JP2016114057A - Shaft structure of floating body support shaft and floating power generation device including shaft structure of floating body support shaft - Google Patents

Shaft structure of floating body support shaft and floating power generation device including shaft structure of floating body support shaft Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a floating body support shaft enhancing transportation, installation and safety and the like of a floating body by providing a rotary mechanism and a refraction mechanism to a floating support shaft of the floating body including a floating power generation device on the sea.SOLUTION: A shaft structure of a floating support shaft 14 is formed into one shaft shape as a whole, a floating body connection shaft part 31 is connected to a floating body 1, and an upper shaft part 74a and a lower shaft part 74b forming a downward extending shaft part 140 extending downward with respect to the floating body connection shaft part 31 are connected by a rotational center shaft 15 capable of rotating the lower shaft part 74b upward.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水面上に浮かばせた浮体に波力と風力、海流・潮流等の発電装置を搭載した発電分野、或いは波力、風力、海流・潮流等の海洋エネルギー利用分野に関する。   The present invention relates to the field of power generation in which power generation devices such as wave power, wind power, and ocean current / tidal current are mounted on a floating body floated on the surface of the water, or to the field of utilization of ocean energy such as wave power, wind power, ocean current / tidal current, and the like.

従来から地球温暖化や様々な地球環境破壊などが叫ばれてきたが、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にも密接に関連している。その化石エネルギー資源には、枯渇問題など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、省資源が叫ばれる一方で、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。   Traditionally, global warming and various destruction of the global environment have been screamed, but these problems have become increasingly serious in recent years. These are also closely related to the problem of carbon dioxide emissions from the use of fossil energy resources. The fossil energy resources include quantitative problems such as exhaustion problems. While energy and resource conservation are screamed for these problems, early introduction and early commercialization of clean natural energy that does not emit carbon dioxide has become a global issue.

また、化石エネルギー資源の利用とは別に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。しかし、原子力利用に関する問題としては、原子力発電所などの原子炉の老朽化や地震、津波、天災、人災など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。   In addition to the use of fossil energy resources, electric energy is supplied by nuclear power generation. However, problems related to the use of nuclear energy include radioactive leakage accidents that can occur due to the aging of nuclear reactors such as nuclear power plants, earthquakes, tsunamis, natural disasters, and man-made disasters. As is well known, radioactivity has a major negative impact on the ecological environment, and when a radioactivity leak accident occurs, the adverse impact on the living environment of local residents is extremely large, as can be seen from examples of the Fukushima nuclear accident. The damage can be serious.

ところで、地球表面積の７１パーセントは海であり、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ため、海を有効に利用して、海洋上に波力発電、風力発電、或いは海流・潮流発電装置を設けるならば、安定電源を得ることが可能であり、原子力発電の代替エネルギーとして海洋エネルギーを十分に役立たせることも可能である。   By the way, 71% of the earth's surface area is the sea, and Japan is an oceanic country surrounded on all sides by the sea. In addition, Japan is one of the world's largest countries in terms of the area of territorial waters and exclusive economic zones, so if you use wave power, wind power generation, or ocean current / tidal current power generation equipment on the ocean, you can effectively use the sea. For example, it is possible to obtain a stable power source, and it is also possible to sufficiently use marine energy as an alternative energy for nuclear power generation.

また、離島などにおける波力、風力、海流・潮流等海洋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あ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ことができる。さらにまた離島における石油などの運搬費とエネルギー資源の節約や観光、水産業など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などを図るためにも、海や離島等を有効に利用する必要がある。   In addition, the development of ocean energy utilization devices such as wave power, wind power, ocean currents and tidal currents on remote islands, etc. is an uninhabited island where people can not live, whether on land or offshore, such as unmanned islands in the Senkaku Islands and Ogasawara Islands Allows residence to. In addition, the possibility of using these islands as fishing spots and sightseeing spots can be increased. Furthermore, in order to improve transportation and convenience of islanders by expanding oil and other transportation costs and energy resources on remote islands, tourism, fisheries, etc., or to decentralize national wide-area activities and urban-intensive populations. In addition, the sea and remote islands need to be used effectively.

海洋には波エネルギーや風力、太陽光、海流・潮流、潮汐などの海洋エネルギー資源が多く存在するにもかかわらず、現状は、これらを安価に且つ安全に効率よくエネルギー利用し、安定エネルギー源として有効利用できる装置が未開発の状況にある。そのため、これを早急に開発し、生活に有効利用できるようにすることが社会的にも経済的にも必要である。   Despite the fact that there are many ocean energy resources such as wave energy, wind power, sunlight, ocean currents / tidal currents, and tides in the ocean, the current situation is to use them cheaply, safely and efficiently, and as a stable energy source. There is an undeveloped device that can be used effectively. Therefore, it is necessary both socially and economically to develop it quickly and make it available for daily use.

特開２０１２−１９３６７６号公報JP 2012-193676 A

本願の出願人は、特許文献１に挙げたように風力、波力、海流、潮流等海洋エネルギーを利用して発電する装置として水上発電装置を提案したが、特に波力・海流・潮流等海洋エネルギー利用装置などにおいては、実用化ならびに装置の大規模化に伴い機構を簡略化し、装置は出来る限りドックなど陸地の工場で製作し、組み立て、一体化し、また、メンテナンス費や運転コストなどのすべてにおいてコスト低下に導くとともに洋上での現地作業を極力減じたものとすることが課題として挙げることができる。   The applicant of the present application has proposed a water power generation device as a device for generating power using ocean energy such as wind power, wave power, ocean current, and tidal current as listed in Patent Document 1, but in particular, ocean power such as wave power, ocean current, and tidal current. In energy utilization equipment, etc., the mechanism has been simplified with the practical application and the scale up of the equipment, and the equipment is manufactured, assembled and integrated at a land factory such as a dock as much as possible. It can be cited as a problem to reduce the cost of field work on the ocean as much as possible while reducing costs.

本発明は、このような従来の技術が有する課題に着目してなされたもので、海洋における波力、風力、海流、潮流などのエネルギー変換装置を有する水上発電装置等を備えた浮体の浮体支持軸に屈折機構とを持たせ、あるいは更に加えて回転機構を持たせて、浮体の運搬、設置、安全性等を高めることができる浮体支持軸を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such problems of the conventional technology, and supports a floating body including a floating power generation apparatus having an energy conversion device such as wave power, wind power, ocean current, and tidal current in the ocean. It is an object of the present invention to provide a floating body support shaft that can improve the transportation, installation, safety, etc. of the floating body by providing a refraction mechanism on the shaft, or by additionally providing a rotating mechanism.

また、上記浮体支持軸を備えた浮体に設けられ、高効率で安全に安価な駆動源コストならびに安価な発電原価を実現する風力、波力、海流、潮流などの水上発電装置を提供することを目的とする。   Further, to provide a floating power generator such as wind power, wave power, ocean current, tidal current, etc., which is provided on a floating body provided with the above-mentioned floating body support shaft and realizes a highly efficient, safe and inexpensive drive source cost and low power generation cost. Objective.

さらに、装置の最下端部に備えたおもり近傍の低層部にある栄養塩水を取水し、海面付近に放水、拡散することによって植物性プランクトンの増養殖、海域の肥沃化、水産資源の増養殖等に貢献できる水上発電装置を提供することを目的とする。   Furthermore, nutrient water is taken in the lower layer near the weight provided at the bottom end of the device, and the phytoplankton is cultivated, marine fertilized, and aquaculture resources are cultivated by discharging and spreading near the sea surface. An object is to provide a floating power generator that can contribute to the above.

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ 各種の装置を設置して水面上に浮かべる浮体（１）を支持するための浮体支持軸（１４Ａ）の軸構造において、
前記浮体支持軸（１４Ａ）は、全体として一本の軸状を成し、前記浮体（１）に連結された浮体連結軸部（３１０）と、該浮体連結軸部（３１０）よりも下方に延びる下延軸部（１４０）とから成り、
前記下延軸部（１４０）は、上軸部（７４ａ）及び下軸部（７４ｂ）から成り、前記上軸部（７４ａ）と前記下軸部（７４ｂ）とは、前記下軸部（７４ｂ）を上軸部（７４ａ）へ向けて回動可能とする回動中心軸（１５）によって連結されたことを特徴とする浮体支持軸（１４Ａ）の軸構造。 The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[1] In the shaft structure of the floating body support shaft (14A) for supporting the floating body (1) floating on the water surface by installing various devices,
The floating body support shaft (14A) forms a single shaft as a whole, and has a floating body connecting shaft portion (310) connected to the floating body (1), and a lower portion than the floating body connecting shaft portion (310). The extending shaft portion (140) extends,
The lower extending shaft portion (140) includes an upper shaft portion (74a) and a lower shaft portion (74b), and the upper shaft portion (74a) and the lower shaft portion (74b) are separated from the lower shaft portion (74b). The shaft structure of the floating body support shaft (14A) is connected by a rotation center shaft (15) that can rotate toward the upper shaft portion (74a).

［２］ 各種の装置を設置して水面上に浮かべる浮体（１）を支持するための浮体支持軸（１４）の軸構造において、
前記浮体支持軸（１４）は、全体として一本の軸状を成し、前記浮体（１）に連結された浮体連結軸部（３１）と、該浮体連結軸部（３１）よりも下方に延びる下延軸部（１４０）と、該下延軸部（１４０）と前記浮体連結軸部（３１）とを相対回転可能に連結する回転軸部（Ｓ）とから成り、
前記回転軸部（Ｓ）は、前記浮体連結軸部（３１）に連結された上部胴（５２）と前記下延軸部（１４０）に連結された下部胴（５６）とから成り、
前記下延軸部（１４０）は、上軸部（７４ａ）及び下軸部（７４ｂ）から成り、前記上軸部（７４ａ）と前記下軸部（７４ｂ）とは、前記下軸部（７４ｂ）を上軸部（７４ａ）へ向けて回動可能とする回動中心軸（１５）によって連結されたことを特徴とする浮体支持軸（１４）の軸構造。 [2] In the shaft structure of the floating body support shaft (14) for supporting the floating body (1) floating on the water surface by installing various devices,
The floating body support shaft (14) forms a single shaft as a whole. The floating body connection shaft portion (31) connected to the floating body (1), and a lower portion than the floating body connection shaft portion (31). An extending lower shaft portion (140), and a rotating shaft portion (S) for connecting the lower extending shaft portion (140) and the floating body connecting shaft portion (31) so as to be relatively rotatable,
The rotating shaft part (S) includes an upper body (52) connected to the floating body connecting shaft part (31) and a lower body (56) connected to the lower extending shaft part (140).
The lower extending shaft portion (140) includes an upper shaft portion (74a) and a lower shaft portion (74b), and the upper shaft portion (74a) and the lower shaft portion (74b) are separated from the lower shaft portion (74b). The shaft structure of the floating body support shaft (14) is connected by a rotation center shaft (15) that can rotate toward the upper shaft portion (74a).

［３］ 前記浮体支持軸（１４）の回転中心線が中心を通るように前記浮体支持軸（１４）内に設けたシールボックス（３６，３６ａ）とケーブル挿通管（３４）を備え、
前記シールボックス（３６，３６ａ）は、前記浮体連結軸部（３１）の下端部に設けた底板（３３）に貫通して設けられ、
前記ケーブル挿通管（３４）は、前記シールボックス（３６，３６ａ）内に挿通されており、前記下延軸部（１４０）の上端部に設けたフランジ（７１）に貫通して設けられ、
前記回転軸部（Ｓ）が回転すると、前記ケーブル挿通管（３４）に対して前記シールボックス（３６，３６ａ）が回転することを特徴とする項［２］に記載の浮体支持軸（１４）の軸構造。 [3] A seal box (36, 36a) and a cable insertion tube (34) provided in the floating body support shaft (14) so that the rotation center line of the floating body support shaft (14) passes through the center,
The seal box (36, 36a) is provided through a bottom plate (33) provided at a lower end portion of the floating body connecting shaft portion (31),
The cable insertion tube (34) is inserted into the seal box (36, 36a), and is provided to penetrate through a flange (71) provided at an upper end portion of the downward extending shaft portion (140).
When the rotating shaft (S) rotates, the seal box (36, 36a) rotates with respect to the cable insertion tube (34). Shaft structure.

［４］ 前記浮体支持軸（１４，１４Ａ）の下端部に錘（１９）と該錘（１９）の上下に配設したバラストタンク（２０ａ，２０ｂ）とを備え、前記上下のバラストタンク（２０ａ，２０ｂ）を連通口（２０ｃ）で連通させたことを特徴とする項［１］から［３］のいずれか一つの項に記載の浮体支持軸（１４，１４Ａ）の軸構造。   [4] A weight (19) and ballast tanks (20a, 20b) disposed above and below the weight (19) are provided at the lower end of the floating body support shaft (14, 14A), and the upper and lower ballast tanks (20a , 20b) is connected to the communication port (20c), and the shaft structure of the floating body support shaft (14, 14A) according to any one of items [1] to [3].

［５］ 前記浮体支持軸（１４，１４Ａ）の下延軸部（１４０）の内部を取水路とし、前記下延軸部（１４０）の上部に放水口（１５９）を有し、前記下延軸部（１４０）の下端部近傍の水を放水口（１５９）から放水可能としたことを特徴とする項［１］から［４］のいずれか一つの項に記載の浮体支持軸（１４，１４Ａ）の軸構造。   [5] The inside of the lower extension shaft portion (140) of the floating body support shaft (14, 14A) serves as a water channel, and has a water discharge port (159) above the lower extension shaft portion (140). The floating support shaft (14, 4) according to any one of items [1] to [4], wherein water near the lower end of the shaft portion (140) can be discharged from the water discharge port (159). 14A) shaft structure.

［６］ 水面上に浮かぶ浮体（１）に発電装置を設けた水上発電装置（Ａ，Ｂ）において、
前記項［１］から［５］のいずれか一つの項に記載の軸構造を有する浮体支持軸（１４，１４Ａ）を備えたことを特徴とする水上発電装置（Ａ，Ｂ）。 [6] In the water power generator (A, B) in which the power generator is provided on the floating body (1) floating on the water surface,
A hydroelectric generator (A, B) comprising a floating body support shaft (14, 14A) having the shaft structure according to any one of items [1] to [5].

［７］ 海流・潮流等を利用する発電装置を水面上に浮かぶ浮体（１）に設けた水上発電装置（Ａ，Ｂ）において、
前記項［１］から［５］のいずれか一つの項に記載の軸構造を有する浮体支持軸（１４，１４Ａ）を備えたことを特徴とする水上発電装置（Ａ，Ｂ）。 [7] In the water power generator (A, B) in which the power generator using the ocean current / tidal current is provided on the floating body (1) floating on the water surface,
A hydroelectric generator (A, B) comprising a floating body support shaft (14, 14A) having the shaft structure according to any one of items [1] to [5].

［８］ 風力を利用する発電装置を水面上に浮かぶ浮体（１）に設けた水上発電装置（Ａ，Ｂ）において、
前記項［１］から［５］のいずれか一つの項に記載の軸構造を有する浮体支持軸（１４，１４Ａ）を備えたことを特徴とする水上発電装置（Ａ，Ｂ）。 [8] In the water power generator (A, B) in which the power generator using wind power is provided on the floating body (1) floating on the water surface,
A hydroelectric generator (A, B) comprising a floating body support shaft (14, 14A) having the shaft structure according to any one of items [1] to [5].

前記本発明は次のように作用する。
項［１］に係る浮体支持軸（１４Ａ）の軸構造によれば、浮体支持軸（１４Ａ）は、全体として一本の軸状を成し、各種の装置を設置して水面上に浮かべる浮体（１）を支持している。浮体（１）に連結された浮体連結軸部（３１０）よりも下方に延びる下延軸部（１４０）は、上軸部（７４ａ）と下軸部（７４ｂ）とが回動可能に連結されている回動中心軸（１５）を中心にして、該下軸部（７４ｂ）を上方へ回動することができるので、下延軸部（１４０）を屈折させて浮体支持軸（１４Ａ）の全長を短くすることができる。これにより、浮体支持軸（１４Ａ）を備えた浮体（１）の水面上での移動を容易にすることができる。 The present invention operates as follows.
According to the shaft structure of the floating body support shaft (14A) according to item [1], the floating body support shaft (14A) forms a single shaft as a whole, and the floating body floats on the water surface by installing various devices. (1) is supported. The lower extending shaft portion (140) extending downward from the floating body connecting shaft portion (310) connected to the floating body (1) is connected to the upper shaft portion (74a) and the lower shaft portion (74b) so as to be rotatable. The lower shaft portion (74b) can be rotated upward about the rotating central shaft (15), so that the lower extending shaft portion (140) is refracted and the floating body support shaft (14A) The overall length can be shortened. Thereby, the movement on the water surface of the floating body (1) provided with the floating body support shaft (14A) can be facilitated.

項［２］に係る浮体支持軸（１４）の軸構造によれば、さらに浮体連結軸部（３１）と、浮体連結軸部（３１）よりも下方に延びる下延軸部（１４０）とは、これらを連結する回転軸部（Ｓ）のうち浮体連結軸部（３１）に連結されている上部胴（５２）と下延軸部（１４０）に連結されている下部胴（５６）とが相対回転することによって相対回転できる。これにより、浮体（１）の方向を自由に変えることができる。   According to the shaft structure of the floating body support shaft (14) according to the item [2], the floating body connecting shaft portion (31) and the lower extending shaft portion (140) extending downward from the floating body connecting shaft portion (31) are: The upper body (52) connected to the floating body connection shaft part (31) and the lower body (56) connected to the lower extension shaft part (140) among the rotation shaft parts (S) for connecting them. Relative rotation is possible by relative rotation. Thereby, the direction of a floating body (1) can be changed freely.

項［３］に係る浮体支持軸（１４）の軸構造によれば、浮体支持軸（１４）内に備えたシールボックス（３６，３６ａ）は、回転軸部（Ｓ）が回転したときにシールボックス（３６，３６ａ）に挿通されたケーブル挿通管（３４）に対して回転するので、浮体（１）の回転に対して自在に対応することができる。   According to the shaft structure of the floating body support shaft (14) according to item [3], the seal box (36, 36a) provided in the floating body support shaft (14) is sealed when the rotary shaft portion (S) rotates. Since it rotates with respect to the cable penetration pipe (34) penetrated by the box (36, 36a), it can respond | correspond freely with respect to rotation of a floating body (1).

項［４］に係る浮体支持軸（１４，１４Ａ）の軸構造によれば、浮体支持軸（１４，１４Ａ）の下端部に設けた錘（１９）は、該錘（１９）の上下に配設したバラストタンク（２０ａ，２０ｂ）が連通口（２０ｃ）によって連通しているので、下延軸部（１４０）を屈折させたり真直ぐに延ばしたりする際に、バラストタンク（２０ａ，２０ｂ）内部の水を移動させて空にすることで容易となる。   According to the shaft structure of the floating body support shaft (14, 14A) according to item [4], the weight (19) provided at the lower end of the floating body support shaft (14, 14A) is arranged above and below the weight (19). Since the provided ballast tanks (20a, 20b) communicate with each other through the communication port (20c), when the lower extending shaft (140) is refracted or straightened, the ballast tank (20a, 20b) It becomes easy by moving water to empty.

項［５］に係る浮体支持軸（１４，１４Ａ）の軸構造によれば、浮体支持軸（１４，１４Ａ）の下延軸部（１４０）の内部を取水路とし、下延軸部（１４０）の上部に放水口（１５９）を有し、下延軸部（１４０）の下端部近傍の水を取水して、取水路を通して汲み上げた水を放水口（１５９）から放水することができる。これにより、海底部付近の栄養塩水等を汲み上げて海面近くで放水することが可能となるので、海域の肥沃化、水産、漁業等に適した海域を造りだすことができる。   According to the shaft structure of the floating body support shaft (14, 14A) according to the item [5], the inside of the lower extension shaft portion (140) of the floating body support shaft (14, 14A) serves as a water channel, and the lower extension shaft portion (140 ) Has a water discharge port (159) at the top, and water in the vicinity of the lower end of the lower extension shaft portion (140) can be taken and water pumped up through the water intake channel can be discharged from the water discharge port (159). As a result, it becomes possible to pump up nutrient salt water near the seabed and discharge it near the sea surface, so that it is possible to create a sea area suitable for fertilization, fisheries, fishing, etc. of the sea area.

項［６］に係る水上発電装置（Ａ，Ｂ）によれば、項［１］から［５］のいずれか一項に記載の軸構造を有する浮体支持軸（１４，１４Ａ）を備えるので、水面上で水上発電装置（Ａ，Ｂ）を移動させることが容易になる。   According to the hydroelectric generator (A, B) according to the item [6], the floating body support shaft (14, 14A) having the shaft structure according to any one of the items [1] to [5] is provided. It becomes easy to move the water power generator (A, B) on the water surface.

項［７］に係る水上発電装置（Ａ，Ｂ）によれば、海流・潮流に対して浮体（１）を最適な方向に向けることが容易であるので、海流・潮流を有効に利用した発電をすることができる。また、水上発電装置（Ａ，Ｂ）を容易に移動させることができる。   According to the surface power generation device (A, B) according to the item [7], it is easy to direct the floating body (1) in the optimum direction with respect to the ocean current / tidal current. Can do. Further, the water power generator (A, B) can be easily moved.

項［８］に係る水上発電装置（Ａ，Ｂ）によれば、風向に対して水上発電装置（Ａ，Ｂ）を最適な方向に向けることが容易であるので、風を有効に利用した発電をすることができる。また、水上発電装置（Ａ，Ｂ）を容易に移動させることができる。   According to the surface power generation device (A, B) according to the item [8], it is easy to direct the surface power generation device (A, B) in the optimum direction with respect to the wind direction. Can do. Further, the water power generator (A, B) can be easily moved.

浮体支持軸の下軸部を上軸部へ向けて回動可能であるので、海洋上での移動が容易であり、各種の装置を設置した浮体を海洋上の所望の場所に設置して、風と波と海流のエネルギーを利用した複合発電が容易にできるため、安定電源、電源の多様化、電力の平滑化、質の良い電源確保、トータル発電量を増大することが可能である。   Since the lower shaft part of the floating body support shaft can be rotated toward the upper shaft part, it is easy to move on the ocean, and the floating body on which various devices are installed is installed at a desired location on the ocean. Since combined power generation using wind, wave and ocean current energy can be easily performed, stable power supply, diversification of power supply, smoothing of power, securing of good quality power supply, and total power generation can be increased.

水上風力発電、波力発電、海流・潮流発電が同一浮体一基に搭載可能であるために、これらそれぞれ独立発電に比べ、浮体、係留などは共用可能であり、トータル的にコスト低減が行われ、発電原価を引き下げることができる。   Since floating wind power generation, wave power generation, ocean current and tidal current power generation can be mounted on the same floating body, floating bodies, mooring, etc. can be shared compared to each of these independent power generations, and total cost reduction is performed. , Power generation costs can be reduced.

ドックなどにおける製造、組み立て、ドック引き出し、曳航、運搬、設置等の作業の簡略化と大型クレーン台船等の削減効果は海洋作業における事故を減じ、製造コストを引き下げ、発電原価を引き下げられる。   Simplification of operations such as manufacturing, assembly, dock drawer, towing, transportation, and installation in docks and the like, and the effect of reducing large crane carrier vessels, etc. can reduce accidents in marine operations, reduce manufacturing costs, and reduce power generation costs.

また、浮体に連結された浮体連結軸部と下延軸部とが相対回転可能であるので、潮の流れに合わせて回転する浮体に備えた発電装置からも容易に発電することが可能であり、発電した電力を海底に埋設、固定した海底ケーブルに伝達することもできる。   In addition, since the floating body connecting shaft portion and the downward extending shaft portion connected to the floating body can be rotated relative to each other, it is possible to easily generate power from a power generator provided on the floating body that rotates according to the flow of the tide. The generated power can also be transmitted to a fixed submarine cable embedded in the seabed.

浮体内、或いは運転室内でほとんどの運転管理、保守、点検、メンテナンスが行えるため、作業性が良く安心、安全作業、作業の簡略化がコスト低下、発電原価低下につながる。   Since most operations can be managed, maintained, inspected, and maintained in the floating body or in the cab, the workability is good and the safety, safe work, and simplification of work lead to cost reduction and power generation cost reduction.

本発明の第１の実施の形態に係る浮体支持軸の軸構造を備えた水上発電装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a floating power generator provided with a shaft structure of a floating body support shaft concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１の浮体を支持回転させる回転部と屈折構造を示す拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing a rotating unit and a refractive structure for supporting and rotating the floating body of FIG. 1. 図２における保護ボックス内の拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory diagram in a protection box in FIG. 2. 図２のＹ−Ｙ矢視断面拡大図である。It is a YY arrow cross-sectional enlarged view of FIG. 図１の浮体本体の構造を示す縦断面拡大図である。It is a longitudinal cross-sectional enlarged view which shows the structure of the floating body main body of FIG. 図５の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 5. 図１におけるＺ−Ｚ矢視断面拡大説明図である。FIG. 3 is an enlarged explanatory view taken along the line ZZ in FIG. 1. 図１のＷ部におけるプロペラタービン水車取付け付近を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the propeller turbine water turbine attachment vicinity in the W section of FIG. 図８のプロペラタービン水車取付け部分の平面図である。It is a top view of the propeller turbine water turbine attachment part of FIG. 図８のＸ−Ｘ矢視断面図である。It is XX arrow sectional drawing of FIG. （Ａ）は海流・潮流等の流速分布一例図であり、（Ｂ）は海流・潮流等の流水受水面形状一例図であり、（Ｃ）は海流・潮流等のベクトル一例図である。(A) is an example of flow velocity distribution such as ocean current and tidal current, (B) is an example diagram of the shape of a water receiving surface such as ocean current and tidal current, and (C) is an example vector diagram of ocean current and tidal current. 本発明の第２の実施の形態に係る浮体支持軸の軸構造を備えた水上発電装置の低層水（栄養塩水）の取水構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the intake structure of the low-rise water (nutrient salt water) of the surface power generator provided with the shaft structure of the floating body support shaft which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図１２の取水ポンプ回り拡大説明図である。FIG. 13 is an enlarged explanatory view around the water intake pump of FIG. 12. 図１３におけるＶ−Ｖ断面拡大図である。It is a VV cross-sectional enlarged view in FIG. 乾ドック内における錘製作要領図である。It is a mass production procedure figure in a dry dock. 水張りドック内における錘回転取付け要領図である。It is a weight rotation attachment point figure in a water filled dock. 本発明の第３の実施の形態に係る浮体支持軸の軸構造を備えた水上発電装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the surface power generator provided with the shaft structure of the floating body support shaft which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態に係る浮体支持軸の軸構造を備えた水上発電装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the water power generator provided with the shaft structure of the floating body support shaft which concerns on the 4th Embodiment of this invention.

本発明に係る浮体支持軸の軸構造を有する浮体支持軸を備えた水上発電装置は、例えば海洋、湖沼、河川等の水面上に浮かせて使用される。以下、水上発電装置として海洋上において使用する水上発電装置を例に挙げて説明する。   A floating power generation apparatus having a floating body support shaft having a shaft structure of a floating body support shaft according to the present invention is used by floating on a water surface of, for example, the ocean, a lake, or a river. Hereinafter, a description will be given by taking, as an example, a water power generator used on the ocean as a water power generator.

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１１までは、本発明の第１の実施の形態に係る水上発電装置Ａ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装置Ａを示す縦断面図であり、図２は、図１における浮体支持軸の回転部と屈折部との近傍部分の構造を示す拡大説明図である。図３は、図２における保護ボックス内の構造を示す拡大説明図である。図４は、図２におけるＹ−Ｙ矢視断面拡大図であり、図５は、図１における浮体本体の構造を示す縦断面拡大図である。図６は、図５の浮体本体の平面図であり、図７は、図１におけるＺ−Ｚ矢視断面拡大説明図である。図８は、図１におけるプロペラタービン水車取付け部分Ｗを示す図であり、図９は、図８のプロペラタービン水車の取付け部分を示す平面図である。図１０は、図８のＸ−Ｘ矢視断面図であり、図１１（Ａ）は海流・潮流等の流速分布の一例を示す図であり、図１１（Ｂ）は海流・潮流等の流水受水面形状の一例を示す模式図であり、図１１（Ｃ）は海流・潮流等のベクトルの一例を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 11 show a water power generator A according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a hydroelectric generator A according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the structure of the vicinity of the rotating part and the refracting part of the floating body support shaft in FIG. FIG. FIG. 3 is an enlarged explanatory view showing a structure in the protection box in FIG. 4 is a cross-sectional enlarged view taken along arrow YY in FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional view showing the structure of the floating body in FIG. 6 is a plan view of the floating body main body of FIG. 5, and FIG. 7 is an enlarged explanatory view taken along the line ZZ in FIG. 1. 8 is a view showing the propeller turbine turbine mounting portion W in FIG. 1, and FIG. 9 is a plan view showing the mounting portion of the propeller turbine turbine in FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 8, FIG. 11A is a diagram showing an example of a flow velocity distribution such as ocean current and tidal current, and FIG. 11B is water current such as ocean current and tidal current. It is a schematic diagram which shows an example of a water-receiving surface shape, and FIG.11 (C) is a figure which shows an example of vectors, such as an ocean current and a tidal current.

図１および図５に例示したように、水上発電装置Ａは、海洋上で海面ＳＷ上に浮体１が浮くようになっている。詳細は後記するが浮体１の中心部にプール１０６が設けられ、該プール１０６は、中底１０７によって上部プール１０６ａと下部プール１０６ｂとに仕切られている。中底１０７には、上部プール１０６ａと下部プール１０６ｂとを連通させる連通部１０８が設けられている。浮体１の外部より、波動、或いは海流・潮流等水流により上部プール１０６ａへ水を取り込み、連通部１０８を介して下部プール１０６ｂより浮体１の外部へ排水する。このときの連通部１０８の水の流れを利用して波力発電、或いは海流・潮流発電をする。この発電に関しては後述する。   As illustrated in FIGS. 1 and 5, the floating power generator A is configured such that the floating body 1 floats on the sea surface SW on the ocean. Although details will be described later, a pool 106 is provided at the center of the floating body 1, and the pool 106 is partitioned into an upper pool 106a and a lower pool 106b by an insole 107. The midsole 107 is provided with a communication portion 108 that allows the upper pool 106a and the lower pool 106b to communicate with each other. Water is taken into the upper pool 106 a from the outside of the floating body 1 by waves or water currents such as ocean currents and tidal currents, and is drained from the lower pool 106 b to the outside of the floating body 1 through the communication portion 108. Wave power generation or ocean current / tidal current power generation is performed using the water flow of the communication unit 108 at this time. This power generation will be described later.

浮体１の上面には運転室２が設けられている。一方、浮体１の下方には海流・潮流等の流体の流れに合わせて浮体１を追従回転させるための舵板４が設けられている。   A cab 2 is provided on the upper surface of the floating body 1. On the other hand, a rudder plate 4 is provided below the floating body 1 for rotating the floating body 1 in accordance with the flow of a fluid such as an ocean current or a tidal current.

図７から図９までに示したように、舵板４の内部下方には、舵板メンテナンス通路８ｂ，８ｃと舵板発電機室８ｄが設けられている。この舵板発電機室８ｄの内部には、回転軸５と増速機６、発電機７が設けられている。舵板発電機室８ｄの外部では、海流・潮流発電用プロペラタービン水車３が回転軸５ａに連結されている。回転軸５ａは、自在継手９によって回転軸５に連結されており、この回転軸５は増速機６、発電機７等に連結されている。   As shown in FIG. 7 to FIG. 9, the steering plate maintenance passages 8 b and 8 c and the steering plate generator room 8 d are provided below the inside of the steering plate 4. A rotating shaft 5, a speed increaser 6, and a generator 7 are provided inside the steering plate generator room 8d. Outside the rudder plate generator room 8d, a propeller turbine turbine 3 for ocean current / tidal current power generation is connected to the rotary shaft 5a. The rotary shaft 5a is connected to the rotary shaft 5 by a universal joint 9, and this rotary shaft 5 is connected to a speed increaser 6, a generator 7, and the like.

したがって、海流・潮流等流体の流れによりプロペラタービン水車３が回転すると、その回転は回転軸５ａから回転軸５に伝えられる。さらに、増速機６で回転速度が増速され、発電機７を駆動して発電できる。なお、増速機６および発電機７の代わりに油圧ポンプ等を配設して油圧動力発生部としても良い。この場合には、油圧モーター、発電機等は運転室２内に設けて油圧配管で連結すれば良い。   Therefore, when the propeller turbine turbine 3 is rotated by the flow of fluid such as ocean current and tidal current, the rotation is transmitted from the rotation shaft 5 a to the rotation shaft 5. Further, the rotational speed is increased by the speed increaser 6, and the generator 7 can be driven to generate power. A hydraulic pump or the like may be provided in place of the speed increaser 6 and the generator 7 to form a hydraulic power generation unit. In this case, a hydraulic motor, a generator, etc. may be provided in the cab 2 and connected by hydraulic piping.

舵板メンテナンス通路８ｂを正面に見て左側が海流・潮流の上流側であるとすると、舵板バラストタンク８ａの下方に設けた舵板メンテナンス通路８ｂに連通した舵板発電機室８ｄの下流側の外壁１３１を回転軸５が貫通している。この回転軸５には、舵板発電機室８ｄの外部に設けられた自在継手９が連結されており、これより回転軸５ａが回転軸５に対して屈折可能に連結されている。自在継手９からプロペラタービン水車３へ所定の距離を取ってアーム軸受１０が設けられている。   Assuming that the left side of the rudder plate maintenance passage 8b is the upstream side of the ocean current / tide, the downstream side of the rudder plate generator chamber 8d communicating with the rudder plate maintenance passage 8b provided below the rudder plate ballast tank 8a. The rotating shaft 5 penetrates through the outer wall 131 of this. The rotary shaft 5 is connected to a universal joint 9 provided outside the steering plate generator chamber 8d, and the rotary shaft 5a is connected to the rotary shaft 5 in a refractable manner. An arm bearing 10 is provided at a predetermined distance from the universal joint 9 to the propeller turbine turbine 3.

運転室２の内部にはウインチ１１が設けられており、外部には滑車１２が設けられている。滑車１２には一端がウインチ１１に連結されたワイヤーロープ１３が掛けられている。ワイヤーロープ１３の他の一端は、アーム軸受１０に結ばれている。したがって、ウインチ１１を稼働させることにより、回転軸５ａは自在継手９を支点として起倒させることができる。回転軸５ａを起こすとプロペラタービン水車３は上向きとなるので、水上発電装置Ａを浅海域へ移動することが容易に可能となる。   A winch 11 is provided inside the cab 2 and a pulley 12 is provided outside. A wire rope 13 having one end connected to the winch 11 is hung on the pulley 12. The other end of the wire rope 13 is connected to the arm bearing 10. Therefore, by operating the winch 11, the rotating shaft 5a can be tilted with the universal joint 9 as a fulcrum. When the rotating shaft 5a is raised, the propeller turbine turbine 3 is directed upward, so that the hydroelectric generator A can be easily moved to a shallow sea area.

浮体１の上部に設けた運転室２の上部には風力発電のためのタワー２４、ナセル２５、ブレード２６等が設けられ、風車２７を形成している。運転室２内には発電機２８が設けられ、油圧伝導などで風車２７の回転を発電機２８に伝導している。発電機２８が回転して発電された電力は、電力回収設備２９に送られ、後述するケーブル挿通管３４内に設けたケーブル３４ａを介して装置外部へ送電される。   A tower 24 for wind power generation, a nacelle 25, a blade 26, and the like are provided on the upper part of the cab 2 provided on the upper part of the floating body 1 to form a windmill 27. A generator 28 is provided in the cab 2, and the rotation of the windmill 27 is transmitted to the generator 28 by hydraulic conduction or the like. The electric power generated by the rotation of the generator 28 is sent to the power recovery facility 29, and is transmitted to the outside of the apparatus through a cable 34a provided in a cable insertion pipe 34 described later.

一方、装置の運搬、曳航、移動時には浮体１の浮体支持軸１４を屈折させることができる。浮体支持軸１４は、浮体連結軸部３１と、摺動胴５２と、支持軸胴５６と、下延軸部１４０とから成っており、全体として一本の軸状を成している。浮体連結軸部３１は浮体１に固定されており、該浮体連結軸部３１の下端に摺動胴５２が固定されている。摺動胴５２の下方には支持軸胴５６が配設されており、摺動胴５２と支持軸胴５６とは摺動して互いに相対回転することができる。支持軸胴５６の下端には下延軸部１４０が固定されている。   On the other hand, the floating body support shaft 14 of the floating body 1 can be refracted when the apparatus is transported, towed or moved. The floating body support shaft 14 includes a floating body connecting shaft portion 31, a sliding drum 52, a support shaft drum 56, and a downward extending shaft portion 140, and forms a single shaft as a whole. The floating body connecting shaft portion 31 is fixed to the floating body 1, and a sliding drum 52 is fixed to the lower end of the floating body connecting shaft portion 31. A support shaft drum 56 is disposed below the slide drum 52, and the slide drum 52 and the support shaft drum 56 can slide relative to each other. A lower extending shaft portion 140 is fixed to the lower end of the support shaft barrel 56.

この下延軸部１４０は、屈折可能な屈折部Ｊを有している。屈折部Ｊは、下延軸部１４０が延びる方向に上下に２分割された屈折胴７４ａ，７４ｂから成り、屈折ピン１５により、該屈折ピン１５を回動中心軸として上方に回動させて屈折できるようになっている。即ち、屈折胴７４ｂ側を屈折胴７４ａ側へ向けて回動させることができる。   The downward extending shaft 140 has a refracting portion J that can be refracted. The refracting portion J is composed of refracting cylinders 74a and 74b that are vertically divided into two in the direction in which the lower extending shaft portion 140 extends. It can be done. That is, the refractive cylinder 74b side can be rotated toward the refractive cylinder 74a side.

浮体支持軸１４の下方には錘１９と、錘１９の上下両側にはバラストタンク２０ａ、２０ｂ等が設けられている。また、図１５に示したように、バラストタンク２０ａ、２０ｂ間にはこれらを連通させる連通口２０ｃが設けられている。   A weight 19 is provided below the floating body support shaft 14, and ballast tanks 20 a and 20 b are provided on both upper and lower sides of the weight 19. Further, as shown in FIG. 15, a communication port 20c is provided between the ballast tanks 20a and 20b for communicating them.

図１に示したように、浮体１の外部には補助浮体１６が設けられている。該補助浮体１６は、サドル１６ｄを介して浮体１に固着されている。補助浮体１６の中心部には、スリーブ管１６ａが鉛直に貫通している。スリーブ管１６ａの内部には、ワイヤーロープ１８が貫通している。スリーブ管１６ａの出入り口両側には、ワイヤーロープ１８を掛ける滑車１６ｂ、１６ｃが設けられている。また、浮体１に補助浮体１６を取り付ける作業の際と浮体支持軸１４を屈折させる作業の際には、補助浮体１６内にバラスト水の出し入れや調整等が必要なため、バラスト水の取水ポンプ、排水ポンプ、通気管、弁、配管、ホース等の補助設備が備えられている。   As shown in FIG. 1, an auxiliary floating body 16 is provided outside the floating body 1. The auxiliary floating body 16 is fixed to the floating body 1 via a saddle 16d. A sleeve tube 16 a penetrates vertically through the center of the auxiliary floating body 16. A wire rope 18 passes through the sleeve tube 16a. Pulleys 16b and 16c for hanging the wire rope 18 are provided on both sides of the entrance and exit of the sleeve tube 16a. In addition, when the auxiliary floating body 16 is attached to the floating body 1 and when the floating body support shaft 14 is refracted, it is necessary to put in and out the ballast water in the auxiliary floating body 16 and adjust the ballast water. Auxiliary equipment such as drain pumps, vent pipes, valves, pipes and hoses are provided.

装置の移動の際は、バラストタンク２０ａ、２０ｂ内の水を抜いて空気を充満させ、ウインチ１７の稼働により屈折ピン１５を支点として浮体支持軸１４を屈折させることができる。ウインチ１７は、浮体１上の運転室２内に設けられている。   During the movement of the apparatus, the floating body support shaft 14 can be refracted with the refracting pin 15 as a fulcrum by the operation of the winch 17 by draining the water in the ballast tanks 20a and 20b and filling the air. The winch 17 is provided in the cab 2 on the floating body 1.

ウインチ１７には、ワイヤーロープ１８の一端が接続されている。ワイヤーロープ１８の他端は、浮体支持軸１４の屈折部Ｊよりも下方の部分に連結されており、ワイヤーロープ１８をウインチ１７等で索引することによって屈折部Ｊの所で下延軸部１４０を屈折できるようになっている。   One end of a wire rope 18 is connected to the winch 17. The other end of the wire rope 18 is connected to a portion below the refracting portion J of the floating body support shaft 14, and the downward extending shaft portion 140 is located at the refracting portion J by indexing the wire rope 18 with a winch 17 or the like. Can be refracted.

したがって、下延軸部１４０を破線の位置まで持ち上げることにより、浮体支持軸１４の下端部の錘１９、バラストタンク２０ａ、２０ｂを水面上に浮上させることができる。下延軸部１４０の中間部分に設けたサドル１４ａを補助浮体１６のベース１６ｅに当てて、サドル１４ａおよびベース１６ｅ双方をボルトで固定することができる。   Therefore, the weight 19 and the ballast tanks 20a and 20b at the lower end of the floating body support shaft 14 can be floated on the water surface by lifting the lower extending shaft portion 140 to the position of the broken line. The saddle 14a provided in the intermediate part of the downward extending shaft 140 can be applied to the base 16e of the auxiliary floating body 16, and both the saddle 14a and the base 16e can be fixed with bolts.

屈折部Ｊの屈折ピン１５の上方にはチェーン取付部２１が取り付けられており、該チェーン取付部２１には係留チェーン２２が取り付けられている。係留チェーン２２の下端にはアンカー２３が取り付けられており、海底ＳＧにアンカーされている。ここで、係留チェーン２２は、ワイヤー、ロープ、パイプチェーン等、装置を係留できるものであれば良い。   A chain attachment portion 21 is attached above the refraction pin 15 of the refraction portion J, and a mooring chain 22 is attached to the chain attachment portion 21. An anchor 23 is attached to the lower end of the mooring chain 22 and is anchored to the seabed SG. Here, the mooring chain 22 may be anything that can moor the device, such as a wire, a rope, or a pipe chain.

図２、図３において、浮体支持軸１４の浮体連結軸部３１は浮体１の中央部を鉛直に貫通している。浮体連結軸部３１の上部は、運転室の床板２ａを貫通して運転室２内に接続されている。浮体連結軸部３１の下部は、浮体１の底板１１１を貫通し、回転軸部Ｓを構成する摺動胴５２や支持軸胴５６および屈折部Ｊを有する下延軸部１４０に接続されている。   2 and 3, the floating body connecting shaft portion 31 of the floating body support shaft 14 penetrates the central portion of the floating body 1 vertically. The upper part of the floating body connecting shaft portion 31 is connected to the inside of the cab 2 through the floor plate 2a of the cab. The lower part of the floating body connecting shaft portion 31 passes through the bottom plate 111 of the floating body 1 and is connected to the extended shaft portion 140 having the sliding drum 52, the support shaft drum 56, and the refracting portion J constituting the rotating shaft portion S. .

浮体１の底部において、浮体連結軸部３１はフランジ３２等を用いて回転軸部Ｓに接続されている。フランジ３２とほぼ同位置には浮体連結軸部３１の底板３３が設けられている。   At the bottom of the floating body 1, the floating body connecting shaft portion 31 is connected to the rotating shaft portion S using a flange 32 or the like. A bottom plate 33 of the floating body connecting shaft portion 31 is provided at substantially the same position as the flange 32.

浮体連結軸部３１の内部から下方に向かって、浮体支持軸１４の中心線上にケーブル挿通管３４が延設されている。このケーブル挿通管３４の中には海底ケーブル３４ａ等の海底に設置させるものが挿入されている。ケーブル挿通管３４は底板３３を貫通している。貫通部分の下方にはシール３５、シールボックス３６等が設けられている。   A cable insertion tube 34 extends on the center line of the floating body support shaft 14 from the inside of the floating body connection shaft portion 31 downward. Inserted into the cable insertion tube 34 is a submarine cable 34a or the like to be installed on the seabed. The cable insertion tube 34 passes through the bottom plate 33. A seal 35, a seal box 36, and the like are provided below the penetrating portion.

また、底板３３の上部にもシール３５ａ、シールボックス３６ａ等が設けられ、シール押さえリング３８等でシール３５ａは押さえられている。したがって、浮体連結軸部３１とケーブル挿通管３４とは相対的に回転摺動できるがシール３５、３５ａの作用により、浮体連結軸部３１の内部室３７に浸水することはない。   Further, a seal 35a, a seal box 36a, and the like are provided on the upper portion of the bottom plate 33, and the seal 35a is pressed by a seal pressing ring 38 and the like. Therefore, the floating body connecting shaft portion 31 and the cable insertion tube 34 can rotate and slide relatively, but the seals 35 and 35a do not immerse the water in the inner chamber 37 of the floating body connecting shaft portion 31.

つぎに電導部Ｅの説明を行う。電導部Ｅは、ケーブル挿通管３４と保護ボックス４５を有している。ケーブル挿通管３４は、浮体連結軸部３１の底板３３に設けたシールボックス３６，３６ａを貫通している。底板３３よりも上方は、浮体連結軸部３１の回転軸内部室３７であり、該回転軸内部室３７にケーブル挿通管３４が延びている。   Next, the conductive portion E will be described. The conductive portion E has a cable insertion tube 34 and a protection box 45. The cable insertion tube 34 passes through seal boxes 36 and 36 a provided on the bottom plate 33 of the floating body connecting shaft portion 31. Above the bottom plate 33 is a rotating shaft inner chamber 37 of the floating body connecting shaft portion 31, and a cable insertion tube 34 extends into the rotating shaft inner chamber 37.

シールボックス３６ａの上方にはケーブル挿通管３４の外周を囲むようにリング４０が設けられている。リング４０は、ケーブル挿通管３４の引き抜きを防止するためのストッパーである。ケーブル挿通管３４は、リング４０よりも上方の運転室２内に配設された保護ボックス４５内にまで挿通されている。この保護ボックス４５内に挿通されている部分を囲むように電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃが設けられている。   A ring 40 is provided above the seal box 36 a so as to surround the outer periphery of the cable insertion tube 34. The ring 40 is a stopper for preventing the cable insertion tube 34 from being pulled out. The cable insertion tube 34 is inserted into a protective box 45 disposed in the cab 2 above the ring 40. Conductive ring rails 41a, 41b, and 41c are provided so as to surround a portion inserted into the protective box 45.

保護ボックス４５内では、ケーブル挿通管３４と電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃとの間に碍子４２ａ、４２ｂ、４２ｃが介装されている。これにより、ケーブル挿通管３４と電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃとは絶縁されている。電導リングレール４１ａは、分割ケーブル４３ａの電線に接続されている。また、電導リングレール４１ｂは分割ケーブル４３ｂの電線に接続されており、電導リングレール４１ｃは分割ケーブル４３ｃの電線に接続されている。このため、電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃには通電するがケーブル挿通管３４自体には通電しない。   In the protection box 45, insulators 42a, 42b, and 42c are interposed between the cable insertion tube 34 and the conductive ring rails 41a, 41b, and 41c. Thereby, the cable insertion pipe 34 and the conductive ring rails 41a, 41b, 41c are insulated. The conductive ring rail 41a is connected to the electric wire of the split cable 43a. The conductive ring rail 41b is connected to the electric wire of the split cable 43b, and the conductive ring rail 41c is connected to the electric wire of the split cable 43c. For this reason, the conductive ring rails 41a, 41b, 41c are energized, but the cable insertion tube 34 itself is not energized.

電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃの外周にはブラシ４４ａ、４４ｂ、４４ｃが設けられている。保護ボックス４５は、作業員の安全性を確保するとともに内部の電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃ等の構成要素を保護している。保護ボックス４５内に設けたサポート４６ａ、４６ｂ、４６ｃと碍子４７ａ、４７ｂ、４７ｃとスプリング４８ａ、４８ｂ、４８ｃ等の組み合わせにより、ブラシ４４ａ、４４ｂ、４４ｃは電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃに常に押圧されている。   Brushes 44a, 44b, and 44c are provided on the outer periphery of the conductive ring rails 41a, 41b, and 41c. The protection box 45 secures the safety of workers and protects components such as the internal conductive ring rails 41a, 41b, and 41c. The brushes 44a, 44b, 44c are always pressed against the conductive ring rails 41a, 41b, 41c by the combination of the supports 46a, 46b, 46c, the insulators 47a, 47b, 47c and the springs 48a, 48b, 48c, etc. provided in the protective box 45. Has been.

一方、発電装置によって発電された電力が電力回収設備２９等を介して分割ケーブル３０ａ、３０ｂ、３０ｃ等に送られ、さらにブラシ４４ａ、４４ｂ、４４ｃに接続されている。これにより、ブラシ４４ａ、４４ｂ、４４ｃと電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃには通電するが保護ボックス４５やサポート４６ａ等には通電されない。   On the other hand, the electric power generated by the power generator is sent to the split cables 30a, 30b, 30c, etc. via the power recovery equipment 29, etc., and is further connected to the brushes 44a, 44b, 44c. As a result, the brushes 44a, 44b, and 44c and the conductive ring rails 41a, 41b, and 41c are energized, but the protective box 45 and the support 46a are not energized.

図３において電導リングレール４１ａ、４１ｂ、４１ｃとして電極数が３極のものを例示したが、これに補助電源などの電導機能を追加すると、より多極数の構成となる。また、図２に示したように、回転軸内部室３７の底部にはシール部からの漏水、ドレン等による漏電事故等を防止するために常に漏水のチエックをすると共に、溜まった水を排出するための水中ポンプ４９を配設する等の対策が施されている。   In FIG. 3, the conductive ring rails 41a, 41b, and 41c are exemplified as having three electrodes. However, if a conductive function such as an auxiliary power source is added to the conductive ring rails 41a, 41b, and 41c, a configuration with more multipoles is obtained. In addition, as shown in FIG. 2, the bottom of the rotary shaft inner chamber 37 is always checked for water leakage to prevent leakage from the sealing portion, leakage current due to drain, etc., and the accumulated water is discharged. For example, a submersible pump 49 is provided.

次に回転軸部Ｓの説明を行う。
浮体支持軸１４の浮体連結軸部３１の下端に形成されたフランジ３２には、相フランジ５１が設けられている。この相フランジ５１には、摺動胴５２が設けられており、該摺動胴５２には摺動フランジ５３が設けられている。 Next, the rotating shaft portion S will be described.
The flange 32 formed at the lower end of the floating body connecting shaft portion 31 of the floating body support shaft 14 is provided with a companion flange 51. The companion flange 51 is provided with a sliding cylinder 52, and the sliding cylinder 52 is provided with a sliding flange 53.

摺動胴５２の下方には支持軸胴５６が配設されている。支持軸胴５６の上端には摺動フランジ５５が形成されている。摺動フランジ５３の下面と支持軸胴５６の上端の摺動フランジ５５上面との間に摺動シート５４が介装されている。支持軸胴５６の下端にはフランジ５７が設けられている。   A support shaft cylinder 56 is disposed below the sliding cylinder 52. A sliding flange 55 is formed at the upper end of the support shaft barrel 56. A sliding sheet 54 is interposed between the lower surface of the sliding flange 53 and the upper surface of the sliding flange 55 at the upper end of the support shaft cylinder 56. A flange 57 is provided at the lower end of the support shaft barrel 56.

摺動フランジ５５には、摺動胴５２の内側に位置するように内胴５８が設けられている。この内胴５８と摺動胴５２とは摺動回転できる。   An inner cylinder 58 is provided on the sliding flange 55 so as to be positioned inside the sliding cylinder 52. The inner cylinder 58 and the sliding cylinder 52 can slide and rotate.

図示した例では、摺動フランジ５３の上面には摺動シート５９を配設し、摺動フランジ５５の下面には摺動シート６０を配設してある。これら摺動フランジ５３、摺動シート５４、摺動フランジ５５、摺動シート５９および摺動シート６０の計５枚を鋏環６１により、全周に間隙等の余裕を持たせて挟み込んである。工作の都合上鋏環６１は全円周を２個、或いは複数個に分割すると良いが、分割部はフランジ６２等を設け、ボルト６３等で締め付け円形を保つようにする。   In the illustrated example, a sliding sheet 59 is disposed on the upper surface of the sliding flange 53, and a sliding sheet 60 is disposed on the lower surface of the sliding flange 55. A total of five of the sliding flange 53, the sliding sheet 54, the sliding flange 55, the sliding sheet 59, and the sliding sheet 60 are sandwiched by a ring 61 with a margin such as a gap around the entire circumference. For the convenience of the work, it is preferable to divide the entire circumference into two pieces or a plurality of pieces, but the divided portion is provided with a flange 62 or the like and is tightened with a bolt 63 or the like to keep a circular shape.

つぎに浮体支持軸１４の屈折部Ｊの説明を行う。
図２に示したように、支持軸胴５６の下端部に設けたフランジ５７に下延軸部１４０の上端に形成されている上端フランジ７１が連結されている。フランジ５７と上端フランジ７１とはボルト７２等で固定されている。上端フランジ７１の中心部には前記したケーブル挿通管３４の鉛直に延びる部分が貫通し、貫通部７３は溶接などで固着されている。ケーブル挿通管３４は、貫通部７３の下方で斜め下方に屈曲し、先端は下延軸部１４０の外部に延びている。 Next, the refracting portion J of the floating body support shaft 14 will be described.
As shown in FIG. 2, the upper end flange 71 formed at the upper end of the lower extending shaft portion 140 is connected to the flange 57 provided at the lower end portion of the support shaft barrel 56. The flange 57 and the upper end flange 71 are fixed with bolts 72 or the like. A vertically extending portion of the cable insertion tube 34 passes through the center portion of the upper end flange 71, and the through portion 73 is fixed by welding or the like. The cable insertion tube 34 is bent obliquely downward below the penetrating portion 73, and the tip extends to the outside of the downward extending shaft portion 140.

上端フランジ７１の下方には、屈折胴７４ａおよび該屈折胴７４ａの下に位置する屈折胴７４ｂそれぞれが配設されている。屈折胴７４ａと屈折胴７４ｂとは、前記のように屈折ピン１５によって連結されている。また、屈折胴７４ａの端面にはフランジ７７、７８、７９等が設けられている。同様に屈折胴７４ｂの端面にはフランジ８０、８１、８２等が設けられている。   Below the upper end flange 71, a refractive cylinder 74a and a refractive cylinder 74b positioned below the refractive cylinder 74a are disposed. The refractive cylinder 74a and the refractive cylinder 74b are connected by the refractive pin 15 as described above. Further, flanges 77, 78, 79 and the like are provided on the end surface of the refractive cylinder 74a. Similarly, flanges 80, 81, 82 and the like are provided on the end surface of the refractive cylinder 74b.

屈折胴７４ａの側壁には、ケーブル挿通管３４の先端側が貫通する貫通部７５が形成されている。この貫通部７５ではケーブル挿通管３４と屈折胴７４ａの側壁とを補強板を取り付けたり、溶接をしたり等によって密閉してある。   A through-hole 75 through which the distal end side of the cable insertion tube 34 passes is formed in the side wall of the refracting cylinder 74a. In this through portion 75, the cable insertion tube 34 and the side wall of the refracting cylinder 74a are sealed by attaching a reinforcing plate, welding, or the like.

以上によりケーブル挿通管３４内に通されたケーブル３４ａは浮体支持軸１４の浮体連結軸部３１内部から装置外部へ出すことができる。また、屈折胴７４ａには装置全体を係留する係留チェーン２２を取り付けるチェーン取付部２１が設けられている。   Thus, the cable 34a passed through the cable insertion tube 34 can be taken out from the inside of the floating body connecting shaft portion 31 of the floating body support shaft 14 to the outside of the apparatus. Further, the refractive cylinder 74a is provided with a chain attachment portion 21 for attaching the mooring chain 22 for mooring the entire apparatus.

なお、ここで前記した上端フランジ７１の中心部を貫通し、溶接などで固着し、しかも底板３３の中心部を貫通したケーブル挿通管３４は、シールボックス３６，３６ａとリング４０との間にスペーサー４０ａ、縦フランジ４０ｂ、ボルト４０ｃ等を設け、シール３５ａのメンテナンススペースの隙間は塞ぐが、ある程度の緩み、ゆとりのある設定としてある。   Here, the cable insertion tube 34 that penetrates the center portion of the upper end flange 71 and is fixed by welding or the like and that penetrates the center portion of the bottom plate 33 is provided with a spacer between the seal boxes 36 and 36 a and the ring 40. 40a, vertical flange 40b, bolt 40c, and the like are provided, and the maintenance space gap of the seal 35a is closed, but the setting is relaxed to some extent.

浮体連結軸部３１と下延軸部１４０との関係において、上端フランジ７１とリング４０の間は、最も負荷が掛かる相対的な摺動回転軸の中心軸ともなり、装置の要部ともなるので、鋏環６１が万一の事故などで破壊した場合でも、この中心軸部の要部としてのケーブル挿通管３４とリング４０、シールボックス３６，３６ａが破壊されなければ安全性が保たれる。したがって、上端フランジ７１には補強骨７１ａを設け、底板３３には補強骨３３ａを設けてこの部分に十分な強度を持たせている。   In the relationship between the floating body connecting shaft portion 31 and the downward extending shaft portion 140, the space between the upper end flange 71 and the ring 40 is the central axis of the relative sliding rotation shaft on which the most load is applied, and is also the main part of the device. Even if the ring 61 is broken due to an accident or the like, safety is maintained unless the cable insertion tube 34, the ring 40, and the seal boxes 36, 36a as the main parts of the central shaft portion are broken. Therefore, the upper end flange 71 is provided with the reinforcing bone 71a, and the bottom plate 33 is provided with the reinforcing bone 33a so that this portion has sufficient strength.

図１、図２において、下延軸部１４０は、最下端部には抵抗板錘１９およびバラストタンク２０ａ、２０ｂ、連通口２０ｃ並びにバラスト水を注排水するノズル等が設けられている。屈折ピン１５は、下延軸部１４０の延びる方向の中心線上において、該中心線と直交する方向上に設けられている。屈折ピン１５は屈折胴７４ａ，７４ｂの屈折支点となる。屈折胴７４ａにはリング７６が設けられ、屈折胴７４ｂには当板８３ａ、８３ｂが設けられており、屈折胴７４ａ、７４ｂ双方に穿設された穴に屈折ピン１５が通されている。この屈折ピン１５を用いることで、屈折胴７４ａ，７４ｂは屈折するので、下延軸部１４０を屈折させることができ、運搬、設置等の作業上便利である。   1 and 2, the lower extending shaft 140 is provided with a resistance plate weight 19, ballast tanks 20a and 20b, a communication port 20c, a nozzle for pouring and draining ballast water, and the like at the lowermost end. The refracting pin 15 is provided on a direction perpendicular to the center line on the center line in the extending direction of the downward extending shaft portion 140. The refraction pin 15 serves as a refraction fulcrum of the refraction cylinders 74a and 74b. The refracting cylinder 74a is provided with a ring 76, the refracting cylinder 74b is provided with contact plates 83a and 83b, and the refracting pin 15 is passed through holes formed in both the refracting cylinders 74a and 74b. Since the refracting cylinders 74a and 74b are refracted by using the refracting pin 15, the lower extending shaft portion 140 can be refracted, which is convenient for operations such as transportation and installation.

図２、図４において、屈折胴７４ａの下端面に設けられたフランジ７７に相対するように屈折胴７４ｂの上端面にはフランジ８０が設けられている。また、屈折胴７４ａの側面を切欠いた側面端の鉛直部分に設けられたフランジ７８と対称となるフランジ８１が屈折胴７４ｂの側面端の鉛直部分に設けられている。さらに、屈折胴７４ａの側面を切欠いた側面端の傾斜部分に設けられた斜面フランジ７９と同様の斜面フランジ８２が屈折胴７４ｂの側面を切欠いた側面端の傾斜部分に設けられている。   2 and 4, a flange 80 is provided on the upper end surface of the refractive cylinder 74b so as to face the flange 77 provided on the lower end surface of the refractive cylinder 74a. Further, a flange 81 that is symmetrical to the flange 78 provided at the vertical portion of the side surface end where the side surface of the refractive cylinder 74a is cut out is provided at the vertical portion of the side surface end of the refractive cylinder 74b. Further, a slope flange 82 similar to the slope flange 79 provided at the inclined portion of the side surface end where the side surface of the refractive cylinder 74a is cut out is provided at the inclined portion of the side surface end where the side surface of the refractive cylinder 74b is cut out.

図示したように屈折胴７４ａ，７４ｂの側面の切欠き部分は連続した切り欠き部分となっているが、この切欠き部分を塞ぐように胴当て８５が設けられている。この胴当て８５には、前記したフランジ７９、７８、８１、８２と相対するようにフランジ８６、８７、８８が設けられている。これらフランジ７９、７８、８１、８２と相対するフランジ８６、８７、８８とはボルトなどで固定されている。   As shown in the drawing, the cutout portions on the side surfaces of the refracting cylinders 74a and 74b are continuous cutout portions, and a cylinder rest 85 is provided so as to close the cutout portions. The body rest 85 is provided with flanges 86, 87, 88 so as to face the flanges 79, 78, 81, 82 described above. These flanges 79, 78, 81, 82 and the flanges 86, 87, 88 facing each other are fixed with bolts or the like.

水中でのダイバーの作業を簡略化するために、上方に位置する屈折胴７４ａにはアイプレート８９を設け、胴当て８５にヒンジ９０を設けて、これらをピン９１によって連結してある。これにより、作業中部品を海に落とすことがないようにするための対策と作業の簡略化が図られている。また、胴当て８５にはアイプレート９２を設けて、ワイヤーロープによって索引し、ダイバー作業の簡略化を図っている。また、胴当て８５には補助浮体９３を設けて浮力のつり合いを考慮することにより作業の軽減、簡略化を図っている。   In order to simplify the work of the diver underwater, an eye plate 89 is provided on the refracting cylinder 74 a located above, a hinge 90 is provided on the cylinder rest 85, and these are connected by pins 91. As a result, measures are taken to prevent parts from being dropped into the sea during work and simplification of work. Further, an eye plate 92 is provided on the body rest 85 and is indexed by a wire rope to simplify the diver work. In addition, an auxiliary floating body 93 is provided on the trunk rest 85 to reduce the work and simplify the work by considering the balance of buoyancy.

図５に示したように、本発明の浮体支持軸の構造を有する浮体支持軸を備えた水上発電装置Ａは、水底ＳＧに在るが下端のアンカー２３が係留チェーン２２によって係留されており、水面ＳＷ上に浮上している。水面ＳＷ上に浮上している浮体１は中心部が水面ＳＷよりも上方に突き出すように浮力が調整されている。中心部には後述するように水が入り込む開口１０１が形成されている。浮体１はこの開口１０１から下向きに傾斜した傾斜面１０２ａを有する板状の傾斜部１０２ｂを有しており、傾斜部１０２ｂの下端周縁は、水面下となるように構成されている。   As shown in FIG. 5, the floating power generation apparatus A having the floating body support shaft of the present invention has a floating power support device A that is located at the bottom of the water SG, but the anchor 23 at the lower end is moored by the mooring chain 22. It floats on the water surface SW. The buoyancy of the floating body 1 floating on the water surface SW is adjusted so that the center portion protrudes upward from the water surface SW. As will be described later, an opening 101 into which water enters is formed at the center. The floating body 1 has a plate-like inclined portion 102b having an inclined surface 102a inclined downward from the opening 101, and the lower end periphery of the inclined portion 102b is configured to be below the water surface.

図６に例示したように、浮体１は、上から見たときに傾斜部１０２ｂの下端周縁がほぼ均等な長さの複数の端辺部からなる多角形を成しているものである。なお、この形状は多角形に限らず円形、楕円形等であってもよい。   As illustrated in FIG. 6, the floating body 1 is a polygon having a plurality of end side portions with substantially equal lengths at the lower end periphery of the inclined portion 102 b when viewed from above. This shape is not limited to a polygon, and may be a circle, an ellipse, or the like.

水上発電装置Ａのほぼ中心部、すなわち、開口１０１周縁からは、傾斜面１０２ａ上を傾斜部１０２ｂの下端周縁に向かってほぼ均等な角度をもって放射状に延びる板状或いは内部が空洞である箱状の収斂堤１０３が立設されている。この収斂堤１０３は、開口１０１側から傾斜部１０２ｂの下端周縁側までその上縁の高さの位置が変わらない。   From the substantially central portion of the hydroelectric generator A, that is, from the periphery of the opening 101, a plate-like shape that extends radially on the inclined surface 102a toward the lower end periphery of the inclined portion 102b with a substantially uniform angle or a box-like shape having a hollow inside. A converging dam 103 is erected. The height of the upper edge of the converging dam 103 does not change from the opening 101 side to the lower peripheral edge side of the inclined portion 102b.

言い換えると、傾斜部１０２ｂの傾斜面１０２ａから収斂堤１０３の上縁までの高さは傾斜面１０２ａが開口１０１側から下端周縁に向かって低くなるにしたがって、傾斜部１０２ｂからの収斂堤１０３の上縁までの高さが高くなっている。この収斂堤１０３の内部には、水上発電装置Ａに浮力を与えるための不図示の浮力室が設けられている。   In other words, the height from the inclined surface 102a of the inclined portion 102b to the upper edge of the converging levee 103 increases as the inclined surface 102a decreases from the opening 101 side toward the lower edge. The height to the edge is high. Inside the converging dam 103, a buoyancy chamber (not shown) for providing buoyancy to the hydroelectric generator A is provided.

前記したように浮体１の中心部に設けた開口１０１の下方にはプール１０６が配設されている。このプール１０６は、開口１０１とほぼ同心に配設されており、中底１０７によって上部プール１０６ａと下部プール１０６ｂに仕切られている。上部プール１０６ａは、開口１０１側から解放されている。上部プール１０６ａと下部プール１０６ｂとは複数設けた連通部１０８によって連通している。この複数の連通部１０８それぞれの内部には、後述する発電機１０９を駆動させるための水車１１０が配設されている。   As described above, the pool 106 is disposed below the opening 101 provided at the center of the floating body 1. The pool 106 is disposed substantially concentrically with the opening 101, and is divided into an upper pool 106a and a lower pool 106b by an insole 107. The upper pool 106a is released from the opening 101 side. The upper pool 106a and the lower pool 106b communicate with each other through a plurality of communicating portions 108. Inside each of the plurality of communication portions 108, a water wheel 110 for driving a generator 109 described later is disposed.

上部プール１０６ａの側壁の外側には、このプール側壁１０６ｃを囲むように浮力室１１２が形成されている。この浮力室１１２は、プール側壁１０６ｃと、傾斜部１０２ｂの傾斜面１０２ａの裏側と、隔壁１１３とによって密閉可能な空間として形成されている。この浮力室１１２には浮力の調整のためのバラスト水が出入りするため、不図示のノズルや通気配管並びにポンプ装置、波浪の大小による装置の浮沈コントロール設備等が設けられている。或いはスチロール等による浮力室が設けられている。   A buoyancy chamber 112 is formed outside the side wall of the upper pool 106a so as to surround the pool side wall 106c. The buoyancy chamber 112 is formed as a space that can be sealed by the pool side wall 106c, the back side of the inclined surface 102a of the inclined portion 102b, and the partition wall 113. The buoyancy chamber 112 is provided with ballast water for adjusting buoyancy, and is provided with unillustrated nozzles, ventilation pipes, a pump device, and a device for controlling the rise and fall of the device depending on the size of waves. Alternatively, a buoyancy chamber made of styrene or the like is provided.

傾斜面１０２ａには取水口１１４が設けられており、この取水口１１４からは上部プール１０６ａまで連通する取水路１１５が設けられている。この取水路１１５は、浮体１の外部の水を上部プール１０６ａに取り込むための水流路である。この取水路１１５の上部プール１０６ａの近傍には、上部プール１０６ａに取り込んだ水が浮体１の外部側へ逆流することを防止するための逆止手段１１６が配設されている。   A water intake 114 is provided on the inclined surface 102a, and a water intake passage 115 communicating from the water intake 114 to the upper pool 106a is provided. This intake channel 115 is a water channel for taking water outside the floating body 1 into the upper pool 106a. In the vicinity of the upper pool 106a of the intake channel 115, a check means 116 for preventing the water taken into the upper pool 106a from flowing back to the outside of the floating body 1 is disposed.

この逆止手段１１６は逆止弁でもよいが、より簡易な構造のものとして、取水路１１５を塞ぐことができる板状体を、取水路１１５を塞いだ状態よりも取水口１１４側へは逆流しないように取り付けたものでよい。なお、逆止手段１１６の取り付け位置は、取水路１１５内であれば上部プール１０６ａの近傍に限らず、上部プール１０６ａに取り込んだ水が浮体１の外部側へ逆流が防止できる位置であればよい。また、取水口１１４には取水フィン１１７が設けられている。   The check means 116 may be a check valve, but as a simpler structure, a plate-like body that can block the intake channel 115 is flown back to the intake port 114 side than the state where the intake channel 115 is blocked. It may be attached so as not to. The attachment position of the check means 116 is not limited to the vicinity of the upper pool 106a as long as it is in the intake channel 115, but may be a position where the water taken into the upper pool 106a can prevent backflow to the outside of the floating body 1. . The intake port 114 is provided with intake fins 117.

また、傾斜面１０２ａには、取水口１１４の下側に排水口１１８が設けられている。この排水口１１８からは下部プール１０６ｂまで連通する排水路１１９が設けられている。この排水路１１９は、下部プール１０６ｂの水を浮体１の外部に排水するための排水路である。この排水路１１９の排水口１１８の近傍には、浮体１の外部の水が下部プール１０６ｂに進入することを防止するための進入防止手段１２０が配設されている。   In addition, a drain port 118 is provided on the inclined surface 102a below the water intake port 114. A drainage channel 119 communicating from the drainage port 118 to the lower pool 106b is provided. This drainage channel 119 is a drainage channel for draining the water of the lower pool 106 b to the outside of the floating body 1. In the vicinity of the drainage port 118 of the drainage channel 119, an entry prevention means 120 for preventing water outside the floating body 1 from entering the lower pool 106b is disposed.

これら取水路１１５と排水路１１９とを一組として、複数組を傾斜面１０２ａの全周にわたって略等間隔に配設することが好ましい。例えば、隣り合う２つの収斂堤１０３によって画成された傾斜面１０２ａごとに一組を配設する。   It is preferable that the intake channel 115 and the drainage channel 119 are set as a set, and a plurality of sets are arranged at substantially equal intervals over the entire circumference of the inclined surface 102a. For example, one set is provided for each inclined surface 102 a defined by two converging ridges 103 adjacent to each other.

これにより、水上発電装置Ａを水面上に設置する際に、波の寄せてくる向きや水流の向きを考慮することなく水上発電装置Ａをどのような向きに設置しても変わらない発電効率で発電することができる。ただし、舵板操作による。水流の向きに関しては本発明の浮体回転軸を用いて、自動的に向きを変えて発電することもできる。また、プール１０６の上部プール１０６ａの側壁１０６ｃと排水路１１９の仕切り壁部において、メンテナンス用ドア１２１等も設けられている。   Thereby, when installing the water power generator A on the surface of the water, the power generation efficiency remains the same regardless of the direction in which the water power generator A is installed without considering the direction of waves and the direction of the water flow. It can generate electricity. However, it depends on the steering plate operation. With respect to the direction of the water flow, the floating body rotating shaft of the present invention can be used to automatically change the direction to generate power. In addition, a maintenance door 121 and the like are provided in the side wall 106c of the upper pool 106a of the pool 106 and the partition wall portion of the drainage channel 119.

前記のように連通部１０８内には連通部１０８内を上部プール１０６ａから下部プール１０６ｂへ流れる水を利用して発電機１０９を駆動させるための水車１１０が配設されている。水車１１０は、連通部１０８内を上部プール１０６ａから下部プール１０６ｂへ流れる水によって回転する。水車１１０の回転軸１２２は、連通部１０８の中心と同心となるように延設されている。これら水車１１０の回転軸１２２の上部には不図示の変速機が連結されており、該変速機を介して発電機１０９が連結されている。   As described above, the water wheel 110 for driving the generator 109 using the water flowing from the upper pool 106a to the lower pool 106b in the communication portion 108 is disposed in the communication portion 108. The water wheel 110 is rotated by the water flowing from the upper pool 106a to the lower pool 106b in the communication portion 108. The rotating shaft 122 of the water wheel 110 extends so as to be concentric with the center of the communication portion 108. A transmission (not shown) is connected to the upper part of the rotating shaft 122 of the water turbine 110, and a generator 109 is connected via the transmission.

図７は図１におけるＺ−Ｚ矢視図であり、舵板縦断面図である。舵板４は船舶に用いる舵板とほぼ類似の役目をする類似の形状のものである。本装置においてはプロペラタービン水車３を水流の流れに合わせて、効率良く回転させるために舵板４を設けている。   FIG. 7 is a ZZ arrow view in FIG. 1 and a longitudinal cross-sectional view of the steering plate. The rudder plate 4 has a similar shape and functions almost similar to a rudder plate used in a ship. In this apparatus, a rudder plate 4 is provided in order to efficiently rotate the propeller turbine turbine 3 in accordance with the flow of water.

舵板４の内部を上下に仕切る上部は舵板バラストタンク８ａとし、下部は舵板メンテナンス通路８ｂとしてある。舵板メンテナンス通路８ｂ，８ｃに連通した舵板発電機室８ｄにはプロペラ回転軸５と増速機６、発電機７等が配設されている。舵板バラストタンク８ａにはバラスト水の供給、排水ポンプ、通気口等の設備が設けられている。   The upper part which divides the inside of the rudder plate 4 up and down is a rudder plate ballast tank 8a, and the lower part is a rudder plate maintenance passage 8b. In the steering plate generator chamber 8d communicating with the steering plate maintenance passages 8b and 8c, the propeller rotary shaft 5, the speed increaser 6, the generator 7 and the like are disposed. The rudder plate ballast tank 8a is provided with facilities such as a supply of ballast water, a drainage pump, and a vent.

図８は、図１のＷ部におけるプロペラタービン水車３の取付けられた部分を示す縦断面拡大図である。図９は、図１のＷ部を示す図８の平面図である。図１０は図８におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。   FIG. 8 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a portion where the propeller turbine turbine 3 is attached in the W portion of FIG. 1. FIG. 9 is a plan view of FIG. 8 showing the W portion of FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.

図８および図９において、海流・潮流等の流体の流れ方向ＳＦの上流側となる部分に舵板発電機室８ｄが設けられている。また、舵板発電機室８ｄ内には、下流側に外壁１３１が設けられている。外壁１３１は、外壁１３１よりも外の外海１３２の海水が舵板発電機室８ｄに流入しないようになっている。舵板発電機室８ｄの外壁１３１にはプロペラタービン水車３の回転を伝達する回転軸５が挿通されている。   8 and 9, a steering plate generator room 8d is provided at a portion on the upstream side in the fluid flow direction SF such as ocean current and tidal current. Further, an outer wall 131 is provided on the downstream side in the steering plate generator room 8d. The outer wall 131 prevents the seawater of the outer sea 132 outside the outer wall 131 from flowing into the steering plate generator room 8d. A rotating shaft 5 that transmits the rotation of the propeller turbine turbine 3 is inserted through the outer wall 131 of the steering plate generator chamber 8d.

外壁１３１を貫通する部分には軸受１３３が設けられている。軸受１３３は、回転軸５の回転を円滑に回転させるだけでなく、外海１３２からの海水が舵板発電機室８ｄ内に流入、漏水させないようにするための止水防止機能も備えている。回転軸５からの回転力により、舵板発電機室８ｄ内に配設した発電機７が駆動され、発電される。なお、前記のように増速機６および発電機７の代わりに油圧ポンプ、油圧配管等により、運転室２に油圧動力を伝導し、運転室２内の発電機を回転させて発電するようにしてもよい。   A bearing 133 is provided in a portion that penetrates the outer wall 131. The bearing 133 not only smoothly rotates the rotating shaft 5 but also has a water stop prevention function for preventing seawater from the open sea 132 from flowing into the steering plate generator room 8d and leaking water. The generator 7 disposed in the steering plate generator room 8d is driven by the rotational force from the rotary shaft 5 to generate electricity. As described above, hydraulic power is transmitted to the cab 2 by a hydraulic pump, hydraulic piping, etc. instead of the speed increaser 6 and the generator 7, and the generator in the cab 2 is rotated to generate electric power. May be.

外壁１３１の外側には自在継手９が設けられている。この自在継手９を介して前記回転軸５と回転軸５ａとが連結されている。これにより、回転軸５ａは回転軸５に対して屈折して角度変化することができる。さらに回転軸５ａの途中にはアーム軸受１０を設けてある。図８、図９、図１０において軸受部の両側のアーム１０ａに挟まれた中で両腕を延ばしたようにアーム軸受１０が設けられると共に、その中に回転軸５ａが通されている。また、アーム１０ａの屈折（支持）点１０ｂの軸受１０ｄは舵板発電機室８ｄの外壁１３１に固着されている。   A universal joint 9 is provided outside the outer wall 131. The rotary shaft 5 and the rotary shaft 5a are connected via the universal joint 9. Thereby, the rotating shaft 5a can be refracted with respect to the rotating shaft 5 and change its angle. Further, an arm bearing 10 is provided in the middle of the rotating shaft 5a. 8, 9, and 10, the arm bearing 10 is provided so that both arms are extended while being sandwiched between the arms 10 a on both sides of the bearing portion, and the rotating shaft 5 a is passed therethrough. Further, the bearing 10d of the refraction (support) point 10b of the arm 10a is fixed to the outer wall 131 of the steering plate generator room 8d.

図８における前記した自在継手９の屈折点９ａとアーム１０ａの屈折（支持）点１０ｂを一致させ、ここを支点に回転軸５ａをメンテナンス時においては最大屈折角度α或いは運転時屈折角度β１、β２の範囲で屈折させることができる。図９において、両側のアーム１０ａの屈折（支持）点１０ｂに設けたピン１０ｃが左右同様に設けられている。したがって、アーム１０ａの屈折（支持）点１０ｂを両側に設け、その中で、回転軸５、５ａの屈折点９ａが回転するため、左右両方向には屈折できないが上下方向には屈折しながら回転軸５ａの回転を回転軸５に伝えられる。   In FIG. 8, the refraction point 9a of the universal joint 9 and the refraction (support) point 10b of the arm 10a are made coincident with each other, and the rotation axis 5a is used as a fulcrum at the time of maintenance, the maximum refraction angle α or the operation refraction angles β1, β2. It can be refracted in the range. In FIG. 9, pins 10c provided at the refraction (support) points 10b of the arms 10a on both sides are provided in the same manner on the left and right. Accordingly, the refraction (support) points 10b of the arm 10a are provided on both sides, and the refraction points 9a of the rotation shafts 5 and 5a rotate therein. The rotation of 5a is transmitted to the rotating shaft 5.

また、アーム軸受１０の上面にアイプレート１３４、穴１３５を設け、前記したワイヤーロープ１３の一端を通し、縛り付け、ウインチ１１でワイヤーロープ１３を索引することにより回転軸５ａを屈折させることができる。これにより、装置の曳航、運搬、移動時におけるプロペラタービン水車３の破壊を防止することができる。   In addition, the eye plate 134 and the hole 135 are provided on the upper surface of the arm bearing 10, the one end of the wire rope 13 is passed through and tied, and the wire rope 13 is indexed by the winch 11 so that the rotating shaft 5 a can be refracted. Thereby, destruction of the propeller turbine turbine 3 at the time of towing, transportation and movement of the device can be prevented.

さらに回転軸５ａの下流側先端には、プロペラタービン水車３が設けられている。プロペラタービン水車３のブレード１３６はハブ１３７を介して回転軸５ａにしっかりと締め付けられている。ハブ１３７には水中における複数枚のブレード１３６とハブ１３７、アーム軸受１０ならびに回転軸５ａの重量と海水中の浮力のバランスとキャビテーション防止対策のために浮力体１３８とが設けられている。   Furthermore, a propeller turbine turbine 3 is provided at the downstream end of the rotating shaft 5a. The blade 136 of the propeller turbine turbine 3 is firmly fastened to the rotating shaft 5 a via the hub 137. The hub 137 is provided with a plurality of blades 136 in the water, a hub 137, the arm bearing 10, and a buoyancy body 138 for balancing the weight of the rotary shaft 5a and the buoyancy in seawater and for preventing cavitation.

図９に示したように、２機のプロペラタービン水車３が一対設けられている。２機のプロペラタービン水車３は、それぞれのハブ１３７から真直ぐに延びる回転軸５ａの軸心が平行となるように配設されている。   As shown in FIG. 9, a pair of two propeller turbine turbines 3 is provided. The two propeller turbine turbines 3 are arranged so that the axes of the rotating shafts 5a extending straight from the respective hubs 137 are parallel to each other.

また、浮体支持軸１４は、２機のプロペラタービン水車３それぞれの回転軸５ａの軸心の延びる延長方向にあって、２本の軸心間の真ん中に位置している。２つのプロペラタービンの回転方向は反対になっている。これにより、２機のプロペラタービン水車３によるトルクは相殺されて、浮体１が一方に回転してしまうことなく、海流・潮流に対して最適な方向が維持される。   The floating body support shaft 14 is located in the middle of the two shaft centers in the extending direction of the shaft center of the rotation shaft 5a of each of the two propeller turbine turbines 3. The directions of rotation of the two propeller turbines are opposite. Thereby, the torque by the two propeller turbine turbines 3 is canceled out, and the optimum direction with respect to the ocean current / tidal current is maintained without the floating body 1 rotating in one direction.

以上のような構成において、台風時等における水上発電装置Ａ全体のピッチングに対しても、海流・潮流等の水上発電装置Ａにおけるプロペラタービン水車３の回転は、図８に示したように自在継手９におけるβ１或いはβ２の屈折作用によってピッチング現象を吸収し、安定回転、ならびに装置全体の安定性、安全性に富み、効率上昇が期待できる。   In the configuration as described above, the rotation of the propeller turbine turbine 3 in the water power generation apparatus A such as a sea current / tidal current also causes the universal joint as shown in FIG. The pitching phenomenon is absorbed by the refraction action of β1 or β2 at 9, and stable rotation, the stability and safety of the entire apparatus are rich, and an increase in efficiency can be expected.

図１において水上発電装置Ａの浮体１の上部には、浮体１の中心部を縦方向上方に延びるタワー２４を延設した場合を破線で示してある。このタワー２４の上部にナセル２５とブレード２６が配設され、風車２７を形成する。   In FIG. 1, a case where a tower 24 extending vertically upward in the center of the floating body 1 is shown by a broken line at the upper part of the floating body 1 of the floating power generator A. A nacelle 25 and blades 26 are disposed on the top of the tower 24 to form a windmill 27.

海洋上で風が吹き、波が立ち、風車２７が稼働して発電した電力と、これまでに説明を行った波力発電、海流・潮流等による水上発電装置で発電した電力を総合的に電力回収設備２９に回収したのち前記ケーブル挿通管３４内に設けたケーブル３４ａを介して陸上等送電目的地まで送電することができる。   Wind power, waves are generated on the ocean, wind turbines 27 are in operation, and power generated by the wave power generation described above, and power generated by water power generators such as ocean currents and tidal currents. After being collected in the collection facility 29, power can be transmitted to a power transmission destination such as land via a cable 34 a provided in the cable insertion pipe 34.

図１１（Ａ）は海流・潮流等の流速分布一例図であり、図１１（Ｂ）は海流・潮流等の流水受水面形状一例図である。また、図１１（Ｃ）は海流・潮流等のベクトルの一例を示す図である。   11A is an example of a flow velocity distribution such as an ocean current / tidal current, and FIG. 11B is an example of a shape of a water receiving surface such as an ocean current / tidal current. FIG. 11C is a diagram illustrating an example of vectors such as ocean currents and tidal currents.

図１２および図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る水上発電装置Ｂを示し、浮体支持軸１４の構造を有する支持軸を備えた水上発電装置Ｂの低層水（栄養塩水）の取水構成図である。本図においては汲み上げた低層水（栄養塩水）をプロペラタービン水車３の上流側に放水し、外海に拡散するものである。設計次第では、この水をホース等を用いて使用目的の養殖場等に給水することも可能である。   FIGS. 12 and 13 show a water power generator B according to a second embodiment of the present invention, and the low-layer water (nutrient salt water) of the water power generator B having a support shaft having the structure of the floating support shaft 14 is shown. It is a water intake block diagram. In this figure, the pumped-up low-rise water (nutrient salt water) is discharged to the upstream side of the propeller turbine turbine 3 and diffused to the open sea. Depending on the design, it is possible to supply this water to a target farm using a hose or the like.

本実施の形態に係る水上発電装置Ｂは、波浪などによる浮体１と浮体支持軸１４の上下動に対して逆止弁１５８、１６２の作用によってある程度の低層水を汲み上げることが可能であるが汲み上げ量をより一層大きくするために、水中ポンプ１５４を設けてある。   The floating power generator B according to the present embodiment can pump a certain amount of low-rise water by the action of the check valves 158 and 162 against the vertical movement of the floating body 1 and the floating body support shaft 14 due to waves or the like. In order to further increase the quantity, a submersible pump 154 is provided.

前記した浮体１の浮体支持軸１４はほぼ鉛直に海中に延び、水中の下延軸部１４０の上部には屈折部Ｊとチェーン取付部２１が設けられている。屈折部Ｊの上方に塞ぎ板１５１が設けられている。塞ぎ板１５１は、浮体支持軸１４の上軸部７４ａの内側軸断面を全面的に塞いでいる。   The floating body support shaft 14 of the floating body 1 extends substantially vertically into the sea, and a refracting portion J and a chain attachment portion 21 are provided on an upper portion of the underwater shaft portion 140. A closing plate 151 is provided above the refracting portion J. The closing plate 151 covers the entire inner axial cross section of the upper shaft portion 74a of the floating body support shaft 14.

塞ぎ板１５１の中央部には、穴１５２とノズル１５３が設けられている。下延軸部１４０内部でこの塞ぎ板１５１には水中ポンプ１５４が配設されている。水上発電装置Ｂの中心線２ｃが中心を通るように穿設した穴１５２には、水中ポンプ１５４の取水口１５５が通されている。   A hole 152 and a nozzle 153 are provided in the central portion of the closing plate 151. A submersible pump 154 is disposed on the closing plate 151 inside the lower extending shaft portion 140. The water intake 155 of the submersible pump 154 is passed through the hole 152 drilled so that the center line 2c of the surface power generator B passes through the center.

水中ポンプ１５４の回転は、運転室２内の保護ボックス４５の上部に設けた駆動モーター３４ｆによって行われる。駆動モーター３４ｆから延びる回転軸３４ｃおよび保護管３４ｂが前記ケーブル挿通管３４の内部において水上発電装置Ｂの中心線２ｃと同心となるように設けられている。これにより、駆動モーター３４ｆの回転は水中ポンプ１５４に伝達される。   The rotation of the submersible pump 154 is performed by a drive motor 34 f provided on the upper part of the protective box 45 in the cab 2. A rotating shaft 34c and a protective tube 34b extending from the drive motor 34f are provided so as to be concentric with the center line 2c of the water power generator B inside the cable insertion tube 34. Thereby, the rotation of the drive motor 34f is transmitted to the submersible pump 154.

水中ポンプ１５４が回転すると浮体支持軸１４内を汲み上げられた低層水は、水中ポンプ１５４の取水口１５５から塞ぎ板１５１を通過して、屈折部Ｊの上方にある上部室１５６に送られる。該上部室１５６の上方には前記した上端フランジ７１、チェーン取付部２１等が設けられている。チェーン取付部２１とほぼ同レベルの位置にノズル１５７、逆止弁１５８、放水口１５９を一組として、浮体支持軸１４の上軸部屈折胴７４ａの円周上に複数組が設けられている。   When the submersible pump 154 rotates, the low-rise water drawn up in the floating body support shaft 14 passes through the closing plate 151 from the intake port 155 of the submersible pump 154 and is sent to the upper chamber 156 above the refracting section J. Above the upper chamber 156, the upper end flange 71, the chain attachment portion 21 and the like are provided. A plurality of sets are provided on the circumference of the upper shaft refracting cylinder 74a of the floating body support shaft 14 with the nozzle 157, the check valve 158, and the water outlet 159 as a set at a position substantially the same level as the chain mounting portion 21. .

このため、水中ポンプ１５４で汲み上げた低層水は浮体支持軸１４の上部室１５６から、ノズル１５７、逆止弁１５８、放水口１５９を介して外海に放水される。放水された低層水は海流・潮流の水に流されながらプロペラタービン水車３の回転により拡散される。   Therefore, the low-rise water pumped up by the submersible pump 154 is discharged from the upper chamber 156 of the floating body support shaft 14 to the open sea through the nozzle 157, the check valve 158, and the water discharge port 159. The discharged low-rise water is diffused by the rotation of the propeller turbine turbine 3 while flowing into the ocean current / tidal current.

一方、浮体１の浮体支持軸１４の下端部に錘１９が設けられると共に、浮体支持軸１４の最下端にはフランジ１４ｄが設けられている。フランジ１４ｄの下方には相フランジ１６０に繋がるフレキシブルホース１６１、逆止弁１６２、取水口１６３が設けられている。取水口１６３は、フレキシブルホース１６１にて取水目的の位置まで下げられている。このため水中ポンプ１５４が稼働すると取水目的の低層水（栄養塩水）等を取水して上部放水口１５９より放水することができる。   On the other hand, a weight 19 is provided at the lower end of the floating body support shaft 14 of the floating body 1, and a flange 14 d is provided at the lowermost end of the floating body support shaft 14. A flexible hose 161, a check valve 162, and a water intake port 163 connected to the companion flange 160 are provided below the flange 14d. The water intake 163 is lowered to a position for water intake by the flexible hose 161. For this reason, when the submersible pump 154 is operated, low-layer water (nutrient salt water) or the like for water intake can be taken in and discharged from the upper water outlet 159.

図１４は、図１３におけるＶ−Ｖ矢視断面図である。図示したように、同心多重に構成された管の外側にケーブル挿通管３４が設けられている。このケーブル挿通管３４の内部には、ケーブル３４ａの分割ケーブル４３ａ、４３ｂ、４３ｃが同一の円周上にほぼ等間隔に設けられている。これら分割ケーブル４３ａ、４３ｂ、４３ｃよりも中心寄りには保護管３４ｂが設けられている。さらにその内側の中心部には回転軸３４ｃが設けられている。   14 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. As shown in the figure, a cable insertion tube 34 is provided outside a tube configured concentrically. Inside the cable insertion tube 34, the split cables 43a, 43b, 43c of the cable 34a are provided on the same circumference at substantially equal intervals. A protective tube 34b is provided closer to the center than these split cables 43a, 43b, 43c. Further, a rotation shaft 34c is provided at the center part inside thereof.

また、設計条件次第であるが、保護管３４ｂの内側には樹脂ライニング３４ｄが設けられ、さらにその内側には間隙３４ｅを有している。この間隙３４ｅ或いはケーブル挿通管３４と保護管３４ｂの間隙には水上発電装置Ｂの上部から海水などの冷却水を注入して回転軸３４ｃとその関連軸受け、樹脂ライニング３４ｄ、および分割ケーブル４３ａ、４３ｂ、４３ｃ等を冷却することもある。   Depending on the design conditions, a resin lining 34d is provided on the inner side of the protective tube 34b, and a gap 34e is provided on the inner side. Cooling water such as seawater is injected into the gap 34e or the gap between the cable insertion pipe 34 and the protection pipe 34b from the upper part of the hydroelectric generator B to rotate the rotary shaft 34c and its associated bearing, the resin lining 34d, and the split cables 43a and 43b. , 43c, etc. may be cooled.

図１５は、乾ドック内における錘製作要領図である。本図はドック１６５内でおもり１９の製作時における錘荷重は相当量の荷重となるため、ドック１６５に常備のクレーンなどでは吊ることができない。このため、錘１９の両側に設けたバラストタンク２０ａ、２０ｂ双方を連通させる連通口２０ｃが設けられている。   FIG. 15 is a diagram of the weight manufacturing procedure in the dry dock. In this figure, since the weight load at the time of manufacturing the weight 19 in the dock 165 is a considerable amount of load, it cannot be hung on the dock 165 with a crane or the like. For this reason, the communication port 20c which connects both the ballast tanks 20a and 20b provided in the both sides of the weight 19 is provided.

図１６は水張りドック内における錘回転取付け要領図である。本図においては錘１９の製作は全て完了した時点でドック１６５内に水を入れ、錘１９を浮上させる。浮上した錘１９は重心の関係から製作時とは違い浮上しているため、バランスを失い重心と浮心との関係からフランジ１４ｂは下向きとなる。しかし、大きなバランス崩れではないため、このフランジ接続先のフランジ１４ｃにロープや船などで引き寄せて比較的簡単に双方のフランジをボルト締めすることができる。   FIG. 16 is a diagram showing how to rotate the spindle in the water filled dock. In this figure, when the manufacture of the weight 19 is completed, water is put into the dock 165 and the weight 19 is floated. The floated weight 19 floats due to the relationship between the center of gravity and is different from that at the time of manufacture. Therefore, the weight 14 loses balance and the flange 14b faces downward due to the relationship between the center of gravity and the floating center. However, since the balance is not greatly lost, both flanges can be bolted relatively easily by pulling the flange connection destination flange 14c with a rope or a ship.

ここで、錘１９の両側に両側均等なバラストタンク２０ａ、２０ｂを設け双方を連通口２０ｃで連通させ、多少フランジ１４ｂの方が重くなるように設計することにより、非常に簡単に作業が行える。   Here, the ballast tanks 20a and 20b which are equal on both sides are provided on both sides of the weight 19, and both are made to communicate with each other through the communication port 20c, so that the flange 14b is somewhat heavier.

また、風力発電装置内にクレーンを備えることにより、水上風力発電装置の重量バランスを取るだけでなく、外部の大がかりなレッカー、重機、クレーン台船等の出動を削減し、水上風力発電装置の組み立て、設置、保守、点検、メンテナンスなどが容易になる。さらに、風波、うねり等荒海域でのメンテナンス作業の危険性の改善、現地工事の削減、簡略化によって稼働率を高め、トータルシステムとして、安全性、安定性、経済性等において総合的に勝り、製造コストならびに発電原価等の大幅な引き下げが可能となる。   Also, by installing a crane in the wind turbine generator, not only balance the weight of the floating wind turbine generator, but also reduce the dispatch of large external wreckers, heavy equipment, crane carrier, etc. Installation, maintenance, inspection, maintenance, etc. become easier. Furthermore, it improves the operating rate by improving the risk of maintenance work in rough seas such as wind waves and swells, reducing the number of local works, and simplifying it, and as a total system, it is overall superior in terms of safety, stability, economy, Manufacturing costs and power generation costs can be significantly reduced.

図１７は、本発明の第３の実施の形態に係る水上発電装置Ｃを示している。この水上発電装置Ｃの備える浮体支持軸１４Ａは、第１の実施の形態に係る水上発電装置Ａにおける浮体支持軸１４から回転軸部Ｓを除いた軸構造を有している。なお、第１の実施の形態に係る水上発電装置Ａにおける構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。   FIG. 17 shows a water power generator C according to a third embodiment of the present invention. The floating body support shaft 14A included in the water power generation apparatus C has a shaft structure in which the rotating shaft portion S is removed from the floating body support shaft 14 in the water power generation apparatus A according to the first embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component in the water power generator A which concerns on 1st Embodiment, and those description is abbreviate | omitted.

浮体支持軸１４Ａは、全体として一本の軸状を成している。浮体支持軸１４Ａは、浮体１に連結された浮体連結軸部３１０と、この浮体連結軸部３１０よりも下方に延びる下延軸部１４０とを有している。浮体連結軸部３１０は、水上発電装置Ａにおける浮体連結軸部３１の上端が運転室２の床板２ａまで延びているが、上端がプール１０６の中底１０７よりもやや上方にまでしか延びていない点で異なっている。   The floating body support shaft 14A forms a single shaft as a whole. The floating body support shaft 14 </ b> A includes a floating body coupling shaft portion 310 coupled to the floating body 1 and a downward extending shaft portion 140 that extends downward from the floating body coupling shaft portion 310. In the floating body connecting shaft portion 310, the upper end of the floating body connecting shaft portion 31 in the hydroelectric generator A extends to the floor plate 2 a of the cab 2, but the upper end extends only slightly above the middle bottom 107 of the pool 106. It is different in point.

浮体連結軸部３１０の下端には、屈折部Ｊの屈折胴７４ａが連結固定されている。屈折胴７４ａには、屈折ピン１５により該屈折ピン１５を回動中心軸として上方に回動可能な屈折胴７４ｂが連結されている。また、上記実施の形態と同様に胴当て８５が取り付けられている。   A refracting cylinder 74 a of the refracting portion J is connected and fixed to the lower end of the floating body connecting shaft portion 310. A refracting cylinder 74b is connected to the refracting cylinder 74a by the refracting pin 15 so as to be rotatable upward with the refracting pin 15 as a rotation center axis. Moreover, the trunk pad 85 is attached similarly to the said embodiment.

これよりも下部の構成は、第１の実施の形態と同様である。なお、第１の実施の形態では屈折胴７４ａにチェーン取付部２１が設けられている。本実施の形態においても屈折胴７４ａにチェーン取付部２１を設けることができるが、図１７には浮体１の底板１１１にチェーン取付部２１０を設けたものが例示されている。また、チェーン取付部２１０は中底１０７に設けてもよい。   The structure below this is the same as in the first embodiment. In the first embodiment, the chain attaching portion 21 is provided on the refractive cylinder 74a. Also in the present embodiment, the chain attaching portion 21 can be provided on the refracting cylinder 74a, but FIG. 17 illustrates an example in which the chain attaching portion 210 is provided on the bottom plate 111 of the floating body 1. Further, the chain attachment portion 210 may be provided on the insole 107.

図１８は、本発明の第４の実施の形態に係る水上発電装置Ｄを示している。この水上発電装置Ｄの備える浮体支持軸１４Ａは、第３の実施の形態に係る水上発電装置Ｃにおける浮体支持軸１４Ａと同じである。また、浮体１の底板１１１または中底１０７にチェーン取付部２１０を設けたことも第３の実施の形態に係る水上発電装置Ｃと同様である。さらに、第２の実施の形態に係る水上発電装置Ｂと同様にプロペラタービン水車３を備えている。即ち、本実施の形態に係る水上発電装置Ｄは、第３の実施の形態に係る水上発電装置Ｃにプロペラタービン水車３を設けたものである。   FIG. 18 shows a water power generator D according to the fourth embodiment of the present invention. The floating body support shaft 14A included in the water power generator D is the same as the floating body support shaft 14A in the water power generator C according to the third embodiment. Further, the chain attachment portion 210 is provided on the bottom plate 111 or the midsole 107 of the floating body 1 as in the water power generator C according to the third embodiment. Further, a propeller turbine turbine 3 is provided in the same manner as the hydroelectric generator B according to the second embodiment. That is, the water power generator D according to the present embodiment is obtained by providing the propeller turbine turbine 3 to the water power generator C according to the third embodiment.

本発明の第１の実施の形態から第４の実施の形態それぞれに係る水上発電装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、いずれも浮体支持軸を途中で屈折させることができるので、海洋上での移動が容易であり、各種の装置を設置した浮体を海洋上の所望の場所に設置して、風と波と海流のエネルギーを利用した複合発電を容易にすることができる。   Since the floating power generators A, B, C, and D according to the first to fourth embodiments of the present invention can all refract the floating body support shaft in the middle, It is easy to move, and a floating body equipped with various devices can be installed at a desired location on the ocean to facilitate combined power generation using wind, wave, and ocean current energy.

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。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be changed or added without departing from the scope of the present invention. Included in the invention.

本発明に係る機構および装置は、海洋上において、使用する浮体式の水上発電装置に限られることなく、広く適用することができる。また、風力、波力、海流、潮流、潮汐、河川流水発電装置や、これらの固定式発電装置等の海洋エネルギーを利用する分野等にも広く使用できる。   The mechanism and apparatus according to the present invention can be widely applied on the ocean without being limited to the floating type floating power generation apparatus to be used. Further, it can be widely used in fields using marine energy such as wind power, wave power, ocean current, tidal current, tide, river water power generator, and these fixed power generators.

Ａ…水上発電装置
Ｂ…水上発電装置
Ｃ…水上発電装置
Ｄ…水上発電装置
Ｊ…屈折部
Ｆ…風
ＳＦ…流体の流れ方向
ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４…海流・潮流の流速
ＳＷ…海面（水面）
ＳＧ…海底（水底）
Ｓ…回転軸部
α…最大屈折角度
β１、β２…運転時最大屈折角度
１…浮体
２…運転室
２ａ…運転室の床板
２ｃ…中心線
３…プロペラタービン水車
４…舵板
５、５ａ…回転軸
６…増速機
７…発電機
８ａ…舵板バラストタンク
８ｂ、８ｃ…舵板メンテナンス通路
８ｄ…舵板発電機室
９…自在継手
９ａ…自在継手の屈折点
１０…アーム軸受
１０ａ…アーム
１０ｂ…屈折（支持）点
１０ｃ…ピン
１０ｄ…軸受
１１…ウインチ
１２…滑車
１３…ワイヤーロープ
１４…浮体支持軸
１４Ａ…浮体支持軸
１４ａ…サドル
１４ｂ、１４ｃ…フランジ
１５…屈折ピン（回動中心軸）
１６…補助浮体
１６ａ…スリーブ管
１６ｂ、１６ｃ、１６ｆ…滑車
１６ｄ…サドル
１６ｅ…ベース
１７…ウインチ
１８…ワイヤーロープ
１９…錘
２０ａ、２０ｂ…バラストタンク
２０ｃ…連通口
２１…チェーン取付部
２２…係留チェーン
２３…アンカー
２４…タワー
２５…ナセル
２６…ブレード
２７…風車
２８…発電機
２９…電力回収設備
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…分割ケーブル
３１…浮体連結軸部
３２…フランジ
３３…底板
３３ａ…補強骨
３４…ケーブル挿通管
３４ａ…ケーブル
３４ｂ…保護管
３４ｃ…回転軸
３４ｄ…ライニング
３４ｅ…間隙
３４ｆ…駆動モーター
３５、３５ａ…シール
３６、３６ａ…シールボックス
３７…内部室
３８…押さえリング
４０…リング
４０ａ…スペーサー
４０ｂ…縦フランジ
４０ｃ…ボルト
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…電導リングレール
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…碍子
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…分割ケーブル
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ…ブラシ
４５…保護ボックス
４５ａ…サポート
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…サポート
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…碍子
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ…スプリング
４９…水中ポンプ
５１…相フランジ
５２…摺動胴（上部胴）
５３…摺動フランジ
５４…摺動シート
５５…摺動フランジ
５６…支持軸胴（下部胴）
５７…フランジ
５８…内胴
５９、６０…摺動シート
６１…鋏環
６２…フランジ
６３…ボルト
７１…上端フランジ
７１ａ…補強骨
７２…ボルト
７３…貫通部
７４ａ…屈折胴（上軸部）
７４ｂ…屈折胴（下軸部）
７５…貫通部
７６…リング
７７、７８…フランジ
７９…斜面フランジ
８０、８１…フランジ
８２…斜面フランジ
８３ａ、８３ｂ…当板
８４…ナット
８５…胴当て
８６、８７、８８…フランジ
８９…アイプレート
９０…ヒンジ
９１…ピン
９２…アイプレート
９３…補助浮体
１０１…開口
１０２ａ…傾斜面
１０２ｂ…傾斜部
１０３…収斂堤
１０４…バランス浮体
１０６…プール
１０６ａ…上部プール
１０６ｂ…下部プール
１０６ｃ…側壁
１０７…中底
１０８…連通部
１０９…発電機
１１０…水車
１１１…底板
１１２…浮力室
１１３…隔壁
１１４…取水口
１１５…取水路
１１６…逆止手段
１１７…取水フィン
１１８…排水口
１１９…排水路
１２０…進入防止手段
１２１…メンテナンス用ドア
１２２…回転軸
１３１…外壁
１３２…外海
１３３…軸受
１３４…アイプレート
１３５…穴
１３６…ブレード
１３７…ハブ
１３８…浮力体
１４０…下延軸部
１５１…塞ぎ板
１５２…穴
１５３…ノズル
１５４…水中ポンプ
１５５…取水口
１５６…上部室
１５７…ノズル
１５８…逆止弁
１５９…放水口
１６０…相フランジ
１６１…フレキシブルホース
１６２…逆止弁
１６３…取水口
１６４…低層水（栄養塩水）
１６５…ドック
１６６…枕木
２１０…チェーン取付部
３１０…浮体連結軸部 A: Water power generation device B ... Water power generation device C ... Water power generation device D ... Water power generation device J ... Refraction part F ... Wind SF ... Fluid flow direction SF1, SF2, SF3, SF4 ... Current flow velocity SW ... Water surface)
SG ... Sea floor (water bottom)
S: Rotating shaft α: Maximum refraction angle β1, β2: Maximum refraction angle during operation 1: Floating body 2 ... Driver's cab 2a ... Driver's cab floor plate 2c ... Center line 3 ... Propeller turbine turbine 4 ... Rudder plate 5, 5a ... axis
6 ... Speed increaser 7 ... Generator 8a ... Rudder plate ballast tank 8b, 8c ... Rudder plate maintenance passage 8d ... Rudder plate generator chamber 9 ... Universal joint 9a ... Refraction point 10 of universal joint ... Arm bearing 10a ... Arm 10b ... Refraction (support) point 10c ... pin 10d ... bearing 11 ... winch 12 ... pulley 13 ... wire rope 14 ... floating body support shaft 14A ... floating body support shaft 14a ... saddle 14b, 14c ... flange 15 ... refractive pin (rotation center axis)
16 ... auxiliary floating body 16a ... sleeve pipes 16b, 16c, 16f ... pulley 16d ... saddle 16e ... base 17 ... winch 18 ... wire rope 19 ... weight 20a, 20b ... ballast tank 20c ... communication port 21 ... chain attachment portion 22 ... mooring chain 23 ... Anchor 24 ... Tower 25 ... Nacelle 26 ... Blade 27 ... Windmill 28 ... Generator 29 ... Power recovery equipment 30a, 30b, 30c ... Split cable 31 ... Floating body connecting shaft 32 ... Flange 33 ... Bottom plate 33a ... Reinforcement bone 34 ... Cable insertion tube 34a ... Cable 34b ... Protective tube 34c ... Rotating shaft 34d ... Lining 34e ... Gap 34f ... Drive motor 35, 35a ... Seal 36, 36a ... Seal box 37 ... Inner chamber 38 ... Holding ring 40 ... Ring 40a ... Spacer 40b ... Vertical flange 40c ... Bolts 41a, 41b, 1c ... Conducting ring rails 42a, 42b, 42c ... Insulators 43a, 43b, 43c ... Split cables 44a, 44b, 44c ... Brushes 45 ... Protective box 45a ... Supports 46a, 46b, 46c ... Supports 47a, 47b, 47c ... Insulators 48a, 48b, 48c ... Spring 49 ... Submersible pump 51 ... Companion flange 52 ... Sliding cylinder (upper cylinder)
53 ... Sliding flange 54 ... Sliding sheet 55 ... Sliding flange 56 ... Support shaft cylinder (lower cylinder)
57 ... Flange 58 ... Inner cylinder 59, 60 ... Sliding sheet 61 ... Ring 62 ... Flange 63 ... Bolt 71 ... Upper end flange 71a ... Reinforcement bone 72 ... Bolt 73 ... Penetrating part 74a ... Refraction cylinder (upper shaft part)
74b ... Refraction body (lower shaft part)
75 ... Penetrating part 76 ... Ring 77, 78 ... Flange 79 ... Slope flange 80, 81 ... Flange 82 ... Slope flange 83a, 83b ... Contact plate 84 ... Nut 85 ... Trunk rest 86, 87, 88 ... Flange 89 ... Eye plate 90 ... Hinge 91 ... Pin 92 ... Eye plate 93 ... Auxiliary floating body 101 ... Opening 102a ... Inclined surface 102b ... Inclined portion 103 ... Converging float 106 ... Pool 106a ... Upper pool 106b ... Lower pool 106c ... Side wall 107 ... Insole DESCRIPTION OF SYMBOLS 108 ... Communication part 109 ... Generator 110 ... Water wheel 111 ... Bottom plate 112 ... Buoyancy chamber 113 ... Bulkhead 114 ... Water intake 115 ... Water intake path 116 ... Non-return means 117 ... Water intake fin 118 ... Water discharge port 119 ... Water flow path 120 ... Ingress prevention Means 121 ... Maintenance door 122 ... Rotary shaft 131 ... Outer wall 132 ... Outer sea 133 ... Bearing 1 4 ... Eye plate 135 ... Hole 136 ... Blade 137 ... Hub 138 ... Buoyant body 140 ... Lower shaft part 151 ... Blocking plate 152 ... Hole 153 ... Nozzle 154 ... Submersible pump 155 ... Water intake 156 ... Upper chamber 157 ... Nozzle 158 ... Check valve 159 ... Water outlet 160 ... Companion flange 161 ... Flexible hose 162 ... Check valve 163 ... Water intake 164 ... Low-rise water (nutrient salt water)
165 ... Dock 166 ... Sleeper 210 ... Chain attachment part 310 ... Floating body connecting shaft part

Claims (8)

各種の装置を設置して水面上に浮かべる浮体を支持するための浮体支持軸の軸構造において、
前記浮体支持軸は、全体として一本の軸状を成し、前記浮体に連結された浮体連結軸部と、該浮体連結軸部よりも下方に延びる下延軸部とから成り、
前記下延軸部は、上軸部及び下軸部から成り、前記上軸部と前記下軸部とは、前記下軸部を上軸部へ向けて回動可能とする回動中心軸によって連結されたことを特徴とする浮体支持軸の軸構造。 In the shaft structure of the floating body support shaft for supporting the floating body floating on the water surface by installing various devices,
The floating body support shaft forms a single shaft as a whole, and includes a floating body connecting shaft portion connected to the floating body, and a downward extending shaft portion extending downward from the floating body connecting shaft portion,
The lower extending shaft portion includes an upper shaft portion and a lower shaft portion, and the upper shaft portion and the lower shaft portion are formed by a rotation center shaft that allows the lower shaft portion to rotate toward the upper shaft portion. A shaft structure of a floating support shaft characterized by being connected. 各種の装置を設置して水面上に浮かべる浮体を支持するための浮体支持軸の軸構造において、
前記浮体支持軸は、全体として一本の軸状を成し、前記浮体に連結された浮体連結軸部と、該浮体連結軸部よりも下方に延びる下延軸部と、該下延軸部と前記浮体連結軸部とを相対回転可能に連結する回転軸部とから成り、
前記回転軸部は、前記浮体連結軸部に連結された上部胴と前記下延軸部に連結された下部胴とから成り、
前記下延軸部は、上軸部及び下軸部から成り、前記上軸部と前記下軸部とは、前記下軸部を上軸部へ向けて回動可能とする回動中心軸によって連結されたことを特徴とする浮体支持軸の軸構造。 In the shaft structure of the floating body support shaft for supporting the floating body floating on the water surface by installing various devices,
The floating body support shaft has a single shaft shape as a whole, and is connected to the floating body, a downwardly extending shaft portion extending below the floating body connecting shaft portion, and the downwardly extending shaft portion. And a rotating shaft portion that connects the floating body connecting shaft portion so as to be relatively rotatable,
The rotating shaft part is composed of an upper body connected to the floating body connecting shaft part and a lower body connected to the lower extending shaft part,
The lower extending shaft portion includes an upper shaft portion and a lower shaft portion, and the upper shaft portion and the lower shaft portion are formed by a rotation center shaft that allows the lower shaft portion to rotate toward the upper shaft portion. A shaft structure of a floating support shaft characterized by being connected. 前記浮体支持軸の回転中心線が中心を通るように前記浮体支持軸内に設けたシールボックスとケーブル挿通管を備え、
前記シールボックスは、前記浮体連結軸部の下端部に設けた底板に貫通して設けられ、
前記ケーブル挿通管は、前記シールボックス内に挿通されており、前記下延軸部の上端部に設けたフランジに貫通して設けられ、
前記回転軸部が回転すると、前記ケーブル挿通管に対して前記シールボックスが回転することを特徴とする請求項２に記載の浮体支持軸の軸構造。 A seal box and a cable insertion pipe provided in the floating body support shaft so that the rotation center line of the floating body support shaft passes through the center;
The seal box is provided through a bottom plate provided at a lower end of the floating body connecting shaft portion,
The cable insertion tube is inserted into the seal box, and is provided through a flange provided at an upper end portion of the downwardly extending shaft portion,
The shaft structure of the floating body support shaft according to claim 2, wherein when the rotation shaft portion rotates, the seal box rotates with respect to the cable insertion tube. 前記浮体支持軸の下端部に錘と該錘の上下に配設したバラストタンクとを備え、前記上下のバラストタンクを連通口で連通させたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の浮体支持軸の軸構造。   4. A lower end portion of the floating body support shaft includes a weight and a ballast tank disposed above and below the weight, and the upper and lower ballast tanks communicate with each other through a communication port. The shaft structure of the floating body support shaft according to Item. 前記浮体支持軸の下延軸部の内部を取水路とし、前記下延軸部の上部に放水口を有し、前記下延軸部の下端部近傍の水を放水口から放水可能としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の浮体支持軸の軸構造。   The inside of the lower extension shaft portion of the floating body support shaft is a water channel, a water outlet is provided at the upper portion of the lower extension shaft portion, and water near the lower end of the lower extension shaft portion can be discharged from the water outlet. The shaft structure of the floating body support shaft according to any one of claims 1 to 4. 水面上に浮かぶ浮体に発電装置を設けた水上発電装置において、
請求項１から５のいずれか一項に記載の軸構造を有する浮体支持軸を備えたことを特徴とする水上発電装置。 In a floating power generator with a power generator installed on a floating body floating on the water surface,
A floating power generation apparatus comprising a floating body support shaft having the shaft structure according to any one of claims 1 to 5. 海流・潮流等を利用する発電装置を水面上に浮かぶ浮体に設けた水上発電装置において、
請求項１から５のいずれか一項に記載の軸構造を有する浮体支持軸を備えたことを特徴とする水上発電装置。 In a floating power generator installed on a floating body that floats on the surface of the water, a power generator that uses ocean currents and tidal currents,
A floating power generation apparatus comprising a floating body support shaft having the shaft structure according to any one of claims 1 to 5. 風力を利用する発電装置を水面上に浮かぶ浮体に設けた水上発電装置において、
請求項１から５のいずれか一項に記載の軸構造を有する浮体支持軸を備えたことを特徴とする水上発電装置。 In the water power generator provided on the floating body that floats on the water surface, the power generator using wind power,
A floating power generation apparatus comprising a floating body support shaft having the shaft structure according to any one of claims 1 to 5.
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