TW201502369A - 水中機器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種水中機器，其係在作為水中浮游式之水中機器之海流發電裝置(1)的莢艙(2)設置壓載艙(11)、及儲氣艙(31)，在壓載艙(11)之排水時，令排水用閥(23)開閥，且驅動排水泵(21)，藉此使壓載艙(11)內之水通過水路(20)而向外部排出，而在注水時，在莢艙外部之水壓高於壓載艙(11)內之水壓之狀態下令注水用閥(25)開閥，藉此使水自莢艙(2)之外部通過開口部(24)，且透過水路(20)而流入壓載艙(11)內。根據該水中機器，則能夠反覆進行依據壓載艙(11)之浮力的微調整。

Description

水中機器

本發明係有關於一種水中浮游式之水中機器，其係使具備有渦輪機(turbine)及發電機之莢艙(pod)能夠浮起及沉降之水中浮游式之海流發電裝置等。

本申請案係根據於2013年4月3日在日本提出申請之特願2013-77660號主張優先權，並在此引用其內容。

近年來，已研發有一種海流發電裝置，其係利用海流/或潮流等之海水流動之能源(energy)來進行發電。一般而言，海流發電裝置係在水中配置受海水流動而旋轉之渦輪機，且藉由渦輪機之旋轉來驅動發電機並進行發電。就渦輪機而言，有旋轉軸相對於海水流動成平行(水平)之水平軸型渦輪機、或旋轉軸相對於海水流動成垂直之垂直型渦輪機等。

就具體之海流發電裝置而言，已研發出一種半浸水式之海流發電裝置，其係於以俯視觀看配設在三角形之各頂點之3根中空管柱(column)之各個，具備有受海水流動而旋轉之旋槳式(propeller)水輪機(水平軸型渦輪機)，且藉由旋槳式水輪機之旋轉來驅動並進行發電者(參照專利文獻1)。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本國特開2009-114904號公報

於前述專利文獻1所記載之半浸式之海流發電裝置的情形，藉由對中空管柱之注排水，能夠令海流發電裝置之狀態在令旋槳式水輪機浸水之運轉狀態、與令旋槳式水輪機露出在海面上之維護狀態之間變化。另一方面，就海流發電裝置而言，亦有一種將於內部具備有渦輪機及發電裝置之莢艙予以完全地沉浸於海水內，並自海底以繫泊(mooring)之方式使該莢艙浮游之所謂的水中浮游式之發電裝置。於如前述之方式的發電裝置中，為了將莢艙保持於最適當之水深，必須依據海流之強度及/或渦輪機之旋轉來微調整浮力。

因此，例如可想到在莢艙內設置壓載艙(ballast tank)，且藉由壓載艙之注排水來進行莢艙之浮力調整之構成。此時在莢艙內具備有與壓載艙一起儲備壓縮空氣之艙，一面將壓縮空氣供給至壓載艙一面進行排水，而在注水時將壓載艙內之空氣釋出至海中之構成為簡易。然而，在前述之構成中，若將預先儲備之壓縮空間全部釋出，即無法再次進行注水。結果，無法反覆進行莢艙之浮力的微調整，而無法進行長期的運用。

就其他之浮力調整手段而言，有一種在莢艙設置預先固定壓載物，藉由在浮起時拋棄固定壓載物，從而進行浮起之方法。但是在該方式中，當將固定壓載物全部拋棄時難以再次沉 降，亦無法反覆進行浮力調整。

本發明為有鑑於前述之問題點所開發者，其目的在於提供一種水中浮游式之水中機器，其係能夠反覆進行浮力之微調整者。

用來達成前述之目的之本發明之第1態樣為水中浮游式之水中機器，其係具備：浮力調整部，利用注水或排水之方式調整浮力；排水手段，自浮力調整部進行排水；以及儲氣手段，預先在內部儲存壓縮氣體，在由排水手段自浮力調整部進行排水時將內部之壓縮氣體供給至浮力調整部，而在進行對於浮力調整部之注水時將經供給之氣體送回至內部。

此外，本發明之第2態樣係在前述第1態樣中，前述水中機器為一種水中浮游式之海流發電裝置，其具備有渦輪機、以及莢艙(pod)，該渦輪機係藉由海水流動而旋轉，而該莢艙係支持前述渦輪機，並且收容有藉由渦輪機之旋轉而發電之發電部。

此外，本發明之第3態樣係在前述第1或第2態樣中，浮力調整部係藉由其外部之水壓而被注水，且在進行對於浮力調整部之注水時，透過藉由水壓而被注水之水，將供給至浮力調整部之氣體送回至前述儲氣手段之內部。

此外，本發明之第4態樣係在前述第2態樣中，排水手段係依據渦輪機之旋轉速度而對於浮力調整部進行排水。

此外，本發明之第5態樣係在前述第1態樣至第4態樣中，具備有：管構件，包括以能夠伸縮之方式延伸至海上為止之伸縮機構；以及氣體壓縮手段，自管構件吸入外部氣體並予以壓縮而填充至儲氣手段。

此外，本發明之第6態樣係在前述第1態樣至第5態樣中，複數個前述浮力調整部係配置在左右，藉由排水手段及儲氣手段對於各自之浮力調整部之注排水，使水中機器一面保持左右方向之預定姿勢一面能夠浮沉。

例如，在前述第2態樣中，海流發電裝置係將複數個莢艙配置在左右，且在各莢艙之各者具備有浮力調整部，且藉由排水手段及儲氣手段對於各自之浮力調整部之注排水，一面水平地保持複數個莢艙之姿勢一面能夠浮沉。

此外，本發明之第7態樣係在前述第1或第2態樣中，前述浮力調整部係具備有分隔裝置，其係用以分隔供給至前述浮力調整部之水、以及自前述儲氣手段供給至前述浮力調整部之氣體。

採用前述手段之本發明係在水中浮游式之水中機器中，具備有與浮力調整部一起將壓縮空氣儲存在內部之儲氣手段，且在浮力調整部之排水時將儲氣手段之壓縮空氣供給至浮力調整部，而在浮力調整部之注水時將經供給之氣體送回至儲氣手段之內部。

如此，不將儲氣手段所儲存之氣體釋出至外部，而是依據注排水而進出於浮力調整部，藉此能夠防止儲氣手段之氣體的消耗。

如前述之方式，能夠反覆進行依據浮力調整部之浮力的微調整。

1、40‧‧‧海流發電裝置(水中機器)

2‧‧‧莢艙

3‧‧‧連結架

4‧‧‧渦輪機

5‧‧‧轂部

6‧‧‧葉片

7‧‧‧繫泊索

8‧‧‧沈子

9‧‧‧旋轉軸

10‧‧‧發電機(發電部)

11‧‧‧壓載艙(浮力調整部)

20‧‧‧水路

21‧‧‧排水泵(排水手段)

22‧‧‧止回閥

23‧‧‧排水用閥

24‧‧‧開口部

25‧‧‧注水用閥

26‧‧‧止回閥

30‧‧‧空氣通路

31‧‧‧儲氣艙(儲氣手段)

32‧‧‧空氣用閥

41‧‧‧空氣管(管構件)

42‧‧‧壓縮泵(氣體壓縮手段)

50、51、52‧‧‧分割裝置

51a‧‧‧襯墊

G‧‧‧氣室

L‧‧‧液室

第1圖係本發明之第1實施形態之海流發電裝置的整體構成圖。

第2圖係本發明之第1實施形態之莢艙的內部構成圖。

第3A圖係顯示第1實施形態之海流發電裝置之排水時的狀態之圖。

第3B圖係顯示第1實施形態之海流發電裝置之注水時的狀態之圖。

第4圖係顯示第2實施形態之海流發電裝置的運轉狀態之圖。

第5A圖係顯示應用於本發明之分隔裝置之構造之例的壓載艙之剖面之示意圖。

第5B圖係顯示應用於本發明之分隔裝置之構造之例的壓載艙之剖面之示意圖。

第5C圖係顯示應用於本發明之分隔裝置之構造之例的壓載艙之剖面之示意圖。

第6A圖係顯示應用於本發明之分隔裝置之構造之例的壓載艙之剖面之示意圖。

第6B圖係顯示應用於本發明之分隔裝置之構造之例的壓載艙之剖面之示意圖。

以下，根據圖式加以說明本發明之實施形態。

第1圖顯示有作為本發明之水中機器之第1實施形態的海流發電裝置之整體構成。

如第1圖所示，海流發電裝置1係藉由連結梁(beam)3來連接左右一對之莢艙2、2，且在各莢艙2、2之尾部設置有渦輪機4、 4之所謂的雙體之海流發電裝置。

渦輪機4係具備有自位於旋轉中心之轂(hub)部5起朝相對於旋轉軸方向垂直地彼此呈相反之方向延伸之2片葉片(blade)6、6。設置於該等左右一對之莢艙2、2之渦輪機4、4，係藉由使旋轉方向為反方向且相對向旋轉，從而抵消伴隨著兩渦輪機4、4之旋轉的旋轉轉矩(torque)。

於各莢艙2之下面中央部分係分別連接有繫泊索7之一端，而各繫泊索7係在途中合併且整體呈Y字狀，且繫泊索7之另一端係連接於沈子(sinker)8。沈子8係固定在海底，且透過繫泊索7來繫泊莢艙2、2。另外，雖未加以圖示，以與繫泊索7並列之方式自各莢艙2、2亦延伸有輸電電纜，而輸電電纜係連接於設置於海底之變壓器。

接著，在第2圖中顯示一方之莢艙2的內部構成。另外，由於另一方之莢艙2亦形成同樣之構成，故省略另一方之莢艙2的說明。

如第2圖所示，於莢艙2內設置有透過旋轉軸9而與渦輪機4之轂部5連接之發電機10(發電部)。發電機10係伴隨著葉片6、6受海水流動使轂部5旋轉之動作，使旋轉軸9旋轉而進行發電，且透過未圖示之輸電電纜來進行。

此外，在莢艙2內設置有用以調整莢艙2之浮力的壓載艙11(浮力調整部)。

在壓載艙11之下部連接有透過水路20而使壓載艙11內之水加以排水的排水泵21(排水手段)。此外，在水路20中，於較排水泵21更靠近下游側之位置，設置有透過止回閥22來調整排水量 的排水用閥23。並且，在水路20之更下游側形成有朝莢艙2之外部開口的開口部24。另一方面，水路20係在開口部24與排水用閥23之間分歧，且透過用以調整對壓載艙11之注水量之注水用閥25與止回閥26，連接於壓載艙11與排水泵21之間。

此外，在壓載艙11之上部，透過空氣通路30而連接有儲氣艙31(儲氣手段)。在儲氣艙31內，填充有壓縮至對應於莢艙2能夠沉降之水深之水壓為止的壓縮空氣。例如，若使莢艙2能夠沉降至水深200m為止，則於儲氣艙31填充有壓縮至20氣壓(表壓(gage pressure))為止之空氣。並且，於空氣通路30設置有用以調整空氣通路30內之氣體流通的空氣用閥32。

如前述之方式所構成的海流發電裝置1，例如莢艙2位在海上時用水裝滿壓載艙11，而當莢艙2沉降至預定之水深為止時，將壓載艙11內之水的一部分予以排水而使浮力增加並維持水深。

莢艙2係在水中內以與海流方向相對向之姿勢浮游。並且，受依據海流之海水流動而使渦輪機4旋轉，從而進行藉由發電機10之發電。藉由使渦輪機4旋轉而產生朝海流之下游側之推力，從而使繫泊索7伸展，若海流減弱則渦輪機4之旋轉速度亦降低，故莢艙2係在淺的水深浮游。另一方面，當海流變強時，由於渦輪機4之旋轉速度變高且推力亦增加，故莢艙2係以繫泊索7與沈子8之連接部分為支點朝下游測移動並且沉降，且在深的水深浮游。

在海流發電裝置1中，當海流之強度變化等而使莢艙2自預定之浮游位置進行移動時，則為了返回適當之浮游位置 而進行壓載艙11內的注排水。例如，當渦輪機4之旋轉速度較位於預定浮游位置時之渦輪機4的旋轉速度增加時，海流發電裝置1係為了抑制莢艙2之沉降而進行壓載艙11的排水。另一方面，當渦輪機4之旋轉速度降低時，為了抑制莢艙2之浮起而進行壓載艙11的注水。如此，依據渦輪機4之旋轉速度來進行壓載艙11之注排水，藉此可容易地將莢艙2之浮游位置微調整至適當之位置。

此外，海流發電裝置1係由於在左右一對之莢艙2、2之各個設置有壓載艙11，故藉由調整各壓載艙11之注排水，從而能夠控制莢艙2、2之姿勢。例如，以一面使左右之莢艙2、2之浮力的平衡對稱一面使作為整體之浮力增減之方式，調整各壓載艙11內之水，藉此能夠一面將左右一對之莢艙2、2予以保持水平一面進行浮沉。

在此，第3A圖及第3B圖係顯示第1實施形態之海流發電裝置之排水時(第3A圖)、及注水時(第3B圖)之狀態。以下，根據第3A圖及第3B圖針對壓載艙11之注排水加以詳細說明。另外，雖於第3A圖及第3B圖中均僅顯示一方之莢艙2之內部構成，惟在以下之說明中，係令左右一對之莢艙2、2之浮力的平衡對稱，且另一方之莢艙2之壓載艙亦進行相同之動作者進行說明。

如第3A圖所示，於壓載艙11之排水時，令排水用閥23開閥，且驅動排水泵21，藉此使壓載艙11內之水通過水路20內並向外部排出。另外，在水路20中之設置有注水用閥25之路徑中，令注水用閥25閉閥並且設置有止回閥26，因此水不會流動。此外，與排水同時地令空氣用閥32開閥，藉此使儲氣艙 31內之壓縮空氣通過空氣通路30而供給至壓載艙11內，且促進排水。結果，使壓載艙11內之水減少而使浮力增加，莢艙2即浮起。

另一方面，如第3B圖所示，於壓載艙11之注水時，在莢艙2之外部的水壓高於壓載艙11內之水壓之狀態下令注水用閥25開閥，藉此使海水(水)自莢艙2之外部通過開口部24，並透過水路20流入至壓載艙11內。另外，在水路20中之設置有排水用閥23之路徑中，因止回閥22而使水不會流動。此外，於與注水同時地，令空氣用閥32開閥，藉此使壓載艙11內之空氣受外部之水壓而釋放，使經壓縮之空氣返回至儲氣艙31。結果，使壓載艙11內之水增加而使浮力減少，莢艙2即沉降。

如此，在水中浮游式之海流發電裝置1中，並未將儲氣艙31所儲存之空氣釋出至外部，而依據注排水使空氣進出於壓載艙11，藉此能夠防止儲氣艙31之空氣的消耗。藉此，可反覆進行壓載艙11之注排水，且能夠反覆進行莢艙2之浮游位置的微調整。

此外，特別是，在壓載艙11之注水中，不設置泵等，即能夠利用莢艙2之外部之海水壓來進行注水，並且亦進行依據自壓載艙11所排出之空氣之對於儲氣艙31之壓縮空氣的填充。藉此，能夠減少零件數量，且使成本降低。

接著，針對本發明之第2實施形態加以說明。

第4圖係顯示作為本發明之水中機器之第2實施形態之海流發電裝置的概略構成。

另外，於第2實施形態之海流發電裝置中，針對與前述第1 實施形態之構成同樣之構成標示同樣之符號，並省略詳細說明。

於第4圖所示之海流發電裝置40中，除了前述第1實施形態之海流發電裝置1之構成之外，於各莢艙2之各個設置有空氣管41(管構件)，其係藉由伸縮(telescopic)機構而能夠加以伸縮。該空氣管41係由可抵抗海水流動之硬質之材料所形成。

空氣管41係在運轉時，以使前端在海面上開口之方式從莢艙2之頭部側延伸出。此外，空氣管41係在根部透過壓縮泵42(氣體壓縮手段)而連接於儲氣艙31。壓縮泵42係將透過空氣管41而導入之海上的空氣(外部空氣)予以壓縮並填充至儲氣艙31內所設置者。

如前述之方式所構成之第2實施形態之海流發電裝置40，係與前述第1實施形態同樣地為了微調整莢艙2之浮游位置而可進行壓載艙11的注排水。並且，即便因故障等使儲氣艙31內之空氣釋出至莢艙2之外部之情形時，亦能夠在不浮起於海上之情形下在水中進行壓縮空器之補充。

此外，空氣管41係藉由伸縮機構而能夠加以伸縮，藉此在無須進行吸排氣時，能夠令空氣管41收縮，且收納於莢艙2內。藉此，能夠防止因空氣管41延伸造成施加於莢艙2之負載的增加及/或空氣管41與障礙物的接觸等。

如此，第2實施形態之海流發電裝置40係能夠達成與前述第1實施形態同樣之效果，並且更安全地運用海流發電裝置40。

另一方面，在本發明中，於壓載艙11之排水時，藉由自儲氣艙31供給至壓載艙11內之空氣，抵抗壓載艙11內之 水壓，使壓載艙11內之水朝外部擠壓。此時，自儲氣艙31供給至壓載艙11內之空氣，會溶解於壓載艙11內之水，且與該水一起被排出至外部。該傾向係壓載艙11內之水壓愈高愈明顯。此外，自儲氣艙31供給至壓載艙11內之空氣，亦可能成為氣泡並與壓載艙11內之水一起排出至外部。

結果，隨著壓載艙11之排水，使儲氣艙31內所儲存之空氣減少，會有對自依據該空氣之壓載艙11的排水造成阻礙之可能性。

藉由避免壓載艙11內之水、與自儲氣艙31供給至壓載艙11內之空氣的接觸，即能夠解決該問題。作為避免壓載艙11內之水與空気之接觸的具體之例子，可列舉例如第5A圖至第5C圖所示之構造。

第5A圖至第5C圖係示意性顯示壓載艙11之剖面。在壓載艙11之內部，分別設置有分隔裝置50、51、52，其係用以分隔自莢艙2之外部透過水路20而供給至壓載艙11內之水、以及自儲氣艙31通過空氣通路30而供給至壓載艙11內之空氣。另外，在第5A圖至第5C圖中，左側之圖係顯示壓載艙11之注水時之狀態，而右側之圖係顯示壓載艙11之排水時之狀態。

於第5A圖所示之分隔裝置50為袋狀之容器，其係支持在壓載艙11內之上端部，且具有沿著壓載艙11之內周面而朝上下伸縮之蛇腹狀之側面者，而分隔裝置50之內部係以其上端連結於空氣通路30。亦即，壓載艙11之內部係藉由分隔裝置50，分隔成形成於分隔裝置50之內部的氣室G、以及形成於分隔裝置50之外部的液室L。

於壓載艙11之注水時，在莢艙外部之水壓高於壓載艙11內之水壓之狀態下令注水用閥25開閥，藉此使海水(水)自莢艙2之外部透過水路20流入至液室L內。此外，與注水同時地，令空氣用閥32開閥，藉此氣室G受外部之水壓而釋放，使分隔裝置50之蛇腹狀之側面朝上方收縮，且使氣室G內之經壓縮的空氣透過空氣通路30而返回至儲氣艙31(參照第5A圖之左側之圖)。結果，使壓載艙11內之水增加而使浮力減少，莢艙2即沉降。

另一方面，於壓載艙11之排水時，令排水用閥23開閥，且驅動排水泵21，藉此使液室L內之水通過水路20內並向外部排出。此外，與排水同時地令空氣用閥32開閥，藉此使儲氣艙31內之壓縮空氣通過空氣通路30而供給至氣室G內，使分隔裝置50之蛇腹狀之側面朝下方伸長，且促進排水(参照第5A圖之右側之圖)。結果，使壓載艙11內之水減少而使浮力增加，莢艙2即浮起。

第5B圖所示之分隔裝置51為板狀之構件，其係以將壓載艙11分割成上下之方式水平地支持在壓載艙11內，且沿著壓載艙11之內周面而上下地滑動者，而在其周圍(與壓載艙11之內周面之滑動部位)，形成有用以確保與壓載艙11之內周面之氣密性的襯墊(liner)51a。在第5B圖所示之分隔裝置51中，設置使上下方向之寬度增加之襯墊51a，藉此確保與壓載艙11之內周面之滑動性及氣密性。並且，壓載艙11之內部係藉由分隔裝置51，分隔成形成於分隔裝置51之上方的氣室G、以及形成於分隔裝置51之下方之液室L。

於壓載艙11之注水時，在莢艙外部之水壓高於壓載艙11內之水壓之狀態下令注水用閥25開閥，藉此使海水(水)自莢艙2之外部透過水路20流入至液室L內。此外，與注水同時地，令空氣用閥32開閥，藉此使氣室G內之空氣受外部之水壓而釋放，使分隔裝置51上昇，且使氣室G內之經壓縮的空氣透過空氣通路30而返回至儲氣艙31(參照第5B圖之左側之圖)。結果，使壓載艙11內之水增加而使浮力減少，莢艙2即沉降。

另一方面，於壓載艙11之排水時，令排水用閥23開閥，且驅動排水泵21，藉此使液室L內之水通過水路20內並向外部排出。此外，與排水同時地令空氣用閥32開閥，藉此使儲氣艙31內之壓縮空氣通過空氣通路30而供給至氣室G內，使分隔裝置51下降，且促進排水(参照第5B圖之右側之圖)。結果，使壓載艙11內之水減少而使浮力增加，莢艙2即浮起。

另外，分隔裝置51係亦被視為在壓載艙11內朝上下滑動之活塞(piston)。因此，亦可在分隔裝置51設置棒桿(rod)等(未圖示)，經介該棒桿將分隔裝置51之上下運動利用在其他之工作。

於第5C圖所示之分隔裝置52為能夠彈性變形之袋狀之容器，其係支持在壓載艙11內之上端部，且在壓載艙11之內部下垂者，而分隔裝置52之內部係以其上端連結於空氣通路30。亦即，壓載艙11之內部係藉由分隔裝置52，分隔成形成於分隔裝置52之內部之氣室G、以及形成於分隔裝置52之外部之液室L。

於壓載艙11之注水時，在莢艙外部之水壓高於壓載艙11內之水壓之狀態下令注水用閥25開閥，藉此使海水(水) 自莢艙2之外部透過水路20流入至液室L內。此外，與注水同時地，令空氣用閥32開閥，藉此氣室G受外部之水壓而釋放，使分隔裝置52收縮，且使氣室G內之經壓縮的空氣透過空氣通路30而返回至儲氣艙31(參照第5C圖之左側之圖)。結果，使壓載艙11內之水增加而使浮力減少，莢艙2即沉降。

另一方面，於壓載艙11之排水時，令排水用閥23開閥，且驅動排水泵21，藉此使液室L內之水通過水路20內並向外部排出。此外，與排水同時地令空氣用閥32開閥，藉此使儲氣艙31內之壓縮空氣通過空氣通路30而供給至氣室G內，使分隔裝置52膨脹，且促進排水(参照第5C圖之右側之圖)。結果，使壓載艙11內之水減少而使浮力增加，莢艙2即浮起。

如前述之方式，不會妨礙依據利用儲氣艙31之壓載艙11之浮力調整，而在壓載艙11之內部設置用以分隔供給至壓載艙11內之水、及空氣的分隔裝置50、51、52，藉此能夠避免壓載艙11內之水與空氣之接觸。結果，形成能夠防止隨著壓載艙11之排水造成儲氣艙31內所儲存之空氣的減少，且長時間順利地進行藉由儲存於儲氣艙31內之空氣之自壓載艙11的排水。

另外，在第5A圖及第5C圖所示之分隔裝置50、52中，使分隔裝置50、52之內部連結於空氣通路30而構成氣室G，壓載艙11之內部中之藉由分隔裝置50、52而與氣室G分隔之部分，係連結於水路20而構成液室L。

然而，亦可如第6A圖及第6B圖所示，在前述分隔裝置50、52中，使分隔裝置50、52之內部連結於水路20而構成液室L，壓載艙11之內部中之藉由分隔裝置50、52而與液室L分隔之部 分，亦可連結於空氣通路30而構成氣室G。

此時，壓載艙11之內部係藉由分隔裝置50、52，分隔成形成於分隔裝置50之內部的液室L、以及形成於分隔裝置50之外部的氣室G。

根據於第6A圖及第6B圖所示之分隔裝置50、52，則於壓載艙11之注水時，在莢艙外部之水壓高於壓載艙11內之水壓之狀態下令注水用閥25開閥，藉此使海水(水)自莢艙2之外部透過水路20而流入至分隔裝置50、52內之液室L，且使分隔裝置50、52膨脹。此外，與注水同時地，令空氣用閥32開閥，藉此使隨著分隔裝置50、52之膨脹而經壓縮之氣室G內之空氣，透過空氣通路30而返回至儲氣艙31(參照第6A圖及第6B圖之右側之圖)。結果，使壓載艙11內之水增加而使浮力減少，莢艙2即沉降。

另一方面，於壓載艙11之排水時，令排水用閥23開閥，且驅動排水泵21，藉此使液室L內之水通過水路20內並向外部排出。此外，與排水同時地令空氣用閥32開閥，藉此使儲氣艙31內之壓縮空氣通過空氣通路30而供給至氣室G內，使分隔裝置50、52收縮，且促進排水(參照第6A圖及第6B圖之左側之圖)。結果，使壓載艙11內之水減少而使浮力增加，莢艙2即浮起。

亦即，於第6A圖及第6B圖所示之分隔裝置50、52中，亦不會妨礙依據利用儲氣艙31之壓載艙11之浮力調整，即能夠避免壓載艙11內之水與空氣之接觸。結果，形成能夠防止隨著壓載艙11之排水造成儲氣艙31內所儲存之空氣的減少，且長時間順利地進行藉由儲存於儲氣艙31內之空氣之自壓載艙11 的排水。

另外，只要不妨礙依據利用儲氣艙31之壓載艙11之浮力調整，而能夠避免壓載艙11內之水與空氣之接觸，則用以實現上述目的之具體構成並不限定為第5A圖至第5C圖、及第6A圖及第6B圖所示之構造。

以上，結束針對本發明之實施形態之說明，惟本發明並不侷限於前述實施形態。在不悖離本發明之精神之範圍內能夠進行構成之追加、省略、替換、及其他之更換。此外，本發明不受前述之說明所限定，僅依據檢附之申請專利範圍所限定。

例如，前述各實施形態之渦輪機4雖由2片之葉片6、6所構成，但葉片之片數不受此限制。各個莢艙2之渦輪機4之設置位置，除了可在莢艙2之尾部，亦可在莢艙2之前部(沈子8側)及/或中央部，或者亦可組合該等位置。此外，在前述各實施形態中，雖左右一對之莢艙2、2藉由連結梁3所連接，惟莢艙2之數量亦可為1個，亦可透過連結梁3等配置3個以上之莢艙2、2。

再者，亦可使複數個莢艙2、2配置在上下或者上下左右。

此外，繫泊索7之形狀係除了自各莢艙延伸而在途中合併之Y字形之外，亦可為一端自各莢艙2延伸而另一端連接於相同之沈子8之V字形。或者，亦可自各個莢艙2、或者用以連結莢艙2、2之連結梁3延伸1條或複數條之繫泊索7。複數個莢艙2、2配置成上下左右之情形時，分別自該等之莢艙2、2延伸之繫泊索7，亦可進行例如由前方觀看呈X字形等立體性配置。此外，連接有繫泊索7之另一端之沈子8的數量，亦可為1個或複數個。或者亦可採用繫泊索7以外之習知的繫泊方法。

此外，在前述各實施形態中，雖壓載艙11係設置於一對之莢艙2之各者的內部，惟壓載艙之形狀及構成並不侷限於此，例如亦可將壓載艙設置在連結梁內。又，亦可為在莢艙2之內部非具備1個壓載艙11之構成，例如亦可在莢艙2內設置複數個壓載艙。

此外，在前述各實施形態中，對於壓載艙11之注水，雖利用莢艙2之外部的水壓來進行，惟亦可在水路設置注水用之泵。

此外，在前述各實施形態中，雖對儲氣艙31填充有壓縮空氣，惟儲存在儲氣艙內之壓縮空氣亦可為空氣以外之氣體。

此外，在前述各實施形態中，雖針對將本發明應用於海流發電裝置1、40之情形加以說明，惟本發明亦能夠應用於海流發電裝置1、40以外之進行依據利用儲氣艙31之壓載艙11之浮力調整的水中浮游式之水中機器。例如，本發明亦能夠應用於有人或無人之自走式水中航行體或拖曳物、水中作業用之機器人、置留於水中之構造物(浮體等)。

(產業上之可利用性)

根據本發明，可獲得一種水中浮游式之水中機器，其係能夠反覆進行依據浮力調整部之浮力的微調整。

2‧‧‧莢艙

4‧‧‧渦輪機

5‧‧‧轂部

6‧‧‧葉片

9‧‧‧旋轉軸

10‧‧‧發電機(發電部)

11‧‧‧壓載艙(浮力調整部)

20‧‧‧水路

21‧‧‧排水泵(排水手段)

22‧‧‧止回閥

23‧‧‧排水用閥

24‧‧‧開口部

25‧‧‧注水用閥

26‧‧‧止回閥

30‧‧‧空氣通路

31‧‧‧儲氣艙(儲氣手段)

32‧‧‧空氣用閥

Claims (10)

1. 一種水中機器，係水中浮游式之水中機器，其係具備：浮力調整部，利用注水或排水之方式調整浮力；排水手段，自前述浮力調整部進行排水；以及儲氣手段，預先在內部儲存壓縮氣體，在由前述排水手段自前述浮力調整部進行排水時將內部之壓縮氣體供給至前述浮力調整部，而在進行對於前述浮力調整部之注水時將經供給之氣體送回至內部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之水中機器，其中，前述水中機器為水中浮游式之海流發電裝置，其係具備有渦輪機、以及莢艙(pod)，該渦輪機係藉由海水流動而旋轉，而該莢艙係支持前述渦輪機，並且收容有藉由前述渦輪機之旋轉而發電之發電部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之水中機器，其中，前述浮力調整部係藉由其外部之水壓而被注水，且進行對於前述浮力調整部之注水時，透過藉由前述水壓而被注水之水，將供給至前述浮力調整部之氣體送回至前述儲氣手段之內部。
4. 如申請專利範圍第2項所述之水中機器，其中，前述浮力調整部係藉由前述莢艙之外部之水壓而被注水，在進行對於前述浮力調整部之注水時，透過藉由前述水壓而被注水之水，將供給至前述浮力調整部之氣體送回至前述儲氣手段之內部。
5. 如申請專利範圍第2項或第4項所述之水中機器，其中，前述排水手段係依據前述渦輪機之旋轉速度而對於前述浮力調整部進行排水。
6. 如申請專利範圍第1項所述之水中機器，係具備有：管構件，包括伸縮機構，其係以能夠伸縮之方式延伸至海上為止；以及氣體壓縮手段，自前述管構件吸入外部氣體並予以壓縮而填充至前述儲氣手段。
7. 如申請專利範圍第2項所述之水中機器，其中，具備有：管構件，包括伸縮機構，其係以能夠伸縮之方式延伸至海上為止；以及氣體壓縮手段，自前述管構件吸入外部氣體並予以壓縮而填充至前述儲氣手段。
8. 如申請專利範圍第1項所述之水中機器，其中，複數個前述浮力調整部係配置在左右，藉由前述排水手段及儲氣手段對於各自之前述浮力調整部之注排水，一面保持左右方向之預定姿勢一面能夠浮沉。
9. 如申請專利範圍第2項或第4項所述之水中機器，其中，複數個前述莢艙係配置在左右，且在各莢艙之各者具備有前述浮力調整部，且藉由前述排水手段及儲氣手段對於各自之前述浮力調整部之注排水，一面水平地保持複數個前述莢艙之姿勢一面能夠浮沉。
10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水中機器，其中，前 述浮力調整部係具備有分隔裝置，其係用以分隔被供給至前述浮力調整部之水、以及自前述儲氣手段供給至前述浮力調整部之氣體。