(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は自然流体である空気流体、河川の水流体、海洋の自然流体である海水流体を利用して、それぞれ風力発電、河川水流発電、海水発電を実施するものである。【解決手段】これまで自然流体を利用した発電としては、プロペラを用いたものが主流であったが、本発明は、流体の中に湾曲した回転ブレード３をおき、回転ブレードに作用する逆回転の流体を逆流防止ブレード４または逆流防止壁で排除し、一方向への回転のみを許可する事によって得られた回転軸１を発電機７に導入して得る自然流体発電装置である。【選択図】図１
2020023956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に流れる風の中に回転軸を置き、その回転軸に湾曲した回転ブレードを複数個、固定して取り付け、回転軸の回転方向とは逆の方向に回転する回転ブレードの凸面に逆流防止ブレードを取り付け、その逆流防止ブレードを適正位置に自由制御する方向制御ブレードを固着して取り付け、回転軸に取り付けた回転増幅装置を風によって回転させ、回転軸によって回転を増幅する回転増幅器をもち、その増幅された回転数により発電機を回転させることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
河川の水流の中に置いた回転軸と、その回転軸に固定して取り付けた複数の回転ブレードと、回転軸を逆回転させようとする水流を排除するための、土台に取り付けた逆流防止壁と、回転軸の回転を増幅する回転増幅装置と、増幅された回転数により発電機を回転させ、発電することを特徴とする河川水流発電装置。
【請求項３】
海流中に組み立てた水平方向支柱と、垂直方向支柱により、海水中に組み立てられた複数のブロックと、各ブロックのなかに回転軸と一個の流体制御装置を持ち、各垂直ブロックのなかで共通の回転軸と、各ブロックに流体制御装置（本発明内で定義）を持ち、回転軸の回転力を増幅させる回転増幅装置と、増幅された回転数で回転する発電機をもったことを特徴とする海流発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は自然流体から電力を取り出す技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】自然流体の定義
自然流体としては空気の流れおよび水の流れがあり、水の流れには河川での水の流れ、海洋での海水の流れがある。これらの自然な流体から電力を取り出す方法としては、各種の風力発電、各種の水力発電などの提案が多数あり、海洋の海水を利用して発電しようとする波力発電の試みや温度差発電の実験、水中プロペラ発電などの方式が試行錯誤され実験結果とともに発表されている。【０００３】従来の垂直軸回転式風力発電
従来の風力発電においては、垂直軸流の回転軸１を回転させる風力発電方式に於いて、回転軸１に湾曲した回転ブレード３を固定して取り付け、取り付けた回転ブレード３を軸と平行に湾曲させて、ブレード湾曲面の凸となった面を「背」と呼び、その反対側のブレードが凹となった面を「腹」と呼べば、これまでの垂直回転軸１を回転させる方法としては、「腹」に受けた風圧と、「背」に受けた逆回転させようとする風圧を比較して、その風圧の差によって「腹」の方向に回転させるのが一般的であった。【０００４】従来のプロペラ式風力発電
現代においては、多数実用化されている風力発電の方式として用いられる巨大なブロペラ式風力発電があり、長さ５０メートルもある２〜３枚の巨大な羽根を水平に設置した回転軸に取り付けて発電機を回転させる風力発電であるが、そのアイデアは、発電装置維持塔先端にある水平回転軸にプロペラをクレーンで直接取り付け、ブロベラの回転軸をナセルと呼ばれる回転増幅装置で増幅し、増幅した回転数を発電機７に導いて発電するものであった。【０００５】従来のタービン式水力発電
また、従来の水力発電方式においては、河川にダムを設け、水の高低差による水圧を利用して、高圧の水流を発電タービンに導き、発電タービンを高速回転させて発電する方式が一般的であった。しかしながら、ダムからの高圧水流を発電タービンに向かわせるには、配管工事などを伴う作業が必要であり、必要な圧力格差を維持しながら河川の水流を発電機に導くため、ダムの建設、落差の確保、水流パイプ建設など多くの土木建設作業が必要だった。【０００６】海水温度差発電
一方、海水から電力を生成しようとする方法としては、試みとしては色々あるが、一例として海水温度差発電などの研究では、海水表面温度の温かい海水を使ってアンモニアなどを加熱して、アンモニアの蒸気によってタービンを回し発電し、この電力で深海の低温海水を汲み上げ、発電に使用した気化アンモニアを深海低温海水により冷却するものである。これには深海から海水を組み上げる動力と、アンモニアを気化させる余分の動力が必要であり、生成した電力は冷水の汲み上げに使われ、ほとんど余分の電力を生み出す力がないという状況であった。【０００７】海流波動発電
そのほかに、海流の波の動きから海水に浮かせた棒状浮体の、蛇のようなうねりを利用して、海面に浮かべた発電体から発電しようとする試みも存在しているが、これは海水表面のわずかなうねりを利用して棒状に浮かべた発電体の屈曲を利用し、発電体の屈曲がシリンダ内部のピストンを動かし、かろうじて発電するという方式であるが、これも発電量は小さく、実用化はほとんどされていない。【０００８】水中プロペラ発電
その他、海中にフロペラ付きの発電機を複数並べて、海流の流れのなかで発電する試みも発表されているが、プロペラの一回転によるブロペラ内での水圧変動が存在し、そのほか発電機の水中での完全密閉保持など、効率の面で問題が多く、実用化までには至っていない。【０００９】現在の自然流体発電法式
現在一番普及している自然流体発電方式としては、大型プロペラ式風力発電とダムによる水力発電が主流あり、大型プロペラ式風力発電法式では、巨大なプロペラを風方向に向けながら回転させるという方法を取っているが、巨大なプロペラを設置するために、まず巨大な支柱を建設しなければならず、その巨大な支柱の先端に、大型ブロペラをクレーンで持ち上げ、回転軸にそれらを取り付けなければならず、同じく巨大重量の回転増幅器と発電機であるナセルをクレーンで持ち上げるという、人間にとっては巨大な重量作業を必要とするものであった。それらの風力発電装置用部品材料を発電可能な適切な位置に設置するためには、材料搬入のための巨大な道路、クレーンの搬入、設置、材料の運搬、土木工事、組み立て作業などが必要であり、適切な搬入路のある限られた便利な場所にしか建設することができなかった。【００１０】従来のダム式水力発電方式
従来のダム式水力発電方式では、巨大なダムを建設するために、巨大な川を選定しなければならず、そこに巨大ダムを設置するために測量を行い、ダムを建設するための土石、セメントを搬入し、多数の歳月をかけて、重力ダムまたはアーチ式ダムを建設し、得られた水圧を利用して発電するものであり、高圧水流を回転タービンに流し、タービンを高速回転させて発電するものであった。ナイアガラの水力発電、揚子江三峡ダムでの水力発電、ナイル川のアスワンハイダムでの水力発電などがそうであり、水力発電としては一般的な手法であった。
【発明の概要】
【００１１】本発明の風力発電装置
本発明の風力発電装置は垂直回転軸１を風力によって回転させる垂直軸型回転風力発電の改良である。従来の、回転軸１と一体結合した回転ブレード３を持つ風力発電装置においては、回転軸１方向に凹面になった部分をブレードの「腹」と呼び、ブレードに対して凸面になった部分を「背」と呼ぶとすれば、当然ブレードの凸面になった「背」部分にも風を受けるのであるが、凹の部分に受けた回転力と凸の部分に受けた逆回転力に差があり、その差によって垂直方向の回転軸１が凹方向に回転するというものであった。
【００１２】本発明の風力発電装置
本発明の風力発電装置は、回転軸１を逆回転させようとするブレード凸方向の風量、つまり「背」に当たる風量を、逆流防止ブレード４により阻止し、逆回転力の風圧を排除するものである。この逆転防止ブレード４は方向制御ブレード５に一体結合し、回転軸１の周りに風の方向に伴って３６０度自由回転するものである。つまり、風の持つ運動エネルギーを、逆流防止ブレード４の位置制御により、風の方向に即応して、方向制御ブレード５が動き、それと同時に結合した逆流防止ブレード４が動き、逆流防止ブレード４が自動的に最適位置に動かされ、風力の持つ運動エネルギーの逆方向動力を最高に排除する。風の運動エネルギーを最高に、順方向に回転している回転ブレード３にのみ引き出し伝えるように動き、回転軸１を回転ブレード３と逆流防止ブレード４によって常に最高位に回転させるようにしたものである。
【００１３】本発明の河川水流発電装置
本発明を河川の水流に応用した河川水力発電装置１７においては、河川流の水流方向は常に一定であるから、水力発電用の発電機７を最高位で高速回転させるには、回転軸１を逆回転させる水流だけを排除すればよく、図２に示す通り、その目的のために逆流防止壁８を設け、その逆流防止壁８は土台９に強固に固定して設置し、激しい水流にも耐えるものを設置する。図２に示す通り、左から流れてくる水流で回転軸１を回転させた場合、回転軸１を上から見て、回転軸１の左回転が正常回転であり、回転軸１を逆回転（右回転）させようとする水流を機械的に排除すればよく、その排除作用を担当するのが逆流防止壁８である。
【００１４】傾斜面での本発明の河川水流水力発電
本発明河川水流力発電装置１７は平坦な水流だけでなく傾斜面でも発電できる。本発明は高圧の噴流による発電ではなく、水の自然流、つまり水の自然重量も利用することができるものであり、傾斜面であっても回転軸を斜面に対して垂直に立て、回転増幅装置６、発電機７を水流の上に出すことができ、発電機７の水没危険性を軽減しておくことができる。また、長い傾斜面であれば、その間に多数の本発明河川水流水力発電装置１７を設置可能であり、水流の持つ位置エネルギーを有効に電力に変換して利用できるものである。水流の持つ位置エネルギーを更に有効活用するためには、回転ブレード３の上下面に円盤の蓋を設けて、水流が飛散しないように工夫すればより効果的である。傾斜面の角度は、重量のある発電装置を設置するので、河川水流発電装置１７の重量を考えて、４５度くらいまでが適切であろう。
【００１５】本発明海流発電装置
本発明の一つである海流発電装置１８は、図３に示す通り、本発明で「ブロック」１４と称する囲い枠で、水平方向支柱１０で囲まれた二つの正方形と垂直方向支柱１１に隔てられた最小単位の枠組みであるブロック１４による直方体において、縦に貫通する回転軸１に、本発明で定義する「流体制御装置」１５をそれぞれのブロック１４内に取り付けたものである。本発明で定義する流体制御装置１５とは、図１の風力発電部分の回転軸１、回転増幅装置６、発電機７を取り除いた、回転ブレード３、逆流防止ブレード４、方向制御ブレード５のみで構成したものである。本発明海流発電装置１８はその流体制御装置１５をブロック１４毎に上下共通方向の回転軸１に取り付けて使用するものであり、流体制御装置１５を複数合体された回転軸１は、回転軸ベアリング１２によって各ブロック１４の中央に保持され、上下ブロック１４の共通回転軸１を回転させ、海面上に設けた回転増幅装置６と発電機７を回転させ、垂直回転軸１に同時結合している複数の流体制御装置１５が共同で回転軸１を回転させ発電するものである。
【００１６】本発明海流発電装置１８の特長
本発明の海流発電装置１８は、方向制御ブレード５付き逆流防止ブレード４が回転軸１の周りを３６０度自由回転できるものであり、海流によって方向制御ブレード５付き逆流防止ブレード４が３６０度自由回転し、方向制御ブレード５付き逆流防止ブレード４を最適位置に移動させるものである。つまり  上下共通の１本の回転軸１を複数の流体制御装置１５が、海流の流れを受けて、海流の運動エネルギーを電力エネルギーに変換させるものである。
【００１７】流体制御装置１５の複合化
図４は、一例として、横方向に２列、前後方向に１列、垂直方向に６列のブロック１４を形成したものの図示であり、縦方向に共有される共通回転軸１は、各ブロック１４内に設けた複数の流体制御装置１５（図では記載省略）によって回転させられ、海上に設けた回転増幅装置６と発電機７を回転させるものである。図４には流体制御装置１５を図示していないが、図示した場合、図３のような表示になる。この一つ一つのブロック１４内で、回転ブレード３の逆流防止ブレード４は、方向性制御ブレード５に一体結合され、回転軸１の周りを３６０度自由回転できるものであり、ブロック数を左右、前後、上下と順次拡張していくことにより、流体制御装置１５の取り付け数を随時増加させ、上下方向に流体制御装置１５を増加させることにより、回転軸１の回転力を増大させることができるものである。
【００１８】原子力発電への代替適用
本発明の海流発電装置１８を原子力発電装置と比較した場合、福島第一原子力発電所を例にとれば、この原子力発電所は、１号機４６．０万ＫＷ、２号機７８．４８ＫＷ、３号機７８．４８ＫＷ、４号機７８．４８ＫＷであり、４台の原子力発電機の合計は２８１．２万ＫＷの出力となっていた。これをウィンドパーク波崎風力発電所と比較すれば、この発電所は定格出力０．１９８万ＫＷであるから、常時出力を２０％と計算し、常時０．０３６９万ＫＷの出力であるとする。この時のプロペラの半径は、半径４０メータであり、その時の回転プロペラの面積は、πｒ２  ＝  ３．１４  ｘ  ４０ｍ  ｘ  ４０ｍ  ＝  ５０２４ｍ２
これを本発明で定義した流体制御装置１５で代用するとすれば、回転ブレード３の面積は、３ｍ  ｘ  ５ｍ  ｘ  ７８８（水／空気の重量比率）＝１１８２０ｍ２  となるから、ここでの面積比率は  １１８２０  ÷  ５０２４  ＝  ２．３５２倍  である。福島第一原子力発電所と波崎風力発電所を比較すれば、
２８１．２万ＫＷ  ÷  ０．０３６９万ＫＷ  ＝  ７６２０．５９台
それを流体制御装置１５に対応させれば、
７６２０．５９  ÷  ２．３５２  ＝３２４０台  となるので、
複合ブロックを、垂直方向に１５０メータとすれば、垂直方向に３０台、
手前方向に３０台、横方向に３６台、にすればよく、
つまり、１５０メータ  Ｘ  ６００メータ  Ｘ  ７２０メータ
の複合ブロックの中に流体制御装置１５を配置すれば良い。
【００１９】ブロック規模の根拠
このときの計算根拠としては、一例として、一個のブロック１４の大きさを、横２０メータ、縦２０メータ、深さ５メータとして、取り付ける流体制御装置１５の回転ブレード３の半径を３メータ、深さ５メータ弱とし、方向制御ブレード５を横７メータ弱、深さ５メ−タ弱とすれば、一ブロック１４内の回転軸１の周りに流体制御装置１５を一個取り付けることができる。
【００２０】海流の永続性
海流の流れは０．５ｍから５ｍ程度（黒潮最大２ｍ、メキシコ湾流最大９ｍ）と言われており、海流には急激な速度変化がなく、エルニーニョなどで海流の方向が経年的に徐々に変化することもあるが、本発明では海流の方向がどのように変わろうとも、３６０度回転可能な逆流防止ブレード４の回転によって最適位置が常に制御されている。
【００２１】排除海流の再利用
逆転防止ブレード４によって排除された海流は、次の回転ブレードに向かい、次の回転軸１を回転させるように働き、運動エネルギーをほぼ電力エネルギーとして換算し回収できる。逆流防止ブレード４によって回転ブレード３から排除された海流は、その運動エネルギーを次の回転ブレード３に導かれ、次の回転ブレード３に運動エネルギーとして回収され、電力生成のために再度利用される。つまり一旦排除された海流の運動エネルギーは次の回転ブレード３で電力エネルギーとして回収される可能性が高く、海流の持つかなりの運動エネルギーが電力エネルギーに変換されると考えて良い。
【００２２】海流発電装置１８の構成
流体制御装置１５を保持する複数のブロックを、上下方向に１５０メータ、横方向に６００メータ、縦方向に７２０メータで構成するとすれば、流体制御装置１５は、深さ方向に３０機設置することができ、この３０機で海上にある一つの発電機７を回転させて発電することができる。このとき発電機７の総数は、縦Ｘ横を計算して、３０  Ｘ  ３６  で１０８０機の発電機７を動かすことになる。これが福島第一原子力発電所と同等の出力である。
【００２３】海流発電装置１８による原子力発電所の代替
このようにブロック１４を増加させ、流体制御装置１５を上下左右に増大していけば、発電力を増大させていくことができ、原子力発電に匹敵する海流発電装置１８を提供することができる。わずか  ６００メータ  Ｘ  ７２０メータの大陸棚面積で、４機の原子力発電機を代替できるのであるから、世界地図で、海岸線と同等の長さを持つ大陸棚の面積を考えれば、ほとんど無限の設置場所があると考えてよく、世界の電力需要１００％の２、３倍を簡単に提供できるものである。
【００２４】海流
日本の太平洋側には黒潮、寒流の親潮、日本海側には対馬海流、リマン海流などが流れており、西欧諸国にも米国東海岸からのメキシコ湾流が流れている。そのほかにも世界の海流としては、北太平洋海流、北赤道海流、赤道反流、南赤道海流、南インド海流、南大西洋海流、北大西洋海流、南極海流、カリフォルニア海流があり、それぞれの海流は更に多くの支流をもち、本発明の海流発電装置１８を適用できる海流はほとんど無限と言っていいほどである。
【００２５】大陸棚
本発明海洋発電装置１８は大陸棚上に設置する方がよく、各国は海岸線と同等の距離の大陸棚を海浜に持ち、大陸棚は平均の深さが１００〜２００メータ、その広がりは海岸線から７２キロメータあり、全海洋面積の７．４％を占めており、海流発電装置１８を設置するための面積は十分すぎるほどあり、大陸棚底面の傾斜角が１度から３度程度しかなく、ここに海流発電装置１８を設置するためには、底辺の垂直方向支柱１１を調整すればよい。
【００２６】世界の都市
世界の大都市は臨海地区にあり、巨大な電力需要がありながら、原発の事故や暴走が危険であり、原子力発電所は人口過密地帯から離れた場所に建設されることが多い。本発明海洋発電装置１８は、危険因子がまったくないので、主要な都市に対して近隣の海流から発電して送電することができる。このような都市部での電力需要を、近隣の海流からエネルギーを回収利用することができれば、原子力発電のように、人口過密地帯を避けて過疎地に建設しなければならないという危険性もない。
【００２７】電気自動車
電気自動車の普及において、動力を電気エネルギーに頼ることになっても、その電力を生成するのに火力発電や原子力発電を使用するのであれば、化石燃料を消費しての電力生成であり、いずれ消滅する資源の利用にすぎないのであるが、風力や河川水流、海洋水流を利用した本発明であれば、自然から提供される動力がほぼ無限であり、自動車のもたらす排気ガスの規制にも十分に役に立つものである。つまり地球温暖化の防止としてのＣＯ２の削減にも役に立つものである。当然ながら、本発明の電気は、自動車だけでなく人の移動に伴う交通手段である列車や電気機関車にも適用可能であり、日常によく使う交通手段の動力として使うことかできる。
【００２８】本発明風力発電装置１６の利用
本発明の風力発電装置１６は、軽量で移動可能であり、世界各国においては砂漠、草原などで移動生活をしている人々にも有効である。砂漠での温度差は一日の中でも極端に激しく、一日の中で最高３０度Ｃ、最低０度Ｃなどという状況も存在している。本発明風力発電装置をラクダなどの家畜に積んで宿営地まで運び、寒冷になるときにはヒーターとして使用すればよく、また、調理用炊飯施設として燃料代わりに使用することもできる。本発明の機械部分が不調であれば、重量物であるの回転増幅装置６や発電機７の部分が地上にあるので調整がしやすく、また大型ブロペラ式風力発電のように巨大でなく、設置場所に拘束されることもない。また、回転軸１が安定して回転するように、Ｌ字型の牽引枠を発電機７の周りに四機配置してもよく、また、方向制御ブレード５が安定回転するように前出ブレードにキャスターを付けてもよい。
【００２９】本発明河川水流発電装置１７の利用
本発明河川水流発電装置１７は、装置そのものがコンパクトに仕上がっているので、運搬、移動、設置が容易であり、アラスカのような河川の多い山岳地帯の川の流れのある所に沈めて設置すればよい。河川が渓流であっても４５度くらいまでの勾配なら設置可能である。組み立ては、土台９、逆流防止壁８などを分解組み立て式として運搬し、現場で組み立てる。また、設置箇所が斜面であれば、回転ブレードの上下を板で囲ってバスケット状にすれば、重力の作用がより顕著になり、効率が上がる。
【００３０】本発明海洋発電装置１８の組み立て
本発明の海洋発電装置１８においては、まず水平方向支柱１０、垂直方向支柱１１により、図４のようにブロック１４を一段ずつ形成し、最小ブロック１４の中央に回転軸１を設け、回転軸ベアリング１２の設置、ベアリングホールダー１３と回転軸ベアリング１２との組み合わせがあるので、組み立て方法としては、海上面に組み立て用の臨時浮体を浮かべ、一段ずつ組み立てて水中に沈めていく方法が最適である。
１．一段ごとに水平支柱、垂直支柱の組み立て
２．ベアリングホルダーの組み立て
３．回転軸の挿入
４．流体制御装置の組み立て取り付け
●    回転ブレードの取り付け
●        密着用ゴムホルダーの取り付け
●        ボルトでの密着
●        逆流防止ブレードの取り付け
●        方向制御ブレードの取り付け
【００３１】潮流発電
一日に流れの方向が二度変わる潮流に対しては海流発電装置１８を適用すれば、問題なく発電することができる。潮流によって流路が変わる河口付近での発電も同様である。
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】低周波騒音の削除
巨大プロペラ式の風車では、低周波による人体に影響の大きい騒音をもたらすといわれているが、本発明はそのような低周波を発生することがない。また強風に遭遇しても（多分、５０メータ／秒）、ブロペラの破壊を恐れて停止する必要もない。【００３３】海流発電装置１８に対する保守
海洋発電装置１８においては、海中に長時間放置される回転ブレード、逆流防止ブレード、方向制御ブレードにフジツボなどの付着物が増加する可能性があるが、海水１００メータ位までは潜水夫による人力清掃、それ以上では清掃ロボットなどを利用して定期的に清掃するようにすれば良い。【００３４】風力発電装置１６の個人使用
従来の巨大プロペラ式風力発電装置では、回転増速装置６など重量物を高い場所にまで吊りあげる必要があったが、本発明風力発電装置１６では、巨大プロペラをクレーンで吊り上げ、回転軸１に嵌めるような作業をする必要もなく、巨大重量の回転増速装置６や発電機７をクレーンで持ち上げる必要もなく、重量物が地面付近にあるので、メインテナンスの為にわざわざ高いタワーによじ登る必要もない。つまり個人使用に特化した発電装置であり、設置場所の移動が可能である。【００３５】河川水流発電装置１７の個人使用
本発明の河川流発電装置１７においては、水流のある河川にそのまま回転ブレードの部分を土台９とともに、水没させるだけでよく、すぐに発電が開始できる。本発明はアラスカなどの小河川があるところで山中に個人住宅があるような所での使用に適している。【００３６】海流発電装置１８による人口密集地域での発電
これまでの原子力発電は、核分裂による核エネルギーを利用するため、原子炉での不慮の事故を想定しなければならず、原子力の安全を標榜しても、結局は人口密集地帯から離れたところに原子力発電所を建設しなければならないという問題が発生し、東京で使う電力を過疎地の福島で発電しなければならないという問題があり、そのため遠距離送電という問題も発生していた。しかし、本発明の海流発電装置１８では人口密集地の近隣海流で発電して送電する、いわゆる地産地消の典型的な発電が可能である。【００３７】濾過膜による淡水製造
本発明海洋発電装置１８においては夜間での発電も常時可能であり、昼間の需要に対して余分の電力が生成されるが、その電力は夜間でも無料で生産されるから、濾過膜を通しての淡水製造装置運転に使用すればよい。濾過膜を使った淡水製造装置は電力を大量に消費することで有名であったが、原油などを持っている富裕国に適した手法と思われてきたが、これからは本発明の海流発電装置１８で安い電力を四六時中使うことができるので、余った電力を濾過膜使用淡水製造装置に使用することができる。【００３８】淡水での農業生産
濾過膜で製造された淡水は、人々の飲料水に使用するだけでなく、日常生活の水使用にも十分供給できる量を生産すると考えられ、農業での野菜生産、ビニールハウス内での水耕栽培の活用など、水の蒸発離散を防ぎながら淡水を活用していくことができる。入浴にも使用可能な量の淡水も十分提供できる。【００３９】過疎地への住居拡大
本発明は２４時間発電可能であるため、風力発電装置や河川水流発電装置を利用して日常的な電気器具を２４時間使用することができる。照明、水道、冷暖房装置、洗濯機、冷蔵庫、電気調理器、入浴施設など、個人の使用に関わる電気器具全てを、個人所有の発電装置の中で自由に使用し、個人の生活を山間部、高原部、草原部、砂漠部、河川部へと拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】  風力発電装置１６の基本的構造図
【図２】  河川水流発電装置１７の基本的構造図
【図３】  海流発電装置１８の基本的構造図
【図４】  海流発電装置１８を複合的に組み立て配置するための基本的構造支柱の略図
【符号の説明】
【００４１】１．回転軸
２．ベアリング
３．回転ブレード
４．逆流防止ブレード
５．方向制御ブレード
６．回転増幅装置
７．発電機
８．逆流防止壁
９．土台
１０．水平支柱
１１．垂直支柱
１２．回転軸ベアリング
１３．ベアリングホルダー
１４．ブロック
１５．流体制御装置
１６．風力発電装置
１７．河川水流発電装置
１８．海流発電装置
【図１】
2020023956.tif 000003
【図２】
2020023956.tif 000004
【図３】
2020023956.tif 000005
【図４】
2020023956.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月11日(2018.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】水中プロペラ発電
その他、海中にプロペラ付きの発電機を複数並べて、海流の流れのなかで発電する試みも発表されているが、プロペラの一回転によるプロペラ内での水圧変動が存在し、そのほか発電機の水中での完全密閉保持など、効率の面で問題が多く、実用化までには至っていない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】原子力発電への代替適用
本発明の海流発電装置１８を原子力発電装置と比較した場合、福島第一原子力発電所を例にとれば、この原子力発電所は、１号機４６．０万ＫＷ、２号機７８．４８万ＫＷ、３号機７８．４８万ＫＷ、４号機７８．４８万ＫＷであり、４台の原子力発電機の合計は２８１．４万ＫＷの出力となっていた。これをウィンドパーク波崎風力発電所と比較すれば、この発電所は定格出力０．１９８万ＫＷであるから、常時出力を２０％と計算し、常時０．０３６９万ＫＷの出力であるとする。この時のプロペラの半径は、半径４０メータであり、その時の回転プロペラの面積は、
πｒ２  ＝  ３．１４  ｘ  ４０ｍ  ｘ  ４０ｍ  ＝  ５０２４ｍ２
これを本発明で定義した流体制御装置１５で代用するとすれば、回転ブレード３の面積は、３ｍ  ｘ  ５ｍ  ｘ  ７８８（水／空気の重量比率）＝１１８２０ｍ２  となるから、ここでの面積比率は  １１８２０  ÷  ５０２４  ＝  ２．３５２倍  である。福島第一原子力発電所と波崎風力発電所を比較すれば、
２８１．４万ＫＷ  ÷  ０．０３６９万ＫＷ  ＝  ７６２６．０２台
それを流体制御装置１５に対応させれば、
７６２６．０２  ÷  ２．３５２  ＝３２４２台  となるので、
複合ブロックを、垂直方向に１５０メータとすれば、垂直方向に３０台、手前方向に１０台、横方向に１１台、にすればよく、
つまり、１５０メータ  Ｘ  ２００メータ  Ｘ  ２２０メータ
の複合ブロックの中に流体制御装置１５を配置すれば良い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】海流発電装置１８の構成
流体制御装置１５を保持する複数のブロックを、上下方向に１５０メータ、横方向に２００メータ、縦方向に２２０メータで構成するとすれば、流体制御装置１５は、深さ方向に３０機設置することができ、この３０機で海上にある一つの発電機７を回転させて発電することができる。このとき発電機７の総数は、縦Ｘ横を計算して、１０  Ｘ  １１  で１１０機の発電機７を動かすことになる。これが福島第一原子力発電所とほぼ同等の出力である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】海流発電装置１８による原子力発電所の代替
このようにブロック１４を増加させ、流体制御装置１５を上下左右に増大していけば、発電力を増大させていくことができ、原子力発電に匹敵する海流発電装置１８を提供することができる。わずか  ２００メータ  Ｘ  ２２０メータの大陸棚面積で、４機の原子力発電機を代替できるのであるから、世界地図で、海岸線と同等の長さを持つ大陸棚の面積を考えれば、ほとんど無限の設置場所があると考えてよく、世界の電力需要１００％の２、３倍を簡単に提供できるものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】低周波騒音の削除
巨大プロペラ式の風車では、低周波による人体に影響の大きい騒音をもたらすといわれているが、本発明はそのような低周波を発生することがない。また強風に遭遇しても（多分、３０メータ／秒）、プロペラの破壊を恐れて停止する必要もない。
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月10日(2019.10.10)
【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】
風の中に回転軸を置き、その回転軸に湾曲した回転ブレードを複数個、固定して取り付け、風上方向に逆転防止ブレードが常に向くように、回転軸の周りを３６０度自由回転する方向制御ブレードを固着して取り付け、さらに方向制御ブレードがより自由回転できるようにブレードにキャスターを取り付け、また風力によって回転軸がブレないようにＬ字型の牽引枠を取り付け、回転軸に取り付けた回転増幅装置を風によって回転させ、回転軸によって回転を増幅する回転増幅器をもち、その増幅された回転数により発電機を回転させることを特徴とする風力発電装置。
【請求項２】
河川の水流の中に置いた回転軸と、その回転軸に固定して取り付けた複数の回転ブレードと、回転軸を逆回転させようとする水流を排除するための、土台に取り付けた逆流防止壁と、回転軸の回転を増幅する回転増幅装置と、増幅された回転数により発電機を回転させ、発電することを特徴とする河川水流発電装置。
【請求項３】
海流中に組み立てた水平方向支柱と、垂直方向支柱により、海水中に組み立てられた複数のブロックと、各ブロックのなかに回転軸と一個の流体制御装置を持ち、各垂直ブロックのなかで共通の回転軸と、各ブロックに流体制御装置（本発明内で定義）を持ち、回転軸の回転力を増幅させる回転増幅装置と、増幅された回転数で回転する発電機をもったことを特徴とする海流発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】低周波騒音の削除
巨大プロペラ式の風車では、低周波による人体に影響の大きい騒音をもたらすといわれているが、本発明はそのような低周波を発生することがない。また強風に遭遇しても（多分、５０メータ／秒）、プロペラの破壊を恐れて停止する必要もない。