JP5119056B2 - 発電プラントを備えた深海用構築物 - Google Patents
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Description
尚、図9に於いて、Qは空気圧送ポンプ、Mは空気圧送パイプ、Nは気泡、Oはタービン、Pは回転シャフトである。
しかし、当該海水圧発電プラントにも解決すべき問題が多く残されており、その中でも特に、耐圧構造物Aの構築に費用が掛かり過ぎること及び構造物の底部に海水圧駆動型水車による発電プラントのみを設置するものであるため、耐圧構造物Aの利用効率が低いこと等が、問題点として残されている。
そのため、構造物の形状が所謂円筒状又は角柱状となり、横断面積が必然的に高さ方向にほぼ一定となるため内部に所謂大きなデッドスペースが生ずることになる。
その結果、作業用空間を形成する各分割構造物の内容積を必要最小限度に設置することができ、従前の海水圧発電プラントの構築物に比較して大幅な小型化が図れると共に、構築物の建造費の削減が可能となる。
その結果、所謂エレベータケージの高速移動が可能となり、構築物の活用効率が大幅に向上する。
図1は、本発明に係る発電プラントを備えた深海用構築物の一部を省略した縦断面概要図である。当該深海用構築物1は中心シャフト部2、作業空間部3、海底基台4、浮きドック部5及び機器収容空間部6等からその主要部が形成されており、これにスターリング発電設備7、気泡流発電設備8、海水圧発電設備9等の各発電設備が設けられている。
また、当該中心シャフト部2には、厚円盤状の低圧作業空間部3a及び中圧作業空間部3b並びに小球体状の高圧作業空間部3cから成る作業用空間部3が所定の間隔で配設されており、中心シャフト部2の内部及びエレベータシャフト部2aの内部と夫々連通可能に設けられている。
また、中心シャフト部2の上端部は海面L上へ突出されており、これに浮きドック部5及び機器収容空間部6が固定されている。即ち、海底基台4によって中心シャフト部2、機器収容部6及び浮きドック部5が、所定位置に支持固定されている。
即ち、深海調査潜航艇12を収容するための潜航艇収容空間13は、図3に示す如く筒状の本体13eと、外側出入口14を形成する外扉13aと、内側出入口15を形成する内扉13bと、外扉13a及び内扉13bを開閉する油圧シリンダー装置(図示省略)等から構成されており、本体13e内から深海水Wを排出する排水管13c及び本体13e内へ深海水Wを注入する注水管13dが夫々設けられている。
収容空間13内の減水と共に外扉13aにかかる深海水圧は上昇する。一方、内扉13bにかかる海水圧は減少し、これによって内扉13bの開放作動が容易となる。
また、深海調査潜航艇12としては、通常無人遠隔操作式の所謂ロボット型潜航艇が使用されるが、有人の潜航艇であってもよいことは勿論である。
次に一定長さに分割された中心シャフト部片を継ぎ足しし乍ら順次その内部へ海水を注入し、これを沈降させて行く。また、中心シャフト部の縦方向の所定位置には各作業用空間部3a、3b、3cを取り付け固定する。尚、後述する気泡流発電設備8を構成するガイドパイプ21a・21b、下部スプロケット22d及びエンドレスチェー23等の諸機材も前記中心シャフト部2の形成と並行に海中へ沈降させて行く。
尚、深海水Wは、深海水自体の圧力により海水面Lまで自然上昇するが、取水管19内の圧力損や深海水Wの流量を所要値に確保するために、中間に吸水ポンプ20a・20bを設置する構成としている。
更に、スターリング発電用深海水取水管19を利用して汲み上げられた深海水Wは、必要に応じて深海水貯留スペース5bへ供給されることは勿論である。
また、前記スプロケット22a・22bにはエンドレスチェーン23が噛合せ可能に巻回されており、後述するようにエンドレスチェーン23が矢印方向へ回動することにより、駆動軸26を介して発電機27が回転駆動される。
これにより、上部スプロケット22aを介して駆動軸26が大きな回転力でもって駆動されることになり、発電機8aの出力増が図れることになる。
また、前記噴射ノズル25から噴出する高圧圧縮空気流Arは、方形貯槽6a内に設けた空気圧縮設備27から連続供給され、圧縮空気供給管28および空気流制御装置29を通して噴射ノズル25へ供給される。
Wは深海水
Whは海面近傍の高温海水
Waは気泡水流
Arは圧縮空気流
1は発電用プラントを備えた深海用構築物
2は中心シャフト部
2aはエレベータシャフト部2a
2bは水系統シャフト部
2cは電気系統シャフト部
2dは空気系統シャフト部
2eはエアーシュータ系シャフト部
2fは油圧系統シャフト部
2gはエレベータ駆動部
3は作業空間部
3aは低圧作業用空間部
3bは中圧作業用空間部
3cは高圧作業用空間部
4は海底基台
5は浮きドック部
6は機器収容空間部
5aは貯槽(淡水貯留スペース)
5bは貯槽(深海水貯留スペース)
5iは居住空間
6は機器収容空間部
6aは貯槽(真空ポンプ設備の設置スペース)
6bは貯槽(予備電源設備の設置スペース)
6cは貯槽(淡水化プラントの設置スペース)
6dは貯槽(スタ−リング発電設備・空気圧縮機設備の設置スペース)
6eは貯槽(気泡流発電設備・電気関係機器設備の設置スペース)
6fは貯槽(油圧機器設備の設置スペース)
7はスターリング発電設備
8は気泡流発電設備
8aは発電機
9は海水圧発電設備
10aは外殻
10bは内殻
10cは支持部材
11はエレベータケージ
12は深海調査潜航艇
13は潜航艇収容空間
13aは外扉
13bは内扉
13cは排水管
13dは注水管
13eは本体
13fは支持架台
V12は排水バルブ
V13は注水バルブ
14は内側出入口
15は外側出入口
16は自動浮力調整装置
17は太陽光発電設備
18は風力発電設備
19はスターリング発電用深海水取水管
20a・20bは給水ポンプ
21a・21bはガイドパイプ
22a・22bはスプロケット
23はエンドレスチェーン
24は傘体
25は噴射ノズル
26は駆動軸
27は空気圧圧縮設備
28は圧縮空気供給管
29は空気流制御装置
30は水車駆動用深海水取水管
31は水車発電機
32は排水管
33a・33bは排水ポンプ
34は真空ポンプ設備
Claims (6)
- 中心部にエレベータシャフト部(2a)を有する縦長の中心シャフト部(2)と,中心シャフト部(2)の最下方位置に設けた小球体状の高圧作業空間(3c)と,中心シャフト部(2)の下端を支持固定する海底基台(4)と,中心シャフト部(2)の上端部に固定されて海面上に浮かべた複数個の貯槽から成る浮きドック(5)と,中心シャフト部(2)の上端部に固定した機器収容空間部(6)と,前記高圧作業空間(3c)内に位置されて深海水WLを駆動源とする水車発電機(31)を備えた海水圧発電設備(9)と,中心シャフト部(2)と並行に相互に近接して立設した2本のガイドパイプ(21a)・(21b)と、前記両ガイドパイプ(21a)・(21b)を通して上・下のスプロケット(22a)・(22b)に巻回されて前記上部スプロケット(22a)を回転駆動するエンドレスチェーン(23)、前記上部スプロケット(22a)の回転により回転駆動される前記機器収容空間部(6)に設けた発電機(8a)、前記ガイドパイプ(21a)の下方よりその内部へ高圧圧縮空気流Arを噴射する噴射ノズル(25)及び前記エンドレスチェーン(23)に所定の間隔で固定され前記噴射された空気流Arの気泡水流により開放される傘体(24)とから成る気泡流発電設備(8)と,前記中心シャフト部(2)を通して導入された深海水W1を冷熱源とすると共に海面Lの海水を加熱源とする前記機器収容空間部(6)に設けたスターリング原動機により発電機を回転駆動するスターリング発電設備(7)とから構成したことを特徴とする発電プラントを備えた深海用構築物。
- 中心シャフト部(2)の上方位置の海中に厚円盤状の低圧作業空間(3c)を、また、中心シャフト部(2)の中央位置の海中に厚円盤状の中圧作業空間(3b)を固設する構成とした請求項1に記載の発電プラントを備えた深海用構築物。
- 高圧作業空間(3c)に、高圧作業空間(3c)に連通する内側出入口(15)を気密に開閉する内扉(13b)と、深海中に連通する外側出入口(14)を気密に開閉する外扉(13a)とを備えた潜航艇収容空間(13)を配設する構成とした請求項1に記載の発電プラントを備えた深海用構築物。
- エンドレスチェーン(23)の両側部に、エンドレスチェーン(23)を挟んで二つの傘体(24)、(24)を対向状に固設し、両傘体(24)(24)を気泡水流により、2分割された落下傘の形態に拡張する構成とした請求項1に記載の発電プラントを備えた深海用構築物。
- エレベータシャフト部(2a)内を真空引きし、真空高速エレベータを設ける構成とした請求項1に記載の発電プラントを備えた深海用構築物。
- 潜航艇収容空間(13)に、内部の深海水(W)を排水する排水管(13c)と、内部へ深海水(W)を導入する注水管(13d)を設ける構成とした請求項3に記載の発電プラントを備えた深海用構築物。
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