特許第6752208号(P6752208)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6752208うねりを受ける構造体上でのエネルギー生成
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6752208
(24)【登録日】2020年8月20日
(45)【発行日】2020年9月9日
(54)【発明の名称】うねりを受ける構造体上でのエネルギー生成
(51)【国際特許分類】
   F03B 13/22 20060101AFI20200831BHJP
【FI】
   F03B13/22
【請求項の数】15
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2017-535146(P2017-535146)
(86)(22)【出願日】2015年9月4日
(65)【公表番号】特表2017-528655(P2017-528655A)
(43)【公表日】2017年9月28日
(86)【国際出願番号】FR2015052357
(87)【国際公開番号】WO2016042236
(87)【国際公開日】20160324
【審査請求日】2018年8月30日
(31)【優先権主張番号】1458824
(32)【優先日】2014年9月18日
(33)【優先権主張国】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】517095489
【氏名又は名称】ジェウペエス・テクノ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ジャン−リュック・ロンジュロッシュ
(72)【発明者】
【氏名】フィリップ・マガルディ
【審査官】 井古田 裕昭
(56)【参考文献】
【文献】 実開昭59−096372(JP,U)
【文献】 特表2012−522163(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F03B 13/22
F03B 13/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の縁部(7a)から反対側の第2の縁部(7b)に至る少なくとも1つの往復する傾斜運動を受けるように構成されている、構造体に設けられたエネルギー生成装置であって、
− ブレードを有している少なくとも1つの第1のタービン(11a)および少なくとも1つの第2のタービン(11b)と、
− 第1の側部タンク(15a)および第2の側部タンク(15b)と、
− 前記第1の側部タンク(15a)と前記第2の側部タンク(15b)との間において中間チャンバ(17)の長手方向中心軸線に沿って延在している少なくとも1つの前記中間チャンバ(17、170a、170b)であって、前記第1の側部タンク(15a)および前記第2の側部タンク(15b)それぞれが、液体(18)の流入と排出を管理するように少なくとも1つの前記中間チャンバ(17、170a、170b)と連通しており、前記第1の側部タンク(15a)および前記第2の側部タンク(15b)が、液体が前記長手方向中心軸線に対して平行に前記第1の側部タンク(15a)および前記第2の側部タンク(15b)の内部に受容されるように、前記中間チャンバ(17、170a、170b)の2つの末端に向かって配置されており、前記第1の側部タンク(15a)および前記第2の側部タンク(15b)それぞれが、外部から自身を区切る壁(19)を含んでいる、少なくとも1つの前記中間チャンバ(17、170a、170b)と、
を備えている前記エネルギー生成装置において、
− 前記第1のタービン(11a)および第2のタービン(11b)がそれぞれ、前記エネルギー生成装置が水平であると考えられる状態において垂直軸線(110a、110b)を有しており、
− 少なくとも1つの前記中間チャンバ(17、170a、170b)が、前記第1の縁部(7a)および前記第2の縁部(7b)それぞれに位置決めされた前記第1の側部タンク(15a)および前記第2の側部タンク(15b)それぞれの内部に位置決めされている、前記第1のタービンと前記第2のタービンとの間に延在しており、
− 前記第1の側部タンクおよび第2の側部タンク(15a、15b)が、前記中間チャンバの前記長手方向中心軸線(17a、17a1、17b1)に沿って位置決めされており、前記第1のタービンおよび前記第2のタービンそれぞれが、前記第1の側部タンクおよび第2の側部タンク(15a、15b)に収容されており、これにより、液体が、前記第1のタービン(11a)および前記第2のタービン(11b)のうち一方のタービンの周辺部において前記一方のタービンの内部に受容された後に、液体を前記中間チャンバ(17、170a、170b)に向けて誘導するように前記一方のタービンの下方に配置された逃がしチャネルを通じて流れることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記中間チャンバから隔てるものとして、各々の側部タンクの前記壁(19)がベンチュリを提示する、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第1および第2のタービンが一方向の回転方向(45)を有し、対向する側面が前記液体の流れに面してそれぞれ凹面と凸面である、請求項2に記載の装置。
【請求項4】
各々の側部タンクが、
− 液体を供給する前記中間チャンバの前記長手方向中心軸線(17a、17a1、17b1)に沿って前記液体を受け取るように、前記第1および第2のタービンが中に配置される上部セクション(150a、150b)と、
− 前記上部セクションと連通する下部セクション(152a、152b)とを備え、前記上部および下部セクションの各々が、前記液体の入口および出口用に1つまたは複数の前記中間チャンバと連通する、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
少なくとも1つの前記中間チャンバにおいて、液体が、前記長手方向中心軸線に沿っていずれの向きにも循環可能とされる、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項6】
− 前記中間チャンバが、自由面を有する液体(18)によって部分的に満たされ、
− 前記中間チャンバ(17)において前記第1のタービンと第2のタービンの間に中間の仕切り(35)を含み、これが前記タービンの間で前記液体を循環させるために第1および第2の管(37a、37b)に分割し、各々の側部タンクが、
− 前記液体の前記タンクへの入口用に、上部セクションにおいてタンクの壁を通る第1の通路を有し、
− 前記液体の前記タンクからの出口用に、下部セクションにおいて前記タンクの側壁を通る第2の通路を有する前記2つの管と連通する、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項7】
対応する側部タンク(15a、15b)の上部セクションと前記中間チャンバの間の各々の連通部分が、前記中間チャンバ(17、170a、170b)によって運ばれる前記液体が基本的に接線方向に前記側部タンクに進入し、およびこれによりそこに配置された対応するタービン(11a、11b)に到達するように位置決めされる、請求項4に、あるいは請求項5または6の一項と組み合わせた請求項4に記載の装置。
【請求項8】
前記側部タンクの前記下部セクション(152a、152b)と前記中間チャンバの間の連通部分に逆止弁(31a、31b)が装備されている、請求項4に、あるいは請求項5から7の一項と組み合わせた請求項4に記載の装置。
【請求項9】
− 各々の側部タンクの前記上部および下部セクション(150a、150b、152a、152b)が、変形可能な隔壁を含むことが可能な流れ口(21a、21b)を利用して互いに連通する、ならびに/あるいは
− 各々の側部タンクの前記上部および下部セクション(150a、150b、152a、152b)が、その下にディフューザ(33、33b)が配置された流れ口(21a、21b)を利用して互いに連通し、このディフューザは、前記下部セクションにおいて、流通する液体を案内するために、前記下部セクションから前記中間チャンバまでの対応する液体出口連通部分の方に向けられた開口を有する側壁を備える、請求項4に、あるいは請求項5から7の一項と組み合わせた請求項4に記載の装置。
【請求項10】
付加的なガス状流体回路(40)が、前記第1および第2の側部タンク(15a、15b)を接続する、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
【請求項11】
対応する側部タンクを外部から区切る各々の壁(19)が、対応するタービンの周りにコイル状に巻き付けられる、請求項4に、あるいは請求項5から10の一項と組み合わせた請求項4に記載の装置。
【請求項12】
第1の縁部(7a)から反対側の第2の縁部(7b)に至る少なくとも1つの傾斜運動を受けるための構造体のエネルギー生成プロセスにおいて、
前記構造体上で、中間チャンバ(17、170a、170b)の長手方向中心軸線(17a、17a1、17b1)を中心として配設された少なくとも1つの細長い前記中間チャンバ(17、170a、170b)において、液体が、前記第1の縁部(7a)および前記第2の縁部(7b)それぞれに配設された第1の側部タンクおよび第2の側部タンクに向かって、第1のタービン(11a)および第2のタービン(11b)へと循環され、これにより、液体が、入口チャネル(23a,23b)それぞれを介して、前記長手方向中心軸線に対して平行に第1のタービン(11a)および第2のタービン(11b)に受容され、
− 前記第1および第2のタービンのそれぞれは、前記構造体が静止する場合に、垂直軸を有し、
− 前記第1および第2のタービンは、第1および第2の側部タンクにおいて、いずれかの縁部(7a、7b)にそれぞれ位置決めされ、
− 前記第1の側部タンクおよび第2の側部タンク(15a、15b)が、前記中間チャンバの前記長手方向中心軸線(17a、17a1、17b1)に沿って位置決めされており、前記第1のタービンおよび前記第2のタービンそれぞれが、前記第1の側部タンクおよび第2の側部タンク(15a、15b)に収容されており、
− 液体が、前記第1のタービン(11a)および前記第2のタービン(11b)のうち一方のタービンの周辺部において前記一方のタービンの内部に受容された後に、前記一方のタービンの中心に導かれることを特徴とする、エネルギー生成プロセス。
【請求項13】
− 各々のタービンが、前記中間チャンバがその長手方向中心軸線に一致するように提示する末端の一方に向けて配置された前記側部タンク(15a、15b)の上部セクションにおいて作動し、
− 前記上部セクションに収容された前記液体が、前記側部タンクの前記上部セクションを下部セクション(152a、152b)から隔てる流れ口(21a、21b)を介して排出され、前記構造体の運動が前記液体を他方のタービンに向けて誘導するのに先立って、前記液体(18)は下部セクションを通って前記タービンの下に進む、請求項12に記載のプロセス。
【請求項14】
− 各々の側部タンク(15a、15b)の入口において、前記液体は前記長手方向中心軸線に平行してベンチュリ(41a、41b)を通過し、
− 一方の側から他方の側に傾斜する際、前記液体は、前記タービンを通って前記長手方向中心軸線に、およびその後反対方向に前記ベンチュリを通過する、請求項12に記載のプロセス。
【請求項15】
水平軸を中心に振動することが可能であり、請求項1から11のいずれか一項に記載のエネルギー生成装置(3)を備える、または請求項12から14のいずれか一項に記載のプロセスにしたがって電気エネルギーがそこで生成される構造体(1)であって、
少なくとも1つの前記中間チャンバにおいて、液体が、前記長手方向中心軸線に沿っていずれの向きにも循環可能とされることを特徴とする構造体(1)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1の縁部から反対側の第2の縁部までの少なくとも1つの往復する傾斜運動を受けるように設計された構造体上にあるエネルギー生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この分野では、および水上船において、特許文献1はすでに
− 共に第1および第2の縁部にそれぞれ位置決めされた少なくとも1つの第1のタービンおよび少なくとも1つの第2のタービンと、
− 第1のタービンと第2のタービンの間の少なくとも1つの中間チャンバと、
− 各々が第1のタービンと第2のタービンの一方を含み、液体の流入と排出を管理するために中間チャンバと連通する第1の側部タンクおよび第2の側部タンクであって、各々が、それらを外部から区切り、好ましくは第1および第2の縁部それぞれに向かって中間チャンバの2つの末端に向かって配置された壁を含む第1の側部タンクおよび第2の側部タンクとを備えるそのような装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】欧州特許出願公開第0059652号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
持続する圧力損失、性能および/または比較的複雑な構造問題のうちの少なくとも一部を克服するために、以下の
− 装置が水平であると考えられる状態で第1および第2のタービンが垂直軸を有することと、
− 第1および第2の側部タンクならびに第1および第2のタービンが、中間チャンバの伸長方向に沿って位置決めされることで、液体をこのように位置合わせされた状態で受け取ることとが提案される。
【0005】
よって、タービンが、第1および第2の縁部に向けて、中間チャンバの伸長方向の伸長部において液体を受け取る構造体の中に位置決めされることにより、圧力を生成するタービンが液体を受け取る直前のタービンのための供給流体の方向における湾曲または顕著な変化を回避する。
【0006】
装置が水平であると仮定されると、側部タンクおよびタービンは、中間チャンバの伸長方向の実質的な水平方向の伸長部に位置決めされる。
【0007】
第1の実施形態において、装置は、振動減衰装置を装備した構造体に設置されることが推奨され、そうでなければ効率が不十分であるとみなされる、あるいはそこに電気エネルギー生成モジュールを加えることを必要とする場合もある。
【0008】
このとき、特定の選択として以下の(但し以下の解決法は排他的ではない)
− 中間チャンバから隔てるものとして、各々の側部タンクの壁(外部の境界)がベンチュリを提示すること、または
− 好ましくは第1および第2のタービンが一方向の回転方向を有し、対向する側面が前記液体の流れに面してそれぞれ凹面と凸面であることが提案される。
【0009】
このベンチュリは側部タンクの入口において流れを加速し、これは、タービンがベンチュリのリップの間に配置された場合、エネルギー生成にとってなお一層有益となる。
【0010】
またタービンがそのようなブレードを装備する場合、SAVONIUSタービンとほぼ同一のタービンを設置することができる。
【0011】
実際には、振動減衰装置は、可動式または固定式のシャッターを備え、上記の解決法は、「まさにこの」シャッターをベンチュリと取り替えることを可能にし、かつ好ましくは、タービンに関して、それらを良好な位置に「正に」配置するおよび/または最適な模範を選ぶことを可能にすることができる。
【0012】
具体的には、振動減衰装置を装備しない構造体では、別の解決法を利用することが可能であり、この場合各々の側部タンクは、
− 液体を供給する中間チャンバの伸長方向に沿って液体を受け取るように、第1および第2のタービンの一方が中に配置される上部セクションと、
− 上部セクションに接続する下部セクションとを備え、上部および下部セクションの各々が、液体の入口および出口用に1つまたは複数の中間チャンバに接続される。
【0013】
以下において(図5図6に沿って)、側部タンク15aと15bの間に水圧管内での流体の循環のために2つのチャネル170a、170bを備えた最低でも1つの入口の水圧管解決法が提案される。これはタービンへの供給を促進し、これによりタービンは強制的に作動される。
【0014】
しかしながら自由面が(部分的に)液体で満たされた中間チャンバを使用することは、そのG−SIREまたはI−SIRE要素を介する「FLUME」横揺れ減衰技術の使用を可能にする。
【0015】
時には風またはうねりによって妨害される運動によってほとんど影響を受けない効率的な液体供給を促進することを目指して、中間チャンバにおいて、第1のタービンと第2のタービンの間で(少なくとも1つの)仕切りを使用することも提案されており、これはタービン間においてこのような液体のための第1および第2の循環管に分割し、各々の側部タンクは、
− 前記液体のタンク内への入口用に、上部セクションにおいてタンクの壁を通る第1の通路を有し、
− 前記液体のタンクからの出口用に、下部セクションにおいてタンクの壁を通る第2の通路を有する2つの管と連通する。
【0016】
一方向における流れ、および別方向における流れに対する妨害を制限するために、側部タンクの下部セクションと中間チャンバの間の連通部分に関して逆止弁を備えることが好ましい場合がある。
【0017】
このような連通部分がそういった弁を装備することは、上記に挙げた中間の仕切りが存在しない場合、側部タンクの上部および下部セクションと中間チャンバの間の全ての連通部分が、区切られていないチャンバ内で開放し、移動中の大量の液体の間で起こり得る流れの妨害がより重大なものになると仮定すると、より意味を成すことができる。
【0018】
一方向の傾斜(例えば第1の縁部から第2の縁部への横揺れ)から液体の流れを受け取る(各々の)タービンに供給する液体の量もまた重要な点であり得る。
【0019】
この目的のために、各々の側部タンクの上部および下部セクションは流れ口を介して互いに連通することが推奨される。
【0020】
関連する側部タンクの体積、循環する水の体積、往復する傾斜運動の推測される平均的な条件に基づいた、このような流れ口に対する通路セクションの事前形成が適用されるはずであり、タービンは最良の性能を達成することを可能にする。
【0021】
しかしながら、各々の側部タンクの上部セクションからの液体の流れを正確に調整するために、好ましくは考慮されるタービンの性能に基づいて流れ口の通路の断面を変えることが推奨される。
【0022】
この目的のために変形可能な隔壁を利用することは、この目的を容易にかつ確実に達成する助けをする。
【0023】
タービンを考慮すると、上部および下部セクションを備えた側部タンクが設けられた場合、構造体が静止する際、垂直軸式翼車を使用することができる。反動タービンが推奨される。好ましくは、「Francis」タービンにできるだけ近いタービンが使用され、この場合、エンジン液体は翼車周辺部に到達し、このエンジン液体によってブレードを押し、その後タービンの下に配置された逃がしチャネルを通って流れる。
【0024】
これにしたがって、対応する側部タンクの上部セクションと中間チャンバの間の各々の連通部分は、中間チャンバによって第1および第2のタービンの一方に向けて運ばれる液体が接線方向に前記側部タンクに流れ込むことにより、前記側部タンク内に配置された対応するタービンに到達するように位置決めされることが推奨される。
【0025】
そのような配置は、特許文献1(図8および図9)におけるプロペラと水平方向軸のタービンよりも、このような状況により適切に適合する。
【0026】
別の問題は、タービンの下に配置されたチャネルを介する液体の排出に関連する。
【0027】
タービンの性能に対して特定の影響を有するこのような排水を促進するために、各々の側部タンクの下部セクションが、この下部セクションから中間チャンバへの対応する液体出口に向かって液体を誘導する開口の下に配置された湾曲したディフューザを含むことが推奨される。
【0028】
これは負荷の損失、および液体の循環/迅速な排出に好ましくない事柄を制限することになる。
【0029】
性能を高めるために、第1の側部タンクと第2の側部タンクを接続する付加的なガス状流体回路の利用も提案される。中間チャンバは自由面を有するが、付加的な回路とこの自由面より上に存在する気体は連通していない。
【0030】
装置が傾くことで、片側に水を集め、ガス状流体を反対方向に移動させることになる。このようなガス状流体の移動は、持ち上がっている縁部の側で液体自体をなくす過圧を生じるような働きをし、これは弁より先または弁なしである。
【0031】
提示される装置に加えて、一方の縁部から他方の縁部までの少なくとも1つの傾斜運動を受ける構造体上でのエネルギー生成プロセスにも関係しており、これは構造体上で、伸長方向の中心に位置する少なくとも1つの細長い中間チャンバにおいて、液体が、第1および第2の側部タンクにおいて、いずれかの縁部にそれぞれ位置決めされた第1および第2のタービンに対して循環され、これらのタービンは、中間チャンバの伸長方向に沿ってそれぞれ配置された入口チャネルによって供給されることによって特徴付けられる。
【0032】
さらに、水平方向を中心として振動することが可能であり、その特徴の全てまたは一部において上記に挙げたエネルギー生成装置を備える構造体、あるいは上記のプロセスにしたがって電気エネルギーがそこで生成される構造体に関する。
【0033】
本発明の他の利点および特徴は、添付の図面に関連して、厳密な非制限的な例として提供される以下の記載を読むことから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0034】
図1】エネルギー生成装置を装備した船の船尾の一部から取り出した部分斜視図である。
図2】そのタービンを備えた、図1からの側部タンクの一方の下からの、傾けられた図である。
図3】上からみた先の一般的な解決法を示す図である。
図4】横から見た追加のガス状流体回路を有する解決法を示す図である。
図5】上から見た別の2つのチャネルの選択肢を示す図である。
図6】横から見た別の2つのチャネルの選択肢を示す図である。
図7】軸方向の中間の壁を有する別の選択肢を示す側面図である。
図8】軸方向の中間の壁を有する別の選択肢を上から見た図である。
図9】角度を成して傾けられた壁を有する別の選択肢を上から見た図である。
図10】別の選択肢のX−Xによる垂直方向の中央の断面図である。
図11】別の選択肢を横から見た図である。
図12】ここでは側部タンクの一方の位置での別の選択肢を上から見た図である。
図13】ここでは側部タンクの一方の位置での別の選択肢を横から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
図1は、電気エネルギー生成装置3を装備した水上船1(の後部部分の領域)を示す。
【0036】
この船は方向5において前方に移動するように適合されており、典型的には波および/またはうねりの影響の下で、一方の縁部7aから反対側の第2の縁部7bまでの少なくとも1つの傾斜運動を受けるように設計された構造体の一例である。別の構造体が容認される場合もある。
【0037】
船1は、船体9と、船橋11とを備える。
【0038】
装置3は、この構造体上に、第1の縁部および第2の縁部にそれぞれ位置決めされた第1および第2のタービン11a、11bを備える。各々タービンは、発電機として作動する交流発電機13a、13bに接続される。好ましくはタービンは、それらが常に一方向の同一方向に回転するように設置される。
【0039】
装置3はまた、各々が第1および第2のタービンの一方を備え、中間チャンバ17と連通する第1および第2の側部タンク15a、15bを含む。これらの側部タンクは、第1および第2の縁部7a、7bそれぞれに向かって、中間チャンバの2つの末端に向けて据えられる。それらは各々、外部からそれらを区切る周辺壁19を備える。
【0040】
タンクおよびチャンバは、平坦な底面171を有する。
【0041】
中間チャンバ17は、自由面を有する液体18によって部分的に満たされ、この液体は、慣性効果より恩恵を受ける水、ガソリンまたはディーゼルなどの燃料、あるいはより高濃度の液体であってよい。中間チャンバ17は、構造体が静止している場合に、第1のタービンと第2のタービンの間で説明図において水平の方向17aにおいて細長くなっている。この場合、側部タンクもまた好ましくは自由面を有する。
【0042】
この実施形態において、および好ましくは同様に図3から図9に沿って、各々の側部タンクは、性能を高め、実際の構造および小型化を改善するために(具体的には図1図6図7を参照)、
− 第1および第2のタービン11a、11bの一方が中に配置される上部セクション150a、150bと、
− 上部セクションに接続する下部セクション152a、152bであって、上部および下部セクションの各々が連通部分23a、23bおよび25a、25bをそれぞれ、液体の入口用および出口用として中間チャンバ17に接続することを提案する。
【0043】
第1および第2のタービン11a、11bの各々は、上部セクション150a、150bが中間チャンバの伸長方向17aに沿って、すなわち矢印20で(図1図3図7図8を参照されたい)液体18(とりわけ混ざり合ったラインに関しては図7に示される高さを参照)を受け取るように、対応する上部セクション150a、150b内に位置決めされる。実際には、図1でのように入口チャネル23a、23bは、中間チャンバの伸長方向(軸)17aに沿って、またはそれに対して軸方向に伸長させてそれぞれ位置決めされることが推奨される。構造体1がそれを中心に振動する水平軸173は(図10に顕著である)、方向17aに平行である。タービンは、ここではコイルを介して接線方向に供給される。
【0044】
よって示されるように、対応する側部タンクの上部セクション150aまたは150bと中間チャンバ17の間の各々の連通部分は、第1および第2のタービン11a、11bの一方に向けて中間チャンバによって運ばれる液体が、接線方向にかつ周辺部から前記側部タンクに侵入し(タンクの一方に関して図3図5図8の矢印27)、それにしたがって対応するタービンに到達するように位置決めされる。
【0045】
連通部分23a、23bおよび25a、25bは好ましくは、上部セクションに関するタービンの高さにおいて、および下部セクションに関するこれらのタービン(構造体1は水平であると仮定される)の高さの下で、各々の壁19の中の開口または通路(同じように番号付けされる)によって画定される。示されるように、性能に関して、頂部連通部分23a、23bは、外側に向かって横方向にずらされ、これにより図8において頂部開口または連通部分23aのほぼ境界を成す191などの中間チャンバ17の側壁により近づけて位置決めされるのに対して、底部連通部分25a、25bは、内側に向かって横方向にずらされており、これにより軸17aにより近づけて位置決めされることで、ここでは上部セクション150bと下部セクション152bの間の図7にある関連する連通部分21bの軸方向/中心位置に横方向に接近するようになることが推奨される。
【0046】
連通部分21a、21bは、関連する上部および下部セクション150a、150b、152a、152bそれぞれを隔てる完全な壁28において各々画定される。
【0047】
頂部からのこのような供給、好ましくは接線方向の各々のタービンからの供給を底部からの排出と組み合わせることで、各々の第1および第2のタービン11a、11bは好ましくは、この例では、構造体1が静止する際、垂直軸110a、110bをそれぞれ提示するブレード付きタービンとなる。
【0048】
実際には、連通部分21a、21bが、各々の側部タンクの上部セクションと下部セクションの間の流れ口を各々画定することも推奨される。
【0049】
当然のことながら、各々の流れ口21a、21bは、平均的な作動条件に適合した所定の断面を提示することができる。しかしながら図7の流れ口21aのためのもの210aなど変形可能な隔壁が使用されるべきである。したがって各々の流れ口は、弾性式の変形を利用する膜またはプレートによって画定されてよい、あるいはこの場所に関連するタービンを出て行く流体の移動を監視するまたはそれに適合する機構によって制御される場合もある。よって関連する流れ口の通路断面を変更することによって、各々の側部タンク15a、15bの上部セクションからの液体の供給の調整が促進される。ガス状流体を利用してまたは流体の圧力下である程度満たすことが可能な膨張および収縮可能な環状ポケットを使用することが望ましい。
【0050】
圧力損失をさらにもっと抑えるために、第1および第2の側部タンク15a、15bは、円筒形または半円筒形であってよく、あるいはさらには好ましくは垂直軸においてコイル状に(図1、2、3、5)巻かれて静止中の構造体1を支える場合もある。
【0051】
側部タンクの上部セクションと中間チャンバ17の間の連通部分のために逆止弁29a、29bを利用することは任意選択であるが、側部タンクの下部セクションと中間チャンバの間の下部の連通部分25a、25bのためにそれら(31a、31bを参照)を有することは有益である。全ての逆止弁が主要な液体の流れの方向において開放し(構造体が一方向に傾斜する際)、全ての液体がそうしている間にこの領域から流れ出て行かなければ、反対方向では閉鎖することで逆流を回避する、または制限することを理解されたい。実際には、自由に傾斜するシャッターが好ましい。
【0052】
図1から図3における解決法において、上部セクション150aまたは150bとの連通部分と、下部セクション152aまたは152bとの連通部分の間で中間チャンバには隔てるものがない。コイルへの入口において、上部セクション150a、150bに液体を取り込むスロープ状の傾斜路39a、39bが認められる。逆止弁31a、31bはその高さにある。
【0053】
頂部の逆止弁29a、29bをさほど重要でないものにするために、各々の側部タンクの下部セクション152a、152bが、流れ口の下に配置され、液体が中間チャンバ17に向けてこの下部セクションを出て行くのと同時にこの液体を対応する連通部分25aまたは25bに向かって誘導するディフューザ33を含むことが特定される場合がある。
【0054】
上記において、中間チャンバ17は、閉鎖された箱(側部タンクの上部および下部セクション150a、150b、152a、152bに関するその連通部分23、23b、25a、25bを除いて)であり、内部が分かれていない。加えて、「FLUME」解決法に関して特定したのと異なり、作業液体の自由な循環を阻止するようないかなる障害物も使用しないことが推奨される。
【0055】
しかしながら液体流れを一方向に向け、構造体1が傾斜する際に反対方向に向けるために、中間チャンバ17における第1のタービン11aと第2のタービン11bの間で中間仕切りを使用することは有益であり得る。仕切り35はこのとき、タービンの間で液体を循環させるために中間チャンバを第1の管37aと、第2の管37bに分割する。
【0056】
各々の側部タンクはこのとき、
− その上部セクションにおいて、関連する側部タンク15b内への液体の入口用にタンクの側壁19を通る第1の通路(23aまたは他方のタンク15bの場合23b)を有し、および
− その下部セクションにおいて、タンクからの前記液体の出口用にタンクの同一の側壁を通る第2の通路25aまたは25bを有する2つの管37a、37bと連通する。
【0057】
中間の仕切り35は(図8に示されるように)、流れを一方向または別の方向に助長することがないように、長手方向でここでは中央において中間チャンバの軸17aに対して平行である場合、あるいは流速を上げたり減速させたりするように平行でない場合もある。しかしながらこれは特定の状況においては有益な場合もある。図9は、中間の仕切り35が傾いており、上部セクション150a、150bへの入口に向かう流れ口を両方向に形成するように配向されていることを示す。下部セクション25a、25bから上部の入口23a、23bに向かって集束する部分が存在する。
【0058】
浮動構造体1が振動する際の流体流れをさらに誘導するために、
− 第1の側部タンク15aの壁を通る第1の通路23aは、第1の管37aのみと連通し、この同一の第1の側部タンクの壁を通る第2の通路25aは、第2の管37bのみと連通し、かつ
− 第2の側部タンク15bの壁を通る第1の通路23bは、第2の管37bのみと連通するのに対して、この同一の第2の側部タンクの壁を通る第2の通路25bは、第1の管37aのみと連通することをさらに推奨することもできる。
【0059】
別個の仕切りがある場合とない場合のどちらの解決法を選んでも、中間チャンバ17は、ここでは構造体の方向5である長手方向に対して横向きの共通の方向に伸張されることが特定される場合がある。そのサイズは、上記に挙げた装置における流体循環の頻度が勾配によって瞬間的に影響を受ける場合、それが垂直方向である場合よりも制限されることになり、船の操舵に対するリスクが全くない状態でこのとき横揺れを管理することができる。構造体が水に浸っており進捗率が全くない状態の場合、中間チャンバは、勾配からエネルギーを回収するために構造体の軸上にある場合もある。
【0060】
すでに述べたように、上記に挙げた特徴の全てまたは一部は、一方の縁部から他方の縁部までの少なくとも1つの往復する傾斜運動を受ける浮動構造体1において、前記縁部7a、7bそれぞれにおいて互いに面するように好ましくは位置決めされた第1および第2のタービン11a、11bに交互に供給するための、中間チャンバ17(または図5および図6の170a、170bなどの複数の部分を有するチャンバ)内での液体の循環を通して、電気エネルギーを生成することを可能にする。このようなタービン11a、11bは、中間チャンバ(これは複数あることも考慮する)の伸長方向(図5の軸17a、または17a1、17b1それぞれ)に沿って好ましくは配置された(したがって中央に配置された)入口チャネル23a、23bによって供給される。
【0061】
この空間17において、液体は、構造体を制御するためにこの運動からの特定の位相オフセットにおいて循環することができる。しかしながら例えばM−SIREの場合、船の横揺れを伴う位相内での運動が特定される。この場合、装置3は、船の運動を減衰する効力を持たず、さらには増幅する作用すら持つが、これは船のサイズと比べて装置3の寸法が小さい場合は危険ではない。
【0062】
図1図2図3図5は任意選択であり、この場合対応する側部タンク15a、15bを外部から区切る各々の壁19は、対応するタービン11a、11bの周りにコイル状に巻き付けられる。上部セクション150a、150bへの接線方向の入口23a、23bは故に、少なくとも壁19の一部分が円形断面の円柱の部分に到達するまで幅が狭くなる。先に述べたように、作業流体は接線方向に到達し、その後関連するタービンの軸151a、151bに対して半径方向に中心へと誘導され、下部セクション152aまたは152bに軸方向に下から出現する。中間の仕切りがない場合または二重チャンバ(図5図6)の場合、2つの渦巻きは、軸対称(図1図2図3の例では船の長手方向軸)に位置決めされる。
【0063】
図4において、付加的な流体回路が設けられ、以下のように機能する。これらのタンク内の作業液体の高さ42より上の側部タンクの上部セクション150a、150bにおけるガス状流体(例えば空気)の体積は、それらの間にある管43を介して中間チャンバ17に沿って連通し、この管は、仕切り44によって中間チャンバから隔てられている。傾斜する際、側部タンクの一方(例えば15a)は下降し、(この例では弁31b、29aの自然な開放を通して)作業液体によって満たされ、上部セクション150aにおける液体高さの上昇が、ガス状流体を圧縮し、ガス状流体が上昇し、管を通って流出する(矢印40)。この流体はその後、他方の上部セクション150bに到達し、そこでそれはこのセクションにおいて高さ42を下に下げるように機能する。これを先の提案の全てと併せて利用して、側部タンクおよび中間チャンバ内に自由面を提供することができる。
【0064】
さらに図5および図6は、各々のチャンバまたはチャネル170a、170bが好ましくは、関連する下部セクションから反対側の側部タンクの上部高さ(セクション)に向かって末広がりの断面を形成するのを示す。
【0065】
したがって作業流体を第1および第2のタービン11a、11bに向けて循環させることができ、タービンは、関連する中間チャンバから23aの場合伸長方向17a1、23bの場合伸長方向17b1に沿ってそれぞれ配置された入口チャネル23a、23bによって供給される。
【0066】
これはまた、図10および図11に示される選択肢におけるケースでもあり、これらの図面は、側部タンク15a、15bが上部セクションと下部セクションの間に横向きの分割部分を持たず、これらのセクションがもはや存在しない状況を例示している。これは側部シャッターを有する標準的な安定化システムをすでに装備した構造体を適用し易くすることができる。
【0067】
これは前記シャッターをベンチュリで置き換えた標準的な「Flume」安定装置の1つの適用形態である。
【0068】
したがって中間チャンバ17の両側において、その伸長方向17aに平行にして側部タンク15a、15bの入口にベンチュリ41a、41bが存在する。装置が水平方向にある(静止している)と仮定すると、各々のベンチュリは、2つの凸面の壁43a、43b、43c、43dによって各々形成された集束と広がりの垂直部分によって画定される。2つのタービン11a、11bはそれぞれ、各々が側部タンクの一方の位置において垂直方向110a、110bに設置される。
【0069】
タービンは好ましくは、流れの方向(矢印を参照)に関係なく、同一方向に常に回転するサボニウスタービンであるべきである。
【0070】
各々のタービンのブレード45は、示されるように、液体の流れに面して、片面が凹面であり他方の面が凸面である。各々のタービンに関して、それらはその回転軸110aまたは110bの周りに巻き付けられる。
【0071】
循環する液体(幅広の矢印)は横方向に到達する。
【0072】
各々のタービン11a、11bは好ましくは、最大のいかなる加速も形成するために、示されるようにベンチュリのネックに位置決めされる。
【0073】
その作動は、
− 各々の側部タンク15a、15bの入口において、液体が前記伸長方向17aに平行してベンチュリを通過し、
− 片側から他方側に傾斜する際、液体は、タービン11a、11bを通って伸長方向に、その後反対方向にベンチュリ41a、41bを通過することを含む。
【0074】
図12および図13は、わずかに異なるエネルギー回復モジュールを装備した安定化させる側部タンク15bの作動を示す。
【0075】
このモジュールの原理は、エネルギーの回収に関連する全ての機能を統合することであり、これはモジュールが中に配置される安定装置の機能から独立している。
【0076】
モジュールは以下の要素
− 全ての構成要素を支える金属構造体155と、
− ここでは噴射入口23bの右側に、モジュールの噴射器のシリンダ49内に位置決めされた可撓性の非戻り噴射弁47であって、このシリンダはタービン内で円を描く流れの非対称な分散を確立するために、矢印によって表される噴射行動を最適化するように設計されている、可撓性の非戻り噴射弁47と、
− ここでは関連する側部タンク150bの上部セクション内にそのシャフトと軸受50を有するようにここでは位置決めされた金属タービン11bと、
− 回転速度増幅機能を備えた、タービンからここでは発電機13bまでの移動の伝達装置と、
− 発電機およびその軸、水密の軸受52、電力管理キャビネット53ならびに場合によって中に立ち入るためのアクセスドア55を収容する水密の区画51と、
− 関連する側部タンクの上部セクションと下部セクションの間の通路の高さにおいて中心にある隔壁57とを備える。
【符号の説明】
【0077】
1 船
3 装置
7a 第1の縁部
7b 第2の縁部
9 船体
11 船橋
11a 第1のタービン
11b 第2のタービン
13a、13b 交流発電機
15a 第1の側部タンク
15b 第2の側部タンク
17 中間チャンバ
17a、17a1、17b1 伸長方向
18 液体
19 周辺壁
21a、21b 流れ口
23a、23b 連通部分
25a、25b 連通部分
29a、29b 逆止弁
31a、31b 逆止弁
33 ディフューザ
35 中間の仕切り
37a、37b 第1および第2の管
38 完全な壁
39a、39b 傾斜路
40 流体流れの方向
41a、41b ベンチュリ
42 流体高さ
43a、43b、43c、43d 凸面の壁
44 仕切り
45 ブレード
47 噴射弁
49 シリンダ
50 軸受
51 水密の区画
52 水密の軸受
53 電力管理キャビネット
55 アクセスドア
57 隔壁
110a、110b 垂直軸
150a、150b 上部セクション
151a、151b タービンの軸
152a、152b 下部セクション
155 金属構造体
171 底面
173 水平軸
177 側壁
191 境界を成す部分
210a 変形可能な隔壁
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13