JP7153971B2 - Floating body and artificial upwelling current generator - Google Patents

Floating body and artificial upwelling current generator Download PDF

Info

Publication number
JP7153971B2
JP7153971B2 JP2021205744A JP2021205744A JP7153971B2 JP 7153971 B2 JP7153971 B2 JP 7153971B2 JP 2021205744 A JP2021205744 A JP 2021205744A JP 2021205744 A JP2021205744 A JP 2021205744A JP 7153971 B2 JP7153971 B2 JP 7153971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
floating body
main tank
water intake
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021205744A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022027988A (en
Inventor
安弘 真鍋
輝久 真鍋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Plant Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Plant Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018034386A external-priority patent/JP7002125B2/en
Application filed by Taiyo Plant Co Ltd filed Critical Taiyo Plant Co Ltd
Priority to JP2021205744A priority Critical patent/JP7153971B2/en
Publication of JP2022027988A publication Critical patent/JP2022027988A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7153971B2 publication Critical patent/JP7153971B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

本発明は、発電機を備え水上に浮かべて発電するための浮体、および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置に関する。
特に、本発明は、波の上下動(水粒子の円軌道運動)により波力発電するもの、或は前記浮体を備え、海流、潮流等により海洋エネルギー利用発電するもの、または前記浮体を備え、該浮体上に洋上風車を搭載した洋上風力発電等の風力エネルギー利用発電するもの等のエネルギー変換分野に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a floating body equipped with a power generator for floating on water to generate electricity, and an artificial upwelling current generator equipped with the floating body.
In particular, the present invention provides wave power generation by vertical motion of waves (circular orbital motion of water particles) or the floating body, and generates electricity using ocean energy by ocean currents, tidal currents, or the floating body, The present invention relates to the field of energy conversion, such as offshore wind power generation in which offshore wind turbines are mounted on the floating body.

さらに、本発明は、前述した動力源を用いたポンプ動力発生等動力変換分野、および海洋上に浮上、着床させて水の送水、取水、水の循環、水質浄化等による水質環境改善分野、または深層水(底層水)取水、排水、拡散等による人口湧昇流発生により、植物プランクトン増養殖、水産資源の増養殖、海域の肥沃化等、生物環境改善分野等にも関する。 Furthermore, the present invention is in the field of power conversion such as pump power generation using the power source described above, and the field of water quality environment improvement by floating and landing on the ocean, water supply, water intake, water circulation, water purification, etc. It also relates to the improvement of the biological environment, such as phytoplankton aquaculture, fishery resource aquaculture, and sea area fertilization, due to artificial upwelling caused by deep water (bottom water) intake, drainage, diffusion, etc.

従来から地球温暖化や様々な地球環境破壊等が叫ばれてきたが、これらの問題は近年になってますます大きくなっている。これらは、化石エネルギー資源の使用による二酸化炭素排出問題とも密接に関連している。その化石エネルギー資源には、枯渇問題等エネルギー資源そのものの量的問題等がある。これらの問題に対して省エネルギー、省資源が叫ばれるとともに、二酸化炭素排出のないクリーンな自然エネルギーの早期導入、早期実用化が全世界的な課題になっている。 Global warming and various destruction of the global environment have long been called for, but these problems have become more serious in recent years. These are also closely related to the problem of carbon dioxide emissions due to the use of fossil energy resources. Fossil energy resources have quantitative problems such as depletion problems of the energy resources themselves. In response to these problems, energy saving and resource saving are being called for, and the early introduction and early practical application of clean natural energy that does not emit carbon dioxide has become a global issue.

また、原子力発電による電気エネルギーの供給が行われているが、原子力利用に関する問題としては、原子力発電所等の原子炉の老朽化や地震、津波、天災、人災等に伴って発生し得る放射能漏れ事故がある。周知のように放射能は、生態環境への悪影響が大きく、放射能漏れ事故が発生したときには、福島原発事故等の例を見ても分かるように、地域住民の生活環境への悪影響が極めて大きく、被害も甚大になる虞がある。 Electric energy is supplied by nuclear power generation, but problems related to the use of nuclear power include the deterioration of nuclear reactors at nuclear power plants and the radioactivity that can occur due to earthquakes, tsunamis, natural disasters, man-made disasters, etc. There is a leakage accident. As is well known, radioactivity has a great negative impact on the ecological environment, and when a radioactive leakage accident occurs, as can be seen from examples such as the Fukushima nuclear power plant accident, the adverse impact on the living environment of local residents is extremely large. is likely to cause serious damage.

また、我が国の陸上における風力エネルギー利用装置では装置の大規模化に伴い、低周波騒音問題等の公害問題がある。国土が狭い上に山岳地帯の占める面積が大きい我が国ではこれらの問題を踏まえ、これ以上陸上では大規模な新規立地が困難な状況にあるが、早急に新たなエネルギー開発を推進しなくてはならない。そこで、騒音公害や環境公害の問題等に配慮しつつ、安全性、安定性、効率性、メンテナンス性等の点で、これまでの装置の大幅な改善と推進が緊急に求められている。 In addition, with the increase in the scale of wind energy utilization equipment on land in Japan, there are pollution problems such as low-frequency noise problems. In Japan, which has a small land area and a large mountainous area, considering these problems, it is difficult to locate new large-scale land power plants, but new energy development must be promoted as soon as possible. . Therefore, it is urgently required to greatly improve and promote existing equipment in terms of safety, stability, efficiency, maintainability, etc., while taking into consideration the problems of noise pollution and environmental pollution.

地球は、表面積の71パーセントが海であり、我が国は四方を海に囲まれた海洋国である。また、我が国は領海および排他的経済水域の面積を入れると世界有数の大国である。従って、海を有効に利用して、海洋上に浮体式、着床式、或いは洋上風力エネルギー利用装置を設けることにより、低周波騒音等の公害問題も解決するだけでなく大規模化が可能になる。このため、原子力発電の代替エネルギーとして風力エネルギーを十分に役立たせることも可能である。 Seventy-one percent of the surface area of the earth is ocean, and Japan is a maritime country surrounded by oceans on all sides. In addition, Japan is one of the world's leading powers, including the area of its territorial waters and exclusive economic zone. Therefore, by making effective use of the sea and installing a floating type, a fixed type, or an offshore wind energy utilization device on the sea, it is possible not only to solve the problem of pollution such as low frequency noise but also to increase the scale. Become. Therefore, it is possible to make full use of wind energy as an alternative energy to nuclear power generation.

また、離島等における風力エネルギー利用装置の開発は、陸上、洋上を問わず現在は人の住めないような無人島、例えば尖閣諸島や小笠原諸島における無人の島々への居住を可能にする。また、それらの島々を釣り場や観光地とする可能性を高めるために、さらには離島における石油等の運搬費とエネルギー資源の節約や観光、水産業等の拡大による島民の生活向上や利便性の向上、或いは国民の広域活動と都市集中型人口の分散化等を図るためにも、海を有効に利用することが有益である。 In addition, the development of wind energy utilization equipment on remote islands will make it possible to live on uninhabited islands that are currently uninhabitable, such as the Senkaku Islands and the Ogasawara Islands, regardless of whether they are on land or at sea. In addition, in order to increase the possibility of using these islands as fishing spots and tourist destinations, we will also improve the lives and convenience of islanders by saving transportation costs such as oil and energy resources on remote islands and expanding tourism and fishery industries. Effective use of the sea is also beneficial in order to improve the quality of life of the people, or to promote wide-area activities of the people and decentralize the population concentrated in urban areas.

海洋には波エネルギーや風力、太陽光、海流、潮汐等の海洋エネルギー資源が多く存在する。そこで、これらを一つの浮体に搭載した装置(特許文献1参照)によって、安価に且つ安全に効率よくエネルギー利用し、それぞれ性質の違った多種多様なエネルギー源を組み合わせ、安定エネルギー源として有効利用できるエネルギーの多様化による発電機の開発が望まれている。 There are many marine energy resources such as wave energy, wind power, sunlight, ocean currents, and tides in the ocean. Therefore, by using a device (see Patent Document 1) in which these are mounted on a single floating body, energy can be used inexpensively, safely, and efficiently, and a wide variety of energy sources with different properties can be combined and effectively used as a stable energy source. The development of power generators due to the diversification of energy is desired.

また、地球が誕生して以来46億年の年月が流れ、海底には陸地から流れ込んだ窒素、リン等の栄養塩が無尽蔵に存在する。これらを本発明に関連した浮体支持軸と鉛直取水管を併用した装置(特許文献2参照)によって、低層部の深層水(底送水)を海面上に汲み上げ、人口湧昇流による植物プランクトンを増養殖して、水産食料資源を増殖することは、発電機等の電気的技術分野や機械的および構造的技術分野を超えた大海の海洋生態系、生物環境、生物資源生産分野にまで波及する。そのため、これらを早急に開発することが社会的にも経済的にも必要であり、その第1歩として最も身近な波力発電、海流、潮流、洋上風力、並びに洋上風力エネルギー利用装置の開発が緊急に望まれている。 In addition, 4.6 billion years have passed since the birth of the earth, and nutrient salts such as nitrogen and phosphorus that have flowed in from the land are inexhaustibly present on the ocean floor. These are combined with a floating body support shaft and a vertical water intake pipe related to the present invention (see Patent Document 2) to pump deep water in the lower layer (bottom water) to the surface of the sea and increase phytoplankton by artificial upwelling. Aquaculture and multiplication of aquatic food resources extend beyond electrical technology fields such as generators and mechanical and structural technology fields to the ocean ecosystem, biological environment, and biological resource production fields. Therefore, it is socially and economically necessary to develop these as soon as possible. As a first step, the development of the most familiar wave power generation, ocean current, tidal current, offshore wind power, and offshore wind energy utilization equipment is necessary. Urgently wanted.

特許第5688764号公報Japanese Patent No. 5688764 特開2016-114057号公報JP 2016-114057 A

本願の出願人は、特許文献1において、水面上に浮上する浮体の傾斜面において、水の取水、排水口を設けて、波力を利用して発電する装置として波力エネルギー利用装置を提案したが、その中で波力発電機における波力(水)を取り入れる浮体、並びにその装置の構成においては、よりいっそう機構を改善、効率化することが望まれていた。
また、機構上のトラブルや海洋装置における生物付着問題、魚類、クラゲ等の混入問題、運転作業の軽減面等においても改善する余地があった。
In Patent Document 1, the applicant of the present application proposed a wave energy utilization device as a device for generating electricity using wave power by providing a water intake and a water discharge port on an inclined surface of a floating body that floats on the water surface. However, among them, in the structure of the floating body that takes in the wave power (water) in the wave power generator and the structure of the device, it has been desired to further improve the mechanism and make it more efficient.
There is also room for improvement in terms of mechanical troubles, biofouling problems in marine equipment, contamination problems of fish, jellyfish, etc., and reduction of operating work.

また、特許文献2においては、汲み上げた深層水をすぐに海域放流するために、放流した深層水の深海への沈降速度が速いという欠点があった。この欠点に対する効果的対策として、汲み上げた深層水を装置内で循環させて装置内における海洋生物の付着防止効果等を果たさせた後、循環中に表層近くの表層水との混合作用等により、冷水と表層水との温度差緩和等がなされたものを海域に放流することが考えられる。 Moreover, in Patent Document 2, since the pumped deep-sea water is immediately discharged into the sea, there is a drawback that the settling speed of the discharged deep-sea water into the deep sea is high. As an effective countermeasure against this drawback, the pumped deep water is circulated in the device to prevent adhesion of marine organisms in the device. It is conceivable to discharge the water after the temperature difference between the cold water and the surface water has been mitigated into the sea area.

しかし、この場合、放流した深層水の低層への沈降速度が遅いために、海面上付近での滞留時間が長く光合成効果が大きくなる。このため、植物プランクトンをより多く増殖させることになり、これを捕食する動物プランクトン増殖も促す結果となり、これらプランクトンに起因する装置への付着物の増加を招くために、装置を改善しなくてはならないという課題があった。 However, in this case, since the settling velocity of the discharged deep water to the lower layer is slow, the residence time near the surface of the sea is long and the photosynthetic effect is large. As a result, more phytoplankton proliferates, and as a result, the proliferation of zooplankton that preys on the phytoplankton is also promoted, resulting in an increase in deposits on the apparatus caused by these planktons. Therefore, the apparatus must be improved. I had a problem not to.

特に、浮体式波力、洋上風力エネルギー利用装置等においては、実用化、並びに装置の大規模化に伴い機構を単純化し、装置は出来る限りドック等の陸地の工場で製作し、現地組み立て、運搬、設置等を簡略化し、メンテナンス費や運転コスト等のすべてにおいてコスト低下に導くことが、発電原価等の低減につながる。このため、洋上での現地作業を極力減じたものとする必要があるという課題もあった。 In particular, for floating wave power and offshore wind energy utilization equipment, the mechanism is simplified as the scale of the equipment increases as it is put into practical use. , simplification of installation, etc., leading to cost reductions in all aspects such as maintenance costs and operating costs, will lead to reductions in power generation costs, etc. For this reason, there was also a problem that it was necessary to reduce the on-site work on the sea as much as possible.

また、洋上風力エネルギー利用装置等の運搬、設置、曳航時等においても、自己浮体にバラスト水注入等を用いて重心を下げ、安定した装置とすることにより、予期せぬ低気圧の到来や、突風の遭遇に際して、簡単に対応できて、装置を安全に守る必要があった。 In addition, when transporting, installing, or towing offshore wind energy utilization equipment, etc., it is possible to lower the center of gravity by injecting ballast water into the self-floating body and make it a stable equipment. In the event of a gust of wind, it had to be able to respond easily and keep the equipment safe.

本発明は、このような従来の技術が有する課題や問題点に着目してなされたもので、波力、海流、潮流、風力による水上発電を行うために、取水・排水を効率的に行うことができる浮体、並びにクラゲや魚類等海洋生物、浮遊ごみ等の海洋浮遊物の装置機構部内への混入防止が可能な浮体および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the problems and problems that the conventional technology has, and is to efficiently perform water intake and drainage in order to perform water power generation using wave power, ocean currents, tidal currents, and wind power. a floating body capable of preventing marine organisms such as jellyfish and fish and floating debris from entering the device mechanism, and an artificial upwelling current generating device equipped with the floating body. do.

前述した目的を達成するため、本発明の一態様は、
水上に浮かべた状態で姿勢の鉛直性が保たれ、中心部にメインタンク(MT)が設けられ、該メインタンク(MT)の下方に複数の排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)が設けられた浮体(1)において、
前記メインタンク(MT)に、その下方外部の水をメインタンク(MT)内部に取り入れる取水口(13、13a、13b、13c、13d)と、メインタンク(MT)内部の水を前記排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)毎に流す複数の連通口(16、16e、16f、16g、16h)が設けられ、
前記各排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)に、それぞれ排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部の水を浮体(1)外部に排水する排水口(11、27、28)が設けられ、
前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)に、水を前記メインタンク(MT)内部に取り入れるときに開き、その逆流時に閉じる逆止弁(14、14a、14b、14c、14d)が設けられ、
前記排水口(11、27、28)には、前記排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)内部の水を浮体(1)外部に排水する時に開き、その逆流時に閉じる逆止弁(12,29,30)が設けられ、
前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)は、前記メインタンク(MT)の底板(6)に下向きに開口し、その下方外部の水が、波の水粒子の円軌道運動で波の山が来る上向き時に前記メインタンク(MT)内部に向かい流入可能であり、
前記排水タンク(WT、WTe、WTf、WTg、WTh)を囲う囲い壁(54、54e、54f、54g、54h)の裏面は、前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)に取り入れる水を案内する案内壁(55、55a、55b、55c、55d)となり、該案内壁(55、55a、55b、55c、55d)は、前記メインタンク(MT)の底板(6)の底面より下方へ下がった位置から前記取水口(13、13a、13b、13c、13d)に向かうように設けられ、
前記メインタンク(MT)上方は構造床(21)と上げ床(50)により構成し、前記メインタンク(MT)内を暗室状態としたことを特徴とする。
In order to achieve the aforementioned objects, one aspect of the present invention is
A main tank (MT) is provided in the center, and a plurality of drainage tanks (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) are provided below the main tank (MT). In the floating body (1) provided with
The main tank (MT) has water intake ports (13, 13a, 13b, 13c, 13d) that take water from the lower outside into the main tank (MT), and water inside the main tank (MT) to the drain tank (MT). WT, WTe, WTf, WTg, WTh) are provided with a plurality of communication ports (16, 16e, 16f, 16g, 16h),
Each drain tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) is provided with a drain port (11, 27, 28) is provided,
The water intake (13, 13a, 13b, 13c, 13d) is provided with a check valve (14, 14a, 14b, 14c, 14d) that opens when water is taken into the main tank (MT) and closes when the water flows backward. provided,
The drain port (11, 27, 28) has a check valve ( 12, 29, 30) are provided,
The water intakes (13, 13a, 13b, 13c, 13d) are opened downward in the bottom plate (6) of the main tank (MT), and the water in the lower outside is waved by the circular orbital motion of the water particles of the waves. can flow toward the inside of the main tank (MT) when the mountain of
The back surface of the surrounding wall (54, 54e, 54f, 54g, 54h) surrounding the drainage tank (WT, WTe, WTf, WTg, WTh) is the water taken into the water intake (13, 13a, 13b, 13c, 13d). and the guide walls (55, 55a, 55b, 55c, 55d) extend downward from the bottom surface of the bottom plate (6) of the main tank (MT). Provided so as to face the water intake (13, 13a, 13b, 13c, 13d) from the lowered position,
The upper part of the main tank (MT) is composed of a structural floor (21) and a raised floor (50), and the interior of the main tank (MT) is a dark room.

本発明の第1の実施の形態に係る水上発電浮体および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置の主要部を示す縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a vertical cross-sectional view showing main parts of a floating body for power generation on water and an artificial upwelling current generating device provided with the floating body according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施の形態に係る水上発電浮体に洋上風車及び波力発電装置を搭載した人工湧昇流発生装置の全体を概略的に示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view which shows roughly the whole artificial upwelling current generator which mounts an offshore windmill and a wave power generation device in the water power generation floating body which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1におけるX-X線矢視図であり、水上発電浮体を平面視で示している。FIG. 2 is a view taken along the line XX in FIG. 1, showing the water power generation floating body in a plan view. 図1におけるY-Y線矢視図であり、水上発電浮体の底面視における取水分担エリアの配置を示している。FIG. 2 is a view taken along line YY in FIG. 1, showing the arrangement of water intake areas in a bottom view of the floating body for power generation on water. 図1におけるZ-Z線矢視図であり、水上発電浮体の底面視における排水分担エリアの配置を示している。FIG. 2 is a view taken along line ZZ in FIG. 1, showing the layout of the drainage sharing areas in the bottom view of the floating body for power generation on the water. 図1と図5とにおけるV-V線矢視部位の展開図であり、取水口近傍における案内壁の断面を示している。FIG. 5 is a developed view taken along line VV in FIGS. 1 and 5, showing a cross section of the guide wall in the vicinity of the water intake. 図1と図5とにおけるW-W線矢視部位の展開図であり、連通孔近傍における排水タンクの囲い壁の断面を示している。FIG. 5 is a developed view taken along line WW in FIGS. 1 and 5, showing a cross section of the surrounding wall of the drainage tank in the vicinity of the communication hole. 図7におけるR-R線矢視断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line RR in FIG. 7; 図8におけるQ-Q線矢視断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line QQ in FIG. 8; 図1のT部におけるステーダクト内の光線遮蔽手段を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing light shielding means in a stay duct in a T portion of FIG. 1; 図10のU―U線矢視断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line U-U of FIG. 10; FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る水上発電浮体に取水・排水機能を与える波力による水粒子円軌道運動の概要を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overview of circular orbital motion of water particles due to wave force that provides water intake and drainage functions to the floating body for power generation on the water according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第2の実施の形態に係る水上発電浮体に海流発電機を搭載した人工湧昇流発生装置の全体を概略的に示す正面図である。It is a front view which shows roughly the whole artificial upwelling current generator which mounts an ocean current generator on the water power generation floating body which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置の全体を概略的に示す平面図であるFig. 2 is a plan view schematically showing the entirety of an artificial upwelling current generator according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第3の実施の形態に係る水上発電浮体に海流・潮流の流れ方向に自由に対応可能な水流発電機を搭載した人工湧昇流発生装置の全体を概略的に示す正面図である。FIG. 11 is a front view schematically showing the entirety of an artificial upwelling current generating device in which a water current generator capable of freely responding to the flow directions of ocean currents and tidal currents is mounted on a water power generating floating body according to a third embodiment of the present invention. . 本発明の第4の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置の全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram of an artificial upwelling current generator according to a fourth embodiment of the present invention; 図16の平面図である。FIG. 17 is a plan view of FIG. 16; 図16の人工湧昇流発生装置の深層水(底層水)排出部の縦断面拡大図である。FIG. 17 is an enlarged vertical cross-sectional view of a deep water (bottom layer water) discharge part of the artificial upwelling current generator of FIG. 16; 図18のS-S線矢視断面平面図である。FIG. 19 is a cross-sectional plan view taken along line SS of FIG. 18; 本発明の第5の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置に海流発電機を付加した全体構成図である。It is the whole block diagram which added the ocean current generator to the artificial upwelling current generator based on the 5th Embodiment of this invention. 図20の平面図である。FIG. 21 is a plan view of FIG. 20; 本発明の第6の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置に海流・潮流の流れ方向自由に対し対応可能な人工湧昇流発生装置の全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram of an artificial upwelling current generating apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, which is capable of coping with free flow directions of ocean currents and tidal currents.

本発明に係る水上発電浮体(「浮体」に相当)1および該水上発電浮体1を備えた人工湧昇流発生装置Aは、波動の水粒子の円軌道運動による流体の流れを受けて、浮体内に効率よく水を取り込み、浮体内から浮体外部へ排水機能を引き起こさせ、その時の水の流れにより波力発電するものである。 A floating body for power generation (corresponding to a "floating body") 1 according to the present invention and an artificial upwelling current generating device A provided with the floating body for power generation 1 receive a fluid flow caused by circular orbital motion of water particles of wave motion, and float. It takes in water efficiently into the body, causes a drainage function from the floating body to the outside of the floating body, and generates wave power by the flow of water at that time.

本人工湧昇流発生装置Aは、信頼性、耐久性、メンテナンス性、経済性、効率性を必要とする領域、並びに海岸域、或いはダム、湖沼、大陸棚等に設置して人工湧昇流等を発生させ、深層水(底層水)の取水・排水、拡散、植物プランクトン並びに動物プランクトンの増養殖、潮流、海流、波力、風力等のエネルギーを有効に利用するものである。以下、海洋上において使用され、水上(波力)発電機を備えたものを例に説明する。 This artificial upwelling generator A can be installed in areas requiring reliability, durability, maintainability, economic efficiency, and efficiency, as well as coastal areas, dams, lakes, continental shelves, etc. to generate artificial upwelling. etc., and make effective use of energies such as deep water (bottom water) intake/drainage, diffusion, phytoplankton and zooplankton cultivation, tidal currents, ocean currents, wave power, and wind power. In the following, an example that is used on the ocean and equipped with a water (wave power) generator will be described.

以下、図面に基づき本発明の各実施の形態について説明する。
図1から図12は、本発明の第1の実施の形態を示している。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る水上発電浮体1および該水上発電浮体1を備えた人工湧昇流発生装置Aの主要部を示す縦断面図である。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
1 to 12 show a first embodiment of the invention.
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing main parts of a water power generation floating body 1 and an artificial upwelling current generator A provided with the water power generation floating body 1 according to the first embodiment of the present invention.

図1に示したように、本実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Aは、水上発電浮体1を水面SW上に浮かべた状態に設置され、該水上発電浮体1の上部に運転室2が設けられている。水上発電浮体1の中心部には、メインタンクMTが設けられ、メインタンクMTの外周には、全周に亘って複数の収斂提浮体4が等間隔に立設されている。各収斂提浮体4の間には、傾斜板5が設けられている。 As shown in FIG. 1, the artificial upwelling current generator A according to the present embodiment is installed in a state in which a floating body for power generation 1 is floated on the water surface SW, and an operator's cab 2 is provided above the floating body for power generation 1. is provided. A main tank MT is provided at the center of the floating body for power generation 1, and a plurality of converging floating bodies 4 are erected at equal intervals along the entire circumference of the main tank MT. An inclined plate 5 is provided between each converging floating body 4 .

傾斜板5は、メインタンクMTの側壁上方から浮体外周縁に向かって下がるように傾斜している。メインタンクMTの側壁外部は、傾斜板5と収斂提浮体4とによって画成された空間によって傾斜板浮体10として形成されている。この傾斜板浮体10は、メインタンクMTの外側全周に設けられており、水上発電浮体1を形成している。また、メインタンクMTの上方にはカバー3が設けられている。このカバー3は、装置外部の波が傾斜板5を越波してきたときに、水上発電浮体1の内部に波が侵入することの防止及び水上発電浮体1に外部からの光が浸入することの防止のためのものである。 The inclined plate 5 is inclined downward from above the side wall of the main tank MT toward the outer peripheral edge of the floating body. The outside of the side wall of the main tank MT is formed as an inclined plate floating body 10 by a space defined by the inclined plate 5 and the convergent floating body 4 . The inclined plate floating body 10 is provided on the entire outer periphery of the main tank MT and forms the water power generation floating body 1 . A cover 3 is provided above the main tank MT. This cover 3 prevents waves from entering the water power generation floating body 1 and light from the outside from entering the water power generation floating body 1 when the waves outside the device overtop the inclined plate 5. It is for

図2は、図1の水上発電浮体1に洋上風車66(風力発電装置)及び波力発電装置70を搭載した人工湧昇流発生装置Aの全体を概略的に示している
図2に示したように、水上発電浮体1の下方には、チェーン取付部41が固着されており、該チェーン取付部41には、チェーン63の上端が取り付けられている。水上発電浮体1の下方では、海底SGにアンカー62が打ち込まれている。チェーン63の下端はアンカー62が取り付けられており、水上発電浮体1は、チェーン63を介してアンカー62に係留されている。ここでチェーン63は、ワイヤー、ロープ、パイプチェーン等、装置Aを係留できるものであれば良い。
FIG. 2 schematically shows the entirety of an artificial upwelling current generating device A in which an offshore wind turbine 66 (wind power generation device) and a wave power generation device 70 are mounted on the floating body 1 for power generation shown in FIG.
As shown in FIG. 2 , a chain attachment portion 41 is fixed to the lower portion of the water power generation floating body 1 , and the upper end of a chain 63 is attached to the chain attachment portion 41 . Below the floating body for power generation 1, an anchor 62 is driven into the seabed SG. An anchor 62 is attached to the lower end of the chain 63 , and the water power generation floating body 1 is moored to the anchor 62 via the chain 63 . Here, the chain 63 may be a wire, a rope, a pipe chain, or the like, as long as the device A can be moored.

また、水上発電浮体1の下方には、深層水を取水するための鉛直取水管7が設けられている。鉛直取水管7は、浮体の中心から鉛直下方に延び、海洋の低層部まで垂下している。鉛直取水管7は、後記する取水ポンプ8の駆動によって、下端に設けられた取水口(図示せず)から低層部の深層水(底層水)STを内部に取り込み、上方へと汲み上げるように構成されている。鉛直取水管7の下端には、水上発電浮体1および運転室2の姿勢に鉛直性を保たせるための抵抗板錘61が設けられている。 A vertical water intake pipe 7 for taking deep sea water is provided below the floating body for power generation 1 . The vertical water intake pipe 7 extends vertically downward from the center of the floating body and hangs down to the lower layer of the ocean. The vertical water intake pipe 7 is configured to take in deep water (bottom layer water) ST in the lower layer from a water intake (not shown) provided at the lower end by driving a water intake pump 8, which will be described later, and pump it upward. It is At the lower end of the vertical water intake pipe 7, a resistance plate weight 61 is provided for maintaining the verticality of the postures of the floating body for power generation 1 and the operator's cab 2. As shown in FIG.

鉛直取水管7の上部は、浮体支持軸となっており、後記する排水タンクWTの間を通ってメインタンクMT内に貫通している。ここでメインタンクMT内における鉛直取水管7には、汲み上げた深層水(底層水)STをメインタンクMT内(浮体内部)に放出する放出手段としてノズル15bが設けられている。また、メインタンクMTの取水口13の上流にも鉛直取水管7によって汲み上げた深層水(底層水)STを放出する放出手段としてノズル15aが設けられている。 The upper part of the vertical water intake pipe 7 serves as a floating body support shaft, which penetrates into the main tank MT through the space between the drain tanks WT, which will be described later. Here, the vertical water intake pipe 7 in the main tank MT is provided with a nozzle 15b as a discharge means for discharging deep water (bottom water) ST into the main tank MT (inside the floating body). Further, a nozzle 15a is provided upstream of the water intake port 13 of the main tank MT as a discharge means for discharging deep water (bottom water) ST pumped up by the vertical water intake pipe 7 .

鉛直取水管7は、排水タンクWTの間より下方に位置する途中で屈折可能に構成されている。鉛直取水管7を屈折させて、装置全体の運搬や設置等の作業を行うことができる。鉛直取水管7を屈折させたときに必要な補助浮体64、ワイヤー、ロープ65、並びにワイヤーやロープ65の巻取り機等も、水上発電浮体1に設けられている。 The vertical water intake pipe 7 is configured so as to be bendable in the middle positioned below between the drain tanks WT. By bending the vertical water intake pipe 7, it is possible to carry out operations such as transportation and installation of the entire apparatus. Auxiliary floating body 64, wires, ropes 65, winding machines for the wires and ropes 65, etc., which are necessary when the vertical water intake pipe 7 is bent, are also provided in the floating power generation floating body 1.

水上発電浮体1の上方にある運転室2の上には、洋上風車66が搭載されており、この洋上風車66には、該洋上風車66のタワー67、ナセル68、ブレード69等が設けられている。この洋上風車66によって、風力エネルギーを運転室2内に取り込むことができる。 An offshore wind turbine 66 is mounted on the operator's cab 2 above the floating body for power generation 1, and the offshore wind turbine 66 is provided with a tower 67, a nacelle 68, blades 69, etc. of the offshore wind turbine 66. there is The offshore windmill 66 allows wind energy to be taken into the cab 2 .

図3は、図1におけるX-X線矢視図であり、水上発電浮体1を平面視で示している。
図3に示したように、収斂提浮体4の集合体は、平面視において、略円形或は略正多角形状の水上発電浮体1を形成している。各収斂提浮体4の間には、傾斜板5を備えた傾斜板浮体10が挟まれ、該傾斜板浮体10の傾斜板5の中程には後記する深層水(底層水)STの排水口11が設けられている。該排水口11には逆止弁12が設けられている。
FIG. 3 is a view taken along the line XX in FIG. 1, showing the water power generation floating body 1 in a plan view.
As shown in FIG. 3, the assembly of the converging floating bodies 4 forms the substantially circular or substantially regular polygonal water power generating floating body 1 in plan view. An inclined plate floating body 10 having inclined plates 5 is sandwiched between the convergent floating bodies 4. In the middle of the inclined plate 5 of the inclined plate floating body 10 is a drain port for deep water (bottom water) ST, which will be described later. 11 is provided. A check valve 12 is provided at the drain port 11 .

図1に示したように、メインタンクMTの底板6には、その下方外部に通じて周囲の水をメインタンクMT内部に取り入れる取水口13が設けられている。取水口13には、その下方外部よりメインタンクMT内部に向けて水が流入できるが流出できないように、逆止弁14が設けられている。即ち逆止弁14は、その下方外部の水をメインタンクMT内部に取り入れる取水時に開き、その逆流時に閉じるように構成されている。 As shown in FIG. 1, the bottom plate 6 of the main tank MT is provided with a water intake port 13 that communicates with the lower outside to take in surrounding water into the main tank MT. The water intake port 13 is provided with a check valve 14 so that water can flow into the main tank MT from the outside thereof but cannot flow out. That is, the check valve 14 is configured to open when water is taken into the main tank MT from the outside below it, and to close when the water flows backward.

取水口13および逆止弁14の上流側には、取水ポンプ8の駆動によって鉛直取水管7を通して汲み上げられた深層水(底層水)STがノズル15aを介して排水され、取水口13の上流側外部周辺に充満している。また、取水口13の外側には、浮遊物やクラゲ、海藻類等の流入防止と急激な深層水落下防止のために、防止網72aが設けられている。 Deep water (bottom water) ST pumped up through a vertical water intake pipe 7 by driving the water intake pump 8 is discharged through a nozzle 15 a upstream of the water intake 13 and the check valve 14 . The external perimeter is permeated. In addition, a prevention net 72a is provided outside the water intake 13 to prevent the inflow of floating matter, jellyfish, seaweed, etc., and to prevent the rapid fall of deep water.

また、メインタンクMTの下方には、複数の排水タンクWTが配設されている。メインタンクMTの底板6には、各排水タンクWTに連通した連通口16が排水タンクWT毎に設けられている。よって、メインタンクMT内部の水は、各連通口16から排水タンクWT内部に流れる。ここで連通口16には、水車17が設けられている。 A plurality of drain tanks WT are arranged below the main tank MT. The bottom plate 6 of the main tank MT is provided with a communication port 16 communicating with each drain tank WT for each drain tank WT. Therefore, the water inside the main tank MT flows from each communication port 16 into the inside of the drain tank WT. A water wheel 17 is provided in the communication port 16 here.

水車17は、メインタンクMT内部から排水タンクWT内部に流れ込む水により回転する。水車17は、水車回転軸18の下端に設けられている。この水車回転軸18は、保護のために保護管20に挿通されている。水車回転軸18の上端は、運転室2に設けられた発電機19に接続されている。したがって、水車17の回転が発電機19に伝達されて発電機19を回転させて発電される。即ち波力発電装置70が稼動する。また、メインタンクMT内部から貝殻や海藻等の不純物が連通口16に流入しないように、連通口16の上部開口を覆うように防止網73が設けられている。 The water turbine 17 is rotated by water flowing from inside the main tank MT into the inside of the drain tank WT. The water wheel 17 is provided at the lower end of the water wheel rotating shaft 18 . The water wheel rotating shaft 18 is inserted through a protective tube 20 for protection. The upper end of the water turbine rotating shaft 18 is connected to a generator 19 provided in the operator's cab 2 . Therefore, the rotation of the water turbine 17 is transmitted to the generator 19 to rotate the generator 19 and generate electricity. That is, the wave power generation device 70 operates. A prevention net 73 is provided to cover the upper opening of the communication port 16 to prevent impurities such as shells and seaweed from flowing into the communication port 16 from inside the main tank MT.

メインタンクMT上方には、カバー3の蓋板とほぼ同レベルに構造床21が設けられている。ここから上方の運転室2に至るまでの間は、保護管20の外側にステーダクト(支柱)22が設けられている。運転室2の床下では、メインタンクMT内の水位の上下動により、ステーダクト(支柱)22はメインタンク上部の空気の通気路となる。ステーダクト22は、吸排気口23が設けられている。 A structural floor 21 is provided at approximately the same level as the cover plate of the cover 3 above the main tank MT. A stay duct (post) 22 is provided outside the protection pipe 20 from here to the driver's cab 2 above. Under the floor of the driver's cab 2, the stay duct (post) 22 serves as an air passage for the upper part of the main tank due to the vertical movement of the water level in the main tank MT. The stay duct 22 is provided with an intake/exhaust port 23 .

また、このステーダクト22は、メインタンクMTよりも上方に設けられている運転室2や風車66等を支える支柱を兼ねている。即ち、ステーダクト22は、水上発電浮体1と運転室2を結ぶ構造材としても大きな役割を果たしている。また、ステーダクト22の吸排気口23は、大波時等の飛散水等が飛び込まないように構成されている。 The stay duct 22 also serves as a pillar supporting the driver's cab 2, the windmill 66, etc., which are provided above the main tank MT. That is, the stay duct 22 also plays a major role as a structural member that connects the floating body for power generation 1 and the operator's cab 2 . In addition, the intake/exhaust port 23 of the stay duct 22 is configured so that splashed water or the like does not enter during a big wave.

また、ステーダクト22の下部内側には、螺旋状の螺旋板45bが設けられている。この螺旋板45bは、保護管20をガイドすると共に、吸排気口23等からの光線を遮断するための光線遮蔽手段としても機能する。この光線遮蔽手段については、詳しくは図10に示すステーダクト39に設けたものを代表して後述する。 A spiral plate 45 b is provided inside the lower portion of the stay duct 22 . The spiral plate 45b guides the protection tube 20 and also functions as a light shielding means for shielding light from the intake/exhaust port 23 and the like. This light shielding means will be described later in detail, taking the one provided in the stay duct 39 shown in FIG. 10 as a representative.

水車回転軸18の下方で水車17の直上には、水車回転伝達金物として軸継ぎ手24が設けられている。軸継ぎ手24と水車回転軸18とには、スプライン溝等が設けられており、メンテナンス時等には水車回転軸18を簡単に取り外せる構造になっている。また、前記した保護管20も同様に、水車17の直上で連結金物25を用いて接続され、メンテナンス時には水車17と保護管20とは簡単に分離できる構造になっている。また、メンテナンス時には、発電機19、水車回転軸18および保護管20は、ワイヤーやロープ26等を用いて簡単に上方に吊り上げられる構造になっている。 Below the water wheel rotating shaft 18 and directly above the water wheel 17, a shaft coupling 24 is provided as a water wheel rotation transmission hardware. A spline groove or the like is provided between the shaft coupling 24 and the water wheel rotating shaft 18, so that the water wheel rotating shaft 18 can be easily removed during maintenance or the like. Similarly, the protective tube 20 described above is also connected directly above the water turbine 17 using a connecting hardware 25, so that the water turbine 17 and the protective tube 20 can be easily separated during maintenance. In addition, the generator 19, the water turbine rotating shaft 18, and the protection tube 20 are structured so that they can be easily lifted upward using a wire, a rope 26, or the like during maintenance.

メインタンクMT内部の水は、排水タンクWT内部に流れるように構成されている。排水タンクWTの下方には、排水口27、28が設けられている。排水口27には逆止弁29が設けられ、排水口28には逆止弁30が設けられている。ここで逆止弁29、30は、排水タンクWT内部の水を浮体外部に排水する排水時に開き、その逆流時に閉じるように構成されたものである。 The water inside the main tank MT is configured to flow inside the drain tank WT. Drainage ports 27 and 28 are provided below the drainage tank WT. A check valve 29 is provided at the drain port 27 and a check valve 30 is provided at the drain port 28 . Here, the check valves 29 and 30 are configured to open when the water inside the drain tank WT is drained to the outside of the floating body, and to close when the water flows backward.

詳しく言えば、浮体下方で波の通過後における水粒子の円軌道運動が下向き状態にあるときには逆止弁29,30が開いて、排水タンクWT内の水を排水できるが、上向き状態にあるときには逆止弁29,30が閉じるので、排水タンクWT内の水は排水されない。また、運転、操作条件によっては、排水タンクWTの上方の傾斜板5に設けた排水口11から傾斜板5の上面に水が排水される。排水口11には、浮体内部の水が傾斜板5上面に排出されるときには開くが、外部からの流入ができないように閉じる逆止弁12が設けられている。 Specifically, the check valves 29 and 30 are opened when the circular orbital motion of the water particles after the wave passes below the floating body is downward, and the water in the drain tank WT can be drained. Since the check valves 29, 30 are closed, the water in the drain tank WT is not drained. Further, water is drained to the upper surface of the inclined plate 5 from the drain port 11 provided in the inclined plate 5 above the drain tank WT depending on the driving and operating conditions. The drain port 11 is provided with a check valve 12 which opens when the water inside the floating body is discharged to the upper surface of the inclined plate 5 but closes to prevent the water from flowing in from the outside.

排水口27、28のそれぞれにある逆止弁29、30の上部には、ワイヤー・ロープ31、32等が結び付けられる不図示のフック等が設けられ、これにワイヤー・ロープ31、32の一端が結び付けられている。ワイヤー・ロープ31、32の他端側は、運転室2の天井に設けられた滑車まで導かれており、逆止弁29、30の人為的な開閉操作のための引っ張り、しばりつけ、ロック操作等が容易にできるようになっている。ワイヤー・ロープ31、32は、保護管33、34に挿通されており、該保護管33、34によって保護されている。また、ワイヤー・ロープ31、32が曲げられて配置される所には、ベンダー管等を用いてワイヤー・ロープ31、32をガイドしている。 Above the check valves 29 and 30 in the drain ports 27 and 28, hooks (not shown) to which the wire ropes 31 and 32 are tied are provided. tied up. The other ends of the wire ropes 31, 32 are led to a pulley provided on the ceiling of the cab 2, and are pulled, tied, and locked for manual opening and closing of the check valves 29, 30. etc. can be done easily. The wire ropes 31,32 are passed through protective tubes 33,34 and protected by the protective tubes 33,34. Further, bender pipes or the like are used to guide the wire ropes 31 and 32 where the wire ropes 31 and 32 are bent.

保護管33は、収斂提浮体4を貫通して運転室2まで延びている。保護管33が収斂提浮体4の上部から運転室2の床を貫通するところまで、ステーダクト35が設けられている。ステーダクト35は、支柱を兼ねており、収斂提浮体4内の通気路と主要構造柱を兼ねている。 The protective tube 33 extends through the converging floating body 4 to the operator's cab 2 . A stay duct 35 is provided from the upper portion of the converging floating body 4 to the point where the protection pipe 33 penetrates the floor of the operator's cab 2 . The stay duct 35 also serves as a support, and serves as both the air passage in the convergent floating body 4 and the main structural column.

メインタンクMTの底板6は、排水タンクWTの上方板でもあるが、一部が傾斜板浮体10内を通る排水路36となるように形成されている。排水路36の出口は、前記した傾斜板5に設けた排水口11となっている。従って、排水口11からは、前記逆止弁12の作用で排水タンクWT内の水を外部環境へ排出できるが、外部環境からの水の流入はできない。逆止弁12の蓋板は、浮体外部からの光が浮体内部へできるだけ侵入しないように排水口11の大きさに対して十分に大きいものとしてあり、開閉はあまり大きく開かないようになっている。なお、水上発電浮体1の外部からの光を水上発電浮体1の内部へなるべく侵入させない手段として、排水路36の向きを工夫する等しても良い。 The bottom plate 6 of the main tank MT, which is also the upper plate of the drain tank WT, is formed so as to form a drain channel 36 that partially passes through the inclined plate floating body 10 . The outlet of the drainage channel 36 is the drainage port 11 provided in the inclined plate 5 described above. Therefore, through the drain port 11, water in the drain tank WT can be discharged to the outside environment by the action of the check valve 12, but water cannot flow in from the outside environment. The cover plate of the check valve 12 is made sufficiently large relative to the size of the drain port 11 so that the light from the outside of the floating body does not enter the inside of the floating body as much as possible, and the opening and closing does not open too much. . As a means for preventing light from the outside of the floating body for power generation 1 from entering the inside of the floating body for power generation 1 as much as possible, the direction of the drainage channel 36 may be devised.

鉛直取水管7の上部には、前記した取水ポンプ8が設けられている。この取水ポンプ8の駆動軸9は、装置の鉛直中心線2cに沿って運転室2内に延設されている。運転室2内には、駆動軸9の上端に連結された駆動モーター37が配設されている。駆動軸9は、保護管38に挿通されている。さらに、保護管38の外周には、ステーダクト39が設けられている。これらは全て装置の鉛直中心線2cに沿った同心線状に設けられている。鉛直中心線2cは、鉛直取水管7の中心線でもある。また、ステーダクト39は、運転室2等を支える支柱を兼ねており、水上発電浮体1の重要な構造材でもある。 Above the vertical water intake pipe 7, the water intake pump 8 is provided. A drive shaft 9 of the water intake pump 8 extends into the operator's cab 2 along the vertical center line 2c of the apparatus. A drive motor 37 connected to the upper end of the drive shaft 9 is arranged in the cab 2 . The drive shaft 9 is inserted through the protective tube 38 . Furthermore, a stay duct 39 is provided on the outer circumference of the protective tube 38 . These are all arranged concentrically along the vertical center line 2c of the device. The vertical centerline 2c is also the centerline of the vertical water intake pipe 7 . In addition, the stay duct 39 also serves as a support for supporting the operator's cab 2 and the like, and is an important structural member of the floating body 1 for power generation on the water.

メインタンクMTの上方には、傾斜板5を越波してきた水の侵入を防止する前記カバー3が設けられている。また、図3に示すように、各カバー3の蓋板は、それぞれ取り外し可能な上げ床50を扇形状に敷き詰めたものである。これにより、メインタンクMT内の機械装置のメンテナンス、メインタンクMT内の生物付着、汚れ、破損時等において、清掃、修理、交換等が比較的容易に行える。 Above the main tank MT, the cover 3 is provided to prevent water overtopping the inclined plate 5 from entering. Moreover, as shown in FIG. 3, the cover plate of each cover 3 is formed by laying a removable raised floor 50 in a sector shape. As a result, maintenance of the mechanical devices in the main tank MT, and cleaning, repair, replacement, etc. of the main tank MT in the event of adhesion of organisms, contamination, breakage, etc., can be performed relatively easily.

図12は、海洋で波が発生するときの水粒子の円軌道運動の概要を示す説明図である。この図は、一般の海洋土木工学等の文献にはほとんど掲載されている振幅波の基本的な説明図である。図12に示したように、水の粒子は、基本的に楕円状の軌動47をたどり、上向きの矢印48は波の山が来るときの水粒子の円軌道運動の流れ、下向きの矢印49は波の谷が来るときの水粒子の円軌道運動の流れを示す。 FIG. 12 is an explanatory diagram showing an overview of circular orbital motion of water particles when waves are generated in the ocean. This figure is a basic explanatory diagram of an amplitude wave, which is mostly published in literatures such as general marine civil engineering. As shown in FIG. 12, the water particles basically follow an elliptical trajectory 47, the upward arrow 48 is the flow of the circular orbital motion of the water particles as the crest of the wave comes, and the downward arrow 49 shows the flow of circular orbital motion of water particles when the wave trough comes.

従って、上向き時には装置下方の水が取水口13からメインタンクMT内部へ送り込まれる。ただし、このときメインタンクMTの底板6に設けた取水口13の上流側には、低層部から連続的に汲み上げた深層水(底層水)STが装置Aの外部に大量に充満しているため、先ずこの水が取水口13からメインタンクMT内へ送り込まれる。このとき、設計条件にもよるが、必ずしも深層水(底層水)STのみが取水されるわけではなく、底板6の近傍の表層水も取り入れられる。 Therefore, when facing upward, the water in the lower part of the device is fed into the main tank MT through the water intake port 13 . However, at this time, a large amount of deep water (bottom water) ST continuously pumped up from the lower layer fills the outside of the apparatus A on the upstream side of the water intake 13 provided in the bottom plate 6 of the main tank MT. First, this water is sent from the water intake 13 into the main tank MT. At this time, although it depends on design conditions, not only the deep water (bottom water) ST is taken in, but also the surface water in the vicinity of the bottom plate 6 is taken in.

また、下向き時には水面上では波の谷が来る時であり、前記上向き時の水位と下向き時の水位には水位差が生じる。前記上向き時にメインタンクMT内部に取り込んだ水の方が水位が高いため、この水が連通口16を通じて排水タンクWTに流され、さらに排水タンクWTの上下に設けた排水口11、27、28より排水される。季節的、生物資源生産状況、発電効率的事情等を勘案して、排水口27、28からの排水は、逆止弁29、30をロックして、流れを停止、或は流量制限(逆止弁開閉制限)することができる。 In addition, when the boat is facing downward, the trough of the wave appears on the water surface, and a water level difference occurs between the water level when facing upward and the water level when facing downward. Since the water level of the water taken into the main tank MT when facing upward is higher, this water flows through the communication port 16 into the drain tank WT, and further through the drain ports 11, 27, and 28 provided above and below the drain tank WT. drained. Considering seasonality, biological resource production status, power generation efficiency, etc., the drainage from the drain outlets 27 and 28 should be stopped by locking the check valves 29 and 30, or the flow rate may be restricted (check valve opening/closing limit).

また、水上発電浮体1の下方で、波の水粒子の円軌道運動が上向き矢印48と下向き矢印49の両方同時に発生するように、水上発電浮体1の大きさを設定するならば、水上発電浮体1全体に対しては、上下方向が相殺される。そのため、水上発電浮体1には、あまり大きな上下動が生じない。従って、ここでそれぞれの取水口13と排水口27、28、11を有効利用すれば波力発電効率は大きく上昇する。 In addition, if the size of the floating power generating floating body 1 is set so that the circular orbital motion of the water particles of the wave simultaneously occurs in both the upward arrow 48 and the downward arrow 49 below the floating power generating floating body 1, then the floating power generating floating body 1 is offset in the vertical direction. Therefore, the water power generation floating body 1 does not move so much up and down. Therefore, if the water intake 13 and the water discharge ports 27, 28 and 11 are effectively used here, the wave power generation efficiency can be greatly increased.

図1に示したように、傾斜板5の下端縁には樋状に形成された返し板46が配設されている。この返し板46は、排水口11から排水された深層冷水が傾斜板5の上面に沿って流下し、すぐに海洋の低層部に行かないようにするためのものである。排水口11から排水された深層冷水は、返し板46によって返されるので傾斜板上面で繰り返し海洋の表層温水と混合されて密度合わせがされる。 As shown in FIG. 1, a gutter-shaped return plate 46 is provided at the lower edge of the inclined plate 5 . The return plate 46 prevents the deep cold water drained from the drain port 11 from flowing down along the upper surface of the inclined plate 5 and immediately reaching the lower layers of the ocean. The deep cold water drained from the drain port 11 is returned by the return plate 46, so that it is repeatedly mixed with the surface warm water of the ocean on the upper surface of the inclined plate to adjust the density.

このとき、低層部から鉛直取水管7によって汲み上げられた深層水STは、取水口13、メインタンクMT、連通口16、排水タンクWT等を通過する際に、取水口13周辺の装置下方より混入する表層近くの表層水と混合されるため、あまり大きな温度差、密度差は生じないが、返し板46によって再混合されることにより、温度差、密度差はより小さくなる。 At this time, the deep-sea water ST pumped up from the lower part by the vertical water intake pipe 7 enters from below the apparatus around the water intake 13 when passing through the water intake 13, the main tank MT, the communication port 16, the drainage tank WT, and the like. Since the water is mixed with the surface water near the surface layer, a large difference in temperature and density does not occur.

図3は、図1におけるX‐X線矢視図であり、水上発電浮体1を平面視で示している。図3に示したように、本実施の形態に係る水上発電浮体1は、平面図的に略正8角形をなしている。この形状はあくまで一例であり、正12角形等の他の多角形でも良いし、円形でもよい。本図では全円周360度を8等分に分割し、収斂提浮体4をそれぞれの8等分基準位置に配置する。収斂提浮体4と収斂提浮体4との間には、傾斜板5と傾斜板浮体10が設けられており、全円周をつなげると略正8角形になる。水上発電浮体1の中心部には、取水ポンプ8の駆動軸9、保護管38、ステーダクト39が同心に配置されている。 FIG. 3 is a view taken along the line XX in FIG. 1 and shows the water power generation floating body 1 in a plan view. As shown in FIG. 3, the water power generating floating body 1 according to the present embodiment has a substantially regular octagon shape in plan view. This shape is merely an example, and other polygons such as a regular dodecagon or a circle may be used. In this figure, the entire circumference of 360 degrees is divided into 8 equal parts, and the converging floating bodies 4 are arranged at the reference positions of each of the 8 equal parts. An inclined plate 5 and an inclined plate floating body 10 are provided between the convergent floating bodies 4, and when the entire circumference is connected, it becomes a substantially regular octagon. At the center of the water power generation floating body 1, the drive shaft 9 of the water intake pump 8, the protective pipe 38, and the stay duct 39 are arranged concentrically.

メインタンクMTの底部に設けた水車17には、水車回転軸18が接続されている。水車回転軸18は、運転室2に向かって延設されている。水車回転軸18は保護管20に挿通されており、保護管20はステーダクト22に挿通されている。これら水車回転軸18と保護管20とステーダクト22とは、それぞれ同心に配設されている。このように構成される水車17は、浮体全周の4ヶ所に配置されている。 A water wheel rotating shaft 18 is connected to a water wheel 17 provided at the bottom of the main tank MT. The water wheel rotating shaft 18 extends toward the operator's cab 2 . The water wheel rotating shaft 18 is inserted through a protective tube 20 , and the protective tube 20 is inserted through a stay duct 22 . The water wheel rotating shaft 18, the protective tube 20, and the stay duct 22 are arranged concentrically. The water turbines 17 configured in this manner are arranged at four locations around the entire periphery of the floating body.

収斂提浮体4の内郭線から装置中心部の保護管38、ステーダクト39の中心線に向けて、鉄骨の仕切枠が設けられている。この仕切枠内を構造床21とし、前記した収斂提浮体4のステーダクト35と、構造床のステーダクト22と、装置中心部のステーダクト39とを、それぞれ略一直線上に配置し、その反対側にも同様に対称形に延長し、縦横十字線状に組み合わせた構造となっている。これにより、台風や大しけ時等に水上発電浮体1が動揺しても破損し難い構造になっている。 A steel partition frame is provided from the inner contour line of the converging floating body 4 toward the center line of the protection pipe 38 and the stay duct 39 at the center of the device. The inside of this partition frame is defined as a structural floor 21, and the stay duct 35 of the converging floating body 4, the stay duct 22 of the structural floor, and the stay duct 39 of the center of the apparatus are arranged substantially on a straight line, and vice versa. It extends symmetrically on both sides in the same way, and has a structure that combines vertical and horizontal crosshairs. As a result, even if the water power generation floating body 1 shakes during a typhoon or a storm, the structure is hard to be damaged.

ステーダクト39を中心にして、ステートダクト35、22を4方向に十字状になるように配設して、水上発電浮体1と運転室2、風車タワー等を支える浮体強度主材としてある。さらに、吸排気の通気路として、その上に他の回転軸やワイヤーロープ等の保護管等を管の同心に配置挿入して、それぞれの多種多様な目的を同時に果たしている。 The state ducts 35 and 22 are arranged in a cross shape in four directions with the stay duct 39 at the center, and serve as a floating body strength main member for supporting the floating power generation floating body 1, the operator's cab 2, the wind turbine tower, and the like. In addition, as a ventilation path for intake and exhaust, other rotating shafts, protective tubes such as wire ropes, etc. are placed and inserted concentrically on the tube to achieve a wide variety of purposes at the same time.

前記した構造床21の4か所に挟まれるメインタンクMTの上部分は、上げ床50が設けられる。従って、メインタンクMTの上部分は全ていずれかのカバーで覆われ、メインタンクMT内は暗室状態にある。そのため、海洋の低層部より汲み上げた深層水(底層水)STは低層部から光に充てられることなく、鉛直取水管7を通り暗室のメインタンクMT内部に送り込まれる。このため、深層水中における光合成は行われない。なお、このとき取水口13、排水口11、27、28に設けた逆止弁14、12、29,30の開閉作動中に装置下方から光が入るが、水面から回り込んできた光であることと、全体的には僅かな光量であるために、あまり大きな問題とはならない。 A raised floor 50 is provided on the upper portion of the main tank MT sandwiched between the four structural floors 21 described above. Therefore, the upper portion of the main tank MT is entirely covered with one of the covers, and the interior of the main tank MT is in a dark room state. Therefore, the deep water (bottom water) ST pumped up from the lower layer of the ocean passes through the vertical water intake pipe 7 and is sent into the main tank MT in the dark room without being exposed to light from the lower layer. Therefore, photosynthesis does not occur in deep water. At this time, light enters from below the device while the check valves 14, 12, 29, and 30 provided at the water intake port 13 and the water discharge ports 11, 27, and 28 are opened and closed. In addition, since the amount of light is small overall, it does not pose a big problem.

傾斜板5と傾斜板浮体10に設けられた排水路36および排水口11、逆止弁12は、浮体全周に亘って8ヶ所に配置されている。このような状態で波がどの方向から来ても、逆止弁12は、波の到来側では閉じるが、波の通過側では開いて排水タンクWT内の水が排水される。従って、水上発電浮体1の全周で見ると常にどこかの逆止弁12は閉じているが、どこか別の逆止弁12が開いている。そのため、装置全体的に見れば水の流れは整流されており、ある程度安定した流れであるので排水効率が良い。 The drainage channels 36, drainage ports 11, and check valves 12 provided in the inclined plate 5 and the inclined plate floating body 10 are arranged at eight locations along the entire circumference of the floating body. In such a state, the check valve 12 is closed on the wave arrival side and opened on the wave passage side to drain the water in the drain tank WT no matter which direction the wave comes from. Therefore, when looking at the entire circumference of the floating body for power generation 1, some check valve 12 is always closed, but another check valve 12 is open. As a result, the water flow is rectified from the perspective of the apparatus as a whole, and the flow is stable to some extent, so the drainage efficiency is good.

図4は、図1におけるY‐Y線矢視図であり、水上発電浮体1の底面視における取水分担エリアの配置を示している。図4に示したように、収斂提浮体4は、水上発電浮体1を8等分した基準線に沿って8個それぞれ等分配置され、それぞれの合間に傾斜板浮体10(図3参照)が設けられ、略正8角形の水上発電浮体1を構成している。 FIG. 4 is a view taken along the line YY in FIG. 1 and shows the layout of the water intake areas in the bottom view of the water power generating floating body 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, eight converging floating bodies 4 are equally divided along the reference line that divides the water power generation floating body 1 into eight equal parts. It is provided and constitutes a substantially regular octagonal water power generation floating body 1 .

水上発電浮体1の浮体中心部には、鉛直取水管7が設けられ、図4中の水平方向には収斂提浮体4の水平方向基準線Kを仮定し、これに装置の中心を通り直角に交差する垂直方向にも90°基準線K´を仮定して、そのそれぞれに収斂提浮体4が前記同様に設けられている。収斂提浮体4の内郭線と鉛直取水管7のほぼ中央部に、連通口16と水車17が設けられている。 A vertical water intake pipe 7 is provided at the center of the floating power generation floating body 1, and the horizontal reference line K of the converging floating body 4 is assumed in the horizontal direction in FIG. Assuming a 90° reference line K' in the intersecting vertical direction, a convergent floating body 4 is provided on each of them in the same manner as described above. A communication port 16 and a water wheel 17 are provided approximately at the center of the inner contour line of the convergent floating body 4 and the vertical water intake pipe 7 .

前記水平、垂直方向基準線K、K´とほぼ45度違った方向に細分化した45度方向基準線L、L´を仮定し、これに前記同様に鉛直取水管7より、ほぼ同条件で収斂提浮体4を配置する。収斂提浮体4の中心線上で且つ収斂提浮体4の内郭線よりに取水口13、並びに逆止弁14を配置する。取水口13の上流側周辺には、鉛直取水管7からのノズル15aが設けられている。鉛直取水管7より汲み上げた深層水(底層水)STは、ノズル15aから取水口13の上流側周辺に放水され、上流側周辺が簡易的に深層水(底層水)STによって充満される。このため、浮体下方から波の水粒子の円軌道運動によって深層水(底層水)STがメインタンクMT内に送り込まれる。 Assuming 45-degree direction reference lines L and L' subdivided in a direction different from the horizontal and vertical direction reference lines K and K' by approximately 45 degrees, similar to the above, from the vertical water intake pipe 7, under substantially the same conditions A converging floating body 4 is placed. A water intake 13 and a check valve 14 are arranged on the center line of the converging floating body 4 and near the inner contour line of the converging floating body 4. - 特許庁A nozzle 15 a from the vertical water intake pipe 7 is provided around the upstream side of the water intake port 13 . Deep water (bottom water) ST pumped up from the vertical water intake pipe 7 is discharged from the nozzle 15a to the upstream periphery of the water intake 13, and the upstream periphery is simply filled with the deep water (bottom water) ST. Therefore, deep water (bottom water) ST is fed into the main tank MT from below the floating body by circular orbital motion of water particles of waves.

このとき、水上発電浮体1の全周にわたり、前記した90度交差の水平、垂直基準線K、K´に挟まれる4分割された領域を取水分担エリアとする。仮に水上発電浮体1の全周を4等分した場合は、図面上最大外形外側に中カッコで囲われた扇形状となる、区分符号a、b、c、dを付した範囲とする。そのため、それぞれの90度交差の水平、垂直方向基準線K、K´の中間線である45度交差の斜め基準線L、L´上に、それぞれの取水口13が配置される。しかるに、取水エリア区分符号a、b、c、dのほぼ中央部に、取水口13がそれぞれ配置されている。 At this time, the four divided areas sandwiched between the horizontal and vertical reference lines K and K' that intersect at 90 degrees over the entire circumference of the floating body for power generation on the water 1 are defined as intake water absorbing areas. If the entire circumference of the floating body for power generation on the water 1 is divided into four equal parts, it will be a fan-shaped range surrounded by braces on the outside of the maximum outline on the drawing, and the division codes a, b, c, and d will be attached. Therefore, the water intakes 13 are arranged on the oblique reference lines L, L' of the 45-degree intersection, which are intermediate lines between the horizontal and vertical reference lines K, K' of the 90-degree intersection. However, the water intakes 13 are arranged substantially in the center of the water intake area division codes a, b, c, and d, respectively.

このような状態で、それぞれの区分内に取水、滞留させた深層水と前記した底板6の近傍の表層水とを水上発電浮体1の下方から波の水粒子の円軌道運動の上向き時の揚圧力によりメインタンクMT内に送水する。このとき、海洋上で実際の波は時間とともに進行するものであるため、前記したそれぞれの取水分担エリア中のカッコで囲われた扇形状の区分符号a、b、c、dを付した範囲における作動においては、それぞれバラバラの条件となり、取水しているエリアもあれば停止して取水していないエリアもある。 In this state, the deep water taken and retained in each section and the surface water in the vicinity of the bottom plate 6 are lifted from below the floating power generation floating body 1 during the upward circular orbital motion of water particles of waves. Water is sent into the main tank MT by pressure. At this time, since the actual waves on the ocean progress with time, in the ranges with fan-shaped division codes a, b, c, and d enclosed in parentheses in each of the water intake areas described above In operation, the conditions are different for each, and there are areas where water is being taken and areas where it is stopped and water is not being taken.

図5は、図1におけるZ‐Z矢視図であり、図4と同様に中カッコで囲われた扇形状の範囲に付した区分符号a、b、c、dは、取水分担エリアの配置を示している。これに対し、その外側に中カッコで囲われた部分に付した区分符号e、f、g、hは、排水分担エリアの配置を示している。以下、これまで図4において付した符号において、一例として連通口16、水車17、図5においては、排水口27、逆止弁29、排水口28、逆止弁30、排水口11、逆止弁12等においては、排水分担エリアの区分毎に子番号を取ることとして、仮に連通口16e、水車17e、排水口27e、逆止弁29e、排水口28e、逆止弁30e、排水口11e、逆止弁12eと仮定する。 FIG. 5 is a ZZ view in FIG. 1, and the division codes a, b, c, and d attached to the fan-shaped range surrounded by braces as in FIG. 4 indicate the arrangement of the water intake area is shown. On the other hand, the division codes e, f, g, and h attached to the portions surrounded by braces indicate the arrangement of the drainage sharing areas. 4, the communication port 16, the water wheel 17, and the drain port 27, check valve 29, drain port 28, check valve 30, drain port 11, check valve For the valves 12 and the like, assuming that child numbers are assigned for each division of the drainage area, provisionally, communication port 16e, water wheel 17e, drainage port 27e, check valve 29e, drainage port 28e, check valve 30e, drainage port 11e, Assume check valve 12e.

運転条件次第では、排水口27e、28eを閉じて、傾斜板5上に設けた排水口11eから排水することもある。排水口11eは、排水口27eの両側左右に1個ずつ合計2個が設けられている。以下、扇形状の部分に付した排水分担エリアの区分符号f、g、hにおいても同様とする。ただし、排水タンクWTは4つが例示されているが、実際には装置中央部の鉛直取水管7の近傍において全てが連通し、一連化されている。これにより、それぞれの排水タンクWT内を水が自由に行き来できるので、それぞれの個別の運転が自由に行える。 Depending on the operating conditions, the drain ports 27e and 28e may be closed and water may be drained from the drain port 11e provided on the inclined plate 5. FIG. A total of two drain ports 11e are provided, one on each side of the drain port 27e. Hereinafter, the same applies to the division codes f, g, and h of the drainage sharing areas attached to the fan-shaped portions. Although four drain tanks WT are shown as an example, actually all of them are connected and connected in the vicinity of the vertical water intake pipe 7 in the central part of the apparatus. As a result, water can freely flow back and forth in each of the drain tanks WT, so that each individual operation can be freely performed.

次に、図5においては、底板6も4分割に細分化され、それぞれの前記した取水分担エリアの区分符号a、b、c、dに相当している。このそれぞれの扇形状の取水分担エリア、排水分担エリアの区分においても、実際には水の囲い壁、案内壁においては、装置構造上何らかの骨材を設けなくては構造物として成り立たない。 Next, in FIG. 5, the bottom plate 6 is also subdivided into four sections corresponding to the division codes a, b, c, and d of the above-described water intake areas. Even in each of the fan-shaped divisions of the water intake area and the drainage area, the water enclosing walls and guide walls cannot be constructed without providing some kind of aggregate in terms of the structure of the apparatus.

一例として、扇形状の取水分担エリアa区分においては、折れ線上の扇骨材において、円周上のa1から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa1に戻るまで、円周上のa2から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa2に戻るまで、円周上のa3から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa3に戻るまで、円周上のa4から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa4に戻るまで、円周上のa5から中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa5に戻るまで、円周上のa6から浮体中心部付近の取水口13a、逆止弁14aを迂回し、さらに円周上のa6に戻るまでを1区分として、以下同様にb区分、c区分、d区分とする。 As an example, in the fan-shaped water intake area a section, in the fan aggregate on the polygonal line, the water intake 13a near the center of the floating body and the check valve 14a are detoured from a1 on the circumference, and further a1 on the circumference From a2 on the circumference, bypassing the water intake 13a and check valve 14a near the center of the floating body until returning to a2 on the circumference, from a3 on the circumference to the water intake near the center of the floating body 13a, bypassing the check valve 14a, and further returning to a3 on the circumference, from a4 on the circumference, bypassing the water intake 13a near the center of the floating body, the check valve 14a, and further to a4 on the circumference Until it returns, it bypasses the water intake 13a and the check valve 14a near the center from a5 on the circumference, and further returns from a6 on the circumference to the water intake 13a near the center of the floating body, Bypassing the check valve 14a and further returning to a6 on the circumference is defined as one section, and hereinafter similarly defined as section b, section c, and section d.

囲い壁、案内壁は強度壁となるために、前記一例として示した折れ線状の扇骨材(a1~a6、b1~b6、c1~c6、d1~d6)等においては、図を簡略化するために骨材を管状の円印で示したが、管状に限らず骨材の役目を果たせれば平鋼やL形鋼、溝形鋼等の種々の形状のものとすることができる。 Since the surrounding walls and guide walls are strong walls, the polygonal fan aggregates (a1 to a6, b1 to b6, c1 to c6, d1 to d6) shown as examples above are used for the sake of simplification of the drawings. Although the aggregate is indicated by a tubular circle mark, it is not limited to a tubular shape, and may be of various shapes such as flat steel, L-shaped steel, channel steel, etc., as long as the role of the aggregate can be fulfilled.

図6は、図1と図5とにおけるV‐V線矢視部位の展開図である。図6に示したように、メインタンクMTの底板6には一例として取水口13cに逆止弁14cが設けられ、波の水粒子の円軌道運動による上向き、下向きの繰り返しにより、逆止弁14cの開閉が繰り返される。これにより、底板6の下方外部の水がメインタンクMT内に取り込まれる。このとき、取水口13cで取水のガイドをするのが、後記する排水タンクWTh或はWTgの囲い壁54h、54gの裏面であり、この裏面は案内壁55cとなる。 FIG. 6 is a developed view of the portion viewed from the line VV in FIGS. 1 and 5. FIG. As shown in FIG. 6, the bottom plate 6 of the main tank MT is provided with, as an example, a check valve 14c at the water intake 13c. is repeatedly opened and closed. As a result, the water outside the bottom plate 6 is taken into the main tank MT. At this time, the rear surface of surrounding walls 54h and 54g of the drain tank WTh or WTg, which will be described later, guides water intake at the water intake port 13c, and this rear surface serves as a guide wall 55c.

図7は、図1と図5とにおけるW‐W線矢視部位の展開図である。図7に示すように、メインタンクMTの底板6に連通口16gが一例として設けられている。連通口16gは、底板6の下方に設けた排水タンクWTgに通じると共に水車17gが設けられている。水車17gの直上には、水車17gの回転軸18の軸継ぎ手24が設けられている。メンテナンス時等には、ここで回転軸18を分離できる構造になっている。 FIG. 7 is a developed view of the portion viewed from the line WW in FIGS. 1 and 5. FIG. As shown in FIG. 7, the bottom plate 6 of the main tank MT is provided with a communication port 16g as an example. The communication port 16g communicates with a drain tank WTg provided below the bottom plate 6, and is provided with a water wheel 17g. A shaft coupling 24 for the rotating shaft 18 of the water wheel 17g is provided directly above the water wheel 17g. At the time of maintenance or the like, the structure is such that the rotary shaft 18 can be separated here.

排水タンクWTgの囲い壁54gの作図的には、図1と図5からメインタンクMTの底板6の底面から下方へ下がる距離と連通口16gの中心線から遠ざかる距離を拾い込み立体的に扇骨位置を作図化したものに、排水タンクWTgの囲い壁54g、案内壁55b、55cを貼り付けたものが図7である。以下、添え符号e、f、hも同様とする。 In drawing the surrounding wall 54g of the drain tank WTg, the distance downward from the bottom surface of the bottom plate 6 of the main tank MT and the distance away from the center line of the communication port 16g are picked up from FIGS. FIG. 7 is a diagram obtained by pasting the surrounding wall 54g and the guide walls 55b and 55c of the drain tank WTg to the drawing. The same applies to subscripts e, f, and h below.

図8は、図7におけるR-R線矢視断面図である。図9は、図8におけるQ-Q線矢視断面図である。図9において、図4および図5について説明した水平、垂直方向基準線K,K'と、これらに45°で交差するL,L'を配置すれば、垂直方向基準線K上に排水タンクWTh、WTfが配置され、垂直方向基準線K'上に排水タンクWTe、WTgが配置される。従って、人工湧昇流発生装置Aの中心線を中心とする鉛直取水管7の外側に前記した扇骨材a3~d3があり、これらの部分は、それぞれWTe、WTf、WTg、WThが連通部57において連通している。 8 is a cross-sectional view taken along line RR in FIG. 7. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line QQ in FIG. 8. FIG. In FIG. 9, if the horizontal and vertical reference lines K, K' described with reference to FIGS. 4 and 5 and L, L' intersecting these at 45° are arranged, the drain tank WTh can be placed on the vertical reference line K. , WTf are arranged, and the drain tanks WTe, WTg are arranged on the vertical reference line K′. Therefore, the above-described fan aggregates a3 to d3 are present outside the vertical water intake pipe 7 centered on the center line of the artificial upwelling generator A, and these portions WTe, WTf, WTg, and WTh communicate with each other at a portion 57. are in communication with each other.

ここで排水タンクWTの囲い壁、案内壁を凹凸状の波打ち形状にし、排水タンクWTの囲い壁54と取水口の案内壁55を一枚壁の裏表両面を併用することにより、装置の経済性が良くなる。また、両壁の併用と波打ち現象による凹凸現象が、装置下方からの波の水粒子の円軌道運動の上向きによる揚圧力と、それぞれの場所で上向き力とが凹凸壁の曲線に当たり、その反発力がそれぞれの場所における角度の違いにより、それぞれバラバラの反射力が放射状方向に散乱させることと、すぐ隣り合わせの対象壁面同士の反発力とが相殺されることにより、水上発電浮体1の底面に及ぼす押圧力が低減される。 Here, the surrounding wall and the guide wall of the drainage tank WT are formed into an uneven wavy shape, and the surrounding wall 54 of the drainage tank WT and the guide wall 55 of the water intake port are used together on both sides of the single wall. gets better. In addition, the combination of both walls and the uneven phenomenon due to the waving phenomenon, the lifting force due to the upward circular orbital movement of the water particles of the wave from the bottom of the device and the upward force at each place hit the curve of the uneven wall, and the repulsive force However, due to the difference in angle at each location, the scattered reflection force scatters in the radial direction, and the repulsive force between the target wall surfaces immediately adjacent to each other is canceled. pressure is reduced.

また、図1、図2に示したように、水上発電浮体1の下方には、スカート56が設けられている。このスカート56を大きく吊り下げると、スカート56の外部の水粒子の円軌道運動が波の進行によってスカート56内に入るときに、波の水粒子の規則的な円軌道運動がある程度破壊されるために押圧力が低下する。そのため、波力発電効率は低下するが、浮体の上下動が小さくなるため、風力発電効率は向上する。 Moreover, as shown in FIGS. 1 and 2, a skirt 56 is provided below the water power generation floating body 1 . If the skirt 56 is suspended to a large extent, the regular circular orbital motion of the water particles in the wave is destroyed to some extent when the circular orbital motion of the water particles outside the skirt 56 enters the skirt 56 due to the advance of the wave. the pressing force decreases. As a result, although the wave power generation efficiency is reduced, the vertical movement of the floating body is reduced, so the wind power generation efficiency is improved.

図10は、図1のT部におけるステーダクト(支柱)39内の光線遮蔽手段を示す縦断面図である。図11は、図10のU-U線矢視断面図である。図10および図11に示したように、ステーダクト39の内側の管路51の中心部には、保護管38が挿通されている。さらに保護管38の内部には回転軸9が挿通されている。また、管路51は、メインタンクMT内の空気の吸排気路52の機能を有している。 FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing the light shielding means in the stay duct (column) 39 at the T portion of FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line UU of FIG. 10. FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the protective tube 38 is inserted through the central portion of the conduit 51 inside the stay duct 39 . Furthermore, the rotating shaft 9 is inserted through the protective tube 38 . Further, the pipeline 51 has a function of an air intake/exhaust path 52 in the main tank MT.

ステーダクト39と保護管38との管路51には、螺旋状の螺旋板45aがステーダクト39の内面に溶接等で固着されている。螺旋板45aの内径と保護管38の外壁との間には、僅かに隙間38aが設けられている。これにより、螺旋板45aの内部で、保護管38が自由に動けるようになっている。ただし、光線遮断手段の役目を果たすためには、隙間38aをできる限り小さく保つことが好ましい。 A helical spiral plate 45a is fixed to the inner surface of the stay duct 39 by welding or the like in the conduit 51 between the stay duct 39 and the protective tube 38 . Between the inner diameter of the spiral plate 45a and the outer wall of the protective tube 38, a slight gap 38a is provided. This allows the protective tube 38 to move freely inside the spiral plate 45a. However, it is preferable to keep the gap 38a as small as possible in order to serve as a light blocking means.

ステーダクト39内には、管路51の途中より螺旋状の螺旋板45aが設けられている。螺旋板45aは平板をひねった形状板であって、その配置場所毎に角度が異なり曲がりくねった形状の板である。この螺旋板45aは、管路51に光線(明かり)53がステーダクト(支柱)39の上部吸排気口23から真っすぐ下方のメインタンクMTに向かって侵入しても、曲がりくねった螺旋板45aが光線を屈折遮断して、メインタンクMTに光線を到達させないようになっている。そのため、螺旋板45aは、光線反射の削減対策として材質の選定や黒色塗装を施す等のことが必要となる。なお、前記したステーダクト22における光線遮蔽手段である螺旋板45bも、螺旋板45a同様の構成および機能を備えている。 In the stay duct 39, a helical spiral plate 45a is provided from the middle of the pipeline 51. As shown in FIG. The spiral plate 45a is a twisted flat plate, and is a curved plate with a different angle depending on where it is arranged. Even if a light beam (light) 53 enters the pipeline 51 from the upper air intake/exhaust port 23 of the stay duct (pillar) 39 straight downward toward the main tank MT, the winding spiral plate 45a prevents the light beam from entering. is refraction-blocked to prevent light rays from reaching the main tank MT. Therefore, for the spiral plate 45a, it is necessary to select a material, apply black coating, or the like as measures to reduce light reflection. The spiral plate 45b, which is the light shielding means in the stay duct 22, has the same configuration and function as the spiral plate 45a.

一方、メインタンクMT内の空気は、ステーダクト39と保護管38との間が吸排気路52として機能するので、装置外部の波動によるメインタンクMT内の水の出し入れによって吸排気路52内で往復流を繰り返す。なお、吸排気路52の空気の流速にゆとりをもたせる設計を行うことにより、螺旋板45aの曲がりくねった板の抵抗が空気の流れに支障をきたすようなことはない。なお、前記したステーダクト22と保護管20との間も、吸排気路52と同様の構成および機能を備えている。 On the other hand, since the space between the stay duct 39 and the protection pipe 38 functions as the air intake/exhaust passage 52, the air in the main tank MT flows through the air intake/exhaust passage 52 as water is taken in and out of the main tank MT due to the wave motion outside the device. Repeat the back-and-forth flow. By designing the intake/exhaust passage 52 so that the flow speed of the air has some leeway, the resistance of the twisted plate of the spiral plate 45a does not impede the flow of air. A portion between the stay duct 22 and the protective tube 20 described above also has the same configuration and function as the intake/exhaust passage 52 .

図13は、本発明の第2の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A'の全体を概略的に示す正面図である。図14は、人工湧昇流発生装置A'の全体を概略的に示す平面図である。人工湧昇流発生装置A'は、前記した第1の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Aに海流発電機(水流発電機)71を付加したものである。 FIG. 13 is a front view schematically showing the whole artificial upwelling generator A' according to the second embodiment of the present invention. FIG. 14 is a plan view schematically showing the entire artificial upwelling generator A'. The artificial upwelling generator A' is obtained by adding an ocean current generator (water current generator) 71 to the artificial upwelling generator A according to the first embodiment.

図13に示したように、人工湧昇流発生装置A'は、海上では風車66によって洋上風力発電を行う。水面近傍では波力発電装置70によって波力発電を行う。また、水面下では海流発電機71によって海流発電を行う。これらにより発電された電力はそれぞれ浮体上部の運転室2に集められる。 As shown in FIG. 13, the artificial upwelling current generator A' generates offshore wind power using a windmill 66 on the sea. Wave power generation is performed by the wave power generation device 70 in the vicinity of the water surface. Moreover, ocean current power generation is performed by the ocean current generator 71 under the water surface. The electric power generated by these is each collected in the operator's cab 2 on the upper part of the floating body.

また、運転室2に集められた電力のごく一部は、人工湧昇流発生装置A'による深層水(底層水)STの汲み上げ動力等として消費される。なお、海流・潮流の流れによって発電する海流発電機71の構造自体は、本願と同一出願人による特開2016-114057号公報(特許文献2)に開示された通りであり、本発明の要旨でないので詳細な説明は省略する。 Also, a small part of the electric power collected in the operator's cab 2 is consumed as power for pumping up deep water (bottom water) ST by the artificial upwelling generator A'. Note that the structure itself of the ocean current generator 71 that generates electricity by the flow of ocean currents and tides is as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-114057 (Patent Document 2) by the same applicant as the present application, and is not the gist of the present invention. Therefore, detailed description is omitted.

図15は、本発明の第3の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A”の全体を概略的に示す正面図である。人工湧昇流発生装置A”は、海洋において水上発電浮体1に対する自由な海流・潮流の流れ方向に対応可能に構成されたものである。この人工湧昇流発生装置A”において、自由な海流・潮流の流れ方向に対応可能な構造自体も、本願と同一出願人による特開2016-114057号公報(特許文献2)に開示された通りであるが、以下に簡単に基本的な構成および動作について説明をする。 FIG. 15 is a front view schematically showing an entirety of an artificial upwelling generator A″ according to a third embodiment of the present invention. 1, it is configured to be able to respond to the free direction of ocean currents and tidal currents. In this artificial upwelling current generator A", the structure itself that can correspond to the free flow direction of ocean currents and tides is also as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-114057 (Patent Document 2) by the same applicant as the present application. However, the basic configuration and operation will be briefly described below.

図2に示したように、前記した人工湧昇流発生装置Aでは、水上発電浮体1を係留するために、水上発電浮体1の下方にてチェーン取付部41が固着されている。このチェーン取付部41に、チェーン63の上端が取り付けられ、チェーン63の下端は、海底アンカー62に連結されている。従って、水上発電浮体1および鉛直取水管7が、チェーン63によって係留されるため、水上発電浮体1は、チェーン63が変形可能な遊びの範囲内では、ある程度柔軟な移動ないし回転可能であるが、基本的には自由に回転可能な構成ではなかった。なお、図13に示した人工湧昇流発生装置A'についても同様である。 As shown in FIG. 2, in the above-described artificial upwelling current generator A, a chain attachment portion 41 is secured below the water power generating floating body 1 in order to moor the water power generating floating body 1 . The upper end of the chain 63 is attached to the chain attachment portion 41 , and the lower end of the chain 63 is connected to the submarine anchor 62 . Therefore, since the water power generation floating body 1 and the vertical water intake pipe 7 are moored by the chains 63, the water power generation floating body 1 can move or rotate flexibly within the range of play in which the chains 63 can be deformed. Basically, it was not a freely rotatable configuration. The same applies to the artificial upwelling generator A' shown in FIG.

一方、図15に示したように、第3の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置A”では、鉛直取水管7の上方にチェーン取付部42が固着されており、水上発電浮体1自体にはチェーン取付部42が固定されていない。そして、水上発電浮体1は、鉛直取水管7に対して自由に回転可能である。従って、水上発電浮体1に取り付けられた海流発電機71は、海流SFによって流れの下流側に流されるような位置に自然と配置される。 On the other hand, as shown in FIG. 15, in the artificial upwelling current generator A″ according to the third embodiment, the chain mounting portion 42 is fixed above the vertical water intake pipe 7, and the floating body 1 itself The chain attachment portion 42 is not fixed to the surface power generation floating body 1. And the water power generation floating body 1 is freely rotatable with respect to the vertical water intake pipe 7. Therefore, the ocean current generator 71 attached to the water power generation floating body 1 is It is naturally placed in a position such that it is swept downstream by the ocean current SF.

海流発電機71は、海流SFの流れの方向が変わると、鉛直取水管7の軸心である鉛直中心線2cを回転中心にして旋回し、向きを変える。このように、水上発電浮体1および海流発電機71は、人工湧昇流発生装置A”の鉛直中心線2cを回転中心として、自由に回転可能に構成されている。 When the direction of the ocean current SF changes, the ocean current generator 71 turns around the vertical center line 2c, which is the axial center of the vertical water intake pipe 7, and changes its orientation. Thus, the floating body for power generation 1 and the ocean current generator 71 are configured to be freely rotatable around the vertical center line 2c of the artificial upwelling generator A″.

図16は、本発明の第4の実施の形態に係る水上発電浮体および該水上発電浮体を備えた人工湧昇流発生装置Bの全体構成図である。図17はその平面図である。
これまでの第1~3の実施の形態と第4の実施の形態とで大きく異なる点は、第1~3の実施の形態では、水上発電浮体1に波力発電装置70が搭載されているために装置が非常に複雑な構造になっている。しかし、第4の実施の形態では波力発電装置70がないために、装置の構造が非常に簡略化されている。例えば第1~3の実施の形態では、収斂提浮体4と傾斜板浮体10とが交互につなぎ合わされているが、第4の実施の形態では円筒状の分割浮体75を簡単につなぎ合わせたものとなっている。
FIG. 16 is an overall configuration diagram of a water power generation floating body and an artificial upwelling current generator B provided with the water power generation floating body according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 17 is a plan view thereof.
The major difference between the first to third embodiments and the fourth embodiment is that, in the first to third embodiments, the wave power generation device 70 is mounted on the water power generation floating body 1. Therefore, the device has a very complicated structure. However, since there is no wave power generation device 70 in the fourth embodiment, the structure of the device is greatly simplified. For example, in the first to third embodiments, the convergent floating bodies 4 and the inclined plate floating bodies 10 are alternately connected, but in the fourth embodiment, the cylindrical divided floating bodies 75 are simply connected. It has become.

装置中央部のバラストタンク部分においても、第1~3の実施の形態はメインタンクMTの下方に排水タンクWTと二段構えである。しかし、第4の実施の形態では波力発電装置70がないために、バラストタンクBTaに浮力を持たせるバラストタンク一個のみに簡略化されている。しかし、設置場所、海域、海象の条件等海域によっては波力発電装置70がない方が経済的で発電原価が安くなることもある。そのために、これまでの図15で説明した以外の説明においては既に第1~3の実施の形態に係る説明とほぼ共通しており、その説明を省略する。 Also in the ballast tank portion in the central part of the apparatus, the first to third embodiments are two-tiered with the drain tank WT below the main tank MT. However, in the fourth embodiment, since there is no wave power generation device 70, the ballast tank BTa is simplified to have only one ballast tank that provides buoyancy. However, depending on the sea area such as the installation location, the sea area, and the conditions of the sea conditions, it may be more economical without the wave power generation device 70 and the cost of power generation may be reduced. Therefore, descriptions other than those described with reference to FIG. 15 are substantially the same as the descriptions of the first to third embodiments, and the description thereof is omitted.

図18は、図16の第4の実施の形態において、人工湧昇流発生装置Bの深層水(底層水)排出部分の縦断面拡大図である。バラストタンクBTaは浮力室となっており、メンテナンス時等には作業員が出入りできる構造となっている。そのため作業員の出入り口や機器搬入口、空気やバラスト水の出入り配管、ブロワー、水、ドレーン抜き設備等も設けられている。該バラストタンクBTaの上部中央部には吐出タンク76を設け、該吐出タンク76は吐出タンク底部を76a、吐出タンク上部を76b、吐出タンクコニカル部を76cで構成し、鉛直取水管7aより取水ポンプ8a(図16に記載)により汲み上げた深層水(底層水)STは、ノズル15cを介して吐出タンク底部76aに排出される。 FIG. 18 is an enlarged vertical cross-sectional view of the deep water (bottom water) discharge portion of the artificial upwelling generator B in the fourth embodiment of FIG. The ballast tank BTa is a buoyancy chamber, and is structured so that workers can enter and exit during maintenance. For this reason, there are entrances for workers, entrances for equipment, piping for air and ballast water, blowers, water, and drains. A discharge tank 76 is provided at the upper central portion of the ballast tank BTa. The discharge tank 76 is composed of a discharge tank bottom portion 76a, a discharge tank upper portion 76b, and a discharge tank conical portion 76c. Deep water (bottom water) ST pumped up by 8a (shown in FIG. 16) is discharged to the discharge tank bottom portion 76a through the nozzle 15c.

排出された深層水(底層水)STは、吐出タンク76の上部吐出タンク76b、吐出ダクト76dを介してバラストタンク上部傾斜壁BTbの傾斜面上面に放水される。このとき、吐出ダクト76dは曲管部等を設け外部からの光線が出来る限り入りにくい遮蔽手段も講じられている。また、吐出ダクト76dの放水口には吐出口格子76eを設け、汲み上げた深層水(底送水)STを上層水と混合、分散化させるだけでなく装置外部の浮遊物やクラゲ、小魚等が入りにくい構造になっている。また、吐出口格子76eにはある程度の付着物が付くことは計算済みであるが、同時に吐出ダクト76d内へ明かりが入りにくい構造にもなっている。 The discharged deep water (bottom water) ST is discharged onto the inclined upper surface of the ballast tank upper inclined wall BTb via the upper discharge tank 76b of the discharge tank 76 and the discharge duct 76d. At this time, the discharge duct 76d is provided with a bent tube portion or the like, and shielding means is also taken to prevent light rays from entering from the outside as much as possible. In addition, a discharge port grid 76e is provided at the discharge port of the discharge duct 76d to mix and disperse the pumped deep water (bottom water) ST with the upper water. The structure is difficult to enter. Further, although it has already been calculated that a certain amount of deposits are attached to the discharge port grid 76e, the structure is also such that light is less likely to enter the discharge duct 76d.

図19は、図18のS-S線矢視平面図である。ここで吐出ダクト76dは鉛直取水管7aの全周に配置されている。 19 is a plan view taken along line SS in FIG. 18. FIG. Here, the discharge duct 76d is arranged around the entire circumference of the vertical water intake pipe 7a.

図20は、第5の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B’の全体構成図である。この人工湧昇流発生装置B’は、第4の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置Bに海流発電機71aを付加したものである。図21は、第5の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B’の平面図である。そのため、以後の説明はこれまでに説明したものとほぼ同様であり、その繰り返しはしない。 FIG. 20 is an overall configuration diagram of an artificial upwelling generator B' according to the fifth embodiment. This artificial upwelling generator B' is obtained by adding an ocean current generator 71a to the artificial upwelling generator B according to the fourth embodiment. FIG. 21 is a plan view of an artificial upwelling generator B' according to the fifth embodiment. Therefore, the description that follows is substantially the same as what has been described so far, and will not be repeated.

図22は、本発明の第5の実施の形態における水上発電浮体の浮体に海流・潮流の流れ方向自由に対し、対応可能な水上発電浮体を備えた第6の実施の形態に係る人工湧昇流発生装置B”の全体構成図である。本図は本発明の出願人と同一出願人が既に出願した、本発明の「先行技術文献」の「特許文献2」に記載した内容説明と本発明のこれまでに説明を行った内容とほぼ同様であり、図15に関する説明と重複するのでその説明を省略する。 FIG. 22 is an artificial upwelling according to the sixth embodiment in which the floating body for power generation on the water according to the fifth embodiment of the present invention is equipped with a floating body for power generation that can respond to the free flow direction of ocean currents and tidal currents. FIG. 2 is an overall configuration diagram of a flow generating device B″. Since the content of the invention is substantially the same as that described so far, and overlaps with the description related to FIG. 15, the description thereof is omitted.

よって、本発明は発電機分野並びに発電機分野の境界を超えた海洋の植物プランクトン及び動物プランクトンの増養殖、魚介類等生物資源生産分野等にも波及するために人間生活に大きな成果をもたらす。また、効率性、安全性、安定性、保守、点検メンテナンス性、経済性等において大きなメリットがあるために、発電原価等の大幅な引き下げが期待できる。 Therefore, the present invention has a great effect on human life because it extends to the field of power generators, the cultivation of marine phytoplankton and zooplankton beyond the boundaries of the power generator field, the production of biological resources such as fish and shellfish, and the like. In addition, since there are significant advantages in terms of efficiency, safety, stability, maintenance, inspection maintainability, economy, etc., a significant reduction in power generation costs can be expected.

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
例えば、複数の排水タンクWTを4つのタンクで例示したが、数はそれに限られない。また、1つでもよい。なお、各排水タンクWTに関連する発電機およびそれに付随する構成は、排水タンクWTと同数設けることが好ましいが同数に限られない。
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and the present invention may be modified or added without departing from the gist of the present invention. Included in the invention.
For example, although the plurality of waste water tanks WT is illustrated as four tanks, the number is not limited to that. Also, it may be one. Although it is preferable that the number of generators associated with each drain tank WT and the associated components is the same as that of the drain tank WT, the number is not limited to the same number.

本発明に係る浮体および該浮体を備えた人工湧昇流発生装置は、洋上風力、波力、海流エネルギーを利用する発電機に限られることなく、広く適用することができる。そのため、例えば6時間毎に潮の流れが反転する潮流、潮汐発電或は河川流水発電等の流水エネルギーを利用する分野等にも広く使用することができる。 The floating body and the artificial upwelling current generator provided with the floating body according to the present invention can be widely applied without being limited to power generators that utilize offshore wind power, wave power, and ocean current energy. Therefore, it can be widely used in the field of utilizing flowing water energy such as tidal currents that reverse every 6 hours, tidal power generation, or river water power generation.

A、A'、A”、B、B'、B”…人工湧昇流発生装置
F…風
K…水平方向基準線
K'…垂直方向基準線
L、L´…45度交差の斜め基準線
SW…海面(水面)
SG…海底
SF…海流
ST…深層水(底層水)
MT…メインタンク
BTa…バラストタンク
BTb…バラストタンク上部傾斜壁
WT、WTe、WTf、WTg、WTh …排水タンク
1…浮体
2…運転室
2c…鉛直中心線
3…カバー
4…収斂提浮体
5…傾斜板
6…底板
7、7a、7b…鉛直取水管
8、8a、8b…取水ポンプ
9、9a、9b…回転軸
10…傾斜板浮体
11、27、28…排水口
12…逆止弁
13、13a、13b、13c、13d…取水口
14、14a、14b、14c、14d…逆止弁
15a、15b、15c…ノズル(放出手段)
16、16e、16f、16g、16h…連通口
17、17e、17f、17g、17h…水車
18…回転軸
19…発電機
20、33、34、38…保護管
21…構造床
22、35、39…ステーダクト(支柱)
23…吸排気口
24…軸継ぎ手
25…連結金物
26、31、32…ワイヤー・ロープ
29、30…逆止弁
36…排水路
37…駆動モーター
38…保護管
38a…隙間
41、42…チェーン取付部
45a、45b…螺旋板
46…返し板
47…軌道
48…上向きの矢印(水粒子の円軌道運動)
49…下向きの矢印(水粒子の円軌道運動)
50…上げ床
51…管路
52…吸排気路
53…光線(明かり)
54、54e、54f、54g、54h…囲い壁
55、55a、55b、55c、55d…案内壁
56…スカート
57…連通部
61…抵抗板錘
62…アンカー
63…チェーン
64…補助浮体
65…ワイヤー、ロープ
66…風車(風力発電機)
67…タワー
68…ナセル
69…ブレード
70…波力発電装置
71…海流発電機(水流発電機)
72a、72b、72c、73…防止網
74…ハッチ
75…分割浮体
76…吐出タンク
76a…吐出タンク底部
76b…吐出タンク上部
76c…吐出タンクコニカル部
76d…吐出ダクト
76e…吐出口格子(網)
A, A', A'', B, B', B''...Artificial upwelling generator F...Wind K...Horizontal reference line K'...Vertical reference line L, L'...Oblique reference line crossing 45 degrees SW…Sea surface (water surface)
SG…sea floor SF…current ST…deep water (bottom water)
MT Main tank BTa Ballast tank BTb Ballast tank upper inclined wall WT, WTe, WTf, WTg, WTh Drainage tank 1 Floating body 2 Operation cab 2c Vertical center line 3 Cover 4 Converging floating body 5 Inclined Plate 6... Bottom plate 7, 7a, 7b... Vertical intake pipe 8, 8a, 8b... Water intake pump 9, 9a, 9b... Rotating shaft 10... Inclined plate floating body 11, 27, 28... Drain port 12... Check valve 13, 13a , 13b, 13c, 13d... water intakes 14, 14a, 14b, 14c, 14d... check valves 15a, 15b, 15c... nozzles (release means)
16, 16e, 16f, 16g, 16h... Communication ports 17, 17e, 17f, 17g, 17h... Water wheel 18... Rotating shaft 19... Generators 20, 33, 34, 38... Protective tube 21... Structural floors 22, 35, 39 …Stay duct (strut)
23... Air intake/exhaust port 24... Shaft joint 25... Connection fittings 26, 31, 32... Wire ropes 29, 30... Check valve 36... Drainage channel 37... Drive motor 38... Protective tube 38a... Gap 41, 42... Chain attachment Parts 45a, 45b... spiral plate 46... return plate 47... track 48... upward arrow (circular orbital motion of water particles)
49 ... Downward arrow (circular orbital motion of water particles)
50... Raised floor 51... Duct 52... Air intake/exhaust path 53... Light ray (light)
54, 54e, 54f, 54g, 54h Surrounding walls 55, 55a, 55b, 55c, 55d Guide wall 56 Skirt 57 Communicating portion 61 Resistance plate weight 62 Anchor 63 Chain 64 Auxiliary floating body 65 Wire, Rope 66 ... windmill (wind power generator)
67... Tower 68... Nacelle 69... Blade 70... Wave power generator 71... Ocean current generator (water current generator)
72a, 72b, 72c, 73... Prevention net 74... Hatch 75... Divided floating body 76... Discharge tank 76a... Discharge tank bottom part 76b... Discharge tank top part 76c... Discharge tank conical part 76d... Discharge duct 76e... Discharge port grid (mesh)

Claims (4)

水上に浮かべた状態で姿勢の鉛直性が保たれ、中心部にメインタンクが設けられ、該メインタンクの下方に複数の排水タンクが設けられた浮体において、
前記メインタンクに、その下方外部の水をメインタンク内部に取り入れる取水口と、メインタンク内部の水を前記排水タンク毎に流す複数の連通口が設けられ、
前記各排水タンクに、それぞれ排水タンク内部の水を浮体外部に排水する排水口が設けられ、
前記取水口に、水を前記メインタンク内部に取り入れるときに開き、その逆流時に閉じる逆止弁が設けられ、
前記排水口には、前記排水タンク内部の水を浮体外部に排水する時に開き、その逆流時に閉じる逆止弁が設けられ、
前記取水口は、前記メインタンクの底部に下向きに開口し、その下方外部の水が、波の水粒子の円軌道運動で波の山が来る上向き時に前記メインタンク内部に向かい流入可能であり、
前記排水タンクを囲う囲い壁の裏面は、前記取水口に取り入れる水を案内する案内壁となり、該案内壁は、前記メインタンクの底板の底面より下方へ下がった位置から前記取水口に向かうように設けられ、
前記メインタンク上方は構造床と上げ床により構成し、前記メインタンク内を暗室状態とした ことを特徴とする浮体。
A floating body that maintains a vertical posture while floating on water, is provided with a main tank in the center, and is provided with a plurality of drainage tanks below the main tank,
The main tank is provided with a water intake port for taking water from the lower exterior into the main tank, and a plurality of communication ports for flowing the water inside the main tank to each of the drain tanks,
Each drain tank is provided with a drain port for draining the water inside the drain tank to the outside of the floating body,
The water intake is provided with a check valve that opens when water is taken into the main tank and closes when the water flows backward,
The drain port is provided with a check valve that opens when the water inside the drain tank is drained to the outside of the floating body and closes when the water flows backward,
The water intake is opened downward at the bottom of the main tank, and the water outside the lower part can flow into the main tank when the wave crest is formed due to the circular orbital motion of the water particles of the wave, and
The rear surface of the enclosure wall surrounding the drain tank serves as a guide wall that guides the water taken into the water intake, and the guide wall extends downward from the bottom surface of the bottom plate of the main tank toward the water intake.is set up as
The upper part of the main tank is composed of a structural floor and a raised floor, and the inside of the main tank is a dark room. A floating body characterized by:
前記排水口に設けた逆止弁に、ワイヤーまたはロープである連結手段の一端側が連結され、該連結手段の他端側は前記メインタンクの上方にある運転室に導かれ、該運転室で前記連結手段を介して前記逆止弁の開閉操作が可能であることを特徴とする請求項1に記載の浮体。 One end side of a connecting means, which is a wire or a rope, is connected to a check valve provided at the drain port, and the other end side of the connecting means is guided to the operator's cab located above the main tank. 2. The floating body according to claim 1, wherein said check valve can be opened and closed via connecting means. 請求項1または2のいずれか一項に記載の浮体を備えた波力発電装置であって、 A wave power generation device comprising the floating body according to any one of claims 1 and 2,
前記メインタンクよりも上方へ延びるダクトを兼ねる支柱の内部に、その上部から侵入した光線を遮断する螺旋状に延びる螺旋板を設けると共に、該螺旋板の内部に保護管を備え、さらに該保護管のその内部に、発電機の回転軸を配したことを特徴とする波力発電装置。 A helical plate extending spirally for blocking rays entering from the upper part is provided inside the support that also serves as a duct extending upward from the main tank, a protective tube is provided inside the helical plate, and the protective tube is further provided. A wave power generation device characterized in that a rotating shaft of a generator is arranged in the interior of the wave power generation device.
請求項1または2のいずれか一項に記載の浮体を備えた人工湧昇流発生装置であって、 An artificial upwelling current generator comprising the floating body according to any one of claims 1 and 2,
前記浮体から鉛直下方に延びて、深層水を汲み上げるための鉛直取水管と、該鉛直取水管によって深層水を汲み上げるための取水ポンプと、該取水ポンプの駆動軸を回転させる駆動モーターと、を備え、 A vertical water intake pipe extending vertically downward from the floating body for pumping up deep-sea water, a water intake pump for pumping up deep-sea water through the vertical water intake pipe, and a drive motor for rotating the drive shaft of the water intake pump. ,
前記取水ポンプは、水面下の前記鉛直取水管の内部に設けられ、前記駆動モーターは、水面上の運転室に設けられ、 The water intake pump is installed inside the vertical water intake pipe below the water surface, the driving motor is installed in the operating room above the water surface,
前記メインタンクよりも上方へ延びるダクトを兼ねる支柱の内部に、その上部から侵入した光線を遮断する螺旋状に延びる螺旋板を設けると共に、該螺旋板の内部に保護管を備え、さらに該保護管のその内部に、前記駆動軸を配したことを特徴とする人工湧昇流発生装置。 A helical plate extending spirally for blocking rays entering from the upper part is provided inside the support that also serves as a duct extending upward from the main tank, a protective tube is provided inside the helical plate, and the protective tube is further provided. An artificial upwelling current generator characterized in that the drive shaft is arranged in the interior of the.
JP2021205744A 2018-02-28 2021-12-20 Floating body and artificial upwelling current generator Active JP7153971B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021205744A JP7153971B2 (en) 2018-02-28 2021-12-20 Floating body and artificial upwelling current generator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018034386A JP7002125B2 (en) 2018-02-28 2018-02-28 Floating and artificial upwelling generators
JP2021205744A JP7153971B2 (en) 2018-02-28 2021-12-20 Floating body and artificial upwelling current generator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018034386A Division JP7002125B2 (en) 2018-02-28 2018-02-28 Floating and artificial upwelling generators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022027988A JP2022027988A (en) 2022-02-14
JP7153971B2 true JP7153971B2 (en) 2022-10-17

Family

ID=87846732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021205744A Active JP7153971B2 (en) 2018-02-28 2021-12-20 Floating body and artificial upwelling current generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7153971B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333955A (en) 2002-05-21 2003-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fishing ground
JP2009165451A (en) 2008-01-10 2009-07-30 Hiroko Shiroma Deep-sea-water-pumping-type floating fish bank
JP5076273B2 (en) 2003-12-09 2012-11-21 Jsr株式会社 Proton conducting membrane
JP2015190793A (en) 2014-03-27 2015-11-02 三菱重工業株式会社 Device and method for storing contaminated water
JP2016114057A (en) 2014-12-11 2016-06-23 大洋プラント株式会社 Shaft structure of floating body support shaft and floating power generation device including shaft structure of floating body support shaft

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5076273U (en) * 1973-11-15 1975-07-03
JPS54173861U (en) * 1978-05-26 1979-12-08
JPH11230020A (en) * 1998-02-16 1999-08-24 Taiyo Plant Kk Sea water pumping device using energy of wave

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003333955A (en) 2002-05-21 2003-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fishing ground
JP5076273B2 (en) 2003-12-09 2012-11-21 Jsr株式会社 Proton conducting membrane
JP2009165451A (en) 2008-01-10 2009-07-30 Hiroko Shiroma Deep-sea-water-pumping-type floating fish bank
JP2015190793A (en) 2014-03-27 2015-11-02 三菱重工業株式会社 Device and method for storing contaminated water
JP2016114057A (en) 2014-12-11 2016-06-23 大洋プラント株式会社 Shaft structure of floating body support shaft and floating power generation device including shaft structure of floating body support shaft

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022027988A (en) 2022-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2742012C2 (en) Unidirectional hydrokinetic turbine (variants) and enclosure for such a turbine
US20080277492A1 (en) Fluid property regulator
CA2934984C (en) A paddlewheel device for generating hydro-electric energy
CN109944221A (en) A kind of floating garbage cleaning device for floating on water surface rubbish
JP4628844B2 (en) Wave energy utilization device
CN103979084A (en) Modular maritime floating island
JP2012193676A (en) Aquatic power plant
CN105766749A (en) Open-sea cultivation anti-wave articulated type cage
Ortega-Achury et al. Hydrokinetic power review
CN106567359A (en) Island developing technology adopting island shelf light rail and floating boat layer ring type double-peak-body wave power generation
JP7002125B2 (en) Floating and artificial upwelling generators
GB2487448A (en) Hydro-kinetic Water Turbine Duct
JP7153971B2 (en) Floating body and artificial upwelling current generator
JP6721886B2 (en) Axial structure of floating body support shaft and floating power generation apparatus having the axial structure of the floating body support shaft
CN114108706B (en) Marine foundation erodees multiple protection system
JP2011196361A (en) Floating power-generating device
CN205946906U (en) Articulated formula box with a net of unrestrained type of anti -wind is bred to off -lying sea
JP5371081B2 (en) Water wheel and wave energy utilization device using the water wheel
CN204750506U (en) Marine showy interim pier of formula design
JP4529103B2 (en) Water circulation device using floating dredging
KR101471334B1 (en) Vertical slow speed wave-energy turbines using a high tidal
CN102913371A (en) Island shelf floating boat multi-ring power generation system consisting of double-peak-body and helical water wheel wave absorption retaining wall
JP2009174510A (en) Annular floating structure turning on sea
JP7395046B1 (en) Freshwater storage tanks and freshwater storage tank aggregates installed in seawater
RU2800340C1 (en) Device for generating electricity in aquatic environment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220906

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7153971

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150