(57)【要約】【課題】干満の差の大きくない湾内等においても良好に発電できる潮汐発電装置を提供する。【解決手段】潮の干満によって上下動する浮台１６と、浮台１６上に連結され、浮台１６の上昇時に縮み高さ寸法が小になり、浮台１６の下降時に延びて高さ寸法が大となるパンタグラフ式の伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの上端側に下端が連結されて上方に向かって立設されたラック軸２１と、ラック軸２１の上下動によりピニオン２３を介し回転される発電機に連結された回転軸２４を備えている。【選択図】図２
0003191840.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
潮の干満によって上下動する浮台と、
該浮台上に連結され、浮台の上昇時に縮み高さ寸法が小になり、浮台の下降時に延びて高さ寸法が大となるパンタグラフ式の伸縮部と、
該伸縮部の上端側に下端が連結されて上方に向かって立設されたラック軸と、
該ラック軸の上下動によりピニオンを介し回転される発電機に連繋された回転軸と、
を有する発電機構部を備えていることを特徴とする潮汐発電装置。
【請求項２】
前記伸縮部が上下に複数連結されてなり、伸縮部には伸縮動をガイドするガイドバーが横設されている発電機構部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の潮汐発電装置。
【請求項３】
前記ラック軸の横振れを防ぐための振れ止めアームがラック軸から横方向へ延びて設けられ、該振れ止めアームは立設されたガイド支柱間に配置されている発電機構部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の潮汐発電装置。
【請求項４】
前記ピニオンを有する回転軸からの回転力を受けて回転される複数の回転軸を設け、各回転軸にそれぞれ発電機を連繋させた発電機構部を備えていることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の潮汐発電装置。
【請求項５】
前記発電機構部を、開閉可能な海水出入口を有する内プールに設けるとともに、該内プールの外側に開閉可能な海水出入口を有する貯水用の外プールを設けたことを特徴とする請求項１乃至４何れかに記載の潮汐発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、潮位の上下動を利用して発電する潮汐発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、潮位の上下動のエネルギーを利用して発電する潮汐発電として、特許文献１に開示されているようなものがある。
これは、潮位によって上下動する浮きタンクの動きを油圧シリンダのピストンに伝達し、ピストンの上下動により油圧ポンプを回転させて発電するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５１１２０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されているものでは、潮の干満差の大きい場所でないと十分な発電能力を発揮することができないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、干満差の大きくない場所においても良好な発電力が得られる潮汐発電装置の提供を目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本考案の潮汐発電装置は、
潮の干満によって上下動する浮台と、
該浮台上に連結され、浮台の上昇時に縮み高さ寸法が小になり、浮台の下降時に延びて高さ寸法が大となるパンタグラフ式の伸縮部と、
該伸縮部の上端側に下端が連結されて上方に向かって立設されたラック軸と、
該ラック軸の上下動によりピニオンを介し回転される発電機に連繋された回転軸と、
を有する発電機構部を備えていることを要旨とする。
【考案の効果】
【０００６】
満潮の際には潮位の上昇により浮力で浮台が上昇してゆき、これによりパンタグラフ式の伸縮部が上方へ押されて縮み高さ寸法が小になってゆくことにより、伸縮部の上端に連結されているラック軸が下方へ引っ張られて下がってゆき、下方側へ移動するラック軸によりピニオンを介し回転軸が回転されて発電機により発電される。
また、干潮時には浮台が潮位の減少に伴い下降してゆき、これにより浮台の重量で伸縮部が下方へ引っ張られて伸縮部が延びて高さ寸法が大となり、これによりラック軸が押し上げられ、ラック軸が上方側へ移動することによりピニオンを介し回転軸が回転されて発電機を回すことができ、満潮時に浮台が浮力で上昇するエネルギーと、干潮時に浮台が重力により下降するエネルギーを利用して、良好に発電することができるものとなる。
【０００７】
また、本考案の潮汐発電装置において、前記伸縮部が上下に複数連結されてなり、伸縮部には伸縮動をガイドするガイドバーが横設されている発電機構部を備えているものとすることができる。
こうすれば、ガイドバーに沿って良好に伸縮部が上下方向に縮んだり延びたりすることができ、例えば１つの伸縮部の縮んだ時の高さ寸法と延びた時の高さ寸法の差を３ｍ程度に設定すれば、伸縮部が３体連結されていれば９ｍ程度の上下方向移動量をラック軸に付与することができるものとなり、伸縮部の連結数を増やすことで、ラック軸の上下方向移動量を十分に確保して発電することができ、干満差の大きくない場所においても良好な発電能力を確保できるものとなる。
【０００８】
また、本考案の潮汐発電装置において、前記ラック軸の横振れを防ぐための振れ止めアームがラック軸から横方向へ延びて設けられ、該振れ止めアームは立設されたガイド支柱間に配置されている発電機構部を備えているものとすることもできる。
こうすれば、振れ止めアームが例えば一対のガイド支柱間に配置されていることで、振れ止めアームによりラック軸の横振れを防ぐことができ、ラック軸を横振れすることなくスムースに上下動させることができるものとなる。
【０００９】
また、本考案の潮汐発電装置において、前記ピニオンを有する回転軸からの回転力を受けて回転される複数の回転軸を設け、各回転軸にそれぞれ発電機を連繋させた発電機構部を備えている構成とすることもできる。
こうすれば、複数の回転軸を回転させて、それぞれの回転軸に連繋された複数の発電機で同時に発電することができ、発電能力が増大するものとなる。
【００１０】
また、本考案の潮汐発電装置において、前記発電機構部を開閉可能な海水出入口を有する内プールに設けるとともに、該内プールの外側に開閉可能な海水出入口を有する貯水用の外プールを設けた構成とすることができる。
こうすれば、満潮時に外プール内に海水を入れて、外プール内に海水を溜めることができ、この外プール内に溜めた海水を内プール内に入れ込んで浮台を上昇させることができ、また、干潮が始まる時には外プールの海水出入口を閉ざして、干潮時には外プール内に溜めた海水を徐々に排出させて時間調整することができ、長時間に亘ってラック軸の上下動を行わせることができ、発電能力が向上するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】潮汐発電装置の全体構成を示す概略平面図である。
【図２】内プール内に設けられた発電機構部の概略正面構成図である。
【図３】発電機構部のラック軸周辺の概略側面構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
次に、本考案を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、潮汐発電装置１の全体構成を示す概略平面図である。
例えば、入口が広く奥の狭い湾の奥側の海岸Ｋに、外プール１４と、その内側に内プール１５が建設される。なお、海岸Ｋには波消しブロックを沖側に積み上げ堤防で補強しておけば、耐久性が得られる。
なお、湾内の島に、このような外プール１４と内プール１５を構築しても良い。
【００１３】
貯水用の海水を溜めることのできる外プール１４は、平面視方形状の外壁２で囲まれ、このコンクリート製の外壁２の一辺の長さは、例えば４０〜５０ｍ程度であり、外壁２の厚みは２ｍ〜３ｍであり、外壁２の高さは２０ｍ程度に設定されている。
この外壁２の各辺には、例えば２個所に海水出入口３，３が開口されており、外壁２には全部で８個所に海水出入口３が形成されている。
【００１４】
各海水出入口３の内壁には、一対の門柱５，５が立設されており、この一対の門柱５，５間に上下動可能に外戸４が嵌め込まれている。
この各外戸４は、例えば、門柱５上に設けられたモーターを回転させて、ワイヤー等で外戸４を上下動させ、各海水出入口３を開閉制御できるように構成されている。
【００１５】
外プール１４の中央部には、平面視方形状の内プール１５が形成されている。
この内プール１５を形成するコンクリート製の内壁６の各辺の中央部にも海水出入口７，７，７，７が開口されており、各海水出入口７の内壁には、一対の門柱１２，１２が立設され、一対の門柱１２，１２間に上下動可能に内戸８が嵌め込まれている。
門柱１２上に設けられたモーター１３を回転させて、ワイヤー等で内戸８を上下動させ、各海水出入口７を開閉制御できるように構成されている。
【００１６】
この内プール１５を形成する内壁６の各コーナー部には、鉄骨製の支柱９が立設されており、この各支柱９の上端から天井フレーム１１が内プール１５の中央部に向かって横方向に延び、各天井フレーム１１の内端にはガイド支柱１０が垂設されている。
即ち、各支柱９の内側に平行にガイド支柱１０が立設され、この支柱９の上端とガイド支柱１０の上端が天井フレーム１１で連結されている。
【００１７】
この４本のガイド支柱１０，１０，１０，１０は、横方向の連結材で連結されて強固に立設されている。この４本のガイド支柱１０，１０，１０，１０の内側の内プール１５内に浮台１６が配置される。
浮台１６は、潮位の上昇時には浮力により上昇し、潮位が下降した時には重力により下降するものであり、浮台１６内には重量を確保するために水または砂を入れておくことができる。
【００１８】
図２に発電機構部の概略構成を示すように、浮台１６の上面には上方へ突出して吊突部１６ａが設けられており、この吊突部１６ａにピン１９で第３伸縮部１７ｃの下端が連結されている。
第３伸縮部１７ｃの上端には、同形の第２伸縮部１７ｂの下端がピンで連結されており、更に第２伸縮部１７ｂの上端には、同形の第１伸縮部１７ａの下端がピンで連結されている。
この各伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それぞれ４枚のアーム１８の各端をそれぞれピン１９で連結して、平行四辺形のパンタグラフ状にしたものである。
【００１９】
このパンタグラフ式の各伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃには、ガイドバー２０，２０，２０がそれぞれ設けられ、各ガイドバー２０には横方向に溝２０ａが形成されている。この溝２０ａ内に一対の左右のピン１９，１９が嵌め込まれて、溝２０ａに沿って横方向にピン１９，１９が移動できるように構成されている。なお、このガイドバー２０，２０，２０のうち、少なくとも上下方向中央のガイドバー２０の左右端は、左右のガイド支柱１０，１０にそれぞれ固定されて、中央のガイドバー２０はガイド支柱１０，１０間に横設固定されている
また、第１伸縮部１７ａの上端には、ラック軸２１の下端がピン１９で連結されており、ラック軸２１は、外周にラックが形成されて上方へ立ち上げられたものである。
【００２０】
また、ラック軸２１の下端側には、横方向に延びる振れ止めアーム２２が連結されており、この振れ止めアーム２２の左右端は、一対のガイド支柱１０，１０内に上下摺動可能に嵌め込まれており、一対のガイド支柱１０，１０間で振れ止めアーム２２を介してラック軸２１の横振れが防がれるように構成されている。
即ち、ガイド支柱１０，１０をそれぞれ水平断面コの字状のチャンネル支柱で構成しておくことにより、この振れ止めアーム２２の左右端側をガイド支柱１０，１０内に上下動可能に嵌め込んでおくことができる。
【００２１】
前記天井フレーム１１上に、回転可能に回転軸２４，２４が配置されており、回転軸２４の外周にピニオン２３が設けられ、このピニオン２３がラック軸２１の外周に形成されているラックに噛み込んでおり、ラック軸２１の上下移動によりピニオン２３を介して回転軸２４が回転されるように構成されている。各回転軸２４は、図示しない発電機に連繋されている。
なお、ラック軸２１を水平断面中空四角形状に形成して、外周四面にそれぞれラックを形成させておけば、外周四面それぞれの面に対しピニオン２３を噛合させて、ラック軸２１の外周四面にそれぞれ回転軸２４を配置させることができ、４本の回転軸２４，２４，２４，２４を同時に回転させることができるものとなる。
【００２２】
また、図３の側面概略要部拡大図で示すように、ピニオン２３を有する回転軸２４，２４と平行状に複数の回転軸２５，２６を配置させておき、チェーン伝導等で回転軸２４の回転が回転軸２５に伝達されるように構成しておくことができ、更に回転軸２５と回転軸２６をチェーン等で連結して回転軸２６を回転できるように構成しておくことで、複数本の回転軸２４，２５，２６を同時に回転させて、それぞれの回転軸２４，２５，２６に連結されている複数の発電機を同時に回転させて発電できるように構成しておくことができる。
なお、回転軸２５および回転軸２６の外周には、フライホイール２７，２７を設けておけば、強大な回転力が得られるものとなる。
【００２３】
次に、このように構成した潮汐発電装置１の作用を説明する。
満潮が始まり水位が上昇してきた時には、外戸４および内戸８を上昇させて海水出入口３，７を開けておき、浮台１６を潮位の上昇に伴い上昇させてゆくことができる。
なお、大潮の場合などには、そのように外戸４と内戸８を同時に上昇させておいても良いが、小潮などの場合には、外戸４，４，４のみを上昇させて内戸８，８，８は閉じておき、先ず外プール１４内に海水を徐々に入れて海水を溜めることができ、外プール１４内が所定の水位に達した後に、内戸８を上昇させて内プール１５内に外プール１４内に溜めた海水を入れ込み、これにより浮台１６を上昇させてゆくことができる。
【００２４】
浮台１６が潮位の上昇により浮力で上昇すると、上昇力が第３伸縮部１７ｃ，第２伸縮部１７ｂ，第１伸縮部１７ａに伝わり、ガイドバー２０の溝２０ａに沿ってピン１９が横方向へ移動して各伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃのパンタグラフが縮み、各伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの上下高さ寸法が小さくなってゆく。この時にラック軸２１を下方へ引き下げる力が作用して、ラック軸２１が下方側へ移動する。この移動によりピニオン２３を介して回転軸２４が回転されて発電機が駆動され発電される。
【００２５】
やがて満潮が終りになり干潮が始まると、潮位の下降により浮台１６は重力により下降してゆく。この浮台１６の下降時には各伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは下方側へ引っ張り力を受けて縦長状となってゆき、上下高さ寸法が大となってゆく。
この伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの上下に延びる力によりラック軸２１は上方へ押し上げられることとなり、このラック軸２１の上昇に伴いピニオン２３を介して回転軸２４が回転され発電されることとなる。
なお、ラック軸２１が下降する時と上昇する時で、それぞれ回転軸２１の回転方向が同一となるように、トランスミッションのギヤ機構を利用した回転方向切替手段を設けておくこともできる。
【００２６】
なお、本例では、第１伸縮部１７ａおよび第２伸縮部１７ｂおよび第３伸縮部１７ｃは、それぞれ縮んだ時の高さ寸法と延びた時の高さ寸法との差が３ｍ程度に設定されているため、３個の伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを用いた場合には、縮んだ時と延びた時の上下寸法差は９ｍとなり、９ｍの上下移動をラック軸２１に付与することができるものである。
更にこの伸縮部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの数を増やしてゆけば、４個の場合はラック軸２１の上下移動距離は１２ｍとなり、更に５個の場合にはラック軸２１の上下移動距離は１５ｍとなり、十分な上下動距離を稼ぐことができて、比較的干満差の大きくない入江とか湾内においても有効に発電能力を高めることができるものとなる。
【００２７】
なお、このような潮力を利用する発電では、海水の密度が大きいためにエネルギーを集中させることが可能であり、発電量の正確な予想ができやすいものとなる。
また、外戸４，４，４および内戸８，８，８の開閉を潮位の変化に応じて適宜制御することにより、例えば干潮の時に外プール１４内に海水を入れたままにして徐々に外へ排出してゆき、３時間とか６時間程度ラック軸２１の移動が行われるようにすることにより、朝夕の２回の満潮時にそれぞれラック軸２１を下方へ移動させ、更に上方へ移動させることで、一日４回、ラック軸２１の移動に伴い発電を行うことができ、しかも外プール１４および内プール１５内の海水の出入りの制御により、更に長時間に亘り発電を持続することができるものとなる。
【符号の説明】
【００２８】
１  潮汐発電装置
２  外壁
３  海水出入口
４  外戸
５  門柱
６  内壁
７  海水出入口
８  内戸
９  支柱
１０  ガイド支柱
１１  天井フレーム
１２  門柱
１３  モーター
１４  外プール
１５  内プール
１６  浮台
１７ａ  第１伸縮部
１７ｂ  第２伸縮部
１７ｃ  第３伸縮部
１８  アーム
１９  ピン
２０  ガイドバー
２０ａ  溝
２１  ラック軸
２３  ピニオン
２４，２５，２６  回転軸
２７  フライホイール
【図１】
0003191840.tif 000003
【図２】
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【図３】
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