(57)【要約】  本発明の一態様によって提供される潮流発電機は、発電機柱と、上記発電機柱の上段部に備えられたインペラ式回転羽根と、上記インペラ式回転羽根のインペラ回転軸が垂直に入る下側入口が底部分に形成され、上記インペラ回転軸の回転運動によって電気エネルギーを生成するインペラ垂直軸発電機が内部に位置する第１密閉室とを含む。
2012512361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機柱と、
前記発電機柱の上段部に備えられたインペラ式回転羽根と、及び、
前記インペラ式回転羽根のインペラ回転軸が垂直に入る下側入口が底部分に形成され、前記インペラ回転軸の回転運動によって電気エネルギーを生成するインペラ垂直軸発電機が内部に位置する第１密閉室と、を含む、潮流発電機。
【請求項２】
前記発電機柱の上段部に備えられ、潮流方向の変化に応じて前記インペラ式回転羽根と前記インペラ垂直軸発電機の位置を調整する方向舵を更に含む、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項３】
前記発電機柱の上段部の回転を助けるベアリングが内部に位置する第２密閉室をなす上段部柱方向調整室を更に含む、請求項２に記載の潮流発電機。
【請求項４】
ゴム板弁が前記第１密閉室の下側入口に設けられる、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項５】
前記インペラ回転軸の下端部に結合された浮力室を更に含む、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項６】
前記発電機柱の上端部に結合された浮力室を更に含む、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項７】
前記インペラ式回転羽根の回転力を高めるための波形の誘導ケーシングが前記インペラ式回転羽根に設けられた、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項８】
前記誘導ケーシングの支持構造が前記発電機柱の上段部に結合された、請求項７に記載の潮流発電機。
【請求項９】
前記インペラ回転軸の腐食を軽減又は防止するインペラ回転軸外皮が前記インペラ回転軸に結合された、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項１０】
前記発電機柱は、複数の副柱からなり、前記副柱が凹凸構造で連結されて前記発電機柱が２段以上に分離可能な、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項１１】
１本の発電機柱に、前記インペラ垂直軸発電機と前記インペラ式回転羽根とが２個以上連結及び設置された、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項１２】
前記第１密閉室には、圧縮空気、不活性ガス又は油が満たされる、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項１３】
前記潮流発電機は、海流、河川の流水又は風力によって駆動できる、請求項１に記載の潮流発電機。
【請求項１４】
下側入口が底部分に形成された密閉室と、
前記密閉室の下側入口から前記密閉室の内部へ垂直に入るインペラ回転軸を備えるインペラ式回転羽根と、
前記インペラ回転軸の周りに配置されたインペラ垂直軸発電機と、
前記インペラ回転軸の下段部に連結され、前記インペラ回転軸の回転力を維持しながら前記インペラ回転軸の揺れや歪みを防ぐ、下側入口が底部分に形成された回転軸固定室と、及び、
前記回転軸固定室の下側入口から前記回転軸固定室の内部へ垂直に入る固定室支持軸と、を含む、潮流発電機。
【請求項１５】
前記密閉室又は前記回転軸固定室のうちの一つ以上が、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備する、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項１６】
前記密閉室の下側入口と、前記インペラ回転軸の、前記密閉室の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、前記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入される、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項１７】
前記回転軸固定室の下側入口と、前記固定室支持軸の、前記回転軸固定室の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、前記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入される、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項１８】
前記インペラ回転軸と前記密閉室との回転関係を維持しながら、前記インペラ回転軸と前記密閉室とを垂直に連結するために、前記インペラ回転軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含む、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項１９】
前記インペラ回転軸と前記密閉室との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、前記インペラ回転軸と前記密閉室との間の空間に配置される回転軸用ベアリングを更に含む、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項２０】
前記回転軸固定室と前記固定室支持軸との回転関係を維持しながら、前記回転軸固定室と前記固定室支持軸とを垂直に連結するために、前記固定室支持軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含む、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項２１】
前記回転軸固定室と前記固定室支持軸との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、前記回転軸固定室と前記固定室支持軸との間に配置される回転軸用ベアリングを更に含む、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項２２】
前記回転軸固定室の下に配置され、上部が前記固定室支持軸の下端に連結され、下側入口が底部分に形成された方向調整室と、
前記方向調整室の下側入口から前記方向調整室の内部へ垂直に入る方向調整室支持軸と、を更に含む、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項２３】
前記方向調整室は、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備する、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項２４】
前記方向調整室の下側入口と、前記方向調整室支持軸の、前記方向調整室の前記下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、前記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入される、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項２５】
前記方向調整室と前記方向調整室支持軸との回転関係を維持しながら、前記方向調整室と前記方向調整室支持軸とを垂直に連結するために、前記方向調整室支持軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含む、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項２６】
前記方向調整室と前記方向調整室支持軸との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、前記方向調整室と前記方向調整室支持軸との間に配置される回転軸用ベアリングを更に含む、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項２７】
前記インペラ式回転羽根の上側に配置された上円板と、前記インペラ式回転羽根の下側に配置され前記方向調整室の側面と結合される下円板とである、前記インペラ回転軸の回転中心に合せて回転可能な円板と、
これら円板の一側に結合された三角形の誘導ケーシングと、及び、
これら円板の他側に結合された方向調整羽根と、を更に含む、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項２８】
前記インペラ式回転羽根と前記円板との隙間に異物が入り込めないように、前記円板の周りに設置された異物防止段を更に含む、請求項２７に記載の潮流発電機。
【請求項２９】
前記誘導ケーシングを支持し、前記方向調整羽根に連結される誘導ケーシング支持構造を更に含む、請求項２７に記載の潮流発電機。
【請求項３０】
前記誘導ケーシング支持構造を周辺に位置する柱に固定しないことから、潮流の方向変化に応じて前記誘導ケーシングが適切な位置に容易に移動可能な、請求項２９に記載の潮流発電機。
【請求項３１】
前記上円板の外周面上に設けられ、前記誘導ケーシングの位置調整を補助する方向調整補助羽根を更に含む、請求項２７に記載の潮流発電機。
【請求項３２】
前記方向調整室支持軸は、１本の発電機柱に設けられ、前記方向調整室支持軸の下端が発電機柱の上端と凹凸構造で結合される、請求項２２に記載の潮流発電機。
【請求項３３】
前記発電機柱の上端の周りには、“Ｌ”字形の枠が設けられた、請求項３２に記載の潮流発電機。
【請求項３４】
前記凹凸構造の凹凸形状を有し、海水よりも重い腐食防止剤を含ませた腐食防止袋が前記方向調整室支持軸の下端と前記発電機柱の上端との間に挿入される、請求項３２に記載の潮流発電機。
【請求項３５】
前記回転軸固定室は、前記インペラ回転軸の下部に結合され、前記インペラ回転軸の下部の回転力を維持しながら前記インペラ回転軸の揺れや歪みを防ぎ、
前記インペラ垂直軸発電機は、前記インペラ回転軸の上部に設けられる、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項３６】
前記インペラ垂直軸発電機は回転界磁形発電機である、請求項３５に記載の潮流発電機。
【請求項３７】
前記回転軸固定室は、前記インペラ回転軸の上部に連結され、前記インペラ回転軸の上部の回転力を維持しながら前記インペラ回転軸の揺れや歪みを防ぎ、
前記インペラ垂直軸発電機は、前記インペラ回転軸の下部に設けられる、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項３８】
前記インペラ垂直軸発電機は回転電機子形発電機である、請求項３７に記載の潮流発電機。
【請求項３９】
前記インペラ垂直軸発電機は、１本の柱に、又は、前記１本の柱と前記１本の柱の隣に立てられた一つ以上の他の柱との間に設けられることができる、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項４０】
前記インペラ垂直軸発電機は、縦横に配置された多数の柱の間に複数個設けられることができる、請求項１４に記載の潮流発電機。
【請求項４１】
下側入口が底部分に形成され、内部にインペラ垂直軸発電機がある第１密閉室と、
前記第１密閉室の下側入口から前記第１密閉室の内部へ垂直に入るインペラ回転軸を備えるインペラ式回転羽根と、
前記インペラ回転軸の下段部に連結され、前記インペラ回転軸と共に回転し、下側入口が底部分に形成された回転軸固定室と、
前記回転軸固定室の下側入口から前記回転軸固定室の内部へ垂直に入るケーシング回転軸と、
前記ケーシング回転軸と共に回転し、下側入口が底部分に形成されたケーシング回転室と、
前記ケーシング回転室の下側入口から前記ケーシング回転室の内部へ垂直に入る固定室支持軸と、及び、
前記インペラ式回転羽根の回転効率を上げるためのものであり、前記ケーシング回転室と共に回転する誘導ケーシングと、を含む、潮流発電機。
【請求項４２】
下側入口が底部分に形成された第２密閉室を更に含み、
前記誘導ケーシングの上部は前記第２密閉室と連結され、前記誘導ケーシングの下部は前記ケーシング回転室と連結された、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項４３】
前記誘導ケーシングの上部と前記第２密閉室との間、又は前記誘導ケーシングの下部と前記ケーシング回転室との間のうちの一つ以上が垂直円筒を介して連結される、請求項４２に記載の潮流発電機。
【請求項４４】
前記誘導ケーシングの回転力を維持しながら、前記第２密閉室の内部と前記誘導ケーシングの上部とを連結するスラストベアリングを更に含む、請求項４２に記載の潮流発電機。
【請求項４５】
前記ケーシング回転室の回転力を維持しながら、前記ケーシング回転室と前記回転室支持軸とを連結するスラストベアリングを更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項４６】
前記第１密閉室、前記回転軸固定室又は前記ケーシング回転室のうちの一つ以上が、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備する、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項４７】
前記第１密閉室の下側入口と前記インペラ回転軸との間、前記回転軸固定室の下側入口と前記ケーシング回転軸との間、又は前記ケーシング回転室の下側入口と前記回転室支持軸との間のうちの一つ以上に凹部が形成され、前記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入される、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項４８】
前記第１密閉室の下に配置され、下側入口が底部分に形成された第２密閉室を更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項４９】
前記第１密閉室の上に配置され、下側入口が底部分に形成され上側入口が上面部分に形成された第２密閉室と、
下端が前記第１密閉室の上面部分に結合され、前記第２密閉室の下側入口と上側入口に挿通される第２密閉室支持軸とを更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５０】
前記インペラ垂直軸発電機は、前記インペラ式回転羽根の回転軸を垂直軸として使用する、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５１】
前記インペラ回転軸の下端部に結合された浮力室を更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５２】
前記誘導ケーシングにおいて流体が流出される方に出口の大きさが順に広くなる複数のベンチュリ管が結合される、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５３】
それぞれの誘導ケーシングの反作用の力の均衡をとるために左右幅を相異なるように調整できるＴ字形の尾羽根が付着される、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５４】
前記インペラ式回転羽根の凹面から突出して前記インペラ式回転羽根の回転軸から半径方向外側へ伸び出るインペラ補助羽根が結合される、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５５】
前記インペラ補助羽根は、前記インペラ式回転羽根を後方に押して回転させる流体の流れの方向が前記インペラ式回転羽根に垂直方向に対向するようにする、請求項５４に記載の潮流発電機。
【請求項５６】
下側入口が底部分に形成された第２密閉室、
外側円周が前記誘導ケーシングの上側付近に結合される上円板、及び、
前記第２密閉室の下側入口から入り、下端が前記上円板の内側円周上に結合される垂直円筒を更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【請求項５７】
前記垂直円筒は、スラストベアリングを介して回転力を維持しながら、前記第２密閉室の内部に連結される、請求項５６に記載の潮流発電機。
【請求項５８】
外側円周が前記誘導ケーシングの下側付近に結合される下円板と、
上端が前記下円板の内側円周上に連結され、下端が前記ケーシング回転室に結合される垂直円筒とを更に含む、請求項４１に記載の潮流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海流や河川の流水を利用して電気エネルギーを生産する潮流発電機に関する。より詳しくは、インペラ式回転羽根を備え、インペラ式回転羽根の回転軸を垂直軸として使用するインペラ垂直軸発電機を含む、潮流発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋エネルギーの利用のために、波力発電、潮力発電、潮流発電、海洋温度差発電などが開発されてきた。このうちの潮流発電とは、満ち潮と引き潮とによって生じる潮流を利用したり、水流の速い所に水車発電機を設けたりして電気を生産することをいう。自然な潮流の流れをそのまま利用するという点で、ダムに溜めた海水を流しながら落差を利用してタービンを回すことにより電気を生産する潮力発電とは異なる。
【０００３】
潮流発電は、貯水池の確保のためにダムを塞ぐ必要がなく、船舶の通行が自由で、魚類の移動を妨害しないことから、周辺の生態系に影響を与えない環境にやさしい代替エネルギーシステムである。
【０００４】
しかしながら、潮流のエネルギーは膨大であるものの、単位密度が低いうえに、潮流エネルギーを利用する発電装備の設置には大掛かりな土木工事が必要なため、実用化には技術的困難が大きい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、海水、特に塩類により潮流発電機の金属からなる装置が腐食することを軽減又は防止できる潮流発電機を提供することである。
【０００６】
本発明が解決しようとする他の課題は、潮流発電機に使われるベアリングに供給される潤滑油が海水により流出して海洋を汚染することを軽減又は防止できる潮流発電機を提供することである。
【０００７】
本発明が解決しようとするもう一つの課題は、潮流発電機の海水中に浸る装置を容易にメンテナンスできる潮流発電機を提供することである。
【０００８】
本発明が解決しようとするもう一つの課題は、網や綱などが多い不清潔な海の下、又は洪水時に多くのゴミや構造物が流入する河川や江でも潮流発電が可能な潮流発電機を提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとするもう一つの課題は、インペラ式回転羽根の回転効率を向上させることができる潮流発電機を提供することである。
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に限るものではなく、言及されていない他の課題は、当業者であれば下記から明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題のうちの一つ以上を解決するための本発明による潮流発電機の第１態様（aspect）は、発電機柱、発電機柱の上段部に備えられたインペラ式回転羽根、インペラ式回転羽根のインペラ回転軸が垂直に入る下側入口が底部分に形成され、インペラ回転軸の回転運動によって発電を行うインペラ垂直軸発電機と発電に必要な装置が位置する第１密閉室、及び、インペラ回転軸の下端部と発電機柱の上端部に各々結合された浮力室、を含むことができる。ここで、インペラ垂直軸発電機と発電に必要な装置が第１密閉室内に位置することによって、インペラ垂直軸発電機と発電に必要な装置を海水から隔離させることができ、その結果、海水による腐食作用を防げる。また、浮力室は、インペラ回転軸及び発電機柱に加えられる重さ荷重を軽減できる。
【００１２】
本発明による潮流発電機の第１態様において、インペラ式回転羽根の回転力を高めるための波形の誘導ケーシングがインペラ式回転羽根に設けられることができる。また、波形の誘導ケーシングの支持構造が発電機柱の上段部に結合されることができる。
【００１３】
本発明による潮流発電機の第１態様において、インペラ回転軸の腐食を軽減又は防止するインペラ回転軸外皮がインペラ回転軸に結合されることができる。ここで、インペラ回転軸外皮は、炭素繊維やプラスチックなど海水によって腐食し難い材料からなることができる。これにより、インペラ回転軸が海水と接触して腐食されるのを軽減又は防止できる。
【００１４】
本発明による潮流発電機の第１態様において、発電機柱の上段部に備えられ、潮流方向の変化に応じてインペラ式回転羽根とインペラ垂直軸発電機の位置を調整する方向舵を更に含むことができる。また、潮流発電機は、発電機柱の上段部の回転を助けるベアリングと付属装置が内部に位置する第２密閉室をなす上段部柱方向調整室を更に含むことができる。ここで、発電機柱の上段部の回転を助けるベアリングと付属装置が第２密閉室内に位置することにより、ベアリングと付属装置を海水から隔離させることができ、その結果、海水による腐食作用を防げる。また、ベアリングに使われる潤滑油の流出に因り海洋が汚染されるのを軽減又は防止できる。但し、潮流の流れ方向があまり変化しない河川や海流地域では、このような方向舵、上段部柱方向調整室、又は方向舵及び上段部柱方向調整室が使われないこともある。
【００１５】
本発明による潮流発電機の第１態様において、発電機柱は、複数の副柱からなり、副柱が凹凸構造で連結されて発電機柱が２段以上に分離可能である。このような構造は、潮流発電機の設置場所の水深が浅くない時に特に望ましくあり得る。
【００１６】
本発明による潮流発電機の第１態様において、１本の発電機柱に、インペラ垂直軸発電機とインペラ式回転羽根とが２個以上連結及び設置されることができる。
【００１７】
本発明による潮流発電機の第１態様において、いくつかの発電機柱に、インペラ垂直軸発電機とインペラ式回転羽根とが１個以上連結及び設置されることができる。
【００１８】
本発明による潮流発電機の第１態様において、潮流発電機は、海流や河川の流水又は風力によって駆動されることができる。
【００１９】
本発明による潮流発電機の第１態様において、第１密閉室、第２密閉室、及び浮力室は流線形であり得る。もちろん、これとは異なり、第１密閉室、第２密閉室、及び浮力室が流線形ではない他の形態を有することもできる。
【００２０】
上記課題のうちの一つ以上を解決するための本発明による潮流発電機の第２態様は、下側入口が底部分に形成された密閉室、密閉室の下側入口から密閉室の内部へ垂直に入るインペラ回転軸を備えるインペラ式回転羽根、インペラ回転軸の周りに配置されたインペラ垂直軸発電機、インペラ回転軸に連結されて、インペラ回転軸の回転力を維持しながらインペラ回転軸の揺れや歪みを防ぐ、下側入口が底部分に形成された回転軸固定室、及び、回転軸固定室の下側入口から回転軸固定室の内部へ垂直に入る固定室支持軸、を含むことができる。
【００２１】
ここで、密閉室又は回転軸固定室のうちの一つ以上が、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。密閉室又は回転軸固定室は圧縮空気で満たされることができるが、これだけでは海水の塩分が混ざった湿気が密閉室又は回転軸固定室に流入するのを完全に防げない可能性がある。ところが、このように密閉室又は回転軸固定室が下部に腐食防止剤保存室を備えることによって、このような流入を軽減又は防止できる。
【００２２】
本発明による潮流発電機の第２態様において、密閉室の下側入口と、インペラ回転軸の、密閉室の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、凹部に凹んだ形状の円輪が挿入されることができる。
【００２３】
本発明による潮流発電機の第２態様において、回転軸固定室の下側入口と、固定室支持軸の、回転軸固定室の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、凹部に凹んだ形状の円輪が挿入されることができる。
【００２４】
密閉室又は回転軸固定室は圧縮空気で満たされることができるが、圧縮空気を密閉室又は回転軸固定室内に投入する過程で密閉室又は回転軸固定室から腐食防止剤が流出する可能性がある。しかし、本発明によって密閉室又は回転軸固定室が凹部及び円輪を備えることにより、このような流出を軽減又は防止できる。
【００２５】
本発明による潮流発電機の第２態様において、インペラ回転軸と密閉室との回転関係を維持しながら、インペラ回転軸と密閉室とを垂直に連結するために、インペラ回転軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含むことができる。ここで、スラストベアリングは、発電機のサイズに応じて、インペラ回転軸の上側だけでなく、インペラ回転軸の下側を含む他の部位にも更に設けられることができる。また、インペラ回転軸と密閉室との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、インペラ回転軸と密閉室との間の空間に配置される回転軸用ベアリングを更に含むことができる。ここで、回転軸用ベアリングは、例えばボールベアリングであり得る。
【００２６】
本発明による潮流発電機の第２態様において、回転軸固定室と固定室支持軸との回転関係を維持しながら、回転軸固定室と固定室支持軸とを垂直に連結するために、固定室支持軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含むことができる。ここで、スラストベアリングは、発電機のサイズに応じて、固定室支持軸の上側だけでなく、固定室支持軸の下側を含む他の部位にも更に設けられることができる。また、回転軸固定室と固定室支持軸との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、回転軸固定室と固定室支持軸との間に配置される回転軸用ベアリングを更に含むことができる。ここで、回転軸用ベアリングは、例えばボールベアリングであり得る。
【００２７】
本発明による潮流発電機の第２態様において、回転軸固定室の下に配置され、上部が固定室支持軸の下端に連結され、下側入口が底部分に形成された方向調整室、及び、方向調整室の下側入口から方向調整室の内部へ垂直に入る方向調整室支持軸、を更に含むことができる。
【００２８】
潮流発電機が方向調整室及び方向調整室支持軸を更に含む場合、方向調整室は、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。従って、密閉室又は回転軸固定室が下部に腐食防止剤保存室を備える場合と同様に、海水の塩分が混ざった湿気が方向調整室に流入するのを軽減又は防止できる。また、方向調整室の下側入口と、方向調整室支持軸の、方向調整室の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、凹部に凹んだ形状の円輪が挿入されることができる。従って、密閉室又は回転軸固定室が凹部及び円輪を備える場合と同様に、方向調整室から腐食防止剤が流出するのを軽減又は防止できる。
【００２９】
潮流発電機が方向調整室及び方向調整室支持軸を更に含む場合、方向調整室と方向調整室支持軸との回転関係を維持しながら、方向調整室と方向調整室支持軸とを垂直に連結するために、方向調整室支持軸の上側付近に配置されたスラストベアリングを更に含むことができる。ここで、スラストベアリングは、発電機のサイズに応じて、方向調整室支持軸の上側だけでなく、方向調整室支持軸の下側を含む他の部位にも更に設けられることができる。また、方向調整室と方向調整室支持軸との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐために、方向調整室と方向調整室支持軸との間に配置される回転軸用ベアリングを更に含むことができる。ここで、回転軸用ベアリングは、例えばボールベアリングであり得る。
【００３０】
潮流発電機が方向調整室及び方向調整室支持軸を更に含む場合、インペラ式回転羽根の上側に配置された上円板と、インペラ式回転羽根の下側に配置され方向調整室の側面と結合される下円板とである、インペラ回転軸の回転中心に合せて回転可能な円板、これら円板の一側に結合された三角形の誘導ケーシング、及び、これら円板の他側に結合された方向調整羽根、を更に含むことができる。ここで、誘導ケーシングは、流体の流れを誘導してインペラ式回転羽根の回転力を増加させるためのもので、一側が曲面形態であり得る。
【００３１】
潮流発電機が方向調整室及び方向調整室支持軸を更に含む場合、上円板の外周面上に設けられ、誘導ケーシングの位置調整を補助する方向調整補助羽根を更に含むことができる。そして、インペラ式回転羽根と円板との隙間に異物が入り込めないように、円板の周りに設置された異物防止段を更に含むことができる。また、誘導ケーシングを支持し、方向調整羽根に連結される誘導ケーシング支持構造を更に含むことができる。この場合、誘導ケーシング支持構造を周辺に位置する柱に固定しないことから、潮流の方向変化に応じて誘導ケーシングが適切な位置に容易に移動できるようにすることができる。
【００３２】
但し、潮流の流れ方向があまり変化しない河川や海流地域では、前述した誘導ケーシング、方向調整室、方向調整室支持軸、上円板、下円板、方向調整羽根、及び方向調整補助羽根のうち一つ以上が使われないこともある。
【００３３】
本発明による潮流発電機の第２態様において、方向調整室支持軸は、１本の発電機柱に設けられ、方向調整室支持軸の下端が発電機柱の上端と凹凸構造で結合されることができる。ここで、発電機柱の上端の周りには、上方へ折られた“Ｌ”字形の枠が設けられ得る。また、上記凹凸構造の凹凸形状を有し、海水よりも重い腐食防止剤を含ませた腐食防止袋が方向調整室支持軸の下端と発電機柱の上端との間に挿入されることができる。言い換えれば、方向調整室支持軸と発電機柱とを結合する時、発電機柱の上端にまず腐食防止袋を嵌め方向調整室支持軸をその上に結合することによって、結合部位の腐食を軽減又は防止できる。この場合、腐食防止剤は海水よりも重いため、海水中へ流出し得ない。
【００３４】
本発明による潮流発電機の第２態様において、回転軸固定室は、インペラ回転軸の下部に結合され、インペラ回転軸の下部の回転力を維持しながらインペラ回転軸の揺れや歪みを防ぐことができ、インペラ垂直軸発電機は、インペラ回転軸の上部に設けられることができる。ここで、インペラ垂直軸発電機は回転界磁形発電機であり得る。
【００３５】
本発明による潮流発電機の第２態様において、回転軸固定室は、インペラ回転軸の上部に連結され、インペラ回転軸の上部の回転力を維持しながらインペラ回転軸の揺れや歪みを防ぐことができ、インペラ垂直軸発電機は、インペラ回転軸の下部に設けられることができる。ここで、インペラ垂直軸発電機は回転電機子形発電機であり得る。
【００３６】
本発明による潮流発電機の第２態様において、インペラ垂直軸発電機は、１本の柱に、又は、１本の柱と上記１本の柱の隣に立てられた一つ以上の他の柱との間に設けられることができる。
【００３７】
本発明による潮流発電機の第２態様において、インペラ垂直軸発電機は、縦横に配置された多数の柱の間に複数個設けられることができる。
【００３８】
上記課題のうちの一つ以上を解決するための本発明による潮流発電機の第３態様は、下側入口が底部分に形成され、内部にインペラ垂直軸発電機がある第１密閉室、上記第１密閉室の下側入口から上記第１密閉室の内部へ垂直に入るインペラ回転軸を備えるインペラ式回転羽根、上記インペラ回転軸と共に回転し、下側入口が底部分に形成された回転軸固定室、上記回転軸固定室の下側入口から上記回転軸固定室の内部へ垂直に入るケーシング回転軸、上記ケーシング回転軸と共に回転し、下側入口が底部分に形成されたケーシング回転室、上記ケーシング回転室の下側入口から上記ケーシング回転室の内部へ垂直に入る固定室支持軸、及び、上記インペラ式回転羽根の回転効率を上げるためのものであり、上記ケーシング回転室と共に回転する誘導ケーシング、を含むことができる。
【００３９】
本発明による潮流発電機の第３態様において、下側入口が底部分に形成された第２密閉室を更に含むことができる。上記誘導ケーシングの上部は上記第２密閉室と連結され、上記誘導ケーシングの下部は上記ケーシング回転室と連結されることができる。ここで、上記誘導ケーシングの上部と上記第２密閉室との間、又は上記誘導ケーシングの下部と上記ケーシング回転室との間のうちの一つ以上が垂直円筒を介して連結されることができる。また、上記誘導ケーシングの回転力を維持しながら、上記第２密閉室の内部と上記誘導ケーシングの上部とを連結するスラストベアリングを更に含むことができる。
【００４０】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記ケーシング回転室の回転力を維持しながら、上記ケーシング回転室と上記回転室支持軸とを連結するスラストベアリングを更に含むことができる。
【００４１】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記第１密閉室、上記回転軸固定室又は上記ケーシング回転室のうちの一つ以上が、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。
【００４２】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記第１密閉室の下側入口と上記インペラ回転軸との間、上記回転軸固定室の下側入口と上記ケーシング回転軸との間、又は上記ケーシング回転室の下側入口と上記回転室支持軸との間のうちの一つ以上に凹部が形成されることができる。上記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入されることができる。
【００４３】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記第１密閉室の下に配置され、下側入口が底部分に形成された第２密閉室を更に含むことができる。
【００４４】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記第１密閉室の上に配置され、下側入口が底部分に形成され上側入口が上面部分（top portion）に形成された第２密閉室を更に含むことができる。また、上記第１密閉室の上面部分（top portion）に結合され、上記第２密閉室の下側入口と上側入口に挿通される第２密閉室支持軸を更に含むことができる。
【００４５】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記インペラ垂直軸発電機は、上記インペラ式回転羽根の回転軸を垂直軸として使用することができる。
【００４６】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記インペラ回転軸の下端部に結合された浮力室を更に含むことができる。
【００４７】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記誘導ケーシングにおいて流体が流出される方に出口の大きさが順に広くなる複数のベンチュリ管が結合されることができる。
【００４８】
本発明による潮流発電機の第３態様において、それぞれの誘導ケーシングの反作用の力の均衡をとるために左右幅を相異なるように調整できるＴ字形の尾羽根が付着されることができる。
【００４９】
本発明による潮流発電機の第３態様において、上記インペラ式回転羽根の凹面から突出して上記インペラ式回転羽根の回転軸から半径方向外側へ伸び出るインペラ補助羽根が結合されることができる。ここで、上記インペラ補助羽根は、上記インペラ式回転羽根を後方に押して回転させる流体の流れの方向が上記インペラ式回転羽根に垂直方向に対向するようにすることができる。
【００５０】
その他実施例の具体的事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
【００５１】
本発明による潮流発電機によれば、次のうちの一つ以上の効果が得られる。
第一に、海水によって、特に塩類によって潮流発電機の金属からなる装置が腐食するのを軽減又は防止できる。
第二に、潮流発電機に使われるベアリングに供給される潤滑油が海水により流出して海洋を汚染するのを軽減又は防止できる。
第三に、潮流発電機の海水中に浸かる装置を容易にメンテナンスできる。
第四に、網や綱などの多い不清潔な海の下、又は洪水時に多くのゴミや構造物が流入する河川や江でも潮流発電が可能である。
第五に、インペラ式回転羽根の回転効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。
【図２】図１におけるインペラ式回転羽根と第１密閉室の内部構造を示した図である。
【図３】図１における発電機上段部柱方向調整室の内部構造を示した図である。
【図４】図１におけるインペラ回転軸を示した断面図である。
【図５】図１における発電機柱が凹凸構造からなることを説明するための斜視図である。
【図６】誘導ケーシングを示した断面図である。
【図７】図６の誘導ケーシングを設けた図１の潮流発電機を示した斜視図である。
【図８】本発明の第２態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。
【図９】図８の内部構造を示した断面図である。
【図１０】発電機上段部柱と発電機下段部柱との連結部位の詳細図である。
【図１１】図８及び図９を参照しながら説明したインペラ垂直軸発電機一つを、２本の発電機柱に対して設けたことを示した図である。
【図１２】縦横に配置した多数の柱の間に複数のインペラ垂直軸発電機を設けたことを示した図である。
【図１３】本発明の第３態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第３態様による潮流発電機の第１実施例による潮流発電機の断面図である。
【図１５】本発明の第３態様による潮流発電機の第２実施例による潮流発電機の断面図である。
【図１６】本発明の第３態様による潮流発電機の第３実施例による潮流発電機の断面図である。
【図１７】本発明の第３態様による潮流発電機で用いられ得る誘導ケーシング、複数のベンチュリ管 、尾羽根及びインペラ補助羽根を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述される実施例を参照することで明確となるであろう。しかし、本発明は、後述される実施例に限られるものではなく、本実施例は単に、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らしめるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を指し示す。また、“及び／又は”は、言及されたアイテムの各々及び一つ以上の全ての組み合わせを含む。
【００５４】
“第１”、“第２”などの用語が、多様な素子、構成要素及び／又はセクションを叙述するために使われるが、これら素子、構成要素及び／又はセクションは、これら用語により制限されないことは勿論である。これら用語は単に、ある一つの素子、構成要素又はセクションを他の素子、構成要素又はセクションと区別するために使用されるものである。従って、以下で言及される第１素子、第１構成要素又は第１セクションは、本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素又は第２セクションであり得ることは勿論である。
【００５５】
本明細書で使われた用語は、実施例を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる“含む（comprises）”及び／又は“含む（comprising）”は、言及された構成要素、段階、動作及び／又は素子の外に一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／又は素子の存在又は追加を排除しないものである。
【００５６】
他の定義がない限り、本明細書で使われる全ての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が共通して理解できる意味で使われ得る。また、一般に使用される辞書に定義されている用語は、明白かつ特別な定義がない限り、理想的に又は過度に解釈されない。
【００５７】
本明細書で使われる“密閉室”という用語は、底部分に形成された下側入口を含んでいるが、海水中へ垂直に押し入れたとき、内部に海水が入って来ないように気体又は液体などで満たされた空間を意味する。従って、潮流発電機の発電効率を過度に阻害しない限り、密閉室は、圧縮空気はもちろん、必要に応じて不活性ガスや油などで満たされることもでき、これもまた、本願発明の権利範囲内に属することと理解できるであろう。
【００５８】
本明細書で特に違うと指摘しない限り、風力発電機で使われる技術的特徴が、本明細書で説明されていない潮流発電機の技術的特徴として使用され得る。特に本明細書で請求している潮流発電機は、海流、河川の流水はもちろん、風力によっても電気を生産でき、これもまた、本願発明の権利範囲に属することと留意するべきである。
【００５９】
以下、図１乃至図７を参照しながら、本発明の第１態様による潮流発電機を説明する。
【００６０】
図１は、本発明の第１態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。
【００６１】
図１を参照すれば、潮流発電機は、発電機柱と、インペラ式回転羽根９と、第１密閉室７と、浮力室１１（図２の符号１６参照）とを含むことができる。図１には、例えば２個の第１密閉室７が示されている。
【００６２】
発電機柱は、複数の副柱１，２，３からなり、上記副柱が凹凸構造（図５を参照しながら後述する）で連結され、上記発電機柱が２段以上に分離可能でありえる。例えば、発電機柱は、図１に示した通り、３本の副柱、つまり、発電機上段部柱１と発電機中段部柱２と発電機下段部柱３とからなり得、各副柱の間はジョイント４−１，４−２によって連結されることができる。ここで、ジョイント４−１，４−２は、図５に示した通り、凹凸構造であるため組立が簡便である。ジョイント４−１，４−２については、図５を参照しながら詳しく後述する。
【００６３】
インペラ式回転羽根９は、上記発電機柱の上段部に備えられ、上記インペラ式回転羽根９には波形の誘導ケーシング（図６及び図７の符号５４参照）が設けられ得る。
【００６４】
それぞれの第１密閉室７にはインペラ回転軸８が連結されることができる。このために、それぞれの第１密閉室７には、インペラ式回転羽根９のインペラ回転軸８が垂直に入る下側入口が、底部分（bottom portion）に形成されることができる。そして、密閉室７内には、上記インペラ回転軸の回転運動から電気エネルギーを生成するインペラ垂直軸発電機（図２の１９参照）と、その他発電に必要な装置が位置し得る。第１圧縮空気密閉室７については、図２を参照しながら詳しく後述する。
【００６５】
浮力室は、上記発電機柱の上端部に結合された浮力室１１（図１参照）と、上記インペラ回転軸８の下端部に結合された浮力室１６（図２参照）とであり得る。浮力室１１，１６は、例えば、真空タンク、又は軽いガスで満たされたタンクであり得る。浮力室１１は、発電機上段部柱１に加えられる重さ荷重を軽減させることができ、浮力室１６は、インペラ回転軸８に加えられる重さ荷重を軽減させることができる。これにより、潮流発電機内に備えられ回転する構成要素に使われるベアリングなどに加えられる荷重摩擦力を減らせることから、耐久性が向上し、作動効率も高まる。また、潮流発電機が浮力室１１，１６を備えることにより、メンテナンスが要求されるとき、メンテナンスが必要な部分を水面上に一層容易に引上げることができる。
【００６６】
潮流発電機は、方向舵１０及び上段部柱方向調整室５を更に含むことができる。
【００６７】
方向舵１０は、発電機柱の上段部に備えられ、潮流方向の変化に応じてインペラ式回転羽根９とインペラ垂直軸発電機の位置を調整することができる。例えば、方向舵１０は、上段部柱方向調整室５の方向を決定して、上段部柱方向調整室５に連結されたインペラ式回転羽根９の位置と、上段部柱方向調整室５内部に備えられたインペラ垂直軸発電機の位置とを調整することができる。
【００６８】
上段部柱方向調整室５は、発電機上段部柱１に備えられ、潮流方向の変化に応じて発電機上段部柱１の方向を調整することができる。また、上段部柱方向調整室５は、発電機柱の上段部の回転を助けるベアリングやその他付属装置が内部に位置する第２密閉室をなすことができる。これについては、図３を参照しながら詳しく後述する。
【００６９】
但し、潮流の流れ方向があまり変化しない河川や海流地域では、このような上段部柱方向調整室が使われないこともある。
【００７０】
十字形柱６は、上段部柱方向調整室５から４本の柱が十字形に延びた形態であり得る。十字形柱６は、上段部柱方向調整室５と第１密閉室７のような構成要素とを連結する。例えば、図１には、十字形柱６の左側柱と右側柱に、内部にインペラ垂直軸発電機が入っている密閉室７が一つずつ連結されている。また、十字形柱６は、十字形柱６に連結された構造物の支持力を補強する役割をすることができる。このような十字形柱６は、中が空いた空間で構成され得ることから、構造的な強度を高め、浮力室としての役割を果たして十字形柱６に加えられる重さ荷重を軽減させることができる。
【００７１】
図２は、図１のインペラ式回転羽根と第１密閉室の内部構造を示した図である。
【００７２】
図２を参照すると、インペラ回転軸８が第１密閉室７の下側入口１４から垂直に入ってきて、スラストベアリング１５により第１密閉室７に連結されることができる。インペラ回転軸８の下端部には浮力室１６が結合できることから、スラストベアリング１５に加えられる荷重摩擦力を軽減させることができる。インペラ回転軸８の回転力を維持するために回転軸用ベアリング１７，１８が備えられることができる。インペラ回転軸８に連結されたインペラ垂直軸発電機１９は、インペラ回転軸８の回転運動を利用して電気エネルギーを生成できる。インペラ回転軸８の下端部に結合された浮力室１６には、インペラ式回転羽根９が結合されることができる。
【００７３】
圧縮空気投入孔２０を通して圧縮空気が第１密閉室７内に投入され、このように投入された空気は、空気流孔２１，２２，２３を通って第１密閉室７の下側入口１４に到達できる。これにより、圧縮空気は海水の第１密閉室７内への流入を軽減又は防止できる。
【００７４】
また、第１密閉室７の下側入口１４にはゴム板弁２７が備わっていて、海水の湿気や海洋生物が第１密閉室７内に侵入するのを軽減又は防止できる。
【００７５】
このようにインペラ垂直軸発電機１９とその他発電に必要な装置が第１密閉室７内に位置することによって、インペラ垂直軸発電機と発電に必要な装置を海水から隔離させることができ、その結果、海水による腐食作用を防げる。
【００７６】
また、発電機柱の上段部の回転を助けるベアリングとその他付属装置が第１密閉室７内に位置することによって、ベアリングと付属装置を海水から隔離させることができ、その結果、海水による腐食作用を防げる。従って、ベアリングから潤滑油が流出せず、海水によりベアリングが腐食されないので、ベアリングの効率も高めることができる。また、ベアリングから潤滑油が流出するため潤滑油を供給し続けなければならないという必要がなくなり、ベアリングに使われる潤滑油が流出して海洋を汚染するのを軽減又は防止できる。
【００７７】
図３は、図１の発電機の上段部柱方向調整室の内部構造を示した図である。
【００７８】
図３を参照すると、発電機上段部柱１が上段部柱方向調整室５の下側入口３０から垂直に入ってきて、スラストベアリング３１によって上段部柱方向調整室５と連結されることができる。上段部柱方向調整室５の上側には浮力室１１が連結されることから、スラストベアリング３１に加えられる荷重摩擦力を軽減させることができる。スラストベアリング３１及び回転軸用ベアリング３３は、上段部柱方向調整室５の回転を助ける。
【００７９】
上段部柱方向調整室５の上側に備えられた圧縮空気投入孔３４を通して圧縮空気が上段部柱方向調整室５内に投入され、このように投入された空気は空気流孔３５を通って上段部柱方向調整室５の下側入口３０に到達できる。これにより、上段部柱方向調整室５は第２密閉室をなし、圧縮空気が海水の上段部柱方向調整室５内への流入を軽減又は防止できる。
【００８０】
上段部柱方向調整室５の下側入口３０にはゴム板弁３６が備わることから、海水の湿気や海洋生物が上段部柱方向調整室５内に侵入するのを軽減又は防止できる。
【００８１】
このように上段部柱方向調整室５の回転を助けるベアリングとその他付属装置が、第２密閉室をなす上段部柱方向調整室５内に位置することによって、ベアリングと付属装置を海水から隔離させることができ、その結果、海水による腐食作用を防げる。従って、ベアリングから潤滑油が流出せず、海水によりベアリングが腐食されないため、ベアリングの効率も高めることができる。また、ベアリングから潤滑油が流出するため潤滑油を供給し続けなければならないという必要がなくなり、ベアリングに使われる潤滑油が流出して海洋を汚染するのを軽減又は防止できる。
【００８２】
一方、発電機柱は、上述したように、例えば３本の副柱からなることができる。図示したように、発電機上段部柱１と発電機中段部柱２とはジョイント４−１によって連結されることができ、発電機中段部柱２と発電機下段部柱３とはジョイント４−２によって連結されることができる。ジョイント４−１及び／又は４−２は、容易なメンテナンスのために、例えば図示したような凹凸形式であり得る。
【００８３】
図４は、図１のインペラ回転軸を示した断面図である。
【００８４】
図４を参照すれば、インペラ回転軸８の腐食を軽減又は防止するインペラ回転軸外皮４３がインペラ回転軸８に結合されることができる。ここで、インペラ回転軸８は主に金属からなり得るが、インペラ回転軸外皮４３は炭素繊維やプラスチックなど海水による腐食が起こり難い材料からなり得る。これにより、金属からなり得るインペラ回転軸８が海水と接触して腐食されるのを軽減又は防止できる。
【００８５】
図５は、図１の発電機柱が凹凸構造からなることを説明するための斜視図である。
【００８６】
上述のように、発電機柱は、複数の副柱（図１の符号１、２、３参照）からなり、これら副柱が凹凸構造で連結されて２段以上に分離可能でありえる。このような構造は、潮流発電機の設置場所の水深が浅くない時に特に望ましくあり得る。
【００８７】
図５を参照すれば、副柱が凹凸構造で連結された例として、発電機中段部柱２と発電機下段部柱３とが凹凸構造で連結されている。
【００８８】
このような構造によれば、垂直方向に作用する力が副柱に作用しない以上、副柱が互いに傾いたり分離しない。ところで、海水中には、湧昇流の他には、発電機柱に垂直方向に作用する力が存在しない。
【００８９】
従って、発電機中段部柱２と発電機下段部柱３とにおける、凹凸構造で連結される部位の周りに形成された孔４９及び５０を通して、綱やプラスチックバンドなどで縛っておけば、メンテナンスが必要な時、このような綱やプラスチックバンドを解き副柱を垂直に抜いて、発電機柱を容易に二つ以上に分離できる。ここで、綱やプラスチックバンドは、海水による腐食が起き難く、解いたり切ったりするのが容易な材料からなり得る。これにより、海水による腐食が激しいボルト及びナットによって副柱を結合する場合に比べて、発電機柱を容易に二つ以上に分離できる。潮流は、主に発電機柱を曲げる方向に作用する力を持つだけであるため、このような潮流の自然力は綱やプラスチックバンドを切る力としては作用し得ないであろう。
【００９０】
このように発電機柱を二つ以上に容易に分離できるので、メンテナンスが必要な時、メンテナンスが必要な部分を水面上に容易に引上げることができる。
【００９１】
図６は、誘導ケーシングを示した断面図であり、図７は、図６の誘導ケーシングを設けた図１の潮流発電機を示した斜視図である。
【００９２】
図６及び図７を参照すれば、インペラ式回転羽根９には波形の誘導ケーシング５４が設けられ得る。このような誘導ケーシング５４は、インペラ式回転羽根９の回転力を高める役割をすることができる。
【００９３】
一般に、インペラ式回転羽根９において、インペラ式回転羽根９が回転する方向側に位置した回転羽根５２は、インペラ回転軸８の回転力を増加させ、インペラ式回転羽根９が回転する方向の反対側に位置した回転羽根５３は、インペラ回転軸８の回転力を減少させることができる。
【００９４】
従って、図６に示した通り、波形の誘導ケーシング５４が、インペラ式回転羽根９が回転する方向の反対側に位置した回転羽根５３側に設置されれば、より大量のインペラ回転軸８の回転力を得ることができる。
【００９５】
図７に示した通り、図６を参照して上述した誘導ケーシング５４は、例えば支持構造物５７によって上段部柱方向調整室５と連結されて潮流発電機に設けられることができる。
【００９６】
以下、図８乃至図１２を参照しながら、本発明の第２態様による潮流発電機を説明する。
【００９７】
図８は、本発明の第２態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。図９は、図８の内部構造を示した断面図である。
【００９８】
図８及び図９を参照すれば、潮流発電機は、密閉室１１１、インペラ式回転羽根１２７、インペラ垂直軸発電機１２２、回転軸固定室１２９、固定室支持軸１３０、方向調整室１０４、及び方向調整室支持軸１３６を含むことができる。
【００９９】
密閉室１１１には、下側入口がその底部分（bottom portion）に形成されることができる。圧縮空気投入孔１１２を通して圧縮空気が密閉室１１１内に投入され、このように投入された空気は空気流孔を通して密閉室１１１の下部に到達できる。
【０１００】
密閉室１１１は、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。腐食防止剤は、例えば海水よりも軽い油やグリースなどであり得る。このような腐食防止剤によれば、インペラ回転軸１１４の回転力を妨害しないのは勿論、海水の塩分が混ざった湿気が密閉室１１１内部へ入ってきて、長期使用時、これらが累積されて金属を腐食させるのを軽減又は防止できる。また、海洋生物の流入も軽減又は防止できる。
【０１０１】
インペラ式回転羽根１２７は、インペラ回転軸１１４を具備できる。インペラ回転軸１１４は、密閉室１１１の下側入口から上記密閉室１１１の内部へ垂直に入ることができる。
【０１０２】
インペラ回転軸１１４の上側付近にはスラストベアリング１１５，１１６が配置されることができる。スラストベアリング１１５，１１６は、インペラ回転軸１１４と密閉室１１１との回転関係を維持しながら、上記インペラ回転軸１１４と上記密閉室１１１とを垂直に連結できる。また、インペラ回転軸１１４と密閉室１１１との間の空間には回転軸用ベアリング１２３，１２４が配置されることができる。回転軸用ベアリング１２３，１２４は、インペラ回転軸１１４と密閉室１１１との回転関係を維持しながら、左右揺れを防ぐことができる。また、回転軸用ベアリング１２３，１２４は、密閉室１１１とインペラ回転軸１１４とを連結する構造としての役割も果たせる。
【０１０３】
密閉室１１１の下側入口と、上記インペラ回転軸１１４の、上記密閉室１１１の下側入口に隣接した部分との間に凹部１２６が形成され、上記凹部１２６に凹んだ形状の円輪１２５が挿入されることができる。円輪１２５は、弾性力のあるゴムやプラスチックなどの材料からなり得、圧縮空気を満たす時、海水よりも軽い腐食防止剤が抜け出るのを軽減又は防止でき、腐食防止剤と海水との接触を軽減又は防止できる。
【０１０４】
インペラ垂直軸発電機１２２は、インペラ回転軸１１４の周りに配置されることができる。
【０１０５】
回転軸固定室１２９は、インペラ回転軸１１４に結合され、インペラ回転軸１１４の回転力を維持しながらインペラ回転軸１１４の揺れや歪みを防ぐことができる。回転軸固定室１２９は、密閉室１１１と同様に密閉室であり得る。回転軸固定室１２９には、下側入口がその底部分に形成されることができる。回転軸固定室１２９は、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。腐食防止剤は、例えば海水よりも軽い油やグリースなどであり得る。このような腐食防止剤は、海水の塩分が混ざった湿気が回転軸固定室１２９内部へ入ってきて、長期使用時、これらが累積されて金属を腐食させるのを軽減又は防止できる。また、海洋生物の流入も軽減又は防止できる。
【０１０６】
本発明の実施例によって、回転軸固定室１２９とインペラ垂直軸発電機１２２との相対的な位置が変わり得る。具体的には、図８及び図９に示した通り、回転軸固定室１２９はインペラ回転軸１１４の下部に結合され、インペラ回転軸１１４の下部の回転力を維持しながらインペラ回転軸１１４の揺れや歪みを防ぎ、インペラ垂直軸発電機１２２はインペラ回転軸１１４の上部に設けられることができる。ここで、インペラ垂直軸発電機１２２は回転界磁形発電機であり得る。
【０１０７】
一方、図面に示したものとは異なり、回転軸固定室１２９はインペラ回転軸１１４の上部に結合され、インペラ回転軸１１４の上部の回転力を維持しながらインペラ回転軸１１４の揺れや歪みを防ぎ、インペラ垂直軸発電機１２２はインペラ回転軸１１４の下部に設けられることもできる。ここで、インペラ垂直軸発電機１２２は回転電機子形発電機であり得る。
【０１０８】
固定室支持軸１３０は、回転軸固定室１２９の下側入口から上記回転軸固定室１２９の内部へ垂直に入ることができる。
【０１０９】
固定室支持軸１３０の上側付近にはスラストベアリング１３１が配置されることができる。スラストベアリング１３１は、固定室支持軸１３０と回転軸固定室１２９との回転関係を維持しながら、固定室支持軸１３０と回転軸固定室１２９とを垂直に連結できる。また、固定室支持軸１３０と回転軸固定室１２９との間の空間には回転軸用ベアリング１３３，１３４が配置されることができる。回転軸用ベアリング１３３，１３４は、固定室支持軸１３０と回転軸固定室１２９との回転関係を維持しながら、左右揺れを防止できる。また、回転軸用ベアリング１３３，１３４は、回転軸固定室１２９と固定室支持軸１３０とを連結する構造としての役割も果たせる。
【０１１０】
回転軸固定室１２９の下側入口と、上記固定室支持軸１３０の、上記回転軸固定室１２９の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、上記凹部に凹んだ形状の円輪が挿入されることができる。円輪は、弾性力のあるゴムやプラスチックなどの材料からなり得、圧縮空気を満たす時、海水よりも軽い腐食防止剤が抜け出るのを軽減又は防止でき、腐食防止剤と海水との接触を軽減又は防止できる。
【０１１１】
このような回転軸固定室１２９と固定室支持軸１３０によれば、インペラ式回転羽根１２７のインペラ回転軸１１４の回転力を維持しながら、インペラ式回転羽根１２７のインペラ回転軸１１４の上端部はもちろん、インペラ回転軸１１４の下端部も固定できる。従って、インペラ式回転羽根１２７の幅を長くしても、インペラ回転軸１１４の下端部の揺れや歪みを軽減することができる。これにより、インペラ式回転羽根１２７の幅をより長くできることから、発電量を更に増やすことができる。
【０１１２】
また、このような回転軸固定室１２９と固定室支持軸１３０によれば、１本の発電機柱の上に、１個のインペラ回転軸の下端部を固定できることから、１本の発電機柱の上に１個のインペラ式回転羽根を配置した、全体的に単純な構造のインペラ垂直軸発電機を備える潮流発電機を作ることができる。このように全体的に構造が単純化されれば、網や綱が引っかかる可能性が減るため、不清潔な海の下、又は洪水時に多くのゴミや雑木が流入する河川でも使用できる可能性を高めることができる。
【０１１３】
方向調整室１０４は、発電機上段部柱１０２の上に位置し、潮流の方向変化に応じて誘導ケーシング１０６の位置を変換させることができる。方向調整室１０４は、回転軸固定室１２９の下に配置され、その上面が上記固定室支持軸１３０の下端と連結されることができる。方向調整室１０４は、密閉室１１１と同様に密閉室であり得る。方向調整室１０４には下側入口がその底部分に形成されることができる。方向調整室１０４は、海水よりも軽い腐食防止剤が保存される腐食防止剤保存室を下部に具備できる。腐食防止剤は、例えば海水よりも軽い油やグリースなどであり得る。このような腐食防止剤は、海水の塩分が混ざった湿気が方向調整室１０４内部へ入ってきて、長期使用時、これらが累積されて金属を腐食させるのを軽減又は防止できる。また、海洋生物の流入も軽減又は防止できる。
【０１１４】
方向調整室１０４の下端外側には防止段１４２が備えられることができる。防止段１４２は、方向調整室１０４と発電機上段部柱１０２の上端との隙間に、綱や網などが挟まるのを軽減又は防止できる。
【０１１５】
方向調整室支持軸１３６は、方向調整室１０４の下側入口から上記方向調整室１０４の内部へ垂直に入ることができる。方向調整室支持軸１３６は、１本の発電機柱に設けられることができる。方向調整室支持軸１３６は、発電機柱と凹凸構造で結合されることができる。例えば、図９に示した通り、方向調整室支持軸１３６の下端が発電機上段部柱１０２の上端と凹凸構造で結合され得ることから、これらの容易な分離及び結合が可能となる。
【０１１６】
ここで、発電機柱の上端の周りには上方に折れたＬ字形の枠１４４が設けられ得る。そして、上記凹凸構造の形態に応じて作られた腐食防止袋１４５が方向調整室支持軸１３６の下端と発電機上段部柱１０２の上端との間に挿入されることができる。腐食防止袋１４５は、海水よりも重い腐食防止剤を含ませた布や不織布、又は他の材料で作られることができる。方向調整室支持軸１３６と発電機上段部柱１０２とを結合させる時、腐食防止袋１４５を発電機上段部柱１０２にまず嵌めてから、方向調整室支持軸１３６を発電機上段部柱１０２に嵌める。すると、海水よりも重い腐食防止剤は、発電機上段部柱１０２と方向調整室支持軸１３６との間の連結部位の外に抜け出せないと共に、海水が上記連結部位の間に入り込めなくなる。言い換えれば、Ｌ字形の枠１４４が、外部流入物が発電機上段部柱１０２と方向調整室支持軸１３６との連結部位に流入するのを防ぎ、上記連結部位から外部へ油が排出されるのを防ぐ防止段として機能できる。その結果、上段部柱と支持軸との連結部位に海水が入ってきて起こる腐食現象により、長期使用後に上記凹凸構造の分離が困難になることを軽減又は防止できる。従って、メンテナンスが必要な時、発電機上段部柱１０２と方向調整室支持軸１３６とを容易に分離できる。
【０１１７】
方向調整室支持軸１３６の上側付近にはスラストベアリング１３７，１３８が配置されることができる。スラストベアリング１３７，１３８は、方向調整室支持軸１３６と方向調整室１０４との回転関係を維持しながら、方向調整室支持軸１３６と方向調整室１０４とを垂直に連結できる。また、方向調整室支持軸１３６と方向調整室１０４との間の空間には回転軸用ベアリング１３９，１４０が配置されることができる。回転軸用ベアリング１３９，１４０は、方向調整室支持軸１３６と方向調整室１０４との回転関係を維持しながら、左右揺れを防止できる。また、回転軸用ベアリング１３９，１４０は、方向調整室支持軸１３６と方向調整室１０４とを連結する構造としての役割も果たせる。
【０１１８】
方向調整室１０４の下側入口と、方向調整室支持軸１３６の、方向調整室１０４の下側入口に隣接した部分との間に凹部が形成され、上記凹部に凹んだ形状の円輪１４１が挿入されることができる。円輪１４１は、弾性力のあるゴムやプラスチックなどの材料からなり得、圧縮空気を満たす時、海水よりも軽い腐食防止剤が抜け出るのを軽減又は防止でき、腐食防止剤と海水との接触を軽減又は防止できる。
【０１１９】
一方、潮流発電機は、インペラ式回転羽根１２７とインペラ回転軸１１４との間に浮力室１２８を更に含むことができる。上述したように、１本の発電機柱の上に１個のインペラ垂直軸発電機１２２を配置する場合、スラストベアリング１１５，１１６，１３１，１３７に大きい荷重が加えられ得るが、浮力室１２８は、スラストベアリング１１５，１１６，１３１，１３７に加えられ得る荷重を軽減させることができる。
【０１２０】
潮流発電機は、円板１０５，１０７、誘導ケーシング１０６、方向調整羽根１０９、異物防止段１１８−１，１１９−１、誘導ケーシング支持構造、及び方向調整補助羽根１１０を更に含むことができる。
【０１２１】
円板１０５，１０７は、インペラ回転軸１１４の回転中心に合わせて回転できる。円板１０５，１０７は、発電室１０８の下側で、且つ、インペラ式回転羽根１２７の上側に配置された上円板１０７と、インペラ式回転羽根１２７の下側に配置され方向調整室１０４の側面に結合される下円板１０５とであり得る。上円板１０７と下円板１０５とは、誘導ケーシング１０６、インペラ回転軸１１４及び方向調整羽根１０９によって相互連結されて固定できる。
【０１２２】
誘導ケーシング１０６は、三角形であり得、上記円板１０５，１０７の一側に結合されることができる。
【０１２３】
方向調整羽根１０９は、上記円板１０５，１０７の他側に結合されることができる。
【０１２４】
異物防止段１１８−１，１１９−１は、円板１０５，１０７の周りに設けられることができる。異物防止段１１８−１，１１９−１は、インペラ式回転羽根１２７と円板１０５，１０７との隙間に綱などの異物が入り込まないようにすることができる。
【０１２５】
誘導ケーシング支持構造は、誘導ケーシング１０６を支持する構造であって、上記方向調整羽根１０９に連結されることができる。誘導ケーシング支持構造を周辺に位置する柱に固定しないことから、潮流の方向変化に応じて誘導ケーシング１０６が適切な位置に容易に移動できるようにすることができる。
【０１２６】
方向調整補助羽根１１０は、上円板１０７の外周面上に設けられ、誘導ケーシング１０６の位置調整を補助できる。
【０１２７】
このような構成によれば、１本の発電機柱１０１，１０２の上端にインペラ回転軸１１４の下端を固定させながらも、潮流の方向変化に応じて、インペラ式回転羽根１２７の速い回転とは独立して、誘導ケーシング１０６の位置を容易に調整することができる。即ち、誘導ケーシング１０６もまた、１本の発電機柱１０１，１０２の上に設置されながらも、方向調整羽根１０９と方向調整補助羽根１１０により、潮流の方向に応じて適切に回転できる。
【０１２８】
一方、潮流発電機は、上円板１０７と下円板１０５には浮力室１２０，１２１が設けられ得る。上述したように、１本の発電機柱の上に１個のインペラ垂直軸発電機１２２を配置する場合、特に、インペラ回転軸１１４を支えるために使われるスラストベアリング１１５，１１６に大きな荷重が加えられて、インペラ回転軸１１４の回転を妨害する可能性がある。浮力室１２０，１２１は、このようなインペラ回転軸１１４の回転に対する妨害を軽減又は防止できる。
【０１２９】
図１０は、発電機上段部柱と発電機下段部柱との連結部位の詳細図である。
【０１３０】
図８に示した通り、潮流発電機の発電機柱は、複数の副柱１０１，１０２からなり、これら副柱が凹凸構造で連結されて上記発電機柱が２段以上に分離可能でありえる。例えば、発電機柱は、２本の副柱、つまり発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１とからなり得、各副柱の間はジョイント１０３で連結されることができる。
【０１３１】
図１０を参照しながらその連結部位をより詳細に説明すれば、発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１とは凹凸構造で連結されるが、これは容易な分離及び結合を可能にするためである。
【０１３２】
ここで、発電機下段部柱１０１の上端の周りには上方に折れたＬ字形の枠１４４が設けられ得る。そして、上記凹凸構造の形態に応じて作られた腐食防止袋１４５が、発電機下段部柱１０１の上端と発電機上段部柱１０２の下端との間に挿入されることができる。腐食防止袋１４５は、海水よりも重い腐食防止剤を含ませた布や不織布、又は他の材料で作られることができる。発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１とを結合する時、腐食防止袋１４５を発電機下段部柱１０１にまず嵌めてから、発電機上段部柱１０２を発電機下段部柱１０１に嵌める。すると、海水よりも重い腐食防止剤は、発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１との間の連結部位の外に抜け出ないと共に、海水が上記連結部位間に入り込めなくなる。Ｌ字形の枠１４４は、外部流入物が発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１との連結部位に流入するのを防ぎ、上記連結部位から外部に油が排出されるのを防ぐ防止段として機能できる。その結果、上段部柱と支持軸との連結部位に海水が入ってきて発生する腐食現象により、長期使用後に上記凹凸構造の分離が困難となるのを軽減又は防止できる。従って、メンテナンスが必要な時、発電機上段部柱１０２と発電機下段部柱１０１とを容易に分離できる。
【０１３３】
図１１は、図８及び図９を参照しながら説明したインペラ垂直軸発電機一つを２本の発電機柱に設けたものを示した図である。
【０１３４】
インペラ垂直軸発電機１００は、１本の柱に設けられることができるが、図１１に示した通り、１本の柱１５０と、上記１本の柱１５０の横に立てられた１本以上の他の柱１５１との間に設けられることができる。図１１における符号１５２は、地面を表す。
【０１３５】
上述したように、本発明の第２態様による潮流発電機によれば、インペラ式回転羽根のインペラ回転軸の回転力を維持しながらも、インペラ式回転羽根のインペラ回転軸の上端部はもちろん、インペラ回転軸の下端部も固定できる。特に、図１１に示した通り、複数の柱１５０，１５１の間に一つのインペラ垂直軸発電機１００を設置することによって、インペラ式回転羽根のインペラ回転軸の上端部とインペラ回転軸の下端部とを一層かたく固定できる。従って、インペラ式回転羽根の幅をより長くしても、インペラ回転軸の下端部の揺れや歪みを軽減できる。これにより、インペラ式回転羽根の幅をより長くできることから、発電量を更に増やすことができる。
【０１３６】
図１２は、縦横に配置した多数の柱の間に複数のインペラ垂直軸発電機を設けたものを示した図である。
【０１３７】
図１２を参照すれば、複数のインペラ垂直軸発電機を、縦横に配置した多数の柱の間に設置することにより、更なる経済性を図ることができ、インペラ垂直軸発電機を支持する構造の支持強度を高められる。支持強度の増大によって、１本の発電機柱にインペラ垂直軸発電機を二つ以上設置することもできる。このような設置は例えば、網や綱、又はインペラ式回転羽根の回転を妨害するゴミなどのない清潔な海の下や河川で有用であり得る。
【０１３８】
このような設置構造において、図１２に示した通り、メンテナンスが必要な時、任意のインペラ垂直軸発電機を多数の柱から離脱させるための発電機着脱ジョイント１５３が設けられ得る。
【０１３９】
そして、任意のインペラ垂直軸発電機を多数の柱から離脱させた時、他のインペラ垂直軸発電機の支持を維持するための柱支持構造物１５４が設けられ得る。
【０１４０】
また、このような設置構造に綱や網などが流入するのを防止するための係止装置柱１５５が設けられ得、これは薄くて広い板で作られることができる。
【０１４１】
以下、図１３乃至図１７を参照しながら本発明の第３態様による潮流発電機を説明する。本発明の第３態様による潮流発電機を説明するにあたって、第１態様及び第２態様における構成要素と実質的に同一又は類似の構成要素に対しては同一類似の名称を使用し、便宜上これらに関する詳細な説明は省略する。
【０１４２】
図１３は、本発明の第３態様による潮流発電機の全体的な構造を示した斜視図である。
【０１４３】
図１３を参照すれば、潮流発電機は、インペラ式回転羽根３０１、インペラ回転軸３０２、密閉室３０４、誘導ケーシング３２３、尾羽根３０５、補助羽根３０６、及び発電機柱３０７を含むことができる。
【０１４４】
密閉室３０４にはインペラ垂直軸発電機（図１４の符号３１３参照）が入っており、底部分に下側入口が備わっていて、下側入口からインペラ回転軸３０２が垂直に入ることができる。尾羽根３０５は、潮流の流れの方向変化に応じて誘導ケーシング３２３の位置を変化させることが可能で、例えば断面がＴ字形であり得る。補助羽根３０６は、尾羽根３０５の誘導ケーシング３２３に対する位置調整機能を助けることができる。
【０１４５】
図１４は、本発明の第３態様による潮流発電機の第１実施例による潮流発電機の断面図である。
【０１４６】
図１４を参照すれば、潮流発電機は、下側入口が底部分に作られた密閉室３０４と、下側入口が底部分に作られた回転軸固定室３１７とを含むことができる。ここで、回転軸固定室３１７は、本発明の第２態様による潮流発電機での回転軸固定室と同様に密閉室であり得る。
【０１４７】
インペラ式回転羽根３０１のインペラ回転軸３０２は、密閉室３０４の下側入口から入ってきて、スラストベアリング３１１と回転軸用ベアリング３１２を介して密閉室３０４の内部に連結されることができる。ここで、スラストベアリング３１１は、インペラ回転軸３０２を支持しながらインペラ回転軸３０２を回転可能にする。そして、回転軸用ベアリング３１２は、インペラ回転軸３０２の回転を維持すると共に、左右揺れを防止するために補助的に使われることができる。回転軸用ベアリング３１２はボールベアリングであり得る。
【０１４８】
インペラ回転軸３０２の上部はスラストベアリング３１１を介して密閉室３０４の上部と連結されることができ、インペラ回転軸３０２の下端は回転軸固定室３１７の上端中央に固定されて、インペラ回転軸３０２の上部と下部両方を安定的に固定させながらインペラ回転軸３０２を回転させることができる。
【０１４９】
密閉室３０４の内部にはインペラ垂直軸発電機３１３が入っており、密閉室３０４の下部には腐食防止剤保存室３１４が備えられる。腐食防止剤保存室３１４には、例えば海水よりも軽い油が満たされることができる。このような腐食防止剤保存室は、本発明の第２態様による潮流発電機での腐食防止剤保存室と実質的に同一類似であり、実質的に同一類似の機能を果たすので、これに関する詳細な説明は便宜上省略する。
【０１５０】
本発明の第２態様による潮流発電機と同様に、密閉室３０４は圧縮空気投入孔３１５及び円輪３１６を含むことができる。これらもまた、第２態様による潮流発電機での圧縮空気投入孔及び円輪と実質的に同一類似であり、実質的に同一類似の機能を果たすので、詳細な説明は便宜上省略する。
【０１５１】
回転軸固定室３１７は、その上面部分がインペラ回転軸３０２の下端に結合されていることから、インペラ回転軸３０２の上部に位置する密閉室３０４とは異なり、インペラ回転軸３０２と共に回転できる。
【０１５２】
固定室支持軸３１８は、回転軸固定室３１７の下側入口から入ってきて、スラストベアリング３１９と回転軸用ベアリング３２０を介して回転軸固定室３１７の内部に連結されることができる。ここで、スラストベアリング３１９は、固定室支持軸３１８を支持しながら固定室支持軸３１８を回転可能にする。そして、回転軸用ベアリング３２０は、固定室支持軸３１８の回転を維持すると共に、左右揺れを防止するために補助的に使われることができる。回転軸用ベアリング３２０はボールベアリングであり得る。
【０１５３】
密閉室３０４と同様に、回転軸固定室３１７は、腐食防止剤保存室３２１及び円輪３２２を含むことができる。これらは、密閉室３０４に備えられた腐食防止剤保存室３１４及び円輪３１６と実質的に同一類似であり、実質的に同一類似の機能を果たすので、詳細な説明は便宜上省略する。
【０１５４】
図１５は、本発明の第３態様による潮流発電機の第２実施例による潮流発電機の断面図である。
【０１５５】
図１５を参照すれば、図１５に示された潮流発電機は、図１４の潮流発電機と比較して誘導ケーシング３２３を更に含んでいる。誘導ケーシング３２３は、インペラ式回転羽根３０１の流体に対する回転効率を上げることができる。
【０１５６】
図１５において、第１密閉室３２７は、図１４での密閉室３０４と実質的に同一の構造で同一類似の機能を発揮するので、これに関する詳細な説明は便宜上省略する。また、回転軸固定室３１７は、図１４での回転軸固定室３１７と実質的に同じ構造で同一類似の機能を発揮するので、これに関する詳細な説明は便宜上省略する。
【０１５７】
誘導ケーシング３２３の上には、誘導ケーシング３２３の回転力を維持しながら、誘導ケーシング３２３の上部と連結されて誘導ケーシング３２３を支持することができる第２密閉室３２６が備えられ得る。誘導ケーシング３２３の下には、誘導ケーシング３２３の回転力を維持しながら、誘導ケーシング３２３の下部と垂直円筒３３３を介して連結され、誘導ケーシング３２３を支持することができるケーシング回転室３３５が備えられ得る。ここで、第２密閉室３２６は、インペラ垂直軸発電機３１３が内部に入っている第１密閉室３２７の下面に取付可能な、他の密閉室である。例えば、図１５に示した通り、第１密閉室３２７が幅広の上部と幅狭の下部とに区分される形状をなし得、この時、第２密閉室３２６は上記第１密閉室３２７の幅狭の下部の周りに配置されることができる。
【０１５８】
第２密閉室３２６とケーシング回転室３３５は各々底部分に下側入口を備えることができる。第２密閉室３２６とケーシング回転室３３５は、第１密閉室３２７及び回転軸固定室３１７と同様に密閉室をなすことができるので、誘導ケーシング３２３の回転に必要なスラストベアリング３２８，３４１又は回転軸用ベアリング３２９，３４２に使われる潤滑油の流出を軽減又は防止できる。
【０１５９】
また、第２密閉室３２６とケーシング回転室３３５は各々下部に腐食防止剤保存室３３０,３４３及び円輪を備えることができる。これらは、密閉室３０４に備えられた腐食防止剤保存室３１４及び円輪３１６と実質的に同一類似であり、実質的に同一類似の機能を果たすので、詳細な説明は便宜上省略する。
【０１６０】
誘導ケーシング３２３の上側付近は、上円板３２４の外側円周に結合されることができ、誘導ケーシング３２３の下側付近は、下円板３３２の外側円周に結合されることができる。上円板３２４の内側円周上には垂直円筒３２５が結合されており、上記垂直円筒３２５は第２密閉室３２６の下側入口から入ることができる。また、垂直円筒３２５は、スラストベアリング３２８及び回転軸用ベアリング３２９によって、回転力を維持しながら第２密閉室３２６の内部に連結されることができる。下円板３３２の内側円周上には垂直円筒３３３が連結されており、上記垂直円筒３３３の下端はケーシング回転室３３５に結合されることができる。
【０１６１】
一方、図１５には示されていないが、本発明の第２態様による潮流発電機で説明した浮力室と同様に、上円板３２４の上方及び下円板３３２の下方には浮力室が設けられ得る。同様に、このような浮力室は、スラストベアリングに加えられる荷重負担を軽減させ、メンテナンスが必要な時、潮流発電機全体を浮力によって容易に水面の外に引き上げられるようにすることができる。
【０１６２】
ケーシング回転室３３５の上面部分はケーシング回転軸３３６に結合されることができる。ケーシング回転軸３３６は、回転軸固定室３１７の回転力を維持しながら回転軸固定室３１７を支持することができる。ケーシング回転軸３３６は、回転軸固定室３１７の下側入口から入っていき、スラストベアリング３１９と回転軸用ベアリング３２０を介して回転軸固定室３１７の内部に連結されることができる。
【０１６３】
ケーシング回転室３３５の下側入口からは回転室支持軸３４０が入ってきて、回転室支持軸３４０はスラストベアリング３４１と回転軸用ベアリング３４２を介してケーシング回転室３３５の内部に連結される。
【０１６４】
このような構成によって、回転軸固定室３１７がインペラ式回転羽根３０１と共に回転でき、これらの回転とは独立して、ケーシング回転室３３５が誘導ケーシング３２３と共に回転できる。従って、誘導ケーシング３２３の位置が流体の流れ方向の変化に応じて適切に調整されることができる。その結果、流体の流れ方向の変化によりインペラ式回転羽根３０１の流体利用効率が落ちるのを軽減又は防止できる。
【０１６５】
また、流体の流れ方向の変化に応じて回転するべき誘導ケーシング３２３の上部と下部を両方とも安定的に固定させながら誘導ケーシング３２３を回転させることができるため、大容量の潮流発電機の製作が可能となる。
【０１６６】
図１６は、本発明の第３態様による潮流発電機の第３実施例による潮流発電機の断面図である。図１６において、図１５と実質的に同一類似の構成要素に対しては同一の図面符号を使用し、これらに関する詳細な説明は便宜上省略する。
【０１６７】
図１６を参照すれば、誘導ケーシング３２３の回転力を維持しながら誘導ケーシング３２３の上部を支持するための第２密閉室３２６が、内部にインペラ垂直軸発電機３１３が位置する第１密閉室３２７の上方に位置している。第２密閉室３２６の下側入口から第２密閉室３２６の内部へ第２密閉室支持軸３４６が入ることができる。第２密閉室支持軸３４６の下端は第１密閉室３２７の上面部分（top portion）に結合されることができる。
【０１６８】
図１７は、本発明の第３態様による潮流発電機で使われ得る誘導ケーシング３２３，４４８、複数のベンチュリ管流体出口３４９，３５０，３５１、尾羽根３０５及びインペラ補助羽根３０６を示した断面図である。図１７を参照しながら行う説明において、前方は流体が流入される方向を意味し、後方は流体が流出される方向を意味する。
【０１６９】
図１７を参照すれば、インペラ式回転羽根３０１のインペラ回転軸の前方に誘導ケーシング３２３，４４８が位置されることができ、インペラ回転軸の後方には複数のベンチュリ管流体出口３４９，３５０，３５１が位置されることができる。複数のベンチュリ管流体出口３４９，３５０，３５１は、誘導ケーシング３２３，４４８の内部に入ってきた流体の流れをインペラ式回転羽根３０１の回転方向へ誘導しながら、流体を外部へ効果的に排出させることができる。具体的に、複数のベンチュリ管流体出口３４９，３５０，３５１の大きさが次第に大きくなるように順に配置されることにより、周辺との気圧差を利用してベンチュリ管の効果を極大化させることができる。
【０１７０】
尾羽根３０５は、流体の流れ方向の変化に応じるためのもので、断面がＴ字形の構造をもつことができる。これは、誘導ケーシング３２３，４４８が流体を誘導しながら発生する反作用の力が各々相違する場合、誘導ケーシング３２３，４４８を正しい位置に位置付けることができるようにＴ字形羽根の左右長さを相異ならせて、それぞれの誘導ケーシング３２３，４４８に発生する反作用の力が全体的に同じになるように作ることができる。
【０１７１】
インペラ補助羽根３０６は、インペラ式回転羽根３０１の凹面から突出してインペラ式回転羽根３０１の回転軸から半径方向外方に向かって延び出る形状をなし得る。インペラ式回転羽根３０１の回転効率を高めるために誘導ケーシング３２３，４４８を設置する場合、インペラ式回転羽根３０１に接触する流体の流れはその一部が傾斜した流れに変わる。具体的には、インペラ式回転羽根３０１を後方に押して回転させる流体の流れ方向がインペラ式回転羽根３０１に対して傾斜方向に変わる。即ち、流体の流れのうちの一部が上から下へ、又は下から上へ傾斜して移動する流体の流れに変わる。ところが、インペラ式回転羽根３０１に、インペラ式回転羽根３０１から突出する形状であり、傾斜した流体と直角に対向するインペラ補助羽根３０６を作っておくことによって、インペラ式回転羽根３０１の回転効率を極大化させることができる。
【０１７２】
図１７に示した通り、インペラ式回転羽根３０１の構造を変形し、誘導ケーシング３２３，４４８と複数のベンチュリ管流体出口３４９，３５０，３５１を適切に使用することによって、インペラ式回転羽根３０１の単位面積当たりの流体利用効率をプロペラ式回転羽根の単位面積当たりの流体利用効率よりも一層優秀にすることができる。
【０１７３】
具体的に、プロペラ式羽根は、１個の回転軸に数個の長い羽根の片方だけを固定させる構造であるため、強い潮流や台風などによる後方への押圧力により羽根が折れ易い。従って、羽根の幅も制限され、羽根の数も３〜４個以上は使用し難い。これとは異なり、インペラ式回転羽根３０１は、構造的にインペラ式回転羽根３０１に加えられる後方への押圧力に強いため、羽根の幅を広げることができる。従って、同じ面積に設置可能なプロペラ式回転羽根に比べて、インペラ式回転羽根３０１が設置される地面の単位面積当たりの電力生産量がより大きいことから更に経済的であり得る。
【０１７４】
一方、図示されてはいないが、図１７において、誘導ケーシングのうちの一つ４４８及び複数のベンチュリ管流体出口のうちの一つ３５１を具備せずに、図１７に示された構造が本発明の第３態様による潮流発電機に利用されることができる。この場合、一つの誘導ケーシング３２３だけを備えるため、尾羽根３０５も不要であり得る。図１３乃至図１６は、このように一つの誘導ケーシング３２３だけを備える場合を示している。このような構造を利用すれば、二つの誘導ケーシングを具備している場合に比べ、二つの誘導ケーシングの間に綱や網又はゴミなどが流入して、インペラ式回転羽根３０１の回転を妨害したりインペラ式回転羽根３０１を壊したりするのを軽減又は防止できる。
【０１７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の実施例を説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明が、その技術的思想や必須的特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるであろう。従って、以上で示した実施例は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的でないものとして理解しなければならない。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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