(57)【要約】【課題】海流を利用し、高い抗力差を生むことで回転し発電する、抗力型発電機を提案する。【解決手段】浮体（５）より海中へと延びる回転軸（４）を設置し、回転軸（４）の海中部分に、羽根を設けたもので、その羽根は動力制御により羽根枠内の空間を開閉できる機能を備えた羽根枠（２）をケーブル（３ａ）で連結されることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮体より海中へと延びる回転軸を設置し、回転軸の海中部分に、羽根枠内の空間を開閉できる機能を備えた羽根を設け、羽根同士をケーブルで連結した、抗力型開閉式海中発電機。
【請求項２】
浮力を備えた羽根に車輪を設け、浮体の底を車輪で周回することを特徴とした、請求項１記載の抗力型開閉式海中発電機。
【請求項３】
羽根枠の形状において、抗力を受け流す側の面を凸型にした、請求項１記載の抗力型開閉式海中発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海流で発電する抗力型開閉式発電機に関する物である。
【背景技術】
【０００２】
海水の密度は空気の約１０００倍あり、エネルギーで換算すれば海流の秒速１ｍは風速の秒速１０ｍに相当する。この２４時間常に流れる巨大なエネルギーを利用するために、従来より様々な海流発電機は作られているが、その発電機の多くは水の密度からくる圧力に対処するために小型のものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の海流を利用した発電機には次のような解決すべき課題があった。
１．羽根をハブの一点だけで支える構造なので強度的に弱く大型化しにくい。
２．羽根の回転面に対して垂直に流れを受けなければならない構造上、発電機ごと海中に沈めなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の抗力型発電機において請求項１に係るものは、浮体より海中へと延びる回転軸を設置し、回転軸の海中部分に、羽根枠内の空間を開閉できる機能を備えた羽根を設け、羽根同士をケーブルで連結したものである。
【０００５】
請求項２に係るものは、請求項１に係るものにおいて、浮力を備えた羽根に車輪を設け、浮体の底を車輪で周回することを特徴としたものである。
【０００６】
請求項３に係るものは、請求項１に係るものにおいて、羽根枠の抗力を受け流す側の面を凸型にして抗力係数の低下を図ったものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以上説明したように構成されており、以下に記載されるような効果を有する。
【０００８】
請求項１に係る仕組みを用いた場合、海流に対して回転軸を挟んで片側の羽根枠内の空間を閉じ、反対側の羽根枠内の空間を開くことで、抗力差が発生し羽根は回転する。また、隣り合う羽根同士をケーブルで連結することで羽根の強度を確保する。浮体には発電機を設置する。発電機を海上に設置出来るので、メンテナンスが容易である。海流を利用するので常時安定した発電が可能である。
【０００９】
請求項２に係る仕組みを用いた場合、羽根を数１０ｍ以上に大型化すると回転軸に大きな負荷がかかることになる。これが地上の平地であれば、羽根の下部に車輪を設けレールの上を周回させることで回転軸の倒壊を防ぐことは難しくないが、海底にレールを敷いて同様の事を行うのは困難を極める。そこで羽根に浮力を持たせ羽根の上部に車輪を設けることで、浮体の下面を地面の代わりとし周回させる。これにより羽根を大型化しても回転軸の付け根部分の負荷を大幅に減らすことができる。
【００１０】
請求項３に係る仕組みを用いた場合、羽根枠を開いた側が流れに逆らって回転するときの抵抗を抑えることができる。開閉型抗力発電機の場合、抗力を受ける側の羽根枠内の空間を開き、抗力を受け流す側の羽根枠内の空間を開くのであるが、羽根枠の部分にも当然抵抗が発生する。しかも、戻り回転により流体との相対速度が最大で２倍速くなる。抗力は流体速度の３乗に比例するので、枠の部分だけで考えれば、抗力を受け流す側は抗力を受ける側の羽根枠の最大８倍の抵抗を受けることになる。これではほとんどの回転力を奪われてしまう。そこで、羽根枠の一方の面を凸型にとがらせ、反対側の面を凹型にすれば、抗力係数を倍近く差をつけることができる。これにより、抗力を受ける側の抵抗を半分程度に抑えることができ、より回転力を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明を実施するための形態を示す側面図である。
【図２】実施例１を示す側面図である。
【図３】実施例１を示す下側からの斜視図である。
【図４】実施例２を示す下側からの羽根の斜視図である。
【図５】実施例３を示す羽根枠の斜視図である。
【図６】実施例３を示す羽根枠の斜視図である。
【図７】実施例４を示す羽根枠の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態を図１に基づいて説明する。発電機を設置した浮体（５）より海中へと延びる回転軸（４）を設置し、回転軸（４）の海中部分に、羽根を設けたもので、その羽根は動力制御により開閉する開閉幕（１）を備えた羽根枠（２）で構成されるものである。海流の流れに対して、常に回転軸（４）を挟んだ片側の開閉幕（１）を閉じ、逆側の開閉幕（１）を開くようにすれば、抗力差が発生するので回転軸（４）を回転させることができる。羽根枠（２）はケーブルにより連結される。これによりしなりを抑え強度を確保できるので羽根を大型化することが可能になる。ケーブルの代わりにフレームを用いても強度の確保の点では同様であるが、重量や耐久性においてケーブルが勝る。本発明はプロペラ型と違い効率は悪いが、プロペラ型は中心部分でのみ羽根を固定するので強度的に大型化に適していない。またプロペラ型の発電機と異なり羽根は水平に設置されるので、羽根の径を長くしても水深の制約を受けにくい。また、複雑な形状の羽根のプロペラ型と異なり、長方形の羽根枠（２）に開閉幕（１）で構成するのも大型化に適しており段階的に拡大増設していくことも可能である。
【００１３】
羽根の径が小さい発電機ならば中心軸のみでトルクに対応できるが、羽根の径が数１００ｍを超えるようになると、よほど太くしなければねじ切れてしまう。また、万が一開閉制御の故障で全ての羽根が閉じなくなった場合は折れてしまう。そこで本発明では浮体（５）はいくつかのケーブル（３ｂ）により海底の杭（７）で保持する。回転体の中心部よりも外側で保持する方がテコの原理により小さい力で保持できる。
【実施例】
【００１４】
実施例１を図２および図３を基に説明する。前述の発明を実施するための形態で説明したのに加え、羽根枠（２）の上部の端に車輪（８）を取り付けたものである。羽根枠（２）内部に浮力材を入れることにより、車輪（８）は浮体（５）に押し付けられる。抗力型発電機の発電力は面積に比例する。つまり縦に伸ばしても横に伸ばしても面積が同じなら基本的に同じ発電力になる。浮体（５）の面積が同じでも縦に伸ばせば発電力を上げることができるのだが、縦に伸ばせば伸ばすほど回転軸（４）の付け根部分に巨大な負荷がかかってしまう。そこで先述したように羽根枠（２）の上部に車輪（８）を取り付ければ、回転軸（４）のブレを防ぎ負荷をなくすことができる。
【００１５】
実施例２を図４を基に説明する。抗力係数を上げるために羽根を湾曲させたタイプである。抗力係数の増加させることで、発電力を増加させることができる。
【００１６】
実施例３を図５および図６を基に説明する。羽根をコの字型にして３面と羽根端部を開閉（１）で開閉可能にしたタイプである。図５は開閉幕（１）を開き羽根枠（２）内部の空間を閉じた状態で、図６は開閉幕（１）を閉じ羽根枠（２）内部の空間を開いたものである。戻り回転時の抵抗がさほど問題にならなければ、羽根枠（２）の上下の幕は閉じなくてもよい。
【００１７】
実施例４を図７を基に説明する。羽根枠（２）の断面図である。より抗力差ができるように羽根枠（２）の前後の形状を変えたものである。抗力を受ける側の面を凹状にし受け流す側を凸状にする。
【符号の説明】
【００１８】
１  開閉幕
２  羽根枠
３ａ  ケーブル
３ｂ  ケーブル
４  回転軸
５  浮体
６  発電施設
７  杭
８  車輪
９  海底
１０  海面
【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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