JP4866984B2 - 潮流面浮遊型発電システム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、潮流の応用並びに伴う波利用発電に関するものである。

国内例では潮ないしやその多くが係る派生波の上下運動を、或いはそれらの水平運動をそれぞれに捉え、直間接的に発電タービン等係る軸を回転または振動させる方法を主としてきたが、コストの割には発電出力が上がらなかった。他に上げ潮で三角波が立つ地形奥に更に遡上波を呼び上げ、これを直間接的に利用する方法もあったが、出力よりコストの方が上がり勝ちで何れも実験段階を脱却できないでいる。
諸外国では、概ねタイダルに直接スクリューなりタービンを当てる方式で、０８年本格稼動した世界最大級とされるプラントも例外方式ではなく、リアス式海岸の中程奥に大層な橋が架かった様子からして、コストに比例した発電出力が得られるべく潮流を捉えているとは云えない。

発明が解決しようとする課題

従来の欠点を全て抜本的に解決する為に、潮流と伴う波をそのまま応用するべく方式と共に、これらを低コストで実現する構造とのシステム体系の構築を目指す。また本発明は万一有事の際、いずれかの原発がミサイル攻撃を受け爆発炎上した場合、同時に全ての原発が運転停止になる事態を想定したものでもある。即ち、関る都市機能麻痺が予測されるその洋上に設置する事も可能だし、そちらへ曳航可能なシステム体系とする。

課題を解決するための手段

低コストで大出力発電を目指すためには、その何れをも従来方法では解決できないのでそれらの改善策は棄て、更には有事の事態を想い図れば海岸線から離れざるを得ないので、我国周囲に恵まれた純粋潮流発電を追及した。
これらの具現化を果す為にはその頼みとすべく潮流を然るべく制御しながら、しかも海中等の構築物を頼らず関る巨大潮力の波をも含め応用し、これを直接電力変換し出力させる必要がある。係る三条件を同時的体系内で満たすべく浮遊型回転ドラム方式の研究が以下の如く発され続け明かされた。

図１は本発明の側面を示した概況図であり、潮流面浮遊型の回転ドラム１は回転軸Ａを有し直接タービン足り得るべき回転翼２を全周囲に設けてあり、その各回転翼の中間には補助回転翼３が併設されている。それら同士の円周上間隔は標準設計で３６°１０枚である。そして回転軸Ａは、軸受４ないし鎖５を通じ錨６に係留固定されている。

回転ドラムの標準設計高は円直径７ｍ以上とし、その喫水高７は１／２〜２／３半径である。関る設計により４〜５ｍの高波８は浮力でその半分を相殺消去し、残差高が容易に回転軸高を越えないものとする。

図２は回転ドラムが潮流に正対する正面図左端であり、その左右２０ｍ上に配列された回転翼（実線）２及び補助回転翼（破線）３の位置関係を示している（各回転翼には重なりがあるので便宜上左右に少しずらしている）。

回転翼は巾１／５ドラム直径×２〜３ｍ長を目安とし、補助回転翼は対１／２巾で長さは同じとする。これら相互の関係と回転ドラム高との相対関係は、波頭が強風順風では潮流より速めで逆風では遅れ気味なのを安定調整するためと、伴う波頭等が回転ドラム体に横波を当てるのを防ぐ目的とがある。
かつ更なる補助翼の働きはこれら波流体を整流し、潮流共々を係る回転体の下側に吸い込むが如き巻き込む（矢印破線）。即ち回転速度を滑らかにする上、関る潮流体相互との吸着離れと水切れをよくする（図１の＊部）。この作用は浮力のみならず回転ドラム体重量を安定させ軽減し、システム全体の安定にも役立つ。

軸受４は、その正面や平面上からも少し八の字形に左右両側に流し張りされた鎖５で海底の錨６に係留されているが、回転翼２の外側でそれら鎖に取付けた潮流正対翼９は、単に意味する機能以外に次の作用がある。
システム体系を守り更なる完成のために、想わぬ横波を緩和し関る全体を整流せしめる。かつ、必要以上の鎖重量を軽減させ、無理なく回転ドラム全体を係留固定させる（尖頭上反りで約４ｍ×１．５ｍ）。

図３は、上述回転ドラム長がその隔壁により７等分された部位の側面図である。尚この内側で言う発電駆動軸Ｂと外側のドラム回転軸Ａとは便宜上一直線上に表記されているが、異目的別物扱いでありＡ回転数１に対しＢはモジュール比３．８×１．５×１．４×１．３≒１０回転である。

次に主として潮流等をその回転翼２に受けた回転ドラム１は、その内周にスプリング１０を介して設けられたリニアギヤ１１により、順次に各大中小のギヤを回転駆動してゆき、発電駆動軸Ｂを駆動させる。この軸はジェネレータ１２内で係るランナを貫通締結させてありこれにより発電する。

前項は開示順序に従い、ドラム回転力の基本応用につき記述しているが、実施方法には以下がある。
ａドラム回転軸を２０ｍ一本で貫き、必要に応じて設けた隔壁内で関る周囲に発電装置を分散設置する。
ｂ巨大負荷によるギヤ等破損を考慮し、点線で描かれた正三角形底辺の両角から、別途二組のギヤセットを発電駆動軸に組み付ける。またこれを二組以下で実施するには、発電装置やこれら下枠に予め取付けられた自重転がりキャスターで、ドラム回転床の係る円弧上にその全体を静止させる手段をとる。そして冷却ファンを設ける際には、より安定静止する方向に吸排気させる。更に必要に応じ弾み車を回転軸に取付ける。
ｃ両側の隔壁中心部に配した二重軸受けの傍らから吊り下げた棚上に、ギヤセット他一式を載せる。
ｄ回転ドラム本体とは別にジェネレータ用箱体を浮かべ、自在接手等を通じて双方の回転軸を直結する。
ｅ有事の際のリスク軽減に、予めジェネレータは海底に設置し、各その自在接手部をブイで吊り下げられた連結軸で、駆動する。

発明の効果

以上のシステム体系（体系的×方法×装置）を実施すれば、低コストで大出力の発電ができる。しかも各隔壁毎の発電方法を採れば、シャフト折れ等が起きても全発電機能停止などのリスクは防げ、メンテナンスはシステム稼動中でも行い得る。また有事の際でのリスク軽減にも有効なのは勿論、その曳航移動性を発揮させれば、火の粉も払えぬまま万歳の事態は回避できる。

は、本発明の概況を示した側面図である。 は、回転ドラム上に設けられた回転翼並びにその補助回転翼の配列を示した正面図である。 は、回転ドラム内側に設けられた隔壁部位の側面図である。

Ａドラム回転軸 １回転ドラム ５鎖 ９潮流正対翼
Ｂ発電駆動軸 ２回転翼 ６錨 １０スプリング
３補助回転翼 ７喫水高 １１リニアギヤ
４軸受 ８高波 １２ジェネレータ

Claims (2)

1. 円筒状のドラムの両側に回転軸を設け、該回転軸に軸受を設け、該軸受に鎖を設け、該鎖を海底の錨に係留する潮流面浮遊型の回転ドラム式発電装置において、ドラムの外表面に回転翼を設け、該回転翼により潮流を適宜遮ることによりドラムを回転させ、ドラム内周に設けられたリニアギアと大中小ギアを介し、回転軸に設けられたギアを回転させることにより回転軸を回転させ、発電機の発電駆動軸と回転軸とを連結させ、発電機を駆動させることを特徴とする潮流面浮遊型の回転ドラム式発電装置。
2. 前記回転軸は便宜上ドラム長を貫通していない外部軸とし、係る内側軸はその両側からの延長線上に有り、各隔壁で７等分された発電室内をも隔壁中心の軸受で二部屋当り連結で通され、前記発電駆動軸は各室ジェネレータ内を通りそのランナに締結貫通していることを特徴とする請求項１に記載の潮流面浮遊型の回転ドラム式発電装置。

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