JPH11351119A

JPH11351119A - 潮流発電装置

Info

Publication number: JPH11351119A
Application number: JP10164838A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Uemoto; 忠義植本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】海上の気象条件に左右されることなく電力供
給を安定的に行うことができる潮流発電装置を提供す
る。【解決手段】海面直下に沈下され且つ常時潮流に対し
て所定の位置関係を維持するように構成された浮遊基台
１に、潮流の流れ方向に略平行な流路をもつ水路部１３
を設けるとともに、上記水路部１３に水車ユニット２を
配置し、上記水路部１３を通って流れる潮流の運動エネ
ルギーを上記水車ユニット２の回転力として取り出し、
この回転力によって発電機３を駆動して発電を行わせ
る。かかる構成とすることで、水車ユニット２を備えた
浮遊基台１が海面直下に沈下され且つ常時潮流に対して
所定の位置関係を維持するように構成されているので、
例え海が荒れて波が大きくなってもこの海面の荒れに影
響されることなく発電作用を継続することができ、より
安定的な電力供給が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、潮流のもつ運動
エネルギーを利用して発電を行うようにした潮流発電装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現代社会において電気は人間の活動に欠
かすことのできない最も重要なエネルギー源の一つであ
る。かかる重要性から、電気を得るための発電方法とし
て、従来より種々の方法が提案されており、その中でも
特に火力発電と原子力発電とが主流で、これら両方法に
よる発電量は全発電量の８割近くに達している。

【０００３】ところが、この火力発電あるいは原子力発
電においては、その発電運転に伴う公害の発生が、特に
近年における地球規模的な環境保護の意識の高まり中
で、問題となっており、このことから地球環境を損ねな
いクリーンな発電方法が注目されており、かかるクリー
ンな発電方法の一つとして潮流発電がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この潮流発電は、潮流
のもつ運動エネルギーを発電機の駆動源として利用する
ものであるが、従来より提案されている潮流発電は、潮
流発電装置そのものを海上に設置することを基本構成と
するものであり、このためその運転が海上の気象条件に
大きく左右され、安定的な運転、安定的な電力供給とい
う点において大きな問題があった。

【０００５】そこで本願発明は、海上の気象条件に左右
されることなく電力供給を安定的に行うことができる潮
流発電装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００７】本願の第１の発明にかかる潮流発電装置
は、海面直下に沈下され且つ常時潮流に対して所定の位
置関係を維持するように構成された浮遊基台１に、潮流
の流れ方向に略平行な流路をもつ水路部１３を設けると
ともに、上記水路部１３に水車ユニット２を配置し、上
記水路部１３を通って流れる潮流の運動エネルギーを上
記水車ユニット２の回転力として取り出し、この回転力
によって発電機３を駆動して発電を行わせるように構成
したことを特徴としている。

【０００８】本願の第２の発明にかかる潮流発電装置
は、上記第１の発明にかかる潮流発電装置において、上
記水車ユニット２を、下端が開口し且つ海面下への沈下
状態においてその内部に加圧空気室３２を形成する水車
収容カバー３１と、上記水車収容カバー３１の上記加圧
空気室３２と該加圧空気室３２内の加圧空気に接して上
記水路部１３内を流れる水路内潮流との間に跨がって配
置され、該水路内潮流の運動エネルギーを受けて回転す
る水車２１とで構成したことを特徴としている。

【０００９】本願の第３の発明にかかる潮流発電装置
は、上記第１の発明にかかる潮流発電装置において、上
記浮遊基台１における上記水路部１３の両側部に上記潮
流の流れに略直交する方向に延びて該潮流の流れを阻止
する潮流阻止壁１８，１８を設けるとともに、該潮流阻
止壁１８，１８の幅寸法Ｓ₂を、上記水路部１３の開口
幅Ｓ₁の略１／２に設定したことを特徴としている。

【００１０】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１１】本願の第１の発明にかかる潮流発電装
置によれば、水車ユニット２を備えた浮遊基台１が海面
直下に沈下され且つ常時潮流に対して所定の位置関係を
維持するように構成されているので、例え海が荒れて波
が大きくなってもこの海面の荒れに影響されることなく
発電作用を継続することができ、より安定的な電力供給
が可能となるものである。

【００１２】本願の第２の発明にかかる潮流発電装
置によれば、上記水車ユニット２を、下端が開口し且つ
海面下への沈下状態においてその内部に加圧空気室３２
を形成する水車収容カバー３１と、上記水車収容カバー
３１の上記加圧空気室３２と該加圧空気室３２内の加圧
空気に接して上記水路部１３内を流れる水路内潮流との
間に跨がって配置され、該水路内潮流の運動エネルギー
を受けて回転する水車２１とで構成しているので、上記
水車ユニット２が海面下に沈下した状態においても水路
内潮流によって上記水車２１を確実に回転させることが
でき、上記に記載の効果がより確実に得られるもので
ある。

【００１３】本願の第３の発明にかかる潮流発電装
置によれば、上記浮遊基台１における上記水路部１３の
両側部に上記潮流の流れに略直交する方向に延びて該潮
流の流れを阻止する潮流阻止壁１８，１８を設けるとと
もに、該潮流阻止壁１８，１８の幅寸法Ｓ₂を、上記水
路部１３の開口幅Ｓ₁の略１／２に設定しているので、
上記浮遊基台１の幅寸法を可及的に小さく抑えつつ潮流
の運動エネルギーを最大限取り出すことができ、潮流発
電装置のコンパクト化と発電効率の向上とを両立させる
ことが可能となるものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、好適な実施形態に基づいて
本願発明を具体的に説明する。図１及び図２には、本願
発明の実施形態としての潮流発電装置Ｚを示している。
この潮流発電装置Ｚは、次述する浮遊基台１とこれに取
り付けられる水車ユニット２とを備えて構成される。

【００１５】上記浮遊基台１は、例えばコンクリートに
より成形された尖頭状の平面形状をもつ平板体であっ
て、次述する潮流導入部１１と潮流導出部１２とこれら
の間に位置する水路部１３とを備えている。

【００１６】上記潮流導入部１１は、上記浮遊基台１の
前半部を構成するものであって、三角形状の平面形状を
有し且つその上面が尖頭側に向かって下降傾斜する傾斜
面とされた傾斜面部１１ａと、該傾斜面部１１ａの拡幅
端に連続し且つ後方側に向かって次第に縮幅する略台形
の平面形状をもつとともにその上面が略水平面とされた
水平面部１１ｂとを備えている。そして、上記傾斜面部
１１ａの両側端面には小幅帯状の潮流受壁１４，１４が
形成され、また上記水平面部１１ｂの両側端面には該水
平面部１１ｂの上面から所定高さに立ち上がる潮流偏向
壁１５，１５が形成されている。

【００１７】上記潮流導出部１２は、略台形の平面形成
をもち且つその上面は後端側に向かって次第に下降傾斜
する傾斜面とされている。そして、この潮流導出部１２
の両側端面には、その上面から立ち上がる潮流案内壁１
６，１６が設けられるとともに、該各潮流案内壁１６，
１６の上端間に跨がって天壁１９が設けられている。

【００１８】上記水路部１３は、上記潮流導入部１１と
水路部１３の境界部において、上記潮流導入部１１側か
ら上記潮流導出部１２側に向かう所定通路面積の水路を
構成するものであって、上記浮遊基台１の幅方向中央位
置に設けられている。そして、この水路部１３の左右両
側にはそれぞれその内部に発電機３を収容した機械室１
７，１７が設けられ、該各機械室１７，１７の対向側の
壁面１７ｂ，１７ｂによって上記水路部１３の側壁が構
成されている。さらに、上記各機械室１７，１７の前面
壁１７ａ，１７ａは、上記水路部１３の軸線に直交する
方向に延びる壁面であって、この前面壁１７ａ，１７ａ
により潮流阻止壁１８，１８が構成される。そして、こ
の潮流阻止壁１８，１８の幅寸法Ｓ₂は、上記水路部１
３の開口幅Ｓ₁の略１／２の寸法に設定されている。
尚、上記水路部１３には、次述する水車ユニット２が備
えられている。

【００１９】上記水車ユニット２は、図１及び図３に示
すように、次述する水車２１と水車収容カバー３１とを
備えて構成される。

【００２０】上記水車２１は、上記水路部１３の軸線方
向に直交する方向に延びる三本のコンベアロール２５，
２６，２７の間に掛け回された無端コンベア２４に、所
定大きさの翼板２２，２２，・・を所定間隔で取り付け
て構成される。そして、上記各翼板２２，２２，・・の
取付端部には、該各翼板２２，２２，・・を上記無端コ
ンベア２４に対して立設状態で保持するためのストッパ
ー２３が設けられ、上記各翼板２２，２２，・・は、こ
れが上記無端コンベア２４の下面側に対応する時には上
記ストッパー２３により立設状態に姿勢保持されて潮流
の流動圧を受けることができる反面、これが上記無端コ
ンベア２４の上面側に対応する時には該無端コンベア２
４側に傾倒される。また、上記各コンベアロール２５〜
２７のうち、中央に位置するコンベアロール２６には水
車出力軸２８が取り付けられ、該水車出力軸２８の回転
力が上記発電機３にその回転駆動力として伝達される。
そして、この水車２１は、上記水路部１３の中段位に配
置され、該水車２１の回転に伴う上記各翼板２２，２
２，・・の先端の軌跡は軌跡線Ｐで示すように非円形と
される。

【００２１】上記水車収容カバー３１は、上記水車２１
の上面側を覆うものであって、該水車２１の軌跡線Ｐの
形状に沿った内面形状をもち、上記水路部１３の上半部
に、その開口側を下方に向けて配置され、その内部に上
記水車２１の上半部を収容せしめている。また、この水
車収容カバー３１には、図示しない加圧空気供給源から
所定圧力の加圧空気が供給され、上記浮遊基台１が海面
下に沈下された状態においては、上記水車収容カバー３
１の内部に加圧空気室３２が形成されるようになってい
る。尚、上記水車収容カバー３１の後部側には、上記天
壁１９の先端部が延出されている。

【００２２】さらに、上記潮流導入部１１の後端部（即
ち、上記水路部１３の前端部）の上方位置には、例えば
板厚方向に適宜の可撓性をもつ帯板で構成される波受部
材４が、その幅方向の両端をそれぞれ上記浮遊基台１の
両端側に固定した状態で立設配置されている。

【００２３】続いて、上記の如く構成された潮流発電装
置Ｚを使用して発電を行う場合の操作手順等について説
明する。

【００２４】先ず、所定の海域において、図２に示すよ
うに、上記潮流発電装置Ｚの先端側を係留索６により改
定側のアンカー５に係留する。しかる後、上記浮遊基台
１の上記各浮力調整室７，７，・・の空気量を調整しな
がら該浮遊基台１を沈下させ、上記潮流偏向壁１５の上
端が平常海面位Ｌ₂と略同一高さとなった時点で沈下を
停止させてその沈下状態を維持させる。また、この際、
上記水車ユニット２の上記水車収容カバー３１側に加圧
空気を送給して該水車収容カバー３１内に上記加圧空気
室３２を作り、該加圧空気室３２内に上記水車２１の上
半部を露出させる。以上で発電の準備作業が完了する。

【００２５】かかる状態においては、上記浮遊基台１
は、図１に潮流線Ａ₁で示すように潮流が上記潮流導入
部１１の左右の潮流受壁１４，１４にそれぞれ衝突する
ことで、その尖頭を潮流に上流側に指向させた姿勢とさ
れ、且つこの姿勢は潮流の方向が変化した場合において
もその変化に対応して常時維持される。

【００２６】従って、上記水路部１３の水路方向は常時
潮流に対向し、上記水路部１３に向かって進行する潮流
は潮流線Ａ₂で示すようにそのまま直進して上記加圧空
気室３２内に流入し、該水路部１３より外側へ外れた位
置で進行する潮流は潮流線Ａ₃で示すように上記潮流導
入部１１に設けた左右の潮流偏向壁１５，１５による偏
向作用と上記水路部１３の左右両側に位置する上記潮流
阻止壁１８，１８の偏向作用とを共に受けて、次第に次
第水路部１３側に偏向しここに流入する。

【００２７】そして、上記水路部１３内に流入した潮流
は、該水路部１３内を潮流線Ａ₄で示すように直進し、
上記潮流導出部１２側からその下流側に導出されるが、
その場合、潮流が上記水路部１３内のしかも上記加圧空
気室３２の下側部分を通過する際、この水路内潮流のも
つ運動エネルギー（速度エネルギーと圧力エネルギー）
を受けて上記水車２１が回転し、該水車２１により回転
駆動される上記発電機３において発電作用がなされるも
のである。

【００２８】この場合、上記水車ユニット２を備えた浮
遊基台１は常時海面直下に沈下され且つ常時潮流に対し
て所定の位置関係を維持するように構成されているの
で、例え海が荒れて波が大きくなっているような時で
も、この海面の荒れに影響されることなく発電作用を継
続することができ、より安定的な電力供給が可能となる
ものである。

【００２９】また、上記水車ユニット２が、その下端が
開口し且つ海面下への沈下状態においてその内部に加圧
空気室３２を形成する水車収容カバー３１の該加圧空気
室３２内に上記水車２１を配置して構成されているの
で、該水車ユニット２が海面下に沈下した状態において
も上記水路部１３内を流れる潮流によって該水車２１を
確実に且つ効率的に回転させることができ、それだけ発
電効率の向上とより一層安定的な電力供給が実現される
ものである。尚、この実施形態においては、上記水車２
１として上述のように無端コンベア２４とこれに取り付
けられた翼板２２，２２，・・とで構成しているが、こ
れは、かかる構成とすることで上記翼板２２，２２，・
・が潮流に対して進入及び後退する場合の抵抗（即ち、
エネルギー損失）を小さくしてその回転効率を高めるこ
とができることによる。従って、本願発明における水車
は、上記実施形態のごとき構造のものに限定されるもの
ではなく、例えば従来周知のペルトン水車、軸流水車、
斜流水車等、種々構造のものを適用できることは勿論で
ある。

【００３０】さらに、この実施形態のものにおいては、
上記浮遊基台１における上記水路部１３の両側部に上記
潮流阻止壁１８，１８を設けるとともに、該潮流阻止壁
１８，１８の幅寸法Ｓ₂を、上記水路部１３の開口幅Ｓ₁
の略１／２に設定しているが、これは、本願発明者の実
験によれば、上記水路部１３の側方を流れる潮流のうち
該水路部１３側へ導入することができる潮流幅と上記水
路部１３の開口幅との間には一定の相関関係があり、該
水路部１３の開口幅Ｓ₁に対して上記潮流阻止壁１８の
幅寸法Ｓ₂が「Ｓ＝（１／２）Ｓ₁」の関係の時に最も効
率的に潮流を上記水路部１３側へ導入することができる
ことを知見したことに基づくものである。従って、かか
る寸法設定とすることで、上記浮遊基台１の幅寸法を可
及的に小さく抑えつつ潮流の運動エネルギーを最大限取
り出すことができ、潮流発電装置Ｚのコンパクト化と発
電効率の向上とを両立させることが可能となる。

【００３１】また、上記水車２１に与えられる回転エネ
ルギーは、該水車２１部分を流れる潮流の流動圧の外
に、上記加圧空気室３２部分における海面位と潮流上流
側の海面位とのヘッド差による圧力水頭があるが、この
実施形態のものにおいては、この圧力水頭を有効に利用
するようにしている。

【００３２】即ち、上記浮遊基台１に設けられた上記水
車ユニット２と上記潮流阻止壁１８，１８による潮流の
流通抵抗により、上記水路部１３の直前位置における海
面位は、図２に示すように、平常海面位Ｌ₂よりも上昇
した上昇海面位Ｌ₁とされる。この平常海面位Ｌ₂と上昇
海面位Ｌ₁の差高を上記水車２１にかかる圧力水頭とし
て利用するために、上記浮遊基台１の潮流導出部１２側
に上記天壁１９を設け、上記水路部１３の下流側におけ
る海面位の影響を排除して上記差高を有効に利用するよ
うにしている。さらに、海面には波が発生するが、この
波の波高も上記水車２１の回転に有効に利用する必要が
あり、このためこの実施形態のものにおいて上記波受部
材４を設け、該波受部材４によって波を受けることで波
高を圧力水頭として利用するようにしている。尚、潮流
の流れ方向と波の波及方向とは一致しないものであり、
潮流方向と波及方向とが全く逆方向となる場合もある。
かかる場合においても波の波高を利用するために、上記
波受部材４を可撓性の板材で構成し、例えば波の波及方
向が潮流の流れ方向と逆方向である場合には、該波受部
材４が波力を受けて図３に鎖線図示（符号４′参照）す
るように潮流上流側へ撓曲変形することでこれを実現す
るようにしている。

【００３３】このように海面位の差高と波高とを共に有
効に利用することで、上記水車２１における回転効率、
延いては上記発電機３の発電効率がさらに高められるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態にかかる潮流発電装置の平
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】図２に示した水車ユニット部分の拡大図であ
る。

【符号の説明】

１は浮遊基台、２は水車ユニット、３は発電機、４は波
受部材、５はアンカー、６は係留索、７は浮力調整室、
１１は潮流導入部、１２は潮流導出部、１３は水路部、
１４は潮流受壁、１５は潮流偏向壁、１６は潮流案内
壁、１７は機械室、１８は潮流阻止壁、１９は天壁、２
１は水車、２２は翼板、２３はストッパー、２４は無端
コンベア、２５〜２７はコンベアロール、２８は水車出
力軸、３１は水車収容カバー、３２は加圧空気室、Ｌ₁
〜Ｌ₃は海面位、Ａ₀〜Ａ₄は潮流線、Ｂは波力線であ
る。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】潮流発電装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００４】

【０００６】

【０００７】本願の第１の発明にかかる潮流発電装置
は、海面直下に沈下され且つ常時潮流に対して所定の位
置関係を維持するように構成された浮遊基台１に、潮流
の流れ方向に略平行な流路をもつ水路部１３を設け、該
水路部１３に発電機駆動用の水車ユニット２を配置する
一方、該水路部１３の両側部には上記潮流の流れに略直
交する方向に延びて潮流の流れを阻止する潮流阻止壁１
８，１８を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【００１０】本願の第１の発明にかかる潮流発電装
置によれば、水車ユニット２を備えた浮遊基台１が海面
直下に沈下され且つ常時潮流に対して所定の位置関係を
維持するように構成されているので、例え海が荒れて波
が大きくなってもこの海面の荒れに影響されることなく
発電作用を継続することができ、より安定的な電力供給
が可能となるものである。

【００１１】さらに、上記浮遊基台１における上記水路
部１３の両側部に上記潮流の流れに略直交する方向に延
びて該潮流の流れを阻止する潮流阻止壁１８，１８を設
けているので、上記浮遊基台１側に導入される潮流のう
ち、上記潮流阻止壁１８，１８側に向かう流れは該潮流
阻止壁１８，１８によってその流れが阻止されることで
流通抵抗が生じ、該潮流阻止壁１８，１８の近傍、即
ち、上記水路部３の入口近傍において海面の持ち上がり
現象が生じその海面位が平常海面位よりも上昇すること
になる。この結果、上記水路部３の入口近傍における海
面位の上昇分だけ、上記水車ユニット２にその駆動エネ
ルギーの一つとして作用する圧力水頭が大きくなり、該
水車ユニット２を介して取り出される潮流エネルギー量
が増加し、発電効率がより一層高められることになる。

【００１３】

【００１４】上記浮遊基台１は、例えばコンクリートに
より成形された尖頭状の平面形状をもつ平板体であっ
て、次述する潮流導入部１１と潮流導出部１２とこれら
の間に位置する水路部１３とを備えている。

【００１５】上記潮流導入部１１は、上記浮遊基台１の
前半部を構成するものであって、三角形状の平面形状を
有し且つその上面が尖頭側に向かって下降傾斜する傾斜
面とされた傾斜面部１１ａと、該傾斜面部１１ａの拡幅
端に連続し且つ後方側に向かって次第に縮幅する略台形
の平面形状をもつとともにその上面が略水平面とされた
水平面部１１ｂとを備えている。そして、上記傾斜面部
１１ａの両側端面には小幅帯状の潮流受壁１４，１４が
形成され、また上記水平面部１１ｂの両側端面には該水
平面部１１ｂの上面から所定高さに立ち上がる潮流偏向
壁１５，１５が形成されている。

【００１６】上記潮流導出部１２は、略台形の平面形成
をもち且つその上面は後端側に向かって次第に下降傾斜
する傾斜面とされている。そして、この潮流導出部１２
の両側端面には、その上面から立ち上がる潮流案内壁１
６，１６が設けられるとともに、該各潮流案内壁１６，
１６の上端間に跨がって天壁１９が設けられている。

【００１７】上記水路部１３は、上記潮流導入部１１と
水路部１３の境界部において、上記潮流導入部１１側か
ら上記潮流導出部１２側に向かう所定通路面積の水路を
構成するものであって、上記浮遊基台１の幅方向中央位
置に設けられている。そして、この水路部１３の左右両
側にはそれぞれその内部に発電機３を収容した機械室１
７，１７が設けられ、該各機械室１７，１７の対向側の
壁面１７ｂ，１７ｂによって上記水路部１３の側壁が構
成されている。さらに、上記各機械室１７，１７の前面
壁１７ａ，１７ａは、上記水路部１３の軸線に直交する
方向に延びる壁面であって、この前面壁１７ａ，１７ａ
により潮流阻止壁１８，１８が構成される。そして、こ
の潮流阻止壁１８，１８の幅寸法Ｓ₂は、上記水路部１
３の開口幅Ｓ₁の略１／２の寸法に設定されている。
尚、上記水路部１３には、次述する水車ユニット２が備
えられている。

【００１８】上記水車ユニット２は、図１及び図３に示
すように、次述する水車２１と水車収容カバー３１とを
備えて構成される。

【００１９】上記水車２１は、上記水路部１３の軸線方
向に直交する方向に延びる三本のコンベアロール２５，
２６，２７の間に掛け回された無端コンベア２４に、所
定大きさの翼板２２，２２，・・を所定間隔で取り付け
て構成される。そして、上記各翼板２２，２２，・・の
取付端部には、該各翼板２２，２２，・・を上記無端コ
ンベア２４に対して立設状態で保持するためのストッパ
ー２３が設けられ、上記各翼板２２，２２，・・は、こ
れが上記無端コンベア２４の下面側に対応する時には上
記ストッパー２３により立設状態に姿勢保持されて潮流
の流動圧を受けることができる反面、これが上記無端コ
ンベア２４の上面側に対応する時には該無端コンベア２
４側に傾倒される。また、上記各コンベアロール２５〜
２７のうち、中央に位置するコンベアロール２６には水
車出力軸２８が取り付けられ、該水車出力軸２８の回転
力が上記発電機３にその回転駆動力として伝達される。
そして、この水車２１は、上記水路部１３の中段位に配
置され、該水車２１の回転に伴う上記各翼板２２，２
２，・・の先端の軌跡は軌跡線Ｐで示すように非円形と
される。

【００２０】上記水車収容カバー３１は、上記水車２１
の上面側を覆うものであって、該水車２１の軌跡線Ｐの
形状に沿った内面形状をもち、上記水路部１３の上半部
に、その開口側を下方に向けて配置され、その内部に上
記水車２１の上半部を収容せしめている。また、この水
車収容カバー３１には、図示しない加圧空気供給源から
所定圧力の加圧空気が供給され、上記浮遊基台１が海面
下に沈下された状態においては、上記水車収容カバー３
１の内部に加圧空気室３２が形成されるようになってい
る。尚、上記水車収容カバー３１の後部側には、上記天
壁１９の先端部が延出されている。

【００２１】さらに、上記潮流導入部１１の後端部（即
ち、上記水路部１３の前端部）の上方位置には、例えば
板厚方向に適宜の可撓性をもつ帯板で構成される波受部
材４が、その幅方向の両端をそれぞれ上記浮遊基台１の
両端側に固定した状態で立設配置されている。

【００２２】続いて、上記の如く構成された潮流発電装
置Ｚを使用して発電を行う場合の操作手順等について説
明する。

【００２３】先ず、所定の海域において、図２に示すよ
うに、上記潮流発電装置Ｚの先端側を係留索６により海
底側のアンカー５に係留する。しかる後、上記浮遊基台
１の上記各浮力調整室７，７，・・の空気量を調整しな
がら該浮遊基台１を沈下させ、上記潮流偏向壁１５の上
端が平常海面位Ｌ₂と略同一高さとなった時点で沈下を
停止させてその沈下状態を維持させる。また、この際、
上記水車ユニット２の上記水車収容カバー３１側に加圧
空気を送給して該水車収容カバー３１内に上記加圧空気
室３２を作り、該加圧空気室３２内に上記水車２１の上
半部を露出させる。以上で発電の準備作業が完了する。

【００２４】かかる状態においては、上記浮遊基台１
は、図１に潮流線Ａ₁で示すように潮流が上記潮流導入
部１１の左右の潮流受壁１４，１４にそれぞれ衝突する
ことで、その尖頭を潮流に上流側に指向させた姿勢とさ
れ、且つこの姿勢は潮流の方向が変化した場合において
もその変化に対応して常時維持される。

【００２５】従って、上記水路部１３の水路方向は常時
潮流に対向し、上記水路部１３に向かって進行する潮流
は潮流線Ａ₂で示すようにそのまま直進して上記加圧空
気室３２内に流入し、該水路部１３より外側へ外れた位
置で進行する潮流は潮流線Ａ ₃で示すように上記潮流導
入部１１に設けた左右の潮流偏向壁１５，１５による偏
向作用と上記水路部１３の左右両側に位置する上記潮流
阻止壁１８，１８の偏向作用とを共に受けて、次第に次
第水路部１３側に偏向し、ここに流入する。

【００２６】そして、上記水路部１３内に流入した潮流
は、該水路部１３内を潮流線Ａ₄で示すように直進し、
上記潮流導出部１２側からその下流側に導出されるが、
その場合、潮流が上記水路部１３内のしかも上記加圧空
気室３２の下側部分を通過する際、この水路内潮流のも
つ運動エネルギー（速度エネルギーと圧力エネルギー）
を受けて上記水車２１が回転し、該水車２１により回転
駆動される上記発電機３において発電作用がなされるも
のである。

【００２７】この場合、上記水車ユニット２を備えた浮
遊基台１は常時海面直下に沈下され且つ常時潮流に対し
て所定の位置関係を維持するように構成されているの
で、例え海が荒れて波が大きくなっているような時で
も、この海面の荒れに影響されることなく発電作用を継
続することができ、より安定的な電力供給が可能となる
ものである。

【００２８】また、上記水車ユニット２が、その下端が
開口し且つ海面下への沈下状態においてその内部に加圧
空気室３２を形成する水車収容カバー３１の該加圧空気
室３２内に上記水車２１を配置して構成されているの
で、該水車ユニット２が海面下に沈下した状態において
も上記水路部１３内を流れる潮流によって該水車２１を
確実に且つ効率的に回転させることができ、それだけ発
電効率の向上とより一層安定的な電力供給が実現される
ものである。尚、この実施形態においては、上記水車２
１として上述のように無端コンベア２４とこれに取り付
けられた翼板２２，２２，・・とで構成しているが、こ
れは、かかる構成とすることで上記翼板２２，２２，・
・が潮流に対して進入及び後退する場合の抵抗（即ち、
エネルギー損失）を小さくしてその回転効率を高めるこ
とができることによる。従って、本願発明における水車
は、上記実施形態のごとき構造のものに限定されるもの
ではなく、例えば従来周知のペルトン水車、軸流水車、
斜流水車等、種々構造のものを適用できることは勿論で
ある。

【００２９】さらに、この実施形態のものにおいては、
上記浮遊基台１における上記水路部１３の両側部に上記
潮流阻止壁１８，１８を設けるとともに、該潮流阻止壁
１８，１８の幅寸法Ｓ₂を、上記水路部１３の開口幅Ｓ₁
の略１／２に設定しているが、これは、本願発明者の実
験によれば、上記水路部１３の側方を流れる潮流のうち
該水路部１３側へ導入することができる潮流幅と上記水
路部１３の開口幅との間には一定の相関関係があり、該
水路部１３の開口幅Ｓ₁に対して上記潮流阻止壁１８の
幅寸法Ｓ₂が「Ｓ＝（１／２）Ｓ₁」の関係の時に最も効
率的に潮流を上記水路部１３側へ導入することができる
ことを知見したことに基づくものである。従って、かか
る寸法設定とすることで、上記浮遊基台１の幅寸法を可
及的に小さく抑えつつ潮流の運動エネルギーを最大限取
り出すことができ、潮流発電装置Ｚのコンパクト化と発
電効率の向上とを両立させることが可能となる。

【００３０】また、上記水車２１に与えられる回転エネ
ルギーは、該水車２１部分を流れる潮流の流動圧の外
に、上記加圧空気室３２部分における海面位と潮流上流
側の海面位とのヘッド差による圧力水頭があるが、この
実施形態のものにおいては、この圧力水頭を有効に利用
するようにしている。

【００３１】即ち、上記浮遊基台１に設けられた上記水
車ユニット２と上記潮流阻止壁１８，１８による潮流の
流通抵抗により、上記水路部１３の直前位置における海
面位は、図２に示すように、平常海面位Ｌ₂よりも上昇
した上昇海面位Ｌ₁とされる。この平常海面位Ｌ₂と上昇
海面位Ｌ₁の差高を上記水車２１にかかる圧力水頭とし
て利用するために、上記浮遊基台１の潮流導出部１２側
に上記天壁１９を設け、上記水路部１３の下流側におけ
る海面位の影響を排除して上記差高を有効に利用するよ
うにしている。さらに、海面には波が発生するが、この
波の波高も上記水車２１の回転に有効に利用する必要が
あり、このため、この実施形態のものにおいては上記波
受部材４を設け、該波受部材４によって波を受けること
で波高を圧力水頭として利用するようにしている。

【００３２】尚、潮流の流れ方向と波の波及方向とは一
致しないものであり、潮流方向と波及方向とが全く逆方
向となる場合もある。かかる場合においても波の波高を
利用するために、上記波受部材４を可撓性の板材で構成
し、例えば波の波及方向が潮流の流れ方向と逆方向であ
る場合には、該波受部材４が波力を受けて図３に鎖線図
示（符号４′参照）するように潮流上流側へ撓曲変形す
ることでこれを実現するようにしている。

【図面の簡単な説明】

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】図２に示した水車ユニット部分の拡大図であ
る。

【符号の説明】１は浮遊基台、２は水車ユニット、３は発電機、４は波
受部材、５はアンカー、６は係留索、７は浮力調整室、
１１は潮流導入部、１２は潮流導出部、１３は水路部、
１４は潮流受壁、１５は潮流偏向壁、１６は潮流案内
壁、１７は機械室、１８は潮流阻止壁、１９は天壁、２
１は水車、２２は翼板、２３はストッパー、２４は無端
コンベア、２５〜２７はコンベアロール、２８は水車出
力軸、３１は水車収容カバー、３２は加圧空気室、Ｌ₁
〜Ｌ₃は海面位、Ａ₀〜Ａ₄は潮流線、Ｂは波力線であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】海面直下に沈下され且つ常時潮流に対し
て所定の位置関係を維持するように構成された浮遊基台
（１）に、潮流の流れ方向に略平行な流路をもつ水路部
（１３）を設けるとともに、上記水路部（１３）に水車
ユニット（２）を配置し、上記水路部（１３）を通って流れる潮流の運動エネルギ
ーを上記水車ユニット（２）の回転力として取り出し、
この回転力によって発電機（３）を駆動して発電を行わ
せるように構成したことを特徴とする潮流発電装置。
【請求項２】請求項１において、上記水車ユニット（２）は、下端が開口し且つ海面下へ
の沈下状態においてその内部に加圧空気室（３２）を形
成する水車収容カバー（３１）と、上記水車収容カバー（３１）の上記加圧空気室（３２）
と該加圧空気室（３２）内の加圧空気に接して上記水路
部（１３）内を流れる水路内潮流との間に跨がって配置
され、該水路内潮流の運動エネルギーを受けて回転する
水車（２１）とで構成されていることを特徴とする潮流
発電装置。
【請求項３】請求項１において、上記浮遊基台（１）における上記水路部（１３）の両側
部には上記潮流の流れに略直交する方向に延びて該潮流
の流れを阻止する潮流阻止壁（１８），（１８）が設け
られるとともに、該潮流阻止壁（１８），（１８）の幅寸法（Ｓ₂）が、
上記水路部（１３）の開口幅（Ｓ₁）の略１／２に設定
されていることを特徴とする潮流発電装置。