JP5456938B2 - 潮汐エネルギー蓄積、発電方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、潮汐エネルギーを利用する方法及びシステムに関する。

潮汐エネルギーは、清潔で、環境を汚染しなく、生態的均衡を影響しない再生エネルギーである。潮水が毎日差引きし、一巡りしてまた始まり、取っても尽きず、使っても使い切れない。

潮汐エネルギーとは、海水が差引きすることによる水の位置エネルギーである。潮汐エネルギーは、相対的に安定する信頼可能なエネルギーであり、気候、水文などの自然要素による影響が少なく、終日発電量が安定し、洪水、渇水年と洪水、渇水期の影響が存在しなく、大量の畑を水浸しにしてダムを構成する必要がなく、人口移りが無く、畑を水浸しにするなどの複雑問題が存在しない。

従来、最も見られて既に良く応用されている潮汐発電は、海水の位置エネルギーと運動エネルギーを水タービン発電機により電気エネルギーに変換することである。潮汐発電所は、通常、港湾の港口に建てられる必要があるので、水が深く堰が長く、施工、土台処理及び沈泥防止などの課題が困難である。土木と電気機械の投資が大きく、建造費が高い。同時に、終日連続発電を達成するために、双ダムの潮汐発電所を採用する必要があり、工程量と投資の倍増を来し、潮汐発電所の発展に影響し、潮汐エネルギーの利用に影響する。同時に、全ての海面が何れも堰を建造して発電するのに適用するわけではないので、潮汐資源の利用が大きく制限される。

潮汐エネルギー利用のさらに形態は、「閉塞空浮動ドラム」の浮力と「注水浮動ドラム」の重力を利用し、差し潮と引き潮の過程で、浮動ドラムが潮差高度に対応する垂直運動を発生し、浮動ドラムの垂直運動を送り出して発電し、潮汐浮力発電を達成することである。

該原理を採用する各種類の発明と設計については、基本に三種類がある。

（１）浮動ドラムがシリンダーのピストンを直接駆動し、空気を圧力タンクに圧縮し、潮汐エネルギーを圧縮空気として蓄積し、発電する。ストロークが長く直径が大きいシリンダーが従来の製造技術と製造コストにより制限されるので、該設計について産業化応用が見られていない（潮汐差が２〜１５メートルの範囲内に、通常４〜５メートルであるが、ストロークが２メートルよりも大きく径が０．４メートルよりも大きいシリンダーであれば、製造が非常に困難であり、且つ価格が高く、産業化応用に適応不可能である）。

（２）浮動ドラムは、油圧シリンダーのピストンを直接駆動して海水を高位ダムに加圧し、潮汐エネルギーを高位水の位置エネルギーに変換して蓄積し、発電する。ストロークが長く直径が大きい油圧シリンダーが従来の製造技術と製造コストにより制限され、且つ高位ダムの施工を行う必要があるので、該設計についても産業化応用が見られていない。

（３）浮動ドラムがラック、ギアなどの機械機構を駆動し、潮汐エネルギーを伝動主軸のねじり力に実時間に変換し、増速箱を駆動して発電する。ストロークが長い機械構造が従来の製造技術と製造コストにより制限され、且つ該方案にエネルギー蓄積の手段を設計しないので、該設計についても、産業化応用が見られていない。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的が潮汐エネルギーの利用効率を向上することにある。

本発明の基本主旨は、潮水の差引きを利用してエネルギー蓄積部材を潮汐高度の二倍に接近する高度に上げることによって、潮汐エネルギーの利用効率を向上することにある。

前記主旨によれば、本発明は、初期段階、差し潮段階、滞潮段階及び引き潮段階を備える一個の潮汐周期において、初期段階で、浮体が閉塞空浮体になるようにするステップａと、差し潮段階で、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｂと、滞潮段階で、浮体に注水するステップｃと、引き潮段階で、浮体が注水された閉塞体になるようにすると共に、浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｄと、エネルギー蓄積部材が下降し、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換するステップｅとを実行し、次の潮汐周期が達する時に、前記ステップを繰り返す、ことを特徴とする潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電方法を提供する。

本発明に係る方法は、「閉塞空浮動ドラム」の浮力と「注水浮動ドラム」の重力とを利用し、差し潮と引き潮の時、エネルギー蓄積部材に双方向作用を与え、潮汐位置エネルギーの二倍になるエネルギーをエネルギー蓄積部材に貯蔵するので、潮汐エネルギーの利用効率を向上できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電方法によれば、ステップｅにおいて、エネルギー蓄積部材を複数の組に分け、一個の潮汐周期が完了した後、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持し、潮汐周期からの規制を受けなく、終日連続発電を達成するように、時分割に各組のエネルギー蓄積部材を解放する。プログラムに従いエネルギーを徐々に解放すれば、終日連続発電を達成でき、堰を建造する必要がない。

前記主旨によれば、本発明は、エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、該システムユニットは、注水、放水可能な浮体と、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する初期エネルギー変換装置と、注水された浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する倍率エネルギー変換装置と、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを更に備える、ことを特徴とする潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムを提供する。

本発明に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムによれば、差し潮の時、浮体の浮力を利用してエネルギー蓄積部材を潮水高度程度の位置に上げると共に、浮体が下降する時、続いて注水浮体の重力を利用してエネルギー蓄積部材を再び潮水高度程度の位置に上げ、従来の技術に対して、潮汐の浮力及び重力による倍率エネルギー蓄積及び発電の目的を達成できる。

潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記浮体は、その底部に設置され制御される吸排水弁と、その上部に設置され制御される吸排気弁とを備える。浮体の底部に制御される吸排水弁を設置し、浮体の上部に制御される吸排気弁を設置し、潮汐エネルギーの利用効率を更に効率良く上げることができ、吸排水が何れも浮体の底部において行われるので、海水が強大な水圧で浮体に進入しまたは浮体から排出され、上部の吸排気口にも気体の高速の出入が発生し（注水の時、浮体に正圧が発生し、気体が高速に噴出される一方、排水の時、浮体に負圧が発生し、気体が高速に吸入され）、該エネルギーもさらに応用されることができ、特に組合わせて設ける時、吸排気の総量がかなり大きく、更なる総合利用価値があり、運行コストを低減できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記初期エネルギー変換装置は、浮体に接続され、浮体の上昇に伴い上昇し、浮体の下降に伴い下降する浮体ブラケットと、前記エネルギー蓄積部材に接続される引上げ体と、引上げ体クラッチとを備え、浮体ブラケットが、引上げ体クラッチにより引上げ体と分離可能に接続される。浮体ブラケットは、浮体に接続され、浮体の上昇に伴い上昇し、浮体の下降に伴い下降し、差し潮の時、引上げ体クラッチと引上げ体とが噛合い、エネルギー蓄積部材を上昇駆動し、初期エネルギー蓄積の目的を達成できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記倍率エネルギー変換装置は、前記浮体ブラケットと、引下げ体と、引下げ体クラッチと、伝動可撓体と、を備え、浮体ブラケットが、引下げ体クラッチにより引下げ体と分離可能に接続され、引下げ体が伝動可撓体を介して滑車によりガイドされた後、引上げ体に接続される。引き潮の時、浮体が注水閉塞体と呼ばれ、浮体ブラケットが引上げ体に接続されず、引下げ体クラッチにより引下げ体のみに接続されるので、浮体の下降により引下げ体を下降駆動し、引下げ体の下降が滑車ガイド装置によりガイドされた後、エネルギー蓄積部材を続いて上げ、倍率エネルギー蓄積の目的を達成できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、該システムユニットは、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持する保持装置を更に備え、該保持装置が、該システムユニットの基礎に固定され、エネルギー蓄積部材に関連し、エネルギー蓄積部材を所定の高度に保持できると共に、潮汐周期からの規制を受けない位置決めクラッチである。位置決めクラッチによりエネルギー蓄積部材を所定の高度に保持すると共に、潮汐周期からの規制を受けなく、エネルギー蓄積部材を時分割に解放するので、連続発電を達成できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、該システムユニットは、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持する保持装置を更に備え、該保持装置が、該システムユニットの基礎に固定され、引下げ体と分離可能に接続されて引下げ体を所定の高度に保持すると共に、潮汐周期からの規制を受けない位置決めクラッチである。位置決めクラッチと引下げ体とが噛合った後、エネルギー蓄積部材を所定の高度に保持できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記発電装置は、発電ユニットを備え、前記滑車は、ラチェットであり、該ラチェットは、その外輪が可撓体をガイドし、その内輪が伝動主軸に固定され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材は下降過程においてラチェットを回動駆動して該伝動主軸を駆動し、該伝動主軸が発電ユニットに接続されているので発電するように発電ユニットを駆動できる。エネルギー蓄積部材が上昇すると、ラチェット外輪が伝動主軸と逆方向に運動し、ラチェット原理によれば、主軸トルクのエネルギーを消耗しない一方、エネルギー蓄積部材が下降すると、ラチェット外輪が主軸と同方向に運動し、外輪のトルクをラチェット機構を介して内輪に伝え、主軸を回転駆動する。ラチェットの単方向伝動の特徴を利用すれば、倍率エネルギー蓄積のニーズを満足できる同時に、伝動主軸を直接駆動する要求も満足でき、蒸気タービン、ターボ機関などの動力機械により水エネルギーを電気エネルギーに変換する必要が無く、伝動主軸により直接的に発電するように発電機を駆動することによって、エネルギー変換効率を大きく向上し、設備を簡素化し、システムの投資を低減できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記エネルギー蓄積部材は、固体エネルギー蓄積部材である。固体エネルギー蓄積部材は、その作用が潮汐エネルギーを蓄積することにあり、その重量が浮体の排水量に相当する。その構成材料がエネルギー蓄積部材の体積に対する構造全体の要求（強度要求無し）によって決まり、構造全体に要求されるエネルギー蓄積部材の体積が小さいと、金属、更に重金属材料（鉄鋼、鉛、水銀等）を使用することができる。エネルギー蓄積部材の体積に対する構造全体の要求が無い場合、コスト及び投資を低減するように、コンクリート、更に箱に入れられた小石、砂岩、クレーまたは水等を使用してもよい。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、該発電システムは、複数のエネルギー蓄積部材を備え、エネルギー蓄積部材のそれぞれは、一個の前記初期エネルギー変換装置に対応して接続され且つ一個の前記倍率エネルギー変換装置に対応して接続され、該複数のエネルギー蓄積部材が対応する初期エネルギー変換装置、倍率エネルギー変換装置は一個の浮体ブラケットを共用し、該複数のエネルギー蓄積部材が複数の組に配置され、最高位置に上昇した後、保持装置により最高位置に保持されると共に、保持装置により各組のエネルギー蓄積部材を時分割に解放する。各組のエネルギー蓄積部材を正規の位置に上げた後、位置決めクラッチの作用で正規の高度に保って潮汐周期からの規制を受けなくなり、規定のステップに従い時分割にエネルギー蓄積部材を解放して落下させ、発電ユニットを駆動し、潮汐エネルギーの蓄積を達成し、終日連続発電を達成できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記引上げ体は、それに対応するクラッチにラチェットを介して噛合うラチェットプルバーである。ラチェットプルバーとクラッチとの噛合いは、単方向噛合いであり、さらに倍率エネルギー蓄積の要求を満足できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、初期エネルギー変換装置と倍率エネルギー変換装置とが海上プラットフォームに設置され、エネルギー蓄積ユニットが伝動可撓体により海上プラットフォーム以外の位置にガイドされ、複数のシステムユニットのエネルギー蓄積ユニットが該プラットフォーム以外の位置に組合わせられる。発電ユニットなどの装置は何れも海面プラットフォームまたは近海陸地に取付けられ、海底に施工、運行及び操作を行う必要が無く、施工難度を大きく簡素化できると共に投資を減少できる。

前記潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムにおいて、前記発電装置は発電ユニットを備え、複数のシステムユニットの前記伝動可撓体がそれぞれラチェットによりガイドされ、前記ラチェットが同じ一本の伝動主軸に固定され、該ラチェットは、その外輪が伝動可撓体をガイドし、その内輪が伝動主軸に固定され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材は下降過程においてラチェットを回動駆動して該伝動主軸を駆動し、該伝動主軸が発電ユニットに接続されているので発電するように発電ユニットを駆動できる。本発明に係る発電システムが独立ユニットシステムであれば、独立ユニットシステムの発電量が大きくても良く、小さくてもよい（数キロワットから数千キロワットであってよい）と共に、組合わせて運行することも可能であり、大規模の潮汐発電基地を形成することが可能である。

前記主旨によれば、本発明は、初期段階、差し潮段階、滞潮段階及び引き潮段階を備える一個の潮汐周期において、初期段階で、浮体が閉塞空浮体になるようにするステップａと、差し潮段階で、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｂと、滞潮段階で、浮体に注水するステップｃと、引き潮段階で、浮体が注水された閉塞体になるようにすると共に、浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｄとを備える、ことを特徴とする潮汐エネルギーの蓄積方法を提供する。

前記主旨によれば、本発明は、エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、該システムユニットは、注水、放水可能な浮体と、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する初期エネルギー変換装置と、注水された浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する倍率エネルギー変換装置とを更に備える、ことを特徴とする潮汐エネルギーの蓄積システムを提供する。

本発明に係る潮汐エネルギーの蓄積方法、システムは、前記のように、倍率エネルギー蓄積の目的を達成できると共に、発電に使用できるし、例えば海水脱塩処理などの工業応用にも使用できる。

前記主旨によれば、本発明は、キャビティを有し、底部には制御される吸排水弁が設置され、上部には制御される吸排気弁が設置される、ことを特徴とする潮汐エネルギー蓄積用の浮体を提供する。

浮体は吸排水弁が吸排水の機能を有し、吸排気弁が吸排気の機能を有し、該浮体と従来の「単方向吸排水浮体」とは原則上において次の相違点がある。

「単方向吸排水浮体」の吸水弁が浮体の頂部にあり、排水弁が浮体の底部にあり、運行の時、満潮位置に達する前に、浮体の浮上運動を強引に停止すると共に海水に浮体を所定の深さまで浸さなければならなく、このように、強大な浮力を克服可能となり且つ位置調整可能な位置制限装置を取付ける必要があるし、沢山の潮差エネルギーを失い、投資が増え、エネルギーの産出が減少してしまう。

「単方向吸排水浮体」の上部吸水の設計が吸排水口を取り消したと同時に高速出入気体総合利用の可能性も失したことに対して、本発明に係る浮体に関しては、吸排水が何れも浮体の底部において行われるので、海水が強大な水圧で浮体に進入しまたは浮体から排出され、上部の吸排気口にも気体の高速の出入が発生し（注水の時、浮体に正圧が発生し、気体が高速に噴出される一方、排水の時、浮体に負圧が発生し、気体が高速に吸入され）、該エネルギーもさらに応用されることができ、特に組合わせて設ける時、吸排気の総量がかなり大きく、更なる総合利用価値があり、運行コストを低減できる。

底部から吸水する場合に比べて、上部から吸水する場合、海水が浮体に入る速度はかなり低く、滞潮を保持する時間が限定され、浮体の排水量が所定の範囲を超えると、灌水が間に合わない場合を発生し易く、正常な運行が影響される。

前記主旨によれば、本発明は、エネルギー蓄積部材を上げるための潮汐エネルギー蓄積の倍率上げシステムにおいて、浮体ブラケットと、引上げラチェットバーと、引上げラチェットバークラッチと、伝動可撓体と、滑車と、伝動主軸と、引下げクラッチバーと、引下げクラッチバークラッチとを備え、伝動可撓体が滑車を回ると共に、引上げラチェットバーと引下げクラッチバーとをそれぞれ滑車の両側に吊下げ、浮体ブラケットの両側にそれぞれ引上げラチェットバークラッチ、引下げクラッチバークラッチが取付けられ、浮体ブラケットが引上げクラッチバークラッチにより引上げクラッチバーと分離可能に接続されると共に、引下げクラッチバークラッチにより引下げクラッチバーと分離可能に接続され、引上げクラッチバーがエネルギー蓄積部材を接続するために用いられる、ことを特徴とする潮汐エネルギー蓄積用の倍率上げシステムを提供する。

差し潮の時、「閉塞空浮動ドラム」が浮力の作用で浮体ブラケットを上昇駆動し、この時浮体ブラケットが引上げラチェットバークラッチにより引上げラチェットバーに接続される同時に、引下げクラッチバーを解放し、エネルギー蓄積部材を満潮位置に上昇駆動し、滞潮の時、引下げクラッチバークラッチを繋いで引下げクラッチバーを抱き締め、引上げクラッチバークラッチを切って引上げクラッチバーを解放し、差し潮の時、「注水浮動ドラム」が重力で落下し、引下げクラッチバーを下降駆動し、伝動可撓体によりエネルギー蓄積部材を再び駆動し、浮体高度≪潮差の場合、エネルギー蓄積部材が上昇した総高度≒二倍の潮差となり、本発明の「倍率上げ」の要求を達成できる。

前記主旨によれば、本発明は、エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、該システムユニットは、キャビティと、底部に設置され制御される吸排水弁と、上部に設置され制御される吸排気弁とを備える浮体と、浮体ブラケットと、引上げラチェットバーと、引上げラチェットバークラッチと、伝動可撓体と、滑車と、伝動主軸と、引下げクラッチバーと、引下げクラッチバークラッチとを備え、伝動可撓体が滑車を回ると共に、引上げラチェットバーと引下げクラッチバーとをそれぞれ滑車の両側に吊下げ、浮体ブラケットの両側にそれぞれ引上げラチェットバークラッチ、引下げクラッチバークラッチが取付けられ、浮体ブラケットが引上げクラッチバークラッチにより引上げクラッチバーと分離可能に接続されると共に、引下げクラッチバークラッチにより引下げクラッチバーと分離可能に接続され、引上げクラッチバーがエネルギー蓄積部材に接続される、倍率上げシステムとを更に備える、ことを特徴とする潮汐エネルギー蓄積システムを提供する。

前記主旨によれば、本発明は、エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、該システムユニットは、キャビティと、底部に設置され制御される吸排水弁と、上部に設置され制御される吸排気弁とを備える浮体と、浮体ブラケットと、引上げラチェットバーと、引上げラチェットバークラッチと、伝動可撓体と、滑車と、伝動主軸と、引下げクラッチバーと、引下げクラッチバークラッチとを備え、伝動可撓体が滑車を回ると共に、引上げラチェットバーと引下げクラッチバーとをそれぞれ滑車の両側に吊下げ、浮体ブラケットの両側にそれぞれ引上げラチェットバークラッチ、引下げクラッチバークラッチが取付けられ、浮体ブラケットが引上げクラッチバークラッチにより引上げクラッチバーと分離可能に接続されると共に、引下げクラッチバークラッチにより引下げクラッチバーと分離可能に接続され、引上げクラッチバーがエネルギー蓄積部材に接続される、倍率上げシステムと、発電ユニットと、エネルギー蓄積部材に関連し、下降するエネルギー蓄積部材により駆動され、発電するように発電ユニットを駆動する伝動主軸とを更に備える、ことを特徴とする潮汐エネルギー発電システム。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、前記滑車は、ラチェットであり、ラチェットは、その内輪が伝動主軸に固定され、その外輪が伝動可撓体により回され、該伝動可撓体はラチェットの外輪を駆動できる。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、該システムユニットは海上プラットフォームを有し、浮体、倍率上げシステムが海上プラットフォームに取付けられ、引上げクラッチバーとエネルギー蓄積部材とが牽引可撓体により接続され、該牽引可撓体は、海上プラットフォーム以外の位置に延びると共に、該位置でラチェットを回り、ラチェットは、その内輪が伝動主軸に固定され、その外輪が牽引伝動可撓体により回され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材が下降過程においてラチェットを回動駆動できる。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、複数のシステムユニットのエネルギー蓄積部材の牽引可撓体により回されたラチェットは、同じ一本の伝動主軸に設置される。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、該牽引可撓体は、海上プラットフォーム以外の陸地位置に延び、該陸地位置には、エネルギー蓄積部材の下方にピットが形成される。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、該システムユニットは、位置決めクラッチをさらに備え、該位置決めクラッチは、該システムユニットの基礎に設置され、引下げクラッチバーと分離可能に噛合うことができる。

前記潮汐エネルギー発電システムにおいて、該システムユニットは、複数組のエネルギー蓄積部材を備え、エネルギー蓄積部材のそれぞれは、一個の前記倍率上げシステムにより上げられると共に、一個の前記位置決めクラッチと対応する引下げクラッチバーの噛合いにより位置決められ、該複数のエネルギー蓄積部材に対応する倍率上げシステムは一個の浮体ブラケットを共用し、各組のエネルギー蓄積部材の位置決めクラッチは時分割に引下げクラッチバーを解放できる。

本発明に係る潮汐エネルギー発電システムによれば、簡単な構造で倍率エネルギー蓄積を達成でき、エネルギー蓄積の上昇高度が潮差高度の二倍になるが、従来技術のように潮水を高位に揚水するシステムよりも低くなり、本発明に係る潮汐エネルギー発電システムは、堰を建造できない平らでまっすぐな砂浜、浅い砂浜及び島の沿岸に潮汐発電を実現でき、潮汐資源の利用範囲を大きく拡大できる。

本発明の前記目的、特徴及び技術効果については、図面と具体実施形態を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の第一実施例に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムを示す。 図２は、第一実施例における満潮空浮動ドラムの状態を示す。 図３は、第一実施例における満潮注水状態を示す。 図４は、第一実施例における引き潮排水状態を示す。 図５は、本発明の第二実施例に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積海水脱塩処理システムを示す。 図６は、本発明の第三実施例に係る浮動拡散式潮汐浮力海水脱塩処理システムの干潮状態を示す。 図７は、第三実施例における差し潮状態を示す。 図７ａは、本発明の第四実施例に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積発電システムを示し、その浮体が干潮空浮動ドラム状態にある。 図７ｂは、第四実施例における浮体満潮注水状態である。 図７ｃは、第四実施例における浮体引き潮排水状態である。 図８は、本発明の第五実施例に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積連続発電システムである。 図９ａは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が初期干潮段階にある状態を示す。 図９ｂは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第一回差し潮―引き潮段階にある状態を示す。 図９ｃは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第一回差し潮―干潮段階にある状態を示す。 図９ｄは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第二回差し潮―引き潮段階にある状態を示す。 図９ｅは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第二回差し潮―干潮段階にある状態を示す。 図９ｆは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第三回差し潮―引き潮段階にある状態を示す。 図９ｇは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第三回差し潮―干潮段階にある状態を示す。 図９ｈは、第五実施例におけるエネルギー蓄積部材が第四回差し潮―引き潮段階にある状態を示す。 図１０は、本発明の第六実施例に係るエネルギー蓄積部材を移した発電システムの干潮状態図である。 図１１は、本発明の第六実施例の満潮状態図である。 図１２は、本発明の第六実施例の引き潮状態図である。 図１３は、本発明の第七実施例に係るエネルギー蓄積部材を移した発電システムのピット式作動状態図である。 図１４は、本発明の第八実施例に係る組み合わせ式浮力重力倍率エネルギー蓄積発電システムの概略図である。 図１５は、本発明の第九実施例に係る潮汐、風力、太陽の三次元エネルギー総合利用エネルギー場の概略図である。

図１から図４を参照しながら、本発明に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電方法は、潮汐の周期を周期として繰返して行う複数のステップを備え、一つの潮汐の周期は初期段階、差し潮段階、滞潮段階及び引き潮段階を備え、該方法は、
図１に示すように、初期段階で浮体３が閉塞空浮体になるステップａと、
図１及び図２に示すように、差し潮段階で、浮体３が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材８の重力位置エネルギーに変換するステップｂと、
図３に示すように、滞潮段階に接近する又は満潮する時に、浮体３に注水し、この時に上弁２１及び下弁２を開けて、潮水が下弁２から入り込み、浮体キャビティにおける気体が上弁２１から排出されるようにし、潮水が速やかに浮体を満たすステップｃと、
続いて、図３に示すように、引き潮段階で、上弁２１、下弁２を閉じて、浮体３が注水された閉塞体になると共に、浮体３が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｄと、
図４に示すように、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換するステップｅと、
次の潮汐が到着する時に、上記のステップを繰り返すステップｆと、を備える。

本発明の方法に対応し、図１から図４は潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムを示している。図１から図４に示すのは一つのシステムユニット１００である。システム全体は、少なくとも一つのこのようなシステムユニットから構成してもよい。該システムユニット１００は、浮体３とエネルギー蓄積部材８とを備え、さらに、前記ステップｂに対応して、浮体３が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材８の重力位置エネルギーに変換する初期エネルギー変換装置と、前記ステップｃに対応して、注水された浮体３が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材８の重力位置エネルギーに変換する倍率エネルギー変換装置と、前記ステップｅに対応して、エネルギー蓄積部材８の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを備えている。図１と図４に、前記浮体制御装置、初期エネルギー変換装置、倍率エネルギー変換装置、発電装置を好ましい実施例で示しているが、これに限定されず、当業者は、本発明の主旨に基づきシステムの各装置を変更または変形することができる。

図１に示すように、浮体３はキャビティ１を有し、上弁（吸排気弁）２１と下弁（吸排水弁）２をさらに有し、上弁２１と下弁２が電磁弁であってもよいが、電磁弁に限定されておらず、ＰＬＣ等のロジック制御ユニットにより各実行ユニットを制御して上弁２１、下弁２の開閉を行うことができる。実行ユニットは、例えば機械伝動機構、油圧伝動ユニットまたは空圧伝動ユニットであり、図中に明らかに見えるように、ロジック制御ユニット、実行機構を図示せず、上弁２１、下弁２およびそれらの対応する実行機構、ロジック制御ユニットは、本発明に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムの浮体制御装置を構成し、該浮体制御装置は、前記方法のステップａで上弁２１、下弁２を閉じて、前記方法のステップｃで上弁２１、下弁２を開けて、ステップｄで上弁２１、下弁２を再び閉じることができ、その更なる作動原理については後述する。浮体制御装置のロジック制御ユニット及び実行機構は、幾つかの特別の場合に、一体に統合されてもよい。以上の説明は、浮体制御装置の各種類実現方式を極めて挙げず、当業者は、本発明の主旨に基づき具体的な場合に面する際に従来技術を選択するまたは組合せることにより、様々な、浮体３を開閉可能な浮体制御装置を構成することができる。

図１を続いて参照すると、初期エネルギー変換装置は、浮体ブラケット７、引上げ体クラッチ１１及び引上げ体１０を備える。浮体ブラケット７は浮体３に接続され、両者は、ピボット軸６を介して繋がっているので、ピボット軸６を中心に相対的に回動することが可能となり、このような可撓接続は、潮水波動による各種の浮体揺動を対応することが可能となる。浮体ブラケット７には、引上げ体クラッチ１１と引下げ体クラッチ１７が取付けられ、浮体ブラケット７は、引上げ体クラッチ１１により引上げ体１０と離脱可能に接続されると共に、引下げ体クラッチ１７により引下げ体１６と離脱可能に接続されているが、後述する作動過程の説明から分かるように、浮体ブラケット７は引上げ体１０及び引下げ体１６の両者と同時に接続されない。引上げ体１０は、その下端が紐（牽引可撓体）９を介してエネルギー蓄積部材８を吊下げ、その上端が紐（伝動可撓体）１２の右端に接続されている。また、紐９の長さは概略的に表示され、後述する説明から分かるように、その実際の長さが図中に示す長さよりも遥かに長い。引上げ体クラッチ１１と引上げ体１０及び引下げ体クラッチ１７と引下げ体１６の噛合については、多種類の方式があり、引上げ体１０がプルバーであり、引下げ体１６もプルバーであり、例えば、プルバー１０及びプルバー１６にはラチェットが形成され、クラッチ１１及びクラッチ１７にも対応するラチェットが形成され、後述する幾つかの実施例においては、引上げ体１０を引上げラチェットバーや引上げバーやラチェットプルバーと称し、または、プルバーと略称し、引下げ体１６を引下げラチェットバーや引下げバーやラチェットプルバーと称し、または、プルバーと略称し、相応的には、クラッチ１１、１７を引上げラチェットバークラッチ１１、引下げラチェットバークラッチ１７とそれぞれ称し、或いはクラッチと略称する。

エネルギー蓄積部材８は、図においてブロックで表示されているが、その形状がこれに限定されず、エネルギー蓄積部材８はコストが非常に低い方式で提供されることができ、例えば箱に入れられたクレー、河成砂、海水等を選択してもよい。エネルギー蓄積部材８は従来技術のように流れている水によりエネルギーを蓄積する必要がないので、固体エネルギー蓄積部材と称することが可能となり、後述する説明から分かるように、エネルギー蓄積部材８は主に高度を上げることで重力位置エネルギーを蓄積するものであり、その重量が浮体の排水量に相当し、その構成材料がエネルギー蓄積部材の体積に対する構造全体の要求（強度要求無し）によって決まり、構造全体に要求されるエネルギー蓄積部材の体積が小さいと、金属、更に重金属材料（鉄鋼、鉛、水銀等）を使用してもよい。エネルギー蓄積部材の体積に対する構造全体の要求が無い場合、コスト及び投資を低減するように、コンクリート、更に箱に入れられた小石、砂岩、クレーまたは水等を使用してもよい。紐１２または紐９は、鋼線やガラス繊維やチェーン等の何れの、高い引張強度を有する材料からなる撓曲可能な可撓体であってもよい。

図１を続いて参照すると、倍率エネルギー変換装置は、浮体ブラケット７、引下げ体１６及び引下げ体クラッチ１７を備える。紐１２は、ラチェット１３、１４にガイドされることにより、その左端が引下げ体１６の上端に接続されている。引下げ体１６の下端は、引下げ体クラッチ１７と離脱可能に接続されると共に、位置決めクラッチ１８と離脱可能に接続されるが、クラッチ１７、１８の両者と同時に接続されない。位置決めクラッチ１８が接続シート１９に固定され、接続シート１９がプラットフォーム５に取付けられ、プラットフォーム５が水平面２２よりも高くなっている。浮体ブラケット７が浮体３に接続された後、浮体３の上下運動に伴い上下運動する。接続シート１９が貫通孔を有し、引下げ体１６が該貫通孔に支障無く上下移動することが可能である。

図１を続いて参照すると、発電装置は、発電機（図示せず）、ラチェット１３、１４を備える。ラチェット１３、１４は、外輪１３及び内輪１４を備え、外輪１３が滑車として機能し可撓体９により回され、ラチェット１３、１４間に単方向伝動のみが可能であり、図においてラチェットの単方向伝動方向が時計回りとなり、エネルギー蓄積部材８の下降方向に伝っている。ラチェット内輪１４が伝動主軸１５に固定的に取付けられ、伝動主軸１５がラチェット内輪１４に伴い同期して回動する。

前記クラッチ１１、１７、１８及び浮体制御の制御装置は、一体に統合されてもよく（以下、一体に統合される方式で説明し、それらを制御するための装置を何れも制御装置と称する）、別体に設置してもよく、当業者が必要に応じて電気制御、気体制御、液体制御等の何れの制御方式の制御装置を選択することが可能である。

以下、図１から図４を参照しながら、本発明に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムの一つの作動周期を説明する。

図１においてシステムが潮汐周期の初期周期にあることを示し、この時、浮体３の下弁２と上弁２１が閉じられ、キャビティ１が閉塞体となり、浮体３がエネルギー蓄積部材８の重圧で水に沈み、浮体内には空気が満たされ、浮体が「閉塞空浮動ドラム」状態にあり、浮体の上面のみが水面に露出し、エネルギー蓄積部材８の重力がクラッチ１１とプルバー１０の噛合いにより浮体ブラケットに押さえられ、浮力とエネルギー蓄積部材の重力とが釣合い、プラットフォームの最低位置にあり、差し潮段階にある場合、浮体３が最大の浮力を受けて上昇開始し、この時、これに伴って浮体ブラケット７が上昇し、この際に浮体ブラケット７が引上げ体クラッチ１１を介して引上げ体１０に接続されているが、浮体ブラケット７と引下げ体１６が離脱し、つまり、引下げ体クラッチ１７を切り、位置決めクラッチ１８も切り、プルバー１０と浮体ブラケット７が接続されているので、プルバー１０もそれに伴って上昇し、エネルギー蓄積部材８がプルバー１０の動作で上昇開始し、よって、重力位置エネルギーを蓄積開始し、引下げ体１６がプルバー１０の上昇に伴って下降し、プルバー１０と引下げ体１６が紐９の接続により連動することが可能となると共に運動方向が常に反対し、且つ、この時、エネルギー蓄積部材が上昇する際にラチェット外輪１３を主軸と逆方向に回動させるが、主軸１５及びラチェット内輪１４が運動しない。

図２に示すように、浮体３が最高位置に接近するように上昇し、この時、浮体ブラケット７と引上げ体１０が協働作用し、固体エネルギー蓄積部材８の初期エネルギー蓄積作動を完了し、図２及び図１を比較すると、固体エネルギー蓄積部材８については、高度が既にある程度上昇し、該高度が潮水高度に大体等しい。

図３に示すように、滞潮の際に、制御装置が浮体３の下弁２と上弁２１を開けて、この時、潮水が速やかにキャビティ１を満たす。

その後、潮水が去って、浮体３が満たされた後、制御装置が再び下弁２と上弁２１を閉じるので、浮体３が閉塞した潮水で満たされた重物と称され、該重物の重量がエネルギー蓄積部材８の重量よりも大きく、潮水が去っている過程で浮体３が重力で下降し、この時、引下げ体クラッチ１７を繋いで浮体ブラケット７と引上げバー１６を接続すると共に、引上げ体クラッチ１１と位置決めクラッチ１８が切れているため、浮体３が下降すると、これに伴って浮体ブラケット７が下降し、引上げバー１６も下降開始する同時に、引上げ体１０がエネルギー蓄積部材８と共に上昇する。浮体が干潮海面（水面から０．２メートル）に接近するように下降すると、引下げ体クラッチ１７を繋いでプルバー１６を抱き締める同時に、プラットフォームに取付けられたクラッチ１８も繋いでプルバー１６を抱き締め、浮体が干潮海面に接近する位置に滞在し、この時、エネルギー蓄積部材８の上昇高度＝潮差−浮体高度となる。浮体高度≪潮差の場合、上昇高度≒潮差となり、エネルギー蓄積部材が上昇した総高度≒二倍の潮差となり、「倍率上昇」を達成し、倍率エネルギー蓄積を図った。

図４に示すように、浮体の下弁が水面から０．２メートル程度である場合、クラッチ１７、１８の結合・分離状態を制御し、浮体の下降を停止し、制御装置が下弁２と上弁２１を同時に開けて、浮体３における海水を自動的に排出し、海水が完全に排出された後、下弁２と上弁２１を閉じて、浮体３が再び閉塞状態に戻るようにする。同時に、クラッチ１７、１１を切り、排水された閉塞の浮体３が重力で下降して海水に沈み、初期位置に戻り、次の周期の潮汐運行に移行するように準備する。この時、位置決めクラッチ１８を繋いで引上げバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材８を最高位置に保ち、次の潮水の到着を待つ過程（即ち、停潮段階）で、連続発電を達成するようにプログラムに従いエネルギー蓄積部材８を次第に解放することが可能であり、ステップ毎に解放する方法については後述する。エネルギー蓄積部材８を解放し、つまり、クラッチ１８を切った後、エネルギー蓄積部材８が下降してラチェット外輪１３を回動させることによって、ラチェット全体が反時計回りに回動し、ラチェットが伝動主軸１５を駆動して発電機または発電ユニットを駆動開始して発電し、エネルギー蓄積部材８の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換し、このような方式は、水タービン、ターボ機関などの動力機械を介して水エネルギーを電気エネルギーに変換する必要がなく、潮汐の位置エネルギーを主軸の回転トルクに直接変換し、発電機が発電するように減速機を直接駆動することが可能となり、エネルギー変換効率が大きく向上し、設備を簡素化し、システムの投資を低減できる。

上記の説明によれば、エネルギー蓄積部材８は差し潮と引き潮の過程で、閉塞する空浮体の浮力と注水された浮体の重力の両方向作用を受けて、初期エネルギー変換装置と倍率エネルギー変換装置の作用で潮差の約二倍の高度Ｈに上げられ、エネルギー蓄積部材の重力が浮体排水量と相同であり、エネルギー蓄積部材への潮汐落差エネルギーの移行及び蓄積を達成した。この過程では、エネルギーの消耗が無いと共に、高度を潮差の二倍に上げていることにより、エネルギー蓄積部材に含まれる位置エネルギーが浮体の潮汐エネルギーの二倍になる（Ｅ＝ｍｇ２Ｈ、ｍは浮体重量である）。

図５に本発明の第二実施例である潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積海水脱塩処理システム２００を示し、海水脱塩処理システム２００は、第一実施例に係る発電システム１００と、真空ポンプ３２が配置された海水蒸発タワー３０と、蒸気凝縮タワー３１とを備え、真空ポンプ３２が伝動主軸１５に関連し、つまり、伝動主軸１５と真空ポンプ３２とが動力伝達機構を介して繋がり、伝動主軸１５が真空ポンプ３２を作動駆動し、本実施例において、発電システム１００が発電機として機能せず（発電ユニットを取消し）、動力システムのみとして動力を提供することが可能である。本実施例において、海水蒸発タワー３０が一定の体積を有する筒体であり、さらに給湯機３３を選択的に配置でき、海水が取水管３４に入り給湯機３３までに揚水され、給湯機３３で加熱された海水が更に海水蒸発タワー３０に入り、海水蒸発タワー３０の底部が海水であり、真空ポンプ３２と海水蒸発タワー３０の上部が管３６ａを介して繋がり、真空ポンプ３２が海水蒸発タワー３０を真空にした後、海水蒸発タワー３０に負圧が形成され、発生した負圧が海水における水分を速やかに海水から蒸発させ、真空ポンプ３２により抽出され、真空ポンプ３２が更に管３６ｂを介して凝縮タワー３１に繋がり、凝縮タワー３１内に冷却水があり、冷却水にはコイル管３５が存在し、真空ポンプから送り出された高圧蒸気がコイル管３５に入り冷却水により冷却された後、凝縮し、最終に、凝縮して形成された淡水が容器３６に入る。一方、海水蒸発タワー３０から送り出された高濃度塩水が容器３５に入り、容器３５における高濃度塩水は塩を生産するために使用されることが可能である。

図６及び図７に本発明の第三実施例である潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積海水脱塩処理システム３００を示し、該実施例に係る海水脱塩処理システム３００は、第一実施例に係る発電システムを基礎にして変更することにより形成されたものであり、第一実施例をもとに、エネルギー蓄積部材を浮動拡散式海水蒸発タワー４０に換えると共に、本々エネルギー蓄積部材に接続される鋼索９を延ばし、鋼索９が滑車組２３によりガイドされた後陸地に延び、且つ本々伝動主軸１５を駆動するラチェット１３、１４も陸地に移し、陸地に移されたラチェット１３、１４や海水蒸発タワー４０等が陸地にあるブラケット２０ａにより支持され、海面プラットフォーム５にあるブラケット２０が支持軸１５ａと定滑車１４ａを支持している。第三実施例と後述する第六実施例とは、潮汐エネルギーを利用する面で実質に相同の原理がある。

海水蒸発タワー４０は上浮動ドラム４１ａと固定筒４１ｂとを備え、固定筒４１ｂの上部に環形状のシール溝４２があり、上浮動ドラム４１ａの下部がシール溝４２に挿入され且つシール溝４２内に上下移動可能となり、上浮動ドラム４１ａがシール溝４２に挿入された後、固定筒４１ｂを覆い、シール溝４２に液体（例えば海水）を加えた後、海水蒸発タワー４０のシールを達成することが可能となると共に、上浮動ドラム４１ａと固定筒４１ｂにより限定されたシール空間が変化可能となり、上浮動ドラム４１ａと固定筒４１ｂとの間のシール構造は液体シールのほか、他のシール構造であってもよく、上浮動ドラム４１ａの上方向運動により蒸発タワー４０の内部空間を拡大し、真空負圧を発生する。

管４３ａを介して固定筒４１ｂの下部に海水を導入し、管４３ａに電磁弁４４ａが設置され、固定筒４１ｂ内の底部から適当な高度の位置には凝縮水ドレーンパン４９が支持され、ドレーンパン４９が管４３ｂを介して淡水または水空気混合物を凝縮タワーに送り出し、管４３ｂに電磁弁４４ｂが設置され、固定筒４１ｂの底部に管４３ｃがさらに接続され、管４３ｃに電磁弁４４ｃが設置され、高濃度の塩水が固定筒４１ｂの底部から管４３ｃに流れ、最終に固定筒４１ｂから流れ出し、固定筒４１ｂの内壁と凝縮水ドレーンパン４９との間に凝縮水スクレーパー４８が設置され、凝縮水スクレーパー４８が筒体内壁に伝う水蒸気凝縮液体をドレーンパン４９に導入し、ドレーンパン４９の底部に淡水導出管４３ｂが設置される。好ましくは、海水蒸発タワー４０に給湯機がさらに配置され、例えば太陽エネルギー給湯機が配置され、管４３ａにおける海水が給湯機により加熱された海水となる。

以下、本実施例の作動過程を説明する。

図７に示すように、差し潮―引き潮の段階で、潮汐が浮体に対して双方向の作用を与え、鋼索９を介して海水蒸発タワー４０上部の上浮動ドラム４１ａを２Ｈ（Ｈは潮汐の高度である）の高度程度まで直接に上げ、シールされた「海水蒸発タワー」の体積を拡大して負圧を発生する。２Ｈの高度程度まで上げた後、電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、上浮動ドラム４１ａを最高位置に保ち、蒸発タワーにおける真空の真空度を保ち続ける。取水電磁弁４４ａを開けて、海水が負圧の作用で太陽エネルギー給湯機を流れて固定筒４１ｂに入るようにし、予め加熱された海水が固定筒４１ｂに保ち続ける負圧の作用で速やかに蒸発し、大量の蒸気を発生する。

干潮段階で、電磁プルバークラッチ１８を切ってラチェットプルバー１６を解放し、上浮動ドラム４１ａが重力で下降し、固定筒４１ｂ内の圧力が増大し、水蒸気の一部が水に凝縮して筒壁に伝って流れ、その後、水が凝縮水スクレーパー４８に伝って凝縮水ドレーンパン４９に入り、上浮動ドラム４１ａが下降する重力の作用で、水空気混合物が管４３ｂを介して凝縮タワー（図６に図示していないが図５を参照して理解可能である）までに送り出され、凝縮後、淡水を絶え間なく発生し続けることが可能となる。蒸発タワー４０における海水は水の蒸発によりその塩濃度が増大し、電磁弁４４ｃを制御することによって、濃度が高い塩水を排出して食塩を生成することが可能となり、新鮮な海水は海水蒸発タワーの負圧作用でタワーに吸込まれ、このように繰り返して、潮汐の作用で絶え間なく海水を原料として淡水と塩とを生産することが可能となる。

第二実施例に対して、第三実施例は、浮動拡散式海水蒸発タワー４０を利用して真空ポンプを節約することが可能である。

図６に示すように、ブラケット２０ａの高度を低減するために、蒸発タワー４０をピットに設置する。

図７ａ乃至図７ｃに本発明に係る第四実施例を示し、第四実施例は第一実施例において圧力タンク５１と真空タンク５０を加えたものである。真空タンク５０と圧力タンク５１とは何れも管を介して浮体３の上弁２１に接続される。圧力タンク５１に接続されている管には、電磁弁５１０が設置され、真空タンク５０に接続されている管には、電磁弁５００が設置される。図７ａに示すように、干潮空浮動ドラム状態で、電磁弁５１０と電磁弁５００とは何れも遮断状態にあり、浮体３と圧力タンク５１、真空タンク５０とが連通していない。図７ｂに示すように、浮体が満潮注水段階にある際に、下弁２と上弁２１は何れも開けられ、潮水が下弁２から浮体３に湧き、同時に、浮体３における空気が排出され、この時電磁弁５１０が開けられ、排出された空気が圧力タンク５１に入る。図７ｃに示すように、浮体が引き潮排水段階にある際に、電磁弁５１０が閉じられ、電磁弁５００が開けられ、浮体内の海水が自重で浮体３から流れ出、浮体３内に海水の流れ出による負圧が形成され、真空タンク５０が真空にされる。第四実施例の利点は、発電の同時にさらに副産物である真空タンク５０と圧力タンク５１を形成したことである。

明らかに、第四実施例における真空タンク５０、圧力タンク５１が浮体の上弁２１に接続される構造は、前述した各実施例及び後述する各実施例に適用されてもよい。

図８に本発明に係る潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムの別の実施例（本発明の第五実施例）を示し、図８においても一個のシステムユニット４００のみを示し、システム全体が少なくとも一個のこのようなシステムユニット４００からなる。図８において、（ａ）が正面図、（ｂ）が断面図、（ｃ）が上面図である。該実施例と図１に示す実施例との主な異なる点は、終日連続発電を達成するためにエネルギー蓄積部材を複数の組のエネルギー蓄積部材に分けることであり、図８に示すシステムユニット４００において、Ａ組、Ｂ組及びＣ組に分けられたことを例として説明を行い、エネルギー蓄積部材毎のエネルギー蓄積方式が図１に示す実施例と同様に、浮体ブラケット、複数のクラッチ、引上げバー及び引下げバーの協働により倍率エネルギー蓄積を完了するが、蓄積されたエネルギーを解放する面で異なる点があり、図８に示すように、各組のエネルギー蓄積部材が一個の浮体ブラケット７を共用している。各組「エネルギー蓄積部材」を正規の位置に上げた後、位置決めクラッチ１８の作用で正規の高度に保ち、潮汐周期からの規制を受けなく、規定のステップに従い時分割にエネルギー蓄積部材を解放して落下させ、発電ユニットを駆動し、潮汐エネルギーの蓄積を達成し、終日連続発電を達成した。

以下、図９ａと図９ｂを参照しながら図８に示す実施例の作動過程を説明する。

１）初期段階（図９ａに示す）。
[1] 海面位置：海面が干潮位置にある。
[2] 浮体３の位置及びその上弁、下弁の開放状態：浮体３がエネルギー蓄積部材８の重圧で水に沈み、浮体３内に空気が満たされ、吸排水弁２（下弁）、吸排気弁２１（上弁）が遮断状態にあり、浮体３が「閉塞空浮動ドラム」状態にあり、浮体の上面のみが水面に露出する（図２も参照して理解してもよい）。
[3] 電磁クラッチとラチェットプルバーの作動状態：
電磁クラッチ１１を繋いでラチェットプルバー１０を抱き締め、
電磁プルバークラッチ１７、電磁プルバークラッチ１９を切ってラチェットプルバー１６を解放する。
[4] エネルギー蓄積部材８の位置：各組「エネルギー蓄積部材」Ａ、Ｂ、Ｃの重力が電磁プルバークラッチ１１とラチェットプルバー１０との噛合いにより浮体ブラケット７に押えられ、浮力とエネルギー蓄積部材の重力とが釣合い、プラットフォームの最低位置にある。
[5] ラチェット１３、１４の作動状態：ラチェット１３、１４が運転していない。
[6] 主軸１５の作動状態：主軸１５が運転していない。

２）差し潮段階（図９ｂに示す）。
[1] 海面位置：海面が徐々に上昇し、干潮位置から徐々に満潮位置に上昇する。
[2] 浮体位置及び上弁、下弁の開放状態：浮体が浮力で満潮位置に上昇し、浮体内に空気が満たされ、吸排水弁２、吸排気弁２１が遮断状態にある。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
海面が徐々に上昇する過程で、電磁クラッチ１１を繋いでラチェットプルバー１０を抱き締め、
満潮位置に達した後、電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、同時に電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
電磁プルバークラッチ１８を切ってその間にラチェットプルバー１６をスライド可能にする。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：海面が徐々に上昇する過程で、浮体ブラケット７に取付けられた電磁クラッチ１１がラチェットプルバー１０を抱き締め、「エネルギー蓄積部材」のすべてを引張って徐々に満潮位置に上昇させる。
[5] ラチェットの作動状態：エネルギー蓄積部材８とプルバー１６がチェーン１２を介して接続され且つ主軸ラチェット外輪１３を囲み、エネルギー蓄積部材８が上昇する際にラチェット外輪１３が主軸１５と逆方向に回動し、ラチェット１３、１４の単方向伝動でラチェット外輪１３の回動が主軸１５を駆動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸１５が運転していない。

３）滞潮段階（図９ｂを続いて参照）
[1] 海面位置：満潮位置に保っている。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体３を満潮位置に保ち、電磁制御システムを起動して吸排水弁３と吸排気弁２１を開け、海水が滞潮段階で浮体を満たし、浮体３が海水で満たされた後、電磁制御システムを起動して吸排水弁３と吸排気弁２１を閉じ、浮体３が「注水浮動ドラム」に変換し、重力で下降する。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、
電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
電磁プルバークラッチ１８を切ってその間にラチェットプルバー１６をスライド可能にする。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：「エネルギー蓄積部材」Ａ、Ｂ、Ｃの全てが満潮位置にある。
[5] ラチェットの作動状態：滞潮段階でラチェット１３、１４が運動していない。
[6] 主軸の作動状態：主軸１５が運転していない。

４）引き潮段階（図９ｂを続いて参照）
[1] 海面位置：満潮位置から干潮位置に下降する。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体３が満潮位置から下降し、吸排水弁が水面から０．２メートルの位置にあると、電磁プルバークラッチ１７、１８の結合・分離状態を制御し、浮体３の下降を停止し、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を開け、海水を自由落下物体のように浮体３から排出し、海水が完全に排出された後、吸排水弁２と吸排気弁２１を閉じて、浮体３が「閉塞空浮動ドラム」状態に戻るようにし、クラッチ１１、１７、１８を制御し、浮体が自重とエネルギー蓄積部材の重量で徐々に海水に沈み、初期段階の位置に戻る。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放する。
引き潮が開始する際に、電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、ラチェットプルバー１６は、エネルギー蓄積部材８を引張って浮体３の下降に従って上昇させる。
浮体が干潮海面（水面から０．２メートル）に接近するように下降すると、引下げ体クラッチ１７を繋いでプルバー１６を抱き締める同時に、プラットフォームに取付けられたクラッチ１８も繋いでプルバー１６を抱き締め、浮体が干潮海面に接近する位置に滞在する。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
エネルギー蓄積部材８がラチェットプルバー１６とチェーン１２により駆動され、満潮位置から続いて上昇すると、上昇高度＝潮差Ｈ−浮体高度ｈとなれば（ｈ≪Ｈの場合、ｈが無視可能となり、浮体の上昇高度がＨであると見なせることができる）、エネルギー蓄積部材８の上昇する最大総高度が、潮差の二倍である２Ｈになる。エネルギー蓄積部材８が最高位置に達した後、電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材８が最高位置に滞在し、この時、エネルギー蓄積部材８の位置エネルギーＥ＝ｍｇ２Ｈとなり、つまり、潮汐エネルギーの二倍を蓄積している。
[5] ラチェットの作動状態：プルバー１６が下降すると、チェーン１２を介してラチェット外輪１３が主軸１４と逆方向に回動するように駆動し、主軸１４を駆動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸１５が運転していない。

５）第一回停潮段階（即ち干潮の後から次の差し潮までの段階、図９ｃに示す）
[1] 海面位置：海面が再び干潮位置０にある。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体３がエネルギー蓄積部材８の重圧で水に沈み、浮体３内に空気が満たされ、吸排水弁２、吸排気弁２１が遮断状態にあり、浮体３が「閉塞空浮動ドラム」状態にあり、浮体の上面のみが水面に露出する。
[3] 電磁クラッチとラチェットプルバーの作動状態：
終日連続発電を達成するために、「エネルギー蓄積部材」の全てが何れも停潮段階でエネルギー解放に寄与することができず、「エネルギー蓄積部材アセンブリ」をＡ、Ｂ、Ｃの三組「エネルギー蓄積部材」に分け、ＰＬＣ制御システムにより、プログラムに従い各組の電磁プルバークラッチ１８を切ってラチェットプルバー１６を解放すれば、各組の「エネルギー蓄積部材」が重力で最高点から徐々に下降する。チェーン１２は、ラチェット外輪１３が主軸１５と同方向に回転するように駆動し、主軸１５を駆動し、トルクを連続的に減速機と発電ユニットに伝える。各組の解放規律は、次の通りである。
Ａ組：プログラムに従い電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、Ａ組のエネルギー蓄積部材のそれぞれが時分割に下降してエネルギーを解放し、
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締める。
[4] エネルギー蓄積部材の位置（図９ｃに示す）：
各組のエネルギー蓄積部材の運動及びエネルギー解放のプログラムは、次の通りである。
Ａ組エネルギー蓄積部材：停潮段階で、各「エネルギー蓄積部材」が時分割に下降運動し、エネルギーを解放し、停潮段階が終わると、Ａ組「エネルギー蓄積部材」のそれぞれが何れも最高位置２Ｈから最低点に下がり、エネルギーの解放を完了し、発電するように主軸を回動駆動し、
Ｂ組、Ｃ組「エネルギー蓄積部材」：停潮段階で最高位置に保たれ、差し潮―滞潮段階で順番に作動し、潮汐の全ての段階で何れも主軸へエネルギーを解放するエネルギー蓄積部材が存在することを確保でき、主軸を駆動して終日連続発電を達成できる。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組エネルギー蓄積部材が下降すると、チェーン１２を介して、ラチェット外輪１３が主軸１５と同方向に運動するように駆動し、ラチェット外輪１３のトルクをラチェット機構１３、１４を介して内輪１４に伝え、主軸１５を回転駆動する。
Ｂ組、Ｃ組「エネルギー蓄積部材」は、依然として最高位置に保たれ、それらに対応するラチェットが回動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＡ組エネルギー蓄積部材の駆動で時計回りに回転し、増速機を駆動して、発電するように発電機を運転駆動する。

６）第二回差し潮段階（図９ｄに示す）
[1] 海面位置：海面が徐々に上昇し、干潮位置から徐々に満潮位置に上昇する。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体が浮力で満潮位置に上昇し、浮体内に空気が満たされ、吸排水弁２、吸排気弁２１が遮断状態にある。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組：電磁クラッチ１１を繋いでラチェットプルバー１０を抱き締め、
満潮位置に達した後、電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、同時に電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１８を切ってラチェットプルバー１６を解放し、Ｂ組エネルギー蓄積部材が下降するようにし、
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、Ｃ組エネルギー蓄積部材が続いて最高位置に滞在するようにする。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組：浮体ブラケット７に取付けられた電磁クラッチ１１がラチェットプルバー１０を抱き締め、Ａ組「エネルギー蓄積部材」が上昇して徐々に満潮位置に達するように駆動し、第二周期のエネルギー蓄積運行を開始し、
Ｂ組：差し潮の際に最高位置から下降開始し、主軸１５が連続作動するように駆動し、
Ｃ組：最高位置に保たれる。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組：エネルギー蓄積部材が上昇し、チェーンによりラチェット外輪１３が主軸１５と逆方向に回動するように駆動し、ラチェットの作用で主軸１５の運転を影響しなく、
Ｂ組：エネルギー蓄積部材が下降し、ラチェット外輪１３が主軸１５と同方向に運動するように駆動し、トルクを主軸１５に伝え、
Ｃ組：エネルギー蓄積部材が静止し、ラチェットが回動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸１５がＢ組エネルギー蓄積部材の駆動で反時計回りに回転し、減速機を駆動して、発電するように発電機を運転駆動する。

７）第二回滞潮段階（図９ｄを続いて参照）
[1] 海面位置：満潮位置に保っている。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体３を満潮位置に保ち、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を開け、海水が滞潮段階で浮体を満たし、浮体が海水で満たされた後、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を閉じ、浮体が「注水浮動ドラム」に変換し、重力で下降する。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組：電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、
電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
電磁プルバークラッチ１８を切ってその間にラチェットプルバー１６をスライド可能にする。
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６がスライドし、エネルギー蓄積部材が下降する。
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材が下降しない。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組エネルギー蓄積部材が満潮位置にあり、
Ｂ組エネルギー蓄積部材が下降し、
Ｃ組エネルギー蓄積部材が最高位置に保たれる。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組ラチェットが運動しなく、
Ｂ組ラチェット外輪が主軸と同方向に運動し、主軸を運動駆動し、
Ｃ組ラチェットが運動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＢ組エネルギー蓄積部材の駆動で時計回りに回転し、発電するように発電機を駆動する。

８）第二回引き潮段階（図９ｄと図９ｅとを参照）
[1] 海面位置：満潮位置から干潮位置に下降する。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体３が満潮位置から下降し、吸排水弁が水面から０．２メートルの位置にあると、電磁プルバークラッチ１７、１８の結合・分離状態を制御し、浮体３の下降を停止し、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を開け、海水を自由落下物体のように浮体から排出し（図９ｄに示す）、海水が完全に排出された後、吸排水弁２と吸排気弁２１を閉じて、浮体が「閉塞空浮動ドラム」状態に戻るようにし、自重とエネルギー蓄積部材の重量で徐々に海水に沈み、初期段階の位置に戻る。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組：電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、
引き潮が開始する際に、電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、ラチェットプルバー１７は、エネルギー蓄積部材が浮体の下降に従って上昇するように駆動する。
浮体が干潮海面（水面から０．２メートル）に接近するように下降すると、引下げ体クラッチ１７を繋いでプルバー１６を抱き締める同時に、プラットフォームに取付けられたクラッチ１８も繋いでプルバー１６を抱き締め、浮体が干潮海面に接近する位置に滞在する。
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、エネルギー蓄積部材が最低位置に達するまで下降するようにする。
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材が下降しない。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組：エネルギー蓄積部材がラチェットプルバー１６とチェーンにより駆動され、満潮位置から続いて最大高度２Ｈに達するまで上昇する。エネルギー蓄積部材が最高位置に達した後、電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材が最高位置に滞在するようにする。
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６がスライドし、エネルギー蓄積部材が徐々に最低位置に達するまで下降するようにする。
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、エネルギー蓄積部材が下降しない。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組ラチェット外輪が主軸と逆方向に回動し、主軸を駆動しなく、
Ｂ組ラチェット外輪が主軸と同方向に運動し、主軸を運動駆動し、
Ｃ組ラチェット外輪が運動しない。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＢ組エネルギー蓄積部材の駆動で時計回りに回転し、発電するように発電機を駆動する。

９）第三回停潮段階（図９ｅに示す）
[1] 海面位置：海面が干潮位置０にある。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体がエネルギー蓄積部材の重圧で水に沈み、浮体内に空気が満たされ、吸排水弁２、吸排気弁２１が遮断状態にあり、浮体が「閉塞空浮動ドラム」状態にあり、浮体の上面のみが水面に露出する。
[3] 電磁クラッチとラチェットプルバーの作動状態：
Ａ組：プログラムに従い電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、Ａ組のエネルギー蓄積部材のそれぞれが時分割に下降してエネルギーを解放し、
Ｂ組：電磁プルバークラッチ１１を繋いでラチェットプルバー１０を抱き締め、
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１８を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締める。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組エネルギー蓄積部材：停潮段階で、各「エネルギー蓄積部材」が時分割に下降運動し、エネルギーを解放し、停潮段階が終わると、Ａ組「エネルギー蓄積部材」のそれぞれが何れも最高位置２Ｈから最低点に下がり、エネルギーの解放を完了し、発電するよう主軸を回動駆動し、
Ｂ組「エネルギー蓄積部材」：最低位置に下降し、
Ｃ組「エネルギー蓄積部材」：最高位置に保たれる。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組：エネルギー蓄積部材が下降し、チェーンを介して、ラチェット外輪が主軸と同方向に運動するように駆動し、外輪のトルクをラチェット機構を介して内輪に伝え、主軸を回転駆動し、
Ｂ組：エネルギー蓄積部材が最低位置に達し、ラチェットが回動しなく、
Ｃ組：エネルギー蓄積部材が最高位置に保たれ、ラチェットが回動しない。

[6] 主軸の作動状態：主軸がＡ組エネルギー蓄積部材の駆動で時計回りに回転し、減速機を駆動して、発電するように発電機を運転駆動する。

１０）第三回差し潮段階（図９ｆに示す）
[1] 海面位置：海面が徐々に上昇し、干潮位置から徐々に満潮位置に上昇する。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体が浮力で満潮位置に上昇し、浮体内に空気が満たされ、吸排水弁２、吸排気弁２１が遮断状態にある。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：電磁クラッチ１１を繋いでラチェットプルバー１０を抱き締め、
満潮位置に達した後、電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、同時に電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、エネルギー蓄積部材が最高位置から下降する。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組、Ｂ組：浮体ブラケットに取付けられた電磁クラッチ１１がラチェットプルバー１０を抱き締め、「エネルギー蓄積部材」の全てが徐々に満潮位置に達するまで上昇するように駆動し、第三周期のエネルギー蓄積運行を開始し、
Ｃ組：最高位置から下降する。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：エネルギー蓄積部材が上昇し、チェーンによりラチェット外輪が主軸と逆方向に回動するように駆動し、ラチェットの作用で主軸の運転を影響しなく、
Ｃ組：エネルギー蓄積部材が下降し、ラチェットが正回動する。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＣ組エネルギー蓄積部材の駆動で時計回りに回転し、減速機を駆動して、発電するように発電機を運転駆動する。

１１）第三回滞潮段階（図９ｆに示す）
[1] 海面位置：満潮位置に保っている。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体を満潮位置に保ち、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を開け、海水が滞潮段階で浮体３を満たし、浮体３が海水で満たされた後、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を閉じ、浮体３が「注水浮動ドラム」に変換し、重力で下降する。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、
電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、
電磁プルバークラッチ１８を切ってその間にラチェットプルバー１６をスライド可能にする。
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、エネルギー蓄積部材が最高位置から下降するようにする。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組、Ｂ組エネルギー蓄積部材が満潮位置にあり、
Ｃ組エネルギー蓄積部材が最高位置から下降する。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：エネルギー蓄積部材が上昇し、チェーンによりラチェット外輪が主軸と逆方向に回動するように駆動し、ラチェットの作用で主軸の運転を影響しなく、
Ｃ組：エネルギー蓄積部材が下降し、ラチェットが正回動する。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＣ組エネルギー蓄積部材の駆動で反時計回りに回転し、発電するように発電機を駆動する。

１２）第三回引き潮段階（図９ｆと図９ｇを同時に参照）
[1] 海面位置：満潮位置から干潮位置０に下降する。
[2] 浮体位置及び水、気体弁の開放状態：浮体が満潮位置から下降し、吸排水弁が水面から０．２メートルの位置にあると、電磁プルバークラッチＢ、Ｃの結合・分離状態を制御し、浮体の下降を停止し、電磁制御システムを起動して吸排水弁２と吸排気弁２１を開け、海水を自由落下物体のように浮体から排出し（図９ｂに示す）、海水が完全に排出された後、吸排水弁２と吸排気弁２１を閉じて、浮体が「閉塞空浮動ドラム」状態に戻るようにし、自重とエネルギー蓄積部材の重量で徐々に海水に沈み、初期段階の位置に戻る。
[3] 電磁クラッチとプルバーの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：電磁クラッチ１１を切ってラチェットプルバー１０を解放し、引き潮が開始する際に、電磁プルバークラッチ１７を繋いでラチェットプルバー１６を抱き締め、ラチェットプルバー１６は、エネルギー蓄積部材が浮体の下降に従って上昇するように駆動し、浮体が干潮海面（水面から０．２メートル）に接近するように下降すると、引下げ体クラッチ１７を繋いでプルバー１６を抱き締める同時に、プラットフォームに取付けられたクラッチ１８も繋いでプルバー１６を抱き締め、浮体が干潮海面に接近する位置に滞在する。
Ｃ組：電磁プルバークラッチ１１、１７、１８を何れも切ってラチェットプルバー１０、１６を解放し、エネルギー蓄積部材が下降するようにする。
[4] エネルギー蓄積部材の位置：
Ａ組、Ｂ組エネルギー蓄積部材が最高位置２Ｈに達し、
Ｃ組エネルギー蓄積部材が下降する。
[5] ラチェットの作動状態：
Ａ組、Ｂ組：エネルギー蓄積部材が上昇し、チェーンによりラチェット外輪が主軸と逆方向に回動するように駆動し、ラチェットの作用で主軸の運転を影響しなく、
Ｃ組：エネルギー蓄積部材が下降し、ラチェットが正回動する。
[6] 主軸の作動状態：主軸がＣ組エネルギー蓄積部材の駆動で反時計回りに回転し、発電するように発電機を駆動する。

１３）第四回停潮段階（図９ｈに示す）
該段階から第一周期の運動を繰返し、各組のエネルギー蓄積部材が潮汐の作用で前記プログラムに従い、繰り返し循環する時分割の上昇及び下降運動を行い、潮汐エネルギーをエネルギー蓄積部材の機械エネルギーに変換し、主軸が連続回動するように駆動し、絶え間なく終日連続発電を達成する。
異なる周期に存在する区別は、Ｂ組エネルギー蓄積部材とＣ組エネルギー蓄積部材の交互運行のみである。

図１０乃至図１２に本発明の第六実施例である一個のシステムユニット５００を示し、浮力重力倍率発電システムが少なくとも一個のシステムユニット５００からなってもよい。第六実施例が第一実施例との相違点は、エネルギー蓄積部材８とラチェット１０が鋼索９を介して可撓接続されると共に、組合わせて応用の必要に応じて鋼索９が延ばされ、転向滑車組２３によりエネルギー蓄積部材８をプラットフォーム５以外の位置に移し、プラットフォーム５に伝動主軸１５とラチェット内輪１４ａを保留設置してもよく、プラットフォームに伝動主軸１５とラチェット内輪１４ａの代わりに定滑車を設置し、第一実施例における伝動主軸１５、ラチェット外輪１３、ラチェット内輪１４をプラットフォーム５以外の陸地２６に移してブラケット２０ａにより支持してもよく、装置全体の運行状況が全く変わっていない。該実施例の意義は、組合わせて応用の際に、複数のエネルギー蓄積部材８で発生するモーメントが同じ一本の主軸１５に便利に集まることができ、ユニット装置が採集するモーメントとエネルギーの組合せを達成でき、浮力重力潮汐エネルギー利用の産業化の重要な問題を解決したことにある。図１０乃至図１２に示す実施例のエネルギー蓄積部材は、明らかに、第五実施例におけるエネルギーを組分け蓄積可能及び組分け解放可能なエネルギー蓄積部材であってもよい。

図１３に本発明の第七実施例である一個のシステムユニット６００を示し、浮力重力倍率発電システムが少なくとも一個のシステムユニット６００からなってもよい。該実施例が第六実施例との相違点は、エネルギー蓄積部材８の下方にある陸地２６には、ピット２６１が設置され、これにより、ラチェット１３、１４及び主軸１５を支持するブラケット２０ａの高度を低減することが可能である。

図１４は本発明の第八実施例を示し、該第八実施例が第六実施例または第七実施例における複数のシステムユニット５００または６００の組合せである。図１４に示すように、近海海面２２に複数のシステムユニット５００または６００が取付けられ、複数のシステムユニット５００または６００においてエネルギー蓄積部材８を牽引する鋼索９が海岸線２５を介してかつ転向滑車組２３で方向を変えてエネルギー蓄積部材８を同じ一本の伝動主軸１５に吊下げ、伝動主軸１５が陸地２６に設置され、伝動主軸１５が主軸軸受けシート１５２により支持され、各本の鋼索９に対してラチェット１３、１４を設け、エネルギー蓄積部材８が前記原理に従い主軸１５を回動駆動し、特に第五実施例に記載の原理に従い主軸１５を絶え間なく回動駆動し、主軸１５が伝動機構１５１（例えばベルト伝動機構であるが、これに限らず）を駆動し、伝動機構１５１が増速機２７を駆動し、増速機２７が動力を定速弾み車２８に出力し、定速弾み車２８が、発電するように発電モジュール２９を駆動してもよい。

前記実施例において、エネルギー蓄積部材８が下降して主軸１５を回転駆動することができるが、速度が非常に低いので発電機を直接駆動するのが好ましくなく、増速機２７で速度を上げる必要があり、増速機が遊星―針揺れ式増速機であってもよく、その変速範囲が大きく（２段減速時に変速比が１：１２１〜７５６９であり）、効率が高く（９０％以上）、回転速度を３５０回転数／分以上に効率良く上げることができ、発電機を駆動するのに適する。前記実施例において、変速機２７の出力端にエネルギー定速弾み車２８が一個取付けられ、エネルギー蓄積部材が交替して運行する時及び外界負荷が変化した時に発電機の回転速度を安定して保持するように一個〜二個周期の潮汐エネルギーを予め蓄積しておく。

図１５は、本発明の第九実施例を示し、潮汐、風力、太陽の三次元エネルギー総合利用エネルギー場を形成している。

伝統的な太陽エネルギー発電と風力発電が大規模の建設段階に入る場合、以下のような二つの欠点があるので、発電場の投資が大きく、発電のコストが高く、太陽エネルギー発電と風力発電の発展速度を影響している。

一、風力採集場と太陽エネルギー採集場とは何れも、広い地面面積を占めなければならなく、建設と運行のコストを上げると共に、資源利用の角度から見れば風力資源と太陽資源を利用したと同時に土地資源の浪費も発生した。

二、風力発電と太陽エネルギー発電とは何れも、連続供電と発電質量を保証するように大規模の電池組とインバータ装置を採用する必要があり、発電コストを上げるし、電池組の長期間使用、保護により化学物質を発生し、新たな二次の環境汚染を来す。

図１５に示すように、潮汐、風力、太陽エネルギーの三次元エネルギー総合利用エネルギー場は、複数（図中に三個を示す）のシステムユニット５００、６００からなる潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システムと、潮汐浮力重力海水脱塩処理システム２００とを備え、システム５００、６００、２００のそれぞれにおける海面に固定されたプラットフォームには、太陽エネルギーヒータ組を構成する太陽エネルギーヒータ９１と、風力発電機組を構成する風力発電機９０とが取付けられている。複数のシステムユニット５００、６００のエネルギー蓄積部材がエネルギー蓄積部材組９２を構成し、エネルギー蓄積部材組９２が前記各実施例のように潮汐エネルギーを蓄積し、潮汐エネルギーが蓄積されたエネルギー蓄積部材組９２が同じ一本の伝動主軸９３を駆動すると共に、海水脱塩処理システム２００のエネルギー蓄積部材も伝動主軸９３を駆動し、伝動主軸９３が軸受けシート９３ａにより支持され、伝動主軸９３の一端が伝動機構９４ａを介して増速箱９５を駆動し、増速箱９５が定速弾み車９６を駆動し、定速弾み車９６が、発電するように発電ユニット９７を駆動する。一方、伝動主軸９３の他端が伝動機構９４ｂを介して真空ポンプ９５ｂを駆動し、真空ポンプ９５ｂが海水蒸発タワー８２から空気を抽出し、海水蒸発タワー８２内に負圧を形成し、太陽エネルギー給湯機９１により加熱された海水が管を介して海水蒸発タワー８２に送り出され、加熱された海水が負圧の作用で速やかに蒸発し、低圧蒸気を形成し、低圧蒸気が真空ポンプ９５ｂにより吸出され、低圧蒸気が真空ポンプ９５ｂ内に加圧された後、高圧蒸気を形成して出力され、真空ポンプ９５ｂの高圧蒸気出力端と蒸気圧力タンク９８とが管を介して接続され、従って高圧蒸気が蒸気圧力タンク９８に送り出され、蒸気圧力タンク９８に電気ヒータ８１が配置され、電気ヒータ８１の電力が風力により発電機９０で発生されたものであり、電気ヒータ８１が更に蒸気圧力タンク９８内の高圧蒸気を加熱し、蒸気圧力タンク９８の蒸気出力端と蒸気タービン９９とが管を介して接続され、蒸気圧力タンク９８内の高圧蒸気が蒸気タービン９９を回動駆動し、蒸気タービン９９の動力出力軸が定速弾み車９６ｂに接続され、さらに定速弾み車９６ｂが発電ユニット９７ｂを駆動する。水蒸気が蒸気タービンを駆動した後、エネルギーが失われ、温度が低減し、水蒸気が直ちに淡水に凝縮し、残った排気ガスが凝縮器に入り、更に淡水として回収でき、図示のように、蒸気タービン９９内の高圧蒸気が淡水として淡水回収体８３に回収される。海水蒸発タワー８２内の高濃度の塩水が塩水回収体８４に入る。

図１５から分かるように、風力発電機９０は各システムユニットの海面プラットフォームに支柱が建造され、風力発電機が支柱に取付けられたものであるので、風力発電システムが占める土地資源を効率良く減少できる。

図５に示す実施例と同様に、図１５に示す実施例において、海水蒸発タワー８２に電気ヒータを取付けてもよく、風力発電機９０で発生した電力が電気ヒータに直接供電し、蒸発タワー内の海水を加熱し、海水の蒸発速度を効率良く向上し、水蒸気の生産性を向上する。蒸気圧力タンク９８（空気タンクとも言う）に電気ヒータ８１を取付けてもよく、風力発電機９０で発生した電力が電気ヒータに直接供電し、空気タンクにおける蒸気圧力を向上することができ、蒸気タービン９９を運動駆動し、供電質量と供電連続性に対する電気ヒータの要求がないので、蓄電池組とインバータを介して配電する必要がなく、風力発電のコストを大きく低減できると共に、電気エネルギーの利用効率を向上することができる。

図１５に示す実施例において、各システムユニットの「海面プラットフォーム」に「太陽エネルギー給湯機」を取付けるための面積が沢山あるので、太陽エネルギー採集板が占める土地資源を効率良く減少でき、図中に示す実施例において安くて効果良い「コイル管式太陽エネルギー給湯機」を採用して太陽エネルギーの利用を行い、海水が「太陽エネルギー給湯機」により直接加熱され、加熱された海水が海水蒸発タワーの負圧で海水蒸発タワーに吸込まれ、高温海水が蒸発速度を効率良く向上でき、水蒸気の生産性を向上できる。

図１５に示す潮汐浮力重力海水脱塩処理システム２００と図１５に示す海水脱塩処理システムとが相同または実質に相同であるが、図１５における海水脱塩処理システム２００は、図６と図７に示す浮動拡散式海水蒸発タワー４０を有する海水脱塩処理システムに変更されてもよい。図１５における海水脱塩処理システム２００は、海水を脱塩させる機能を有すると共に、発電するように蒸気タービンを駆動する。

従来技術に対しては、図１５に示す実施例において、海面には、潮汐発電システムを支持する設備として「海面プラットフォーム」を設置したが、潮汐発電装置の使用する該プラットフォーム表面の面積が少ないので、プラットフォームの表面を「太陽エネルギー採集場」として設置し（つまり、太陽エネルギー発電装置や太陽エネルギー加熱装置等を取付ける）、プラットフォームの上方を「風力採集場」として設置し（つまり、風力発電装置等を取付ける）、プラットフォームの下方を「潮汐エネルギー採集場」として使用できることによって、「三次元エネルギー総合利用立体空間」を形成している。潮汐発電システムの投資と運行コストを低減すると共に、風力発電、太陽エネルギー発電が占める土地資源と運行コストを低減できる。

風力発電、太陽エネルギー発電と潮汐発電との協同運行であるので、風エネルギーと太陽エネルギーのエネルギー出力形態を変化させることができ、つまり、風力電気と太陽電気を独立して出力する方式を採用する必要が無く、風力による電気がインバータを通過する必要が無く、「海水蒸発タワー」に入る海水を加熱するのに直接用いられ、太陽エネルギーが電力に変換する必要がなく、直接的に電気ヒータ９８（例えばコイル管ヒータ）を介して海水を加熱して「海水蒸発タワー」に出力させ、海水の蒸発速度と発生した蒸気量を向上することで潮汐発電システムの発電ユニットの発電量を向上し、三次元エネルギーの総合利用を達成し、システム投資と運行コストを大きく低減し、本に清潔で且つ再生可能な自然エネルギー資源総合利用の産業化を達成できる。

三次元エネルギーの総合運行は、風力、太陽エネルギーの発電が大規模の電池組とインバータを採用しなければならないという問題を基本的に解決できると共に、発電と同時に淡水と海塩を生産できる。

Claims (22)

1. 初期段階、差し潮段階、滞潮段階及び引き潮段階を備える一個の潮汐周期において、
   初期段階で、浮体が閉塞空浮体になるようにするステップａと、
   差し潮段階で、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｂと、
   滞潮段階で、浮体に注水するステップｃと、
   引き潮段階で、浮体が注水された閉塞体になるようにすると共に、浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｄと、
   エネルギー蓄積部材が下降し、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換するステップｅとを実行し、
   前記浮体がキャビティを有し、次の潮汐周期が達する時に前記ステップを繰り返す、ことを特徴とする潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電方法。
2. ステップｅにおいて、
   エネルギー蓄積部材を複数の組に分け、
   一個の潮汐周期が完了した後、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持し、潮汐周期からの規制を受けなく、
   終日連続発電を達成するように、時分割に各組のエネルギー蓄積部材を解放する、ことを特徴とする請求項１に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電方法。
3. エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、
   該システムユニットは、
   注水、放水可能な浮体と、
   浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する初期エネルギー変換装置と、
   注水された浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換する倍率エネルギー変換装置と、
   エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置とを更に備え、
   前記初期エネルギー変換装置は、
   浮体に接続され、浮体の上昇に伴い上昇し、浮体の下降に伴い下降する浮体ブラケットと、
   前記エネルギー蓄積部材に接続される引上げ体と、
   引上げ体クラッチとを備え、
   浮体ブラケットが、引上げ体クラッチにより引上げ体と分離可能に接続される、ことを特徴とする潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
4. 前記浮体は、その底部に設置され制御される吸排水弁と、その上部に設置され制御される吸排気弁とを備える、ことを特徴とする請求項３に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
5. 前記倍率エネルギー変換装置は、
   前記浮体ブラケットと、
   引下げ体と、
   引下げ体クラッチと、
   伝動可撓体と、を備え、
   浮体ブラケットが、引下げ体クラッチにより引下げ体と分離可能に接続され、
   引下げ体が伝動可撓体を介して滑車によりガイドされた後、引上げ体に接続される、ことを特徴とする請求項３に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
6. 前記システムユニットは、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持する保持装置を更に備え、
   該保持装置が、前記システムユニットの基礎に固定され、エネルギー蓄積部材に関連してエネルギー蓄積部材を所定の高度に保持すると共に、潮汐周期からの規制を受けない位置決めクラッチである、ことを特徴とする請求項３に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
7. 前記システムユニットは、エネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーを保持する保持装置を更に備え、
   該保持装置が、前記システムユニットの基礎に固定され、引下げ体と分離可能に接続されてエネルギー蓄積部材を所定の高度に保持すると共に、潮汐周期からの規制を受けない位置決めクラッチである、ことを特徴とする請求項５に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
8. 前記発電装置は、発電ユニットを備え、
   前記滑車は、ラチェットであり、
   該ラチェットは、その外輪が伝動可撓体をガイドし、その内輪が伝動主軸に固定され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材は下降過程においてラチェットを回動駆動して該伝動主軸を駆動し、該伝動主軸が発電ユニットに接続されているので発電するように発電ユニットを駆動できる、ことを特徴とする請求項５に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
9. 前記エネルギー蓄積部材は、固体エネルギー蓄積部材である、ことを特徴とする請求項３に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
10. 前記発電システムは、複数のエネルギー蓄積部材を備え、エネルギー蓄積部材のそれぞれは、一個の前記初期エネルギー変換装置に対応して接続され且つ一個の前記倍率エネルギー変換装置に対応して接続され、該複数のエネルギー蓄積部材が対応する初期エネルギー変換装置、倍率エネルギー変換装置は一個の浮体ブラケットを共用し、該複数のエネルギー蓄積部材が複数の組に配置され、最高位置に上昇した後、保持装置により最高位置に保持されると共に、保持装置により各組のエネルギー蓄積部材を時分割に解放する、ことを特徴とする請求項７に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
11. 前記引上げ体は、それに対応するクラッチにラチェットを介して噛合うラチェットプルバーである、ことを特徴とする請求項７に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
12. 初期エネルギー変換装置と倍率エネルギー変換装置とが海上プラットフォームに設置され、エネルギー蓄積部材が牽引可撓体により海上プラットフォーム以外の位置にガイドされ、複数のシステムユニットのエネルギー蓄積部材が該プラットフォーム以外の位置に組合わせられる、ことを特徴とする請求項３に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
13. 前記発電装置は発電ユニットを備え、複数のシステムユニットの前記伝動可撓体がそれぞれラチェットによりガイドされ、前記ラチェットが同じ一本の伝動主軸に固定され、該ラチェットは、その外輪が伝動可撓体をガイドし、その内輪が伝動主軸に固定され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材は下降過程においてラチェットを回動駆動して該伝動主軸を駆動し、該伝動主軸が発電ユニットに接続されているので発電するように発電ユニットを駆動できる、ことを特徴とする請求項１２に記載の潮汐浮力重力倍率エネルギー蓄積の発電システム。
14. 初期段階、差し潮段階、滞潮段階及び引き潮段階を備える一個の潮汐周期において、
    初期段階で、浮体が閉塞空浮体になるようにするステップａと、
    差し潮段階で、浮体が浮力で上昇することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｂと、
    滞潮段階で、浮体に注水するステップｃと、
    引き潮段階で、浮体が注水された閉塞体になるようにすると共に、浮体が重力で下降することによる位置エネルギーをエネルギー蓄積部材の重力位置エネルギーに変換するステップｄとを備え、
    前記浮体がキャビティを有する、ことを特徴とする潮汐エネルギーの蓄積方法。
15. エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、
    該システムユニットは、
    キャビティと、底部に設置され制御される吸排水弁と、上部に設置され制御される吸排気弁とを備える浮体と、
    浮体に接続される浮体ブラケットと、引上げラチェットバーと、引上げラチェットバークラッチと、伝動可撓体と、滑車と、伝動主軸と、引下げクラッチバーと、引下げクラッチバークラッチとを備え、伝動可撓体が滑車を回ると共に、引上げラチェットバーと引下げクラッチバーとをそれぞれ滑車の両側に吊下げ、浮体ブラケットの両側にそれぞれ引上げラチェットバークラッチ、引下げクラッチバークラッチが取付けられ、浮体ブラケットが引上げクラッチバークラッチにより引上げクラッチバーと分離可能に接続されると共に、引下げクラッチバークラッチにより引下げクラッチバーと分離可能に接続され、引上げクラッチバーがエネルギー蓄積部材を接続するために用いられる、倍率上げシステムとを更に備える、ことを特徴とする潮汐エネルギー蓄積システム。
16. エネルギー蓄積部材を備えるシステムユニットを少なくとも一個、備え、
    該システムユニットは、
    キャビティと、底部に設置され制御される吸排水弁と、上部に設置され制御される吸排気弁とを備える浮体と、
    浮体に接続される浮体ブラケットと、引上げラチェットバーと、引上げラチェットバークラッチと、伝動可撓体と、滑車と、伝動主軸と、引下げクラッチバーと、引下げクラッチバークラッチとを備え、伝動可撓体が滑車を回ると共に、引上げラチェットバーと引下げクラッチバーとをそれぞれ滑車の両側に吊下げ、浮体ブラケットの両側にそれぞれ引上げラチェットバークラッチ、引下げクラッチバークラッチが取付けられ、浮体ブラケットが引上げクラッチバークラッチにより引上げクラッチバーと分離可能に接続されると共に、引下げクラッチバークラッチにより引下げクラッチバーと分離可能に接続され、引上げクラッチバーがエネルギー蓄積部材を接続するために用いられる、倍率上げシステムと、
    発電ユニットと、
    エネルギー蓄積部材に関連し、下降するエネルギー蓄積部材により駆動され、発電するように発電ユニットを駆動する伝動主軸とを更に備える、ことを特徴とする潮汐エネルギー発電システム。
17. 前記滑車は、ラチェットであり、ラチェットは、その内輪が伝動主軸に固定され、その外輪がラチェットの外輪を駆動できる伝動可撓体により回され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材が下降過程においてラチェットを回動駆動できる、ことを特徴とする請求項１６に記載の潮汐エネルギー発電システム。
18. 該システムユニットは海上プラットフォームを有し、浮体、倍率上げシステムが海上プラットフォームに取付けられ、引上げクラッチバーが牽引可撓体によりエネルギー蓄積部材に接続され、牽引可撓体は、海上プラットフォーム以外の位置に延びると共に、該位置でラチェットを回ってエネルギー蓄積部材に接続され、ラチェットは、その内輪が伝動主軸に固定され、その外輪がラチェットの外輪を駆動できる牽引可撓体により回され、その伝動方向がエネルギー蓄積部材の下降方向に伝い、エネルギー蓄積部材が下降過程においてラチェットを回動駆動できる、ことを特徴とする請求項１６に記載の潮汐エネルギー発電システム。
19. 複数のシステムユニットのエネルギー蓄積部材の牽引可撓体により回されたラチェットは、同じ一本の伝動主軸に設置される、ことを特徴とする請求項１８に記載の潮汐エネルギー発電システム。
20. 前記牽引可撓体は、海上プラットフォーム以外の陸地位置に延び、該陸地位置には、エネルギー蓄積部材の下方にピットが形成される、ことを特徴とする請求項１８に記載の潮汐エネルギー発電システム。
21. 前記システムユニットは、位置決めクラッチをさらに備え、該位置決めクラッチは、該システムユニットの基礎に設置され、引下げクラッチバーと分離可能に噛合うことができる、ことを特徴とする請求項１６に記載の潮汐エネルギー発電システム。
22. 前記システムユニットは、複数組のエネルギー蓄積部材を備え、エネルギー蓄積部材のそれぞれは、一個の前記倍率上げシステムにより上げられると共に、一個の前記位置決めクラッチと対応する引下げクラッチバーの噛合いにより位置決められ、該複数のエネルギー蓄積部材に対応する倍率上げシステムは一個の浮体ブラケットを共用し、各組のエネルギー蓄積部材の位置決めクラッチは時分割に引下げクラッチバーを解放できる、ことを特徴とする請求項１７に記載の潮汐エネルギー発電システム。

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