JP2019147510A - Floating body and artificial up-welling current generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電機を備え水上に浮かべて発電するための浮体、および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置に関する。
特に、本発明は、波の上下動(水粒子の円軌道運動)により波力発電するもの、或は前記浮体を備え、海流、潮流等により海洋エネルギー利用発電するもの、または前記浮体を備え、該浮体上に洋上風車を搭載した洋上風力発電等の風力エネルギー利用発電するもの等のエネルギー変換分野に関する。
The present invention relates to a floating body that includes a generator and generates power by floating on water, and an artificial upwelling flow generator including the floating body.
In particular, the present invention is one that generates wave power by vertical movement of waves (circular orbital motion of water particles), or includes the floating body, or generates power using ocean energy by ocean current, tidal current, or the like, or includes the floating body. The present invention relates to the field of energy conversion such as offshore wind power generation using offshore wind turbines mounted on the floating body.
さらに、本発明は、前述した動力源を用いたポンプ動力発生等動力変換分野、および海洋上に浮上、着床させて水の送水、取水、水の循環、水質浄化等による水質環境改善分野、または深層水(底層水)取水、排水、拡散等による人口湧昇流発生により、植物プランクトン増養殖、水産資源の増養殖、海域の肥沃化等、生物環境改善分野等にも関する。 Further, the present invention is a power conversion field such as pump power generation using the power source described above, and a water quality environment improvement field by floating, landing on the ocean, water supply, water intake, water circulation, water purification, etc. It also relates to the field of biological environment improvement such as phytoplankton aquaculture, aquaculture resources aquaculture, marine fertilization, etc. due to the occurrence of artificial upwelling by deep water (bottom water) intake, drainage, diffusion, etc.
従来から地球温暖化や様々な地球環境破壊等が叫ばれてきたが、これらの問題は近年になってますます大きくなっている。これらは、化石エネルギー資源の使用による二酸化炭素排出問題とも密接に関連している。その化石エネルギー資源には、枯渇問題等エネルギー資源そのものの量的問題等がある。これらの問題に対して省エネルギー、省資源が叫ばれるとともに、二酸化炭素排出のないクリーンな自然エネルギーの早期導入、早期実用化が全世界的な課題になっている。 Conventionally, global warming and various destruction of the global environment have been screamed, but these problems have become increasingly serious in recent years. These are also closely related to the problem of carbon dioxide emissions from the use of fossil energy resources. The fossil energy resource has a quantitative problem of the energy resource itself such as a depletion problem. Concerning these problems, energy saving and resource saving are screamed, and the early introduction and early commercialization of clean natural energy that does not emit carbon dioxide has become a global issue.
また、原子力発電による電気エネルギーの供給が行われているが、原子力利用に関する問題としては、原子力発電所等の原子炉の老朽化や地震、津波、天災、人災等に伴って発生し得る放射能漏れ事故がある。周知のように放射能は、生態環境への悪影響が大きく、放射能漏れ事故が発生したときには、福島原発事故等の例を見ても分かるように、地域住民の生活環境への悪影響が極めて大きく、被害も甚大になる虞がある。 In addition, electric energy is supplied by nuclear power generation. Problems related to the use of nuclear power include radioactivity that can occur due to aging of nuclear reactors such as nuclear power plants, earthquakes, tsunamis, natural disasters, human disasters, etc. There is a leakage accident. As is well known, radioactivity has a major negative impact on the ecological environment, and when a radioactivity leak accident occurs, the adverse impact on the living environment of local residents is extremely large, as can be seen from examples of the Fukushima nuclear accident. The damage can be serious.
また、我が国の陸上における風力エネルギー利用装置では装置の大規模化に伴い、低周波騒音問題等の公害問題がある。国土が狭い上に山岳地帯の占める面積が大きい我が国ではこれらの問題を踏まえ、これ以上陸上では大規模な新規立地が困難な状況にあるが、早急に新たなエネルギー開発を推進しなくてはならない。そこで、騒音公害や環境公害の問題等に配慮しつつ、安全性、安定性、効率性、メンテナンス性等の点で、これまでの装置の大幅な改善と推進が緊急に求められている。 In addition, onshore wind energy utilization devices in Japan have pollution problems such as low-frequency noise problems as the devices become larger. In Japan, where the land area is small and the area occupied by the mountainous area is large, it is difficult to establish a large-scale new location on land, but it is necessary to promote new energy development as soon as possible. . Thus, there is an urgent need for significant improvement and promotion of conventional devices in terms of safety, stability, efficiency, maintainability, etc. while taking into account noise pollution and environmental pollution problems.
地球は、表面積の71パーセントが海であり、我が国は四方を海に囲まれた海洋国である。また、我が国は領海および排他的経済水域の面積を入れると世界有数の大国である。従って、海を有効に利用して、海洋上に浮体式、着床式、或いは洋上風力エネルギー利用装置を設けることにより、低周波騒音等の公害問題も解決するだけでなく大規模化が可能になる。このため、原子力発電の代替エネルギーとして風力エネルギーを十分に役立たせることも可能である。 The earth is 71% of the surface area of the sea, and Japan is an oceanic country surrounded by the sea on all sides. In addition, Japan is one of the world's largest powers, including the area of territorial waters and exclusive economic zones. Therefore, by effectively utilizing the sea and installing floating, landing, or offshore wind energy utilization devices on the ocean, it is possible not only to solve pollution problems such as low-frequency noise but also to increase the scale. Become. For this reason, it is also possible to make wind energy sufficiently useful as an alternative energy for nuclear power generation.
また、離島等における風力エネルギー利用装置の開発は、陸上、洋上を問わず現在は人の住めないような無人島、例えば尖閣諸島や小笠原諸島における無人の島々への居住を可能にする。また、それらの島々を釣り場や観光地とする可能性を高めるために、さらには離島における石油等の運搬費とエネルギー資源の節約や観光、水産業等の拡大による島民の生活向上や利便性の向上、或いは国民の広域活動と都市集中型人口の分散化等を図るためにも、海を有効に利用することが有益である。 In addition, the development of wind energy utilization devices on remote islands, etc., enables residence on uninhabited islands where people can't live, whether on land or offshore, such as the Senkaku Islands and the Ogasawara Islands. In addition, in order to increase the possibility of these islands as fishing grounds and tourist destinations, further improve the life and convenience of islanders by saving oil transportation costs and energy resources on remote islands and expanding tourism, fisheries, etc. It is beneficial to use the sea effectively to improve or to promote wide-area activities of the people and the decentralization of urban-intensive population.
海洋には波エネルギーや風力、太陽光、海流、潮汐等の海洋エネルギー資源が多く存在する。そこで、これらを一つの浮体に搭載した装置(特許文献1参照)によって、安価に且つ安全に効率よくエネルギー利用し、それぞれ性質の違った多種多様なエネルギー源を組み合わせ、安定エネルギー源として有効利用できるエネルギーの多様化による発電機の開発が望まれている。 There are many ocean energy resources such as wave energy, wind power, sunlight, ocean currents, and tides in the ocean. Therefore, an apparatus (see Patent Document 1) in which these are mounted on a single floating body can efficiently use energy at low cost, safely and efficiently, and can be used effectively as a stable energy source by combining various energy sources with different properties. Development of generators by diversifying energy is desired.
また、地球が誕生して以来46億年の年月が流れ、海底には陸地から流れ込んだ窒素、リン等の栄養塩が無尽蔵に存在する。これらを本発明に関連した浮体支持軸と鉛直取水管を併用した装置(特許文献2参照)によって、低層部の深層水(底送水)を海面上に汲み上げ、人口湧昇流による植物プランクトンを増養殖して、水産食料資源を増殖することは、発電機等の電気的技術分野や機械的および構造的技術分野を超えた大海の海洋生態系、生物環境、生物資源生産分野にまで波及する。そのため、これらを早急に開発することが社会的にも経済的にも必要であり、その第1歩として最も身近な波力発電、海流、潮流、洋上風力、並びに洋上風力エネルギー利用装置の開発が緊急に望まれている。 In addition, 4.6 billion years have passed since the birth of the Earth, and there are infinite amounts of nutrients such as nitrogen and phosphorus flowing from the land on the ocean floor. By using a device that uses both a floating support shaft and a vertical intake pipe related to the present invention (refer to Patent Document 2), deep water (bottom water) in the lower layer is pumped up to the sea surface, and phytoplankton due to artificial upwelling flow is increased. The aquaculture and propagation of marine food resources spread to the marine ecosystem, bioenvironment, and bioresource production fields of the ocean beyond the electrical technical field such as generators and the mechanical and structural technical fields. Therefore, it is necessary socially and economically to develop these as soon as possible. As the first step, the development of the most familiar wave power generation, ocean current, tidal current, offshore wind power, and offshore wind energy utilization device is required. Urgently desired.
本願の出願人は、特許文献1において、水面上に浮上する浮体の傾斜面において、水の取水、排水口を設けて、波力を利用して発電する装置として波力エネルギー利用装置を提案したが、その中で波力発電機における波力(水)を取り入れる浮体、並びにその装置の構成においては、よりいっそう機構を改善、効率化することが望まれていた。
また、機構上のトラブルや海洋装置における生物付着問題、魚類、クラゲ等の混入問題、運転作業の軽減面等においても改善する余地があった。
In the
In addition, there is room for improvement in terms of mechanical troubles, problems with the attachment of organisms in marine devices, problems with mixing fish, jellyfish, etc., and reduction of operation work.
また、特許文献2においては、汲み上げた深層水をすぐに海域放流するために、放流した深層水の深海への沈降速度が速いという欠点があった。この欠点に対する効果的対策として、汲み上げた深層水を装置内で循環させて装置内における海洋生物の付着防止効果等を果たさせた後、循環中に表層近くの表層水との混合作用等により、冷水と表層水との温度差緩和等がなされたものを海域に放流することが考えられる。
Moreover, in
しかし、この場合、放流した深層水の低層への沈降速度が遅いために、海面上付近での滞留時間が長く光合成効果が大きくなる。このため、植物プランクトンをより多く増殖させることになり、これを捕食する動物プランクトン増殖も促す結果となり、これらプランクトンに起因する装置への付着物の増加を招くために、装置を改善しなくてはならないという課題があった。 However, in this case, since the settling rate of the discharged deep water into the lower layer is slow, the residence time near the sea surface is long and the photosynthetic effect is increased. As a result, more phytoplankton will be proliferated, resulting in the promotion of zooplankton growth that prey on it, and in order to increase the deposits on the device due to these plankton, the device must be improved There was a problem of not becoming.
特に、浮体式波力、洋上風力エネルギー利用装置等においては、実用化、並びに装置の大規模化に伴い機構を単純化し、装置は出来る限りドック等の陸地の工場で製作し、現地組み立て、運搬、設置等を簡略化し、メンテナンス費や運転コスト等のすべてにおいてコスト低下に導くことが、発電原価等の低減につながる。このため、洋上での現地作業を極力減じたものとする必要があるという課題もあった。 In particular, in floating wave power and offshore wind energy utilization equipment, etc., the mechanism has been simplified as it is put into practical use and the scale of the equipment is increased, and the equipment is manufactured as much as possible at a land factory such as a dock, and assembled and transported locally. The simplification of installation, etc., leading to cost reductions in all of the maintenance costs and operation costs, etc., leads to a reduction in power generation costs. For this reason, there was a problem that it was necessary to reduce field work on the ocean as much as possible.
また、洋上風力エネルギー利用装置等の運搬、設置、曳航時等においても、自己浮体にバラスト水注入等を用いて重心を下げ、安定した装置とすることにより、予期せぬ低気圧の到来や、突風の遭遇に際して、簡単に対応できて、装置を安全に守る必要があった。 Also, when transporting, installing, towing, etc., offshore wind energy utilization devices, etc., by lowering the center of gravity using ballast water injection etc. to the self-floating body, and making it a stable device, the arrival of unexpected low pressure, In the event of a gust, it was necessary to be able to respond easily and to keep the device safe.
本発明は、このような従来の技術が有する課題や問題点に着目してなされたもので、波力、海流、潮流、風力による水上発電を行うために、取水・排水を効率的に行うことができる浮体、並びにクラゲや魚類等海洋生物、浮遊ごみ等の海洋浮遊物の装置機構部内への混入防止が可能な浮体および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such problems and problems of the conventional technology. In order to perform surface power generation by wave power, ocean current, tidal current, and wind power, the water intake / drainage is efficiently performed. An object of the present invention is to provide a floating body capable of preventing contamination of marine organisms such as jellyfish and fish, marine suspended matter such as suspended garbage into the device mechanism, and an artificial upwelling generator having the floating body To do.
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
[1] 水上に浮かべた状態で姿勢の鉛直性が保たれ、中心部にメインタンク(MT)が設けられ、該メインタンク(MT)の下方に複数の排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)が設けられた浮体(1)において、
前記メインタンク(MT)に、その下方外部の水をメインタンク(MT)内部に取り入れる取水口(13、13a、13b、13c、13d)と、メインタンク(MT)内部の水を前記排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)毎に流す複数の連通口(16、16e、16f、16g、16h)が設けられ、
前記各排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)に、それぞれ排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部の水を浮体(1)外部に排水する排水口(11、27、28)が設けられ、
前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)に、水を前記メインタンク(MT)内部に取り入れるときに開き、その逆流時に閉じる逆止弁(14、14a、14b、14c、14d)が設けられ、
前記排水口(11、27、28)には、前記排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部の水を浮体(1)外部に排水する時に開き、その逆流時に閉じる逆止弁(12,29,30)が設けられたことを特徴とする浮体(1)。
The gist of the present invention for achieving the object described above resides in the inventions of the following items.
[1] The verticality of the posture is maintained while floating on the water, a main tank (MT) is provided at the center, and a plurality of drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg) are provided below the main tank (MT). , WTh) in the floating body (1),
A water intake (13, 13a, 13b, 13c, 13d) for taking water outside the main tank (MT) into the main tank (MT), and water inside the main tank (MT) into the drain tank (MT). A plurality of communication ports (16, 16e, 16f, 16g, 16h) that flow every WT, WTe, WTf, WTg, WTh) are provided,
In each of the drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh), drainage ports (11, 27, drainage) for draining water inside the drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) to the outside of the floating body (1) 28)
A check valve (14, 14a, 14b, 14c, 14d) that opens when the water is taken into the main tank (MT) and closes when the water flows back to the water intake port (13, 13a, 13b, 13c, 13d). Provided,
The drain port (11, 27, 28) has a check valve (opening when draining the water inside the draining tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) to the outside of the floating body (1) and closing it when the water flows backward) 12, 29, 30). A floating body (1).
[2] 発電機(19)を備え、
前記連通口(16,16e,16f、16g、16h)に、前記メインタンク(MT)内部から前記排水タンク(WT,WTe,WTf、WTg、WTh)内部に流れる水により回転する水車(17,17e,17f、17g、17h)が設けられ、
前記水車(17,17e,17f、17g、17h)によって、前記発電機(19)が駆動されることを特徴とする項1に記載の浮体(1)。
[2] A generator (19) is provided,
A water turbine (17, 17e) that rotates with water flowing from the inside of the main tank (MT) to the inside of the drainage tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) to the communication port (16, 16e, 16f, 16g, 16h). , 17f, 17g, 17h),
The floating body (1) according to
[3] 前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)に取水する水を案内する案内壁(55、55a、55b、55c、55d)と、前記排水タンク(WT,WTe,WTf、WTg、WTh)を囲う囲い壁(54、54e、54f、54g、54h)とは、何れか一方が一枚の壁の表裏両面のうちの一方であり、他方が前記一枚の壁の表裏両面のうちの他方であることを特徴とする項1または2に記載の浮体(1)。
[3] Guide walls (55, 55a, 55b, 55c, 55d) for guiding water taken into the water intakes (13, 13a, 13b, 13c, 13d) and the drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg) , WTh) is a wall (54, 54e, 54f, 54g, 54h) that surrounds one of the front and back surfaces of one wall, and the other is a front and back surface of the one wall. Item 3. The floating body (1) according to
[4] 前記メインタンク(MT)よりも上方へ延びるダクトを兼ねる支柱(22,39)の内部に、螺旋状に延びる螺旋板(45b、45a)を設けたことを特徴とする項1から3のいずれか一項に記載の浮体(1)。
[4] The
[5] 前記排水タンク(WT,WTe,WTf、WTg、WTh)の底面は、波形の波打ち形状であることを特徴とする項1から4のいずれか一項に記載の浮体(1)。
[5] The floating body (1) according to any one of
[6] 前記複数の排水タンク(WT,WTe,WTf、WTg、WTh)それぞれは、浮体(1)の中央近傍に位置する連通部(57)によって連通していることを特徴とする項1から5のいずれか一項に記載の浮体(1)。 [6] Each of the plurality of drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) communicates with each other by a communication portion (57) located near the center of the floating body (1). The floating body (1) according to any one of 5.
[7] 項1から6のいずれか一項に記載の浮体(1)と、
前記浮体(1)から鉛直下方に延びて、深層水を汲み上げるための鉛直取水管(7)と、を備え、
前記鉛直取水管(7)に、汲み上げた深層水を前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)の外部周辺および/または浮体内部に放出する放出手段(15a、15b、15c)と、該鉛直取水管(7)によって深層水を汲み上げるための取水ポンプ(8)と、が設けられたことを特徴とする人工湧昇流発生装置(A)。
[8] 前記浮体(1)に設けられた風力発電機(66)および/または水流発電機(71)を備え、
前記取水ポンプ(8)は、前記発電機(19)、前記風力発電機(66)および/または水流発電機(71)の少なくとも何れか一つが発電する電気によって駆動することを特徴とする項7に記載の人工湧昇流発生装置(A)。
[7] The floating body (1) according to any one of
A vertical intake pipe (7) extending vertically downward from the floating body (1) for pumping deep water;
Release means (15a, 15b, 15c) for discharging deep water pumped into the vertical intake pipe (7) to the outside periphery of the intake port (13, 13a, 13b, 13c, 13d) and / or the inside of the floating body; An artificial upwelling flow generator (A), characterized in that a water intake pump (8) for pumping deep water by the vertical water intake pipe (7) is provided.
[8] A wind power generator (66) and / or a water current generator (71) provided on the floating body (1),
前記本発明は次のように作用する。
項[1]に係る発明によれば、波の山が来るとメインタンク(MT)の取水口(13、13a、13b、13c、13d)に設けられている逆止弁(14、14a、14b、14c、14d)が、メインタンク(MT)の下方外部の水に押し上げられて開いた状態になる。これにより、メインタンク(MT)の下方外部の水が取水口(13、13a、13b、13c、13d)からメインタンク(MT)内に取り入れられる。
The present invention operates as follows.
According to the invention according to the item [1], the check valves (14, 14a, 14b) provided in the water intakes (13, 13a, 13b, 13c, 13d) of the main tank (MT) when a mountain of waves comes. , 14c, 14d) are pushed up by the water outside the main tank (MT) and open. Thereby, the water outside the main tank (MT) is taken into the main tank (MT) from the water intakes (13, 13a, 13b, 13c, 13d).
このとき、排水タンク(WT,WTe,WTf、WTg、WTh)の排水口(11、27、28)に設けられている逆止弁(12、29、30)は、メインタンク(MT)の下方外部の水に押し上げられて閉じた状態になっている。これにより、波の山が来るたびにメインタンク(MT)の下方外部の水がメインタンク(MT)内に取り入れられる。 At this time, the check valves (12, 29, 30) provided in the drain ports (11, 27, 28) of the drain tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) are located below the main tank (MT). Closed by being pushed up by external water. As a result, whenever a wave mountain comes, water outside the main tank (MT) is taken into the main tank (MT).
次に、波の山が過ぎて波の谷が来ると、取水口(13、13a、13b、13c、13d)に設けられている逆止弁(14、14a、14b、14c、14d)が閉じるとともに、メインタンク(MT)内の水が各連通口(16、16e、16f、16g、16h)を通って各排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)に流れ込む。このとき、排水口(11、27、28)の逆止弁(12、29、30)は開いた状態になっているので、排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部の水が排水口(11、27、28)から浮体(1)外部に排水される。
このように、本発明に係る浮体(1)によれば、波の山の通過及び波の谷の通過に伴って、メインタンク(MT)の下方外部の水をメインタンク内に効率よく取水することができ、また、効率よく排水することができる。
Next, when the wave mountain passes and the wave valley comes, the check valves (14, 14a, 14b, 14c, 14d) provided in the intake ports (13, 13a, 13b, 13c, 13d) are closed. At the same time, water in the main tank (MT) flows into each drainage tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) through each communication port (16, 16e, 16f, 16g, 16h). At this time, since the check valves (12, 29, 30) of the drain ports (11, 27, 28) are open, the water inside the drain tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) Drained from the drainage port (11, 27, 28) to the outside of the floating body (1).
Thus, according to the floating body (1) according to the present invention, the water outside the main tank (MT) is efficiently taken into the main tank as the wave peaks and wave valleys pass. Can be drained efficiently.
項2に係る発明によれば、メインタンク(MT)内の水が連通口(16、16e、16f、16g、16h)を通って排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部に流れるときに、連通口(16、16e、16f、16g、16h)に設けられた水車(17、17e、17f、17g、17h)が回転する。この水車(17、17e、17f、17g、17h)の回転によって発電機(19)が駆動するので、波力による発電をすることができる。
According to the invention according to
項3に係る発明によれば、取水口(13、13a、13b、13c、13d)に取水する水を案内する案内壁(55、55a、55b、55c、55d)と、排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)を囲う囲い壁(54、54e、54f、54g、54h)とは、何れか一方が一枚の壁の表裏両面のうちの一方の面から成り、他方が一枚の壁の表裏両面のうちの他方の面から成る構成なので、浮体(1)を構成する材料を効率よく有効に使用することができる。 According to the invention which concerns on claim | item 3, the guide wall (55, 55a, 55b, 55c, 55d) which guides the water taken in to a water intake (13, 13a, 13b, 13c, 13d), and a drainage tank (WT, WTe). , WTf, WTg, WTh), one of the front and back surfaces of one wall is one of the surrounding walls (54, 54e, 54f, 54g, 54h), and the other is one Since it is the structure which consists of the other surface of both front and back surfaces of a wall, the material which comprises a floating body (1) can be used efficiently and effectively.
項4に係る発明によれば、ダクトを兼ねる支柱(22、39)の内部に螺旋状に延びる螺旋板(45b、45a)が設けられているので、空気の出入りする吸排気口(23)から光が差し込んでも、螺旋板(45b、45a)が光を遮断する。これにより、ダクトを兼ねる支柱(22、39)よりも下方のメインタンク(MT)に溜まっている水に光が届くことを防止でき、メインタンク(MT)内での光合成を防止することができる。これにより、浮体(1)内での植物プランクトン等の増殖に起因して発生する浮体(1)や浮体(1)に設けた装置への付着物の増加を防止することができる。
According to the invention according to
項5に係る発明によれば、排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)の底面を波形の波打ち形状にしたので、浮体(1)の受ける波の揚圧力を軽減することができる。これにより、係留した浮体(1)を安定させておくことができる。 According to the invention which concerns on claim | item 5, since the bottom face of the drainage tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) was made into the waveform wavy shape, the lifting pressure of the wave which a floating body (1) receives can be reduced. Thereby, the moored floating body (1) can be stabilized.
項6に係る発明によれば、複数の排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)それぞれは、浮体(1)の中央近傍に位置する連通部(57)によって連通しているので、メインタンク(MT)からの水が特定の排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)に偏ってしまうことなく分配される。これにより、浮体(1)を安定させておくことができる。
According to the invention according to
項7に係る発明によれば、浮体(1)から鉛直下方に延びる鉛直取水管(7)と取水ポンプ(8)によって深層水を汲み上げることができる。汲み上げた深層水は、放出手段(15a、15b、15c)によって浮体(1)のメインタンク(MT)の取水口(13、13a、13b、13c、13d)の外部周辺および/または浮体(1)の内部に放出することができる。
According to the
これにより、鉛直取水管(7)によって汲み上げられた深層水(ST)は、取水口(13、13a、13b、13c、13d)、メインタンク(MT)、連通口(16、16e、16f、16g、16h)、排水タンク(WT)等を通過する際に、取水口(13、13a、13b、13c、13d)周辺の装置下方より混入する表層近くの表層水と混合されるため、あまり大きな温度差、密度差は生じず、表層水との温度差、密度差はより小さくして装置外部に放出することができる。 Thereby, the deep layer water (ST) pumped up by the vertical intake pipe (7) is the intake port (13, 13a, 13b, 13c, 13d), main tank (MT), communication port (16, 16e, 16f, 16g). 16h), when passing through a drainage tank (WT), etc., it is mixed with surface water near the surface layer mixed from below the intake port (13, 13a, 13b, 13c, 13d), so that the temperature is too high. There is no difference or density difference, and the temperature difference and density difference with the surface water can be made smaller and discharged outside the apparatus.
項8に係る発明によれば、浮体(1)に設けられた風力発電機(66)および/または水流発電機(71)の少なくとも何れか一つが発電する電気によって取水ポンプ(8)を駆動するので、自己完結型の人工湧昇流発生装置(A)となる。これにより、人工湧昇流発生装置(A)の設置場所の選択枝が多くなる。
According to the invention according to
本発明に係る水上発電浮体(「浮体」に相当)1および該水上発電浮体1を備えた人工湧昇流発生装置Aは、波動の水粒子の円軌道運動による流体の流れを受けて、浮体内に効率よく水を取り込み、浮体内から浮体外部へ排水機能を引き起こさせ、その時の水の流れにより波力発電するものである。
A hydroelectric floating body (corresponding to a “floating body”) 1 and an artificial spring uplift generator A equipped with the hydroelectric floating
本人工湧昇流発生装置Aは、信頼性、耐久性、メンテナンス性、経済性、効率性を必要とする領域、並びに海岸域、或いはダム、湖沼、大陸棚等に設置して人工湧昇流等を発生させ、深層水(底層水)の取水・排水、拡散、植物プランクトン並びに動物プランクトンの増養殖、潮流、海流、波力、風力等のエネルギーを有効に利用するものである。以下、海洋上において使用され、水上(波力)発電機を備えたものを例に説明する。 This artificial upwelling generator A is installed in areas requiring reliability, durability, maintainability, economy and efficiency, as well as coastal areas, dams, lakes, continental shelves, etc. Etc., and effectively uses energy such as deep-sea water (bottom water) intake / drainage, diffusion, phytoplankton and zooplankton aquaculture, tidal currents, ocean currents, wave power, and wind power. In the following, a description will be given by taking as an example the one used on the ocean and equipped with a water (wave power) generator.
以下、図面に基づき本発明の各実施の形態について説明する。
図1から図12は、本発明の第1の実施の形態を示している。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る水上発電浮体1および該水上発電浮体1を備えた人工湧昇流発生装置Aの主要部を示す縦断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 12 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a main part of a floating
図1に示したように、本実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Aは、水上発電浮体1を水面SW上に浮かべた状態に設置され、該水上発電浮体1の上部に運転室2が設けられている。水上発電浮体1の中心部には、メインタンクMTが設けられ、メインタンクMTの外周には、全周に亘って複数の収斂提浮体4が等間隔に立設されている。各収斂提浮体4の間には、傾斜板5が設けられている。
As shown in FIG. 1, the artificial upwelling generator A according to the present embodiment is installed in a state where the floating power
傾斜板5は、メインタンクMTの側壁上方から浮体外周縁に向かって下がるように傾斜している。メインタンクMTの側壁外部は、傾斜板5と収斂提浮体4とによって画成された空間によって傾斜板浮体10として形成されている。この傾斜板浮体10は、メインタンクMTの外側全周に設けられており、水上発電浮体1を形成している。また、メインタンクMTの上方にはカバー3が設けられている。このカバー3は、装置外部の波が傾斜板5を越波してきたときに、水上発電浮体1の内部に波が侵入することの防止及び水上発電浮体1に外部からの光が浸入することの防止のためのものである。
The inclined plate 5 is inclined so as to descend from the upper side wall of the main tank MT toward the outer periphery of the floating body. The outside of the side wall of the main tank MT is formed as an inclined plate floating body 10 by a space defined by the inclined plate 5 and the converging
図2は、図1の水上発電浮体1に洋上風車66(風力発電装置)及び波力発電装置70を搭載した人工湧昇流発生装置Aの全体を概略的に示している
図2に示したように、水上発電浮体1の下方には、チェーン取付部41が固着されており、該チェーン取付部41には、チェーン63の上端が取り付けられている。水上発電浮体1の下方では、海底SGにアンカー62が打ち込まれている。チェーン63の下端はアンカー62が取り付けられており、水上発電浮体1は、チェーン63を介してアンカー62に係留されている。ここでチェーン63は、ワイヤー、ロープ、パイプチェーン等、装置Aを係留できるものであれば良い。
FIG. 2 schematically shows the entire artificial upwelling generator A in which the offshore wind turbine 66 (wind power generator) and the
As shown in FIG. 2, a
また、水上発電浮体1の下方には、深層水を取水するための鉛直取水管7が設けられている。鉛直取水管7は、浮体の中心から鉛直下方に延び、海洋の低層部まで垂下している。鉛直取水管7は、後記する取水ポンプ8の駆動によって、下端に設けられた取水口(図示せず)から低層部の深層水(底層水)STを内部に取り込み、上方へと汲み上げるように構成されている。鉛直取水管7の下端には、水上発電浮体1および運転室2の姿勢に鉛直性を保たせるための抵抗板錘61が設けられている。
A
鉛直取水管7の上部は、浮体支持軸となっており、後記する排水タンクWTの間を通ってメインタンクMT内に貫通している。ここでメインタンクMT内における鉛直取水管7には、汲み上げた深層水(底層水)STをメインタンクMT内(浮体内部)に放出する放出手段としてノズル15bが設けられている。また、メインタンクMTの取水口13の上流にも鉛直取水管7によって汲み上げた深層水(底層水)STを放出する放出手段としてノズル15aが設けられている。
The upper part of the
鉛直取水管7は、排水タンクWTの間より下方に位置する途中で屈折可能に構成されている。鉛直取水管7を屈折させて、装置全体の運搬や設置等の作業を行うことができる。鉛直取水管7を屈折させたときに必要な補助浮体64、ワイヤー、ロープ65、並びにワイヤーやロープ65の巻取り機等も、水上発電浮体1に設けられている。
The vertical
水上発電浮体1の上方にある運転室2の上には、洋上風車66が搭載されており、この洋上風車66には、該洋上風車66のタワー67、ナセル68、ブレード69等が設けられている。この洋上風車66によって、風力エネルギーを運転室2内に取り込むことができる。
An
図3は、図1におけるX−X線矢視図であり、水上発電浮体1を平面視で示している。
図3に示したように、収斂提浮体4の集合体は、平面視において、略円形或は略正多角形状の水上発電浮体1を形成している。各収斂提浮体4の間には、傾斜板5を備えた傾斜板浮体10が挟まれ、該傾斜板浮体10の傾斜板5の中程には後記する深層水(底層水)STの排水口11が設けられている。該排水口11には逆止弁12が設けられている。
FIG. 3 is a view taken along line XX in FIG. 1 and shows the floating
As shown in FIG. 3, the aggregate of the
図1に示したように、メインタンクMTの底板6には、その下方外部に通じて周囲の水をメインタンクMT内部に取り入れる取水口13が設けられている。取水口13には、その下方外部よりメインタンクMT内部に向けて水が流入できるが流出できないように、逆止弁14が設けられている。即ち逆止弁14は、その下方外部の水をメインタンクMT内部に取り入れる取水時に開き、その逆流時に閉じるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
取水口13および逆止弁14の上流側には、取水ポンプ8の駆動によって鉛直取水管7を通して汲み上げられた深層水(底層水)STがノズル15aを介して排水され、取水口13の上流側外部周辺に充満している。また、取水口13の外側には、浮遊物やクラゲ、海藻類等の流入防止と急激な深層水落下防止のために、防止網72aが設けられている。
On the upstream side of the
また、メインタンクMTの下方には、複数の排水タンクWTが配設されている。メインタンクMTの底板6には、各排水タンクWTに連通した連通口16が排水タンクWT毎に設けられている。よって、メインタンクMT内部の水は、各連通口16から排水タンクWT内部に流れる。ここで連通口16には、水車17が設けられている。
A plurality of drain tanks WT are disposed below the main tank MT. The
水車17は、メインタンクMT内部から排水タンクWT内部に流れ込む水により回転する。水車17は、水車回転軸18の下端に設けられている。この水車回転軸18は、保護のために保護管20に挿通されている。水車回転軸18の上端は、運転室2に設けられた発電機19に接続されている。したがって、水車17の回転が発電機19に伝達されて発電機19を回転させて発電される。即ち波力発電装置70が稼動する。また、メインタンクMT内部から貝殻や海藻等の不純物が連通口16に流入しないように、連通口16の上部開口を覆うように防止網73が設けられている。
The water turbine 17 is rotated by water flowing from the main tank MT into the drain tank WT. The water wheel 17 is provided at the lower end of the water
メインタンクMT上方には、カバー3の蓋板とほぼ同レベルに構造床21が設けられている。ここから上方の運転室2に至るまでの間は、保護管20の外側にステーダクト(支柱)22が設けられている。運転室2の床下では、メインタンクMT内の水位の上下動により、ステーダクト(支柱)22はメインタンク上部の空気の通気路となる。ステーダクト22は、吸排気口23が設けられている。
A
また、このステーダクト22は、メインタンクMTよりも上方に設けられている運転室2や風車66等を支える支柱を兼ねている。即ち、ステーダクト22は、水上発電浮体1と運転室2を結ぶ構造材としても大きな役割を果たしている。また、ステーダクト22の吸排気口23は、大波時等の飛散水等が飛び込まないように構成されている。
The stay duct 22 also serves as a support column that supports the
また、ステーダクト22の下部内側には、螺旋状の螺旋板45bが設けられている。この螺旋板45bは、保護管20をガイドすると共に、吸排気口23等からの光線を遮断するための光線遮蔽手段としても機能する。この光線遮蔽手段については、詳しくは図10に示すステーダクト39に設けたものを代表して後述する。
A spiral plate 45b having a spiral shape is provided inside the lower portion of the stay duct 22. The spiral plate 45b guides the
水車回転軸18の下方で水車17の直上には、水車回転伝達金物として軸継ぎ手24が設けられている。軸継ぎ手24と水車回転軸18とには、スプライン溝等が設けられており、メンテナンス時等には水車回転軸18を簡単に取り外せる構造になっている。また、前記した保護管20も同様に、水車17の直上で連結金物25を用いて接続され、メンテナンス時には水車17と保護管20とは簡単に分離できる構造になっている。また、メンテナンス時には、発電機19、水車回転軸18および保護管20は、ワイヤーやロープ26等を用いて簡単に上方に吊り上げられる構造になっている。
A shaft joint 24 is provided as a water wheel rotation transmission hardware below the water
メインタンクMT内部の水は、排水タンクWT内部に流れるように構成されている。排水タンクWTの下方には、排水口27、28が設けられている。排水口27には逆止弁29が設けられ、排水口28には逆止弁30が設けられている。ここで逆止弁29、30は、排水タンクWT内部の水を浮体外部に排水する排水時に開き、その逆流時に閉じるように構成されたものである。
The water inside the main tank MT is configured to flow inside the drainage tank WT.
詳しく言えば、浮体下方で波の通過後における水粒子の円軌道運動が下向き状態にあるときには逆止弁29,30が開いて、排水タンクWT内の水を排水できるが、上向き状態にあるときには逆止弁29,30が閉じるので、排水タンクWT内の水は排水されない。また、運転、操作条件によっては、排水タンクWTの上方の傾斜板5に設けた排水口11から傾斜板5の上面に水が排水される。排水口11には、浮体内部の水が傾斜板5上面に排出されるときには開くが、外部からの流入ができないように閉じる逆止弁12が設けられている。
Specifically, when the circular orbital motion of the water particles after passing the wave below the floating body is in the downward state, the check valves 29 and 30 are opened, and the water in the drain tank WT can be drained, but when it is in the upward state Since the check valves 29 and 30 are closed, the water in the drain tank WT is not drained. Further, depending on the operation and operation conditions, water is drained from the drain port 11 provided in the inclined plate 5 above the drain tank WT to the upper surface of the inclined plate 5. The drain port 11 is provided with a
排水口27、28のそれぞれにある逆止弁29、30の上部には、ワイヤー・ロープ31、32等が結び付けられる不図示のフック等が設けられ、これにワイヤー・ロープ31、32の一端が結び付けられている。ワイヤー・ロープ31、32の他端側は、運転室2の天井に設けられた滑車まで導かれており、逆止弁29、30の人為的な開閉操作のための引っ張り、しばりつけ、ロック操作等が容易にできるようになっている。ワイヤー・ロープ31、32は、保護管33、34に挿通されており、該保護管33、34によって保護されている。また、ワイヤー・ロープ31、32が曲げられて配置される所には、ベンダー管等を用いてワイヤー・ロープ31、32をガイドしている。
Hooks (not shown) to which
保護管33は、収斂提浮体4を貫通して運転室2まで延びている。保護管33が収斂提浮体4の上部から運転室2の床を貫通するところまで、ステーダクト35が設けられている。ステーダクト35は、支柱を兼ねており、収斂提浮体4内の通気路と主要構造柱を兼ねている。
The
メインタンクMTの底板6は、排水タンクWTの上方板でもあるが、一部が傾斜板浮体10内を通る排水路36となるように形成されている。排水路36の出口は、前記した傾斜板5に設けた排水口11となっている。従って、排水口11からは、前記逆止弁12の作用で排水タンクWT内の水を外部環境へ排出できるが、外部環境からの水の流入はできない。逆止弁12の蓋板は、浮体外部からの光が浮体内部へできるだけ侵入しないように排水口11の大きさに対して十分に大きいものとしてあり、開閉はあまり大きく開かないようになっている。なお、水上発電浮体1の外部からの光を水上発電浮体1の内部へなるべく侵入させない手段として、排水路36の向きを工夫する等しても良い。
Although the
鉛直取水管7の上部には、前記した取水ポンプ8が設けられている。この取水ポンプ8の駆動軸9は、装置の鉛直中心線2cに沿って運転室2内に延設されている。運転室2内には、駆動軸9の上端に連結された駆動モーター37が配設されている。駆動軸9は、保護管38に挿通されている。さらに、保護管38の外周には、ステーダクト39が設けられている。これらは全て装置の鉛直中心線2cに沿った同心線状に設けられている。鉛直中心線2cは、鉛直取水管7の中心線でもある。また、ステーダクト39は、運転室2等を支える支柱を兼ねており、水上発電浮体1の重要な構造材でもある。
The above-described
メインタンクMTの上方には、傾斜板5を越波してきた水の侵入を防止する前記カバー3が設けられている。また、図3に示すように、各カバー3の蓋板は、それぞれ取り外し可能な上げ床50を扇形状に敷き詰めたものである。これにより、メインタンクMT内の機械装置のメンテナンス、メインタンクMT内の生物付着、汚れ、破損時等において、清掃、修理、交換等が比較的容易に行える。
Above the main tank MT, the cover 3 for preventing the intrusion of water that has waved over the inclined plate 5 is provided. Moreover, as shown in FIG. 3, the cover plate of each cover 3 is formed by spreading a removable raised
図12は、海洋で波が発生するときの水粒子の円軌道運動の概要を示す説明図である。この図は、一般の海洋土木工学等の文献にはほとんど掲載されている振幅波の基本的な説明図である。図12に示したように、水の粒子は、基本的に楕円状の軌動47をたどり、上向きの矢印48は波の山が来るときの水粒子の円軌道運動の流れ、下向きの矢印49は波の谷が来るときの水粒子の円軌道運動の流れを示す。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an outline of circular orbital motion of water particles when waves are generated in the ocean. This figure is a basic explanatory view of an amplitude wave which is mostly published in literatures such as general marine civil engineering. As shown in FIG. 12, the water particles basically follow an
従って、上向き時には装置下方の水が取水口13からメインタンクMT内部へ送り込まれる。ただし、このときメインタンクMTの底板6に設けた取水口13の上流側には、低層部から連続的に汲み上げた深層水(底層水)STが装置Aの外部に大量に充満しているため、先ずこの水が取水口13からメインタンクMT内へ送り込まれる。このとき、設計条件にもよるが、必ずしも深層水(底層水)STのみが取水されるわけではなく、底板6の近傍の表層水も取り入れられる。
Therefore, when upward, the water below the apparatus is fed into the main tank MT from the
また、下向き時には水面上では波の谷が来る時であり、前記上向き時の水位と下向き時の水位には水位差が生じる。前記上向き時にメインタンクMT内部に取り込んだ水の方が水位が高いため、この水が連通口16を通じて排水タンクWTに流され、さらに排水タンクWTの上下に設けた排水口11、27、28より排水される。季節的、生物資源生産状況、発電効率的事情等を勘案して、排水口27、28からの排水は、逆止弁29、30をロックして、流れを停止、或は流量制限(逆止弁開閉制限)することができる。
Further, when it is downward, a wave trough comes on the water surface, and there is a difference in water level between the upward water level and the downward water level. Since the water taken into the main tank MT when facing upward has a higher water level, this water flows into the drainage tank WT through the communication port 16, and further from
また、水上発電浮体1の下方で、波の水粒子の円軌道運動が上向き矢印48と下向き矢印49の両方同時に発生するように、水上発電浮体1の大きさを設定するならば、水上発電浮体1全体に対しては、上下方向が相殺される。そのため、水上発電浮体1には、あまり大きな上下動が生じない。従って、ここでそれぞれの取水口13と排水口27、28、11を有効利用すれば波力発電効率は大きく上昇する。
Further, if the size of the hydroelectric floating
図1に示したように、傾斜板5の下端縁には樋状に形成された返し板46が配設されている。この返し板46は、排水口11から排水された深層冷水が傾斜板5の上面に沿って流下し、すぐに海洋の低層部に行かないようにするためのものである。排水口11から排水された深層冷水は、返し板46によって返されるので傾斜板上面で繰り返し海洋の表層温水と混合されて密度合わせがされる。
As shown in FIG. 1, a
このとき、低層部から鉛直取水管7によって汲み上げられた深層水STは、取水口13、メインタンクMT、連通口16、排水タンクWT等を通過する際に、取水口13周辺の装置下方より混入する表層近くの表層水と混合されるため、あまり大きな温度差、密度差は生じないが、返し板46によって再混合されることにより、温度差、密度差はより小さくなる。
At this time, the deep water ST pumped from the lower layer by the
図3は、図1におけるX‐X線矢視図であり、水上発電浮体1を平面視で示している。図3に示したように、本実施の形態に係る水上発電浮体1は、平面図的に略正8角形をなしている。この形状はあくまで一例であり、正12角形等の他の多角形でも良いし、円形でもよい。本図では全円周360度を8等分に分割し、収斂提浮体4をそれぞれの8等分基準位置に配置する。収斂提浮体4と収斂提浮体4との間には、傾斜板5と傾斜板浮体10が設けられており、全円周をつなげると略正8角形になる。水上発電浮体1の中心部には、取水ポンプ8の駆動軸9、保護管38、ステーダクト39が同心に配置されている。
FIG. 3 is a view taken along the line XX in FIG. 1 and shows the hydroelectric floating
メインタンクMTの底部に設けた水車17には、水車回転軸18が接続されている。水車回転軸18は、運転室2に向かって延設されている。水車回転軸18は保護管20に挿通されており、保護管20はステーダクト22に挿通されている。これら水車回転軸18と保護管20とステーダクト22とは、それぞれ同心に配設されている。このように構成される水車17は、浮体全周の4ヶ所に配置されている。
A water
収斂提浮体4の内郭線から装置中心部の保護管38、ステーダクト39の中心線に向けて、鉄骨の仕切枠が設けられている。この仕切枠内を構造床21とし、前記した収斂提浮体4のステーダクト35と、構造床のステーダクト22と、装置中心部のステーダクト39とを、それぞれ略一直線上に配置し、その反対側にも同様に対称形に延長し、縦横十字線状に組み合わせた構造となっている。これにより、台風や大しけ時等に水上発電浮体1が動揺しても破損し難い構造になっている。
A steel partition frame is provided from the inner contour line of the converging
ステーダクト39を中心にして、ステートダクト35、22を4方向に十字状になるように配設して、水上発電浮体1と運転室2、風車タワー等を支える浮体強度主材としてある。さらに、吸排気の通気路として、その上に他の回転軸やワイヤーロープ等の保護管等を管の同心に配置挿入して、それぞれの多種多様な目的を同時に果たしている。
Centering on the
前記した構造床21の4か所に挟まれるメインタンクMTの上部分は、上げ床50が設けられる。従って、メインタンクMTの上部分は全ていずれかのカバーで覆われ、メインタンクMT内は暗室状態にある。そのため、海洋の低層部より汲み上げた深層水(底層水)STは低層部から光に充てられることなく、鉛直取水管7を通り暗室のメインタンクMT内部に送り込まれる。このため、深層水中における光合成は行われない。なお、このとき取水口13、排水口11、27、28に設けた逆止弁14、12、29,30の開閉作動中に装置下方から光が入るが、水面から回り込んできた光であることと、全体的には僅かな光量であるために、あまり大きな問題とはならない。
A raised
傾斜板5と傾斜板浮体10に設けられた排水路36および排水口11、逆止弁12は、浮体全周に亘って8ヶ所に配置されている。このような状態で波がどの方向から来ても、逆止弁12は、波の到来側では閉じるが、波の通過側では開いて排水タンクWT内の水が排水される。従って、水上発電浮体1の全周で見ると常にどこかの逆止弁12は閉じているが、どこか別の逆止弁12が開いている。そのため、装置全体的に見れば水の流れは整流されており、ある程度安定した流れであるので排水効率が良い。
The
図4は、図1におけるY‐Y線矢視図であり、水上発電浮体1の底面視における取水分担エリアの配置を示している。図4に示したように、収斂提浮体4は、水上発電浮体1を8等分した基準線に沿って8個それぞれ等分配置され、それぞれの合間に傾斜板浮体10(図3参照)が設けられ、略正8角形の水上発電浮体1を構成している。
FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows YY in FIG. 1 and shows the arrangement of the moisture-bearing area in the bottom view of the hydroelectric floating
水上発電浮体1の浮体中心部には、鉛直取水管7が設けられ、図4中の水平方向には収斂提浮体4の水平方向基準線Kを仮定し、これに装置の中心を通り直角に交差する垂直方向にも90°基準線K´を仮定して、そのそれぞれに収斂提浮体4が前記同様に設けられている。収斂提浮体4の内郭線と鉛直取水管7のほぼ中央部に、連通口16と水車17が設けられている。
A
前記水平、垂直方向基準線K、K´とほぼ45度違った方向に細分化した45度方向基準線L、L´を仮定し、これに前記同様に鉛直取水管7より、ほぼ同条件で収斂提浮体4を配置する。収斂提浮体4の中心線上で且つ収斂提浮体4の内郭線よりに取水口13、並びに逆止弁14を配置する。取水口13の上流側周辺には、鉛直取水管7からのノズル15aが設けられている。鉛直取水管7より汲み上げた深層水(底層水)STは、ノズル15aから取水口13の上流側周辺に放水され、上流側周辺が簡易的に深層水(底層水)STによって充満される。このため、浮体下方から波の水粒子の円軌道運動によって深層水(底層水)STがメインタンクMT内に送り込まれる。
Assuming 45 degree direction reference lines L and L 'subdivided in a direction different from the horizontal and vertical direction reference lines K and K' by about 45 degrees, the
このとき、水上発電浮体1の全周にわたり、前記した90度交差の水平、垂直基準線K、K´に挟まれる4分割された領域を取水分担エリアとする。仮に水上発電浮体1の全周を4等分した場合は、図面上最大外形外側に中カッコで囲われた扇形状となる、区分符号a、b、c、dを付した範囲とする。そのため、それぞれの90度交差の水平、垂直方向基準線K、K´の中間線である45度交差の斜め基準線L、L´上に、それぞれの取水口13が配置される。しかるに、取水エリア区分符号a、b、c、dのほぼ中央部に、取水口13がそれぞれ配置されている。
At this time, a four-divided region sandwiched between the horizontal and vertical reference lines K and K ′ at the 90-degree crossing over the entire circumference of the hydroelectric floating
このような状態で、それぞれの区分内に取水、滞留させた深層水と前記した底板6の近傍の表層水とを水上発電浮体1の下方から波の水粒子の円軌道運動の上向き時の揚圧力によりメインタンクMT内に送水する。このとき、海洋上で実際の波は時間とともに進行するものであるため、前記したそれぞれの取水分担エリア中のカッコで囲われた扇形状の区分符号a、b、c、dを付した範囲における作動においては、それぞれバラバラの条件となり、取水しているエリアもあれば停止して取水していないエリアもある。
In such a state, the deep water collected and retained in each section and the surface water in the vicinity of the
図5は、図1におけるZ‐Z矢視図であり、図4と同様に中カッコで囲われた扇形状の範囲に付した区分符号a、b、c、dは、取水分担エリアの配置を示している。これに対し、その外側に中カッコで囲われた部分に付した区分符号e、f、g、hは、排水分担エリアの配置を示している。以下、これまで図4において付した符号において、一例として連通口16、水車17、図5においては、排水口27、逆止弁29、排水口28、逆止弁30、排水口11、逆止弁12等においては、排水分担エリアの区分毎に子番号を取ることとして、仮に連通口16e、水車17e、排水口27e、逆止弁29e、排水口28e、逆止弁30e、排水口11e、逆止弁12eと仮定する。
FIG. 5 is a view taken along the line ZZ in FIG. 1, and similarly to FIG. 4, the division codes a, b, c, and d attached to the fan-shaped range surrounded by curly braces are the arrangement of the moisture-bearing area. Is shown. On the other hand, the division codes e, f, g, and h attached to the portion surrounded by the braces on the outside indicate the arrangement of the drainage sharing area. In the following, in the reference numerals given in FIG. 4, as an example, the communication port 16 and the water wheel 17, and in FIG. 5, the
運転条件次第では、排水口27e、28eを閉じて、傾斜板5上に設けた排水口11eから排水することもある。排水口11eは、排水口27eの両側左右に1個ずつ合計2個が設けられている。以下、扇形状の部分に付した排水分担エリアの区分符号f、g、hにおいても同様とする。ただし、排水タンクWTは4つが例示されているが、実際には装置中央部の鉛直取水管7の近傍において全てが連通し、一連化されている。これにより、それぞれの排水タンクWT内を水が自由に行き来できるので、それぞれの個別の運転が自由に行える。
Depending on the operating conditions, the
次に、図5においては、底板6も4分割に細分化され、それぞれの前記した取水分担エリアの区分符号a、b、c、dに相当している。このそれぞれの扇形状の取水分担エリア、排水分担エリアの区分においても、実際には水の囲い壁、案内壁においては、装置構造上何らかの骨材を設けなくては構造物として成り立たない。
Next, in FIG. 5, the
一例として、扇形状の取水分担エリアa区分においては、折れ線上の扇骨材において、円周上のa1から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa1に戻るまで、円周上のa2から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa2に戻るまで、円周上のa3から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa3に戻るまで、円周上のa4から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa4に戻るまで、円周上のa5から中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa5に戻るまで、円周上のa6から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa6に戻るまでを1区分として、以下同様にb区分、c区分、d区分とする。
As an example, in the fan-shaped moisture intake area a section, in the fan frame on the broken line, the
囲い壁、案内壁は強度壁となるために、前記一例として示した折れ線状の扇骨材(a1〜a6、b1〜b6、c1〜c6、d1〜d6)等においては、図を簡略化するために骨材を管状の円印で示したが、管状に限らず骨材の役目を果たせれば平鋼やL形鋼、溝形鋼等の種々の形状のものとすることができる。 Since the enclosure wall and the guide wall are strength walls, the polygonal fan frame materials (a1 to a6, b1 to b6, c1 to c6, and d1 to d6) shown as the above example are for simplifying the drawing. Although the aggregate is indicated by a tubular circle, the aggregate is not limited to a tubular shape, and various shapes such as a flat steel, an L-shaped steel, and a grooved steel can be used as long as they can fulfill the role of the aggregate.
図6は、図1と図5とにおけるV‐V線矢視部位の展開図である。図6に示したように、メインタンクMTの底板6には一例として取水口13cに逆止弁14cが設けられ、波の水粒子の円軌道運動による上向き、下向きの繰り返しにより、逆止弁14cの開閉が繰り返される。これにより、底板6の下方外部の水がメインタンクMT内に取り込まれる。このとき、取水口13cで取水のガイドをするのが、後記する排水タンクWTh或はWTgの囲い壁54h、54gの裏面であり、この裏面は案内壁55cとなる。
FIG. 6 is a development view of the part taken along the line VV in FIGS. 1 and 5. As shown in FIG. 6, the
図7は、図1と図5とにおけるW‐W線矢視部位の展開図である。図7に示すように、メインタンクMTの底板6に連通口16gが一例として設けられている。連通口16gは、底板6の下方に設けた排水タンクWTgに通じると共に水車17gが設けられている。水車17gの直上には、水車17gの回転軸18の軸継ぎ手24が設けられている。メンテナンス時等には、ここで回転軸18を分離できる構造になっている。
FIG. 7 is a development view of the site indicated by arrows WW in FIGS. 1 and 5. As shown in FIG. 7, a
排水タンクWTgの囲い壁54gの作図的には、図1と図5からメインタンクMTの底板6の底面から下方へ下がる距離と連通口16gの中心線から遠ざかる距離を拾い込み立体的に扇骨位置を作図化したものに、排水タンクWTgの囲い壁54g、案内壁55b、55cを貼り付けたものが図7である。以下、添え符号e、f、hも同様とする。
In drawing the enclosure wall 54g of the drain tank WTg, the distance from the bottom surface of the
図8は、図7におけるR−R線矢視断面図である。図9は、図8におけるQ−Q線矢視断面図である。図9において、図4および図5について説明した水平、垂直方向基準線K,K’と、これらに45°で交差するL,L’を配置すれば、垂直方向基準線K上に排水タンクWTh、WTfが配置され、垂直方向基準線K’上に排水タンクWTe、WTgが配置される。従って、人工湧昇流発生装置Aの中心線を中心とする鉛直取水管7の外側に前記した扇骨材a3〜d3があり、これらの部分は、それぞれWTe、WTf、WTg、WThが連通部57において連通している。
8 is a cross-sectional view taken along line RR in FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line QQ in FIG. 9, if the horizontal and vertical reference lines K and K ′ described with reference to FIGS. 4 and 5 and L and L ′ intersecting these at 45 ° are arranged, the drainage tank WTh is placed on the vertical reference line K. , WTf, and drain tanks WTe, WTg are arranged on the vertical reference line K ′. Accordingly, the above-described fan frames a3 to d3 are provided outside the
ここで排水タンクWTの囲い壁、案内壁を凹凸状の波打ち形状にし、排水タンクWTの囲い壁54と取水口の案内壁55を一枚壁の裏表両面を併用することにより、装置の経済性が良くなる。また、両壁の併用と波打ち現象による凹凸現象が、装置下方からの波の水粒子の円軌道運動の上向きによる揚圧力と、それぞれの場所で上向き力とが凹凸壁の曲線に当たり、その反発力がそれぞれの場所における角度の違いにより、それぞれバラバラの反射力が放射状方向に散乱させることと、すぐ隣り合わせの対象壁面同士の反発力とが相殺されることにより、水上発電浮体1の底面に及ぼす押圧力が低減される。
By making the enclosure wall and the guide wall of the drainage tank WT into a corrugated corrugated shape, and using the enclosure wall 54 of the drainage tank WT and the guide wall 55 of the intake port together on both sides of the single wall, the economics of the apparatus Will be better. In addition, the unevenness phenomenon due to the combined use of both walls and the undulation phenomenon is caused by the upward pressure of the circular orbital motion of the water particles from the bottom of the device, and the upward force at each location hits the curve of the uneven wall, and the repulsive force However, due to the difference in angle at each location, the scattered reflection force is scattered in the radial direction and the repulsive force between adjacent target wall surfaces cancels each other, so that the pressing force exerted on the bottom surface of the hydroelectric floating
また、図1、図2に示したように、水上発電浮体1の下方には、スカート56が設けられている。このスカート56を大きく吊り下げると、スカート56の外部の水粒子の円軌道運動が波の進行によってスカート56内に入るときに、波の水粒子の規則的な円軌道運動がある程度破壊されるために押圧力が低下する。そのため、波力発電効率は低下するが、浮体の上下動が小さくなるため、風力発電効率は向上する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図10は、図1のT部におけるステーダクト(支柱)39内の光線遮蔽手段を示す縦断面図である。図11は、図10のU−U線矢視断面図である。図10および図11に示したように、ステーダクト39の内側の管路51の中心部には、保護管38が挿通されている。さらに保護管38の内部には回転軸9が挿通されている。また、管路51は、メインタンクMT内の空気の吸排気路52の機能を有している。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the light shielding means in the stay duct (support) 39 at the T portion in FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line U-U in FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the
ステーダクト39と保護管38との管路51には、螺旋状の螺旋板45aがステーダクト39の内面に溶接等で固着されている。螺旋板45aの内径と保護管38の外壁との間には、僅かに隙間38aが設けられている。これにより、螺旋板45aの内部で、保護管38が自由に動けるようになっている。ただし、光線遮断手段の役目を果たすためには、隙間38aをできる限り小さく保つことが好ましい。
A
ステーダクト39内には、管路51の途中より螺旋状の螺旋板45aが設けられている。螺旋板45aは平板をひねった形状板であって、その配置場所毎に角度が異なり曲がりくねった形状の板である。この螺旋板45aは、管路51に光線(明かり)53がステーダクト(支柱)39の上部吸排気口23から真っすぐ下方のメインタンクMTに向かって侵入しても、曲がりくねった螺旋板45aが光線を屈折遮断して、メインタンクMTに光線を到達させないようになっている。そのため、螺旋板45aは、光線反射の削減対策として材質の選定や黒色塗装を施す等のことが必要となる。なお、前記したステーダクト22における光線遮蔽手段である螺旋板45bも、螺旋板45a同様の構成および機能を備えている。
In the
一方、メインタンクMT内の空気は、ステーダクト39と保護管38との間が吸排気路52として機能するので、装置外部の波動によるメインタンクMT内の水の出し入れによって吸排気路52内で往復流を繰り返す。なお、吸排気路52の空気の流速にゆとりをもたせる設計を行うことにより、螺旋板45aの曲がりくねった板の抵抗が空気の流れに支障をきたすようなことはない。なお、前記したステーダクト22と保護管20との間も、吸排気路52と同様の構成および機能を備えている。
On the other hand, since the air in the main tank MT functions as the intake /
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A’の全体を概略的に示す正面図である。図14は、人工湧昇流発生装置A’の全体を概略的に示す平面図である。人工湧昇流発生装置A’は、前記した第1の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Aに海流発電機(水流発電機)71を付加したものである。 FIG. 13: is a front view which shows roughly the whole artificial upwelling generator A 'concerning the 2nd Embodiment of this invention. FIG. 14 is a plan view schematically showing the whole artificial upwelling generator A ′. The artificial upwelling generator A 'is obtained by adding an ocean current generator (water generator) 71 to the artificial upwelling generator A according to the first embodiment.
図13に示したように、人工湧昇流発生装置A’は、海上では風車66によって洋上風力発電を行う。水面近傍では波力発電装置70によって波力発電を行う。また、水面下では海流発電機71によって海流発電を行う。これらにより発電された電力はそれぞれ浮体上部の運転室2に集められる。
As shown in FIG. 13, the artificial upwelling generator A ′ performs offshore wind power generation by a
また、運転室2に集められた電力のごく一部は、人工湧昇流発生装置A’による深層水(底層水)STの汲み上げ動力等として消費される。なお、海流・潮流の流れによって発電する海流発電機71の構造自体は、本願と同一出願人による特開2016−114057号公報(特許文献2)に開示された通りであり、本発明の要旨でないので詳細な説明は省略する。
A small part of the electric power collected in the
図15は、本発明の第3の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A”の全体を概略的に示す正面図である。人工湧昇流発生装置A”は、海洋において水上発電浮体1に対する自由な海流・潮流の流れ方向に対応可能に構成されたものである。この人工湧昇流発生装置A”において、自由な海流・潮流の流れ方向に対応可能な構造自体も、本願と同一出願人による特開2016−114057号公報(特許文献2)に開示された通りであるが、以下に簡単に基本的な構成および動作について説明をする。 FIG. 15 is a front view schematically showing the whole of the artificial upwelling generator A ″ according to the third embodiment of the present invention. The artificial upwelling generator A ″ is a hydroelectric floating body in the ocean. It is configured to be able to cope with the flow direction of free ocean current and tidal current for 1. In this artificial upwelling generator A ″, the structure itself that can correspond to the flow direction of free ocean currents and tidal currents is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-114057 (Patent Document 2) by the same applicant as this application. However, the basic configuration and operation will be briefly described below.
図2に示したように、前記した人工湧昇流発生装置Aでは、水上発電浮体1を係留するために、水上発電浮体1の下方にてチェーン取付部41が固着されている。このチェーン取付部41に、チェーン63の上端が取り付けられ、チェーン63の下端は、海底アンカー62に連結されている。従って、水上発電浮体1および鉛直取水管7が、チェーン63によって係留されるため、水上発電浮体1は、チェーン63が変形可能な遊びの範囲内では、ある程度柔軟な移動ないし回転可能であるが、基本的には自由に回転可能な構成ではなかった。なお、図13に示した人工湧昇流発生装置A’についても同様である。
As shown in FIG. 2, in the above-described artificial upwelling generator A, the
一方、図15に示したように、第3の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A”では、鉛直取水管7の上方にチェーン取付部42が固着されており、水上発電浮体1自体にはチェーン取付部42が固定されていない。そして、水上発電浮体1は、鉛直取水管7に対して自由に回転可能である。従って、水上発電浮体1に取り付けられた海流発電機71は、海流SFによって流れの下流側に流されるような位置に自然と配置される。
On the other hand, as shown in FIG. 15, in the artificial upwelling generator A ″ according to the third embodiment, the
海流発電機71は、海流SFの流れの方向が変わると、鉛直取水管7の軸心である鉛直中心線2cを回転中心にして旋回し、向きを変える。このように、水上発電浮体1および海流発電機71は、人工湧昇流発生装置A”の鉛直中心線2cを回転中心として、自由に回転可能に構成されている。
When the direction of the flow of the ocean current SF changes, the ocean
図16は、本発明の第4の実施の形態に係る水上発電浮体および該水上発電浮体を備えた人工湧昇流発生装置Bの全体構成図である。図17はその平面図である。
これまでの第1〜3の実施の形態と第4の実施の形態とで大きく異なる点は、第1〜3の実施の形態では、水上発電浮体1に波力発電装置70が搭載されているために装置が非常に複雑な構造になっている。しかし、第4の実施の形態では波力発電装置70がないために、装置の構造が非常に簡略化されている。例えば第1〜3の実施の形態では、収斂提浮体4と傾斜板浮体10とが交互につなぎ合わされているが、第4の実施の形態では円筒状の分割浮体75を簡単につなぎ合わせたものとなっている。
FIG. 16: is a whole block diagram of the artificial power updraft generator B provided with the hydroelectric floating body which concerns on the 4th Embodiment of this invention, and this hydroelectric floating body. FIG. 17 is a plan view thereof.
In the first to third embodiments, the wave
装置中央部のバラストタンク部分においても、第1〜3の実施の形態はメインタンクMTの下方に排水タンクWTと二段構えである。しかし、第4の実施の形態では波力発電装置70がないために、バラストタンクBTaに浮力を持たせるバラストタンク一個のみに簡略化されている。しかし、設置場所、海域、海象の条件等海域によっては波力発電装置70がない方が経済的で発電原価が安くなることもある。そのために、これまでの図15で説明した以外の説明においては既に第1〜3の実施の形態に係る説明とほぼ共通しており、その説明を省略する。
Also in the ballast tank portion at the center of the apparatus, the first to third embodiments have a two-stage structure with the drainage tank WT below the main tank MT. However, in the fourth embodiment, since there is no wave
図18は、図16の第4の実施の形態において、人工湧昇流発生装置Bの深層水(底層水)排出部分の縦断面拡大図である。バラストタンクBTaは浮力室となっており、メンテナンス時等には作業員が出入りできる構造となっている。そのため作業員の出入り口や機器搬入口、空気やバラスト水の出入り配管、ブロワー、水、ドレーン抜き設備等も設けられている。該バラストタンクBTaの上部中央部には吐出タンク76を設け、該吐出タンク76は吐出タンク底部を76a、吐出タンク上部を76b、吐出タンクコニカル部を76cで構成し、鉛直取水管7aより取水ポンプ8a(図16に記載)により汲み上げた深層水(底層水)STは、ノズル15cを介して吐出タンク底部76aに排出される。
FIG. 18 is an enlarged longitudinal sectional view of a deep water (bottom water) discharge portion of the artificial upwelling flow generator B in the fourth embodiment of FIG. The ballast tank BTa is a buoyancy chamber and has a structure that allows workers to enter and exit during maintenance. For this reason, there are also provided entrances and exits for workers, equipment entrances and exits, piping for air and ballast water, blowers, water, and drainage equipment. A
排出された深層水(底層水)STは、吐出タンク76の上部吐出タンク76b、吐出ダクト76dを介してバラストタンク上部傾斜壁BTbの傾斜面上面に放水される。このとき、吐出ダクト76dは曲管部等を設け外部からの光線が出来る限り入りにくい遮蔽手段も講じられている。また、吐出ダクト76dの放水口には吐出口格子76eを設け、汲み上げた深層水(底送水)STを上層水と混合、分散化させるだけでなく装置外部の浮遊物やクラゲ、小魚等が入りにくい構造になっている。また、吐出口格子76eにはある程度の付着物が付くことは計算済みであるが、同時に吐出ダクト76d内へ明かりが入りにくい構造にもなっている。
The discharged deep layer water (bottom layer water) ST is discharged to the upper surface of the inclined surface of the ballast tank upper inclined wall BTb through the
図19は、図18のS−S線矢視平面図である。ここで吐出ダクト76dは鉛直取水管7aの全周に配置されている。
FIG. 19 is a plan view taken along the line S-S in FIG. Here, the
図20は、第5の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B’の全体構成図である。この人工湧昇流発生装置B’は、第4の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Bに海流発電機71aを付加したものである。図21は、第5の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B’の平面図である。そのため、以後の説明はこれまでに説明したものとほぼ同様であり、その繰り返しはしない。
FIG. 20 is an overall configuration diagram of an artificial upwelling generator B ′ according to the fifth embodiment. This artificial upwelling generator B 'is obtained by adding an ocean
図22は、本発明の第5の実施の形態における水上発電浮体の浮体に海流・潮流の流れ方向自由に対し、対応可能な水上発電浮体を備えた第6の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B”の全体構成図である。本図は本発明の出願人と同一出願人が既に出願した、本発明の「先行技術文献」の「特許文献2」に記載した内容説明と本発明のこれまでに説明を行った内容とほぼ同様であり、図15に関する説明と重複するのでその説明を省略する。
FIG. 22 shows the artificial upwelling according to the sixth embodiment in which the floating body of the hydroelectric floating body according to the fifth embodiment of the present invention is provided with the hydroelectric floating body that can cope with the free flow direction of the ocean current / tidal current. FIG. 2 is an overall configuration diagram of a flow generator B ″. This figure is a description of the contents described in “
よって、本発明は発電機分野並びに発電機分野の境界を超えた海洋の植物プランクトン及び動物プランクトンの増養殖、魚介類等生物資源生産分野等にも波及するために人間生活に大きな成果をもたらす。また、効率性、安全性、安定性、保守、点検メンテナンス性、経済性等において大きなメリットがあるために、発電原価等の大幅な引き下げが期待できる。 Therefore, the present invention has a great effect on human life because it spreads to the field of generators and the marine phytoplankton and zooplankton, which crosses the boundaries of the generator field, and the production of biological resources such as seafood. In addition, since there are significant advantages in efficiency, safety, stability, maintenance, inspection and maintenance, economy, etc., a significant reduction in power generation costs can be expected.
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
例えば、複数の排水タンクWTを4つのタンクで例示したが、数はそれに限られない。また、1つでもよい。なお、各排水タンクWTに関連する発電機およびそれに付随する構成は、排水タンクWTと同数設けることが好ましいが同数に限られない。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be changed or added without departing from the scope of the present invention. Included in the invention.
For example, although a plurality of drainage tanks WT are illustrated as four tanks, the number is not limited thereto. One may be sufficient. It should be noted that the number of generators associated with each drainage tank WT and the configuration associated therewith are preferably the same as the number of drainage tanks WT, but are not limited to the same number.
本発明に係る浮体および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置は、洋上風力、波力、海流エネルギーを利用する発電機に限られることなく、広く適用することができる。そのため、例えば6時間毎に潮の流れが反転する潮流、潮汐発電或は河川流水発電等の流水エネルギーを利用する分野等にも広く使用することができる。 The floating body according to the present invention and the artificial upwelling generator having the floating body are not limited to generators using offshore wind power, wave power, and ocean current energy, and can be widely applied. Therefore, for example, it can be widely used in a field that uses flowing energy such as a tidal current whose tidal flow is reversed every six hours, tidal power generation, or river flow power generation.
A、A’、A”、B、B’、B”…人工湧昇流発生装置
F…風
K…水平方向基準線
K’…垂直方向基準線
L、L´…45度交差の斜め基準線
SW…海面(水面)
SG…海底
SF…海流
ST…深層水(底層水)
MT…メインタンク
BTa…バラストタンク
BTb…バラストタンク上部傾斜壁
WT、WTe、WTf、WTg、WTh …排水タンク
1…浮体
2…運転室
2c…鉛直中心線
3…カバー
4…収斂提浮体
5…傾斜板
6…底板
7、7a、7b…鉛直取水管
8、8a、8b…取水ポンプ
9、9a、9b…回転軸
10…傾斜板浮体
11、27、28…排水口
12…逆止弁
13、13a、13b、13c、13d…取水口
14、14a、14b、14c、14d…逆止弁
15a、15b、15c…ノズル(放出手段)
16、16e、16f、16g、16h…連通口
17、17e、17f、17g、17h…水車
18…回転軸
19…発電機
20、33、34、38…保護管
21…構造床
22、35、39…ステーダクト(支柱)
23…吸排気口
24…軸継ぎ手
25…連結金物
26、31、32…ワイヤー・ロープ
29、30…逆止弁
36…排水路
37…駆動モーター
38…保護管
38a…隙間
41、42…チェーン取付部
45a、45b…螺旋板
46…返し板
47…軌道
48…上向きの矢印(水粒子の円軌道運動)
49…下向きの矢印(水粒子の円軌道運動)
50…上げ床
51…管路
52…吸排気路
53…光線(明かり)
54、54e、54f、54g、54h…囲い壁
55、55a、55b、55c、55d…案内壁
56…スカート
57…連通部
61…抵抗板錘
62…アンカー
63…チェーン
64…補助浮体
65…ワイヤー、ロープ
66…風車(風力発電機)
67…タワー
68…ナセル
69…ブレード
70…波力発電装置
71…海流発電機(水流発電機)
72a、72b、72c、73…防止網
74…ハッチ
75…分割浮体
76…吐出タンク
76a…吐出タンク底部
76b…吐出タンク上部
76c…吐出タンクコニカル部
76d…吐出ダクト
76e…吐出口格子(網)
A, A ', A ", B, B', B" ... Artificial upwelling generator F ... Wind K ... Horizontal reference line K '... Vertical reference line L, L' ... Oblique reference line crossing 45 degrees SW ... Sea surface (water surface)
SG ... Submarine SF ... Current ST ... Deep water (bottom water)
MT ... main tank BTa ... ballast tank BTb ... ballast tank upper inclined wall WT, WTe, WTf, WTg, WTh ...
16, 16e, 16f, 16g, 16h ...
23 ... intake /
49 ... Down arrow (circular orbital motion of water particles)
50 ... Raised
54, 54e, 54f, 54g, 54h ...
67 ...
72a, 72b, 72c, 73 ... prevention net 74 ... hatch 75 ... divided floating
Claims (8)
前記メインタンクに、その下方外部の水をメインタンク内部に取り入れる取水口と、メインタンク内部の水を前記排水タンク毎に流す複数の連通口が設けられ、
前記各排水タンクに、それぞれ排水タンク内部の水を浮体外部に排水する排水口が設けられ、
前記取水口に、水を前記メインタンク内部に取り入れるときに開き、その逆流時に閉じる逆止弁が設けられ、
前記排水口には、前記排水タンク内部の水を浮体外部に排水する時に開き、その逆流時に閉じる逆止弁が設けられたことを特徴とする浮体。 In the floating body in which the verticality of the posture is maintained in a floating state on the water, a main tank is provided at the center, and a plurality of drainage tanks are provided below the main tank,
The main tank is provided with a water intake port for taking water outside the main tank into the main tank, and a plurality of communication ports for flowing the water inside the main tank for each drainage tank,
Each drainage tank is provided with a drainage port for draining the water inside the drainage tank to the outside of the floating body,
The intake port is provided with a check valve that opens when water is taken into the main tank and closes when the water flows backward,
The floating body, wherein the drainage port is provided with a check valve that opens when the water inside the drainage tank is drained to the outside of the floating body and closes when the water flows backward.
前記連通口に、前記メインタンク内部から前記排水タンク内部に流れる水により回転する水車が設けられ、
前記水車によって、前記発電機が駆動されることを特徴とする請求項1に記載の浮体。 Equipped with a generator,
A water wheel that rotates with water flowing from the inside of the main tank to the inside of the drainage tank is provided at the communication port,
The floating body according to claim 1, wherein the generator is driven by the water wheel.
前記浮体から鉛直下方に延びて、深層水を汲み上げるための鉛直取水管と、を備え、
前記鉛直取水管に、汲み上げた深層水を前記取水口の外部周辺および/または浮体内部に放出する放出手段と、該鉛直取水管によって深層水を汲み上げるための取水ポンプと、が設けられたことを特徴とする人工湧昇流発生装置。 The floating body according to any one of claims 1 to 6,
A vertical water intake pipe extending vertically downward from the floating body for pumping deep water,
The vertical intake pipe is provided with discharge means for discharging the deep water drawn up to the outside of the intake and / or inside the floating body, and an intake pump for pumping the deep water through the vertical intake pipe. Artificial upwelling generator.
前記取水ポンプは、前記発電機、前記風力発電機および/または水流発電機の少なくとも何れか一つが発電する電気によって駆動することを特徴とする請求項7に記載の人工湧昇流発生装置。
A wind power generator and / or a water current generator provided in the floating body;
The artificial upwelling flow generator according to claim 7, wherein the intake pump is driven by electricity generated by at least one of the generator, the wind power generator, and / or the water current generator.
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