度から外れている場合に、発電を禁止することにも役立ち得る。

図４をここで参照して、対となったタービン４１６の取付けを明確に示す。この図は、図３の実施形態の側面図を示す。図２に関してすでに詳細に説明した浮力装置４２６、トラス４２８、中心ポンツーン４３４、端部垂直支持体４３０、および、中間垂直支持体４３２に加えて、中心ポンツーン４３４のいずれの側にも配置されているタービン３１６の各対が、梁４２４より上に取り付けたタービン４１６と梁４２４より下に取り付けたタービン４１６とを含むということを明確に見てとることができる。各タービンが梁の中心平面から離れて、それより上にあっても、またはそれより下にあっても、同じ距離だけ間隔を置かれることも明らかある。

図４の表示は、水流がないときに、タービン羽根が指さなければならない方向を慎重に選択することの重要性を示す。仮に、タービン４１６をそれらの羽根が外力の無いときにタービンの最下位点である（すなわちタービン４１６の質量中心は梁４２４とタービン羽根の間に位置する）ように回転する状態で配置したりすれば、羽根がトラス４２８または支持構造物の他の部分と衝突して装置に損害を与え得るという危険がある。したがって、タービン４１６は、本実施形態においては梁４２４とともにそれらの質量中心とそれらの羽根との間に載置される。

もちろん、支持構造物が図４に示すものと類似のプラットフォームを形成するが、タービンが図４に示すようにプラットフォームより上ではなく、しかし、プラットフォームの下に垂直に載置されるという設計は企図される。この場合、タービン４１６の質量中心が梁４２４とタービン羽根の間に位置する配置は、外力が存在しないときには羽根がタービン４１６の一番下に回転することを確実にするために、適切である。一般にタービンは、羽根にプラットフォームから離れて回転させるような方法で回転する。

タービンがプラットフォームより下に載置される配置は、通常運転時に、水の本体の表面上で、表面でまたはその近くでとどまるように構成されるアセンブリのために好ましいものであり得て、なぜなら、アセンブリの本体は表面の近く／表面上に浮くことができる一方で、タービンは本体より下に吊り下げられているからである。これは、水面ベースのアセンブリの容易さと、タービンを水柱の高いところであるが浮遊する破片からは離れて置くことによって得られる発電の改善の組合せを可能とする。

最後に述べると、支持構造物は、タービンがいかなる方向にも回転させることができる羽根のための充分なクリアランスがあったというような方法で設計することもでき、その場合には、上記の考察は重要性がより小さいという点に留意する必要がある。

ここで図５を参照すると、本発明の第２の態様による集中化した搭載制御モジュール５３６の実施形態が示される。この設計は上の皿型ドーム部３３８と下部のほぼ円筒状部分５４０とを含む。これらは、水密シール５４２によって結合される。

制御モジュール５３６は、例えばアセンブリのタービン上のアクチュエータまたは制動装置を制御してそれらの回転状態を変えるための、タービンアセンブリのためのエレクトロニクス制御システムを収容する。原則として、これによってこれらの水に影響されやすいコンポーネントが乾いた陸地上で密封されて、それらを水による損傷から保護することができ、そして、その後、モジュール５３６はタービンアセンブリに取り付けることができて、水に沈めることができる。偶発的損傷が生じた場合、これらの制御システムの集中した性質によって、それらは容易に取り出して修理することができる。

制御モジュール５３６は取付け用ブラケット５４４または類似の手段を備えており、そのため必要が生じればそれを簡単に取付けおよび／または取外しすることができる。特に、制御モジュール５３６は、その全体をアセンブリから取外し可能とすることができる。例えば、モジュールが障害を起こすか、またはアップグレードを必要とする場合、アセンブリは水面に持ち上げられてモジュールを取り外すことができ、そして、モジュールの修理または交換は適切に行うことができる。

加えて、液圧アクチュエータ、機械アクチュエータ、空気圧システムおよび高電力の電気設備などの他のシステムを、モジュール５３６に収容することもできる。これは、これらのキーとなるシステムへの簡単で集中化したアクセスを可能とし、その一方で、それらを乾いたスペースにおいて安全に保つ。このようにして集中化することは、装置の安全な作業を確実にするために密閉してモニタリングする必要のあるスペースをより少なくすることを意味する。

外部的には、モジュールは、必要に応じて（電子であるか、他の適切な、例えば光ファイバの信号の形の）制御信号もしくは電力を出力するための、または、例えばローカルの配電網への給電のための外部の位置に対する伝送より前に高電力の電気設備での処理のために、例えばタービンから電力を受け取るための、ケーブル貫通接続５４６を備えている。

モジュール５３６内部に置かれた対応する機械式、空気圧または液圧のアクチュエータからアセンブリの他の部分へ機械動力を伝達するための、機械式、液圧または空気圧の貫通接続（図示せず）を、さらに設けることができる。これを用いて、例えば、タービンアセンブリの係留システムを調整するか、または可変的な浮力を制御することができる。

図６は、図２および４に示すタービンアセンブリ６００の実施形態の中心ポンツーンを通して見た断面図を示す。浮力装置６２８および垂直端部支持体は、タービン６１６と同様に、目に見える６３０。中心ポンツーン６３４は、凹所に取り付けられる集中化した搭載制御モジュール６３６とともに示される。上記のように、モジュールの取付けは永続的でもよく、または、それは修理または交換目的のために取外し可能でもよい。この配置は単に例示的なものであり、制御モジュール６３６は、所望の結果に応じて、異なる位置に、または、アセンブリの外側にでもはめ込まれていてよい。

実際、下記の説明で述べるように、コントロールおよび作動コンポーネントのこの統合はさらに進められ、モジュールが取外し可能で、かつ場合によっては自律的または半自律的であることを可能とすることによって、複数のタービンアセンブリがこれらのコンポーネントの一部もしくは全部を共有することができる。特に、断続的に使用するだけのシステムは、分離可能なモジュールにまとめることができる。

図７Ａを参照すると、ケーブル７０４によって上から支持されるモジュール７００が示される。支持ケーブル７０４は、４つのポイント７０２でモジュール７００に取り付けられる。この配置では、モジュール７００は、例えばクレーンを使用して水の本体の水面上の船によって上から支持することができて、ケーブル７０４を使用して定位置まで降ろすことができる。

モジュール７００は、ケーブルおよび手動か自動の誘導を用いて正確な位置まで降ろすことができる。例えば、モジュール７００は、ドッキングして、モジュールを制御して所望の位置に方向を定めるようにモジュールが構成されるアセンブリの位置を検出する、自動誘導制御システムを備えることができる。加えて、または、代わりに、モジュール７００は手動操作式でもよく、そこで、オペレータはモジュール７００に対する制御調整を行い、それを正しい位置へ導く。

自動および手動誘導は、受動的誘導手段によって、モジュール７００がスライドすることができるケーブルまたは鎖の形で支援され、正しい目的位置に到達することができる。ケーブルは、モジュール７００の意図する目的位置に永久に取付けられている必要はなく、それ自体取外し可能とすることができる。実際、受動的誘導は、自動および手動誘導を完全に置き換えるために用いることさえできる。

モジュール７００自体は、その上側表面に、保護ケージ７０６または保護支柱を備えている。このケージ７０６は、モジュール７００に提供されるシステムのいくつかに保護を提供する。例えば、モジュール７００は、モジュール７００内部に位置する搭載アクチュエータの位置を調整するための４つの水撃ポンプ７０８とともに示される。加えて、モジュール７００の下部表面にある突き刺しプレートを降ろすための２つの水撃ポンプ７１２がある。さらに、制御モジュール７１６が、上側表面にある。制御モジュール７１６は、例えば、各種のエレクトロニクス制御システム、搭載電源、液圧機械またはこれらのいかなる組合せも収納することができる。加えて、制御モジュール７１６は便利な取付けポイントをアンビリカルケーブル（図示せず）に提供して、外部電力または制御信号をモジュール７００に提供することができる。６つの水撃ポンプ７０８、７１２のそれぞれおよび制御モジュール７１６は、保護ケージ７０６の中に置かれる。もちろん、水撃ポンプが使われることは必須ではなく、その代わりに、電子または空気圧手段をこの目的のために使用することができる。

モジュール７００の下部は、保護整流板７１８によってカバーされる。本実施形態における整流板７１８は、モジュール７００がその上端よりもその下端ではさらに狭いように、テーパー状である。もちろん、整流板７１８は原則としていかなる形状でもあり得て、または、実際、いくつかの実施形態では整流板が全く無いということも可能である。

整流板７１８の内部には、可変浮力手段、例えば１つ以上の水で満たすことができるバラストタンクがあってもよい。浮力は、このようなタンクを水で選択的に充満させることによって減じることができて、水を空にすることによって、例えば圧縮空気を使用して水を強制的に排出することによって、増加させることができる。あるいは、可変浮力手段は、モジュール７００の外側、例えばモジュール７００の上に置くことができる。

モジュール７００の下部表面に見えるのは、モジュール７００上のアクチュエータからアセンブリへ動力を伝達するための手段を提供する一組の４つの歯車７０９である。歯車はそれらの表面上に突起または歯があり、その結果、モジュール７００がドッキングされると、突起はアセンブリ上の対応する凹所に係合し、このことにより回転性動力をアセンブリへ伝達することができる。各歯車７０９は、対応するアクチュエータと共に、対応する水撃ポンプ７０８によって、個々に、そして、選択的に昇降され、アセンブリの対応する部分に係合するかまたはそれと分離することができる。水撃ポンプは、一緒に、または、それぞれ独立して作動して、各歯車をアセンブリ上のその対応する部分から係合するかまたは分離することができる。示すように、４つの歯車７０９は、延長された（降ろされた）位置にある。

また、モジュール７００がアセンブリに正しく合わせられることを確実にするのを助ける３本のアライメントピン７１３は、モジュール７００の下部表面に見える。加えて、３つの液圧相互接続７１４は、モジュール７００の下部表面に示される。これらによって、モジュール７００はそれがドッキングされると、代替の起動力をアセンブリに提供することができる。アライメントピン７１３および液圧相互接続７１４は、集合的に突き刺しプレートを形成して、水撃ポンプ７１２を作動させることによって、一緒に昇降させることができる。示すように、突き刺しプレートは延長された（降ろされた）位置にある。

ここで図７Ｂを参照すると、モジュール７００が少し異なる視野から示される。ここで、モジュール７００の基部が見え、そして、歯車７０９および突き刺しプレートは引き込まれた（上げられた）位置に示される。保護ベースプレート７２０も見ることができる。ベースプレート７２０は、それらが引込み位置においてあるときに、アライメントピン７１３、液圧相互接続７１４および歯車７０９を偶発的損傷から保護する。ベースプレートは、必要であるときにそれらがアセンブリに液圧力および回転性起動力を供給するために用いることができるように、アライメントピン７１３、液圧相互接続７１４および歯車７０９を延長することができる一組の穴を有する。もちろん、突き刺しプレートおよび歯車７０９が延長可能で引込み可能であることが必要というわけではなく、そして、これらのコンポーネントが固定位置を有する実施形態は想定される。

加えて、ロック機構７２２は、モジュール７００の下部表面に見ることができる。各ロック機構は液圧ピストン７２３とロック歯とを備える。ロックの配置は、図８に関して、以下でさらに詳細に説明される。

ここで図７Ｃを参照すると、モジュール７００の第３の図が与えられる。この図では、水撃ポンプ７０８および７１２はすべて起動されており、したがって、歯車７０９、アライメントピン７１３および液圧相互接続７１４は延長された（降ろされた）位置にある。

図８は、図７Ａ〜７Ｃのモジュール７００のクローズアップした図を示して、特に、モジュール８００の基部に載置される全般に参照数字８２２によって表示されるロック機構の詳細図を示す。ロック機構は、水撃ポンプ８２３と、結合歯８２４と、ハウジング８２５とを備える。水撃ポンプは、通常は引き込まれており、モジュールがアセンブリとドッキングしていないときには、結合歯がハウジングにおいて保持されるようにする。モジュールがアセンブリのドッキングポイントに合わせられると、ロック機構８２２は起動し、そして、水撃ポンプは８２３のように延長して、結合歯８２４をハウジング８２５から押し出す。図８は、モジュールがアセンブリのドッキングポイントに合わせられない場合であっても、結合歯が延長していることを示す。しかしながら、モジュールがアセンブリのドッキングポイントに合わせられているとき、結合歯はバーをグリップしてアセンブリに対して確実にモジュールを保つために延長するように配置される。

図８には単一のロック機構８２２だけが示される一方で、特定の要件に応じて、２つのロック機構８２２またはそれより多くを使用することができることは図７Ｂから明らかである。また、図８のロック機構８２２が水撃ポンプ８２３を利用して結合歯８２４を動かす一方で、空気圧システム、電子機械システムおよび電磁気システムを含むいかなるアクチュエータもこの仕事のために使用可能であることは明らかである。

さらに、結合歯８２４の設計は明らかにアセンブリの対応する部分の設計に依存しているが、どのようにこのような２つの対応するパーツを設計するべきかは、当業者にとって明らかである。実際、結合歯を使用することが不可欠というわけでもなく、例えば電磁石を使用して選択的にモジュールをしっかりとアセンブリに固定することは可能である。

図９は、例えば整流板（７１８、図７Ａ〜７Ｃ）および支持している内部フレームを取り除くことによって、モジュール９００の内部部品のいくつかを例示する。ここで、４つの歯車９０９は、それらのそれぞれのアクチュエータ９１０から吊り下げられて示される。図において、アクチュエータ９１０は電動モーターであるが、モジュール９００の機能性に影響を及ぼすこと無しに電動モーターの代わりに、他のタイプのアクチュエータを使うことができることは当業者にとって明らかである。

加えて、各歯車９０９および対応するアクチュエータ９１０は、一組の誘導ロッド９１１にスライド可能に載置される。誘導ロッド９１１は、アクチュエータ９１０および歯車９０９を延長した（降ろされた）位置の方に押すために水撃ポンプ（図９に示さず）が延長するときに、アクチュエータ９１０および歯車９０９が所望の方向に延長することを確実にする。言い換えれば、誘導ロッド９１１は、歯車９０９が、それらが水撃ポンプによって定位置まで降ろされる際にアセンブリ上のそれらの対応物に合わせられたままであることを、確実にする。

図９には撮像システムも示され、このケースでは各々見通し線９２７を有している５台のカメラ９２６を含む。カメラはそれらの見通し線が広い範囲を集合的にカバーするように載置され、オペレータがモジュールをアセンブリのドッキングポイントに合わせるのを援助する。任意選択で、カメラはソナーシステムもしくは他の撮像手段を含むことができ、または、実際、撮像システムは完全にソナーベースでもよく、または別の撮像技術の範囲に基づいていてもよい。加えて、オペレータが正しくドッキング手順を実行するのを支援するための補助ツールは、撮像システムの一部として提供することができる。例えば、ローカルの照明条件がカメラの使用には不十分である場合は光源を提供することができ、レーザーは重要な特徴を位置検出するために用いることができるか、または測距装置の一部として用いることができる。

図１０Ａへ移ると、アセンブリのドッキングポイント１０５０が示されるが、アセンブリの本体はこの図では省略される。図１０Ａにおいて、一組の保護ドア１０５４はそれらの閉じた構成で示される。概して、ドア１０５４は閉位置の方へバイアスされ、その結果、ドッキングポイントのインタフェースはカバーされたままである。もちろん、ドアが設けられていることは全く必須ではない。一般に、アセンブリ上の抵抗を減らすために、ドアが閉位置状態に中であるときに、ドア１０５４の上側表面が平坦で、かつアセンブリの外側胴部と同一平面上であることが意図されている。しかしながら、アセンブリからの外側へ延長している、またはアセンブリ内のカバーのない空洞の、突起としてドッキングポイントを形成することもできる。

ドッキングポイントの下部にあるのは、桁１０５７によって支持されるベースプレート１０５６である。これらは、モジュールに対して、それがアセンブリと接触する状態に持ち込まれる際に支持を提供する。特に、これらは、モジュールが、例えばオペレータエラーまたは荒れた水の状態のため、比較的高速でアセンブリと衝突する場合に、これらが重い荷重に耐えるように設計されていることは重要である。

ドッキングポイントは、制御信号、電力または両方ともをアセンブリへ伝送するための電気的接続を含むこともできる。特定の設計の要件に応じて、複数の電気的接続があってもよい。例えば、電力および制御信号の分離は、干渉を減らすために望ましい。同様に、制御信号は、事実上電気的でなくてもよく、例えば、光ファイバ接続を含むことができる。これは制御信号が、水面下で実装するときに高価で障害を起こす傾向があり得る電気的なもので作られる必要がない、という利点を有することができる。実際に、水面ベースのアセンブリに対してさえ、はねかかる水のせいで発生する問題のため、可能な場合は電気的接続の数を減らすことが望ましい。

ここで図１０Ｂを参照すると、ドッキングポイント１０５０は同じ視点から示されているが、今度は、ドア１０５４はそれらの開いた構成であり、そこにおいて、インタフェースはドアによってカバーされていない。通常、ドア１０５４は、モジュールがそれらを開かせない限り、閉位置の方へバイアスされる。モジュールは、ドア１０５４をさまざまな方法で開かせることができる。例えば、ドア１０５４は単にばねまたは他の機械式バイアス手段を使用してバイアスすることができ、そして、モジュールはドアを、定位置まで降ろされるにつれて単に脇に押すことができる。あるいは、ドア１０５４はアクチュエータによって制御することができ、それはモジュールの近接度を検出して、例えば、ドアを開かせる。この機能性を実装するさらなる方法は、当業者にとって明らかである。

また、図１０Ａおよび１０Ｂのドッキングポイントの切欠図において見えるのは、図１１Ａ〜１１Ｃに関して以下でさらに詳細に述べられるスプール１０６１およびプーリ１０６２である。

図１１Ａ〜１１Ｃは、モジュール１１００がアセンブリのドッキングポイント１１５０とドッキングするドッキング手順の進捗段階を示す断面図である。図１１Ａは手順の初期の図を示し、そこにおいて、モジュール１１００はアセンブリより上に配置されて、定位置まで降ろされつつあり、取付けポイント１１０２でモジュール１１００に接続している支持ケーブル１１０４によって支持されている（図１１Ｂおよび１１Ｃにおいてよりはっきりと見える）。

ドッキングポイントのドア１１５４はそれらの閉位置にあり、したがって、インタフェースはカバーされている。この図においてドッキングポイント１１５０は、アセンブリの外側ケーシング１１５２がドア１１５４と同一平面上であるように、アセンブリの本体にはめ込まれている。モジュール１１００は、その下部表面上に保護スキッド１１０７を備えている。これらのスキッド１１０７は、モジュール１１００が定位置まで降ろされるにつれて、ドッキングポイント１１５０のドア１１５４に接触するように配置されて、ドアをそれらの開いた形状に持っていき、それによって、モジュール１１００がドッキングポイント１１５０のインタフェースにアクセスすることを可能にする。

図１１Ｂは、モジュール１１００がドッキングポイント１１５０の定位置に落ち着いたちょうどその時のドッキング手順の図を示す。モジュール１１００の整流板１１１８がその下部表面の方へテーパー状になることに注意されたい。ドア１１５４が開くときに形成される開口がモジュール１１００の最下部分より広いので、これはドッキングポイント１１５０とのモジュール１１００のアライメントを助け、したがってモジュール１１００がドッキング手順の開始時にドッキングポイント１１５０に完全に合わせられることは必須ではない。このようにして、アセンブリのドア１１５４は、モジュール１１００を正確に位置決めするための特定のタイプの受動的な誘導システムの一部をなす。モジュール１１００が定位置までさらに降ろされるにつれて、ドア１１５４はテーパー整流板１１１８に接触することによってより微細なアライメントにモジュール１１００を誘導する。これによってドッキングポイント１１５０がソケットとしての働きをすることができ、それに向かってモジュール１１００はさし込まれることができ、プラグとしての機能を果たす。

図１１Ｂにおいて、ロック機構１１２２は係合し、そして、係合歯はドッキングポイント１１５０上の対応する部分をグリップする。この場合、それはバー１１７２をグリップして、適所にモジュールを保持する。

最後に、図１１Ｃを参照すると、モジュール１１００は、ドッキングポイント１１５０と完全にドッキングした状態で示される。特に、アライメントピン１１１３および液圧相互接続１１１４を含む突き刺しプレートは、水撃ポンプ１１１２を延長することによって降ろされている。これにより、アライメントピン１１１３がアセンブリ上のそれらの対応する凹所１１６３へ滑り込むようにさせる。同様に、液圧相互接続１１１４はアセンブリ上の対応する液圧相互接続１１６４に合わせられて、それに接続され、それによって、モジュール１１００がアセンブリに液圧起動力を供給することを可能にする。

加えて、アクチュエータ１１１０および対応する歯車１１０９は、水撃ポンプ１１０８を作動させることによって、定位置まで降ろされている。これにより、歯車１１０９がドッキングポイント１１５０の対応する歯１１６０と係合するようにさせる。ドッキングポイントの歯１１６０はスプール１１６１に位置決めされ、それは、ドッキングポイントがアセンブリに回転性起動力を供給するとモジュール１１００によって駆動されることができる。このようにして、スプール１１６１は、必要に応じてケーブルを引き込むかまたは解放してウインチとしての機能を果たすことができる。このようにして、アセンブリの方向または位置の調整を行うことができる。例えば、スプール１１６１によって引き込まれるかまたは解放されるケーブルは、アセンブリ用の係留ケーブルでもよい。プーリのシステムをアセンブリの設計に含むことによって、ケーブルは、アセンブリのいかなる部分にも供給することができて、アセンブリのその部分で、係留システムのための取付けポイントを形成することができる。

モジュール１１００は、このように各係留ケーブルの張力を中央で制御することができて、個々に各係留ケーブルを調整することによってアセンブリの方向または位置を変えることが可能である。加えて、または、代わりに、モジュール１１００は、アセンブリと関連したバラストタンクまたは他の可変浮力手段を制御することができる。さらにまた、モジュール１１００は、アセンブリ上の検査面を調整するために用いることができる。例えば、アセンブリは、ハイドロフォイルなどの各種の表面、または移動することができる角度をなした表面を有することができる。ローカルの水流に関してこれらの表面の角度を変えることによって、それらによって発生する揚力は変える（おそらく揚力を負にさえする）ことができる。揚力はローカルの水流の強さまたは速度にも依存しており、したがって、これらの調整をすることによって結果としてローカルの水流の変化に対してアセンブリの揚力の動的な適合を行うことができる。

一旦モジュール１１００がアセンブリの方向および／または位置の必要とされる調整を完了すると、それはドッキングポイント１１５０から取り外される。このプロセスは実質的にドッキング手順の逆であり、アクチュエータ１１１０、歯車１１０９および突き刺しプレートの引込みと、ロック機構１１２２の解放と、モジュール１１００をアセンブリから間隔をおいて持ち上げることとを含む。モジュール１１００がアセンブリから移動する際に、ドア１１５４はそれを損傷から保護するためにインタフェースを閉めて、カバーする。

制御モジュールがドッキングするアセンブリは、図１〜６に示されるタービンアセンブリまたはそれどころか他のいかなる目的のための海洋アセンブリでもあることができる。アセンブリは、水に沈められてもよく、潜水型でもよく、あるいは水面ベースでもよい。

Claims (68)

1. 支持構造物と、
   前記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、前記第１のタービンシステムは質量中心を有し、前記第１のタービンシステムが回転中心のまわりを前記支持構造物に対して回転可能であるように、前記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、
   前記第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、前記第１のタービンは動作軸を有し、ローカルの水流が前記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、
   前記回転中心は、前記タービンの前記動作軸に平行方向で前記第１のタービンシステムの前記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。
2. 支持構造物と、
   前記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、前記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、
   前記第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、前記第１のタービンは動作軸を有し、ローカルの水流が前記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、
   前記第１のタービンシステムは、ローカルの水流に応答して前記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、その結果それが前記第１のタービンの前記動作軸をローカルの水流の前記方向とのアライメントの方へ向かわせる、
   タービンアセンブリ。
3. 前記第１のタービンシステムは質量中心を有し、前記第１のタービンシステムが回転中心のまわりを回転可能であるように、前記支持構造物に枢着され、
   前記回転中心は、前記タービンの前記動作軸に平行方向で前記第１のタービンシステムの前記質量中心から離れて間隔を置かれる、
   請求項２に記載のタービンアセンブリ。
4. 前記タービンアセンブリは潜水型である、請求項１〜３のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
5. 前記タービンアセンブリは水の本体の表面での動作のために構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタービンアセンブリ。
6. 前記第１のタービンシステムは、前記第１のタービンシステムが直結している前記支持構造物の部分とは独立して回転可能である、請求項１〜５のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
7. 前記第１のタービンシステムは、水流から発電するための第２の流水駆動可能なタービンを含み、前記第２のタービンは動作軸を有し、ローカルの水流が前記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、
   前記第１および第２の前記動作軸は互いに平行である、
   請求項１〜６のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
8. 前記第１のタービンシステムは、前記第１のタービンおよび前記第２のタービンを接続する梁を含む、請求項７に記載のタービンアセンブリ。
9. 前記第１のタービンは前記梁の１つの表面に載置され、前記第２のタービンは前記梁の第２の、対向する表面に載置される、請求項８に記載のアセンブリ。
10. 前記梁は方向によって変化する抵抗係数を有する流体力学的弁を含み、そして前記タービンは、前記流体力学的弁の前記抵抗係数が最小である方向にそれらの動作軸が合わせられるように前記流体力学的弁に載置される、請求項８または９に記載のタービンアセンブリ。
11. 各タービンは流体力学的抵抗を減らすための整流板を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
12. 各タービンは、方向によって変化し、前記タービンの前記動作軸に合わせられる方向において最も低い抵抗係数を有する整流板を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
13. 前記支持構造物はプラットフォームを含み、前記第１のタービンシステムは、前記第１のタービンシステムが前記プラットフォームの平面とほぼ平行して軸まわりに回転することができる支持体によって、前記プラットフォームから離れて間隔を置かれる、請求項１〜１２のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
14. 前記第１のタービンシステムは前記プラットフォームより上で支持される、請求項１３に記載のタービンアセンブリ。
15. 前記第１のタービンシステムは、前記タービン羽根が前記プラットフォームから離れて回転するように、ローカルの水流の変化に応答して回転するように配置される、請求項１３または１４に記載のアセンブリ。
16. 前記第１のタービンシステムを回転させるためのアクチュエータをさらに含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のアセンブリ。
17. 前記第１のタービンシステムの回転に抵抗するための制動装置をさらに含む、請求項１〜１６のいずれかに記載のアセンブリ。
18. 前記支持構造物によって支持される第２のタービンシステムをさらに含み、前記第２のタービンシステムは質量中心を有し、前記第２のタービンシステムが回転中心のまわりで前記支持構造物に対して回転可能であるように、前記支持構造物に枢着されており、
    前記第２のタービンシステムは、前記第１のタービンシステムと同じ設計であり、同じ方法で前記支持構造物に接続している、
    請求項１〜１７のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
19. 前記アセンブリは、水において確実に浮揚可能で、前記アセンブリが浮動平衡の状態において保たれるように水床に係留される、請求項１〜１８のいずれかに記載のアセンブリ。
20. 前記アセンブリは、水中で可変的に浮揚可能である、請求項１〜１９のいずれかに記載のアセンブリ。
21. 前記タービンアセンブリに制御信号を提供するための集中化した搭載制御モジュールであって、電子制御システムを収容する水密乾燥したスペースを含む前記制御モジュール
    を有する、水流から発電するためのタービンアセンブリ。
22. 前記搭載制御モジュールは前記アセンブリに着脱自在に連結する、請求項２１に記載のタービンアセンブリ。
23. 前記搭載制御モジュールは液圧作動システムをさらに収容する、請求項２１または２２に記載のタービンアセンブリ。
24. 前記搭載制御モジュールは、機械的起動力を前記タービンアセンブリに提供するための機械アクチュエータをさらに収容する、請求項２１〜２３のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
25. 前記搭載制御モジュールは、外部の位置に前記タービンアセンブリによって発生する電力を伝送するための電力伝送システムをさらに収容する、請求項２１〜２４のいずれか１項に記載のタービンアセンブリ。
26. 水流から発電するためのタービンアセンブリであって、前記タービンアセンブリは水中で確実に浮揚可能であり、水床に係留されるように配置され、潜水型タービンアセンブリが、
    タービンを載置するための複数の中空の水密トラスを含む支持構造物
    を有する、タービンアセンブリ。
27. 前記中空トラスは可変的な浮力を有する、請求項２６に記載のタービンアセンブリ。
28. 前記中空トラスの前記浮力はそれらの中空スペースを選択的に水で満たすことによって変化させることができる、請求項２７に記載のタービンアセンブリ。
29. 前記中空トラスは流体力学的抵抗を減らすための整流板を有する、請求項２６〜２８のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
30. 請求項２１〜２５に記載の前記集中化した搭載制御モジュールおよび／または請求項２６〜２９に記載の前記支持構造物をさらに有する、請求項１〜２０のいずれかに記載のタービンアセンブリ。
31. 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、前記アセンブリの位置および／または方向を調整するように配置される、
    モジュール。
32. 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、
    可変浮力装置、および／または、
    流体力学的表面
    のうち１つ以上へ伝達される、請求項３１に記載のモジュール。
33. 前記モジュールは、回転性起動力を前記アセンブリへ伝達する、請求項３１または３２に記載のモジュール。
34. 前記アクチュエータはモーターを含む、請求項３３に記載のモジュール。
35. 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３３または３４に記載のモジュール。
36. 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、請求項３２〜３５のいずれかに記載のモジュール。
37. 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３１〜３６のいずれかに記載のモジュール。
38. 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３１〜３７のいずれかに記載のモジュール。
39. 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３１〜３８のいずれかに記載のモジュール。
40. 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３１〜３９のいずれかに記載のモジュール。
41. 前記アセンブリは潜水型アセンブリである、請求項３１〜４０のいずれかに記載のモジュール。
42. 前記アセンブリは水の本体の表面での動作のために構成される、請求項３１〜４０のいずれかに記載のモジュール。
43. 前記モジュールはインタフェースを介して前記アセンブリに動力を伝達し、そして前記インタフェースは引込み位置と延長位置の間で移動可能である、請求項３１〜４２のいずれかに記載のモジュール。
44. 撮像システムをさらに含む、請求項３１〜４３のいずれかに記載のモジュール。
45. 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４４に記載のモジュール。
46. 前記モジュールは、前記モジュールを前記アセンブリの前記ドッキングポイントに合わせるために、手動で、かつ遠隔で制御可能である、請求項３１〜４５のいずれかに記載のモジュール。
47. 前記モジュールは、前記モジュールを前記アセンブリの前記ドッキングポイントへ導く自動誘導システムをさらに含む、請求項３１〜４６のいずれかに記載のモジュール。
48. 前記モジュールは、前記モジュールを前記アセンブリの前記ドッキングポイントへ導く受動的な誘導システムに結合するための手段を含む、請求項３１〜４７のいずれかに記載のモジュール。
49. 前記モジュールは、動力を前記アセンブリへ伝達するためのその下部表面上のインタフェースをさらに含み、任意選択で、支持ケーブルを接続するためのその上側表面上の取付けポイントをさらに含む、請求項３１〜４８のいずれかに記載のモジュール。
50. 前記モジュールは、その外側に置かれて前記モジュールへの損傷を防止する保護支柱をさらに含む、請求項３１〜４９のいずれかに記載のモジュール。
51. 前記モジュールは、動力を前記アセンブリへ伝達するためのインタフェースおよび前記インタフェースに向かってテーパー状になる整流板をさらに含む、請求項３１〜５０のいずれかに記載のモジュール。
52. 前記モジュールは、遠隔位置から電力または制御信号を前記モジュールに提供するためのアンビリカルケーブルに前記モジュールを接続するためのインタフェースをさらに含む、請求項３１〜５１のいずれかに記載のモジュール。
53. 前記モジュールが前記アクチュエータを係合する前に前記ドッキングポイントに合わせられるかどうか判断する手段をさらに含む、請求項３１〜５２のいずれかに記載のモジュール。
54. 前記モジュールの前記浮力を調整するための可変浮力手段をさらに含む、請求項３１〜５３のいずれかに記載のモジュール。
55. 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のモジュールを受けるためのドッキングポイントを含む、アセンブリ。
56. 前記ドッキングポイントは、請求項３１〜５４のいずれかに記載のモジュールを受けるためのドッキングポイントを含む、請求項５５に記載のアセンブリ。
57. 前記モジュールから起動力を受けるためのインタフェースを有する、請求項５５または５６に記載のアセンブリ。
58. 前記インタフェースは、前記モジュールが前記ドッキングポイントに合わせられているかどうかを、前記モジュールが判断することを可能とするための、前記モジュールの対応する部分と協働する手段を含む、請求項５７に記載のアセンブリ。
59. 前記モジュールに応答して、前記インタフェースがカバーされる閉位置の方へバイアスされ、前記インタフェースがカバーされない開位置に移動可能であるドアをさらに有する、請求項５７または５８に記載のアセンブリ。
60. 前記ドアは、前記ドアと接触してそれを前記開位置の方に押している前記モジュールによって前記開位置に移動可能である、請求項５９に記載のアセンブリ。
61. 前記アセンブリは可変的な浮力を有し、前記可変的な浮力は前記モジュールによって制御可能である、請求項５５〜６０のいずれかに記載のアセンブリ。
62. 前記浮力はバラストタンクを選択的に水で満たすかまたは空にすることにより可変である、請求項６１に記載のアセンブリ。
63. アセンブリの位置および／または方向を調整する方法であって、
    前記アセンブリにモジュールをドッキングするステップと、
    前記モジュールの前記アクチュエータを作動させることによって前記アセンブリの位置および／または方向を調整するステップと、
    前記アセンブリから前記モジュールを取り外すステップと
    を含む方法。
64. 前記モジュールは、請求項３１〜５４のいずれか１項に記載のモジュールを含む、請求項６３に記載の方法。
65. 前記アセンブリは、請求項５５〜６２のいずれか１項に記載のアセンブリを含む、請求項６３または６４に記載の方法。
66. 実質的に本明細書において記載されているように、そして、その添付図面に図示されるように、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。
67. 実質的に本明細書において記載されているように、そして、その添付図面に図示されるように、アセンブリの位置および／または方向を調整する方法。
68. 実質的に本明細書において記載されているような、そして、その添付図面に図示されるような、タービンアセンブリ。

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