JP5522555B1

JP5522555B1 - 送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置

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Publication number: JP5522555B1
Application number: JP2013097407A
Authority: JP
Inventors: 美藤雅康; 美藤町子; 北村知世; 横畑直世
Original assignee: 美藤雅康
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2033-05-07
Also published as: JP2014218911A

Abstract

【課題】本発明は、潮流で水車を回して発電をする発電装置を送電鉄塔の基礎コンクリート内に埋設して発電をする送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を提供する。
【解決手段】、潮流３０で水車１を回す潮流取り込み受口を、鰐口状の潮流流路１３を左右二方向に設けて成る水車１と潮流３０で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部９を備えた発電機２、さらに、変電設備を備えた制御室１６を、災害に耐える形状の送電鉄塔の基礎コンクリートＡの型枠内に埋設組してコンクリート１５を打設し、該コンクリートの凝固で一体形成されて成る送電鉄塔の基礎コンクリートＡ、該送電鉄塔の基礎コンクリートＡを台船３３で運び水平に地均しした海底２５の基礎２８の上に沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートＡの上に送電鉄塔２２を構築することで、単独で発送電ができることを特徴とする送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、潮流で水車を回して発電をする発電装置を送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置に関するものである。

従来、自然エネルギーで発電をする太陽光発電や風力発電などが普及し始めているが、太陽光発電には夜間や天候に左右される欠点があり、風力発電は風に左右されるなど安定した発電が期待できない問題がある。

他方、最も安定した自然エネルギーで発電ができる潮流を活用した、潮流発電装置は多種多様な開発がなされてきたが普及するに至っていないのが現状である。

なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献を挙げることができる。

特許第４７５９０９２号（P４７５９０９２）、特開２０００−１８１４６（P２０００−１８１４６A）

従来の潮流発電装置は海底に支柱を打込んだ構造や海底にアンカーをして海上に浮かせた構造が主であり、設置コストや送電方法など問題が多く実用化を困難にしている。

特許第４７５９０９２号（P４７５９０９２）について説明すれば、海底にアンカーをして海上に浮かせた構造であり、設置コストや送電方法など多くの問題が多く大量に普及させることが困難である。

特開２０００−１８１４６（P２０００−１８１４６A）について説明すれば、海底に支柱を打込んだ構造であり、設置コストや送電方法など問題が多く大量に普及させることは困難である。

しかしながら、日本の電力事情は、原子力発電の停止に伴い火力発電の燃料費の高騰等で電気料金は高騰を続けている。他方、海洋国日本には自然現象や燃料費の高騰に左右されない、無尽蔵に活用ができるクリーンで燃料を必要としない潮流がある。該潮流を活用するために、離島を含む沿岸市町村の水深の浅い近海に、大量生産が可能な送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を配備する発想に至った。

本発明は上記の発想に基づいてなされたもので、送電鉄塔の基礎コンクリート内に潮流で水車を回して発電をする発電装置と発電装置に付随する制御室をコンクリートの打設凝固で一体成型固定して成る、単独で発送電ができる送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を提供するものである。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置であって、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機、さらに、変電設備を備えた制御室を、災害に耐える形状の送電鉄塔の基礎コンクリートの型枠内に埋設組してコンクリートを打設し、該コンクリートの凝固で一体形成されて成る送電鉄塔の基礎コンクリート、該送電鉄塔の基礎コンクリートを台船で運び水平に地均しした海底の基礎上に沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートの上に送電鉄塔を構築することで単独で発送電ができることを特徴とする、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置（請求項１）を提供する。

前記、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機を、請求項１記載の送電鉄塔の基礎コンクリート内に複数基埋設することを特徴とする請求項１記載の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置（請求項２）を提供する。

前記、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を、沿岸線に沿って多数基設けて発送電することを特徴とする請求項１、２記載の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置（請求項２）を提供する。

本発明の特筆すべき大きな効果を列挙する。
イ）地球環境を破壊せず、自然現象や燃料費の高騰に左右されない、無尽蔵のクリーンなエネルギーが活用できる。
ロ）単独で発送電ができる潮流発電装置を沿岸に沿って多数基配置することで大量の電力を発送電することができる。
ハ）単独で発送電ができる潮流発電装置を沿岸に沿って多数基配置をすることで、電力を必要とする市町村へ低コストで送電供給することができる。
二）単独で発送電ができる潮流発電装置を沿岸に沿って多数基配置をすることで、該単独で発送電ができる潮流発電装置を漁船の電気燃料基地並びに漁民の津浪避難シェルターなど多目的な活用ができる。
ホ）単独で発送電ができる潮流発電装置の基礎の構築は、沿岸に沿った水深の浅い場所であることから、作業性が良く建設費を大幅にコスト削減することができる。
へ）単独で発送電ができる潮流発電装置を規格化することで工場での大量生産が可能であるとともに大幅にコストを削減することができる。

請求項１に係る発明によれば、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置であって、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機、さらに、変電設備を備えた制御室を、災害に耐える形状の送電鉄塔の基礎コンクリートの型枠内に埋設組してコンクリートを打設し、該コンクリートの凝固で一体形成されて成る送電鉄塔の基礎コンクリート、該送電鉄塔の基礎コンクリートを台船で運び水平に地均しした海底の基礎上に沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートの上に送電鉄塔を構築することで単独で発送電ができる送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置とすることで建設費や工期を大幅に削減できる効果は大変に大きい。

請求項２に係る発明によれば、前記、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機を、請求項１記載の送電鉄塔の基礎コンクリート内に複数基埋設すること、大量に電力が得られる効果は大きい。

請求項３に係る発明によれば、前記、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を、沿岸線に沿って多数基設けて発送電することで、大量な発送電が可能になるとともに大量の電力が得られる効果は大きい。

他方、漁業が衰退する中にあって、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置に電気燃料基地を併設して沿岸に沿って多数基配置をすることで、該送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置が漁船の電気燃料の供給基地となり安価な電気燃料が漁船に供給できる。さらに、漁民が該電気産業に参加することで漁民が潤う効果も発生する。

以下に、本発明の実施形態の添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を説明するための縦断面図。
図２は同Ａ〜Ａ'横断面図。
図３は同Ｂ〜Ｂ'横断面図。
図４は同側面図。
図５は設置状況を示した仮想図。

本実施形態の図面について説明すれば、図１は、海底２５の上に送電鉄塔の基礎コンクリートＡを設置するための基礎２８を構築して、送電鉄塔の基礎コンクリートＡの下部軸受４水車１中部軸受５ブレーキ１２発電機ローター（回転子）８発電機ステータ（固定子）７スラスト軸受１０上部軸受６励磁装置１１を主軸３で組み合わせて成る発電装置２９と、該発電装置２９から発生する熱を潮流で冷却する潮流冷却部９を設け、機器搬入開口防水ハッチ１７防水マンホール１８タラップ１９を備えた制御室１６をコンクリート１５で一体形成して成る送電鉄塔の基礎コンクリートＡの断面図で潮流導入口１３に防護柵１４を設けている。尚、満潮位２０と干潮位２１も記載した本発明の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を説明するための縦断面図である。

図２は、送電鉄塔の基礎コンクリートＡのＡ〜Ａ’部分の横断面で、中央部に水車１を設置して左右に鰐口状の潮流導入口１３を設け、該潮流導入口１３には水車１の破損を防止するための防護柵１４を設けた横断面図である。

図３は、送電鉄塔の基礎コンクリートＡのＢ〜Ｂ’部分の横断面で、機器搬入開口防水ハッチ１７防水マンホール１８タラップ１９を備えた制御室の横断面図である。

図４は、海底２５の上に基礎２８を構築して送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃを設置した状態を示した側面図で、水車１の破損を防止するための防護柵１４を設けるとともに、発電装置２９から発生する回転摩擦熱を冷却する潮流冷却部９に潮流３０を注入する潮流導入口１３を設け、防護柵１４や満潮位・干潮位と送電鉄塔を示した側面図である。

図５は、海底２５に捨石３１と被覆ブロック３２を用いて水平な基礎２８を構築して、該基礎２８上に送電鉄塔の基礎コンクリートＡを沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートＡの上に送電鉄塔を構築して成る、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃから送電線２３で高台に送電した仮想図で、陸地２６の高台に送電鉄塔２２変圧器２４、さらに、海面の満潮位２０干潮位２１を示した、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃから陸地２６の高台に送電した場合を想定した仮想図である。

送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃを設置するための基礎２８の実施例を説明すれば、沿岸線沿いで発電に適した潮流３０が得られる場所を調査選定して、送電鉄塔の基礎コンクリートＡを設置するための基礎２８を構築する。該基礎２８は海底２５に捨石３１を用いて水平に均し、被服ブロック３２で基礎２８を完成させる。

送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの実施例を説明すれば、潮流３０で水車１を回して発電をする発電装置２９と変電設備を備えた制御室１６を工場で組み立てて沿岸に運び、沿岸で型枠や付属部材を組み立ててコンクリート１５を打設して、該コンクリート１５の凝固後に型枠を解体して送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの送電鉄塔の基礎コンクリートＡを完成させる。該送電鉄塔の基礎コンクリートＡを台船３３で現地に運び、実施例１の基礎２８上に沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートＡの上に送電鉄塔２２を組み立てて送電線２３を張って送電を可能にする。他方、送電鉄塔の基礎コンクリートＡ内に設けた制御室１６内の発電設備機器を組立てて発送電に備える。

送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの送電鉄塔の基礎コンクリートＡの形状と規模について説明すれば、送電鉄塔の基礎コンクリートＡの上に送電鉄塔２２を組み立てて送電線２３を張った状態で多種多様な災害に耐える形状と重量を有し、且つ、多様な設備を備えた規模の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃとする。

発電装置２９について説明すれば、発電装置２９の発電規模は製作コストと運搬等の利便性を考慮した規模として、送電鉄塔の基礎コンクリートＡ内に２基以上を内蔵することが望ましく、発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃを標準とする、該発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃを沿岸に沿って多数基配備することで必要とする発電量が供給できる。

図５の沿岸部を想定した送電状況と設置状況を示した仮想図について説明すれば、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃから陸地２６側に変圧器２４を設けているが、変圧器２４は送電鉄塔の基礎コンクリートＡ内の制御室１６内に組み込むことが理想であり、制御室１６内に組み込む開発とする。

発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの可能性として、漁船の燃料が電気に変わる時代に備えて、発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃに漁船に電気燃料が供給できる電気燃料供給基地の機能を持たせる開発が可能である。

さらに、発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの可能性として、東北被災地の巨大津浪災害の体験から、海上を生活の場としている漁民の避難場所として、発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの送電鉄塔２２の柱脚部分に津浪避難シェルターの機能を持たせることは容易である。

他方、発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃの発電能力が停止しても、送電塔の基礎として、漁礁として永久的に社会に貢献する。発電装置２９を２基内蔵した送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置Ｃは使い捨てする装置である。

この発明において、実施例や図面に示した形状は一例を示したものであり、同様の機能を果たす多種多様な形状に置き換えることは可能である。例えば図面に示した形状に転倒防止を兼ねた潮流を大量に取り込むための突出壁を設ける形状も発明の範囲である。

本発明の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置に、電気が供給できる機能を持たせて沿岸に沿って多数基配置をすることで、該送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置が漁船の電気燃料の供給基地となり、該電気燃料の供給基地を漁民が維持管理をすることで漁民が潤う。さらに、津浪防災シェルターを併設することで海上における漁民の避難場所が確保できる。他方、海洋国日本の無尽蔵に活用ができるクリーンな潮流を活用することで、自然現象や燃料費の高騰に左右されることのない電力が供給できる。また、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置の発電能力が停止しても、送電塔の基礎として漁礁として永久的に社会に貢献する。

本発明の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を説明するための縦断面図。同Ａ〜Ａ'横断面図同Ｂ〜Ｂ'横断面図同側面図設置状況を示した仮想図

１…水車
２…発電機
３…主軸
４…下部軸受
５…中部軸受
６…上部軸受
７…発電機ステータ（固定子）
８…発電機ローター（回転子）
９…潮流冷却部
１０…スラスト軸受
１１…励磁装置
１２…ブレーキ
１３…鰐口状の潮流流路
１４…防護柵
１５…コンクリート
１６…制御室
１７…機器搬入開口防水ハッチ
１８…防水マンホール
１９…タラップ
２０…満潮位
２１…干潮位
２２…送電鉄塔
２３…送電線
２４…変圧器
２５…海底
２６…陸地
２７…潮の流れを示す矢印
２８…基礎
２９…発電装置
３０…潮流
３１…捨石
３２…被覆ブロック
３３…台船
Ａ…送電鉄塔の基礎コンクリート
Ｂ…仮想地
Ｃ…送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置

Claims

送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置であって、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機、さらに、変電設備を備えた制御室を、災害に耐える形状の送電鉄塔の基礎コンクリートの型枠内に埋設組してコンクリートを打設し、該コンクリートの凝固で一体形成されて成る送電鉄塔の基礎コンクリート、該送電鉄塔の基礎コンクリートを台船で運び水平に地均しした海底の基礎上に沈め置きして、該送電鉄塔の基礎コンクリートの上に送電鉄塔を構築することで単独で発送電ができることを特徴とする、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置。
前記、潮流で水車を回す潮流取り込み受口を広くして、水車を回転させる回転部を狭く絞ることで流速を高める形状をした、鰐口状の潮流流路を左右二方向に設けて成る水車と潮流で回転摩擦熱を除去する潮流冷却部を備えた発電機を、請求項１記載の送電鉄塔の基礎コンクリート内に複数基埋設することを特徴とする請求項１記載の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置。
前記、送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置を、沿岸線に沿って多数基設けて発送電することを特徴とする請求項１、２記載の送電鉄塔の基礎に埋設した潮流発電装置。