(57)【要約】      （修正有）【課題】魚類の衝突による死亡率を低減し環境影響の少ない海流発電システムを提供する。【解決手段】海水の流れを回転エネルギに変換する翼２と、変換された回転エネルギを回転軸を介して与えられて発電を行う発電機とを備え、弾性材料が用いて作製され翼の表面を覆う弾性部材をさらに備えることを特徴とする。また、弾性部材は、翼の複数箇所に設けられた螺旋状の穴に締結ボルトを固定することにより脱着可能に固定される構造を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水の流れを回転エネルギに変換する翼と、
変換された前記回転エネルギを回転軸を介して与えられて発電を行う発電機と、
を備える海流発電システムにおいて、
前記翼の表面を覆う弾性部材をさらに備えることを特徴とする海流発電システム。
【請求項２】
前記弾性部材が、前記翼の表面に着脱可能に固定された構造を有することを特徴とする請求項１に記載の海流発電システム。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記翼の表面における少なくとも圧力面において前記ボルトにより締結されていることを特徴とする請求項２に記載の海流発電システム。
【請求項４】
前記弾性部材が、少なくとも前記翼の前縁から負圧面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の海流発電システム。
【請求項５】
弾性材料が用いて作製され、前記翼の上流側において前記回転軸に取り付けられた柱状部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の海流発電システム。
【請求項６】
海水の流れを回転エネルギに変換する翼と、
変換された前記回転エネルギを回転軸を介して与えられて発電を行う発電機と、
を備える海流発電システムにおいて、
弾性材料が用いて作製され、前記翼の上流側にいて前記回転軸に取り付けられた柱状部材をさらに備えることを特徴とする海流発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海流発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水を用いた発電システムには、ダム等の高低差を利用した水車、海の波力、潮汐を用いた発電、浸透膜や温度差を用いた発電等、数多く存在する。高低差を利用する発電システム以外で容易に大容量のエネルギを得ることのできる発電システムは、潮流や海流の流れのエネルギを用いた発電システムである。しかし、大容量機に関してはまだ一般的ではなく、欧州の一部で先行して開発が進められている。
【０００３】
図６に、係留式海流発電システムの概略構成を示し、その基礎概念について述べる。このシステムは、流れを回転エネルギに変換する翼１０２と、翼１０２に接続された箇所がキャップ１０６で覆われ回転エネルギを発電機に伝える回転軸とを有し、発電機がナセル１０１に内包されている。ナセル１０１は構造部材１０３により支持され、構造部材１０３は係留ワイヤ１０４を介して海底にアンカー１０５により固定されている。
【０００４】
図７に、固定式海流発電システムの概略構成を示す。翼１０２やナセル１０１に関しては図６に示された係留式海流発電システムにおけるものと同様の構造であるが、ナセル１０１を海底に固定するために支柱１０９が用いられる。係留式、固定式の両方の海流発電システムにおいて、風車でよく見られるように図示されたような形状を有するキャップ１０６が用いられていることが多い。
【０００５】
日本近海で海流発電を実施できる地点は限られており、主に黒潮、対馬海流、親潮等が挙げられる。これに対して潮流発電は潮の流れを利用するものであり、鳴門海峡のうず潮が最大級である。しかし、潮流・海流発電システムは共に周辺環境に対する影響が非常に大きく、またこれらの地点は豊富なプランクトンに支えられる漁場として利用されている。このため、新たな発電システムを構築する際には、漁業を生業としている生活者に対し、生態系の混乱等を伴う環境破壊が起こらないように十分な考慮が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７５３０２２４号公報
【特許文献２】米国特許第７４２５７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、環境影響の少ない海流発電システムを構築する必要があり、特に配慮すべきは生態系への影響である。
【０００８】
通常の発電システムにおける風車を海流発電に応用した場合、発電システムに魚類が衝突して死亡すること、魚類が死亡したことにより、その上位捕食者の衰退等、生態系へ及ぼす影響が考えられる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、魚類が衝突して死亡することを低減し環境影響の少ない海流発電システム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】
【００１０】
本発明の海流発電システムは、海水の流れを回転エネルギに変換する翼と、変換された前記回転エネルギを回転軸を介して与えられて発電を行う発電機とを備える海流発電システムにおいて、前記翼の表面を覆う弾性部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明の海流発電システムは、海水の流れを回転エネルギに変換する翼と、変換された前記回転エネルギを回転軸を介して与えられて発電を行う発電機とを備え、弾性材料が用いて作製され、前記翼の上流側にいて前記回転軸に取り付けられた柱状部材をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の海流発電システムによれば、魚類の衝突による死亡率を低減し環境に与える影響が少ない海流発電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による海流発電システムの構成を示した正面図。
【図２】同実施の形態１による海流発電システムにおける翼の断面形状を示した縦断面図。
【図３】本発明の実施の形態２による海流発電システムにおける翼の断面形状を示した縦断面図。
【図４】本発明の実施の形態３による海流発電システムにおける翼の断面形状を示した縦断面図。
【図５】本発明の実施の形態４による海流発電システムの構成を示した正面図。
【図６】係留式海流発電システムの概略構成を示した斜視図。
【図７】固定式海流発電システムの概略構成を示した正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による海流発電システム（潮流発電システムを含む）について、図面を参照して説明する。
【００１５】
（１）実施の形態１
図１、図２を用いて、本発明の実施の形態１による海流発電システムについて説明する。
【００１６】
図１に、海流発電システムにおける主要な構成要素を示す。このシステムは、矢印で示された海流の流れを回転エネルギに変換する翼２と、翼２に取り付けられた箇所がキャップ６で覆われており変換された回転エネルギを発電機に伝える回転軸と、回転軸に接続され回転エネルギから発電する発電機とを備え、発電機はナセル１に内包されている。
【００１７】
図２に、海流の流れ方向と翼２の回転方向とに対する翼２の断面形状を示す。本実施の形態１は、翼２の表面がゴム等の高分子材料から成る弾性材料が用いられて形成された弾性部材７により覆われている点に特徴がある。ここで、翼２の表面を覆うように弾性部材７を設ける手法はいかなるものであってもよく限定されない。
【００１８】
このように、翼２の表面が弾性部材７で覆われていることにより、魚類が翼２に衝突したとしても弾性部材７により衝撃力が弱められる。この結果、魚類の殺傷確率が低減され、海流発電システムが与える下流生態系への影響が低減され、魚類の死亡によるその上位捕食者の衰退等、生態系へ与える影響を減少させることができる。
【００１９】
（２）実施の形態２
本発明の実施の形態２による海流発電システムについて、図３を用いて説明する。尚、上記実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
本実施の形態２では、弾性部材７に切れ目１１が形成されており、翼２に弾性部材７が覆うように取り付けられた状態で、翼２の複数箇所に設けられた螺旋状の穴に締結ボルト８を固定することにより脱着可能に固定される構造を備えている。ここで、締結ボルト８で弾性部材７を翼２に締結する箇所は、圧力面２ｂに設けられている。原理的に魚類が衝突するのは、翼２の前縁から負圧面２ａまでの範囲であると考えられる。そこで、翼２の前縁から負圧面２ａには凹凸が生じないように、圧力面２ｂにおいて締結を行っている。
【００２１】
一般に、弾性部材７は海水中に置かれると反発力が劣化する。そこで、定期的に弾性部材７を交換することにより、弾性部材７が有する反発性能を維持することができる。
【００２２】
上述のように、本実施の形態２によれば弾性部材７を翼２に対して容易に脱着が可能である。従って、弾性部材７の定期的な交換が可能であり、半永久的に魚類の殺傷確率を低減した状態で海流発電システムを運用することができる。
【００２３】
（３）実施の形態３
本発明の実施の形態３による海流発電システムについて、図４を用いて説明する。上記実施の形態１、２と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
本実施の形態３では、図４に示されたように、弾性部材７が翼２の前縁から負圧面２ａを覆うように取り付けられ、圧力面２ｂにおいて締結ボルト８により固定されている。
【００２５】
上記実施の形態２において説明したように、原理的には魚類が衝突するのは翼２の前縁から負圧面２ａまでの範囲である。そこで本実施の形態３では、この範囲に弾性部材７を翼２に取り付けることで、魚類の殺傷確率を十分に低減することができる。
【００２６】
また、弾性部材７を定期的に交換することを考慮した場合、本実施の形態３では翼７を弾性部材７で覆う面積を必要最小限にすることにより、コスト低減に寄与することができる。
【００２７】
（４）実施の形態４
本発明の実施の形態４による海流発電システムについて、図５を用いて説明する。上記実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２８】
図５に示されたように、本実施の形態４では矢印で示された海流の流れ方向における翼２の上流側に、ゴム等の高分子材料から成る弾性材料が用いられて作製された円柱状の柱状部材９が回転軸に取り付けられている。
【００２９】
ここで、柱状部材９は少なくとも１本取り付けられていればよいが、本数には限定されず任意の数だけ取り付けることができる。この柱状部材９は回転軸の回転に伴い、翼２と共に回転する。
【００３０】
翼２に魚類が進入する前に柱状部材９に衝突するが、柱状部材９が弾性材料により製作されている。このため、魚類は死傷することなく危険を察して海流発電システムから遠ざかる。この結果、本実施の形態４によれば魚類が翼２に衝突することがなくなり、殺傷確率を低減することが可能となる。
【００３１】
尚、翼２は通常の材料で作製され弾性部材で覆われていないものであってもよく、あるいは上記実施の形態１〜３のいずれかのように弾性部材で覆われていてもよい。
【００３２】
上述した実施の形態はいずれも一例であって、本発明を限定するものではなく本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
【００３３】
また、ナセル１を海底に設置する手法は、図５に示されたように支柱１０を用いる固定式や、構造部材や係留ワイヤ等を用いて海底にアンカリングにより固定する係留式等、いずれの手法を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１  ナセル
２  翼
２ａ  負圧面
２ｂ  圧力面
６  キャップ
７  弾性部材
８  締結ボルト
９  柱状部材
【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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