発電機用潮流水車

【課題】みち潮、ひき潮は１定の周期をもって水車構造物体内で逆流をくり返すが、発電機の心臓部である回転子と水車は常に１定方向に回転する構造が要求される。
【解決手段】本体構造物は、中央部に水車を収納出来る円筒形水車室があり、その中央部には水車軸が収納出来る軸受具が設けられている。２体の流入筒は互いに開口側が反対向きになるよう取付けされ、開口部には逆流防止弁が設けられている。水車室下側については、上側と全く同じ形状の角形筒２体が取付けられているが、双方、上・下及び開口方向とも上側とは正反対に取付けされているが、逆流防止弁だけ流出用のため上側とは逆向きに取付けされている。従って構造物体内では、みち潮とひき潮が時間差をもって常時逆流しているが、水車軸は常に１定方向に回転していても、その外周部の直径線上の対極点では常に反転しているため、干満潮流の逆流と同調させるような構成としたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電力供給設備の中における発電機の動力源に関するものである。
【発明の概要】
【０００２】
現状の発電機用動力源については、地熱・風力・火力・水力・原子力等であるが、水力については河川系の淡水利用が殆んどであり、海水利用については現状では未開拓の分野であるが、開発の可能性が高いと思われる潮流の中で、干満潮による海水の往復運動には大きな自然エネルギーが伴なうものであり、これを取り出すために発明した構造物である。
【発明しようとする課題】
【０００３】
発電機の心臓部である回転子は回転する方向が常に１定方向となることが重要であるが、みち潮・ひき潮は、常時１定の周期をもって水車構造体内で逆流を繰り返しているので、これを水車が常に１定方向に回転するように調整する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）構造物の構成
本体構造物は、中央部に水車を収納できるような円筒形水車室があり、その上・下・両円形面の直径線上に水車の回転軸を保持する軸受具を備えた支柱材が取付けされている。この上側支柱材の両側に沿って、１端が開口した角形筒が取付けられているが、双方の開口側は互いに反対向きに取付けされ、閉塞した末端下部は水車室上部と接合された上、流水可能なように開口されている。なお双方の開口部に近い内部には海水流入に対する逆流防止弁が取付けされている。水車室の下側についても上側流入筒と同じ外形の角形筒が、上・下・開口方向とも、上側と反対向きに取付けされている。側と異なる点は、下側では流出用となるため、逆流防止弁は流入口とは反対向きに取付けされている。
（２）干満逆潮流と水車の回転方向との関係
上記の構造体内を干満潮流が時間差をおいて互いに逆流をくり返しているが、この逆流を１体の水車が１定方向に回転する仕組みについて次に述べる。水車が軸を中心に回転する場合、軸の回転は１定方向であっても水車の周辺部はどの位置であっても直径線上の両側は常に反対回りとなるため、この反転を干満潮の逆流と同調させる構造としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は干満潮流を利用して発電機の動力源とするものであり、現状においては未開発の分野である。これが実現出来れば、電力の供給力増加の１助になると思われる。なお効果を高める配慮点には次のものが考えられる。
（１）入江状になっている地形
（２）防潮堤等との協調
（３）干満潮差の大きさ（ちなみに九州では約３ｍ）
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１図は本体構造物を支柱材の中心線で２分割後の１体について、中央部の水車室を主体とした斜視図である。なお２分割した構造物２体は全く同じ形態となっている。
【図２】第２図は水車の斜視図であり、水車羽根の取付け状態を表わしたものである。
【図３】第３図は、本体構造物を２分割した後の１体の水車室に水車を収納した状態とともに、上部の流入筒と下部の流出筒が、それぞれ開口部を逆にして取付けされた状況を示した図である。
【図４】第４図は、使用状態に組み立てた後の状態を示した図であり、両水車室の結合状態と上部流入筒及び下部流出筒の開口部を正面に見た配置図である。
【図５】第５図は潮流水車をとりまく関連設備を含めた、施設状況についての１部切断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
発明を実施するためには、第５図に示すように、組立てられた潮流水車が発電機と組合わされ発電設備として１括、ケーソン内に収納された構造物として、効果的な使用の１例として防潮堤の１角に割込み設置された状況図である。
【実施例】
【０００８】
本案は未開発分野についての構想であり、実施例はない。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
本案の実用化が進めば本来の電力供給力増強の１助は勿論、機器の製造を始め、施設建設工事等の増加が望める。
【符号の説明】
【００１０】
第１図は、本体構造物を２分割した１体についての水車室開口部を主体とした１部切断斜視図である。
１．は海水流入用の角形筒で、２．はその流入口、３．は逆流防止弁、４．はそのストッパーである。５．は流入筒と水車室の接合部で海水流入のための開口部である。６．は水車室であり、水車の半分が収納出来るように半円筒形となっている。７．は水車室上面の弦線に沿って設けられた支柱材であり、その中央部には水車軸を収納出来るような軸受具８．が設けられている。９．は水車室下部に設けられた支柱材であり、１０．は水車軸の下部軸受具である。１１．は水車室より下部流出筒への海水流出口である。１２．は水車室開口周辺部に設けられた耳状突起板であり、１３．は２体の水車室同志を結合させるために設けられたボルト用貫通孔であり、複数個所設けられている。１４．はそれに使用されるボルトで、１５．は締付け用ナットである。
第２図は水車の斜視図であり、２０．は水車の本体で中心部には回転軸が貫通し、２１．はその上部であり２２．は下部である。２１．の上部には発電機が接続されることになる。２３．は水車本体の周辺部に取付けされた水車羽根であり、流水抵抗増加のため水車軸に対し傾斜をつけて複数枚取付けされている。
第３図は前述の構造物を使用状態に組立てるに際し、先ず１体の構造物の水車室に水車体を収納させることになるが、その際の水車室を正面とした図である。又、水車室上面の流入筒１．は下部の流出筒１６．とは逆向きに取付けされている。
第４図は２体の構造物が結合した後の状態を示した図であり、上部流入筒１．１′と下部流出筒１６．１６′の配置状況と、その取付方向を示したものである。符号の、′は同形態のものを後述した場合に判別するため符したものである。
第５図は使用状態に組立てられた潮流水車と発電機２５が連結され、１括して２６のケーソン内に設置された状況図である。又効果的な使用法として、防潮堤２７との協調を計りその１角に割り込み設置された１例を示したものである。２８を外海側、２９を内海側とした場合には、１．は、みち潮用流入筒、１′は、ひき潮用流入筒であり、１６．は、みち潮用流出筒、１６．′は、ひき潮用流出筒となる。３０．は干潮時の最低線であり、流入筒開口部２．は常にこの線より下側に設置するものとする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体構造物の中央部に円筒状の水車室が設けられ、その上・下・両円面の直径線上に、並行するように支柱材が取付けされている。この支柱材の中心部には、水車軸が収納出来るような軸受具が取付けされている。この上面支柱材の両側に沿って、１端が開口された角形筒が互いに反対向きとなるように取付けられ、双方とも水車室との接続部は海水流入用として１部開口されている。なお開口部には双方とも逆流防止弁が設けられている。又水車室下側についても、上側流入筒と外形が全く同じ角形筒２体が双方とも、上・下・開口方向とも正反対に取付けされている。下側筒が上側筒と異なる点は、下側筒は上側の流入用に対して流出用となるため、逆流防止弁は上側とは逆向きに取付けされている。以上の構造物に水車体が収納され通水された場合、外海側がみち潮用となり、反対側がひき潮用となり本体構造物体内を時間差をおき反転をくり返すこととなる。１方水車室に収納された水車の回転軸は常に１定方向に回転しても、その周辺部の対極側同志は常に反転することとなるため、これと潮流の逆流方向と同調させるように構成した発電用潮流水車。

【図１】