JP6037857B2 - 浮き装備型発電装置 - Google Patents

Description

この発明は、発電装置に関わり、特に、水没を回避するために浮きを装着した浮き装備型発電装置に関わる。

発電装置は様々な場所に設置されている。洪水や津波が発生すると海や河川に水位の上昇がもたらされるため、発電装置は、設置場所によっては、水位上昇に見舞われる。水位上昇によって水没した発電装置は、発電機能を喪失することが想定される。特許文献１はフロート式津波避難所を扱っている。特許文献２は浸水対応建築物とその建造方法に関する発明である。特許文献３は水上に設置された太陽光発電装置に関する。

特開2006-112089号公報 特開2006-322301号公報 特開2009-202697号公報

この発明は、発電装置において、大雨洪水等での水没を回避すると共に、非常時の発電機能を維持することを目的にしている。

この発明に係る浮き装備型発電装置は、周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、接着剤を介在して発電装置を土台に連結する固定金具と、溶剤を収容し吸水すると分解する容器とを備えている。容器が浸水して分解すると溶剤が漏出し、漏出した溶剤が接着剤を溶解して発電装置が浮上することを特徴とするものである。

この発明によれば、発電装置は、洪水や津波での水没を回避すると共に、非常時の発電機能を維持する。

この発明の実施の形態１に関わる浮き装備型発電装置の構成を示す図である。 実施の形態１に関わる浮き装備型発電装置において、土台と発電装置が分離する状況を説明する図である。 この発明の実施の形態２に関わる浮き装備型発電装置において、土台と発電装置が分離する状況を説明する図である。 この発明の実施の形態３に関わる浮き装備型発電装置において、土台と発電装置が分離する状況を説明する図である この発明の実施の形態４に関わる浮き装備型発電装置の構成を示す図である。 実施の形態４に関わる浮き装備型発電装置において、土台と発電装置が分離する状況を説明する図である。 この発明の実施の形態５に関わる浮き装備型発電装置の構成を示す図である。 この発明の実施の形態６に関わる浮き装備型発電装置の構成を示す図である。

以下に本発明に関わる浮き装備型発電装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の既述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
実施の形態１に関わる浮き装備型発電装置を図１に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き２、固定ユニット６、固定解除ユニット７、土台１７などから構成されている。発電装置１には、自家発電機、地熱発電機、太陽光発電システムなどが含まれる。発電装置１で発生した電力は外部に送電される。発電装置１は、地震等による転倒を防ぐため、複数の固定ユニット６により土台１７と連結されている。浮き２は、発電装置１の周囲（全周または一部）を囲むように配備されている。発電装置１と浮き２は、複数のボルト等により締結されている。

発電装置１と土台１７との連結は、浮き装備型発電装置１００が浸水した時に固定解除ユニット７の作用によって解除され、発電装置１が浮き２とともに水面に浮上する。浮き２は、発電装置１が水面に浮上した際にも、発電装置１が波の高低差により転倒しない程度の大きさ及び形状を備えている。浮き２には、防水性の樹脂膜で覆われた発泡樹脂材、木材、比重が小さくて浮力の大きい気体が充填された袋（或いはバッグ）などを用いる。浮き２の外殻を、外的要因に対し防護性の高い材質で被覆してもよい。そうすれば、洪水や津波の際に、漂流物と発電装置１との衝突による、浮き２の故障及び損傷を回避できる。

図２は、発電装置の平常時の状態と、発電装置が大雨洪水や津波等により浸水した時の状態とを示している。実施の形態１では、ボルト６ａと接着剤６ｂが固定ユニット６を構成している。固定解除ユニット７は容器７ａと溶剤７ｂから構成されている。金属製のボルト６ａは、平常時には接着剤６ｂを介在して、発電装置１を土台１７に固定している。容器７ａは、浸水時に吸水することによって一部または全部が分解し、穴が発生する。容器７ａが吸水によって破損した場合、容器７ａからは接着剤６ｂを溶解する溶剤７ｂが漏出する。容器７ａから漏洩した溶剤７ｂは発電装置１と土台１７とを連結する接着剤６ｂを溶解する。或いは、接着剤６ｂに、吸水すると自己分解するタイプのものを使用してもよい。また、接着剤６ｂを使用しない場合、溶剤７ｂを、腐食性の高い酸或いはアルカリで代用することも可能である。

発電装置１は、平常時には左図に示されるように土台１７に連結されているが、発電装置１が浸水する状況が発生すると、右図に示されるように土台１７から開放される。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１が非常時に見舞われた時点で、浮き２により水面に浮上するため、発電装置１が洪水や津波の可能性のある地域に設置されていても、管理者が直接現地に赴くことなく発電装置１の水没を自動的に回避できる。浮き装備型発電装置１００は、浮き２が発電装置１の周囲に装備されているため、大雨洪水や津波で発電装置１が水没することを回避すると共に、非常時でも発電機能を維持できる。

実施の形態２．
実施の形態２に関わる浮き装備型発電装置を図３に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き２、ボルト６ａ、接着剤６ｂ、容器７ａ、溶剤７ｂ、容器切断機７ｄ、浸水検出器１５、土台１７などから構成されている。実施の形態２では、発電装置１は、地震等による転倒を防ぐため、固定ユニット６（ボルト６ａおよび接着剤
６ｂ）により土台１７と連結されている。実施の形態２では、容器７ａと溶剤７ｂと容器切断機７ｄが固定解除ユニット７を構成する。浮き２は、発電装置１の周囲（全周または一部）を囲むように装備されている。浮き２と発電装置１は、ボルト等により締結されている。容器切断機７ｄは、浸水検出器１５と接続されている。浸水検出器１５が浮き装備型発電装置１００の浸水を検出すると、作動指令を容器切断機７ｄに送信する。容器切断機７ｄは作動指令を受信すると動作を開始する。したがって、発電装置１が浸水する等の条件で、固定解除ユニット７は発電装置１と土台１７との連結を自動的に解除することができる。

容器切断機７ｄが浸水検出器１５に応答して容器７ａを切断すると、容器７ａから漏出した溶剤７ｂが接着剤６ｂを溶解し、発電装置１が浮上する。浮き２は、発電装置１が水面に浮上した際にも、波の高低差により発電装置１が転倒しない程度の大きさ及び形状を備えている。浮き２には、防水性の樹脂膜で覆われた発泡樹脂材や木材、あるいは、比重が小さく浮力の大きい気体が充填された袋、バッグなどを用いる。浮き２の外殻を、外的要因に対し防護性の高い材質で被覆してもよい。そうすれば、洪水や津波等の際に、漂流物と発電装置１との衝突による、浮き２の故障及び損傷を回避できる。

浸水検出器１５が、発電装置１が大雨や津波により浸水したことを検出すると、固定解除ユニット７は、発電装置１と土台１７との連結を自動的に解除する。このため、発電装置１は、平常時には土台１７に連結されているが、大雨洪水や津波等で水没した時点で、浮き２により水面に浮上する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１が洪水や津波等の可能性のある地域に設置されていても、管理者が直接現地に赴くことなく自動で発電装置１の水没を回避できる。浮き装備型発電装置１００は、浮き２が発電装置１の周囲に装備されているため、大雨洪水や津波等で発電装置１が水没することを回避すると共に、非常時でも発電機能を維持する。

実施の形態３．
実施の形態３に関わる浮き装備型発電装置を図４に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き２、ボルト６ａ（固定ユニット６）、ボルト切断機７ｃ（固定解除ユニット７）、土台１７、浸水検出器１５などから構成されている。実施の形態３では、発電装置１は、地震等による転倒を防ぐため、ボルト６ａにより土台１７と連結されている。浮き２は、発電装置１の周囲（全周または一部）を囲むように装備されている。浮き２と発電装置１は、ボルト等により締結されている。ボルト切断機７ｃは、浸水検出器１５と接続されている。浸水検出器１５が浮き装備型発電装置１００の浸水を検出すると、ボルト切断機７ｃが動作し、ボルト６ａを切断する。したがって、発電装置１が浸水する等の条件で、固定解除ユニット７は発電装置１と土台１７との連結を自動的に解除することができる。

浸水検出器１５が、発電装置１が大雨や津波により浸水したことを検出すると、固定解除ユニット７は、発電装置１と土台１７との連結を自動的に解除する。このため、発電装置１は、平常時には土台１７にボルト６ａによって連結されているが、大雨洪水や津波等で水没した時点で、浮き２により水面に浮上する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１が洪水や津波等の可能性のある地域に設置されていても、管理者が直接現地に赴くことなく自動で発電装置１の水没を回避できる。浮き装備型発電装置１００は、浮き２が発電装置１の周囲に装備されているため、大雨洪水や津波等で発電装置１が水没することを回避すると共に、非常時でも発電機能を維持する。

実施の形態４．
実施の形態４に関わる浮き装備型発電装置を図５および図６に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き３、浮き収納４、エアポンプ５、固定ユニッ
ト６（ボルト６ａ）、固定解除ユニット７（ボルト切断機７ｃ）、土台１７、受信機２０などから構成されている。実施の形態４では、発電装置１は、地震等による転倒を防ぐため、ボルト６ａにより土台１７と連結されている。収納型の浮き３は、発電装置１の周囲（全周または一部）を囲むように装備されている。平常時には、浮き３は浮き収納４に収納されている。ダムや管理施設は、大雨、洪水、津波等の発電装置が水没する可能性のある際に、緊急警報指令を含む遠隔信号を発信する。その遠隔信号を受信機２０が受信すると、エアポンプ５とボルト切断機７ｃが動作を開始する。

浮き３は、受信機２０により大雨洪水や津波による水没が危惧された時点で動作する。浮き３は、大雨洪水や津波の際に、漂流物と発電装置１との衝突による故障及び損傷を回避するため、外的要因から防護できるケブラーなどの強靭な材質から構成するのが好ましい。受信機２０は、大雨洪水や津波等の緊急時に、緊急警報指令を受信すると、エアポンプ５に作動指令を送る。エアポンプ５は作動指令を受けると動作を開始する。浮き３に空気がエアポンプ５から供給されると、浮き収納４を突き破って浮き３が膨らむ。浮き収納４が、非常時以外は浮き３を収納しているので、浮き３の外的要因による損傷や劣化は回避される。

エアポンプ５は、受信機２０から作動指令を受けて、大雨洪水や津波等による水没が危惧された時点に作動し、浮き３に空気を供給する。浮き３は、発電装置１が水面に浮上して膨らんだ際に、波の高低差により転倒したり浸水しない程度の大きさ及び形状を備えている。エアポンプ５を使用することで、浮き３を急速に膨らませることができる。またエアポンプ５を利用して発電装置１を加圧することにより、浸水を防ぐことにも活用できる。エアポンプ５は、発電装置１から電源を供給することで、非常時にも運用できる。

実施の形態５．
実施の形態５に関わる浮き装備型発電装置を図７に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き２、アンカーポールユニット８、土台１７、受信機２０などから構成されている。アンカーポールユニット８はアンカーポール８ａとポール部８ｂから構成されていて、上下方向に伸縮する。アンカーポール８ａは、土台１７に固定されている。ポール部８ｂは、平常時は土台１７やアンカーポール８ａに固定されている。緊急時には、ポール部８ｂはアンカーポール８ａと摺動しながら上下方向に移動することができる。アンカーポール８ａとポール部８ｂは、想定される最大の水面高さに対応できるように有効な長さが決められている。発電装置１は、大雨洪水や津波等が生じた場合、浮き２の浮力により水面１０まで浮上する。水面１０の高さが上昇または下降すれば、発電装置１は、水面１０の位置に合わせて、上昇または下降する。発電装置１にアンカーポール８ａが設置されているため、大雨洪水や津波等による発電装置１の水平方向への流動は阻止される。

アンカーポール８ａとポール部８ｂは、一定の耐震強度を備えている。ポール部８ｂに連結されている発電装置１は、大雨洪水及び津波等による水面１０の上昇または下降に合わせて高さが変動する。アンカーポール８ａは発電装置１の浮上時位置を固定する役割を担う。アンカーポール８ａの働きにより、発電装置１は、水面１０が変動しても浮上時位置を保ったまま、水面１０を浮上する。発電装置１の浮上時位置を固定することで、他の建造物等との衝突や、各ケーブルが限界長さまで流動した際のケーブル断線及び故障を防ぎ、発電機能を維持できる。また受信機２０を備えているため、実施の形態１から４による固定ユニット６で発電装置１と土台１７を連結しておけば、大雨信号や遠隔信号等で、人為的に固定ユニット６の固定を解除できる。また実施の形態１による固定ユニット６によれば、洪水や津波等の非常時に水分に反応して、固定を解除することもできる。

実施の形態６．
実施の形態６に関わる浮き装備型発電装置を図８に基づいて説明する。浮き装備型発電装置１００は、発電装置１、浮き２、アンカーポール８ａ、ポール部８ｂ、電線管１１、土台１７、受信機２０などから構成されている。発電装置１に取り付けられているケーブルは、浮上時の必要長さを考慮した防水型の電線管１１に収容されている。電線管１１を可とう性のある防水型のものとすることで、大雨洪水及び津波等での漏電を防ぎ、水面１０に浮上する際にケーブルを保護できる。

土台１７には、電線管１１の挟み込み回避のため、電線管１１を収納できる溝１２を用意しておくとよい。電線管１１は、平常時は、発電装置１の内部もしくは土台１７の溝１２に収納されている。水面１０が下降すれば、発電装置１が土台１７の上に戻り、電線管１１を挟み込むことが想定されるため、電線管１１の過剰長さに応じて巻き上げる機器等を用意し、調整できる構成とするとなお好ましい。

以上のように、本発明に関わる浮き装備型発電装置は、比重が小さく浮力の大きい浮きを装備している。発電装置は、地震等による倒壊を防ぐため、平常時には、ボルト等の固定ユニットにより土台と固定されているが、大雨洪水や津波等による水没が危惧された時点で土台との固定が解除され、浮きにより水面に浮上する。木材、発泡樹脂等からなる浮きを周囲に装備することで、大雨洪水や津波等での発電装置の水没を回避すると共に、非常時の発電機能を維持できる。

固定ユニットは次のいずれかの方法により固定を解除する。大雨信号及び遠隔信号等で人為的に固定を解除する。こうすれば、洪水や津波等の可能性がある地域の発電装置であっても、直接現地に赴くことなく遠隔操作で水没を回避できる。浸水時に水分に反応する機構または浸水検出器を利用して固定を解除する。こうすれば遠隔操作が事故等で不可能となった場合を含め、発電装置が浸水する等の条件で、自動的に固定を解除できる。両者を組み合わせることで、大雨洪水や津波等による発電装置の水没を回避すると共に、非常時の発電機能を維持できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 発電装置、２ 浮き、３ 浮き、４ 浮き収納、５ エアポンプ、６ 固定ユニット、６ａ ボルト、６ｂ 接着剤、７ 固定解除ユニット、７ａ 容器、７ｂ 溶剤、７ｃ ボルト切断機、７ｄ 容器切断機、８ アンカーポールユニット、８ａ アンカーポール、８ｂ ポール部、１０ 水面、１１ 電線管、１２ 溝、１５ 浸水検出器、１７ 土台、２０ 受信機、１００ 浮き装備型発電装置

Claims (10)

1. 周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、
   接着剤を介在して前記発電装置を土台に連結する固定金具と、
   溶剤を収容し吸水すると分解する容器とを備え、
   前記容器が浸水して分解すると前記溶剤が漏出し、前記漏出した溶剤が前記接着剤を溶解して前記発電装置が浮上することを特徴とする浮き装備型発電装置。
2. 周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、
   接着剤を介在して前記発電装置を土台に連結する固定金具と、
   溶剤を収容する容器と、
   浸水を検出すると作動指令を出力する検出器と、
   前記検出器が出力する作動指令に応答して動作を開始する容器切断機とを備え、
   前記検出器が浸水を検出すると前記容器切断機が前記容器を切断し、前記容器から漏出した溶剤が前記接着剤を溶解して、前記発電装置が浮上することを特徴とする浮き装備型発電装置。
3. 前記浮きは、平常時には格納容器に収容されていて、前記検出器が作動指令を出力すると、空気が供給されて膨らむことを特徴とする請求項２に記載の浮き装備型発電装置。
4. 周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、
   前記発電装置を土台に連結する固定金具と、
   浸水を検出すると作動指令を出力する検出器と、
   前記検出器が出力する作動指令に応答して動作を開始する金具切断機とを備え、
   前記検出器が浸水を検出すると前記金具切断機が前記固定金具を切断し、前記発電装置が浮上することを特徴とする浮き装備型発電装置。
5. 前記浮きは、平常時には格納容器に収容されていて、前記検出器が作動指令を出力すると、空気が供給されて膨らむことを特徴とする請求項４に記載の浮き装備型発電装置。
6. 周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、
   前記発電装置を土台に連結する固定金具と、
   外部から発信された警報情報を受信すると作動指令を出力する受信機と、
   前記受信機が出力する作動指令に応答して動作を開始する金具切断機とを備え、
   前記受信機が警報情報を受信すると前記金具切断機が前記固定金具を切断し、前記発電装置が浮上することを特徴とする浮き装備型発電装置。
7. 前記浮きは、平常時には格納容器に収容されていて、前記受信機が作動指令を出力すると、空気が供給されて膨らむことを特徴とする請求項６に記載の浮き装備型発電装置。
8. 周囲に浮きが取り付けられている発電装置と、
   前記発電装置が載置される土台と、
   前記発電装置と前記土台を連結し、上下方向に伸縮するアンカーポールユニットと、
   前記発電装置を前記土台に固定する固定ユニットと、を備え、
   前記発電装置が浸水すると、前記固定ユニットは前記発電装置の前記土台との固定を解除し、前記アンカーポールユニットにガイドされて前記発電装置が浮上することを特徴とする浮き装備型発電装置。
9. 前記発電装置と前記土台を連絡するケーブルは、防水型の電線管によって保護されていることを特徴とする請求項８に記載の浮き装備型発電装置。
10. 外部から発信された警報情報を受信すると作動指令を出力する受信機を備え、
    前記浮きは、平常時には格納容器に収容されていて、前記受信機が作動指令を出力すると、空気が供給されて膨らむことを特徴とする請求項８または９に記載の浮き装備型発電装置。