(57)【要約】【課題】構造が簡単で、潮流の流れ方向の逆転現象に対応可能で効率良く発電することが可能な潮流発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】海底から直立して設置される回転軸と、回転軸に放射状に複数固定され高さ方向に複数段配置される回転羽根と、回転軸の回転により発電する発電機と、複数の回転羽根を固定した回転軸を挟んだ両側に平行に配置され海底から海面まで伸びる流路規制部材と、流路規制部材の一方の側の開口と他方の側の開口に配置され、潮流の流れ方向の変化に応じて潮流の流れをガイドする鉛直軸を軸として回動可能な潮流ガイド部材と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底から直立して設置される回転軸と、
回転軸に放射状に複数固定され高さ方向に複数段配置される回転羽根と、
回転軸の回転により発電する発電機と、
複数の回転羽根を固定した回転軸を挟んだ両側に平行に配置され海底から海面まで伸びる流路規制部材と、
流路規制部材の一方の側の開口と他方の側の開口に配置され、潮流の流れ方向の変化に応じて潮流の流れをガイドする鉛直軸を軸として回動可能な潮流ガイド部材と、
を備えることを特徴とする潮流発電装置。
【請求項２】
回転軸の外周に配置され固定部材で回転軸に固定されるスリーブに回転羽根の一端を固定ボルトで固定することを特徴とする請求項１に記載の潮流発電装置。
【請求項３】
流路規制部材を海底と作業台を結ぶケーブルに浮力を有する流路規制パネルを連結して形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の潮流発電装置。
【請求項４】
海底と作業台間に潮流ガイド用回転軸を配置し、潮流ガイ用回転軸に潮流ガイドパネルを固定し、作業台上に潮流ガイド用回転軸を駆動する潮流ガイド用回転軸駆動手段を配置して潮流ガイド部材を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の潮流発電装置。
【請求項５】
スリーブに固定され放射状に伸びる回転羽根を３枚とし、三枚の回転羽根の先端同士を筋かいで連結することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の潮流発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底から直立させた回転軸に放射状に設けた羽根が潮流を受けて回転軸を回転させることにより発電機を稼働して電力を得る潮流発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、埋蔵資源エネルギーの枯渇問題や排出される二酸化炭素等による地球環境の悪化の問題等から、環境に優しい自然エネルギーである水力、風力、太陽光エネルギー等の利用技術が注目されていて、潮流を利用した潮流発電においても幾多の提案が既になされて来ている。
【０００３】
潮流を利用した潮流発電装置としては、水車をスクリュー方式にしたものや羽根部を板状の横軸ライナーとした方式等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１２０１号公報
【特許文献２】特開２００５−２７３４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクリュー方式では流れ方向の逆転現象に対応可能であるが、水流が低速であればエネルギー変換効率が著しく低下するという問題点を有する。
【０００６】
クロスフロー型的横軸ランナー型の水車では、水流が低速でも回転トルクとしてのエネルギー変換が比較的効率良く行えるという面もあるが、そのままでは潮流の流れ方向の逆転現象に対応が困難であるという問題点がある。
【０００７】
本発明は、従来技術の持つ問題を解決する、構造が簡単で、潮流の流れ方向の逆転現象に対応可能で効率良く発電することが可能な潮流発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の潮流発電装置は、前記課題を解決するために、海底から直立して設置される回転軸と、回転軸に放射状に複数固定され高さ方向に複数段配置される回転羽根と、回転軸の回転により発電する発電機と、複数の回転羽根を固定した回転軸を挟んだ両側に平行に配置され海底から海面まで伸びる流路規制部材と、流路規制部材の一方の側の開口と他方の側の開口に配置され、潮流の流れ方向の変化に応じて潮流の流れをガイドする鉛直軸を軸として回動可能な潮流ガイド部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の潮流発電装置は、回転軸の外周に配置され固定部材で回転軸に固定されるスリーブに回転羽根の一端を固定ボルトで固定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の潮流発電装置は、流路規制部材を海底と作業台を結ぶケーブルに浮力を有する流路規制パネルを連結して形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の潮流発電装置は、海底と作業台間に潮流ガイド用回転軸を配置し、潮流ガイ用回転軸に潮流ガイドパネルを固定し、作業台上に潮流ガイド用回転軸を駆動する潮流ガイド用回転軸駆動手段を配置して潮流ガイド部材を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の潮流発電装置は、スリーブに固定され放射状に伸びる回転羽根を３枚とし、三枚の回転羽根の先端同士を筋かいで連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
海底から直立して設置される回転軸と、回転軸に放射状に複数固定され高さ方向に複数段配置される回転羽根と、回転軸の回転により発電する発電機と、複数の回転羽根を固定した回転軸を挟んだ両側に平行に配置され海底から海面まで伸びる流路規制部材と、流路規制部材の一方の側の開口と他方の側の開口に配置され、潮流の流れ方向の変化に応じて潮流の流れをガイドする鉛直軸を軸として回動可能な潮流ガイド部材と、を備えることで、潮流の流れ方向の逆転現象に対応可能で効率良く発電することが可能になる。
回転軸の外周に配置され固定部材で回転軸に固定されるスリーブに回転羽根の一端を固定ボルトで固定することで、回転羽根の回転軸への取付が容易になる。
流路規制部材を海底と作業台を結ぶケーブルに浮力を有する流路規制パネルを連結して形成することで、軽量で取り扱いが容易になる。
海底と作業台間に潮流ガイド用回転軸を配置し、潮流ガイ用回転軸に潮流ガイドパネルを固定し、作業台上に潮流ガイド用回転軸を駆動する潮流ガイド用回転軸駆動手段を配置して潮流ガイド部材を形成することで、潮流の流れ方向の変化に素早く対応して効率良く発電することが可能になる。
スリーブに固定され放射状に伸びる回転羽根を３枚とし、三枚の回転羽根の先端同士を筋かいで連結することで、回転羽根の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図により説明する。
【００１６】
図１に示すように、潮流発電装置１は、海底２に固定されたブロック３に鉛直方向に伸び作業台４上の発電機６を稼働する回転軸５の下端が軸受け６を介して回転自在に連結される。回転軸５は中空として軽量化を図るのが望ましい。
【００１７】
回転軸５の外周にスリーブ８が固定部材９により固定される。固定部材９は、回転軸５の外周とスリーブ８の内周に溶接等の手段を用いて固定する。固定部材９は高さ方向に間隔をおいて複数配置する。
【００１８】
図２に示すように、スリーブ８に回転羽根１０の一端が固定ボルト１１を介して固定される。回転軸５の外周にスリーブ８を固定することで回転羽根１０の固定が容易になる。
【００１９】
この実施形態では１組３枚の回転羽根１０が放射状に固定される。１組３枚の回転羽根１０は、スリーブ８の外周に螺旋を描くように固定される。３枚１組の回転羽根１０は高さ方向に複数段固定される。図３に示すように、３枚１組の回転羽根１０を高さ方向に固定する際、放射状に伸びる回転羽根１０の伸びる方向が異なるようにする。高さ方向に複数段配置される回転羽根１０もスリーブ８の外周に螺旋を描くように固定される。回転羽根１０を螺旋状に配置することで、潮流の流れ方向の変化に拘わらず回転羽根１０は、螺旋の巻き方向（例えば時計方向又は反時計方向）に回転する。回転羽根１０の形状は、平板状でも、潮流の流れを効率良く伝達するための凹部を形成したものでも良い。
【００２０】
図２に示すように、３枚１組の回転羽根１０の先端同士を筋交い１２で連結して補強する。回転羽根１０の先端同士を筋交い１２で連結することにより回転羽根１０の耐久性が向上する。
【００２１】
回転羽根１０を配置した回転軸の両側に平行に流路規制部材１３を配置する。図４に示すように、流路規制部材１３は、海底２と作業台４間を結ぶケーブルに１４に浮力を有する材料で形成された流路規制パネル１５を連結して形成される。流路規制部材１３は、回転羽根１０を回転させる潮流以外の外乱要素である波や渦を防ぐ役目をする。流路規制パネル１５を浮力を有する部材で形成することにより軽量で取り扱いが容易になる。
【００２２】
平行に配置された流路規制部材１３に一方の開口部側と他方の開口部側に潮流ガイド部材１６を配置する。図５に示すように、潮流ガイド部材１６は、海底２に固定されたブロック３に軸受け７を介して回転自在とされた潮流ガイド用回転軸１７が作業台４上まで伸びている。潮流ガイド回転軸１７に潮流ガイドパネル１８が連結される。作業台４上に潮流ガイド用回転軸１７を回動する油圧ジャッキ等の潮流ガイド用回転軸駆動手段１９が配置される。潮流の流れ方向の変化をセンサ（図示せず）が検知すると、潮流ガイド用回転軸駆動手段１９により潮流ガイド部材パネル１８の角度を制御し、回転羽根１０が効率良く回転するように潮流を回転羽根１０にガイドする。
【００２３】
図６は、潮流の流れがＡ方向からＢ方向の場合の潮流ガイド部材１６の回動位置を示す図である。Ａ側に３個の潮流ガイド部材１６ａ、１６ｂ、１６ｃが配置され、潮流ガイド部材１６ａ、１６ｂが潮流の流れを集中して回転羽根１０にガイドし、潮流ガイド部材１６ｃは、潮流の流れを外方向に逃がすような位置とする。Ｂ側の３個の潮流ガイド部材１６ｄ、１６ｅ、１６ｆは潮流の流れと平行な位置とする。
【００２４】
潮流ガイド部材１６ａ、１６ｂが潮流の流れを集中して回転羽根１０にガイドすることで、回転羽根１０に強い潮流が流れ回転羽根１０の回転効率を向上することが可能になる。Ｂ側の３個の潮流ガイド部材１６ｄ、１６ｅ、１６ｆを潮流の流れと平行な位置とすることで、下流側の潮流の流れを整流とし、上流側の潮流の流れの乱れを防止する。回転羽根１０は、スリーブ８に螺旋状に固定されているので螺旋の巻き方向に回転する。
【００２５】
図７は、潮流の流れがＢ方向からＡ方向の場合の潮流ガイド部材１６の回動位置を示す図である。Ｂ側に３個の潮流ガイド部材１６ｄ、１６ｅ、１６ｆが配置され、潮流ガイド部材１６ｅ，１６ｆが潮流の流れを集中して回転羽根１０にガイドし、潮流ガイド部材１６ｄは、潮流の流れを外方向に逃がすような位置とする。Ａ側の３個の潮流ガイド部材１６ａ、１６ｂ、１６ｃは潮流の流れと平行な位置とする。
【００２６】
潮流ガイド部材１６ｅ，１６ｆが潮流の流れを集中して回転羽根１０にガイドすることで、回転羽根１０に強い潮流が流れ回転羽根１０の回転効率を向上することが可能になる。Ａ側の３個の潮流ガイド部材１６ａ、１６ｂ、１６ｃを潮流の流れと平行な位置とすることで、下流側の潮流の流れを整流とし、上流側の潮流の流れの乱れを防止する。回転羽根１０は、スリーブ８に螺旋状に固定されているので螺旋の巻き方向に回転する。潮流の流れが、Ａ方向からＢ方向の場合も、Ｂ方向からＡ方向の場合も回転羽根１０は螺旋の巻き方向の同一回転方向で回転する。
【００２７】
以上のように本発明の潮流発電装置によれば、潮流の流れ方向の逆転現象に対応可能で効率良く発電することが可能になる。
【符号の説明】
【００２８】
１： 潮流発電装置、２：海底、３：ブロック、４：作業台、５：回転軸、６：発電機、７：軸受け、８スリーブ、９：固定部材、１０：回転羽根、１１：固定ボルト、１２：筋交い、１３：流路規制部材、１４：ケーブル、１５：流路規制パネル、１６：潮流ガイド部材、１７：潮流ガイド用回転軸、１８：潮流ガイドパネル、１９：潮流ガイド用回転軸駆動手段
【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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