JP6830794B2

JP6830794B2 - Current power generator

Info

Publication number: JP6830794B2
Application number: JP2016217648A
Authority: JP
Inventors: 博昭谷川; 圭二尾山; 浩一朗安野; 陽一森屋
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc; Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2016-11-07
Filing date: 2016-11-07
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-11-07
Also published as: JP2018076790A

Description

本発明は、潮流発電装置に関する。 The present invention relates to a tidal current power generation device.

再生可能エネルギーを利用した発電方式として、海流の運動エネルギーから電力を生み出す潮流発電が知られている。例えば、特許文献１には、橋脚に支持された水車を備える発電装置が記載されている。そして、水車が橋脚に支持されていることで、水車を支持する支持構造を別途設ける必要がなくなることが記載されている。 As a power generation method using renewable energy, tidal current power generation, which produces electric power from kinetic energy of ocean currents, is known. For example, Patent Document 1 describes a power generation device including a water turbine supported by a pier. Then, it is described that the support structure for supporting the water turbine does not need to be separately provided because the water turbine is supported by the pier.

特開２００５−２１４１４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-214142

ところで、潮流発電においては、海中の所定の位置に水車が位置決めされなければならない。しかしながら、潮流発電装置が設置される場所は海流が速い場所であるため、水車の設置作業及び保守等を要する際に生じる水車の撤去作業は容易ではない。 By the way, in tidal current power generation, the water turbine must be positioned at a predetermined position in the sea. However, since the place where the tidal current power generation device is installed is a place where the ocean current is fast, it is not easy to remove the water turbine when the installation work and maintenance of the water turbine are required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タービンの設置作業及び撤去作業を容易にすることができる潮流発電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a tidal current power generation device capable of facilitating turbine installation work and removal work.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る潮流発電装置は、海洋構造物に支持されており少なくとも一部が海中に配置されたレールと、第１位置決め部材を備え、前記レールに沿って移動できる可動ユニットと、タービン、前記第１位置決め部材に嵌合する第２位置決め部材、及び自重を調節することができるフロートを備えるタービンユニットと、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the tidal current power generation device according to the present invention includes a rail supported by an offshore structure and at least partially arranged in the sea, and a first positioning member. It includes a movable unit that can move along the rail, a turbine, a second positioning member that fits into the first positioning member, and a turbine unit that includes a float that can adjust its own weight.

これにより、タービンユニットが海中に設置される際、可動ユニットの位置が調節されることで、第１位置決め部材が第２位置決め部材に近付く。第１位置決め部材が第２位置決め部材に近付いた状態で、フロートの自重が大きくされると、タービンユニットが下降することで第２位置決め部材が第１位置決め部材に嵌合する。その後、タービンユニット２が可動ユニットと共に下降する。一方、タービンユニットが海中から撤去される際、フロートの自重が小さくされることで、可動ユニットを揚重するために必要な力が小さくなる。このため、可動ユニットの揚重が容易となる。したがって、潮流発電装置は、タービンの設置作業及び撤去作業を容易にすることができる。 As a result, when the turbine unit is installed in the sea, the position of the movable unit is adjusted so that the first positioning member approaches the second positioning member. When the weight of the float is increased while the first positioning member is close to the second positioning member, the turbine unit is lowered to fit the second positioning member to the first positioning member. After that, the turbine unit 2 descends together with the movable unit. On the other hand, when the turbine unit is removed from the sea, the weight of the float is reduced, so that the force required to lift the movable unit is reduced. Therefore, the movable unit can be easily lifted. Therefore, the tidal current power generation device can facilitate the installation work and the removal work of the turbine.

本発明の望ましい態様として、前記可動ユニットを位置決めするためのストッパーを備えることが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, it is preferable to provide a stopper for positioning the movable unit.

これにより、タービンユニットが海中に設置される際、タービンユニット及び可動ユニットの下降は、可動ユニットがストッパーに接することで停止する。このため、タービンの所定位置への位置決めが容易である。 As a result, when the turbine unit is installed in the sea, the descent of the turbine unit and the movable unit is stopped when the movable unit comes into contact with the stopper. Therefore, the turbine can be easily positioned at a predetermined position.

本発明の望ましい態様として、前記可動ユニットは、前記タービンユニットに向かって突出した補助レールを備え、前記タービンユニットは、前記補助レールに案内されるガイド部材を備えることが好ましい。 As a preferred embodiment of the present invention, it is preferable that the movable unit includes an auxiliary rail protruding toward the turbine unit, and the turbine unit includes a guide member guided by the auxiliary rail.

これにより、タービンユニットは、ガイド部材が補助レールに接した状態で下降することができる。このため、第２位置決め部材が第１位置決め部材に嵌合する前において、第１位置決め部材に対する第２位置決め部材の水平方向の位置ずれが抑制される。このため、第２位置決め部材が第１位置決め部材に容易に嵌合する。 As a result, the turbine unit can be lowered with the guide member in contact with the auxiliary rail. Therefore, before the second positioning member is fitted to the first positioning member, the horizontal displacement of the second positioning member with respect to the first positioning member is suppressed. Therefore, the second positioning member is easily fitted to the first positioning member.

本発明の望ましい態様として、前記第１位置決め部材及び前記第２位置決め部材を、それぞれ複数備えることが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that a plurality of the first positioning member and the second positioning member are provided.

これにより、複数の位置において第２位置決め部材が第１位置決め部材に嵌合する。このため、タービンユニットが海流を受けても揺動しにくくなる。このため、海流の運動エネルギーがタービンユニットの揺動によって消費されにくくなる。したがって、安定した発電ができる。 As a result, the second positioning member fits into the first positioning member at a plurality of positions. Therefore, even if the turbine unit receives an ocean current, it is difficult to swing. Therefore, the kinetic energy of the ocean current is less likely to be consumed by the swing of the turbine unit. Therefore, stable power generation can be performed.

本発明によれば、タービンの設置作業及び撤去作業を容易にすることができる潮流発電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a tidal current power generation device capable of facilitating installation work and removal work of a turbine.

図１は、本実施形態に係る潮流発電装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a tidal current power generation device according to the present embodiment. 図２は、本実施形態に係るレール及び可動ユニットを示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing a rail and a movable unit according to the present embodiment. 図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 図４は、本実施形態に係るタービンユニットを示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing a turbine unit according to the present embodiment. 図５は、本実施形態に係るタービンケースを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a turbine case according to the present embodiment. 図６は、本実施形態に係るタービンユニットの設置方法を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a method of installing the turbine unit according to the present embodiment. 図７は、本実施形態に係るタービンユニットの撤去方法を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a method of removing the turbine unit according to the present embodiment. 図８は、本実施形態に係るタービンユニットが船に牽引されているときの様子を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing a state when the turbine unit according to the present embodiment is towed by a ship. 図９は、本実施形態に係る第２位置決め部材が第１位置決め部材に嵌合するときの様子を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic view showing a state when the second positioning member according to the present embodiment is fitted to the first positioning member. 図１０は、本実施形態に係るフロートから排気されたときの様子を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic view showing a state when the float is exhausted according to the present embodiment.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments for carrying out the following inventions (hereinafter referred to as embodiments). In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る潮流発電装置を示す模式図である。図１に示すように、潮流発電装置１００は、海流の運動エネルギーから電力を生み出す装置である。潮流発電装置１００は、橋梁９に支持され、橋梁９の近傍の海中に設置されている。橋梁９は、海峡のうち陸地間の距離が小さい位置に設けられている。このため、橋梁９が設けられる場所では海流の流れが比較的速くなっている。潮流発電装置１００は、橋梁９の近傍の海中に設置されているので、海流の運動エネルギーを容易に得ることができる。また、橋梁９には、潮流発電装置１００が生み出した電力を変電所等に送電するための送電線１０が設けられている。送電線１０は、橋梁９に沿って陸地まで設けられている。 (Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing a tidal current power generation device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the tidal current power generation device 100 is a device that generates electric power from the kinetic energy of an ocean current. The tidal current power generation device 100 is supported by the bridge 9 and is installed in the sea near the bridge 9. The bridge 9 is provided at a position in the strait where the distance between land is small. Therefore, the current of the ocean current is relatively fast at the place where the bridge 9 is provided. Since the tidal current power generation device 100 is installed in the sea near the bridge 9, the kinetic energy of the ocean current can be easily obtained. Further, the bridge 9 is provided with a transmission line 10 for transmitting the electric power generated by the tidal current power generation device 100 to a substation or the like. The transmission line 10 is provided along the bridge 9 to the land.

図１に示すように、潮流発電装置１００は、支持部材８と、レール７と、可動ユニット４と、タービンユニット２と、を備える。支持部材８、レール７及び可動ユニット４によって、タービンユニット２が海中の所定位置に位置決めされている。 As shown in FIG. 1, the tidal current power generation device 100 includes a support member 8, a rail 7, a movable unit 4, and a turbine unit 2. The turbine unit 2 is positioned at a predetermined position in the sea by the support member 8, the rail 7, and the movable unit 4.

図１に示すように、支持部材８は、橋梁９の橋脚９１に固定された部材である。支持部材８は、例えば鋼鉄等で形成されており、横材８１と、横材８２と、縦材８３と、ストッパー８５と、を備える。横材８１は、水面より上方の位置で橋脚９１に固定されており、例えば橋梁９の長手方向に対して交差する方向に橋脚９１から突出している。横材８１は、例えば平面視で略Ｕ字状である。横材８２は、海中で橋脚９１に固定されており、例えば橋脚９１から横材８１と同じ方向に突出している。横材８２は、例えば平面視で横材８１に重なる略Ｕ字状である。縦材８３は、横材８１及び横材８２に固定されており、例えば鉛直方向に沿った棒状部材である。例えば、互いに平行な２つの縦材８３が横材８１及び横材８２に固定されている。ストッパー８５は、可動ユニット４を位置決めするための部材である。例えば、ストッパー８５は、縦材８３の下端部に固定されており、平面視でレール７に重なる。 As shown in FIG. 1, the support member 8 is a member fixed to the pier 91 of the bridge 9. The support member 8 is made of, for example, steel, and includes a cross member 81, a cross member 82, a vertical member 83, and a stopper 85. The cross member 81 is fixed to the pier 91 at a position above the water surface, and projects from the pier 91 in a direction intersecting the longitudinal direction of the bridge 9, for example. The cross member 81 is, for example, substantially U-shaped in a plan view. The cross member 82 is fixed to the pier 91 in the sea, and protrudes from the pier 91 in the same direction as the cross member 81, for example. The cross member 82 has a substantially U-shape that overlaps the cross member 81 in a plan view, for example. The vertical member 83 is fixed to the horizontal member 81 and the horizontal member 82, and is, for example, a rod-shaped member along the vertical direction. For example, two vertical members 83 parallel to each other are fixed to the horizontal member 81 and the horizontal member 82. The stopper 85 is a member for positioning the movable unit 4. For example, the stopper 85 is fixed to the lower end of the vertical member 83 and overlaps the rail 7 in a plan view.

図２は、本実施形態に係るレール及び可動ユニットを示す正面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、レール７は、鉛直方向に沿った長尺部材であって、例えばステンレス鋼等で形成されている。レール７の少なくとも一部は海中に配置されている。本実施形態においては、レール７の一端が水面より上に配置されており、レール７の他端が海中に配置されている。レール７は、支持部材８に取り付けられている。すなわち、レール７は、支持部材８を介して橋脚９１に支持されている。より具体的には、図３に示すように、レール７が２つの縦材８３のそれぞれに固定されている。レール７は、例えば凹部７１を備える。２つのレール７は、互いの凹部７１が対向するように配置されている。 FIG. 2 is a front view showing a rail and a movable unit according to the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the rail 7 is a long member along the vertical direction, and is made of, for example, stainless steel. At least part of the rail 7 is located underwater. In the present embodiment, one end of the rail 7 is arranged above the water surface, and the other end of the rail 7 is arranged in the sea. The rail 7 is attached to the support member 8. That is, the rail 7 is supported by the pier 91 via the support member 8. More specifically, as shown in FIG. 3, the rail 7 is fixed to each of the two vertical members 83. The rail 7 includes, for example, a recess 71. The two rails 7 are arranged so that the recesses 71 face each other.

可動ユニット４は、レール７に沿って移動することができる部材である。図２及び図３に示すように、可動ユニット４は、スライダ４１と、補助レール４２と、第１位置決め部材６と、を備える。 The movable unit 4 is a member that can move along the rail 7. As shown in FIGS. 2 and 3, the movable unit 4 includes a slider 41, an auxiliary rail 42, and a first positioning member 6.

スライダ４１は、レール７の凹部７１に案内される部材である。スライダ４１は、例えば図２に示すように水平方向から見て枠状の部材であって、ステンレス鋼等で形成されている。図３に示すように、スライダ４１の水平方向の一端が一方の凹部７１に嵌まっており、他端が他方の凹部７１に嵌まっている。スライダ４１は、凹部７１に沿って鉛直方向に移動することができる。また、スライダ４１の下端部がレール７の下端部に位置するとき、スライダ４１は図１に示したストッパー８５に接する。これにより、スライダ４１の可動範囲が規制されている。 The slider 41 is a member guided by the recess 71 of the rail 7. The slider 41 is, for example, a frame-shaped member when viewed from the horizontal direction as shown in FIG. 2, and is made of stainless steel or the like. As shown in FIG. 3, one end of the slider 41 in the horizontal direction is fitted in one recess 71, and the other end is fitted in the other recess 71. The slider 41 can move in the vertical direction along the recess 71. Further, when the lower end of the slider 41 is located at the lower end of the rail 7, the slider 41 comes into contact with the stopper 85 shown in FIG. As a result, the movable range of the slider 41 is restricted.

補助レール４２は、図２及び図３に示すよう鉛直方向に沿った長尺部材であって、例えばステンレス鋼等で形成されている。補助レール４２は、スライダ４１に取り付けられており、スライダ４１からタービンユニット２に向かって突出している。より具体的には、補助レール４２は、例えばスライダ４１に対して垂直な板状部材であって、スライダ４１の水平方向の中間位置に固定されている。 The auxiliary rail 42 is a long member along the vertical direction as shown in FIGS. 2 and 3, and is made of, for example, stainless steel. The auxiliary rail 42 is attached to the slider 41 and projects from the slider 41 toward the turbine unit 2. More specifically, the auxiliary rail 42 is, for example, a plate-shaped member perpendicular to the slider 41, and is fixed at an intermediate position in the horizontal direction of the slider 41.

第１位置決め部材６は、海中でタービンユニット２を支持する部材である。第１位置決め部材６は、スライダ４１に固定されている。例えば、図２に示すように６つの第１位置決め部材６がスライダ４１に固定されている。３つの第１位置決め部材６が鉛直方向で等間隔に並べられており、３つの第１位置決め部材６で形成された列が２列設けられている。また、一方の列における第１位置決め部材６の鉛直方向の位置は、他方の列における第１位置決め部材６の鉛直方向の位置と同じである。また、図３に示すように、第１位置決め部材６は、凹部６１を備える。凹部６１は、鉛直方向下側に向かって内径が小さくなる円錐状の窪みである。 The first positioning member 6 is a member that supports the turbine unit 2 in the sea. The first positioning member 6 is fixed to the slider 41. For example, as shown in FIG. 2, six first positioning members 6 are fixed to the slider 41. The three first positioning members 6 are arranged at equal intervals in the vertical direction, and two rows formed by the three first positioning members 6 are provided. Further, the vertical position of the first positioning member 6 in one row is the same as the vertical position of the first positioning member 6 in the other row. Further, as shown in FIG. 3, the first positioning member 6 includes a recess 61. The recess 61 is a conical recess whose inner diameter decreases downward in the vertical direction.

図４は、本実施形態に係るタービンユニットを示す正面図である。図４に示すように、タービンユニット２は、タービンケース２０と、タービン２１と、発電機２２と、フロート２３と、第２位置決め部材５と、ローラー２５と、を備える。 FIG. 4 is a front view showing a turbine unit according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the turbine unit 2 includes a turbine case 20, a turbine 21, a generator 22, a float 23, a second positioning member 5, and a roller 25.

図５は、本実施形態に係るタービンケースを示す斜視図である。タービンケース２０は、タービン２１を収容するための部材である。図５に示すように、タービンケース２０は、例えば直方体状の部材である。具体的には、タービンケース２０は、縦材２０１と、横材２０２と、横材２０３と、横材２０４と、横材２０５と、を備える。縦材２０１は、長尺部材であり、例えば４本設けられている。横材２０２、横材２０３、横材２０４及び横材２０５は、例えば平面視で互いに重なる矩形の部材である。それぞれの縦材２０１が横材２０２、横材２０３、横材２０４及び横材２０５の頂点を連結している。横材２０２、横材２０３、横材２０４及び横材２０５の一辺は、縦材２０１の長さよりも短い。 FIG. 5 is a perspective view showing a turbine case according to the present embodiment. The turbine case 20 is a member for accommodating the turbine 21. As shown in FIG. 5, the turbine case 20 is, for example, a rectangular parallelepiped member. Specifically, the turbine case 20 includes a vertical member 201, a horizontal member 202, a horizontal member 203, a horizontal member 204, and a horizontal member 205. The vertical member 201 is a long member, and for example, four vertical members 201 are provided. The cross member 202, the cross member 203, the cross member 204, and the cross member 205 are rectangular members that overlap each other in a plan view, for example. Each vertical member 201 connects the vertices of the horizontal member 202, the horizontal member 203, the horizontal member 204, and the horizontal member 205. One side of the cross member 202, the cross member 203, the cross member 204, and the cross member 205 is shorter than the length of the vertical member 201.

タービンケース２０は、タービン２１を回転可能に支持している。例えば、横材２０２及び横材２０５に支持された軸受によって、タービン２１のシャフトが支持されている。また、タービンケース２０は、複数の開口部を有するので、タービン２１を支持しながらもタービン２１に海水を導くことができる。また、タービンケース２０は、海流によって流されてきた大きな浮遊物とタービン２１との接触を抑制することができる。これにより、タービン２１の破損が抑制される。 The turbine case 20 rotatably supports the turbine 21. For example, the shaft of the turbine 21 is supported by bearings supported by the cross member 202 and the cross member 205. Further, since the turbine case 20 has a plurality of openings, seawater can be guided to the turbine 21 while supporting the turbine 21. Further, the turbine case 20 can suppress the contact between the large suspended matter that has been washed away by the ocean current and the turbine 21. As a result, damage to the turbine 21 is suppressed.

タービン２１は、海流を受けることで、例えば鉛直方向に平行な軸を中心に回転する。タービン２１は発電機２２に接続されており、タービン２１の回転は発電機２２に伝達される。これにより、タービン２１が回転すると発電機２２で電力が生じる。発電機２２は、橋梁９に設けられた送電線１０に接続されている。このため、発電機２２で生じた電力は送電線１０によって変電所等に送電される。また、発電機２２はタービン２１の鉛直方向上側に配置されている。これにより、発電機２２から送電線１０までの距離が短くなるので、発電機２２と送電線１０とを結ぶ電線が短くなる。 By receiving the ocean current, the turbine 21 rotates around an axis parallel to the vertical direction, for example. The turbine 21 is connected to the generator 22, and the rotation of the turbine 21 is transmitted to the generator 22. As a result, when the turbine 21 rotates, electric power is generated in the generator 22. The generator 22 is connected to a power transmission line 10 provided on the bridge 9. Therefore, the electric power generated by the generator 22 is transmitted to the substation or the like by the transmission line 10. Further, the generator 22 is arranged on the upper side of the turbine 21 in the vertical direction. As a result, the distance from the generator 22 to the transmission line 10 is shortened, so that the electric wire connecting the generator 22 and the transmission line 10 is shortened.

フロート２３は、例えばポンプ等によって空気の注入及び排出が可能である中空部材である。フロート２３は、例えば樹脂等で形成されている。図４に示すように、フロート２３は、発電機２２の鉛直方向上側に取り付けられている。なお、空気ではなく液体がフロート２３に注入及び排出されてもよい。 The float 23 is a hollow member capable of injecting and discharging air by, for example, a pump or the like. The float 23 is made of, for example, a resin or the like. As shown in FIG. 4, the float 23 is attached to the upper side of the generator 22 in the vertical direction. A liquid instead of air may be injected and discharged into the float 23.

図１及び図４に示すように、第２位置決め部材５は、タービンケース２０から水平方向に突出する部材である。第２位置決め部材５は、第１位置決め部材６に嵌合する部材である。例えば、図４に示すように６つの第２位置決め部材５がタービンケース２０に固定されている。３つの第２位置決め部材５が鉛直方向で等間隔に並べられており、３つの第２位置決め部材５で形成された列が２列設けられている。また、一方の列における第２位置決め部材５の鉛直方向の位置は、他方の列における第２位置決め部材５の鉛直方向の位置と同じである。鉛直方向で隣り合う第２位置決め部材５間の距離は、鉛直方向で隣り合う第１位置決め部材６間の距離（図２参照）に等しい。水平方向で隣り合う第２位置決め部材５間の距離は、水平方向で隣り合う第１位置決め部材６間の距離（図２参照）に等しい。また、図４に示すように、第２位置決め部材５は、円錐部５１を備える。円錐部５１は、円盤部５２の鉛直方向下側に設けられた円錐状の部材である。円錐部５１の外径は、鉛直方向下側に向かって小さくなっている。言い換えると、円錐部５１は、鉛直方向下側に向かって突出する楔形の突起である。円錐部５１は、第１位置決め部材６の凹部６１に嵌合する形状を有する。 As shown in FIGS. 1 and 4, the second positioning member 5 is a member that projects horizontally from the turbine case 20. The second positioning member 5 is a member that fits into the first positioning member 6. For example, as shown in FIG. 4, six second positioning members 5 are fixed to the turbine case 20. The three second positioning members 5 are arranged at equal intervals in the vertical direction, and two rows formed by the three second positioning members 5 are provided. Further, the vertical position of the second positioning member 5 in one row is the same as the vertical position of the second positioning member 5 in the other row. The distance between the second positioning members 5 adjacent to each other in the vertical direction is equal to the distance between the first positioning members 6 adjacent to each other in the vertical direction (see FIG. 2). The distance between the second positioning members 5 adjacent to each other in the horizontal direction is equal to the distance between the first positioning members 6 adjacent to each other in the horizontal direction (see FIG. 2). Further, as shown in FIG. 4, the second positioning member 5 includes a conical portion 51. The conical portion 51 is a conical member provided on the lower side of the disk portion 52 in the vertical direction. The outer diameter of the conical portion 51 decreases toward the lower side in the vertical direction. In other words, the conical portion 51 is a wedge-shaped protrusion that protrudes downward in the vertical direction. The conical portion 51 has a shape that fits into the recess 61 of the first positioning member 6.

ローラー２５は、補助レール４２に対応するガイド部材としてタービンケース２０に取り付けられた回転部材である。ローラー２５は、タービンケース２０から第２位置決め部材５が突出する方向と同じ方向に突出している。ローラー２５は、水平方向に平行な軸を中心に回転することができる。例えば、図４に示すように４つのローラー２５がタービンケース２０に固定されている。鉛直方向で同じ位置に配置された２つのローラー２５を１組として、２組が鉛直方向の異なる位置に配置されている。水平方向に隣り合うローラー２５間の距離Ｄ２は、図３に示した補助レール４２の幅Ｄ１に略等しい。このため、２つのローラー２５が補助レール４２を挟むことができる。ローラー２５が補助レール４２に接した状態でローラー２５及び補助レール４２の少なくとも一方が移動すると、ローラー２５が補助レール４２上を転がる。 The roller 25 is a rotating member attached to the turbine case 20 as a guide member corresponding to the auxiliary rail 42. The roller 25 protrudes from the turbine case 20 in the same direction as the second positioning member 5 protrudes. The roller 25 can rotate about an axis parallel to the horizontal direction. For example, as shown in FIG. 4, four rollers 25 are fixed to the turbine case 20. Two rollers 25 arranged at the same position in the vertical direction are set as one set, and two sets are arranged at different positions in the vertical direction. The distance D2 between the rollers 25 adjacent to each other in the horizontal direction is substantially equal to the width D1 of the auxiliary rail 42 shown in FIG. Therefore, the two rollers 25 can sandwich the auxiliary rail 42. When at least one of the roller 25 and the auxiliary rail 42 moves while the roller 25 is in contact with the auxiliary rail 42, the roller 25 rolls on the auxiliary rail 42.

なお、レール７の長手方向は、必ずしも鉛直方向に沿っていなくてもよく、鉛直方向に対して角度を有していてもよい。また、タービン２１は、必ずしも例えば鉛直方向に平行な軸を中心に回転しなくてもよく、鉛直方向に角度を有する軸を中心に回転してもよい。 The longitudinal direction of the rail 7 does not necessarily have to be along the vertical direction, and may have an angle with respect to the vertical direction. Further, the turbine 21 does not necessarily have to rotate about an axis parallel to the vertical direction, for example, and may rotate about an axis having an angle in the vertical direction.

なお、補助レール４２の長手方向は、必ずしも鉛直方向に沿っていなくてもよく、鉛直方向に対して角度を有していてもよい。また、補助レール４２に案内されるガイド部材は、必ずしもローラー２５でなくてもよく、例えばタービンケース２０から補助レール４２に向かって突出する単なる突起であってもよい。また、補助レール４２及びローラー２５はなくてもよい。 The longitudinal direction of the auxiliary rail 42 does not necessarily have to be along the vertical direction, and may have an angle with respect to the vertical direction. Further, the guide member guided by the auxiliary rail 42 does not necessarily have to be the roller 25, and may be, for example, a simple protrusion protruding from the turbine case 20 toward the auxiliary rail 42. Further, the auxiliary rail 42 and the roller 25 may not be provided.

なお、第１位置決め部材６及び第２位置決め部材５は、必ずしも上述した形状でなくてもよい。例えば、第１位置決め部材６が円錐部５１に相当する突起を有しており、第２位置決め部材５が凹部６１に相当する窪みを有していてもよい。また、第１位置決め部材６及び第２位置決め部材５の数は、必ずしもそれぞれ６つでなくてもよく、５つ以下であってもよいし、７つ以上であってもよい。 The first positioning member 6 and the second positioning member 5 do not necessarily have to have the above-mentioned shapes. For example, the first positioning member 6 may have a protrusion corresponding to the conical portion 51, and the second positioning member 5 may have a recess corresponding to the recess 61. Further, the number of the first positioning member 6 and the second positioning member 5 may not necessarily be six, but may be five or less, or may be seven or more.

なお、ストッパー８５は、必ずしも支持部材８に固定されていなくてもよい。例えば、ストッパー８５は、レール７に固定されていてもよく、レール７の凹部７１の内壁から突出する突起等であってもよい。 The stopper 85 does not necessarily have to be fixed to the support member 8. For example, the stopper 85 may be fixed to the rail 7, or may be a protrusion or the like protruding from the inner wall of the recess 71 of the rail 7.

なお、タービンケース２０の縦材２０１、横材２０２、横材２０３、横材２０４及び横材２０５は、必ずしも図３に示すように角材で形成されていなくてもよい。例えば、横材２０２、横材２０３、横材２０４及び横材２０５は、それぞれ丸棒材で形成されていてもよい。 The vertical member 201, the horizontal member 202, the horizontal member 203, the horizontal member 204, and the horizontal member 205 of the turbine case 20 do not necessarily have to be formed of square timber as shown in FIG. For example, the cross member 202, the cross member 203, the cross member 204, and the cross member 205 may each be formed of a round bar member.

なお、支持部材８は、必ずしも橋梁９の橋脚９１に支持されなくてもよく、海洋構造物に支持されていればよい。例えば、支持部材８は、海洋構造物として防波堤、桟橋又は埠頭等の港湾構造物に支持されていてもよい。 The support member 8 does not necessarily have to be supported by the pier 91 of the bridge 9, and may be supported by the marine structure. For example, the support member 8 may be supported by a harbor structure such as a breakwater, a pier, or a wharf as an offshore structure.

図６は、本実施形態に係るタービンユニットの設置方法を示すフローチャートである。図７は、本実施形態に係るタービンユニットの撤去方法を示すフローチャートである。図８は、本実施形態に係るタービンユニットが船に牽引されているときの様子を示す模式図である。図９は、本実施形態に係る第２位置決め部材が第１位置決め部材に嵌合するときの様子を示す模式図である。図１０は、本実施形態に係るフロートから排気されたときの様子を示す模式図である。タービンユニット２が海中に設置された後、タービンユニット２に対して保守等を要する際には、タービンユニット２は海中から撤去されることがある。例えば従来技術において、タービンの設置作業又は撤去作業は、大型のクレーン設備等を備える作業船等が必要である。海流が速い場所でこのような作業船を用いてタービンの設置作業又は撤去作業を行うことは容易ではない。 FIG. 6 is a flowchart showing a method of installing the turbine unit according to the present embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing a method of removing the turbine unit according to the present embodiment. FIG. 8 is a schematic view showing a state when the turbine unit according to the present embodiment is towed by a ship. FIG. 9 is a schematic view showing a state when the second positioning member according to the present embodiment is fitted to the first positioning member. FIG. 10 is a schematic view showing a state when the float is exhausted according to the present embodiment. After the turbine unit 2 is installed in the sea, the turbine unit 2 may be removed from the sea when maintenance or the like is required for the turbine unit 2. For example, in the prior art, the turbine installation work or removal work requires a work boat or the like equipped with a large crane facility or the like. It is not easy to install or remove a turbine using such a work vessel in a place where the ocean current is fast.

図６に示すように、タービンユニット２が設置される際、まずタービンユニット２が船１１で牽引される（ステップＳ１１）。具体的には、図８に示すように、タービンユニット２は、ロープ１２によって船１１に繋がれた状態で船１１に牽引される。この時、例えばフロート２３の中は空気で満たされている。これにより、タービンユニット２は、フロート２３が水面に浮かんだ状態で牽引される。 As shown in FIG. 6, when the turbine unit 2 is installed, the turbine unit 2 is first towed by the ship 11 (step S11). Specifically, as shown in FIG. 8, the turbine unit 2 is towed by the ship 11 in a state of being connected to the ship 11 by the rope 12. At this time, for example, the inside of the float 23 is filled with air. As a result, the turbine unit 2 is towed with the float 23 floating on the water surface.

次に、可動ユニット４の位置が調節される（ステップＳ１２）。具体的には、人力またはウインチ等の機械によって可動ユニット４が揚重される。可動ユニット４の位置は、第１位置決め部材６の鉛直方向の位置が鉛直方向で隣り合う第２位置決め部材５の間となるように調節される。なお、ステップＳ１２は、図８に示すようにステップＳ１１と同時に行われてもよいし、ステップＳ１１の前に行われてもよい。 Next, the position of the movable unit 4 is adjusted (step S12). Specifically, the movable unit 4 is lifted by human power or a machine such as a winch. The position of the movable unit 4 is adjusted so that the vertical position of the first positioning member 6 is between the second positioning members 5 adjacent to each other in the vertical direction. Note that step S12 may be performed at the same time as step S11 as shown in FIG. 8, or may be performed before step S11.

次に、タービンユニット２が可動ユニット４に嵌められる（ステップＳ１３）。具体的には、タービンユニット２が可動ユニット４に向かって押し込まれることで、図３に示すようにローラー２５が補助レール４２を挟む。これにより、図９に示すように、それぞれの第２位置決め部材５が対応する第１位置決め部材６に対向する状態となる。また、ローラー２５が補助レール４２を挟んでいるので、タービンユニット２の揺動が抑制される。 Next, the turbine unit 2 is fitted into the movable unit 4 (step S13). Specifically, when the turbine unit 2 is pushed toward the movable unit 4, the roller 25 sandwiches the auxiliary rail 42 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 9, each second positioning member 5 faces the corresponding first positioning member 6. Further, since the roller 25 sandwiches the auxiliary rail 42, the swing of the turbine unit 2 is suppressed.

次に、タービンユニット２が船１１から離脱させられる（ステップＳ１４）。具体的には、タービンユニット２とロープ１２との連結が解除され、ロープ１２が船１１に回収される。 Next, the turbine unit 2 is separated from the ship 11 (step S14). Specifically, the connection between the turbine unit 2 and the rope 12 is released, and the rope 12 is collected by the ship 11.

そして、フロート２３からの排気が開始される（ステップＳ１５）。例えば、船１１に設けられたポンプがフロート２３にホース等で接続され、ポンプが稼働することにより排気が行われる。具体的には、少なくともタービンユニット２の自重がタービンユニット２に作用する浮力を上回るように排気量が調節される。これにより、フロート２３の中に海水が浸入しタービンユニット２が自重により下降することで、第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に嵌まる。そして、タービンユニット２は、図１０に示すように可動ユニット４と共にレール７に沿って海中へ沈んでいく。その後、可動ユニット４がストッパー８５に接することで、可動ユニット４及びタービンユニット２が停止する。これにより、タービンユニット２が鉛直方向に位置決めされ、図１に示した状態となる。このようにして、タービンユニット２は海中に設置される。 Then, the exhaust from the float 23 is started (step S15). For example, the pump provided on the ship 11 is connected to the float 23 by a hose or the like, and the pump operates to exhaust the air. Specifically, the displacement is adjusted so that at least the weight of the turbine unit 2 exceeds the buoyancy acting on the turbine unit 2. As a result, seawater enters the float 23 and the turbine unit 2 descends due to its own weight, so that the second positioning member 5 fits into the first positioning member 6. Then, as shown in FIG. 10, the turbine unit 2 sinks into the sea along the rail 7 together with the movable unit 4. After that, when the movable unit 4 comes into contact with the stopper 85, the movable unit 4 and the turbine unit 2 are stopped. As a result, the turbine unit 2 is positioned in the vertical direction and is in the state shown in FIG. In this way, the turbine unit 2 is installed in the sea.

なお、タービンユニット２を下降させる方法は、ステップＳ１５のようにフロート２３からの排気による方法でなくてもよい。例えば、ステップＳ１３の後にフロート２３が撤去されてもよい。これにより、タービンユニット２に作用する浮力が減少するので、タービンユニット２が自重により可動ユニット４と共に下降する。 The method of lowering the turbine unit 2 does not have to be the method of exhausting from the float 23 as in step S15. For example, the float 23 may be removed after step S13. As a result, the buoyancy acting on the turbine unit 2 is reduced, so that the turbine unit 2 descends together with the movable unit 4 due to its own weight.

図８に示すように、タービンユニット２が撤去される際、まずフロート２３への給気が開始される（ステップＳ２１）。例えば、船１１に設けられたポンプがフロート２３にホース等で接続され、ポンプが稼働することにより給気が行われる。具体的には、タービンユニット２の自重がタービンユニット２に作用する浮力と略等しくなるように給気量が調節される。これにより、可動ユニット４を揚重するために必要な力は、可動ユニット４の自重に略等しくなる。このため、ステップＳ１２（図６参照）で用いた方法と同じ方法で可動ユニット４の揚重が可能な状態となる。 As shown in FIG. 8, when the turbine unit 2 is removed, the air supply to the float 23 is first started (step S21). For example, a pump provided on the ship 11 is connected to the float 23 by a hose or the like, and air is supplied by operating the pump. Specifically, the amount of air supply is adjusted so that the weight of the turbine unit 2 is substantially equal to the buoyancy acting on the turbine unit 2. As a result, the force required to lift the movable unit 4 becomes substantially equal to the own weight of the movable unit 4. Therefore, the movable unit 4 can be lifted by the same method as that used in step S12 (see FIG. 6).

次に、可動ユニット４が揚重される（ステップＳ２３）。具体的には、人力またはウインチ等の機械によって可動ユニット４が揚重される。これにより、可動ユニット４と共にタービンユニット２が水面に向かって上昇する。 Next, the movable unit 4 is lifted (step S23). Specifically, the movable unit 4 is lifted by human power or a machine such as a winch. As a result, the turbine unit 2 rises toward the water surface together with the movable unit 4.

次に、水面に浮上したタービンユニット２が船１１に連結される（ステップＳ２３）。具体的には、タービンユニット２がロープ１２によって船１１に連結される。 Next, the turbine unit 2 floating on the water surface is connected to the ship 11 (step S23). Specifically, the turbine unit 2 is connected to the ship 11 by the rope 12.

次に、タービンユニット２が可動ユニット４から離脱させられる（ステップＳ２４）。具体的には、ローラー２５が補助レール４２から外される。これにより、タービンユニット２は水平方向に移動可能となる。 Next, the turbine unit 2 is separated from the movable unit 4 (step S24). Specifically, the roller 25 is removed from the auxiliary rail 42. As a result, the turbine unit 2 can move in the horizontal direction.

そして、タービンユニット２が船１１で牽引される（ステップＳ２５）。具体的には、タービンユニット２は、ロープ１２によって船１１に繋がれた状態で船１１に牽引される。このようにして、タービンユニット２は撤去される。 Then, the turbine unit 2 is towed by the ship 11 (step S25). Specifically, the turbine unit 2 is towed by the ship 11 in a state of being connected to the ship 11 by the rope 12. In this way, the turbine unit 2 is removed.

以上で説明したように、潮流発電装置１００は、海洋構造部（橋脚９１）に支持されており少なくとも一部が海中に配置されたレール７と、第１位置決め部材６を備え、レール７に沿って移動できる可動ユニット４と、タービンユニット２と、を備える。タービンユニット２は、タービン２１、第１位置決め部材６に嵌合する第２位置決め部材５、及び自重を調節することができるフロート２３を備える。 As described above, the tidal current power generation device 100 includes a rail 7 supported by an ocean structure portion (pier 91) and at least partially arranged in the sea, and a first positioning member 6, and is provided along the rail 7. A movable unit 4 that can be moved and a turbine unit 2 are provided. The turbine unit 2 includes a turbine 21, a second positioning member 5 fitted to the first positioning member 6, and a float 23 capable of adjusting its own weight.

これにより、タービンユニット２が海中に設置される際、可動ユニット４の位置が調節されることで、第１位置決め部材６が第２位置決め部材５に近付く。第１位置決め部材６が第２位置決め部材５に近付いた状態で、フロート２３の自重が大きくされると、タービンユニット２が下降することで第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に嵌合する。その後、タービンユニット２が可動ユニット４と共に下降する。一方、タービンユニット２が海中から撤去される際、フロート２３の自重が小さくされることで、可動ユニット４を揚重するために必要な力が小さくなる。このため、可動ユニット４の揚重が容易となる。したがって、潮流発電装置１００は、タービン２１の設置作業及び撤去作業を容易にすることができる。より具体的には、潮流発電装置１００は、従来技術において必要であった大型クレーン設備を備える作業船を不要とすることができる。 As a result, when the turbine unit 2 is installed in the sea, the position of the movable unit 4 is adjusted so that the first positioning member 6 approaches the second positioning member 5. When the weight of the float 23 is increased while the first positioning member 6 is close to the second positioning member 5, the turbine unit 2 is lowered to fit the second positioning member 5 to the first positioning member 6. .. After that, the turbine unit 2 descends together with the movable unit 4. On the other hand, when the turbine unit 2 is removed from the sea, the weight of the float 23 is reduced, so that the force required to lift the movable unit 4 is reduced. Therefore, the movable unit 4 can be easily lifted. Therefore, the tidal current power generation device 100 can facilitate the installation work and the removal work of the turbine 21. More specifically, the tidal current power generation device 100 can eliminate the need for a work boat equipped with a large crane facility, which is required in the prior art.

また、潮流発電装置１００は、可動ユニット４を位置決めするためのストッパー８５を備える。 Further, the tidal current power generation device 100 includes a stopper 85 for positioning the movable unit 4.

これにより、タービンユニット２が海中に設置される際、タービンユニット２及び可動ユニット４の下降は、可動ユニット４がストッパー８５に接することで停止する。このため、タービン２１の所定位置への位置決めが容易である。 As a result, when the turbine unit 2 is installed in the sea, the lowering of the turbine unit 2 and the movable unit 4 is stopped when the movable unit 4 comes into contact with the stopper 85. Therefore, the turbine 21 can be easily positioned at a predetermined position.

また、潮流発電装置１００においては、可動ユニット４は、タービンユニット２に向かって突出した補助レール４２を備える。タービンユニット２は、補助レール４２に案内されるガイド部材（ローラー２５）を備える。 Further, in the tidal current power generation device 100, the movable unit 4 includes an auxiliary rail 42 protruding toward the turbine unit 2. The turbine unit 2 includes a guide member (roller 25) guided by the auxiliary rail 42.

これにより、タービンユニット２は、ガイド部材（ローラー２５）が補助レール４２に接した状態で下降することができる。このため、第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に嵌合する前において、第１位置決め部材６に対する第２位置決め部材５の水平方向の位置ずれが抑制される。このため、第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に容易に嵌合する。 As a result, the turbine unit 2 can be lowered with the guide member (roller 25) in contact with the auxiliary rail 42. Therefore, before the second positioning member 5 is fitted to the first positioning member 6, the horizontal displacement of the second positioning member 5 with respect to the first positioning member 6 is suppressed. Therefore, the second positioning member 5 easily fits into the first positioning member 6.

また、潮流発電装置１００は、第１位置決め部材６及び第２位置決め部材５をそれぞれ複数備える。 Further, the tidal current power generation device 100 includes a plurality of first positioning members 6 and a plurality of second positioning members 5, respectively.

これにより、複数の位置において第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に嵌合する。このため、タービンユニット２が海流を受けても揺動しにくくなる。具体的には、タービンユニット２において、２つのレール７を含む鉛直面に対する直交平面（図２において紙面に対して直交する鉛直面）に対して角度をなす方向の動きが抑制される。このため、海流の運動エネルギーがタービンユニット２の揺動によって消費されにくくなる。したがって、安定した発電ができる。 As a result, the second positioning member 5 fits into the first positioning member 6 at a plurality of positions. Therefore, even if the turbine unit 2 receives an ocean current, it is difficult to swing. Specifically, in the turbine unit 2, movement in a direction at an angle with respect to a plane orthogonal to the vertical plane including the two rails 7 (the vertical plane orthogonal to the paper surface in FIG. 2) is suppressed. Therefore, the kinetic energy of the ocean current is less likely to be consumed by the swing of the turbine unit 2. Therefore, stable power generation can be performed.

また、潮流発電装置１００においては、複数の第１位置決め部材６は、鉛直方向において複数の位置に配置されている。 Further, in the tidal current power generation device 100, the plurality of first positioning members 6 are arranged at a plurality of positions in the vertical direction.

これにより、鉛直方向の複数の位置で第２位置決め部材５が第１位置決め部材６に嵌合する。このため、タービンユニット２が海流を受けても揺動しにくくなる。具体的には、タービンユニット２において、２つのレール７を含む鉛直面（図２において紙面に平行な面）に対して角度をなす方向の動きが抑制される。このため、海流の運動エネルギーがタービンユニット２の揺動によって消費されにくくなる。したがって、安定した発電ができる。 As a result, the second positioning member 5 fits into the first positioning member 6 at a plurality of positions in the vertical direction. Therefore, even if the turbine unit 2 receives an ocean current, it is difficult to swing. Specifically, in the turbine unit 2, movement in a direction forming an angle with respect to a vertical plane including two rails 7 (a plane parallel to a paper surface in FIG. 2) is suppressed. Therefore, the kinetic energy of the ocean current is less likely to be consumed by the swing of the turbine unit 2. Therefore, stable power generation can be performed.

１０送電線
１００潮流発電装置
１１船
１２ロープ
２タービンユニット
２０タービンケース
２０１縦材
２０２、２０３、２０４、２０５横材
２１タービン
２２発電機
２３フロート
４可動ユニット
４１スライダ
４２補助レール
５第２位置決め部材
５１円錐部
６第１位置決め部材
６１凹部
７レール
７１凹部
８支持部材
８１、８２横材
８３縦材
８５ストッパー
９橋梁
９１橋脚 10 Transmission line 100 Tide current power generator 11 Ship 12 Rope 2 Turbine unit 20 Turbine case 201 Vertical material 202, 203, 204, 205 Horizontal material 21 Turbine 22 Generator 23 Float 4 Movable unit 41 Slider 42 Auxiliary rail 5 Second positioning member 51 Conical part 6 First positioning member 61 Recess 7 Rail 71 Recess 8 Support members 81, 82 Horizontal member 83 Vertical member 85 Stopper 9 Bridge 91 Pier

Claims

Rails that are supported by marine structures and at least partly placed underwater,
A movable unit provided with a first positioning member and capable of moving along the rail,
A turbine unit including a turbine, a second positioning member fitted to the first positioning member, and a float capable of adjusting its own weight.
Equipped with a,
The movable unit comprises an auxiliary rail protruding toward the turbine unit.
The turbine unit is a tidal current power generation device including a guide member guided by the auxiliary rail .

The tidal current power generation device according to claim 1, further comprising a stopper for positioning the movable unit with respect to the rail .

The tidal current power generation device according to claim 1 or 2 , further comprising a plurality of the first positioning member and the second positioning member, respectively.