(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】2019522141
(43)【公表日】20190808
(54)【発明の名称】海洋発電タービン
(51)【国際特許分類】
   F03B 9/00 20060101AFI20190712BHJP
   F03B 13/26 20060101ALI20190712BHJP
   F03B 17/06 20060101ALN20190712BHJP
【FI】
   !F03B9/00
   !F03B13/26
   !F03B17/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
【全頁数】39
(21)【出願番号】2018564875
(86)(22)【出願日】20170606
(85)【翻訳文提出日】20190125
(86)【国際出願番号】NO2017050149
(87)【国際公開番号】WO2017213518
(87)【国際公開日】20171214
(31)【優先権主張番号】20160991
(32)【優先日】20160610
(33)【優先権主張国】NO
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ
(71)【出願人】
【識別番号】518433776
【氏名又は名称】ランドシー エーエス
【住所又は居所】ノルウェー王国 3106 ノッテロイ、テイエ、ポストボクス 188
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ファガレン、アリル
【住所又は居所】ノルウェー王国、スカルスタッド、アロス ブリッゲ 11
【テーマコード(参考)】
3H072
3H074
【Fターム(参考)】
3H072AA14
3H072BB07
3H072CC65
3H074AA06
3H074AA08
3H074AA12
3H074BB09
3H074CC20
(57)【要約】
低速水流のエネルギーを変換するための海洋パワープラントであって、タービンは、少なくとも1つの無端回転チェーン(4)を備え、回転チェーン内に配置された複数のプレートホルダ(2)を有し、プレートホルダは、各プレートホルダ(2)内に取り付けられた少なくとも1つのプレート(1)を備え、さらに、回転チェーンは、延長レーン内で、水流の主流方向を有する開位置と、流れ方向に対向する閉位置との間で切り替えるように、プレートホルダに傾斜可能に取り付けられているウェブの1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪(5)の周りで走行し、ウェブの1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪(5)と係合し、駆動輪(5)は、回転エネルギーを利用するために、発電装置(G)、発電機または回転エネルギーの液圧または他のタイプの機械的または位置エネルギーへの変換器に結合されたタービンシャフト(7)を有し、さらに、回転チェーン(4)の経路は、水の流れの主流方向に対して傾斜しており、すべてが完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造(100)内に配置されている、海洋パワープラント。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
低速水流のエネルギーを変換するための海洋発電タービン(0)であって、
複数のプレートホルダ(2)を有する少なくとも1つの無端回転チェーン(4)を備え、各プレートホルダ(2)は、各プレートホルダ(2)内に取り付けられた少なくとも1つのプレート(1)を備え、
前記回転チェーンは、延長経路(P)内で、前記経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイス(22,22u,22l,22f,22r)によって、前記経路の前記1つの端部アーチ(B)内の前記少なくとも1つの駆動輪(5)と係合し、
各プレート(1)は、前記プレートホルダ(2)に旋回可能に取り付けられて、水流の主流方向(F)を有する開位置と、前記流れ方向(F)に対向する閉位置との間で切り替えるようになっており、
前記駆動輪(5)は、回転エネルギーを利用するために発電装置(G)に結合されたタービンシャフト(7)を有し、さらに、
前記回転チェーン(4)の前記経路(P)は、前記水の流れの主流方向(F)に対して傾斜しており、すべてが、完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造(100)内に配置されている、海洋発電タービン。
【請求項2】
プレートホルダ(2)およびプレート(1)を備える回転チェーン(4)の数が2であり、プラウ形成で対向して配置されている、請求項1に記載の海洋発電タービン。
【請求項3】
前記流れ方向(F)において、前記回転チェーン(4)の前方に流れ保護および水拡散プラウ(6)が配置されている、請求項1または2に記載の海洋発電タービン。
【請求項4】
前記支持構造(100)は、前記プレート(2)の全高において、前記回転チェーン(4)の前記経路(P)の内側の前記ウェブ(B)の経路(B)に沿って配置された隔壁(8)を備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項5】
各プレートホルダ(2)内のプレート(1)の数は少なくとも2である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項6】
前記プレートホルダ(2)は、フレーム構造(21)の垂直方向において円形のフレーム構造(21)を有し、2つのプレート(1)を保持し、各プレート(1)は半円形であり、前記フレーム構造(21)内に収容され、垂直方向に全直径を有し、少なくとも前記プレート(1)の上下の位置において前記フレーム構造に横方向に旋回可能に取り付けられ、完全開放並流位置のための停止装置を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項7】
前記プレートホルダ(2)は、前記フレーム構造(21)の垂直方向に開いた矩形形状を有しており、前記フレーム構造(21)の上端および下端の少なくとも1つの上下のリテーナリング(28)の中心位置に固定された中心シャフト(29)にさらに取り付けられ、他端は、前記フレーム構造(21)内の1つ以上の垂直ビーム(21w)の1つに取り付けられた関連する水平シャフト(27)の周りに旋回可能に取り付けられた2つ以上のプレート(1)を保持する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項8】
前記垂直軸(29)に沿って各水平軸(27)の高さに2つ以上のプレート(1)が配置されている、請求項7に記載の海洋発電タービン。
【請求項9】
前記複数のフレームアセンブリ(21)に結合された回転チェーン(4)の数は2であり、すなわち、連続的なチェーンリンク(41,41u,41l)を有する上部回転チェーン(4u)および下部回転チェーン(4l)であり、各フレーム構造(21)は、チェーン連結部(41)を貫通し、動作モードにおいて通過したときに、前記駆動輪(5)の外周に配列されている凹部(51)内に係合するように構成されている少なくとも1つの上下の結合ピン(22,22u,22l)を有する前記回転チェーン(4)にさらに結合されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項10】
前記回転チェーンの前記経路(B)全体にわたって前記結合ピン(22)の上部および下部位置において前記支持構造(100)にガイドレール(101)が結合され、前記結合ピン(22)は、前記回転チェーンの前記経路内で前記ガイドレール(101)に沿って前記プレートホルダ(2)を前記プレート(1)とともに保持し、案内するために、前記ガイドレール(101)と摺動係合する上下端内の把持および摺動装置(23)をさらに設けられる、請求項1〜9のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項11】
前記フレーム構造(21)は、前記フレーム構造の延伸方向に補強底部および上部プレート(24)をさらに備え、結合ピン(22,22f,22r)が、それぞれ前記補強プレート(24)の前後の位置に設けられている、請求項9または10に記載の海洋発電タービン。
【請求項12】
前記フレーム構造(21)は、補強円形レール(25,26)をさらに備える、請求項6〜9のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項13】
前記上部および下部回転チェーン(4u、4l)の両方においてチェーンリンク(41)を通る、各端部に把持および摺動装置(23)を備える連結ピン(9)が配置される、請求項6〜10のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項14】
前記プレート(1)は、中空構造であり、圧力補償手段を備える、請求項1〜13のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項15】
前記支持構造(100)は、海底に固定するための浮遊プラットフォームである、請求項1〜14のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項16】
前記支持構造(100)は、動作構造(1,2,...99)のそれぞれ上方及び下方の上部セクション(110)と下部セクション(111)とに分割される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項17】
前記上部セクション(110)および前記下部セクション(111)の外壁は、前記動作構造(1,2,...99)に対して傾斜した少なくとも下壁部を有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項18】
各プレートホルダ(2)の前記プレート(1)に対して、前記閉位置にされている前記プレート(1)を保持するように適合された手段(200)がある、請求項1〜17のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項19】
前記装置(200)は、前記支持構造(100,8)内の少なくとも1つの作動可能な持ち上げビーム(201)と、前記プレート(1)に直接的または間接的に係合するためのマニピュレータアーム(202)とをさらに備える、請求項18に記載の海洋発電タービン。
【請求項20】
前記手段(200)の前記支持構造(100,8)の前記持ち上げビーム(201)が、前記向流レーン半部の端部において前記ウェブの前記旋回点の近くに配置されており、解放機構(204)およびプレートグリッパ(210)とさらに接触する前記マニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されており、前記プレートグリッパは、前記プレートグリッパ(210)内の把持開口(211)によって、前記向流閉位置において前記プレート(1)を把持するように適合されている、請求項19かつ請求項1〜6または9〜17のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項21】
前記装置(200)は、前記支持構造(100)内に少なくとも2つの持ち上げビーム(201)を有して構成され、前記持ち上げビーム(201)が回転構成の回転経路全体を通じて、前記プレートホルダの列全体を通じて配置され、前記持ち上げビーム(201)は、さらにヒンジ結合部(212)を介して高さにおいて前記1つまたは複数のプレート(1)に直接的に接続され、前記プレート(1)を前記向流閉位置に持ち上げるように適合されている前記マニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されている、請求項19かつ請求項1〜5または7〜18のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項22】
前記プレートホルダは、ブレードの周縁に表面実装フレーム構造(21)を有する、請求項1〜21のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水からの運動エネルギーを回転エネルギーに変換する「エネルギープラウ」に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、水力パワープラントは、滝に起因する位置エネルギーを有する河川の流れに基づいており、陸上にある。これらは、水のエネルギーを集中させて制御するために水のダムと滝とがつながれて、広い陸地に建設される。
【0003】
地球上で最大のエネルギー埋蔵量の1つは、水流による海洋および河川における運動エネルギーである。
【0004】
近年、波の上下運動を利用することが重要である、波力を利用するためのいくつか解決策、いわゆる波力発電が存在している。これらは、試行された範囲で、波が最も大きい、修景された浅い領域で運転されている。
【0005】
現在、波の代わりに連続的な水流を利用するために、伝統的な風車を水面のはるか下で動かすプロジェクトが存在する。これらは各々海底に固定しなければならない。
【0006】
また、多数の無端チェーンタービンも記述されている。この例はドイツ特許出願公開第3346634号に記載されており、当該特許文献は、流れに沿って立っており、向流に対して横になるプレートを有する「無端チェーンプロペラ」を備えた水力パワープラントを記載している。このパワープラントは、発電機および支援機能を陸上において、完全に浸漬した運転位置で河川で使用するために提示されている。パワープラントは2つ以上のロールの周りを回転するコンベヤを有し、プレートは逆流方向において水中に自由に延伸する。
【0007】
中国実用新案第2225550号も同様の例であり、陸地に固定された大きな浮動要素に懸架されたシステムに関連する。
【0008】
このようなシステムに共通しているのは、プレート構造が比較的薄く、強い流れの中ではメンテナンスを頻繁に必要とし、したがって陸地に近接して配置されることである。
【0009】
ドイツ特許第106401号は同様の変形例に関するものであるが、ここではプレートはガイドレールに沿って延伸し、流れに沿って立ち、向流に対して横になる。
【0010】
すべてのシステムは、連続的に配置されたプレートを有し、プレートは、主にチェーンの回転およびプレートの開放の直後に、エネルギーを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】ドイツ特許出願公開第3346634号明細書
【特許文献2】中国実用新案第2225550号明細書
【特許文献3】ドイツ特許第106401号明細書
【発明の概要】
【0012】
本発明の主な目的は、海流および大河川のような主に低速に流れる流れである大きい水流を利用するためのパワープラントを設立することであり、低速に流れる水流の運動エネルギーをタービンによって変換するための海流パワープラントである。タービンは、
複数のプレートホルダを有する少なくとも1つの無端回転チェーンを備え、各プレートホルダは、各プレートホルダ内に取り付けられた少なくとも1つのプレートを備え、
上記回転チェーンは、延長経路内で、当該経路の1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイスによって、経路の1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪と係合し、
さらに、各プレートは、水流の主流方向を有する開位置と、流れ方向に対向する閉位置との間で切り替えるように、プレートホルダに旋回可能に取り付けられ、
駆動輪は、回転エネルギーを利用するために発電装置に結合されたタービンシャフトを有し、さらに、
回転チェーンの経路は、水の流れの主流方向に対して傾斜しており、すべてが完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造内に配置されている。
【0013】
一実施形態では、水拡散プラウが配置され、支持構造はまた、集合壁によって構成されてもよい。本発明の利点は、大規模な水流における流れによって表される再生可能エネルギーを利用することである。同時に、本発明は、回転チェーンの並流範囲全体において水流速度を利用するように構成されている。拡散プラウが配置されると、水圧および速度が並流側に沿って加速し、効果が高まる。集合壁が並流にさらに寄与する。同時に、拡散プラウ壁は向流運動を遮蔽し、向流レーンの影響の損失を低減する。
【0014】
パワープラントは巨大な構造になるが、同じ構造において必要なサポート作業をすべて備えたコンパクトなパワープラントになる。パワープラントは、遠い型式の陸地に配置され、今日未使用の海域を利用し、石油プラットフォームに比べて汚染のリスクは最小限に抑えられる。エネルギーを受け取るための陸上設備は必要ない。設備は取り外し可能である。
【0015】
添付の図面は、特許請求される発明のいくつかの実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】上部に支持構造を有しない本発明の一実施形態の斜視図を示す。
【図2】プレート(1)が流れ方向で閉位置において動作している、回転位置にある1つプレートホルダ(2)と、プレートが向流方向において開いた輸送位置にある、プレートホルダの列を示す、図1に示されたのと同じ実施形態を向流方向において後方から見た斜視図である。
【図3】本発明による2つのパワープラントを海中に配置した図であり、一方は動作位置に下げられ、他方は水面位置にある、図である。
【図4a】開位置にある2つの半円形状のプレート(1)を有する円形プレートホルダ(2)の実施形態の詳細図である。
【図4b】閉位置にある2つの半円形プレート(1)を有するプレートホルダ(2)の円形の実施形態の詳細図である。
【図4c】プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4d】プレートが閉位置にある、プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4e】プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4f】本発明の一実施形態による駆動輪(5)の詳細斜視図である。
【図4g】把持および摺動装置(23)の一実施形態の詳細図である。
【図5a】構造を補強し、海洋流の駆動力に対する保持強度を提供するためのクラフト構造を備えた、開位置および閉位置にある方形プレート(2)を有する円筒矩形プレートホルダ(2)を備えた本発明の実施形態の詳細図である。
【図5b】構造を補強し、海洋流の駆動力に対する保持強度を提供するためのクラフト構造を備えた、開位置および閉位置にある方形プレート(2)を有する円筒矩形プレートホルダ(2)を備えた本発明の実施形態の詳細図である。
【図6】左のプレート(1)が開位置にあり、右が閉位置に示されており、中央には隔壁(8)が見える、背面から見た本発明の詳細図である。
【図7】支持構造または他の周囲構造を有しない無端チェーンタービンホイールの本発明による実施形態を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態によるパワープラントの背面図である。
【図9】本発明によるパワープラントを海底に固定し、下から見た図である。
【図10】左側の図が外側から斜めに見たものであり、それに応じて上側および下側の支持構造上の傾斜壁を示しており、右側は内側から斜めに見た詳細図である、本発明の一実施形態の後方からの2つの詳細図である。
【図11a】海流がパワープラントに行き当たるような、本発明の一実施形態によるパワープラントの斜視正面図である。
【図11b】水の主流方向に対して30度の角度をなして配置された回転チェーンの延長レーンに対する水の衝突点を示す図である。
【図12a】プレートホルダ内の方形パテに関連する、本発明の一実施形態による、閉位置にプレートを保持するための装置(200)を有する停止システムの図である。プレートが、停止位置、開位置で示され、停止システムが作動されている。
【図12b】プレートホルダのない図12の実施形態の拡大図である。
【図13a】半月形プレートを係合し、隔壁(8)内に配置された持ち上げボークを有する、本発明の一実施形態による閉位置においてプレートを保持する装置(200)を有する停止システムを示す上から見た斜視図である。
【図13b】図13aと同じ実施形態の下から見た斜視図である。
【図13c】同じ実施形態の背面図である。
【図13d】同様の実施形態の側方斜視図である。
【図14a】持ち上げビーム(201)がプレートホルダの下に配置されている、本発明の一実施形態による円形プレートホルダおよび停止システムを有する実施形態の斜視図である。
【図14b】同じ実施形態の異なる斜視図である。
【図14c】同じ実施形態の異なる斜視図である。
【図15】モータ(206)および駆動シャフトロッド(207)を備える、閉位置にプレートを保持する装置(200)を備えた本発明の一実施形態による停止システムを示す図である。電池および遠隔制御のための構成は図示していない。
【図16】磁石(208)を備える閉位置にプレートを保持する装置(200)を備えた本発明の一実施形態による停止システムを示す図である。電池および遠隔制御のための構成は図示していない。
【図17a】本発明の実施形態のいくつかの詳細を示す、部分的に拡大した正面斜視図である。
【図17b】同様の実施形態の拡大背面図である。
【図17c】同様の実施形態の斜視背面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、以下に説明され、本発明の実施形態が、添付の図面に従って説明される。本発明は、低速水流のエネルギーを変換するための海洋発電タービン(0)である。タービンは、
複数のプレートホルダ(2)を有する少なくとも1つの無端回転チェーン(4)を備え、各プレートホルダ(2)は、各プレートホルダ(2)内に取り付けられた少なくとも1つのプレート(1)を備え、
上記回転チェーンは、延長経路(P)内で、当該経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイス(22,22u,221,22f,22r)によって、経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)と係合し、
さらに、各プレート(1)は、水流の主流方向(F)を有する開位置と、流れ方向(F)に対向する閉位置との間で切り替えるように、プレートホルダ(2)に旋回可能に取り付けられ、
駆動輪(5)は、回転エネルギーを利用するために発電装置(G)に結合されたタービンシャフト(7)を有し、さらに、
回転チェーン(4)の経路(P)は、水の流れの主流方向(F)に対して傾斜しており、すべてが完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造(100)内に配置されている。これは、必要に応じてギア、発電機、ブレーキ、変圧器、制御装置および制御システムなどを収容できる対応する機械室内に提供される。
【0018】
海流とは、比較的低速の大きい水塊を意味し、すなわち、水が落下する高さがない。例えば、メキシコ湾流は典型的な最高速度が2.5m/sであり得、他の海流または河川は最高速度が約0.1m/sまでであるが、タービンは低流速および高流速の両方で運動エネルギーを抽出することができる。タービンが潜水可能であり、エネルギーが別の形態で表面に伝達されることができることが有利である。いくつかの海流は、水面より深い深度においてそれらの速度を有する場合がある。さらに、タービンが大きな河川に位置し、例えば河床に設置され、破壊的でもなく、河川での交通の邪魔でもないように、水面から取り除くことができることが有利である。
【0019】
海洋発電タービンは、海、海洋、河川および空気からの運動エネルギーを、回転エネルギーに移行する流れ(並流)によって伝達することができ、可能な限り低い抵抗で流れ(向流)に対向して戻る。
【0020】
海洋発電タービンは、並流において主面積を有し、向流輸送において最小断面積で戻るプレート/フラップを備える。
【0021】
海洋発電タービンは、主支持構造(100)としてのフレームを備える。フレームの内側にはシャフト(7)が配置されている。各シャフト(7)には、ホイールまたはローラ(5)がある。ホイール/ローラの間には、プレート/フラップ(1)からホイール/ローラ(5)およびシャフト(7)へとエネルギーを吸収するワイヤまたはチェーン(4,41)が走っている。
【0022】
エネルギーは2つ以上のシャフト(7)において採取され、例えば、発電機(G)を作動させて電力を発生させ、水素ガスなどを発生させることができる。
【0023】
海洋発電タービンは、マイクロサイズからマクロサイズまでのあらゆるサイズで、材料強度が制限され物理的建設が制限され、実際のニーズのサイズに制限されて設計できる。
【0024】
海洋発電タービンは、支持構造を備える。これは、タービンホイールを構成する可動「コンベヤ」、動作構造(1,2,3...99)を保持し、互いに対する0〜90度の範囲内の相対角度で配置されている(図1参照)。図1は、この角度が水流に関して30度である本発明の実施形態を示す。
【0025】
主構造は、海床、海底または河床に設置することができる。また、フレームには、その後海上で持ち上げおよび降ろすことができるため、保守および輸送を容易にする浮力タンクを設けることもできる。
【0026】
水中に浮遊する海洋発電タービンは、海底、海床または河床に固定しなければならない。固定は、プラットフォームから底部まで、または海底に固定された「フロート」まで直接行うことができる。
【0027】
運動エネルギーは、最大面積が流れ(F)まで下がるように配置されたプレート/フラップ(1)によって回転エネルギーに移行し、次に、プレート/フラップ(1)は、可能な抵抗を小さくするために、最小断面積で向流に対向する。プレートは、並流において開き、向流において閉じるフラップである。
【0028】
プレート(1)は、水流に対して別の角度を形成する回転チェーン(4)に対して垂直に配置され、結果、水は有利には、同時により多くのプレートに行き当たる。図1に示す実施形態は、水中の主流(F)に対して30度の関係を示す(衝突点、図11b参照)。本発明の一実施形態では、プレートホルダは、前のプレートが、水流の主流方向について回転チェーン内の後続のプレートを遮蔽しないように設計される。
【0029】
プレートからの運動エネルギーをメインシャフト(7)において回転エネルギーに変換するために、プレート/フラップ(1)がプレートホルダ(2)内に配置される。
【0030】
本発明の利点は、大規模な水流における流れによって表される再生可能エネルギーを利用することである。同時に、本発明は、回転チェーンの並流側の全長に沿って水の速度を利用するように構成されている。水拡散プラウが配置されている実施形態では、水圧および並流圧力に沿った速度および速度が増大し、したがって効果もまた増大する。並流側に向かって斜めに配置された誘導壁を有する実施形態は、効果の増大にさらに寄与する。同時に、水拡散プラウ壁は向流側で保護シールドとして作用し、向流走行での効果損失を最小限に抑える。
【0031】
パワープラントは巨大な構造になるが、同じ構造において必要なサポート作業をすべて備えたコンパクトなパワープラントになる。パワープラントは、遠い型式の陸地に配置され、今日未使用の海域を利用し、石油プラットフォームに比べて汚染のリスクは最小限に抑えられる。エネルギーを受け取るための陸上設備は必要ない。すべての処理は、支持構造プラットフォームサイトで行うことができる。このプラントの良好な使用領域は、プラントが水素ガスを生成するために、ケーブル接続なしで、陸地から遠くに配置することができるためである。これはエネルギー要求の高いプロセスである。設備は取り外し可能である。
【0032】
本発明による海洋発電タービンは、プレート(2)の全高において、回転チェーン(4)の経路(P)の内側のウェブ(B)の経路(B)に沿って配置された隔壁(8)を備える。図1および図2を参照されたい。
【0033】
隔壁(8)は、支持構造の設計に応じて適切な位置に支持構造(100)に取り付けられ、外側の並流側と内側の向流側に経路(B)を分割する。隔壁(8)は、向流と並流側との間の水の流れを遮断することにより、向流走行における水抵抗の低下に寄与する。
【0034】
本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、プレートホルダ(2)およびプレート(1)を含む回転チェーン(4)の数が2である。これらのチェーンは、タービンの駆動部であり、プラウ形成部において流れの主流方向(F)に対向して配置されている。このような設計は、海上での合理化された全体的な組み立てが可能であり、2つがパワープラントを構成し、アンカーシステム、変圧器、制御システムなどとして必要なサポート機器を収容するために有利である。
【0035】
本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、流れ方向(F)に対して、回転チェーン(4)の前方に配置された流れ保護および水拡散プラウ(6)を有する。図1を参照されたい。この壁/プラウ(6)は、構造の前縁にあり、流れに対向して配置されているため、向流に延伸する部品を保護する。加えて、これらの壁は、可動プレート/フラップに向かって有利に水を案内する。水の主流速度に応じて、分流された水の流れが、加速された速度でプレートの部分に流入するように、角度を計算することができ、タービン効果が増大する。1つの回転チェーン(4)のみを有する実施形態では、プラウは片側のみに分割され得、すなわち回転チェーンが配置されている側の水の流れのみに応じて傾斜している。
【0036】
このとき、壁/プラウ(6)は隔壁(8)とともに、プレートが向流方向に回転して延伸するときに、水からの向流力に対して全体的に良好な保護を提供する。このような部分的に閉じた構造では、プレートが流れに対して閉位置に延伸する位置において、主流からの向流力の反対の駆動部を有することができる駆動構造/コンベヤ/「インペラ」の背後に有利な乱流も生じる。
【0037】
本発明の全体的な実施形態では、拡散プラウは、例えば制御室および監視窓に対応できる大きさである。
【0038】
本発明による海洋発電タービンの実施形態では、各プレートホルダ(2)内のプレート(1)の数は少なくとも2である。プレートは、並流運動において各側方向に傾けられ、流れによって駆動されてタービンに力を発生させるような方法で取り付けられる。停止構成は、プレートを折り畳まない位置に保持し、そのため、プレートは完全に折り畳まれない。図4c〜図4eの例を参照されたい。向流方向では、プレートは互いにともに折り畳まれる。特別な実施形態では、1つのプレート(1)が存在し得る。別の実施形態では、2つ以上のプレートが存在し得る。このとき、それらは垂直軸に沿って互いの上に配置することができる(図5参照)。
【0039】
本発明の一実施形態では、プレートホルダ(2)は、フレーム構造(21)の垂直方向において円形のフレーム構造(21)を有し、2つのプレート(1)を保持し、各プレート(1)は半円形であり、フレーム構造(21)内に収容され、垂直方向に全直径を与えられ、少なくともプレート(1)の上下の位置においてフレーム構造に横方向に旋回可能に取り付けられ、完全開放並流位置のための停止装置を有する。このような停止装置はまた、衝撃吸収の詳細または材料の特性を有して構成されてもよい。構造を補強するための並流方向の円形ビーム/モールディング、プレートのための停止装置を配置することができ、構造を補強するための、これに垂直な円形のビーム/モールディング、および、補強目的のために他の2つの最も大きな直径に配置された水平方向のビーム/モールディングを示す詳細については、図2および図4を参照されたい。
【0040】
海洋発電タービンは、一実施形態では、補強円形ビーム(25,26)を有してさらに構成される。
【0041】
一実施形態によれば、中央の垂直軸は、補強のため、およびプレートの取り付け目的のために配置されてもよいが、別の実施形態では、フレーム構造の上下の位置にのみプレートを取り付けることができる。
【0042】
本発明による海洋発電タービンの実施形態では、プレートホルダ(2)は、円筒形であり、開いており、フレーム構造(21)の垂直方向に開いた矩形形状を有しており(図5参照)、フレーム構造(21)の上端および下端の少なくとも1つの上下のリテーナリング(28)の中心位置に固定された中心シャフト(29)にさらに取り付けられ、他端は、フレーム構造(21)内の1つ以上の垂直ビーム(21v)の1つに取り付けられた関連する水平シャフト(27)の周りに旋回可能に取り付けられた2つ以上のプレート(1)を保持する。これは、高さのあるプレート面積を可能にし、所望の高さに延伸することができる。
【0043】
これらの表面実装フレーム構造は、堅牢な構造を構成し、タービンプレートを支持し、一般に知られているように自由に立っているプレートに従って保守を少なくすることに寄与する。
【0044】
本発明の実施形態では、2つ以上のプレート(1)が、垂直軸(29)に沿った高さに配置され、各々が水平軸(27)に属する。次いで、フレーム構造は、追加のトラス構造および1つまたは複数の中間保持リングによって全体的に補強される。これは、より高い構造のための機会を提供し、タービン効果を増大させ、同時にプレートサイズを制限する。これは、とりわけ、プレートの変形に関して有益である。
【0045】
本発明の一実施形態によれば、海洋発電タービンは、複数のフレームアセンブリ(21)に結合された2つの回転チェーン(4)、すなわち、連続的なチェーンリンク(41,41u,41l)を有する上部回転チェーン(4u)および下部回転チェーン(4l)と、チェーン連結部(41)を貫通し、動作モードにおいて通過したときに、駆動輪(5)の外周において配列されている凹部(51)内に係合するように構成されている少なくとも1つの上下の結合ピン(22,22u,22l)を有する回転チェーン(4)にさらに結合されている各フレーム構造(21)とを有する。2つのチェーンが構造の安定性を良好にし、フレーム構造間の正確な距離は、駆動輪(5)に対する接続ピンのさらなるカスタマイズのために有利である。図2を参照されたい。
【0046】
本発明の一実施形態では、プレートは、プラスチック、ガラス繊維、金属または他の適切な材料から作成される。プレートは、中実の板から作成されてもよく、単純な構造としては中空であってもよく、または、高強度が要求される場合には複数の層から構成されてもよい。プレート(1)は、正確な強度を得るために、ガラス繊維またはカーボンのサンドイッチ構造として製造されてもよい。
【0047】
海の中に下げられると、プレートは浮力を有することになる。これは摩擦力を減少させるのに有利である。プレートが中実材料でない場合、それらは水深に応じて異なる圧力を取るための条件である。
【0048】
海洋発電タービンは、一実施形態では、フレーム構造の延伸方向にある補強底部および上部プレート(24)を有し、したがって、接続ピン(22,22f,22r)が、補強底部または上部プレート(24)または両方の前後位置に配置される。接続ピンは、上下に配置された両方の駆動輪(5)に係合するように、底部および上部の両方のプレート(24)の前後の端部に配置される。上下の駆動輪の両方を備えた実施形態が存在してもよいが、それらの位置のうちの1つだけでもよい。接続ピンは、駆動輪と係合するように配置され、このようにして、経路内の回転チェーンを駆動する海流を1つまたは複数のタービン(8)に伝達する。最も優れた、よりストレスの少ない実施形態は、上下の駆動輪を有するものである。
【0049】
本発明の一実施形態では、回転チェーンの経路(B)全体にわたって上記結合ピン(22)の上部および下部位置において上記支持構造(100)にガイドレール(101)が結合され、上記結合ピン(22)は、回転チェーンの経路内で上記ガイドレール(101)に沿って上記プレートホルダ(2)をプレート(1)とともに保持し、案内するために、上記ガイドレール(101)と摺動係合する上下端内の把持および摺動装置(23)をさらに設けられる。ガイドレール(101)は、駆動輪(5)と支持構造(100)との間に配置される(図2参照)。プレートホルダ(2)の接続ピン(22)には、プレートホルダを所定の経路(B)に保持するために、ガイドレール(101)を備えたレールシステムに対するホイール、シーブ、スライドベアリングまたは別の接続装置が設けられている。この経路は、対称であり、並流方向および向流方向に等しく形成される。レールシステムは、パイプ、u−プロファイルまたは別の設計で設計される。
【0050】
プレートホルダ(2)は、すべてのプレートホルダが対になったユニットを構成するようにジョイント(41)によって互いに連結されている。代替的に、プレートホルダは、ワイヤなどによってともに保持されてもよい。
【0051】
接続ピンはホイールとともに配置される。ホイールはチェーンホイールのような凹部を有する。プレートホルダの軸線は、チェーンの形状を有する凹部内に延伸する。
【0052】
回転エネルギーが伝達されるメインシャフトには、回転エネルギーを利用するための機器が配置されている。メインシャフトは主構造に取り付けられている。これはボールベアリング、スライドベアリングなどによって行われる。
【0053】
プレートホルダ間の所望の距離を有する均等かつ適切な駆動経路のために、海洋発電タービンの実施形態では、上部および下部回転チェーン(4u,4l)の両方においてチェーンリンク(41)を通る、各端部に把持および摺動装置(23)を備える連結ピン(9)が配置される。
【0054】
本発明の一実施形態において、プレート(1)は、中空構造であってもよく、圧力補償のための弁装置を備えていてもよい。それらは全構造に対する浮力に寄与し、高圧で崩壊しない、またはその逆である。
【0055】
本発明による海洋タービンは、海底に固定するために配置された浮遊プラットフォームである支持構造を有する。
【0056】
一実施形態では、支持構造(100)は、動作構造(1,2,...99)の上と下の上部セクション(110)と下部セクション(111)とに分割される。主構造(100)/フレームは2つの部分に分かれていてもよく、下部は上部より深く浸漬される。フレームの上部は「上部プラットフォーム」(110)と呼ばれ、下部は「底部プラットフォーム」(111)と呼ばれる。上部プラットフォームと底部プラットフォームの両方に浮力タンクがある。上部プラットフォームは、底部プラットフォームが浸漬されている間に水面に浮くことができる。それらはすべて、ウィンチシステムに接続されたチェーン、ロープなどによる、上部プラットフォームと底部プラットフォームとの間の接続構成を有する。上部プラットフォームおよび底部プラットフォームのいずれか、またはその両方を海床、海底または河床に固定することができる。
【0057】
本発明の一実施形態では、上部セクション(110)および下部セクション(111)の外壁は、動作構造(1,2,...99)に対して傾斜した少なくとも下壁部を有する。動作構造(1,2,...99)は、少なくとも回転チェーン、プレートホルダ、駆動輪およびタービンシャフトを備える。傾斜壁部分は、水をプレートの方に案内し、水流、ひいてはプレートへの作用を増加させ、さらにタービンへの影響を増大させる。
【0058】
上部プラットフォームは、海面下に沈められてもよいが、その浮力を利用してエネルギー輸送チェーン/インペラを正しい位置に保持する。全体の構造は、例えばドリルリグなどのようにアンカーを広げることによって、適切な方法で固定される。
【0059】
本発明はまた、傾斜可能な配置されたプレートを備えたタービンのための停止システムを含む。本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、閉位置にされているプレート(1)を保持するように適合された手段(200)を有する停止システムを有して構成される。動作中、プレートは、経路内のそれらの位置に応じて、また水流によって駆動されて、並流および向流位置において開き、折り畳まれる。ある理由、緊急事態、または計画されたメンテナンスのためにパワープラントを停止する必要がある場合は、水流からの電力の影響を減らし、プレートを無効な閉位置に保持し、駆動位置にないようにすべきである。図12a〜図14cを参照されたい。
【0060】
矩形プレートシステムを含む本発明の実施形態に共通する点は、このような停止システムの実施形態において、装置(200)が、支持構造(100,8)内の少なくとも1つの動作可能な持ち上げビーム(201)と、プレート(1)と直接的または間接的に係合するためのマニピュレータアーム(202)とをさらに備えることである。持ち上げビームは、信号を受けて、マニピュレータアームが持ち上げボークの位置とは無関係に垂直方向または水平方向に移動し、その後、プレートを直接または間接的に開位置に保つために、例えば液圧を使用することによってベース位置から作動位置に持ち上げられるように構成されている。
【0061】
円形プレートホルダ(2)および半月形プレートの本発明の実施形態では、手段(200)の支持構造(100,8)の持ち上げビーム(201)が、向流レーン半部の端部においてウェブの旋回点の近くに配置され、解放機構(204)およびプレートグリッパ(210)とさらに接触するマニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されており、プレートグリッパは、プレートグリッパ(210)内の把持開口(211)によって、向流閉位置においてプレート(1)を把持するように適合されている。図13a〜図14cを参照されたい。プレートグリッパは、プレートホルダ(2)内の水平円形ビームの後端に取り付けられたホルダ()に移動可能に配置Iされている。
【0062】
この停止システムを有する実施形態は、向流経路の端部の支持構造内のプレートホルダシステムの下に配置された持ち上げビーム(201)を有する。停止システムを作動させると、持ち上げビーム(201)がマニピュレータアーム(202)を持ち上げる。マニピュレータアームはさらに、解放機構内のロック機構を持ち上げている傾斜アームによって解放機構に接続されており、そのため、プレートグリッパはばね張力によって作動される。図14a〜図14cの詳細を参照されたい。したがって、プレートグリッパは、開いたプレートに向かって移動し、グリッパ凹部は、プレート(1)の周りの係合位置に配置される。
【0063】
別の実施形態では、円形プレートシステム用の停止システムは、向流経路の端部の支持構造(100)の隔壁(8)に配置された持ち上げビーム(201)である。停止システムが作動すると、ビーム(201)が持ち上げられ、したがってマニピュレータアーム(202)は水平方向に移動する。マニピュレータアームは、解放機構内のばね与張ロック機構によって解放機構にさらに接続され、マニピュレータアームは、水平運動によってロック装置を作動させ、したがって、ばね与張プレートグリッパを用いてプレートグリッパを作動させる。図13a〜図13dの詳細を参照されたい。したがって、プレートグリッパが開放プレートに向かって移動し、グリッパ開口部はプレート(1)の周りの係合位置に位置決めされる。
【0064】
矩形プレートを使用する本発明の実施形態では、停止システムが使用され、当該システムにおいて、装置(200)は、支持構造(100)内に少なくとも2つの持ち上げビーム(201)を有して構成され、持ち上げビーム(201)が回転構成の回転経路全体を通じて、プレートホルダの列全体を通じて配置され、持ち上げビーム(201)は、さらにヒンジ結合部(212)を介して高さにおいて1つまたは複数のプレート(1)に直接的に接続され、プレート(1)を開位置に持ち上げるように適合されているマニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されている。これは、持ち上げビームがセグメント化され、第1のセグメントを回転駆動輪に近接した領域で、この向流側において持ち上げ、その後、セグメントは、連続して、プレートホルダが、完全に一周してチェーンが停止するまで回転チェーン経路を移動するときに、第1の持ち上げられたセグメントに以前に位置決めされていた次のプレートホルダを持ち上げる場合に、少なくともさらなる力を必要とする。この停止システムは、持ち上げビームを下げることによって容易に停止させることができ、タービンが始動する。
【0065】
すべての停止システムの実施形態について、持ち上げビームとマニピュレータアームとの間の接触点は、摩擦を最小限に抑えて摩耗を防止するために、摺動ホイール(203)などの摺動構成を有して構成される。回転駆動輪の上方には、作動可能な可動ガイドレールシステムが、駆動輪を回るときにマニピュレータアームを支持するように配置される。これは、矩形プレートシステムに対して必要であり、プレートは、別の把持構成を用いずに持ち上げビームおよびマニピュレータアームの手段を介して開位置に保持される。上記の停止システムは、無線通信に依存しない。
【0066】
矩形プレートのシステムのための本発明の一実施形態では、持ち上げビームは、モータ、および、マニピュレータアーム(202)のねじ部分に係合するねじ付きスリーブなどの持ち上げ機構と置き換えてもよい。無線通信および遠隔制御のための制御信号を受信するためにモータは機構に接続されるべきである。モータは、プレートホルダの下縁かつ外部に配置され、追加のビームシステムとは独立していてもよい。
【0067】
円形プレートホルダ(2)を使用する本発明の実施形態では、ホルダ(205)に配置されたスクリューモータ(206)を備える、閉位置においてプレート(1)を保持するための装置(200)を使用することができる。モータは、ねじ付きロッド(207)の第1の端部と係合しており、ロッドの第2の端部はプレートグリッパ(210)に取り付けられており、したがって、モータを作動させると、プレートグリッパは、プレート(2)と係合するように、または係合から外れるように動かされる。このようなプレートグリッパの利点は、それが開および閉の2方向に動くことができることである。停止システムは、この実施形態では、バッテリパック、バッテリ動作を有して構成され、無線通信および遠隔制御のための制御信号を受信するように構成されている。図15を参照されたい。
【0068】
円形プレートホルダ(2)を使用する本発明の実施形態では、プレート(1)を閉位置に保持する装置(200)の実施形態は、各フラップ上に配置されており、一実施形態では各フラップ内の凹部に配置されている電磁石(208)を備える。図16を参照されたい。プレート(1)またはプレートホルダには、サービス位置に充電された内蔵バッテリが必要である。これは、無線通信および遠隔制御のための制御信号用の受信機とともに、場合によってはプレート凹部内に配置され、無線オン/オフボタンによって磁石(208)を作動および停止させるように構成され、プレートは、必要に応じて開閉することができる。これは、プレートを強制的に閉位置に保持するための単純で要求されるスペースがわずかな構成である。
【0069】
プレート(1)を閉位置に保持する装置(200)は、本発明の一実施形態では、電磁石(208)とスクリューモータ(206)との組み合わせを備えることができ、その所属の位置決めホルダ、ロッドおよびプレートグリッパは、別個の構成で使用される。その後、磁石は停止信号で作動され、閉路経路の端部に向けて向流を回転させ、スクリューモータは、後で作動されて、場合によってプレートをより長い期間にわたってともに保持することができる。
【0070】
上述した停止システム構成は、ホルダの調整およびマグネットの位置決めを最小限にして、傾斜可能に配置されたプレートを有する他のタイプのプレートタービンに使用することができる。
【0071】
本発明の一実施形態では、プラントは、チェーン、プレートホルダおよびプレートを洗浄するための洗浄システムを有して構成され、これは、例えば、プラントがメンテナンス位置に持ち上げられたときに作動する。これは、例えば、各プレートホルダ用の高圧洗浄システム、または各回転チェーン用の構成であり、駆動輪は、すべてのプレートホルダが洗浄されるように洗浄位置を通過するためのシーケンス洗浄のために回転される。
【0072】
すべてのパイプ構造は、有利には空気充填され、結果、構造の浮力にも寄与し、摺動システムの摩擦を減少させる。すべてのエアパイプには調整のための圧力バルブおよび圧力変動に対する安全性がなければならない。パワープラントの運転のためのすべての周辺支持機能、発電機システム、オペレータおよびサービス機能などは、支持構造の上部セクション/上部フロートの上に位置してもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図4f】
【図4g】
【図5a】
【図5b】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11a】
【図11b】
【図12a】
【図12b】
【図13a】
【図13b】
【図13c】
【図13d】
【図14a】
【図14b】
【図14c】
【図15】
【図16】
【図17a】
【図17b】
【図17c】
【手続補正書】
【提出日】20180504
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水からの運動エネルギーを回転エネルギーに変換する「エネルギープラウ」に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、水力パワープラントは、滝に起因する位置エネルギーを有する河川の流れに基づいており、陸上にある。これらは、水のエネルギーを集中させて制御するために水のダムと滝とがつながれて、広い陸地に建設される。
【0003】
地球上で最大のエネルギー埋蔵量の1つは、水流による海洋および河川における運動エネルギーである。
【0004】
近年、波の上下運動を利用することが重要である、波力を利用するためのいくつか解決策、いわゆる波力発電が存在している。これらは、試行された範囲で、波が最も大きい、修景された浅い領域で運転されている。
【0005】
現在、波の代わりに連続的な水流を利用するために、伝統的な風車を水面のはるか下で動かすプロジェクトが存在する。これらは各々海底に固定しなければならない。
【0006】
また、多数の無端チェーンタービンも記述されている。この例はドイツ特許出願公開第3346634号に記載されており、当該特許文献は、流れに沿って立っており、向流に対して横になるプレートを有する「無端チェーンプロペラ」を備えた水力パワープラントを記載している。このパワープラントは、発電機および支援機能を陸上において、完全に浸漬した運転位置で河川で使用するために提示されている。パワープラントは2つ以上のロールの周りを回転するコンベヤを有し、プレートは逆流方向において水中に自由に延伸する。
【0007】
中国実用新案第2225550号も同様の例であり、陸地に固定された大きな浮動要素に懸架されたシステムに関連する。
【0008】
このようなシステムに共通しているのは、プレート構造が比較的薄く、強い流れの中ではメンテナンスを頻繁に必要とし、したがって陸地に近接して配置されることである。
【0009】
ドイツ特許第106401号は同様の変形例に関するものであるが、ここではプレートはガイドレールに沿って延伸し、流れに沿って立ち、向流に対して横になる。
米国特許第402055号は、四角板を有する無端チェーンを備えた水力機関に関するものである。各チェーン内部にピアが配置されて、帰りの板に流れることを防止している。
米国特許第1449426号は、同様の水力機関に関するものであり、三角形の無端チェーンが鍬(プラウ)状構成で配置され、三角形のピア型水流防止部材がチェーンの経路内に配置される。
【0010】
すべてのシステムは、連続的に配置されたプレートを有し、プレートは、主にチェーンの回転およびプレートの開放の直後に、エネルギーを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】ドイツ特許出願公開第3346634号明細書
【特許文献2】中国実用新案第2225550号明細書
【特許文献3】ドイツ特許第106401号明細書
【特許文献4】米国特許第402055号明細書
【特許文献5】米国特許第1449426号明細書
【発明の概要】
【0012】
本発明の主な目的は、海流および大河川のような主に低速に流れる流れである大きい水流を利用するためのパワープラントを設立することであり、低速に流れる水流の運動エネルギーをタービンによって変換するための海流パワープラントである。タービンは、
複数のプレートホルダを有する少なくとも1つの無端回転チェーンを備え、各プレートホルダは、各プレートホルダ内に取り付けられた少なくとも1つのプレートを備え、
上記回転チェーンは、延長経路内で、当該経路の1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイスによって、経路の1つの端部アーチ内の少なくとも1つの駆動輪と係合し、
さらに、各プレートは、水流の主流方向を有する開位置と、流れ方向に対向する閉位置との間で切り替えるように、プレートホルダに旋回可能に取り付けられ、
駆動輪は、回転エネルギーを利用するために発電装置に結合されたタービンシャフトを有し、さらに、
回転チェーンの経路は、水の流れの主流方向に対して傾斜しており、すべてが完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造内に配置されている。
【0013】
一実施形態では、水拡散プラウが配置され、支持構造はまた、集合壁によって構成されてもよい。本発明の利点は、大規模な水流における流れによって表される再生可能エネルギーを利用することである。同時に、本発明は、回転チェーンの並流範囲全体において水流速度を利用するように構成されている。拡散プラウが配置されると、水圧および速度が並流側に沿って加速し、効果が高まる。集合壁が並流にさらに寄与する。同時に、拡散プラウ壁は向流運動を遮蔽し、向流レーンの影響の損失を低減する。
【0014】
パワープラントは巨大な構造になるが、同じ構造において必要なサポート作業をすべて備えたコンパクトなパワープラントになる。パワープラントは、遠い型式の陸地に配置され、今日未使用の海域を利用し、石油プラットフォームに比べて汚染のリスクは最小限に抑えられる。エネルギーを受け取るための陸上設備は必要ない。設備は取り外し可能である。
【0015】
添付の図面は、特許請求される発明のいくつかの実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】上部に支持構造を有しない本発明の一実施形態の斜視図を示す。
【図2】プレート(1)が流れ方向で閉位置において動作している、回転位置にある1つプレートホルダ(2)と、プレートが向流方向において開いた輸送位置にある、プレートホルダの列を示す、図1に示されたのと同じ実施形態を向流方向において後方から見た斜視図である。
【図3】本発明による2つのパワープラントを海中に配置した図であり、一方は動作位置に下げられ、他方は水面位置にある、図である。
【図4a】開位置にある2つの半円形状のプレート(1)を有する円形プレートホルダ(2)の実施形態の詳細図である。
【図4b】閉位置にある2つの半円形プレート(1)を有するプレートホルダ(2)の円形の実施形態の詳細図である。
【図4c】プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4d】プレートが閉位置にある、プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4e】プレートの開位置のためのストッパを有する円形プレートホルダの実施形態の詳細図である。
【図4f】本発明の一実施形態による駆動輪(5)の詳細斜視図である。
【図4g】把持および摺動装置(23)の一実施形態の詳細図である。
【図5a】構造を補強し、海洋流の駆動力に対する保持強度を提供するためのクラフト構造を備えた、開位置および閉位置にある方形プレート(2)を有する円筒矩形プレートホルダ(2)を備えた本発明の実施形態の詳細図である。
【図5b】構造を補強し、海洋流の駆動力に対する保持強度を提供するためのクラフト構造を備えた、開位置および閉位置にある方形プレート(2)を有する円筒矩形プレートホルダ(2)を備えた本発明の実施形態の詳細図である。
【図6】左のプレート(1)が開位置にあり、右が閉位置に示されており、中央には隔壁(8)が見える、背面から見た本発明の詳細図である。
【図7】支持構造または他の周囲構造を有しない無端チェーンタービンホイールの本発明による実施形態を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態によるパワープラントの背面図である。
【図9】本発明によるパワープラントを海底に固定し、下から見た図である。
【図10】左側の図が外側から斜めに見たものであり、それに応じて上側および下側の支持構造上の傾斜壁を示しており、右側は内側から斜めに見た詳細図である、本発明の一実施形態の後方からの2つの詳細図である。
【図11a】海流がパワープラントに行き当たるような、本発明の一実施形態によるパワープラントの斜視正面図である。
【図11b】水の主流方向に対して30度の角度をなして配置された回転チェーンの延長レーンに対する水の衝突点を示す図である。
【図12a】プレートホルダ内の方形パテに関連する、本発明の一実施形態による、閉位置にプレートを保持するための装置(200)を有する停止システムの図である。プレートが、停止位置、開位置で示され、停止システムが作動されている。
【図12b】プレートホルダのない図12の実施形態の拡大図である。
【図13a】半月形プレートを係合し、隔壁(8)内に配置された持ち上げボークを有する、本発明の一実施形態による閉位置においてプレートを保持する装置(200)を有する停止システムを示す上から見た斜視図である。
【図13b】図13aと同じ実施形態の下から見た斜視図である。
【図13c】同じ実施形態の背面図である。
【図13d】同様の実施形態の側方斜視図である。
【図14a】持ち上げビーム(201)がプレートホルダの下に配置されている、本発明の一実施形態による円形プレートホルダおよび停止システムを有する実施形態の斜視図である。
【図14b】同じ実施形態の異なる斜視図である。
【図14c】同じ実施形態の異なる斜視図である。
【図15】モータ(206)および駆動シャフトロッド(207)を備える、閉位置にプレートを保持する装置(200)を備えた本発明の一実施形態による停止システムを示す図である。電池および遠隔制御のための構成は図示していない。
【図16】磁石(208)を備える閉位置にプレートを保持する装置(200)を備えた本発明の一実施形態による停止システムを示す図である。電池および遠隔制御のための構成は図示していない。
【図17a】本発明の実施形態のいくつかの詳細を示す、部分的に拡大した正面斜視図である。
【図17b】同様の実施形態の拡大背面図である。
【図17c】同様の実施形態の斜視背面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、以下に説明され、本発明の実施形態が、添付の図面に従って説明される。本発明は、低速水流のエネルギーを変換するための海洋発電タービン(0)である。タービンは、
複数のプレートホルダ(2)を有する少なくとも1つの無端回転チェーン(4)を備え、各プレートホルダ(2)は、各プレートホルダ(2)内に取り付けられた少なくとも1つのプレート(1)を備え、
上記回転チェーンは、延長経路(P)内で、当該経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイス(22,22u,221,22f,22r)によって、経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)と係合し、
さらに、各プレート(1)は、水流の主流方向(F)を有する開位置と、流れ方向(F)に対向する閉位置との間で切り替えるように、プレートホルダ(2)に旋回可能に取り付けられ、
駆動輪(5)は、回転エネルギーを利用するために発電装置(G)に結合されたタービンシャフト(7)を有し、さらに、
回転チェーン(4)の経路(P)は、水の流れの主流方向(F)に対して傾斜しており、すべてが完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造(100)内に配置されている。これは、必要に応じてギア、発電機、ブレーキ、変圧器、制御装置および制御システムなどを収容できる対応する機械室内に提供される。
【0018】
海流とは、比較的低速の大きい水塊を意味し、すなわち、水が落下する高さがない。例えば、メキシコ湾流は典型的な最高速度が2.5m/sであり得、他の海流または河川は最高速度が約0.1m/sまでであるが、タービンは低流速および高流速の両方で運動エネルギーを抽出することができる。タービンが潜水可能であり、エネルギーが別の形態で表面に伝達されることができることが有利である。いくつかの海流は、水面より深い深度においてそれらの速度を有する場合がある。さらに、タービンが大きな河川に位置し、例えば河床に設置され、破壊的でもなく、河川での交通の邪魔でもないように、水面から取り除くことができることが有利である。
【0019】
海洋発電タービンは、海、海洋、河川および空気からの運動エネルギーを、回転エネルギーに移行する流れ(並流)によって伝達することができ、可能な限り低い抵抗で流れ(向流)に対向して戻る。
【0020】
海洋発電タービンは、並流において主面積を有し、向流輸送において最小断面積で戻るプレート/フラップを備える。
【0021】
海洋発電タービンは、主支持構造(100)としてのフレームを備える。フレームの内側にはシャフト(7)が配置されている。各シャフト(7)には、ホイールまたはローラ(5)がある。ホイール/ローラの間には、プレート/フラップ(1)からホイール/ローラ(5)およびシャフト(7)へとエネルギーを吸収するワイヤまたはチェーン(4,41)が走っている。
【0022】
エネルギーは2つ以上のシャフト(7)において採取され、例えば、発電機(G)を作動させて電力を発生させ、水素ガスなどを発生させることができる。
【0023】
海洋発電タービンは、マイクロサイズからマクロサイズまでのあらゆるサイズで、材料強度が制限され物理的建設が制限され、実際のニーズのサイズに制限されて設計できる。
【0024】
海洋発電タービンは、支持構造を備える。これは、タービンホイールを構成する可動「コンベヤ」、動作構造(1,2,3...99)を保持し、互いに対する0〜90度の範囲内の相対角度で配置されている(図1参照)。図1は、この角度が水流に関して30度である本発明の実施形態を示す。
【0025】
主構造は、海床、海底または河床に設置することができる。また、フレームには、その後海上で持ち上げおよび降ろすことができるため、保守および輸送を容易にする浮力タンクを設けることもできる。
【0026】
水中に浮遊する海洋発電タービンは、海底、海床または河床に固定しなければならない。固定は、プラットフォームから底部まで、または海底に固定された「フロート」まで直接行うことができる。
【0027】
運動エネルギーは、最大面積が流れ(F)まで下がるように配置されたプレート/フラップ(1)によって回転エネルギーに移行し、次に、プレート/フラップ(1)は、可能な抵抗を小さくするために、最小断面積で向流に対向する。プレートは、並流において開き、向流において閉じるフラップである。
【0028】
プレート(1)は、水流に対して別の角度を形成する回転チェーン(4)に対して垂直に配置され、結果、水は有利には、同時により多くのプレートに行き当たる。図1に示す実施形態は、水中の主流(F)に対して30度の関係を示す(衝突点、図11b参照)。本発明の一実施形態では、プレートホルダは、前のプレートが、水流の主流方向について回転チェーン内の後続のプレートを遮蔽しないように設計される。
【0029】
プレートからの運動エネルギーをメインシャフト(7)において回転エネルギーに変換するために、プレート/フラップ(1)がプレートホルダ(2)内に配置される。
【0030】
本発明の利点は、大規模な水流における流れによって表される再生可能エネルギーを利用することである。同時に、本発明は、回転チェーンの並流側の全長に沿って水の速度を利用するように構成されている。水拡散プラウが配置されている実施形態では、水圧および並流圧力に沿った速度および速度が増大し、したがって効果もまた増大する。並流側に向かって斜めに配置された誘導壁を有する実施形態は、効果の増大にさらに寄与する。同時に、水拡散プラウ壁は向流側で保護シールドとして作用し、向流走行での効果損失を最小限に抑える。
【0031】
パワープラントは巨大な構造になるが、同じ構造において必要なサポート作業をすべて備えたコンパクトなパワープラントになる。パワープラントは、遠い型式の陸地に配置され、今日未使用の海域を利用し、石油プラットフォームに比べて汚染のリスクは最小限に抑えられる。エネルギーを受け取るための陸上設備は必要ない。すべての処理は、支持構造プラットフォームサイトで行うことができる。このプラントの良好な使用領域は、プラントが水素ガスを生成するために、ケーブル接続なしで、陸地から遠くに配置することができるためである。これはエネルギー要求の高いプロセスである。設備は取り外し可能である。
【0032】
本発明による海洋発電タービンは、プレート(2)の全高において、回転チェーン(4)の経路(P)の内側のウェブ(B)の経路(B)に沿って配置された隔壁(8)を備える。図1および図2を参照されたい。
【0033】
隔壁(8)は、支持構造の設計に応じて適切な位置に支持構造(100)に取り付けられ、外側の並流側と内側の向流側に経路(B)を分割する。隔壁(8)は、向流と並流側との間の水の流れを遮断することにより、向流走行における水抵抗の低下に寄与する。
【0034】
本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、プレートホルダ(2)およびプレート(1)を含む回転チェーン(4)の数が2である。これらのチェーンは、タービンの駆動部であり、プラウ形成部において流れの主流方向(F)に対向して配置されている。このような設計は、海上での合理化された全体的な組み立てが可能であり、2つがパワープラントを構成し、アンカーシステム、変圧器、制御システムなどとして必要なサポート機器を収容するために有利である。
【0035】
本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、流れ方向(F)に対して、回転チェーン(4)の前方に配置された流れ保護および水拡散プラウ(6)を有する。図1を参照されたい。この壁/プラウ(6)は、構造の前縁にあり、流れに対向して配置されているため、向流に延伸する部品を保護する。加えて、これらの壁は、可動プレート/フラップに向かって有利に水を案内する。水の主流速度に応じて、分流された水の流れが、加速された速度でプレートの部分に流入するように、角度を計算することができ、タービン効果が増大する。1つの回転チェーン(4)のみを有する実施形態では、プラウは片側のみに分割され得、すなわち回転チェーンが配置されている側の水の流れのみに応じて傾斜している。
【0036】
このとき、壁/プラウ(6)は隔壁(8)とともに、プレートが向流方向に回転して延伸するときに、水からの向流力に対して全体的に良好な保護を提供する。このような部分的に閉じた構造では、プレートが流れに対して閉位置に延伸する位置において、主流からの向流力の反対の駆動部を有することができる駆動構造/コンベヤ/「インペラ」の背後に有利な乱流も生じる。
【0037】
本発明の全体的な実施形態では、拡散プラウは、例えば制御室および監視窓に対応できる大きさである。
【0038】
本発明による海洋発電タービンの実施形態では、各プレートホルダ(2)内のプレート(1)の数は少なくとも2である。プレートは、並流運動において各側方向に傾けられ、流れによって駆動されてタービンに力を発生させるような方法で取り付けられる。停止構成は、プレートを折り畳まない位置に保持し、そのため、プレートは完全に折り畳まれない。図4c〜図4eの例を参照されたい。向流方向では、プレートは互いにともに折り畳まれる。特別な実施形態では、1つのプレート(1)が存在し得る。別の実施形態では、2つ以上のプレートが存在し得る。このとき、それらは垂直軸に沿って互いの上に配置することができる(図5参照)。
【0039】
本発明の一実施形態では、プレートホルダ(2)は、フレーム構造(21)の垂直方向において円形のフレーム構造(21)を有し、2つのプレート(1)を保持し、各プレート(1)は半円形であり、フレーム構造(21)内に収容され、垂直方向に全直径を与えられ、少なくともプレート(1)の上下の位置においてフレーム構造に横方向に旋回可能に取り付けられ、完全開放並流位置のための停止装置を有する。このような停止装置はまた、衝撃吸収の詳細または材料の特性を有して構成されてもよい。構造を補強するための並流方向の円形ビーム/モールディング、プレートのための停止装置を配置することができ、構造を補強するための、これに垂直な円形のビーム/モールディング、および、補強目的のために他の2つの最も大きな直径に配置された水平方向のビーム/モールディングを示す詳細については、図2および図4を参照されたい。
【0040】
海洋発電タービンは、一実施形態では、補強円形ビーム(25,26)を有してさらに構成される。
【0041】
一実施形態によれば、中央の垂直軸は、補強のため、およびプレートの取り付け目的のために配置されてもよいが、別の実施形態では、フレーム構造の上下の位置にのみプレートを取り付けることができる。
【0042】
本発明による海洋発電タービンの実施形態では、プレートホルダ(2)は、円筒形であり、開いており、フレーム構造(21)の垂直方向に開いた矩形形状を有しており(図5参照)、フレーム構造(21)の上端および下端の少なくとも1つの上下のリテーナリング(28)の中心位置に固定された中心シャフト(29)にさらに取り付けられ、他端は、フレーム構造(21)内の1つ以上の垂直ビーム(21v)の1つに取り付けられた関連する水平シャフト(27)の周りに旋回可能に取り付けられた2つ以上のプレート(1)を保持する。これは、高さのあるプレート面積を可能にし、所望の高さに延伸することができる。
【0043】
これらの表面実装フレーム構造は、堅牢な構造を構成し、タービンプレートを支持し、一般に知られているように自由に立っているプレートに従って保守を少なくすることに寄与する。
【0044】
本発明の実施形態では、2つ以上のプレート(1)が、垂直軸(29)に沿った高さに配置され、各々が水平軸(27)に属する。次いで、フレーム構造は、追加のトラス構造および1つまたは複数の中間保持リングによって全体的に補強される。これは、より高い構造のための機会を提供し、タービン効果を増大させ、同時にプレートサイズを制限する。これは、とりわけ、プレートの変形に関して有益である。
【0045】
本発明の一実施形態によれば、海洋発電タービンは、複数のフレームアセンブリ(21)に結合された2つの回転チェーン(4)、すなわち、連続的なチェーンリンク(41,41u,41l)を有する上部回転チェーン(4u)および下部回転チェーン(4l)と、チェーン連結部(41)を貫通し、動作モードにおいて通過したときに、駆動輪(5)の外周において配列されている凹部(51)内に係合するように構成されている少なくとも1つの上下の結合ピン(22,22u,22l)を有する回転チェーン(4)にさらに結合されている各フレーム構造(21)とを有する。2つのチェーンが構造の安定性を良好にし、フレーム構造間の正確な距離は、駆動輪(5)に対する接続ピンのさらなるカスタマイズのために有利である。図2を参照されたい。
【0046】
本発明の一実施形態では、プレートは、プラスチック、ガラス繊維、金属または他の適切な材料から作成される。プレートは、中実の板から作成されてもよく、単純な構造としては中空であってもよく、または、高強度が要求される場合には複数の層から構成されてもよい。プレート(1)は、正確な強度を得るために、ガラス繊維またはカーボンのサンドイッチ構造として製造されてもよい。
【0047】
海の中に下げられると、プレートは浮力を有することになる。これは摩擦力を減少させるのに有利である。プレートが中実材料でない場合、それらは水深に応じて異なる圧力を取るための条件である。
【0048】
海洋発電タービンは、一実施形態では、フレーム構造の延伸方向にある補強底部および上部プレート(24)を有し、したがって、接続ピン(22,22f,22r)が、補強底部または上部プレート(24)または両方の前後位置に配置される。接続ピンは、上下に配置された両方の駆動輪(5)に係合するように、底部および上部の両方のプレート(24)の前後の端部に配置される。上下の駆動輪の両方を備えた実施形態が存在してもよいが、それらの位置のうちの1つだけでもよい。接続ピンは、駆動輪と係合するように配置され、このようにして、経路内の回転チェーンを駆動する海流を1つまたは複数のタービン(8)に伝達する。最も優れた、よりストレスの少ない実施形態は、上下の駆動輪を有するものである。
【0049】
本発明の一実施形態では、回転チェーンの経路(B)全体にわたって上記結合ピン(22)の上部および下部位置において上記支持構造(100)にガイドレール(101)が結合され、上記結合ピン(22)は、回転チェーンの経路内で上記ガイドレール(101)に沿って上記プレートホルダ(2)をプレート(1)とともに保持し、案内するために、上記ガイドレール(101)と摺動係合する上下端内の把持および摺動装置(23)をさらに設けられる。ガイドレール(101)は、駆動輪(5)と支持構造(100)との間に配置される(図2参照)。プレートホルダ(2)の接続ピン(22)には、プレートホルダを所定の経路(B)に保持するために、ガイドレール(101)を備えたレールシステムに対するホイール、シーブ、スライドベアリングまたは別の接続装置が設けられている。この経路は、対称であり、並流方向および向流方向に等しく形成される。レールシステムは、パイプ、u−プロファイルまたは別の設計で設計される。
【0050】
プレートホルダ(2)は、すべてのプレートホルダが対になったユニットを構成するようにジョイント(41)によって互いに連結されている。代替的に、プレートホルダは、ワイヤなどによってともに保持されてもよい。
【0051】
接続ピンはホイールとともに配置される。ホイールはチェーンホイールのような凹部を有する。プレートホルダの軸線は、チェーンの形状を有する凹部内に延伸する。
【0052】
回転エネルギーが伝達されるメインシャフトには、回転エネルギーを利用するための機器が配置されている。メインシャフトは主構造に取り付けられている。これはボールベアリング、スライドベアリングなどによって行われる。
【0053】
プレートホルダ間の所望の距離を有する均等かつ適切な駆動経路のために、海洋発電タービンの実施形態では、上部および下部回転チェーン(4u,4l)の両方においてチェーンリンク(41)を通る、各端部に把持および摺動装置(23)を備える連結ピン(9)が配置される。
【0054】
本発明の一実施形態において、プレート(1)は、中空構造であってもよく、圧力補償のための弁装置を備えていてもよい。それらは全構造に対する浮力に寄与し、高圧で崩壊しない、またはその逆である。
【0055】
本発明による海洋タービンは、海底に固定するために配置された浮遊プラットフォームである支持構造を有する。
【0056】
一実施形態では、支持構造(100)は、動作構造(1,2,...99)の上と下の上部セクション(110)と下部セクション(111)とに分割される。主構造(100)/フレームは2つの部分に分かれていてもよく、下部は上部より深く浸漬される。フレームの上部は「上部プラットフォーム」(110)と呼ばれ、下部は「底部プラットフォーム」(111)と呼ばれる。上部プラットフォームと底部プラットフォームの両方に浮力タンクがある。上部プラットフォームは、底部プラットフォームが浸漬されている間に水面に浮くことができる。それらはすべて、ウィンチシステムに接続されたチェーン、ロープなどによる、上部プラットフォームと底部プラットフォームとの間の接続構成を有する。上部プラットフォームおよび底部プラットフォームのいずれか、またはその両方を海床、海底または河床に固定することができる。
【0057】
本発明の一実施形態では、上部セクション(110)および下部セクション(111)の外壁は、動作構造(1,2,...99)に対して傾斜した少なくとも下壁部を有する。動作構造(1,2,...99)は、少なくとも回転チェーン、プレートホルダ、駆動輪およびタービンシャフトを備える。傾斜壁部分は、水をプレートの方に案内し、水流、ひいてはプレートへの動力を増加させ、さらにタービンへの影響を増大させる。
【0058】
上部プラットフォームは、海面下に沈められてもよいが、その浮力を利用してエネルギー輸送チェーン/インペラを正しい位置に保持する。全体の構造は、例えばドリルリグなどのようにアンカーを広げることによって、適切な方法で固定される。
【0059】
本発明はまた、傾斜可能な配置されたプレートを備えたタービンのための停止システムを含む。本発明の一実施形態では、海洋発電タービンは、閉位置にされているプレート(1)を保持するように適合された手段(200)を有する停止システムを有して構成される。動作中、プレートは、経路内のそれらの位置に応じて、また水流によって駆動されて、並流および向流位置において開き、折り畳まれる。ある理由、緊急事態、または計画されたメンテナンスのためにパワープラントを停止する必要がある場合は、水流からの電力の影響を減らし、プレートを無効な閉位置に保持し、駆動位置にないようにすべきである。図12a〜図14cを参照されたい。
【0060】
矩形プレートシステムを含む本発明の実施形態に共通する点は、このような停止システムの実施形態において、装置(200)が、支持構造(100,8)内の少なくとも1つの動作可能な持ち上げビーム(201)と、プレート(1)と直接的または間接的に係合するためのマニピュレータアーム(202)とをさらに備えることである。持ち上げビームは、信号を受けて、マニピュレータアームが持ち上げボークの位置とは無関係に垂直方向または水平方向に移動し、その後、プレートを直接または間接的に開位置に保つために、例えば液圧を使用することによってベース位置から作動位置に持ち上げられるように構成されている。
【0061】
円形プレートホルダ(2)および半月形プレートの本発明の実施形態では、手段(200)の支持構造(100,8)の持ち上げビーム(201)が、向流レーン半部の端部においてウェブの旋回点の近くに配置され、解放機構(204)およびプレートグリッパ(210)とさらに接触するマニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されており、プレートグリッパは、プレートグリッパ(210)内の把持開口(211)によって、向流閉位置においてプレート(1)を把持するように適合されている。図13a〜図14cを参照されたい。プレートグリッパは、プレートホルダ(2)内の水平円形ビームの後端に取り付けられたホルダ()に移動可能に配置Iされている。
【0062】
この停止システムを有する実施形態は、向流経路の端部の支持構造内のプレートホルダシステムの下に配置された持ち上げビーム(201)を有する。停止システムを作動させると、持ち上げビーム(201)がマニピュレータアーム(202)を持ち上げる。マニピュレータアームはさらに、解放機構内のロック機構を持ち上げている傾斜アームによって解放機構に接続されており、そのため、プレートグリッパはばね張力によって作動される。図14a〜図14cの詳細を参照されたい。したがって、プレートグリッパは、開いたプレートに向かって移動し、グリッパ凹部は、プレート(1)の周りの係合位置に配置される。
【0063】
別の実施形態では、円形プレートシステム用の停止システムは、向流経路の端部の支持構造(100)の隔壁(8)に配置された持ち上げビーム(201)である。停止システムが作動すると、ビーム(201)が持ち上げられ、したがってマニピュレータアーム(202)は水平方向に移動する。マニピュレータアームは、解放機構内のばね与張ロック機構によって解放機構にさらに接続され、マニピュレータアームは、水平運動によってロック装置を作動させ、したがって、ばね与張プレートグリッパを用いてプレートグリッパを作動させる。図13a〜図13dの詳細を参照されたい。したがって、プレートグリッパが開放プレートに向かって移動し、グリッパ開口部はプレート(1)の周りの係合位置に位置決めされる。
【0064】
矩形プレートを使用する本発明の実施形態では、停止システムが使用され、当該システムにおいて、装置(200)は、支持構造(100)内に少なくとも2つの持ち上げビーム(201)を有して構成され、持ち上げビーム(201)が回転構成の回転経路全体を通じて、プレートホルダの列全体を通じて配置され、持ち上げビーム(201)は、さらにヒンジ結合部(212)を介して高さにおいて1つまたは複数のプレート(1)に直接的に接続され、プレート(1)を開位置に持ち上げるように適合されているマニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されている。これは、持ち上げビームがセグメント化され、第1のセグメントを回転駆動輪に近接した領域で、この向流側において持ち上げ、その後、セグメントは、連続して、プレートホルダが、完全に一周してチェーンが停止するまで回転チェーン経路を移動するときに、第1の持ち上げられたセグメントに以前に位置決めされていた次のプレートホルダを持ち上げる場合に、少なくともさらなる力を必要とする。この停止システムは、持ち上げビームを下げることによって容易に停止させることができ、タービンが始動する。
【0065】
すべての停止システムの実施形態について、持ち上げビームとマニピュレータアームとの間の接触点は、摩擦を最小限に抑えて摩耗を防止するために、摺動ホイール(203)などの摺動構成を有して構成される。回転駆動輪の上方には、作動可能な可動ガイドレールシステムが、駆動輪を回るときにマニピュレータアームを支持するように配置される。これは、矩形プレートシステムに対して必要であり、プレートは、別の把持構成を用いずに持ち上げビームおよびマニピュレータアームの手段を介して開位置に保持される。上記の停止システムは、無線通信に依存しない。
【0066】
矩形プレートのシステムのための本発明の一実施形態では、持ち上げビームは、モータ、および、マニピュレータアーム(202)のねじ部分に係合するねじ付きスリーブなどの持ち上げ機構と置き換えてもよい。無線通信および遠隔制御のための制御信号を受信するためにモータは機構に接続されるべきである。モータは、プレートホルダの下縁かつ外部に配置され、追加のビームシステムとは独立していてもよい。
【0067】
円形プレートホルダ(2)を使用する本発明の実施形態では、ホルダ(205)に配置されたスクリューモータ(206)を備える、閉位置においてプレート(1)を保持するための装置(200)を使用することができる。モータは、ねじ付きロッド(207)の第1の端部と係合しており、ロッドの第2の端部はプレートグリッパ(210)に取り付けられており、したがって、モータを作動させると、プレートグリッパは、プレート(2)と係合するように、または係合から外れるように動かされる。このようなプレートグリッパの利点は、それが開および閉の2方向に動くことができることである。停止システムは、この実施形態では、バッテリパック、バッテリ動作を有して構成され、無線通信および遠隔制御のための制御信号を受信するように構成されている。図15を参照されたい。
【0068】
円形プレートホルダ(2)を使用する本発明の実施形態では、プレート(1)を閉位置に保持する装置(200)の実施形態は、各フラップ上に配置されており、一実施形態では各フラップ内の凹部に配置されている電磁石(208)を備える。図16を参照されたい。プレート(1)またはプレートホルダには、サービス位置に充電された内蔵バッテリが必要である。これは、無線通信および遠隔制御のための制御信号用の受信機とともに、場合によってはプレート凹部内に配置され、無線オン/オフボタンによって磁石(208)を作動および停止させるように構成され、プレートは、必要に応じて開閉することができる。これは、プレートを強制的に閉位置に保持するための単純で要求されるスペースがわずかな構成である。
【0069】
プレート(1)を閉位置に保持する装置(200)は、本発明の一実施形態では、電磁石(208)とスクリューモータ(206)との組み合わせを備えることができ、その所属の位置決めホルダ、ロッドおよびプレートグリッパは、別個の構成で使用される。その後、磁石は停止信号で作動され、閉路経路の端部に向けて向流を回転させ、スクリューモータは、後で作動されて、場合によってプレートをより長い期間にわたってともに保持することができる。
【0070】
上述した停止システム構成は、ホルダの調整およびマグネットの位置決めを最小限にして、傾斜可能に配置されたプレートを有する他のタイプのプレートタービンに使用することができる。
【0071】
本発明の一実施形態では、プラントは、チェーン、プレートホルダおよびプレートを洗浄するための洗浄システムを有して構成され、これは、例えば、プラントがメンテナンス位置に持ち上げられたときに作動する。これは、例えば、各プレートホルダ用の高圧洗浄システム、または各回転チェーン用の構成であり、駆動輪は、すべてのプレートホルダが洗浄されるように洗浄位置を通過するためのシーケンス洗浄のために回転される。
【0072】
すべてのパイプ構造は、有利には空気充填され、結果、構造の浮力にも寄与し、摺動システムの摩擦を減少させる。すべてのエアパイプには調整のための圧力バルブおよび圧力変動に対する安全性がなければならない。パワープラントの運転のためのすべての周辺支持機能、発電機システム、オペレータおよびサービス機能などは、支持構造の上部セクション/上部フロートの上に位置してもよい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
低速水流のエネルギーを変換するための海洋発電タービン(0)であって、
複数のプレートホルダ(2)を有する少なくとも1つの無端回転チェーン(4)を備え、各プレートホルダ(2)は、各プレートホルダ(2)内に取り付けられた少なくとも1つのプレート(1)を備え、
前記回転チェーンは、延長経路(P)内で、前記経路の1つの端部アーチ(B)内の少なくとも1つの駆動輪(5)の周りで走行し、少なくとも1つの係合デバイス(22,22u,22l,22f,22r)によって、前記経路の前記1つの端部アーチ(B)内の前記少なくとも1つの駆動輪(5)と係合し、
各プレート(1)は、前記プレートホルダ(2)に旋回可能に取り付けられて、水流の主流方向(F)を有する開位置と、前記流れ方向(F)に対向する閉位置との間で切り替えるようになっており、
前記駆動輪(5)は、回転エネルギーを利用するために発電装置(G)に結合されたタービンシャフト(7)を有し、さらに、
前記回転チェーン(4)の前記経路(P)は、前記水の流れの主流方向(F)に対して傾斜しており、すべてが、完全にまたは部分的に潜水可能な支持構造(100)内に配置され、
プレートホルダ(2)およびプレート(1)を備える回転チェーン(4)の数が2であり、プラウ形成で対向して配置され、
前記支持構造(100)は、前記プレート(2)の全高において、前記回転チェーン(4)の前記経路(P)の内側の前記ウェブ(B)の経路(B)に沿って配置された隔壁(8)を備え、
前記支持構造(100)は、動作構造(1,2,...99)のそれぞれ上方及び下方の上部セクション(110)と下部セクション(111)とに分割され、
前記上部セクション(110)および前記下部セクション(111)の外壁は、前記動作構造(1,2,...99)に対して傾斜した少なくとも下壁部を有し、横方向の凹形状ダクトを形成する隔壁(8)とともに、水を前記プレートの方に案内し、水流、ひいては前記プレートへの動力を増加させ、さらにタービンへの作用を増大させるようになっている、海洋発電タービン。
【請求項2】
前記流れ方向(F)において、前記回転チェーン(4)の前方に流れ保護および水拡散プラウ(6)が配置されている、請求項1または2に記載の海洋発電タービン。
【請求項3】
各プレートホルダ(2)内のプレート(1)の数は少なくとも2である、請求項1または2のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項4】
前記プレートホルダ(2)は、フレーム構造(21)の垂直方向において円形のフレーム構造(21)を有し、2つのプレート(1)を保持し、各プレート(1)は半円形であり、前記フレーム構造(21)内に収容され、垂直方向に全直径を有し、少なくとも前記プレート(1)の上下の位置において前記フレーム構造に横方向に旋回可能に取り付けられ、完全開放並流位置のための停止装置を有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項5】
前記プレートホルダ(2)は、前記フレーム構造(21)の垂直方向に開いた矩形形状を有しており、前記フレーム構造(21)の上端および下端の少なくとも1つの上下のリテーナリング(28)の中心位置に固定された中心シャフト(29)にさらに取り付けられ、他端は、前記フレーム構造(21)内の1つ以上の垂直ビーム(21w)の1つに取り付けられた関連する水平シャフト(27)の周りに旋回可能に取り付けられた2つ以上のプレート(1)を保持する、請求項1〜のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項6】
前記垂直軸(29)に沿って各水平軸(27)の高さに2つ以上のプレート(1)が配置されている、請求項に記載の海洋発電タービン。
【請求項7】
前記複数のフレーム構造(21)に結合された回転チェーン(4)の数は2であり、すなわち、連続的なチェーンリンク(41,41u,41l)を有する上部回転チェーン(4u)および下部回転チェーン(4l)であり、各フレーム構造(21)は、チェーン連結部(41)を貫通し、動作モードにおいて通過したときに、前記駆動輪(5)の外周に配列されている凹部(51)内に係合するように構成されている少なくとも1つの上下の結合ピン(22,22u,22l)を有する前記回転チェーン(4)にさらに結合されている、請求項1〜のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項8】
前記回転チェーンの前記経路(B)全体にわたって前記結合ピン(22)の上部および下部位置において前記支持構造(100)にガイドレール(101)が結合され、前記結合ピン(22)は、前記回転チェーンの前記経路内で前記ガイドレール(101)に沿って前記プレートホルダ(2)を前記プレート(1)とともに保持し、案内するために、前記ガイドレール(101)と摺動係合する上下端内の把持および摺動装置(23)をさらに設けられる、請求項1〜のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項9】
前記フレーム構造(21)は、前記フレーム構造の延伸方向に補強底部および上部プレート(24)をさらに備え、結合ピン(22,22f,22r)が、それぞれ前記補強プレート(24)の前後の位置に設けられている、請求項またはに記載の海洋発電タービン。
【請求項10】
前記フレーム構造(21)は、補強円形レール(25,26)をさらに備える、請求項のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項11】
前記上部および下部回転チェーン(4u、4l)の両方においてチェーンリンク(41)を通る、各端部に把持および摺動装置(23)を備える連結ピン(9)が配置される、請求項のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項12】
前記プレート(1)は、中空構造であり、圧力補償手段を備える、請求項1〜11のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項13】
前記支持構造(100)は、海底に固定するための浮遊プラットフォームである、請求項1〜12のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項14】
各プレートホルダ(2)の前記プレート(1)に対して、前記閉位置にされている前記プレート(1)を保持するように適合された手段(200)がある、請求項1〜13のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項15】
前記装置(200)は、前記支持構造(100,8)内の少なくとも1つの作動可能な持ち上げビーム(201)と、前記プレート(1)に直接的または間接的に係合するためのマニピュレータアーム(202)とをさらに備える、請求項14に記載の海洋発電タービン。
【請求項16】
前記手段(200)の前記支持構造(100,8)の前記持ち上げビーム(201)が、前記向流レーン半部の端部において前記ウェブの前記旋回点の近くに配置されており、解放機構(204)およびプレートグリッパ(210)とさらに接触する前記マニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されており、前記プレートグリッパは、前記プレートグリッパ(210)内の把持開口(211)によって、前記向流閉位置において前記プレート(1)を把持するように適合されている、請求項15かつ請求項1〜または13のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項17】
前記装置(200)は、前記支持構造(100)内に少なくとも2つの持ち上げビーム(201)を有して構成され、前記持ち上げビーム(201)が回転構成の回転経路全体を通じて、前記プレートホルダの列全体を通じて配置され、前記持ち上げビーム(201)は、さらにヒンジ結合部(212)を介して高さにおいて前記1つまたは複数のプレート(1)に直接的に接続され、前記プレート(1)を前記向流閉位置に持ち上げるように適合されている前記マニピュレータアーム(202)を作動させるように構成されている、請求項15かつ請求項1〜または〜14のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【請求項18】
前記プレートホルダは、ブレードの周縁に表面実装フレーム構造(21)を有する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の海洋発電タービン。
【国際調査報告】