(57)【要約】【課題】ハウジングを本体部から容易に取り外すこと。【解決手段】発電装置１０は、回転体１３と、ハウジング１２と、支柱１１と、発電用ステータ１７と発電用ロータ１４とを有する発電機１００とを備え、発電した電力を発電用ステータ１７に接続される電力ケーブル１０２を通じて外部へ送電する。また、発電装置１０は、発電機１００とは別に発電部１０１を備える。そして、発電部１０１は、励磁用ロータ１５と、送電所１０３からの給電に基づき励磁用ロータ１５に対して回転磁界を発生させる励磁用ステータ１８とを含んでいる。また、ハウジング１２には、発電用ロータ１４と励磁用ロータ１５とが回転体１３の軸方向に並べて配置されるとともに回転体１３と一体回転可能に内蔵される。また、支柱１１には、発電用ステータ１７と励磁用ステータ１８とがそれぞれ対応するロータに対向して並べて配置される。【選択図】図１
2016010271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れを受けることにより回転する受流部と、前記受流部が装着されるハウジングと、前記ハウジングが着脱される本体部と、１次側固定子と２次側回転子とを有する巻線型誘導機を用いた発電機とを備え、発電した電力を前記１次側固定子に接続される送電線を通じて外部へ送電する発電装置において、
前記発電機とは別に設けられる発電部を備え、
前記発電部は、巻線型回転子と、所定の給電部からの給電に基づき前記巻線型回転子に対して回転磁界を発生させる巻線型固定子とを含み、
前記ハウジングには、前記２次側回転子と前記巻線型回転子とが前記受流部の軸方向に並べて配置されるとともに前記受流部の回転に伴って各回転子が一体回転可能に内蔵され、
前記本体部には、前記１次側固定子と前記巻線型固定子とがそれぞれ対応する回転子に対向して並べて配置されることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
前記巻線型固定子は、前記送電線に接続される請求項１に記載の発電装置。
【請求項３】
前記１次側固定子を通じて前記送電線に送電される電力の力率を調整する調整部を備える請求項１又は請求項２に記載の発電装置。
【請求項４】
前記調整部は、前記本体部における前記１次側固定子及び前記巻線型固定子の何れかを周方向にずらす構成を有する請求項３に記載の発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海流又は潮流を利用して発電する発電装置が注目されている。この種の発電装置として、例えば、特許文献１に記載の発電装置がある。特許文献１の発電装置は、海底設置型の発電装置であって、海流や潮流等により軸部を中心に回転する受流部としての翼と、翼の軸部に連結される発電機と、発電機を内部に収容するハウジングとしてのナセルを有している。ナセルは海底に固定された本体部としての支柱により支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の発電装置では、ナセルのメンテナンス、又はナセルに設けられる部品が故障した場合には、ナセルを支柱から取り外して海中から取り出す必要がある。ここで、発電機が発電した電力を外部へ送電するために有線送電を用いる仕様では、ナセルと支柱間を配線が通ることでナセルの支柱からの取り外しが困難である。もっとも、発電機が発電した電力を外部へ無線送電する仕様であればナセルと支柱間の配線をなくすことができるが、これだと発電した電力の損失の回避が困難である。この種の課題は、海流又は潮流を利用して発電する発電装置に限らず、風力を利用して発電する発電装置においても生じうる。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する発電装置は、流体の流れを受けることにより回転する受流部と、受流部が装着されるハウジングと、ハウジングが着脱される本体部と、１次側固定子と２次側回転子とを有する巻線型誘導機を用いた発電機とを備え、発電機が発電した電力を１次側固定子に接続される送電線を通じて外部へ送電する。また、発電装置は、発電機とは別に設けられる発電部を備えている。そして、発電部は、巻線型回転子と、所定の給電部からの給電に基づき巻線型回転子に対して回転磁界を発生させる巻線型固定子とを含んでいる。また、ハウジングには、２次側回転子と巻線型回転子とが受流部の軸方向に並べて配置されるとともに受流部の回転に伴って各回転子が一体回転可能に内蔵される。また、本体部には、１次側固定子と巻線型固定子とがそれぞれ対応する回転子に対向して並べて配置される。
【０００７】
上記構成によれば、巻線型誘導機を用いて発電された電力は、本体部に設けられた１次側固定子を通じて外部へと送電されるようになる。すなわち、発電について言えば、発電した電力を外部へ送電するためにハウジング及び本体部を通るような有線送電を用いる訳ではないので、ハウジングを本体部から取り外す際にハウジングと本体部間の配線の考慮が不要となる。当然、発電した電力を外部へ送電するために無線送電を用いる訳ではないので、発電した電力の損失も抑えられている。
【０００８】
また、巻線型誘導機を用いた発電装置では、巻線型回転子及び巻線型固定子を有する発電部を別途設けることで、２次側回転子に対して回転磁界を発生させて励磁することができる。そして、こうした構成によれば、発電部については、巻線型回転子をハウジング側、巻線型固定子を本体部側にそれぞれ設けることができ、ハウジングを本体部から取り外す際にハウジングと本体部間の配線の考慮が不要となる。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置において、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる。
【０００９】
また、発電装置において、巻線型固定子は、送電線に接続されることが好ましい。
上記構成によれば、巻線型固定子が巻線型回転子に回転磁界を発生させるのに用いる電力は、送電線を流れる電力であって、発電装置が発電して外部へ送電する電力と言える。ようするに、送電線を介して巻線型固定子に給電される周波数は一定に保たれる。これにより、巻線型回転子は、その時の巻線型回転子の速度に対して、送電線から給電される電力を発生させるのに必要な回転磁界の速度との差分に応じた回転磁界を２次側回転子に発生させる。すると、２次側回転子では、１次側固定子に対する２次側回転子が発生させる回転磁界の速度が一定、すなわち送電線で要求される周波数に調整される。その結果、１次側固定子に対して２次側回転子が発生させる回転磁界の速度の変動が抑えられ、１次側固定子を通じて発電される電力の周波数の変動が抑えられるようになる。したがって、発電した電力の周波数を調整するための別途構成や処理、例えば、インバータやコンバータにかかる処理を省略することができる。
【００１０】
また、発電装置において、１次側固定子を通じて送電線に送電される電力の力率を調整する調整部を備えることが好ましい。
ところで、１次側固定子を通じて送電線に送電される電力については、その電流と電圧の位相がずれることで、力率が低下する可能性もある。そこで、上記構成のように、１次側固定子を通じて送電線に送電される電力の力率を調整可能に構成することで、送電の効率を向上させることができる。
【００１１】
こうした調整部を構成する手法には、本体部における１次側固定子及び巻線型固定子の何れかを周方向にずらすことが考えられる。この構成によれば、調整部の構成を本体部内で完結させることができ、ハウジングを本体部から容易に取り外すといった効果の妨げになることなく送電の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ハウジングを本体部から容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】発電装置の概略を示す図。
【図２】図１の２−２線断面図であって特に発電機を示す図。
【図３】図１の３−３線断面図であって特に発電部を示す図。
【図４】励磁用ステータにおける調整部を示す図。
【図５】ハウジングの着脱の様子を示す図。
【図６】別例における発電装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発電装置の実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態の発電装置１０は、海底設置型の発電装置であって、底部１１ａが海底に固定される本体部としての柱状の支柱１１を備える。支柱１１は耐腐食性材料からなるとともに、その内部には後述する発電にかかる各種部品が収容される。支柱１１の底部１１ａの反対側に位置する取付部１１ｂには、ナセルやポッド等と呼ばれる円筒状のハウジング１２が着脱可能に取り付けられる。ハウジング１２は、樹脂材料からなるとともに、その内部には後述する発電にかかる各種部品が収容される。
【００１５】
発電装置１０は、発電の中核をなす巻線型誘導機からなる発電機１００と、発電機１００が発電を行うために励磁する同じく巻線型誘導機からなる発電部１０１とを備える。また、発電部１０１は、発電機１００における発電機出力、すなわちすべりに起因した容量（大きさ）で構成される。このため、発電部１０１は、発電機１００が巻線型誘導機からなる以上は発電機１００に対して少なくとも小さく構成される。例えば、発電機１００がすべり１０パーセント以内で発電する機能を有する場合、発電部１０１としては、発電機１００に対して１０分の１（１／１０）程度の容量であればよい。なお、発電部１０１には、後述する電力ケーブル１０２から励磁に必要な電力が供給される。
【００１６】
こうした発電装置１０で発電された電力（交流電力）は、支柱１１内から海底を通って地上へと通じる電力ケーブル（送電線）１０２を介して地上にある給電部としての送電所１０３へと送電される。送電所１０３は、発電装置１０から送電される電力を所定の供給先へと送電する。なお、送電所１０３は、所望の周波数の交流電力を要求するものであって、本実施形態では６０Ｈｚ（ヘルツ）の交流電力を要求する。このため、本実施形態の発電装置１０は、６０Ｈｚの交流電力を発電により発生可能に構成される。
【００１７】
以下、発電装置１０の構成について詳しく説明する。
図１及び図２に示すように、ハウジング１２の外周の一部には、支柱１１側（図１中、下側）に向かって開口する取付孔１２ａが形成される。取付孔１２ａには、ハウジング１２を支柱１１に取り付ける際、支柱１１の取付部１１ｂが嵌め込まれる。なお、取付部１１ｂと取付孔１２ａの間は、これらの嵌め込みと所定のシール部材により防水される。
【００１８】
ハウジング１２は、その前端１２ｂが海流に対向するように設置され、海流の抵抗が小さくなるように、その外観が前端１２ｂから後端１２ｃに向かって流線型をなす。ハウジング１２の内部には、受流部としての円筒状の回転体１３がハウジング１２に対して相対回転可能に組み付けられる。
【００１９】
また、回転体１３は、ハウジング１２の流線型の前から後に沿って肉薄に形成される円筒部１３ａを備える。円筒部１３ａはセラミックや繊維複合材料からなり、その外周の両端がハウジング１２に固定される軸受１３ｂにより回転可能に支持される。円筒部１３ａの内周には、その内側に向かって突出するように複数枚（本実施形態では、３枚）の羽根部（ブレード）１３ｃが円筒部１３ａと一体回転可能に固定される。
【００２０】
羽根部１３ｃは、セラミックや繊維複合材料からなり、ハウジング１２の流線型の前から後に沿って周方向の幅が肉厚に形成される。羽根部１３ｃは、周方向の片側がハウジング１２の軸方向と略平行に形成されるとともに、もう一方の片側がハウジング１２の軸方向と斜交するように形成される。
【００２１】
このため、羽根部１３ｃは、ハウジング１２の前端１２ｂから海流を受けると、ハウジング１２の周方向への推進力を得る。これにより、発電装置１０では、ハウジング１２の前端１２ｂで海流を受けることで、羽根部１３ｃが推進力を得て回転体１３（円筒部１３ａ）がＲ方向に回転する（流線型の前から後に向かって時計回り）。
【００２２】
ハウジング１２の内周と円筒部１３ａの外周の間には、円環状の収容部１２ｄが形成される。収容部１２ｄは、ハウジング１２の軸方向に沿って形成され、その支柱１１に対向する部分で取付孔１２ａに連通する。なお、収容部１２ｄは、回転体１３の円筒部１３ａを支持する両端の軸受１３ｂの軸方向外側に設けられる所定のシール部材１３ｄにより防水される。
【００２３】
回転体１３の円筒部１３ａの外周には、２次側回転子としての円環状の発電用ロータ１４が回転体１３と一体回転可能に固定される。発電用ロータ１４は、その外径が収容部１２ｄの外径とほぼ一致するように設定され、回転体１３とともに回転する際、収容部１２ｄの外周との間に摺動抵抗をほぼ発生しない外径に設定される。発電用ロータ１４は、収容部１２ｄ、すなわちハウジング１２に内蔵される。
【００２４】
また、発電用ロータ１４は、円筒部１３ａを支持する両端の軸受１３ｂの間（軸方向内側）であって、ハウジング１２の前端１２ｂ寄りに位置するように固定される。発電用ロータ１４は、径方向外方に向かって突出する複数のティースが形成されるロータコア部１４ａを備える。複数のティースは、ロータコア部１４ａの周方向に等間隔に形成される。ロータコア部１４ａの各ティースには、発電用２次コイル１４ｂがそれぞれ巻回される。
【００２５】
図１に示すように、発電用ロータ１４には、ロータコア部１４ａに巻回される発電用２次コイル１４ｂのうち、ロータコア部１４ａからハウジング１２の軸方向に突出する端部１４ｃ、所謂、コイルエンドが形成される。
【００２６】
また、回転体１３の円筒部１３ａの外周には、巻線型回転子としての円環状の励磁用ロータ１５がスペーサ１６を介して回転体１３と一体回転可能に固定される。励磁用ロータ１５は、スペーサ１６を介したその外径が収容部１２ｄの外径とほぼ一致するように設定され、回転体１３とともに回転する際、収容部１２ｄの外周との間に摺動抵抗をほぼ発生しない外径に設定される。励磁用ロータ１５は、収容部１２ｄ、すなわちハウジング１２に内蔵される。
【００２７】
また、励磁用ロータ１５及びスペーサ１６は、円筒部１３ａを支持する両端の軸受１３ｂの間（軸方向内側）であって、発電用ロータ１４よりもハウジング１２の後端１２ｃ寄りに位置するように固定される。励磁用ロータ１５は、径方向外方に向かって突出する複数のティースが形成されるロータコア部１５ａを備える。複数のティースは、ロータコア部１５ａの周方向に等間隔に形成される。ロータコア部１５ａの各ティースには、励磁用２次コイル１５ｂがそれぞれ巻回される。また、励磁用２次コイル１５ｂの各相は、発電用２次コイル１４ｂの各相に接続される。
【００２８】
図１に示すように、励磁用ロータ１５には、ロータコア部１５ａに巻回される励磁用２次コイル１５ｂのうち、ロータコア部１５ａからハウジング１２の軸方向に突出する端部１５ｃ、所謂、コイルエンドが形成される。
【００２９】
また、収容部１２ｄであって、円筒部１３ａを支持する両端の軸受１３ｂの間（軸方向内側）であって、励磁用ロータ１５よりもハウジング１２の後端１２ｃ寄りには、ブレーキ部１０４が設けられる。ブレーキ部１０４は、回転体１３の回転が停止するように制動力を発生させるとともに、回転を停止させた回転体１３をハウジング１２に対して一時的に固定させる機能を有する。
【００３０】
また、図１及び図２に示すように、ハウジング１２の取付孔１２ａにおいて、発電用ロータ１４に対向する位置には、支柱１１の取付部１１ｂが配置される。そして、取付部１１ｂには、その表面に沿うように１次側固定子としての扇状の発電用ステータ１７が配置される。なお、発電用ロータ１４に対抗する発電用ステータ１７の表面は、非磁性かつ非導電性の部材で覆われることで、防水が施されている。発電用ステータ１７は、発電用ロータ１４との間に若干の隙間（ギャップ）を有して配置される。発電用ステータ１７は、取付部１１ｂ、すなわち支柱１１に埋設される。
【００３１】
図２に示すように、発電用ステータ１７は、発電用ロータ１４の周の半分以下の角度範囲Ａに形成される。本実施形態の発電装置１０は、三相交流で構成するものである。このため、上記角度範囲Ａは、支柱１１内に収まる範囲であって、各相に対応するコイルが同セットずつ巻回可能な範囲を少なくとも有する。なお、本実施形態の上記角度範囲Ａは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応するコイルが２セットずつ巻回可能な範囲を有する。
【００３２】
発電用ステータ１７は、径方向内方に向かって突出する複数のティースが形成されるステータコア部１７ａを備える。複数のティースは、ステータコア部１７ａの周方向に等間隔に形成される。本実施形態では、上述したように、各相に対応するティースが２セットずつとなるように６つのティースが形成される。ステータコア部１７ａの各ティースには、発電用１次コイル１７ｂとして、各相に対応するコイルが２セットずつそれぞれ巻回される。そして、各相に対応する発電用１次コイル１７ｂは、電力ケーブル１０２に接続される。
【００３３】
図１に示すように、発電用ステータ１７には、ステータコア部１７ａに巻回される発電用１次コイル１７ｂのうち、ステータコア部１７ａからハウジング１２の軸方向に突出する端部１７ｃ、所謂、コイルエンドが形成される。
【００３４】
また、図１及び図３に示すように、ハウジング１２の取付孔１２ａにおいて、励磁用ロータ１５に対向する位置に配置される取付部１１ｂには、その表面に沿うように巻線型固定子としての扇状の励磁用ステータ１８が配置される。励磁用ステータ１８は、励磁用ロータ１５との間に若干の隙間（ギャップ）を有して配置される。なお、励磁用ロータ１５に対抗する励磁用ステータ１８の表面は、非磁性かつ非導電性の部材で覆われることで、防水が施されている。励磁用ステータ１８は、取付部１１ｂ、すなわち支柱１１に埋設される。
【００３５】
図３に示すように、励磁用ステータ１８は、励磁用ロータ１５の周の半分以下の角度範囲Ｂに形成される。上述したように、本実施形態の発電装置１０は、三相交流で構成するものである。このため、上記角度範囲Ｂは、支柱１１内に収まる範囲であって、各相に対応するコイルが同セットずつ巻回可能な範囲を少なくとも有する。なお、本実施形態の上記角度範囲Ｂは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応するコイルが２セットずつ巻回可能な範囲を有する。また、上記角度範囲Ｂは、支柱１１内で励磁用ステータ１８が角度範囲Ｃの間で周方向に沿って回動可能な余裕を有する。角度範囲Ｃは、力率を調整することができるとして経験的に導かれる最大範囲（例えば、後述するステータコア部１８ａのティース１つ分等）に設定される。
【００３６】
励磁用ステータ１８は、径方向内方に向かって突出する複数のティースが形成されるステータコア部１８ａを備える。複数のティースは、ステータコア部１８ａの周方向に等間隔に形成される。本実施形態では、発電用ステータ１７同様、６つのティースが形成される。ステータコア部１８ａの各ティースには、励磁用１次コイル１８ｂとして、各相に対応するコイルが２セットずつそれぞれ巻回される。そして、各相に対応する励磁用１次コイル１８ｂは、制御部１９を介して電力ケーブル１０２に接続される。
【００３７】
制御部１９は、電力ケーブル１０２から電力を引き出して、励磁用ステータ１８が励磁用ロータ１５に回転磁界を発生させるように各相の励磁用１次コイル１８ｂへの電力供給を制御する。すなわち、制御部１９は、発電装置１０で発電した電力を用いて励磁用ロータ１５に対して回転磁界を発生させる。なお、制御部１９を通る電力は、励磁用ロータ１５の回転速度が遅い場合、送電所１０３から電力を引き込んで励磁用ロータ１５に対して回転磁界を発生させる。また、制御部１９を通る電力は、励磁用ロータ１５の回転速度が速い場合、送電所１０３側へ供給される。
【００３８】
図１に示すように、励磁用ステータ１８には、ステータコア部１８ａに巻回される励磁用１次コイル１８ｂのうち、ステータコア部１８ａからハウジング１２の軸方向に突出する端部１８ｃ、所謂、コイルエンドが形成される。
【００３９】
また、励磁用ステータ１８には、該励磁用ステータ１８を支柱１１内で周方向に沿って回動させる動力を発生させる調整部２０が機械的に連結される。調整部２０は、励磁用ステータ１８よりも支柱１１の底部１１ａ側の支柱１１内に収容される。
【００４０】
ここで、調整部２０の構成について詳しく説明する。
図４に示すように、調整部２０は、調整爪２１と、駆動源となるモータ２２と、ウォームギヤ２３とを備える。調整爪２１は、励磁用ステータ１８における支柱１１の底部１１ａ側に一体移動可能に固定される。調整爪２１の先端には、ねじ溝２１ａが形成される。モータ２２には、例えば、三相のブラシ付きモータが採用される。ウォームギヤ２３は、モータ２２に対して出力軸２２ａを介して連結されるとともに、歯部２３ａとねじ溝２１ａとの噛合を通じて調整爪２１に連結される。
【００４１】
そして、調整部２０は、モータ２２の回転をウォームギヤ２３に伝達することによりそのモータトルクを動力として励磁用ステータ１８に付与する。こうしたモータ２２が付与する動力は、励磁用ステータ１８をＸ方向に回動させる動力として作用する。
【００４２】
こうした調整部２０の動作は、制御部１９が制御する。電力ケーブル１０２の途中には、電力ケーブル１０２に流れる電力の位相、すなわち電流と電圧の位相を検出する位相検出部２４が設けられる。位相検出部２４は、電力ケーブル１０２に流れる電力位相に応じた信号を制御部１９に出力する。
【００４３】
そして、制御部１９は、位相検出部２４からの信号に基づいてモータ２２を駆動制御する。具体的に、制御部１９は、電流と電圧の位相から力率を演算し、その演算結果に応じて、マップを用いてモータ制御信号Ｓｍを演算してモータ２２の回転角度を制御する。そして、制御部１９は、電流と電圧の位相の力率が所定の力率（本実施形態では「１」）となるように、フィードバック制御する。
【００４４】
こうしてモータ２２が発生させるモータトルクによりウォームギヤ２３がＹ方向に回転し、その回転を受けた調整爪２１がＺ方向に移動する。この調整爪２１の移動に伴って励磁用ステータ１８がＸ方向に回動することで、発電装置１０が発電する電力の力率を調整可能にしている。
【００４５】
このように構成された発電装置１０は、以下のようにして発電する。
発電装置１０において、海流を受けることで回転体１３が回転すると、発電用ロータ１４及び励磁用ロータ１５が回転体１３とともに回転する。一方、励磁用ステータ１８は、制御部１９が常時、６０Ｈｚの電力を供給することに基づく回転磁界を励磁用ロータ１５に発生させる。これにより、励磁用ロータ１５には、その時の励磁用ロータ１５の回転速度と、励磁用ステータ１８が発生させる回転磁界の速度との差分に応じた周波数の電圧が誘起される。
【００４６】
続いて、励磁用ロータ１５は、励磁用ステータ１８により電流が誘導されることで、回転磁界を発生させることになり、この回転磁界が、ハウジング１２の軸方向に沿って並べて配置される発電用ロータ１４に電流を流す。すなわち、励磁用ロータ１５（発電部１０１）が発電用ロータ１４（発電機１００）を励磁する。これにより、発電用ステータ１７には、発電用ロータ１４が発生させる回転磁界の速度に応じた周波数の電圧が誘起される。その結果、発電装置１０では、発電用ステータ１７に誘起される電圧に基づく電力が発電される。
【００４７】
また、本実施形態において、励磁用ロータ１５の回転速度と、励磁用ステータ１８が発生させる回転磁界の速度との差分に応じて誘起される周波数の電圧は、発電用ロータ１４及び励磁用ロータ１５の実際の回転に基づき発電部１０１で回生して得られた電力と言える。
【００４８】
例えば、図２に示す矢印Ｓ３は送電所１０３が要求する６０Ｈｚの電力を発電可能な回転磁界の速度を意味し、矢印Ｓ１は実際の発電用ロータ１４及び励磁用ロータ１５の回転速度による回転磁界の速度を意味する。この場合、励磁用ロータ１５には、矢印Ｓ３と矢印Ｓ１との差分に応じた周波数の電圧が誘起され、矢印Ｓ０に相当する電力が発電部１０１で回生される。この矢印Ｓ０に相当する電力に基づく電流が励磁用ロータ１５を通じて発電用ロータ１４に回転磁界を発生させることで、矢印Ｓ１の速度の回転磁界に矢印Ｓ２分の回転磁界が重畳される。その結果、発電用ロータ１４は、実際の発電用ロータ１４の回転による矢印Ｓ１の速度と、励磁用ロータ１５（発電部１０１）が発生させる回転磁界による矢印Ｓ２の速度とを足し合わせた矢印Ｓ３の速度、すなわち６０Ｈｚの電力を発電可能な速度の回転磁界を発生させる。
【００４９】
以上に説明した発電装置１０によれば、以下の（１）〜（６）に示す作用及び効果を奏する。
（１）本実施形態によれば発電機１００については、発電用ロータ１４をハウジング１２側、発電用ステータ１７を支柱１１側にそれぞれ設けるようにしている。そして、発電装置１０で発電された電力は、支柱１１に設けられた発電用ステータ１７から電力ケーブル１０２を通じて送電所１０３へと送電される。すなわち、発電について言えば、発電した電力を送電所１０３へ送電するためにハウジング１２及び支柱１１を通るような有線送電を用いる訳ではないので、ハウジング１２を支柱１１から取り外す際にハウジング１２と支柱１１間の配線の考慮が不要となる。当然、発電した電力を外部へ送電するために無線送電を用いる訳ではないので、発電した電力の損失も抑えられている。
【００５０】
また、本実施形態の発電装置１０では、励磁用ロータ１５及び励磁用ステータ１８を有する発電部１０１を別途設けることで、発電用ロータ１４に対して回転磁界を発生させて励磁することができる。そして、本実施形態によれば、発電部１０１については、励磁用ロータ１５をハウジング１２側、励磁用ステータ１８を支柱１１側にそれぞれ設けることができ、ハウジング１２を支柱１１から取り外す際にハウジング１２と支柱１１間の配線の考慮が不要となる。
【００５１】
すなわち、図５に示すように、例えば、ハウジング１２のメンテナンス又はハウジング１２内の部品の故障の際に、ハウジング１２を支柱１１から取り外す作業が行われる。こうした取り外しには、まず作業の安全性確保のため、ブレーキ部１０４により回転体１３をハウジング１２に対して固定することで、ハウジング１２に対する回転体１３の相対回転を不能にする。そして、ハウジング１２を支柱１１から引き離すように引き抜くことで、支柱１１の取付部１１ｂがハウジング１２の取付孔１２ａから抜き出されてハウジング１２が支柱１１から取り外される。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置１０において、ハウジング１２を支柱１１から容易に取り外すことができる。
【００５２】
一方、ハウジング１２のメンテナンス完了後又はハウジング１２の修理完了の際に、ハウジング１２を支柱１１に取り付ける作業が行われる。こうした取付には、取り外しと同様、ブレーキ部１０４により回転体１３をハウジング１２に対して固定して作業の安全性を確保する。そして、ハウジング１２を支柱１１に嵌め込むことで、支柱１１の取付部１１ｂがハウジング１２の取付孔１２ａに嵌め込まれてハウジング１２が支柱１１に取り付けられる。したがって、巻線型誘導機を用いた発電装置１０において、ハウジング１２を支柱１１に容易に取り付けることができる。
【００５３】
（２）また、本実施形態の発電部１０１については、励磁用ロータ１５をハウジング１２側、励磁用ステータ１８を支柱１１側にそれぞれ設けるといった、所謂、トランス結線方式の回路と等価な構成をなしている。このため、本実施形態では、励磁用ロータ１５（発電部１０１）を励磁するために、インバータやコンバータ、その他、スリップリング等の構成が不要になる。したがって、発電装置１０の構成部品の削減に寄与し、発電装置１０のメンテナンスの観点でも有利となる。
【００５４】
（３）本実施形態の発電装置１０のように、海流に依存する回転体１３の回転は、風力等に比べて変動が少ないものの一定とは言えず、刻一刻と変化する。一方、電力ケーブル１０２を介して励磁用ステータ１８に供給される周波数は一定に保たれる。
【００５５】
このため、図２に示すように、矢印Ｓ１が増減すれば、矢印Ｓ０、すなわち矢印Ｓ２が矢印Ｓ１の増減に応じた増減をする。すると、励磁用ステータ１８により励磁用ロータ１５に対して発生させる回転磁界は一定に保たれる。その結果、発電用ステータ１７に対する発電用ロータ１４が発生させる回転磁界の速度の変動が抑えられ、発電用ステータ１７に誘起される電圧の周波数の変動が抑えられるようになる。したがって、発電した電力の周波数を調整するための別途構成や処理、例えば、インバータやコンバータにかかる処理を省略することができる。
【００５６】
（４）ところで、発電用ステータ１７を通じて電力ケーブル１０２に送電される電力については、その電流と電圧の位相がずれることで、力率が低下する可能性もある。そこで、調整部２０を設けて発電用ステータ１７を通じて電力ケーブル１０２に送電される電力の力率を調整可能に構成することで、送電の効率を向上させることができる。
【００５７】
（５）本実施形態の調整部２０は、支柱１１における励磁用ステータ１８を周方向にずらすように構成される。これにより、調整部２０の構成を支柱１１内で完結させることができ、ハウジング１２を支柱１１から容易に取り外すといった効果の妨げになることなく送電の効率を向上させることができる。
【００５８】
（６）特に、励磁用ステータ１８を含む発電部１０１は、発電機１００に比べて小さい構成である。すなわち、調整部２０については比較的に小さい構成とされる発電部１０１の要素をずらせばよいので、これにかかる構成の大型化を抑えることができる。
【００５９】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・調整部２０では、発電用ステータ１７及び励磁用ステータ１８の何れかを対象にずらすことができればよく、例えば、発電用ステータ１７をずらすようにしてもよい。なお、仮に発電装置１０の仕様や発電する電力の条件により発電機１００が発電部１０１よりも小さく構成されるのであれば、調整部２０にて発電機１００を構成する発電用ステータ１７を対象にずらすことでより効果的になる。
【００６０】
・上記実施形態では、調整部２０を機械的な構成で実現を図ったが、可変容量コンデンサを用いて電流と電圧の位相を変化させて力率を調整するといった電気的な構成で実現を図ることもできる。
【００６１】
・力率を無視してもよい状況で用いるような発電装置では、調整部２０を省略することもできる。
・励磁用ステータ１８への給電方法は、送電所１０３とは別に設けられる送電所や電源から給電されていてもよい。
【００６２】
・支柱１１は、ハウジング１２の周方向の半分以上を囲むように構成されてもよい。この場合には、ハウジング１２を囲む範囲で発電用ステータ１７及び励磁用ステータ１８のティースの形成数を増やすことができるようになり、発電の体積効率向上を図ることができる。なお、支柱１１がハウジング１２を１周囲むように構成する場合には、ハウジング１２を支柱１１から着脱する際、軸方向にスライドさせたりできるように構成すればよい。
【００６３】
・上記実施形態は、海流を用いて発電するものであったが、その他、潮流や風力等のように流体を用いて発電するものへ適用可能である。この場合でも、上記実施形態同様、ハウジングを支柱から容易に取り外すことができる等の効果を奏する。
【００６４】
・図６に示すように、発電用ステータ１７は、直線状のステータコア部１７ａから発電用ロータ１４に向かって複数本のティースを平行に延ばした櫛状に形成してもよい。この場合でも、上記実施形態同様、ハウジングを支柱から容易に取り外すことができる等の効果を奏する。なお、本別例では、発電用１次コイル１７ｂを巻回するスペースに関して言えば、外側のティース程、コイルの巻幅を細くすることができ、支柱１１の幅の縮小化を図ることができる。
【００６５】
次に、上記実施形態及び別例（変形例）から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記発電部は、前記発電機に比べて小さい構成であって、前記調整部は、前記本体部における前記巻線型固定子を周方向にずらす構成を有する。この構成によれば、調整部については比較的に小さい構成とされる発電部の要素をずらせばよいので、これにかかる構成の大型化を抑えることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…発電装置、１１…支柱（本体部）、１２…ハウジング、１３…回転体（受流部）、１４…発電用ロータ（２次側回転子）、１５…発電用ステータ（１次側回転子）、１７…励磁用ロータ（巻線型回転子）、１８…励磁用ステータ（巻線型固定子）、２０…調整部、１００…発電機、１０１…発電部、１０２…電力ケーブル（送電線）。
【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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