(57)【要約】【課題】流体の流れにより回転するタービンであって、この流れが低速であり、かつ、この流れの方向が時間の経過と共に変化する場合であっても、効率よく回転するタービンを提供する。【解決手段】回転軸２と、回転軸２と一体で回転する回転板３（３Ａ、３Ｂ）と、回転軸２の外周側において、回転軸２の周方向に沿って回転板３（３Ａ、３Ｂ）に固定された複数の案内板４（４Ａ〜４Ｈ）とを備え、複数の案内板４（４Ａ〜４Ｈ）それぞれは、回転軸２の径方向において回転軸２と離隔するように配置され、回転軸２において、回転軸２の軸方向に直交する断面Ｓが円形であり、流体Ｆは、断面Ｓの外周Ｃに接触しながら外周Ｃに沿って流れるタービン１。【選択図】図１
2020176604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れにより回転するタービンであって、
回転軸と、
当該回転軸と一体で回転する回転板と、
前記回転軸の外周側において、当該回転軸の周方向に沿って前記回転板に固定された複数の案内板とを備え、
前記複数の案内板それぞれは、前記回転軸の径方向において前記回転軸と離隔するように配置され、
前記回転軸において、当該回転軸の軸方向に直交する断面が円形であり、
前記流体は、前記断面の外周に接触しながら当該外周に沿って流れることを特徴とするタービン。
【請求項２】
前記案内板は、前記径方向に対して前記周方向に傾斜するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のタービン。
【請求項３】
前記案内板は、
前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、
当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部とを有しており、
前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
【請求項４】
前記案内板は、
前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、
当該流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部とを有しており、
前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
【請求項５】
前記案内板は、
前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、
当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部と、
前記流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部とを有しており、
前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びており、
前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
【請求項６】
前記複数の案内板には、
内側案内板と、
前記径方向において前記内側案内板の外側に配置される外側案内板とが含まれており、
前記径方向において、
前記外側案内板の内側端部と前記回転軸との距離は、前記内側案内板の外側端部と前記回転軸との距離に比較して長いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタービン。
【請求項７】
潮汐により発生する潮流を利用して発電する潮汐発電装置であって、
タービンと、
当該タービンが内部に設置されたハウジングと、
前記タービンの回転により発電を行う発電機とを備え、
前記ハウジングは、天板と、底板と、一組の主流入板と、一組の主流出板と、側流入板と、側流出板とを有しており、
前記ハウジングの内部には、主流入部と、主流出部と、側流入部と、側流出部とが形成されており、
前記主流入部は、前記タービンの軸方向に直交する面における直線方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記面において前記直線方向に延びる第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流入板の間における領域であり、
前記主流出部は、前記直線方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記面において前記第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流出板の間における領域であり、
前記一組の主流入板と前記一組の主流出板とは、前記面において前記第一直線に対して直交する第二直線を基準として互いに対称に形成されており、
前記側流入部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記一組の主流入板の一方と前記側流入板との間における領域であり、
前記側流出部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記一組の主流出板の一方と前記側流出板との間における領域であり、
前記側流入板と前記側流出板とは、前記面において前記第二直線を基準として互いに対称に形成されており、
前記タービンは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタービンであることを特徴とする潮汐発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービン、及び、潮汐により発生する潮流（海流）を利用してタービンを回転させて発電する潮汐発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンは、水力発電装置及び風力発電装置などの流体発電装置に使用されており、この流体発電装置の一種である潮汐発電装置においても使用されている。潮汐発電装置とは、潮汐（海面が周期的に昇降する現象）により発生する潮流（海流）を利用して発電する発電装置をいう。例えば、下記特許文献１には、水流タービンと、水流タービンが内部に設置された海水出入管（ハウジング）と、水流タービンが回転することで発電する水流発電機とを備え、海水が海水出入管内部を通過することで、水流タービンが回転して水流発電機において発電する潮汐発電装置が記載されている。
【０００３】
ところで、潮汐発電装置では、ハウジングの内部における水の流れ方向が潮汐により変化する。このため、従来の潮汐発電装置においては、ハウジングの内部において、タービンは一方向に継続して回転するのではなく一方向及び逆方向に交互に回転する。それゆえ、水流がタービンを回転始動させる（タービンを新たな方向へ回転させる）ことに繰り返し使用され、水流によりタービンを効率よく回転させることができない。
【０００４】
また、潮汐発電装置だけでなく風力発電装置においても、タービンに供給される流体の流れ方向は時間の経過と共に変化する。ただし、風力発電装置においては、タービンに供給される流体の流れが速いため、流体の流れ方向が変化してもタービンを効率よく回転させることが容易である。一方、潮汐発電装置においては、タービンに供給される流体（海水）の流れが遅いため、流体の流れ方向が変化するとタービンを効率よく回転させることが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−１００６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、流体の流れにより回転するタービンであって、この流れが低速であり、かつ、この流れの方向が時間の経過と共に変化する場合であっても、効率よく回転するタービンを提供することを目的とする。さらには、本発明は、このようなタービンを備える潮汐発電装置を提供することも目的とする。    
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、流体の流れにより回転するタービンであって、回転軸と、当該回転軸と一体で回転する回転板と、前記回転軸の外周側において、当該回転軸の周方向に沿って前記回転板に固定された複数の案内板とを備え、前記複数の案内板それぞれは、前記回転軸の径方向において前記回転軸と離隔するように配置され、前記回転軸において、当該回転軸の軸方向に直交する断面が円形であり、前記流体は、前記断面の外周に接触しながら当該外周に沿って流れることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るタービンによれば、回転軸の横断面（回転軸の軸方向に直交する断面）が円形であるため、流体は当該横断面の外周に沿って回転軸の周方向に流れる。これにより、回転軸の周方向において当該外周に沿った流体の流れである、内周回流が発生する。また、この内周回流に遠心力が作用することで、この内周回流の一部が回転軸の径方向外側に向かって進行する。さらに、このように進行した内周回流は、「回転軸の周方向に案内板を押圧しながら流動する」外周回流を発生させる。そして、内周回流は、回転軸の周方向において、回転軸に摩擦力及び慣性力を付与することでタービンを回転させる。一方、外周回流は、回転軸の周方向において、案内板に押圧力を付与することでタービンを回転させる。つまり、本発明に係るタービンによれば、「タービンの回転に利用する流体の流れが低速であり」、かつ、「この流れの方向が時間の経過と共に変化する」場合であっても、内周回流及び外周回流の両方により効率よく回転することができる。
【０００９】
また、上記タービンにおいて、前記案内板は、前記径方向に対して前記周方向に傾斜するように設けられることが好ましい。これにより、タービンに供給された流体は、案内板に沿って回転軸の径方向外側から内側に向かって流れることで、回転軸の周方向における速度成分を与えられる。このため、タービンに供給された流体から内周回流を効率よく発生させることができる。
【００１０】
さらに、上記タービンにおいて、前記案内板は、前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部とを有しており、前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることが好ましい。これにより、内周回流の急速な分散（回転軸の径方向外側への分散）を内周回流維持部により抑制し、この内周回流として流動する流体の流量を高めることができる。このため、内周回流により、タービンをより効率よく回転させることができる。なお、「内周回流の急速な分散」とは、内周回流に遠心力が作用することによる分散である。
【００１１】
また、上記タービンにおいて、前記案内板は、前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、当該流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部とを有しており、前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることが好ましい。これにより、外周回流の急速な分散（回転軸の径方向外側への分散）を外周回流維持部により抑制し、この外周回流として流動する流体の流量を高めることができる。このため、回転軸の周方向において、外周回流により、タービンをより効率よく回転させることができる。なお、「外周回流の急速な分散」とは、外周回流に遠心力が作用することによる分散である。
【００１２】
さらに、上記タービンにおいて、前記案内板は、前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部と、前記流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部とを有しており、前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びており、前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることが好ましい。これにより、外周回流の「径方向外側への分散」を外周回流維持部により抑制し、かつ、外周回流の「径方向内側への分散」を内周回流維持部により抑制することができる。このため、外周回流により案内板に効率よく押圧力を付与することができる。なお、外周回流の「径方向内側への分散」は、回転軸の径方向外側から内側へ供給される流体の流れにより引き起こされるものである。また、外周回流の「径方向外側への分散」は、外周回流に遠心力が作用することにより引き起こされるものである。
【００１３】
また、上記タービンにおいて、前記複数の案内板には、内側案内板と、前記径方向において前記内側案内板の外側に配置される外側案内板とが含まれており、前記径方向において、前記外側案内板の内側端部と前記回転軸との距離は、前記内側案内板の外側端部と前記回転軸との距離に比較して長いことが好ましい。これにより、回転軸の周方向において、回転軸の外周に沿った上記内周回流とは別に、内側案内板と外側案内板との間を通過する内周回流をさらに発生させることができる。このため、回転軸の径方向における異なる位置に複数の内周回流を発生させることができ、これら複数の内周回流を利用してタービンをさらに効率よく回転させることができる。
【００１４】
さらに、本発明は、潮汐により発生する潮流を利用して発電する潮汐発電装置であって、タービンと、当該タービンが内部に設置されたハウジングと、前記タービンの回転により発電を行う発電機とを備え、前記ハウジングは、天板と、底板と、一組の主流入板と、一組の主流出板と、側流入板と、側流出板とを有しており、前記ハウジングの内部には、主流入部と、主流出部と、側流入部と、側流出部とが形成されており、前記主流入部は、前記タービンの軸方向に直交する面における直線方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記面において前記直線方向に延びる第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流入板の間における領域であり、前記主流出部は、前記直線方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記面において前記第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流出板の間における領域であり、前記一組の主流入板と前記一組の主流出板とは、前記面において前記第一直線に対して直交する第二直線を基準として互いに対称に形成されており、前記側流入部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記一組の主流入板の一方と前記側流入板との間における領域であり、前記側流出部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記一組の主流出板の一方と前記側流出板との間における領域であり、前記側流入板と前記側流出板とは、前記面において前記第二直線を基準として互いに対称に形成されており、前記タービンは、上述したタービンのいずれか一つであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る潮汐発電装置によれば、上述した側流入部を備えることで、主流入部における流体の流入方向とは別方向から流体がハウジング内部に流入することになる。これにより、互いに流れ方向が異なる潮流（主流入部から流入する流体の流れ、及び、側流入部から流入する流体の流れ）がハウジング内部で合流し、この合流によりハウジング内部で流体が様々な方向に分散されてタービンに力を伝達する。このため、側流入部を形成するだけの簡易な方法により、タービンにおいて潮流による力が伝達される箇所の範囲を広げることができる。それゆえ、低コストで製造可能であり、かつ、効率よくタービンを回転させて発電することが可能な発電装置とすることができる。
【００１６】
その上で、上述した側流出部を備えることで、潮汐によりハウジング内部において流体の流れ方向が変化した場合であっても、上述した側流出部を上述した側流入部として機能させることができる。これにより、低コストで製造可能であり、かつ、効率よくタービンを回転させて発電することが可能な潮汐発電装置とすることができる。なお、潮汐によりハウジング内部において流体の流れ方向が変化した場合、上述した主流出部を上述した主流入部として機能させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る潮汐発電装置によれば、内周回流を効率よく発生させるように主流入部を設置し、かつ、外周回流を効率よく発生させるように側流入部を設置することができる。すなわち、タービンへの最適な流体供給方向は、タービンにおいて内周回流を効率よく発生させることを目的とするか、タービンにおいて外周回流を効率よく発生させることを目的とするかにより異なる。このため、従来は、これら２つの目的を同時に達成するように流体をタービンに供給することが困難であった。しかし、本発明に係る潮汐発電装置は、流体の流入方向が異なる主流入部及び側流入部の設置により、上記２つの目的を同時に達成することができ、本発明に係るタービンの機能を充分に発揮させることができる。よって、本発明に係る潮汐発電装置によれば、内周回流と外周回流との両方によりタービンを効率よく回転させることができ、効率よく発電を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上により、本発明に係るタービンによれば、流体の流れにより回転するにあたり、この流れが低速であり、かつ、この流れの方向が時間の経過と共に変化する場合であっても、効率よく回転することができる。さらには、本発明に係る潮汐発電装置によれば、このようなタービンを備えることで効率よく発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るタービンの第一実施形態を示す一部破断斜視図である。
【図２】図１に示すタービンの概略横断面図である。
【図３】本発明に係るタービンの第二実施形態を示す一部破断斜視図である。
【図４】図３に示すタービンの概略横断面図である。
【図５】本発明に係るタービンの第三実施形態を示す概略横断面図である。
【図６】本発明に係るタービンの第四実施形態を示す概略横断面図である。
【図７】本発明に係る潮汐発電装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図８】図７に示す潮汐発電装置における概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
まず、本発明に係るタービンの第一実施形態について説明する。図１は、本発明に係るタービンの第一実施形態を示す一部破断斜視図である。図２は、図１に示すタービンの概略横断面図である。図１に示すように、タービン１は、回転軸２と、この回転軸２と一体で回転する回転板３（３Ａ、３Ｂ）と、この回転軸２の外周側において回転軸２の周方向に沿って回転板３（３Ａ、３Ｂ）に固定された複数の案内板４（４Ａ〜４Ｈ）とを備えている。なお、図１においては、回転板３Ａの一部を破断させている。
【００２２】
図１に示すように、回転軸２は、円柱状に形成されている。また、図２に示すように、回転軸２は、回転軸２の軸方向に直交する断面Ｓが円形になるように配置されている。なお、以下において、「軸方向」は、回転軸２の軸方向を意味している。また、「径方向」は、回転軸２の径方向を意味している。さらに、「面方向」は、回転軸２の軸方向に直交する面方向を意味している。
【００２３】
図１に示すように、回転板３（３Ａ、３Ｂ）は、共に円板状に形成された平板部材である。また、回転板３（３Ａ、３Ｂ）は、それぞれ回転軸２に固定されている。さらに、回転板３（３Ａ、３Ｂ）は、共に面方向に配置されている。そして、回転板３Ａは、回転軸２において軸方向一端（上端）に固定されている。一方、回転板３Ｂは、回転軸２において軸方向他端（下端）に固定されている。
【００２４】
図１に示すように、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）は、長方形状に形成された平板部材である。また、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）は、回転板３Ａの下端と回転板３Ｂの上端とに固定され、かつ、これら下端及び上端の間を軸方向に延びるように配置されている。また、図２に示すように、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）は、径方向に対して周方向に傾斜するように設けられる。そして、複数の案内板４（４Ａ〜４Ｈ）それぞれは、径方向において回転軸２と離隔するように配置されている。
【００２５】
図１、２に示すタービン１の動作は次の通りである。まず、回転板３Ａ、３Ｂの間において、面方向における任意の直線方向（図２の紙面においては「下から上に向かう方向」）に流体Ｆが供給される。この流体Ｆは、案内板４Ａに沿うように、回転軸２の径方向外側から内側に向かって流れる。これにより、案内板４Ａに沿って案内流ｇ１が発生する。さらに、案内流ｇ１の一部は、周方向において、回転軸２の外周Ｃに接触しながら回転軸２の外周Ｃに沿って進行する。このため、回転軸２の外周Ｃに沿って周方向に内周回流ｉ１が発生する。この内周回流ｉ１は、周方向において回転軸２に摩擦力及び慣性力を付与する。
【００２６】
さらに、この内周回流ｉ１に遠心力が作用することで、この内周回流ｉ１の一部が径方向外側に向かって進行する。これにより、この内周回流ｉ１の一部は、「周方向において案内板４（４Ａ〜４Ｈ）を押圧しながら流動する」外周回流ｅ１を発生させる。そして、外周回流ｅ１は、周方向において案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に押圧力を付与する。
【００２７】
つまり、タービン１は、内周回流ｉ１による回転軸２への摩擦力及び慣性力と、外周回流ｅ１による案内板４（４Ａ〜４Ｈ）への押圧力とにより回転する。そして、タービン１が回転方向Ｒに回転することで、新たにタービン１に供給される流体Ｆは案内板４Ｈに供給される（すなわち、図２の紙面において、案内板４Ａではなく案内板４Ｈが下側に位置するようになる。）。これにより、流体Ｆは、案内板４Ｈに沿って流れながら案内流ｇ１を発生させる。さらに、タービン１が回転することで、流体Ｆは、案内板４Ｇ〜４Ｂの順に供給され、さらには、再度案内板４Ａに供給される。
【００２８】
ここで、内周回流ｉ１が発生する流路を内周流路ｃ１、外周回流ｅ１が発生する流路を外周流路ｃ２とすると、内周流路ｃ１と外周流路ｃ２は共に環状に形成される。さらに、外周流路ｃ２は、径方向において内周流路ｃ１の外側に形成される。そして、内周流路ｃ１において、内周回流ｉ１は周方向全体に発生する。一方、外周流路ｃ２において、外周回流ｅ１は周方向における案内板４（４Ａ〜４Ｈ）の間に発生する。
【００２９】
以上のように、本発明に係るタービンの第一実施形態によれば、回転軸２の断面Ｓ（回転軸２の軸方向に直交する断面）が円形であるため、流体Ｆは断面Ｓの外周Ｃに沿って回転軸２の周方向に流れる。これにより、回転軸２の周方向において外周Ｃに沿った流体Ｆの流れである、内周回流ｉ１が発生する。また、この内周回流ｉ１に遠心力が作用することで、この内周回流ｉ１の一部が回転軸２の径方向外側に向かって進行する。さらに、このように進行した内周回流ｉ１は、「回転軸２の周方向に案内板４（４Ａ〜４Ｈ）を押圧しながら流動する」外周回流ｅ１を発生させる。そして、内周回流ｉ１は、回転軸２の周方向において、回転軸２に摩擦力及び慣性力を付与することでタービン１を回転させる。一方、外周回流ｅ１は、回転軸２の周方向において、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に押圧力を付与することでタービン１を回転させる。つまり、上記第一実施形態によれば、「タービン１の回転に利用する流体Ｆの流れが低速であり」、かつ、「この流れの方向が時間の経過と共に変化する」場合であっても、内周回流ｉ１及び外周回流ｅ１の両方により効率よく回転することができる。
【００３０】
また、上記第一実施形態において、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）は、径方向に対して周方向に傾斜するように設けられている。これにより、タービン１に供給された流体Ｆは、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に沿って回転軸２の径方向外側から内側に向かって流れることで、回転軸２の周方向における速度成分を与えられる。このため、タービン１に供給された流体Ｆから内周回流ｉ１を効率よく発生させることができる。
【００３１】
なお、上記第一実施形態において、回転軸２は円柱状に形成されているが、回転軸２において軸方向に直交する断面Ｓが円形であれば、回転軸２の形状を円柱状以外（例えば、円錐など）にすることもできる。また、上記第一実施形態において、回転板３（３Ａ、３Ｂ）を２枚設置しているが、いずれか１枚のみ又は３枚以上設置してもよい。さらに、上記第一実施形態において、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）を８枚使用しているが、案内板４の設置枚数は特に限定されるものではない。また、上記第一実施形態において、回転板３（３Ａ、３Ｂ）及び案内板４（４Ａ〜４Ｈ）には、それぞれ平板部材を使用しているが、波形部材など平板部材以外の部材を使用することもできる。さらに、上記第一実施形態において、案内板４（４Ａ〜４Ｈ）は、径方向に傾斜する方向に延びているが、径方向に延びていてもよい。
【００３２】
次に、本発明に係るタービンの第二実施形態について説明する。なお、以下において、上記第二実施形態の構成のうち上記第一実施形態と共通する構成については、上記第一実施形態の構成と同様の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
図３は、本発明に係るタービンの第二実施形態を示す一部破断斜視図である。図４は、図３に示すタービンの概略横断面図である。図３及び図４に示すように、タービン１１は、図１に示すタービン１が備える案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に代えて案内板１４（１４Ａ〜１４Ｈ）を備えている。図３及び図４に示すように、案内板１４（１４Ａ〜１４Ｈ）は、「径方向に対して周方向に傾斜する方向」に延びるように形成された流体流入案内部１４ａと、流体流入案内部１４ａにおける径方向内側端部から延びる内周回流維持部１４ｂと、流体流入案内部１４ａの径方向外側端部から延びる外周回流維持部１４ｃとを有している。そして、内周回流維持部１４ｂは、回転軸２の径方向中心部分と流体流入案内部１４ａの径方向内側端部とを通過する径方向に対して、面方向において直交する方向両側に延びている。外周回流維持部１４ｃは、回転軸２の径方向中心部分と流体流入案内部１４ａの径方向外側端部とを通過する径方向に対して、面方向において直交する方向両側に延びている。
【００３４】
また、各案内板１４（１４Ａ〜１４Ｈ）における流体流入案内部１４ａは、それぞれ図１及び図２に示す案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に相当する。なお、図３及び図４においては、案内板１４Ａについてのみ符号１４ａ〜１４ｃを付し、案内板１４Ｂ〜１４Ｈについては符号１４ａ〜１４ｃの記載を省略した。なお、図４において、Ｒはタービン１１の回転方向を示している。
【００３５】
以上のように、上記第二実施形態によれば、内周回流ｉ１の急速な分散（回転軸２の径方向外側への分散）を内周回流維持部１４ｂにより抑制し、この内周回流ｉ１として流動する流体Ｆの流量を高めることができる。このため、内周回流ｉ１によりタービン１１をより効率よく回転させることができる。なお、「内周回流ｉ１の急速な分散」とは、内周回流ｉ１に遠心力が作用することによる分散である。
【００３６】
また、上記第二実施形態によれば、外周回流ｅ１の急速な分散（回転軸２の径方向外側への分散）を外周回流維持部１４ｃにより抑制し、この外周回流ｅ１として流動する流体Ｆの流量を高めることができる。このため、回転軸２の周方向において、外周回流ｅ１によりタービン１１をより効率よく回転させることができる。なお、「外周回流ｅ１の急速な分散」とは、外周回流ｅ１に遠心力が作用することによる分散である。
【００３７】
なお、上記第二実施形態においては、内周回流維持部１４ｂ及び外周回流維持部１４ｃの両方を設けたが、これらのうちのいずれか一方のみを設けてもよい。また、上記第二実施形態においては、内周回流維持部１４ｂ及び外周回流維持部１４ｃは、それぞれ流体流入案内部１４ａから両方向に延びているが、一方向にのみ延びていてもよい。
【００３８】
しかし、上記第二実施形態のように、内周回流維持部１４ｂ及び外周回流維持部１４ｃの両方を設けることで、外周回流ｅ１の「径方向外側への分散」を外周回流維持部１４ｃにより抑制し、かつ、外周回流ｅ１の「径方向内側への分散」を内周回流維持部１４ｂにより抑制することができる。このため、外周回流ｅ１により「案内板１４（１４Ａ〜１４Ｈ）の流体流入案内部１４ａ」に効率よく押圧力を付与することができる。なお、外周回流ｅ１の「径方向内側への分散」は、回転軸２の径方向外側から内側へ供給される流体Ｆの流れ（案内流ｇ１）により引き起こされるものである。また、外周回流ｅ１の「径方向外側への分散」は、外周回流ｅ１に遠心力が作用することにより引き起こされるものである。
【００３９】
また、上記第二実施形態のように、内周回流維持部１４ｂ及び外周回流維持部１４ｃがそれぞれ流体流入案内部１４ａから両方向に延びていることで、タービン１１の回転方向にかかわらず両維持部１４ｂ、１４ｃを機能させることができる。このため、タービン１１への流体供給方向が時間の経過と共に異なる場合（図４の紙面において、「下から上へ向かう方向」と「上から下へ向かう方向」とに、交互に流体Ｆが供給される場合）であっても、両維持部１４ｂ、１４ｃを機能させることができる。よって、タービン１１を「潮汐発電装置（時間の経過と共に異なる方向から流体が供給される装置）において好適に使用することができる回転体」とすることができる。
【００４０】
次に、本発明に係るタービンの第三実施形態について説明する。なお、以下において、上記第三実施形態の構成のうち上記第二実施形態と共通する構成については、上記第二実施形態の構成と同様の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、タービン２１は、図３及び図４に示す案内板１４（１４Ａ〜１４Ｈ）に代えて案内板２４（２４Ａ〜２４Ｈ）を備える。これら案内板２４（２４Ａ〜２４Ｈ）は、図３及び図４に示す流体流入案内部１４ａに代えて流体流入案内部２４ａを備えている。この流体流入案内部２４ａは、径方向に延びるように形成されている。
【００４１】
ここで、図５に示すように、流体Ｆは、「径方向に対して周方向に傾斜する方向」に供給される。また、このような供給方法には、例えば、「タービン２１の径方向外側において、上記傾斜する方向に延びる固定案内板（不図示）を周方向に沿って複数配置し、これらの固定案内板の径方向外側から径方向内側に向かって流体Ｆを供給する」方法が挙げられる。また、図５において、Ｒはタービン２１の回転方向を示している。
【００４２】
以上のように、上記第三実施形態によれば、流体流入案内部２４ａが（径方向に対して周方向に傾斜するのではなく）径方向に延びているため、流体Ｆの「タービン２１への供給方向」にかかわらず、案内流ｇ１が発生する方向を一定に（径方向で統一）することができる。これにより、「タービン２１に流体Ｆが供給される方向」が時間の経過と共に変化しても、タービン２１の内部における水流の状態（流体の流速及び流れ方向）をほぼ一定にすることができ、タービン２１の回転速さをほぼ一定にすることができる。よって、時間の経過と共に流体の流れ方向が変化する発電装置（潮汐発電装置）において、タービン２１を有効に利用することができる。
【００４３】
次に、本発明に係るタービンの第四実施形態について説明する。図６は、本発明に係るタービンの第四実施形態を示す概略横断面図である。図６に示すように、タービン３１は、図１に示すタービン１が備える複数の案内板４（４Ａ〜４Ｈ）に代えて複数の案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）、３５（３５Ａ〜３５Ｈ）、３６（３６Ａ〜３６Ｈ）を備える。具体的には、タービン３１は、複数の第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）と、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）と、複数の第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）とを備えている。
【００４４】
ここで、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）は、回転軸２の外周側において、周方向に沿って回転板３Ａ、３Ｂ（図６においては回転板３Ｂのみ図示）に固定されている。また、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）は、複数の第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）に比較して径方向外側において、周方向に沿って回転板３Ａ、３Ｂ（図６においては３Ｂのみ図示）に固定されている。さらに、複数の第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）は、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）に比較して径方向外側において、周方向に沿って回転板３Ａ、３Ｂ（図６においては３Ｂのみ図示）に固定されている。
【００４５】
また、径方向において、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）それぞれにおける内側端部と回転軸２との距離は、複数の第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）それぞれにおける外側端部と回転軸２との距離に比較して長い。さらに、径方向において、複数の第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）それぞれにおける内側端部と回転軸２との距離は、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）それぞれにおける外側端部と回転軸２との距離に比較して長い。
【００４６】
複数の案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）、３５（３５Ａ〜３５Ｈ）、３６（３６Ａ〜３６Ｈ）は、内側案内板と外側案内板との一方又は両方として位置付けられる。なお、外側案内板とは、径方向において内側案内板より外側に配置された案内板である。そして、径方向において、外側案内板の内側端部と回転軸２との距離は、内側案内板の外側端部と回転軸２との距離に比較して長い。タービン３１においては、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）は内側案内板に該当し、第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）は外側案内板に該当する。また、第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）は、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）との対比では外側案内板に該当し、第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）との対比では内側案内板に該当する。
【００４７】
さらに、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）は、複数の第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）に比較して、径方向に対して周方向に大きく傾斜するように配置されている。また、複数の第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）は、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）と同一方向に傾斜し、かつ、複数の第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）に比較して、径方向に対して大きく傾斜するように配置されている。このように、外側案内板は、内側案内板に比較して、径方向に対して周方向に大きく傾斜するように配置される。
【００４８】
図６に示すタービン３１の動作は次の通りである。まず、回転板３Ａ（図６においては示さず）、３Ｂの間において、面方向における任意の直線方向（図６の紙面においては「下から上に向かう方向」）に流体Ｆが供給される。この流体Ｆは、第三案内板３６Ａに沿うように、回転軸２の径方向外側から内側に向かって流れる。これにより、第三案内板３６Ａに沿って第三案内流ｇ３が発生する。さらに、第三案内流ｇ３の一部は、第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）と第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）との間を通過する周方向において、第三内周回流ｉ３を発生させる。また、第三案内流ｇ３の別の一部は、径方向内側に進行し、第二案内板３５Ａに沿って第二案内流ｇ２を発生させる。
【００４９】
また、第二案内流ｇ２の一部は、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）と第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）との間を通過する周方向において、第二内周回流ｉ２を発生させる。また、第二案内流ｇ２の別の一部は、径方向内側に進行し、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）に沿って第一案内流ｇ１（図２に示す「案内流ｇ１」に相当）を発生させる。さらに、第一案内流ｇ１の一部は、周方向において外周Ｃに沿って第一内周回流ｉ１（図２に示す「内周回流ｉ１」に相当）を発生させる。
【００５０】
さらに、第一内周回流ｉ１〜第三内周回流ｉ３それぞれに遠心力が作用することで、これら第一内周回流ｉ１〜第三内周回流ｉ３がそれぞれ径方向外側に向かって進行する。これにより、第一内周回流ｉ１の一部から第一外周回流ｅ１が発生し、第二内周回流ｉ２の一部から第二外周回流ｅ２が発生し、第三内周回流ｉ３の一部から第三外周回流ｅ３が発生する。そして、これら第一外周回流ｅ１〜第三外周回流ｅ３は、それぞれ第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）〜第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）を周方向に押圧する。なお、図６において、第一外周回流ｅ１〜第三外周回流ｅ３は、第一外周回流ｅ１〜第三外周回流ｅ３の発生箇所における一部にのみ示されている。
【００５１】
ここで、第一内周回流ｉ１が発生する流路を第一内周流路ｃ１（図２に示す「内周流路ｃ１」に相当）、第一外周回流ｅ１が発生する流路を第一外周流路ｃ２（図２に示す「外周流路ｃ２」に相当）、第二内周回流ｉ２が発生する流路を第二内周流路ｃ３、第二外周回流ｅ２が発生する流路を第二外周流路ｃ４、第三内周回流ｉ３が発生する流路を第三内周流路ｃ５、第三外周回流ｅ３が発生する流路を第三外周流路ｃ６とする。この場合、これらの流路ｃ１〜ｃ６は環状に形成されている。そして、回転軸２との離隔距離（径方向における距離）は、流路ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、ｃ６の順に大きくなる。
【００５２】
以上のように、本発明に係るタービンの第四実施形態によれば、回転軸２の周方向において、回転軸２の外周Ｃに沿った第一内周回流ｉ１とは別に、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）と第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）との間を通過する第二内周回流ｉ２、及び、第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）と第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）との間を通過する第三内周回流ｉ３をさらに発生させることができる。このため、「回転軸２の径方向における異なる位置」に複数の内周回流ｉ１〜ｉ３を発生させることができ、これら複数の内周回流ｉ１〜ｉ３を利用してタービン３１をさらに効率よく回転させることができる。
【００５３】
なお、上記第四実施形態においては、第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）、第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）及び第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）を設置した。しかし、第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）を設置せずに第一案内板３４（３４Ａ〜３４Ｈ）及び第二案内板３５（３５Ａ〜３５Ｈ）のみを設置することもでき、あるいは、第三案内板３６（３６Ａ〜３６Ｈ）の径方向外側にさらに案内板を設置することもできる。
【００５４】
次に、本発明に係る潮汐発電装置の一実施形態について説明する。図７は、本発明に係る潮汐発電装置の一実施形態を示す斜視図である。図７に示す潮汐発電装置１０１は、潮汐により発生する潮流を利用して発電する発電装置である。図７に示すように、潮汐発電装置１０１は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）と、タービン１（１Ａ、１Ｂ）が内部に設置されたハウジング１１０と、タービン１（１Ａ、１Ｂ）が回転することで発電する発電機（不図示）と、ハウジング１１０の外部から内部に向けて水Ｗ１が流入する空間である主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２と、ハウジング１１０の内部から外部に向けて水Ｗ２が流出する空間である主流出部Ｄ１及び側流出部Ｄ２とを備える。
【００５５】
ハウジング１１０は、天板１２０と底板１３０とを有している。また、天板１２０と底板１３０とは、互いに平行となるように配置されている。さらに、天板１２０と底板１３０とは、タービン１（１Ａ、１Ｂ）の軸方向に直交する面方向に配置されている。そして、天板１２０は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）の軸方向一端においてタービン１（１Ａ、１Ｂ）に取り付けられている。また、底板１３０は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）の軸方向他端においてタービン１（１Ａ、１Ｂ）に取り付けられている。
【００５６】
図８は、図７に示す潮汐発電装置を示す概略横断面図である。図８に示すように、主流入部Ｉ１において、第一直線ｄ１（仮想線）が延びる直線方向に水Ｗ１が流入して本流Ｍ１が生じる。また、主流出部Ｄ１において、上記直線方向に水Ｗ２が流出して本流Ｍ２が生じる。なお、第一直線ｄ１は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）の軸方向に直交する面（図８に示すＸＹ平面）において、潮汐発電装置１０１のＸ方向中央を通過し、かつ、Ｙ方向に延びる直線である。また、側流入部Ｉ２において、「ＸＹ平面における第一直線ｄ１に対して傾斜する方向」に水Ｗ１が流入して側流Ｂ１が生じる。さらに、側流出部Ｄ２において、「ＸＹ平面における第一直線ｄ１に対して傾斜する方向」に水Ｗ２が流出して側流Ｂ２が生じる。
【００５７】
また、図８に示すように、主流入部Ｉ１は、ＸＹ平面において第一直線ｄ１を基準として互いに対称に形成された一組の主流入板１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）の間における領域である。さらに、主流出部Ｄ１は、ＸＹ平面において第一直線ｄ１を基準として互いに対称に形成された一組の主流出板１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）の間における領域である。また、一組の主流入板１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）と一組の主流出板１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）とは、ＸＹ平面において第二直線ｄ２を基準として互いに対称に形成されている。さらに、側流入板１１３Ａ（１１３Ｂ）と側流出板１１４Ａ（１１４Ｂ）とは、ＸＹ平面において第二直線ｄ２を基準として互いに対称に形成されている。なお、第二直線ｄ２とは、ＸＹ平面において、潮汐発電装置１０１のＹ方向中央を通過し、かつ、第一直線ｄ１に対して直交する直線である。
【００５８】
さらに、図８に示すように、側流入部Ｉ２は、一組の主流入板１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）の一方１１１Ａと側流入板１１３Ａとの間における位置と、一組の主流入板１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）の他方１１１Ｂと側流入板１１３Ｂとの間における位置とにそれぞれ形成されている。また、側流出部Ｄ２は、一組の主流出板１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）の一方１１２Ａと側流出板１１４Ａとの間における位置と、一組の主流出板１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）の他方１１２Ｂと側流出板１１４Ｂとの間における位置とにそれぞれ形成されている。
【００５９】
また、図８に示すように、一組の主流出板１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）の間における距離（Ｘ方向における距離）は、本流Ｍ２の上流側から下流側に向かうにつれて徐々に長くなる。このため、本流Ｍ２は、ハウジング１１０の内部から外部において拡散するように排出される。すなわち、主流出部Ｄ１は、ディフューザとして機能する。さらに、主流出板１１２Ａと側流出板１１４Ａとの間における距離（「ＸＹ平面において、Ｘ方向に対して４５°の角度を形成し、かつ、Ｙ方向に対して４５°の角度を形成する方向」における距離）は、側流Ｂ２の上流側から下流側に向かって徐々に長くなる。このため、側流Ｂ２は、ハウジング１１０の内部から外部において拡散するように排出される。すなわち、側流出部Ｄ２（主流出板１１２Ａと側流出板１１４Ａとの間における領域）は、ディフューザとして機能する。さらに、主流出板１１２Ｂと側流出板１１４Ｂとの間における側流出部Ｄ２も、同様にディフューザとして機能する。これらにより、主流出部Ｄ１及び側流出部Ｄ２は、タービン設置部Ｅからの水の吸い出し効果が高く、タービン設置部Ｅにおいて流れる水を効率よく吸い出して潮汐発電装置１０１の外部に排出する。
【００６０】
また、図８に示すように、潮汐発電装置１０１は、ＸＹ平面においてタービン１（１Ａ、１Ｂ）の外周に沿って円弧状に形成された逆流防止板１１５（１１５Ａ、１１５Ｂ）と、平板状に形成された外板１１６（１１６Ａ、１１６Ｂ）とを備える。逆流防止板１１５Ａ（１１５Ｂ）において、その一端が側流入板１１３Ａ（１１３Ｂ）の先端に接続され、かつ、その他端が側流出板１１４Ａ（１１４Ｂ）の先端に接続される。さらに、外板１１６Ａ（１１６Ｂ）において、その一端が側流入板１１３Ａ（１１３Ｂ）の先端に接続され、その他端が側流出板１１４Ａ（１１４Ｂ）の先端に接続される。さらに、逆流防止板１１５Ａとタービン１Ａとの間には、タービン１Ａの回転方向Ｒ１（又は回転方向Ｒ２）に沿って水が流れる流路が形成されている。
【００６１】
また、主流入部Ｉ１と主流出部Ｄ１との間の空間は、複数のタービン１Ａ、１Ｂが設置されるタービン設置部Ｅとされている。タービン設置部Ｅにおいて、タービン１Ａ、１Ｂは、第二直線ｄ２が延びる方向において互いに離隔するように設置されている。
【００６２】
さらに、図８に示すように、潮汐発電装置１０１は、一組の流れ調整柱１１７、１１８を備えている。流れ調整柱１１７は、主流入部Ｉ１に配置されている。また、流れ調整柱１１８は、主流出部Ｄ１に配置されている。さらに、流れ調整柱１１７において、第一直線ｄ１が延びる方向における中心（流れ調整柱１１７における中心）から当該中心の両側に向かうにつれ、ＸＹ平面において第一直線ｄ１に対する直交方向の距離が徐々に小さくなる。また、流れ調整柱１１８においても同様である。
【００６３】
また、図８に示すように、潮汐発電装置１０１には、潮汐発電装置１０１のバラストタンクとして機能するバラストタンク部Ｔ１〜Ｔ４が形成されている。バラストタンク部Ｔ１は、側流入板１１３Ａ、側流出板１１４Ａ、逆流防止板１１５Ａ及び外板１１６Ａにより囲まれた空間に空気が封入されて形成される。また、バラストタンク部Ｔ２は、側流入板１１３Ｂ、側流出板１１４Ｂ、逆流防止板１１５Ｂ及び外板１１６Ｂにより囲まれた空間に空気が封入されて形成される。また、バラストタンク部Ｔ３は、流れ調整柱１１７の内部空間に空気が封入されることで形成される。さらに、バラストタンク部Ｔ４は、流れ調整柱１１８の内部空間に空気が封入されることで形成される。
【００６４】
次に、図７及び図８に示す潮汐発電装置１０１における動作について説明する。まず、図７及び図８に示す潮汐発電装置１０１を海中に設置する。次に、潮汐により海面が上昇することにより潮流が発生し、この潮流により水Ｗ１が潮汐発電装置１０１に供給される。図７に示すように、潮汐発電装置１０１に供給される水Ｗ１は、主流入部Ｉ１からハウジング１１０（図８も参照）内に流入することで本流Ｍ１を生じさせ、側流入部Ｉ２からハウジング１１０内に流入することで側流Ｂ１を生じさせる。
【００６５】
ここで、本流Ｍ１は、主流入部Ｉ１において、第二直線ｄ２が延びる方向両側に分かれるように発生する。そして、本流Ｍ１は、ハウジング１１０の内部において側流Ｂ１と合流する。この合流により、ハウジング１１０の内部において、水が分散してタービン１（１Ａ、１Ｂ）に供給される。これにより、タービン１（１Ａ、１Ｂ）が回転方向Ｒ１に回転することで、タービン１（１Ａ、１Ｂ）に取り付けられた発電機（不図示）で発電がなされる。
【００６６】
さらに、図８に示すように、タービン１（１Ａ、１Ｂ）を回転させた水において、その一部が主流出部Ｄ１からハウジング１１０の外部へ流出して本流Ｍ２を生じさせ、その別の一部が側流出部Ｄ２からハウジング１１０の外部へ流出して側流Ｂ２を生じさせ、その残部がタービン１（１Ａ、１Ｂ）を回転させながら逆流防止板１１５（１１５Ａ、１１５Ｂ）に沿ってハウジング１１０の内部を循環する。このような循環を行う水の流れは、側流入部Ｉ２に発生する側流Ｂ１をタービン１（１Ａ、１Ｂ）の周方向に加速する。
【００６７】
また、潮汐発電装置１０１の外部においては、水Ｗ１の一部が外板１１６（１１６Ａ、１１６Ｂ）に沿って流れている。この流れ（外部流）は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）を回転させずに直進する流れであるため、本流Ｍ２や側流Ｂ２に比較して高速である。そして、側流Ｂ２は、ＸＹ平面（図８参照）において第一直線ｄ１に傾斜する方向に直進するため、ハウジング１１０の外部において上記外部流と合流して加速される。このため、側流出部Ｄ２においては、主流出部Ｄ１に比較して水が高速で潮汐発電装置１０１から排出される。
【００６８】
さらに、潮汐により海面が下降することで、図８において点線矢印で示すように、潮汐発電装置１０１において、水Ｗ２が主流出部Ｄ１及び側流出部Ｄ２からハウジング１１０の内部に流入し、水Ｗ１が主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２からハウジング１１０の外部に流出する。この場合、タービン１（１Ａ、１Ｂ）は、回転方向Ｒ１とは逆方向である回転方向Ｒ２に回転する。
【００６９】
以上のように、本発明に係る潮汐発電装置の一実施形態によれば、側流入部Ｉ２を備えることで、主流入部Ｉ１における水Ｗ１の流入方向とは別方向から水Ｗ１がハウジング１１０内部に流入することになる。これにより、互いに流れ方向が異なる潮流（主流入部Ｉ１から流入する水Ｗ１の流れ、及び、側流入部Ｉ２から流入する水Ｗ１の流れ）がハウジング１１０内部で合流し、この合流によりハウジング１１０内部で水Ｗ１が様々な方向に分散されてタービン１（１Ａ、１Ｂ）に力を伝達する。このため、側流入部Ｉ１を形成するだけの簡易な方法により、タービン１（１Ａ、１Ｂ）において潮流による力が伝達される箇所の範囲を広げることができる。それゆえ、低コストで製造可能であり、かつ、効率よくタービン１（１Ａ、１Ｂ）を回転させて発電することが可能な発電装置とすることができる。
【００７０】
その上で、側流出部Ｉ２を備えることで、潮汐によりハウジング１１０内部において水Ｗ１の流れ方向が変化した場合であっても、側流出部Ｄ２を側流入部Ｉ２として機能させることができる。これにより、低コストで製造可能であり、かつ、効率よくタービン１（１Ａ、１Ｂ）を回転させて発電することが可能な潮汐発電装置１０１とすることができる。なお、潮汐によりハウジング１１０内部において水Ｗ１の流れ方向が変化した場合、主流出部Ｄ１を主流入部Ｉ１として機能させることができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１によれば、内周回流ｉ１を効率よく発生させるように主流入部Ｉ１を設置し、かつ、外周回流ｅ１を効率よく発生させるように側流入部Ｉ２を設置することができる。すなわち、タービン１（１Ａ、１Ｂ）への最適な流体供給方向は、タービン１（１Ａ、１Ｂ）において内周回流ｉ１を効率よく発生させることを目的とするか、タービン１（１Ａ、１Ｂ）において外周回流ｅ１を効率よく発生させることを目的とするかにより異なる。このため、従来は、これら２つの目的を同時に達成するように流体Ｆをタービン１（１Ａ、１Ｂ）に供給することが困難であった。しかし、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１は、水Ｗ１の流入方向が異なる主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２の設置により、上記２つの目的を同時に達成することができ、タービン１（１Ａ、１Ｂ）の機能を充分に発揮させることができる。よって、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１によれば、内周回流ｉ１と外周回流ｅ１との両方によりタービン１（１Ａ、１Ｂ）を効率よく回転させることができ、効率よく発電を行うことができる。
【００７２】
なお、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１は、上述したように、潮汐に起因して発生した潮流により水Ｗ１が主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２から流入する場合と、この潮流により水Ｗ２が主流出部Ｄ１及び側流出部Ｄ２から流入する場合との両方において発電を行うものである。しかし、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１は、海流により海水が主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２からのみ流入する場合であっても発電を行うことができる。また、潮汐発電装置１０１を、海以外の水域（川や湖）に設置することもできる。
【００７３】
また、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１においては、図７及び図８に示すように、側流入部Ｉ２をＸ方向両側にそれぞれ形成したが、いずれか一方のみに形成してもよい。また、同様に、側流出部Ｄ２もＸ方向一方側にのみ形成してもよい。さらに、タービンとして図１に示すタービン１を設置したが、図３に示すタービン１１、図５に示すタービン２１及び図６に示すタービン３１を設置してもよい。
【００７４】
特に、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１において、タービン１（１Ａ、１Ｂ）に代えて「図５に示すタービン２１」を備えることで、主流入部Ｉ１及び側流入部Ｉ２から水Ｗ１が流入する場合と、主流出部Ｄ１及び側流出部Ｄ２から水Ｗ２が流入する場合とにおいて、ハウジング内部１１０の各箇所における水流の状態（水の流れ方向など）を同一にすることができる。さらに、図５に示すタービン２１は、「タービン２１の径方向に対して周方向に傾斜する方向」に水を供給しなければ作動しないという欠点を有する。しかし、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１においては、「タービン２１の径方向に対して周方向に傾斜する方向」に側流入部Ｉ２から水Ｗ１が流入する。このため、本実施形態に係る潮汐発電装置１０１は、「図５に示すタービン２１」を備えることで、タービン２１の利点を活用すると共に欠点を解消した上で、タービン２１を回転させることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１  タービン
２  回転軸
３（３Ａ、３Ｂ）  回転板
４（４Ａ〜４Ｈ）  案内板    
１１  タービン
１４（１４Ａ〜１４Ｈ）  案内板
１４ａ  流体流入案内部
１４ｂ  内周回流維持部
１４ｃ  外周回流維持部
２１  タービン
２４ａ  流体流入案内部
３１  タービン      
３４（３４Ａ〜３４Ｈ）  第一案内板
３５（３５Ａ〜３５Ｈ）  第二案内板
３６（３６Ａ〜３６Ｈ）  第三案内板
１０１  潮汐発電装置
１１０  ハウジング
１１１（１１１Ａ、１１１Ｂ）  主流入板（主流出板）
１１２（１１２Ａ、１１２Ｂ）  主流出板（主流入板）
１１３（１１３Ａ、１１３Ｂ）  側流入板
１１４（１１４Ａ、１１４Ｂ）  側流出板
１１５（１１５Ａ、１１５Ｂ）  逆流防止板
１１６（１１６Ａ、１１６Ｂ）  外板
１１７  流れ調整柱
１１８  流れ調整柱
１２０  天板
１３０  底板
Ｂ１、Ｂ２  側流
Ｃ  外周
ｃ１  内周流路（第一内周流路）
ｃ２  外周流路（第一外周流路）
ｃ３  第二内周流路
ｃ４  第二外周流路
ｃ５  第三内周流路
ｃ６  第三外周流路
Ｄ１  主流出部（主流入部）
Ｄ２  側流出部（側流入部）
ｄ１  第一直線
ｄ２  第二直線
Ｅ  タービン設置部
ｅ１  外周回流（第一外周回流）
ｅ２  第二外周回流
ｅ３  第三外周回流
Ｆ  流体
ｇ１  案内流（第一案内流）
ｇ２  第二案内流
ｇ３  第三案内流
Ｉ１  主流入部（主流出部）
Ｉ２  側流入部（側流出部）
ｉ１  内周回流（第一内周回流）
ｉ２  第二内周回流
ｉ３  第三内周回流
Ｍ１、Ｍ２  本流
Ｓ  断面
Ｔ１〜Ｔ４  バラストタンク部
Ｗ１、Ｗ２  水
【図１】
2020176604.tif 000003
【図２】
2020176604.tif 000004
【図３】
2020176604.tif 000005
【図４】
2020176604.tif 000006
【図５】
2020176604.tif 000007
【図６】
2020176604.tif 000008
【図７】
2020176604.tif 000009
【図８】
2020176604.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月27日(2019.6.27)
【手続補正１】
【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】
潮汐により発生する潮流を利用して発電する潮汐発電装置であって、
タービンと、
当該タービンが内部に設置されたハウジングと、
前記タービンの回転により発電を行う発電機とを備え、
前記ハウジングは、天板と、底板と、一組の主流入板と、一組の主流出板と、側流入板と、側流出板とを有しており、
前記ハウジングの内部には、主流入部と、主流出部と、側流入部と、側流出部とが形成されており、
前記主流入部は、前記タービンの軸方向に直交する面における直線方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記面において前記直線方向に延びる第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流入板の間における領域であり、
前記主流出部は、前記直線方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記面において前記第一直線を基準として互いに対称に形成された前記一組の主流出板の間における領域であり、
前記一組の主流入板と前記一組の主流出板とは、前記面において前記第一直線に対して直交する第二直線を基準として互いに対称に形成されており、
前記側流入部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの外部から内部へ前記潮流により水が流入する領域であり、かつ、前記一組の主流入板の一方と前記側流入板との間における領域であり、
前記側流出部は、前記面における前記直線方向に対して傾斜する方向において、前記ハウジングの内部から外部へ水が流出する領域であり、かつ、前記一組の主流出板の一方と前記側流出板との間における領域であり、
前記側流入板と前記側流出板とは、前記面において前記第二直線を基準として互いに対称に形成されており、
前記タービンは、
流体の流れにより回転するタービンであって、
回転軸と、
当該回転軸と一体で回転する回転板と、
前記回転軸の外周側において、当該回転軸の周方向に沿って前記回転板に固定された複数の案内板とを備え、
前記複数の案内板それぞれは、前記回転軸の径方向において前記回転軸と離隔するように配置され、
前記回転軸において、当該回転軸の軸方向に直交する断面が円形であり、
前記流体は、前記断面の外周に接触しながら当該外周に沿って流れることを特徴とする潮汐発電装置。
【請求項２】
前記案内板は、前記径方向に対して前記周方向に傾斜するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の潮汐発電装置。
【請求項３】
前記案内板は、
前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、
当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部とを有しており、
前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の潮汐発電装置。
【請求項４】
前記案内板は、
前記流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部を有しており、
前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項３に記載の潮汐発電装置。
【請求項５】
前記複数の案内板には、
内側案内板と、
前記径方向において前記内側案内板の外側に配置される外側案内板とが含まれており、
前記径方向において、
前記外側案内板の内側端部と前記回転軸との距離は、前記内側案内板の外側端部と前記回転軸との距離に比較して長いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の潮汐発電装置。
【請求項６】
流体の流れにより回転するタービンであって、
回転軸と、
当該回転軸と一体で回転する回転板と、
前記回転軸の外周側において、当該回転軸の周方向に沿って前記回転板に固定された複数の案内板とを備え、
前記複数の案内板それぞれは、前記回転軸の径方向において前記回転軸と離隔するように配置され、
前記回転軸において、当該回転軸の軸方向に直交する断面が円形であり、
前記流体は、前記断面の外周に接触しながら当該外周に沿って流れ、
前記案内板は、
前記径方向、又は当該径方向に対して前記周方向に傾斜する方向に延びる流体流入案内部と、
当該流体流入案内部における前記径方向内側端部から延びる内周回流維持部とを有しており、
前記内周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向内側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とするタービン。
【請求項７】
前記案内板は、
前記流体流入案内部における前記径方向外側端部から延びる外周回流維持部を有しており、
前記外周回流維持部は、前記回転軸の軸方向に直交する面において、前記回転軸の前記径方向中心部分と前記流体流入案内部の前記径方向外側端部とを通過する前記径方向に対して直交する方向に延びていることを特徴とする請求項６に記載のタービン。
【請求項８】
前記複数の案内板には、
内側案内板と、
前記径方向において前記内側案内板の外側に配置される外側案内板とが含まれており、
前記径方向において、
前記外側案内板の内側端部と前記回転軸との距離は、前記内側案内板の外側端部と前記回転軸との距離に比較して長いことを特徴とする請求項６又は７に記載のタービン。