JP4001485B2 - 海流発電設備 - Google Patents

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Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、海流発電設備に関する。本発明の海流発電設備は、潮汐の落差エネルギーを利用した従来公知の潮汐発電設備のみならず、あらゆる海洋で常時発生している海流のエネルギーを利用する発電設備にも関わるものである。
【０００２】
（背景技術）
前述の如くの海流は、一般には広面積にわたる定常流であり、海面上における風による押出し力(吹送流)や、内圧力(傾度流)、地球の回転(コリオリ力)、海底と海岸の地形などにより発生する。最も重要な海流については北赤道海流、南赤道海流、黒潮、東オーストラリア海流、メキシコ湾流、ブラジル海流、アガラス海流、北太平洋海流、北大西洋海流、西風海流、カリフォルニア海流、フンボルト海流、カナリア海流、ベンゲラ海流、西オーストラリア海流、赤道反流、アラスカ海流、ノルウェー海流、西スピッツベルゲン海流、東グリーンランド海流、ラブラドル海流、イルミンガー海流、親潮、フォークランド海流などがある。海洋における既知の表面流以外に、大西洋や太平洋に決然たる赤道亜流があって、約１００メートルの深度において、西方に流れる南赤道海流の影響で赤道へ向かって直接西方に流れている。
【０００３】
（発明の開示）
本発明は、海流から流れの運動エネルギーを利用し、これを電気エネルギーに変換する海流発電設備を設計しようとするものである。その場合、本発明による海流水力発電設備は、例えば水面下５０メートルの深度の如くの水面下で利用されるものであり、海流の流速が比較的低い、例えば１.５m/secか、それ以下であっても比較的大量の電力を発電できるものである。これは、水力発電設備に、例えば直径が１０メートルかそれ以上、好ましくは３０〜１２０メートルの水車ないしローター(タービンないしプロペラ)を設けることにより達成できる。
【０００４】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、一例としての本発明による海洋水力発電設備の側断面図を示す。この発電設備は、強度の非常に高い環状ハウジングを備えている。同時に、この環状ハウジングはコンセントレータ(ダクト・ケーシング)の形をしていて、このリングに流れる海水の流速が増速されるようになっており、このハウジングの中心部には、海水の流速で駆動される水車ないしローターが備わっている。この水車ないしローターはこのように回転することで、発電機回転子を駆動するようになっている。この場合、発電機はタービンに連なるシャフトに連結するのではなくて、発電機回転子のポールホィールが水車の外側に固定されている。従って、発電設備の水車ないしローターが、水力発電設備のハウジングにおける発電機固定子により囲繞されている発電用ローターを支持していることになる。水車に作用する力は、ハウジングのリング部を貫通する支持用腕に設けたベアリングにより担持されている。
【０００５】
好ましくは、ローターないし水車と水力発電設備のハウジングの何れか、または両方に空洞を持たせ、海水に対する水力発電設備の平衡状態が得られるように注水できるようになっている。これにより、水力発電設備の支持構造が流れている海水の押出し力に確実に対抗できるようにしている。
【０００６】
前記空洞には、水力発電設備を埋没位置に運搬するときには空気が満たされている。即ち、水力発電設備は空洞内の空気の作用により浮遊するので、そのまま埋没位置まで曳き船で曳航することができるのである。この水力発電設備が埋没位置まで運ばれると、その時の要件に応じて空洞内に水、好ましくは海水を注水して、水力発電設備そのものを緩やかに潜水させる。水力発電設備を取り替えたり、修理する必要が生じた場合では、空洞から排水すればよい。
【０００７】
この水力発電設備は海底に係留するか、海底に打ち込んだ、或いは適当な構造体に連結したケーブルないしチェーンで海底から隔離して固定する、何れにしてもよい。
【０００８】
発電機の生ずるエネルギーはケーブルを介して送電網に直接供給する。また、海洋発電設揖斐が生ずる電力は、淡水化プラントに供給するのに利用することもできる。
【０００９】
海水流が比較的低速であったとしても、海流の流速がどれほどあるか、また、発電設備の水車の直径がどれほどあるかに応じて、比較的大量の電力(５００KW以上)が生産できることは、下記の例から明らかである。
【００１０】
即ち、例えば海流の流速が１.５m/secで水車の直径が２５メートルであれば、５００KWの電力を生産することができる。この水車の直径を８０メートルとすれば、５MWの出力発電量が得られる。また、水車の直径が３６メートルであれば、それでも１MWの出力発電量が可能である。ここで、海流速が上がると、出力電力量はその三倍になる。
【００１１】
（産業上の利用の可能性）
本発明による海流発電設備は、それ自体が環境を悪化させるようなことがないようなところで利用できる利点がある。同時に、海流発電設備は、無限のエネルギー源として利用できると共に、その挙動についても正確に予期できる。海流発電設備の規模にしても、空洞内に注排水できることから、海流発電設備をそれに対する悪影響の少ない海流に正確に位置決めできのみならず、曳き船の通常の喫水千以下にあることから曳航することができる利点がある。
【００１２】
尚、本発明による海流発電設備は、潮汐に伴って発生する水の落差を利用して発電することもできる。その場合、ローター羽を、引き潮と満ち潮での逆方向の流れに対応して可逆回転できるようにするか、または、流れの方向転換で回転するようにするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による海洋水力発電設備の側断面図。

Claims (3)

  1. 発電機回転子と発電機固定子とを備えた発電機を格納するハウジングを備え、
    前記発電機は、前記発電機回転子と連結した水車により駆動され、前記発電機回転子は、前記水車の外側に固定されており、
    前記水車は、少なくとも一つのローター羽を有し、
    前記ローター羽は、注排水し得る空洞を少なくとも一つ備えていることを特徴とする海流発電設備。
  2. 発電設備の前記ハウジングの少なくとも一部が、発電設備を流れる水流の速度を増加させるコンセントレータとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の海流発電設備。
  3. 発電設備の前記ハウジングが、注排水し得る閉鎖空洞を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の海流発電設備。
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