JP3143761U - 洋上風力発電装置専用のフロート - Google Patents

Abstract

【課題】二つの集風盤により集められた風は、それぞれが中心軸に設けられた二つの風車に当たり、微風においても風胴内において強力に通過し風車の回転力により発電を行う装置を提供する。
【解決手段】最先端のポールと最後部のポール３の最上部には安全灯４と風速・風向機センサー５を設け、更に最後部のポール３には垂直尾翼６が設けられており、甲板上に数多く昇降機７のポール７ａの最上部に集風風胴内発電装置８を設けてなる昇降機７を搭載し、フロート１の両側前後の喫水線９直下に水槽１０とその底には錘１１を設けてなり、フロート１の最先端の鎖１２で海底の固定台１３に繋留し、フロート１の最先端から陸上の発電所１４までを送電ケーブル１５で結び、フロート１で発電された電気を陸上の発電所まで送電することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本考案に係る洋上風力発電装置専用のフロート（以下「フロート」という。）は、集風風胴内発電装置（特願２００７−３２５２５７）を搭載したフロートに関するものである。

最近、地球温暖化が進み、加えて原油価格高の現在においては、風力発電が注目されている。地上より海上の方が風の安定性があり、このフロートには、鋼鉄製で船形に作られた新造のフロートと、廃船を利用し「例えばタンカー、航空母艦、その他軍艦、貨客船等」の退役した古船を払い下げもらい、古船のエンジン、スクリュー、舵、計器等を取り除き、船室等も改造して、フロートに改造したものとの２種がある。このフロートは、錨を下し係留するので、風の方向により常に正面に向かって風を受けることがてきるものである。

このフロートと近い技術としては、「水面航行風水力発電装置と風力発電装置」特開平７−１８９８８４と「水上用風力発電機設置方法及びその装置」特開２００１−２４１３７４と「風力発電省エネルギー船」特開２００２−１３０１１１及び「水上風力発電装置」特開２００５−３５１０８７の特許文献がある。

「水面航行風水力発電装置と風力発電装置」特開平７−１８９８８４においては、海や湖水等の水面での風力を利用した風車発電で、風車をその回転面に「帆の効果」をもたせて水面航行をし、その風車と航行のブレーキとなるその船舶自身の航行抵抗や別に設けられた水流抵抗手段、あるいは水面中の水車とでもって発電する自然エネルギーを利用した水面航行水力発電装置と風力発電装置の提供に係るものである。

その構成は、船舶等の水面航行手段に装着の水平軸回転風車が風車発電機を駆動し、水力発電手段が、その走行箇所の水により発電すると同時にブレーキともなる。貯蔵手段が、上記の発電機からの電気エネルギーを直接又は間接的に貯蔵するものである。

「水上用風力発電機設置方法及びその装置」特開２００１−２４１３７４においては、風力発電において色々と研究開発がなされているが、風車の強度的な問題だけでなくその外にも環境への影響として安全性や騒音或いは電波障害・景観への影響などにより、その殆どが陸上であるためにより設置場所が限定されてしまう等の不都合の解消がある。

その構成は、浮揚体を連結してなる浮島を水平状態で水中に設けるようにした浮揚手段と、支持具にて支柱を浮島に直立設置するようにした設置手段と、浮揚体間及び浮揚体と支持具を揺動自在に連結するようにしてなる連結手段との組合せによって、支柱上部に風力発電機を設置して風力発電機を水面上に設けることができるようにしたものである。

そして、「風力発電省エネルギー船」特開２００２−１３０１１１においては、従来、船又は船舶重油を燃料にしているために排ガスとＣＯ_２を多量に出す。又原油価格が上昇しているために燃料費が上がる。などの欠点を除くためになされたものである。

その構成は、船又は船舶の船尾にポールを立てその上に風力発電機を設けたことを特徴とした風力発電省エネルギー船である。最初にバッテリーのエネルギー船を前進させそのときに起きる風で風力発電機を回転させそのときに起きる電気でモーターとスクリューを回転させ船又は船舶を先進させるものである。

また、「水上風力発電装置」特開２００５−３５１０８７においては、浮体構造物の揺動を抑えた水上風力発電装置を提供するものである。

その構成は、水上に浮かぶ浮体構造物に風力発電機を設けたものであって、その浮体構造物に設けられる複数の風力発電機と浮体構造物に揺動、振動を生じさせる各種の要因の値を計測する計測手段と、その計測手段により得られた各計測値を基に、浮体構造物全体に生じた揺動、振動を減衰する制御信号を出力する制御手段と、その制御信号を基に浮体構造物全体に生じた揺動、振動を減衰させる調整手段とを備えたものである。

これらの改善策として、本考案は、 本考案に係るフロートは、数多くの集風風胴内発電装置（特願２００７−３２５２５７）を搭載したフロートで、このフローとは、新造のフロートは鋼鉄製で船形に作ります。他の方法としては、廃船を利用した、「例えば、貨物船、貨客船、タンカー、航空母艦、その他軍艦」等の退役した古船を払い下げてもらい、古船のエンジン、スクリュー、舵、計器等を取り除き、船室等も改造し、フロー（浮舟）として利用するものである。

本考案が、上記従来技術の解決しようとする点は、本考案は、既存の風力発電装置と異なり、二つの集風盤により集められた風は、それぞれが中心軸に設けられた二つの風車に当たり、微風においても風胴内において強力に通過し風車の回転力により発電を行う装置を、風通しのよいフロートに搭載したことと、風力により集風風胴内発電装置（以下「洋上風力発電装置」という。）の高さ調節し運転できることを特徴とする点である。

本考案フロートは、最先端のポールと最後部のポールの最上部には安全灯と風速・風向機センサーを設け、更に最後部のポールには垂直尾翼が設けられており、甲板上に数多く昇降機のポールの最上部に洋上風力発電装置を設けてなる昇降機を搭載し、フロート１の両側前後の喫水線直下に水槽とその底には錘を設けてなり、フロートの最先端の鎖で海底の固定台に繋留し、フロートの最先端から陸上の発電所までを送電ケーブルで結び、フロートで発電された電気を陸上の発電所まで送電することを特徴とする洋上風力発電装置７を備えたフロートである。

昇降機７は、風速・風速機センサー９及び昇降機７の油圧１６の働きで、三段階１７、１８、１９に亘って昇降するが、通常は洋上風速２０ｍまでは、最上段１７で発電を行い、３０ｍ以上になると中段１８で発電を行い、風速４０ｍ以上になれば最下段１９まで下げて発電作業を連続して行うものであり、突風１９（台風接近）「風速５０ｍ以上」であれば、発電を停止し、突風１９が収まったときは、風速・風速機センサー５及び昇降機７の働きにより、一斉に元の姿勢になり洋上風力発電装置８が発電を再開することを特徴とするものを備えたフロートである。

上記フロートは、廃船を利用した、「例えば、貨物船、貨客船、タンカー、航空母艦、その他軍艦」等の退役した古船を払い下げてもらい、古船のエンジン、スクリュー、舵、計器等を取り除き、船室等も改造して、フロート（浮舟）に改造して、フロートとして利用に関するものである。

以上説明したように本考案は、既存の風力発電装置と異なり、二つの集風盤により集められた風は、それぞれが中心軸に設けられた二つの風車に当たり、微風においても風胴内において強力に通過し、風車の回転力により発電を行う装置を風通しのよいフロートに搭載したことと、風力により洋上風力発電装置の高さ調節し運転できることを特徴とする点である。

最初の集風盤の上部に設けられた風速・風速機センサーと垂直尾翼の働きと合わせて風洞固定台に設けた永久磁石の浮揚作用により、容易に微風においても風の方向に向かい風車の回転力により発電を行う装置の効果を有するものである。

本考案は、上記洋上風力発電装置を備えたフロートで、廃船、古船を利用し、洋上風力発電フロートとして改造し利用に関するものであり、極めて経済的効果を有するものである。

本考案は、洋上において微風であっても、二つの集風盤により集められた風は、それぞれが中心軸に設けられた二つの風車に当たり、微風においても風胴内において強力に通過し風車の回転力により発電を行い、一時的に風向きが違う、弱い風においては、洋上風力発電装置の向きだけが洋上風力発電装置の垂直尾翼の働きと合わせて風洞固定台に設けた永久磁石の浮揚作用により、容易に微風においても風の方向に向かい風車の回転力により発電を行う洋上風力発電装置を備えたフロートで装置である。

本考案の実施の態様を以下に図面を参考に説明する。図１は、本考案に係る洋上風力発電フロート１の一部切り欠いた正面作用説明図であり、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７より最上段１７まで上げた状態で、海底の固定台１３に鎖１２で繋留した状態の正面作用説明図である。

図２は、本考案に係る洋上風力発電フロート１の正面作用説明図であり、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７より最下段１９まで下げた状態で、海底の固定台１３に鎖１２で繋留した状態の正面作用説明図である。
点線は、各洋上風力発電装置８から発電された直流電気で一点差線内の蓄電池２２に蓄積され、二点差線内の変換機２３により、交流に変換されて陸上の変電室１４に送電される。

図３は、本考案に係るフロートの積載された、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は、刻々と変わる風向を感じさせるために設けた垂直尾翼２４を取り付けてなり、風胴台座２６に取り付けた昇降機７の最上段１７まで上げた状態で一部切り欠いた状態の正面作用説明図である。

油圧シリンダ７ｂの軸７ａを上下させることにより、洋上風力発電装置８を上下するためにしようするものである。油圧シリンダ７ｂの軸７ａの先端に固定された洋上風力発電装置８は、風胴固定台２５と風胴台座２６を浮かせるために永久磁石２７を使用する。風胴固定台２５と風胴台座２６とは軸２８により嵌合されており、風胴固定台２５と風胴台座２６とにそれぞれ永久磁石を２７取り付けることにより、相互に反発させ、且つ、浮かせることにより、刻々と変わる風向に対応できるようにする。

そして、図４に示すように微風の時にはフロート１の向きと、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８とは異なり、微風の風向きに二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は向きフロート１は、フロート１の最後部のポール３上部にあるセンサー５と油圧１６の働きにより徐々にフロートの向きと二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は向きとは一致する。

図５は、平面図であって、２点鎖線の二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は、微風の方向が変わり風の方向に向き、フロート１の最後部のポール３上部にあるセンサー５と垂直尾翼６ａによる油圧１６の働きにより徐々にフロート１の向きと二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は向きとは一致し、２点鎖線の二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は、風の方向に向き直線となる。

また、図６は、左側面図（前側）であって、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７の最上段１７まで上げた状態であり、２点鎖線は、中段１８まで下げた状態を示す図である。
そして、昇降機７は、三段階１７、１８、１９に亘って昇降するが、通常は洋上風速２０ｍまでは、最上段であり、３０ｍ以上になると中段１８であり、風速４０ｍ以上になれば最下段１９まで下げて発電作業を連続して行う。原則として２４時間の発電を行うものである。台風接近「風速５０ｍ以上」であれば、発電を停止するものである。

図７は、左側面図（前側）であって、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７の最下段まで下げた状態を示す図である。

図８は、右側面図（後側）であって、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７の最下段１９まで下げた状態を示す図である。

図９は、右側面図（後側）であって、二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８を昇降機７の最上段１７まで上げた状態を示す図で、弱い風に二つの集風盤２０と二つの風車２１による洋上風力発電装置８は、風向きに向かって正面に向きあっており、フロート１は、最後最後部のポール３の上部にあるセンサー５とその下に取り付けられた垂直尾翼と油圧の働きにより徐々に弱い風向きに一致する。

図１０は、洋上のフロート１と陸上の発電所１４との関係を説明する図面で、発電所１４には、変電室と運転司令室があり、洋上のフロート１に搭載された最先端のポルトと最後部のポール３の上部には、風速・風向機センサー５を設け、運転司令室には風速計と風向計が設けてあり、常時センサーで感知し、運転司令室のモニターに映し出され、運転者は、洋上のフロート１各所のセンサーに数値を確認して運行する。

以上説明したことから明らかなように、本考案は、洋上において図１に示すように洋上風力発電装置の専用フロートで、微風であっも、強風であっても風力により、風速・風向機センサー及び昇降機の働きにより、一斉に三段階に亘って上下するが、通常は洋上風速２０ｍまでは、最上段であり、３０ｍ以上になると中段であり、風速４０ｍ以上になれば最下段まで下げて発電作業を連続して行うものであり、台風接近「風速５０ｍ以上」であれば、発電を停止突風になると降下し、洋上風力発電装置は運転を停止する。突風が収まったときは、風速・風速機センサー及び昇降機の働きにより、一斉に元の姿勢になり、洋上風力発電装置が発電を再開することを特徴とする洋上風力発電装置を備えたフロートである。

本考案に係るフロートに洋上風力発電置を搭載し、昇降機を最大に上げた状態におけるフロートの一部切り欠いた正面作用説明図。 本考案に係るフロートに洋上風力発電装置を搭載し、昇降機を最大に下げた状態における正面作用説明図。 フロートの積載された、洋上風力発電装置を昇降機の最上段まで上げた状態で、その一部切り欠いた永久磁石の浮揚状態の正面作用説明図である。 急に風の向きが変わりフロートの向きと洋上風力発電装置の向きが変わり、フロートの位置と洋上風力発電装置の向きとが一致するため最後部の垂直尾翼を変えた状況を示す斜視図。 急に風の向きが変わりフロートの向きと洋上風力発電装置の向きが変わり、フロートの位置と洋上風力発電装置の向きとが一致するため最後部の垂直尾翼を変えた関係を説明する平面図。 実線は、洋上風力発電装置を通常洋上風速２０ｍまでは昇降機の最上段まで上げた状態であり、二点差線は、３０ｍ以上になると中段であり、図１における左側面図（前側）。 風速４０ｍ以上になれば最下段まで下げて発電作業を連続して行う。原則として２４時間の発電を行うものである。台風接近「風速５０ｍ以上」であれば、発電を停止するもので、最下段まで下げた状態の図１における左側面図（前側）。 最下段まで下げた状態の図１における右側面図（後側）。 洋上風力発電装置を最上段まで上げた状態で、急に風の向きが変わりフロートの向きと洋上風力発電装置の向きが変わり、フロートの位置と洋上風力発電装置の向きとが一致するため最後部の垂直尾翼を変えた状況を示す右側面図（後側）。 は本考案に係る全体の装置の説明図である。

符号の説明

１ フロート
２ 最先端のポール
３ 最後部のポール
４ 安全灯
５ 風速・風向機センサー
６ 垂直尾翼
７ 昇降機
７ａポール
８ 洋上風力発電装置
９ 喫水線
１０ 水槽
１１ 錘
１２ 鎖
１３ 固定台
１４ 発電所
１５ 送電ケーブル
１６ 油圧
１７ 最上段
１８ 中段
１９ 最下段

Claims (3)

1. 洋上風力発電装置専用フロート１（以下「フロート１」という。）は、最先端のポール２と最後部のポール３の最上部には安全灯４と風速・風向機センサー５を設け、更に最後部のポール３には垂直尾翼６が設けられており、甲板上に数多く昇降機７のポール７ａの最上部に集風風胴内発電装置８（以下「洋上風力発電装置８」という。）を設けてなる昇降機７を搭載し、フロート１の両側前後の喫水線９直下に水槽１０とその底には錘１１を設けてなり、フロート１の最先端の鎖１２で海底の固定台１３に繋留し、フロート１の最先端から陸上の発電所１４までを送電ケーブル１５で結び、フロート１で発電された電気を陸上の発電所１４まで送電することを特徴とする洋上風力発電装置７を備えたフロート１である。
2. 昇降機７は、風速・風速機センサー９及び昇降機７の油圧１６の働きで、三段階１７、１８、１９に亘って昇降するが、通常は洋上風速２０ｍまでは、最上段１７で発電を行い、３０ｍ以上になると中段１８で発電を行い、風速４０ｍ以上になれば最下段１９まで下げて発電作業を連続して行うものであり、突風１９（台風接近）「風速５０ｍ以上」であれば、発電を停止し、突風１９が収まったときは、風速・風速機センサー５及び昇降機７の働きにより、一斉に元の姿勢になり洋上風力発電装置８が発電を再開することを特徴とする請求項１の記載のを備えたフロートである。
3. 上記フロート１は、廃船を利用した古船をフロート１に改造して、フロート１として利用に関するものであることを特徴とする請求項１の記載のを備えたフロート１である。

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