浮體式流體力利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的風力推進船的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠應對流體力導致的翻倒力矩且能夠抑制浮體的傾斜及大型化的浮體式流體力利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的風力推進船。本發(fā)明是具備從風或水取出能量的組件(12)和支撐組件(12)的浮體(13)的浮體式流體力利用系統(tǒng)(1)，組件(12)具有受到流體力的受風部(10)和支撐受風部(10)的支柱(11)，組件(12)，其重心(15)配置于水面下，并且，相對于浮體(13)而可沿任意的方向搖動地被支撐。
【專利說明】浮體式流體力利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的風力推進船
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠由搖動的船舶或海上構造物使用的浮體式流體力利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的風力推進船。
【背景技術】
[0002]作為風力發(fā)電系統(tǒng)，在陸地，水平軸風車正在普及。在風車先進的國家，已經(jīng)在陸地存在穩(wěn)定的風力能量且適合于風車的設置的土地正在變得不足，得到穩(wěn)定的風力且具有廣大的面積的海上的設置正在變得不可缺少，但目前，在至水深1m左右為止的極淺的海岸線附近的海域，只通過與陸地同樣地固定設置于海底的方法來實施。
[0003]由于今后可期待海上設置的進一步的擴大，因而要求開發(fā)設置于浮體的實用的方法。由于一般在陸地需要電力，因而有必要通過電線而將電力供給至陸地，但為了抑制該傳遞過程中的損失，必須設置于陸地附近，必須必然地設置在淺海域?？勺鳛橄乱淮暮Ｉ巷L車設置方法而期待的浮體式風力發(fā)電系統(tǒng)，首先，要求能夠經(jīng)濟地設置在水深2(T30m左右的淺海域的方法。
[0004]風車在將風力能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)力時，受到強的風力，這產(chǎn)生使風車翻倒的力矩，但在陸地發(fā)展的水平軸風車，在支撐于空中的高位置的水平軸一點受到風力，因而在鉛垂的支柱的根部產(chǎn)生巨大的翻倒力矩。在水平軸風車中，安裝有以風車支柱的上端附近為中心而旋轉(zhuǎn)的風車，而且，該風車必須持續(xù)改變方向，從而始終使風車正對于風，因而為了支承前述的巨大的力矩，不能將支承支柱的拉線伸展。因此，必須盡可能地將水平軸風車的支柱牢固地固定于地面，難以為了改變風車的方向而連同支柱一起轉(zhuǎn)動，即使將轉(zhuǎn)臺設在地上水平面，只要不極端地增大轉(zhuǎn)臺的直徑，也就不能支承支柱的翻倒力矩。因此，通常，水平軸風車的轉(zhuǎn)臺設在支柱上端的艙體的正下方。另一方面，作為水平軸風力發(fā)電所需要的功能，存在著水平軸的軸承支撐系統(tǒng)、增速齒輪、發(fā)電機、制動器、葉片間距控制裝置等必須設在風車軸旋轉(zhuǎn)的周圍的設備，但是，為了避免該旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的變動和轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的干涉，優(yōu)選那些設備比轉(zhuǎn)臺更設在風車側(cè)，不僅這些全部的主要設備，而且甚至連潤滑油系統(tǒng)、控制盤等的周邊設備，也設在空中的艙體。結(jié)果，水平軸風車的重心成為非常高的位置。另外，在將水平軸風車牢固地安裝于浮體的情況下，由于在支柱上端以浮體為中心的搖晃幅度增大，因而產(chǎn)生過大的橫G，所以，設置于艙體的設備具有必須能夠耐受該橫G的強度和潤滑系統(tǒng)等的缺點。
[0005]圖17是作為比較例I而示意性地示出將水平軸風車載置于浮體的情況的傾斜和復原力的關系的圖。
[0006]由于一般地浮體擁有復原力，因而必須在比位于浮體附近的定傾中心(浮力線和浮體中心線的交點)更低的位置擁有重心，但在如前所述的構成的水平軸風車200中，由于重量設備全部位于空中的高位置，因而重心G非常高，不擁有復原力。S卩，如果欲將陸地型的水平軸風車200固定并設置于浮體201，則如圖17所示，由于重心G高，因而如果浮體201稍微傾斜，則其重力Fl比作用于浮體201的浮力F2更作用于外側(cè)，因而欲使浮體201更傾斜的力作用。此外，如圖17所示，受到在高的位置受到的風力F3所導致的巨大且變動的翻倒力矩。
[0007]g卩，由于浮體201不僅不擁有必要的復原力，而且還受到風力F3導致的巨大且變動的翻倒力矩，因而具有作為浮體構造物而不成立的問題。
[0008]為了解決這樣的問題，有必要將主要設備全部設在浮體上的低位置，將維護的作業(yè)場所與重心G —起極力降低。
[0009]在水平軸風車200的情況下，如先前在陸地風車的示例中所觀察到的，只要不能排除將風車支柱202牢固地固定于浮體201的必要性，就必須將轉(zhuǎn)臺設置于風車支柱202的上端，必然地，將全部的的上游設備載置于其上的艙體203，難以降低重心G。
[0010]圖18是作為比較例2而示意性地示出將垂直軸風車載置于浮體的情況的傾斜和復原力的關系的圖，(a)示出傾斜輕微的狀態(tài)，(b)示出傾斜變大的狀態(tài)，(C)示出傾斜進一步變大的狀態(tài)。
[0011]相對于比較例I的水平軸風車200，如果是如圖18所示的垂直軸風車300，則能夠?qū)⑷康闹亓吭O備不設在空中高處，而是設在與在陸地通常設在根基上的情況同樣地設在浮體301上，應該能夠使重心G相當?shù)汀Ｈ欢?，如在陸地所觀察到的，在支柱302本身與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的垂直軸風車300的情況下，難以固定支柱302以能夠耐受風力F3導致的翻倒力矩，必須將拉線(省略圖示)伸展至四方而支承支柱302的上端。這樣的話，作為浮力體，需要擁有必要的大小以上的寬廣的甲板面的浮體構造物。另外，即使除了拉線的問題以外，依據(jù)該程度的低重心化，如圖18(a)所示，在風力F3等導致的浮體301的傾斜小的期間，傾斜導致浮力中心C橫向移動的移動量比重心G橫向移動更大，因而復原力起作用，但如果傾斜進一步前進，則如圖18(b)所示，重心G的橫向移動終究追上浮力中心C的橫向移動，失去復原力，如果是進一步的傾斜，則如圖18(c)所示，欲使浮體進一步傾斜的力起作用。即，如果超過某種程度的傾斜角度，則存在失去復原力而翻倒的問題。這是由于這樣的情況而發(fā)生的現(xiàn)象:在重心G位于浮體301上的情況下，如果傾斜變大,則重心G橫向移動，但浮體中心C為了不從浮體向外超出而趕超重心G的橫向移動，這是只要在浮體301的沒水部以下不存在重心G，就不可避免的問題。
[0012]圖19是作為比較例3而示意性地示出將垂直軸風車相對于浮體而不可傾斜運動地支撐并設有水中壓載的情況的傾斜和復原力的關系的圖。
[0013]在一般的游艇的情況下，在水中設置壓載，實現(xiàn)無論如何傾斜，都具有復原力的構造。應用這樣的游艇的構造，考慮作為這樣的垂直軸風車400:如圖19所示，將支柱403相對于浮體401而不可傾斜運動地支撐，并且，在水中設置壓載402。垂直軸風車400由于重心G比位于浮體401的附近的傾斜運動的旋轉(zhuǎn)中心(浮力中心C)更低而能夠?qū)崿F(xiàn)，但在該方式的情況下，由于對將支柱403向浮體401安裝的安裝部401a施加過大的應力，因而僅以此支承是不現(xiàn)實的，能夠通過將支承支柱403的被稱為前拉桿、側(cè)拉桿的線(省略圖示)與陸地的垂直軸風車的拉線同樣地伸展至三方至四方而初步實現(xiàn)。另外，在將該構造保持原樣地應用于系留于海上而運營的風力發(fā)電系統(tǒng)的情況下，由于浮體401與支柱403 —起大大地傾斜，因而對作業(yè)員而言危險，受到浮體401的傾斜的影響的系留系統(tǒng)的負擔也尤其在淺灘變得過大。
[0014]作為解決這樣的浮體的復原力不足的方法，到此為止探討了各種方法。例如，提出了設置多個水平軸風車并將它們?nèi)吭O置于一體的巨大的浮體的方法、設置多個水平軸風車并將分別支撐它們的浮體剛性地結(jié)合的方法(例如，參照專利文獻I)、利用縱長地延伸至水面下深處的圓筒形的被稱為帆桅的浮體來得到穩(wěn)定的方法(例如，參照專利文獻2)，由被稱為預應力鋼筋的金屬管等將浮體向著海底拉伸而穩(wěn)定的被稱為TLP的方法(例如，參照專利文獻3)等。
[0015]可是，與能夠通過該系統(tǒng)而從風力回收的能量的量比較，浮體構造物均為大規(guī)模，因而具有過度花費建造成本、設置成本的缺點，在經(jīng)濟上難以成立。另外，如果任一個方法均考慮巨大的構造物的搖晃導致的吃水變化、縱長的構造物的吃水、縱向拉伸的預應力鋼筋的幾何學的可動范圍等，則是需要某種程度的水深的概念，具有不傾向于如前所述地接近需要電力的陸地的淺灘的設置的缺點。
[0016]專利文獻1:日本特開2010-216273號公報；
專利文獻2:日本特開2009-248792號公報；
專利文獻3:日本特開2010-030379號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明要解決的課題
本發(fā)明是鑒于上述的狀況而作出的，其目的在于，提供能夠應對流體力導致的翻倒力矩且能夠抑制浮體的傾斜及大型化的浮體式流體力利用系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的風力推進船。
[0018]用于解決課題的方案
本發(fā)明是具備從風或水取出能量的組件和支撐所述組件的浮體的浮體式流體力利用系統(tǒng)，所述組件具有受到流體力的受力部和支撐所述受力部的支柱，所述組件，其重心配置于水面下，并且，相對于所述浮體而可沿任意的方向搖動地被支撐。
[0019]依據(jù)本發(fā)明，由于組件，其重心配置于水面下，并且，相對于所述浮體而可沿任意的方向搖動地被支撐，因而組件如果受到流體力，則沿任意的方向傾斜，但施加于位于水面下的重心的重力產(chǎn)生欲使傾斜以搖動軸的支撐部為中心而返回的復原力。該復原力隨著傾斜變大而變大，不消失，因而組件自身能夠?qū)菇M件的翻倒力矩。因此，浮體不必負擔翻倒力矩，從而不必設置拉線，因而能夠使浮體小型化。另外，由于組件相對于浮體而可搖動地被支撐，因而組件的傾斜不傳遞至浮體。
[0020]此外，作為受力部，考慮利用受到風的帆、固定翼、水平型或垂直型風車、受到潮流力的潮流力帆、龍骨、水平型或垂直型水車等。
[0021]另外，也可以作為這樣的構成:所述組件經(jīng)由銷接頭、萬向接頭、滑枕式滾珠型球面軸承以及彈性體支撐機構中的任一個而相對于所述浮體而可搖動地被支撐。
[0022]依據(jù)這樣的構成，能夠?qū)⑷菰S搖動且同時大重量的組件簡便、可靠地支撐于浮體。
[0023]另外，也可以作為這樣的構成:所述組件相對于所述浮體而可圍繞所述支柱的中心軸旋轉(zhuǎn)地被支撐。
[0024]依據(jù)這樣的構成，在受力部為需要旋轉(zhuǎn)的類型的情況下，能夠依然一體地組成整個組件而容許旋轉(zhuǎn)。
[0025]另外，也可以作為這樣的構成:是利用風力作為所述流體能量的至少一個的浮體式流體力利用系統(tǒng)，所述受力部包括在空中受到風力的受風部而構成，所述支柱具備支撐所述受風部的上支柱和支撐配置于水面下的壓載的下支柱。
[0026]依據(jù)這樣的構成，由于受力部包括在空中受到風力的受風部而構成，所述支柱具備支撐所述受風部的上支柱和支撐配置于水面下的壓載的下支柱而構成，因而能夠由配置成貫通浮體的支柱支撐受風部和壓載，同時，將整個組件相對于浮體而可搖動地且可旋轉(zhuǎn)地支撐。
[0027]此外，在例如受風部為固定翼的情況下，必須對照風向而改變受力部的方向，但如果預先以在水中取得平衡的壓載作為圓柱狀或球狀(相對于支柱的旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)對稱的形狀)，則能夠一體地構成在空中保持受力部的上支柱和在水中保持壓載的下支柱。
[0028]另外，也可以作為這樣的構成:所述上支柱和所述下支柱關于所述支柱的中心軸而以剛性的狀態(tài)經(jīng)由軸承而可相對地同軸旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
[0029]依據(jù)所涉及的構成，由于所述上支柱和所述下支柱關于所述支柱的中心軸而以剛性的狀態(tài)經(jīng)由軸承而可相對地同軸旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接，因而能夠構成為，即使上支柱和受力部旋轉(zhuǎn)，下支柱和壓載也不旋轉(zhuǎn)。因此，例如，能夠防止下支柱和壓載將浮游物卷入。另外，例如，即使在將固定翼設在水面上并將龍骨和壓載設在水面下的情況下，也能夠?qū)⒏鱾€部件保持為最佳的角度。
[0030]另外，優(yōu)選，所述受力部包括水平軸風車或垂直軸風車而構成。
[0031]依據(jù)所涉及的構成，由于即使在由水平軸風車或垂直軸風車構成受力部的情況下，也將組件的重心配置于水面下，并且，將包括這些風車的整個組件相對于浮體而可搖動地支撐，因而能夠?qū)狗沽兀⑶?，能夠抑制浮體的傾斜或大型化。
[0032]另外，也可以構成為，所述受力部包括水平軸水車或垂直軸水車而構成，所述水平軸水車或所述垂直軸水車配置于水面下并作為壓載或壓載的一部分而起作用。
[0033]依據(jù)所涉及的構成，由于即使在由水平軸水車或垂直軸水車構成受力部的情況下，也將組件的重心配置于水面下，并且，將包括這些水車的整個組件相對于浮體而可搖動地支撐，因而能夠?qū)狗沽?，并且，能夠抑制浮體的傾斜或大型化。
[0034]另外，由于水平軸水車或垂直軸水車作為壓載或壓載的一部分而起作用，因而不必另外設置壓載，能夠謀求構造的簡化。而且，能夠作為在支柱的上下設置風車和水車的構成。
[0035]另外，也可以作為這樣的構成:所述上支柱和所述下支柱經(jīng)由齒輪系統(tǒng)而互相聯(lián)接，從而保持指定的相對的旋轉(zhuǎn)關系而同軸旋轉(zhuǎn)，并且，相對于所述浮體而可相對旋轉(zhuǎn)地且可搖動地被支撐。
[0036]依據(jù)這樣的構成，由于通過將上支柱和下支柱經(jīng)由齒輪系統(tǒng)而互相聯(lián)接，使得兩者保持指定的相對的旋轉(zhuǎn)關系而同軸旋轉(zhuǎn)，因而能夠作為這樣的構成:在設計潮流流速和設計風速不同的情況下，使風車和水車以各自的效率良好的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時，取出兩方的能量。例如,如果構成為,受風部作為垂直軸風車而構成,壓載部作為垂直軸水車而構成,軸線依然剛性地將上支柱和下支柱經(jīng)由軸承和行星齒輪系統(tǒng)或差動齒輪系統(tǒng)而聯(lián)接，在下支柱和垂直軸水車旋轉(zhuǎn)I次的期間，上支柱和受風部旋轉(zhuǎn)多次，那么，能夠效率良好地取出兩方的能量。
[0037]另外，也可以作為這樣的構成:所述上支柱和所述下支柱具有這樣的機構:在指定條件下，將所述上支柱和所述下支柱中的一方的旋轉(zhuǎn)傳遞至另一方，在其他條件下，不將所述上支柱和所述下支柱中的一方的旋轉(zhuǎn)傳遞至另一方。
[0038]依據(jù)這樣的構成，通過將例如棘輪齒輪、離合器、粘液耦合器、轉(zhuǎn)矩限制器等裝入上支柱與下支柱之間，從而能夠?qū)⑾嗷バD(zhuǎn)斷開、使旋轉(zhuǎn)的傳遞單向通行、防止過度旋轉(zhuǎn)、鎖定相互旋轉(zhuǎn)。
[0039]另外，也可以作為這樣的構成:所述組件具備從所述受力部的旋轉(zhuǎn)取出旋轉(zhuǎn)能量的旋轉(zhuǎn)能量取出部，所述上支柱和下支柱構成為互相同軸反向旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)能量取出部配置成在從所述上支柱和下支柱取出旋轉(zhuǎn)能量時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩互相消除。
[0040]依據(jù)這樣的構成，由于上支柱和下支柱構成為互相同軸反向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)能量取出部以在取出能量時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩互相消除的方式安裝，因而能夠抑制浮體的旋轉(zhuǎn)或浮體的系留系統(tǒng)的負擔。
[0041]如果進一步詳細地說明，則例如，在水車從上方觀看時例如順時針地旋轉(zhuǎn)時，如果將其能量取出至浮體，則產(chǎn)生欲使浮體也順時針地轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩。同樣地，風車的垂直軸旋轉(zhuǎn)也在自此取出能量時產(chǎn)生欲使浮體一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。在這些情況下，浮體旋轉(zhuǎn)，其系留系統(tǒng)被扭轉(zhuǎn)，取決于情況而卷繞于浮體側(cè)面，張力提高，產(chǎn)生對抗所述轉(zhuǎn)矩的反向轉(zhuǎn)矩，至平衡為止，浮體的旋轉(zhuǎn)不停止，系留系統(tǒng)的構成要素產(chǎn)生過大的彎曲或疲勞、磨損。于是，如果像本發(fā)明那樣，設定例如風車和水車的翼的行進方向或?qū)⒎聪蛐D(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)介入設置于上支柱和下支柱之間，使得例如設有垂直軸水車的下支柱和設有垂直軸風車的上支柱一定反向旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)矩互相抵銷，能夠消除或減少問題。
[0042]另外，也可以作為這樣的構成:所述旋轉(zhuǎn)能量取出部是具備轉(zhuǎn)子和定子的發(fā)電機，所述發(fā)電機將所述轉(zhuǎn)子連接至所述上支柱和所述下支柱中的任一方，將所述定子連接至另一方，利用所述轉(zhuǎn)子和所述定子的差動而發(fā)電。
[0043]依據(jù)這樣的構成，在欲將旋轉(zhuǎn)能量變換成電力而取出的情況下，如果構成為，將轉(zhuǎn)子連接至上支柱和下支柱中的任一方，并且，將定子連接至另一方，通過差動而發(fā)電，則使轉(zhuǎn)矩抵消，并且，成為相對高的轉(zhuǎn)速，例如減少發(fā)電機的極數(shù)，能夠使用更小型的發(fā)電機。
[0044]另外，也可以作為這樣的構成:所述受力部包括升力型的垂直軸風車和阻力型的垂直軸水車而構成，所述垂直軸風車通過所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)而起動。
[0045]依據(jù)這樣的構成，一般能夠由起動性良好的阻力型的垂直軸水車使缺乏自起動性的升力型的垂直軸風車起動。另外，由于垂直軸水車設在水面下，因而與垂直軸風車碰撞的風流不紊亂，能夠抑制風車的旋轉(zhuǎn)效率的下降。
[0046]如果進一步詳細地說明，則一般而言，垂直軸風車的以大流士型為代表的升力型的風車的效率良好，另外，具有無論是來自哪個風向的風，都不必進行任何調(diào)整的優(yōu)點，但是，具有如果在初動時不施加旋轉(zhuǎn)，則不能自起動的缺點。作為解決該問題的風車，還存在著添加根據(jù)上風和下風等的位置而改變迎角的連桿機構而使自起動成為可能的回轉(zhuǎn)(gyromill)型風車，但由于需要根據(jù)風向、旋轉(zhuǎn)速度和風速的關系的調(diào)整，而且，機構搭載于手夠不著的位置，因而具有在海上難以維護的缺點。不僅以大流士型作為主轉(zhuǎn)子，而且將效率低但起動特性良好的薩沃紐斯型等的風車組合而設置在大流士型風車的內(nèi)側(cè)，對自起動力不足進行補充的方式也實用化，但薩沃紐斯型風車具有使與大流士型風車碰撞的風流紊亂而降低效率的缺點。在本發(fā)明中，能夠例如將大流士型用于風車，將薩沃紐斯型用于水面下的潮流力而將薩沃紐斯型風車起動。如果這樣地構成，則薩沃紐斯型水車不使與大流士型風車碰撞的流體流紊亂。
[0047]另外，也可以作為這樣的構成:所述受力部包括升力型的垂直軸風車和阻力型的垂直軸水車而構成，所述垂直軸水車經(jīng)由增速裝置而聯(lián)接至所述垂直軸風車，所述增速裝置，在垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度為所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度以下的情況下，將所述垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)傳遞至所述垂直軸風車，在所述垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度比所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度更大的情況下，不將所述垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)傳遞至所述垂直軸水車。
[0048]依據(jù)這樣的構成，由于在垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度為垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度以下的情況下，垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)傳遞至垂直軸風車，因而能夠提高升力型的垂直軸風車的起動性。另外，在垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度比垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度更大的情況下，垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)不傳遞至垂直軸水車，因而垂直軸水車不成為阻力。
[0049]如果進一步詳細地說明，則一般而言，潮流的設計速度比風的設計風速慢得多，而且，在薩沃紐斯型轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子的最大徑部的周速為與流體速度相同的程度，效率良好，與此相對的是，大流士型轉(zhuǎn)子的周速為風速的4飛倍左右，效率良好，因而薩沃紐斯型水車的軸旋轉(zhuǎn)可以增速而傳遞至大流士型風車的軸旋轉(zhuǎn)，另外，在風速提高的情況下，風車軸的旋轉(zhuǎn)可以使旋轉(zhuǎn)的傳遞斷開或成為單向通行，使得水車不成為制動器。此外，潮流流速一般相當慢，但由于水擁有接近空氣的800倍的比重，因而如果將與設置在空中的起動用薩沃紐斯風車相同程度的大小的起動用薩沃紐斯水車設置在水中，那么，能夠?qū)⒖罩械乃_沃紐斯型風車起動。這樣的構成在擁有以下等特征的包括日本近海的海域特別有用:雖然潮流的流速慢，但是在比較多的時間內(nèi)流動，如果刮風，則風速快，但大多停止，風向不為一定。
[0050]另外，也可以作為這樣的構成:所述組件具有與所述組件的自重平衡的程度的浮力，并且，相對于所述浮體而可相對地上下運動地被支撐，具備從所述組件和所述浮體的相對的上下運動取出能量的上下運動能量取出部。
[0051]依據(jù)這樣的構成，由于組件具有與組件的自重平衡的程度的浮力，并且，相對于浮體而可相對地上下運動地被動支撐，因而如果作用于兩者的浮力由于波浪而變動，則由于對波浪的各自的浮體的追隨性的差而相對地上下運動。而且，由上下運動能量取出部從浮體和組件的相對的上下運動取出能量(波浪能量)。
[0052]此外，由于組件的比較重量大，另外，水面貫通部比較細，因而吃水變動導致的浮力變化比較少，在長的周期內(nèi)上下?lián)u晃，另一方面，由于浮體的比較重量輕，而且，水面貫通部大，因而良好地追隨波浪，因此，在波浪中產(chǎn)生相對的上下運動。
[0053]另外，也可以作為這樣的構成:所述上下運動能量取出部是具備平移器和定子的線性發(fā)電機，所述線性發(fā)電機將所述平移器連接至所述組件和所述浮體中的任一方，將所述定子連接至另一方，利用所述平移器和所述定子的差動而發(fā)電。
[0054]依據(jù)這樣的構成，由于上下運動能量取出部是具備平移器和定子的線性發(fā)電機，線性發(fā)電機將平移器連接至組件和浮體中的任一方，將定子連接至另一方，因而能夠從組件和浮體的相對的上下運動直接發(fā)電。
[0055]另外，也可以作為這樣的構成:上下運動能量取出部具備由滾珠絲杠、齒條和小齒輪、連桿和曲柄機構以及陀螺儀中的任一個構成的旋轉(zhuǎn)力變換機構。
[0056]依據(jù)這樣的構成，由于由滾珠絲杠、齒條和小齒輪、連桿和曲柄機構或陀螺儀等旋轉(zhuǎn)力變換機構將上下運動變換為旋轉(zhuǎn)，因而能夠?qū)⑸舷逻\動能量用于效率更佳的旋轉(zhuǎn)型的發(fā)電機的發(fā)電。
[0057]另外，也可以作為這樣的構成:所述受力部具備升力型的垂直軸型風車和升力型的垂直軸水車中的至少任一個，利用由所述旋轉(zhuǎn)力變換機構得到的旋轉(zhuǎn)力而起動。
[0058]依據(jù)這樣的構成，能夠?qū)⒂尚D(zhuǎn)力變換機構得到的旋轉(zhuǎn)力傳遞至大流士型風車和大流士型水車并用于這些機構的起動，而且，能夠?qū)L力能量和潮流力能量收集而由旋轉(zhuǎn)型發(fā)電機發(fā)電。
[0059]另外，本發(fā)明是使用前述的浮體式流體力利用系統(tǒng)的風力推進船，所述浮體是船體，所述受力部包括在空中受到風力的受風部而構成，所述支柱具備支撐所述受風部的上支柱和支撐配置于水面下的壓載的下支柱，具備配置于水面下并大致圍繞水平軸被所述受風部所受到的風力旋轉(zhuǎn)的螺旋槳。
[0060]依據(jù)這樣的構成，能夠由大致圍繞水平軸被受風部所受到的風力旋轉(zhuǎn)的螺旋槳推進船體。此時，由受風部和支柱構成的組件相對于船體而可搖動地構成，而且，組件的重心配置于水面下，因而能夠作為即使設置擁有越是得到充分的推力就越大的受力部的風車，也擁有充分的復原力的安全的風力推進船，并且，能夠抑制船體的傾斜和大型化。
[0061]此外，優(yōu)選，組件在航行中由約束組件的搖動方向的約束裝置約束，從而僅能夠沿船體的搖晃方向搖動。
[0062]另外，也可以作為這樣的構成:所述風力推進船的螺旋槳設置于所述壓載。
[0063]依據(jù)這樣的構成，例如，能夠構成為，將垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)增速并傳遞至在壓載內(nèi)貫通至下方的軸，由設在壓載內(nèi)的傘齒輪變換為水平軸旋轉(zhuǎn)，將設置于此的螺旋槳旋轉(zhuǎn)并推進。
[0064]另外，可以構成為，所述壓載或所述下支柱作為升力型的龍骨而起作用。
[0065]依據(jù)這樣的構成，由于所述壓載或所述下支柱作為升力型的龍骨而起作用，因而能夠通過下支柱的旋轉(zhuǎn)而調(diào)整龍骨的迎角。
[0066]如果進一步詳細地說明，則受到大的風力能量而推進的船，在受到側(cè)風而前進時，被風按壓而滑動至下風側(cè)并同時前進。在游艇中也是如此，在高性能游艇的情況下，如果存在側(cè)滑速度，則由于與前進速度合成的合成速度在水中的龍骨形成迎角，因而通過在龍骨產(chǎn)生將游艇向上風側(cè)按壓的升力，從而保持平衡，但由于成為存在某種程度的側(cè)滑而初始平衡的構成，因而不可避免船體阻力與側(cè)滑相應地增加。在本發(fā)明中，由于能夠由可旋轉(zhuǎn)地被支撐的壓載龍骨系統(tǒng)對龍骨賦予迎角，從而即使不產(chǎn)生側(cè)滑，也在龍骨產(chǎn)生向上風按壓的升力，因而船體能夠依然向著前進方向直線前進，能夠減少船體阻力。
[0067]另外，也可以作為這樣的構成:具備配置在所述船體的前后的2個所述組件，所述2個龍骨，在受到側(cè)風的直線前進時，以沿相同方向擁有迎角的方式旋轉(zhuǎn)，在回旋時，以前端的所述龍骨和后端的所述龍骨擁有互相反向的迎角的方式旋轉(zhuǎn)。
[0068]依據(jù)這樣的構成，由于2個龍骨在受到側(cè)風的直線前進時，以沿相同方向擁有迎角的方式旋轉(zhuǎn)，在回旋時，以前端的所述龍骨和后端的所述龍骨擁有互相反向的迎角的方式旋轉(zhuǎn)，因而能夠作為廢除舵且阻力少的高性能的風力推進船。
[0069]發(fā)明的效果
如以上所說明的，依據(jù)本發(fā)明的浮體式流體力利用系統(tǒng)，由于將在水中擁有重心的組件可搖動地支撐于浮體，因而具有這樣的效果:能夠應對巨大的且變動的流體力導致的翻倒力矩，即使空中的受力部受到大的力而傾斜，浮體也不傾斜，始終保持浮體的復原力，而且，安全地實現(xiàn)用于檢查等的作業(yè)員的進入。
[0070]另外，具有這樣的效果:在空中或水中的受力部暴露于過大的流體速度的情況下，能夠使受力部自然地傾斜而釋放流體力，但即使在該情況下，浮體也不傾斜，保持復原力。
[0071]另外，依據(jù)本發(fā)明，由于不必設置拉線，因而能夠抑制浮體的大型化。另外，無論是水平軸風車還是垂直軸風車，都能夠在浮體上設置齒輪箱、轉(zhuǎn)臺、發(fā)電機等主要設備的大部分，使檢查、維護變得容易，而且，能夠極力減少在設置時或運轉(zhuǎn)期間所需要的高處起重機作業(yè)。
[0072]另外，由于實現(xiàn)即使在未被系留的狀態(tài)下，也具有獨立穩(wěn)定性的系統(tǒng)，因而能夠在靠岸處完成組裝之后拖航，能夠大幅地削減設置成本。而且，具有能夠利用該特性來實現(xiàn)這樣的高效率且大型的風力推進船的效果:設有受到足夠的程度的浮力以作為推進力的主力的受力設備，即使受到側(cè)風，也不搖晃，也不側(cè)滑，能夠直線前進。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0073]圖1是對第I實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)示意性地示出將垂直軸風車可搖動地支撐于浮體的情況下的傾斜和復原力的關系的圖。
[0074]圖2是放大示出第I實施方式的組件和浮體的聯(lián)接部的截面圖。(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。
[0075]圖3是示出可搖動地支撐第I實施方式的組件的支撐構造的圖，(a)是截面圖，(b)是立體圖，(C)是分解立體圖。
[0076]圖4是對第2實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)示意性地示出將水平軸風車可搖動地支撐于浮體的情況的圖，(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。
[0077]圖5是第2實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)的平面圖，(a)示出旋轉(zhuǎn)前的狀態(tài)，(b)示出旋轉(zhuǎn)后的狀態(tài)。
[0078]圖6是放大示出第2實施方式的組件和浮體的聯(lián)接部的截面圖，(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。
[0079]圖7是對第3實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)示意性地示出將垂直軸風車和垂直軸水車可搖動地支撐于浮體的情況的圖，(a)是正立時的側(cè)面圖，(b)是正立時的平面圖，(C)是水車的截面圖。
[0080]圖8是放大示出第3實施方式的組件和浮體的聯(lián)接部的截面圖，(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。
[0081]圖9是對第3實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)示意性地示出強風對策時的狀態(tài)的側(cè)面圖。
[0082]圖10是對第4實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)示意性地示出將通過上下運動而起動的垂直型水車可搖動地支撐于浮體的情況的側(cè)面圖，(a)示出正立時，(b)示出傾斜時。
[0083]圖11是放大示出第4實施方式的組件和浮體的聯(lián)接部的截面圖，(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。[0084]圖12是示意性地示出第5實施方式所涉及的風力推進船的圖，(a)示出側(cè)面圖，(b)示出正立時的截面圖，(C)示出傾斜時的截面圖。
[0085]圖13是對第6實施方式所涉及的風力推進船示意性地示出搭載有2個垂直軸風車的情況的圖，(a)示出側(cè)面圖，(b)示出平面圖。
[0086]圖14是第6實施方式所涉及的風力推進船的截面圖，(a)示出正立時的狀態(tài)，(b)示出傾斜時的狀態(tài)。
[0087]圖15是放大示出第6實施方式的組件和船體的聯(lián)接部的截面圖。
[0088]圖16是第6實施方式所涉及的風力推進船的底面圖，(a)示出受到側(cè)風的直線前進時的龍骨的狀態(tài)，(b)示出回旋時的龍骨的狀態(tài)。
[0089]圖17是作為比較例I而示意性地示出將水平軸風車載置于浮體的情況下的傾斜和復原力的關系的圖。
[0090]圖18是作為比較例2而示意性地示出將垂直軸風車載置于浮體的情況下的傾斜和復原力的關系的圖，(a)示出傾斜輕微的狀態(tài)，(b)示出傾斜變大的狀態(tài)，(C)示出傾斜進一步變大的狀態(tài)。
[0091]圖19是作為比較例3而示意性地示出將垂直軸風車相對于浮體而不可傾斜運動地支撐且設有水中壓載的情況下的傾斜和復原力的關系的圖。
[0092]【具體實施方式】
[0093]<第I實施方式>
第I實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)1，如圖1所示，具有組件12和浮體13，組件12由配置于空中而受到風的受風部10和支承該受風部10的支柱11構成，浮體13可搖動地支撐組件。組件12在支柱11的下端部具備用于將組件12的重心15配置于水面下的壓載14。此外，浮體13由系繩13a聯(lián)接至圖中未顯示的錨。
[0094]作為在浮體13可搖動地支撐組件12的支撐構造，考慮銷接頭、萬向接頭、球面支撐、彈性體支撐等。以下，以采用彈性體支撐構造的情況為例，參照圖2、圖3并同時進行說明。
[0095]如圖2所示，支柱11具有支撐受風部10的上支柱I la、支撐壓載14的下支柱Ilb以及設在其中間的球形部17。支柱11在設于浮體13的大致中央的開口部13b以貫通浮體13的方式設置。開口部13b形成為越是向著下方，內(nèi)徑越是變大的錐形狀。在開口部13b的上部，架設有用于支撐支柱11的支撐架臺20。
[0096]如圖2、圖3所示，球形部17載置于環(huán)狀的彈性橡膠支承18上并硫化粘接，并且，在球形部17上，也同樣地載置有環(huán)形狀的彈性橡膠支承19并硫化粘接。而且，兩個彈性橡膠支承18、19的外側(cè)端部硫化粘接于支撐架臺20的球形內(nèi)面20a。球形內(nèi)面20a形成為與球形部17擁有共同的中心的同心球狀。
[0097]彈性橡膠支承18、19是用于例如大廈的耐震支承等的部件，將橡膠板和金屬板沿在圖3(a)的截面圖中示意性地示出的方向(球形部17的半徑方向)層疊而構成。由于彈性橡膠支承18、19具有對于剪切力而柔軟地變形，但對于壓縮而為高剛性的特性，因而球形部17的上下運動、左右運動等，被環(huán)狀橡膠的壓縮特性牢固地約束，但是，以球形部17和球形內(nèi)面20a的中心為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)被環(huán)狀橡膠的剪切變形特性柔軟地支撐。因此，如圖2(b)所示，能夠相對于浮體13而可搖動地支撐組件12。
[0098]如圖2所示，支撐架臺20為了在組件12欲超出設計搖動范圍而搖動時柔軟地阻止，經(jīng)由螺旋彈簧21而聯(lián)接至浮體13。此外，螺旋彈簧21在必要時設置即可，也可以省略。
[0099]〈第2實施方式>
第2實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IA與前述的第I實施方式的主要不同點是采用水平軸風車30以作為受力部，以及將上支柱Ila和下支柱Ilb可相對旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
[0100]在以下的說明中，主要對與第I實施方式不同的點進行說明，對共同的構成標記同一符號并省略說明。
[0101]如圖4(a)所示，浮體式流體力利用系統(tǒng)IA的組件12在上支柱Ila的上端具備水平軸風車30。另外，上支柱Ila以關于支柱11的中心軸而剛性的狀態(tài)相對于下支柱Ilb而可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。在下支柱Ilb的下端部，設有用于將組件12的重心配置于水面下的壓載14。組件12相對于浮體13而可搖動地被支撐。
[0102]浮體式流體力利用系統(tǒng)IA的組件12，如圖4(b)所示,在水平軸風車30暴露于過大的風速的情況下，浮體13依然水平地穩(wěn)定而使包括支承風車的上支柱Ila的組件12傾斜，利用通過傾斜來避開風的效果和將受風部降低至風速低的高度的效果，從而能夠大幅地減少水平軸風車30受到的風力。由此，能夠減小由于強風而導致水平軸風車30損傷的可能性，所以，具有不一定需要間距控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的效果。
[0103]另外，在浮動式流體力利用系統(tǒng)IA的組件12，其本身具有復原力，因而不必在浮體13牢固地支撐上支柱11a，因此，如圖5 (a) (b)所示，能夠?qū)⑺捷S風車30連同上支柱Ila—起以相對于浮體13而旋轉(zhuǎn)的方式支撐。因此，能夠?qū)⑺捷S風車所必需的、用于使風車向著風向的轉(zhuǎn)臺31不設在空中的艙體32的正下方，而是如圖6(a) (b)所示地設在浮體13的甲板上方附近(下支柱Ilb的上端部)。
[0104]此外，在使風車支柱旋轉(zhuǎn)的情況下，通常難以固定支柱下端，因而如在陸地的垂直軸型大流士(Darius)型風車中所觀察到的，必須將拉線伸展至四方而保持支柱，但在第2實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)中，支柱11的翻倒力矩由貫通浮體13而設置的壓載14所施加的復原力直接支承，因而能夠通過廢除從浮體13取得翻倒力矩的反力的需要而實現(xiàn)。
[0105]另外，在現(xiàn)有技術中，由于期望比轉(zhuǎn)臺31更靠近風車的葉片側(cè)安裝而有必要設置于艙體32上的增速齒輪或發(fā)電機等(省略圖示)也能夠設在轉(zhuǎn)臺31的正上方，即浮體13的甲板上方附近的機械室33 (參照圖6 (a))。在該情況下，空中的水平軸的旋轉(zhuǎn)能夠由設在艙體32的內(nèi)部的傘齒輪轉(zhuǎn)換為垂直軸的旋轉(zhuǎn)，在上支柱Ila的內(nèi)部使傳遞軸旋轉(zhuǎn)而傳遞至機械室33內(nèi)的增速齒輪、發(fā)電機。通過這些構成，從而能夠在浮體13的附近的甲板上設置或廢除在典型的水平軸風車中設于空中的艙體32的間距控制系統(tǒng)、增速齒輪、其潤滑油系統(tǒng)、發(fā)電機、附隨于該發(fā)電機的控制盤、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺的全部，因而具有大幅的重心的改善效果、能夠維護的海洋現(xiàn)象條件的緩和、與維護相伴的成本和危險的降低、機械種類所涉及的橫G等的設計條件的緩和以及與橫G等相伴的故障的防止等效果。
[0106]如圖6(a) (b)所示，在上支柱Ila的下端部，設有機械室33和插入軸部34。另外，在下支柱Ilb的上端部，設有轉(zhuǎn)臺31。在轉(zhuǎn)臺31的中心，設有軸孔35，在軸孔35的上端和下端，配置有可旋轉(zhuǎn)地支撐插入軸部34的軸承35a、35a。另外，在下支柱Ilb的上側(cè)，一體地設有球形部17。由此，組件12的整個支柱11相對于浮體13而可搖動地被支撐，并且，上支柱Ila和水平軸風車30相對于浮體13而可旋轉(zhuǎn)地被支撐。
[0107]〈第3實施方式〉
第3實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IB與前述的第I和第2實施方式的3個主要不同點是(I)采用大流士型風車40以作為受力部，(2)采用薩沃紐斯(Savonius)型水車50以作為壓載14，以及(3)下支柱Ilb也相對于浮體13而可相對旋轉(zhuǎn)地構成。
[0108]在以下的說明中，主要對與第I和第2實施方式不同的點進行說明，對共同的構成標記同一符號并省略說明。
[0109]如圖7(a) (b)所示，第3實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IB具備作為升力型的垂直軸風車的一種的大流士型風車40，以作為受力部。大流士型風車40具有成為垂直軸的上支柱Ila和在上支柱Ila的周圍以等間隔設置3個的葉片41。葉片41的上端部41a和下端部41b沿上下方向可旋轉(zhuǎn)地分別由設在上支柱Ila的上端部的上托架42和設在上支柱Ila的下端側(cè)的下托架43支撐。葉片41的中間部41c構成為鉸鏈構造。另外，下托架43構成為相對于上支柱Ila而可滑動。葉片41構成為通過使下托架43上下滑動，從而使葉片41的中間部41c彎曲，能夠變更其旋轉(zhuǎn)半徑r。
[0110]薩沃紐斯型水車50兼具作為壓載14的功能，由下支柱Ilb支撐其上端部。薩沃紐斯型水車50，如圖7(c)所示，具備將圓筒體沿軸方向?qū)﹂_的形狀的葉片51、51。2個葉片51、51以沿著分割面互相偏移的形狀結(jié)合。潮流通過被葉片51、51包圍的空間51a，由此，薩沃紐斯型水車50旋轉(zhuǎn)。第3實施方式所涉及的薩沃紐斯型水車50成為使這樣的葉片51、51上下重疊2層且分別使相位互相偏移90度而配置的構造。
[0111]薩沃紐斯型水車50設定例如配置、尺寸、質(zhì)量等，使得從支柱11的搖動中心至薩沃紐斯型水車50的重心的距離與薩沃紐斯型水車50的水中質(zhì)量的乘積比從支柱11的搖動中心至大流士型風車40的重心的距離與大流士型風車40的空中重量的乘積更大。由此，薩沃紐斯型水車50還作為壓載14而起作用，組件12的重心配置于水面下，能夠得到復原力。
[0112]接著，參照圖8(a) (b)，對第3實施方式中的組件12的支撐構造進行說明。
[0113]如圖8(a)所示，在第3實施方式中，上支柱11a、下支柱Ilb以及球形部17可相對旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
[0114]上支柱IIa在其下端部通過錐柄而與聯(lián)接部件Ilc的上部一體地結(jié)合。聯(lián)接部件Ilc的下端側(cè)插入下支柱Ilb的上端部并可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。另外，聯(lián)接部件Ilc的上端側(cè)形成為越是向上，直徑就越小的錐形狀，插入于形成在上支柱Ila的下端部的倒錐形狀的孔部Ilal0在聯(lián)接部件Ilc的上端部Ilcl形成有螺紋槽，通過擰緊螺母N，從而經(jīng)由聯(lián)接部件Ilc而將下支柱Ilb向上支柱Ila拉近，并一體地結(jié)合。在聯(lián)接部件Ilc和下支柱Ilb之間的適當?shù)牟课唬O置有軸承B，能夠互相相對旋轉(zhuǎn)。另外，在下支柱Ilb的上端部的更外側(cè)，外嵌有球形部17。在球形部17和下支柱Ilb之間，設有軸承B，能夠互相相對旋轉(zhuǎn)。球形部17經(jīng)由彈性橡膠支承18、19而可搖動地支撐于支承架臺20。由此，上支柱11a、下支柱Ilb以及球形部17依然沿軸方向以剛性的狀態(tài)牢固地聯(lián)接，能夠互相相對旋轉(zhuǎn)，并且，如圖8(b)所示，能夠相對于浮體13而搖動。
[0115]在下支柱Ilb的上端部，形成有上部開口的圓筒形狀的圓筒部lid。而且，在該圓筒部Ild和聯(lián)接部件Ilc之間(即上支柱Ila合下支柱Ilb之間)，設置有齒輪系統(tǒng)60和發(fā)電裝置70。
[0116]齒輪系統(tǒng)60由例如行星齒輪系統(tǒng)構成，具有使上支柱IIa和下支柱Ilb同軸反向旋轉(zhuǎn)的功能。齒輪系統(tǒng)60由刻在聯(lián)接部件Ilc的周圍的太陽齒輪61、經(jīng)由后述的棘輪機構64而聯(lián)接至圓筒部Ild的環(huán)形齒輪62以及配置于太陽齒輪61和環(huán)形齒輪62之間的多個行星齒輪63構成。行星齒輪63通過圖中未顯示的載體而相對于球形部17以不可移動的方式連接。由此，例如，如果潮流導致薩沃紐斯型水車50和下支柱Ilb在從上方觀看時順時針地開始旋轉(zhuǎn)，則齒輪系統(tǒng)60導致上支柱Ila和大流士型風車40在從上方觀看時逆時針地開始旋轉(zhuǎn)(起動)。由此，能夠提高大流士型風車40的起動性。
[0117]另外，齒輪系統(tǒng)60還具有作為將下支柱Ilb的旋轉(zhuǎn)增速并傳遞至上支柱Ila的增速裝置的功能。例如，通過調(diào)節(jié)行星齒輪系統(tǒng)的齒輪比，從而能夠設定成在薩沃紐斯型水車50 (即環(huán)形齒輪62)旋轉(zhuǎn)I次時，大流士型風車40 (即太陽齒輪61)旋轉(zhuǎn)多次(例如8次)。由此，能夠?qū)L車的設計旋轉(zhuǎn)速度和水車的設計旋轉(zhuǎn)速度與風速和流速對照而分別適當?shù)卦O定。
[0118]作為一個示例，以起動時的設計潮流流速作為每秒0.3m并以設計風速作為每秒3m而說明。為了使大流士型風車40自身開始旋轉(zhuǎn)，有必要以使大流士型風車40的周速成為風速的3倍左右以上，即每秒9m左右以上的方式起動。如果大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)半徑r為20m，則有必要以4.3rpm旋轉(zhuǎn)。另一方面，薩沃紐斯型水車50僅以與潮流相同的程度的周速轉(zhuǎn)動。如果薩沃紐斯型水車50的半徑是5m,則為0.6rpm左右，因而由設在作為風車軸的上支柱Ila和作為水車軸的下支柱Ilb之間的行星齒輪系統(tǒng)將薩沃紐斯型水車50的旋轉(zhuǎn)速度增速至8倍并傳遞至大流士型風車40。在該情況下，薩沃紐斯型水車50，與將其設在空中的情況相比，流體速度成為10分之1，因而，假設流體的比重相同，則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩由于平方而成為100分之1，自此進一步通過增速而成為8分之I，因此，大流士型風車40的起動用的轉(zhuǎn)矩成為800分之1，但由于實際上流體的比重成為800倍，因而能夠利用與陸地型同等的大小的薩沃紐斯型水車50而將大流士型風車40起動。
[0119]棘輪機構64具有在指定條件下不將上支柱Ila的旋轉(zhuǎn)傳遞至下支柱Ilb的功能。具體而言，如果薩沃紐斯型水車50從停止狀態(tài)起開始旋轉(zhuǎn)，則薩沃紐斯型水車50的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由棘輪機構64而傳遞至環(huán)形齒輪62，伴隨著環(huán)形齒輪62的旋轉(zhuǎn)，聯(lián)接至太陽齒輪61的大流士型風車40沿與薩沃紐斯型水車50相反的方向以8倍的速度開始旋轉(zhuǎn)。然后，如果大流士型風車40由于風力而以薩沃紐斯型水車50的8倍以上的速度(即薩沃紐斯型水車50的增速后的旋轉(zhuǎn)速度以上)旋轉(zhuǎn)，則環(huán)形齒輪62相對于棘輪機構64而空轉(zhuǎn)。由此，大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)不傳遞至薩沃紐斯型水車50。所以，薩沃紐斯型水車50不成為大流士型風車40的負荷(制動)。
[0120]在圓筒部Ild的內(nèi)部且在齒輪系統(tǒng)60的下方，設置有具有轉(zhuǎn)子71和定子72的發(fā)電裝置70。轉(zhuǎn)子71固定于聯(lián)接部件11c，定子72固定于圓筒部lid。由此，由于轉(zhuǎn)子71和定子72反向旋轉(zhuǎn)，因而發(fā)電裝置70能夠利用兩者的差速而效率良好地發(fā)電。
[0121]此時，反向轉(zhuǎn)矩作用于轉(zhuǎn)子71和定子72之間，但由于轉(zhuǎn)子71和定子72分別固定于反向旋轉(zhuǎn)的上支柱Ila和下支柱11b，因而消除反向轉(zhuǎn)矩。因此，能夠謀求用于防止浮體13的旋轉(zhuǎn)的系留設備的簡略化、小型化。
[0122]此外，在第3實施方式中，在圓筒部Ild和球形部17之間設置有棘輪75。由此，SP使在例如潮流停止的情況下，下支柱Ilb也不與上支柱Ila共轉(zhuǎn)，能夠發(fā)電。
[0123]接著，參照圖9，對第3實施方式中的大流士型風車40的收縮機構進行說明。
[0124]如圖9所示，大流士型風車40使下托架43相對于上支柱Ila而滑動至下方，由此，能夠使葉片41變形成直線狀。由此，能夠使大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)半徑r大致為0，防止強風所導致的葉片41的破損，并且，降低受風面積并降低翻倒力矩。
[0125]〈第4實施方式〉
第4實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IC與前述的第I至第3實施方式的主要不同點是組件80獨自地具有浮力，通過組件80和浮體13的基于波浪的上下運動的差而發(fā)電。
[0126]如圖10所示，第4實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IC具備具有浮力的組件80和將組件80可搖動地且可旋轉(zhuǎn)地且可上下運動地支撐的浮體13。
[0127]組件80主要具有例如大流士型的垂直軸水車81和成為旋轉(zhuǎn)軸的支柱82。組件80，通過例如由空心部件構成支柱82，由此，具有組件80自身盡可能地漂浮于水面的浮力。組件80形成為上下細長的形狀，因而難以受到波浪導致的水面的上下運動的影響。另一方面，與組件80相比，浮體13容易受到波浪導致的水面的上下運動的影響。因此，組件80和浮體13由于對波浪的響應速度的差而相對地上下運動。
[0128]由于組件80可搖動地被支撐于浮體13，因而即使在大的潮流力作用的情況下，如圖10(b)所示，也能夠使組件80傾斜而避開潮流力。另外，由于垂直軸水車81作為壓載而起作用，因而能夠?qū)⒔M件80恢復至垂直的狀態(tài)。
[0129]而且，由于組件80相對于浮體13而可旋轉(zhuǎn)地被支撐，因而通過組件80的旋轉(zhuǎn)而使后述的發(fā)電裝置70 (參照圖11)旋轉(zhuǎn)，由此，能夠取出潮流能量。
[0130]另外，組件80相對于浮體而可上下運動地被支撐，并且，具備將上下運動變換成旋轉(zhuǎn)力的旋轉(zhuǎn)力變換機構88。由此，能夠?qū)⒔M件80的相對的上下運動變換成旋轉(zhuǎn)運動，用作大流士型的垂直軸水車81的起動力。
[0131]接著，參照圖11，對第4實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IC的支撐構造進行說明。
[0132]如圖11 (a)所示，組件80的球形部17，與前述的其他實施方式同樣地，經(jīng)由彈性橡膠支承18、19而可搖動地被支撐于支撐架臺20。在球形部17的中心部，成為垂直軸水車81的旋轉(zhuǎn)軸的支柱82的上端部83上下貫通而配置。
[0133]在支柱82的上端部83，嵌合安裝有作為線性軸承的滾珠花鍵襯套86。滾珠花鍵襯套86以能夠相對于支柱82的上端部83而沿上下方向(軸方向)相對地移動的方式設置。另一方面，滾珠花鍵襯套86以不可上下運動的方式由球形部17保持。而且，滾珠花鍵襯套86卡合在刻于支柱82的上端部83的花鍵槽86a，由此，與支柱82 —起旋轉(zhuǎn)。在滾珠花鍵襯套86，固定有發(fā)電裝置70的轉(zhuǎn)子71，在球形部17的內(nèi)周面，固定有定子72。由此，如果大流士型的垂直軸水車81旋轉(zhuǎn)，則轉(zhuǎn)子71與滾珠花鍵襯套86 —起旋轉(zhuǎn)。由于定子72固定于球形部17而不旋轉(zhuǎn)，因而通過轉(zhuǎn)子71和定子72的相對旋轉(zhuǎn)而進行發(fā)電。此外，產(chǎn)生于定子72的反向轉(zhuǎn)矩由浮體13的系留系統(tǒng)負擔。
[0134]在支柱82的上端部83中的從球形部17突出的部分，刻有螺紋槽83a，并且，嵌合安裝有螺母84，形成所謂的滾珠絲杠機構。另一方面，在球形部17的上部，突出形成有圓筒狀的螺母保持部17a，經(jīng)由棘輪機構85而將螺母84可沿一個方向旋轉(zhuǎn)地且不可上下移動地保持。這些螺紋槽83a、螺母84、棘輪機構85以及螺母保持部17a構成旋轉(zhuǎn)力變換機構88。由該旋轉(zhuǎn)力變換機構88進行垂直軸水車81的起動。
[0135]具體而言，例如，從上方觀看時，將棘輪機構85設置成螺母84能夠逆時針地旋轉(zhuǎn)(相對于棘輪而變得自由)，但不能順時針地旋轉(zhuǎn)，并且，將大流士型的垂直軸水車81設置成逆時針地旋轉(zhuǎn)。另外，刻有螺紋槽83a，從而在使支柱82相對于螺母84而從上方觀看時逆時針地旋轉(zhuǎn)時，支柱82相對于螺母84而向下移動。
[0136]然后，在垂直軸水車81停止的狀態(tài)下，如果組件80相對于螺母84 (浮體13)而向上移動，則根據(jù)螺紋槽83a的方向，螺母84逆時針地旋轉(zhuǎn)。此時，棘輪機構85空轉(zhuǎn)。
[0137]另一方面，在垂直軸水車81停止的狀態(tài)下，如果組件80相對于螺母84而向下移動，則根據(jù)螺紋槽83a的方向，螺母84欲順時針地旋轉(zhuǎn)，但由于被棘輪機構85約束而不能旋轉(zhuǎn)。因此，垂直軸水車81逆時針地旋轉(zhuǎn)而向下移動。由此,垂直軸水車81起動。
[0138]如果垂直軸水車81起動而逆時針地開始旋轉(zhuǎn),則垂直軸水車81欲相對于螺母84而向下移動?？墒?，由于垂直軸水車81具有浮力，因而產(chǎn)生在以某種程度向下移動之后，不能進一步向著下方向移動的狀態(tài)。于是，螺母84與垂直軸水車81同樣地沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，使得與垂直軸水車81的相對的位置關系不變,此時,棘輪機構85空轉(zhuǎn)。由此,垂直軸水車81旋轉(zhuǎn)，由發(fā)電裝置70進行發(fā)電。
[0139]此外，雖然省略圖示，但也可以在滾珠花鍵襯套86和支柱82之間設置由線性發(fā)電機(省略圖示)構成的輔助發(fā)電裝置。線性發(fā)電機例如將平移器安裝于滾珠花鍵襯套86，并且，將定子安裝于支柱82的上端部83。于是，能夠利用滾珠花鍵襯套86和支柱82的相對的上下運動來進行發(fā)電。
[0140]另外，在第4實施方式中，作為旋轉(zhuǎn)力變換機構，采用由螺紋槽83a和螺母84構成的滾珠絲杠機構，但也可以采用齒條和小齒輪機構、連桿和曲柄機構或陀螺機構等，以代替滾珠絲杠機構。
[0141]接著，參照圖12，對利用浮體式流體力利用系統(tǒng)的第5實施方式所涉及的風力推進船100進行說明。
[0142]如圖12所示，第5實施方式所涉及的風力推進船100是所謂的游艇，具備成為浮體的船體101和成為組件的固定翼102。固定翼102具有貫通船體101而配置的支柱103。支柱103可搖動地且可轉(zhuǎn)動地被支撐于船體101。另外，支柱103具備比船體101的支撐機構1la更靠近上側(cè)的上支柱103a和比該支撐機構更靠近下側(cè)的下支柱103b。下支柱103b是沿前后方向?qū)挾葘拸V地形成并作為龍骨而起作用的部位。在下支柱103b的下端部，設置有壓載104。該壓載104導致固定翼102的重心配置于水面下。在船體101的內(nèi)部，設置有約束支柱103的向前后方向的搖動的阻尼裝置105。阻尼裝置105的基端聯(lián)接至船體101，阻尼裝置105的前端聯(lián)接至下支柱103b的龍骨上部。
[0143]此外，可搖動地且可轉(zhuǎn)動地將支柱103支撐的支撐機構1la未被特別地限定，例如能夠適當采用第2至第4實施方式中所說明的支撐機構。[0144]風力推進船100使下支柱103b的龍骨旋轉(zhuǎn)而賦予仰角，從而在受到側(cè)風而前進時，防止側(cè)風導致的側(cè)滑，船體101能夠依然向著行進方向航行。另外，即使風力推進船100的固定翼102由于風力而受到大的力并傾斜，船體101也不搖晃，下支柱103b和壓載104傾斜而產(chǎn)生復原力。由此，能夠防止船體101傾斜而犧牲居住性、船體阻力增加、阻力中心沿橫方向偏移而需要轉(zhuǎn)舵且阻力進一步增加，能夠?qū)崿F(xiàn)效率良好的游艇。
[0145]此外，由于在使上支柱103a旋轉(zhuǎn)的情況下，難以進行支柱下端的固定，因而通常需要如在現(xiàn)有的游艇中所觀察到的前拉桿和側(cè)拉桿、如在陸地的垂直軸型大流士型風車中所觀察到的拉線，但在風力推進船100中，上支柱103a的翻倒力矩由貫通船體101而設置的下支柱103b和壓載104導致的復原力直接支承，因而不必從船體101支承力矩，能夠省略。
[0146]接著，參照圖13至圖16，對第6實施方式所涉及的風力推進船110進行說明。第6實施方式所涉及的風力推進船110與前述的第5實施方式所涉及的風力推進船100的主要不同點是受風部由大流士型風車40構成，以及具備通過大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的螺旋槳116。
[0147]如圖13(a) (b)所示，風力推進船110在船體111的前后具備2個組件112、112。各組件112經(jīng)由支撐機構Illa而相對于船體111而可搖動地且可旋轉(zhuǎn)地被支撐。各組件112主要具備支撐受力部的支柱113和作為受力部的大流士型風車40。大流士型風車40的構造與第3實施方式同樣，因而省略詳細的說明。
[0148]支柱113具備上支柱113a和下支柱113b。上支柱113a是作為大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)軸而起作用的部位。下支柱113b是沿前后方向?qū)挾葘拸V地形成且作為龍骨而起作用的部位。在下支柱113b的下端部，設置有壓載115。壓載115具有與大流士型風車40的旋轉(zhuǎn)連動而旋轉(zhuǎn)的螺旋槳116。約束裝置117使得支柱113僅沿搖晃方向搖動。約束裝置117由例如液壓阻尼器等構成。
[0149]如圖14(a) (b)所示，組件112以能夠相對于船體111而搖動的方式構成。即使風力推進船110的組件112由于風力而受到大的力并傾斜，船體111也不搖晃，下支柱113b和壓載115傾斜而產(chǎn)生復原力。由此，能夠防止船體111傾斜而犧牲居住性、船體阻力增加、阻力中心沿橫方向偏移而需要轉(zhuǎn)舵且阻力進一步增加，能夠?qū)崿F(xiàn)效率良好的風力推進船110。
[0150]如圖15所示，支撐機構Illa具有形成在下支柱113b的上端部的球形部113c、可搖動地支撐球形部113c的彈性橡膠支承18、19以及支撐彈性橡膠支承18、19的支撐架臺20。
[0151]在上支柱113a的下端部，形成有向下開口的圓筒部113d。圓筒部113d可旋轉(zhuǎn)地由球形部113c保持。在圓筒部113d的內(nèi)部，設置有增速裝置120。增速裝置120具有環(huán)形齒輪121、行星齒輪122以及太陽齒輪123。環(huán)形齒輪121經(jīng)由棘輪124而連接至圓筒部113d。行星齒輪122通過圖中未顯示的載體而相對于球形部113c不可移動地連接。太陽齒輪123刻在后述的旋轉(zhuǎn)軸131的外周面。由此，如果上支柱113a旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)軸113以指定的增速比旋轉(zhuǎn)。
[0152]在上支柱113a的下端部，旋轉(zhuǎn)軸131可旋轉(zhuǎn)地被懸掛支撐。旋轉(zhuǎn)軸131貫通球形部113c和下支柱113b而到達至壓載115。在旋轉(zhuǎn)軸131的下端部，設有傘齒輪132。傘齒輪132卡合在設于螺旋槳116的水平軸116a的前端的2個傘齒輪116b。由此，旋轉(zhuǎn)軸131的旋轉(zhuǎn)變換為水平軸116a的水平軸旋轉(zhuǎn)，通過螺旋槳116的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生推進力。
[0153]在球形部113c的內(nèi)部且在增速裝置120的下方，設置有發(fā)電裝置70。發(fā)電裝置70的轉(zhuǎn)子71固定于旋轉(zhuǎn)軸131的外周面，發(fā)電裝置70的定子72固定于球形部113c。伴隨著旋轉(zhuǎn)軸131的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子71旋轉(zhuǎn)，由此，由發(fā)電裝置70進行發(fā)電，在停泊中通過將約束裝置117(參照圖13)解放，從而對組件112容許搖晃、間距方向2軸的搖動。利用由大流士型風車40受到的風進行發(fā)電。
[0154]此外，發(fā)電裝置70在航行中構成為能夠作為電動機而補充風力導致的旋轉(zhuǎn)力。
[0155]風力推進船110，在受到側(cè)風而直線前進的情況下，如圖16(a)所示，使作為龍骨而起作用的下支柱113b平行地傾斜。由此，能夠?qū)τ上轮е?13b構成的龍骨賦予仰角而產(chǎn)生防止側(cè)滑的升力。
[0156]另外，風力推進船110，在回旋的情況下，如圖16(b)所示，使作為龍骨而起作用的下支柱113b互相反向地傾斜。由此,能夠減小回旋半徑。
[0157]以上，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式詳細地進行了說明，但本發(fā)明不限定于這些實施方式，能夠在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)適當變更。
[0158]例如，也可以將第4實施方式的上下運動機構添加于第3實施方式所涉及的浮體式流體力利用系統(tǒng)IB的支撐機構。于是，能夠通過組件12相對于浮體13的上下運動而將浮體式流體力利用系統(tǒng)IB的大流士型風車40起動。同樣地，也可以將第4實施方式的上下運動機構添加于第6實施方式所涉及的風力推進船110的支撐機構111a。
[0159]另外，在第3實施方式中，如圖8(a) (b)所示，在上支柱Ila和下支柱Ilb之間，設置有齒輪系統(tǒng)60和棘輪機構64，但在不需要下支柱Ilb的旋轉(zhuǎn)的增速的情況下，也可以省略齒輪系統(tǒng)60，在上支柱Ila和下支柱Ilb之間，可以只配置棘輪機構64。依據(jù)這樣的構成，能夠使旋轉(zhuǎn)的傳遞成為單向通行或防止過度旋轉(zhuǎn)。
[0160]另外，在第3實施方式中，如圖8(a) (b)所示，構成為，通過在上支柱Ila和下支柱Ilb之間設置齒輪系統(tǒng)60,從而使上支柱IIa和下支柱Ilb同軸反向旋轉(zhuǎn),但在不必利用水車而將風車起動的情況下，如果將風車和水車的葉片的方向設定成互相反向旋轉(zhuǎn)，則能夠省略齒輪系統(tǒng)60。
[0161]另外，在第6實施方式所涉及的風力推進船110中，構成為作為龍骨而起作用的下支柱113b和壓載115相對于船體111而一體地旋轉(zhuǎn)，但本發(fā)明不限定于此，也可以構成為僅成為龍骨的下支柱113b旋轉(zhuǎn)。
[0162]此外，作為本發(fā)明的參考例，對組件相對于浮體而不搖動的情況進行說明。
[0163]例如，在本發(fā)明的第3實施方式中，如圖7所示，在上支柱Ila設有作為升力型的垂直軸風車的大流士型風車40，并且，在下支柱Ilb設有作為阻力型的垂直軸水車的薩沃紐斯型水車50，而且，如圖8所示，構成為將支柱11相對于浮體13而可搖動地支撐，但在例如薩沃紐斯型水車50足夠大的情況下，也可以構成為將支柱11相對于浮體13而不可搖動地支撐。即，在例如水深大的海域等，由于容易充分地增大薩沃紐斯型水車50，因而，即使大流士型風車40受到風力，也能夠充分地對抗其翻倒力矩，所以，如果不必為了避開過大的風力和潮流力而設定受到過大的風力和潮流力則傾斜的重量等，那么，不必在浮體13可搖動地支撐支柱11。在該情況下，將支柱11相對于支撐架臺20而可旋轉(zhuǎn)地安裝即可，因而能夠省略球形部17和彈性橡膠支承18、19而使支撐機構簡化。[0164]另外，由于第4實施方式是僅具備水車的構成，因而，如果不必為了避開過大的潮流力而設定受到過大的潮流力則傾斜的重量等，則不必在浮體13可搖動地支撐支柱11。在該情況下，也可以構成為將支柱11可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至第4實施方式的支撐架臺20且省略球形部17和彈性橡膠支承18、19。
[0165]符號說明
I浮體式流體力利用系統(tǒng)
10受風部
11支柱
12組件
13浮體
14壓載
15重心
【權利要求】
1.一種浮體式流體力利用系統(tǒng)，具備從風或水取出能量的組件和支撐所述組件的浮體，其特征在于， 所述組件具有受到流體力的受力部和支撐所述受力部的支柱， 所述組件，其重心配置于水面下，并且，相對于所述浮體而可沿任意的方向搖動地被支撐。
2.根據(jù)權利要求1所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述組件經(jīng)由銷接頭、萬向接頭、滑枕式滾珠型球面軸承以及彈性體支撐機構中的任一個而相對于所述浮體而可搖動地被支撐。
3.根據(jù)權利要求1所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述組件相對于所述浮體而可圍繞所述支柱的中心軸旋轉(zhuǎn)地被支撐。
4.根據(jù)權利要求3所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，利用風力作為所述流體能量的至少一個，其特征在于， 所述受力部包括在空中受到風力的受風部而構成， 所述支柱具備支撐所述受風部的上支柱和支撐配置于水面下的壓載的下支柱。
5.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述上支柱和所述下支柱關于所述支柱的中心軸而以剛性的狀態(tài)經(jīng)由軸承而可相對地同軸旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接。
6.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述受力部包括水平軸風車或垂直軸風車而構成。
7.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述受力部包括水平軸水車或垂直軸水車而構成， 所述水平軸水車或所述垂直軸水車配置于水面下并作為壓載或壓載的一部分而起作用。
8.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述上支柱和所述下支柱經(jīng)由齒輪系統(tǒng)而互相聯(lián)接，從而保持指定的相對的旋轉(zhuǎn)關系而同軸旋轉(zhuǎn)，并且，相對于所述浮體而可相對旋轉(zhuǎn)地且可搖動地被支撐。
9.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述上支柱和所述下支柱具有這樣的機構:在指定條件下，將所述上支柱和所述下支柱中的一方的旋轉(zhuǎn)傳遞至另一方，在其他條件下，不將所述上支柱和所述下支柱中的一方的旋轉(zhuǎn)傳遞至另一方。
10.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述組件具備從所述受力部的旋轉(zhuǎn)取出旋轉(zhuǎn)能量的旋轉(zhuǎn)能量取出部， 所述上支柱和下支柱構成為互相同軸反向旋轉(zhuǎn)， 所述旋轉(zhuǎn)能量取出部配置成在從所述上支柱和下支柱取出旋轉(zhuǎn)能量時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩互相消除。
11.根據(jù)權利要求10所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)能量取出部是具備轉(zhuǎn)子和定子的發(fā)電機， 所述發(fā)電機將所述轉(zhuǎn)子連接至所述上支柱和所述下支柱中的任一方，將所述定子連接至另一方，利用所述轉(zhuǎn)子和所述定子的差動而發(fā)電。
12.根據(jù)權利要求4所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述受力部包括升力型的垂直軸風車和阻力型的垂直軸水車而構成，所述垂直軸風車通過所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)而起動。
13.根據(jù)權利要求12所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述受力部包括升力型的垂直軸風車和阻力型的垂直軸水車而構成， 所述垂直軸水車經(jīng)由增速裝置而聯(lián)接至所述垂直軸風車， 所述增速裝置，在垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度為所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度以下的情況下，將所述垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)傳遞至所述垂直軸風車，在所述垂直軸風車的增速后的旋轉(zhuǎn)速度比所述垂直軸水車的旋轉(zhuǎn)速度更大的情況下，不將所述垂直軸風車的旋轉(zhuǎn)傳遞至所述垂直軸水車。
14.根據(jù)權利要求1所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述組件具有與所述組件的自重平衡的程度的浮力，并且，相對于所述浮體而可相對地上下運動地被支撐， 具備從所述組件和所述浮體的相對的上下運動取出能量的上下運動能量取出部。
15.根據(jù)權利要求14所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述上下運動能量取出部是具備平移器和定子的線性發(fā)電機， 所述線性發(fā)電機將所述平移器連接至所述組件和所述浮體中的任一方，將所述定子連接至另一方，利用所述平移器和所述定子的差動而發(fā)電。
16.根據(jù)權利要求14所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，上下運動能量取出部具備由滾珠絲杠、齒條和小齒輪、連桿和曲柄機構以及陀螺儀中的任一個構成的旋轉(zhuǎn)力變換機構。
17.根據(jù)權利要求16所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于，所述受力部具備升力型的垂直軸風車和升力型的垂直軸水車中的至少任一個，利用由所述旋轉(zhuǎn)力變換機構得到的旋轉(zhuǎn)力而起動。
18.一種風力推進船，使用根據(jù)權利要求1至17中的任一項所述的浮體式流體力利用系統(tǒng)，其特征在于， 所述浮體是船體，所述受力部包括在空中受到風力的受風部而構成，所述支柱具備支撐所述受風部的上支柱和支撐配置于水面下的壓載的下支柱， 具備配置于水面下并大致圍繞水平軸被所述受風部所受到的風力旋轉(zhuǎn)的螺旋槳，利用風力，以作為用于其旋轉(zhuǎn)的能量的至少一部分。
19.根據(jù)權利要求18所述的風力推進船，其特征在于，所述螺旋槳設置于所述壓載。
20.根據(jù)權利要求18所述的風力推進船，其特征在于，所述壓載或所述下支柱作為升力型的龍骨而起作用。
21.根據(jù)權利要求20所述的風力推進船，其特征在于， 具備配置在所述船體的前后的2個所述組件， 所述2個龍骨，在受到側(cè)風的直線前進時，以沿相同方向擁有迎角的方式旋轉(zhuǎn)，在回旋時，以前端的所述龍骨和后端的所述龍骨擁有互相反向的迎角的方式旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】F03D11/04GK104040170SQ201280053825
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權日:2011年11月4日
【發(fā)明者】中村拓樹, 秋元博路 申請人:中村拓樹