JP2019501335A - 潮力発電所 - Google Patents

Abstract

浮体ユニット（１）と、少なくとも１つの発電機（３）と、浮体ユニットよりも下で海底に接続されるベース（４）と、一対のシリンダスピンドル（１０）を備えるいくつかのシリンダ（５）とを備える洋上発電組立体。シリンダは、潮の変化中にシリンダにより流体が圧縮されるように、浮体ユニット及びベースに接続される。圧縮された流体が、少なくとも１つの発電機（３）に動力を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、潮力又は高潮と低潮との間の水位差を用い、圧縮するための空気を取り込み、電力供給を生み出す、発電所に関する。より詳細には、本発明は、エネルギー源として潮力を用いる洋上発電組立体に関する。

世界中の多くの場所で、引き潮と数メートルの流れとの間の潮位の差により、潮の相当な高低差が存在する。本発明の目的は、流れ又はより高い潮及び低い潮を発電に用いることである。

したがって、本発明は、海上に浮かび、潮が上下するのに追従することになる、浮体ユニットに関する。浮体ユニットの上昇及び下降は、次に、空気を圧縮するのに用いられる。浮体ユニットの表面には、風車、小さな浮かんでいる街などの様々な機能を設けることができる。浮体ユニット上に又は浮体ユニットの近傍には、後述するように電力を発生させることになるいくつかの発電機が設けられる。得られる電力の量は、浮体ユニットの上昇量及びサイズ、並びに、用いられるシリンダ及び発電機ユニットの重量及び数により定められることになる。

本発明に係る組立体を示す図である。 本発明に係る組立体と共に用いるのに適したベースプレートの斜視図である。 図２のＡ−Ａに沿った断面上面図である。 本発明に係る組立体との使用に適したシリンダの異なる図である。 本発明に係る組立体との使用に適したシリンダの異なる図である。 本発明に係る組立体との使用に適したシリンダの異なる図である。 浮体ユニットの基本構造の斜視図である。 図５の浮体ユニットの断面側面図である。 技術室の断面斜視図である。 浮体ユニットの上部の斜視図である。

図１は、本発明に係る組立体を示す。組立体は、１つ以上の発電機３が配置されるデッキ２を設けられている浮体ユニット１を備える。ベース４が、浮体ユニット１よりも下で海底にしっかりと取り付けられる。いくつかのシリンダ５が、浮体ユニット１及びベース４に接続される。浮体ユニットは、海流に対抗するさらなる支持を提供するべく海底に接続することができ、又は浅水において用いられる場合に自立型とすることができる。デッキ及び浮体ユニットが中央に設置された状態で周りにフレーム又はガイドが存在することができる。この場合、フレームは海底に据え付けることができ、シリンダはフレームデッキに嵌められる。

シリンダの摩耗及び損傷を防ぎ、シリンダが相互の関係において安定した位置に確実に維持されるように、シリンダの周りに保護体が存在することができる。保護体は、図１に示すようにシリンダのうちの２つ以上の周りの骨組である管状の要素又はシリンダを互いに接続する補剛要素とすることができる。

図２は、本発明に係る組立体との使用に適したフレキシブルシリンダジョイント６が部分的に取り付けられたベースプレート４の斜視図である。いくつかのシリンダジョイント６がベースプレート４の上に設置され、そのうちの４つだけが図面に示される。ジョイント６の数は、シリンダ５の所望の数に対応することになる。ベースプレート４は、ベースプレート４の孔７に通されるポールにより海底に据え付けることができる。ベースプレートはまた、ベースプレートに締結され海底に固定される固定手段により据え付けることができる。

具現されているジョイントは、シャフト孔を設けられた固定手段８を備える。シャフトを備える第１の弓形接続要素９が、固定手段のシャフト孔の周りに及びこれに通して設置される。シリンダ５のシリンダスピンドル１０は、弓形端区域１１及びシャフトを設けられる。スピンドルのシャフトは、弓形要素９に通して設置される。したがって、接続要素９は、ベースプレート４上の固定手段８を中心として第１の方向に枢動することができ、シリンダスピンドルの端区域１１は、接続要素９に垂直に枢動し、ベースプレートよりも上でシリンダのフル回転自由度を提供することになる。同じ原理を、浮体ユニットへのシリンダの接続に用いることができる。

図４ａは、スピンドル１０がシリンダ本体１５の両方の端区域から突き出ている状態のシリンダ５の側面図を示す。図４ｂは、図４ａのＡ−Ａを通る断面図であり、図４ｂは、図４ｂのＢ−Ｂを通る断面図である。シリンダ５は、２つの環状流体チャンバ１３と、ピストン１４を備える。ピストン１４は、上側流体チャンバ１３と下側流体チャンバ１３を分離する。シリンダ本体１５は、浮体ユニットが上昇するときに加圧された流体を排出させる上側圧力ポート１２と、浮体ユニットが下降するときに加圧された流体を排出させる下側圧力ポート１６とを設けられる。

図５及び図６は、潮力発電所との使用に適した浮体ユニットの基本構造を示す。浮体ユニットは、浮体ユニットが変化する海面水位に追従し、下に設置されたシリンダを押し引きするのに十分な浮力を有することを保証する、浮力要素１７を備える。浮体ユニットの底面上に、シリンダスピンドルの接続のためのいくつかの接続又は固定手段１８が存在する。浮体ユニットは、シリンダの流体チャンバと流体接続する圧力タンク１９、技術室２０、及びシリンダを昇降するためのクレーン及び補償器２１をも設けられる。

図７は、技術室２０の原理構造を示す断面斜視図である。室２０は、少なくとも制御ユニット２１、圧力タービン２２、及び発電機２３を設けられる。

図８は、浮体ユニットの上部に設置することができる基本構造の一例を示す。浮体ユニットは、ヘリコプター着陸場又はヘリデッキ２５、クレーン２６、作業員ユニット２７、及び係留ユニット２８を設けられる。

クレーン２６はデッキ全体を対象とする。作業員ユニット２７は、宿泊ユニット、事務所、及び発電所の他の部分への入口を含むことができる。もし深水中での使用のために必要とされるならば、１つ以上の係留ユニットを設けてよい。

浮体ユニットが上げ潮に起因して上昇するとき、シリンダがシリンダのピストンの上部において流体を圧縮することになる。浮体ユニットが下げ潮に起因して下降するとき、シリンダがピストンの下側において流体を圧縮することになる。本発明の基礎は、圧縮と膨張との両方の間にシリンダにおいて流体が圧縮される、二方向シリンダを提供することである。圧縮された流体は、次に、１つ以上の貯蔵タンクへ案内され、又は圧縮された動力が貯蔵可能媒体に伝達される。圧縮された流体又は媒体は、電力への変換のために発電機へ導かれる。

組立体は、低潮から高潮へ及び反対に高潮から低潮への途中で空気を吸い込み及び取り込み、低潮が来ている間にシリンダ及びタンクにおいて空気を圧縮することになる。この空気は、浮体システムの下の、海中の、又は海底上の圧力チャンバに蓄えられることになる。

したがって、これは低潮から高潮への変化と高潮から低潮への変化を利用する双方向動作ユニットであることが分かる。これは、常時発電プロセスであろう。組立体のサイズが発電量の制限を与えることになる。

いくつかの実施形態では、潮と共に浮いた状態で上下する大型の浮体が用いられることになる。空気を圧縮するシリンダ又は空気トラップが、例えばベース４によって、海底にしっかりと接続されることになる。取り込まれ圧縮されることになる或る量の空気が、出力タービンを連続的に稼働させるために空気／ガスリザーバにより用いられることになる。システム又は組立体は、リザーバタンクを吸引及びポンピングする／圧力を高める、いくつかのシリンダを備える。

シリンダ及びタンクは、好ましくは、各シリンダ及びタンクを別々に解放し、メンテナンスのために浮体ユニットへ引き上げることができるように、自動式のシステムで海底に取り外し可能に接続される。浮体ユニットは、潮の干満の際により多くの空気を得るべく海中において異なる高さに調整することができる。浮体ユニットの表面積が、動力発生のための容量を定めることになる。浮体ユニットは、空気を吸入及び圧縮するのに波の移動を利用することもできる。

低潮から、浮体ユニットは潮位と共に上昇することになり、これにより、シリンダの上側チャンバ１３が圧縮され、加圧された流体をタービンに提供し、ゆえに、上昇中に電力が発生することになる。シリンダの下側チャンバは等量の流体で再び満たされる。浮体ユニットが高潮から下降するとき、シリンダの下側チャンバ１３の圧縮及び加圧された流体が圧力タンクへ排出され、一方、上側チャンバは等量の流体で再び満たされる。これは、発電機を稼働させるための圧縮された流体の連続供給を提供することになる。

動力発生のために浮体ユニット１上に広いアクセス可能な表面が存在することになるので、上部で、動力発生のために風車で風力を及びまた太陽を利用することも想像される。浮体ユニットの表面は、人々の宿泊所として用いることもできる。

いくつかの実施形態では、リグ上のリフティング能力をテストする及び発電機をテストするのに古いセミリグを用いることが想像できる。

図示された実施形態は、ほとんどの技術的特徴が浮体ユニット上に設置されているが、これらのうちのいくつかを海底上に配置することも同様に可能である。主な発明的着想は、油圧二方向シリンダによって浮体ユニットに接続される設備を海底上に設けることであり、この場合、海が高潮から低潮へ移り変わるとき及び戻るときにシリンダにおいて発生する圧力が電気を発生させるのに用いられる。

Claims (6)

1. 浮体ユニット（１）と、少なくとも１つの発電機（３）と、前記浮体ユニットよりも下で海底に接続されるベース（４）と、一対のシリンダスピンドル（１０）を備えるいくつかのシリンダ（５）とを備える洋上発電組立体であって、前記シリンダは、潮の変化中に前記シリンダにより流体が圧縮されるように、前記浮体ユニット及び前記ベースに接続され、圧縮された流体が前記少なくとも１つの発電機（３）に動力を提供する、洋上発電組立体。
2. 前記シリンダが、前記浮体ユニット（１）及びベース（４）に枢動可能に且つ取り外し可能に接続される、請求項１に記載の洋上組立体。
3. 前記ベース（４）及び浮体ユニット（１）が、それぞれ、前記シリンダ（５）の前記ベース（４）及び浮体ユニットへの固定のためのいくつかの固定手段（８）を備える、請求項１又２に記載の洋上組立体。
4. 各シリンダ（５）のシリンダスピンドル（１０）の端区域（１１）が、シャフトを保持する弓形であり、前記シャフトが、前記ベース（４）上の固定手段（８）内の孔に通して入れられる別のシャフトを備えるさらなる弓形接続要素（９）に接続される、請求項３に記載の洋上組立体。
5. 前記浮体ユニットが、エネルギー発生のための風車及び／又はソーラーパネルを設けられる、請求項１〜４のいずれかに記載の洋上組立体。
6. 前記シリンダ（５）が、前記ベース（４）よりも上で前記浮体ユニット（１）を保持する補剛要素を設けられる、請求項１〜５のいずれかに記載の洋上組立体。

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