JP4444279B2 - 製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に定義されたとおり波力エネルギーを利用するための製造設備に関するものである。

風が長期間に亘って同一方向へ吹く時、波浪が形成される。風の影響下に発生した波浪は深水において一定の優位性を持ち、すなわち平均波長Ｌと波高は両者とも風が吹く風力と期間に左右される。波浪は浅い水深方向に進むにつれ、波浪による水底効果によりその波長は短くなり波高は増加する。波浪が波長によって左右される或る水深で充分な波高に達すると、波浪は砕ける。波浪が砕けるこの深さを文献では“砕け波線”と呼ぶ。砕け波線は一定ではなく、風の状態に次々に左右される波長と波高に或る程度依存することは注目すべきである。砕け波線は通常の波長Ｌの１／４から１／５の間であることが通例である。砕け波線は海岸の特定の位置で殆ど同じ場所に存続し、何故ならば通常の風の状態は基本的に殆ど一定であるためである。

図３は、海岸近辺の海洋等水盆の水塊上での波浪の影響を示す。波浪の活動深さＺはその波長に左右され、そのため波長Ｌを持つ波浪はＬ／２深さにてなお活動する。図３の領域Ｃすなわち深い水深において水塊の各点での軌道は円形である。水深Ｈの波浪の波長Ｌに対する比率は大きく、すなわちＨ／Ｌは１／２〜∞の範囲である。波が浅い水深に進むと、波高は増加し波長は減少し、そのため波長に対する水深の割合は減少する。図３の領域Ｂである中間海域において、水深Ｈは通常の波長Ｌの約１／２から１／２０である。水塊は表面において円形の運動を行うが、水盆の水底の方へ近づくにつれ水塊の各点の軌道は初め楕円となり、深くなるにしたがって軌道点の楕円形化は増し、ついには水盆の水底近くでは水塊の各点は一定の中心の周りに略前後運動を伴う軌道を持つ。浅水域すなわち図３の沿岸領域において、水深Ｈの通常の波長Ｌに対しての割合は、前記砕け波線が水深の１／４から１／５という条件下で、０から１／２０である。浅水域においては波の活動は水底迄ずっと続き、一方水塊は楕円運動を呈する。

種々のシステム及び発電所が、波浪の運動エネルギーを取り出すために開発されてきた。通常それらは水面に浮かんだ浮揚体を基本とし、波浪により稼動する。水面上に浮かんだ浮揚体からの運動エネルギーは、いずれにせよ水面上或いは水面下に位置する発電機或いは捩じれポンプに取り出され、そこからエネルギーは適用対象へ更に移送可能である。

上述の形式による波力エネルギーを取り出す公知のシステムに起因する主たる問題は、その位置に関連してであり水面上の構造物は荒海で常に損傷にさらされる。損傷の恐れのためにこれまで建造された波力エネルギーを利用する発電所は比較的低出力であった。

又波浪から運動エネルギーを取り出す公知のシステムもあり、該システムは湖、海等の水盆の水底に据え付けられたものである。そういったシステムの一つは特許文献１にて公開された装置によって代表され、該装置は水盆の水底に取り付けられ、そこで波力エネルギーは波板より取り出され、該波板は水底に取り付けられ、波浪によって揺動する。該波板は一部水面に達している。該装置は、砕け波線と浅水域の間の領域内で水盆の水底上に取り付けられる。本装置の問題は砕け波線その位置にあり、そこでは波の動き延いては利用可能なエネルギーに一貫性がなく、そのため該装置は連続的なエネルギー発生に不適当である。波板は一部水面上にあり、したがって装置は荒海にさらされ損傷される。特許文献２は又、波力エネルギーの取り出しシステムについて述べており、そのポンプユニットは海底に据え付けられている。該ポンプユニットは浅水領域に位置し、圧力プレートは水面に達するか或いは水面直下にまで達している。このシステムは又、圧力プレートの位置問題を包含し、例え圧力プレートが穏やかな状態である水面下に在ったとしても荒海である水面上に少なくともその一部が有り、結果として該システムは損傷にさらされる。該システムの位置は又第二の問題を引き起こし、浅水域での波浪の運動が安定したエネルギー発生の達成には変則過ぎることである。

ＰＣＴ特許出願９８／１７９１１ 米国特許明細書第４、００１、５９７号

本発明は従来技術の欠点を排除することを意図するものである。

したがって本発明の主たる第一目的は、風の状態にかかわらず高効率にまた可能な限り平滑的に、波浪に内在する運動エネルギーを取り出すための製造設備を提供することである。これの意味するところは、水面上の通常の天候状態により引き起こされる波力エネルギーの変動を最も極小化することを目指すといった方法で該装置が建造されることである。

本発明の主たる第二の目的は、天候状態がもたらす損傷ににさらされることが少ない、波浪から運動エネルギーを取り出す製造設備を提供することである。

本発明の第三の目的は、単一ユニットを追加することにより拡張を可能にし、該単一ユニットを置換することにより設備の修理が簡単に為される構造を持つ、波浪から運動エネルギーを取り出す製造設備を提供することである。

本発明は、波浪が水面下の水底近く水深の中間点において水面の波浪とほぼ同等或いは場合によってはそれ以上のエネルギーを持つという意外な観察を基礎としている。このエネルギーは主に運動エネルギーとして発生する。本発明はこの運動エネルギーを利用している。

図３に示すとおり、浅水域中水塊の一定の点は楕円運動或いは円運動を行い、即ち潜在エネルギーと運動エネルギーの両方を持つ。現在の多くの波力発電所は上述の砕け波線と浅水域Ａ間の領域で稼動するよう工夫されており、何故ならば波浪はその波高の故にこの領域で最大の潜在エネルギーを持つからであり、大抵のシステムはこの潜在エネルギーを何とかして利用しようと目差している。しかし、浅水域での構造は水面に非常に近く、そこで荒い天候状態に容易にさらされることを特に考慮に入れると、浅水域で波浪エネルギーを利用することは著しく困難である。更に浅水域での水塊の運動は図３に示すとおり多かれ少なかれ回転(楕円に)し、エネルギー発生を変則にする交差波が常に或る程度存在する。

対照してみると本発明は、水塊の運動が領域Ｂすなわち図３の中間水域の水底に取り付けられた製造設備ユニット或いはその部材を活性化するように構成される特徴を基礎にしている。製造設備は全く水中に没しており、水塊の運動が主に往復運動を行うか或いは規則的に楕円運動を為す深さであることが好ましい。

本発明は、波力エネルギーを利用する請求項１に定義された製造設備に関するものであり、該機構には２ユニット或いはそれ以上の製造ユニットがあり、水盆の水塊は水盆の水底或いはその近傍に取り付けられた製造ユニットの一部を活性化するように為され、該製造ユニットは水塊の運動エネルギーを電力及び／又は運動エネルギー及び／又は中間物質の圧力等他のエネルギー形態に変換することを目指している。該製造ユニットは中間水域(Ｂ)中の水盆の水底に直接或いは間接に取り付けられ、製造ユニットは水面下に全く没しており、エネルギー或いは中間物質の移送装置は装置間で直列に或いは並列に相互に連結されている。

この形式の製造設備は多くの主要な有利な点を達成する。

− 中間水域において水塊中の一定の点での運動は水底近傍で実質的に往復運動となり、該水塊は次いで主として運動エネルギーを持つ。このように、浅水域に位置する公知の波力発電所と違って水塊エネルギーは一定に保たれる。水塊は一定の中心に関連して規則的な運動を持ち、水底に据え付けられた製造設備が一部或いは全体を水面上に位置する装置よりも、より規則的にエネルギーを発生することを可能にする。

− 中間の水深域におけるエネルギー発生に使用される本発明に沿った製造設備は、容易には損傷されず、なぜならば該製造設備が、上述の浅水域におけるエネルギー発生システムがそうであるように、水面上で通常の天候状態にさらされないばかりか、水塊中の回転運動にもさらされないからである。

− 中間水深域において水盆の水底での波浪により活性化された水塊は、たびたび殆ど同等の運動エネルギーを有し、時として浅水域の波浪によって活性化された水塊よりも高いエネルギーを持つ。これは水底の障害物により引き起こされた浅水域波浪中に、幾らかの交差波が常にあるという事実によるものである。この状況において、中間水深域での水盆の水底上で完全に水面下に位置する製造設備は、浅水域で一部水面上にて稼動する波力発電所が波浪から取り出すエネルギーと殆ど同量のエネルギーを取り出す。上述の理由により、水面下にて稼動する波力発電所は、水面上で稼動する波力発電所よりもより大きな規模で又より高効率にて建設されることが可能である。

本発明の好ましい用途の一つに、波力発電所のユニットが水盆の水底に取り付けられ、そのため該ユニットは水塊の運動が実質的に往復運動を為すか或いは楕円運動を為す水深に全く没している。更により好ましくは、水塊の運動が実質的に往復運動であり水塊のエネルギーが実質的に一定に保持されるという深さに、該ユニットは位置する。波力発電所の配置の利点は、本文の初めに強調された。

本発明の他の好ましい用途において、発電所に使用されるエネルギー或いは中間物質の全ての移送装置（管或いは電線）は恒久的にベースに取り付けられ、該ベースは固定装置を用意しており、製造ユニットは該固定装置に連結される。これは波力エネルギー施設が容易に拡張可能であり、更に損傷ユニットが容易に置換可能であるということを、利点と共に提供する。

このような状況において、“水盆の水底に取り付けられた製造ユニット”の定義は、例えば締め付け金具といった補助具にて製造ユニットを水底に直接取り付ける方法と、順に水底に据付けられる例えば分離ベースといった補助具にて製造ユニットを水底に間接に取り付ける方法の両方を意味することを指摘しておきたい。水盆は湖、海或いはこれらと同様なものである。

本発明に沿った波力エネルギー施設の助けにより、水塊の運動エネルギーを直接電力に変換することが可能であり、或いは淡水或いは海水等の中間物質を地上に位置する適用場所へ移送するのに利用可能である。

図１Ａのユニット４の主要部品は、水底に置かれた基体５に旋回可能に取り付けられたいわゆる波板２、及び波板の底部に連結されたか回動式のポンプ（以下、「捩じれポンプ」という）６である。該捩じれポンプ６は２本の管を持ち、すなわち２本の同様な空洞管６１を有し、その運動は空洞管を貫く回旋軸６４を中心にし、一方空洞管６１の枠６１ａは不動に留まる。

図１Ｂは図１Ａに示す捩じれポンプ６の断面を示し、ポンプの動作原理と構造を明らかにしている。

製造設備が図２Ａに示され、該製造設備は海底に垂直に設置された垂直軸ローター３；３′であって、該ローターは数個の突出したローター翼２を持つ中心軸(回転軸)を有している。各ローター翼２はアーム２２を持ち、該アーム２２は垂直軸から見て最外側端に巻き付けられた２部分より成る羽根２２ｂを有している。

図２Ｂは対応して、海底に据え付けられた水平軸ローター３；３″である製造設備を示している。水平回転軸は海底に据え付けられた基体５に蝶番にて接合されたフランジ端に取り付けられている。ローターの水平回転軸の周囲には螺旋状の回旋翼２があり、それはフランジ端２１に取り付けられている。

図４は、エネルギー、液体或いは気体を製造するための、数個の製造ユニットより成る装置の主要な解決方法を示す。ユニット４は中間水域において水面下に完全に沈んでおり、それらは全て共通のベース５０に取り付けられている。ユニット４は並列に或いは直列に相互に連結されている。

図４と同様に図１Ａ〜図１Ｅと図２Ａ〜図２Ｂに図解された、エネルギー及び／又は中間物質の製造ユニットと製造設備を、更に詳細に以下に述べる。水底での製造ユニットの配置は図３に図解され、該配置は本発明に関する技術レベルと相違点とを説明する本発明の上記一般部分に言及されている。

波力エネルギーを、本管或いは移送管を用いて更に移送される運動エネルギー或いは水圧へと変換するのに使用される、図１Ａに示す製造ユニット４は、中間水深域にて水盆の水底Ｐに取り付けられた箱状ハウジング或いは基体５を有している。水盆の水底Ｐは水面よりの距離Ｈに位置する。この海岸地域の通常の風の状態では、波浪は波長Ｌを持ち、水深Ｈの通常の波長に対する比率は１／２から１／２０、すなわち図３における領域Ｂ（中間水深）である。製造ユニット４のエネルギー発生部、すなわち波板２とそれに連結した捩じれポンプ６は水深ｈにて完全に水面下に取り付けられ、そこでの波浪によって発生した水塊の運動は未だ主として往復運動である。波浪の運動の深さはその波浪の波長Ｌの約半分である。板状体２、いわゆる波板、が捩じれポンプの旋回軸６４に取り付けられ、したがって波板が垂直面Ｔの周りを回転する際、軸６４も又垂直面Ｔの周りを等しく回転する。軸６４は蝶番結合にて、基体５に一体に搭載された止め環６８に取り付けられている。該板状体は通常の波長の約１／３の長さを有している。板状体の底部に置かれた捩じれポンプ６は、平坦である下端を除き他は円筒状である各空洞管６１、枠６１Ａの真っ直ぐな背板を用いて箱状基体（ハウジング）上に載っている。背板は通常前記基体に一体化されている。波板２は内側に窪んでいる。突出部２ｂと水平に置かれた天板２ａの間にはポケットが形成され、水塊の流れに障害を形成し、それにより水塊が波板２をより効果的に動かす。

図１Ｂは図１Ａの捩じれポンプの構造をより詳細に図解している。前述のとおり捩じれポンプの各空洞管６１の枠（外壁）６１Ａは箱状基体５に固定して取り付けられている。波板２は軸６４に堅牢に留められ、箱状基体５に取り付けられた止め環６８（図１に図解）中を回転する。板状隔壁板６５は軸６４と一体的に連結され、この隔壁板は枠６１ａと箱状基体５によって区画される空洞６３の全長かつ基本的にポンプの枠６１ａの全体に亘って捩じれポンプの空洞管６１の内側を動く。隔壁板を貫く面は通常波板に平行する。隔壁板６５は、基体と一体化された枠６１ａ及び基体５によって限定された捩じれポンプの空洞６３を二つの略等しい大きな部分に、すなわち第一空洞部６３′と第二空洞部６３″に分割する。隔壁板には全長を動く滑り接合６５ａが備えられ、したがって同様に隔壁板の端部において枠６１ａと隔壁板６５間を第一空洞部から第二空洞部へと液体（或いは圧力）が移動することを阻止している。軸６４と基体或いは底部に取り付けられた箱状ハウジングの間には継目６６があり、該継目は軸６４とそれに取り付けられた隔壁板６５が波板２と共に回転する際、第一空洞部６３′と第二空洞部６３″内の中間物質と圧力が互いに流れ込むことを防ぐことを目的とする。

捩じれポンプ６の両空洞管６１の液体移送管６２；６２′、６２″において、両空洞部は、液体の移送を調節する流入管６２ａ；６２ａ′、６２ａ″とバルブセット６２ｂ；６２ｂ′、６２ｂ″とは別に、ジョイント流出管６２ｃを持つ。流入管６２ａ；６２ａ′、６２ａ″は箱状基体５の側面に位置する格子状注入口６２ａ３；６２ａ３′、６２ａ３″を持つ。捩じれポンプの片側の注入口６２ａ３は図１Ａに見ることができる。空洞部６３′と６３″の液体流入管６２ａ；６２ａ′と６２ａ；６２ａ″の更なる部分は、基体５の箱型構造中に置かれた予備室６２ａ２；６２ａ２′と６２ａ２；６２ａ２″と、流入液体(或いは気体)の流れを調節する流入バルブ６２ｂ；６２ｂ１′、６２ｂ１″が備わった空洞６３；６３′、６３″へと導かれる空洞開口部６２ａ１；６２ａ１′と６２ａ１″である。液体流出空洞６２ｃ；６２ｃ２は基体５の枠構造中を走っており、両空洞管６１；６１′６１″に共通となっている。流出空洞６２ｃ２は図１Ａに見ることができる流出管６２ｃ３として続いている。流出空洞６２ｃ２と空洞部６３′、６３″の間に流出バルブ６２ｂ；６２ｂ２′と６２；６２ｂ″があり、該バルブは空洞部流出口６２ｃ１；６２ｃ１′と６２ｃ１；６２ｃ１″を通じて対応する空洞部からの液体（気体）の流れを調節する。

図１Ａと図１Ｂに図解される、水塊の運動によって活性化される製造ユニットの板状体２の運動を検証する。先に言及したように、製造ユニットが据え付けられた深度Ｈ−ｈの水塊の運動は、主として往復運動である。したがって水塊の或る地点は、或る中心の周りを循環する。水塊の往復運動により波板が蝶番結合部すなわち軸６４の周りを回転するので、次いで波板２の全ての地点は水塊の往復運動のもと、両端矢印によって示される曲線状軌道に沿って垂直面Ｔの周りを一定の角度αに亘って端から端まで回転する。波板２は２室空洞捩じれポンプの軸６４に略その中心で取り付けられており、該軸６４は回転ベアリングと嵌合し、それによって波板の蝶番結合は軸の蝶番結合と同一である。波板２の先端が、水塊の往復運動の下に蝶番結合を中心に垂直面Ｔの周りを或る角度αに沿って左から右に回転しそして左に戻ると、捩じれポンプの軸６４は、不動の枠６１ａの内側に位置する空洞６３中をまったく同じ速度で順に動く。軸に取り付けられた隔壁板６５は、垂直面Ｔを周って或る角度αにて軸６４と同じ速度で回転する。隔壁板が軸と共に回転すると、空洞６３′と６３″の体積容量は変化し、それによって片方の空洞は正圧が形成され他方には負圧が生ずる。液体（例えば水）或いは気体は、加圧された空洞の排出口バルブ６２ｂ２′或いは６２ｂ２″を通り、排出口開口部６２ｃ１′或いは６２ｃ１″を通過し、排出口空洞６２ｃ２へ、更に排出口管６２ｃ３へと移送される。同時に液体（例えば水）或いは気体は、注入口開口部６２ａ３′或いは６２ａ３″を通り、注入口管６２ａ′或いは６２ａ″の注入口バルブ６２ｂ１′或いは６２ｂ１″を経て負圧の掛かった空洞へ流入する。

図１Ｃから図１Ｅは、液体或いは気体の発生に特にふさわしい製造ユニット４を図解している。製造ユニット４は、図１Ａの捩じれポンプと同様の波板２に取り付けられた一本の空洞管６１を備えた捩じれポンプを持つ。空洞管６１内の体積容量と圧力の変化は、本実施例においてはしかし、空洞管枠６１ａの回転運動に基づいており、該枠は、軸６４が不動に留まる一方、波板２に沿って平坦な頂部とそれ以外は円筒形を為している。捩じれポンプ６の空洞管６１は図１Ｃにしたがってその枠６１ａによって波板２の下部に直接連結されている。軸６４は空洞管を貫き、次いで空洞管は空洞管の中を通る排出口管６２ｃ３を持つ。軸６４が回転できないように基体５に搭載された止め金具環に軸６４は据え付けられ不動である。液体の注入口開口部６２ａ３は今や空洞板枠６１ａの真っ直ぐな背板上に置かれ、該枠は断面で見ると半円状である。枠６１ａは波板２の下端に続く背板に取り付けられている。

注入口開口部６２ａ３より見た捩じれポンプ６の断面図１Ｄにおいて、捩じれポンプの内部構造が良く見える。空洞６３は、空洞管６１、枠６１ａの内側、それらの内壁によって閉じられた空間に再度置かれる。捩じれポンプ枠６１ａと基体５間に置かれた隔壁板６５は、空洞６３を通常ほぼ等しい２個の大きな区画すなわち第一空洞部６３′と第二空洞部６３″に分割する。本実施例において隔壁板６５は、枠６１ａの内壁に取り付けられた弁箱により形成され、該弁箱は枠６１ａが軸６４の周りを回転する時該隔壁板６５を軸６４の周りを回転させる。隔壁板に平行する面は、波板２と平行する面と通常平行している。隔壁板６５と枠６１ａの湾曲部間に滑り接合６５ａが再度あり、その構造と機能は図１Ａ−１Ｂの２部より成る捩じれポンプのそれと似ている。捩じれポンプ６の両空洞部６３′と６３″の液体移送管６２は、再度ジョイント流出管６２ｃ、流入管６２ａ；６２ａ′、６２ａ″及び液体の移送を調整するバルブセット６２ｂ；６２ｂ′、６２ｂ″を持つ。ところで流入管は、空洞６３の各対応部６３′と６３″に導く（液体）注入口開口部６２ａ３′、６２ａ″を有する。該注入口開口部は、空洞部６３′と６３″への液体（或いは気体）の流れを調節する注入口バルブ６２ｂ；６２ｂ１′及び６２ｂ；６２ｂ１″が備えられている。図１Ｃには捩じれポンプの空洞６３の片側部６３″の注入口開口部６２ａ３が観察される。液体は、軸６４に取り付けられた隔壁板６５の内側を走る排出口空洞６２ｃ；６２ｃ２へ、更には隔壁板中の開口部６２ｃ１′と６２ｃ１″の開口端に置かれた排出口バルブ６２ｂ２′と６２ｂ″の運動を通して排出口管６２ｃ３へと移送される。バルブは空洞部から出る液体（気体）の流れを調節する。

図１Ｅは、軸６４とその中を走る排出口管６２ｃ３が突出部６８にて基体５に如何に確固として搭載されるかを図解している。捩じれポンプの空洞管６１の枠６１ａは、枠に取り付けられた波板が回転する間、軸６４の周りを回転する。

波板２が、軸６４を貫く垂直面Ｔの周りを或る角度αにて回転すると、波板に取り付けられた空洞管６１の壁は前記垂直面の周りを殆ど等しく回転する。空洞部６３′と６３″の体積容量は変化し、それによって片方の空洞部では負圧が形成され、もう一方では正圧が形成される。液体（或いは気体）は、加圧された空洞部より排出口バルブ６２ｂ２′或いは６２ｂ″を通って隔壁板の内側に置かれた排出口空洞６２ｃ２へと、更には排出口管６２ｃ３へと流れる。同時に他方の空洞部において体積容量の増加によって負圧が形成され、それによって水は、注入口開口部６２ａ３′或いは６２ａ３″を通って注入口バルブ６２ｂ１′或いは６２ｂ１″の作動を通して流れる。

図１Ａ〜図１Ｅ中の製造設備４の排出口管６２ｃ３より出る水は適切な用途に移送されることができる。数個の製造ユニットから集め次いで本管より用途地点に移送し、より大きな移送或いは本管システムへと水は移送できることが好ましい。数個の製造ユニットの集合は図４の助けにより追って述べられる。

水は排出口管、移送管、或いは本管より異なった形式の貯水池に移送され、そこから更に給水、飲用、洗浄用、或いは例えば水泳プールへと使用されるよう移送可能である。水は又、他の閉鎖的な水盆或いは開放的な水盆の一部に水流を引き起こす目的に使用可能であり、該目的は例えば水生生物（むらさき貝、虹鱒に代表される）或いは水生植物（米に代表される）等の養殖、或いは港を開放維持する等により水盆の水底に水流を起こし航路を開放維持又は清浄に保つことである。他の同様な適用点は、ウォータープールによるウォーターグライダ、汚水の汲み上げ或いは浄化のための汚染沿岸水のリサイクルである。もし汲み上げられた水が、均一な水圧が設定されたアキュムレーターに最初に導かれるならば、そこから装飾的な奔流の用途（噴水、人工流及び滝）等適切な用途に加圧されて移送されることができ、又消火システムにも使用可能である。

図１Ａ或いは図１Ｃにしたがって、もし水ではなく空気が水面から製造ユニット内に使用される捩じれポンプに、注入口管６２ａ３によって導かれるならば、加圧気体或いは圧搾空気はポンプより得られることができる。加圧空気或いは他の加圧気体を製造するために、気体は注入口管を用いて空洞６３；６３′及び６３；６３″に導かれ、気体は次いで隔壁板の運動によって前記空洞中で加圧され、排出口管６２ｃ３を通って気体の圧力変動を平準化するアキュムレーターに導かれ、次いで用途地点に導かれる。気体は、直列に或いは並列に結合された幾つかの製造ユニットから、例えば図４の製造設備にて特徴づけられた製造ユニットの型式から該アキュムレーターへ導かれることが好ましい。

該気体の適用地点は、例えば魚介／野菜の貯蔵場所であり、水路であり、その地点での酸素レベルは産業界で通常使用されている空気混入及び圧搾空気を通して向上することとなる。圧搾空気は又、木材或いは他の材料に代表される、加圧含浸に使用可能であり、或いは機械及び発電所用に昇圧を増大させるのに使用可能である。加圧空気の重要な用途の一つは、例えば分離型エアコン機ユニットを用いたアパートのエアコン及び／或いは換気である。もし水の循環がこのユニットに接続されるならば、製造工程或いはアパートの冷却及び／或いは暖房にも又使用可能である。該システムは、又気体を互いに分離するのに、或いは水素を製造するのにも使用可能である。該システムは又、淡水或いは塩水から塩或いは他の物質を分離するのにそれ自身が使用される。

図２Ａと図２Ｂにおいて、本来エネルギーを製造するよう設計された或る製造ユニットが示され、該ユニットは図１Ａのいわゆる波板を使用せずに、波力エネルギーの取り出しに使用可能である。

図２Ａにおいて製造ユニット４のローター３；３′の軸２２ｃは、水底Ｐに順に取り付けられた基体５に乗り、回転する。ローター翼２は水平軸に取り付けられている。各ローター翼２^１〜２^５はアーム２２を持ち、該アームは垂直軸２２ｃから見てアーム２２の最外側に巻き付けられた２部分より成る羽根２２ｂを持つ。各２部分より成る羽根の部品は翼２の同側のアーム２２に蝶番付けされている。ローター３；３′のローター翼２は流れの方向に拘わらず水流と共に回転し、負圧はローターを回転させる２部分より成る２２ｂの流れる側に負圧が生じる。このローターの用途は比較的浅水域に十分適している。

図２Ｂにて海底に据え付けられた製造ユニット４の水平軸のローター３；３″が次いで提供される。水平に据え付けられた回転軸の周りを螺旋状に進む幾つかの巻き付け翼２が在り、その屈曲翼２′と２″が図示されている。回転軸と巻き付け翼２は、その端部がフランジ端２１；２１′と２１；２１″と堅牢に留められており、該フランジ端は次いで基体５に回転可能に堅牢に留められている。このローターモデルの修正としてローター軸が直立して垂直に据付けられること可能である。

図２Ａと図２Ｂにて特徴づけられる製造ユニットは通常エネルギーの製造に使用され、ローターの回転運動によるエネルギーは、ローターに連結された発電機にて変換されるか、或いはこの運動が水面上の発電機に機械的に輸送されるかである。ローターは線で接続されることが好ましく、したがっていくつかの並列或いは直列の機構があり、例えば図４に提供される方法にてエネルギー製造に使用される。

図４に水或いは気体の製造設備１が図解され、該製造設備は水盆の全くの水面下、水盆の中間水域の海底Ｐに置かれる（図３と比較）。製造設備１中のエネルギー及び／又は液体或いは気体の製造ユニットは水深Ｈ−ｈに置かれる。水塊の運動は深度Ｈ−ｈであり、そこでの製造設備ユニットは主として往復運動にて据え付けられ、したがって水塊の地点は一定の中心の周囲を循環する。図４の製造設備１は、並列か或いは直列の機構に連結したいくつかの製造ユニットから成る。典型的な製造設備は、相互に並列或いは直列に連結された幾つかの製造ユニットを含み、したがって該機構は広く行われている情況によって提供される可能性にしたがって変更可能である。

図４の製造設備１の製造ユニット４は、製造設備１を利用して波力エネルギーを運動エネルギーと波力エネルギー中の液圧（水圧）に変換する。製造ユニット４は、例えば図１Ａ或いは図１Ｃ中のそれと似ており、そのためボールジョイントの周りを往復運動にて回転し、波板の運動エネルギーは、捩じれポンプ（或いはピストンポンプ）によって運動エネルギーと液体圧力に変換される。液体は最初に製造ユニットから各製造ユニット中の排出口管２ｃに送られ、そして排出口管から総本管（並列配置）２００に直接移送され、そこから液体は用途地点に輸送されるか、或いは最初に液体の移送ライン２０に移送されそこで幾つかの製造ユニットの排出口管が連結され、そして移送ラインより直径がより大きな総本管（直列配置）２００に送られる。液体移送ライン２０の直径は製造ユニットの排出口管２ｃのそれと多くの場合ほぼ同じであり、それによって液体の圧力レベルを増加させるために使用可能である。又捩じれポンプではなく他の型のポンプも、水塊の往復運動による運動エネルギーを運動エネルギーと液体の圧力に変換するのに使用することができる。

加圧された液体は、並列配置の各製造ユニットの排出口管２ｃから直接総本管２００へ移送され、そこから用途地点へと流れる。用途地点は又電気エネルギーを製造する発電機であることが可能である。製造ユニットが並列配置であり液体が吸い上げられる場合、圧力は一定に保たれるが吸い上げられる液体の量は増加する。本管２００中の流出する液体の圧力レベルが装置或いは材料といった情況のゆえに増加できず又高圧が必要とされない時、並列配置は適している。製造ユニットが直列配置である時、２ユニット或いはそれ以上の製造ユニットの排出口管は、最初に直列に連結され同じ液体移送ラインを形成し、そして該液体移送ラインから液体は本管２００中に移送される。直列配置は、液体が吸い揚げられる時本管中の液体の圧力レベルを増加させる可能性を提供する。直列配置において、吸い揚げられる液体量が一定である場合、液体／気体の圧力レベルは増加する。圧力が高い水準のために、流量に関係する消失は減少する。より高い圧力は多くの場合利用し易い。

製造設備より吸い揚げられた液体或いは気体は、本管（或いは複数の本管）を通ってタービン建て屋に導かれ、そこで液体或いは気体はタービンの助けにより発電機を回す。液体或いは気体は、他の作業機械を駆動することができ、或いは液体或いは気体によって製造される出力或いは圧力は、他の方法によって利用されることが可能である。

製造設備１は、格子網より成る耐酸鋼より製造された1個或いは幾つかのベース５０上に置くことができ、該各格子網四角片は既製の即席固定装置と各製造ユニットに対し配管（配線）を有している。図４において製造設備の配管は格子状ベース５０で統括され、該ベースは液体用本管２００、液体用移送ライン２０、又本管に接合されるための個々の製造ユニットから来る排出口管２ｃが備えられている。製造設備のベース５０の基本的な建設は、コンクリート或いは当該水域の情況に耐えるその他の建築材料であることが可能である。一つの製造設備は又、幾つかの分離したベースを持つことができる。水域の水底上の製造ユニット用のベースを創設することは以下の方法により為される。最初は、中間水域の水盆の水底に製造装置のために最も適した場所を探すことである。水底の輪郭と使用される材料にしたがって、ベースの為に為される創設作業が必要である。選択肢の中の最も簡単なものは、適切な下り勾配角度を持つ一様な岩石による水底に製造設備を建設することである。もし水底が砂或いは他の軟弱な素材であり、ひどい硬軟交互の形であるならば、製造設備のベース／複数のベースを確保するために追加の建設工事が必要となるかもしれない。波力エネルギー（製造ユニット）を取り出すために製造設備はいくつかの製造ユニットを構成し、該ユニットは製造設備のベース／複数のベース５０に取り付けられる。製造ユニットは、維持及び修理のためにベース／複数のベースから分離して取り外せることが好ましい。

製造設備のベースは、基礎岩盤へ底を堅く結わえ付けることによって、岩底に取り付けられる。軟弱な水底材料の場合はベースに対し底に基礎杭が打ち込まれる。数種の異なった地表材料から成る水盆の水底では適切な建設作業がベースを堅く結わえ付けるために為されなければならない。

上記に発明者等は、本発明に対応する製造設備の幾つかの用途のみを提供したが、技術的に知識ある読者は本発明が請求項に提供された本発明の主たる思想にしたがって多くの選択肢を持つと理解され得ることは言うまでもない。

このように製造ユニットは上述の方法で、ベース或いは類似の基礎を用いて水底に間接的に次いで適切な結わえ付け（例えば図４と比較乞う）によって水底に取り付けられるか、或いは又突出部或いはその類似品にて水盆の水底に直接取り付けられること可能である。捩じれポンプは又例えば、油圧にて使用される一般的なピストンポンプにて置換可能であり、その場合水塊の往復運動はピストン運動を通じてピストンポンプシリンダー内の中間物質へと移送される。

発電機は１個或いは幾つかの製造ユニットに直接連結されることができ、それによって電気エネルギーが電線を通じ生産現場より移送されることができる。

タービンを回すために液体或いは気体を使用する時、好ましい電力の型式は直接使用のため或いは回路網への供給のために製造され得ることである。

製造設備は又、直流或いは交流電力を直接発電するのに使用されることができる。電力への利用或いは更なる回路網への供給はなんらかの処理を必要とする。

波力エネルギーユニットが周期的な運動のために、発電された電力は多かれ少なかれ脈動であり、又直流電力に使用される場合でも形状において分散する。発生電力の均一性は、例えば製造ユニット（複数のユニット）によって動くはずみ車にて改善されることができる。直接の使用或いは回路網への供給のために交流電力を処理する時、交流モードは直流に変換され回路網への更なる供給のためにこの後再度交流に変換される。直接の使用或いは回路網への供給のために直流電力を処理する時、直流電力は最初に直流法により整頓され次いで回路網への供給のために交流に変換される。小規模使用において電力は局地使用用のアキュムレーターに貯蔵されることができ、それによって交流電力は直流に変換され次いで直流はアキュムレーターへと整理され調整される。

エネルギーを変換するための２個の空洞管を持つ捩じれポンプが取り付けられた波板を利用する、本発明に従った製造設備ユニットの一実施例の斜視図を示す。 図１Ａ中の捩じれポンプの断面図を示す。 エネルギーを変換するための１個の空洞管を持つ捩じれポンプが取り付けられた波板を利用する、本発明に従った製造設備ユニットの他の用途例の斜視図を示す。 図１Ｃにて方向１Ｄよりの液体注入口地点からの捩じれポンプの縦断面図を示す。 図１Ｃにて方向１Ｅよりのブラケット地点からの捩じれポンプの断面図を示す。 本発明に従った製造設備ユニットの他の選択肢として、海底に設置された垂直軸ローターを表す側面図を示す。 本発明に従った製造設備ユニットの更に他の選択肢として、水平ローターモデルを表す図である。 水盆中の波浪の影響を示す。 波力エネルギーを取り出すのに適する発電所を示す。

符号の説明

１ 製造設備
２ 波板
２ ローター翼
２０ 移送ライン
２００ 本管
２１ フランジ端
２２ アーム
２２ｂ 羽根
２２ｃ 中心軸
２ａ 天板
２ｂ 突出部
２ｃ 排出口管
３ 軸ローター
４ 製造ユニット
５ 基体／箱型ハウジング
５０ ベース
６ 捩じれポンプ
６１ 空洞管
６１ａ 枠
６２ 液体移送管
６２ａ 流入管
６２ａ１ 空洞開口部
６２ａ２ 予備室
６２ａ３ 格子状注入口
６２ｂ 流入バルブ
６２ｃ 流出管
６２ｃ２ 液体流出空洞
６２ｃ３ 流出管／排出口管
６３ 空洞
６４ 回旋軸／旋回軸
６５ 隔壁板
６５ａ 滑り接合
６６ 継目
６８ 突出部
Ａ 領域Ａ
Ｂ 領域Ｂ
Ｃ 領域Ｃ
ｈ 水深
Ｈ 水深
Ｌ 波長
Ｐ 水底
Ｔ 垂直面
Ｖ 水塊
Ｚ 波浪の運動深さ
α 角度

Claims (9)

1. 製造設備中に２ユニット或いはそれ以上の製造ユニット（４）が有り、水盆の水塊（Ｖ）は水盆の水底（Ｐ）又はその近傍に位置する製造ユニット（４）或いは製造ユニットの部材を活性化するようになされており、
   −製造ユニット（４）が、完全に水面下に没しており、
   −砕け波線よりも深い深さでかつ水塊（Ｖ）の各地点の運動が往復運動又は楕円運動をなす水深に製造ユニット（４）の全体を位置させるように、製造ユニット（４）がその下端側で水盆の水底（Ｐ）に取り付けられて中間水深にあり、
   −製造ユニット（４）又はそれの一部が水塊の運動に追従するように製造ユニット（４）をセットすることにより、水塊の往復運動又は楕円運動の運動エネルギーを電気エネルギー及び／又は運動エネルギー及び／又は中間剤の圧力といった他の形態のエネルギーに変換するのに使用され、
   −製造設備（１）の製造ユニット（４）中の板状体（２）又はその一部の往復運動によるエネルギーが、二つの同様な空洞管（６１）を有しこれらの空洞管を貫く旋回軸（６４）に基いて動作するが空洞管（６１）の枠（６１ａ）は不動状態にある該板状体に機能的に連結されたピストン式又は回動式のポンプ（６）を用いて、運動エネルギー及び／或いは中間物質の圧力に変換されることができることを特徴とする、製造設備（１）。
2. 液体或いは気体状の中間物質が、二つの同様な空洞管（６１）を有しこれらの空洞管を貫く旋回軸（６４）に基いて動作するが空洞管（６１）の枠（６１ａ）は不動状態にあるピストン式又は回動式のポンプ（６）により、水面上に或いは水盆の他の部分に加圧されて吸い上げられ、そこで圧搾空気或いは気体を製造するために、又装飾的な噴水、木材への含浸、貯水池への空気混入或いは気体状物質の分離用の昇圧を作り出すために使用されることが可能であり、或いは例えば海洋生物と水生植物の養殖、家屋の換気、暖冷房に使用、或いは例えば灌漑システム、ウォーターグライダ或いは消火システム等に必要な中間液体物質の流れを作り出すために使用されることが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の製造設備（１）。
3. 製造設備が、１個或いはそれ以上のベース（５０）を用いて水盆の水底（Ｐ）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載された製造設備（１）。
4. 製造設備（１）のエネルギー又は中間物質の移送装置（２ｃ、２０、２００）の或る一部或いは全部が、ベース（５０）に不動に取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載された製造設備（１）。
5. ベース（５０）が、製造ユニット（４）に取り付けられるよう準備された堅牢固定装置（６８）を持つことを特徴とする、請求項３又は４に記載された製造設備（１）。
6. 製造ユニット（４）が、水塊の運動エネルギーを電気エネルギーに変換するのに使用されることができ、該電気エネルギーが用途地点に電線或いはケーブルを経て移送されることができることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造設備（１）。
7. 電気エネルギーへの用途地点が、水盆表面上の電線であり、該電線にて該電気エネルギーが他の用途地点に移送されることを特徴とする、請求項６に記載の製造設備（１）。
8. 製造ユニット（４）が、水盆の水底（Ｐ）に取り付けられ、したがって水塊の運動が実質的に往復或いは楕円運動である水深に丁度位置することを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造設備（１）。
9. 製造ユニット（４）が、水盆の水深Ｈの波長Ｌに対する比率が１／２０−１／２である凡その領域で、砕け波線の深さよりも深い水盆の水底（Ｐ）に取り付けられることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の製造設備（１）。

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