(57)【要約】【課題】  潮流を利用して発電することができ、かつ、保全修理が容易な潮流発電装置を提供する。【解決手段】  底壁１１と一対の側壁１２を有する溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前部または後部から潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前側両端部と後側両端部に設けられ、潮流をケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５および後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０に組付き、前端開口部１０ａと後端開口部１０ｂを開閉する前扉１３および後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設されたクレーン３０と、ケーソン本体１０の直上の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とを備える。【選択図】  図１
0003210969.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
潮流（Ｆ）の運動エネルギーを利用して発電する潮流発電装置であって、
底壁（１１）の左右両端部から一対の側壁（１２）を立設した溝形で，前端開口部（１０ａ），後端開口部（１０ｂ）および上端開口部（１０ｃ）を有し，前記前端開口部または前記後端開口部から潮流を受け入れるケーソン本体（１０）と、
前記ケーソン本体の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する前側潮流受け部（１５）と、
前記ケーソン本体の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する後側潮流受け部（１６）と、
前記ケーソン本体の前端部に昇降動自在に組付き，前記前端開口部を開閉する前扉（１３）と、
前記ケーソン本体の後端部に昇降動自在に組付き，前記後端開口部を開閉する後扉（１４）と、
前記ケーソン本体に前記上端開口部を通って着脱され，潮流によって回転する回転部材（Ｒ）を設けた取付基体（２０）と、
前記ケーソン本体から立設され，海上部分に，ホイスト（３１）および該ホイストを前後方向に案内するレール（３２）を有するクレーン（３０）と、
海上ケーソン本体の直上の海上部分に設けた発電機（４０）と、
前記発電機に，前記回転部材の回転力を伝達する伝達機構（５０）と、を備えることを特徴とする潮流発電装置。
【請求項２】
潮流（Ｆ）の運動エネルギーを利用して発電する潮流発電装置であって、
底壁（１１）の左右両端部から一対の側壁（１２）を立設した溝形で，前端開口部（１０ａ），後端開口部（１０ｂ）および上端開口部（１０ｃ）を有し，前記前端開口部または前記後端開口部から潮流を受け入れるケーソン本体（１０）と、
前記ケーソン本体の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する前側潮流受け部（１５）と、
前記ケーソン本体の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する後側潮流受け部（１６）と、
前記ケーソン本体の前端部に昇降動自在に組付き，前記前端開口部を開閉する前扉（１３）と、
前記ケーソン本体の後端部に昇降動自在に組付き，前記後端開口部を開閉する後扉（１４）と、
前記ケーソン本体に前記上端開口部を通って着脱され，潮流によって回転する回転部材（Ｒ）を設けた取付基体（２０）と、
前記ケーソン本体から立設され，海上部分に，ホイスト（３１）および該ホイストを前後方向に案内するレール（３２）を有するクレーン（３０）と、
前記ケーソン本体の直上の海上部分に設けた発電機（４０）と、
前記発電機に，前記回転部材の回転力を伝達する伝達機構（５０）と、を備え、
前記回転部材が水車（１）またはプロペラ（２）であることを特徴とする潮流発電装置。
【請求項３】
前記回転部材（Ｒ）を水車（１）とし、該水車の略上半部または略下半部を、潮流（Ｆ）を遮るための覆い部（１ｃ）で覆ったことを特徴とする請求項１または２に記載の潮流発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、潮流の運動エネルギーを利用して発電を行う潮流発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋における波や、地球の自転や月の引力などで発生する潮流は無限のエネルギー源である。こうしたことから、これまでに波を利用した発電装置が創案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、波による水位の変化に伴って空気室内の容積が変化することを利用して発電室のタービンを駆動して発電する構成である。
【０００３】
しかし、波を利用した発電装置は、その発電能力に自ずと限界がある。波の発生はその時々の天候によって大きく左右されるからである。従って、悪天候時において大きな波が発生すると発電能力は高まるが、その逆の場合では、大きな波が発生しないので発電能力は大幅に低下してしまう。
【０００４】
その一方で、潮流は天候に左右されず、常に一定の動きを形成する。すなわち、満潮と干潮を交互に繰り返し、それに応じて日々、決まった特定の方向へ流れる。係る観点から、これまでに海中あるいは海底に設置し、潮流によって発電する装置が創案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
海の力はとんでもなく強い。そしてその力は、深くて怖い。そして又優しく暖かい。しかし、ひとたび扱い方を誤ると、とんでもない災いをもたらすのである。単純に海中に海底にプロペラと発電機を於いても発電は一時的に発効するがその水車と発電機はすぐに破壊されてしまう。
【０００６】
日本列島での潮流発電は、まずは設置することだけでも大変な困難を伴うしそれを海底に固定化するのに苦労し、それより、それらをメンテナンス（保守，点検，修理等々）するのが非常に困難である。実用化するに当たっては、メンテナンスを良く考慮したものでなくてはならない。特に例をあげると、水車を回して作られた電力とは別に海の海流と固定した金具及び水車との間に発生する静電気をどのように処理するかということである。一般的に航海中の船舶には“ジンク板”というのがある。これは犠牲陽極であり、防蝕亜鉛板を、海底・海中にある水車・固定金具に取り付けないと本体がとけだすであろう。これは相当大型のものであり、たびたび定期的に取付ないといけない。これらの交換さえ潜水夫を使ってとりかえねばならない。海中に於ける水車発電機は、高度に管理されなくてはならないし、それは常に破壊の危険性に直面しているのである。海には浮遊物が多々ある。例えば沈下してある材木とか、各種ゴミがある。これらが衝突するという危険性もある。そして海の生物に対しても配慮されなくてはならない。又プロペラ等につく海草、ふじつぼ等は航海中の船舶同様、定期的に洗わなくてはならない。
【０００７】
水は高きから低くに向かって流れるように、海には潮の満ち引きがあり、これが主流であるが、それに逆らって様々な力が働き一筋縄ではいかないのである。海流の流れは複雑なので海底の地形にも影響される。常に自己の進路を求めてやまざるは水である。だから私の考えは海の中に流れの道を作るということであり、整理、整頓するということなのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８３８３７３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２４６６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
海中または海底に設置し、潮流を利用する従来の発電装置は、波を利用した発電装置よりも効率が良い。しかし、潮流をさらに効果的に利用する工夫が求められる。さらに、従来の発電装置はその保全修理が大きな問題となる。すなわち、発電機に故障が発生したり、定期的に点検する場合には、作業員が海底に潜るなどの危険な作業が必要となる。こうした危険な作業は極力避ける必要がある。
【００１０】
本考案はこうした点に鑑み創案されたもので、常に安定したエネルギー源である潮流をさらに効果的に利用して発電することができ、かつ、その保全修理を容易に行うことができる潮流発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
図１乃至図９を参照して説明する。請求項１に記載の潮流発電装置は、潮流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するレール３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の直上の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、前記回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とを備える。
【００１２】
請求項２に記載の潮流発電装置は、潮流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前記前端開口部１０ａまたは前記後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するレール３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の直上の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、前記回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とを備える。そして、前記回転部材Ｒを水車１またはプロペラ２で構成する。
【００１３】
請求項３に記載の潮流発電装置は、請求項１または２に記載の考案において、回転部材Ｒを水車１で構成し、当該水車１のほぼ上半部またはほぼ下半部を、潮流を遮るための覆い部で覆うこととする。
【００１４】
水は方円に従うとある。水に通り道をつくってやるとそれに従う。そしてその延長線上に水害対策がある。川の水はときどき荒ぶる水害を起こす。川を、川の流れをゆるく広く扇状に拡散して水の力を弱めることによって水害を避けることができたのである。
【００１５】
それと同様に、反対に水の通路をせばめれば水の力は強くなるのである。幾多の水道があり、３．５ノットから５．５ノットもある。以上の説明のように、人工的にケーソンを並べることによって海峡を作りここに海の道をせばめることによって水車の設置ができるしそれによって発電ができるのである。ケーソンの高さは海底より海水面をこえるまで、そしてその上に甲板をつくり各種施設をつくる。現代最高は６５ｍのケーソンが作られている。
【００１６】
この水車を廻す力は莫大なものである。後で試算してみるしこのケーソンの形状についても後でのべる。この水路に於いては一つだけの水車ではなく数個の又は数倍の各種・形態の異なった水車を設置できる。特に開発事業者が非常に効率の良い水車が発明され発展して来た。例えばめがね型水車などなどである。一つの大きな水車を動かして取電することよりもそれに適した幾多の水車を動かすほうが効率が良いのである。さてこれからの潮流発電は普遍化に、適地に適応し広く活用できるようにしなければならない。今までは、１．５ノット以上でないと発電できないとのことがいわれていたが、このケーソンの並べ方によって２．５ノット以上にでき得ると思われる。メンテナンス（保守・点検）が容易であること。メンテナンスが頻繁にできることが必要である。海水を利用するにあたっては塩害というものがある。だけど、これまで鋼船を作りスクリューをもち、それらを利用しながら運行して来た経験がある。色々な困難を乗り切ることができる。
【００１７】
我々は潮の流れを利用して発電ができる。特に水車、とりつけ金具・固定化するための材質等が進歩・発展してきた。今まで工夫され発展がいちじるしいので未来は有望である。このケーソンによる水路を作り、そこに設置すれば、保守管理が定期的にできる。そのために考えだされたのが“ドライドック”である。ドックを浮かせるのではない船舶を作成したり、船舶・修繕及び船底のそうじ、ペイントによるさびどめ・ジンク板の交換するような海水のないドライドックを作るといっているのである。この水車を中心としたせまい水路の両端に上下動扉（強大なものでなくてはならない。又これを出し入れする。クレーンが必要）を閉じて潮の流れが停まったとき扉を下げて、海水を排水するのである。そうすると水車・発電材（これは甲板上におくこともできる）他の機械類が、おさまっており陸上と同じように管理人が、仕事ができるのである。当然ジンク板のとりかえ等も行うことができる。これからの潮流発電はメンテナンスが重要であり、原料等をもやしＣＯ２を発生する火力発電に比べてメンテナンスが仕入れとなるからである。
【００１８】
無料の潮流エネルギーを利用するので、あるからメンテナンス費用並びに最初の初期投資の償却費用をできるかぎり低く押さえることを第一に考えなくてはならない。今までの海底に水車を設置して海上に碇泊した船上からメンテナンスを行ったり電線の修理をしたり、他諸々の作業をするより始めからケーソンを並べてその前後に上下動扉を置き、常時海面より高い位置に上部甲板を設け、その上部甲板上に作業員室を作り、上部甲板にできた電力を使って水素と酸素とを作ることによって陸上に送電してロスをつくるより、より優れたシステムを本考案は提供しようとするものである。
【００１９】
修繕のときは、ドライドックになり、水車を動かすときは海水の流れる道になる。水車を動かすことによって発電できるケーソンを並べてその中を海流（満ち潮引き潮）が時間差で反対方向に動くと同時に発電することになる。このことが基本であるが、それだけでは海流が逃げてしまうこともある。その開口部は、前側潮流受け部及び後側潮流受け部によって漏斗（じょうご）状の形にして狭い通路に設置している水車に強い水流が当たるようになる。そして、前後潮流斜部の長さと角度は現場に流れる海流に最適の形状に、高さは水深に合わせて設置する。通常は１０ｍ〜２０ｍの間であるか、場合によっては９０ｍに達するものもあり、その設置場所に適したものにしておく。ケーソン防波堤・埋め立て用の水中構造物であり、コンクリートの筏をつくりあらかじめ現場に平にする海の底と山をつくりそこに沈下させるものでケーソンのいたるところにあらかじめ鉄の棒（アンカー）を埋め込んでおく。
【考案の効果】
【００２０】
請求項１に記載の潮流発電装置１００は、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流をケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流をケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するレール３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とで構成される。
【００２１】
これにより、ケーソン本体１０内に前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れ、その潮流で回転部材Ｒを回転させ、その回転力を伝達機構５０によって海上の発電機４０に送り、発電することができる。
【００２２】
この際、前側潮流受け部１５および後側潮流受け部１６を設けているので、潮流をケーソン本体１０内により効果的に案内することができる。これにより、潮流をさらに効果的に利用して回転部材Ｒをより効率的に回転させ、発電能力を高めることができる。
【００２３】
また、ケーソン本体１０は上端開口部１０ｃを有するので、この上端開口部１０ｃを通して取付基体２０をケーソン本体１０に容易に着脱することができる。従って、例えば、回転部材Ｒの修理および交換時には、クレーン３０を使って取付基体２０を吊り上げ、海上（例えば、バージＳの上）などで所定の作業を行うことができる。従って、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００２４】
なお、ケーソン本体１０は、底壁１１と一対の側壁１２とで構成される溝形であり、構造的に安定している。従って、海底Ｇに安定姿勢で容易に設置することができる。また、構造が簡易であるため、部品の脱落等が発生し難く、よって他の船舶のスクリューや舵などを損傷させる危険性がない。
【００２５】
請求項２に記載の潮流発電装置１００は、請求項１に記載の考案と同様の効果を発揮する。また、回転部材Ｒを水車１またはプロペラ２で構成したので、潮流を効果的に受けて円滑に回転することができ、発電効果をより高めることができる。
【００２６】
請求項３に記載の潮流発電装置１００は、請求項１および２に記載の考案と同様な効果を発揮する。また、回転部材Ｒを水車１で構成し、当該水車１のほぼ上半部またはほぼ下半部を、潮流を遮るための覆い部で覆ったので、当該水車１を効果的に回転させることができる。ちなみに、覆い部を設けないと、水車１の全体（上半部および下半部）で潮流を受けることになるため、回転させることができない。覆い部を設けたことによってこうした弊害を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案に係る潮流発電装置の実施形態を示す一部断面概略側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１に示す潮流発電装置の正面図である。
【図４】図１に示す潮流発電装置の一部平面図である。
【図５】図１に示す潮流発電装置の一部正面図である。
【図６】図１示す潮流発電装置の一部側面図である。
【図７】本考案に係る潮流発電装置における他の態様を示す一部平面図である。
【図８】図１に示す潮流発電装置において取付基体を吊り上げて後方に移動させる状態を示す正面図である。
【図９】図８の側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２８】
本考案に係る潮流発電装置１００の実施形態を、図１乃至図６に示す。この装置１００は、潮流Ｆの運動エネルギーを利用して発電するものであり、ケーソン本体１０、前側潮流受け部１５、後側潮流受け部１６、前扉１３、後扉１４、取付基体２０、クレーン３０、発電機４０および伝達機構５０を備える。
【００２９】
なお、本実施形態の回転部材Ｒは水車１で構成し、当該水車１を、取付基体２０に回転自在に軸支した水車軸１ａに固定している。また、水車軸１ａの端部にはベベルギヤＢを取り付けている。
【００３０】
ケーソン本体１０は、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した正面形状が溝形であり、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、潮流の方向により、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れる。ケーソン本体１０の形成材料は限定されないが、海底Ｇに安定的に載置するためコンクリートなどの比重の大きい材料で形成するのが好ましい。また、ケーソン本体１０の大きさは限定されないが、例えば、長さ１００ｍ、幅２０ｍ、高さ１５ｍ程度のものが適当である。
【００３１】
前側潮流受け部１５は、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって徐々に幅広となる幅広状に形成され、潮流を、前側開口部を通してケーソン本体１０内に効果的に案内する。後側潮流受け部１６は、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって徐々に幅広となる幅広状に設けられ、潮流を、後側開口部を通してケーソン本体１０内に効果的に案内する。
【００３２】
この前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６の働きによって、ケーソン本体１０の内部の潮流の速度を、ケーソン本体１０の外部のそれよりも高めることができ、水車１をより効率的に回転させることができる。  前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６の形成材料は限定されないが、ケーソン本体１０と一体的にコンクリートで形成することが好ましい。
【００３３】
前扉１３は、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、ケーソン本体１０の前端開口部１０ａを開閉する。後扉１４は、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、ケーソン本体１０の後端開口部１０ｂを開閉する。前扉１３と後扉１４の昇降動は、クレーン３０を使用し、そのホイスト３１によって行うことができる。ホイスト３１は、レール３２に沿って前後方向に自在に移動することができる。
【００３４】
この前扉１３と後扉１４は、潮流Ｆに耐える必要があるため、金属などの剛性および耐久性のある材料で形成するのが好ましい。なお、前扉１３と後扉１４は、後述する取付基体２０をケーソン本体１０に着脱する際などに降下させて前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂを閉じ、これにより、ケーソン本体１０の内部の潮流を弱めて、当該取付基体２０の着脱を容易なものとする。
【００３５】
取付基体２０は、潮流によって回転する回転部材Ｒ（水車１）を備え、ケーソン本体１０にその上端開口部１０ｃを通って着脱される。水車１のほぼ上半部は、潮流Ｆを遮るための覆い部１ｃで覆い、これによって、潮流が水車１の上半部のみに作用するようにしている（図６参照）。なお、この覆い部１ｃは、水車１のほぼ下半部を覆うこともできる。
【００３６】
取付基体２０の着脱は、ケーソン本体１０から立設したクレーン３０を使用し、そのホイスト３１を介して行うことができる。なお、水車１の数は限定されず、取付基体２０の長さによって複数設けることもできる。水車１を複数設けた場合は、それに対応する数の発電機４０を設けることができる。また、潮流Ｆは潮の干満などによってその方向を定期的に変えるため、水車１はその流れに応じて時計回り方向と反時計回り方向の双方に自在に回転する。
【００３７】
伝達機構５０は、回転部材Ｒの回転力をケーソン本体１０の直上で海面Ｗより上方の海上部分に設けた発電機４０に伝達するものであり、上下両端部にベベルギヤＢを取り付けた垂直回転軸５１を備える。垂直回転軸５１の上端部に設けたベベルギヤＢを、発電機４０から突出した回転シャフト４１の先端部に設けたベベルギヤＢと噛み合わせ、垂直回転軸５１の回転を回転シャフト４１に伝達し、その回転力によって発電機４０で発電する。
【００３８】
なお、本実施形態では、ケーソン本体１０の上方の海上に載置台１７を設け、その上に発電機４０を配置している。発電機４０には増速機４２を取付けることによって、垂直回転軸５１の回転速度を増速し、発電機の発電能力をさらに高めることができる。また、発電機４０の回転シャフト４１と伝達機構５０の垂直回転軸５１とは、カップリングＣを介して着脱自在に連結している。また、発電機４０に隣接して、当該発電機４０で発電した電気を蓄える充電器６０を設けている。
【００３９】
前後の扉１３，１４を下行させて閉じ、ケーソン本体１０の上部を海面Ｗ上に突出させたとき、排水設備７０は、ケーソン本体１０の内部１０ａを外部に連通する。この排水設備７０は、排水パイプ７１を備え、その下端部がケーソン本体１０の内部に連通状態で配置されると共に、その上端部が海面Ｗ上に配置される。また、この排水設備７０は排水ポンプ７２を備え、その動力によってケーソン本体１０の内部の海水を排水パイプ７１を通して排出する。
【００４０】
また、本実施形態の潮流発電装置１００は、取付基体２０の左右側端部に係合凸部２０ａを設けると共に、ケーソン本体１０のそれに対応する部分に係合凹部１０ｄを形成し、該係合凸部２０ａを係合凹部１０ｄに係合させることによって、取付基体２０をケーソン本体１０に上下方向に摺動自在として、安定姿勢で着脱できるようにしている。
【００４１】
本実施形態に係る潮流発電装置１００は、例えば、次のようにして設置して稼動させることができる。まず、地上において、ケーソン本体１０と前側潮流受け部１５および後側潮流受け部１６との一体物をコンクリートなどで形成する。これに別体成形した前扉１３および後扉１４を取付け、さらに回転部材Ｒ（水車１）を取り付けた取付基体２０をケーソン本体１０に組付けると共に伝達機構５０などを組付けて潮流発電装置１００を構成する。
【００４２】
次に、こうして構成した潮流発電装置１００をバージＳなどに積載して海上を輸送し、目的地においてバージＳから海中に大型昇降機などを使用して沈める。この際、当該潮流発電装置１００は、その自重によって降下し海底Ｇに据え付けられる。なお、この潮流発電装置１００の海底Ｇでの向きは、ケーソン本体１０に潮流Ｆが円滑に入り込むように大型昇降機などを操作して設定することができる。また、発電を行うに先だって、前扉１３および後扉１４を引き上げて開状態としておく。
【００４３】
なお、ケーソン本体１０の前端部および後端部、あるいは前側潮流受け部１５の前端部および後側潮流受け部１６の後端部に強靱な網を設置することにより、浮遊するゴミや材木等がケーソン本体１０に侵入して水車１に衝突するのを防止することができる。また、破損した水車１等の部品が外部に流れ出すのを防止することができる。
【００４４】
こうして海底Ｇに載置した潮流発電装置１００のケーソン本体１０には潮流Ｆが流れ込み、そのエネルギーによって水車１が回転する。この際、前側潮流受け部１５の働きによって、それを設けない場合と比較してより多くの潮流をケーソン本体１０の内部に送ることができる。これにより、ケーソン本体１０内の潮流をより強いものとすることができ、水車１をより効果的に回転させることができる。
【００４５】
水車１の回転力は伝達機構５０を介して発電機４０に伝達され、当該発電機４０によって電気が生成される。生成された電気は充電器６０に蓄積される。電気が蓄積された充電器６０は、定期的に地上に搬送されて使用される。なお、充電器６０を設ける代わりに、あるいはそれと共に、発電機４０に電線を接続して電気を地上に直接送ることもできる。
【００４６】
また、潮流Ｆは潮の干満等によってその向きが定期的に変化するが、ケーソン本体１０はこれに対応することができる。すなわち、例えば、潮流Ｆが左から右方向の場合にはケーソン本体１０の前端開口部１０ａから後端開口部１０ｂに向けて取り入れ、その逆に右から左方向の場合には後端開口部１０ｂから前端開口部１０ａへ取り入れる。これにより、ほぼ継続的に水車１を回転させて発電することができる。
【００４７】
潮流発電装置１００の水車１などを修理あるいは取り換える場合は、前扉１３をクレーン３０で降下させて前端開口部１０ａを閉じると共に、後扉１４をクレーン３０で降下させて後端開口部１０ｂを閉じ、これによって、ケーソン本体１０の内部での潮流Ｆの発生を遮る（あるいは弱める）。この状態で、取付基体２０を、クレーン３０を使ってバージＳあるいは作業台（図示せず）に引き上げ、当該バージＳあるいは作業台の上で水車１などの部品の修理や交換を行う（図８および図９参照）。なお、取付基体２０を引き上げる際は、その直上に位置する発電機４０は、載置台１７を動かすことによって移動させ、取付基体２０との干渉をさける（図８参照）。
【００４８】
このように、部品の修理や交換は、取付基体２０を引き上げて海上で行うので、当該修理および交換の作業を容易に行うことができる。従って、当該潮流発電装置１００のメンテナンスは極めて容易である。
【００４９】
部品の修理等が終了後、水車１などを取付基体２０に取り付けた後、当該取付基体２０を、クレーン３０を使用して海中に沈め、ケーソン本体１０に再び取り付ける。この際、取付基体２０を、その係合凸部２０ａをケーソン本体１０の係合凹部１０ｄに挿入した状態で下降させる。その後、前扉１３および後扉１４をクレーン３０で引き上げてケーソン本体１０の前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂを開状態とし、ケーソン本体１０に潮流Ｆを受け入れる。これにより、再び水車１を回転させて発電を行う。
【００５０】
なお、水車１に代えてプロペラ２などの他の回転部材Ｒを使用することができる。プロペラ２を使用する場合は、取付基体２０に前後方向にプロペラ軸２ａを回転自在に取付け、当該プロペラ軸２ａに一つまたは複数のプロペラ２を固定する（図７参照）。また、プロペラ軸２ａを、複数のベベルギヤＢを固定した第一水平回転軸２ｂと噛み合わせ、この第一水平回転軸２ｂを両端部にベベルギヤＢを固定した第二水平回転軸２ｃに噛み合わせる。そして、第二水平回転軸２ｃを伝達機構５０の垂直回転軸５１に噛み合わせる。これにより、プロペラ２を潮流Ｆによって回転させ、その回転力をプロペラ軸２ａから第一水平回転軸２ｂ、第二水平回転軸２ｃおよび伝達機構５０（垂直回転軸５１）を介して発電機４０に伝え、発電を行う。
【００５１】
本実施形態に係る潮流発電装置１００は、以下の作用効果を発揮する。
（１）前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６を設けたので、潮流を効果的にケーソン本体１０内に送ることができ、水車１を効率的に回転させることができる。これにより、発電効率を高めることができる。
【００５２】
（２）水車１などの部品を修理および交換する場合は、それらが取付けられた取付基体２０をクレーン３０で吊り上げて海上で行うこともできるし、前扉１３及び後扉１４を開いて空になったケーソン本体１０をドックとしてその内で修理や交換を行うことも出来る。もっともそれは故障の程度による。従って、潮流発電装置１００のメンテナンスが容易である。
【００５３】
（３）取付基体２０をケーソン本体１０に着脱する際は、前扉１３および後扉１４を、前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂに取り付けてケーソン本体１０の内部の潮流を遮る（あるいは弱める）ことができるので、当該取付基体２０の着脱を容易に行うことができる。従って、当該潮流発電装置１００のメンテナンスをさらに容易なものとすることができる。
【００５４】
（４）ケーソン本体１０は、底壁１１と一対の側壁１２で構成した正面溝形であるため、構造的に安定している。従って、海底Ｇに安定姿勢で容易に設置することができる。
【００５５】
（５）潮流発電装置１００はほぼ陸上で組み立てた後、海上に搬送され、大型昇降機を使用して海底Ｇに自重で沈められて据え付けられるため、海底Ｇでの組み立て作業を回避することができる。従って、組立ておよび設置作業が容易であると共に、海底Ｇの魚礁や藻類に与える影響を最小限に抑えることができる。また、構造が簡易であるため、部品の脱落等が発生し難く、よって他の船舶のスクリューや舵などを損傷させる危険性がない。
【００５６】
（６）発電機４０で生成した電気を充電器６０に蓄え、その蓄電器６０を地上に搬送して使用することができるので送電線の設置が不要となる。従って、潮流発電装置１００に関係する設備を簡素なものとすることができ、経済的である。
【００５７】
（７）クレーン３０のみによって取付基体２０と前扉１３および後扉１４をケーソン本体１０に着脱することができるので、それらの着脱に要する設備を簡易なものとすることができる。従って、潮流発電装置１００の構造を簡易なものとすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００    潮流発電装置
１        水車（回転部材）
１ａ      水車軸
１ｃ      覆い部
２        プロペラ（回転部材）
２ａ      プロペラ軸
２ｂ      第一水平回転軸
２ｃ      第二水平回転軸
１０      ケーソン本体
１０ａ    前端開口部
１０ｂ    後端開口部
１０ｃ    上端開口部
１０ｄ    係合凹部
１１      底壁
１２      側壁
１３      前扉
１４      後扉
１５      前側潮流受け部
１６      後側潮流受け部
１７      載置台
２０      取付基体
２０ａ    係合凸部
３０      クレーン
３１      ホイスト
３２      レール
４０      発電機
４１      回転シャフト
４２      増速機
５０      伝達機構
５１      垂直回転軸
６０      充電器
Ｂ        ベベルギヤ
Ｃ        カップリング
Ｆ        潮流
Ｇ        海底
Ｒ        回転部材
Ｓ        バージ
Ｗ        海面
【図１】
0003210969.tif 000003
【図２】
0003210969.tif 000004
【図３】
0003210969.tif 000005
【図４】
0003210969.tif 000006
【図５】
0003210969.tif 000007
【図６】
0003210969.tif 000008
【図７】
0003210969.tif 000009
【図８】
0003210969.tif 000010
【図９】
0003210969.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月11日(2017.4.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
１００    潮流発電装置
１        水車（回転部材）
１ａ      水車軸
１ｃ      覆い部
２        プロペラ（回転部材）
２ａ      プロペラ軸
２ｂ      第一水平回転軸
２ｃ      第二水平回転軸
１０      ケーソン本体
１０ａ    前端開口部
１０ｂ    後端開口部
１０ｃ    上端開口部
１０ｄ    係合凹部
１１      底壁
１２      側壁
１３      前扉
１４      後扉
１５      前側潮流受け部
１６      後側潮流受け部
１７      載置台
２０      取付基体
２０ａ    係合凸部
３０      クレーン
３１      ホイスト
３２      レール
４０      発電機
４１      回転シャフト
４２      増速機
５０      伝達機構
５１      垂直回転軸
６０      充電器
７０      排水設備
７１      排水パイプ
７２      排水ポンプ
Ｂ        ベベルギヤ
Ｃ        カップリング
Ｆ        潮流
Ｇ        海底
Ｒ        回転部材
Ｓ        バージ
Ｗ        海面
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月8日(2017.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
潮流（Ｆ）の運動エネルギーを利用して発電する潮流発電装置であって、
底壁（１１）の左右両端部から一対の側壁（１２）を立設した溝形で，前端開口部（１０ａ），後端開口部（１０ｂ）および上端開口部（１０ｃ）を有し，前記前端開口部または前記後端開口部から潮流を受け入れるケーソン本体（１０）と、
前記ケーソン本体の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する前側潮流受け部（１５）と、
前記ケーソン本体の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する後側潮流受け部（１６）と、
前記ケーソン本体の前端部に昇降動自在に組付き，前記前端開口部を開閉する前扉（１３）と、
前記ケーソン本体の後端部に昇降動自在に組付き，前記後端開口部を開閉する後扉（１４）と、
前記ケーソン本体に前記上端開口部を通って着脱され，潮流によって回転する回転部材（Ｒ）を設けた取付基体（２０）と、
前記ケーソン本体から立設され，海上部分に，ホイスト（３１）および該ホイストを前後方向に案内するビーム（３２）を有するクレーン（３０）と、
海上ケーソン本体の直上の海上部分に設けた発電機（４０）と、
前記発電機に，前記回転部材の回転力を伝達する伝達機構（５０）と、を備えることを特徴とする潮流発電装置。
【請求項２】
潮流（Ｆ）の運動エネルギーを利用して発電する潮流発電装置であって、
底壁（１１）の左右両端部から一対の側壁（１２）を立設した溝形で，前端開口部（１０ａ），後端開口部（１０ｂ）および上端開口部（１０ｃ）を有し，前記前端開口部または前記後端開口部から潮流を受け入れるケーソン本体（１０）と、
前記ケーソン本体の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する前側潮流受け部（１５）と、
前記ケーソン本体の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ，潮流を前記ケーソン本体内に案内する後側潮流受け部（１６）と、
前記ケーソン本体の前端部に昇降動自在に組付き，前記前端開口部を開閉する前扉（１３）と、
前記ケーソン本体の後端部に昇降動自在に組付き，前記後端開口部を開閉する後扉（１４）と、
前記ケーソン本体に前記上端開口部を通って着脱され，潮流によって回転する回転部材（Ｒ）を設けた取付基体（２０）と、
前記ケーソン本体から立設され，海上部分に，ホイスト（３１）および該ホイストを前後方向に案内するビーム（３２）を有するクレーン（３０）と、
前記ケーソン本体の直上の海上部分に設けた発電機（４０）と、
前記発電機に，前記回転部材の回転力を伝達する伝達機構（５０）と、を備え、
前記回転部材が水車（１）またはプロペラ（２）であることを特徴とする潮流発電装置。
【請求項３】
前記回転部材（Ｒ）を水車（１）とし、該水車の略上半部または略下半部を、潮流（Ｆ）を遮るための覆い部（１ｃ）で覆ったことを特徴とする請求項１または２に記載の潮流発電装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、潮流の運動エネルギーを利用して発電を行う潮流発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋における波や、地球の自転や月の引力などで発生する潮流は無限のエネルギー源である。こうしたことから、これまでに波を利用した発電装置が創案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、波による水位の変化に伴って空気室内の容積が変化することを利用して発電室のタービンを駆動して発電する構成である。
【０００３】
しかし、波を利用した発電装置は、その発電能力に自ずと限界がある。波の発生はその時々の天候によって大きく左右されるからである。従って、悪天候時において大きな波が発生すると発電能力は高まるが、その逆の場合では、大きな波が発生しないので発電能力は大幅に低下してしまう。
【０００４】
その一方で、潮流は天候に左右されず、常に一定の動きを形成する。すなわち、満潮と干潮を交互に繰り返し、それに応じて日々、決まった特定の方向へ流れる。係る観点から、これまでに海中あるいは海底に設置し、潮流によって発電する装置が創案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
海の力はとんでもなく強い。そしてその力は、深くて怖い。そして又優しく暖かい。しかし、ひとたび扱い方を誤ると、とんでもない災いをもたらすのである。単純に海中に海底にプロペラと発電機を於いても発電は一時的に発効するがその水車と発電機はすぐに破壊されてしまう。
【０００６】
日本列島での潮流発電は、まずは設置することだけでも大変な困難を伴うしそれを海底に固定化するのに苦労し、それより、それらをメンテナンス（保守，点検，修理等々）するのが非常に困難である。実用化するに当たっては、メンテナンスを良く考慮したものでなくてはならない。特に例をあげると、水車を回して作られた電力とは別に海の海流と固定した金具及び水車との間に発生する静電気をどのように処理するかということである。一般的に航海中の船舶には“ジンク板”というのがある。これは犠牲陽極であり、防蝕亜鉛板を、海底・海中にある水車・固定金具に取り付けないと本体がとけだすであろう。これは相当大型のものであり、たびたび定期的に取付ないといけない。これらの交換さえ潜水夫を使ってとりかえねばならない。海中に於ける水車発電機は、高度に管理されなくてはならないし、それは常に破壊の危険性に直面しているのである。海には浮遊物が多々ある。例えば沈下してある材木とか、各種ゴミがある。これらが衝突するという危険性もある。そして海の生物に対しても配慮されなくてはならない。又プロペラ等につく海草、ふじつぼ等は航海中の船舶同様、定期的に洗わなくてはならない。
【０００７】
水は高きから低くに向かって流れるように、海には潮の満ち引きがあり、これが主流であるが、それに逆らって様々な力が働き一筋縄ではいかないのである。海流の流れは複雑なので海底の地形にも影響される。常に自己の進路を求めてやまざるは水である。だから私の考えは海の中に流れの道を作るということであり、整理、整頓するということなのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８３８３７３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８２４６６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
海中または海底に設置し、潮流を利用する従来の発電装置は、波を利用した発電装置よりも効率が良い。しかし、潮流をさらに効果的に利用する工夫が求められる。さらに、従来の発電装置はその保全修理が大きな問題となる。すなわち、発電機に故障が発生したり、定期的に点検する場合には、作業員が海底に潜るなどの危険な作業が必要となる。こうした危険な作業は極力避ける必要がある。
【００１０】
本考案はこうした点に鑑み創案されたもので、常に安定したエネルギー源である潮流をさらに効果的に利用して発電することができ、かつ、その保全修理を容易に行うことができる潮流発電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
図１乃至図９を参照して説明する。請求項１に記載の潮流発電装置は、潮流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するビーム３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の直上の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、前記回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とを備える。
【００１２】
請求項２に記載の潮流発電装置は、潮流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前記前端開口部１０ａまたは前記後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流を前記ケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するビーム３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の直上の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、前記回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とを備える。そして、前記回転部材Ｒを水車１またはプロペラ２で構成する。
【００１３】
請求項３に記載の潮流発電装置は、請求項１または２に記載の考案において、回転部材Ｒを水車１で構成し、当該水車１のほぼ上半部またはほぼ下半部を、潮流を遮るための覆い部１ｃで覆うこととする。
【００１４】
水は方円に従うとある。水に通り道をつくってやるとそれに従う。そしてその延長線上に水害対策がある。川の水はときどき荒ぶる水害を起こす。川を、川の流れをゆるく広く扇状に拡散して水の力を弱めることによって水害を避けることができたのである。
【００１５】
それと同様に、反対に水の通路をせばめれば水の力は強くなるのである。幾多の水道があり、３．５ノットから５．５ノットもある。以上の説明のように、人工的にケーソンを並べることによって海峡を作りここに海の道をせばめることによって水車の設置ができるしそれによって発電ができるのである。ケーソンの高さは海底より海水面をこえるまで、そしてその上に甲板をつくり各種施設をつくる。現代最高は６５ｍのケーソンが作られている。
【００１６】
この水車を廻す力は莫大なものである。後で試算してみるしこのケーソンの形状についても後でのべる。この水路に於いては一つだけの水車ではなく数個の又は数倍の各種・形態の異なった水車を設置できる。特に開発事業者が非常に効率の良い水車が発明され発展して来た。例えばめがね型水車などなどである。一つの大きな水車を動かして取電することよりもそれに適した幾多の水車を動かすほうが効率が良いのである。さてこれからの潮流発電は普遍化に、適地に適応し広く活用できるようにしなければならない。今までは、１．５ノット以上でないと発電できないとのことがいわれていたが、このケーソンの並べ方によって２．５ノット以上にでき得ると思われる。メンテナンス（保守・点検）が容易であること。メンテナンスが頻繁にできることが必要である。海水を利用するにあたっては塩害というものがある。だけど、これまで鋼船を作りスクリューをもち、それらを利用しながら運行して来た経験がある。色々な困難を乗り切ることができる。
【００１７】
我々は潮の流れを利用して発電ができる。特に水車、とりつけ金具・固定化するための材質等が進歩・発展してきた。今まで工夫され発展がいちじるしいので未来は有望である。このケーソンによる水路を作り、そこに設置すれば、保守管理が定期的にできる。そのために考えだされたのが“ドライドック”である。ドックを浮かせるのではない船舶を作成したり、船舶・修繕及び船底のそうじ、ペイントによるさびどめ・ジンク板の交換するような海水のないドライドックを作るといっているのである。この水車を中心としたせまい水路の両端に上下動扉（強大なものでなくてはならない。又これを出し入れする。クレーンが必要）を閉じて潮の流れが停まったとき扉を下げて、海水を排水するのである。そうすると水車・発電材（これは甲板上におくこともできる）他の機械類が、おさまっており陸上と同じように管理人が、仕事ができるのである。当然ジンク板のとりかえ等も行うことができる。これからの潮流発電はメンテナンスが重要であり、原料等をもやしＣＯ２を発生する火力発電に比べてメンテナンスが仕入れとなるからである。
【００１８】
無料の潮流エネルギーを利用するので、あるからメンテナンス費用並びに最初の初期投資の償却費用をできるかぎり低く押さえることを第一に考えなくてはならない。今までの海底に水車を設置して海上に碇泊した船上からメンテナンスを行ったり電線の修理をしたり、他諸々の作業をするより始めからケーソンを並べてその前後に上下動扉を置き、常時海面より高い位置に上部甲板を設け、その上部甲板上に作業員室を作り、上部甲板にできた電力を使って水素と酸素とを作ることによって陸上に送電してロスをつくるより、より優れたシステムを本考案は提供しようとするものである。
【００１９】
修繕のときは、ドライドックになり、水車を動かすときは海水の流れる道になる。水車を動かすことによって発電できるケーソンを並べてその中を海流（満ち潮引き潮）が時間差で反対方向に動くと同時に発電することになる。このことが基本であるが、それだけでは海流が逃げてしまうこともある。その開口部は、前側潮流受け部及び後側潮流受け部によって漏斗（じょうご）状の形にして狭い通路に設置している水車に強い水流が当たるようになる。そして、前後潮流斜部の長さと角度は現場に流れる海流に最適の形状に、高さは水深に合わせて設置する。通常は１０ｍ〜２０ｍの間であるか、場合によっては９０ｍに達するものもあり、その設置場所に適したものにしておく。ケーソン防波堤・埋め立て用の水中構造物であり、コンクリートの筏をつくりあらかじめ現場に平にする海の底と山をつくりそこに沈下させるものでケーソンのいたるところにあらかじめ鉄の棒（アンカー）を埋め込んでおく。
【考案の効果】
【００２０】
請求項１に記載の潮流発電装置１００は、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した溝形で、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れるケーソン本体１０と、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって幅広状に設けられ、潮流をケーソン本体１０内に案内する前側潮流受け部１５と、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって幅広状に設けられ、潮流をケーソン本体１０内に案内する後側潮流受け部１６と、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、前端開口部１０ａを開閉する前扉１３と、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、後端開口部１０ｂを開閉する後扉１４と、ケーソン本体１０に上端開口部１０ｃを通って着脱され、潮流によって回転する回転部材Ｒを設けた取付基体２０と、ケーソン本体１０から立設され、海上部分に、ホイスト３１および該ホイスト３１を前後方向に案内するビーム３２を有するクレーン３０と、ケーソン本体１０の海上部分に設けた発電機４０と、発電機４０に、回転部材Ｒの回転力を伝達する伝達機構５０とで構成される。
【００２１】
これにより、ケーソン本体１０内に前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れ、その潮流で回転部材Ｒを回転させ、その回転力を伝達機構５０によって海上の発電機４０に送り、発電することができる。
【００２２】
この際、前側潮流受け部１５および後側潮流受け部１６を設けているので、潮流をケーソン本体１０内により効果的に案内することができる。これにより、潮流をさらに効果的に利用して回転部材Ｒをより効率的に回転させ、発電能力を高めることができる。
【００２３】
また、ケーソン本体１０は上端開口部１０ｃを有するので、この上端開口部１０ｃを通して取付基体２０をケーソン本体１０に容易に着脱することができる。従って、例えば、回転部材Ｒの修理および交換時には、クレーン３０を使って取付基体２０を吊り上げ、海上（例えば、バージＳの上）などで所定の作業を行うことができる。従って、メンテナンスを容易に行うことができる。
【００２４】
なお、ケーソン本体１０は、底壁１１と一対の側壁１２とで構成される溝形であり、構造的に安定している。従って、海底Ｇに安定姿勢で容易に設置することができる。また、構造が簡易であるため、部品の脱落等が発生し難く、よって他の船舶のスクリューや舵などを損傷させる危険性がない。
【００２５】
請求項２に記載の潮流発電装置１００は、請求項１に記載の考案と同様の効果を発揮する。また、回転部材Ｒを水車１またはプロペラ２で構成したので、潮流を効果的に受けて円滑に回転することができ、発電効果をより高めることができる。
【００２６】
請求項３に記載の潮流発電装置１００は、請求項１および２に記載の考案と同様な効果を発揮する。また、回転部材Ｒを水車１で構成し、当該水車１のほぼ上半部またはほぼ下半部を、潮流を遮るための覆い部１ｃで覆ったので、当該水車１を効果的に回転させることができる。ちなみに、覆い部１ｃを設けないと、水車１の全体（上半部および下半部）で潮流を受けることになるため、回転させることができない。覆い部１ｃを設けたことによってこうした弊害を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案に係る潮流発電装置の実施形態を示す一部断面概略側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１に示す潮流発電装置の正面図である。
【図４】図１に示す潮流発電装置の一部平面図である。
【図５】図１に示す潮流発電装置の一部正面図である。
【図６】図１示す潮流発電装置の一部側面図である。
【図７】本考案に係る潮流発電装置における他の態様を示す一部平面図である。
【図８】図１に示す潮流発電装置において取付基体を吊り上げて後方に移動させる状態を示す正面図である。
【図９】図８の側面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２８】
本考案に係る潮流発電装置１００の実施形態を、図１乃至図６に示す。この装置１００は、潮流Ｆの運動エネルギーを利用して発電するものであり、ケーソン本体１０、前側潮流受け部１５、後側潮流受け部１６、前扉１３、後扉１４、取付基体２０、クレーン３０、発電機４０および伝達機構５０を備える。
【００２９】
なお、本実施形態の回転部材Ｒは水車１で構成し、当該水車１を、取付基体２０に回転自在に軸支した水車軸１ａに固定している。また、水車軸１ａの端部にはベベルギヤＢを取り付けている。
【００３０】
ケーソン本体１０は、底壁１１の左右両端部から一対の側壁１２を立設した正面形状が溝形であり、前端開口部１０ａ、後端開口部１０ｂおよび上端開口部１０ｃを有し、潮流の方向により、前端開口部１０ａまたは後端開口部１０ｂから潮流を受け入れる。ケーソン本体１０の形成材料は限定されないが、海底Ｇに安定的に載置するためコンクリートなどの比重の大きい材料で形成するのが好ましい。また、ケーソン本体１０の大きさは限定されないが、例えば、長さ１００ｍ、幅２０ｍ、高さ１５ｍ程度のものが適当である。
【００３１】
前側潮流受け部１５は、ケーソン本体１０の前端両端部から前方に向かって徐々に幅広となる幅広状に形成され、潮流を、前側開口部を通してケーソン本体１０内に効果的に案内する。後側潮流受け部１６は、ケーソン本体１０の後端端両端部から後方に向かって徐々に幅広となる幅広状に設けられ、潮流を、後側開口部を通してケーソン本体１０内に効果的に案内する。
【００３２】
この前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６の働きによって、ケーソン本体１０の内部の潮流の速度を、ケーソン本体１０の外部のそれよりも高めることができ、水車１をより効率的に回転させることができる。  前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６の形成材料は限定されないが、ケーソン本体１０と一体的にコンクリートで形成することが好ましい。
【００３３】
前扉１３は、ケーソン本体１０の前端部に昇降動自在に組付き、ケーソン本体１０の前端開口部１０ａを開閉する。後扉１４は、ケーソン本体１０の後端部に昇降動自在に組付き、ケーソン本体１０の後端開口部１０ｂを開閉する。前扉１３と後扉１４の昇降動は、クレーン３０を使用し、そのホイスト３１によって行うことができる。ホイスト３１は、ビーム３２に沿って前後方向に自在に移動することができる。
【００３４】
この前扉１３と後扉１４は、潮流Ｆに耐える必要があるため、金属などの剛性および耐久性のある材料で形成するのが好ましい。なお、前扉１３と後扉１４は、後述する取付基体２０をケーソン本体１０に着脱する際などに降下させて前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂを閉じ、これにより、ケーソン本体１０の内部の潮流を弱めて、当該取付基体２０の着脱を容易なものとする。
【００３５】
取付基体２０は、潮流によって回転する回転部材Ｒ（水車１）を備え、ケーソン本体１０にその上端開口部１０ｃを通って着脱される。水車１のほぼ上半部は、潮流Ｆを遮るための覆い部１ｃで覆い、これによって、潮流が水車１の上半部のみに作用するようにしている（図６参照）。なお、この覆い部１ｃは、水車１のほぼ下半部を覆うこともできる。
【００３６】
取付基体２０の着脱は、ケーソン本体１０から立設したクレーン３０を使用し、そのホイスト３１を介して行うことができる。なお、水車１の数は限定されず、取付基体２０の長さによって複数設けることもできる。水車１を複数設けた場合は、それに対応する数の発電機４０を設けることができる。また、潮流Ｆは潮の干満などによってその方向を定期的に変えるため、水車１はその流れに応じて時計回り方向と反時計回り方向の双方に自在に回転する。
【００３７】
伝達機構５０は、回転部材Ｒの回転力をケーソン本体１０の直上で海面Ｗより上方の海上部分に設けた発電機４０に伝達するものであり、下端部にカップリングＣを取り付けた垂直回転軸５１を備える。垂直回転軸５１の上端部に設けたカップリングＣを、発電機４０から突出した回転シャフト４１の下端部に連結し、垂直回転軸５１の回転を回転シャフト４１に伝達し、その回転力によって発電機４０で発電する。
【００３８】
なお、本実施形態では、ケーソン本体１０の上方の海上に載置台１７を設け、その上に発電機４０を配置している。発電機４０の入力側には増速機４２を介在させることによって、垂直回転軸５１の回転速度を増速し、発電機の発電能力をさらに高めることができる。また、発電機４０の回転シャフト４１と伝達機構５０の垂直回転軸５１とは、カップリングＣを介して着脱自在に連結している。また、発電機４０に隣接して、当該発電機４０で発電した電気を蓄える充電器６０を設けている。
【００３９】
前後の扉１３，１４を下行させて閉じ、ケーソン本体１０の上部を海面Ｗ上に突出させたとき、排水設備７０は、ケーソン本体１０の内部１０ａを外部に連通する。この排水設備７０は、排水パイプ７１を備え、その下端部がケーソン本体１０の内部に連通状態で配置されると共に、その上端部が海面Ｗ上に配置される。また、この排水設備７０は排水ポンプ７２を備え、その動力によってケーソン本体１０の内部の海水を排水パイプ７１を通して排出する。
【００４０】
また、本実施形態の潮流発電装置１００は、取付基体２０の左右側端部に係合凸部２０ａを設けると共に、ケーソン本体１０のそれに対応する部分に係合凹部１０ｄを形成し、該係合凸部２０ａを係合凹部１０ｄに係合させることによって、取付基体２０をケーソン本体１０に上下方向に摺動自在として、安定姿勢で着脱できるようにしている。
【００４１】
本実施形態に係る潮流発電装置１００は、例えば、次のようにして設置して稼動させることができる。まず、地上において、ケーソン本体１０と前側潮流受け部１５および後側潮流受け部１６との一体物をコンクリートなどで形成する。これに別体成形した前扉１３および後扉１４を取付け、さらに回転部材Ｒ（水車１）を取り付けた取付基体２０をケーソン本体１０に組付けると共に伝達機構５０などを組付けて潮流発電装置１００を構成する。
【００４２】
次に、こうして構成した潮流発電装置１００をバージＳなどに積載して海上を輸送し、目的地においてバージＳから海中に大型昇降機などを使用して沈める。この際、当該潮流発電装置１００は、その自重によって降下し海底Ｇに据え付けられる。なお、この潮流発電装置１００の海底Ｇでの向きは、ケーソン本体１０に潮流Ｆが円滑に入り込むように大型昇降機などを操作して設定することができる。また、発電を行うに先だって、前扉１３および後扉１４を引き上げて開状態としておく。
【００４３】
なお、ケーソン本体１０の前端部および後端部、あるいは前側潮流受け部１５の前端部および後側潮流受け部１６の後端部に強靱な網を設置することにより、浮遊するゴミや材木等がケーソン本体１０に侵入して水車１に衝突するのを防止することができる。また、破損した水車１等の部品が外部に流れ出すのを防止することができる。
【００４４】
こうして海底Ｇに載置した潮流発電装置１００のケーソン本体１０には潮流Ｆが流れ込み、そのエネルギーによって水車１が回転する。この際、前側潮流受け部１５の働きによって、それを設けない場合と比較してより多くの潮流をケーソン本体１０の内部に送ることができる。これにより、ケーソン本体１０内の潮流をより強いものとすることができ、水車１をより効果的に回転させることができる。
【００４５】
水車１の回転力は伝達機構５０を介して発電機４０に伝達され、当該発電機４０によって電気が生成される。生成された電気は充電器６０に蓄積される。電気が蓄積された充電器６０は、定期的に地上に搬送されて使用される。なお、充電器６０を設ける代わりに、あるいはそれと共に、発電機４０に電線を接続して電気を地上に直接送ることもできる。
【００４６】
また、潮流Ｆは潮の干満等によってその向きが定期的に変化するが、ケーソン本体１０はこれに対応することができる。すなわち、例えば、潮流Ｆが左から右方向の場合にはケーソン本体１０の前端開口部１０ａから後端開口部１０ｂに向けて取り入れ、その逆に右から左方向の場合には後端開口部１０ｂから前端開口部１０ａへ取り入れる。これにより、ほぼ継続的に水車１を回転させて発電することができる。
【００４７】
潮流発電装置１００の水車１などを修理あるいは取り換える場合は、前扉１３をクレーン３０で降下させて前端開口部１０ａを閉じると共に、後扉１４をクレーン３０で降下させて後端開口部１０ｂを閉じ、これによって、ケーソン本体１０の内部での潮流Ｆの発生を遮る（あるいは弱める）。この状態で、取付基体２０を、クレーン３０を使ってバージＳあるいは作業台（図示せず）に引き上げ、当該バージＳあるいは作業台の上で水車１などの部品の修理や交換を行う（図８および図９参照）。なお、取付基体２０を引き上げる際は、その直上に位置する発電機４０は、載置台１７を動かすことによって移動させ、取付基体２０との干渉をさける（図８参照）。
【００４８】
このように、部品の修理や交換は、取付基体２０を引き上げて海上で行うので、当該修理および交換の作業を容易に行うことができる。従って、当該潮流発電装置１００のメンテナンスは極めて容易である。
【００４９】
部品の修理等が終了後、水車１などを取付基体２０に取り付けた後、当該取付基体２０を、クレーン３０を使用して海中に沈め、ケーソン本体１０に再び取り付ける。この際、取付基体２０を、その係合凸部２０ａをケーソン本体１０の係合凹部１０ｄに挿入した状態で下降させる。その後、前扉１３および後扉１４をクレーン３０で引き上げてケーソン本体１０の前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂを開状態とし、ケーソン本体１０に潮流Ｆを受け入れる。これにより、再び水車１を回転させて発電を行う。
【００５０】
なお、水車１に代えてプロペラ２などの他の回転部材Ｒを使用することができる。プロペラ２を使用する場合は、取付基体２０に前後方向にプロペラ軸２ａを回転自在に取付け、当該プロペラ軸２ａに一つまたは複数のプロペラ２を固定する（図７参照）。また、プロペラ軸２ａを、複数のベベルギヤＢを固定した第一水平回転軸２ｂと噛み合わせ、この第一水平回転軸２ｂを両端部にベベルギヤＢを固定した第二水平回転軸２ｃに噛み合わせる。そして、第二水平回転軸２ｃを伝達機構５０の垂直回転軸５１に噛み合わせる。これにより、プロペラ２を潮流Ｆによって回転させ、その回転力をプロペラ軸２ａから第一水平回転軸２ｂ、第二水平回転軸２ｃおよび伝達機構５０（垂直回転軸５１）を介して発電機４０に伝え、発電を行う。
【００５１】
本実施形態に係る潮流発電装置１００は、以下の作用効果を発揮する。
（１）前側潮流受け部１５と後側潮流受け部１６を設けたので、潮流を効果的にケーソン本体１０内に送ることができ、水車１を効率的に回転させることができる。これにより、発電効率を高めることができる。
【００５２】
（２）水車１などの部品を修理および交換する場合は、それらが取付けられた取付基体２０をクレーン３０で吊り上げて海上で行うこともできるし、前扉１３及び後扉１４を開いて空になったケーソン本体１０をドックとしてその内で修理や交換を行うことも出来る。もっともそれは故障の程度による。従って、潮流発電装置１００のメンテナンスが容易である。
【００５３】
（３）取付基体２０をケーソン本体１０に着脱する際は、前扉１３および後扉１４を、前端開口部１０ａおよび後端開口部１０ｂに取り付けてケーソン本体１０の内部の潮流を遮る（あるいは弱める）ことができるので、当該取付基体２０の着脱を容易に行うことができる。従って、当該潮流発電装置１００のメンテナンスをさらに容易なものとすることができる。
【００５４】
（４）ケーソン本体１０は、底壁１１と一対の側壁１２で構成した正面溝形であるため、構造的に安定している。従って、海底Ｇに安定姿勢で容易に設置することができる。
【００５５】
（５）潮流発電装置１００はほぼ陸上で組み立てた後、海上に搬送され、大型昇降機を使用して海底Ｇに自重で沈められて据え付けられるため、海底Ｇでの組み立て作業を回避することができる。従って、組立ておよび設置作業が容易であると共に、海底Ｇの魚礁や藻類に与える影響を最小限に抑えることができる。また、構造が簡易であるため、部品の脱落等が発生し難く、よって他の船舶のスクリューや舵などを損傷させる危険性がない。
【００５６】
（６）発電機４０で生成した電気を充電器６０に蓄え、その蓄電器６０を地上に搬送して使用することができるので送電線の設置が不要となる。従って、潮流発電装置１００に関係する設備を簡素なものとすることができ、経済的である。
【００５７】
（７）クレーン３０のみによって取付基体２０と前扉１３および後扉１４をケーソン本体１０に着脱することができるので、それらの着脱に要する設備を簡易なものとすることができる。従って、潮流発電装置１００の構造を簡易なものとすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００    潮流発電装置
１        水車（回転部材）
１ａ      水車軸
１ｃ      覆い部
２        プロペラ（回転部材）
２ａ      プロペラ軸
２ｂ      第一水平回転軸
２ｃ      第二水平回転軸
１０      ケーソン本体
１０ａ    前端開口部
１０ｂ    後端開口部
１０ｃ    上端開口部
１０ｄ    係合凹部
１１      底壁 
１２      側壁
１３      前扉
１４      後扉
１５      前側潮流受け部
１６      後側潮流受け部
１７      載置台
２０      取付基体
２０ａ    係合凸部
３０      クレーン
３１      ホイスト
３２      ビーム
４０      発電機
４１      回転シャフト
４２      増速機
５０      伝達機構
５１      垂直回転軸
６０      充電器
７０      排水設備
７１      排水パイプ
７２      排水ポンプ
Ｂ        ベベルギヤ
Ｃ        カップリング
Ｆ        潮流
Ｇ        海底
Ｒ        回転部材
Ｓ        バージ
Ｗ        海面
【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】
0003210969.tif 000012
【図２】
0003210969.tif 000013
【図３】
0003210969.tif 000014
【図４】
0003210969.tif 000015
【図５】
0003210969.tif 000016
【図６】
0003210969.tif 000017
【図７】
0003210969.tif 000018
【図８】
0003210969.tif 000019
【図９】
0003210969.tif 000020