(57)【要約】  水流による発電装置が、水入口及び水出口を有するハウジングと、ハウジング内で略垂直な軸線を中心として回動可能に設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第１タービンと、ハウジング内で略垂直な軸線を中心に回動可能に第１タービン近傍で設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第２タービンとを備え、ハウジングが、水域内に設置されるように構成され、水流を、入口経由でハウジングに流入させ、各タービンのために主に２つの水流として案内し、出口から放出するように案内する構成であり、水流に対する各ブレードの角度は、所定の回動方向でタービンを駆動するため水流に対してブレード表面の範囲を大きく提示する一方で、駆動方向と反対方向で水流に対してブレード表面の範囲を小さく提示するように、ブレード角度制御機構により制御される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流により電力を発生させる発電装置であって、
水の入口及び水の出口を有するハウジングと、
該ハウジング内で略垂直な軸線を中心として回動可能に設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第１タービンと、
前記ハウジング内で略垂直な軸線を中心として回動可能に前記第１タービン近傍に設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第２タービンとを備えており、
前記ハウジングが、水域内に設置されるように構成されており、かつ前記ハウジングが、水流を、前記入口経由で前記ハウジングに流入させてから、各タービンのために主に２つの駆動水流として案内し、前記出口から放出するように案内する構成となっており、
駆動水流に対する各ブレードの角度は、所定の回動方向では前記タービンを駆動するために前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示する一方で、前記駆動のための方向と反対の方向では前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示するように、前記ブレード角度制御機構によって制御される構成となっていることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記２つのタービンが、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示した状態にある各タービンの外周部に向けて前記流入水流を案内するように、互いに対向する方向に同期して回動するように組合されていることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記流入水流を前記ハウジングの外側端部に向かう前記２つの駆動水流として案内するデフレクタが前記入口に設けられており、前記２つのタービンの隣接箇所付近に位置する前記ハウジングの中央部を通過する水流を制限するように少なくとも１つのバッフルが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記ブレードが前記ハウジングの前記中央部を通過する動作をするとき、前記ブレード角度制御機構が、前記中央部で前記タービンに作用する反対方向の力を軽減すると共に、前記中央部で前記２つのタービンのブレード間の干渉を防止するため、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示した状態に前記ブレードの角度を制御するように作動する構成となっていることを特徴とする請求項３に記載の発電装置。
【請求項５】
各ブレードが、略垂直な軸線を中心として枢動可能に前記タービンのブレード支持構造に装着され、前記ブレード角度制御機構が、少なくとも前記ブレードの旋回動作の一部で前記ブレードの旋回動作を制御するように作動する構成となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項６】
前記ブレード角度制御機構が、各ブレードの旋回軸にリンクすると共に、前記タービンの軸線と同軸上にある静止太陽歯車と噛み合うような遊星歯車を有する遊星歯車装置を備えており、前記タービンの回動時に前記ブレードが前記ブレードの角度を変化させながら旋回する構成となっていることを特徴とする請求項５に記載の発電装置。
【請求項７】
前記ブレード角度制御機構が、前記タービンの回動時に前記ブレードと協働する案内装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項８】
各ブレードが、前記ブレードの中心軸から偏心した位置にある旋回軸線を有しており、前記案内装置が、静止ガイドを備えており、該静止ガイドが、前記ハウジングの前記外側端部に向かうような前記ブレードの動作中に前記ブレードの角度を制御するため、前記ブレードを動作させながら前記タービンを回動させるている間、前記ブレードの内側端部と係合するように構成されており、前記ブレードの内側端部が、前記ブレードの回動中心の偏心に伴って前記ブレードに作用する力によって、前記ブレードの動作中に前記静止ガイドに保持されるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の発電装置。
【請求項９】
前記ブレードが前記ハウジングの前記外側端部を通過した後、前記ブレードが、前記静止ガイドとの係合から解放されると共に、前記ブレードの回動中心の偏心に伴い前記ブレードに作用する力によって水流の方向に対して平行な状態に維持されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の発電装置。
【請求項１０】
各ブレードの内側端部が、前記静止ガイドに係合可能なローラを備えている請求項８又は９に記載の発電装置。
【請求項１１】
前記静止ガイドが、前記ハウジングの前記中央部内に及ぶまで延在して、前記中央部内を通過する水流を制限するバッフルとなっているか、又は該バッフルの一部を形成していることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１２】
前記静止ガイドが、略円筒形に形成されると共に、前記ハウジングの基部近傍から前記ハウジングの上側部まで延在していることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１３】
水流により電力を発生するための発電装置であって、
水の入口及び水の出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内で軸線を中心として回動可能に設置されると共に、タービンシャフト、一組のブレード、及びブレード角度制御機構を有するタービンとを備えており、
前記ハウジングが、水域内に設置されるように構成されており、かつ前記ハウジングが、水流を、前記入口経由で前記ハウジングに流入させてから、主に前記タービン用の駆動流として案内し、前記出口から放出させるように案内する構成となっており、
駆動水流に対する各ブレードの角度は、所定の回動方向では前記タービンを駆動するために前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示する一方で、前記駆動のための方向と反対の方向では前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示するように、前記ブレード角度制御機構によって制御される構成となっていることを特徴とする発電装置。
【請求項１４】
前記ハウジングが、浮き構造の一部によって支持されるか、及び／又は該浮き構造の一部を形成していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１５】
設置された状態の前記ハウジングが、水底付近で支持されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１６】
前記タービン又はそれぞれの前記タービンにより駆動される１台以上の液圧ポンプが、設けられており、該液圧ポンプ又はそれぞれの前記液圧ポンプが、発電機を動作させるために駆動する１台以上の液圧モータに接続されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発電装置。
【請求項１７】
モジュールの形態に構成されており、２台以上の前記モジュールを並行に作動させるような並列関係に組み合わせることによって所要の発電容量のシステムを形成できる構成となっていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水の潮流又は河川流のような水流により動力を供給される発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の形態の発電に代わるものとして家庭用及び商業用電源のための再生可能な発電に注目が集まってきている。例えば石炭火力発電のような従来の形態の発電では、電気を発生させるため、例えば二酸化炭素のような汚染ガスを多量に放出することとなる。太陽、風及び水により発生する再生可能な電気は世界的に普及しているが、多くの国で広く利用されるに至っていない。
【０００３】
発電のエネルギー源として水流を用いるものは、多くの場合、自然の水流を遮断するため、ダム又はそれと類似する人工構造物を必要とする。このことは、設置コストやインフラとしての条件を大掛かりなものにすると共に、例えば、流量の減少による堆砂の増加や、ダムの上流における洪水のような環境に対する悪影響を起し得る。
【０００４】
ダム又はその他の人工構造物を使用せずに水の潮流で作動する発電システムは、潮汐周期の間中、水流量の差異の程度による影響を受けることとなる。このような使用法によりこれまでに提案されたシステムは、潮汐周期内で発生する低い水流速度では効果的でなく、そのため、潮汐周期のうち５０％の間だけで効果的であるに過ぎないと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、潮汐周期の大部分に渡って発電可能なシステムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明の一実施形態において提供される発電装置は、水流により電力を発生させる発電装置であって、水の入口及び水の出口を有するハウジングと、該ハウジング内で略垂直な軸線を中心として回動可能に設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第１タービンと、前記ハウジング内で垂直な軸線を中心として回動可能に前記第１タービンの近傍に設置されると共に、タービンシャフト、一組の垂直ブレード、及びブレード角度制御機構を有する第２タービンとを備えており、前記ハウジングが、水域内に設置されるように構成されており、かつ前記ハウジングが、流入する水流を、前記入口経由で前記ハウジングに流入させてから、各タービンのために主に２つの駆動流として案内し、前記出口からの放出するように案内する構成となっており、駆動水流に対する各ブレードの角度は、所定の回動方向では前記タービンを駆動するために前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示する一方で、前記駆動のための方向とは反対方向では前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示するように、前記ブレード角度制御機構によって制御される構成となっている。
【０００７】
従って、潮汐周期のある部分の間に発生するような低い流速で、ブレードの角度を可変とする互いに隣接して配設された前記２つのタービンが、タービンを効果的に駆動させるため、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示するように、ブレードの角度を設定できるように構成されている。
【０００８】
好ましい実施形態では、前記２つのタービンが、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示した状態にある各タービンの外周部に向けて、前記流入水流を案内するように、互いに対向する方向に同期して回動するように組合わされている。２つのタービンは、内側のタービンの外縁部分で隣接しており、このような範囲では、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示している。このことは、内側のタービンの外縁部分における流入水流の影響を最小にするだけでなく（このことは外縁部分に働くその影響を打ち消すように作用することとなる）、この範囲において２つのタービン間でブレードが干渉することを防止できる。
【０００９】
好ましい実施形態では、前記ハウジングの外側端部に向かう前記２つの駆動水流となるように前記流入水流を案内するデフレクタが前記入口に設けられており、前記２つのタービンの隣接箇所付近に位置する前記ハウジングの中央部を通過する水流を制限するように少なくとも１つのバッフルが設けられている。
【００１０】
好ましい実施形態では、前記ブレードが前記ハウジングの前記中央部を通過する動作をしているとき、前記ブレード角度制御機構が、前記中央部で前記タービンに作用する反対方向の力を軽減すると共に、前記中央部で前記２つのタービンのブレード間の干渉を防止するため、前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示した状態で前記ブレード角度を制御するように作動する構成となっている。
【００１１】
好ましい実施形態では、各ブレードが、略垂直な軸線を中心として旋回可能に前記タービンのブレード支持構造に装着され、前記ブレード角度制御機構が、少なくとも前記ブレードの旋回動作の一部で前記ブレードの前記旋回動作を制御するように作動する構成となっている。前記ブレード角度制御機構が、各ブレードの旋回軸にリンクすると共に、前記タービンの軸線と同軸上にある静止太陽歯車と噛み合うような遊星歯車を有する遊星歯車装置を備えており、前記タービンの回動時に前記ブレードが前記ブレードの角度を変化させながら旋回する構成となっていることが好ましい。
【００１２】
好ましい実施形態の前記ブレード角度制御機構では、前記タービンの回動時に前記ブレードと協働する案内装置を備えている。好ましくは、各ブレードが、前記ブレードの中心軸線から偏心した旋回軸線を有しており、前記案内装置が、静止ガイドを備えており、該静止ガイドが、前記ハウジングの前記外側端部に向かうような前記ブレードの動作中に前記ブレードの角度を制御するため、前記ブレードを動作させながら前記タービンを回動させている間、前記ブレードの内側端部と係合するように構成されており、前記ブレードの前記内側端部が、前記ブレードの回動中心の偏心に伴い、前記ブレードに作用する力によって、前記ブレードの動作中に前記静止ガイドに保持されるように構成されている。
【００１３】
更に好ましくは、前記ブレードが、前記ハウジングの前記外側端を通過した後、前記ブレードが、前記静止ガイドとの係合から解放されると共に、前記静止ガイドの回動中心の偏心に伴い前記ブレードに作用する力によって水流の方向に対して平行な状態に維持されるように構成されているとよい。各ブレードの内側端部が、前記静止ガイドに係合可能なローラを備えていることが好ましい。
【００１４】
前記静止ガイドが、前記ハウジングの前記中央部内に及ぶまで延在して、前記中央部内を通過する水流を制限するバッフルとなっているか、又は該バッフルの一部を形成していることが好ましい。更に好ましくは、前記静止ガイドが、略円筒形に形成される共に、前記ハウジングの基部近傍から前記ハウジングの上側部まで延在しているとよい。
【００１５】
本発明の別の形態の発電装置では、水流により電力を発生させる発電装置であって、水の入口及び水の出口を有するハウジングと、該ハウジング内で軸線を中心として回動可能に設置されると共に、タービンシャフト、一組のブレード、及びブレード角度制御機構を有するタービンとを備えており、前記ハウジングが、水域内に設置されるように構成されており、かつ前記ハウジングが、水流を、前記入口経由で前記ハウジングに流入させてから、主にて前記タービン用の駆動水流として案内し、前記出口から放出させるように案内する構成となっており、駆動水流に対する各ブレードの角度は、所定の回動方向では前記タービンを駆動するために前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を大きく提示する一方で、前記駆動のための方向と反対方向では前記流入水流に対して前記ブレードの表面の範囲を小さく提示するように、前記ブレード角度制御機構によって制御される構成となっている。
【００１６】
本発明の一変形例では、前記ハウジングが、浮き構造の一部によって支持されるか、及び／又は該浮き構造の一部を形成している。設置状態で、装置がタービンを水面よりも下方に沈めつつも水上に浮くことになるであろう。
【００１７】
本発明の別の変形例では、設置された前記ハウジングが、水底付近で支持されている。この変形例では、ハウジングが、浮上装置を備えていてもよく、該浮上装置が、装置を水域上に浮遊させて所要の位置に配置し、この位置において水底上に又は該水底近傍に沈められることを可能にする。
【００１８】
これらの変形例では、発電機（単数又は複数）が水面よりも上方に配置されてもよい。発電装置が設置状態で水面付近に浮いている変形例では、発電機が浮き構造によって支持されてもよい。ハウジングが設置状態で水底に沈んでいる変形例では、発電機が、パイロン又は塔によって支持されてもよく、パイロン又は塔は、ハウジング又は水底から、水域内で高くなった水位よりも高い高さまで延在するように構成されているとよい。
【００１９】
タービン（単数又は複数）は、別々の発電機又は単一の発電機を駆動できる。好ましくは、発電装置に、タービン又はそれぞれのタービンにより駆動される１台以上の液圧ポンプが設けられており、該液圧ポンプ又は各液圧ポンプが、発電機を動作させるために駆動する１台以上の液圧モータに接続されている。直接的な機械式駆動装置のような、タービンと発電機（単数又は複数）との間で動作する他の形態が、代替的に使用されることも可能である。
【００２０】
発電装置は、潮汐の生じる状況下で特に有用であるが、流れが一方向のみであるものの、季節的な変動のためにある時期に低い流速となり易い状況でも有用である。潮流の状況を考慮した場合、潮流が周期的に反転するであろうことから、入口及び出口が他方からの流れ方向では出口及び入口となり、ブレード自体には二方向の流れに対応できることとなる。
【００２１】
前記発電装置は、モジュールの形態に構成されており、２台以上の該モジュールを並行に作動させるような並列関係で組み合わされることにより所要の発電容量のシステムを形成できるようになっていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について単に一つの例として説明する。
【００２３】
参照を容易にするため、好ましい実施形態における本発明は、海洋環境、特に潮の干満のある河口もしくは湾におけるその適用に関して説明されることになろう。しかしながら、本発明は、そのようなもの限定されず、河川、潮の干満のない河口又は水路のような自然な水流のあるほとんどの状況での使用に適することを理解すべきである。
【００２４】
図１〜図４を参照すると、発電装置１０は、それぞれ発電機１６，１８に接続される２基のタービン１２，１４を備えており、該タービン１２，１４はハウジング２０内に配設されている。水がハウジング２０を通過して流れるときに、この水がタービンブレード２２に作用してタービン１２，１４を駆動し、それにより電気が発生することとなる。
【００２５】
ハウジング２０は、入口２４と、出口２６と、タービンハウジング部２８とを備えている。デフレクタ３０は、入口２４からの水の流れ３２を主に２つの駆動水流３４，３６に分流して、各水流を各タービン１２，１４に向けるように、タービンハウジング部２８近傍の入口２４内に配置されている。各水流３４，３６はタービンハウジング部２８の外側部もしくは外側端部の方に向けられていて、タービン１２，１４が互いに対向する方向に回動する構成となっている。その後、水流は出口２６を経て出口流４０としてハウジング２０から放出される。また、タービンハウジング部２８の外側部もしくは外側端部に向かう流れの方向は、ハウジングの中央部内のバッフルによって補助的に案内されており、このことについては後述する。
【００２６】
タービン１２，１４は、互いに対向する方向に同期して回動すると共に、回動中、タービンブレード２２の角度を制御した状態で互いに近接しているため、これらのタービンブレード２２が、タービンの駆動回動の方向に流入する流入水流３２に対してその表面の範囲を大きく提示する一方で、反対方向に流入する流入水流３２に対してその表面の範囲を小さく提示することとなる。該タービンブレード２２は、中心軸線の周りに一様に配置されると共に、上側及び下側支持体４６からなるブレード支持構造を介してタービンシャフト４４に取付けられており、これらのタービンブレードは、各タービンブレードが該タービンブレードの垂直な中心軸線を中心として上側及び下側支持体４６に対して回動可能となるように、上側及び下側支持体の間に装着されている。ブレード角度制御機構４８は、上側及び下側支持体４６に対するタービンブレード２２の回動を制御することによりタービンを回動させるときにタービンブレード２２の角度を変化させるように、タービンブレード２２に取付けられている。タービンブレード２２は、タービンシャフトの回動速度の半分の速度でそれらの軸線の周りに回動し、各タービンブレード２２が、タービンハウジング部２８の外側端部近傍にあるときに、駆動水流３４，３６に対して略垂直であると共に、タービンハウジング部２８の中央部分近傍にあり、従って、他のタービンの対応するタービンブレード近傍にあるときに、流入水流に対して略平行となっている。タービンブレード２２の回動は、駆動水流３４，３６の多くの部分がタービンハウジング部２８の外側部近傍でタービンブレード２２と大きな表面の範囲で接触することを可能にし、最小量の水流がタービンハウジング部２８の中央部分内でタービンブレード２２と小さな表面の範囲で接触することを可能にしている。このことは、当然に駆動力と反対にタービンに作用する力を発生させることとなる。しかしながら、この反対に作用する力は、水流の状態及びタービンブレードの構造によって比較的に小さなものとなる。また、タービンブレード２２の回動は、２基のタービン１２，１４の周辺部が緊密に隣接する場所であるハウジング部２８の中央部分で、２基のタービン間の干渉を防止している。
【００２７】
ハウジング２０は、タービン１２，１４用に所要の水流を取り込んで方向付けながら、ダムのような実質的に追加の構造物を必要とすることなく、流入水流３２中にタービン１２，１４を配備することを可能にする。浮遊する丸太のような大型の漂流物（デブリ、ｄｅｂｒｉｓ）によりタービンブレード２２が損傷することを防ぐため、入口２４及び出口２６の全体にわたり延びる金属バーからなる漂流物保護装置が、ハウジングに取付けられてもよい。また、漂流物保護装置によって、イルカ又はクジラのような大形の海洋動物がタービン部に入ることを防止しており、それにより海洋動物が負傷又は死亡する危険を減じたりタービン１２，１４が損傷することを減じたりする。
【００２８】
図示の実施形態において、入口２４及び出口２６の配置は、例えば潮流のように二方向に流れの発生する状況下において発電装置１０を使用可能にすることとなる。このような場合には、一方の方向の流れ発生時における入口２４は他方の方向の流れにおける出口２６になり、逆もまた同様となる。従って、第２のデフレクタ３８が出口２８に設けられており、図示の方向とは反対方向であるときに水流を分割し、方向付けることができる。しかしながら、同じ実施形態、あるいは軽微な改変を有する実施形態は、例えば河川の流れのような単一方向の流れにも対応可能である。
【００２９】
バッフル４９は、上側及び下側ブレード支持体４６の間に位置決めされていると共に、タービンの中心軸線近傍からタービンハウジング部２８の中央部分に向かい、ブレードの略全長に渡って垂直に延在しており、駆動水流３４，３６をタービンハウジング部２８の対応する外側部又は外側端部の周りに方向付けると共にタービンハウジング部２８の中央部分を通過する流れを最小にするように促している。
【００３０】
図のタービンブレード２２は平板として示されているが、これは専ら説明目的のためである。タービンブレード２２の実際の横断面形状は、多くの要因に依存して定まるものであり、その要因に応じて変化するものであることを理解すべきである。
【００３１】
前述したように、ブレード角度制御機構４８は、タービンブレード２２を、その支持体４６に対して、さらにはメインタービンシャフト４４に対して回動させるように構成されている。図４は、ブレード角度制御機構４８の一実施形態を示しており、ブレード角度制御機構４８は、静止太陽歯車５１を複数の回転遊星歯車５２とリンクさせると共に、各回転遊星歯車をベルト、チェーン又は一連の遊び歯車のような適当なリンクシステム５４を介して各タービンブレード２２の旋回軸に取付けている。代替案として、太陽歯車５１及び遊星歯車５２が直接に噛み合っていてもよい。このような関係によって、タービンブレード２２は、タービン２回転毎に１回、垂直な中心軸線周りに回動する。
【００３２】
図示の実施形態において、タービン１２，１４は、液圧システムを介して該発電機１６，１８に取付けられており、液圧システムは、タービンにより駆動される液圧ポンプを備えており、タービンは、発電機１６，１８を駆動する液圧モータに接続されている。一方で、他の形式の駆動システムをタービンと発電機との間に配置することもでき、また、両タービンが共通の発電機を駆動してもよい。発電機１６，１８により発生された電気は、図示しないケーブルを介して電気網もしくは局地的な配電網に供給されこととなる。
【００３３】
図３は、パイル５６を用いて海底５５に設けられた発電装置１０を示しており、該発電装置は海底５５に据付けられている。好ましい実施形態では、発電装置は追加の浮上装置５８を備えているため、発電装置を船舶により所定位置まで曳航し、次いで海底５４に沈めることができる。ハウジングの底部は符号５７で表した部分で隆起していてもよく、そこでは流入する水流３２に対してブレードの表面の範囲を大きく提示することとなる。このことにより、タービンブレードの下端周りの水流漏れが弱められると共に、沈泥トラップ５９が形成されることとなる。ハウジングに入る沈泥又は砂は、タービンブレード２２の回動及び水流３４，３６により隆起した部分５７から強制的に取り除かれて沈泥トラップ５９に入ることとなる。更に、沈泥又は砂は、水流がタービンブレードを回すために不十分であるときに、ハウジングの最下部に沈降する傾向となるであろう。
【００３４】
図５に示した代替構造では、図２及び図４を参照しながら前述した発電装置１０が、浮上装置６０を備えているため、該発電装置が、水面６２に又は水面６２近傍に浮くことができる。このような実施形態では、発電装置に入る沈泥又は砂は、発電装置１０の底部にある出口６４を経由して排出することができる。また、漂流物保護装置が設けられており、該漂流物保護装置は、浮上装置６０の頂部から発電装置１０の入口及び出口の底部まで延在しており、丸太又は大形の海生動物がタービンに入ることを防止している。
【００３５】
図６は、３つのモジュール７２，７４，７６により構成された発電装置７０を示しており、各モジュールは前述した発電装置１０に基づくものである。モジュール７２，７４，７６は、図１〜図５に示した発電装置について前述したものと同様の内部構造を備えており、該モジュールのハウジングの外側は、他のモジュールと結合できるように構成されている。このことによって、発電装置が、並行して作動させるような並列関係にある２つ以上のモジュールによって、所要の容量で建設されることを可能にする。
【００３６】
図７は、ブレード角度制御機構の代替実施形態を示している。これは、前述したものと同じ基本設計のタービン１００に関して例示するものであり、タービン１００は、４つのブレード１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを備えている。該ブレード１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは、ブレード支持構造１０４を介してタービンシャフト１０３に取付けられている。各ブレードは、タービンハウジングの実質的に全垂直高さにわたって延在すると共に、ブレードの上端部のところのみでブレード支持構造１０４に旋回可能に取付けられている。
【００３７】
ブレード角度制御機構１０７は、ハウジングの基部からハウジングの上側部に、好ましくは一実施形態においてはブレード支持構造１０４の下方に延びるほぼ円筒形のガイド１０９の形状に形成されている。このガイド１０９は、バッフルとして作用することによりタービンの外周を回る駆動水流１０６の方向性のある流れを補助し、タービンハウジングの中央部分を通る多くの水流を効果的に遮断することとなる。各タービンブレードの内側部に取り付けられたローラ１０８又は他の案内係合部材は、少なくともガイド１０９の一部に沿って移動できるので、駆動水流１０６に対する各タービンブレードの角度は、特にタービンブレードの表面により水流を受ける面積を大きくした状態でハウジングの外側部を通り移動しつつあるときに、タービンの回動の少なくとも一部で、ガイドにより制御されることとなる。ブレード支持構造１０４に対する各タービンブレードの接続部分、すなわち、その旋回軸線は、タービンブレードの外側部分に、より近付くようにタービンブレードの中心軸線から偏心しており、そのため、流入水流に伴ってタービンブレードに作用する力が、タービンブレードを偏らせる傾向があるため、そのローラ１０８は、図７に示すタービンブレード１０２ｄ、１０２ａのように、ハウジングの入口領域を横断してハウジングの外側部に向かい移動するときに、ガイド１０９と係合状態に強制するように構成されている。
【００３８】
タービンブレードに作用する駆動水流１０６の力は、タービンを駆動すると共に、タービンブレードを一連のタービンブレード１０２ａについて示す位置に達するまで、各ローラ１０８をガイド１０９に押し付けることとなる。このような位置で、ローラ１０８は、ガイド１０９の基本形状から突起した形態である規制部１１０によって、ガイド１０９に沿って更に移動することを制限されることとなる。駆動水流１０６は、回動力をタービンに供給し続けるが、タービン、及びブレード支持構造１０４が回動するのため、タービンブレード１０２ａは、その内側部が押されることにより規制位置１１０から解放されるポイントまで、該内側部におけるその規制に伴い水流により対向した状態となっている。このポイントで、タービンブレード１０２ａは、偏心しながら旋回可能に取付けられた「風見（ｗｅａｔｈｅｒ  ｖａｎｅ）」効果によって、タービンブレード１０２ｂをこのポイントで水流と略平行になる位置に「フリップ（ｆｌｉｐ）」することとなる。タービンが更に回動するとき、タービンブレードは、タービンブレード１０２ｂ及び１０２ｃについて示したようにこの効果によって水流に対し略平行に維持されるであろう。
【００３９】
このような連続のタービンブレードは、タービンハウジング部１００の外側端部の近くにあるときに、駆動水流１０６に対して略垂直な状態に維持される一方で、タービンハウジング部の中央部近傍、ひいては、他のタービンの対応するタービンブレード近傍にあるときに、駆動水流に対して略平行に維持されることとなる。タービンブレード１０２の回動は、駆動水流１０６のほとんどの部分をタービンハウジング部の外側部もしくは外側端部近傍でタービンブレードと接触させることを可能にし、そして最小量の水流がタービンハウジング部の中央部分内でタービンブレードと接触することを可能にする。タービンブレードが入口の領域に向かって移動するときでは、流入水流にそれが晒されることによって、タービンブレードの内側部がガイド１０９に向かい強制的に戻されるため、ローラ１０８は、タービンブレード１０２ｄについて図示したように、その回動の後続部分ではガイドに係合することとなる。
【００４０】
好適な実施形態を２つの隣接する垂直軸線形タービンで説明したが、本発明の単一タービンをハウジング内に設けて発電装置を形成することができる。
【００４１】
本発明の上述した実施形態はもっぱら一例として記載されており、また、記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく改変及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による発電装置の一実施形態の端面図である。
【図２】図１の発電装置の断面図である。
【図３】図１の発電装置の側面図である。
【図４】発電装置のブレード角度制御機構の一実施形態の図である。
【図５】図１の発電装置の代替構造の側面図である。
【図６】図１の発電装置の３つのモジュール形態により構成された発電システムの断面図である。
【図７】発電装置のブレード角度制御機構の代替実施形態の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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