JPH0532592B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、海水の干満差を利用した潮力発電
装置に関する。

＜従来の技術＞ 周知のように、電力エネルギーは人類にとつて
最も有効且つ重要なエネルギーであるが、この電
力エネルギーは利用可能な形態で自然界に存在す
るものではなく発電設備によつて供給される。そ
して、発電設備には、水力発電、火力発電、原子
力発電等がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、水力発電には、十分な水量と落差が必
要であつて、既に上記条件を満たす河川がなくな
つている。また、火力発電には、石油、石炭等の
化石燃料を燃焼させる必要があるが、この化石燃
料は近い将来枯渇する。しかも、燃焼の際に発生
する炭酸ガス等が地球を覆い、地球温暖化等の環
境破壊の元凶となつている。更に、原子力発電で
は、放射性廃棄物問題のみならず、ソ連邦チエル
ノブイリ原子力発電所や米国スリーマイル島原子
力発電所にみられるように、一旦事故が発生した
場合の環境破壊は図り知れない。

従つて、クリーンな代替えエネルギーが切望さ
れている。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明は上記に鑑み提案されたもので、潮の干
満による外部の海面の上下変化によつて内部の海
面も同一状態で変化する築堤の内部に、発電機等
からなる発電機構と往復運動を回転運動に変換可
能な原動機構とを設けた発電船を浮べ、上記原動
機構と上記築堤とを連絡機構で連絡して、潮位の
変化による発電船の築堤に対する昇降運動を上記
連絡機構及び原動機構により発電機構に連絡可能
とし、また上記発電船の下方には逆転機構を有す
る昇降機構を介して自らの浮力によつて浮上可能
であると共に発電船が昇降する際に逆転機構によ
つて沈下可能なフロートを設け、上記昇降機構と
上記発電機構とを主動機構を介して連絡し、フロ
ートの昇降運動を発電機構に連絡可能とし、上記
原動機構と上記主動機構とをクラツチ機構を介し
て断続可能に連絡するようにしたものである。

＜作用＞ 干潮及び満潮前後の休潮時には、フロートの浮
力により主動機構が回転して発電機構を駆動し、
上げ潮時及び下げ潮時には船体の築堤に対する昇
降運動を連絡機構により原動機構に連絡し、この
原動機構によつて発電機構を駆動し、常時発電を
継続することができる。

＜実施例＞ 以下、本発明を図面の実施例について説明す
る。

本発明の概略は、海面WLに浮遊する発電船１
と、こと発電船１の周囲を囲繞する築堤２と、上
記発電船１に設けた発電機３等からなる発電機構
４と、往復運動を回転運動に変換可能な原動機構
５と、該原動機構５に潮位の変化による発電船１
の築堤２に対する昇降運動を伝達する連絡機構６
と、発電船１の下方に昇降機構７を介して浮沈可
能に設置したフロート８等からなる。

上記築堤２は、満潮時になつても上端部分が海
面上に突出するように海底Ｇから構築した固定建
造物であり、海面下の一部に連通口９が開設して
ある。従つて、潮位の変化に伴なつて築堤２の外
側の海水が上記連通口９を通つて築堤２内に流入
し、また築堤２内の海水が上記連通口９を通つて
外側に流出し、築堤２の外側の水位と築堤２の内
側の水位とが常に一致する。しかし、築堤２内の
水面は外部の水面と遮断されているので、風浪の
影響を受けることなく常に平水状態となる。尚、
連通口９の付近に消波板１０を設置してもよい。
また、波の静かな入り江等においては、沖側にの
み築堤２を設け、岸側を開放しておくこともでき
る。

発電船１は、例えば筏状の構造物であつて海面
WL上に浮遊している。この発電船１には、発電
機３や当該発電機３を回転駆動するために歯車輪
列等で構成した増速機構１１や調節機構１１′等
からなる発電機構４やこれらの制御装置等（図示
せず）を設置する。

また、この発電船１の下方には浮力を有したフ
ロート８を浮沈可能に設ける。即ち、フロート８
の上面にガイドポール１２を直立させ、このガイ
ドポール１２を発電船１に設けた上下方向の案内
筒１３に嵌入することにより、フロート８の水平
面における位置を規制すると共に、上下方向の移
動を許容するように支承する。また、上記フロー
ト８と発電船１との間には昇降機構７を設ける。
この昇降機構７は、例えば、一側面にラツク１４
を有するフロート軸１５をフロート８の上面に摺
動可能に立設すると共に、該フロート軸１５に対
向するように船体に支柱１６を設け、上記フロー
ト軸１５と支柱１６との間に押しロール１７を臨
ませてなる。上記押しロール１７は例えば長さの
異なる腕部材１８ａ，１８ｂ，１８ｃを三角形状
に枢着したリンク枠１８の各頂点に小ローラ１９
ａ，１９ｂ，１９ｃを軸着してなり、該押しロー
ル１７を上記支柱１６側の小ローラ１９ａを支点
にして回動させると、各腕部材１８…の長さの違
いによりフロート軸１５と支柱１６との間隔が変
る。従つて、上記フロート軸１５のラツク１４に
後述する主動機構２０の主動輪２１を臨ませてお
けば、ラツク１４と主動輪２１とを係脱可能とす
ることができる。尚、図面では、フロート軸１５
や支柱１６、あるいは押しロール１７等を１組し
か示していないが、実際にはこれらを複数並列し
て安定かつ効率よく作動するようにする。

また、上記昇降機構７と主動機構２０を構成す
る主動輪２１との間に逆転機構２２を係脱可能に
設ける。この逆転機構２２は上記ラツク１４と主
動輪２１との間に逆輪２３を介在させてなり、主
動輪２１の回転をフロート軸１５に伝達し、主動
輪２１の回転によりフロート軸１５を介してフロ
ート８を強制的に下降させる。この逆輪２３をラ
ツク１４と主動輪２１との間に介在させる場合に
は、フロート軸１５と支柱１６との間隔が短くな
るように押しロール１７を回動させればよい。

上記主動機構２０は、主動輪２１を主軸２４に
より発電船１のフレーム（図示せず）に回転自在
に軸支してなり、上記主動輪２１は発電機３に連
絡する増速機構１１に連絡している。また、上記
主軸２４にはブレーキ機構２５が設けてあり、主
動輪２１、即ち主動機構２０の回転制御が可能で
ある。尚、第３図においては、主動輪２１とフロ
ート軸１５等を１組しか示していないが、フロー
ト軸１５を複数並設する場合には、フロート軸１
５に対応して主動輪２１を主軸２４方向へ並設す
る。

一方、発電船１と築堤２との間には、連絡機構
６を設けて、潮位の変化による発電船１の昇降運
動を主動輪２１に伝達可能とする。即ち、連絡機
構６は、例えば築堤２の上縁から発電船１の上方
へ向けて腕杆２６を延設し、該腕杆２６の途中を
発電船１に立設したガイド柱２７で発電船１の昇
降を阻害しないように支承し、腕杆２６の先端か
ら伝導杆２８を垂下させ、該伝導杆２８の下端に
原動機構５を連絡する。

原動機構５は、例えば図示の実施例によれば、
伝導杆２８の下端に案内杆２９を枢着して原動輪
３０に連絡し、この原動輪３０を原動軸３１によ
り発電船１のフレームに対して回動自在に軸支し
ている。また上記原動軸３１には満潮輪３２及び
干潮輪３３が軸着してあり、満潮輪３２及び干潮
輪３３は夫々継断機構３４を介して原動軸３１に
継断可能となつている。

上記継断機構３４は、例えば電磁クラツチから
なり、該電磁クラツチの作動により原動軸３１の
動力を満潮輪３２又は干潮輪３３に伝達する。
尚、上記電磁クラツチの制御は、潮位をセンサー
によつて検出して行なつてもよいし、干潮、満潮
の時間は予め算出できるので、時間によつて制御
してもよい。

そして、上記満潮輪３２は第１伝達機構３５と
して２つの小輪３５ａ，３５ｂを介して基軸３６
に設けた満潮側の第１基輪３７に連絡し、干潮輪
３３は第２伝達機構３８として１つの小輪３８ａ
を介して第１基輪３７と同軸に設けた干潮側の第
２基輪３９に連絡する。従つて、満潮輪３２と干
潮輪３３とが上げ潮と下げ潮とにより逆方向に回
転しても第１基輪３７と第２基輪３９は同一方向
に回転する。

また、上記両基輪３７，３９の基軸３６は、上
記した主動輪２１の主軸２４とクラツチ機構４０
を介して同軸に設けてあり、上記クラツチ機構４
０の作動により主軸２４と基軸３６とが断続可能
となつている。即ち、このクラツチ機構４０によ
り原動機構５と主動機構２０とが断続可能であ
る。

次に、上記のような構成の潮力発電装置におけ
る発電サイクルについて説明する。

まず、干潮時は潮位が低下しているので、発電
船１は下死点に位置し、フロート８は下降してい
る。この状態において、クラツチ機構４０をオフ
にして主軸２４と基軸３６との結合を解くと共
に、主動輪２１をラツク１４に噛合させる。する
とフロート８は自らの浮力により急速に浮上可能
である。従つて、このフロート８をブレーキ機構
２５によつて制御して徐々に上昇させれば、ラツ
ク１４に噛合する主動輪２１が回転し、この主動
輪２１の回転を増速機構１１及び調節機構１１′
を介して適宜な回転数に調節して発電機３に伝達
し、発電機３を回転させて有効に発電する。

そして、潮位が次第に上昇する上げ潮の時には
発電船１が潮位と共に上昇する。即ち、築堤２に
対する発電船１の位置が相対的に上昇するので、
発電船１の上昇に伴なつて、連絡機構６により原
動機構５の原動輪３０が下向きに回動する。この
とき、継断機構３４を作動させて原動輪３０を満
潮輪３２に接続すると、原動輪３０の回動が満潮
輪３２に伝達される。この満潮輪３２の回動は２
つの小輪からなる第１伝達機構３５を介して満潮
輪３２側の第１基輪３７に伝達され、基軸３６が
回転する。この状態において、クラツチ機構４０
をオンすれば、基軸３６と主軸２４とが結合し、
原動輪３０の回動に基づいて主動輪２１が回転す
る。そして、この主動輪２１の回転を増速機構１
１及び調節機構１１′により適宜な回転数に調節
して発電機３を有効に回転させる。従つて、上げ
潮のときは発電船１の上昇によつて発電を有効に
継続する。また、この主動輪２１が回転している
ときに、押しロール１７を操作して主動輪２１と
ラツク１４との間に逆輪２３を介在させると、主
動輪２１の回転によりラツク１４が下方に移動
し、このラツク１４と一体のフロート軸１５によ
つてフロート８が強制的に押し下げられる。

満潮直前になつて発電船１の上昇力が鈍化した
らクラツチ機構４０をオフすると共に、逆輪２３
を外して主動輪２１をラツク１４に直接噛合さ
せ、また主軸２４にブレーキ機構２５を作用させ
る。すると、フロート８が自らの浮力によつてゆ
つくりと上昇するので、今度はフロート８の浮上
運動によつて主動輪２１が回転し、この主動輪２
１の回転が増速機構１１及び調節機構１１′を介
して、発電機３に伝達され、発電を有効に継続す
る。

満潮を過ぎ、潮が下げ始めると発電船１が築堤
２に対して下降する。この過程で、継断機構３４
を作動させて原動輪３０を干潮輪３３側に接続す
ると、干潮輪３３が回転し、この回転が１つの小
輪からなる第２伝達機構３８を介して干潮輪３３
側の第２基輪３９が上記した満潮輪３２側の第１
基輪３７と同方向に回転する。従つて、クラツチ
機構４０をオンすれば、基軸３６と主軸２４とが
結合して原動輪３０の回動の基づいて主動輪２１
が回転し、この主動輪２１の回転によつて発電機
３が回転し、発電を有効に継続する。また、この
とき、主動輪２１に逆輪２３を介してラツク１４
を噛合させれば、主動輪２１の回転によつてラツ
ク１４を設けたフロート軸１５が下降し、フロー
ト８が強制的に沈下する。

そして、干潮近くなつたら、継断機構３４を作
動させて原動輪３０と干潮輪３３との接続を解く
と共に、逆輪２３を外して主動輪２１とラツク１
４とを直接噛合させ、ブレーキ機構２５を主軸２
４に作用させる。すると、フロート８が徐々に浮
上して主動輪２１を回転させ、この回転により発
電機３が回転し、発電を有効に継続する。

そして、上記のような発電サイクルを干潮、満
潮に対して繰り返せば常に発電を有効に継続する
ことができ、休潮時であつても停電することがな
い。

以上本発明を図面の実施例について説明した
が、本発明は上記した実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更し
ない限り適宜に実施できる。例えば、継断機構は
潮位の変化に基づいて作動する機械式クラツチで
もよい。また、動力の伝達変換に実施例では歯車
を用いているが、ベルトとプーリ等他の伝達変換
手段を利用してもよい。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、自然界に存在する海水の干満
現象を利用して電力を得ることができので、排気
ガスや廃棄物を排出して環境を破壊したり、資源
の枯渇の心配のないクリーンなエネルギーを提供
できる。また、潮位の変化が緩慢になる干潮時及
び満潮時であつても停電することなく継続して有
効に発電することができ、実用的価値が極めて高
い。更に、燃料等を必要としないのでランニング
コストが極めて低く経済的であり、安価な電力を
供給する。しかも、海流や風浪の影響を受けるこ
とがないので、全国どこの海域にも設置できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は概略平
面図、第２図は同上の縦断面図、第３図は歯車輪
列の概略平面図、第４図はフロートが上昇すると
きの主動機構と昇降機構の説明図、第５図はフロ
ートが下降するときの主動機構と昇降機構の説明
図、第６図は満潮輪と基輪の説明図、第７図は干
潮輪と基輪の説明図、第８図は原動輪と連絡機構
の側面図、第９図は築堤の平面図、第１０図は潮
力発電装置のブロツク説明図である。 １……発電船、２……築堤、３……発電機、４
……発電機構、５……原動機構、６……連絡機
構、７……昇降機構、８……フロート、２０……
主動機構、２２……逆転機構、４０……クラツチ
機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 潮の干満による外部の海面の上下変化によつ
   て内部の海面も同一状態で変化する築堤の内部
   に、発電機等からなる発電機構と往復運動を回転
   運動に変換可能な原動機構とを設けた発電船を浮
   べ、上記原動機構と上記築堤とを連絡機構で連絡
   して、潮位の変化による発電船の築堤に対する昇
   降運動を上記連絡機構及び原動機構により発電機
   構に連絡可能とし、また上記発電船の下方には逆
   転機構を有する昇降機構を介して自らの浮力によ
   つて浮上可能であると共に発電船が昇降する際に
   逆転機構によつて沈下可能なフロートを設け、上
   記昇降機構と上記発電機構とを主動機構を介して
   連絡し、フロートの昇降運動を発電機構に連絡可
   能とし、上記原動機構と上記主動機構とをクラツ
   チ機構を介して断続可能に連絡するようにしたこ
   とを特徴とする潮力発電装置。