JP6032421B2 - Energy storage breakwater for global warming and earthquake / tsunami typhoon storm surge - Google Patents
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Description
本発明は、地球温暖化と地震津波台風高潮対応の蓄電型発電防波堤に関するものである。The present invention relates to a power storage type breakwater for global warming and earthquake / tsunami typhoon storm surge.
海洋発電として直接海面上により波の波動を利用した潮流をエネルギーとしている発電装置や、入江などの地形を利用した潮位差による発電や海水面下の潮流を利用した水中発電も周知のとおり在り、また特許文献1は水門などに発電機を置いて、台風など災害時からは避難させる為に発電機を動かせる構造のものとか、特許文献2は潮の干満を利用して、潮の通路や調整池を造り、特許文献3は夜間電力を買電して調整池に水を送り発電するというものもある。地球温暖化による異常気象や海面上昇はここ数年において顕著で確実に起こっており、平成十六年八月三十日の台風十六号による広範囲に及んだ瀬戸内海沿岸の高潮被害は、高松港において、TT2.46mと大きく実測最高潮位が上がり大被害をもたらした。平成二十三年三月十一日の東日本大震災において、堤防や町全体が巨大地震により発生した巨大津波により軒並み壊滅状態になってしまい、原子力発電所まで崩壊してしまった未曾有の大被害となり、平成二十四年夏には、グリーンランドの氷床が完全に溶けて、我が国でも海岸線における満潮時の潮位が驚異的に高くなったり、地球温暖化が引き金となっている大型台風による高波高潮に備え、現在の堤防の上に継ぎ足しの堤防を重ねてみたり、高さのある巨大な防波堤などが大津波に備えて建設されている。
しかし、上記原子力発電所の事故による止む終えない事情もある我が国において、世界最先端技術の化石燃料を用いた石炭ガス化複合発電IGCCや最新鋭火力発電システムMACCによる火力発電所をもってしても、化石燃料を燃やして二酸化炭素を排出することで地球温暖化の一因になることや、放射能汚染でふるさとが消滅してしまう危険性がある原子力発電に替わる将来のエネルギー供給源の有り方が大いに議論されている。また潮流の波による波動をエネルギーとしている発電装置や海水面下の潮流を利用したり、また特許文献1は水門などに発電機を置いて、台風の暴風波浪などに合わせて災害時は発電機を非難させながら発電する方法では、その度に発電を止め移動させる必要があり、人件コストも相当かかり、制御しにくいことや、水門の在る所でしか可動できないことや、水上や水中で破壊されるリスクも高く不十分である。特許文献2は潮の干満を利用したとしても、入江など特定の場所でしか出来ないものや、新たに水路、池を造ったとしても不安定で、それらが地震や津波台風時などの自然災害時にはまた新たな二次災害を及ぼす恐れが出来るので不十分である。特許文献3は調整池を造ってポンプでそこに安価な夜間電力を買電して水を送ったとしても、狭いわが国においては土地を有効利用するには設置場所も限られ不十分であり、そこに水が溜まるのを待つ間は発電できず、発電するために漠然と買電して発電するという方法では、発電コストが明瞭に出来ていなくて安定した発電も見込めない上、発電するという本来の目的は達成できずに本末転倒となってしまう場合も想定でき、単に潮流、潮汐を利用するというだけでは不十分である。地球温暖化が引き起こした手のつけられないほどに侵攻している海面上昇による人命に係わる危機的な環境破壊は世界的な大問題となっていて、現在の堤防に継ぎ足して堤防を重ねる方法ではもっと潮位が上がることが想定される将来に向けて強度的にもほとんど対応できず、ビルのような巨大堤防では、津波の圧力にはその自重が災いしてかどうか不明ではあるが、衝撃を吸収もできずに崩壊してしまうことになったことも先の東日本大震災ではあったので不十分である。However, even in Japan, where there are unstoppable circumstances due to the accident at the nuclear power plant mentioned above, even with a thermal power plant with coal gasification combined power generation IGCC using the world's most advanced fossil fuel and the latest thermal power generation system MACC, The future of energy sources to replace nuclear power generation that could contribute to global warming by burning fossil fuels and emitting carbon dioxide, or that the hometown may disappear due to radioactive contamination There has been much debate. In addition, a power generation device that uses waves generated by tidal waves as energy, and tidal currents under the sea surface are used. In Patent Document 1 , a power generator is placed on a sluice, etc. In the method of generating electricity while condemning the power generation, it is necessary to stop and move the power generation each time, which requires considerable labor costs, is difficult to control , can only be moved where the sluice is, and can be destroyed on the water or underwater The risk is high and insufficient. In Patent Document 2 , even if tides are used, things that can only be done in specific places such as bays, and even if new waterways and ponds are built, they are unstable, and natural disasters such as earthquakes and tsunami typhoons. Sometimes it is not enough as it can cause new secondary disasters. Even if
本発明は、このような従来の構成が有していた問題点を解決しようとするものであり、該堤を総表して防波堤1としてさらに主堤防3第二堤防4第三堤防5と分割して立体的に複数層設置することで潮汐や水の高低差による複合の発電を脈脈と段階的に続けるようにするため、防波堤1の間に隙間を開けて空間を作り外壁が二重になることで強化された該空間の横蓋となる様に前記主堤防3の該空間に水の注水と放水による水位より任意に発電が出来るように上下可動する主堤防用自動扉6を据付けて、第二堤防4にも前記同様に上下可動する第二堤防用自動扉7を据付けて、第三堤防5にも前記同様に上下可動する第三堤防用自動扉8を据付けて、主堤防用自動扉6の上部に海面17の潮位と該空間の水位の差を検出できる主潮位センサー9を装着している主堤防用発電機10を設置して、第二堤防用自動扉7の上部には該空間の水位の検出ができる第二水位センサー11を装着している第二堤防用発電機12を設置して、第三堤防用自動扉8の上部には該空間の水位の検出ができる第三水位センサー13を装着している第三堤防用発電機14を設置している。The present invention is intended to solve the problems the conventional configuration had, the bank represents total further divided
第三堤防5に水を満水に注水した場合、該空間の満水状態から全放水したときの第三堤防用発電機14の満水あたりの総発電量の半分の電力で第三堤防5を満水にできる第三堤防専用ポンプ16を第三堤防5に装備して、防波堤1における上記各発電機からの発電された電力を蓄電出来る総合蓄電装置15を第三堤防5に装備して、上記各水位センサー、主潮位センサーの潮位や水位を検出することで上記の各自動扉や前記第三堤防専用ポンプ16などの稼動用消費電力を使う為の指示及び他すべての稼動の指示や、総蓄電量から任意に何分の一かだけで使うように規制制御している電力浪費防止装置18を介して総合蓄電装置15より稼動用消費電力を使えるようにしている。 If water is injected to the full level of the water in the third embankment 5, the full level of the third embankment 5 at half the power of the total power generation per full level of the third dike generator 14 when the total water discharge from full level of the space The third dyke 5 is equipped with a pump for exclusive use of the third levee 5 and the third dyke 5 is equipped with a general power storage device 15 capable of storing the electric power generated from each generator on the breakwater 1. sensors, instructions and the total storage amount of the instructions for use the above operating power consumption, such as the automatic doors and the third dike dedicated pump 16 by detecting the tide and water level in the main tide level sensors and all other operating Thus, the power consumption for operation can be used from the general power storage device 15 via the power waste prevention device 18 that is regulated and controlled so as to be used in an arbitrary fraction.
閉じている主堤防3の主堤防用自動扉6から満潮時に該空間に海水を注水して主堤防発電機10は発電を開始、第三堤防専用ポンプ16が第三堤防5に注水する事で、第三堤防用自動扉8より第二堤防4に放水して第三堤防用発電機14は発電を開始、干潮に向けて潮位が下がり主堤防3の該空間の水位が同調して発電が停止した場合、主潮位センサー9が同調を検出すると第二堤防4の第二堤防用自動扉7は前記主堤防3に放水を開始して第二堤防用発電機12にて発電を開始、同時に主堤防用自動扉6を上昇させることで、前記第三堤防用発電機14と共に高低差による段階的な複合の発電をしながら前記主堤防3の該空間の水位を上げることが出来、それにて該空間と海面17の水位差を検出した主潮位センサー9にて主堤防用自動扉6から放水されることで主堤防用発電機10は潮汐による発電の再稼動ができ、総合蓄電装置15の蓄電量は効率良く増えるようにしている。Closed are pouring sea water from the main dike for automatic door 6 of the
将来海面が上昇した場合海面上昇対応可動フロア2を海面上昇時に合わせて可動させた時に主堤防3の該空間の高さを調整できる海面上昇時高さ調整用アタッチメント19を装着することと、其のときに合わせて該アタッチメントのサイズは誂えることで更に海面が上昇しても永続的に発電できることを特徴としている。And the sea surface in the future to attach the sea level rise during high adjusting
本発明は、従来の堤防が有していた問題点を解決しようとするものであり、津波や暴風波浪の水による想定外の水の衝撃圧力に対し強度不足にならないように防波堤1の外壁に間隔をとり二重にする事で強度を倍加させ該空間に衝撃を吸収出来るようにした連結補強フレームCを設置して補強したことにより、水の衝撃圧力で提内までその被害が及ばないようにして、地震による津波や台風などによる暴風波浪の高波や高潮が襲来したときに堤外の防波堤の外壁Aにその巨大な衝撃を受け止め緩和させるようにしたことで構成され、地震の振動やその外壁にかかる波の衝撃圧力を感知したら該空間に向けて開くようにしている加速度センサーが内蔵された自然災害用ドレンハッチDを第二堤防4と第三堤防5の堤外の防波堤の外壁Aに複数台設置して、地震による振動や高波高潮の衝撃圧力を感知すれば前記自然災害用ドレンハッチDは即座に開いて、内部に海水が残っていた場合一旦排水することで次に襲来してくる水に備えて、やがて到達するその水の最高衝撃圧力を検出したら、該空間へ自然災害用ドレンハッチDが即座に開くことで、浸水して衝撃圧力を緩衝して、さらに何度も繰り返し襲来する水の運動エネルギーに対して前記加速度センサーによりその運動エネルギーと連動するように自然災害用ドレンハッチDの開閉を繰り返すようにしたことで、内部に浸水している水による液体の流通抵抗を利用している所謂ショックアブソーバーとしての役目を持たせて衝撃圧力を緩衝させるように構成されている。The present invention is intended to solve the problems conventional embankment had point, tsunami and impact pressure of water unexpected by an extreme wave of water to the outer wall of the breakwater 1 so as not to insufficient strength by reinforced by installing a connection reinforcing frame C which is to be able to absorb shock in the space intensity is doubled by being doubly taken apart, so that do not span the damage by the impact pressure of the water to within Hisage In the case of high waves and storm surges caused by tsunamis and typhoons caused by earthquakes, the outer wall A of the breakwater outside the levee is received and relaxed, and the vibration of the earthquake and its outer wall a plurality of natural disaster Dorenhatchi D which has the acceleration sensor is built that to open towards the space After sensing the impact pressure of such waves in the outer wall a of the breakwater Teigai
上述の通り本発明の、地球温暖化による海面上昇が続いた場合に海面上昇対応フロア2を上記防波堤1の主堤防3と第二堤防4の間に組み込んだことで、その潮位に合わせて前記海面上昇対応フロア2を上昇させて、主堤防3の上部に海面上昇時高さ調整用アタッチメント19を装着することで、主堤防用自動扉6は前記潮位に合わせて更に上昇することができ、その上部に据付けられた主堤防用発電機10は潮位に合わせて発電を続行できるようになることで、地球温暖化による海面上昇があっても本発明の自然を利用したその発電を止め処なく、すべての働きにより脈脈と発電でき絶えずおこなわれる新たな発電の波動を起こす生命体のようなものとして、安全と地球環境の悪化を食い止めることが出来る地球温暖化と地震津波台風高潮対応の蓄電型発電防波堤である。 As described above, when the sea level rise due to global warming continues according to the present invention, the floor 2 corresponding to sea level rise is incorporated between the
それぞれの上記各堤防の自動扉で効率よく注水、放水させることで上記各発電機は発電を繰り返し、総合蓄電装置15に蓄電の上、電力浪費防止装置18を介して稼動用消費電力を使えるようにしているので確実に蓄電でき、毎日尽きることなく続く潮汐や水の高低差を上手く使うことで、地震の津波や暴風や台風などの自然災害の影響もあまり受けず、日を重ねるごとに蓄電量は増すようになり非常に効率の良い、どこにもない唯一無二の本当に安全なエネルギー源となっている。By efficiently injecting and discharging water with the automatic doors of the respective dikes, each of the generators repeats power generation so that the total power can be stored in the general power storage device 15 and the power consumption for operation can be used via the power waste prevention device 18. It is possible to store electricity reliably, and by using the tide and water level difference that does not run out every day well, it is less affected by natural disasters such as earthquake tsunami, storms and typhoons, and it stores electricity every day Increasing in volume has become a very efficient, unique and safe source of energy, nowhere else.
総合蓄電装置15や電力浪費防止装置18、第三堤防専用ポンプ16は、海抜の一番高い第三堤防5に設置されているので、津波や高波、高潮の災害時でも波に前記第三堤防5が水没しない場合において主堤防3と第二堤防4や第三堤防5が上記のとおり放水できる状態であれば災害時でも発電を続行することが出来、その場合には提内が浸水したとしても第三堤防専用ポンプ16はその浸水した海水を第三堤防5に送水することで浸水の被害を復旧することになり災害時は究極の必須装置であり日常の必需エネルギー源である。The integrated power storage device 15, the power waste prevention device 18, and the third levee dedicated pump 16 are installed on the third levee 5 that is the highest above sea level. 5 can be a
防波堤に掛かる災害時の水による衝撃圧力を跳ね返す事や、耐える様にするのでは無く、二層にして隙間を空けることで防波堤1の強度は倍加し、自然災害用ドレンハッチDにより波の持つ巨大な衝撃圧力を分散させ徐々に圧力を消そうとする地震津波台風高潮対応の防波堤であり、水の襲来が止むまで自然災害用ドレンハッチDはその稼動をやり遂げるよう構成され、想像を絶するような想定外の巨大な衝撃圧力の水が襲来した場合、止む終えず堤外の防波堤の外壁がたとえ損壊されたとしても、防波堤1の内部に設置された連結補強フレームCは前記損壊時に衝撃を吸収しながら押しつぶされることで、提内には極力影響は及ばないようにしてあり、すなわち人命救助に基づいた最新鋭の地球温暖化と地震津波台風高潮対応の蓄電型発電防波堤の形としている。The strength of the breakwater 1 is doubled by creating a gap between the two layers, rather than repelling the impact pressure caused by water at the time of a disaster on the breakwater, or making it endure, and a huge wave with a natural disaster drain hatch D Is a breakwater for earthquake and tsunami typhoon storm surge that disperses the impact pressure and gradually dissipates the pressure. The drain hatch D for natural disasters is configured to complete its operation until the water attack stops, and it is unimaginable. Even if the outer wall of the breakwater cannot be stopped and the outer wall of the breakwater outside the dyke is damaged when the water of a huge impact pressure hits outside , the connecting reinforcement frame C installed inside the breakwater 1 absorbs the shock at the time of the breakage. by being crushed, is in the Hisage Yes that you do not as much as possible short of impact, ie global warming state-of-the-art based on the life-saving and earthquake tsunami typhoon storm surge corresponding power storage type power generation It is in the form of Namitsutsumi.
以下、本発明の実施形態を図1、図2、図3、図4に基づいて説明する。
図1、図2、図4においては、主堤防用動自動扉6は、干潮時から閉じたままで満潮を待ち、満潮時には主潮位センサー9で満潮を感知したら主堤防用自動扉6が水位を調整しながら主堤防3の空間に向けて注水することで主堤防用発電機10は発電を開始、干潮に向けて潮位が下がり、注水により水位が上がった主堤防3の空間の水位と潮位が同調して、主堤防用発電機10が停止しても、電力浪費防止装置18を介して潮汐に関係なく第三堤防専用ポンプ16で送水された第三堤防5の水位の高さを検出した第三水位センサー13の信号により第三堤防用自動扉8から第二堤防4に放水されることで、第三堤防用発電機14は発電を開始して、第二堤防4は、第二水位センサー11が放水可能水位を検出したら主堤防3に向けて放水させる信号を出すことで主潮位センサー9が主堤防用自動扉6を上昇させて海側より高い水位の差が出るように可動して第二堤防4からの放水で主堤防3の水位が上昇したら主潮位センサー9により水位と潮位との差を検出することで、海面17に向けて放水することで第二堤防用発電機12と主堤防用発電機10は干潮まで発電を続けることが出来、上記動作を日々繰り返すことができるので総合蓄電装置15の蓄電量は日増しに増える。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4.
1, 2, and 4, the main dyke automatic door 6 waits for high tide while closed from low tide, and when high tide is detected by the main tide level sensor 9 at high tide, the main levee automatic door 6 controls the water level. By injecting water into the
図4にある第二堤防4の海面上昇対応フロア2は海面上昇に合わせて上部に可動した状態になっており、海面上昇時高さ調整用アタッチメント19が主堤防3の上部に装着されたことにより主堤防用自動扉6は更に上昇することができ主堤防用発電機10に装備されている主潮位センサー9が潮汐や水位を正常に検出できることで、防波堤1における発電を永続的にできる。 The floor 2 corresponding to the sea level rise of the
図3は、第二堤防4であるが連結補強フレームCは、防波堤1における主堤防3、第二堤防4、第三堤防5の各空間に設置されているもので、堤外の防波堤外壁A、提内の防波堤外壁Bにより倍加された強度の防波堤1に更に強度を持たせながら、想定外の巨大な衝撃圧力の波が襲来して堤外の防波堤の外壁Aが損壊されたとしても、連結補強フレームCは押しつぶされることで衝撃を吸収して、提内の防波堤外壁Bにはその衝撃圧力を伝えないよう極力影響を及ばせないようにしたうえ、損壊しない場合は水の襲来が止むまで自然災害用ドレンハッチDは上述のとおりその稼動をやり遂げるよう構成されている。3, the second embankment 4 a is but connection reinforcing frame C is primarily
上述の通り、各発電機の発電の繰り返しにより総合蓄電装置15の蓄電量が増加することで上記稼働用消費電力は多くとれることになり、そのことで、第三堤防専用ポンプ16や総合蓄電装置15の台数を増やすことや、第二堤防4も立体的に増やすことにすれば、余裕をもって更に発電は早く多く出来る、使うたびに効率よく増加し自然の力を利用して災害などに左右されず、安定して発電できるようになる。潮汐という自然エネルギーを受けられるところならどこにでも設置して発電できることで、わが国等海洋に面した国にはとても有利であり、勿論世界中においても地球温暖化による海面上昇を逆手にとってエネルギーに変えることが出来る本特許にて、安全で強力なな発電所にすることが出来るうえ、河川などにも高低差を利用して延々と設置することで同様に発電所とすることが出来る。 As described above, the power consumption of the total power storage device 15 is increased by repeating the power generation of each generator , so that a large amount of power consumption for the operation can be obtained. If the number of 15 is increased and the
1、防波堤
2、海面上昇対応可動フロア
3、主堤防
4、第二堤防
5、第三堤防
6、主堤防用自動扉
7、第二堤防用自動扉
8、第三堤防用自動扉
9、主潮位センサー
10、主堤防用発電機
11、第二水位センサー
12、第二堤防用発電機
13、第三水位センサー
14、第三堤防用発電機
15、総合蓄電装置
16、第三堤防専用ポンプ
17、海面
18、電力浪費防止装置
19、海面上昇時高さ調整用アタッチメント
A、堤外の防波堤外壁
B、提内の防波堤外壁
C、連結補強フレーム
D、自然災害用ドレンハッチ1, breakwater 2,
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