JP2017509828A - Turbine for tidal hydropower - Google Patents
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Abstract
本発明は、水の流れる方向が変わっても一方方向にのみ回転して持続的な発電が可能なようにし、流れる水の水位が変わっても持続的な発電が可能なように改善された潮水力発電用タービン及びこれを利用した潮水力発電装置を提供して、自然生態系の変化を与えなくても発電が可能なようとするものである。The present invention is an improved tidal water that enables continuous power generation by rotating only in one direction even if the direction of water flow changes, and enabling continuous power generation even if the level of flowing water changes. A turbine for power generation and a tidal hydroelectric generator using the turbine are provided so that power generation is possible without changing the natural ecosystem.
Description
本発明は、潮水力発電用タービンに関するもので、さらに詳細には、水が流れる方向に関係なく回転して持続的な発電が可能で、水の上に浮遊させた状態で発電が可能なようにして、海水面の高低や川の水量に関係なく持続的に発電が可能なように改善された潮水力発電用タービン及びこれを利用した潮水力発電装置に関する。 The present invention relates to a tidal hydroelectric power generation turbine. More specifically, the present invention is capable of continuous power generation by rotating regardless of the direction in which water flows, and is capable of generating power in a floating state on water. In particular, the present invention relates to a tidal hydraulic power generation turbine that has been improved so as to be able to generate power continuously regardless of the level of sea level and the amount of water in a river, and a tidal hydro power generation apparatus using the turbine.
一般的に潮力や水力発電のためのシステムが開示されており、このような潮水力発電システムらは、自然エネルギーを利用して電気エネルギーを得ることができるので、地球環境的に非常に勧奨されているシステムであるということは既に知られている事実である。 In general, systems for tidal and hydroelectric power generation have been disclosed, and such tidal and hydroelectric power generation systems can obtain electric energy using natural energy, so they are highly recommended for the global environment. It is a fact already known that it is a system that has been used.
したがって、先行技術文献に記載されたような多数の潮力及び水力発電装置やタービンが開示されている。 Therefore, a large number of tidal and hydroelectric generators and turbines as described in the prior art documents have been disclosed.
しかし先行技術は、必ず固定式構造物がなければならないか、または落差水圧を利用しなければならないものであるだけでなく、必ず潮流通路があってこそ発電が可能なようになっているものである。 However, the prior art not only has to have a fixed structure or must use a drop water pressure, but it must be able to generate electricity only when there is a tidal channel. is there.
ゆえに、潮流通路を備えるための固定構造物またはダムを利用した水力発電をしなければならないものであるので、自然生態系の変化を招くようになる問題点があるだけでなく、多くの施設費が投資されなければならない問題点がある。 Therefore, it is necessary to perform hydroelectric power generation using a fixed structure or dam to provide a tidal channel, which not only causes problems that cause changes in the natural ecosystem, but also requires a lot of facility costs. There are problems that must be invested.
特に、先行技術において潮力発電の場合には、一方方向にだけ流れる水によってのみ潮水力発電ができるものであるので、満ち潮が入ってくるときには稼動することができない問題点を伴う。 In particular, in the case of tidal power generation in the prior art, tidal hydro power generation can be performed only with water flowing in only one direction, and therefore there is a problem that it cannot be operated when full tide enters.
本発明は、水の流れる方向が変わっても一方方向にのみ回転して持続的な発電が可能なようにし、流れる水の水位が変わっても持続的な発電が可能なように改善された潮水力発電用タービン及びこれを利用した潮水力発電装置を提供しようとすることにその目的がある。 The present invention is an improved tidal water that enables continuous power generation by rotating only in one direction even if the direction of water flow changes, and enabling continuous power generation even if the level of flowing water changes. The purpose is to provide a turbine for power generation and a tidal hydroelectric generator using the turbine.
本発明の他の目的は、自然生態系の変化を与えなくても発電が可能なようにしようとすることにある。 Another object of the present invention is to make it possible to generate power without changing the natural ecosystem.
本発明は、タービン軸が固定される中心部材と、上記中心部材の上下部にそれぞれ対向して固定される一対の水平支持部材と、上記一対の水平支持部材の間でタービン軸を中心として円周方向に羽根支持軸が等間隔で多数固定されるようにし、上記羽根支持軸が一地点で一つ以上備えられるようになされる羽根支持軸と、上記羽根支持軸に支持されて上下方向に移動可能なようになされ、中間ヒンジ部を中心として上下方向に配置される上部羽根片と下部羽根片が上下方向に開き折畳まれる、多数の推進羽根手段を含んでなる潮水力発電用タービンをその特徴とする。 The present invention provides a center member to which a turbine shaft is fixed, a pair of horizontal support members fixed to be opposed to the upper and lower portions of the center member, and a circle around the turbine shaft between the pair of horizontal support members. A plurality of blade support shafts are fixed at equal intervals in the circumferential direction, and one or more blade support shafts are provided at one point, and the blade support shafts are supported by the blade support shafts in the vertical direction. A turbine for tidal hydroelectric power generation comprising a plurality of propulsion blade means which is movable and has an upper blade piece and a lower blade piece which are vertically arranged around an intermediate hinge portion and opened and folded in the vertical direction. Is the feature.
上記中間ヒンジ部は、上・下部羽根片にそれぞれ多数備えられて相互一列になるようにはめ込まれるヒンジ片の軸孔にヒンジ軸が差し込まれるようにするか、上・下部羽根片の中間部が、蝶番や曲がることができる性質を有したスプリング鋼板材によって連結されるようになされることのうちいずれか一つからなるようにしたことを他の特徴とする。 The middle hinge portion is provided in a large number in the upper and lower blade pieces, and the hinge shaft is inserted into the shaft hole of the hinge piece fitted in a line with each other, or the middle portion of the upper and lower blade pieces is Another feature is that it is composed of any one of hinges and bent spring steel plates having the property of being bent.
上記中間ヒンジ部がある部分の上・下部羽根片には、一つ一つのヒンジ片の間毎に、外部にそれぞれ突出する多数の羽根広がり抑制片を備えるようになされることをまた他の特徴とする。 The upper and lower blade pieces where the intermediate hinge portion is located are provided with a plurality of blade spread suppressing pieces that protrude to the outside between the hinge pieces. And
上記推進羽根手段の上・下部羽根片には、それぞれ羽根支持軸が貫通する軸孔を有する移動部材を備えて垂直方向に往復移動可能にし、上記移動部材が垂直方向に移動するとき、上・下部羽根片がそれぞれ移動部材を中心として回動運動するように連結してなされるようにし、上記移動部材が羽根支持軸の中間に備えられるストッパーに引っ掛かって移動することが停止するようになされることを他の特徴とする。 The upper and lower blade pieces of the propulsion blade means are each provided with a moving member having a shaft hole through which the blade support shaft passes, so that the reciprocating movement in the vertical direction is possible, and when the moving member moves in the vertical direction, The lower blade pieces are connected to each other so as to rotate around the moving member, and the moving member is stopped from being caught by a stopper provided in the middle of the blade support shaft. This is another feature.
上記上・下部羽根片にそれぞれ備えられる空間部に挿入される移動部材の後尾にあるヒンジ軸孔と、空間部両側の固定部材のヒンジ軸孔に差し込まれるヒンジ軸を中心として上・下部羽根片が回動するようにするか、移動部材の軸孔が羽根支持軸の直径より大きい直径を有するようにして軸孔と羽根支持軸の間に余裕を有するようにするか、上・下部羽根片がそれぞれ移動部材で回動するように備えられるボールと連結されるようにして、移動部材が垂直方向に移動する過程に上・下部羽根片が回動可能なようにすることのうちのいずれか一つからなるようにすることをまた他の特徴とする。 The upper and lower blade pieces centering on the hinge shaft hole at the rear of the moving member inserted into the space portion provided in each of the upper and lower blade pieces and the hinge shaft inserted into the hinge shaft holes of the fixing members on both sides of the space portion. The shaft hole of the moving member has a diameter larger than the diameter of the blade support shaft so that there is a margin between the shaft hole and the blade support shaft, or the upper and lower blade pieces Any of the above can be connected to a ball provided to be rotated by a moving member so that the upper and lower blade pieces can be rotated in the process of moving the moving member in the vertical direction. Another feature is to make it one.
上記移動部材が、羽根支持軸に差し込まれて設置される弾力部材によって、ストッパー方向に加圧されて移動することができるようになされることをまた他の特徴とする。 Another feature is that the moving member can be moved while being pressed in the stopper direction by an elastic member inserted into the blade support shaft.
そして本発明は、第1項のようになされる一つ以上のタービンが、一つのタービン軸に垂直方向に設置されるようにし、上記タービン軸が浮具の浮力によって水面に浮上する浮遊部材を貫通して支持部材に固定される発電機に回転力が伝達されるようにして電気エネルギーが生産されるようになるようにし、上記浮遊部材は、海底面に固定される海底固定手段とワイヤによって連結されるようになされる潮水力発電用タービンを利用した潮水力発電装置を他の特徴とする。 According to the present invention, one or more turbines configured as described in the first item are installed in a direction perpendicular to one turbine shaft, and the floating shaft floats on the surface of the water by the buoyancy of the float. Electric energy is produced so that rotational force is transmitted to a generator that penetrates and is fixed to the support member, and the floating member is composed of a seabed fixing means and a wire fixed to the seabed. Another feature of the present invention is a tidal hydroelectric generator using a tidal hydropower turbine that is connected.
上記海底固定手段は、ワイヤが連結され拡開傾斜頭部を有するボルト棒と、上記拡開傾斜頭部によって外側方向に開くために下端割れ孔の間に備えられる多数の拡開片部を備え、ボルト棒が貫通するように結合される管体と、上記管体上部でボルト棒に差し込まれる座金部材と、上記座金部材上部でボルト棒に締結されるナット部材によってなされることをまた他の特徴とする。 The seabed fixing means includes a bolt rod connected to a wire and having an expanded inclined head, and a plurality of expanded pieces provided between a lower end crack hole for opening outward by the expanded inclined head. A tube body coupled so as to penetrate the bolt rod, a washer member inserted into the bolt rod at the upper portion of the tube body, and a nut member fastened to the bolt rod at the upper portion of the washer member. Features.
本発明は、水の流れる方向が変わっても、タービンが一方方向にのみ回転するため、水の流れが停止しない限り持続的な発電が可能になる効果があるだけでなく、水位の高低が変わっても持続的な発電が可能になる効果があるものである。 Since the turbine rotates in only one direction even if the direction of water flow changes, the present invention not only has the effect of enabling continuous power generation unless the water flow stops, but also changes the level of the water level. However, it has the effect of enabling sustainable power generation.
そして本発明は、水中に浸かるタービンが、潤滑油が必要とされるボールベアリングやメタルベアリングを全く採用しなくても回転可能となり、潤滑油が必要とされるボールベアリングやメタルベアリングが採用される他の発電装置や部品らは、水面上に浮上させた状態で発電が可能となるため、潤滑油のような油によって水が汚染されないようにしながら発電が可能なので、自然生態系の変化を与えなくても親環境的な発電が可能なようにする効果を提供するようになるのである。 In the present invention, the turbine immersed in water can rotate without using any ball bearing or metal bearing that requires lubricating oil, and a ball bearing or metal bearing that requires lubricating oil is used. Other power generation devices and components can generate electricity while floating on the surface of the water, so it is possible to generate electricity while preventing water from being polluted by oil such as lubricating oil, which will change the natural ecosystem. It will provide the effect of enabling environmentally friendly power generation without it.
本発明を添付された望ましい実施図面に基づいてより詳しく説明すれば次のとおりである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図6を参照すると、本発明に係るタービン10は、タービン軸11が固定される中心部材12を備え、上記中心部材12の上下部には一対の水平支持部材13,13'がそれぞれ対向して固定される。
1 to 6, a
図6で符号11aは、中心部材12の回転力をタービン軸11に伝達するキーを示す。そして上記一対の水平支持部材13,13'の間には、タービン軸11を中心として円周方向に羽根支持軸14が等間隔で多数固定されるようにし、上記羽根支持軸14が一地点で一つ以上備えられるように固定されるものであって、後に説明される推進羽根手段20が組立てられた状態で、羽根支持軸14が一対の水平支持部材13,13'の間に固定されるものである。
In FIG. 6,
したがって、上記羽根支持軸14は、望ましくは図3及び図4に示したように、水平支持部材13,13'の外側からタービン軸11方向に一対が固定されて備えられるようにすることが望ましい。図3で符号14aは羽根支持軸14を固定するボルトを示す。
Therefore, it is desirable that a pair of
本発明は羽根支持軸14に支持されて上下方向に移動可能なようになされる推進羽根手段20を備える。上記推進羽根手段20は、図1及び図2に示したように、等間隔で多数設置される羽根支持軸14にそれぞれ支持されるように設置されるものであるため、本発明のタービン10は、円周方向に推進羽根手段20を等間隔で多数備えるものである。
The present invention includes propulsion blade means 20 supported by the
図3ないし図6を参照すると、本発明の推進羽根手段20は、中間ヒンジ部22を中心として上下方向に配置される上部羽根片21及び下部羽根片21'を備え、上記上・下部羽根片21、21'が上下方向に開き折畳まれることができるようになされる。
3 to 6, the propulsion blade means 20 of the present invention includes an
上記した上・下部羽根片21、21'は、板材からなっているので、板上に例えばプレス金型で帯状に加圧して形成される補強突起を多数備えるようにすれば、さらに強い状態の上・下部羽根片21、21'を構成させることができるものであり、このような補強構造技術は既に知られているものであるため、図面及び説明を省略することにする。
Since the upper and
したがって、上・下部羽根片21、21'が上下方向に開き折畳まれることができるようにする中間ヒンジ部22は、図3及び図6に示したように、上・下部羽根片21、21'にそれぞれ多数備えられ相互一列になるようにはめ込まれるヒンジ片23,23'の軸孔23aにヒンジ軸25が差し込まれるようにして構成されるようにすることが望ましい。
Therefore, the
しかし図7の(a)に示したように、上・下部羽根片21、21'が蝶番26によって連結される中間ヒンジ部22であることもでき、または図7の(b)に示したように曲がることができる性質を有したスプリング鋼板材26'によって上・下部羽根片21、21'が連結される中間ヒンジ部22であることもできる。
However, as shown in FIG. 7A, the upper and
そして図3を参照すると、本発明は、中間ヒンジ部22がある部分の上・下部羽根片21、21'には、一つ一つのヒンジ片23,23'の間毎に、外部にそれぞれ突出する多数の羽根広がり抑制片24を備えることが望ましい。
Referring to FIG. 3, according to the present invention, the upper and
図3ないし図5を参照すると、本発明の推進羽根手段20の上・下部羽根片21、21'には、それぞれ羽根支持軸14が貫通する軸孔28を有する一つ以上の移動部材27が、連結軸271によって上・下部羽根片21、21'にそれぞれ連結されるように設置される。
3 to 5, the upper and
図5の(a)、(b)を参照すると、上・下部羽根片21、21'にそれぞれ形成される空間部211の両側で一対の固定部材212,212'がそれぞれ対向するように固定され、上記一対の固定部材212,212'の間に移動部材27が挿入されて、ヒンジ軸213が一側の固定部材212と移動部材27及び他側の固定部材212'のヒンジ軸孔214,271を貫通して連結されるようになされる。
Referring to FIGS. 5A and 5B, the pair of fixing
そして移動部材27の軸孔28には羽根支持軸14が貫通し、その羽根支持軸14に沿って移動部材27が上下方向に移動するようになるのである。
The
したがって、図5の(b)での実線図示のように、移動部材27が羽根支持軸14に沿って下部方向に移動するようになると、移動部材27は直線方向で移動するようになる過程にヒンジ軸213を中心として固定部材212,212'が時計方向に回動するようになるものであり、反対に移動部材27が羽根支持軸14に沿って仮想線図示のように上部方向に移動するようになると、移動部材27が直線方向で移動するようになる過程にヒンジ軸213を中心として固定部材212,212'は逆時計方向に回動するようになることにより、移動部材27が羽根支持軸14に沿って上下方向に移動することができるようになりながら、上・下部羽根片21、21'が移動部材27と連結される地点で回動して、上・下部羽根片21、21'が開き折畳まれることができるようになるのである。
Therefore, as shown by the solid line in FIG. 5B, when the moving
そして上記移動部材27は、羽根支持軸14の中間に備えられるストッパー15に引っ掛かって、移動することが羽根支持軸14の中間で停止するようになされる。
The moving
図8を参照すると、本発明は、推進羽根手段20の上・下部羽根片21、21'に水流力が全く作用しない場合には、図8での仮想線図示のように、上・下部羽根片21、21'が自重によって全て下に降りている状態にあるようになる。
Referring to FIG. 8, in the present invention, when hydrodynamic force does not act at all on the upper and
この際、上部羽根片21の移動部材27は、ストッパー15に引っ掛かってそれ以上は下に降りることができない状態になることにより、上・下部羽根片21、21'は、完全に重ならず若干開いた状態を維持するようになる。
At this time, the moving
一方、本発明の理解を助けるために、ヒンジ軸25を中心として羽根広がり抑制片24がある方向側を推進羽根手段20の後面部、または上・下部羽根片21、21'の後面部と略称して名称し、ヒンジ軸25を中心として羽根広がり抑制片24と反対方向側を推進羽根手段20の前面部、または上・下部羽根片21、21'の前面部と略称して名称して説明することにする。
On the other hand, in order to help the understanding of the present invention, the direction side where the blade
したがって、図8に示した"A"で表示された矢印方向に水が流れるようになると、その水が流れる力が上・下部羽根片21、21'の前面部に作用することにより、上・下部羽根片21、21'はヒンジ軸25を中心として上下方向に回動しようとする状態となるが、下部羽根片21'の移動部材27が水平支持部材13'に引っ掛かった状態であるので、上部羽根片21が上部方向に回動して図8で実線で図示されたように開く状態になる。
Therefore, when water flows in the direction of the arrow indicated by “A” shown in FIG. 8, the force of the water flowing acts on the front surfaces of the upper and
この際、上部羽根片21にある羽根広がり抑制片24は、下部羽根片21'に接触して引っ掛かった状態になると共に、下部羽根片21'にある羽根広がり抑制片24は、上部羽根片21に接触して引っ掛かった状態になることにより、上・下部羽根片21、21'は、それ以上開かないように抑制されるものであるだけでなく、開いた状態の上・下部羽根片21、21'に強い水流力が作用しても、上・下部羽根片21、21'が折れないように支える支持力を有するようにするのである。
At this time, the blade
したがって、水流力によって、図8の実線図示のように上・下部羽根片21、21'が開く状態になると、その水流力(潮水力)が羽根支持軸14を介して水平支持部材13,13'に伝達されてタービン10が回転するようになるのである。
Therefore, when the upper and
そして水流力によって、図8の実線図示のように上・下部羽根片21、21'が開いた状態で、図8で“B”で表示された矢印方向である上・下部羽根片21、21'の後面部の方に水が流れるようになると、その水流力が上・下部羽根片21、21'の後面部に作用するに伴い、上部羽根片21が下部方向に下がるように移動する状態になるので、上・下部羽根片21、21'が開いた状態であるときよりも、相対的に非常に微弱な水流力が作用する状態になるのである。
Then, the upper and
一方、本発明の理解を助けるため、図8での実線図示のように、上・下部羽根片21、21'が開くように動作することを推進羽根手段20の展開動作、または上・下部羽根片21、21'の展開動作と略称して名称し、反対に図6で仮想線図示のように、上・下部羽根片21、21'が閉じるように動作することを推進羽根手段20の折畳動作、または上・下部羽根片21、21'の折畳動作と略称して名称して説明することにする。
On the other hand, in order to help the understanding of the present invention, as shown by the solid line in FIG. 8, the upper and
したがって、図2で符号Hwと表示された矢印のように、タービン10の右側から左側方向に水が流れるようになることを満ち潮状態Hwとし、反対に符号Lwで表示された矢印のようにタービン10の左側から右側方向に水が流れるようになることを引潮状態Lwと仮定して、満ち潮と引潮の際の本発明に係るタービン10の作用を説明すれば次のとおりである。
Accordingly, the flow of water from the right side of the
すなわち、図2で満ち潮状態Hwであるときには、多数の推進羽根手段20のうちで、符号20a〜20dで表示された、水平中心線Sの下側に位置する個別状の推進羽根手段20らの前面部に水流力が作用することにより、その上・下部羽根片21、21'が展開動作をするようになり、水平中心線Sの上側に位置し、符号20e〜20hで表示された個別状の推進羽根手段20らは、その上・下部羽根片21、21'の後面部に水流力が作用することにより折畳動作をするようになる。
That is, in the full tide state Hw in FIG. 2, among the numerous propulsion blade means 20, the individual propulsion blade means 20 and the like positioned below the horizontal center line S indicated by
ゆえに、水平中心線Sの上側の符号20e〜20hで表示された個別状の推進羽根手段20らが、折畳動作をするときに受けるようになる水流力より、水平中心線Sの下側の符号20a〜20dで表示された個別状の推進羽根手段20らが展開動作をするときに受けるようになる水流力の方がずっとより強いので、タービン10は、図2で時計方向に回転するようになる推進力を有するようになる。
Therefore, the individual propulsion blade means 20 and the like indicated by the
一方、図2で引潮状態Lwであるときには、多数の推進羽根手段20のうちで、水平中心線Sの下側に位置する、符号20a〜20dで表示された個別状の推進羽根手段20らは、後面部に水流力が作用することにより、その上・下部羽根片21、21'が折畳動作をするようになり、反対に水平中心線Sの上側に位置する、符号20e〜20hで表示された個別状の推進羽根手段20らは、その上・下部羽根片21、21'の前面部に水流力が作用することにより展開動作をするようになる。
On the other hand, in the tide state Lw in FIG. 2, the individual propulsion blade means 20 indicated by
ゆえに、水平中心線Sの下側の符号20e〜20hで表示された個別状の推進羽根手段20らが、折畳動作をするときに受けるようになる水流力より、水平中心線Sの上側の符号20e〜20hで表示された個別状の推進羽根手段20らが展開動作をするときに受けるようになる水流力の方がずっとより強いので、タービン10は、図2で時計方向に回転するようになる推進力を有するようになる。
Therefore, the individual propulsion blade means 20 and the like indicated by the
すなわち、本発明は、満ち潮状態Hwか引潮状態Lwであるかを問わず、一方方向にのみタービン10が回転する推進力を得るようになるものであり、これはすなわち、水の流れの方向に関係なく水が流れる場所ではどんな場所でもタービン10が回転して推進力を得ることができるというものである。
That is, according to the present invention, a propulsive force in which the
したがって、上記のように動作する本発明のタービン10は、それぞれの上・下部羽根片21、21'に移動部材27が採用される場合には、図9の(a)に示したように、移動部材27の軸孔28が羽根支持軸14の直径より大きい直径を有するようにして、軸孔28と羽根支持軸14の間に余裕28aを有するようにすることにより、図9の(b)に示したように、上・下部羽根片21、21'が展開動作や折畳動作をする際、移動部材27が左右方向に動くようになり、上・下部羽根片21、21'が良好に展開及び折畳動作ができるようにすることもできる。
Therefore, in the
また、図10の(a)に示すように、それぞれの上・下部羽根片21、21'が移動部材27で回動するように備えられるボール29と連結されるようにして、図10の(b)に示したように、上・下部羽根片21、21'が展開動作や折畳動作をする際、上・下部羽根片21、21'が上下方向に動くようになり、上・下部羽根片21、21'が良好に展開及び折畳動作ができるようにすることもできるものであり、本発明は必ずしも上記のようにのみ構成されるものではなく、他の構造や手段が採用されることもできるものである。
Further, as shown in FIG. 10A, the upper and
そして本発明のタービン10は、図11に示したように、下部羽根片21'の移動部材27が、羽根支持軸14に差し込まれて設置される弾力部材16によって、ストッパー15方向に加圧されて移動できるようになされることもできる。この場合には、上・下部羽根片21、21'が折畳動作をした際、下部羽根片21'の移動部材27が、弾力部材16の弾力によってストッパー15方向に移動する状態となる。
In the
一方、図12は、本発明のタービン10を利用した潮水力発電装置100を示したものである。
On the other hand, FIG. 12 shows a tidal
本発明の潮水力発電装置100は、一つ以上のタービン10が一つのタービン軸11に垂直方向に設置されるようにし、上記タービン軸11が、浮具111の浮力によって水面Waに浮上する浮遊部材110を貫通して支持部材112に固定される発電機120に回転力が伝達されるようにして電気エネルギーが生産されるようにするものである。
The tidal
そして上記浮遊部材110は、海底面Wbに固定される海底固定手段130と、ワイヤ131によって連結されるようにする。
The floating member 110 is connected to the seabed fixing means 130 fixed to the seabed Wb by the
上記海底固定手段130は、図12に示したように、重量があるコンクリートブロックであることもできる。 The seabed fixing means 130 may be a heavy concrete block as shown in FIG.
しかし望ましい海底固定手段130は、図13の(a)、(b)に示したように、ワイヤ131が連結され拡開傾斜頭部133を有するボルト棒132と、上記拡開傾斜頭部133によって外側方向に開くために下端割れ孔135の間に備えられる多数の拡開片部136を備えボルト棒132が貫通するように結合される管体134、及び上記管体134上部でボルト棒132に差し込まれる座金部材137と、上記座金部材137上部でボルト棒132に締結されるナット部材138によってなされるようにしたものが望ましい。
However, as shown in FIGS. 13A and 13B, a desirable seabed fixing means 130 includes a
図13に示した海底固定手段130は、図13の(a)で実線で示したように、ボルト棒132の拡開傾斜頭部133が管体134の下端部にある拡開片部136に引っ掛かるよう管体134の穴にボルト棒132が差し込まれて結合されるようにし、座金部材137を管体134上部側のボルト棒132に差し込んで結合して、ボルト棒132にナット部材138を締結して部品相互間に遊動がないように結合する。
As shown by the solid line in FIG. 13A, the seafloor fixing means 130 shown in FIG. 13 has an expanded
次に、ボルト棒132を打撃して管体134とボルト棒132が共に海底面Wbに打ち込まれるようにする。この際、座金部材137が海底面Wb上方に引っ掛かって、それ以上打ち込めないところまで打ち込んで海底面Wbに固定させる。
Next, the
次に、ナット部材138が海底面Wb方向に移動するように継続的に締めていくと、座金部材137が海底面Wb上に支持された状態でナット部材138が締められるので、ボルト棒132は、図12(a)での仮想線図示のように、上部方向に強制的に上がることになる状態となる。
Next, when the
ゆえに、ボルト棒132の拡開傾斜頭部133が管体134の拡開片部136を、図13の(a)での仮想線図示のように、外側に強制的に開くようにすることにより、上記のように開いた状態の拡開片部136が、海底固定手段130が海底面(Wa)から抜けて離脱しないようにする役割を行うようにして固定されるのである。
Therefore, the expansion inclined
そしてワイヤ131の長さは、本発明の潮水力発電装置100が設置される海域で満ち潮の時に最も高い水位となる位置まで浮遊部材110が浮上することができる長さを有するようにして、浮遊部材110と海底固定手段130が連結されるようにするのである。
The length of the
ゆえに、浮遊部材110は、満ち潮時には上昇する水面Waにつれて上昇して浮上するもので、引潮時には下がる水面Waを下がるようになるが、満ち潮時だけでなく引潮時にも浮遊部材110下部にあるタービン10が水中に浸かっているので、満ち潮が入ってくるときだけでなく引潮が出ていくときにもタービン10が回転して発電が可能になるのである。
Therefore, the floating member 110 rises and rises as the water surface Wa rises at high tide, and comes down below the water surface Wa at low tide. However, the
そして本発明は、水量や流速が随時に変わる河川や川にも浮遊式で設置されて発電が可能である。 The present invention is also installed in a floating manner in rivers and rivers where the amount of water and flow velocity change from time to time, and can generate electricity.
すなわち、本発明のタービン10は、上・下部羽根片21、21'の前面部側で水を正面から受けて開きながら水流力を受けるので、流れる水の圧力(潮水力)を開いた状態の上・下部羽根片21、21'全体が水流力を受けるようになるものであるだけでなく、一つのタービン軸11に多数のタービン10が一列で設置されるようにすれば、多少流速が遅くても発電に必要とされる推進力を充分に得ることができるようになる。
In other words, the
特に、タービン軸11の回転力が増速器(図示せず)を介して発電機120に伝達されるようにすれば、流速が多少遅くても発電に必要とされる推進力をさらに得ることができるので、多少流速が遅い河川や川、または満ち潮と引潮が周期的に潮流が流れる海上でも発電が可能となり、電気エネルギーを生産することができるようになるのである。
In particular, if the rotational force of the
したがって、本発明は、潮流の流れる方向が変わってもタービン10が一方方向にのみ回転するため、水の流れが停止しない限り持続的な発電が可能であるだけでなく、潮流や川の水位の高低が変わるようになっても、持続的な発電が可能になるものであり、それによって電気エネルギーを以前に比べて相対的に倍加するように生産することができるだけでなく、発電効率が大きく向上することができるようになるのである。
Therefore, according to the present invention, since the
また、本発明は、流速が形成される場所に永久構造物を設置せず、発電施設等を水面上に浮上させた状態で発電が可能となるため、固定された発電用永久構造物を建築しなくてもよいため、親環境的で自然生態系の変化を与えずとも発電を可能なようにする。 In addition, the present invention does not install a permanent structure in a place where a flow velocity is formed, and can generate power in a state where a power generation facility or the like is levitated above the water surface. Therefore, a fixed power generation permanent structure is constructed. Because it is not necessary to do so, it will be possible to generate electricity without causing environmental changes and environmental changes.
そして、潮流が形成される所であればどんな場所でも本発明の潮水力発電装置を浮かべておいて電気エネルギーを生産することができるだけでなく、さらには潮水力発電装置の上部に風力発電装置やまたは太陽力発電装置を付加的にさらに設置して、さらに多くの電気エネルギーを得ることができるようにすることもできるものである。 In addition, it is possible not only to produce the electric energy by floating the tidal hydroelectric generator of the present invention in any place where a tidal current is formed, but also in the upper part of the tidal hydroelectric generator, Alternatively, it is possible to additionally install a solar power generator so that more electric energy can be obtained.
本発明は、図面に示され説明された実施例に必ずしも限定されるものではなく、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者によって様々な形態に変形実施されることもできるものであるため、請求の範囲を大きく逸脱しない限り、幅広く保護されるべきことは自明なことである。 The present invention is not necessarily limited to the embodiments shown and described in the drawings, and can be implemented in various forms by those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. Therefore, it is obvious that a wide range of protection should be provided without departing from the scope of the claims.
10:タービン
11;タービン軸
12:中心部材
13,13':水平支持部材
14:羽根軸
15:ストッパー
16:弾力部材
20:推進羽根手段
21、21':上・下部羽根片
22:中間ヒンジ部
23,23':ヒンジ片
23a:軸孔
24:羽根広がり抑制片
25:ヒンジ軸
26:蝶番
26':スプリング鋼板材
27:移動部材
28:軸孔
29:ボール
100:潮水力発電装置
110:浮遊部材
111:浮具
112:支持部材
120:発電機
130:海底固定手段
131:ワイヤ
132:ボルト棒
133:拡開傾斜頭部
134:管体
135:下端割れ孔
136:拡開片部
137:座金部材
138:ナット部材
211:空間部
212,212':固定部材
213:ヒンジ軸
214,271:ヒンジ軸孔
10:
Claims (2)
上記上・下部羽根片(21、21')にそれぞれ備えられる空間部(211)に挿入される移動部材(27)の後尾にあるヒンジ軸孔(271)と、空間部(211)両側の固定部材(212,213)のヒンジ軸孔(214)に差し込まれるヒンジ軸(213)を中心として上・下部羽根片(21、21')が回動するようにするか、移動部材(27)の軸孔(28)が羽根支持軸(14)の直径より大きい直径を有するようにして軸孔(28)と羽根支持軸(14)の間に余裕(28a)を有するようにするか、上・下部羽根片(21、21')がそれぞれ移動部材(27)で回動するように備えられるボール(29)と連結されるようにして、移動部材(27)が垂直方向に移動する過程に上・下部羽根片(21、21')が回動可能なようにすることのうちいずれか一つからなるようにすることを特徴とする潮水力発電用タービン。 A center member (12) to which the turbine shaft (11) is fixed, a pair of horizontal support members (13, 13 ') fixed to be opposed to the upper and lower portions of the center member (12), and the pair of horizontal A large number of blade support shafts (14) are fixed at equal intervals around the turbine shaft (11) between the support members (13, 13 ') so that the blade support shaft (14) is at one point. One or more blade support shafts (14) are provided, and are supported by the blade support shafts (14) so as to be movable in the vertical direction, with the intermediate hinge portion (22) as a center in the vertical direction. The upper blade piece (21) and the lower blade piece (21 ′) arranged on the upper and lower sides are opened and folded in a vertical direction and include a plurality of propulsion blade means (20). ) Upper and lower blades (21, 21 ') A moving member (27) having a shaft hole (28) through which each blade support shaft (14) passes is provided so as to be reciprocally movable in the vertical direction. When the moving member (27) moves in the vertical direction, The lower blade pieces (21, 21 ') are connected to each other so as to rotate around the moving member (27);
The hinge shaft hole (271) at the rear of the moving member (27) inserted into the space (211) provided in each of the upper and lower blade pieces (21, 21 '), and fixing of both sides of the space (211) The upper and lower blade pieces (21, 21 ') are rotated around the hinge shaft (213) inserted into the hinge shaft hole (214) of the member (212, 213), or the moving member (27) The shaft hole (28) has a diameter larger than the diameter of the blade support shaft (14) so that there is a margin (28a) between the shaft hole (28) and the blade support shaft (14), or The lower blade piece (21, 21 ') is connected to a ball (29) provided to be rotated by the moving member (27), so that the moving member (27) moves in the vertical direction. -The lower blade piece (21, 21 ') is rotatable A turbine for tidal hydroelectric power generation characterized by comprising any one of the above.
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