特表 2023-527267 少なくとも１つの水流発電機を牽引する空気牽引船を含むエネルギ生産装置

(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】

(43)【公表日】2023-06-28

(54)【発明の名称】少なくとも１つの水流発電機を牽引する空気牽引船を含むエネルギ生産装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 17/06 20060101AFI20230621BHJP

   B63H 9/069 20200101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

F03B17/06

B63H9/069

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022563186

(86)(22)【出願日】2021-05-17

(85)【翻訳文提出日】2022-12-05

(86)【国際出願番号】 EP2021062948

(87)【国際公開番号】W WO2021239485

(87)【国際公開日】2021-12-02

(31)【優先権主張番号】2005655

(32)【優先日】2020-05-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510294128

【氏名又は名称】エアバス エスアーエス

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】スペランデイ，ジャン

(72)【発明者】

【氏名】ブラ，クレモント

【テーマコード（参考）】

3H074

【Ｆターム（参考）】

3H074AA12

3H074AA18

3H074BB10

3H074CC46

(57)【要約】

本発明は、空気牽引船（１０）ならびに、少なくとも１本の電気ケーブル（２４）及び少なくとも１本の機械的結合用ケーブル（２２）によって船（２０）に連結されて船（１０）によって牽引されるようになっている少なくとも１つの水流発電機（２０）を含むエネルギ生産装置を目的とする。本発明によると、水流発電機（２０）は、船（１０）から離隔され、こうして、その直径を増大させ、水流発電機（２０）と船（１０）の間の相互作用を低減させることが可能になっている。その上、同じ一艘の船（１０）によって牽引される多数の水流発電機（２０）を想定することが可能である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気牽引船（１０）ならびに、少なくとも１本の電気ケーブル（２４）によって前記船（２０）に連結された少なくとも１つの水流発電機（２０）を含むエネルギ生産装置において、前記水流発電機（２０）が、船（１０）による牽引のために少なくとも１本の機械的結合用ケーブル（２２）によって前記船（１０）に連結されていることを特徴とするエネルギ生産装置。

【請求項2】

前記機械的結合用ケーブル（２２）により前記船（１０）に連結された少なくとも１つの支持体（２８）を含み、前記支持体上に少なくとも２つの前記水流発電機（２０）が固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギ生産装置。

【請求項3】

前記支持体（２８）が、稼動中の移動方向（ＤＤ）に直交する横断方向に沿って延在しており、前記支持体（２８）に連結された前記水流発電機（２０）が、移動方向（ＤＤ）に直交する同じ横断平面内に位置付けされていることを特徴とする、請求項２に記載のエネルギ生産装置。

【請求項4】

前記支持体（２８）が、稼動中の移動方向（ＤＤ）に平行な長手方向に沿って延在しており、前記支持体（２８）に連結された前記水流発電機（２０）が少なくとも２つの群（３２．１、３２．２）に分布させられており、第１の群（３２．１）の前記水流発電機（２０）が移動方向（ＤＤ）に直交する第１の横断平面（Ｐ１）内に位置付けされており、第２の群（３２．２）の前記水流発電機（２０）が、移動方向（ＤＤ）に直交する第２の横断平面（Ｐ２）内に位置付けされており、前記第２の横断平面（Ｐ２）が第１の平面（Ｐ１）に平行かつ平面から離隔されていることを特徴とする、請求項２に記載のエネルギ生産装置。

【請求項5】

同じ前記支持体（２８）の前記水流発電機（２０）が、前記支持体（２８）の周りに位置付けされた回転軸（Ａ２０）を有することを特徴とする、請求項２～４のうちいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項6】

少なくとも１つの前記水流発電機（２０）及び／または少なくとも２つの前記水流発電機（２０）を連結する少なくとも１つの前記支持体（２８）の少なくとも１つの姿勢制御システムを含むことを特徴とする、請求項１～５のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項7】

前記水流発電機（２０）及び／または少なくとも２つの前記水流発電機（２０）を連結する前記支持体（２８）に連結された少なくとも１つのバラスト（３４）を含み、それらの浮力の調整が可能になっていることを特徴とする、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項8】

前記水流発電機（２０）及び／または少なくとも２つの前記水流発電機（２０）を連結する前記支持体（２８）に連結され、前記水流発電機（２０）及び／または前記支持体（２８）の移動を制御するように構成された少なくとも１つの自律型移動システム（３６）を含むことを特徴とする、請求項１～７のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項9】

前記水流発電機（２０）及び／または少なくとも２つの前記水流発電機（２０）を連結する前記支持体（２８）の移動及び／または位置の管理システムを含むことを特徴とする、請求項１～８のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項10】

前記水流発電機（２０）及び／または少なくとも２つの前記水流発電機（２０）を連結する少なくとも１つの前記支持体（２８）の少なくとも１本の前記機械的結合用ケーブル（２２）を巻取るかまたは繰出すように構成された少なくとも１つのウインチ（３８）を含むことを特徴とする、請求項１～９のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項11】

少なくとも１つの前記水流発電機（２０）が、少なくとも２セットの羽根（２６．１、２６．２）を含み、異なるセットの前記羽根（２６．１、２６．２）が、二重反転回転運動を有することを特徴とする、請求項１～１０のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項12】

前記船（１０）が、牽引される各々の前記水流発電機（２０）によって生産された電気エネルギの、水素及び／または合成燃料及び／または他のあらゆるエネルギへの変換システムを含んでいることを特徴とする、請求項１～１１のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項13】

前記船（１０）が、少なくとも１つの可撓性翼（１２）、前記可撓性翼（１２）の下に懸吊された前記可撓性翼（１２）の制御システム（１６）、ならびに前記制御システム（１６）に連結されて前記システムに電気エネルギを供給する前記風力発電機（１８）を含む、請求項１～１２のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項14】

前記船（１０）が、上流から下流へと移動するように構成されていること、及び、エネルギ生産装置が、前記船（１０）の下流側に位置付けされた少なくとも１つの前記翼（１２）、前記翼（１２）の少なくとも１つの特性を修正するように構成された前記制御システム（１６）、ならびに前記船（１０）の上流側の風の少なくとも１つの特性の決定システム（４２）を含み、前記制御システム（１６）が、前記決定システム（４２）により決定された風の特性に応じて前記翼（１２）の少なくとも１つの特性を修正するように構成されていることを特徴とする、請求項１～１３のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項15】

少なくとも１つの半剛性または剛性の第１の部分（４４）及び多少の差こそあれ跨越する複数の位置の間で前記第１の部分（４４）との関係において可動である少なくとも１つの第２の部分（４６、４６’）を有する翼（１２）を含み、各々の前記第２の部分（４６、４６’）が、少なくとも：
－ 前記船（１０）上での前記翼の収納用に想定された、前記翼（１２）の最小外形寸法に対応する格納状態；及び
－ 前記翼（１２）の飛翔時利用向けに想定された展開状態
を占有するように構成されていることを特徴とする、請求項１～１４のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項16】

前記船（１０）が、翼（１２）を把握しそれを持ち上げて前記翼（１２）が飛翔できるようにするように構成された少なくとも１つの操作システム（５８）を含み、操作システムが、前記翼（１２）の半剛性または剛性の前記部分（４４）の把持点（７２）と協働するために想定された少なくとも１つのグリッパ（７４）を含んでいることを特徴とする、請求項１～１５のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置。

【請求項17】

エネルギ生産方法において：
－ 請求項１～１６のうちのいずれか一項に記載のエネルギ生産装置を取上げるステップと；
－ 水域上で空気牽引船（１０）を航行させるステップと；
－ 少なくとも１本の機械的結合用ケーブル（２２）を繰出して、前記船から離隔した少なくとも１つの水流発電機（２０）を前記船が牽引するようにするステップと；
－ 前記少なくとも１つの水流発電機（２０）により生産された電気に由来するエネルギを前記船上で回収し貯蔵するステップと；
を含む方法。

【請求項18】

請求項１７に記載のエネルギ生産方法を利用して生産されたエネルギ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、少なくとも１つの水流発電機を牽引する空気牽引船を含むエネルギ生産装置に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２００８／０４７９６３号中に記載の公知の一実施形態によると、電気エネルギ生産装置には、少なくとも１つのカイトならびに船体の下に固定された水流発電機が含まれている。この実施形態によると、カイトは、船を移動させるために強くて安定している上空高い所の風を利用し、船の下に固定された水流発電機が電気エネルギを生産する。

【0003】

この実施形態は、低コストで電気エネルギを生産することを可能にする。しかしながら、生産されるエネルギ量は比較的低いものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００８／０４７９６３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、先行技術の欠点を全てまたは一部改善することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このために、本発明は、空気牽引船ならびに、少なくとも１本の電気ケーブルによって船に連結された少なくとも１つの水流発電機を含むエネルギ生産装置において、水流発電機が、船による牽引のために少なくとも１本の機械的結合用ケーブルによって船に連結されていることを特徴とするエネルギ生産装置を目的とする。

【0007】

本発明によると、水流発電機は、船から離隔され、こうして、その直径を増大させ、水流発電機と船の間の相互作用を低減させることが可能になっている。その上、同じ一艘の船によって牽引される多数の水流発電機を想定することが可能である。水流発電機の直径及びその数を増大させることによって、生産されるエネルギを増大させることができる。

【0008】

別の特徴によると、エネルギ生産装置は、機械的結合用ケーブルにより船に連結された少なくとも１つの支持体を含み、この支持体上に少なくとも２つの水流発電機が固定されている。

【0009】

第１の実施形態によると、支持体は、稼動中の移動方向に直交する横断方向に沿って延在しており、支持体に連結された水流発電機は、移動方向に直交する同じ横断平面内に位置付けされている。

【0010】

第２の実施形態によると、支持体は、稼動中の移動方向に平行な長手方向に沿って延在しており、支持体に連結された水流発電機は、少なくとも２つの群に分布させられており、第１の群の水流発電機は、移動方向に直交する第１の横断平面内に位置付けされており、第２の群の水流発電機は、移動方向に直交する第２の横断平面内に位置付けされており、第２の横断平面は、第１の平面に平行かつこの平面から離隔されていることを特徴とする。

【0011】

一配設によると、同じ支持体の水流発電機は、支持体の周りに位置付けされた回転軸を有する。

【0012】

他の特徴によると、エネルギ生産装置は：
－ 少なくとも１つの水流発電機及び／または少なくとも２つの水流発電機を連結する少なくとも１つの支持体の少なくとも１つの姿勢制御システム；
－ 水流発電機及び／または少なくとも２つの水流発電機を連結する支持体に連結され、それらの浮力の調整が可能な少なくとも１つのバラスト；
－ 水流発電機及び／または少なくとも２つの水流発電機を連結する支持体に連結され水流発電機及び／または支持体の移動を制御するように構成された少なくとも１つの自律型移動システム；
－ 水流発電機及び／または少なくとも２つの水流発電機を連結する支持体の移動及び／または位置の管理システム；
－ 水流発電機及び／または少なくとも２つの水流発電機を連結する少なくとも１つの支持体の少なくとも１本の機械的結合用ケーブルを巻取るかまたは繰出すように構成された少なくとも１つのウインチ；
を含む。

【0013】

別の特徴によると、少なくとも１つの水流発電機は、少なくとも２セットの羽根を含み、異なるセットの羽根は、二重反転回転運動を有する。

【0014】

別の特徴によると、船は、牽引される各々の水流発電機によって生産された電気エネルギの、水素及び／または合成燃料及び／または他のあらゆるエネルギへの変換システムを含んでいる。

【0015】

別の特徴によると、船は、少なくとも１つの可撓性翼、可撓性翼の下に懸吊された可撓性翼の制御システム、ならびに制御システムに連結されてこのシステムに電気エネルギを供給する風力発電機を含む。

【0016】

別の特徴によると、船は、上流から下流へと移動するように構成されており、エネルギ生産装置は、船の下流側に位置付けされた少なくとも１つの翼、翼の少なくとも１つの特性を修正するように構成された制御システム、ならびに船の上流側の風の少なくとも１つの特性の決定システムを含み、制御システムは、決定システムにより決定された風の特性に応じて翼の少なくとも１つの特性を修正するように構成されている。

【0017】

別の特徴によると、エネルギ生産装置は、少なくとも１つの半剛性または剛性の第１の部分及び多少の差こそあれ跨越している位置の間で第１の部分との関係において可動である少なくとも１つの第２の部分を有する翼を含み、各々の第２の部分が、少なくとも：
－ 船上での翼の収納用に想定された、翼の最小外形寸法に対応する格納状態；及び
－ 翼の飛翔時の利用向けに想定された展開状態；
を占有するように構成されている。

【0018】

別の特徴によると、船は、複数の翼、ならびに翼を把握しそれを持ち上げて翼が飛翔できるようにするように構成された少なくとも１つの操作システムを含み、操作システムは、翼の半剛性または剛性部分の把持点と協働するために想定された少なくとも１つのグリッパを含んでいる。

【0019】

本発明は同様に、エネルギ生産方法において：
－ 前述の通りのエネルギ生産装置を取上げるステップと；
－ 水域上で空気牽引船を航行させるステップと；
－ 少なくとも１本の機械的結合用ケーブルを繰出して、船から離隔した少なくとも１つの水流発電機を船が牽引するようにするステップと；
－ 上記少なくとも１つの水流発電機により生産された電気に由来するエネルギを船上で回収し貯蔵するステップと；
を含む方法にも関する。

【0020】

本発明は同様に、前述のエネルギ生産方法を利用して生産されたエネルギにも関する。

【0021】

他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、単なる一例として示されている以下の本発明の説明から明らかになるものである。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の一実施形態を例示する、エネルギ生産装置の側面概略図である。

【図2】図２は、本発明の別の実施形態を例示する、エネルギ生産装置の側面概略図である。

【図3】図３は、エネルギ生産段階にある、図２中に見られるエネルギ生産装置の上面概略図である。

【図4】図４は、メンテナンス段階にある、図２中に見られるエネルギ生産装置の上面概略図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態を例示する牽引された水流発電機対の斜視図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施形態を例示する水流発電機群の側面図である。

【図7】図７は、図６中に見られる水流発電機群の上面図である。

【図8】図８は、本発明の第２の実施形態を例示する水流発電機群の上面概略図である。

【図9】図９は、本発明の第３の実施形態を例示する水流発電機群の背面図である。

【図10】図１０は、本発明の第４の実施形態を例示する水流発電機群の上面概略図である。

【図11】図１１は、エネルギ生産段階にある、図１０中に見られる水流発電機群の側面概略図である。

【図12】図１２は、メンテナンス段階にある、図１０中に見られる水流発電機群の側面概略図である。

【図13】図１３は、本発明の別の実施形態を例示するエネルギ生産装置の側面概略図である。

【図14】図１４は、本発明の一実施形態を例示する、風の少なくとも１つの特性の決定システムを備えた空気牽引船の側面概略図である。

【図15】図１５は、本発明の一実施形態を例示する、格納状態にある伸縮式翼の概略図である。

【図16】図１６は、展開中の図１５中に見られる伸縮式翼の概略図である。

【図17】図１７は、展開状態にある図１５中に見られる伸縮式翼の概略図である。

【図18】図１８は、翼の把握ステップ時における翼の操作システムを備えた空気牽引船の概略図である。

【図19】図１９は、翼の展開ステップ時における、図１８中に見られる空気牽引船の概略図である。

【図20】図２０は、展開状態にある翼の操作システムによる上昇ステップ時における、図１８中に見られる空気牽引船の概略図である。

【図21】図２１は、飛翔時の翼の主ケーブルの操作システムによる把握ステップ時における、図１８中に見られる空気牽引船の概略図である。

【図22】図２２は、飛翔時の翼の誘導ケーブルの操作システムによる把握ステップ時における、図１８中に見られる空気牽引船の概略図である。

【図23】図２３は、飛翔時の翼の操作システムによる把握ステップ時における、図１８中に見られる空気牽引船の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１～４、図８、および図１１～１３中に見られる一実施形態によると、エネルギ生産装置は、空気牽引船１０を含む。船とは、水面でまたは水面近くで可動であるあらゆる構造を意味する。空気牽引船とは、風により推進される少なくとも１つの要素によって牽引される船１０を意味する。

【0024】

空気牽引船１０は、牽引翼とも呼ばれる少なくとも１つの可撓性翼１２、ならびに可撓性翼１２と船１０を連結する、吊索とも呼ばれる少なくとも１本のケーブル１４を含む。概して、複数の吊索１４が各々の可撓性翼１２に連結されている。図１３中に見られる構成によると、空気牽引船１０は、可撓性翼１２の下に懸吊され、可撓性翼１２を制御するように構成された制御システム１６を含む。制御システム１６は、主ケーブル１４によって船１０に連結され、複数の吊索１４’によって可撓性翼１２に連結されている。

【0025】

可撓性翼１２は、上空に存在する強く安定した風を利用することから、船１０を牽引するために優れている。

【0026】

可撓性翼１２、ケーブル及び吊索１４、１４’ならびに制御システム１６は、当業者にとって公知のものであり、例えば国際公開第２０１９／１７９９２４号中に記載されていることから、これ以上説明されない。

【0027】

図１３中に見られる一実施形態によると、風力発電機１８が制御システム１６に連結されて、このシステムに電気エネルギを供給している。この風力発電機１８は、一部の航空機上に存在する非常用風力発電機（英語でＲａｍ Ａｉｒ ＴｕｒｂｉｎｅまたはＲＡＴ）と同一であり得る。

【0028】

制御システム１６は、風力発電機１８を補足して電気エネルギを貯蔵するためのバッテリを含み得る。この風力発電機１８は、船１０と制御システム１６の間の電気的結合用ケーブルを削除することを可能にする。

【0029】

当然のことながら、本発明は、空気牽引船１０について先に説明された実施形態に限定されない。

【0030】

船１０は、牽引された場合、移動方向ＤＤと呼ばれる方向に沿って移動する。エネルギを生産するために、空気牽引船１０は、水域上を航行させられる。

【0031】

エネルギ生産装置には、水中に浸漬され、船１０により牽引される少なくとも１つの水流発電機２０が含まれており、この水流発電機は、船１０と水流発電機２０の間の機械的応力の回収を行なう少なくとも１本の機械的結合用ケーブル２２ならびに水流発電機２０により生産された電気エネルギを船１０に向かって移送するための少なくとも１本の電気ケーブル２４によって船１０に連結されている。先行技術とは異なり、水流発電機２０は、剛性機械的結合によって船１０に連結されていない。

【0032】

機械的結合用ケーブル２２は、水流発電機２０が船１０から離隔されるように、１０ｍ超、さらには１００ｍ超の長さを有する。機械的結合用ケーブル２２は、およそ１００メートル程度、さらにはキロメートル単位の長さを有し得る。

【0033】

電気ケーブル２４と機械的結合用ケーブル２２は、分離されているかまたは同一ハーネスに結集されていてよい。

【0034】

第１の実施形態によると、船１０は、電気エネルギ貯蔵システムを含む。

【0035】

第２の実施形態によると、船１０は、水流発電機により生産された電気エネルギを別のエネルギに変換するシステムを含む。一例として、電気エネルギは電気分解によって水素に変換され得、この水素は、一酸化炭素及び水素の化学的解媒反応プロセスにより合成燃料を生産するために利用可能である。

【0036】

第１及び第２の実施形態は組合わせ可能である。実施形態の如何に関わらず、エネルギ生産装置は、電気及び／または水素及び／または合成燃料及び／または他のあらゆるエネルギを生産することができる。

【0037】

図５及び図６中に見られる実施形態によると、各水流発電機２０は、回転軸Ａ２０、回転軸Ａ２０を中心にして枢動する少なくとも２つの羽根２６．１、２６．２、ならびに回転軸Ａ２０の機械的エネルギを電気エネルギに変換することのできる発電機を有する。各水流発電機２０は、その空気力学係数を低減させることを可能にする外形を有する。

【0038】

一構成によると、少なくとも１つの水流発電機２０は、少なくとも２セットの羽根２６．１、２６．２、すなわち回転軸Ａ２０に直交する第１の平面内に位置付けされている第１の羽根セットならびに、第１の平面に対し平行かつこの平面から離隔された第２の平面内に位置付けされている第２の羽根セットを含み、第１及び第２のセットの羽根は、外乱トルクの出現を制限するために二重反転回転運動を有する。

【0039】

１つの設計によると、各水流発電機２０は、４ｍ以上の直径を有し、水流発電機の直径は、羽根の端部が描く円の直径に等しい。一構成によると、各水流発電機２０は、およそ８ｍ、さらには２０ｍの直径を有する。このような直径は、水流発電機２０が船１０から離れており機械的結合用ケーブル２２によって船に連結されているために企図可能なものである。

【0040】

変形形態によると、水流発電機２０を互いに隔離するかまたは少なくとも２つずつまとめることが可能である。

【0041】

このために、エネルギ生産装置は少なくとも１つの支持体２８を含み、この支持体上に、船１０に対して機械的結合用ケーブル２２により連結された少なくとも２つの水流発電機２０が固定される。

【0042】

図２～５に見られる一実施形態によると、各支持体２８は、２つの水流発電機２０を支持する。支持体２８及び水流発電機２０は、２つの水流発電機２０の間の軸間距離が水流発電機２０の直径の１．５倍以上となるように構成されている。水流発電機２０がおよそ８ｍの直径を有する場合、軸間距離は、およそ１２ｍである。水流発電機２０がおよそ２０ｍの直径を有する場合、軸間距離はおよそ３０ｍである。

【0043】

図６、図７及び図１０中に見られる実施形態によると、同じ支持体２８が３個以上の水流発電機２０を支持し得る。図７に例示された第１の実施例によると、６個の水流発電機２０が支持体２８上に付加されている。図８に例示された第２の実施例によると、４個の水流発電機が支持体２８上に付加されている。

【0044】

同一の支持体２８上の水流発電機２０は、互いに平行な回転軸Ａ２０を有する。第１の構成によると、同一の支持体２８の水流発電機２０の回転軸Ａ２０は、水流発電機２０が船１０によって牽引されている場合にはほぼ水平である同じ平面内に位置付けされている。図９中に見られる別の構成によると、同一の支持体２８の水流発電機２０の回転軸Ａ２０は、支持体２８の周り位置付けされている。一例として、これらの回転軸は、支持体２８を取り囲む１つの円上に規則的に分布させられ得る。

【0045】

エネルギ生産装置は、唯一の支持体２８または、同じ船１０によって牽引される複数の支持体２８を含み得る。

【0046】

例えば図７中に見られる第１の構成によると、支持体２８は、稼動中の移動方向ＤＤに直交する横断方向に沿って延在し、支持体２８に連結された水流発電機２０は、移動方向ＤＤに直交する同じ横断平面内に位置付けされている。水流発電機２０は、水流発電機２０の羽根２６．１、２６．２が同じ横断平面Ｐ内で枢動する場合に同じ横断平面内に位置付けされていると考えられる。

【0047】

この第１の構成によると、支持体２８は、低い流体力学係数を有する翼外形を伴う横断面Ｓ２８を有し、横断面は、垂直方向及び移動方向を含む一平面内の断面に対応している。この構成により、支持体２８の抗力によって生成される損失を削減することが可能となる。

【0048】

図８中に見られる第２の構成によると、支持体２８は、稼動中の移動方向ＤＤに平行な長手方向に沿って延在しており、支持体２８に連結された水流発電機２０は、少なくとも２つの群３２．１、３２．２に分布させられており、第１の群３２．１の水流発電機２０は、移動方向ＤＤに直交する第１の横断平面Ｐ１内に位置付けされており、第２の群３２．２の水流発電機２０は、移動方向ＤＤに直交する第２の横断平面Ｐ２内に位置付けされており、第２の横断平面Ｐ２は、第１の平面Ｐ１に平行かつこの平面から離隔されている。

【0049】

この第２の構成によると、支持体２８は、長手方向に沿って延在するほぼ管状の本体２８．１、及び各水流発電機２０について、本体２８．１と水流発電機２０を連結する長手方向に直交して延在し、翼外形を伴う横断面を有するアーム２８．２を含む。

【0050】

図８中に見られる一実施形態によると、エネルギ生産装置は、少なくとも１つの水流発電機２０及び／または少なくとも２つの水流発電機２０を連結する少なくとも１つの支持体２８の少なくとも１つの姿勢制御システムを含む。一構成によると、少なくとも１つの支持体２８は、支持体２８の昇降を制御できるように姿勢制御システムによって位置を修正することのできる少なくとも１つの可動部分３０を含む。可動部分３０の位置を修正することにより、同様に、支持体２８の空気力学係数、特にその抗力も修正することが可能となる。

【0051】

一実施形態によると、エネルギ生産装置は、水流発電機２０及び／または支持体２８に連結され、それらの浮力の調整可能な少なくとも１つのバラスト３４を含む。図８中に見られる第１の構成によると、バラスト３４は、支持体２８内、例えばその本体２８．１内に一体化されている。図６及び図７中に見られる第２の構成によると、バラスト３４は、支持体２８上に固定された支持体２８と明確に区別される要素である。

【0052】

１つの設計によると、全ての支持体２８は、少なくとも１つのバラスト３４を含む。

【0053】

図１１及び図１２中に見られる一実施形態によると、エネルギ生産装置は、水流発電機２０及び／または支持体２８に連結され、例えばプロペラモータのようにほぼ水平な平面内での水流発電機２０及び／または支持体２８の移動を制御するように構成された少なくとも１つの自律型移動システム３６を含む。

【0054】

図２～４中に見られる一実施形態によると、各水流発電機２０は、特にエネルギ生産段階に対応する、図２及び図３中で例示されているような船１０から離れた位置、及び特にメンテナンス段階に対応する、図４中で例示されているような船１０に接近した位置を占有するように構成されている。

【0055】

このためにエネルギ生産装置は、水流発電機２０及び／または少なくとも１つの支持体２８の少なくとも１本の機械的結合用ケーブル２２を巻取るかまたは繰出すように構成された少なくとも１つのウインチ３８を含む。

【0056】

一実施形態によると、船１０は、（移動方向ＤＤに直交する）横断方向に沿って船１０の両側に延在する各水流発電機２０について１つずつの複数のアーム４０を含む。アーム４０は、船１０の両側で対称的に配置されている。各アームは、機械的結合用ケーブル２２を巻取り繰出すウインチ３８を支持している。図３で例示されているようなエネルギ生産段階において、機械的結合用ケーブル２２は、繰出され、水流発電機２０は船１０から離隔される。図４で例示されているようなメンテナンス段階においては、機械的結合用ケーブル２２は巻取られ、水流発電機２０は船１０の近くでアーム４０の下に位置付けされており、これが水流発電機２０へのアクセス性の改善に貢献している。

【0057】

隔離された複数の水流発電機２０及び／または複数の支持体２８が存在する中で、エネルギ生産装置は、バラスト３４の制御システム、自律型移動システム３６、ウインチ３８及び／または姿勢制御システムに働きかけることによって、隔離された水流発電機２０及び／または支持体２８の間の衝突または船１０との衝突を回避するために、これらの水流発電機２０及び／または支持体２８の移動及び／または位置の管理システムを含んでいる。

【0058】

生産段階において、水流発電機２０または支持体２８の深さは、船１０の牽引応力、その抗力及びその重量に応じて調整される。隔離された各々の水流発電機２０及び／または各々の支持体２８の深さを、それらのバラスト３４及び／または姿勢を制御することによって個別に修正することが可能である。

【0059】

複数の水流発電機２０が存在することによって、生産されるエネルギ量の増大が可能になる。

【0060】

水流発電機２０が船１０から及び互いに離隔されていることにより、その直径を増大できかつ相互間のまたは船１０との相互作用を制限することが可能になる。

【0061】

水流発電機２０は、船１０に固定されていないことから、生産段階において大きい深度まで浸漬させることができ、こうして、波浪の衝撃が低減され浮動する破片が比較的少ないゾーンにおいて動作することが可能になっている。水流発電機は船体に取付けられていないことから、船の喫水を削減でき、こうして浅い港へのアクセスが容易になる。

【0062】

図１４中に見られる一実施形態によると、船１０は、移動方向ＤＤに沿って、上流から下流へと移動する。この船１０は、それ自体主ケーブル１４によって船１０に連結された制御システム１６に対して吊索１４’によって連結された、船１０の下流側に位置付けされた少なくとも１つの翼１２によって空気牽引される。この制御システム１６は、例えばその配向及び／またはその主ケーブル１４の傾斜などのような翼１２の少なくとも１つの特性を修正するように構成されている。

【0063】

船１０は、船１０の上流側の風の少なくとも１つの特性の決定システム４２を含み、制御システム１６は、決定システム４２によって決定された風の特性に応じて翼１２の少なくとも１つの特性を修正するように構成されている。

【0064】

一構成によると、決定システム４２は、船１０の上流側に向かって配向されたレーザまたはライダによる遠隔検出システムである。

【0065】

決定システム４２による強風の検出が不在の場合、翼１２は、主ケーブル１４が水平に対して角度αを成すように制御システム１６によって制御される。このとき、翼１２は、主ケーブル１４を介して船１０上に牽引力Ｆ１を及ぼす。

【0066】

決定システム４２が強風を検出した場合、翼１２は、ケーブル１４が水平に対してαよりも大きい角度α’を成すように制御システム１６によって制御される。このとき、翼１２は、主ケーブル１４を介して船１０に対して牽引力Ｆ２を及ぼす。角度α’は角度αよりも大きいことから、力Ｆ２は力Ｆ１よりも小さく、このため、強風が翼１２に到達した場合に翼１２及び主ケーブル１４に加わる応力を少なくし、結果として翼１２及び主ケーブル１４の破損の危険性を低下させることが可能となる。

【0067】

図１５～１７中に見られる一実施形態によると、翼１２は半剛性または剛性である。この解決法により、可撓性翼１２に比べてさらに高い精度を有する翼１２を得ることが可能になる。半剛性または剛性翼１２は、１０ｍ／ｓの風速について、（従来の可撓性翼の場合には約８ｋｗ／ｍ２にすぎないのに対して）２５ｋｗ／ｍ^２の出力を供給し得る。

【0068】

使用されていない場合の翼の外形寸法を削減するために、船１０は、半剛性または剛性の少なくとも１つの第１の部分４４、及び多少の差こそあれ跨越する複数の位置の間で第１の部分４４との関係において可動である少なくとも１つの第２の部分４６を有する少なくとも１つの翼１２を含む。一構成によると、半剛性または剛性の翼１２は、中央の半剛性または剛性の第１の部分４４及び、中央の第１の部分４４の両側に配置された２つの第２の可動部分４６、４６’を含み、第２の部分４６、４６’の各々は、第２の部分４６、４６’が第１の部分４４内に部分的に収納されるかまたは第１の部分４４に重ね合わされている、図１５中に見られる格納状態、及び第２の部分４６、４６’が第１の部分４４の外部に位置付けされているかまたは第１の部分４４との関係においてオフセットされている、図１７中に見られる展開状態、を占有するように構成されている。格納状態は、翼の最小外形寸法に対応する。こうして、第２の部分は、翼の船上収納のために格納状態で位置付けされ、これにより、翼の収納を容易にしかつその収納に要する空間を最小限に抑えることが可能となる。展開状態は、翼の飛翔時使用のために想定されている。

【0069】

一実施形態によると、各々の第２の部分４６、４６’は、第１の部分４４と一体化した第１の端部４８．１、５０．１及び、格納状態に対応する第１の端部４８．１、５０．１に接近した位置と展開状態に対応する第１の端部４８．１、５０．１から離隔した第２の位置との間で展開方向５２に沿って移動するように構成された第２の端部４８．２、５０．２を各々有する２本の伸縮式アーム４８、５０を含む。第１の構成によると、伸縮式アーム４８、５０は、部分的に、半剛性または剛性の第１の部分４４の内部に位置付けされている。第２の構成によると、伸縮式アーム４８、５０は、部分的に、半剛性または剛性の第１の部分４４の外部面に対して押し付けられている。

【0070】

各々の第２の部分４６、４６’は、伸縮式アーム４８、５０に連結され、格納状態では折り畳まれ展開状態では緊張させられる帆布５４を含む。

【0071】

一実施形態によると、帆布５４は、伸縮式アーム４８、５０に直交し金属製または複合材料製であり得るロッド５６を介して、伸縮式アーム４８、５０に連結される。

【0072】

一構成によると、半剛性または剛性の第１の部分４４及び第２の部分４６、４６’は、複数の吊索によって制御システムに連結されている。

【0073】

規模を示すと、翼１２は、およそ２０ｍの幅（展開方向５２に直交して測定した寸法）、ならびに、第１の部分４４の両側に配置された２つの第２の部分４６、４６’が存在する状態で、格納状態でおよそ３５ｍそして展開状態で１００ｍの長さ（展開方向５２に平行に測定した寸法）を有する。

【0074】

図１８～２３中に見られる一実施形態によると、空気牽引船１０は、複数の翼１２、ならびに翼１２を把握しそれを持ち上げてそれが飛翔できるようにするように構成された少なくとも１つの操作システム５８を含む。一設計によると、操作システム５８は同様に、飛翔中に翼１２を把握しそれを船１０の上に再び置くようにも構成されている。

【0075】

一構成によると、操作システム５８は、第１のヒンジ６２を介して船１０に連結されたベース６０、ベース６０に連結された第１の端部６４．１を有するセグメント６４、少なくとも１つの翼１２に対して一時的に一体化されるように構成されたヘッド６６、ならびにヘッド６６をセグメント６４の第２の端部６４．２に連結する第２のヒンジ６８を有するロボットアームを含んでいる。

【0076】

一構成によると、第１のヒンジ６２は、垂直方向枢動軸及び水平方向枢動軸を含む。第２のヒンジ６８は、互いに直交する少なくとも２本の枢動軸を含む。セグメント６４は伸縮式である。

【0077】

各翼１２について、船１０は、船１０上に固定されたウインチ７０、主ケーブル１４、主ケーブル１４によってウインチ７０にそして吊索１４’によって翼１２に連結された制御システム１６を含む。

【0078】

図１７に例示されているように、各翼１２は、一時的にヘッド１６を連結できる把持点７２を少なくとも１つ含んでいる。この把持点７２は、好ましくは、翼の半剛性または剛性部分４４上に配置される。一構成によると、ヘッド６６は、半剛性または剛性の翼１２の固定部分４４上に位置付けされた２つの把持点７２と協働するように想定された２つのグリッパ７４を含む。各翼１２は、伸縮式部分を含んでいてもいなくてもよい。

【0079】

１つの動作モードによると、翼１２は、図１８に例示されているように、船１０上で垂直に保管される。把握ステップの際に、操作システム５８のヘッド６６は、翼１２に連結される。図１９中に見られる展開ステップの前に、翼１２は操作システム５８によって持ち上げられ配向される。翼の展開ステップの後、操作システム５８は翼１２を上昇させて、図２０に例示されているように上昇ステップに際して風が翼を捕え得るようにする。次に翼１２は操作システム５８から離されて飛翔する。

【0080】

把持点７２に対してヘッド６６のグリッパ７４を係留し易くするため、翼１２は、各把持点７２について１本の誘導ケーブル７６を含み、このケーブルは、把持点７２の近くで翼１２に連結され、制御システム１６と翼１２とを連結している。

【0081】

翼１２を回収し船１０上に再度載置するために、ウインチ７０を起動させて、図２１に例示されているように、操作システム５８のヘッド６６が届くところに翼１２が来るようにする。その後、ヘッド６６は把持点７２まで誘導される。最初に、ヘッド６６は、図２１上に例示されているように、ウインチ７０の近くで主ケーブル１４を把握する。その後、ヘッド６６は、制御システム１６に達するまで、そして次に、図２２に例示されているように主ケーブル１４と第１の誘導ケーブル７６を同時に把握するまで移動させられる。このとき、ヘッド６６は、主ケーブル１４を放し、第２の誘導ケーブル７６を把握し、次に、図２３に例示されているように、グリッパ７４が把持点７２を把握し得るように翼１２と接触するまで誘導ケーブル７６に沿って移動させられる。変形形態では、翼１２は、ヘッド６６が翼１２と接触しグリッパ７４が把持点７２を把握するまで、ウインチ７０によって移動させられる。その後、翼１２は、船１０上でのその保管ゾーンまで、操作システム５８によって移動させられる。

【0082】

図示されていない１つの特定の実施形態によると、空気牽引船１０は、膨張可能な翼を含む。この膨張可能な翼は、例えばヘリウムなどの空気より軽い気体を充填するように想定されたジャケットを含む。この翼は同様に、この気体を用いたジャケットの充填（またはパージ）を可能にするように想定された充填用装置も含んでいる。膨張可能な翼が船の牽引のために使用されない場合、ジャケットは、折り畳まれ、船上に具備された適切な空間内に収納され得る。船の牽引に使用するための翼の展開は、膨張可能でない翼と比べて容易である。実際、このような展開に際して、予め牽引ケーブルにより船に連結されたジャケットは、充填用装置を介して空気より軽い気体で膨張させられる。牽引用ケーブルは好ましくは、ウインチ上に巻取られている。ケーブルは、膨張可能な翼の膨張を可能にするような形でウインチと膨張可能な翼の間に自由長を含み、こうして膨張可能な翼は船の近くに維持される。膨張可能な翼の膨張がひとたび終了した時点で、膨張可能な翼のジャケットが空気より軽い気体で充填されていることから、膨張可能な翼は自律的に船の近くで空中に維持される。翼の展開のために、いかなる操作システムも必要とされない。すなわち、そのためには、ウインチ上に巻取られたケーブルを繰出すだけでよい。同様にして、船上での収納を目的として翼を回収するためには、ウインチ上にケーブルを巻き取り、その後、翼が船に充分近くなった時点でジャケット内に含まれた気体を抜取るだけでよい。操作システムは高価で嵩高いことから、このようなシステムを必要としないという点は極めて有利である。このことは、エネルギ生産システムの一部を成す船の場合には、翼の展開及び回収操作はこの翼による船の牽引時間に比べて頻度が少ないことからなおさら有利である。ひとたび膨張させられた時点で、ジャケット内に含まれた気体の圧力のため、翼は、剛性または半剛性の翼の剛性に近く可撓性翼のものよりも高い剛性を有し、これにより、膨張可能な翼には高い空気力学的性能が付与される。このような膨張可能な翼は、（形状を修正するために翼の吊索ケーブルに対して作用する）前述の制御システム１６のような制御システムを用いて、あるいは可動な制御表面（例えば半剛性制御表面）を用いて、制御され得る。

【0083】

前述の特定の実施形態の一変形形態においては、水流発電機（または水流発電機アセンブリ）は、船を使用する必要無く、膨張可能な翼によって（または膨張可能な翼アセンブリによって）直接牽引される。これは、このタイプの翼が、その展開及びその回収のために操作システムを必要としないということによって可能になっている。有利にも、水流発電機（または水流発電機アセンブリ）は、このとき、水流発電機により生産された電気エネルギを水素及び／または合成燃料及び／または他のあらゆるエネルギに変換するシステムが中に設置されている本体を含む。膨張可能な翼（または膨張可能な翼アセンブリ）の制御システムも同様に、水流発電機の前記本体内に設置され得る。詳細には、この本体は、水流発電機がその稼動中に浸漬される時に浸漬される。

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【国際調査報告】