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公開番号2024124601
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032385
出願日2023-03-03
発明の名称水力発電/蓄電システム
出願人個人
代理人個人
主分類F03B 17/06 20060101AFI20240906BHJP(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】遠洋や近洋等、いかなる場所でも水力発電が可能で且つその蓄電も可能な水力発電/蓄電システムを提供する。
【解決手段】水力
水力発電/蓄電システム1は水力駆動装置2と発電装置3と取付体4と蓄電船5を備える。水力駆動装置2と発電装置3は取付体4に取り付けられ、取付体4はブラケット10により蓄電船5の横側部に取り付けられている。水力駆動装置2は、水流圧に対応した回転力を出力するための装置であり、発電装置3は水力駆動装置2の出力軸の回転力を受けて発電動作を行う装置である。蓄電船5は、発電装置3で発電された電気を蓄電するための蓄電装置50を搭載している。これにより、水力駆動装置2及び発電装置3で発電した電気を蓄電船5の蓄電装置50に蓄電することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水流圧に対応した回転力を出力可能な出力軸を有する水力駆動装置と、上記出力軸の回転力を受けて発電動作を行う発電装置と、これら水力駆動装置及び発電装置が取り付けられた取付体と、上記発電装置で発電された電気を蓄電するための蓄電装置を有する蓄電船とを備えた水力発電／蓄電システムであって、
上記水力駆動装置は、
上記取付体の一方端部側に回転自在に取り付けられた第１の回転体と、
その回転中心軸が上記第１の回転体の回転中心軸と平行になるように上記取付体の他方端部側に回転自在に取り付けられた第２の回転体と、
上記第１の回転体と第２の回転体とに巻き付けられた無端ベルトと、
各抵抗部材が水流圧を受けるための凹状の受圧面部を有し且つ上記無端ベルトの表面に所定の間隔で立設された複数の第１の抵抗部材と、
その回転中心軸が上記第１及び第２の回転体の回転中心軸と平行な状態で、上記第１の回転体と第２の回転体と無端ベルトとの間に配設され、且つ上記取付体に取り付けられた複数の補助回転体と、を備え、
上記発電装置は、
上記水力駆動装置の出力軸の回転力を回転軸で受けて発電動作を行う発電機を備え、
上記水力駆動装置は、上記第１の回転体及び第２の回転体の少なくとも回転中心軸が水面の上方に位置し、且つ上記無端ベルトのうち第１の回転体及び第２の回転体よりも下側の無端ベルト部分に位置する複数の第１の抵抗部材が当該水中内に完没するように、上記取付体に取り付けられている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記取付体が、上記蓄電船の船体に設けられている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記取付体が、上記蓄電船とは別体の浮体具に設けられている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記第１の抵抗部材が、可撓性素材で形成された上記受圧面部と、当該受圧面部を上記無端ベルトの表面に起立させて支持する支持部材とで形成されている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記第１の抵抗部材が、互いに背中合わせに接合された１対の上記受圧面部と、これら１対の受圧面部を上記無端ベルトの表面に起立させて支持する支持部材とで形成されている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記水力駆動装置の出力軸と発電機の回転軸との間に、水力駆動装置の出力軸の回転方向に対する発電機の回転軸の回転方向を同一方向又は逆方向に変換可能な回転方向変換器を設けた、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項７】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記複数の補助回転体の中の１つ以上の補助回転体が、他の補助回転体よりも下方に位置決めされて、上記無端ベルトの上記下側の無端ベルト部分が、水深方向に略くの字状に湾曲している、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項８】
請求項７に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記複数の補助回転体のうち最下流に位置する補助回転体が、他の補助回転体よりも下方に位置されている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項９】
請求項７に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記複数の補助回転体のうち略中央に位置する補助回転体が、他の補助回転体よりも下方に位置されている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の水力発電／蓄電システムにおいて、
上記複数の補助回転体は、上記取付体に上下動自在に取り付けられている、
ことを特徴とする水力発電／蓄電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、水力による発電と発電した電気エネルギを蓄電することができる水力発電／蓄電システムに関するものである。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２に示すように、水力を効率的に電気エネルギに変換して、天候や日射量に左右されることなく、高発電効率と大きな発電量を安定的に得ることができる水力発電技術が存在する。
これらの水力発電技術は、各種装置が組み付けられた支持体を水底に固定することで、水深の浅い水上で使用することができる。したがって、その建設のコストや時間はさほど費やさない。
しかし、これらの水力発電技術では、水深の深い洋上で使用する場合に、水力発電システムを建設するために多大なコストと時間がかかる。さらに、そのメインテナンス作業も面倒且つ煩雑である。
そこで、特許文献３に記載のような水力発電技術が発明された。
この水力発電技術は、水力を効率的に電気エネルギに変換して高発電効率と大きな発電量を得ることができるだけでない。この技術は、水深が深い洋上で使用する場合においても、水力発電システムの建設コストの低減とメインテナンス作業の負担軽減とを図ることができるという、優れた技術である。
この技術は、水力駆動装置と発電装置とを浮体装置上に組み付けた技術である。したがって、これらの装置を、目的の洋上まで運んで、降ろし、浮体装置の浮体具を係留具で固定することで、水力発電システムを、水深が深い洋上に設置することができる。
このため、水深が深い洋上に建設するためのコストや時間を低減することができるだけでなく、メインテナンスも容易となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７３１５６１号公報
特許第６８９４５５６号公報
特許第７１７４５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の技術では、次のような問題がある。
上記特許文献３の技術では、水力発電した電気を陸上の蓄電所に送るには、当該水力発電システムと蓄電所とを海底ケーブルで繋ぐ必要がある。
したがって、複数の水力発電システムを遠く異なる洋上にそれぞれ設置する場合には、海底ケーブルをそれぞれのシステムと陸上の蓄電所との間に敷設しなければならず、コスト面で問題が生じる。また、海底ケーブル敷設による環境への影響も考慮しなければならない。
このため、海底に敷設する海底ケーブル数は、必要最小限の本数に限定され、この水力発電システムの設置箇所も、海底ケーブルの近くに限定されてしまう。
つまり、上記従来の技術では、洋上ならばどのような場所でも水力発電することができるというわけではなく、この技術によって水力発電することができる場所は、著しく限定されている。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、遠洋及び近洋、いかなる場所でも水力発電が可能で且つその蓄電も可能な水力発電／蓄電システム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】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明は、水流圧に対応した回転力を出力可能な出力軸を有する水力駆動装置と、出力軸の回転力を受けて発電動作を行う発電装置と、これら水力駆動装置及び発電装置が取り付けられた取付体と、発電装置で発電された電気を蓄電するための蓄電装置を有する蓄電船とを備えた水力発電／蓄電システムであって、水力駆動装置は、取付体の一方端部側に回転自在に取り付けられた第１の回転体と、その回転中心軸が第１の回転体の回転中心軸と平行になるように取付体の他方端部側に回転自在に取り付けられた第２の回転体と、第１の回転体と第２の回転体とに巻き付けられた無端ベルトと、各抵抗部材が水流圧を受けるための凹状の受圧面部を有し且つ無端ベルトの表面に所定の間隔で立設された複数の第１の抵抗部材と、その回転中心軸が第１及び第２の回転体の回転中心軸と平行な状態で、第１の回転体と第２の回転体と無端ベルトとの間に配設され、且つ取付体に取り付けられた複数の補助回転体と、を備え、発電装置は、水力駆動装置の出力軸の回転力を回転軸で受けて発電動作を行う発電機を備え、水力駆動装置は、第１の回転体及び第２の回転体の少なくとも回転中心軸が水面の上方に位置し、且つ無端ベルトのうち第１の回転体及び第２の回転体よりも下側の無端ベルト部分に位置する複数の第１の抵抗部材が当該水中内に完没するように、取付体に取り付けられている構成とした。
かかる構成により、蓄電船を動かして、水力駆動装置と発電装置を、取付体と一体に所望の洋上位置まで移動させることができる。
そして、蓄電船を当該洋上に停留させて、水力駆動装置と発電装置とを、取付体と共に当該洋上位置に固定することができる。
これにより、水中に完没した複数の第１の抵抗部材が、水流圧を受け、無端ベルトが巻き付けられた第１の回転体と第２の回転体とが、水流方向に回転する。そして、その回転力が水力駆動装置の出力軸に出力され、発電装置に伝達されて、発電動作が行われる。
発電装置で発電された電気は、蓄電船の蓄電装置に充電することができる。
水流が弱まった場合等、水流に変化が生じた場合には、蓄電船を再駆動させて、所望の水流が生じている洋上まで移動する。そして、蓄電船を当該洋上に再度停留させることで、水力駆動装置と発電装置によって、当該洋上での発電／蓄電作業を行うことができる。
そして、蓄電装置への充電が完了したときは、蓄電船を駆動させて、充電した電気を陸上の所望蓄電所まで輸送することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明に係る水力発電／蓄電システムにおいて、取付体が、蓄電船の船体に設けられている構成とした。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明に係る水力発電／蓄電システムにおいて、取付体が、蓄電船とは別体の浮体具に設けられている構成とした。
【０００９】
第４の発明は、第１の発明に係る水力発電／蓄電システムにおいて、第１の抵抗部材が、可撓性素材で形成された受圧面部と、当該受圧面部を無端ベルトの表面に起立させて支持する支持部材とで形成されている構成とした。
かかる構成により、水力駆動装置の第１の抵抗部材は、流れに対向する受圧面部で水流圧を受けて、第１の回転体及び第２の回転体を回転させる。そして、水流の方向が変わった場合には、可撓性素材で形成された受圧面部が流れ方向に撓む。この結果、受圧面部が流れに対向するように変化し、水流圧を受けて、第１の回転体及び第２の回転体を回転させる。
すなわち、この発明によれば、水流の向きの変化に応じて、第１の抵抗部材の受圧面部の向きが変わる。したがって、水流の向きが変わった場合に、水力駆動装置の向き水流の向きに合わせる必要がない。つまり、水力駆動装置や発電装置の向きを変えることなく、発電動作を継続させることができる。
【００１０】
第５の発明は、第１の発明に係る水力発電／蓄電システムにおいて、第１の抵抗部材が、互いに背中合わせに接合された１対の受圧面部と、これら１対の受圧面部を無端ベルトの表面に起立させて支持する支持部材とで形成されている構成とした。
かかる構成により、水流方向が変わっても、互いに背中合わせに接合された１対の受圧面部のうち、流れの方向に対向する受圧面部が水流を捉えるので、水力駆動装置や発電装置の向きを変えることなく、発電動作を継続させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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