JP2010501749A - 伸縮継手と内部詰めを有する潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物 - Google Patents

伸縮継手と内部詰めを有する潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物 Download PDF

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Abstract

本発明の潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物は、２ユニット１ブロック単位で設置できるように、中間壁体を内部詰め及び伸縮継手で順次設置することにより、水車構造物及び水門構造物の浮力及び振動による影響を減少させ、工期短縮及びコンクリート打設量の減少によって建設費用を低減し、コンクリートの亀裂防止及び水和熱の発生を抑制するものであって、湖と海水との間に水車構造物が水門構造物とともに連結構造物を媒介として連結され、前記水車構造物を２ユニット１ブロック単位で設置できるように、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部と、該基層部を介して中間壁体が垂直に一定間隔で設置され、該中間壁体の上部はコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる吸出管及び排出管が形成され、前記中間壁体間別に吸出管を介して水車発電機がそれぞれ配置されるものにおいて、前記水車構造物の基層部に一定間隔で設置される一側の中間壁体は、一定区間に内部詰めの空間を形成し、該内部詰めの空間に海水を詰め、他側の中間壁体は、伸縮継手で連結したことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物に関し、特に、水車構造物及び水門構造物をブロック単位で設置できるように、基層部を介して垂直に設置される中間壁体において、一側の中間壁体は一定区間に内部詰めの空間を形成し、この内部詰めの空間を海水で詰めて工期短縮及びコンクリート打設量の減少によって建設費用を低減し、かつ、浮力による構造物の安定性を確保し、他側の中間壁体は機械振動及び地震などの内外部の影響を吸収させて、構造物の安定性を確保するように伸縮継手で連結する伸縮継手と内部詰めを有する潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物に関する。
現在、商業運営中である世界最大の発展規模を誇るフランスのランスにおける潮力発電所の場合、排水水門構造物はブロック間の継手なく設計されており、全体の排水水門構造物の長さである１１５ｍを一度にコンクリートで施工して、構造物の安定性を確保しようとした。このように、全体の構造物を一度にコンクリート打設する場合、多すぎる水和熱の発生を抑制し難く、構造物にクラックが発生する可能性がある。
本発明の目的は、潮力発電所において、潮力発電所の様々な管理施設と接近道路などが統合された水車構造物及び水門構造物を提供するにあって、水車構造物及び水門構造物を２ユニット１ブロックの形態にブロック化して、潮力発電所の現場規模や発電容量に応じて水車構造物及び水門構造物をブロック形態に増減が可能で、設置現場の状況によって能動的に対処できるようにした潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物を提供することにある。
上記において説明する水車構造物及び水門構造物の２ユニット１ブロックとは、水車構造物を1ブロックの構造物で構築し、ここに、２台の水車発電機を中間壁体を介して分けてそれぞれ設置し、水車発電機を各々運用できるものをいう。同様に、水門構造物も１ブロックの構造物で構築し、ここに、２台の水門を中間壁体を介して分けてそれぞれ設置し、水門を各々運用できるものと定義する。
また、本発明の潮力発電所用の水車構造物及び水門構造物は、２ユニット１ブロック単位で設置できるように、中間壁体を内部詰め及び伸縮継手で順次設けることにより、水車構造物及び水門構造物の浮力、機械振動、及び地震などが構造物に及ぼす内外部の影響を吸収して減少させ、工期短縮及びコンクリート打設量の減少によって建設費用を低減し、コンクリートの亀裂防止及び水和熱発生の抑制に有利なようにし、維持管理時、１個の発展水路のみを排水するときに発生する浮力に対しても構造的な安定性の確保に有利なようにした。
上記の目的を達成するための本発明の構成を説明すれば、次のとおりである。
湖と海水との間に水車構造物が水門構造物とともに連結構造物を媒介として連結され、前記水車構造物を２ユニット１ブロック単位で設置できるように、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部と、該基層部を介して中間壁体が垂直に一定間隔で設置され、該中間壁体の上部はコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる吸出管及び排出管が形成され、前記中間壁体間別に吸出管を介して水車発電機がそれぞれ配置されるものにおいて、前記水車構造物の基層部に一定間隔で設置される一側の中間壁体は、一定区間に内部詰めの空間を形成し、該内部詰めの空間に海水を詰め、他側の中間壁体は、伸縮継手で連結したことを特徴とする。
また、本発明は、湖と海水との間に水門構造物が水車構造物とともに連結構造物を媒介として連結され、前記水門構造物を２ユニット１ブロック単位で設置できるように、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部と、該基層部を介して中間壁体が垂直に一定間隔で設置され、該中間壁体の上部はコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる導水路が形成され、前記中間壁体間別に設置される導水路の一側に水門がそれぞれ配置されるものにおいて、前記水門構造物の基層部に一定間隔で設置される一側の中間壁体は、一定区間に内部詰めの空間を形成し、該内部詰めの空間に海水を詰め、他側の中間壁体は、伸縮継手で連結したことを特徴とする。
前記伸縮継手材としては、コルク又は発泡ポリスチレンのいずれか一つを用いることを特徴とする。
前記中間壁体において海水で内部が詰められた内部詰めの空間には、海水の水位管理のために、水位観測用のパイプ計測器が設置されていることを特徴とする。
本発明は、島と島の間、沿岸の干拓地や埋立地などの開発により形成される人工湖において適用可能な潮力発電所の水車構造物及び水門構造物を提供する効果を奏する。
また、本発明は、水車構造物及び水門構造物を一つの単位形態でブロック化して、潮力発電所の現場規模や発電容量に応じて発電所構造物の増減が可能で、設置現場の状況によって能動的な対処が可能な効果を奏する。
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明すれば、次のとおりである。
まず、本明細書及び請求範囲に使われる用語や単語は、通常的、かつ、辞典的な意味として解釈されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって、本発明の技術的思想に一致する意味と概念に解釈されるべきである。
したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の好ましい一実施形態であって、本発明の技術的思想を全て代弁するものではなく、本出願時点において、これらを代替できる様々な均等物と変形例とがありうる。
図１に示すように、 潮の干満の差が適切な潮力発電所の建設地において、湖Ｌと海水Ｗとの間に潮力発電所１０が設置される。
前記潮力発電所１０は、複数のブロックからなり、２ユニット１ブロック単位で設置できる水車構造物２０と水門構造物５０、及びその間に連結構造物８０を設置して、海洋観光の機能、接近道路の機能、発電所の機能などが共存する。図面のうち、説明符号“９０”は、最外側の水車構造物２０と連結される水車構造物の翼壁であり、説明符号“１００”は、最外側の水門構造物５０と連結される水門構造物の翼壁を示したものである。
図２〜図４に示すように、水車構造物２０は、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部２１と、当該基層部２１を介して中間壁体２２が垂直に設置され、当該中間壁体２２の上部は、図示していないコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる吸出管２３が形成され、当該吸出管２３に水車発電機２４が配置されて、潮の干満による海水と湖との水位差を利用する原理によって、前記水車発電機２４を稼動し、排出管２３Ａを介して排出することにより、電力を生産するようになる。
図３のうち、説明符号“２５”は、海水側のストップログ支持壁体であり、“２６”は、湖側のストップログ支持壁体であり、“２７”は、水車発電機室を運用する天井クレインであり、“２８”は、屋根であり、“２９”は、移動台車であり、“３０”は、海水側のストップログ及び水車発電機の維持管理用のクレインであり、“３１”は、ストップログ移動用のクレインであり、“３２”、“３３”は、多層構造の１次道路及び２次道路を概略的に示したものである。
上記のように、水車構造物２０は、図４のように、基層部に立てられた中間壁体２２が一定間隔で設置され、中間壁体２２間別に吸出管２３を介して水車発電機２４が配置されることにより、水車構造物２０が各ブロック単位で運用されるものである。
前記中間壁体２２において、一側の中間壁体２２の内部には、図３及び図４に示すように、一定区間に内部詰めの空間２２Ａを形成し、この内部詰めの空間２２Ａに海水を詰め、他側の中間壁体２２は伸縮継手４０で連結して構成される。
前記伸縮継手４０としては、伸縮性を有するコルク（ｃｏｒｋ）又は発泡ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）のいずれか一つを選択的に用いることができる。
一方、前記中間壁体２２において海水で内部が詰められた内部詰めの空間２２Ａには、海水の水位管理のために、図３に示すように水位観測用のパイプ計測器３４が設置される。
上記において、伸縮継手４０で形成される一側の中間壁体２２は、図４に示すように、２つの構造物Ａ、Ｂを伸縮継手４０で付着して一体化した中間壁体２２で形成されるものである。
図５及び図６に示す水門構造物５０は、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部５１と、当該基層部５１を介して中間壁体５２が垂直に設置され、当該中間壁体５２の上は図示していないコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる導水路５３が形成され、当該導水路５３の一側に形成された水門５４を介して潮の干満の差によって湖Ｌ側の海水が海水Ｗ側に抜け出るようになる。
上記のように、水門構造物５０は、基層部５１に立てられた中間壁体５２が一定間隔で設置され、中間壁体５２間別に導水路５３を介して水門５４が配置されることにより、水門構造物５０が各ブロック単位で運用されるものである。
図面のうち、説明符号“５５”は、海水Ｗ側のストップログ（ｓｔｏｐ ｌｏｇ）であり、“５６”は、湖Ｌ側のストップログであり、“５７”は、水門５４の上昇下降を牽引するための水門用巻き揚げ装置であり、“５８”、“５９”は、ストップログ５５、５６の上昇下降を牽引するクレインであり、“６０”、“６１”は、多層構造の１次道路及び２次道路を概略的に例示したものである。
前記中間壁体５２において、一側の中間壁体５２の内部には図７に示すように、一定区間に内部詰めの空間５２Ａを形成し、当該内部詰めの空間５２Ａに海水を詰め、他側の中間壁体５２は、伸縮継手７０で連結して構成される。
前記伸縮継手７０としては、伸縮性を有するコルク又は発泡ポリスチレンのいずれか一つを選択的に用いることができる。
上記において、伸縮継手７０で形成される一側の中間壁体５２は図７に示すように、２つの構造物Ａ、Ｂを伸縮継手７０で付着して一体化した中間壁体５２で形成されるものである。
上記のような水門構造物５０の一側の中間壁体５２に形成されて、海水で内部が詰められた内部詰めの空間５２Ａの構成と、他側の中間壁体５２を伸縮継手７０で連結する構成とは、前述した水車構造物２０の中間壁体２２の構成と同じである。
一方、前記中間壁体５２において海水で内部が詰められた内部詰めの空間５２Ａには、海水の水位管理のために図６に示すように、水位観測用のパイプ計測器６２が設置される。
このように、本発明の水車構造物２０及び水門構造物５０は、２ユニット１ブロックとして、中間壁体２２、５２において海水で内部が詰められた内部詰めの空間２２Ａ、５２Ａと伸縮継手４０、７０で順次連結することにより、工期短縮及びコンクリート打設量を減らして建設費用を低減し、コンクリートの水和熱発生の抑制及び亀裂防止に有利で、かつ、構造物及び施設の維持管理のために、１つの発展水路部又は導水路のみを排水する場合に発生する浮力に対して構造的な安定性の確保に有利である。
上記のように、水車構造物及び水門構造物が単位ブロックとして連続的に設置されるところ、水車構造物及び水門構造物は、潮力発電所の設計容量及び施設物が設置される現場の規模によって、１つ以上から数十個までを併設することができ、水車構造物及び水門構造物の最適設置数は、要求発電容量に応じる様々な要因を考慮して定められる。
本発明の水車構造物及び水門構造物が設置される全体の潮力発電所の配置状態を概略的に示した平面図である。 図１に示す水車構造物の一部を示した斜視図である。 図２に示す水車構造物の中間壁体に形成された内部詰めの空間を例示した側面図である。 図２の水車構造物を切断して、中間壁体の内部詰めと伸縮継手を示した平面図である。 図１に示す水門構造物の一部を示した斜視図である。 図５に示す水門構造物の中間壁体に形成された内部詰めの空間を例示した側面図である。 図５の水門構造物を切断して、中間壁体の内部詰めと伸縮継手を示した平面図である。

Claims (6)

  1. 湖と海水との間に水車構造物が水門構造物とともに連結構造物を媒介として連結され、前記水車構造物を２ユニット１ブロック単位で設置できるように、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部と、該基層部を介して中間壁体が垂直に一定間隔で設置され、該中間壁体の上はコンクリート構造物で閉鎖されて、内部に海水が移動できる吸出管及び排出管が形成され、前記中間壁体間別に吸出管を介して水車発電機がそれぞれ配置されるものにおいて、
    前記水車構造物の基層部に一定間隔で設置される一側の中間壁体は、一定区間に内部詰めの空間を形成し、該内部詰めの空間に海水を詰め、他側の中間壁体は、伸縮継手で連結したことを特徴とする伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所の水車構造物。
  2. 前記伸縮継手材としては、コルク又は発泡ポリスチレンのいずれか一つを用いることを特徴とする請求項１に記載の伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所用の水車構造物。
  3. 前記中間壁体において海水で内部が詰められた内部詰めの空間には、海水の水位管理のために、水位観測用のパイプ計測器が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所用の水車構造物。
  4. 湖と海水との間に水門構造物が水車構造物とともに連結構造物を媒介として連結されて、前記水門構造物を２ユニット１ブロック単位で設置できるように、海底岩盤部の下側を地面部として構成される基層部と、該基層部を介して中間壁体が垂直に一定間隔で設置され、該中間壁体の上部は、コンクリート構造物で閉鎖され、内部に海水が移動できる導水路が形成され、前記中間壁体間別に設置される導水路の一側に水門がそれぞれ配置されるものにおいて、
    前記水門構造物の基層部に一定間隔で設置される一側の中間壁体は、一定区間に内部詰めの空間を形成し、該内部詰めの空間に海水を詰め、他側の中間壁体は、伸縮継手で連結したことを特徴とする伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所用の水門構造物。
  5. 前記伸縮継手材としては、コルク又は発泡ポリスチレンのいずれか一つを用いることを特徴とする請求項４に記載の伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所用の水門構造物。
  6. 前記中間壁体において海水で内部が詰められた空間には、海水の水位管理のために、水位観測用のパイプ計測器が設置されていることを特徴とする請求項５に記載の伸縮継手及び内部詰めの空間を有する潮力発電所用の水門構造物。
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