JP6519218B2 - Ocean Current Generator - Google Patents
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Description
本発明は、海中に設置したタービンを海流により回転させて発電する海流発電装置に関する。 The present invention relates to an ocean current power generation apparatus that generates electricity by rotating a turbine installed in the sea by ocean current.
従来から、海中に設置したタービンを海流により回転させて発電する海流発電装置が提案されている。この種の海流発電装置は、タービンが回らないようにして海上を曳航し、海底に固定した係留索に接続した後に海中に沈降させることで設置される。 Conventionally, a ocean current power generation apparatus has been proposed which generates electricity by rotating a turbine installed in the sea by ocean current. This type of ocean current power generation system is installed by towing the sea so that the turbine does not rotate, and connecting it to the mooring cord fixed to the seabed and then settling in the sea.
設置までの間はタービンが回らないので、係留索の張力の水平成分に対抗する装置の抗力はさほど大きくないが、設置後にタービンが回り出すと、タービンスラスト力が加わって抗力が大幅に増える。抗力が増すとこれに対抗するため係留索の張力の水平成分も増し、これに伴い増加する張力の鉛直成分と対抗する装置の浮力も増やさなければならなくなる。 Since the turbine does not rotate until the installation, the drag of the device against the horizontal component of the mooring cord tension is not so large, but when the turbine comes out after installation, the turbine thrust force is applied to greatly increase the drag. As resistance increases, the horizontal component of the tension of the mooring line also increases to counteract this, with which the buoyancy of the device to counteract the vertical component of the increasing tension also increases.
このように、設置時よりも大きな浮力を設置後に確保するための提案として、設置の際にバラストタンクに充填していたバラスト水を設置後に排水するものがある（例えば、特許文献１）。 As described above, as a proposal for securing after the installation a greater buoyancy than at the time of installation, there is one that drains the ballast water filled in the ballast tank after the installation (for example, Patent Document 1).
設置後はまったく不要となるバラストタンクを装置に設けることは、費用の面でも装置サイズの面でも、避けられるのであればそうすることが望ましい。 It would be desirable to provide the equipment with ballast tanks that would be completely unnecessary after installation, if both cost and equipment size could be avoided.
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、設置前後で大きく異なる浮力の調整を、設置後にも利用可能な構成で行うことができる海流発電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a marine current power generation apparatus capable of performing adjustment of buoyancy which largely differs between before and after installation with a configuration that can be used even after installation.
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の海流発電装置は、
海流により回転するタービンと、
前記タービンを回転可能に支持するポッドと、
前記ポッドに連結したビームと、
係留索を介して海中に係留される前記ポッド及び前記ビームの連結体に設けられ、前記タービンの回転エネルギーを用いて発電する発電部と、
前記連結体に設けられ、海水を鉛直方向に移動させることで前記連結体に浮上方向や沈降方向の推進力を付与する浮沈方向推進力発生ユニットと、
前記連結体が係留された海中における前記海流の速度に応じて、前記浮沈方向推進力発生ユニットを制御する制御ユニットと、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the ocean current power generator of the present invention described in
A turbine rotated by the ocean current,
A pod rotatably supporting the turbine;
A beam coupled to the pod,
A power generation unit provided on a combination of the pod and the beam moored in the sea via a mooring line and generating electric power using rotational energy of the turbine;
An ups and downs direction propulsive force generating unit which is provided in the connected body and applies motive force in the floating direction or the sinking direction to the connected body by moving seawater in the vertical direction;
A control unit wherein the coupling element is in accordance with the velocity of the currents in the sea moored, controls the sink-float direction thrust generating unit,
And the like.
請求項１に記載した本発明の海流発電装置によれば、浮沈方向推進力発生ユニットが発生する沈降方向の推進力によりポッド及びビームの連結体とポッドに支持されたタービンとを海中に沈降させ、発電を行う箇所に設置することができる。
According to the ocean current power generation device of the present invention described in
また、発電を行う箇所に設置した後は、例えば、連結体やタービンのメンテナンスを行う際に、タービンの回転停止で急浮上することを防ぐために浮力を軽減させる目的で、浮沈方向推進力発生ユニットを利用することができる。 In addition, after installation at a location where power generation is performed, for example, when maintenance of the coupling body or the turbine is performed, in order to reduce the buoyancy in order to prevent rapid rise due to the rotation stop of the turbine, Can be used.
このため、設置前後で大きく異なる浮力の調整を、設置後にも利用可能な構成（浮沈方向推進力発生ユニット）で行うことができる。 For this reason, the adjustment of the buoyancy which greatly changes before and after installation can be performed by the structure (flush-and-sink direction propulsive force generation unit) which can be used after installation.
また、請求項２に記載した本発明の海流発電装置は、請求項１に記載した本発明の海流発電装置において、前記連結体に設けられ、海水を水平方向に移動させることで前記連結体に水平方向の推進力を付与する水平方向推進力発生ユニットをさらに備え、前記制御ユニットは、前記連結体が係留された海中における前記海流の速度に応じて、前記水平方向推進力発生ユニットを制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a ocean current power generation apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the ocean current power generation apparatus further comprises: further comprising a horizontal thrust generating unit for imparting a propulsion force in the horizontal direction, the control unit, depending on the velocity of the currents in the sea where the coupling member is anchored, controls the horizontal thrust generating unit It is characterized by
請求項２に記載した本発明の海流発電装置によれば、請求項１に記載した本発明の海流発電装置において、例えば、海中の設置箇所に設置する設置作業の際や、ポッド及びビームの連結体及びタービンのメンテナンス作業の際に、水平方向推進力発生ユニットが発生する水平方向の推進力により連結体及びタービンを、海流に流されることなく海上の定点に保持することができる。
According to the ocean current power generation device of the present invention described in claim 2, in the ocean current power generation device of the present invention described in
さらに、請求項３に記載した本発明の海流発電装置は、請求項２に記載した本発明の海流発電装置において、前記制御ユニットは、前記連結体が海上の予め定められた浮上箇所に移動するように前記浮沈方向推進力発生ユニット及び前記水平方向推進力発生ユニットを制御することを特徴とする。
Moreover, ocean current power generation device of the present invention according to
請求項３に記載した本発明の海流発電装置によれば、請求項２に記載した本発明の海流発電装置において、例えば、連結体やタービンのメンテナンスのためにそれらを海中から浮上させる際に、浮沈方向推進力発生ユニット及び水平方向推進力発生ユニットがそれぞれ発生する推進力を、制御ユニットが制御することになる。
According to the ocean current power generation device of the present invention described in
したがって、海上の船舶の航路や海中の地形といった状況に応じた適切な経路や箇所を選んで、連結体やタービンを海中から浮上させることができる。 Therefore, the connection body and the turbine can be floated from the sea by selecting an appropriate route or place according to the situation such as the route of the ship on the sea or the topography in the sea.
また、請求項４に記載した本発明の海流発電装置は、請求項３に記載した本発明の海流発電装置において、前記発電部の発電に関連する動作に故障が生じたことを検出する故障検出ユニットをさらに備えており、前記制御ユニットは、前記故障検出ユニットが故障を検出した際に、前記連結体が海中又は海上の予め定められた退避箇所に移動するように前記浮沈方向推進力発生ユニット及び前記水平方向推進力発生ユニットを制御することを特徴とする。
Further, according to the ocean current power generation device of the present invention described in claim 4, in the ocean current power generation device of the present invention described in
請求項４に記載した本発明の海流発電装置によれば、請求項３に記載した本発明の海流発電装置において、発電部の発電に関連する動作に故障が生じたことを故障検出ユニットが検出すると、連結体が海中又は海上の予め定められた退避箇所に移動するように、浮沈方向推進力発生ユニット及び水平方向推進力発生ユニットがそれぞれ発生する推進力を、制御ユニットが制御することになる。
According to the ocean current power generation device of the present invention described in claim 4, in the ocean current power generation device of the present invention described in
ここで、故障検出ユニットが検出する故障としては、例えば、係留索が切れて連結体の海底への係留状態を維持できなくなる状態を挙げることができる。係留索が切れたまま放置すると、係留索の張力の鉛直成分によって連結体に海底の向きへの力がかからなくなり、連結体が浮力によって海上に予期せず浮上することがあり、好ましくない。 Here, as a fault which a fault detection unit detects, a state where a mooring cord is broken and can not maintain a mooring state to a seabed of a connection body can be mentioned, for example. If the mooring cable is left broken, the connection does not have a force in the direction of the seabed due to the vertical component of the tension of the mooring cable, which may cause the connection to float unexpectedly on the sea due to buoyancy, which is not preferable.
係留索が切れると、発電部が発電した電力を送電するために係留索に沿って配設された送電ケーブルも係留索と共に切れる場合がある。そこで、送電ケーブルの切断を検出したときに係留索が切断したものとして、これを故障として故障検出ユニットで検出するようにしてもよい。 When the mooring line is broken, the transmission cable disposed along the mooring line may also be cut along with the mooring line to transmit the power generated by the power generation unit. Therefore, it is possible to detect that the mooring cord is cut when the cutting of the power transmission cable is detected, and this may be detected as a failure by the failure detection unit.
また、海流発電装置では、タービンの回転トルクが発生し、これがポッドの姿勢を不安定にする要因となる。そこで、互いに逆向きに回転する２つのタービンを設けて各タービンの回転トルクを他方のタービンの回転トルクで相殺することが多い。 In addition, in the ocean current power generation apparatus, a rotational torque of the turbine is generated, which causes the attitude of the pod to be unstable. Therefore, two turbines rotating in opposite directions to each other are often provided to offset the rotational torque of each turbine with the rotational torque of the other turbine.
その場合、一方のタービンに回転不良が生じると、他方のタービンの回転トルクを一方のタービンの回転トルクで相殺できなくなり、ポッドの姿勢を安定させることが困難になる。そこで、タービンの回転不良を故障として故障検出ユニットで検出してもよい。 In that case, if a rotation failure occurs in one of the turbines, the rotational torque of the other turbine can not be offset by the rotational torque of one of the turbines, making it difficult to stabilize the attitude of the pod. Therefore, rotational failure of the turbine may be detected as a failure by the failure detection unit.
このように、故障検出ユニットが故障を検出する状況では、故障状態を解消するために連結体やタービンのメンテナンスを行うことも重要であるが、それ以前に、海上を航行する船舶等や海中の障害物と干渉しないように、比較的安全な場所に速やかに退避させることがまず重要である。 As described above, in a situation where the failure detection unit detects a failure, it is also important to perform maintenance on the coupling body and the turbine in order to eliminate the failure state. It is first important to evacuate quickly to a relatively safe place so as not to interfere with obstacles.
そこで、故障検出ユニットが検出すると制御ユニットが行う制御により連結体に付与される浮沈方向や水平方向の推進力をコントロールして、連結体及びタービンを予め定められた適切な避難箇所に確実に移動させることができる。 Therefore, when the failure detection unit detects it, the control unit performs control to control the levitation direction and the horizontal propulsive force applied to the coupling body by control, and reliably move the coupling body and the turbine to a predetermined appropriate evacuation site. It can be done.
本発明の海流発電装置によれば、設置前後で大きく異なる浮力の調整を、設置後にも利用可能な構成で行うことができる。 According to the ocean current power generation device of the present invention, it is possible to perform adjustment of the buoyancy largely different before and after the installation with a configuration that can be used even after the installation.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明の一実施形態に係る海流発電装置の概略構成を示す斜視図である。図１中引用符号１で示す本実施形態の海流発電装置は、連結ビーム３（請求項中のビームに相当）で連結された左右一対のポッド５，５と、各ポッド５によりそれぞれ回転可能に支持された一対のタービン７，７と、連結ビーム３及びポッド５，５の連結体１１に設けられ、各タービン７の回転エネルギーを用いて発電する発電機９とを有している。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a ocean current power generation apparatus according to an embodiment of the present invention. The ocean current power generator of this embodiment shown by
なお、発電機９（請求項中の発電部に相当）は、図１に示すように、各タービン７に対応して各ポッド５にそれぞれ設けてもよく、油圧回路等により各タービン７と接続したものを例えば連結ビーム３に１つ設けるようにしてもよい。
The generator 9 (corresponding to the power generation unit in the claims) may be provided in each
また、海流発電装置１は、連結ビーム３及びポッド５，５の連結体１１に浮沈方向及び前後方向の推進力をそれぞれ付与する浮沈用及び前後進用の各スラスタ１３，１５と、全体制御用のコントローラ１７とを有している。
In addition, the ocean current
海流発電装置１は、タービン７，７が回らないようにした状態で、図２の説明図で模式的に示すように、タグボート２１に曳航されて設置海域の海上に移送される。設置海域の海上には、一端を海底２３のシンカー（アンカーでも可）２５に接続した係留索２７が、作業船２９から投入したブイ３１に結び付けて配置されている。
The ocean current
海流発電装置１が設置海域に到着すると、ブイ３１から外した係留索２７が連結体１１の各ポッド５，５に接続される。このようにして係留索２７に係留された海流発電装置１は、図３の説明図で模式的に示すように、海流の向きに各タービン７が対向する姿勢で浮遊する状態で海中に設置されて、タービン７，７が回る状態にされる。
When the ocean current
海中に設置された海流発電装置１の各タービン７は、海流を受けて互いに逆向きに回転し、それぞれで発生する回転トルクを相殺して連結体１１の姿勢を安定させる。各タービン７の回転エネルギーを用いて発電機９が発電した電力は、係留索２７に沿って配設された不図示の送電ケーブルによりシンカー２５内の不図示の海底中継器に送電され、さらに、海底２３に敷設した不図示の送電ケーブルを経て地上に送電される。
Each of the
図１に示す浮沈用及び前後進用の各スラスタ１３，１５は、本実施形態では、ダクテッドファンを用いているが、ポンプを用いたウォータージェット方式等、推進力となる水流を発生する各種の推進力発生源を使用することができる。
In the present embodiment, a ducted fan is used for the float and sink and forward and
浮沈用スラスタ１３（請求項中の浮沈方向推進力発生ユニットに相当）は、海流発電装置１を海中に設置した状態で平面視矩形を呈する連結ビーム３の四隅にそれぞれ設けられている。また、各浮沈用スラスタ１３は、海上側（又は海底２３側）から見た連結ビーム３の中心（海流発電装置１の重心）から等間隔に配置されている。そして、各浮沈用スラスタ１３のダクトは、連結ビーム３の海上側と海底２３側とを連通させるように連結ビーム３を貫通している。
The float and sink thrusters 13 (corresponding to the float and sink direction propulsive force generating unit in the claims) are respectively provided at the four corners of the
前後進用スラスタ１５（請求項中の水平方向推進力発生ユニットに相当）は、海流発電装置１を海中に設置した状態で海流方向（前後方向）と直交する連結ビーム３の水平方向（左右方向）に間隔をおいた２つの箇所にそれぞれ設けられている。また、各前後進用スラスタ１５は、海流の方向から見た連結ビーム３の中心から等間隔に配置されている。そして、各前後進用スラスタ１５のダクトは、各浮沈用スラスタ１３のダクトと干渉しないように、連結ビーム３を海流方向に貫通している。
The forward and reverse thruster 15 (corresponding to a horizontal propulsion force generation unit in the claims) is a horizontal direction (horizontal direction) of the
コントローラ１７は、シーケンサ等により構成され、海流発電装置１に各種の動作や処理を実行させるものである。
The
具体的な例としては、コントローラ１７は、例えば、海流の速度に応じて各タービン７の翼のピッチ角を、海流のエネルギーから回転エネルギーへの変換が効率よく行われる適切な角度に、不図示のアクチュエータを介して調整する。また、コントローラ１７は、浮沈用及び前後進用の各スラスタ１３，１５の回転（発生する推進力）を個別に制御する。
As a specific example, for example, the
さらに、コントローラ１７は、各タービン７の回転動作からシンカー２５の海底中継器を経た地上への送電動作までの、発電機９の発電に関連する動作の全体を、監視及び制御する。
Furthermore, the
次に、海流発電装置１の連結体１１に作用する浮力について図４及び図５の説明図を参照して説明する。なお、図４（ａ）は海流発電装置１を海上から海中に設置する間の浮力バランスを示し、図４（ｂ）は海流発電装置１を海中に設置し各タービン７を回転させた後の浮力バランスを示す。また、図５は海流発電装置１を海中に設置した後に連結体１１に作用する浮力を示す説明図で、図５（ａ）は海流が低速である場合、（ｂ）は海流が中速である場合、（ｃ）は海流が高速である場合をそれぞれ示す。
Next, the buoyancy acting on the
図４（ａ）に示すように、海流発電装置１を海上から海中に設置するまでの間は、タービン７，７が回らないので、連結体１１に作用する海流に沿った方向の抗力Ｆｄはさほど大きくなく、これに対抗する係留索２７の張力Ｆｔの水平成分もさほど大きくない。このため、海底２３の向きに連結体１１に作用する張力Ｆｔの鉛直成分は小さく、連結体１１が潜航するための浮力Ｆｂは張力Ｆｔよりも小さい。
As shown in FIG. 4A, since the
一方、図４（ｂ）に示すように、海流発電装置１を海中に設置した後は、タービン７，７が回り、これにより生じるタービンスラスト力Ｆｔｓが加わって抗力Ｆｄが大幅に増える。抗力Ｆｄが増すとこれに対抗するため係留索２７の張力Ｆｔの水平成分も増し、これに伴い増加する張力Ｆｔの鉛直成分と対抗するために必要な連結体１１の浮力Ｆｂも大きく増やさなければならなくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), after the ocean current
なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、海流発電装置１を海中に設置した後に海流の速度が低速〜中速〜高速の間で変化しても、これに伴う抗力Ｆｄの変化は、タービンスラスト力Ｆｔｓが加わって抗力Ｆｄが増加する大きさに比べれば圧倒的に小さい。したがって、海流の速度変化に伴う張力Ｆｔの増減によって連結体１１に必要とされる浮力Ｆｂが増減する幅も、海流発電装置１の設置前後の変化に比べれば圧倒的に小さい。
As shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c), even if the velocity of the ocean current changes between low speed to medium speed to high speed after the ocean current
このように、連結体１１に必要とされる浮力Ｆｂは、海上から海中に沈めて設置する際にだけ小さくする必要がある。そこで、本実施形態では、海流発電装置１の設置の際に、連結体１１を沈降させるように浮沈用スラスタ１３をコントローラ１７で作動させて、設置作業中の連結体１１の浮力Ｆｂを調整し小さくするようにしている。
Thus, the buoyancy Fb required for the
以上に説明した海流発電装置１では、図２を参照して説明した海流発電装置１の設置作業の際、海上で連結体１１に係留索２７を接続する際に、タグボート２１から切り離した海流発電装置１を、海流に流されることなく自律的に設置海域の海上に位置させ続ける必要がある。海流発電装置１を海上に浮上させてメンテナンスを行う際も同様である。
In the ocean current
そこで、本実施形態では、係留索２７への接続作業やメンテナンス作業の際に、海流の上流側への推進力を連結体１１に付与するように前後進用スラスタ１５をコントローラ１７で作動させて、設置作業やメンテナンス作業中の連結体１１に海流への抗力Ｆｄを持たせるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the forward / backward traveling
また、本実施形態の海流発電装置１では、コントローラ１７が、海流発電装置１の故障を検出する。コントローラ１７が検出する故障としては、例えば、係留索２７が切れて連結体１１の海底２３への係留状態を維持できなくなる状態を挙げることができる。係留索２７が切れたまま放置すると、係留索２７の張力の鉛直成分によって連結体１１に海底２３の向きへの力がかからなくなり、連結体１１が浮力Ｆｂによって海上に予期せず浮上することがあり、好ましくない。
Further, in the ocean current
さらに、コントローラ１７が検出する故障としては、タービン７の回転不良も挙げることができる。例えば、一方のタービン７に回転不良が生じると、他方のタービン７の回転トルクを一方のタービン７の回転トルクで相殺できなくなり、連結体１１の姿勢を安定させることが困難になる。
Further, as a failure detected by the
これらの現象は、例えば海上を航行する船舶等に海流発電装置１が衝突するような不測の事態を招いたり、海中の障害物との干渉を招く要因となって好ましくない。
These phenomena are not preferable because they cause unforeseen situations such as collision of the ocean current
そこで、コントローラ１７は、海流発電装置１の故障を検出した場合に、浮沈用や前後進用の各スラスタ１３，１５の回転を制御して、海流発電装置１を予め定められた適切な避難箇所に移動させる。
Therefore, when the
なお、係留索２７が切れる故障は、例えば、係留索２７に沿って配設された不図示の送電ケーブルを通じて検出することができる。即ち、係留索２７が切れるとこれと共に送電ケーブルも切れる場合がある。そこで、本実施形態では、コントローラ１７が、発電機９の電力の送電状態を監視し、送電できなくなった場合に、送電ケーブルと共に係留索２７が切断したものとして、これを故障として検出する。
Note that the failure of the
一方、タービン７が回転不良を起こす故障については、タービン７や発電機９の回転状態をコントローラ１７で監視することで検出することができる。
On the other hand, the failure of the
また、海流発電装置１の避難箇所としては、例えば、水深の浅い平坦な海底２３や、海底２３の水深が深い場合は海中の海流が比較的緩い場所、海上の船舶航路や障害物、陸上等から十分に距離を置いた箇所等が考えられる。
In addition, as the evacuation site of the ocean current
さらに、本実施形態の海流発電装置１では、コントローラ１７が、海流発電装置１をメンテナンスのために海上に浮上させる際にも、故障検出時と同様な制御を行って、海流発電装置１を予め定められた適切な海上の浮上箇所に安全な速度で移動させる。
Furthermore, in the ocean current
これらの制御を行う際にコントローラ１７は、海中では利用できない全地球測位システム（ＧＰＳ）の代わりに、海流発電装置１に搭載したジャイロスコープ（図示せず）を用いて海流発電装置１の位置や姿勢、方向等を認識する。
When performing these controls, the
なお、海流発電装置１の故障を検出した際、係留索２７の切断時に電力ケーブルを介した地上からの電力供給が絶たれた場合は、内蔵の不図示のバッテリの電力によって浮沈用や前後進用の各スラスタ１３，１５やコントローラ１７を動作させればよい。
If the power supply from the ground via the power cable is cut off at the time of disconnection of the
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、コントローラ１７が請求項中の制御ユニットと故障検出ユニットに相当している。
As apparent from the above description, in the present embodiment, the
以上に説明した実施形態の海流発電装置１によれば、浮沈用スラスタ１３の推進力により海流発電装置１の連結体１１やタービン７を海中に沈降させ、発電を行う箇所に設置することができる。また、設置後は、例えば、メンテナンスを行う際に海流発電装置１を海上に浮上させる浮上方向の推進力を発生するのに浮沈用スラスタ１３を利用することができる。
According to the ocean current
このため、設置前後で大きく異なる連結体１１に必要な浮力Ｆｂの調整を、設置後にも利用可能な浮沈用スラスタ１３で行うことができる。
For this reason, the adjustment of the buoyancy Fb necessary for the
なお、前後進用スラスタ１５やその回転をコントローラ１７で制御する構成は、省略してもよい。しかし、上述した実施形態のようにこの構成を設ければ、例えば、海中の設置箇所に設置する設置作業の際やメンテナンス作業の際に、前後進用スラスタ１５が発生する水平方向の推進力により海流発電装置１を、海流に流されることなく海上の定点に保持することができる。
The forward /
また、海流発電装置１を海中から浮上させる際に、浮沈用スラスタ１３や前後進用スラスタ１５の回転をコントローラ１７で制御する構成は、省略してもよい。しかし、上述した実施形態のようにこの構成を設ければ、例えば、メンテナンス作業の際に、海上の船舶の航路や海中の地形といった状況に応じた適切な経路や箇所を選んで海流発電装置１を海中から浮上させることができる。
In addition, when floating the ocean current
さらに、海流発電装置１の故障を検出した場合に、浮沈用スラスタ１３や前後進用スラスタ１５の回転をコントローラ１７で制御して、海流発電装置１を予め定められた適切な海上の浮上箇所に安全な速度で移動させる構成は、省略してもよい。しかし、上述した実施形態のようにこの構成を設ければ、海流発電装置１が海中や海上で不規則に移動して、海上を航行する船舶等や海中の障害物と干渉しないように、比較的安全な場所に海流発電装置１を速やかかつ確実に退避させることができる。
Furthermore, when a failure of the ocean current
なお、以上に説明した海流発電装置１において、浮沈用スラスタ１３は、例えば、図７の斜視図に示す他の実施形態のように、海流方向（前後方向）と直交する連結ビーム３の水平方向（左右方向）のみに間隔をおいて複数設ける構成としてもよい。
Note that, in the ocean current
但し、海流発電装置１を浮沈用スラスタ１３の推進力により海上から海中に沈降させる際には、海流の向きと平行な姿勢のまま連結体１１を沈降させるよりも、図８の説明図に示す別例のように、連結体１１を傾けた姿勢で沈降させる方が、海水から連結体１１が受ける抗力Ｆｄの増加による係留索の張力増加を利用して連結体１１を効率よく沈降させることができる。
However, when making the ocean current
したがって、海流方向（前後方向）の浮沈用スラスタ１３の推進力に差を持たせて連結体１１を図８のように傾けた姿勢にさせ易いように、図１に示す実施形態のように、海流方向（前後方向）にも間隔をおいて複数の浮沈用スラスタ１３を設ける構成とするのが好ましい。
Therefore, as in the embodiment shown in FIG. 1, it is easy to make the
また、浮沈用スラスタ１３を設ける場所は、連結ビーム３に限らず、例えば、図９の説明図に示す実施形態のように、各ポッド５，５の側部とする等、任意である。前後進用スラスタ１５を設ける場所についても、浮沈用スラスタ１３と同様に任意である。そして、図９のスラスタ１３の向きを可変にすることで、スラスタ１３を浮沈用と前後進用とに兼用することもできる。
Further, the place where the
さらに、海流方向（前後方向）と直交する水平方向（左右方向）に間隔をおいて、浮沈用や前後進用の各スラスタ１３，１５と同様の構成の横行用スラスタを複数設けてもよく、その場合、前後進用スラスタ１５を併用しても省略してもよい。
Furthermore, a plurality of transverse thrusters having the same configuration as the float and sink
そして、上述した実施形態では、タービン７を海流方向（前後方向）におけるポッド５の下流側に配置したが、ポッド５の上流側や中間部にタービン７を配置してもよい。また、タービン７に設けるブレードの数は、図１等に示した２枚に限らず３枚以上の任意の枚数としてもよい。
And in embodiment mentioned above, although the
また、係留索２７は、各ポッド５に一端を接続し他端を合流させて同一のシンカー２５に接続するＶ字状の全体形状としてもよく、各ポッド５に一端を接続し途中で１つに合流させて他端を同一のシンカー２５に接続するＹ字状の全体形状としてもよい。
In addition, the
さらに、各ポッドは水平方向（左右方向）でなく海流発電装置１の浮沈方向（鉛直方向）に間隔をおいて配置してもよく、水平方向（左右方向）及び浮沈方向（鉛直方向）の両方に間隔をおいて配置してもよい。この場合の係留索は、海流方向（前後方向）から見てＸ字状等となる立体的な形状となってもよい。
Furthermore, the pods may be arranged not in the horizontal direction (horizontal direction) but in the floating direction (vertical direction) of the ocean
また、上述した実施形態では、図１に示すように、２つのポッド５，５を連結ビーム３で連結した構成を例に取って説明したが、３つ以上のポッドを連結ビームで連結した構成としてもよい。その場合、一部のポッドがタービンや発電機を有していなくてもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the configuration in which the two
さらに、海流発電装置１は、各ポッドからの係留索を複数のシンカーに分散して接続することで係留してもよく、係留索以外の方法で係留してもよい。
Furthermore, the ocean current
１ 海流発電装置
３ 連結ビーム（ビーム）
５ ポッド
７ タービン
９ 発電機（発電部）
１１ 連結体
１３ 浮沈用スラスタ（浮沈方向推進力発生ユニット）
１５ 前後進用スラスタ（水平方向推進力発生ユニット）
１７ コントローラ（制御ユニット、故障検出ユニット）
２１ タグボート
２３ 海底
２５ シンカー
２７ 係留索
２９ 作業船
３１ ブイ
Ｆｂ 浮力
Ｆｄ 抗力
Ｆｔ 張力
Ｆｔｓ タービンスラスト力
1
5
11
15 Forward and reverse thruster (horizontal thrust generating unit)
17 Controller (control unit, failure detection unit)
21
Claims (4)
前記タービンを回転可能に支持するポッドと、
前記ポッドに連結したビームと、
係留索を介して海中に係留される前記ポッド及び前記ビームの連結体に設けられ、前記タービンの回転エネルギーを用いて発電する発電部と、
前記連結体に設けられ、海水を鉛直方向に移動させることで前記連結体に浮上方向や沈降方向の推進力を付与する浮沈方向推進力発生ユニットと、
前記連結体が係留された海中における前記海流の速度に応じて、前記浮沈方向推進力発生ユニットを制御する制御ユニットと、
を備えることを特徴とする海流発電装置。 A turbine rotated by the ocean current,
A pod rotatably supporting the turbine;
A beam coupled to the pod,
A power generation unit provided on a combination of the pod and the beam moored in the sea via a mooring line and generating electric power using rotational energy of the turbine;
An ups and downs direction propulsive force generating unit which is provided in the connected body and applies motive force in the floating direction or the sinking direction to the connected body by moving seawater in the vertical direction;
A control unit wherein the coupling element is in accordance with the velocity of the currents in the sea moored, controls the sink-float direction thrust generating unit,
An ocean current power generation apparatus comprising:
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