JP6634738B2 - Power generator - Google Patents
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Description
本発明は、複数のタービン部が連結構造物によって連結された発電装置に関する。 The present invention relates to a power generation device in which a plurality of turbine units are connected by a connection structure.
このような発電装置として、ダウンウィンド型のタービンを複数用い、これらのタービンを、当該タービンの上流側で連結する構成とされた海流発電装置が知られている。たとえば、特許文献1および2に記載された装置では、ロータを有するポッドが2つ以上設けられ、これらのポッドが、横断構造翼や接続部材などの構造物によって連結されている。ポッドおよびポッドに設けられるブレードは、それぞれ2つ以上であるが、ダウンウィンド型のタービンを用いる場合、少なくとも2つのブレードが、構造物の下流側に配置される構成となっている。
As such a power generation device, there is known an ocean current power generation device configured to use a plurality of downwind type turbines and to connect these turbines upstream of the turbine. For example, in the devices described in
海水(流体)が構造物の周囲を通過すると、構造物の下流側の領域では、流速が低下し得る。複数のタービンがその上流側に位置する構造物により連結される構成である場合、流速が低下した領域をタービン翼が通過する際に、タービン翼に加わる荷重に変動が生じる。タービン翼に加わる荷重に変動が生じると、たとえば、発電量が変動したり、構造材の疲労寿命が短くなったりする可能性がある。従来は、これらの問題に対して、構造物とタービンとの間の距離を大きくしたり、構造物の位置をタービン翼の通過領域からずらしたりする等の対策がとられてきた。しかしながら、構造物の下流側の領域で流速が低下することに対する解決策は提示されていない。 When seawater (fluid) passes around the structure, the flow velocity may decrease in a region downstream of the structure. In a configuration in which a plurality of turbines are connected by a structure located on the upstream side, when the turbine blades pass through a region where the flow velocity has decreased, the load applied to the turbine blades varies. When the load applied to the turbine blade fluctuates, for example, the power generation amount may fluctuate or the fatigue life of the structural material may be shortened. Conventionally, measures against these problems have been taken, such as increasing the distance between the structure and the turbine, or shifting the position of the structure from the passage area of the turbine blade. However, no solution has been proposed for reducing the flow velocity in the area downstream of the structure.
本発明は、ダウンウィンド型のタービン部が構造物で連結された構成において、構造物の下流側の領域における流速の低下を抑えることができる発電装置を提供する。 The present invention provides a power generation device capable of suppressing a decrease in flow velocity in a region on the downstream side of a structure in a configuration in which a downwind type turbine unit is connected by a structure.
本発明の一態様に係る発電装置は、複数枚のタービン翼をそれぞれ含み、タービン翼の回転軸線に交差する横断方向に離間して配置されたダウンウィンド型の複数のタービン部と、横断方向に沿って延在し、複数のタービン部を連結する連結構造物と、回転軸線方向における連結構造物のタービン翼側の端部に取り付けられ、連結構造物を通過する流体の流速の低下を抑制する流速低下抑制部と、を備え、流速低下抑制部は、横断方向に対して山部と谷部とが繰り返される波板状に形成され、連結構造物のタービン翼側において、回転軸線に対して斜め下向きの流れを流体に生じさせると共に、回転軸線に対して斜め上向きの流れを流体に生じさせる。 A power generator according to one aspect of the present invention includes a plurality of turbine blades, each including a plurality of turbine blades, and a plurality of downwind-type turbine units arranged in a transverse direction that are spaced apart in a transverse direction that intersects the rotation axis of the turbine blades. A connecting structure extending along and connecting the plurality of turbine sections, and a flow rate attached to an end of the connecting structure on the turbine blade side in the rotation axis direction, which suppresses a decrease in a flow rate of a fluid passing through the connecting structure. The flow velocity reduction suppressing part is formed in a corrugated shape in which peaks and valleys are repeated in the transverse direction, and obliquely downwards with respect to the rotation axis on the turbine blade side of the connection structure. Flow in the fluid and a flow obliquely upward with respect to the rotation axis is generated in the fluid.
この発電装置によれば、複数のダウンウィンド型のタービン部が、流体の流れによって発電を行う。タービン部を連結する連結構造物のタービン翼側、すなわち流体の流れを基準として下流側の端部には、流速低下抑制部が設けられている。この流速低下抑制部によって、流体が斜め下方および斜め上方に向かうため、上下の流れが混合され、連結構造物の下流側の領域において流速の低下が抑えられる。その結果として、連結構造物の下流側において、流速が低下する領域が減少する。 According to this power generation device, the plurality of downwind-type turbine units generate power by the flow of the fluid. A flow velocity reduction suppressing section is provided on the turbine blade side of the connection structure connecting the turbine sections, that is, on the downstream end with respect to the fluid flow. Since the fluid flows obliquely downward and obliquely upward by the flow velocity reduction suppressing portion, the up and down flows are mixed, and a decrease in the flow velocity in the downstream region of the connection structure is suppressed. As a result, the area where the flow velocity decreases on the downstream side of the connecting structure is reduced.
いくつかの態様において、流速低下抑制部は、斜め下向きに流体を案内する第1案内部と、斜め上向きに流体を案内する第2案内部と、を含む。流速低下抑制部が第1案内部と第2案内部とを含むことにより、上記した斜め下向きの流れと斜め上向きの流れとを確実かつ容易に流体に生じさせることができる。 In some aspects, the flow velocity reduction suppressing section includes a first guide section that guides the fluid obliquely downward and a second guide section that guides the fluid obliquely upward. Since the flow velocity reduction suppressing portion includes the first guide portion and the second guide portion, the above-described obliquely downward flow and the obliquely upward flow can be reliably and easily generated in the fluid.
いくつかの態様において、第1案内部は、一対の第1側板部と、一対の第1側板部の下部を連結する傾斜底部とを含み、第2案内部は、一対の第2側板部と、一対の第2側板部の上部を連結する傾斜頂部とを含む。この場合、流体は、第1側板部に囲まれつつ、傾斜底部に沿って斜め下向きに案内される。一方、流体は、第2側板部に囲まれつつ、傾斜頂部に沿って斜め上向きに案内される。したがって、流体が横断方向に流れるのを防止しつつ、タービン翼に向けて効率よく流れを生み出すことができる。 In some aspects, the first guide portion includes a pair of first side plate portions and an inclined bottom portion connecting lower portions of the pair of first side plate portions, and the second guide portion includes a pair of second side plate portions. And an inclined top connecting the upper portions of the pair of second side plate portions. In this case, the fluid is guided obliquely downward along the inclined bottom while being surrounded by the first side plate. On the other hand, the fluid is guided obliquely upward along the inclined top while being surrounded by the second side plate portion. Therefore, it is possible to efficiently generate a flow toward the turbine blade while preventing the fluid from flowing in the transverse direction.
いくつかの態様において、第1案内部と第2案内部とは、横断方向において交互に設けられている。この場合、斜め下向きの流れと斜め上向きの流れとが、横断方向において交互に生じる。よって、流体の流れがより効果的に混合され、流速の低下を抑制する効果が高められる。 In some aspects, the first guides and the second guides are provided alternately in the transverse direction. In this case, an obliquely downward flow and an obliquely upward flow occur alternately in the transverse direction. Therefore, the flow of the fluid is more effectively mixed, and the effect of suppressing the decrease in the flow velocity is enhanced.
本発明のいくつかの態様によれば、連結構造物の下流側の領域において流速の低下が抑えられ、その結果として、連結構造物の下流側において、流速が低下する領域が減少する。 According to some aspects of the invention, a decrease in flow velocity is suppressed in a region on the downstream side of the connecting structure, and as a result, a region in which the flow velocity decreases on the downstream side of the connecting structure is reduced.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。以下の実施形態では、本発明が海流発電装置に適用される場合について説明する。しかしながら、以下の実施形態に限られず、本発明は、潮流を利用して発電を行う潮流発電装置に適用することもできるし、大気の流れ(風力)を利用して発電を行う風力発電装置に適用することもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. In the following embodiment, a case where the present invention is applied to a marine power generation device will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the present invention can be applied to a tidal current power generation device that generates electric power using a tidal current, and can be applied to a wind power generation device that generates electric power using an air flow (wind). It can also be applied.
図1および図2を参照して、本実施形態の海流発電装置1および海流発電装置1が適用された海流発電システムSについて説明する。図1に示されるように、海流発電システムSは、海水中で浮遊し、海流を利用して発電を行う海流発電装置1を備える。海流発電装置1において、海水(流体)の流れすなわち海流は、発電を行うためのエネルギ源である。海流発電装置1は、左右一対のタービン部4と、これらのタービン部4を連結する連結ビーム(連結構造物)3とを備える。各タービン部4は、タービンロータ4a(図2参照)を回転可能に支持しつつタービン部4に作用する荷重を受け止める、円筒状のポッド2を含む。各ポッド2には、タービンロータ4aを支持する支持構造、タービン部4における発電に関わる機器類(たとえば発電機等)、およびポッド2の浮沈を制御する制御装置が収納されている。
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, an ocean current
海流発電装置1は、海底に固定するためのシンカーまたはアンカー14(図示例はシンカー)に対して、係留索10を介して接続されている。係留索10は、シンカー14に連結された下部係留索11cと、下部係留索11cの上端から2本に分岐し、海流発電装置1の連結ビーム3に連結された上部係留索11a,11bとを含む。このようにY字状に分岐された上部係留索11a,11bの先端は、連結ビーム3の左右2箇所の連結点12a,12bに連結されている。なお、係留索10の形態はこれに限られず、1点で連結ビーム3に連結されていてもよいし、2本の上部係留索11a,11bが左右のポッド2,2に対して連結されていてもよい。
The ocean
なお、図示は省略されているが、タービン部4において発電された電力を送電するための送電ケーブルが、係留索10に沿うように設けられている。送電ケーブルの一端はポッド2,2内の発電機に接続されており、送電ケーブルの他端は、たとえばシンカー14内に設けられた中継器(または変圧器等)に接続されている。さらに、海流発電システムSは、海底に敷設されて地上まで延びる送電ケーブルを備えている。海流発電システムSは、これらの送電ケーブルを介して、タービン部4において発電された電力を地上に送電するように構成されている。
Although not shown, a power transmission cable for transmitting the power generated in the
海流発電装置1では、ダウンウィンド型のタービン部4が用いられる。タービン部4は、タービン部4のポッド2が海流Fの向きに対向した姿勢で浮遊する(図5(a)参照)。この浮遊状態において、タービン部4,4の回転軸線La,Lbは、略水平に維持される。タービン部4は、この浮遊状態を保ちながら、タービンロータ4aの回転により発電を行う。
In the ocean current
図1および図2に示されるように、各タービン部4のタービンロータ4aは、複数枚のタービン翼6を含む。タービン翼6は、ポッド2の後端部2cから後方に突出したハブ部に固定されている。各タービン部4において、たとえば2枚のタービン翼6が設けられている。ダウンウィンド型のタービン部4においては、海流Fの向きを基準として、ポッド2の下流側にタービン翼6が配置される。本明細書において、「下流」および「上流」は、海流Fの向きを基準とする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
一方のタービン部4と他方のタービン部4とにおいて、タービン翼6のピッチは逆向きとされている。一対のタービン部4は、海流Fを受けて互いに逆向きに回転する。これにより、各タービン部4で発生する回転トルクが相殺され、海流発電装置1の姿勢が安定する。なお、タービン翼6の枚数は、2枚に限られず、3枚以上であってもよい。
In one
一対のタービン部4,4は、タービンロータ4aの回転軸線La,Lbに直交する横断方向に離間して配置されている。連結ビーム3は、この横断方向に沿って延在しており、ポッド2,2を介して、タービン部4,4を連結している。より詳細には、連結ビーム3は、横断方向に延びる扁平な直方体状をなしており、互いに平行な回転軸線La,Lbを含む平面上に設けられている。すなわち、連結ビーム3の左右の両端部は、ポッド2の円筒状の本体部2aの上下方向の中央部に連結・固定されている。
The pair of
図2および図3を参照して、連結ビーム3についてより詳しく説明する。連結ビーム3は、平坦な上面3aと、上面3aに平行に設けられた平坦な下面3bと、上面3aおよび下面3bの前端同士を連結する前端部3cと、を含む。上面3aの後ろ側すなわち下流側には、平坦な上傾斜面3eが設けられている。下面3bの後ろ側すなわち下流側には、平坦な下傾斜面3fが設けられている。上傾斜面3eおよび下傾斜面3fは、後方に向かうにつれて互いに近接するように傾斜している。上傾斜面3eの後端部および下傾斜面3fの後端部が連結されて、左右方向に水平に延びる後端部3dが形成されている。
The
図2に示されるように、連結ビーム3の上下方向の厚み(上面3aと下面3bの距離)は、ポッド2の本体部2aの厚み(すなわち直径)の範囲内に収まっている。また、連結ビーム3の前端部3cは、ポッド2の前端部2bよりも後ろ側に配置されている。連結ビーム3の後端部3dは、ポッド2の後端部2cよりも前側に配置されている。このように、連結ビーム3は、横断方向から見て、ポッド2の領域に含まれるように配置されている。ダウンウィンド型のタービン部4では、回転軸線La,Lbを中心として径方向に延びる各タービン翼6は、一回転する間に一度、連結ビーム3の下流側を通過する。
As shown in FIG. 2, the vertical thickness (the distance between the
図3(a)に示されるように、連結ビーム3の後端部3d(タービン翼6側の端部)には、連結ビーム3を通過する海水の流速の低下を抑制する流速低下抑制部20が固定されている。流速低下抑制部20は、横断方向に沿って延在している。流速低下抑制部20は、連結ビーム3の後端部3d、すなわち本体部2aの前後方向中央部またはやや後ろ寄りの部分から、前後方向(回転軸線La,Lb方向)の所定の長さにわたって設けられている。流速低下抑制部20は、ポッド2の後端部2cより後ろ側には突出しておらず、後端部2cよりも前方で終端している。
As shown in FIG. 3A, a
図3および図4を参照して、流速低下抑制部20についてより詳細に説明する。流速低下抑制部20は、横断方向に山部と谷部とが繰り返される波板状に形成されている。流速低下抑制部20は、たとえば正弦波形状とすることができる。この流速低下抑制部20の前端部の上下方向の厚みは、比較的小さく(薄く)なっており、流速低下抑制部20の後端部に向かうにつれて、上下方向の厚みが大きく(厚く)なっている。図3(b)に示されるように、波板状の流速低下抑制部20においては、上記した「厚み」は、波形の「振幅」に相当している。
With reference to FIGS. 3 and 4, the flow velocity
より詳細には、流速低下抑制部20は、回転軸線La,Lbに対して斜め下向きの流れを海水に生じさせると共に、回転軸線La,Lbに対して斜め上向きの流れを海水に生じさせるように構成されている。流速低下抑制部20は、斜め下向きに海水を案内する第1案内部21と、斜め上向きに海水を案内する第2案内部22とを含んでいる。第1案内部21は、上記の谷部に相当し、第2案内部22は、上記の山部に相当する。
More specifically, the flow velocity
図3(b)に示されるように、上記の第1案内部21および第2案内部22は、横断方向において交互に設けられている。第1案内部21は、谷部の斜面をなす一対の第1側板部21a,21aと、第1側板部21a,21aの下部を連結する傾斜底部21bと、を含む。第2案内部22は、山部の斜面をなす一対の第2側板部22a,22aと、第2側板部22a,22aの上部を連結する傾斜頂部22bと、を含む。第1案内部21の第1側板部21aと、第2案内部22の第2側板部22aとは、滑らかに連続している。
As shown in FIG. 3B, the
図4に示されるように、第1案内部21の傾斜底部21bは、下方に向けて傾斜しており、連結ビーム3の上傾斜面3eに連続している。上傾斜面3eの水平面(回転軸線La,Lbを含む平面)に対する傾斜角度は、傾斜底部21bの傾斜角度に等しくてもよい。すなわち、傾斜底部21bの上面である傾斜面21cと連結ビーム3の上傾斜面3eとは、滑らかに連続していてもよい。なお、これらの傾斜角度は異なっていてもよいし、傾斜面21cと上傾斜面3eとの間に多少の段差があってもよい。傾斜底部21bの後端部21dは、流速低下抑制部20の中でもっとも低い位置にある。後端部21dは、連結ビーム3の下面3bより高い位置にあってもよいし(図3(b)参照)、下面3bと同程度の位置にあってもよい。なお、後端部21dは、下面3bより下方に突出していてもよい。
As shown in FIG. 4, the
一方、第2案内部22の傾斜頂部22bは、上方に向けて傾斜しており、連結ビーム3の下傾斜面3fに連続している。下傾斜面3fの水平面(回転軸線La,Lbを含む平面)に対する傾斜角度は、傾斜頂部22bの傾斜角度に等しくてもよい。すなわち、傾斜頂部22bの下面である傾斜面22cと連結ビーム3の下傾斜面3fとは、滑らかに連続していてもよい。なお、これらの傾斜角度は異なっていてもよいし、傾斜面22cと下傾斜面3fとの間に多少の段差があってもよい。傾斜頂部22bの後端部22dは、流速低下抑制部20の中でもっとも高い位置にある。後端部22dは、連結ビーム3の上面3aより低い位置にあってもよいし(図3(b)参照)、上面3aと同程度の位置にあってもよい。なお、後端部22dは、上面3aより上方に突出していてもよい。
On the other hand, the inclined
流速低下抑制部20の高さは、連結ビーム3の高さの1/2〜2/3程度であってもよい。ここでいう高さとは、回転軸線La,Lbを含む平面に垂直な方向、すなわち回転軸線La,Lbと連結ビーム3の横断方向とに垂直な方向における長さである。流速低下抑制部20の左端部20a(図3(a)参照)は、たとえば、左側のポッド2に固定されている。流速低下抑制部20の右端部20b(図3(a)参照)は、たとえば、右側のポッド2に固定されている。なお、流速低下抑制部20の左端部20aおよび右端部20bは、ポッド2から離間していてもよい。
The height of the flow velocity
流速低下抑制部20は、たとえば、回転軸線La,Lbを含む平面(連結ビーム3を上下に2分割する平面;水平面)に関して面対称に形成されている。また、流速低下抑制部20は、回転軸線La,Lbの間を垂直に2等分する平面(連結ビーム3を左右に2分割する平面;鉛直面)に関して面対称に形成されている。
The flow velocity
上記の構成を有する流速低下抑制部20によれば、図4に示されるように、連結ビーム3の上面3aを通過した海水に対し、第1案内部21によって斜め下向きの流れD1が形成される。これと同時に、連結ビーム3の下面3bを通過した海水に対し、第2案内部22によって斜め上向きの流れD2が形成される。このように、連結ビーム3の上面3aおよび下面3bからの流れが、同じ高さで、交互に形成される。
According to the flow velocity
図5(a)に、海流発電装置1が海流Fに対向して浮遊し、タービン部4による発電を行っている状態を示す。図5(a)では、回転軸線La,Lbを含む平面(連結ビーム3を上下に2分割する平面;水平面)における海流Fの流速を示しており、色が濃い領域ほど流速が小さい。海流Fは、連結ビーム3およびポッド2を通過した後にタービン翼6に当たる。タービン翼6を通過した海水は、タービン翼6に対して仕事をし、その後下流側へ流れる。これにより、タービン部4が、海流Fによって発電を行う。
FIG. 5A shows a state in which the ocean current
図5(a)に示されるように、タービン翼6よりも下流側において、流速の小さい第1流速低下領域A1が形成される。ポッド2の下流側においては、さらに流速の小さい第2流速低下領域A2が形成されている。なお、図5(a)では水平面上の流速分布を示しているが、実際には、これらの第1流速低下領域A1および第2流速低下領域A2を回転軸線La,Lbを中心に回転させた立体形状の流速低下領域が、海中に形成されている。
As shown in FIG. 5A, a first flow velocity reduction region A1 having a low flow velocity is formed downstream of the
本実施形態の海流発電装置1によれば、タービン部4を連結する連結ビーム3のタービン翼6側すなわち下流側の後端部3dには、流速低下抑制部20が設けられている。この流速低下抑制部20によって、海水が斜め下方および斜め上方に向かうため、上下の流れが混合され、連結ビーム3の下流側の領域において流速の低下が抑えられている(図5(a)参照)。
According to the marine
図5(b)に、比較例として流速低下抑制部20が設けられていない海流発電装置100を用いた場合の海流Fの流速分布を示す。図5(b)に示されるように、連結ビーム3の下流側の領域では、流速が低下しており、連結ビーム3とタービン翼6との間に第3流速低下領域A3が形成されている。これは、連結ビーム3を通過した海流Fが、連結ビーム3の直後で渦流を形成し、流れの剥離が発生するためである。このような状況下では、海流Fの流速が低下した領域をタービン翼6が通過する際に、タービン翼6に加わる荷重に変動が生じる。たとえば、図6において破線で示されるように、一方のタービン翼6が連結ビーム3の下流側を通過する90度の時と、他方のタービン翼6が連結ビーム3の下流側を通過する270度の時において、一時的に荷重が低減する。このようにタービン翼6に加わる荷重に変動が生じると、たとえば、発電量が変動したり、構造材の疲労寿命が短くなったりするおそれがある。
FIG. 5B shows, as a comparative example, a flow velocity distribution of the ocean current F in the case where the ocean current
これに対し、海流発電装置1によれば、連結ビーム3の下流側において、流速が低下する領域が減少している。第3流速低下領域A3の形成が抑制されている海流発電装置1では、図6において実線で示されるように、タービン翼6が一回転する間、タービン翼6に加わる荷重を略一定にできる。
On the other hand, according to the ocean current
海流発電装置1によれば、タービン翼6に作用する変動荷重が小さくなり、以下の効果が奏される。まず、発電出力の変動が小さくなり、電力供給が安定するとともに送変電系への負荷が減る。次に、低速域が減ることで稼働率の低下が抑えられ、発電量が増す。さらに、タービン翼6に掛かる荷重の変動が小さくなり、疲労寿命を延ばすことができる。さらに、タービン翼6を連結ビーム3から離す距離が短くできるため、設計の自由度が上がる。
According to the ocean
流速低下抑制部20は、第1案内部21と第2案内部22とを含むため、斜め下向きの流れD1と斜め上向きの流れD2とを確実かつ容易に海水に生じさせることができる。
Since the flow velocity
また、海流Fは、第1側板部21aに囲まれつつ、傾斜底部21bに沿って斜め下向きに案内される。一方、海流Fは、第2側板部22aに囲まれつつ、傾斜頂部22bに沿って斜め上向きに案内される。したがって、海流Fが横断方向に流れることが防止されており、海流Fは、タービン翼6に向けて効率よく流れる。
The ocean current F is guided obliquely downward along the
また、波板状の流速低下抑制部20によれば、斜め下向きの流れD1と斜め上向きの流れD2とが、横断方向において交互に生じる。よって、海流Fがより効果的に混合され、流速の低下を抑制する効果が高められる。
Further, according to the corrugated plate-shaped flow velocity
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。たとえば、流速低下抑制部20は上記した形態に限られない。
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the flow velocity
連結ビーム3の上下斜面から伸びた板状の後端が、並板状に上下に交互に行き交う形状とされた各種形態を採用してもよい。上下に行き交うパターンは、図7(a)〜(c)に示されるように、複数種類が考えられる。図7(a)に示されるように、より平面に近い第1側板部31aと、傾斜底部31bとからなる第1案内部31、および、より平面に近い第2側板部32aと、傾斜頂部32bとからなる第2案内部32を含む流速低下抑制部30としてもよい。図7(b)に示されるように、平面状の第1側板部41aと、半円形の傾斜底部41bとからなる第1案内部41、および、平面状の第2側板部42aと、半円形の傾斜頂部42bとからなる第2案内部42を含む流速低下抑制部40としてもよい。図7(c)に示されるように、平面状の第1側板部51aと、尖った形状の傾斜底部51bとからなる第1案内部51、および、平面状の第2側板部52aと、尖った形状の傾斜頂部52bとからなる第2案内部52を含む三角波状の流速低下抑制部50としてもよい。
Various forms may be employed in which the plate-like rear end extending from the upper and lower slopes of the connecting
海流発電装置1に、一対のタービン部4が設けられる場合に限られない。タービン部4は、3つまたは4つ以上設けられてもよい。その場合、隣り合うタービン部4,4同士が連結ビーム3(連結構造物)によって連結される構成とすることができる。複数の連結ビーム3が同一平面上にある必要はない。隣り合う連結ビーム3,3が鈍角をなしてもよい。
The present invention is not limited to the case where the ocean current
連結ビーム3の形状は、上記した形状に限られない。上傾斜面3eおよび下傾斜面3fは、平坦である場合に限られず、湾曲していてもよい。上傾斜面3eおよび下傾斜面3fが設けられなくてもよい。すなわち、連結ビーム3の後端部は、上面3aと下面3bとを連結する丸みを帯びた形状であってもよいし、鉛直方向に延びる平面であってもよい。連結ビーム3が延びる横断方向は、回転軸線La,Lbに直交する方向に限られず、回転軸線La,Lbに対して90度以外の方向であってもよい。連結ビーム3は、一方向のみに延びる場合に限られず、タービン部4,4の間で、回転軸線La,Lbを含む平面の一方側または他方側に突出してもよい。この場合、連結ビーム3は、折曲部を含んでもよいし、湾曲部を含んでもよい。
The shape of the
連結ビーム3とポッド2(タービン部4)の位置関係は、上記した形態に限られず、種々の別の形態が採用され得る。たとえば、連結ビーム3は、ポッド2(タービン部4)の上下方向の中央部に連結される場合に限られず、ポッド2(タービン部4)の上部または下部に連結されてもよい。連結ビーム3の両端部がポッド2(タービン部4)に連結される場合に限られず、連結ビーム3の中間部(両端部以外の部分)がポッド2(タービン部4)に連結されてもよい。すなわち、連結ビーム3の両端部が、ポッド2(タービン部4)から横断方向に突出していてもよい。
The positional relationship between the connecting
エネルギ源の流体として、大気の流れすなわち風力を用いる風力発電装置の場合には、複数のタービン部(たとえば、ナセル等)が連結構造物によって連結された構造をなし、一体とされた発電装置が、大気中に吊り下げられる形態が考えられる。 In the case of a wind power generator using the flow of the atmosphere, that is, wind power, as the fluid of the energy source, a plurality of turbine units (for example, nacelles) are connected by a connecting structure, and an integrated power generator is provided. , And a form that can be suspended in the atmosphere.
ダウンウィンド型の配置とされたタービン翼6に加えて、アップウィンド型のタービン翼が組み合わされたタービン部を備える場合であっても、本発明の範囲に属し得る。発電装置が、少なくとも1つのタービン翼の上流側に位置する連結構造物を備える限り、そのような発電装置は、本発明の範囲に属し得る。
Even in the case of including a turbine unit in which an upwind type turbine blade is combined in addition to the downwind
海流発電装置に本発明が適用される場合、タービン部を連結した構造部に、浮力調整のための浮力体部を設けても良い。 When the present invention is applied to the ocean current power generation device, a buoyancy body portion for adjusting buoyancy may be provided in a structure portion connecting the turbine portions.
1 海流発電装置(発電装置)
2 ポッド
3 連結ビーム(連結構造物)
3d 後端部(タービン翼6側の端部)
4 タービン部
6 タービン翼
20 流速低下抑制部
21 第1案内部
21a 第1側板部
21b 傾斜底部
21c 傾斜面
22 第2案内部
22a 第2側板部
22b 傾斜頂部
22c 傾斜面
30、40、50 流速低下抑制部
31、41、51 第1案内部
32、42、52 第2案内部
31a、41a、51a 第1側板部
31b、41b、51b 傾斜底部
32a、42a、52a 第2側板部
32b、42b、52b 傾斜頂部
La、Lb 回転軸線
1 Ocean current power generator (power generator)
2
3d rear end (end on
4
Claims (4)
前記横断方向に沿って延在し、前記複数のタービン部を連結する連結構造物と、
前記回転軸線方向における前記連結構造物の前記タービン翼側の端部に取り付けられ、前記連結構造物を通過する流体の流速の低下を抑制する流速低下抑制部と、を備え、
前記流速低下抑制部は、前記横断方向に対して山部と谷部とが繰り返される波板状に形成され、前記連結構造物の前記タービン翼側において、前記回転軸線に対して斜め下向きの流れを前記流体に生じさせると共に、前記回転軸線に対して斜め上向きの流れを前記流体に生じさせる、発電装置。 A plurality of downwind-type turbine sections each including a plurality of turbine blades, and disposed in a transverse direction so as to intersect with the rotation axis of the turbine blades;
A connecting structure extending along the transverse direction and connecting the plurality of turbine units;
A flow velocity reduction suppression unit attached to an end of the connection structure on the turbine blade side in the rotation axis direction, which suppresses a decrease in flow velocity of a fluid passing through the connection structure,
The flow velocity reduction suppressing section is formed in a corrugated shape in which peaks and valleys are repeated in the transverse direction, and on the turbine blade side of the connection structure, flows obliquely downward with respect to the rotation axis. A power generating device that causes the fluid to generate a flow obliquely upward with respect to the rotation axis while causing the fluid to flow.
前記斜め下向きに前記流体を案内する第1案内部と、
前記斜め上向きに前記流体を案内する第2案内部と、を含む、請求項1に記載の発電装置。 The flow velocity decrease suppression unit,
A first guide portion for guiding the fluid obliquely downward;
The power generator according to claim 1, further comprising: a second guide portion that guides the fluid obliquely upward.
前記第2案内部は、一対の第2側板部と、前記一対の第2側板部の上部を連結する傾斜頂部とを含む、請求項2に記載の発電装置。 The first guide portion includes a pair of first side plate portions and an inclined bottom portion connecting lower portions of the pair of first side plate portions,
The power generator according to claim 2, wherein the second guide portion includes a pair of second side plate portions and an inclined top portion that connects upper portions of the pair of second side plate portions.
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