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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024017096
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】発電機
(51)【国際特許分類】
F03B 13/14 20060101AFI20240201BHJP
【ＦＩ】
F03B13/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022119511
(22)【出願日】2022-07-27
(71)【出願人】
【識別番号】505454111
【氏名又は名称】学校法人育英学院
(74)【代理人】
【識別番号】100147050
【弁理士】
【氏名又は名称】中原 亨
(72)【発明者】
【氏名】山下 健一郎
【テーマコード（参考）】
3H074
【Ｆターム（参考）】
3H074AA02
3H074AA12
3H074BB11
3H074BB30
3H074CC03
3H074CC16
(57)【要約】
【課題】
波浪への耐性が高く、かつ高効率な洋上発電手段を提供する。また、制御しやすい波力発電の実現手段を提供する。
【解決手段】
波力発電用の発電機１００のマグナスタービンを動作させるためにマグナスブレード１０３を用いる。マグナスブレード１０３の上側に発電ユニット１０１、下側に発電ユニット１０２を配する。波面が上下することで発電機１００が上下する際に、マグナスブレード１０３をマグナスブレード周方向に回動させることで、マグナスタービンを回動させることができる。この際マグナスタービンの回動方向を統一することでエネルギーの損失を防ぐことができる。
【選択図】 図３
波浪への耐性が高く、かつ高効率な洋上発電手段を提供する。また、制御しやすい波力発電の実現手段を提供する。
【解決手段】
波力発電用の発電機１００のマグナスタービンを動作させるためにマグナスブレード１０３を用いる。マグナスブレード１０３の上側に発電ユニット１０１、下側に発電ユニット１０２を配する。波面が上下することで発電機１００が上下する際に、マグナスブレード１０３をマグナスブレード周方向に回動させることで、マグナスタービンを回動させることができる。この際マグナスタービンの回動方向を統一することでエネルギーの損失を防ぐことができる。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１以上のマグナスブレードを含むマグナスタービンを備える発電機であって、
該発電機が波動により上下動することで生じる流速及び前記マグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動により前記マグナスブレードにマグナス効果による揚力が生じることを特徴とする発電機。
該発電機が波動により上下動することで生じる流速及び前記マグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動により前記マグナスブレードにマグナス効果による揚力が生じることを特徴とする発電機。
【請求項2】
請求項１記載の発電機において、
前記揚力によって前記マグナスタービンがマグナスタービン周方向へ回動することを特徴とする発電機。
前記揚力によって前記マグナスタービンがマグナスタービン周方向へ回動することを特徴とする発電機。
【請求項3】
請求項２記載の発電機において、
前記マグナスタービンが単一のマグナスタービン周方向へ回動することを特徴とする発電機。
前記マグナスタービンが単一のマグナスタービン周方向へ回動することを特徴とする発電機。
【請求項4】
請求項３記載の発電機において、
上方向に該発電機が移動する際の前記マグナスブレード周方向への回動方向と、下方向に該発電機が移動する際の前記マグナスブレード周方向への回動方向と、が異なることを特徴とする発電機。
上方向に該発電機が移動する際の前記マグナスブレード周方向への回動方向と、下方向に該発電機が移動する際の前記マグナスブレード周方向への回動方向と、が異なることを特徴とする発電機。
【請求項5】
１以上のマグナスブレードと、
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
前記マグナスブレードが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットとベベルギアで接続されていることを特徴とする発電機。
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
前記マグナスブレードが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットとベベルギアで接続されていることを特徴とする発電機。
【請求項6】
請求項５記載の発電機において、
該発電機が波動により上下動することで生じる流速及び前記マグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動により前記マグナスブレードにマグナス効果による揚力がマグナスタービン周方向に生じることを特徴とする発電機。
該発電機が波動により上下動することで生じる流速及び前記マグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動により前記マグナスブレードにマグナス効果による揚力がマグナスタービン周方向に生じることを特徴とする発電機。
【請求項7】
請求項６記載の発電機において、
上方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴とする発電機。
上方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴とする発電機。
【請求項8】
請求項６記載の発電機において、
下方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴とする発電機。
下方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴とする発電機。
【請求項9】
請求項６記載の発電機において、
上方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴とする発電機。
上方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴とする発電機。
【請求項10】
請求項６記載の発電機において、
下方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴とする発電機。
下方向に該発電機が移動する際の前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴とする発電機。
【請求項11】
１以上のマグナスブレードと、
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
初期加速時に前記第１の発電ユニットまたは前記第２の発電ユニットのいずれか一が前記マグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする発電機。
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
初期加速時に前記第１の発電ユニットまたは前記第２の発電ユニットのいずれか一が前記マグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする発電機。
【請求項12】
１以上のマグナスブレードと、
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
初期加速時に前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットが前記マグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする発電機。
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
初期加速時に前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットが前記マグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする発電機。
【請求項13】
１以上のマグナスブレードと、
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、
ＣＰＵと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴とする発電機。
負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、
負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、
ＣＰＵと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、
前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴とする発電機。
【請求項14】
請求項１３記載の発電機において、
さらにセンサを含み、
前記センサがＣＰＵに発報すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴とする発電機。
さらにセンサを含み、
前記センサがＣＰＵに発報すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニット及び前記第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴とする発電機。
【請求項15】
請求項１４記載の発電機において、
該発電機が最頂点に到達したことを前記センサが検知すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴とする発電機。
該発電機が最頂点に到達したことを前記センサが検知すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴とする発電機。
【請求項16】
請求項１４記載の発電機において、
該発電機が最下点に到達したことを前記センサが検知すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴とする発電機。
該発電機が最下点に到達したことを前記センサが検知すると前記ＣＰＵが前記第１の発電ユニットの回転速度と前記第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように前記第１の発電ユニットの負荷と前記第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴とする発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は波力発電、特にマグナスブレードを用いたもの、に関する。
【背景技術】
【0002】
近年電力の地産地消が叫ばれることが多く、資源エネルギー庁のホームページにも「激甚災害を契機にエネルギー供給の制約や集中型エネルギーシステムの脆弱性が顕在化され、こうした状況に対して、地域の特徴も踏まえた多様な供給力（再生可能エネルギー、コージェネレーション等）を組み合わせて最適に活用することで、エネルギー供給のリスク分散やＣＯ２の排出削減を図ろうとする機運が高ま」っている旨記載されている。
【0003】
このホームページでは、電力の地産地消の一手法として「分散型エネルギー社会の実現」が提案されている。この「分散型エネルギー社会」とは、「比較的小規模で、かつ様々な地域に分散しているエネルギーの総称であり、従来の大規模・集中型エネルギーに対する相対的な概念」と定義されている。
【0004】
我が国は島国であり、四周を海に囲まれている。従って、洋上における発電手法を確立することは、上記分散型エネルギー社会の実現に資することは言うまでもない。
【0005】
洋上発電の手法としては、太陽光、風力、波力が考えられる。この中でエネルギー密度では波力が最大であり、これを用いるのが良いことは言うまでもない。
【0006】
波力発電の方式としては種々あるが、浮体の波による上下運動を利用するタイプとしてはポイントアブソーバ型が挙げられる。これは、波に対する指向性がないため波の向きを考える必要がない点で設置上有利と言える。また、ポイントアブソーバ型は発電効率が高いとされる。
【0007】
特開２０２１―１６１９９０号公報（特許文献１）では、該波力発電装置の設置された海域の海象に関する情報を取得し、その情報に応じて波力発電装置の発電態様を制御する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２０２１―１６１９９０号特許公開公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】知ってる？電力の地産地消 資源エネルギー庁 ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｅｎｅｃｈｏ．ｍｅｔｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｃａｔｅｇｏｒｙ／ｓａｖｉｎｇ＿ａｎｄ＿ｎｅｗ／ｓａｉｅｎｅ／ｓｏｌａｒ－２０１９ａｆｔｅｒ/ｒｅｇｉｏｎａｌ.ｈｔｍｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかし、ポイントアブゾーバ型波力発電は波への抵抗力が弱いとされることが多い。これは海底に設置したアンカー（錨）から海上に向けてドライブコラムを屹立させ、このドライブコラムをガイドレールとしてフロートを上下させることで発電機を動作させるため、フロートに加わる波浪の力がドライブコラムに直接影響を与えること、及びそれによりドライブコラム自体が湾曲破損する可能性があること、による。
【0011】
さらにポイントアブゾーバ型波力発電では、ドライブコラムの回転方向が波の上下のよって反転する。しかし、このように回転方向が反転する発電機の場合、制御が高難度化しやすい。
【0012】
本発明の目的は、波浪への耐性が高く、かつ高効率な波力発電手段を提供することにある。
【0013】
また本発明の別の目的は、制御しやすい波力発電の実現手段を提供することにある。
【0014】
さらに、マグナス効果による揚力発生を活用することで小電力を投入することで大電力を得られる手段を提供することにある。
【0015】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明にかかわる代表的な発電機は１以上のマグナスブレードを含むマグナスタービンを備え、発電機が波動により上下動することで生じる流速及びマグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動によりマグナスブレードにマグナス効果による揚力が生じることを特徴とする。
【0017】
この発電機は、揚力によってマグナスタービンがマグナスタービン周方向へ回動することを特徴としても良い。
【0018】
この発電機は、マグナスタービンが単一のマグナスタービン周方向へ回動することを特徴としても良い。
【0019】
この発電機は、上方向に該発電機が移動する際のマグナスブレード周方向への回動方向と、下方向に該発電機が移動する際のマグナスブレード周方向への回動方向と、が異なることを特徴としても良い。
【0020】
本発明にかかわる別の代表的な発電機は１以上のマグナスブレードと、負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備え、マグナスブレードが第１の発電ユニット及び第２の発電ユニットとベベルギアで接続されていることを特徴とする。
【0021】
この発電機は、該発電機が波動により上下動することで生じる流速及びマグナスブレードがマグナスブレード周方向への回動によりマグナスブレードに対してマグナス効果による揚力がマグナスタービン周方向に生じることを特徴としても良い。
【0022】
この発電機は、上方向に該発電機が移動する際の第１の発電ユニットの負荷と第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴としても良い。
【0023】
この発電機は、下方向に該発電機が移動する際の第１の発電ユニットの負荷と第２の発電ユニットの負荷が異なることを特徴としても良い。
【0024】
この発電機は、上方向に該発電機が移動する際の第１の発電ユニットの回転速度と第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴とする発電機。
【0025】
この発電機は、下方向に該発電機が移動する際の第１の発電ユニットの回転速度と第２の発電ユニットの回転速度が異なることを特徴としても良い。
【0026】
本発明にかかわる別の代表的な発電機は、１以上のマグナスブレードと、負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備え、初期加速時に第１の発電ユニットまたは第２の発電ユニットのいずれか一がマグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする。
【0027】
本発明にかかわる別の代表的な発電機は、１以上のマグナスブレードと、負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、を含むマグナスタービンを備え、初期加速時に第１の発電ユニット及び第２の発電ユニットがマグナスタービンをマグナスタービン周方向に加速することを特徴とする。
【0028】
本発明にかかわる別の代表的な発電機は、１以上のマグナスブレードと、負荷の調整が可能な第１の発電ユニットと、負荷の調整が可能な第２の発電ユニットと、ＣＰＵと、を含むマグナスタービンを備える発電機であって、このＣＰＵが第１の発電ユニット及び第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴とする。
【0029】
この発電機はさらにセンサを含み、このセンサがＣＰＵに発報するとＣＰＵが第１の発電ユニット及び第２の発電ユニットの負荷を調整することを特徴としても良い。
【0030】
この発電機は、該発電機が最頂点に到達したことをセンサが検知するとＣＰＵが第１の発電ユニットの回転速度と第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように第１の発電ユニットの負荷と第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴としても良い。
【0031】
この発電機は、該発電機が最下点に到達したことをセンサが検知するとＣＰＵが第１の発電ユニットの回転速度と第２の発電ユニットの回転速度が同じようになるように第１の発電ユニットの負荷と第２の発電ユニットの負荷を設定することを特徴としても良い。
【発明の効果】
【0032】
本発明によれば、慣性力が大きいタービンの回転を一方向に保つことができる高効率な発電システムを提供することができる。
【0033】
さらに本発明によれば、マグナス効果を発生させることで大揚力を発生させ投入した電力よりより大きな電力を回収できる手段を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】第１の実施の形態にかかわるマグナス波力発電システムの構成を表す模式図である。
【図2】第１の実施の形態にかかわる発電機の構成を表す断面図である。
【図3】第１の実施の形態にかかわる発電機の構成を表す斜視図である。
【図4】マグナスブレードの斜視図である。
【図5】発電ユニット１０１、１０２周辺の斜視図である。
【図6】マグナスタービンにおけるベベルギアの組み合わせ及び動作方向を表す斜視図である。
【図7】波の上下動に伴って上向きに発電機が移動する際にマグナス効果がどのように働くかを表す図である。
【図8】波の上下動に伴って下向きに発電機が移動する際にマグナス効果がどのように働くかを表す図である。
【図9】本発明の第１の実施の形態に関する電気的構成を表す概念図である。
【図10】本発明の第１の実施の形態に関するタイミングチャートである。
【図11】本発明の第1の実施の形態にかかわる処理に関する状態遷移図である。
【図12】「初期加速」開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。
【図13】「下降」処理開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。
【図14】「上昇」処理開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。
【図15】本発明の第２の実施の形態における水流が上から下に流れる際のマグナスブレード周辺の流体の様子を示す概念図である。
【図16】本発明の第２の実施の形態における水流が下から上に流れる際のマグナスブレード周辺の流体の様子を示す概念図である。
【図17】本発明の第２の実施の形態にかかわる発電機１００の構成を表す斜視図である。
【図18】本発明の別の「初期加速」開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
（第１の実施の形態）
以下図を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では同一物体の「上方」とは波面に近い方、「下方」とは海底に近い方をいう。ただし浮体４００については上方が空側、下方が海底側をいう。
以下図を用いて本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では同一物体の「上方」とは波面に近い方、「下方」とは海底に近い方をいう。ただし浮体４００については上方が空側、下方が海底側をいう。
【0036】
図１は、第１の実施の形態にかかわるマグナス波力発電システムの構成を表す模式図である。また図２は、第１の実施の形態にかかわる発電機１００の構成を表す断面図、図３はその斜視図である。また図４はマグナスブレード１０３ａ、１０３ｂの斜視図である。図５は、発電ユニット１０１、１０２周辺の斜視図である。図６は、マグナスタービンにおけるベベルギアの組み合わせ及び動作方向を表す斜視図である。
【0037】
本システムは、発電機１００、ウェイト２００、アンカー３００，浮体４００を含んで構成される。これらは１ないし２以上の牽引ワイヤー（牽引チェーン）及び電気ケーブル等で接続される。またワイヤーには限らず、棒状のもので接続することも可能である。
以下それぞれの説明をする。
以下それぞれの説明をする。
【0038】
発電機１００はマグナスタービン及び発電ユニット１０１、１０２、フィン５００を含んで構成される発電機である。
【0039】
この発電機１００は該発電機上方に図５に示す発電ユニット１０１、下方に発電ユニット１０２が配置され、側方に図４で表すマグナスブレード１０３ａ、１０３ｂが配置される。そして発電ユニット１０１下方へ突き出たシャフト突端にベベルギア１１１、発電ユニット１０２上方に突き出たシャフト突端にベベルギア１１２が配置される。
【0040】
【0041】
ウェイト２００は、マグナス波力発電システム全体の重量バランスを整えるためのバラストである。
【0042】
アンカー３００は，発電機１００が流されることを防ぐための重量物である。
【0043】
浮体４００は、マグナス波力発電システムの浮力を得るための浮体である。この浮体４００に送電システムを搭載することで発電した電気を外部に出力することになる。ただし、送電方法は本発明とは直接的な関連はない。
【0044】
フィン５００は、マグナスタービンが動くことによって発電機１００に生じる慣性モーメントを打ち消し、発電機１００の上下動を円滑に行うための整流板である。
【0045】
【0046】
発電ユニット１０１、１０２は、ベベルギア１１１、１１２が回転することで、発電ユニットのシャフトが回転し発電する発電機であり、かつ、発電ユニットがベベルギア１１１，１１２を回転することで初期加速を行う発電ユニットである。本発明においては発電ユニットの回転速度の制御等の観点から発電ユニット１０１、１０２は同一のものを想定する。ただし、制御できるのであれば相違する仕様の発電ユニットを使用してもよい。発電ユニット１０１、１０２とベベルギア１１１、１１２の間にはギアボックス１０４、１０５が挿入される。
【0047】
ベベルギア１１１、１１２は、マグナスブレード１０３ａ、１０３ｂとかみ合う形でシャフト１３１、１３２の一方の軸端に配置されている。シャフト１３１、１３２の他方軸端はギアボックス１０４、１０５に動力を伝達するように配置されている。
【0048】
ギアボックス１０４、１０５は、変速機構を持たせることで、発電ユニット１０１、１０２の発電に最適な速度を調整するためのギアボックスである。このギアボックス１０４、１０５はなくても良い。
【0049】
本図上では、ギアボックス１０４、１０５の両端の軸を同軸に記載している。これは特にそのようにすべきであるというものでない設計事項である。回転軸から離れた位置に発電ユニット１０１、１０２のような重い重量のものを置くと慣性モーメントを生じることになるので、それを打ち消すための機構が求められることも考慮する必要はあるだろう。
【0050】
シャフト１３１、１３２は、ベベルギア１１１、１１２に伝達された駆動力をギアボックス１０４、１０５に伝達し、発電ユニット１０１、１０２の駆動力をベベルギア１１１、１１２に伝達するための構成部材である。
【0051】
次にマグナスブレード１０３について図４を用いて説明する。
マグナスブレード１０３は、粘性を有する流体中を移動または一様流中に置かれた際に表面に接する流体が粘性によって回転運動に引きずられ、回転速度および粘性に相応する循環が周りに発生し、移動方向または一様流に対して垂直の力を発生させるマグナス効果を発生させるための円柱形状である。マグナスブレード１０３の表面にディンプルなどを設けてもかまわない。
マグナスブレード１０３は、粘性を有する流体中を移動または一様流中に置かれた際に表面に接する流体が粘性によって回転運動に引きずられ、回転速度および粘性に相応する循環が周りに発生し、移動方向または一様流に対して垂直の力を発生させるマグナス効果を発生させるための円柱形状である。マグナスブレード１０３の表面にディンプルなどを設けてもかまわない。
【0052】
シャフト１３３は、マグナスブレード１０３とベベルギア１１３とを接続し、発電時はマグナス効果によって生じる力をベベルギア１１１及び１１２経由でそれぞれ発電ユニット１０１、１０２に伝達し、初期加速（ステップＳ１００２）時には発電ユニットからの駆動力をマグナスブレードに伝達するための構成部材である。
【0053】
ベベルギア１１３は、マグナス効果によって生じる力をベベルギア１１１及び１１２経由で発電ユニット１０１、１０２に伝達し、初期加速（ステップＳ１００２）の発電ユニットからの駆動力をマグナスブレードに伝達するための機構部品（ベベルギア）である。マグナスブレード１０３のベベルギア１１３ａ、１１３ｂは発電ユニット１０２のベベルギア１１２及び発電ユニット１０１側のベベルギア１１１と嵌合することで各構成部材に動力の伝達を行う。
【0054】
次に図６を用いてベベルギアの組み合わせ方及び動作方向、用語の定義を行う。
本明細書におけるマグナスタービンとは、マグナスブレード１０３ａ、１０３ｂ、ベベルギア１１１、１１２、１１３ａ、１１３ｂ、ギアボックス１０４、１０５を含む機構系の総称をいう。このマグナスタービンを含む発電機１００が波の上下動によって上下することで、マグナスタービンが回転し発電する。
本明細書におけるマグナスタービンとは、マグナスブレード１０３ａ、１０３ｂ、ベベルギア１１１、１１２、１１３ａ、１１３ｂ、ギアボックス１０４、１０５を含む機構系の総称をいう。このマグナスタービンを含む発電機１００が波の上下動によって上下することで、マグナスタービンが回転し発電する。
【0055】
組立ての際、発電ユニット１０１に設けられたベベルギア１１１と発電ユニット１０２に設けられたベベルギア１１２が対向するように配置される。そして、このベベルギア１１１とベベルギア１１２を物理的に結びつけるようにマグナスブレード１１３ａ、１１３ｂが対向するように嵌合される。
【0056】
この際、マグナスブレードの軸と発電ユニット（＝マグナスタービン）の軸の回転によってマグナスタービンが動作することになる。従って、図６のようにマグナスブレードの軸を中心にマグナスブレードの周方向に回動する方向を「マグナスブレード周方向」、発電ユニットの軸を中心に発電ユニットの周方向への動作を「マグナスタービン周方向」と定義する。
【0057】
次に、この発電機１００の動作について説明する。
既述の通り、本発明は波による発電機１００の上下動とマグナスブレードのマグナスブレード周方向への回動によって生じるマグナス効果による揚力を生かすことで発電する。従って、このマグナス効果を確認することは本発明の理解に欠かせない。よってここで説明する。
既述の通り、本発明は波による発電機１００の上下動とマグナスブレードのマグナスブレード周方向への回動によって生じるマグナス効果による揚力を生かすことで発電する。従って、このマグナス効果を確認することは本発明の理解に欠かせない。よってここで説明する。
【0058】
図７は、波の上下動に伴って上向きに発電機が移動する際にマグナス効果がどのように働くかを表す図である。また、図８は、波の上下動に伴って下向きに発電機が移動する際にマグナス効果がどのように働くかを表す図である。両図とも、マグナスタービンの外側からマグナスブレード１０３を軸方向に向かって見た図となっている。
【0059】
まず、図７を用いて発電機１００が上方に移動するときのことを説明する。
浮体４００が波面の上昇に従って上昇すると、それに伴い発電機１００も上方に移動する。これが図７の「発電機の移動方向」である。結果、移動方向と反対の方向、すなわち上方から下方、に発電機１００に対して「相対的な水の流れ」が発生する。
浮体４００が波面の上昇に従って上昇すると、それに伴い発電機１００も上方に移動する。これが図７の「発電機の移動方向」である。結果、移動方向と反対の方向、すなわち上方から下方、に発電機１００に対して「相対的な水の流れ」が発生する。
【0060】
この「相対的な水の流れ」とマグナスタービン外側から見て左回りのマグナスブレード周方向の回動によりマグナスブレード１０３はマグナス効果による揚力を同図左側に発生させることができる。
【0061】
一方、図８のように浮体４００が波面に従って下降した場合はどうか？この場合も発電機１００は降下する。これが図８の「発電機の移動方向」である。結果、移動方向と反対の方向、すなわち下方から上方、に発電機１００に対して「相対的な水の流れ」が発生する。
【0062】
この「相対的な水の流れ」とマグナスタービン外側から見て右回りのマグナスブレード周方向の回動によりマグナスブレード１０３はマグナス効果による揚力を同図左側に発生させることができる。これらの揚力によってマグナスタービンは継続的にマグナスタービン周方向に回動する。
【0063】
【0064】
例えば、図７のように発電機１００が上昇する場合、発電ユニット１０１の負荷を軽く、発電ユニット１０２の負荷を重くすると、発電ユニット１０１の回転速度が発電ユニット１０２のそれを上回ることになり、図のようにマグナスブレード周方向左回りにマグナスブレードが回動することとなる。一方、図８のように発電機１００が下降する場合、発電ユニット１０１に対する負荷を重く、発電ユニット１０２に対する負荷を軽くすると、マグナスブレード１０３が図のようにマグナスブレード周方向右回りに回動するようになる。
【0065】
上記のように発電機１００の上下動は「相対的な水の流れ」を生成するために重要な要素となる。裏を返すと上下動の頂点を感知できなければ、図７、図８のマグナス効果を発生することも叶わない。
次にマグナスブレードの回動を生み出す発電ユニット１０１、１０２への負荷を電気的に変更することについて説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態に関する電気的構成を表す概念図である。
次にマグナスブレードの回動を生み出す発電ユニット１０１、１０２への負荷を電気的に変更することについて説明する。図９は、本発明の第１の実施の形態に関する電気的構成を表す概念図である。
【0066】
本実施の形態ではセンサ６０１、ＣＰＵ６０２、電力変換器６０３ａ、６０３ｂ、発電ユニット１０１、１０２が含まれる。なお発電ユニット１０１と発電ユニット１０２は、説明済みであるので他の要素について説明する。
【0067】
センサ６０１は、発電機１００が最頂点、最下点に存在するか、あるいは上方あるいは下方に動いているかを感知するセンサである。すなわち図７、図８で述べたように、水流の流れる方向、すなわち自身が動く方向を感知する必要がある為、このセンサ６０１が存在する。このセンサ６０１に用いられる一例としては加速度センサなどが考えられよう。
【0068】
センサ６０１の検知結果は随時ＣＰＵ６０２が読みだす。その際、ＣＰＵ６０２に割り込み処理を発生させ、優先的にセンサ読み出し動作を処理させるようにしてもよい。
【0069】
なお別の実施の形態として、センサ６０１が水流の流れる方向が「０」になったのをもって、波動の最頂点及び最下点を検知するやり方でも本発明は実施できる。いずれにしてもセンサ６０１が検知する対象に従ってＣＰＵ６０２が動作することとなる。
【0070】
ＣＰＵ６０２は、センサ６０１の出力結果に基づいて発電ユニット１０１、１０２及び電力変換器６０３ａ、６０３ｂを制御する制御部である。
【0071】
ＣＰＵ６０２は、発電ユニット１０１、１０２の負荷の制御も重要である。
図７、図８でも説明したように揚力の発生にはマグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向への回動が必要である為、発電ユニット１０１、１０２の負荷の変更が不可欠で、そのため電力変換器６０３ａ、６０３ｂの設定変更が必要だからである。
なお、ＣＰＵ６０２の処理の流れについては後述する図１１で説明する。
図７、図８でも説明したように揚力の発生にはマグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向への回動が必要である為、発電ユニット１０１、１０２の負荷の変更が不可欠で、そのため電力変換器６０３ａ、６０３ｂの設定変更が必要だからである。
なお、ＣＰＵ６０２の処理の流れについては後述する図１１で説明する。
【0072】
電力変換器６０３ａ、６０３ｂは、いずれもパワーコンバータ・インバータに相当するものである。電力変換器６０３ａ、６０３ｂを発電ユニット１０１、１０２の出力端子に接続することで負荷の調整（正の負荷、負の負荷双方を含む）が可能になる。
【0073】
本発明においては、波の上下に伴う発電機の最頂点及び最下点において発電ユニット１０１、１０２に付随するベベルギア１１１，１１２の相対速度をゼロにすることで、マグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向への回動をスムーズに行える。従って、ＣＰＵ６０２が電力変換器６０３ａ、６０３ｂの負荷制御を行うことが重要になる。ただし、実際の制御の内容は設計事項である。
【0074】
次に、理想環境における発電時のタイミングチャートについて説明する。
図１０は、本発明の第１の実施の形態に関するタイミングチャートである。本タイミングチャートはあくまでも一つの理想を実現するためであり、他の制御も考えられる。特に各発電ユニットの負荷の設定及び発電量については設計者によって差異が生じることは留意されたい。
図１０は、本発明の第１の実施の形態に関するタイミングチャートである。本タイミングチャートはあくまでも一つの理想を実現するためであり、他の制御も考えられる。特に各発電ユニットの負荷の設定及び発電量については設計者によって差異が生じることは留意されたい。
【0075】
また図１０は波が同じ周期・振幅を持つ同じ波形で動き続けることを想定している。しかし、実際の波は周期や振幅が刻々変わり同じ動作をすることが例外ではある。よって、肝になる制御を本図で説明する。
【0076】
発電機１００は波の上下に従って自身も上下動する。これを表すのが図１０最上段の「発電機の高さ」である。図１０の説明においては発電機１００の位置が「波」ではなく自身に関する波動の最頂点にいるところ（＝ｔ１０）から始めたいと思う。
【0077】
発電機１００の位置が最頂点にいるときに、図７及び図８で記した「相対的な水の流れ」の流速は０となる。この図１０二段目の「流速」は、この図７及び図８の「相対的な水の流れ」となる。従って、この時に発生するマグナス効果の揚力の大きさは０になる。またこの「流速」は正の値と負の値の双方を取り得ることは言うまでもない。
【0078】
この流速がゼロの時は、ベベルギア１１１及びベベルギア１１２の相対速度は０になる。この時に、ＣＰＵ６０２が発電ユニット１０１、１０２の負荷の設定を変更することで、図１０最下段の「マグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向の速度」の方向を図７及び図８の右回りにするか左回りにするかを設定する。
【0079】
すなわち発電機１００が下方向に移動し始めるｔ１０では図８に示すようにマグナスブレード１０３をマグナスブレード周方向右回りに回動させなければ望む方向にマグナス効果による揚力が発生しない。従って、ベベルギア１１１の回転数を低く、ベベルギア１１２の回転数を高くすべく発電ユニット１０１の負荷は高く、発電ユニット１０２の負荷は低く設定する。
【0080】
この発電ユニットに対する負荷設定を行うことで、発電機１００降下時にマグナス効果による揚力が想定した方向、すなわち図７及び図８の左方向に、発生することになる。この際のベベルギア１１１の速度はベベルギア１１２よりも低速になる。これを表すのが図１０における「発電ユニットのベベルギアの絶対速度」である。この図においては太破線がベベルギア１１２の絶対速度を、細実線がベベルギア１１１の絶対速度を表す。
【0081】
以降、発電機１００の高さが最下点（＝ｔ１１）に至るまでマグナス効果による揚力が発生し続け、かつ発電ユニット１０１、１０２が発電する。この際、負荷の高い方の発電ユニット、ｔ１０～ｔ１１は発電ユニット１０１、の方が高出力を、負荷の低い発電ユニット１０２が低出力になる。この出力を表すのが図１０における「発電ユニットの発電量」である。この図においても太破線が発電ユニット１０２の発電量を、細実線が発電ユニット１０１の発電量を表す。
【0082】
なお、本図においては揚力の発生量が多いときに発電量を多くすべく設定されているように設定しているため、発電量は正弦波的な記載になっているが必ずしもこうならなければならないというものではない。どちらかというと発電機１００の最下点（＝ｔ１１）においてベベルギア１１１、１１２間の相対速度が０になるように制御することが重要である。発電ユニットの負荷の変更量が大きくなるのはマグナス効果による揚力が減速方向に効く可能性もあり揚力の同一方向への発生の面で好ましくないためである。
【0083】
また、この負荷設定を動的に変更する場合には検出するパラメータが多い方が好ましい場合も多い。よって、センサ６０１は図１０に表す発電機１００の「流速」情報を検知する。ただし位置情報なども検知できる方がよいが、それらについては設計事項でありここでは詳細は述べない。
【0084】
話を最下点の動作に戻す。
最下点においてＣＰＵ６０２はベベルギア１１１、１１２間の相対速度が０であるように負荷を設定もしくは微調整している。よって、このｔ１１時点におけるマグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向への回動、及び流速は０になり、負荷の設定を行っても揚力が減速方向に働くことはない。発電機１００が最下点（＝ｔ１１）に到達したとき、センサ６０１はその旨をＣＰＵ６０２に通知する。このｔ１１時点でＣＰＵ６０２は発電ユニット１０１、１０２の負荷設定を変更する。結果マグナスブレード周方向の回動方向を効率よく反転させる。
最下点においてＣＰＵ６０２はベベルギア１１１、１１２間の相対速度が０であるように負荷を設定もしくは微調整している。よって、このｔ１１時点におけるマグナスブレード１０３のマグナスブレード周方向への回動、及び流速は０になり、負荷の設定を行っても揚力が減速方向に働くことはない。発電機１００が最下点（＝ｔ１１）に到達したとき、センサ６０１はその旨をＣＰＵ６０２に通知する。このｔ１１時点でＣＰＵ６０２は発電ユニット１０１、１０２の負荷設定を変更する。結果マグナスブレード周方向の回動方向を効率よく反転させる。
【0085】
すなわち、ベベルギア１１２の絶対速度はベベルギア１１１の絶対速度よりも低くすべく、発電ユニット１０２の負荷を高く、発電ユニット１０１の負荷を低くする（図１０「発電ユニットのベベルギアの絶対速度」参照）。これにより、発電ユニット１０１の発電量は低く、発電ユニット１０２の発電量は高くなる（図１０「発電ユニット発電量」参照）。
【0086】
そして、発電機１００が最頂点に位置するとき（＝ｔ１２）に、ベベルギア１１１、１１２間の相対速度が０になるように必要であればＣＰＵ６０２は負荷を調整する。そして各発電ユニットは最頂点ｔ１２に至るまで発電を継続する。そしてｔ１２＝ｔ１０として、ＣＰＵ６０２は凪ぐまで発電にかかわる処理を継続する。
【0087】
このように発電機１００は動作することになる。
この処理及びその前段の加速処理を含むＣＰＵ６０２の処理をフロー化したものが、図１１である。図１１は、本発明の第1の実施の形態にかかわる処理に関する状態遷移図である。
この処理及びその前段の加速処理を含むＣＰＵ６０２の処理をフロー化したものが、図１１である。図１１は、本発明の第1の実施の形態にかかわる処理に関する状態遷移図である。
【0088】
まずシステムを起動すると「静止状態」（ステップＳ１００１）に移行する。この状態では、センサ６０１の検出のためにＣＰＵ６０２が待機しているだけであり、電力を消費するだけである。
【0089】
次に、波が発生し、発電機１００が上下動し結果自身が波の最下点に位置することをセンサ６０１が検出したら、「初期加速」処理（ステップＳ１００２）に移行する。本発明では、マグナス効果による揚力でマグナスタービンを回転するが、静止状態から上下動するだけではマグナスブレード周方向にマグナスブレードを回動させることはできない。よって、始動時には必ずこの初期加速が必要である。
【0090】
図１２は、「初期加速」開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。「初期加速」処理（ステップＳ１００２）に移行すると、発電ユニット１０２の負荷を極大にしてベベルギア１１２の回転数をほぼゼロにする。一方発電ユニット１０１は通電しモータとして動作するようにする。
【0091】
この際、図７に示すようにマグナスブレード１０３に対してマグナスブレード周方向左回り（図７の実線矢印の方向）に回転するように発電ユニット１０１，１０２から力を加える。このようにすることで、慣性力がマグナスタービンに対してマグナスタービン周方向に発電ユニット１０１，１０２を回動する力を与え発電すると同時に、マグナスブレード１０３に対してマグナスブレード周方向に回動する力を与える。このマグナスブレード周方向へマグナスブレードが回動することでマグナス効果による揚力をマグナスブレードに与えることができる。
【0092】
この際、どの程度の時間加速を行うかは設計事項である。また加速終了と同時にＣＰＵ６０２は発電ユニット１０１、１０２の負荷の調整を行い最頂点に達するまでに最頂点でのベベルギア１１１、１１２間の相対速度の差が０になるように負荷の調整を行う。
【0093】
当然加速時間及び波の周期との兼ね合いで最頂点でのベベルギア１１１、１１２間の相対速度の差が０にならない可能性もある。この場合、最頂点で発電ユニット１０１もしくは１０２またはその両方をモータとして動作させることで相対速度の差を打ち消すようにする。このように、最頂点あるいは最下点で相対速度がほぼ０になったときに「下降」処理（ステップＳ１００３）あるいは「上昇」処理（ステップＳ１００４）に移行する。
【0094】
マグナスタービン周方向に十分な速度が付加された状態で発電機１００の最頂点においてベベルギア１１１、１１２間の相対速度がほぼ０になったときに、発電機１００は「下降」処理（ステップＳ１００３）に移行する。この「下降」処理（ステップＳ１００３）では発電機１００の発電ユニット１０１、１０２は発電を行う。
【0095】
図１３は、「下降」処理開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。「下降」処理（ステップＳ１００３）における駆動力はマグナスブレード１０３に与えられたマグナスタービン周方向への揚力及び慣性力である。そして発電ユニット１０１及び１０２の負荷の調整を行うことで同方向にベベルギア１１１，１１２が回動していてもベベルギア１１３ａ、１１３ｂに対してマグナスブレード周方向への回動を生じさせることができる。これにより図８に表したマグナスブレード周方向右回りの回転をマグナスブレード１０３に与え、マグナス効果による揚力をマグナスブレード１０３に与える。結果、発電により減少した慣性力を補充し、継続的にマグナスタービンを回動させ続けることができる。
【0096】
また、図８示すようにマグナスブレード１０３に対してマグナスブレード周方向右回り（図８の実線矢印の方向）に回転するように力を加える。このようにすることで、慣性力がマグナスタービンに対してマグナスタービン周方向に発電ユニット１０１，１０２を回動する力を与え発電すると同時に、マグナスブレード１０３に対してマグナスブレード周方向に回動する力を与える。このマグナスブレード周方向へマグナスブレードが回動することでマグナス効果による揚力をマグナスブレードに与えることができる。
【0097】
そして発電機１００が最下点に到達し「下降」処理（ステップＳ１００３）が終了する時点でベベルギア１１１、１１２間の相対速度がほぼ０になるようにＣＰＵ６０２は負荷を調整し続けることはすでに説明した通りである。
【0098】
同様に、マグナスブレード周方向に十分な速度が付加された状態で発電機１００の最下点においてベベルギア１１１、１１２間の相対速度がほぼ０になったときに、発電機１００は「上昇」処理（ステップＳ１００４）に移行する。この「上昇」処理（ステップＳ１００４）においても発電機１００の発電ユニット１０１、１０２は発電を行う。
【0099】
図１４は「上昇」処理開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。「上昇」処理（ステップＳ１００４）開始時における駆動力もマグナスブレード１０３に与えられたマグナスタービン周方向への揚力及び慣性力である。そして発電ユニット１０１及び１０２の負荷の調整を行うことで、同方向にベベルギア１１１、１１２が回動してもベベルギア１１３ａ、１１３ｂに対してマグナスブレード周方向への回動を生じさせることができる。
【0100】
これによりマグナスタービン周方向の慣性力が「下降」時と同じ方向に働いていても図７に表したマグナスブレード周方向左回りの回転をマグナスブレード１０３に与えることでマグナス効果による揚力を与える。結果、発電により減少した慣性力を補充し、継続的にマグナスタービンを回動させ続けることができることは「下降」処理（ステップＳ１００３）と同様である。
【0101】
発電機１００が最頂点に到達し「上昇」処理（ステップＳ１００４）が終了する時点でベベルギア１１１、１１２間の相対速度がほぼ０になるようにＣＰＵ６０２は負荷を調整し続けることもすでに説明した。
【0102】
以降、「下降」（ステップＳ１００３）「上昇」（ステップＳ１００４）をマグナスタービン周方向の慣性力が消滅するまで交互に継続することになる。当然振幅が大きいほど、周期が大きいほど１度の処理（ステップＳ１００３、Ｓ１００４）におけるマグナス効果によるマグナスタービン周方向へのマグナス効果による揚力の付与量が大きくなる為長期間発電が可能になるが、波の影響を受ける要因であるため初期加速（ステップＳ１００２）に移行してから静止状態（ステップＳ１００１）に戻るまでの発電時間の制御は困難な事項であろう。
【0103】
ただし、ＣＰＵ６０２が負荷を増大させる、あるいは上下の負荷を等しくすることで、ステップＳ１００３、ステップＳ１００４から「静止状態」（ステップＳ１００１）に強制的に移行することは可能である。
【0104】
ステップＳ１００３、Ｓ１００４で発電を行う一方、マグナス効果によるマグナスタービン周方向へのマグナス効果による揚力の付与が小さくなるといずれはマグナスブレード１０３のマグナスタービン周方向への慣性力を喪失する。ステップＳ１００３またはステップＳ１００４で一定期間マグナスタービン周方向またはマグナスブレード周方向への回動がなくなった場合、あるいは最頂部、最下部への到達が検知されなかった場合、ＣＰＵ６０２は「静止状態」（ステップＳ１００１）に移行したと判断する。これにより最初期の状態に戻り、「初期加速」処理（ステップＳ１００２）への移行を待つことになる。
【0105】
このように本実施の形態では、発電ユニットによってマグナスブレードを回転させ水圧を変化させることでマグナスタービンを回転させ発電する。また、マグナスブレードのマグナスブレード周方向への回動方向を切り替えることでマグナスタービン周方向への回動方向を一定に保ちながら発電を継続することができる。
【0106】
以上のようにマグナスタービンを用いて高い効率で波力発電を行うことが可能になる。
【0107】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図を用いて説明する。
次に本発明の第２の実施の形態について図を用いて説明する。
【0108】
本発明の第２の実施の形態では、波の上下動によってマグナスブレード１０３に当たる水流を適切なものとすること、すなわちマグナスブレードの上下にガイドベーンを設置し水流を制御すること、で効率よく発電する手段を提供することを目的とする。
【0109】
図１５は、本発明の第２の実施の形態における水流が上から下に流れる際のマグナスブレード周辺の流体の様子を示すマグナスブレード先端側から見た概念図である。また、図１６は本発明の第２の実施の形態における水流が下から上に流れる際のマグナスブレード周辺の流体の様子を示すマグナスブレード先端側から見た概念図である。これらの図はマグナスブレード１０３の任意の箇所の切断面を表す。また図１７は本発明の第２の実施の形態にかかわる発電機１００の構成を表す斜視図である。
【0110】
本実施の形態の発電機１００は基本的な構成はこれまでの実施の形態の発電機１００と同じである。ただしガイドベーン７０１、７０２がついたことに特徴がある。このガイドベーンは、水流を制御しマグナスブレード１０３本体の後端に斜めから水流をぶつけることを目的とした静止構造物である。
【0111】
発電機１００降下時（図１６）、ガイドベーン７０２によって流れの向きが変更され、マグナスブレード１０３下方の斜め後方から流体（海水もしくは湖水）が流入する。このように水流を流すことでマグナスタービン周方向に移動するマグナスブレードに対してほぼ垂直に水流が当たることになり、結果マグナスブレードに発生する揚力を弱めることなくブレードに作用する抗力を抑制することが可能になる。
【0112】
一方、発電機１００上昇時（図１５）、ガイドベーン７０１によって流れの向きが変更され、マグナスブレード１０３上方の斜め後方から流体（海水もしくは湖水）が流入する。このように水流を流すことでマグナスタービン周方向に移動するマグナスブレードに対してほぼ垂直に水流が当たることになり、結果マグナスブレードに発生する揚力を弱めることなくブレードに作用する抗力を抑制することが可能になるのは降下時と同様である。
【0113】
従って、ガイドベーンは図１７のガイドベーン７０１，７０２のようにマグナスブレード１０３の上下に設けられることが好ましい。ただし、上下のガイドベーンが同じものである必要はない。例えば上昇時及び下降時のギアボックス１０４，１０５の負荷の軽重を変えることでマグナスブレードのマグナスブレード周方向及びマグナスタービン軸方向の回転速度が異なる場合、その速度に適した異なる形のガイドベーンをそれぞれ適用してもかまわない。当然同じ形状のガイドベーンを上下双方に用いてもかまわない。またいずれか一方のみを設けた場合も本発明の射程に含まれることは言うまでもない。なお、図１７はガイドベーン７０１とガイドベーン７０２の羽根の形状を変更している。
【0114】
これまでにも述べた通り、上昇時及び下降時でマグナスタービン周方向に同じ向きで回転することが本発明の要旨である。従って、ガイドベーンも可動する必要はない。ただしマグナスタービン周方向の速度を可変にできる場合にはそれに合わせてガイドベーンの羽根の取り付け角を可変にすることも考えられるであろう。
【0115】
以上述べたように本発明の特徴としては、１）上下動のいずれの場合においてもマグナスタービン周方向には同一の方向にマグナスタービンを回転させること（第１の実施の形態）、２）上下動のいずれの場合においても発電を行うこと（同）、３）ガイドベーンにより水流をマグナスブレードの好ましい箇所に当てること（第２の実施の形態）、が挙げられる。これらを適宜好ましい形に組み合わせることも本発明の射程に含まれることは言うまでもない。
【0116】
また、構成部材の数量の拡大なども考えられるであろう。一番容易なところではマグナスブレード１０３の数の増加が挙げられる。このように構成部材の単純な数の増減によって本発明の射程から逃れられないことは言うまでもない。カウンターウェイトを用いればマグナスブレードが１つでも発電機として構成することは可能である。
【0117】
また図１８は、本発明の別の「初期加速」開始時におけるマグナスタービンの動作を表す斜視図である。
図１２と異なり、本図では初期加速時にマグナス効果の発揮を期待せず、続く処理（「下降」「上昇」処理）の開始時において、ベベルギア１１１、１１２の相対速度を容易に０にすることを意図する。
図１２と異なり、本図では初期加速時にマグナス効果の発揮を期待せず、続く処理（「下降」「上昇」処理）の開始時において、ベベルギア１１１、１１２の相対速度を容易に０にすることを意図する。
【0118】
すなわち発電ユニット１０１、１０２を同速度で同方向に回動させることでマグナスタービン周方向へ高スピードを与えること、及び続く処理の開始時に相対速度を「０」にする手間を省くことが可能である。
【0119】
また、上記では発電ユニットの負荷の増減によって、最頂点最下点におけるベベルギア１１１，１１２の相対速度を「０」にしていた。しかし、使用電力の収支さえ合うのであれば、発電ユニットに負の負荷を与え（＝発電ユニットをモータとして駆動し）ベベルギア間の相対速度を調整するようにしてもよい。
【0120】
また、上記の説明では筐体等の構造を保持するための要素については説明を省略した。しかし、実際の構成ではそれらは不可欠なものであり、本発明の実施の形態に関する動作を妨げない範囲でどのような形態をとってもよいことは言うまでもない。
【0121】
また、有意無意にかかわらず、ギアの段数の増減をすることで本発明の射程から外れることはない。
【産業上の利用可能性】
【0122】
本発明は洋上波力発電の発電機に関するものであるが、必ずしもそれに限られない。湖水等の淡水での使用であっても本発明の適用が可能なことは言うまでもない。
【0123】
また上記では波力発電にのみ焦点を当てたが、その他の波動する環境で用いられる発電機も本発明の射程に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0124】
１００ 発電機
１０１、１０２ 発電ユニット
１０３、１０３ａ、１０３ｂ マグナスブレード
１０４、１０５ ギアボックス
１１１、１１２、１１３、１１３ａ、１１３ｂ ベベルギア
１３１、１３２、１３３ シャフト
２００ ウェイト
３００ アンカー
４００ 浮体
５００ フィン
６０１ センサ
６０２ ＣＰＵ
６０３ａ、６０３ｂ 電力変換器
７０１、７０２ ガイドベーン
１０１、１０２ 発電ユニット
１０３、１０３ａ、１０３ｂ マグナスブレード
１０４、１０５ ギアボックス
１１１、１１２、１１３、１１３ａ、１１３ｂ ベベルギア
１３１、１３２、１３３ シャフト
２００ ウェイト
３００ アンカー
４００ 浮体
５００ フィン
６０１ センサ
６０２ ＣＰＵ
６０３ａ、６０３ｂ 電力変換器
７０１、７０２ ガイドベーン
【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】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】