(57)【要約】【課題】  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。ただし、そのような発電に適した早い海流の海域というのはかなり限られている。我が国においては黒潮を利用する海流発電があるが、その流れは年月によって蛇行し、必ずしも一定の海域を流れ続けるものではない。【解決手段】  海流が安定し水深が１００ｍ程度の比較的浅い海域において、当発明の水路を用いて海流の速度を早くすることにより、海流発電機に常に高出力の安定した発電をさせられる。そのために、海底より起立させた複数以上の柱の間に幕を張ることで壁を形成し、その壁を２列設けることで水路を作り、壁を形成する柱の対面方向の柱との間をケーブルで連結することを特徴とするものである。【選択図】図１
2018028281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底より起立させた複数以上の柱の間に幕を張ることで壁を形成し、その壁を２列設けることで水路を作り、壁を形成する柱の対面方向の柱との間をケーブルで連結した、幕式水路。
【請求項２】
海流の流出口が流入口より狭い、請求項１記載の幕式水路。
【請求項３】
海底より起立する柱にレールを設け、柱の間に張られた幕をレールにより開閉可能にした、請求項１記載の幕式水路。
【請求項４】
海底より起立する柱にベルトを設け、柱の間に張られた幕をベルトにより開閉可能にした、請求項１記載の幕式水路。
【請求項５】
多数の幕を連結器で連結し、水路の壁として用いた、請求項１記載の幕式水路。
【請求項６】
幕と幕を連結した際にできる隙間を幕の折り返し部分をもって塞いだ、請求項５記載の幕式水路。
【請求項７】
幕と幕を連結した際にできる隙間を塞ぐためのカバーを幕に取り付けた、請求項５記載の幕式水路。
【請求項８】
導水路の中に柱を設置し、その柱と、幕を張った柱をケーブルで連結した、請求項１記載の幕式水路。
【請求項９】
ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、柱に設けられたレールに落とし込んだ、請求項１記載の幕式水路。
【請求項１０】
導水路の入り口において、柱と柱の間を網状にケーブルで連結した、請求項１記載の幕式水路。
【請求項１１】
導水路の入り口付近の海底に気泡発生装置を設置した、請求項１記載の幕式水路。
【請求項１２】
幕に浮力部を設けた、請求項１記載の幕式水路。
【請求項１３】
柱に浮力部を設けた、請求項１記載の幕式水路。
【請求項１４】
同一のレールに入れるランナー同士をケーブルで連結した、請求項９記載の幕式水路。
【請求項１５】
幕の最下端に接地板を設けた、請求項１記載の幕式水路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海流で発電する発電機のために、海流の速度を増速させる幕式水路に関する物である。
【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。ただし、そのような発電に適した早い海流の海域というのはかなり限られている。我が国においては黒潮を利用する海流発電があるが、その流れは年月によって蛇行し、必ずしも一定の海域を流れ続けるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転軸を持つ発電機は流体の速度によって発電量は高まり、流体の速度が２倍になれば、エネルギーはその３乗の８倍を得ることができる。海流が安定し水深が１００ｍ程度の比較的浅い海域において、当発明の水路を用いて海流の速度を早くすることにより、海流発電機に常に高出力の安定した発電をさせられる。
【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、本発明の幕式水路において請求項１に係るものは、海底より起立させた複数以上の柱の間に幕を張ることで壁を形成し、その壁を２列設けることで水路を作り、壁を形成する柱の対面方向の柱との間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、海流の流出口が流入口より狭いものである。
【０００６】
請求項２に係るものは、請求項１に係るものにおいて、海流の流出口が流入口より狭いものである。
【０００７】
請求項４に係るものは、請求項１に係るものにおいて、柱にベルトを設け、柱の間に張られた幕をベルトにより開閉可能にしたものである。
【０００８】
請求項５に係るものは、請求項１に係るものにおいて、多数の幕を連結器で連結し、水路の壁として用いたものである。
【０００９】
請求項６に係るものは、請求項５に係るものにおいて、幕と幕を連結した際にできる隙間を幕の折り返し部分をもって塞いだものである。
【００１０】
請求項７に係るものは、請求項５に係るものにおいて、幕と幕を連結した際にできる隙間を塞ぐためのカバーを幕に取り付けたものである。
【００１１】
請求項８に係るものは、請求項１に係るものにおいて、導水路の中に柱を設置し、その柱と、幕を張った柱をケーブルで連結したものである。
【００１２】
請求項９に係るものは、請求項１に係るものにおいて、ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、柱に設けられたレールに落とし込むことで、柱と柱をケーブルで連結したものである。
【００１３】
請求項１０に係るものは、請求項１に係るものにおいて、導水路の入り口において、柱と柱の間を網状にケーブルで連結したものである。
【００１４】
請求項１１に係るものは、請求項１に係るものにおいて、導水路の入り口付近の海底に気泡発生装置を設置したものである。
【００１５】
請求項１２に係るものは、請求項１に係るものにおいて、幕に浮力部を設けたものである。
【００１６】
請求項１３に係るものは、請求項１に係るものにおいて、柱に浮力部を設けたものである。
【００１７】
請求項１４に係るものは、請求項９に係るものにおいて、同一のレールに入れるランナー同士をケーブルで連結したものである。
【００１８】
請求項１５に係るものは、請求項１に係るものにおいて、幕の最下端に接地板を設けたものである。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【００２０】
請求項１に係る仕組みを用いた場合、幕を使うことで海中に安価に水路を作ることができる。通常、水路は圧力に耐えうるように台形の断面をしている。しかし海中でそのような土木工事を行うことは現実的ではない。本発明はまず海底より起立する柱の間に幕を張ることで形成した壁を２列作る。ただし、幕は海底から海面まで張るものとし、列の対面の柱と柱の間をケーブルで連結する。また、水路を形成する柱は、水路の外側の海底にケーブルを用い杭やアンカーで固定する。柱や幕を設置するには、メガフロートのような巨大浮体を海上に固定し、それを足場に作業する方が船を使うよりも効率的と思われる。幕は軽いので土塁のように自重を支えるために台形にする必要はない。これにより、海中に水路を極めて安価に設けることができる。
【００２１】
請求項２に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、海流の流出口が流入口より狭くすることにより、水路を流れる海流の速度を増速させることができる。ただし、海流の流出口が流入口より狭くなるようにすると、流出口に近づくほど、導水路を形成する幕や柱に外側に押し広げようとする圧力が働く。仮に水流が２倍になったとしたら水圧は８倍になるので、流出口の柱間のケーブルは流入口の柱間のケーブルの８倍の本数を張るか、柱の間隔を８分の１にするなどの手段を講じる必要がある。そして流出口の先に海流発電機を設置すれば発電量を大きくすることができる。
【００２２】
請求項３に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、レーールを用いることにより、柱間に容易に幕を張ることができるようになる。本発明は水深５０ｍ〜２００ｍの深さまで水路としての幕を張ることを想定しており、そのような深海で幕の連結作業は困難を極める。なので、柱にレールを設け、レールによって幕を上から落とす方式にすれば容易に深海まで幕を張ることができる。また、幕が破損した場合に引き上げることができるので交換も容易になる。
【００２３】
請求項４に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、ベルトにより柱間に容易に幕を張ることができるようになる。効果は請求項３と同じである。
【００２４】
請求項５に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、多数の幕を連結器で連結し、水路の壁として用いたものである。先述したように本発明は、水深２００ｍの深さまで水路としての幕を張ることを想定しており、柱間の長さを１００ｍとしたなら、幅１００ｍ長さ２００ｍの幕が必要になる。そのような幕を用意するのはかなり大変なことである。それに万が一、運用中に幕が水圧で破れた場合、そこから破れがどんどん広がってしまい、取り換えるにしても、すべて取り換えなければならなくなる。連結器を用いて幕を連結した場合、その区間より破れが広がるとこはなく、しかも取り換えるのは破れた区間のみでよい。
【００２５】
請求項６に係る仕組みを用いた場合、請求項５に係る仕組みを用いた場合に加え、幕と幕を連結した際にできる隙間を、上側の幕の折り返し部分をもって塞いだものである。幕の下端を上に折りまげ、折った部分に穴をあけ、連結器を取り付け、上に折り曲げた幕を下に垂らし連結部分を隠す。連結部分の隙間を塞ぐことにより増速させる場合、海流が外に漏れないため効率低下が防げる。
【００２６】
請求項７に係る仕組みを用いた場合、請求項５に係る仕組みを用いた場合に加え、幕と幕を連結した際にできる隙間を、カバーをもって塞いだものである。効果は請求項６と同じである。
【００２７】
請求項８に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、導水路の間隔が広すぎる場合に中継としての柱を設置することで、柱間に張るケーブルの必要強度を抑えることができる。特に海流の流入口は１ｋｍを超えることも想定されるので、柱間を短くした方がケーブルを張りやすい。
【００２８】
請求項９に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、柱に設けられたレールに落とし込んだものである。本発明は水深５０ｍ〜２００ｍを想定したもので、そのような深海において柱の間をケーブルで連結するのは非常に困難である。そこで、柱にレールを設け、レールにランナーを落とし込んでいけば、容易に柱の間にケーブルを張ることができる。請求項３の車輪との違いはレールの隙間をランナーで埋めることができるので、レール内に貝などの付着物がつかず、万が一引きあげる事態が発生した場合作業がスムーズになる。もちろん車輪を使っても差支えないし、逆に請求項３でランナーを使っても差支えない。ランナーという語句はカーテンとカーテンレールを繋ぐ部品のことであるが、構造が似ているため、当発明においてもレールに落とし込む部品をランナーと呼称する。
【００２９】
請求項１０に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、流入口に網状にケーブルで連結することにより、大型の海洋生物の侵入をブロックする。
【００３０】
請求項１１に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、水路の入り口付近の海底に設置した気泡発生装置により、泡の壁をつくり大型の海洋生物が近寄らないようにする。請求項６と違い大型の海洋生物が放つ音波を反射するので、障害物と認識させ接近を未然に防ぐことができる。
【００３１】
請求項１２に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、幕に浮力部を設けたものである。幕がいくら軽いとはいえ、水圧に破れないような丈夫な幕が幅１００ｍ長さ２００ｍともなればかなりの重量になる。連結部も加わればなおさらである。そこで、幕に浮力部を取り付けることで重量の一部を浮力で相殺し、幕を張る柱の強度を抑えることができる。
【００３２】
請求項１３に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、柱に浮力部を設けたものである。通常２００ｍの柱を建てようとするなら、自重で倒壊しないように基部に近づくほど頑丈にしなければならない。しかし海中であれば浮力を利用できる。柱の随所に浮力部を設けることにより自重を相殺し、柱の強度を抑えることができる。
【００３３】
請求項１４に係る仕組みを用いた場合、請求項９に係る仕組みを用いた場合に加え、同一のレールに入れるランナー同士をケーブルで連結したものである。ランナーを連結せずにレールに落とし込むと、引きあげることが非常に困難になる。ランナー同士をケーブルで連結しておけば、数珠つなぎに引っ張り上げることができる。万が一柱間のケーブルが切断したときの修理において有効である。
【００３４】
請求項１５に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、幕の最下端に接地板を設けたものである。接地板は海底と接地する板であり、着底時に海底にめり込ませ、海底に隙間を作らせないものである。もし海底との間に隙間があると、その部分から海流が吹き出し、海底が削れ、隙間がどんどん拡大してしまう。陸上であればシーートパイルを打ち込むこともできるが水深１００ｍ以上ともなれば困難を伴う。そこで、幕の一番下に先端の鋭い板を設けて海底に着底させるようにする。もし柱の間の海底が水平でないのなら、接地板もその角度に合わせて作成する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】発明を実施するための形態を示す斜視図である。
【図２】発明を実施するための形態を示す水路内のケーブルを省いた斜視図である。
【図３】発明を実施するための形態を示すケーブルを省いた斜視図である。
【図４】発明を実施するための形態を示す上面図である。
【図５】発明を実施するための形態を示す側面図である。
【図６】実施例１を示す斜視図である。
【図７】実施例２を示す正面図である。
【図８】実施例２を示す正面図である。
【図９】実施例３を示す斜視図である。
【図１０】実施例４を示す斜視図である。
【図１１】実施例４を示す斜視図である。
【図１２】実施例５を示す斜視図である。
【図１３】実施例６を示す斜視図である。
【図１４】実施例７を示す斜視図である。
【図１５】実施例８を示す斜視図である。
【図１６】実施例８を示す斜視図である。
【図１７】実施例８を示す斜視図である。
【図１８】実施例９を示す断面図である。
【図１９】実施例１０を示す斜視図である。
【図２０】実施例１１を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明を実施するための形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は発明を実施するための形態を示す斜視図である。海底より海面上まで起立させた柱（２ａ）を２列作り、柱の間に幕を張り水路を作る。水路の中央部に柱（２ｂ）を１列作り、幕を張った列の柱（２ａ）と水路の中の列の柱（２ｂ）とケーブル（４）で連結し、水路の外側の海底に打ち込んだ杭（３）にもケーブル（４）で連結する。海流の方向の圧力に対応するため列の先頭の柱（２ｂ）は前方の海底に打ち込んだ杭（３）にケーブル（４）で固定する。海流の流出口は流入口より狭くする。上記の施策を講じることにより、海流は流出口より増速されて流出するので、流出口の先に海流発電機を設置すれば恒常的に発電量を増幅することが出来る。図２は水路内のケーブル（４）を省いた図でケーブル（４）の連結構造を分かりやすくしたものである。図３はケーブル（４）をすべて省いた図である。図４は図１の上面図である。図５は図１の側面図である。幕（１）を海面（６）から海底（５）まで張り、海底部には接地板（２８）を設けることにより、流れ込んだ海流がなるべく途中で漏れ出さないようにする。
【実施例】
【００３７】
実施例１を図６を基に説明する。図６は本発明の最も簡単な実施例である。海底より海面上まで起立させた柱（２ａ）を２列作り、柱の間に幕を張り水路を作る。幕を張った列の柱（２ａ）はそれぞれ対面の柱（２ａ）とケーブルで連結する。流出口を流入口より狭くして、海流の流入角度が水路の中心線と常に同じである場合、水圧は常に水路を押し広げるようにかかるので、水路の外側に張るケーブル（４）は不要になる。
【００３８】
実施例２を図７および図８を基に説明する。横長の幕を縦にいくつも連結することにより、巨大な縦に長い幕を作るものである。そのために図７において、幕（１）の上辺と下辺に穴（１０）を多数設ける。左右に車輪（７）を備えたロッド（８）と幕（１）を多数の連結器（９）で連結する。そして図８において図７の幕をいくつも縦に連結する。一番上のロッド（８）の両端にはレールに落ち込まないように車輪（７）の代わりにストッパー（１１）を設ける。ロッド（８）は強度さえ確保できればケーブルを用いても構わない。また、車輪（７）の代わりにランナーを用いても構わない。もちろん、幕（１）を縦方向だけではなく横方向にも連結しても構わない。
【００３９】
実施例３を図９を基に説明する。幕（１）とロッド（８）を連結するための連結器（９）の斜視図である。連結ベース金具（１４）の上下にＵ字金具（１３）をナット（１２ｂ）で留める。連結ベース金具（１４）の中央にある穴はロッド（８）を入れるための穴である。ヒンジ部（１５）により開閉ができ、ナット（１２ａ）によって締める。ヒンジ部（１５）を用いているのは、連結作業時に部品を海中に落下させないためである。Ｕ時金具（１３）は落下防止にチェーンを連結ベース金具（１４）との間に装着してもよい。
【００４０】
実施例４を図１０および図１１を基に説明する。幕（１）の上辺と下辺に穴（１０）を多数設ける。左右に車輪（７）を備えたロッド（８）と幕（１）を実施例３で示した連結器（９）を用いて連結する。また、水路の内側方向の幕（１）の下部には幕の折り返し部分（１７）を作る。図１１において幕の折り返し部分（１７）で連結部分の隙間を覆っている実施例を示す。柱の間隔が広くロッド（８）を用いることが困難であるならば、代わりにケーブルを用いてもよいし、ロッド（８）を用いずに幕（１）同士を直接連結してもよい。
【００４１】
実施例５を図１２を基に説明する。幕の折り返し部分（１７）の代わりにカバー（２５）を用いたもので、効果は実施例４と同じである。
【００４２】
実施例６を図１３を基に説明する。実施例４のロッド（８）の水路の外側方向に浮力部（２６）を取り付けたものである。これにより、幕（１）やロッド（８）および連結部（９）の重量の一部を浮力によって相殺し、柱にかかる重量を軽減させる。ロッド（８）と浮力部（２６）を一体化させてもよい。
【００４３】
実施例７を図１４を基に説明する。幕の巻軸（２０）に巻きつけた幕（１）をベルト（１８）によって幕（１）を海底深くまで張ることができる。柱（２ａ）に取り付けられたベルト（１８）は両端のベルトの軸（２１）により回転し、ベルト（１８）表面に設けられた突起（１９）は幕（１）に設けられた穴にかみ合うことで幕（１）のたわみを抑える仕組みである。
【００４４】
実施例８を図１５〜図１７を基に説明する。図１７は柱間に張るケーブル（４）の一端の拡大図である。ランナー（２２ａ）にケーブル固定部（２３）を設けケーブル（４）を固定する。図１６はケーブル（４）の両端にランナー（２２ａ）が設けられていることを示す図である。図１７はレール（２４）にランナー（２２ａ）を差し込んだことを示す図である。ちなみにレール（２４）は柱（２ｂ）に備えられるものである。
【００４５】
実施例９を図１８を基に説明する。柱（２ｂ）の断面図である。柱（２ｂ）にレール（２４）を設け、レール（２４）にはケーブル（４）を備えたランナー（２２ａ）とケーブルがないランナー（２２ｂ）を入れている。ケーブルなしのランナー（２２ｂ）はナンナー（２２ａ）を分割したものである。揺れる船上から数１０ｍの長さのランナー（２２ａ）をレール（２４）に差し込むのは難しいため、適当な長さに分割した方が差し込みやすい。また、柱（２ｂ）の内部に浮力部（２６）を設ける。本発明の柱はケーブルによって支えられており、重力式のような柱自身の重さは必要ではない。浮力を用いることにより、強度と重量増加の悪循環を防ぎコストを抑えることができる。
【００４６】
実施例１０を図１９を基に説明する。ケーブル（４）を備えたランナー（２２ａ）とケーブルがないランナー（２２ｂ）をランナー連結ケーブル（２７）で連結したものである。同一のレールに落とし込むランナーをケーブルで連結することによって、後々引き上げることもでき、メンテナンス性を高めたものである。
【００４７】
実施例１１を図２０を基に説明する。実施例２もしくは実施例４の幕（１）の最下部に接地板（２８）を設けたものである。接地板（２８）の下部は鋭利にし、自身の重量によって海底に突き刺さるようにする。もし、幕（１）だけの場合。隙間を完全に塞ぐことが難しく、隙間があるとそこから海流が噴出し、海底をどんどん削ってしまい、海流の増速効率が落ちるばかりか柱が倒壊する可能性も出てきてしまう。接地板（２８）は柱間の地形に応じて形状を決める。
【符号の説明】
【００４８】
１  幕
２ａ  柱
２ｂ  柱
３  杭
４  ケーブル
５  海底
６  海面
７  車輪
８  ロッド
９  連結器
１０  穴
１１  ストッパー
１２ａ  ナット
１２ｂ  ナット
１３  Ｕ字金具
１４  連結ベース金具
１５  ヒンジ部
１６  ボルト
１７  幕の折り返し部分
１８  ベルト
１９  突起
２０  巻軸
２１  ベルトの軸
２２ａ  ランナー
２２ｂ  ランナー
２３  ケーブル固定部
２４  レール
２５  カバー
２６  浮力部
２７  ランナー連結ケーブル
２８  接地板
【図１】
2018028281.tif 000003
【図２】
2018028281.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018028281.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2018028281.tif 000017
【図１６】
2018028281.tif 000018
【図１７】
2018028281.tif 000019
【図１８】
2018028281.tif 000020
【図１９】
2018028281.tif 000021
【図２０】
2018028281.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月7日(2017.4.7)
【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】
海底より起立させた複数以上の柱の間に幕を張ることで壁を形成し、その壁を２列設けることで水路を作り、海流の流出口を流入口より狭くし、壁を形成する柱の対面方向の柱との間をケーブルで連結し、海流の流出口に海流発電機を設けた幕式水路。
【請求項２】
海底より起立する柱にレールを設け、柱の間に張られた幕をレールにより開閉可能にした請求項１記載の幕式水路。
【請求項３】
海底より起立する柱にベルトを設け、柱の間に張られた幕をベルトにより開閉可能にした請求項１記載の幕式水路。
【請求項４】
二本の柱の間に張る幕を、一つながりの幕ではなく、多数の幕を連結器で連結することで構成した請求項１記載の幕式水路。
【請求項５】
幕と幕を連結した際にできる隙間を幕の折り返し部分をもって塞いだ請求項４記載の幕式水路。
【請求項６】
幕と幕を連結した際にできる隙間を塞ぐためのカバーを幕に取り付けた請求項４記載の幕式水路。
【請求項７】
水路の中に柱を設置し、その柱と、幕を張った柱をケーブルで連結した請求項１記載の幕式水路。
【請求項８】
ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、異なる柱に設けられたレールに落とし込んだ請求項１記載の幕式水路。
【請求項９】
水路の入り口において、柱と柱の間を網状にケーブルで連結した請求項１記載の幕式水路。
【請求項１０】
水路の入り口付近の海底に気泡発生装置を設置した請求項１記載の幕式水路。
【請求項１１】
同一のレールに入れるランナー同士をランナー連結ケーブルで連結した請求項８記載の幕式水路。
【請求項１２】
幕の最下端に接地板を設けた請求項１記載の幕式水路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海流で発電する発電機のために、海流の速度を増速させる幕式水路に関する物である。
【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。ただし、そのような発電に適した早い海流の海域というのはかなり限られている。我が国においては黒潮を利用する海流発電があるが、その流れは年月によって蛇行し、必ずしも一定の海域を流れ続けるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回転軸を持つ発電機は流体の速度によって発電量は高まり、流体の速度が２倍になれば、エネルギーはその３乗の８倍を得ることができる。海流が安定し水深が１００ｍ程度の比較的浅い海域において、当発明の水路を用いて海流の速度を早くすることにより、海流発電機に常に高出力の安定した発電をさせられる。
【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、本発明の幕式水路において請求項１に係るものは、海底より起立させた複数以上の柱の間に幕を張ることで壁を形成し、その壁を２列設けることで水路を作り、海流の流出口を流入口より狭くし、壁を形成する柱の対面方向の柱との間をケーブルで連結し、海流の流出口に海流発電機を設けたものである。
【０００５】
請求項２に係るものは、請求項１に係るものにおいて、柱にレールを設け、柱の間に張られた幕をレールにより開閉可能にしたものである。
【０００６】
請求項３に係るものは、請求項１に係るものにおいて、柱にベルトを設け、柱の間に張られた幕をベルトにより開閉可能にしたものである。
【０００７】
請求項４に係るものは、請求項１に係るものにおいて、二本の柱の間に張る幕を、一つながりの幕ではなく、多数の幕を連結器で連結することで構成したものである。
【０００８】
請求項５に係るものは、請求項４に係るものにおいて、幕と幕を連結した際にできる隙間を幕の折り返し部分をもって塞いだものである。
【０００９】
請求項６に係るものは、請求項４に係るものにおいて、幕と幕を連結した際にできる隙間を塞ぐためのカバーを幕に取り付けたものである。
【００１０】
請求項７に係るものは、請求項１に係るものにおいて、水路の中に柱を設置し、その柱と、幕を張った柱をケーブルで連結したものである。
【００１１】
請求項８に係るものは、請求項１に係るものにおいて、ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、異なる柱に設けられたレールに落とし込むことで、柱と柱をケーブルで連結したものである。
【００１２】
請求項９に係るものは、請求項１に係るものにおいて、水路の入り口において、柱と柱の間を網状にケーブルで連結したものである。
【００１３】
請求項１０に係るものは、請求項１に係るものにおいて、水路の入り口付近の海底に気泡発生装置を設置したものである。
【００１４】
請求項１１に係るものは、請求項８に係るものにおいて、同一のレールに入れるランナー同士をランナー連結ケーブルで連結したものである。
【００１５】
請求項１２に係るものは、請求項１に係るものにおいて、幕の最下端に接地板を設けたものである。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
請求項１に係る仕組みを用いた場合、幕を使うことで海中に安価に水路を作ることができる。通常、水路は圧力に耐えうるように台形の断面をしている。しかし海中でそのような土木工事を行うことは現実的ではない。本発明はまず海底より起立する柱の間に幕を張ることで形成した壁を２列作る。ただし、幕は海底から海面上まで張るものとし、列の対面の柱と柱の間をケーブルで連結する。また、水路を形成する柱は、水路の外側の海底にケーブルを用い杭やアンカーで固定する。柱や幕を設置するには、メガフロートのような巨大浮体を海上に固定し、それを足場に作業する方が船を使うよりも効率的と思われる。幕は軽いので土塁のように自重を支えるために台形にする必要はない。これにより、海中に水路を極めて安価に設けることができる。また海流の流出口が流入口より狭くすることにより、水路を流れる海流の速度を増速させることができる。ただし、海流の流出口が流入口より狭くなるようにすると、流出口に近づくほど、導水路を形成する幕や柱に外側に押し広げようとする圧力が働く。仮に水流が２倍になったとしたら水圧は８倍になるので、流出口の柱間のケーブルは流入口の柱間のケーブルの８倍の本数を張るか、柱の間隔を８分の１にするなどの手段を講じる必要がある。そして流出口の先に海流発電機を設置すれば発電量を大きくすることができる。
【００１８】
請求項２に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、レールを用いることにより、柱間に容易に幕を張ることができるようになる。本発明は水深５０ｍ〜２００ｍの深さまで水路としての幕を張ることを想定しており、そのような深海で幕の連結作業は困難を極める。なので、柱にレールを設け、レールによって幕を上から落とす方式にすれば容易に深海まで幕を張ることができる。また、幕が破損した場合に引き上げることができるので交換も容易になる。
【００１９】
請求項３に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、ベルトにより柱間に容易に幕を張ることができるようになる。効果は請求項２と同じである。
【００２０】
請求項４に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、二本の柱の間に張る幕を、一つながりの幕ではなく、多数の幕を連結器で連結し、水路の壁として用いたものである。先述したように本発明は、水深約２００ｍの深さまで水路としての幕を張ることを想定しており、柱間の長さを１００ｍとしたなら、幅１００ｍ長さ２００ｍの幕が必要になる。そのような幕を用意するのはかなり大変なことである。それに万が一、運用中に幕が水圧で破れた場合、そこから破れがどんどん広がってしまい、取り換えるにしても、すべて取り換えなければならなくなる。連結器を用いて幕を連結した場合、その区間より破れが広がるとこはなく、しかも取り換えるのは破れた区間のみでよい。
【００２１】
請求項５に係る仕組みを用いた場合、請求項４に係る仕組みを用いた場合に加え、幕と幕を連結した際にできる隙間を、上側の幕の折り返し部分をもって塞いだものである。幕の下端を上に折りまげ、折った部分に穴をあけ、連結器を取り付け、上に折り曲げた幕を下に垂らし連結部分を隠す。連結部分の隙間を塞ぐことにより増速させる場合、海流が外に漏れないため効率低下が防げる。
【００２２】
請求項６に係る仕組みを用いた場合、請求項４に係る仕組みを用いた場合に加え、幕と幕を連結した際にできる隙間を、カバーをもって塞いだものである。効果は請求項５と同じである。
【００２３】
請求項７に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、水路の間隔が広すぎる場合に中継としての柱を設置することで、柱間に張るケーブルの必要強度を抑えることができる。特に海流の流入口は１ｋｍを超えることも想定されるので、柱間を短くした方がケーブルを張りやすい。
【００２４】
請求項８に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、ケーブルの両端にランナーを設け、それぞれのランナーを、柱に設けられたレールに落とし込んだものである。本発明は水深５０ｍ〜２００ｍを想定したもので、そのような深海において柱の間をケーブルで連結するのは非常に困難である。そこで、柱にレールを設け、向い合った柱のそれぞれのレールにランナーを落とし込んでいけば、容易に柱の間にケーブルを張ることができる。車輪を用いる場合と比べレールの隙間をランナーで埋めることができるので、レール内に貝などの付着物がつかず、万が一引きあげる事態が発生した場合作業がスムーズになる。もちろん車輪を使っても差支えないし、逆に請求項２でランナーを使っても差支えない。ランナーという語句はカーテンとカーテンレールを繋ぐ部品のことであるが、構造が似ているため、当発明においてもレールに落とし込む部品をランナーと呼称する。
【００２５】
請求項９に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、流入口を網状にケーブルで連結することにより、大型の海洋生物の侵入をブロックする。
【００２６】
請求項１０に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、水路の入り口付近の海底に設置した気泡発生装置により、泡の壁をつくり大型の海洋生物が近寄らないようにする。請求項９と違い大型の海洋生物が放つ音波を反射するので、障害物と認識させ接近を未然に防ぐことができる。
【００２７】
請求項１１に係る仕組みを用いた場合、請求項８に係る仕組みを用いた場合に加え、同一のレールに入れるランナー同士をランナー連結ケーブルで連結したものである。ランナーを連結せずにレールに落とし込むと、引きあげることが非常に困難になる。ランナー同士をランナー連結ケーブルで連結しておけば、数珠つなぎに引っ張り上げることができる。万が一柱間のケーブルが切断したときの修理において有効である。
【００２８】
請求項１２に係る仕組みを用いた場合、請求項１に係る仕組みを用いた場合に加え、幕の最下端に接地板を設けたものである。接地板は海底と接地する板であり、着底時に海底にめり込ませ、海底に隙間を作らせないものである。もし海底との間に隙間があると、その部分から海流が吹き出し、海底が削れ、隙間がどんどん拡大してしまう。陸上であればシートパイルを打ち込むこともできるが水深１００ｍ以上ともなれば困難を伴う。そこで、幕の一番下に先端の鋭い板を設けて海底に着底させるようにする。もし柱の間の海底が水平でないのなら、接地板もその角度に合わせて作成する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】発明を実施するための形態を示す斜視図である。
【図２】発明を実施するための形態を示す水路内のケーブルを省いた斜視図である。
【図３】発明を実施するための形態を示すケーブルを省いた斜視図である。
【図４】発明を実施するための形態を示す上面図である。
【図５】発明を実施するための形態を示す側面図である。
【図６】実施例１を示す斜視図である。
【図７】実施例２を示す正面図である。
【図８】実施例２を示す正面図である。
【図９】実施例３を示す斜視図である。
【図１０】実施例４を示す斜視図である。
【図１１】実施例４を示す斜視図である。
【図１２】実施例５を示す斜視図である。
【図１３】実施例６を示す斜視図である。
【図１４】実施例７を示す斜視図である。
【図１５】実施例７を示す斜視図である。
【図１６】実施例７を示す斜視図である。
【図１７】実施例８を示す断面図である。
【図１８】実施例９を示す斜視図である。
【図１９】実施例１０を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明を実施するための形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は発明を実施するための形態を示す斜視図である。海底より海面上まで起立させた柱（２ａ）を２列作り、柱の間に幕を張り水路を作る。水路の中央部に柱（２ｂ）を１列作り、幕を張った列の柱（２ａ）と水路の中の列の柱（２ｂ）とケーブル（４）で連結し、水路の外側の海底に打ち込んだ杭（３）にもケーブル（４）で連結する。海流の方向の圧力に対応するため列の先頭の柱（２ｂ）は前方の海底に打ち込んだ杭（３）にケーブル（４）で固定する。海流の流出口は流入口より狭くする。上記の施策を講じることにより、海流は流出口より増速されて流出するので、流出口の先に海流発電機を設置すれば恒常的に発電量を増幅することが出来る。図２は水路内のケーブル（４）を省いた図でケーブル（４）の連結構造を分かりやすくしたものである。図３はケーブル（４）をすべて省いた図である。図４は図１の上面図である。図５は図１の側面図である。幕（１）を海面（６）から海底（５）まで張り、海底部には接地板（２６）を設けることにより、流れ込んだ海流がなるべく途中で漏れ出さないようにする。
【００３１】
実施例１を図６を基に説明する。図６は本発明の最も簡単な実施例である。海底より海面上まで起立させた柱（２ａ）を２列作り、柱の間に幕を張り水路を作る。幕を張った列の柱（２ａ）はそれぞれ対面の柱（２ａ）とケーブルで（４）連結する。海流の流出口を流入口より狭くし、海流の流入角度が水路の中心線と常に同じである場合、水圧は常に水路を押し広げるようにかかるので、水路の外側に張るケーブル（４）は不要になる。
【００３２】
実施例２を図７および図８を基に説明する。横長の幕を縦にいくつも連結することにより、巨大な縦に長い幕を作るものである。そのために図７において、幕（１）の上辺と下辺に穴（１０）を多数設ける。左右に車輪（７）を備えたロッド（８）と幕（１）を多数の連結器（９）で連結する。そして図８において図７の幕をいくつも縦に連結する。一番上のロッド（８）の両端にはレールに落ち込まないように車輪（７）の代わりにストッパー（１１）を設ける。ロッド（８）は強度さえ確保できればケーブルを用いても構わない。また、車輪（７）の代わりにランナーを用いても構わない。もちろん、幕（１）を縦方向だけではなく横方向にも連結しても構わない。
【００３３】
実施例３を図９を基に説明する。幕（１）とロッド（８）を連結するための連結器（９）の斜視図である。連結ベース金具（１４）の上下にＵ字金具（１３）をナット（１２ｂ）で留める。連結ベース金具（１４）の中央にある穴はロッド（８）を入れるための穴である。ヒンジ部（１５）により開閉ができ、ナット（１２ａ）によって締める。ヒンジ部（１５）を用いているのは、連結作業時に部品を海中に落下させないためである。Ｕ時金具（１３）は落下防止にチェーンを連結ベース金具（１４）との間に装着してもよい。
【００３４】
実施例４を図１０および図１１を基に説明する。幕（１）の上辺と下辺に穴（１０）を多数設ける。左右に車輪（７）を備えたロッド（８）と幕（１）を実施例３で示した連結器（９）を用いて連結する。また、水路の内側方向の幕（１）の下部には幕の折り返し部分（１７）を作る。図１１において幕の折り返し部分（１７）で連結部分の隙間を覆っている実施例を示す。柱の間隔が広くロッド（８）を用いることが困難であるならば、代わりにケーブルを用いてもよいし、ロッド（８）を用いずに幕（１）同士を直接連結してもよい。
【００３５】
実施例５を図１２を基に説明する。幕の折り返し部分（１７）の代わりにカバー（２５）を用いたもので、効果は実施例４と同じである。
【００３６】
実施例６を図１３を基に説明する。幕の巻軸（２０）に巻きつけた幕（１）をベルト（１８）によって幕（１）を海底深くまで張ることができる。柱（２ａ）に取り付けられたベルト（１８）は両端のベルトの軸（２１）により回転し、ベルト（１８）表面に設けられた突起（１９）は幕（１）に設けられた穴にかみ合うことで幕（１）のたわみを抑える仕組みである。
【００３７】
実施例７を図１４〜図１６を基に説明する。図１７は柱間に張るケーブル（４）の一端の拡大図である。ランナー（２２ａ）にケーブル固定部（２３）を設けケーブル（４）を固定する。図１５はケーブル（４）の両端にランナー（２２ａ）が設けられていることを示す図である。図１６はレール（２４）にランナー（２２ａ）を差し込んだことを示す図である。ちなみにレール（２４）は柱（２ｂ）に備えられるものである。
【００３８】
実施例８を図１７を基に説明する。柱（２ｂ）の断面図である。柱（２ｂ）にレール（２４）を設け、レール（２４）にはケーブル（４）を備えたランナー（２２ａ）とケーブル（４）がないランナー（２２ｂ）を入れている。ケーブル（４）なしのランナー（２２ｂ）はナンナー（２２ａ）を分割したものである。揺れる船上から数１０ｍの長さのランナー（２２ａ）をレール（２４）に差し込むのは難しいため、適当な長さに分割した方が差し込みやすい。
【００３９】
実施例９を図１８を基に説明する。ケーブル（４）を備えたランナー（２２ａ）とケーブルがないランナー（２２ｂ）をランナー連結ケーブル（２７）で連結したものである。同一のレール（２４）に落とし込むランナーをランナー連結ケーブル（２７）で連結することによって、後々引き上げることもでき、メンテナンス性を高めたものである。
【００４０】
実施例１０を図１９を基に説明する。実施例２もしくは実施例４の幕（１）の最下部に接地板（２６）を設けたものである。接地板（２６）の下部は鋭利にし、自身の重量によって海底に突き刺さるようにする。もし、幕（１）だけの場合。隙間を完全に塞ぐことが難しく、隙間があるとそこから海流が噴出し、海底をどんどん削ってしまい、海流の増速効率が落ちるばかりか柱が倒壊する可能性も出てきてしまう。接地板（２６）は柱間の地形に応じて形状を決める。
【符号の説明】
【００４１】
１  幕
２ａ  柱
２ｂ  柱
３  杭
４  ケーブル
５  海底
６  海面
７  車輪
８  ロッド
９  連結器
１０  穴
１１  ストッパー
１２ａ  ナット
１２ｂ  ナット
１３  Ｕ字金具
１４  連結ベース金具
１５  ヒンジ部
１６  ボルト
１７  幕の折り返し部分
１８  ベルト
１９  突起
２０  巻軸
２１  ベルトの軸
２２ａ  ランナー
２２ｂ  ランナー
２３  ケーブル固定部
２４  レール
２５  カバー
２６  接地版
２７  ランナー連結ケーブル
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018028281.tif 000023
【図２】
2018028281.tif 000024
【図３】
2018028281.tif 000025
【図４】
2018028281.tif 000026
【図５】
2018028281.tif 000027
【図６】
2018028281.tif 000028
【図７】
2018028281.tif 000029
【図８】
2018028281.tif 000030
【図９】
2018028281.tif 000031
【図１０】
2018028281.tif 000032
【図１１】
2018028281.tif 000033
【図１２】
2018028281.tif 000034
【図１３】
2018028281.tif 000035
【図１４】
2018028281.tif 000036
【図１５】
2018028281.tif 000037
【図１６】
2018028281.tif 000038
【図１７】
2018028281.tif 000039
【図１８】
2018028281.tif 000040
【図１９】
2018028281.tif 000041