JP6207092B2 - 水流発電機 - Google Patents
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Description
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストで羽根車の回転を確実に停止させることができる水流発電機を提供することを目的とする。
この発明の第一態様によれば、水流発電機は、基体と、前記基体に対して相対回転可能に設けられ、複数の羽根で水流を捉えて回転する羽根車と、前記基体の内部に設けられて、前記羽根車から伝達される回転エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する発電機と、前記基体に設けられ、前記羽根車の回転軌跡の外側から前記回転軌跡の内側へ進入可能な回転停止部材を有する羽根車回転停止機構と、を備え、前記回転停止部材は、その長手方向にスライド可能なロッドである。
このように構成することで、羽根車回転停止機構の回転停止部材を羽根車の回転軌跡の内側に進入させて、回転停止部材を羽根車の羽根に干渉させることができる。これにより、羽根車の回転を停止させることができる。
このように構成することで、羽根車の回転軌跡に配置されたロッドの鋭角部が羽根に衝突する際に、羽根車の羽根に食い込ませたり、羽根を切断したりすることができる。その結果、羽根車の回転をより確実に停止させることができる。
このように構成することで、回転軌跡の内側に向けて展開された索状体が羽根車に絡みつき、羽根車の回転を停止させることができる。
(第一実施形態)
図1は、この実施形態における水流発電機を示す斜視図である。図2は、上記水流発電機の実施形態における羽根車とナセルとの連結部分の構成を示す断面図である。図3は、上記水流発電機の第一実施形態における羽根車停止機構において、ロッドを突出させた状態を示す斜視図である。
図1に示すように、この実施形態の水流発電機10は、左右一対で設けられた発電ユニット11と、左右の発電ユニット11を連結する構造体12と、を備えている。水流発電機10は、構造体12に一端を係止させた係留索13により、海底や水中構造物等に係留されることで、海水中に設置される。
羽根車20は、ハブ21と、ブレード22と、を備えている。
ケーシング31は、軸線C方向に延びる円筒状に形成されている。このケーシング31は、その一端部31aに羽根車20を回転自在に支持する羽根車支持部34が設けられている。羽根車支持部34の外周面には、軸線C方向に間隔をあけて、一対の外部軸受35が設けられている。羽根車20は、これら外部軸受35を介して、羽根車支持部34に回転自在に支持されている。各外部軸受35は、例えば、樹脂で形成され、周囲の海水を潤滑剤として羽根車20を回転自在に支持する、いわゆる滑り軸受として機能する。
羽根車回転停止機構60Aは、ナセル(基体)30または構造体(基体)12(図1の例ではナセル30)に設けられている。羽根車回転停止機構60Aは、ケース61と、ロッド(回転停止部材)62と、を備える。
ロッド62はケース61内に設けられ、バネ力、油圧、空圧等を用いた駆動機構(図示無し)により羽根車20側に向けてスライド変位可能とされている。
図3に示すように、ロッド62は、ケース61から突出した状態で、羽根車20のブレード22の回転軌跡R内、すなわち回転軌跡Rの回転面と交差する位置に配される。つまり、ロッド62が回転軌跡Rの内側に進入することで、ロッド62がブレード22に干渉して羽根車20の旋回が阻害されることとなる。
次に、この発明にかかる水流発電機の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と羽根車回転停止機構60Bの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図4に示すように、この実施形態における水流発電機10の各発電ユニット11は、羽根車回転停止機構60Bを備えている。この羽根車回転停止機構60Bは、ナセル30または構造体12(図4の例ではナセル30)に設けられている。羽根車回転停止機構60Bは、ケース61と、ロッド(回転停止部材)63と、を備える。
ロッド63はケース61内に設けられ、バネ力、油圧、空圧等を用いた駆動機構(図示無し)により羽根車20側に向けてスライド変位可能とされている。ロッド63は、ケース61から突出した状態で、羽根車20のブレード22の回転軌跡Rの回転面内、すなわち回転軌跡Rと交差する位置に配される。これにより、ロッド63がブレード22に干渉して羽根車20の旋回が阻害される。
さらに、ロッド63の鋭角部63sがブレード22の側部に食い込ませたり、ブレード22を切断したりすることができる。その結果、羽根車20の回転をより確実に停止させることができる。
ここで、上述した第一、第二実施形態においては、羽根車回転停止機構60A,60Bをナセル30の外周面に設置するようにした。しかし、この構成に限られるものではない。羽根車回転停止機構60A,60Bは、構造体12の外周面に設けるようにしてもよいし、構造体12の内部に収容し、ロッド62,63を構造体12から外部に突出させるようにしてもよい。
次に、この発明にかかる水流発電機の第三実施形態について説明する。この第三実施形態においては、第一、第二実施形態と羽根車回転停止機構60Cの構成のみが異なるので、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
図5、図6に示すように、この実施形態における水流発電機10の各発電ユニット11は、羽根車回転停止機構60Cを備えている。
第3実施形態においては、索状体66の先端部に、海流による圧力を受けるパラシュート等を備えてもよい。このような構成とすることで、パラシュート等で海流の圧力を受けることによって、索状体66は、羽根車20に向けてスムーズに展開される。
また、索状体66に代えて、網状のネット等、他のものを用いてもよい。
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
上述した各実施形態、および、各変形例においては、水流発電機10が深海に設置される場合について説明したが、深海に限られるものではない。
さらに、上述した各実施形態、および、各変形例においては、発電ユニット11が2つ設けられている場合について説明したが、発電ユニット11の個数は2つに限られない。また羽根車20のブレード22の枚数も複数枚であれば、上述した枚数に限られない。
また、これ以外にも、水流発電機10の各部の構成等については、適宜他の構成を採用することが可能である。
11 発電ユニット
12 構造体(基体)
13 係留索
20 羽根車
21 ハブ
21a 先端
21b 端面
21c 筒状部
22 ブレード
22a 基端部
22b 先端部
23 シャフト
30 ナセル(基体)
31 ケーシング
31a 一端部
32 発電機
32a 入力軸
33 メインシャフト
34 羽根車支持部
35 外部軸受
36 隔壁
36h シャフト孔
37 発電機室
38 シール部材
40 ブレーキ
50 カップリング継手
60A,60B,60C 羽根車回転停止機構
61 ケース
62,63 ロッド(回転停止部材)
63s 鋭角部
65 ケース
66 索状体(回転停止部材)
Claims (3)
- 基体と、
前記基体に対して相対回転可能に設けられ、複数の羽根で水流を捉えて回転する羽根車と、
前記基体の内部に設けられて、前記羽根車から伝達される回転エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する発電機と、
前記基体に設けられ、前記羽根車の回転軌跡の外側から前記回転軌跡の内側に進入可能な回転停止部材を有する羽根車回転停止機構と、
を備え、
前記回転停止部材は、
その長手方向にスライド可能なロッドである水流発電機。 - 前記ロッドは、
少なくとも前記回転軌跡と交差する部位に、前記羽根車の回転方向と反対方向を向く断面が鋭角な鋭角部を有している請求項1に記載の水流発電機。 - 基体と、
前記基体に対して相対回転可能に設けられ、複数の羽根で水流を捉えて回転する羽根車と、
前記基体の内部に設けられて、前記羽根車から伝達される回転エネルギーを電気エネルギーに変換して出力する発電機と、
前記基体に設けられ、前記羽根車の回転軌跡の外側から前記回転軌跡の内側に進入可能な回転停止部材を有する羽根車回転停止機構と、
を備え、
前記回転停止部材は、
前記回転軌跡の内側に向けて展開可能な索状体である水流発電機。
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