JP2012017683A - Tidal power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は潮の流れを取り込み其の力により発電する潮流発電装置に関するものである。 The present invention relates to a tidal current power generation apparatus that takes in a tidal flow and generates power by using the force.
潮流発電装置は安価な自然の力を求めて色々な開発が行われているが其の何れも自然の潮流そのまま利用する物で発電機の発電の行える同期回転と自然の潮の流れから引き出せる力との間に乖離が有り本格的な普及に至っていない。 Various developments have been made for tidal power generators in search of inexpensive natural forces, all of which are natural tidal currents that can be used as they are. There is a divergence between and has not reached full-scale spread.
本発明はこの様な課題を解決し、発電機を動作させえない流速が速くない潮流を用いて発電を可能にし、又潮流の方向が逆転しても発電が出来る潮流発電装置を提供しようとするものである。 The present invention solves such problems, and aims to provide a tidal current power generation device that enables power generation using a tidal current that does not allow the generator to operate and that does not have a high flow velocity, and that can generate power even if the direction of the tidal current is reversed. To do.
本発明は発電機を動作させる為の潮流に流路の両端に、前記流路側の開口面積に比べ潮流導入側の開口面積を大きくしたホーン状の筒で構成された流速増幅装置を接続したものである。 In the present invention, a flow velocity amplifying device composed of a horn-shaped cylinder having a larger opening area on the tidal current introduction side than the opening area on the flow path side is connected to both ends of the flow path to the tidal current for operating the generator. It is.
潮流の流速を装置内でアップさせる事により、潮流の流速が速い地点でなくても、潮流による発電が可能になり、潮流発電の実用化が飛躍的に進展することが期待できる。 By increasing the tidal current flow velocity in the device, it is possible to generate power by tidal current even at a point where the tidal current flow velocity is not fast, and it can be expected that the tidal power generation will be put to practical use.
以下本発明の実施の形態を説明する。
図1は全体の構成を示すもので1−A,1−B,1−C は発電機などを搭載した浮体で、浮体1−Aと1−Bの間に潮流の力を回転力として取り入れる回転体(後述)を備えた発電の為の潮流の流路となる筒体6-Aが固定され、同じく浮体1-Bと浮体1-Cの間に同様の筒体6−Bが固定されている。2、および3は自動流速増幅装置で、ホーン状の筒体で構成され、開口面積の大きい方で潮流を取り込み、装置内で絞る事により流速を上げ開口面積の小さい方から次の流路に潮流を導入する。開口面積の小さい側がそれぞれ筒体6-A、6-Bの一方の開口部に連結され筒体6-A、6-B其々から排出機能の自動流速増幅装置4,5 に潮流が排出され連続した流路を構成する様に為っている。この様に構成された構造体は潮流の方向と平行に為る様に海上に浮かべ、全体を海底に固定されたシーアンカー15で係留する。装置全体を浮かべる為全体重量に見合う浮力を持つ様に浮体1-A、1-B,1-C は構成されている。潮流を取り入れ排出する装置が自動流速増幅装置2,3 と自動流速増幅装置4,5 であり、この装置で取り入れた潮流を次の筒体6-A、6-B に導入し回転力として取り入れ発電を行う。浮体の接続補強と管理作業の為上部甲板7 を支柱10 で取り付け、波よけの為海上からの距離を取る。21は浮体1-A、1-B,1-C 三艘の浮体の連結部である。自動流速増幅装置2,3,4,5 の入り口に浮遊物除去の為ゴミ流入防止用ネット13 を取り付け海上の浮遊物の装置内への流入を防ぐ。シーアンカー15と浮体1-A、1-B、1-C を係留チェーン16で繋ぎとめる。係留チェーン16は浮体1-A、1-B、1-C の一定角度維持の為必ず二本設けられ、浮体1-A、1-B、1-C は潮流に平行に為る様設置する。シーアンカー15 は潮流の方向を矢印11 の方向とすると、流れの前後に二個設置しシーアンカー15 の安定と設置費用の安易安価の為陸地部係留チェーン17 で陸地に係留する。喫水線14 から上が海上で下が海中、海底となる。8 は自動流速増幅装置2,3,4,5 に備えられる開口部で有り詳しい説明は後述する。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows the overall configuration. 1-A, 1-B, and 1-C are floating bodies equipped with a generator and the like, and tidal power is introduced as rotational force between the floating bodies 1-A and 1-B. A cylindrical body 6-A, which is a tidal current flow path for power generation with a rotating body (described later), is fixed, and a similar cylindrical body 6-B is fixed between the floating body 1-B and the floating body 1-C. ing. 2 and 3 are automatic flow velocity amplifying devices composed of horn-shaped cylinders that take in the tidal current with the larger opening area and increase the flow velocity by constricting within the device to move from the smaller opening area to the next channel. Introduce a tidal current. The side with the smaller opening area is connected to one of the openings of the cylinders 6-A and 6-B, respectively, and the tide is discharged from the cylinders 6-A and 6-B to the automatic flow rate amplifying
図2は装置全体を上から見た平面図である。図2は潮の流れ方向が矢印11の方向の時の本発明の潮流発電装置の形状であるが同図の状態を仮に満ち潮時の形状とすれば6時間後には流れが反転して逆方向となり、引き潮時の形状は図3に示す様な物に為る。装置の形状は潮流の力を利用し自然に変化するように構成されている。全体の機能は流入する潮流を自動流速増幅装置2,3 で受け入口面積と出口面積の比を10:1 にすると、相応に流速アップした潮流を次の筒体6-A、6-B に導入し、図4に示す様に筒体6-A、6-B に備えられた回転体23 により回転力として捉え、其の回転力をギヤ24 を通し発電機22に入力し発電を行う。潮流の流路は自動流速増幅装置2 で受けた潮流を自動流速増幅装置2 の内部で流速を速め自動流速増幅装置2 に備えられた方向制御弁9 により筒体6-A の潮流流入側から見て右片側に導入し筒体6-A に内蔵される回転体23の回転効率を上げる。筒体6-A に導入した潮流は備えられた回転体23 により回転力として捉え利用したのち自動流速増幅装置5 に導き排出する。自動流速増幅装置3 で受けられた潮流は同様に利用し筒体6-B から自動流速増幅装置4 に導き排出する。その二つの流路を三艘に分けられた浮体本体1-A,1-B,1-C で支えシーアンカー15で係留する。同図では上流側、下流側のシーアンカー15 とも同じ状態に示されているが、実際は上流側のシーアンカー15 に装置全体が引かれる形となる。図2の状態では浮体本体1-A,1-B の外側を流れる潮流にとっては下流側の自動流速増幅装置4,5 の外側面は大きな抵抗となるが自動流速増幅装置4,5 に設けられている開口部8 の部分は開かれており、流れを通す形状になっている為流れに対しての抵抗値を軽減している。自動流速増幅装置2,3,4,5 に備えられるもう一つの機能は方向制御弁9 で有るが流入機能の自動流速増幅装置2,3 の方向制御弁9 と排出機能の自動流速増幅装置4,5 の方向制御弁9 は形状が潮流の力で自然に変化している。開口部8 の機能説明は図8で、方向制御弁9 の機能説明は図9で行う。図2中A-Aとの図示は浮体本体1-A,1-B,1-C と筒体6-A,6-B の取り合いを判り易く図示する為断面図の位置を示した物であり詳細は図4に示す。
FIG. 2 is a plan view of the entire apparatus as viewed from above. FIG. 2 shows the shape of the tidal current power generation device of the present invention when the flow direction of the tide is in the direction of the
図3は引き潮時の形状すなわち潮流の方向である矢印11の方向が図2と逆の方向になっている。本装置の各部分の形状は潮流の力で自然に変化する。図3の場合図面下部のシーアンカー15が装置全体を引く形になる。各装置の機能は図2の説明である(0009)に示す。
In FIG. 3, the shape at the time of tide, that is, the direction of the
図4は図2のA-A線に沿う断面図である。図に示す様に浮体本体1-A,1-B,1-C を底部の浮体連結部21と上部の浮体連結部21 及び上部甲板7で連結し補強する。上部甲板7 を設けた意味は甲板7の上部を利用する為も有るが主には浮体本体1-A,1-B,1-C を連結して補強する為である。No.25は内壁のラインをNo.21は浮体連結部上下其々を表している。自動流速増幅装置2,3 により増幅され筒体6−A,6−B に導入された水流の力を回転体23により回転力に変換し、回転数調整ギヤ24を通し、浮体本体1-A,1-B,1-C に収容された発電機22を回転させるが発電した電気は、潮流の速度の変化に伴う変動が有る為、電圧、周波数、力率等を調整して電力会社の系統回線に接続しなければならず其の機能を持つ機器等も同様に設置するがここでは発電機22として総称する。ギヤ24や浮体本体1-A,1-B,1-C の上部は防潮、波よけの必要が有れば対応し必要部品を設置する。No.0014が喫水線を表し水面直下の潮流を導入し利用する。各々の材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in the figure, the floating body main bodies 1-A, 1-B, 1-C are connected and reinforced by the floating
図5は自動流速増幅装置2,3 を入口の防護ネット13 を判り易く外して書き浮体本体1−A,1−B,1−C の上部甲板7 を同様に書き自動流速増幅装置2,3 と筒体6−A,6−B のレベルと浮体本体1−A,1−B,1−C のレベルを判り易く角度を変え図示したものである。浮体本体1−A,1−B,1−C は其々が一艘の船で有り三艘の船の間に筒体6−A,6−B が取り付けられ其の筒体6−A,6−B に自動流速増幅装置2,3 を其々取り付け独立した流路を構成している。
In FIG. 5, the automatic flow
図6は自動流速増幅装置2,3 に流入する潮流の上流からの正面図であるが自動流速増幅装置2,3 は集水機能時の形状の為開口部8 は閉じられている。自動流速増幅装置2,3 の入口面積と出口面積の比を10:1 に設計し相応の流速アップを図るが自動流速増幅装置2,3 の出口は同時に次の筒体6−A,6−B の入り口となるが図面を判り易くする為符号No.18 で図示している。喫水線14 から上が海上で下が海中、海底と為りシーアンカー15 は海底に固定されている。其のシーアンカー15 の設置を安易安価にする為陸地部係留チェーン17 により係留する。シーアンカー15 から浮体本体1−A,1−B,1−C に係留する係留チェーン16 は必ず二本である。潮流の流入側の自動流速増幅装置2,3 から発電する為の回転体23 を備える筒体6−A,6−B までは流速アップの為全て閉鎖管の状態になっており、符号No.19,20 は其れを示す為自動流速増幅装置2,3 の上部側と下部側の板ラインを図示したものである。
FIG. 6 is a front view from the upstream of the tidal current flowing into the automatic
図7は自動流速増幅装置4,5 の排水機能時すなわち潮流の下流側に位置する時の形状を上板を除き判り易く鳥瞰図にした物である。開口部8 は排水機能時の形状の為開口し潮流を通し浮体本体1−A,1−B の外側を流れる潮流11 に対しての抵抗値を軽減しシーアンカー15に要求される耐力負荷を軽減する。図8は開口部8に設けられた羽根30の動作を示すものであるが、図7図示の羽根の角度が開口時の停止角度で有る。
FIG. 7 is an easy-to-understand bird's-eye view of the shape of the automatic flow
図8が自動流速増幅装置2,3,4,5 に含まれている機能の一つの開口部8 の動作を示すもので、開口部8 の羽根30 は蝶番29 で自動流速増幅装置一部分28 に取り付けられており、潮流の方向が矢印27A の方向の場合(集水位置に有る場合)、羽根30は点線の位置に有り、潮流の方向が転換し、矢印27B に示す方向(排水位置)に変わると潮流の流れの力で実線の位置に自然に移動する。詳しく説明すると、潮の流れは6時間毎に変わり場所により差は有るが大凡反転する。多少の差は有っても本装置はシーアンカー15により海底に固定されていて其れに引かれる形となる為流れの方向は必ず図示の27A,B の方向となる。6時間毎の変動で27A が27B に変わると開口部8 の羽根30 と自動流速増幅装置一部分28 が同時に流れに押される形となり自動流速増幅装置一部分28 はシーアンカー15により海底に固定されている為自動流速増幅装置一部分28 は固定状態で其の位置に残り開口部8 の羽根30 のみが図の実線位置に移動し排水機能の形状になり、開口部8 の部分に流れを通し流れに対する抵抗値を軽減する。移動して来た羽根30はストッパー31により図示の角度で停止し6時間後の潮流転換時まで其の位置に停止する。6時間後に流れが反転した時は反転した流れが開口部8 と開口部8 の間に意図的に残した自動流速増幅装置一部分28 に当たり其の流れが開口部8 の羽根30 を押す形となり元々の停止位置が図示の角度の為流れが直接羽根30 に当たる事も有り同図実線位置から同図点線位置にスムースに移動し排水機能形状から集水機能形状に為る。ストッパー31は羽根30 を其の位置に停止させるもので有れば個数及び材質は限定しない。
FIG. 8 shows the operation of one of the
図9が自動流速増幅装置2,3,4,5 に含まれている機能の一つの方向制御弁9 の作動範囲と筒体6−Bに含まれる仕切り板33 と回転体23 の取り合いを図示したものである。筒体6−B の平面図を見ると一つの筒に仕切り板33 を付け二つにしてと云うのでなく、逆方向に流れる二つの筒の幅全体に跨る様に回転体23 が配置され、筒体6−B のそれぞれ片側に導入された流れが回転体23 を回し次の回転体23 を回す為に進む時流れが混じり合わない様仕切り板33 で整流する。これを繰り返し全体の回転体23 の回転効率を上げる。筒体6−B の一番端の仕切り板33 は方向制御弁9 との取り合いが生じる為不都合の無い様設計する。図10に方向制御弁9 の蝶番部分の拡大図を記す。各々の数及び材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。又形状も穴空き、湾曲等が考えられ数に付いても本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。
FIG. 9 illustrates the operating range of one direction control valve 9 having the functions included in the automatic flow
図10 は自動流速増幅装置3 と筒体6−B とを潮流の方向により自動的に移動する自動流速増幅装置3 に内蔵された方向制御弁9 の拡大図であるが同図の方向制御弁9 の実線位置が自動流速増幅装置3 が潮流を受け流れを次の流路の筒体6−B に導入する作業時の位置で
方向制御弁9 の点線位置が図3に示される自動流速増幅装置4 が潮流を受け流路の筒体6−B を通り自動流速増幅装置3 側から排出される作業時の方向制御弁9 の位置である。方向制御弁9 は海中使用可能な蝶番32 により自動流速増幅装置の一部分28 に取り付けられていて自動流速増幅装置3 が潮流を受ける時は入り口で受けた潮流が自動流速増幅装置の一部分28 と点線図示位置の方向制御弁9 の間に流れ込んだ潮流が実線位置の方向に方向制御弁9 を押す形となり移動を始め蝶番32の取り付け位置が角から少し内側に入った処に取り付けている為1-B の角と同じ角度で停止し潮流を次の流路筒体6-B の片側に導入し筒体6-B に内蔵された回転体23 の回転効率を上げる。6時間後に流れが反転した時は其の流れが浮体本体1-B と方向制御弁9 の間に当たり方向制御弁9 を同図点線位置の方向に押し元々同図実線位置で停止して居る為流れが直接方向制御弁9 に当たる事も有りスムースに点線位置に移動する。方向制御弁9 は自動流速増幅装置3 と筒体6-B 双方に移動する為高さ等形状を支障の無い様設計する。
FIG. 10 is an enlarged view of the directional control valve 9 incorporated in the automatic flow
図11(A) が筒体6−A,6−B 内部の回転体23 及び仕切り板33 の側面図だが筒体6−A 一つの筒に時間により反対方向に流れる二つの流路を持つがその時々を見ると一方に早い速度で流れる流路とそうでない流路に分かれている。流れる潮流は違う動きをしている為其々の潮流が混じると回転体23 の回転効率を落とす事に為る。細かいイメージを表すとひとつの筒に仕切り板33 が有ると云うイメージで無く、独立した二つの流路に跨る回転体23 と云うイメージで有り仕切り板33 も回転体23の支持する側其々の両端の隙間もその様なイメージで製作に当たる。図11(B) が筒体6−A,6−B の平面図だが回転体23 を回す潮流が他の流路の潮流と混じらない様仕切り板33 で整流する。
11A is a side view of the
図12が浮体本体1−A,1−B1−C に搭載される発電機22 等、筒体6−A,6−B に搭載される回転体23及び仕切り板33の概略配置図であるが各々の数量は其の全体装置に要求される容量により決定する為限定されない。浮体1−Cに26と記入して有る部分は全体の予備スペースである。
FIG. 12 is a schematic layout diagram of the
図13が潮流の力を回転力として取り込む回転体23 を示すものであり、芯パイプ34に固定した角度制御金具36 により潮流の力を受ける時は固定状態に為り力を其の儘強く受け、流れに向かう時は角度を変え抵抗値を減らし回転効率を上げる。水流受け板35 の先端に角度が付いているのは回転時に水流受け板35 が早く固定状態の位置に行く為の工夫である。支持部は両端でも良く片側支持でも良く発明の目的を満たすもので有れば限定されない。各々の材質に付いても同様である。
FIG. 13 shows a
図14が回転体23の中心部の拡大図である。芯パイプ34 に固定された角度制御金具36 に固定された状態に丸棒37 を両端で支持し、水流受け板35 に固定された状態で両端を支持された丸パイプ38 をはめ込み、水流受け板35 の実線位置で流れを強く受け点線位置で抵抗値を軽減する。丸パイプ38 の内径は丸棒37 の外径より大きくし移動自由の状態である。図面を判り易くする為水流受け板35が流れの力を強く受ける位置で図に実線で表し回転して流れに向かう時角度を変え抵抗値を軽減する位置は点線の符号39で表している。
FIG. 14 is an enlarged view of the central portion of the
図15は回転体23 の水流受け板35 の羽根が45度回転するごとにどの様な位置に変化するかを示す図である。★印の水流受け板35 を見て行くと良く判る。図15の1.〜8.と廻り1.に戻り順環する。此処では潮流の方向が矢印11の方向の場合を示している。
FIG. 15 is a diagram showing what position the blade of the water
以上であるが浮体の数や筒体等の数は自由に変更出来、自動流速増幅装置2,3,4,5 の両端の開口面積の比率に付いても変更可能である。材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。
As described above, the number of floating bodies, the number of cylinders, and the like can be freely changed, and can also be changed depending on the ratio of the opening areas at both ends of the automatic flow
1-A 浮体本体 三艘の内 端片側一艘
1-B 浮体本体 三艘の内 端片側一艘
1-C 浮体本体 三艘の内一艘 三艘の真ん中
2 自動流速増幅装置 片側-本体から観て左方 筒体6-A に接続
3 自動流速増幅装置 片側-本体から観て右方 筒体6-B に接続
4 自動流速増幅装置 片側-本体から観て左方 筒体6-B に接続
5 自動流速増幅装置 片側-本体から観て右方 筒体6-A に接続
6-A 回転体装備 筒体
6-B 回転体装備 筒体
7 上部甲板
8 自動流速増幅装置 開口部(総称)
9 自動流速増幅装置 方向制御弁
10 支柱
11 潮の流れの方向を示す矢印
13 ゴミ流入防止用ネット
14 喫水線
15 シーアンカー
16 シーアンカーと浮体本体係留チェーン
17 シーアンカーと陸地部係留チェーン
18 自動流速増幅装置2,3 の出口
19 自動流速増幅装置 ラッパ状筒体 上部板ライン
20 自動流速増幅装置 ラッパ状筒体 下部板ライン
21 浮体連結部 上下共
22 発電機(パワーコンディショナ等制御機器含む)
23 回転体
24 回転数調整用ギヤ
25 浮体内壁ライン
26 甲板上部設備用予備スペース、発電機用予備スペース含む
27 潮流 方向、角度
28 自動流速増幅装置 の一部分
29 自動流速増幅装置 開口部使用蝶番
30 自動流速増幅装置 開口部 羽根(実線-開時 点線-閉時)
31 自動流速増幅装置 開口部 ストッパー
32 自動流速増幅装置 方向制御弁 使用蝶番
33 仕切り板
34 回転体芯パイプ
35 回転体 水流受け板 流れの力を強く受ける位置
36 回転体 芯パイプに取り付けた角度制御金具
37 回転体に固定された角度制御金具に固定取り付けされた丸棒
38 回転体 水流受け板に取り付けた丸パイプ(内径>芯パイプに取り付けた丸棒径)
39 回転体 水流受け板 抵抗値軽減位置
1-A Floating body main body
1-B Floating body main body
1-C Floating body body
2 Automatic flow velocity amplifying device One side-Connected to the left cylinder 6-A when viewed from the main body
3 Automatic flow velocity amplifying device One side-Connected to the right side cylinder 6-B when viewed from the main body
4 Automatic flow velocity amplifying device One side-Viewed from the main body, connected to the left cylinder 6-B
5 Automatic flow velocity amplifying device One side-Viewed from the right side Connected to the cylinder 6-A 6-A Rotating body equipped Cylindrical body 6-B Rotating body equipped Cylindrical body
7 Upper deck
8 Automatic flow rate amplifier Opening (generic name)
9 Automatic flow rate amplifying device Directional control valve
10 props
11 Arrows indicating the direction of tide flow
13 Net for preventing inflow of garbage
14 water line
15 Sea anchor
16 Sea anchor and floating body mooring chain
17 Sea anchor and land mooring chain
18 Outlet of
19 Automatic flow rate amplifying device Trumpet-shaped cylinder Upper plate line
20 Automatic flow velocity amplifying device Trumpet-like cylindrical body Lower plate line
21 Floating body joint top and bottom
22 Generator (including control equipment such as power conditioner)
23 Rotating body
24 Speed adjustment gear
25 Floating body wall line
26 Spare space for upper deck equipment, spare space for generators included
27 Current direction, angle
28 A part of automatic flow amplifier
29 Automatic flow amplifying device Opening hinge
30 Automatic flow rate amplifying device Opening blade (solid line-open, dotted line-closed)
31 Automatic flow rate amplifier Opening stopper
32 Automatic flow rate amplifying device Directional control valve
33 Partition
34 Rotating core pipe
35 Rotating body Water flow receiving plate Position to receive strong flow force
36 Rotating body Angle control bracket attached to the core pipe
37 Round bar fixedly attached to angle control bracket fixed to rotating body
38 Rotating body Round pipe attached to water flow receiving plate (Inner diameter> Diameter of round bar attached to core pipe)
39 Rotating body Water flow receiving plate Resistance reduction position
本発明は潮の流れを取り込み発電する装置であるが、自然の流速と、発電の実行者の求める速度との乖離を、埋めるべく発電の効率化を目指した発明で流速を速める形状と装置の係留に対する抵抗値削減を同時に求めたモノで有る。 The present invention is a device that captures the flow of tides and generates power, but the invention aims to increase the efficiency of power generation in order to fill the gap between the natural flow rate and the speed required by the power generation person. It is a product that has simultaneously obtained a reduction in resistance to mooring.
潮流発電装置は安価な自然の力を求めて色々な開発が行われているが其の何れも真の効率化を求めた装置とは言い難く、潮流の自然流速、発電機の性能、装置の設置可能な場所等の諸条件を十分満たすモノが無く本格的な普及に至っていないと思われる。 Various tidal current power generation devices have been developed in search of cheap natural power, but none of them is a device that has sought true efficiency. Natural power flow of tidal currents, generator performance, There seems to be no full-fledged dissemination because there are no things that fully satisfy the conditions such as the place where it can be installed.
潮流発電は流速の速い場所程発電が容易であるが其れ等の場所は限られて居て、又船舶の交通の要所と為って居り、流速が速い程船舶の操船の関係で装置の設置許可が難しく、又、流速が速い程設置作業は困難が予想され、6時間毎の満ち潮引き潮の反転の微妙な時間のズレ、同じ場所でも大潮小潮等の潮の状態による時間のズレなどは殆ど世に知られて無く潮流発電の普及の壁になって居ると推察される。本発明は其れ等の問題点を解決し、流速の緩やかな場所で船の交通の要所から外れた所でも潮流発電が可能に為らなければ潮流発電の本格的普及は無いモノと思われる。 Tidal current power generation is easier in places where the flow speed is faster, but such places are limited and are important places for ship traffic. It is difficult to permit installation, and the higher the flow rate, the more difficult the installation work is expected. Subtle time shifts in the reversal of high tides every 6 hours, time shifts due to tide conditions such as high tides and low tides at the same location, etc. Is almost unknown to the world and is presumed to be a barrier to the spread of tidal power generation. The present invention solves these problems, and if tidal power generation is not possible even at places where the flow velocity is moderate and off the important points of ship traffic, tidal current power generation will not be fully spread. It is.
本発明は流速を上げるが、装置の稼働時間を長くする為潮流の反転の両方を捉え作動させる構造になって居るが、集水機能と排水機能の両方を持つ為の形状が装置を係留するアンカーの大きな抵抗と為り、装置の設計を困難にする為、装置の流速を上げる事とアンカーに対する抵抗値の軽減と全ての効率化を目指し問題点の解決を目指した潮流発電装置である。 Although the present invention increases the flow velocity, it has a structure that operates by catching both inversion of tidal current to increase the operating time of the device, but the shape for having both a water collecting function and a draining function mooring the device This is a tidal current generator that aims to solve the problems by increasing the flow rate of the device, reducing the resistance value to the anchor, and improving the efficiency of the device because it makes the device difficult to design due to the large resistance of the anchor.
潮流の流速を装置内でアップさせる事により、潮流の流速が速い地点でなくても潮流による発電が可能になり、装置の設置が交通要所の妨げにならない事が予想され装置の抵抗値の削減により安易安価に装置の設置が出来、潮流発電の実用化が飛躍的に進展する事が期待される。 By increasing the flow velocity of the tidal current within the device, it is possible to generate power by the tidal current even if the flow velocity of the tidal current is not fast, and it is expected that the installation of the device will not hinder important traffic points, and the resistance value of the device will be reduced. It is expected that the equipment can be installed easily and inexpensively by the reduction, and the practical application of tidal current power generation will be greatly advanced.
以下本発明の実施の形態を説明する。
図1は全体の構成を示す示す姿図で潮流の流れの力を回転力として取り入れる回転体を備えた筒体6−A,6−Bの両側に、潮流を取り入れ流速を速め、効率良く流れを排出する機能を併せ持つ自動流速増幅装置図中符号2,3,4,5 を備え独立した流路を構成している。其の流路全体を、海面直下の流速の速い潮流を利用する為、海上に浮かぶよう構成された浮体本体1−A,1−B,1−C 三艘の船で支え、其の浮体を海底に固定されたアンカー15により係留する。全体は予め調査した潮流の流れの方向と平行になる様流れの上流下流にアンカー15を設置し其のアンカー15を安易安価に設置する為、陸上からの係留チェーン17で係留する。アンカー15から浮体を結ぶ係留チェーン16は角度維持の為必ず二本にする。符号11は潮流の方向を示す矢印で、符号13は海上に流れる浮遊物を装置内部に流入するのを防ぐゴミ流入防止用ネットで有る。符号14が浮体の喫水線で是より上が海上と為り下が海中、海底と為る。浮体本体から支柱10で上部に甲板を装備し浮体の接続補助と管理作業等に使用する。浮体の接続は主に上下の接続部21で接続するが上部甲板7で補助する。符号8は自動流速増幅装置に備わる装置の一つの開口部であるが実際には集水側は閉じて流れを集水し絞る事で流速を上げ、排水側は自然の潮流の力で開き其の部分に流れを通し排水機能を果たす仕組みになっているが、此の図は姿図の為、位置のみを表し形状は後の図2からの平面図で詳しく表記する。その他詳細の機能面は順次図を説明しながら行う。
Embodiments of the present invention will be described below.
Fig. 1 is a diagram showing the overall configuration. The tidal current is taken in on both sides of the cylinders 6-A and 6-B equipped with a rotating body that takes in the tidal current force as a rotational force. An automatic flow velocity amplifying device that has a function of discharging the gas is provided with
図2は装置全体を上から見た平面図で有る。図1で装置の概略を説明したが、此の平面図の方が本発明の趣旨が良く理解できる。図上部の潮の流れ方向を示す矢印11の時の図である。先ず集水時の形状に自動的になり開口部8を閉じた形状になった自動流速増幅装置2に流れ込んだ潮流は装置の機能により流速を速め次の流路の筒体6−Aに導入され潮流の持つ、流れの力を回転力として取り入れ利用し次の流路の排水時の形状になった自動流速増幅装置5に導入され其処から外部に排出される。この様に流路が構成されるが、此の図はもう一つの自動流速増幅装置3から筒体6−Bに流れ自動流速増幅装置4を流れる二つの流路を、海上に浮かぶよう浮体本体1−A,1−B,1−C三艘の船で支え、其の浮体が潮流の上流、下流に其々設置されたシーアンカー15により係留された潮流発電装置である。自動流速増幅装置2,3の外側を流れた潮流は装置の外側面に沿い内側に廻り込み浮体本体1−A,1−Bの直ぐ外側を流れ自動流速増幅装置4,5の外側面に当たり此の図示された時装置全体を引く形の上部シーアンカー15の大きな抵抗と為る。此処で考慮して欲しいのは自動流速増幅装置の機能は流速を上げる機能と共に同じ大きさならば高さを2倍3倍にすれば流量も2倍3倍と為るが、現在は高さが1M位の図示で有るが、其れが設置場所の条件等の諸条件で2Mになり3Mになると、より大きな抵抗となる事が良く理解できると思う。その様に浮体本体1−A,1−Bの外部を流れた潮流は図中央の左右
に二本ずつ図示された流れ方向を示す矢印11であるが、自動流速増幅装置4,5の外側面に来た潮流は装置に備えられた開口部8の機能により、開口部8は排水機能の形状時には開かれて居るので其の部分を通り自動流速増幅装置4,5の内部に流れ込み、装置内部の潮を外部に押し出し、此処に流れを造る。筒体6−A,6−Bを流れる潮流は自動流速増幅装置2,3で加工された潮流を受けるが、出来るだけ流速を落とさず筒内部で利用するのが望ましい。其の筒の流れがいきなり自然流速の停止状態に近い所に流れ出るよりも他の流れの有る処に出る方が筒体内部の流速を落とさずに最後まで利用出来ると思われる。開口部8の機能は抵抗値を減らす事と筒体6−A,6−Bの流れを助ける機能が併せて期待出来る。尚開口部8の大きさ、数は、図8の説明時に後述する外側面に意図的に残す部分の大きさも考慮し、外側面の総長と開口部8の機能面とを考慮し適当な大きさ、数とするが、図2は自動流速増幅装置2,3,4,5其々に二個ずつ備えられた図になっている。シーアンカー15は予め調査した潮流の上流、下流の海底にそれぞれ設置するが、海底の岩盤等の支持力により補助するアンカーを設置する事も可能であるが、アンカー
と浮体を結ぶチェーン16は浮体の角度維持の為必ず二本で係留し其の機能を損なわない様設置する。同図では上下のアンカー15と浮体本体を結ぶチェーン16は同様に書かれているが実際には流れの上流側のアンカー15に装置全体が引かれる形で係留される為、上流側のチェーン16は張り、下流側のチェーン16はたるんでいる。此のチェーン16も其の機能に変更が無ければ補助を附ける事は可能である。符号9は自動流速増幅装置2,3,4,5其々に備えられた方向制御弁で是も開口部羽根30と共に潮流の自然の力で自動的に作動し、同じ場所でも大潮小潮等の潮流の変化による時間のズレを克服し装置の誤動作を少なくし装置の管理費を軽減する。前記の開口部8の機能により設置場所の条件に応じて流速、流量を設計でき、潮流発電の為の自然流速と利用場所等の問題が克服し易くなる。
FIG. 2 is a plan view of the entire apparatus as viewed from above. Although the outline of the apparatus has been described with reference to FIG. 1, the plan view can better understand the gist of the present invention. It is a figure at the time of the
図3は図2の潮流が6時間後に反転した時の形で同図の場合自動流速増幅装置4,5が集水機能時の形状で開口部8は閉じて居り同時に方向制御弁9も潮流の自然の力で変化して居る。自動流速増幅装置2,3は排水機能時で開口部8は開いている。シーアンカー15と浮体本体係留チェーン16も張りたるみが逆転している。浮体本体係留チェーン16はシーアンカー15から必ず2本で浮体と連結し、潮流と浮体の角度を常に一定に保つ。上部甲板7は点線で示している。
Fig. 3 shows the situation when the tidal current in Fig. 2 is reversed after 6 hours. In this figure, the automatic flow
図5は自動流速増幅装置2,3 を入口の防護ネット13を判り易く外して書き、浮体本体1-A,1-B,1-Cの上部甲板7を同様に書き、自動流速増幅装置2,3と筒体6−A,6−Bのレベルと浮体本体1−A,1−B,1−Cのレベルを判り易く角度を変え図示したものである。図5は潮流の流れ方向が矢印11の場合の図で有るが、同図下の自動流速増幅装置入口の潮流速度と、次の流路の筒体6-A,6-Bに導入直前の潮流速度は、自動流速増幅装置にて加工前と加工後に為り、其の速度は速くなっている。浮体本体1-A,1-B,1-Cは其々が一艘の船で有り三艘の船の間に筒体6−A,6−Bが取り付けられ、其の筒体6−A,6−Bに自動流速増幅装置2,3を其々取り付け独立した流路を構成している。符号21は前記のとうり浮体連結部で符号10は浮体と上部甲板を繋ぐ支柱である。
FIG. 5 shows the automatic flow
図7は自動流速増幅装置4,5の排水機能時、すなわち潮流の下流側に位置する時の形状を自動流速増幅装置の上部板部分を空けて内部を判り易くする為、鳥瞰図式にした物である
。開口部8は排水機能時の形状の為開口し、自動流速増幅装置4,5の内部に潮流をとうし、浮体本体1−A,1−Bの外側を流れる潮流の流れを真直ぐに近くして、装置全体の流れに対する抵抗値を軽減し、自動流速増幅装置の排水機能形状時の内部の潮流を、外部に押し出し自動流速増幅装置内部の流れを良くして装置全体の流路の流れを良くする。然も潮流の自然の力で全てを作動させる事により誤動作を防ぎ自動流速増幅装置の流速倍率を自由に設定できる為、設置場所の設置条件の許す限り装置の効率を上げる事が可能になる。符号30は開口部羽根を示し図の角度が開口時の停止角度で有り、符号11は潮流の流れ方向を示し、符号14は喫水線、10は支柱、7は上部甲板を示す。
FIG. 7 shows a bird's-eye view of the automatic flow
図8は開口部8の自動流速増幅装置に取り付けられた開口部8の羽根30の蝶番部分の拡
大図だが、符号28が自動流速増幅装置本体の外側面に意図的に残した一部だが、其の部
分を適当な大きさにあけ、あけた部分の端部に余裕を附けて二重にし蝶番を取り付け、蝶番の片方に開口する羽根30を取り付け(同図点線及び実線で図示)、同図に図示された形で開口部羽根30を取り付ける事により、集水時は図8の場合は点線部分に為り、自動流速増幅装置にあけた穴をふさぎ、潮流の流れの力で自動流速増幅装置の本体に羽根30が押しつけられ羽根の外寸より開口寸法が僅かに小さい為、自動流速増幅装置は閉鎖管の状態に為り、集水し流速を上げる集水機能を果たす。潮流が6時間毎に反転した時は同図の符号27が潮流の方向、角度で在るから、潮流発電装置全体はシーアンカー15により海底に固定されて居る為、浮体本体に固定された自動流速増幅装置も本体は固定状態に為り、開口部8の羽根30のみ反転した潮流に押され同図点線羽根30から実線羽根30に移動する。移動して来た羽根は自動流速増幅装置開口部ストッパー31により同図の位置で停止する。其の機能により自動流速増幅装置を排水機能時の形状にする。6時間後に潮流が反転した時は、開口部羽根30は反転した潮流が符号28に意図的に残した自動流速増幅装置本体の一部に当たり、反転した潮流に押されると同時に、同図実線30に停止して居る為、直接潮流が羽根30にもあたる為、スムースに同図点線位置に移動する。6時間毎の潮流反転時に潮流の力で此の動作を繰り返す為、設置場所により潮の満ち欠けの状態で反転時の時間がずれ、此の開閉をタイマー等で制御した場合と比べ、誤動作が少なく管理費軽減につながる。符号29が海中使用OKの蝶番で、蝶番29及び開口部ストッパー31の数及び材料は本発明の機能を阻害しなければ限定されない。
FIG. 8 is an enlarged view of the hinge part of the
以上であるが浮体や筒体等の数及び形状は自由に変化出来、自動流速増幅装置の流速
や流量を変化させる比率に付いても開口部8の穴をあける形状に付いても変更可能である。然し倍率を上げる程其の形状が流れに対する抵抗と為り本発明の一部である開口部が必要になると思われる。また発電を行う筒体に流れる潮流の流速と排水部分の流速は違いが有り、排出部分に滞留する潮水が、装置の効率を悪くする恐れがあるが、開口部からの流れを造る事により筒体の流れの効率を高める事が期待される。潮流発電の普及の為にも本発明は必要と思われる。尚各部分の数及び形状、材質は本発明の目的を阻害するモノで無ければ限定されない。
As mentioned above, the number and shape of floating bodies and cylinders can be changed freely, and it can be changed depending on the ratio of changing the flow velocity and flow rate of the automatic flow velocity amplifying device or the shape of opening the hole in the
本発明は潮の流れを取り込み其の力により発電する潮流発電装置に関するものである。The present invention relates to a tidal current power generation apparatus that takes in a tidal flow and generates power by using the force.
潮流発電装置は安価な自然の力を求めて色々な開発が行われているが其の何れも自然の潮流そのまま利用する物で発電機の発電の行える同期回転と自然の潮の流れから引き出せる力との間に乖離が有り本格的な普及に至っていない。Various developments have been made for tidal power generators in search of inexpensive natural forces, all of which are natural tidal currents that can be used as they are. There is a divergence between and has not reached full-scale spread.
本発明はこの様な課題を解決し、発電機を動作させえない流速が速くない潮流を用いて発電を可能にし、又潮流の方向が逆転しても発電が出来る潮流発電装置を提供しようとするものである。The present invention solves such problems, and aims to provide a tidal current power generation device that enables power generation using a tidal current that does not allow the generator to operate and that does not have a high flow velocity, and that can generate power even if the direction of the tidal current is reversed. To do.
本発明は発電機を動作させる為の潮流に流路の両端に、前記流路側の開口面積に比べ潮流導入側の開口面積を大きくしたホーン状の筒で構成された流速増幅装置を接続したものである。In the present invention, a flow velocity amplifying device composed of a horn-shaped cylinder having a larger opening area on the tidal current introduction side than the opening area on the flow path side is connected to both ends of the flow path to the tidal current for operating the generator. It is.
潮流の流速を装置内でアップさせる事により、潮流の流速が速い地点でなくても、潮流による発電が可能になり、潮流発電の実用化が飛躍的に進展することが期待できる。By increasing the tidal current flow velocity in the device, it is possible to generate power by tidal current even at a point where the tidal current flow velocity is not fast, and it can be expected that the tidal power generation will be put to practical use.
以下本発明の実施の形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
図1は全体の構成を示すもので1−A,1−B,1−C は発電機などを搭載した浮体で、浮体1−Aと1−Bの間に潮流の力を回転力として取り入れる回転体(後述)を備えた発電の為の潮流の流路となる筒体6-Aが固定され、同じく浮体1-Bと浮体1-Cの間に同様の筒体6−Bが固定されている。2、および3は自動流速増幅装置で、ホーン状の筒体で構成され、開口面積の大きい方で潮流を取り込み、装置内で絞る事により流速を上げ開口面積の小さい方から次の流路に潮流を導入する。開口面積の小さい側がそれぞれ筒体6-A、6-Bの一方の開口部に連結され筒体6-A、6-B其々から排出機能の自動流速増幅装置4,5 に潮流が排出され連続した流路を構成する様に為っている。この様に構成された構造体は潮流の方向と平行に為る様に海上に浮かべ、全体を海底に固定されたシーアンカー15で係留する。装置全体を浮かべる為全体重量に見合う浮力を持つ様に浮体1-A、1-B,1-C は構成されている。潮流を取り入れ排出する装置が自動流速増幅装置2,3 と自動流速増幅装置4,5 であり、この装置で取り入れた潮流を次の筒体6-A、6-B に導入し回転力として取り入れ発電を行う。浮体の接続補強と管理作業の為上部甲板7 を支柱10 で取り付け、波よけの為海上からの距離を取る。21は浮体1-A、1-B,1-C 三艘の浮体の連結部である。自動流速増幅装置2,3,4,5 の入り口に浮遊物除去の為ゴミ流入防止用ネット13 を取り付け海上の浮遊物の装置内への流入を防ぐ。シーアンカー15と浮体1-A、1-B、1-Cを係留チェーン16で繋ぎとめる。係留チェーン16は浮体1-A、1-B、1-C の一定角度維持の為必ず二本設けられ、浮体1-A、1-B、1-C は潮流に平行に為る様設置する。シーアンカー15 は潮流の方向を矢印11 の方向とすると、流れの前後に二個設置しシーアンカー15 の安定と設置費用の安易安価の為陸地部係留チェーン17 で陸地に係留する。喫水線14 から上が海上で下が海中、海底となる。8 は自動流速増幅装置2,3,4,5 に備えられる開口部で有り詳しい説明は後述する。FIG. 1 shows the overall configuration. 1-A, 1-B, and 1-C are floating bodies equipped with a generator and the like, and tidal power is introduced as rotational force between the floating bodies 1-A and 1-B. A cylindrical body 6-A, which is a tidal current flow path for power generation with a rotating body (described later), is fixed, and a similar cylindrical body 6-B is fixed between the floating body 1-B and the floating body 1-C. ing. 2 and 3 are automatic flow velocity amplifying devices composed of horn-shaped cylinders that take in the tidal current with the larger opening area and increase the flow velocity by constricting within the device to move from the smaller opening area to the next channel. Introduce a tidal current. The side with the smaller opening area is connected to one of the openings of the cylinders 6-A and 6-B, respectively, and the tide is discharged from the cylinders 6-A and 6-B to the automatic flow
図2は装置全体を上から見た平面図である。図2は潮の流れ方向が矢印11の方向の時の本発明の潮流発電装置の形状であるが同図の状態を仮に満ち潮時の形状とすれば6時間後には流れが反転して逆方向となり、引き潮時の形状は図3に示す様な物に為る。装置の形状は潮流の力を利用し自然に変化するように構成されている。全体の機能は流入する潮流を自動流速増幅装置2,3 で受け入口面積と出口面積の比を10:1 にすると、相応に流速アップした潮流を次の筒体6-A、6-B に導入し、図4に示す様に筒体6-A、6-B に備えられた回転体23 により回転力として捉え、其の回転力をギヤ24 を通し発電機22に入力し発電を行う。潮流の流路は自動流速増幅装置2 で受けた潮流を自動流速増幅装置2の内部で流速を速め自動流速増幅装置2 に備えられた方向制御弁9 により筒体6-A の潮流流入側から見て右片側に導入し筒体6-A に内蔵される回転体23の回転効率を上げる。筒体6-A に導入した潮流は備えられた回転体23 により回転力として捉え利用したのち自動流速増幅装置5 に導き排出する。自動流速増幅装置3 で受けられた潮流は同様に利用し筒体6-B から自動流速増幅装置4 に導き排出する。その二つの流路を三艘に分けられた浮体本体1-A,1-B,1-C で支えシーアンカー15で係留する。同図では上流側、下流側のシーアンカー15 とも同じ状態に示されているが、実際は上流側のシーアンカー15 に装置全体が引かれる形となる。図2の状態では浮体本体1-A,1-B の外側を流れる潮流にとっては下流側の自動流速増幅装置4,5 の外側面は大きな抵抗となるが自動流速増幅装置4,5 に設けられている開口部8 の部分は開かれており、流れを通す形状になっている為流れに対しての抵抗値を軽減している。自動流速増幅装置2,3,4,5 に備えられるもう一つの機能は方向制御弁9 で有るが流入機能の自動流速増幅装置2,3 の方向制御弁9 と排出機能の自動流速増幅装置4,5 の方向制御弁9 は形状が潮流の力で自然に変化している。開口部8 の機能説明は図8で、方向制御弁9 の機能説明は図9で行う。図2中A-Aとの図示は浮体本体1-A,1-B,1-C と筒体6-A,6-B の取り合いを判り易く図示する為断面図の位置を示した物であり詳細は図4に示す。FIG. 2 is a plan view of the entire apparatus as viewed from above. FIG. 2 shows the shape of the tidal current power generation device of the present invention when the flow direction of the tide is in the direction of the
図3は引き潮時の形状すなわち潮流の方向である矢印11の方向が図2と逆の方向になっている。本装置の各部分の形状は潮流の力で自然に変化する。図3の場合図面下部のシーアンカー15が装置全体を引く形になる。各装置の機能は図2の説明である(0009)に示す。In FIG. 3, the shape at the time of tide, that is, the direction of the
図4は図2のA-A線に沿う断面図である。図に示す様に浮体本体1-A,1-B,1-C を底部の浮体連結部21と上部の浮体連結部21 及び上部甲板7で連結し補強する。上部甲板7 を設けた意味は甲板7の上部を利用する為も有るが主には浮体本体1-A,1-B,1-C を連結して補強する為である。No,25は内壁のラインをNo,21は浮体連結部上下其々を表している。自動流速増幅装置2,3 により増幅され筒体6−A,6−B に導入された水流の力を回転体23により回転力に変換し回転数調整ギヤ24を通し、浮体本体1-A,1-B,1-C に収容された発電機22を回転させるが発電した電気は、潮流の速度の変化に伴う変動が有る為、電圧、周波数、力率等を調整して電力会社の系統回線に接続しなければならず其の機能を持つ機器等も同様に設置するがここでは発電機22として総称する。ギヤ24や浮体本体1-A,1-B,1-C の上部は防潮、波よけの必要が有れば対応し必要部品を設置する。No,0014が喫水線を表し水面直下の潮流を導入し利用する。各々の材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in the figure, the floating body main bodies 1-A, 1-B, 1-C are connected and reinforced by the floating
図5は自動流速増幅装置2,3 を入口の防護ネット13 を判り易く外して書き浮体本体1−A,1−B,1−C の上部甲板7 を同様に書き自動流速増幅装置2,3 と筒体6−A,6−B のレベルと浮体本体1−A,1−B,1−C のレベルを判り易く角度を変え図示したものである。浮体本体1−A,1−B,1−C は其々が一艘の船で有り三艘の船の間に筒体6−A,6−B が取り付けられ其の筒体6−A,6−B に自動流速増幅装置2,3 を其々取り付け独立した流路を構成している。In FIG. 5, the automatic flow
図6は自動流速増幅装置2,3 に流入する潮流の上流からの正面図であるが自動流速増幅装置2,3 は集水機能時の形状の為開口部8 は閉じられている。自動流速増幅装置2,3 の入口面積と出口面積の比を10:1 に設計し相応の流速アップを図るが自動流速増幅装置2,3 の出口は同時に次の筒体6−A,6−B の入り口となるが図面を判り易くする為符号No,18 で図示している。喫水線14 から上が海上で下が海中、海底と為りシーアンカー15 は海底に固定されている。其のシーアンカー15 の設置を安易安価にする為陸地部係留チェーン17 により係留する。シーアンカー15 から浮体本体1−A,1−B,1−C に係留する係留チェーン16 は必ず二本である。潮流の流入側の自動流速増幅装置2,3 から発電する為の回転体23 を備える筒体6−A,6−B までは流速アップの為全て閉鎖管の状態になっており、符号No,19,20 は其れを示す為自動流速増幅装置2,3 の上部側と下部側の板ラインを図示したものである。
FIG. 6 is a front view from the upstream of the tidal current flowing into the automatic
図7は自動流速増幅装置4,5 の排水機能時すなわち潮流の下流側に位置する時の形状を上板を除き判り易く鳥瞰図にした物である。開口部8 は排水機能時の形状の為開口し潮流を通し浮体本体1−A,1−B の外側を流れる潮流11 に対しての抵抗値を軽減しシーアンカー15に要求される耐力負荷を軽減する。図8は開口部8に設けられた羽根30の動作を示すものであるが、図7図示の羽根の角度が開口時の停止角度で有る。FIG. 7 is an easy-to-understand bird's-eye view of the shape of the automatic flow
図8が自動流速増幅装置2,3,4,5 に含まれている機能の一つの開口部8 の動作を示すもので、開口部8 の羽根30 は蝶番29 で自動流速増幅装置一部分28 に取り付けられており、潮流の方向が矢印27A の方向の場合(集水位置に有る場合)、羽根30は点線の位置に有り、潮流の方向が転換し、矢印27B に示す方向(排水位置)に変わると潮流の流れの力で実線の位置に自然に移動する。詳しく説明すると、潮の流れは6時間毎に変わり場所により差は有るが大凡反転する。多少の差は有っても本装置はシーアンカー15により海底に固定されていて其れに引かれる形となる為流れの方向は必ず図示の27A,B の方向となる。6時間毎の変動で27A が27B に変わると開口部8 の羽根30 と自動流速増幅装置一部分28 が同時に流れに押される形となり自動流速増幅装置一部分28 はシーアンカー15により海底に固定されている為自動流速増幅装置一部分28 は固定状態で其の位置に残り開口部8 の羽根30 のみが図の実線位置に移動し排水機能の形状になり、開口部8 の部分に流れを通し流れに対する抵抗値を軽減する。移動して来た羽根30はストッパー31により図示の角度で停止し6時間後の潮流転換時まで其の位置に停止する。6時間後に流れが反転した時は反転した流れが開口部8 と開口部8 の間に意図的に残した自動流速増幅装置一部分28 に当たり其の流れが開口部8 の羽根30 を押す形となり元々の停止位置が図示の角度の為流れが直接羽根30 に当たる事も有り同図実線位置から同図点線位置にスムースに移動し排水機能形状から集水機能形状に為る。ストッパー31は羽根30 を其の位置に停止させるもので有れば個数及び材質は限定しない。FIG. 8 shows the operation of one of the
図9が自動流速増幅装置2,3,4,5 に含まれている機能の一つの方向制御弁9 の作動範囲と筒体6−Bに含まれる仕切り板33 と回転体23 の取り合いを図示したものである。筒体6−B の平面図を見ると一つの筒に仕切り板33 を付け二つにしてと云うのでなく、逆方向に流れる二つの筒の幅全体に跨る様に回転体23 が配置され、筒体6−B のそれぞれ片側に導入された流れが回転体23 を回し次の回転体23 を回す為に進む時流れが混じり合わない様仕切り板33 で整流する。これを繰り返し全体の回転体23 の回転効率を上げる。筒体6−B の一番端の仕切り板33 は方向制御弁9 との取り合いが生じる為不都合の無い様設計する。図10に方向制御弁9 の蝶番部分の拡大図を記す。各々の数及び材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。又形状も穴空き、湾曲等が考えられ数に付いても本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。
FIG. 9 illustrates the operating range of one direction control valve 9 having the functions included in the automatic flow
図10は自動流速増幅装置3 と筒体6−B とを潮流の方向により自動的に移動する自動流速増幅装置3 に内蔵された方向制御弁9 の拡大図であるが同図の方向制御弁9 の実線位置が自動流速増幅装置3 が潮流を受け流れを次の流路の筒体6−B に導入する作業時の位置で方向制御弁9 の点線位置が図3に示される自動流速増幅装置4 が潮流を受け流路の筒体6−B を通り自動流速増幅装置3 側から排出される作業時の方向制御弁9 の位置である。方向制御弁9 は海中使用可能な蝶番32 により自動流速増幅装置の一部分28 に取り付けられていて自動流速増幅装置3 が潮流を受ける時は入り口で受けた潮流が自動流速増幅装置の一部分28 と点線図示位置の方向制御弁9 の間に流れ込んだ潮流が実線位置の方向に方向制御弁9 を押す形となり移動を始め蝶番32の取り付け位置が角から少し内側に入った処に取り付けている為1-B の角と同じ角度で停止し潮流を次の流路筒体6-B の片側に導入し筒体6-B に内蔵された回転体23 の回転効率を上げる。6時間後に流れが反転した時は其の流れが浮体本体1-B と方向制御弁9 の間に当たり方向制御弁9 を同図点線位置の方向に押し元々同図実線位置で停止して居る為流れが直接方向制御弁9 に当たる事も有りスムースに点線位置に移動する。方向制御弁9 は自動流速増幅装置3 と筒体6-B 双方に移動する為高さ等形状を支障の無い様設計する。
FIG. 10 is an enlarged view of the directional control valve 9 incorporated in the automatic flow
図11(A) が筒体6−A,6−B 内部の回転体23 及び仕切り板33 の側面図だが筒体6−A 一つの筒に時間により反対方向に流れる二つの流路を持つがその時々を見ると一方に早い速度で流れる流路とそうでない流路に分かれている。流れる潮流は違う動きをしている為其々の潮流が混じると回転体23 の回転効率を落とす事に為る。細かいイメージを表すとひとつの筒に仕切り板33 が有ると云うイメージで無く、独立した二つの流路に跨る回転体23 と云うイメージで有り仕切り板33 も回転体23の支持する側其々の両端の隙間もその様なイメージで製作に当たる。図11(B) が筒体6−A,6−B の平面図だが回転体23 を回す潮流が他の流路の潮流と混じらない様仕切り板33 で整流する。
11A is a side view of the
図12が浮体本体1−A,1−B1−C に搭載される発電機22 等、筒体6−A,6−B に搭載される回転体23及び仕切り板33の概略配置図であるが各々の数量は其の全体装置に要求される容量により決定する為限定されない。浮体1−Cに26と記入して有る部分は全体の予備スペースである。
FIG. 12 is a schematic layout diagram of the
図13が潮流の力を回転力として取り込む回転体23 を示すものであり、芯パイプ34に固定した角度制御金具36 により潮流の力を受ける時は固定状態に為り力を其の儘強く受け、流れに向かう時は角度を変え抵抗値を減らし回転効率を上げる。水流受け板35 の先端に角度が付いているのは回転時に水流受け板35 が早く固定状態の位置に行く為の工夫である。支持部は両端でも良く片側支持でも良く発明の目的を満たすもので有れば限定されない。各々の材質に付いても同様である。
FIG. 13 shows a
図14が回転体23の中心部の拡大図である。芯パイプ34 に固定された角度制御金具36 に固定された状態に丸棒37 を両端で支持し、水流受け板35 に固定された状態で両端を支持された丸パイプ38 をはめ込み、水流受け板35 の実線位置で流れを強く受け点線位置で抵抗値を軽減する。丸パイプ38 の内径は丸棒37 の外径より大きくし移動自由の状態である。図面を判り易くする為水流受け板35が流れの力を強く受ける位置で図に実線で表し回転して流れに向かう時角度を変え抵抗値を軽減する位置は点線の符号39で表している。
FIG. 14 is an enlarged view of the central portion of the
図15は回転体23 の水流受け板35 の羽根が45度回転するごとにどの様な位置に変化するかを示す図である。★印の水流受け板35 を見て行くと良く判る。図15の1.〜8.と廻り1.に戻り順環する。此処では潮流の方向が矢印11の方向の場合を示している。
FIG. 15 is a diagram showing what position the blade of the water
以上であるが浮体の数や筒体等の数は自由に変更出来、自動流速増幅装置2,3,4,5 の両端の開口面積の比率に付いても変更可能である。材質に付いては船舶用鋼板、ステンレス又は非鉄金属材・合金材もしくは高強度で耐久性を有するエンジニアリングプラスチック及びFRPやCFRP等のプラスチック複合材が考えられるが本発明の目的を達成出来るもので有れば限定されない。As described above, the number of floating bodies, the number of cylinders, and the like can be freely changed, and can also be changed depending on the ratio of the opening areas at both ends of the automatic flow
1-A 浮体本体 三艘の内 端片側一艘
1-B 浮体本体 三艘の内 端片側一艘
1-C 浮体本体 三艘の内一艘 三艘の真ん中
2 自動流速増幅装置 片側-本体から観て左方 筒体6-A に接続
3 自動流速増幅装置 片側-本体から観て右方 筒体6-B に接続
4 自動流速増幅装置 片側-本体から観て左方 筒体6-B に接続
5 自動流速増幅装置 片側-本体から観て右方 筒体6-A に接続
6-A 回転体装備 筒体
6-B 回転体装備 筒体
7 上部甲板
8 自動流速増幅装置 開口部(総称)
9 自動流速増幅装置 方向制御弁
10 支柱
11 潮の流れの方向を示す矢印
13 ゴミ流入防止用ネット
14 喫水線
15 シーアンカー
16 シーアンカーと浮体本体係留チェーン
17 シーアンカーと陸地部係留チェーン
18 自動流速増幅装置2,3 の出口
19 自動流速増幅装置 ラッパ状筒体 上部板ライン
20 自動流速増幅装置 ラッパ状筒体 下部板ライン
21 浮体連結部 上下共
22 発電機(パワーコンディショナ等制御機器含む)
23 回転体
24 回転数調整用ギヤ
25 浮体内壁ライン
26 甲板上部設備用予備スペース、発電機用予備スペース含む
27 潮流 方向、角度
28 自動流速増幅装置 の一部分
29 自動流速増幅装置 開口部使用蝶番
30 自動流速増幅装置 開口部 羽根(実線-開時 点線-閉時)
31 自動流速増幅装置 開口部 ストッパー
32 自動流速増幅装置 方向制御弁 使用蝶番
33 仕切り板
34 回転体芯パイプ
35 回転体 水流受け板 流れの力を強く受ける位置
36 回転体 芯パイプに取り付けた角度制御金具
37 回転体に固定された角度制御金具に固定取り付けされた丸棒
38 回転体 水流受け板に取り付けた丸パイプ(内径>芯パイプに取り付けた丸棒径)
39 回転体 水流受け板 抵抗値軽減位置
1-A Floating body main body
1-B Floating body main body
1-C Floating body body
2 Automatic flow velocity amplifying device One side-Connected to the left cylinder 6-A when viewed from the main body
3 Automatic flow velocity amplifying device One side-Connected to the right side cylinder 6-B when viewed from the main body
4 Automatic flow velocity amplifying device One side-Viewed from the main body, connected to the left cylinder 6-B
5 Automatic flow velocity amplifying device One side-Viewed from the right side Connected to the cylinder 6-A 6-A Rotating body equipped Cylindrical body 6-B Rotating body equipped Cylindrical body
7 Upper deck
8 Automatic flow rate amplifier Opening (generic name)
9 Automatic flow rate amplifying device Directional control valve
10 props
11 Arrows indicating the direction of tide flow
13 Net for preventing inflow of garbage
14 water line
15 Sea anchor
16 Sea anchor and floating body mooring chain
17 Sea anchor and land mooring chain
18 Outlet of
19 Automatic flow rate amplifying device Trumpet-shaped cylinder Upper plate line
20 Automatic flow velocity amplifying device Trumpet-like cylindrical body Lower plate line
21 Floating body joint top and bottom
22 Generator (including control equipment such as power conditioner)
23 Rotating body
24 Speed adjustment gear
25 Floating body wall line
26 Spare space for upper deck equipment, spare space for generators included
27 Current direction, angle
28 A part of automatic flow amplifier
29 Automatic flow amplifying device Opening hinge
30 Automatic flow rate amplifying device Opening blade (solid line-open, dotted line-closed)
31 Automatic flow rate amplifier Opening stopper
32 Automatic flow rate amplifying device Directional control valve
33 Partition
34 Rotating core pipe
35 Rotating body Water flow receiving plate Position to receive strong flow force
36 Rotating body Angle control bracket attached to the core pipe
37 Round bar fixedly attached to angle control bracket fixed to rotating body
38 Rotating body Round pipe attached to water flow receiving plate (Inner diameter> Diameter of round bar attached to core pipe)
39 Rotating body Water flow receiving plate Resistance reduction position
Claims (7)
The tidal current power generator according to claim 1, wherein a net for removing dust is provided in the second opening for taking in the tidal current of the tidal current amplifying device.
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