JP2012041920A - Ocean-current power generation system - Google Patents
Ocean-current power generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012041920A JP2012041920A JP2011147496A JP2011147496A JP2012041920A JP 2012041920 A JP2012041920 A JP 2012041920A JP 2011147496 A JP2011147496 A JP 2011147496A JP 2011147496 A JP2011147496 A JP 2011147496A JP 2012041920 A JP2012041920 A JP 2012041920A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cap
- power generation
- generation system
- current power
- ocean current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
本発明は、海流発電システムに関する。 The present invention relates to an ocean current power generation system.
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。 There are many power generation systems using water, such as water turbines using height differences such as dams, ocean wave power, power generation using tides, power generation using osmotic membranes and temperature differences. A power generation system that can easily obtain large-capacity energy other than a power generation system that uses a difference in height is a power generation system that uses energy of tidal currents or ocean currents. However, large-capacity machines are not yet common and are being developed ahead of parts of Europe.
図32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。
FIG. 32 shows a schematic configuration of a mooring type ocean current power generation system, and a basic concept thereof will be described. This system includes a
図33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32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112が用いられている。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。
FIG. 33 shows a schematic configuration of the fixed ocean current power generation system. The
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。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。 The locations where ocean current power generation can be carried out in the waters near Japan are limited, and mainly include the Kuroshio Current, Tsushima Current, Oyashio Current, etc. On the other hand, tidal current power generation uses the flow of the tide, and the tide in the Naruto Strait is the largest. Both tidal current and ocean current power generation systems have a great impact on the surrounding environment, and these points are used as fishing grounds supported by abundant plankton. For this reason, when constructing a new power generation system, it is necessary to give sufficient consideration to those who live in the fishery industry so that environmental destruction caused by ecosystem disruption does not occur.
以下に、従来の海流発電システムを開示した文献名を記載する。 Below, the literature name which disclosed the conventional ocean current power generation system is described.
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。 As described above, it is necessary to construct an ocean current power generation system with little environmental impact, and the impact on the ecosystem is particularly important.
通常の発電システム、特に風車を海流発電として適用した場合、発電システムに魚類が衝突して死亡すること、また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。 If a normal power generation system, especially a windmill, is applied as ocean current power generation, fish may collide with the power generation system and die, and the death of the fish may affect the ecosystem, such as the decline of its predators. .
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a ocean current power generation system that reduces the collision and death of fish and has less environmental impact.
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、前記翼に接続された回転軸を介して与えられて発電を行い、ナセルに内包された発電機とを備える海流発電システムにおいて、前記翼における前記回転軸に接続された回転中心から外径側へ所定半径を覆うように設けられたキャップをさらに備え、前記キャップが円錐形状を有することを特徴とする。
The ocean current power generation system of the present invention includes a wing for converting the flow of seawater into rotational energy,
In the ocean current power generation system comprising the converted rotational energy supplied through a rotating shaft connected to the wing to generate electric power and a generator contained in a nacelle, the rotating energy is connected to the rotating shaft in the wing. And a cap provided so as to cover a predetermined radius from the center of rotation to the outer diameter side, wherein the cap has a conical shape.
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。 According to the ocean current power generation system of the present invention, it is possible to provide a ocean current power generation system that reduces the mortality due to the collision of fish and has little influence on the environment.
以下、本発明の実施の形態による海流発電システムについて、図面を参照して説明する。尚、ここで述べる海流発電システムには、海流を利用する海流発電システムに加えて、潮の流れを利用する潮流発電システムもその範囲内に含むものとする。 Hereinafter, an ocean current power generation system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the ocean current power generation system described here includes, in addition to the ocean current power generation system that uses ocean currents, a tidal current power generation system that uses tidal currents.
(1)実施の形態1
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、図1を用いて説明する。
(1)
An ocean current power generation system according to
図1に、本実施の形態1による海流発電システムの主要な構成要素を示す。このシステムは、海流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を与えられて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。
FIG. 1 shows main components of the ocean current power generation system according to the first embodiment. This system includes a
さらに、翼2の前面側、即ち翼2より上流側において、回転中心から外径側へ向かって所定半径を覆うように、内側に凹となる円錐形状を有するキャップ4が設けられている。
Further, on the front side of the
点線で示されたような従来用いられていたキャップ3では、点線の矢印で示されたように海流が流れ、その向きは回転軸に対する角度が小さく垂直に近いものとなる。
In the
本実施の形態1では、キャップ3の替わりにキャップ4を備えたことにより、海流がキャップ4に衝突して実線の矢印で示されたように翼2の外周側へ向かって分散されるようになり、その向きは回転軸に対してより大きい角度を有することになる。海流における回転軸に向かって垂直方向の流れ成分は、キャップ4に衝突した分だけ損失となる。しかし、翼2を回転させるエネルギは十分に得られるので、発電は可能である。
In the first embodiment, the
そして、翼2の外周側へ向かって分散して流れる方向成分が発生することで、翼2中心部へ向かって衝突するように泳いできた魚類の進行方向も外周側へ変更される。その結果、翼2へ衝突する確率を低減することが可能となる。
And the direction component of the fish which has swam so that it may collide toward the center part of wing |
キャップ4の直径は、大きいほど魚類が翼2へ衝突する確立を低減することができるが、大きいほど損失となる。したがって、好ましくはキャップ4の直径(回転中心からキャップ4が回転してできる外周までの長さ)は翼2の回転直径の5%〜25%に設定する。
The larger the diameter of the
尚、本実施の形態1の変形例として、図2に示されたようにキャップ14の形状が単純な円錐形状(母線が略直線形状である円錐形状)であっても、海流の流れが実線の矢印で示されたように翼2の外周側へ向かって分散されるようになり、魚類の衝突確率を低減することができる。海流の流れは図1に示されたキャップ4の方がより抵抗少なく翼2の外周側へ向かって変更することができるので、渦の発生を低減することができると考えられる。しかし、図2に示されたような単純な円錐形状のキャップ6によれば、作製が容易でコストを低減することができる。
As a modification of the first embodiment, even if the shape of the
(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と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(2)
An ocean current power generation system according to
本実施の形態2は、翼12が流れ方向に対して後退翼であるように構成されている。即ち翼12が、回転軸に近い中心部分が回転軸に対して垂直に近い角度を有しているが、徐々に先端に向かうに従って角度が減少し後退していく形状を有している。
The second embodiment is configured such that the
言い換えれば、翼12の断面における上面と下面との中間点を結ぶキャンバーラインと回転軸との間の角度が、先端に向かうに従って徐々に小さくなっていく形状となっている(キャンバーラインが、略U字形状となっている)。
In other words, the angle between the camber line connecting the midpoint between the upper surface and the lower surface in the cross section of the
上記実施の形態1、2における翼2のように、回転軸に対して垂直に設置されている方が得られる回転エネルギは大きい。しかし、本実施の形態3によれば、翼12を流れ方向に対して後退翼とすることで翼12の外周側への流れる成分が増加する。この結果、魚類が直接翼12に衝突する確率を大幅に低減することが可能である。
As in the
また、後退翼とすることで、翼12に魚類が衝突する確率が減少するため翼12自身の損傷度合いも小さくなり、延命化並びにコスト低減を図ることが可能となる。
Moreover, since the probability of fish colliding with the
(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。尚、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。
(3)
An ocean current power generation system according to
海流発電システムでは、魚類の致死率を下げる一方で、発電システム本来の発電容量を減少させないようにする必要がある。翼径を小さくすると魚類の衝突確率を低減することができるが、発電容量が減少する。 In ocean current power generation systems, it is necessary to reduce the lethality of fish while not reducing the original power generation capacity of the power generation system. If the wing diameter is reduced, the probability of fish collision can be reduced, but the power generation capacity is reduced.
そこで本実施の形態3では、翼径を小さく抑えて魚類の衝突確率を減少させつつ、発電容量が減少しないように補助翼を用いている。 Therefore, in the third embodiment, auxiliary wings are used so that the power generation capacity does not decrease while the blade diameter is kept small to reduce the collision probability of fish.
図4に示されたように、上記実施の形態1と同様のキャップ4と複数の翼2が設けられ、翼2の外周側に、翼2を相互に結合する円形の外周バンドリング8が設けられ、さらに外周バンドリング8より内径側に同心円状に中間バンドリング9が設けられている。そして、円周方向における翼2のそれぞれの間に複数の補助翼10が放射状に設けられ、この補助翼10が外周バンドリング8と中間バンドリング9とによって両端がそれぞれ支持されるように構成されている。
As shown in FIG. 4, a
本実施の形態3によれば、外周バンドリング8を翼2の外周側へ設置することで翼2の先端部分が発生する翼端渦を低減することができるため、海流発電システム下流域における流れの変動を抑制し、これにより下流域での生態系へ及ぼす影響を低減することができる。
According to the third embodiment, by installing the outer
また、翼2に加えて補助翼10も海流の流れを回転エネルギに変換する仕事をすることができる。このため、所定の出力を必要とする翼径は、補助翼10が無い場合の発電システムと比較して小さくすることができる。この結果、翼径が小さくなることで魚が翼に衝突する確率が減少し生態系への影響を小さくすることができる。
In addition to the
さらに補助翼10が外周バンドリング8と中間バンドリング9とによって支持されていることで、翼2と同様に補助翼10が発生する翼端渦が低減され、海流発電システム下流域における流れの変動が抑制され生態系への影響が低減される。
Further, since the
上記実施の形態2のように、翼2を流れ方向に対して後退翼とした場合にも本実施の形態3を適用し、翼2の外周側に外周バンドリング8を設け、中間バンドリング9との間に補助翼10を設けて上記実施の形態2及び本実施の形態3の効果を同時に奏することができる。
As in the second embodiment, the third embodiment is applied even when the
図5に、本実施の形態3の変形例を示す。この変形例では、補助翼10がキャップ4で覆われた回転軸と中間バンドリング9との間に支持された状態で設けられている。この場合も、図4に示された実施の形態3と同様に、翼2の翼径を減らして魚類の衝突確率を減らすと共に必要な発電力を確保することができる。
FIG. 5 shows a modification of the third embodiment. In this modification, the
しかし、図4に示された構成の方が、図5に示された構成より回転軸と中間バンドリング9との間の断面に存在する翼の数及び翼の占める面積が小さいので、魚類が翼に衝突することなく貫通する確率が高く致死率を下げることができる。
However, since the configuration shown in FIG. 4 has a smaller number of wings and an area occupied by the wings in the cross section between the rotation shaft and the
その一方で、図5に示された構成によれば補助翼10が回転軸と中間バンドリング9との間に両端が接続されるように設けられているため、図4に示された補助翼10が中間バンドリング9と外周バンドリング8との間に接続された構成より強度が高いと考えられる。
On the other hand, according to the configuration shown in FIG. 5, the
(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6を用いて説明する。尚、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。
(4)
An ocean current power generation system according to
本実施の形態4は海底固定式海流発電システムに相当し、ナセル1が支柱21により海底に固定されている。そして、ナセル1に海水電気分解装置が内蔵されている。ナセル1に内蔵されている発電機により発電された電力が海水電気分解装置に供給され、海水が電気分解され発生した水素がエネルギとして貯蔵されるとともに、発生した酸素がケーブ22を介して支柱23に送られ、支柱23の先端の気泡排出穴24から海水中に気泡25となって放出される。この気泡排出穴24が、キャップ14で覆われた回転軸の中心前方に位置するように支柱23が海底に固定されている。
The fourth embodiment corresponds to a seafloor fixed type ocean current power generation system, and the
ここで、本実施の形態4は上記実施の形態1〜3並びにそれぞれの変形例におけるいずれかの構成を備えている。 Here, the fourth embodiment includes any one of the configurations in the first to third embodiments and the respective modified examples.
本実施の形態4によれば、海水を電気分解することにより生成された酸素が回転軸の中心前方に位置する気泡排出穴11より排出されることで、酸素が翼2の上流側から排出されて翼2の回転径に万遍なく気泡25が行き渡り、翼2の前縁付近に酸素気泡の膜が形成される。この気泡膜により、魚類が翼2に衝突する際の衝撃を和らげるクッション材として作用して死傷率を低減し、あるいは翼2への直接衝突自体を低減させることができる。
According to the fourth embodiment, oxygen generated by electrolyzing seawater is discharged from the bubble discharge hole 11 located in front of the center of the rotating shaft, so that oxygen is discharged from the upstream side of the
さらに、翼2を通過した酸素の気泡25は翼2の回転により海中を拡散され下流側へ流れていく。酸素には水の浄化作用があり、かつ下流域に生存するプランクトンの活動を活性化する作用がある。その結果、下流域の漁場が活性化されることとなる。
Further, the oxygen bubbles 25 that have passed through the
本実施の形態4の変形例として、係留式海流発電システムに本実施の形態4を適用させた場合について、図7を用いて説明する。ナセル1が構造部材31により支持され、構造部材31は係留ワイヤ32を介して海底にアンカー33により固定されている。回転軸に上記実施の形態1の変形例と同様の円錐型のキャップ14が設けられており、キャップ2を貫通するように回転軸の先端にT字型のパイプ34が取り付けられており、両端には気泡排出穴35が形成されている。この気泡排出穴24は、キャップ14で覆われた回転軸の中心前方に位置する。
As a modification of the fourth embodiment, a case where the fourth embodiment is applied to a mooring type ocean current power generation system will be described with reference to FIG. The
上記実施の形態3と同様に、ナセル1に海水電気分解装置が内蔵されており、ナセル1に内蔵された発電機から電力が供給されて海水が電気分解され発生した水素がエネルギとして貯蔵されるとともに、発生した酸素がパイプ34に送られ、気泡排出穴35から海水中に気泡25となって放出される。
As in the third embodiment, the
海水の電気分解により生成された酸素が回転軸の中心前方に位置する気泡排出穴35より回転しながら排出されることで、翼2の回転径に万遍なく気泡25が行き渡り、翼2の前縁付近に酸素気泡の膜が形成される。この気泡膜によって、魚類が翼2に衝突する際の衝撃が和らげられて死傷率が低減し、また翼2への衝突自体が低減される。
Oxygen generated by the electrolysis of seawater is discharged while rotating from the
また上記実施の形態3と同様に、酸素の気泡25が翼2の回転によって海中を拡散され下流側へ流れていくことで、酸素の浄化作用並びに下流域のプランクトンの活動が活性化されて、下流域の漁場が活性化される。
Similarly to the third embodiment, the oxygen bubbles 25 are diffused in the sea by the rotation of the
図8に、本実施の形態4における酸素の気泡を排出する構成に関する変形例を示す。この例では、キャップ44の中央先端部分に気泡排出穴45が直接形成されている。これにより、ナセル1に内蔵された海水電気分解装置から発生した酸素が、キャップ44の気泡排出穴45から排出される。
FIG. 8 shows a modification of the configuration for discharging oxygen bubbles in the fourth embodiment. In this example, a
図9に、本実施の形態4における酸素の気泡を排出する構成に関する他の変形例を示す。この例では、キャップ54の周辺領域に円状に複数の気泡排出穴55が配置されている。この場合は、排出された気泡が翼2の回転とともにより海水中に拡散されることとなる。
FIG. 9 shows another modification of the configuration for discharging oxygen bubbles in the fourth embodiment. In this example, a plurality of bubble discharge holes 55 are arranged in a circular shape in the peripheral region of the
このように、キャップに設ける気泡排出穴は任意の領域に任意の数だけ形成することができる。尚、キャップに気泡排出穴を形成する場合、図8に示されたように回転軸の前方の中心部分に形成すると静圧が高く気泡が排出し難い可能性がある。これに対し、図9に示されたようにキャップの周辺領域に気泡排出穴を形成した場合は、静圧がより低く気泡の排出が容易となる。 In this manner, any number of bubble discharge holes provided in the cap can be formed in any region. When the bubble discharge hole is formed in the cap, if it is formed at the center portion in front of the rotating shaft as shown in FIG. 8, there is a possibility that the static pressure is high and it is difficult to discharge the bubbles. On the other hand, when the bubble discharge hole is formed in the peripheral region of the cap as shown in FIG. 9, the static pressure is lower and the bubble can be easily discharged.
図10に示された変形例のように、キャップ64の替わりに翼62に気泡排出穴を形成してもよい。図11に翼62の形状を拡大して示し、図11におけるA−A線に沿う縦断面形状を図12に示す。翼62は、内部が空洞である中空構造を有し、先端から前縁領域に渡って気泡排出穴63が設けられている。ナセル1に内蔵された海水電気分解装置から発生した酸素が、回転軸から翼62の内部空間を経て気泡排出穴63から海中へ排出され、翼62の回転と共に拡散される。
As in the modification shown in FIG. 10, a bubble discharge hole may be formed in the
これらの変形例は気泡を排出する構成に関する一例であり、これらの変形例に限らず回転軸先端に設けられたキャップから、あるいはキャップより前方側から気泡が排出されるものであれば、本実施の形態4と同様の効果を奏することができる。
These modified examples are examples relating to the configuration for discharging bubbles. The present invention is not limited to these modified examples, and the present embodiment can be used as long as the bubbles are discharged from the cap provided at the tip of the rotating shaft or from the front side of the cap. The effect similar to the
(5)実施の形態5
本発明の実施の形態5による海流発電システムについて、その構成を示した図13を用いて説明する。尚、上記実施の形態1〜4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。
(5) Embodiment 5
An ocean current power generation system according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the said Embodiment 1-4, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施の形態5では、図13に示されたように、ナセル1の後端部1aが終端を頂点とする円錐形状を有している。ナセル1の後端部1aがこのような円錐形状を有することにより、ナセル1の下流域において死水領域が形成されない。このため、ナセル1の下流域におけるキャビテーションの発生が抑制され、キャビテーションが原因となる魚類の殺傷が回避される。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 13, the
この結果、本実施の形態5によれば、海流発電システムの下流域における魚類の殺傷確率を低減することが可能である。 As a result, according to the fifth embodiment, it is possible to reduce the probability of killing fish in the downstream area of the ocean current power generation system.
(6)実施の形態6
本発明の実施の形態6による海流発電システムについて、その構成を示した図14〜図17を用いて説明する。図14にこの海流発電システムの主機形状の正面図を示し、図15にその左側面図としてキャップ74及び翼2の形状を示し、図16に、図15における翼2のB−B線に沿う断面形状を示す。尚、上記実施の形態1〜5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。
(6)
An ocean current power generation system according to
ナセル1と翼2より上流側に、回転中心から外径測へ向かって内側に凹となる円錐形状キャップ74が設けられているが、このキャップ74はさらに、翼2を露出するように切り欠き74aが設けられている。
On the upstream side of the
図32、図33に示されたキャップ106のような従来の形状を有する場合には、海流の流れ方向は回転軸に沿って平行となる。
In the case of a conventional shape such as the
これに対し、上記実施の形態1〜5と同様に、本実施の形態6におけるキャップ74の形状により、キャップ74に海流が衝突することで矢印で示されたように翼2の外周方向へ分散される。
On the other hand, in the same manner as in the first to fifth embodiments, the shape of the
翼2の垂直方向に流れる海流成分は、衝突損失分として失われるが、翼2を回転させるエネルギとしては十分確保され発電が可能である。
The ocean current component flowing in the vertical direction of the
さらに本実施の形態6によれば、キャップ74において翼2が露出するように切り欠き74aが形成されている。図15に示されたように、キャップ74と翼2との間に隙間が存在するように切り欠き74aが存在する。さらに図16に示されたように、キャップ74の切り欠き74aにより、翼2の圧力面2a及び負圧面2bの両方を含む全面が露出する。これにより、翼2に海流が流れて翼としての性能を十分に発揮しキャップ74による出力低下を抑制することができる。
Furthermore, according to the sixth embodiment, the
以上のように本実施の形態6によれば、翼2の中心部へ衝突するように泳いできた魚類の進行方向がキャップ74により外周側へ変更されて衝突確率が低減されると共に、キャップ74に切り欠き74aが形成されたでキャップ74による出力低下を抑制することが可能である。
As described above, according to the sixth embodiment, the advancing direction of the fish that have swam so as to collide with the center of the
(7)実施の形態7
本発明の実施の形態7による海流発電システムについて、その構成を示した図17〜図19を用いて説明する。図17にこの海流発電システムの主機形状の正面図を示し、図18にその左側面図としてキャップ84及び翼2の形状を示し、図19に、図18における翼2のC−C線に沿う断面形状を示す。尚、上記実施の形態1〜6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。
(7) Embodiment 7
An ocean current power generation system according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 shows a front view of the main engine shape of this ocean current power generation system, FIG. 18 shows the shapes of the
上記実施の形態6では、キャップ74の切り欠き74aが翼2の負圧面及び圧力面の両方を含む全面を露出するように形成されている。これに対し本実施の形態7では、キャップ84において翼2における圧力面のみが露出するように切り欠き84aが形成されている。より具体的には、図18に示されたように、翼2の圧力面2aのみがキャップ84との間に隙間があり、負圧面2bとキャップ84との間に隙間がないように切り欠き84aが形成されている。また図19に示されたように、キャップ84の切り欠き84aにより、翼2の圧力面2aが露出する。
In the sixth embodiment, the
このように本実施の形態7では、切り欠き84aによる翼2の露出部を圧力面2aに限定しているが、翼2は圧力面2aと負圧面2bとの圧力差により回転することから、キャップ84による出力低下を抑制することが可能である。また、上記実施の形態6よりもキャップ84が翼2を覆う部分が多いことから、魚類の死傷率をより低下させることができる。
Thus, in the seventh embodiment, the exposed portion of the
(8)実施の形態8
本発明の実施の形態8による海流発電システムについて、図20、図21を用いて説明する。図20にこの海流発電システムの主機形状の正面図を示し、図21にその左側面図としてキャップ94及び翼2の形状を示す。上記実施の形態1〜7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。
(8)
An ocean current power generation system according to
本実施の形態8では、翼2がキャップ94上に接合され、あるいは翼2とキャップ94とが一体となるように成形されている。上記実施の形態1〜7では、いずれも翼の上流側にキャップが設けられ、キャップには翼の形状が全く形成されていない。このため、キャップで覆われている部分は翼が存在しない状態にある。
In the eighth embodiment, the
一方、本実施の形態8ではキャップ94上に翼2が接合されていることから、キャップ94の表面上に翼の中心部分の形状が形成された状態となる。これにより、翼2のより多くの面積に海流が作用して仕事量が増加し、出力を高めることができる。
On the other hand, in the eighth embodiment, since the
また本実施の形態8においても上記実施の形態1〜7と同様に、キャップ94の存在により海流が翼2の外周方向へ流れることで、魚類の衝突確率を低減することが可能である。
Also in the eighth embodiment, as in the first to seventh embodiments, the ocean current flows in the outer circumferential direction of the
(9)実施の形態9
本発明の実施の形態9による海流発電システムについて、主要な構成要素を示した図22、その翼とキャップの形状を示した図23を用いて説明する。上記実施の形態1〜8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。
(9)
The ocean current power generation system according to
本実施の形態9は、翼2の回転軸中心に対してキャップ104aの図形上の中心位置が偏心するように、キャップ104aが設けられている。キャップ104aの図形上の中心位置を偏心させることで、図23において一点鎖線で示されたようにキャップ104aが回転する半径が見かけ上大きくなる。これにより、キャップ104aが見かけ上翼2を覆う面積が大きくなり、魚類の死傷率を低減させることができる。
In the ninth embodiment, the
また、キャップ104a自体の面積は、翼2を覆う一点鎖線で囲まれた見かけ上の面積よりも小さいため、翼2がキャップ104aから露出して海流を受ける面積も確保され、キャップ104aで覆われることによる出力低下を抑制することができる。
Further, since the area of the
キャップ104の回転軸と翼2の回転軸との間にギア等を設けて、キャップ104の回転数と翼2の回転数とを異ならせてもよい。この場合には、海流に対してキャップ104により翼2が隠れている部分を常に変化させることができる。複数枚の翼2のうち、露出面積が大きいもの程海流を受ける負荷が大きくなるが、この負荷を均一化させ翼2全体の疲労を分散させて寿命を延ばすことができる。また、発電機の回転軸にかかる負荷も均一化され片減りを防ぐことができる。尚、この翼2への負荷の均一化は、翼2の回転数よりキャップ104の回転数が高い方がより効果的である。
A gear or the like may be provided between the rotation shaft of the
図24に、本実施の形態9の第1の変形例による海流発電システムにおける主要な構成要素を示し、図25に翼2とキャップ104bの形状を示す。
FIG. 24 shows main components in the ocean current power generation system according to the first modification of the ninth embodiment, and FIG. 25 shows the shapes of the
この第1の変形例では、上記実施の形態9とは異なり翼2の回転軸中心とキャップ104bの図形上の中心とは一致しており偏心していない。さらにキャップ104bは、図25において示されたように、上記実施の形態9のような真円ではなくハッチングが施された一部の領域104cが欠けた形状を有する。
In the first modified example, unlike the ninth embodiment, the center of the rotational axis of the
この第1の変形例によれば、図25において一点鎖線で示されたようにキャップ114が回転する半径が見かけ上大きくなり、上記実施の形態9と同様に魚類の死傷率を低減させることができる。さらにキャップ114が真円から一部の領域104cが欠けた形状を有することで、円形状のキャップ104を有する上記実施の形態9よりも翼2がキャップ2から露出する部分がより大きくなり、出力を向上させることができる。
According to the first modification, the radius at which the
図26に、本実施の形態9の第2の変形例による海流発電システムにおける翼2とキャップ114の形状を示す。
FIG. 26 shows the shapes of the
この第2の変形例では、翼2の回転軸中心とキャップ114の図形上の中心とは一致しておらず偏心している。さらにキャップ114は、楕円形状を有する。
In this second modification, the center of rotation of the
この第2の変形例によれば、図23において点線で示されたようにキャップ114が回転する半径が見かけ上大きくなり、上記実施の形態9、第1の変形例と同様に魚類の死傷率を低減させることができる。さらにキャップ114を楕円形状としたことで、円形状のキャップ104を有する上記実施の形態9よりも、翼2がキャップ2から露出して海流を受ける部分が大きくなり、出力を向上させることができる。
According to the second modification, the radius at which the
図27に、本実施の形態9の第3の変形例による海流発電システムにおける翼2とキャップ124とを示す。この第3の変形例では、翼2の回転軸中心とキャップ124の図形上の中心とは一致しており偏心しておらず、キャップ124が多角形形状を有する。
FIG. 27 shows the
ここでは翼2の枚数が3であり、これと同数の頂点を有するように多角形形状として三角形の形状をキャップ124が有する。さらに、キャップ124の3つの頂点が、それぞれ翼2の間に位置するように設けられている。翼2の枚数が4枚の場合は、キャップは四角形、翼2の枚数が5枚の場合は、キャップは五角形の形状を有し、それぞれの頂点が翼の間に位置することが望ましい。
Here, the number of the
尚、図27におけるキャップ124のD−D線に沿う断面を図28に示す。図28(a)に示されたように、左右対称な二等辺三角形の断面の一部124aが除去された形状であってもよく、あるいは図28(b)のように左右が非対象な形状を有し一部124bが欠けた形状を有するものであってもよい。
FIG. 28 shows a cross section taken along line DD of the
この第3の変形例によれば、図27において一点鎖線で示されたようにキャップ124が回転する半径が見かけ上大きくなるため、上記実施の形態9、第1の変形例、第2の変形例と同様に魚類の死傷率を低減させることができる。さらにキャップ124を多角形状としたことで、円形状のキャップ104を有する上記実施の形態9より翼2がキャップ2から露出する部分が多くなり、出力が向上する。
According to the third modification, the radius of rotation of the
第1、第2、第3の変形例においても上記実施の形態9と同様に、キャップ114a、114b、124の回転軸と翼2の回転軸との間にギア等を設けて、キャップ114a、114b、124の回転数と翼2の回転数とを異ならせてもよい。
In the first, second, and third modified examples, as in the ninth embodiment, a gear or the like is provided between the rotating shafts of the
(10)実施の形態10
本発明の実施の形態10による海流発電システムについて、図29〜図30を用いて説明する。図29にこの海流発電システムの主機形状の正面図を示し、図30にその左側面図としてキャップ134及び翼2の形状を示す。上記実施の形態1〜9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。
(10)
An ocean current power generation system according to
本実施の形態10では、キャップ134の表面上に円環状のネット41が設けられている。キャップ134から露出している翼2の部分で海流を受けて回転するが、魚類が翼2に衝突する確率は全く零ではない。
In the tenth embodiment, an
そこで本実施の形態10では、翼2の上流側にネット41を設けることで、魚類が翼2に衝突することを回避し魚類の致死率を低減することが可能である。
Therefore, in the tenth embodiment, by providing the net 41 on the upstream side of the
ところで、ネット41を翼2の上流側に設置すると、海草や流れてきた塵等がネット41に付着するため、取り除く作業が必要となる。本実施の形態10によれば、ネット41がキャップ134と共に回転することで、一旦付着した塵類を振り払うことで、取り除く作業回数を少なくすることができる。
By the way, when the net 41 is installed on the upstream side of the
図31に、本発明の実施の形態10の変形例による海流発電システムの構成を示す。この変形例では、ネット41をキャップ144よりさらに上流側へ設置するために、ネット支持棒42をキャップ144の上流側へ設け、このネット支持棒42にネット41を取り付けている。ネット支持棒42はキャップ144と共に回転し、これに伴いネット41も回転する。
FIG. 31 shows a configuration of an ocean current power generation system according to a modification of the tenth embodiment of the present invention. In this modification, in order to install the net 41 further upstream than the
この変形例においても上記実施の形態10と同様に、魚類が翼2に衝突することを回避し魚類の致死率を低減すると共に、ネット41が回転することで一旦付着した塵類が振り払われ、取り除く作業回数を低減することができる。
In this modified example, as in the tenth embodiment, the fish does not collide with the
尚、ネット41は金属、化学繊維、樹脂等の素材を用いて作製することができる。金属を用いた場合は海流におけるネット41の回転抵抗を少なくすることができる。化学繊維を用いた場合は、海流に沿って撓むことで、魚類に傷を付けにくいという効果が得られる。さらに樹脂を用いた場合には、回転抵抗を減少させ、かつ魚類に与える傷を減少させることが可能である。 The net 41 can be manufactured using a material such as metal, chemical fiber, or resin. When metal is used, the rotational resistance of the net 41 in the ocean current can be reduced. When chemical fiber is used, the effect that it is hard to damage a fish by bending along an ocean current is acquired. Further, when a resin is used, it is possible to reduce the rotational resistance and reduce the damage to fish.
上記実施の形態1〜10によれば、魚類の衝突による死亡率を低減し、魚類の死亡によるその上位捕食者の衰退等、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。 According to the first to tenth embodiments, it is possible to provide a ocean current power generation system that reduces the mortality rate due to a fish collision and has little influence on the environment, such as the decline of the predator due to the fish death.
上記実施の形態はいずれも一例であって限定するものではなく、様々に変形することが可能である。 The above embodiments are merely examples and are not limited, and various modifications can be made.
上記実施の形態2〜10及びそれぞれの変形例では、いずれも上記実施の形態1と同様の形状を有するキャップを備えている。しかし、このようなキャップを備えていない場合であっても魚類の衝突確率を低減することができる。例えば、上記実施の形態2及びその変形例において後退翼を有することで、上記実施の形態1と同様のキャップを有していなくとも魚類の衝突確率が低減され生態系への影響を下げることができる。また上記実施の形態3、4及びそれぞれの変形例において気泡を発生することにより、上記実施の形態1と同様のキャップを有していなくとも魚類の衝突確率の低減並びに生態系への影響の低減が可能である。
Each of the above-described
また、上記実施の形態4、並びに実施の形態4の各変形例において、海水電気分解装置は必ずしもナセルに内蔵されている必要はなく、ナセルの外部に設けられていてもよい。
Moreover, in the said
さらに、上記実施の形態5はナセルの後端が円錐形状を有しているが、上記実施の形態6〜10、変形例のそれぞれにおいても同様にナセルの後端が円錐形状を有するように構成してもよい。 Furthermore, although the rear end of the nacelle has a conical shape in the fifth embodiment, the rear end of the nacelle similarly has a conical shape in each of the sixth to tenth embodiments and the modified examples. May be.
あるいはまた、上記実施の形態10、その変形例において、上記実施の形態6、7のようにキャップに切り欠きが設けられていてもよく、あるいは上記実施の形態8のようにキャップに翼が接合、あるいは一体に成形されていてもよい。 Alternatively, in the tenth embodiment and its modifications, the cap may be provided with a notch as in the sixth and seventh embodiments, or the wing is joined to the cap as in the eighth embodiment. Alternatively, it may be integrally formed.
1 ナセル
2、12、62 翼
4、14、44、54、64、74、84、94、104a、104b、114、124、134、144 キャップ
8 外周バンドリング
9 中間バンドリング
10 補助翼
21、23 支柱
22 ケーブル
24、35、45、55 気泡排出穴
34 パイプ
41 ネット
42 ネット支持棒
1
Claims (21)
変換された前記回転エネルギを、前記翼に接続された回転軸を介して与えられて発電を行い、ナセルに内包された発電機と、
を備える海流発電システムにおいて、
前記翼における前記回転軸に接続された回転中心から外径側へ所定領域を覆うように設けられたキャップをさらに備え、
前記キャップが円錐形状を有することを特徴とする海流発電システム。 A wing that converts the flow of seawater into rotational energy;
The converted rotational energy is supplied through a rotating shaft connected to the wing to generate electric power, and a generator enclosed in a nacelle;
In the ocean current power generation system comprising
A cap provided so as to cover a predetermined region from the rotation center connected to the rotation shaft in the blade to the outer diameter side;
An ocean current power generation system, wherein the cap has a conical shape.
前記外周バンドリングの内周側に、前記外周バンドリングと同心円状に設けられた中間バンドリングと、
前記回転軸から前記中間バンドリングへ向かって放射状に設けられた補助翼と、
をさらに備え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。 A circular outer peripheral bundling connecting the wing to the outer peripheral side of the wing;
An intermediate bundling provided concentrically with the outer peripheral band ring on the inner peripheral side of the outer peripheral band ring;
An auxiliary wing provided radially from the rotating shaft toward the intermediate bundling;
The ocean current power generation system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記外周バンドリングの内周側に、前記外周バンドリングと同心円状に設けられた中間バンドリングと、
前記中間バンドリングから前記外周バンドリングに向かって放射状に設けられた補助翼と、
をさらに備え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。 A circular outer peripheral bundling connecting the wing to the outer peripheral side of the wing;
An intermediate bundling provided concentrically with the outer peripheral band ring on the inner peripheral side of the outer peripheral band ring;
Ailerons provided radially from the intermediate bundling toward the outer peripheral bundling;
The ocean current power generation system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記海水電気分解装置が発生した酸素を与えられ、前記翼の上流側から気泡を排出する気泡排出穴を有する気泡排出手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の海流発電システム。 Seawater electrolysis apparatus for electrolyzing seawater using the power generated by the generator to generate oxygen and hydrogen;
A bubble discharge means having a bubble discharge hole that is supplied with oxygen generated by the seawater electrolyzer and discharges bubbles from the upstream side of the blade,
The ocean current power generation system according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記海水電気分解装置が発生した酸素を与えられて気泡を排出する気泡排出穴を有する気泡排出手段と、
をさらに備え、
前記気泡排出手段として、前記キャップが前記気泡排出穴を有し、前記海水電気分解装置が発生した酸素を与えられて前記気泡排出穴から排出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の海流発電システム。 Seawater electrolysis apparatus for electrolyzing seawater using the power generated by the generator to generate oxygen and hydrogen;
Bubble discharge means having a bubble discharge hole for discharging bubbles by being supplied with oxygen generated by the seawater electrolyzer,
Further comprising
The said cap has the said bubble discharge hole as said bubble discharge means, The oxygen which the said seawater electrolysis apparatus gave is given, and it discharges | emits from the said bubble discharge hole. The ocean current power generation system described in 1.
前記海水電気分解装置が発生した酸素を与えられて気泡を排出する気泡排出穴を有する気泡排出手段と、
をさらに備え、
前記気泡排出手段として、前記翼が縁部に沿って前記気泡排出穴が形成された中空構造を有し、前記海水電気分解装置が発生した酸素を与えられて前記気泡排出穴から気泡を排出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の海流発電システム。 Seawater electrolysis apparatus for electrolyzing seawater using the power generated by the generator to generate oxygen and hydrogen;
Bubble discharge means having a bubble discharge hole for discharging bubbles by being supplied with oxygen generated by the seawater electrolyzer,
Further comprising
As the bubble discharge means, the wing has a hollow structure in which the bubble discharge hole is formed along the edge, and is supplied with oxygen generated by the seawater electrolyzer and discharges the bubble from the bubble discharge hole. The ocean current power generation system according to any one of claims 1 to 5, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011147496A JP2012041920A (en) | 2010-07-22 | 2011-07-01 | Ocean-current power generation system |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010165217 | 2010-07-22 | ||
JP2010165217 | 2010-07-22 | ||
JP2011147496A JP2012041920A (en) | 2010-07-22 | 2011-07-01 | Ocean-current power generation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012041920A true JP2012041920A (en) | 2012-03-01 |
Family
ID=45898504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011147496A Withdrawn JP2012041920A (en) | 2010-07-22 | 2011-07-01 | Ocean-current power generation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012041920A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012021689A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-01-09 | Voith Patent Gmbh | Current power plant for use under water for generating electricity, has rotor and generator formed as support structures, where longitudinal axis of each rotor blade runs outside of rotational axis of rotor |
JP2014005765A (en) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Toshiba Corp | Water flow generation device |
US9074577B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-07-07 | Dehlsen Associates, Llc | Wave energy converter system |
JP2019073992A (en) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 敏夫 山下 | Hydraulic power unit |
WO2019189107A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Water turbine and small hydroelectric generator |
JP2020006765A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 一般財団法人電力中央研究所 | Migratory floating structure and migratory system by floating structure |
CN112502886A (en) * | 2020-11-04 | 2021-03-16 | 三峡大学 | Fish-like flowing water body embedded micro-flow element power generation device |
CN112883611A (en) * | 2021-02-08 | 2021-06-01 | 西南交通大学 | Film equivalent simulation method for calculating impact force of metal ring net |
-
2011
- 2011-07-01 JP JP2011147496A patent/JP2012041920A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014005765A (en) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Toshiba Corp | Water flow generation device |
DE102012021689A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-01-09 | Voith Patent Gmbh | Current power plant for use under water for generating electricity, has rotor and generator formed as support structures, where longitudinal axis of each rotor blade runs outside of rotational axis of rotor |
US9074577B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-07-07 | Dehlsen Associates, Llc | Wave energy converter system |
JP2019073992A (en) * | 2017-10-13 | 2019-05-16 | 敏夫 山下 | Hydraulic power unit |
WO2019189107A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | Ntn株式会社 | Water turbine and small hydroelectric generator |
JP2020006765A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 一般財団法人電力中央研究所 | Migratory floating structure and migratory system by floating structure |
CN112502886A (en) * | 2020-11-04 | 2021-03-16 | 三峡大学 | Fish-like flowing water body embedded micro-flow element power generation device |
CN112502886B (en) * | 2020-11-04 | 2022-04-08 | 三峡大学 | Fish-like flowing water body embedded micro-flow element power generation device |
CN112883611A (en) * | 2021-02-08 | 2021-06-01 | 西南交通大学 | Film equivalent simulation method for calculating impact force of metal ring net |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012041920A (en) | Ocean-current power generation system | |
US4722665A (en) | Turbine | |
JP5730003B2 (en) | Fluid rotating wheel | |
ES2842332T3 (en) | Underwater turbine | |
RU2011144173A (en) | HYDROELECTRIC POWER SYSTEM AND TURBINE IN A TUBE | |
JP2018509554A5 (en) | ||
US20100289268A1 (en) | Underwater turbine | |
RU2010146502A (en) | HYDRO TURBINES WITH MIXERS AND EJECTORS | |
CN104520579A (en) | Spiral screw fluid turbine having axial void | |
CA2568235A1 (en) | Wind power generator | |
JPH11506180A (en) | Helical turbine for power generation and propulsion systems | |
ES2690446T3 (en) | Hydrokinetic energy conversion system and its use | |
EP2435690A2 (en) | Hydroelectric in-pipe turbine blades | |
JP2009030586A (en) | Sea windmill pump device, windmill pump artificial fisheries, and mooring type wind power station | |
SE523241C2 (en) | Energy generating system for utilising seawater currents | |
JP2015072009A (en) | Blade structure and power generation system | |
JP5346050B2 (en) | Tidal current generator | |
KR20100115781A (en) | Free-standing, immersible power generation plant with an axial turbine | |
JP5638429B2 (en) | Ocean current power generation system | |
JP4892716B1 (en) | Wind power generator | |
KR101318480B1 (en) | Multi-stage tidal current power plant with high efficiency | |
US9133815B1 (en) | Propeller-type double helix turbine apparatus and method | |
JP5745709B1 (en) | Underwater power generation device and pumping device using water flow cone body | |
JP2012002203A (en) | Ocean current power generation system | |
JP5976414B2 (en) | Water current generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140902 |