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公開番号2024033634
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022137341
出願日2022-08-30
発明の名称制振発電装置
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03B 13/16 20060101AFI20240306BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】振動を抑制することができるとともに発電を行うことができる制振発電装置を提供する。
【解決手段】実施の形態による制振発電装置は、内部空間を含む浮体と、内部空間内に配置された可動体であって、浮体に弾性結合され、浮体に対して第1方向に相対並進運動可能な可動体と、浮体と可動体との相対並進運動を回転運動に変換する変換機構と、発電を行う装置発電機と、を備えている。装置発電機は、変換機構により変換された回転運動で回転する回転子を含んでいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部空間を含む浮体と、
前記内部空間内に配置された可動体であって、前記浮体に弾性結合され、前記浮体に対して第１方向に相対並進運動可能な可動体と、
前記浮体と前記可動体との相対並進運動を回転運動に変換する変換機構と、
前記変換機構により変換された回転運動で回転する回転子を含む、発電を行う装置発電機と、
を備えた、制振発電装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記変換機構は、前記第１方向に延びる中心軸を有する雌ねじ孔と、前記雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を含む変換回転シャフトであって、前記第１方向に延びるとともに前記回転子に連結された変換回転シャフトと、を含む、請求項１に記載の制振発電装置。
【請求項３】
前記変換機構は、前記変換回転シャフトと前記回転子との間に介在された変速装置を含む、請求項２に記載の制振発電装置。
【請求項４】
前記装置発電機は、前記浮体に支持されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の制振発電装置。
【請求項５】
前記装置発電機は、前記可動体に支持されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の制振発電装置。
【請求項６】
前記可動体は、前記内部空間に貯留された液体に浮かび、
前記可動体は、前記液体によって前記浮体に弾性結合されている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の制振発電装置。
【請求項７】
前記可動体の下部に、前記内部空間に貯留された前記液体に接する気体が封入された気体室が設けられ、
前記可動体は、前記液体および前記気体によって前記浮体に弾性結合されている、
請求項６に記載の制振発電装置。
【請求項８】
前記変換機構は、前記第１方向に延びるラックと、前記ラックと連動するとともに前記回転子に連結された発電機歯車と、を含む、請求項１に記載の制振発電装置。
【請求項９】
前記変換機構は、前記ラックと前記発電機歯車との間に介在された変速装置を含む、
請求項８に記載の制振発電装置。
【請求項１０】
前記装置発電機は、前記浮体に支持され、
前記変換機構は、ロープと、前記回転子に連結されたプーリと、を含み、
前記ロープは、前記第１方向にＵターンするように前記プーリに巻き掛けられ、
前記プーリに対して一方の側において、前記ロープが前記可動体に支持され、前記プーリに対して他方の側において、前記ロープが弾性体を介在させて前記浮体に支持されている、
請求項１に記載の制振発電装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施の形態は、制振発電装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電を洋上で実施する洋上風力発電は、洋上の安定した風を用いて発電できる利点がある。水深が深い海域では、海底に基礎を設けて風力発電用の風車施設を固定することが難しいため、浮体式の洋上風力発電が有効な実施方法の１つと考えられている。
【０００３】
浮体式洋上風力発電施設においては、洋上に浮かぶ浮体の上に、水上構造物が設けられ、この水上構造物の上に塔屋を起立させている。塔屋の上端に風力発電機が搭載されている。水上構造物は海底に錨鎖で係留して、水上構造物の位置が保持される。水上構造物は、波浪によって主として上下振動（ヒーブ振動）を行う。このことにより、振動による発電機器の損傷を抑制するために、波浪の固有周期から水上構造物の固有振動数を離調するなどの対策が講じられている。台風接近時などの高波浪時に振動の更なる抑制が設備維持に重要である。
【０００４】
一方、風力発電装置は、風力で発電を行う装置であるが、風車の角度および方向若しくは浮体の姿勢などの制御電源、および補機の運用を行うための制御電源は、外部に依存している。外部電源の供給網は、台風などの災害時には遮断される恐れがある。外部電源が喪失されると、風力発電装置の制御を行うことができなくなる。例えば、浮体の姿勢制御が困難になると、場合によっては、浮体が倒壊するなどの危険性が考えられる。制御電源としては、蓄電可能な電池を用いることが考えられる。しかしながら、蓄電方式は、電池容量に制限があり、外部電源の喪失が長期に及ぶ場合には、時間的な制約が問題になり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３７１８６８３号公報
特許第５６２７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施の形態は、このような点を考慮してなされたものであり、振動を抑制することができるとともに発電を行うことができる制振発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施の形態による制振発電装置は、内部空間を含む浮体と、内部空間内に配置された可動体であって、浮体に弾性結合され、浮体に対して第１方向に相対並進運動可能な可動体と、浮体と可動体との相対並進運動を回転運動に変換する変換機構と、発電を行う装置発電機と、を備えている。装置発電機は、変換機構により変換された回転運動で回転する回転子を含んでいる。
【０００８】
実施の形態による水上プラットフォーム装置は、水上に位置している。水上プラットフォーム装置は、プラットフォームと、プラットフォームを支持する、上述の複数の制振発電装置と、を備えている。第１方向に直交する方向のうちの少なくとも１つの方向で見たときに、プラットフォームの重心に対する横方向両側に、制振発電装置が配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
実施の形態によれば、振動を抑制することができるとともに発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、第１の実施の形態における制振発電装置が適用された洋上風力発電施設の一例を示す図である。
図２は、図１の制振発電装置の力学モデルを示す図である。
図３は、図１の制振発電装置のヒーブ振動の振動伝達率を示す応答線図である。
図４は、第２の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図５は、第３の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図６は、第４の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図７は、第５の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図８Ａは、第６の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図８Ｂは、図８Ａの矢印Ｐ１に沿って見たときの主ロープを示す概略図である。
図９Ａは、第７の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図９Ｂは、図９Ａの矢印Ｐ２に沿って見たときの主ロープを示す概略図である。
図１０Ａは、第８の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図１０Ｂは、図１０Ａの矢印Ｐ３に沿って見たときの主ロープを示す概略図である。
図１１は、第９の実施の形態における制振発電装置を示す概略縦断面図である。
図１２は、第１０の実施の形態における制振発電装置を備えた水上プラットフォーム装置示す概略断面図である。
図１３は、図１２の水上プラットフォーム装置の力学モデルを示す図である。
図１４は、図１２の水上プラットフォーム装置のヒーブ振動の振動伝達率を示す応答線図である。
図１５は、図１２の水上プラットフォーム装置のピッチング振動の振動伝達率を示す応答線図である。
図１６は、図１２の水上プラットフォーム装置の一例を示す平面図である。
図１７は、図１２の水上プラットフォーム装置の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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