JP7369122B2 - ドライブ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、ドライブ組立体、詳細には、エネルギー変換器への波エネルギーの伝達に使用するドライブ組立体に関する。

近年、世界的なエネルギー生成に著しく貢献する再生可能エネルギーの開発へのニーズを重視する傾向が高まっている。政府の目標、非再生可能エネルギー源に関連する問題のメディアの描写、エネルギーコストの更なる増加の組合せが、全て再生可能エネルギーシステムの発展への強力な原動力を生み出している。

化石燃料の環境への負の影響は、原子力エネルギーに関連する問題と高いコストと同様に良く知られている。一方で、膨大に天然に存在する再生可能エネルギーの動力化は、経済的に実行可能な価格でエネルギーを捕捉し、供給する能力だけによって、制限されているにすぎない。

１つの潜在的な再生可能エネルギー源は、波力であり、世界中の海洋や海の全てに存在する豊富且つ安定したエネルギー源である。波力からエネルギーを生成する種々の波装置が提案されてきたが、このような装置は、利用可能な波力源を長期的に確実に活用する解決能力を備えない装置であり、種々の制約を有している。

波の動きを有用なエネルギーに変換するのに成功した改良版発電装置が、国際公開２０１０００７４１８号公報、国際公開２０１１１５８００６号公報、国際公開２０１３０６８７４８号公報に開示されている。開示された発電装置は、既存の波エネルギー変換器に関連する問題点の多くを解決する水中リアクション体を使用している。

しかしながら、国際公開２０１０００７４１８号公報、国際公開２０１１１５８００６号公報、国際公開２０１３０６８７４８号公報に開示された波エネルギー変換器は、依然として更なる改良の可能性を有している。

国際公開２０１０００７４１８号公報 国際公開２０１１１５８００６号公報 国際公開２０１３０６８７４８号公報

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に概説されたドライブ組立体が提供される。

本発明の第１の形態によれば、波エネルギーをエネルギー変換器へ伝達させるように構成されたドライブ組立体が提供され、ドライブ組立体は、作動長さを有する作動部材と、エネルギー変換器に連結されるように配置されエネルギーを作動部材から前記エネルギー変換器へ伝達するように構成された可動エネルギー伝達部材と、１つまたは２つ以上の作動部材及びエネルギー伝達部材に連結された付勢部材を有するエネルギー貯蔵部材と、を備え、エネルギー貯蔵部材は作動部材またはエネルギー伝達部材を位置移動させるように配置され、作動部材は、エネルギー伝達部材を第１のストロークポジションから第２のストロークポジションへ動かすように配置され、第１のストロークポジション及び第２のストロークポジションが作動ストロークの遠位側端点を規定し、作動ストロークが前記エネルギー変換器を駆動するように構成されているドライブ組立体である。作動部材は可撓性のロープを有していることが好ましい。

ドライブ組立体は、好ましくは波力発電装置内で使用され、好ましくは波エネルギーを有用なエネルギーに最適に変換することを助ける。

本発明のドライブ組立体は、好ましくは、エネルギー伝達部材及び付勢部材を有するエネルギー貯蔵部材経由で、エネルギー源からエネルギー変換器へとエネルギーを提供するように構成されている。作動部材は、エネルギー伝達部材を第１のストロークポジションから第２のストロークポジションへ動かすことによって、ドライブ組立体を作動させ、第１及び第２のストロークポジションが作動ストロークの遠位側端点を規定し、作動ストロークは前記エネルギー変換器を駆動するために使用される。作動部材によるエネルギー伝達部材の動きは、好ましくは、付勢部材を備えるエネルギー貯蔵部材の動きも引き起こす。第２のストロークポジションに到達すると、エネルギー伝達部材は、付勢部材によって第１のストロークポジションに向かって付勢される。付勢部材による、第２のストロークポジションから第１のストロークポジションへのエネルギー伝達部材の動きは、更なる作動ストロークを構成し、前記エネルギー変換器を更に駆動させるように作用する。この状態での第１のストロークポジションから第２のストロークポジションへのエネルギー伝達部材の往復運動は、前記エネルギー変換器の継続的な駆動を引き起こす。

好ましくは、ドライブ組立体が、作動部材に連結されたエネルギー捕捉部材を更に備え、波エネルギーを作動部材へ伝達させることができる。エネルギー捕捉部材を備えた好ましい実施形態では、作動部材の作動長さは、エネルギー捕捉部材とエネルギー伝達部材の間の距離を規定する。エネルギー捕捉部材は、浮体部分を備えることが好ましい。

エネルギーが、好ましくはエネルギーを捕捉するように配置されたエネルギー捕捉部材によって作動部材に提供され、エネルギー捕捉部材の動きが、作動部材の動きを引き起こし、その結果、上述のとおりドライブ組立体を駆動させる。

最も好ましい実施形態では、本発明のドライブ組立体が、波力を捕捉することに使用され、前述の実施形態で、エネルギー捕捉部材が、波エネルギー捕捉浮体を備えることが好ましい。このような実施形態では、エネルギー捕捉部材が、好ましくは、波の動きによって往復運動で動くことを可能にし、したがって、作動部材を動かすことによって前記エネルギー変換器へのエネルギーの伝達を許容する。

ドライブ組立体は、作動部材の作動長さを調節する調節部材を更に有することが好ましい。エネルギー捕捉部材を備える実施形態では、調節部材は、好ましくは、エネルギー伝達部材とエネルギー捕捉部材の間に位置決めされている。調節部材による作動長さの調節は、作動ストロークから独立していることが好ましい。好ましくは、作動部材の作動長さは、作動ストロークの作動と同時に調節部材によって調節することもできる。特定の好ましい実施形態では、ドライブ組立体は、２つまたは３つ以上の作動部材を備え、２つまたは３つ以上の作動部材の作動長さが調節部材によって独立に調節できる。調節部材を備える実施形態では、調節部材が、作動部材の一部分を収容するように配置されたウインチを備えていることが好ましい。

調節部材による作動部材の作動長さの調節は、好ましくはエネルギーを捕捉し、前記エネルギー変換器を駆動させるための条件に適するように本発明のドライブ組立体の最適化を可能にする。本発明のドライブ組立体が、浮体部分を有するエネルギー捕捉部材を使用して波エネルギーを捕捉するために使用される実施形態では、作動部材の作動長さが、海の種々の状態に適するように調節部材によって調節できることが好ましい。

ドライブ組立体は、好ましくはリアクション部材に取り付けられるように構成され、前記リアクション部材が、ドライブ組立体用のプラットフォームを提供するように構成されている。ドライブ組立体がリアクション部材に取り付けられるように構成された実施形態では、エネルギー貯蔵部材及び前記エネルギー変換器が、前記リアクション部材とエネルギー伝達部材の間に取り付けられていることが好ましい。

最も好ましい実施形態では、本発明のドライブ組立体は、ドライブ組立体用のプラットフォームとして機能するリアクション部材に取り付けられ、ドライブ組立体の機能に貢献する追加の機能性をオプションで備えることができる。例えば、特定の実施形態では、リアクション部材は、オプションとして、ドライブ組立体用の浮動型プラットフォームを提供する浮体部分を備えてもよい。ドライブ組立体が波エネルギーを捕捉するために使用される最も好ましい実施形態では、浮動型リアクション部材が、オプションとして、海底から所定の距離のところに係留索を使用して吊るされてもよい。前記リアクション部材上の浮体部分のこのような使用は、波エネルギーを捕捉する目的で使用されたときにドライブ組立体の安定性を提供することもできる。

エネルギー貯蔵部材は、ばね、機械的または電気的に付勢されたアクチュエータ、弾性部材、圧縮性部材、磁性部材の中から選択された少なくとも１つを有していることが好ましい。

エネルギー貯蔵部材及び／または付勢部材が、第１のストロークポジションへエネルギー伝達部材を付勢するためのばねを有し、それ自体が、前記エネルギー変換器の継続的な駆動を可能にすることが好ましい。特定の実施形態では、エネルギー貯蔵部材及び／または付勢部材が、（例えば、エネルギー捕捉部材を動かす力を引き起こす波がないとき）エネルギー貯蔵部材及び／または付勢部材に浮体が衝突する浮力の角度によって規定される作動ストロークの中立ポジションを規定することが更に好ましい。したがって、作動ストロークは中立ポジションを中心に正または負になることがある。エネルギー貯蔵部材が、エネルギー保存材料または装置を備える他の実施形態があると考えられる。

特定の実施形態では、エネルギー伝達部材が、作動部材による作動の結果、軸を中心に回転するように配置された回転部分を備えることが好ましい。特定の実施形態では、エネルギー伝達部材が、作動部材による作動の結果、直交平面に沿った往復運動で動くように配置された可動式プーリーを有することが好ましく、往復運動の範囲が作動ストロークを形成する。

エネルギー伝達部材が可動式プーリーを備える実施形態では、作動部材が、直交平面における第１のストロークポジションから第２のストロークポジションへのプーリーの動きを担っている。付勢部材が、第２のストロークポジションに向かってプーリーを付勢することが好ましい。プーリーが、作動部材が周りに伸びるのが好ましい回転部分を有することが最も好ましい。

エネルギー伝達部材が、作動部材の一部分を収容するように構成されていることが好ましい。収容された作動部材の長さは、好ましくはエネルギー伝達部材が作動ストロークを通して動くにしたがって変化し、エネルギー捕捉部材が波と共に動くことを可能にしている。このような実施形態では、作動部分が、エネルギー伝達部材の周りまたは内部に伸びるように構成されている。

エネルギー伝達部材が可動式プーリーを備え、ドライブ組立体が調節部材を有する実施形態では、調節部材が、収容を提供するエネルギー伝達部材とリアクション部材の間に位置決めされたウインチを有し、このウインチが、作動部材の一部分をウインチに巻きつかせることによって作動部材の貯蔵を終了させ、且つ提供することが好ましい。したがって、ドライブ組立体のエネルギー生成機能は、作動部材の長さの調節の機能と同時にだがこれとは独立して作動することを可能にしている。

特定の実施形態では、ドライブ組立体は、好ましくは、作動部材に連結された複数のエネルギー伝達部材を備え、作動部材によるエネルギー伝達部材の動きが、軸を中心とした回転を有する。作動部材に連結された複数のエネルギー伝達部材を備え、作動部材によるエネルギー伝達部材の動きが、軸を中心とした回転を有している実施形態では、複数のエネルギー伝達部材の回転が調節されるように、特定の実施形態では、回転が差動装置を介して調節されているのが好ましい。エネルギー伝達部材の回転が差動装置によって調節される特定の実施形態では、差動装置が、好ましくは、エネルギー伝達部材に連結された第１のサンギアと、エネルギー伝達部材に連結された第２のサンギアと、第１及び第２のサンギアに連結されモータによって駆動またはロックされるように配置されたリングギアとを備える。

より好ましい実施形態では、エネルギー伝達部材は、作動部分の一部分用のスプール貯蔵部を提供することのできる２つのドラムの形態をとる。好ましくは、２つのドラムは作動部材によって誘発された追従運動に続き、一方のドラムの他方に対する回転速度を変動させることを許容する差動装置を使用して互いに連結されている。好ましくは、作動部材による少なくとも１つのドラムへの巻きつけまたはドラムからの送り出しは、少なくとも１つのドラムの回転を引き起こし、差動装置の作動を通じた回転は、他方のドラムの回転を引き起こす。好ましくは、差動装置のリングギアは、モータに連結された駆動歯車によって、駆動またはロックされる。好ましくは、駆動歯車の存在は、作動ストロークから独立して作動部材の作動長さの調節を可能にし、したがって、好ましくは、モータ及び駆動歯車が、調節部材として作用する。

ある実施形態では、エネルギー伝達部材は、レバーアームを備えている。エネルギー伝達部材がレバーアームの形態をとる実施形態では、エネルギー伝達部材が、ヒンジ接続部でリアクション部材に連結され、枢動点を形成しているのが好ましい。前述の実施形態では、レバー操作が、枢動点を中心としたレバーアームの枢動を引き起こし、それは作動部材によるエネルギー伝達部材の動きによって引き起こされる。このような実施形態の枢動点を中心としたエネルギー伝達部材の枢動は、前記エネルギー変換器を駆動するために使用される。

エネルギー伝達部材がレバーアームの形態をとる実施形態では、作動部材の長さの調節を、好ましくは、レバーアーム上の調節部材の位置決めにより提供することができる。より好ましくは、調節部材は、作動部材の末端をなし、作動部材の一部分をウインチに巻き付けることによって作動部材のための収容を提供するレバーアーム上に取り付けられたウインチである。

エネルギー伝達部材の動きは、軸を中心とした回転、軸に沿った往復直交運動、枢動点を中心とした枢動、作動部材の動きがもたらす伸びから選択された少なくとも１つを有することが好ましい。

エネルギー伝達部材がプーリーを備えている実施形態では、作動部材によるエネルギー伝達部材の動きが、軸に沿った往復直交運動を有することが好ましい。エネルギー伝達部材が１つまたは２つ以上のドラムを有している実施形態では、作動部材によるエネルギー伝達部材の動きが、軸を中心とした回転であることが好ましい。エネルギー伝達部材がレバーアームを有している実施形態では、作動部材によるエネルギー伝達部材の動きが、作動部材の動き及び／または枢動点を中心とした枢動がもたらす伸びを有することが好ましい。

前記エネルギー変換器は、回転式発電装置、リニア発電装置、水圧ポンプから選択された少なくとも１つを有することが好ましい。

特定の実施形態は単なる例示として、添付の図面を参照して説明される。

波力発電装置に固定された、本発明によるドライブ組立体の第１実施形態の斜視図である。 波力発電装置（図示せず）に固定された、最小作動ストローク長さでの図１のドライブ組立体の平面図である。 波力発電装置（図示せず）に固定された、最大作動ストローク長さでの図１及び図２のドライブ組立体の平面図である。 波力発電装置に固定された、本発明によるドライブ組立体の第２実施形態の斜視図である。 波力発電装置（図示せず）に固定された、図４のドライブ組立体の平面図である。 図４及び図５のドライブ組立体のエネルギー伝達部材の拡大図である。 波力発電装置に固定された、本発明によるドライブ組立体の第３実施形態の斜視図である。

図１を参照すると、波力発電装置内に備えられた本発明によるドライブ組立体が示されている。本発明のドライブ組立体の第１の実施形態を組み入れている波力発電装置は、ドライブ組立体用のプラットフォームを形成するリアクション部材１と、浮体の形態をとるエネルギー捕捉部材２とを備えている。本実施形態では、リアクション部材１は、エネルギー変換器９の形態で機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する手段のためのプラットフォームを更に提供する。可撓性ロープの形態をとる作動部材３は、エネルギー捕捉部材２と可動式プーリーの形態をとるエネルギー伝達部材５との間の距離を規定する。エネルギー伝達部材５は、ばねの形態をとる付勢部材８を有するエネルギー貯蔵部材に連結され、エネルギー変換器９を駆動するように更に配置されている。作動部材３は、エネルギー伝達部材５の上流側にある第１の固定プーリー４と、エネルギー伝達部材の下流側にある第２の固定プーリー６と、ウインチの形態をとる調節部材７と連係している。調節部材７は、作動部材３の作動長さを調節するように配置され、作動長さはエネルギー捕捉部材２とエネルギー伝達部材５の間の距離を規定している。

図１に示す実施形態では、リアクション部材１とエネルギー捕捉部材２が、それぞれ正の浮力を有し、水域の表面より下に沈んだ状態で保持されている。別の実施形態（図示せず）では、リアクション部材及びエネルギー捕捉部材は、正の、負の、または中立の浮力を有する構造、あるいはそのどの組合せを有してもよい。

図２及び図３は、作動ストロークＳの遠位側端点を規定する第１のストロークポジションＳ１及び第２のストロークポジションＳ２を有する図１のドライブ組立体の平面図である。エネルギー伝達部材５は、エネルギー捕捉部材２の動きがもたらす作動部材３の動きによって、第１のストロークポジションＳ１から第２のストロークポジションＳ２へ移動するように配置されている。第１のストロークポジションＳ１から第２のストロークポジションＳ２へのエネルギー伝達部材５の動きは、エネルギー変換器９を駆動するために使用される作動ストロークＳを構成する。付勢部材８は、エネルギー伝達部材５を、第２のストロークポジションＳ２から第１のストロークポジションＳ１に向かって付勢するように作用し、この往復運動は、エネルギー変換器９を更に駆動するために使用されてもよい。この状態の、軸に沿ったエネルギー伝達部材５の往復直交運動は、エネルギー変換器９を駆動するために使用される。

波力発電装置が配置されたにも関わらずエネルギー捕捉部材２に波が作用しないとき、付勢部材８は、エネルギー捕捉部材２からの浮力により部分的に伸び、エネルギー伝達部材５を作動ストロークＳの中間またはニュートラルに位置決めする。

使用中は、波が水没した波力発電装置を越え、エネルギー捕捉部材２を動かすと、エネルギー捕捉部材２とリアクション部材１の間の距離の変化が、ドライブ組立体の作動ストロークＳによって取り上げられる。作動ストロークＳは、図２及び図３に詳細に示され、図２の実施形態は、第１のストロークポジションＳ１にあるエネルギー伝達部材５を示し、図３の実施形態は、第２のストロークポジションＳ２にあるエネルギー伝達部材５を示している。

エネルギーは、付勢部材８を有するエネルギー貯蔵部材によって、（波基底による波に）一時的に保存され、超過したエネルギーは、エネルギー変換器９によってより有用なエネルギーへと変換される。エネルギー変換器９は、水圧ポンプやリニア発電装置が例である、エネルギーを変換し、システムに減衰力を働かせる種々の装置である。これに代えて、本発明によるドライブ組立体は、回転式発電装置を回転させるように構成されていてもよい。

エネルギー捕捉部材２とリアクション部材１の間の全体距離は、作動部材を調節部材７に巻きつける、または調節部材７から送り出して作動部材３の作動長さを調整することによって、調節される。作動部材３の各々は、それぞれ独立して調節部材７に巻かれており、したがって作動部材３のそれぞれの作動長さは、水中のエネルギー捕捉部材２の動きによって、独立に変わる。波が荒い海では、エネルギー捕捉部材２の動きは、より頻繁であり、より顕著であると予測される。作動部材３の独自調節能力は、このようなエネルギー捕捉部材２の種々の動きに対応できる。

作動ストロークＳを提供する機構と作動部材３の各々の作動長さを調節する独自機構の組合せが、エネルギー捕捉部材２とエネルギー伝達部材５の間の距離の変化と、有用なエネルギーを提供する同時エネルギー変換とを可能にする。

図４ないし図６に示す本発明の第２実施形態では、作動部材３の作動長さは、エネルギー捕捉部材２と、本形態では、第１のドラム１０と差動装置１１と第２のドラム１２の形態をとるエネルギー伝達部材の間の距離を規定する。図４ないし図６に示す実施形態では、付勢部材８を備えたエネルギー貯蔵部材が、作動部材３の位置移動を引き起こすように配置されている。

第１のドラム１０は、超過したエネルギーをシステムから取り除き波エネルギーをより有用なエネルギーに変換する回転式電気発電装置の形態をとるエネルギー変換器１３に連結されている。第１のドラム１０と第２のドラム１２の両方は、システムの作動ストロークＳを少なくとも収容する作動部材３の収容力を備える。図４の実施形態では、波サイクルを通して、エネルギー捕捉部材２が水中で動き、作動部材３の一部分を、第１及び第２のドラム１０、１２の各々に巻き付け、且つ第１及び第２のドラム１０、１２から送り出させる。

前述の実施形態のように、図４の実施形態では、ばね付勢部材８を作動ストロークＳの中間ポジションまで伸ばすために必要な力は、エネルギー捕捉部材２からの浮力と等しい。したがって、ドライブ組立体は、常に、システム全体の基本力のつり合いに基づいて、この中間ストロークポジションの辺りに、作動ストロークを自動的に集中化させることになる。

図４の実施形態では、作動部材の長さの調節は、第１のドラム１０及び第２のドラム１２の間の異なる回転量を引き起こす、または、許容することで達成される。第２のドラム１２のポジションが、システム全体の基本力のつり合いによって、常に中間ストロークポジションに向かう傾向があるため、第１のドラム１０と第２のドラム１２の間のあらゆる回転差は、最終的に第２のドラム１２の回転ポジションへの変化をもたらす。その結果、作動部材３の幾らかが第１のドラム１０に巻きつけられ、エネルギー捕捉部材２とリアクション部材１の間の距離が調節される。したがって、第１のドラム１０は、（作動ストロークＳのみならず）エネルギー捕捉部材２とリアクション部材１の間の距離の所望範囲の調節を提供するのに必要な作動部材３の長さに対応する十分な追加の収容力を備えている。

図４の実施形態では、第１のドラム１０と第２のドラム１２の間の回転速度の差を提供する好ましい方法は、第１のドラム１０と第２のドラム１２を差動装置１１と連結する工程によるものである。したがって、第１のドラム１０上の作動部材３の収容と、第１のドラムをばね付勢部材８（第２のドラム１２）のドライバーと異なる速度で回転させる機能との組合せが、所望のように作動部材３の長さを変えることができるドライブ組立体の調節部材を提供する。更には、この構成は、作動部材３の長さの調節が、どちらの方向でも、且つ、ドライブ組立体の通常の作動と同時に（即ち、エネルギー生成に介入することなく）実行されることを可能にしている。

本発明での使用に適した差動装置１１の例を、図６に詳細に示す。図４ないし図６の実施形態の差動装置は、（第１のドラムに連結された）第１のサンギア１６ａと、（第２のドラムに連結された）第２のサンギア１６ｂと、を備え、各々が第１及び第２の遊星歯車１７ａ、１７ｂにそれぞれ連結されている。図４ないし図６に示す実施形態の差動装置１１は、リングギア１５と、モータ１４によって駆動されるように構成された駆動歯車１８と、を更に備える。モータ１４は、駆動歯車１８の動きによって差動装置１１のリングギア１５を駆動またはロックさせることができる。通常作動では、モータ１４はロックされ、リングギア１５は回転することができず、したがって、（第１のドラム１０に連結された）第１のサンギア１６ａと（第２のドラム１２に連結された）第２のサンギア１６ｂは、遊星歯車１７ａと１７ｂの回転によって同じ量だけ、互いに反対方向に回転する。（第１のドラムに連結された）第１のサンギア１６ａの回転が、（第２のドラムに連結された）第２のサンギア１６ｂを、作動部材が第２のドラム１２へ送られる方向に応じて反対方向に回転させ、作動部材の第２のドラム１２への巻き取り及び第２のドラム１２からの送り出しを生じさせる。差動装置１１の作用による第１のドラム１０からの作動部材の送り出し、その結果の第２のドラム１２への巻き取りは、エネルギー変換器１３の駆動に使用される第１のストロークポジションから第２のストロークポジションへのエネルギー伝達手段の動きを引き起こす。付勢部材８は、第２のドラム１２からの作動部材３の送り出し及び第１のドラム１０からの送り出しを動かすように配置され、したがって、第１のドラム１０と差動装置１１と第２のドラム１２とを備えるエネルギー伝達部材を、第２のストロークポジションから第１のストロークポジションへ付勢するように作用する。本実施形態では、エネルギー伝達部材の動きは、軸を中心とした回転から生じる。

モータ１４が作動されると、モータ１４が駆動歯車１８を回転させ、その結果、駆動歯車１８がリングギア１５を回転させ、第１及び第２のドラム１０、１２の差動回転を生じさせる。これは、作動部材３の追加部分を第１のドラム１０に巻き取るまたは第１のドラム１０から送り出す（システムの動きの制約によって）効果を有し、したがって作動部材３の作動長さ、即ちエネルギー捕捉部材２とエネルギー伝達部材の間の距離が調節される。このような方法でモータ１４は、示された実施形態の調節部材として作用する。したがって、エネルギー伝達部材の第１のドラム１０は、作動ストロークと、エネルギー捕捉部材２と、第１のドラム１０と差動装置１１と第２のドラム１２を備えるエネルギー伝達部材との間の距離を調節する所望の機能との両方を備える作動部材３収容機能を保持しなければならない。

第１のドラム１０と第２のドラム１２の間のモータ駆動式・ロック式差動装置１１を提供することは、作動部材３の作動長さを作動ストロークから独立して調節させることができ、エネルギーの生成及びエネルギー捕捉部材２とエネルギー伝達部材５の間の距離の変化を同時に可能にすることを意味する。

本発明の理解は、後述により、更に分かりやすくなるだろう。

図４ないし図６に示す本発明の第２実施形態では、ロープ３の形態をとる作動部材の作動長さが、浮体２の形態をとるエネルギー捕捉部材と、本形態では、第１のドラム１０の形態をとるエネルギー伝達部材との距離を規定し、エネルギー捕捉部材は、本実施形態では、システムから超過したエネルギーを取り除き、波エネルギーをより有用な形態のエネルギーへと変換する回転式電気発電装置１３の形態をとるエネルギー変換器に連結された第１のドラムの形態をとっている。

第１のドラム１０は、第１のドラムを一方向に回転付勢、好ましくはロープ３を短くする方向に第１のドラムを付勢するばね８に、連結されている。図４ないし図６に示す実施形態では、第１のドラム１０へのばね８の連結は、少なくとも作動ストロークＳに対応することのできる第２のドラム１２に巻き取られるドライブ組立体の他のロープによって達成される。ばね８は、例えば回転式レバーのような代替手段によって第１のドラム１０に回転的に連結されでもよいことがわかる。

第１のドラム１０は、本システムの少なくとも作動ストロークＳに対応することのできるロープ３の収容力を備えている。したがって、図４のドライブ組立体が使用されているとき、浮体２は、波サイクルを通して、水中で移動し、（ロープを第２のドラム１２に巻き取り、且つ第２のドラム１２から送り出すことによって）ロープ３の一部分を第１のドラム１０に巻き取らせ、且つ第１のドラム１０から送り出させると同時に、連結された回転式発電装置１３及び連結されたばね８を駆動させる。

前述の実施形態と同様に、図４の実施形態では、ばね８を作動ストロークＳの中間ポジションまで伸ばすために必要な力は、浮体２からの浮力に等しい。したがって、ドライブ組立体は、常に、システム全体の基本力のつり合いに基づいて、この中間ストロークポジションの辺りに作動ストロークを自動的に集中化させる傾向がある。

図４の実施形態では、ロープの長さの調節は、第１のドラム１０と第２のドラム１２の間の異なる回転量を引き起こすまたは許容することで達成される。第２のドラム１２のポジションが、システム全体の基本力のつり合いによって常に中間ストロークポジションに向かう傾向があることから、第１のドラム１０と第２のドラム１２の間のあらゆる差動回転が、最終的に第２のドラム１２の回転ポジションへの変化をもたらす。その結果、作動部材３の幾分かが第１のドラム１０に巻きつき、浮体２と第１のドラム１０の間の距離が調節される。したがって、第１のドラム１０は、（作動ストロークＳのみならず）浮体２と第１のドラム１０の間の距離の所望の範囲の調節を提供するのに必要なロープ３の長さに対応するための十分な追加の収容力を有する。

図４の実施形態では、第１のドラム１０と第２のドラム１２の間の回転速度の差を提供する好ましい方法は、第１のドラム１０と第２のドラム１２を差動装置１１と連結する工程によるものである。したがって、第１のドラム１０上のロープ３の収容と、第１のドラムをばね８（第２のドラム１２）のドライバーと異なる速度で回転させる機能との組合せが、所望のようにロープ３の長さを変えることができるドライブ組立体の調節手段を提供する。更には、この構成は、ロープ３の長さの調節が、どちらの方向でも、且つドライブ組立体の通常の作動と同時に（即ち、エネルギー生成に介入することなく）実行されることを可能にしている。

本発明での使用に適した差動装置１１の例を、図６に詳細に示す。図４ないし図６の実施形態の差動装置は、（第１のドラムに連結された）第１のサンギア１６ａと、（第２のドラムに連結された）第２のサンギア１６ｂと、を備え、各々が第１と第２の遊星歯車１７ａ、１７ｂとそれぞれ連結されている。差動装置１１は、リングギア１５と、モータ１４によって駆動するように構成された駆動歯車１８と、を更に備える。モータ１４は、駆動歯車１８の動きによって差動装置１１のリングギア１５を駆動またはロックさせることができる。通常作動では、モータ１４がロックされ、リングギア１５は回転することができず、したがって、（第１のドラム１０に連結された）第１のサンギア１６ａと（第２のドラム１２に連結された）第２のサンギア１６ｂは、遊星歯車１７ａ、１７ｂの回転によって同じ量だけ、互いに反対方向に回転する。（第１のドラムに連結された）第１のサンギア１６ａの回転が、（第２のドラムに連結された）第２のサンギア１６ｂを反対方向に回転させ、ロープが第２のドラム１２に送られる方向に応じて、ロープが第２のドラム１２に巻き取りまたは第２のドラム１２からの送り出しを生じさせる。モータ１４が作動されると、モータ１４が駆動歯車１８を回転させ、その結果、駆動歯車１８がリングギア１５を回転させ、第１及び第２のドラム１０、１２の差動回転を生じさせる。

図７は、本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態では、エネルギー伝達部材がレバーアーム２０を備え、作動部材３が、エネルギー捕捉部材２と調節部材１９を介するエネルギー伝達部材の間の距離を規定し、調節部材１９は、エネルギー伝達部材のレバーアーム２０に配置されたウインチの形態をとっている。エネルギー伝達部材のレバーアーム２０は、一端が、ヒンジ接続部２１でリアクション部材１に連結されている。

レバーアーム２０の端部では、ヒンジ接続部の遠位側且つ作動部材３の近位側に、図示の実施形態では、リアクション部材１に固定された付勢部材８を備えるエネルギー貯蔵部材が位置決めされている。付勢部材８と同じ側のレバーアーム２０の端部には、超過したエネルギーを捕捉し、より有用な形態のエネルギーへ変換することを可能にするエネルギー変換器９が連結されている（エネルギー変換器９は、前述のように、エネルギー変換器の多様な形態をとることができる）。

波によって引き起こされるエネルギー捕捉部材２の動きに対応する作動ストロークは、レバーアーム２０のヒンジ接続部によって提供される。エネルギー捕捉部材２とエネルギー伝達部材５の間の距離は、それぞれの調節部材１９によって独立且つ同時に調節することができる。

上述の実施形態が単なる例示として提供され、種々の変形が、添付の特許請求の範囲で説明される本発明の範囲から外れることなく、なされる場合があることは認められるだろう。例えば、上述の実施形態は、特に波エネルギーに関するものであるが、実施形態は、風力あるいは堰やダムと組み合わせることもできる水力発電力を動力化して、変換するために使用される実施形態も可能である。

Claims (18)

1. リアクション部材（１）に取り付けられたときに波エネルギーをエネルギー変換器（９）へ伝達するように構成されたドライブ組立体であって、前記リアクション部材（１）は前記ドライブ組立体用のプラットフォームを提供するように構成されており、前記ドライブ組立体は、
   エネルギー捕捉部材（２）と前記プラットフォームとの間の距離を規定するように配置された作動長さを有する作動部材（３）と、
   前記エネルギー変換器（９）に連結されるように配置され前記作動部材（３）から前記エネルギー変換器（９）へエネルギーを伝達するように構成された可動のエネルギー伝達部材（５）と、
   １つまたは２つ以上の前記作動部材（３）及び前記エネルギー伝達部材（５）に連結された付勢部材（８）を備えるエネルギー貯蔵部材と、を備え、
   前記エネルギー貯蔵部材は、前記作動部材（３）または前記エネルギー伝達部材（５）を位置移動させるように配置され、
   前記作動部材（３）は、前記エネルギー伝達部材（５）を第１のストロークポジション（Ｓ１）から第２のストロークポジション（Ｓ２）へ動かすように配置され、
   前記第１のストロークポジション（Ｓ１）及び前記第２のストロークポジション（Ｓ２）が作動ストロークの遠位側端点を規定し、
   前記作動ストロークが前記エネルギー変換器（９）を駆動するように構成され、
   前記ドライブ組立体は、前記作動部材（３）の前記作動長さを調節するように構成された調節部材（７）を更に備え、前記調節部材（７）による前記作動長さの調節は、前記作動ストロークから独立してかつ同時に行われ、
   前記複数のエネルギー伝達部材（１０、１２）の回転が、差動装置（１１）によって調節されるように構成されている、
   ことを特徴とするドライブ組立体。
2. 前記作動部材（３）が可撓性ロープを備える、
   請求項１に記載のドライブ組立体。
3. 前記ドライブ組立体が、前記作動部材（３）に連結されたエネルギー補足部材（２）を更に備え、前記作動部材（３）へ波エネルギーを伝達することができる、
   請求項１または２に記載のドライブ組立体。
4. 前記作動部材（３）の前記作動長さが、前記エネルギー捕捉部材（２）と前記エネルギー伝達部材（５）の間の距離を規定する、
   請求項３に記載のドライブ組立体。
5. 前記エネルギー捕捉部材（２）は、浮体部分を備える、
   請求項３に記載のドライブ組立体。
6. 前記ドライブ組立体は、２つまたは３つ以上の作動部材（３）を備え、前記２つまたは３つ以上の作動部材（３）の前記作動長さを前記調節部材（７）によって独立に調節することができる、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
7. 前記調節部材（７）は、前記作動部材（３）の一部分を収容するように配置されたウインチを備える、
   請求項１ないし６のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
8. 前記エネルギー貯蔵部材（８）と前記エネルギー変換器（９）は、前記リアクション部材（１）と前記エネルギー伝達部材（５）の間に取り付けられている、
   請求項１ないし７のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
9. 前記エネルギー貯蔵部材（８）は、ばね、機械的または電気的に付勢されたアクチュエータ、弾性部材、圧縮性部材、及び磁性部材の中から選択された少なくとも１つを備えている、
   請求項１ないし８のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
10. 前記エネルギー伝達部材（５）は、前記作動部材（３）による作動の結果、軸を中心に回転するように配置された回転部分を備える、
    請求項１ないし９のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
11. 前記エネルギー伝達部材（５）は、前記作動部材（３）による作動の結果、直交平面に沿った往復運動で動くように配置された可動式プーリーを備え、前記往復運動の範囲が前記作動ストロークを規定する、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
12. 前記エネルギー伝達部材（５）は、前記作動部材（３）の一部分を収容するように構成されている、
    請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
13. 前記ドライブ組立体は、前記作動部材（３）に連結された複数のエネルギー伝達部材（１０、１２）を備え、前記作動部材（３）による前記複数のエネルギー伝達部材（１０、１２）の動きが軸を中心とした回転を有する、
    請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
14. 前記複数のエネルギー伝達部材（１０、１２）の回転が調節されるように構成されている、
    請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
15. 前記差動装置（１１）が、エネルギー伝達部材（１０）に連結された第１のサンギア（１６ａ）と、エネルギー伝達部材（１２）に連結された第２のサンギア（１６ｂ）と、前記第１サンギア（１６ａ）及び前記第２のサンギア（１６ｂ）に連結されモータ（１４）によって駆動またはロックされるように配置されたリングギア（１５）と、を備える、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
16. 前記エネルギー伝達部材は、レバーアーム（２０）を備える、
    請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
17. 前記エネルギー伝達部材の動きが、軸を中心とした回転、軸に沿った往復直交運動、枢動点を中心とした枢動、及び前記作動部材の動きがもたらす伸びから選択された少なくとも１つを有している、
    請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のドライブ組立体。
18. 前記エネルギー変換器は、回転式発電機、リニア発電機、及び水圧ポンプから選択された１つを備えている、
    請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のドライブ組立体。

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