JP5819411B2 - 水中リニア発電機用固定子フレーム - Google Patents

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Description

本発明の第1の側面は、水中リニア発電機用の固定子フレームに関する。
本発明の第2の側面は、そのような固定子フレームの使用に関する。本発明の第3の側面は、そのような固定子フレームを備えたリニア発電機の製造方法に関する。
本出願において、“径方向”、“軸方向”及び“横方向”などの用語は、並進部材の中心部の往復運動によって規定される軸、すなわち、別段の記載がある場合を除き並進部材の中心軸の方向を基準としている。また、“上”及び“下”という用語は鉛直方向に関する言及であり、波力発電装置の作動中における部材の位置に関して用いる。
海や大きな内陸湖での波の動きは、潜在的なエネルギー源であるが、これまでほとんど利用されていない。その一方で、これまでも海水の上下運動を利用して発電機に電力を生成するための様々な提案がなされている。海面上の一点は鉛直方向に往復移動するため、電力の生成にはリニア発電機の使用が適している。
国際公開第03/058055号明細書は、このような波力発電装置の一例を開示している。この波力発電装置では、発電機の可動部、すなわち、回転発電機における回転子に相当する部分であり、本出願においては並進部材と呼ぶ部分が、発電機の固定子に対して往復移動するようになっている。当該明細書に開示された構成では、固定子は海底に固定されている。また、並進部材は、ワイヤ、ケーブル、チェーンなどの可撓性連結手段によって、海面上の浮体に連結されている。
発電機の固定子及び並進部材は、水密のハウジングに収容されている。発電機は海底付近に配置されるため、その保守管理は簡単ではない。このため、発電機の動作性は非常に信頼性が高いものでなければならない。また、商業規模で競争力のあるエネルギー源を提供するためには、発電機の製造及び組み立てにかかる費用を最小限に抑えることが重要である。信頼性を高め、製造コストを低減するためには、発電機のデザイン及び構造を最適なものにする必要がある。
国際公開第03/058055号明細書
本発明の目的は、上述のような需要を満たすことである。特に、本発明の目的は、水密ハウジングと発電機の内部部品との関係に関して、上述のような需要を満たすことである。
本発明の第1の側面によれば、上記目的は、冒頭に述べたタイプの固定子フレームが、以下のような特徴を有することによって達成される。すなわち、固定子フレームは、金属製の筒体を含み、当該筒体には、固定子パッケージを筒体の内壁に取り付けるための取り付け手段が設けられており、当該筒体はリニア発電機の外周壁を構成する。
このような固定子フレームは、ハウジングの一部を構成し、且つ、固定子の合理的な取り付けを実現するという、二重の機能を果たす。ハウジングの一部を固定子フレームとして用いることによって、発電機に必要な部品の数が少なくなる。フレームの内壁に取り付け手段を設けることによって、このフレームに対して固定子パッケージを合理的な方法で直接取り付けることができる。従って、別個の固定子フレーム構造体を設ける必要性がなくなる。その結果、まず固定子を完成させ、次にこれをハウジングに挿入する、という方法に比べて、発電機の組み立てをずっと合理的に行うことができる。従って、本発明の固定子フレームは、発電機の製造コストの低減及び安全な構造の実現に役立つ。
好ましい実施形態によれば、取り付け手段は、筒体の内壁に設けられた、軸方向に離間する複数の取り付けプロファイルを含み、各取り付けプロファイルは周方向に延びるとともに、固定子パッケージを受容するための第1グループの受容スロットを含んでいる。これらの受容スロット同士は、径方向内側に突出する突起によって互いに離隔されている。また、一の取り付けプロファイルにおけるすべての受容スロットは、他の取り付けプロファイルにおける受容スロットに対し軸方向に整列するように位置決めされている。
この種のリニア発電機における各固定子パッケージは、軸方向に沿って取り付けられた長状のユニットを形成している。受容スロットが形成された取り付けプロファイルは、そのようなユニットの取り付けに適している。複数の受容スロットを互いに軸方向に整列するように形成することによって、各固定子パッケージを定められた位置に正確に配置することができ、したがって、取り付けが簡単になり、ミスが発生する可能性を最小限に抑えることができる。
好ましい実施形態によれば、各取り付けプロファイルは、周方向に延びるリムによって構成される。
これは、取り付けプロファイルを簡単に構成する方法の一例である。また、このようなリムは、筒体の壁部の補強にも役立つ。筒体の壁部は、発電機が海底で作動する際に、周囲の海水による高い外圧に曝される。
さらに好ましい実施形態によれば、各リムは、受容スロットを構成する複数の凹部を含む。
この構成によれば、受容スロットを簡単に設けることができる。
さらに好ましい実施形態によれば、各取り付けプロファイルは、固定子フレーム内で軸方向に往復移動できるように並進部材をガイドするガイド手段を受容するための、第2グループの受容スロットを含む。
並進部材を径方向において適切な位置に保持し、並進部材と固定子との間の間隙を一定に保つためには、並進部材を正確且つ安全にガイドしなければならない。好適には、各ガイド手段は、複数のホイールを列状に配置し、これらをホイールフレームに回転可能に支持させることによって構成される。このようなガイド手段用の受容スロットも設けることによって、発電機の組み立てが一層合理的なものとなる。また、周方向、及び、より重要である径方向において、固定子パッケージに対してガイド手段を適切に配置することでき、上記間隙を正確に規定することが容易となる。
さらに好ましい実施形態によれば、第1グループの各受容スロットの周方向の長さは、第2グループの各受容スロットの周方向の長さの2〜8倍である。
通常、各固定子パッケージの周方向の長さは、ガイド手段が必要とする周方向の長さよりも大きい。上記の受容スロットの相対幅は、このことに応じて設定されたものである。多くの場合、第1グループの受容スロットは、第2グループの受容スロットの3〜4倍の大きさである。
さらに好ましい実施形態によれば、各取り付けプロファイルにおける第2グループの受容スロットの数は、3または4である。
並進部材の径方向の支持は、少なくとも3点で行わなければならない。多くの場合、並進部材を4点で支持することが好適である。上記実施形態は、この要件に対応するものである。
さらに好ましい実施形態によれば、各受容スロットの底部は平坦な面である。
このような構成によれば、フレームの製造が容易になる。また、底部が平坦な面であることにより、固定子パッケージ及びガイド手段の平坦な背面を良好に支持することができる。
さらに好ましい実施形態によれば、第1グループの受容スロットの数は、4〜12の範囲である。固定子パッケージの数は多くの場合この範囲内であるため、この構成によれば、取り付け手段が目的かなうものとなる。
さらに好ましい実施形態によれば、隣接する2つの取り付けプロファイルの軸方向の間隔は、すべての2つの隣接する取り付けプロファイルついて等しい。
取り付けプロファイルを等間隔に配置することによって、固定子パッケージ及びガイド手段に対する支持力を、軸方向において適切に分散することができる。
さらに好ましい実施形態によれば、各受容スロットの底部には、筒体の外側に到達する貫通孔が形成されている。
この構成によれば、固定子パッケージ及びガイド手段を、それぞれの受容スロットに対して、ボルト等を用いた単純な方法で取り付けることができる。
さらに好ましい実施形態によれば、筒体は、周方向に延びる複数の外側フランジを有する。
この構成によれば、筒体の剛性及び外部からの水圧に対する強度を増すことができ、このようなフランジを設けていない筒体に比べて、壁厚を薄くすることができる。
さらに好ましい実施形態によれば、フランジの数は、取り付けプロファイルの数に等しい。
これは、製造上の観点から望ましい。
さらに好ましい実施形態によれば、各フランジは、軸方向において、取り付けプロファイルの近傍に位置している。
この構成によれば、固定子パッケージ及びガイド手段に及ぼす支持力に筒体がさらされる部分で、筒体がフランジによって補強される。したがって、ボルト穴が取り付けプロファイルに沿って筒体に設けられている場合は特に、フランジによる最善の補強効果がもたらされる。
さらに好ましい実施形態によれば、固定子フレームは、軸方向に並び且つ互いに連結された複数の部分を含む。
ハウジングの寸法は一般的に大きいので、複数の部分を連結して筒体を製造することが、多くの場合便利である。また、複数の部分から筒体を製造する方法によれば、様々な長さのハウジングを同じ大きさの複数の部分を使って製造できるようにモジュール化することができる。
さらに好ましい実施形態によれば、上記複数の部分の各々は、1つの取り付けプロファイル及び1つのフランジを含み、これら部分のうち少なくともいくつかは同一のものである。
このように複数の部分を用いた構造は、様々な長さのハウジングに用いることができるモジュールを実現するのに役立つ。
さらに好ましい実施形態によれば、筒体の外面には、支持要素を取り付けるための取り付け具が設けられている。
発電機のハウジングは、十メートルあるいはそれ以上といった相当な高さがあり、また、並進部材を海面の浮体に連結するワイヤなどの連結手段によって、ハウジングの頂部は横方向に傾斜させる力を受ける。したがって、ワイヤやロッドのような支持要素を設け、これによってハウジングの上端を海底に連結することは有益である。このような支持要素用の取り付け手段を筒体の外側に設けることによって、ハウジングを簡単に固定することができる。
本発明はさらに、波力発電装置に関する。当該波力発電装置は、少なくとも1つの浮体と、固定子及び並進部材を備えた水中リニア発電機と、少なくとも1つの浮体を並進部材に連結する可撓性連結手段と、を含む。固定子は、本発明、特に好ましい実施形態のいずれかによる固定子フレームを含み、この固定子フレームに固定子パッケージが取り付けられる。
ここで、“可撓性”という言葉は、連結手段がチェーン、ワイヤ、ロープ等のように曲げることができることを意味し、必ずしもその長手方向において伸縮することを意味するものではない。
本発明の波力発電装置のさらに好ましい実施形態によれば、並進部材は、複数のガイド手段によってガイドされ、各ガイド手段は、各取り付けプロファイルにおける第2グループの受容スロットに取り付けられている。
さらに好ましい実施形態によれば、各ガイド手段は、軸方向に配列された複数のホイールと、これらのホイールが取り付けられたホイールフレームとを含む。
さらに好ましい実施形態によれば、固定子フレームは、当該固定子フレームを海底に連結する複数の支持要素を備えている。
さらに好ましい実施形態によれば、支持要素は、ワイヤ及びロッドの双方あるいはいずれか一方を含む。
本発明はさらに、本発明による波力発電装置を複数備える波力発電所に関する。
さらに好ましい実施形態によれば、波力発電所は、海底に配置された少なくとも1つのスイッチギアを含み、当該スイッチギアに波力発電装置が連結されている。
本発明はさらに、本発明による波力発電装置に対する接続線を含む電力ネットワークに関する。
好ましい実施形態によれば、接続線には、接続線を介して行われる電力供給を制御し且つ接続線を介して供給されたエネルギーに関する請求料金情報を提供する制御装置が備えられている。
本発明の第2の側面によれば、本発明による固定子フレームを備えた波力発電装置は、電力を生成し、当該電力を電力ネットワークに供給するために用いられる。
本発明の第3の側面によれば、冒頭で記載した方法は、固定子フレームを金属の筒体として形成し、当該筒体の内壁に固定子パッケージを取り付ける、という工程を含む。
本発明の方法の好ましい実施形態によれば、並進部材をガイドするためのガイド手段を筒体の内壁に取り付ける。
さらに好ましい実施形態によれば、筒体は、軸方向に配列された複数の部分を互いに連結することによって製造される。
さらに好ましい実施形態によれば、固定子フレームを筒体として形成する工程では、本発明による固定子フレーム、特に、本発明の好ましい実施形態のいずれかによる固定子フレームの特徴を有するように筒体を形成する。
本発明による波力発電装置、本発明による波力発電所、本発明による電力ネットワーク、本発明による使用、及び、本発明による方法は、本発明による固定子フレーム及びその好ましい実施形態による上述した効果と同じ効果を有する。
本発明による波力発電装置は、本発明による固定子フレーム及びその好ましい実施形態による上述した効果による利点を有する。
上述した本発明の好ましい実施形態は、従属クレームに記載されている。また、上述の好ましい実施形態を様々な方法で組み合わせることによって、又は、これら実施形態と以下に述べる例の特徴とを組み合わせることによって、より好ましい実施形態を構成することも、もちろん可能である。
以下に添付図面を参照して例を述べることによって、本発明をより詳細に説明する。
本発明による固定子フレームの適用対象であるリニア発電機を備えた波力発電装置の概略側面図である。 固定子パッケージが取り付けられた状態の、本発明による固定子フレームを示す斜視図である。 部品が取り付けられていない状態の固定子フレームを示す、図2と同様の図である。 他の例による製造工程を示す概略図である。 図3の固定子フレームの端面図である。 固定子パッケージが取り付けられ、並進部材が中に取り付けられた状態の固定子フレームを示す、図5と同様の図である。 固定子フレーム内の並進部材も示す、図2と同様の斜視図である。 本発明の他の例による固定子フレームを備えた波力発電装置の一部を示す概略側面図である。 本発明よる波力発電所を示す概略図である。
図1は、海での作動状態における本発明による波力発電装置を示す概略側面図である。浮体1は海面に浮いており、ケーブル、ワイヤ、ロープ、チェーン等の連結手段3によって、海底に固定されたリニア発電機2に連結されている。同図の例では、発電機は、海底に固定されている。これとは異なり、発電機は、海底より上方に位置させて他の方法で固定してもよい。
リニア発電機2は、巻き線を備えた固定子5と、磁石を備えた並進部材6とを有する。並進部材6は固定子5内で上下に往復移動可能であり、この往復移動により固定子の巻き線に電流が発生する。この電流は、電気ケーブル11を介して電力ネットワークに送られる。
並進部材6はロッド7を備えており、このロッドにワイヤ3が取り付けられている。浮体1は、海面の波の動きによって押し上げられると、並進部材6を上方に引き上げる。次に浮体1が下がると、並進部材6は重力によって下方に移動する。任意の構成として、並進部材6に作用するバネ(図示せず)等を設けると、下方向への力を増すことができ、好ましい。
発電機2は海底に固定されている一方、浮体1は海面に自由に浮かんでいる。よって、浮体は発電機2に対して横方向に移動自在であり、その際に連結手段3は傾斜する。
発電機2のハウジング4における、連結手段3の入口部分には、ガイド装置9が設けられている。このガイド装置が連結手段をガイドすることにより、連結手段は、ガイド装置の下方では鉛直方向に動く一方、ガイド装置の上方では傾斜姿勢で動くことができるようになっている。ガイド装置9は、発電機のハウジング4の上部に固定された円錐構造体8に取り付けられている。
ガイド装置9は、連結手段3がガイド装置9を通過する際に徐々に方向を変化させることができる構成とされている。これにより、連結手段の摩耗が抑制される。
図2には、固定子フレーム12を、固定子パッケージ19及びガイド手段20、21とともに示している。固定子フレーム12は、リニア発電機を収容する水密ハウジング4の一部を構成している。固定子フレーム12の両端に上端壁及び下端壁を取り付けることによって、ハウジング4が完成する。固定子フレーム12は、金属製であり、たとえばステンレススチールや、外面に防錆塗料が塗布された鉄などで構成されている。
固定子フレーム12の内側には、軸方向に延びる複数の固定子パッケージ19が取り付けられており、図示の例では、8個のパッケージ19が取り付けられている。さらに固定子フレーム12の内側には、軸方向に延びる4つのガイド手段20、21が取り付けられており、並進部材6(図2では図示せず)が往復移動する際にその動きをガイドする。各ガイド手段20、21は、軸方向に延びる列状に配置された多数のホイール21を含んでいる。各ホイール21は、ホイールフレーム20に転動可能に軸支されている。作動中は、各ホイール21は、並進部材6に設けられた対応する一の支持レールに接した状態で転動する。これにより、並進部材6の横方向の位置が正確に維持され、その結果、並進部材6の磁石22と固定子パッケージ19との間の間隙が正確に維持される。
図3を参照し、固定子フレーム12の内壁に対する固定子パッケージ19及びホイールフレーム20の取り付け構造を説明する。これらを取り付けるために、固定子フレーム12の内側には取り付け手段が設けられている。当該取り付け手段は、取り付けプロファイル13、14、15を複数個設けたものであり、これら取り付けプロファイルは、固定子フレーム12の軸方向に互いに離間して配置されている。同図では、2つの取り付けプロファイルが見えている。各取り付けプロファイルは、リム13を含んで構成されている。当該リム13は、固定子フレーム12の壁部と一体に形成してもよいし、当該壁面に溶接または他の方法で取り付けてもよい。各リム13は、複数の凹部を有する。第1グループの凹部は、受容スロット14を構成しており、これらの受容スロット14には固定子パッケージ19が取り付けられる。第2グループの凹部は、受容スロット15を構成しており、これらの受容スロット15には、ガイド手段20、21のホイールフレーム20が取り付けられる。第1グループの受容スロット14の数は8個であり、第2グループの受容スロット15の数は4個である。これらの個数は、図2に示すように、当該スロットに取り付けられる部材の数に応じて設定されている。なお、各グループのスロットの数は、図示の例とは異なっていてもよい。
リム13の数は、図示の例では4個であるが、固定子フレーム12の長さに応じて変更することができる。隣接する2つのリムの間隔はすべて等しいことが好ましいが、必ずしも等しくする必要はない。当業者であればわかるように、取り付け手段は、図示の例以外にも、様々な構成とすることができる。
固定子パッケージ19が取り付けられる受容スロット14の周方向の長さは、ガイド手段20、21が取り付けられる受容スロット15の周方向の長さよりも長く設定されている。これは、取り付けられる部材の幅に応じて設定されたものである。図示の例では、各固定子パッケージの幅は、ガイド手段20、21の幅の約3倍であるが、これらの相対幅は様々に変更することができる。たとえば、固定子パッケージが4個のみの場合は、ガイド手段20、21に対する固定子パッケージの相対幅は、上記よりも大きいものとなる。
各受容スロット14、15の底部には、固定子フレーム12の壁部を貫通するボルト穴16が設けられている。図では、これらのボルト穴16は、固定子フレーム12の外側にも見えている。これらのボルト穴16にボルトを挿通することによって、固定子パッケージ19及びホイールフレーム20を確実に取り付けることができる。
固定子フレーム12の外側には、固定子フレーム12の剛性及び強度を増すための複数のフランジ17が設けられている。図示の例においては、各フランジ17は、それぞれ1つのリム13の近傍に位置しているが、もちろんこれ以外の配置も可能である。固定子フレーム12の外側には、さらに、突起部が設けられている。突起部は、ワイヤやロッドなどの支持要素を取り付けるための取り付け具18を構成する。これら突起部は、海底に設置して作動させる際に上端となる側の固定子フレーム12の端部に設けられている。
固定子フレーム12は、単一部材として製造することができるが、実用的な観点からは、図4に示すように複数の部分で構成することが好適である。図4は、5つの部分12a〜12eの概略を示している。これらの部分を連結することによって、固定子フレーム12が完成する。本例においては、3つの中間部分12b〜12dは同一のものであり、各中間部分がリム及びフランジを有している。このようにモジュール化して製造することによって、様々な長さの固定子フレーム12を組み立てることができる。
図5には、リム13の形状をより詳細に示している。
図6は、並進部材6と、固定子フレーム12に関連する部材との関係を示す。並進部材6には、磁石22が複数の列をなすように設けられており、磁石の各列と、対応する1つの固定子パッケージ19との間には小さな間隙が形成されている。これによって、磁石22が並進部材6と共に軸方向に往復移動する際に、固定子の巻き線に電流が誘導される。これらの間隙は、ガイド手段20、21によって規定され、一定に維持されている。ガイド手段20、21の各ホイール21は、並進部材6に取り付けられたレール23に接した状態で転動する。
図7の斜視図は、固定子フレーム12から一部が突出している並進部材6を示している。同図は、さらに、ロッド7も示しており、このロッド7を介して並進部材6がワイヤ3に連結され、さらに上方で浮体1に連結されている(図1参照)。並進部材6の上端には、バネが設けられている。このバネは、最上端位置に到達する時の並進部材の動きを減衰させるためのものである。
図8に示すように、リニア発電機のハウジング4は、ワイヤ又はロッド24によって海底に固定することが好ましい。ワイヤやロッド24は、固定子フレーム12の上端に設けられた突起部18に取り付ける。
図9は、波力発電所を上から見た状態の概略を示している。当該発電所は、複数のリニア発電機2を含んでいる。各発電機2は、図1に示したようなタイプの波力発電装置の一部であり、本発明による固定子フレーム12を備えている。これらの発電機は、スイッチギア30に連結されており、このスイッチギア30が接続線41を介して、電力ネットワーク40に連結されている。
接続線は、制御装置42を備えており、この制御装置42が、発電機2からスイッチギア30を介して電力ネットワーク40に供給される電力を制御する。この制御装置42は、さらに、料金請求が行えるように、電力ネットワークに供給された電力量を記録する。

Claims (27)

  1. 水中リニア発電機(2)用の固定子フレーム(12)であって、金属製の筒体を含み、前記筒体には、固定子パッケージ(19)を前記筒体の内壁に取り付けるための取り付け手段(13、14、15、16)が設けられており、前記筒体は、前記リニア発電機(2)が組み立てられた際に、前記リニア発電機(2)の外周壁を構成し、
    前記取り付け手段(13、14、15、16)は、前記筒体の内壁に設けられた、軸方向に離間配置された複数の取り付けプロファイル(13、14、15)を含み、前記各取り付けプロファイル(13、14、15)は、周方向に延びており、前記各取り付けプロファイルは、前記固定子パッケージを受容するための第1グループの受容スロット(14)を含み、前記受容スロット(14)同士は、径方向内側に突出する突起によって互いに離隔されており、1つの前記取り付けプロファイル(13、14、15)におけるすべての前記受容スロット(14)は、他の前記取り付けプロファイル(13、14、15)における前記受容スロット(14)と、軸方向に整列しており、
    前記各取り付けプロファイル(13、14、15)は、当該固定子フレーム(12)内で軸方向に往復移動できるように並進部材(6)をガイドするガイド手段(20、21)を受容するための、第2グループの受容スロット(15)を含む、固定子フレーム。
  2. 前記各取り付けプロファイル(13、14、15)は、周方向に延びるリム(13)によって構成される、請求項に記載の固定子フレーム。
  3. 前記各リム(13)は、前記受容スロット(14)を構成する複数の凹部を含む、請求項に記載の固定子フレーム。
  4. 前記第1グループの各受容スロット(14)の周方向の長さは、前記第2グループの各受容スロット(15)の周方向の長さの2〜8倍である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  5. 前記各取り付けプロファイル(13、14、15)における前記第2グループの受容スロット(15)の数は、3または4である、請求項に記載の固定子フレーム。
  6. 前記各受容スロット(14、15)の底部は平坦な面である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  7. 前記第1グループの受容スロット(14)の数は、4〜12の範囲である、請求項1〜6のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  8. 隣接する2つの取り付けプロファイル(13、14、15)の軸方向の間隔は、すべての2つの隣接する取り付けプロファイル(13、14、15)ついて、等しい、請求項1〜7のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  9. 前記各受容スロット(14、15)の底部には、前記筒体の外側に到達する貫通孔(16)が形成されている、請求項1〜8のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  10. 前記筒体は、周方向に延びる複数の外側フランジ(17)を有する、請求項1〜のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  11. 前記フランジ(17)の数は、前記取り付けプロファイル(13、14、15)の数に等しい、請求項10に記載の固定子フレーム。
  12. 前記各フランジ(17)は、軸方向において、一の取り付けプロファイル(13、14、15)の近傍に位置している、請求項11に記載の固定子フレーム。
  13. 前記固定子フレーム(12)は、軸方向に並び且つ互いに連結された複数の部分(12a〜12e)含む、請求項1〜12のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  14. 前記各部分(12a〜12e)は、1つの取り付けプロファイル(13、14、15)及び1つのフランジ(17)を含み、前記部分のうちのいくつか(12b〜12d)は同一のものである、請求項13に記載の固定子フレーム。
  15. 前記筒体の外面には、支持要素(24)を取り付けるための取り付け具(18)が設けられている、請求項1〜14のいずれか1つに記載の固定子フレーム。
  16. 少なくとも1つの浮体(1)と、固定子(5)及び並進部材(6)を備えた水中リニア発電機(2)と、前記少なくとも1つの浮体(1)を前記並進部材(6)に連結する可撓性連結手段(3)と、を含む波力発電装置であって、前記固定子(5)は、請求項1〜15のいずれか1つに記載の固定子フレーム(12)を含み、前記固定子パッケージ(19)は、前記固定子フレーム(12)に取り付けられている、波力発電装置。
  17. 前記並進部材(6)は、複数のガイド手段(20、21)によってガイドされ、前記各ガイド手段(20、21)は、各取り付けプロファイル(13、14、15)における第2グループの受容スロット(15)に取り付けられている、請求項16に記載の波力発電装置。
  18. 前記各ガイド手段は、軸方向に配列された複数のホイール(21)と、前記ホイール(21)が取り付けられたホイールフレーム(20)とを含む、請求項17に記載の波力発電装置。
  19. 前記固定子フレーム(12)は、当該固定子フレーム(12)を海底に連結する複数の支持要素(24)を備えている、請求項16〜18のいずれか1つに記載の波力発電装置。
  20. 前記支持要素(24)は、ワイヤ又はロッドを含む、請求項19に記載の波力発電装置。
  21. 請求項16〜20のいずれか1つに記載の波力発電装置を複数備える、波力発電所。
  22. 海底に配置された少なくとも1つのスイッチギア(30)を含み、当該スイッチギアに前記波力発電装置が連結されている、請求項21に記載の波力発電所。
  23. 請求項16〜20のいずれか1つに記載の波力発電装置に対する接続線(41)を含む、電力ネットワーク(40)。
  24. 前記接続線(41)には、前記接続線(41)を介して行われる電力供給を制御し且つ前記接続線(41)を介して供給されたエネルギーに関する請求料金情報を提供する制御装置(42)が設けられている、請求項23に記載の電力ネットワーク。
  25. 電力を生成し、前記電力を電力ネットワークに供給するための、請求項16〜20のいずれか1つに記載の波力発電装置の使用。
  26. 水中で使用されるリニア発電機(2)の製造方法であって、前記リニア発電機(2)が、請求項1〜15のいずれか1つに記載の固定子フレーム(12)及び固定子パッケージ(19)を備えた固定子(5)と、並進部材(6)と、を含む構成において、当該方法は、並進部材(6)が固定子(5)内で往復移動するように、金属の筒体として構成された前記固定子フレーム(12)における前記第2のグループの受容スロット(15)に前記ガイド手段(20、21)を配置する工程を含むとともに、前記固定子フレーム(12)における前記第1のグループの受容スロット(14)に前記固定子パッケージ(19)を取り付ける工程を含んでいる、製造方法。
  27. 前記筒体は、軸方向に配列された複数の部分(12a〜12e)を互いに連結することによって製造される、請求項26に記載の方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2720360T3 (es) * 2008-08-28 2019-07-19 Seabased Ab Una unidad de energía undimotriz y uso de la misma
EP3070821B1 (en) * 2015-03-16 2017-09-13 ABB Schweiz AG An electric machine
EP3490105A1 (de) * 2017-11-24 2019-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Stator für eine elektrische rotierende maschine
KR102629514B1 (ko) * 2018-10-31 2024-01-26 신덕호 자기작용을 조정할 수 있는 장치와 이를 채용한 발전기 장치 및 그를 위한 부품
EP3922838A1 (en) * 2020-06-08 2021-12-15 Seabased AB Array for arranging wave energy converters in a wave power park
US12068664B1 (en) * 2024-02-26 2024-08-20 Cyclazoom, LLC Energy generating system

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5513619A (en) * 1978-07-12 1980-01-30 Toshiba Corp Stator frame for rotary electric machine
US5315190A (en) * 1992-12-22 1994-05-24 Stirling Technology Company Linear electrodynamic machine and method of using same
US5875540A (en) * 1997-01-21 1999-03-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Modular design and manufacture of a stator core
US6020653A (en) * 1997-11-18 2000-02-01 Aqua Magnetics, Inc. Submerged reciprocating electric generator
RU20415U1 (ru) * 2001-03-01 2001-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр "Полюс" Статор электрической машины
RU20414U1 (ru) 2001-05-03 2001-10-27 Федеральный научно-производственный центр закрытое акционерное общество "Научно-производственный концерн (объединение) "ЭНЕРГИЯ" Электродвигатель постоянного тока
SE520921C2 (sv) * 2002-01-10 2003-09-16 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat, användning av ett vågkraftaggregat, förfarande för att genera elektrisk energi, system av komponenter för tillverkning av linjärgenerator till ett vågkraftaggregat samt förfarnde vid tillverkning av en linjärgenerator
DE60221712T2 (de) * 2002-01-10 2008-05-15 Seabased Ab Wellenenergieeinheit und die verwendung einer wellenenergieeinheit zur erzeugung elektrischer energie, verfahren zur erzeugung elektrischer energie und komponentensystem zur herstellung eines lineargenerators für eine wellenenergieeinheit
JP3616058B2 (ja) * 2002-01-25 2005-02-02 山崎 恒彦 リニアモータ
JP3793921B2 (ja) * 2002-07-31 2006-07-05 株式会社日立製作所 電力供給サービス事業方法
SE0300869L (sv) * 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
SE0300870L (sv) * 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
JP2005256676A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Koyo Seiko Co Ltd 電動ポンプユニット
US7202587B2 (en) * 2004-04-26 2007-04-10 Siemens Power Generation, Inc. Method and apparatus for the mounting of and circumferential displacement of radial forces in a stator core assembly
EP2595286A3 (en) * 2005-05-10 2016-04-06 Komatsu Ltd. Engine with generator/motor as auxiliary power unit
WO2007111546A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Seabased Ab A system for generating electric energy
WO2007121382A2 (en) * 2006-04-14 2007-10-25 Ciiis, Llc Power generator having a plurality of arranged power generator units
US7397163B2 (en) * 2006-08-17 2008-07-08 Siemens Power Generation, Inc. Power generator stator assembly, a stator core module assembly, and a process for assembling a stator core module assembly within a stator frame
US7861404B2 (en) * 2006-10-19 2011-01-04 Siemens Energy, Inc. Method for removing the endplate of an electric generator
DE102007015168A1 (de) * 2007-03-27 2008-10-02 Trithor Gmbh Linearmaschine mit einem Primärteil und einem Sekundärteil
JP4810512B2 (ja) 2007-07-23 2011-11-09 株式会社トクヤマ 鉄−シリカ水処理用凝集剤の製造方法
CN101355284B (zh) * 2008-05-30 2010-06-23 西安交通大学 一种波浪直驱式直线开关磁阻发电系统
DK2318696T3 (en) * 2008-08-26 2019-01-28 Seabased Ab WAVE POWER UNIT
ES2720360T3 (es) * 2008-08-28 2019-07-19 Seabased Ab Una unidad de energía undimotriz y uso de la misma
JP2010074979A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Yaskawa Electric Corp 回転電動機
US8394834B2 (en) 2009-08-25 2013-03-12 Hoffman-La Roche Inc. Pyrrolidines as NK3 receptor antagonists

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