JP2014001689A - Power generation device utilizing water flow energy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、海中又は水中に設置され、海中又は水中にある水流によって、特に海中の潮汐流の流れによって電力を発生させることに有効な、発電装置に関するものである。 The present invention relates to a power generation apparatus that is installed in the sea or underwater and is effective for generating electric power by a water flow in the sea or in water, particularly by a tidal current flow in the sea.
再生可能自然エネルギーの活用は地球的課題であるとしても過言ではない。
水力、風力、太陽光、地熱、バイオ等は、技術的課題は解決されて、世界中で活用されている。しかし、最も期待の大きい海の自然エネルギーの活用は、技術的課題も大きく、いまだ実現の例も少ない。
その中で、潮流発電に関しても多数の試みが世界的にもなされてきたが、いまだ普遍性を持った技術が報告されていない。日本の潮流と水深の分布から、潮流発電を設置する海域を限定して、駆動構造の方式を考えた。潮流は速いほど良いが、3ノット以上が期待される海域は少ない。2ノットから1ノットの範囲の海域は、瀬戸内海から九州にかけて、広く分布している。水深も浅く40m程度以下であり、陸地も近く、この海域を対象に適応する潮流発電の駆動構造を考えれば、製作コスト、運転コストも有利で、採用、活用も広範囲に期待される。
It is no exaggeration to say that the use of renewable natural energy is a global issue.
Hydropower, wind power, solar power, geothermal heat, biotechnology, etc. are used all over the world, with technical problems solved. However, the most promising use of natural energy in the ocean has great technical challenges and few examples have been realized.
Among them, many attempts have been made worldwide for tidal current power generation, but no technology with universality has yet been reported. Based on the tidal current and water depth distribution in Japan, we decided on the drive structure method by limiting the sea area where tidal power generation would be installed. The faster the current, the better, but there are few sea areas where more than 3 knots are expected. The sea area ranging from 2 knots to 1 knot is widely distributed from the Seto Inland Sea to Kyushu. The shallow water depth is about 40m or less, the land is close, and considering the tidal power generation drive structure adapted to this sea area, the production cost and operation cost are advantageous, and its adoption and utilization are expected in a wide range.
潮流発電装置の駆動構造に関しても、風車のプロペラ式、船のプロペラ式、ダリウス翼車式サボニウス翼車式など、さらに固定翼、クロスフロー、捩れ翼、バケットコンベアー式、等多数のものが提案されている。いずれも、海の過酷な条件に対して、一長一短の理由があるためか、試行の段階であり、活用の域に無い。 As for the drive structure of the tidal current power generation system, many things such as a propeller type of a windmill, a propeller type of a ship, a Darrieus wheel type Savonius type, and a fixed wing, a cross flow, a twisted wing, and a bucket conveyor type are proposed. ing. Both are at the trial stage because there are merits and demerits for the severe conditions of the sea, and they are not in the range of utilization.
製造コスト最小な単純構造として、まず古来から現在まで活用されてきた地上の水車のモデルがある。しかし、開放型横軸片掛け水車を横に倒して流水中に沈めるとそのままでは回らない。そこで、ここで導水板を使って水流を片側だけにかかる様にすれば回転する。これがクロスフロー式であるが、実海面での導水板の設置は、固定式でも、可動式でも、コストも過大で、実現していない。 As a simple structure with the lowest manufacturing cost, there is a ground water turbine model that has been used since ancient times. However, if an open horizontal shaft single-sided water wheel is tilted sideways and submerged in running water, it will not turn as it is. Therefore, if the water flow is applied only to one side using a water guide plate here, it rotates. This is a cross-flow type, but the installation of the water guide plate at the actual sea level is not realized because it is a fixed type, a movable type, and the cost is excessive.
改良された水車羽根型の発電装置として、特許文献1に記載の発明があるが、これは回転体の全周に均等に羽根を複数枚を設け、同羽根をストッパ部によって所定範囲では立上げて流体受け部を形成し、その反対側の角度範囲では羽根を倒れるようにして、羽根の流体受け部に流体を送るために流体を誘導する流体ガイド板を設ける構造である。
しかしながら、この水車羽根型の発電装置では、流体の流れ方向が逆になったり、方向が変る海中では流体を常時流体受部へ誘導できず、発電が不安定となると判断される。
As an improved water turbine blade type power generator, there is an invention described in
However, in this water turbine blade type power generation device, it is determined that the fluid cannot always be guided to the fluid receiving part in the sea where the flow direction of the fluid is reversed or the direction of the fluid is changed, and the power generation becomes unstable.
又、これとは別に回転体に放射状の羽根を複数板取り付け、その羽根の取付角度の一部が流れに対して直角にし、その反対側の羽根を流れに対して平行にするようにギヤ機構で行えるようにする風車が引用文献2に開示されているが、その羽根取付角度調整機構は複雑であり、長年使用すると羽根に作用する力で故障し、長期安定作動が難しいと判断される。又、この羽根取付角度調整機構によってエネルギー損失が大きく、効率的な発電は難しいと判断される。
Separately, a gear mechanism is used so that a plurality of radial blades are mounted on a rotating body, and a part of the blade mounting angle is perpendicular to the flow and the opposite blade is parallel to the flow. The wind turbine that can be used in the above is disclosed in
現在、対象とする海域の条件に適応する、潮流発電装置の駆動構造の開発が必要とされている。海域の条件は潮流速度が2ノットから1ノット、水深が−40mから−10m程度の海域とする。さらに、潮流方向の変化にたいしてはクロスフローの導水板や、プロペラ方式の旋回機構、など特段の機構を必要としないシンプルな構造であること。また、広範囲の採用・活用を図るため、発電容量は100kW,500kW、さらには1000kW,2000kW等に対応できること、最終的には発電コストを最小にすること、製造コスト最小の単純な構造とし、高度な技術・精度を要しないで、潮流の方向の変化に対応できて確実に発電出来るようにすることが期待されるものである。 Currently, there is a need to develop a tidal power generator drive structure that adapts to the conditions of the target sea area. The sea conditions are such that the tidal velocity is 2 to 1 knot and the water depth is about -40m to -10m. Furthermore, it must be a simple structure that does not require special mechanisms such as a cross-flow water guide plate or a propeller-type swivel mechanism for changes in the tidal direction. In addition, in order to adopt and utilize a wide range, the power generation capacity can support 100 kW, 500 kW, furthermore 1000 kW, 2000 kW, etc. Ultimately, it minimizes the power generation cost, and has a simple structure with the lowest manufacturing cost. It is expected that it will be possible to respond to changes in the direction of the tidal current and ensure that it can generate electricity without requiring special technology and accuracy.
本発明が解決しようとする課題は、従来の海流、水流を使った発電装置の構造上の問題点・欠点を解消し、簡単な構造でもって長期間耐久性をもって確実に作動でき、しかも潮汐流・水流の流れの方向の変化に対して自動的に対応して発電力の低下がないようにできる、水流エネルギーを利用した発電装置を提供することにある。特に、水深が浅い陸地に近い海域の潮流を使用した発電装置に適した発電装置を提供する。 The problem to be solved by the present invention is to solve the problems and disadvantages of the conventional power generation apparatus using ocean currents and water currents, and with a simple structure, it can operate reliably with long-term durability, and also tidal currents The object is to provide a power generation device that uses water current energy that can automatically respond to changes in the direction of water flow and prevent a decrease in power generation. In particular, the present invention provides a power generation apparatus suitable for a power generation apparatus that uses a tidal current in a sea area close to land where the water depth is shallow.
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) 海中又は水中で固定される設置台を設け、同設置台に回転体を回転自在に取付けるとともに、同回転体の回転軸線を設置される海中又は水中の水流の流れ面と略直角となる縦方向に設定し、同回転体から複数の取付枠を放射状に取付け、同取付枠の回転軸線から偏心した上辺位置に平板状の受圧板の一端を回動自在に取り付けるとともに、同受圧板の比重を設置される海水又は水の比重より僅か小さくして海・水中で受圧板に浮力を発生しえるようにし、更に各受圧板の回動角度範囲が、受圧板の自由端側が受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面より少し下方となるように受圧板が傾く所定下げ角度の略水平から、受圧板が回転体の略回転軸線方向となる自由端の最下位置までの角度範囲とする制止手段を設け、回転体の設置台に対する回転で発電する発電機を設け、同発電機の出力電力を有線で設置台近くの陸上又は海上あるいは水上船体に送電するようにし、海中又は水中にある潮流又は水流によって受圧板に発生する力と、受圧板の浮力と制止手段とによって確実に回転体を回動させて発電できるようにした、水流エネルギーを利用した発電装置
2) 受圧板の回動する角度範囲が、受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面から下方に4°〜90°の範囲であって、又重さをその容積で割ったその受圧板の比重を設置される海水又は水の比重の0.95〜0.99倍のものとした、前記1)記載の水流エネルギーを利用した発電装置
3) 回転体が設置台に回転自在に設けられた断面円形の縦円筒体である、前記1)又は2)記載の水流エネルギーを利用した発電装置
4) 取付枠が上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は上方横フレームに取り付けた蝶番によって回動自在に取付けられ、制止手段は上方横フレームの上端に取付けられて受圧板上面を下方に押し下げるように制止する上ストッパーと、受圧板が90°以上に回転しないように抑止する下方横フレームに設けた下ストッパーからなる、前記1)〜3)いずれか記載の水流エネルギーを利用した発電装置
にある。
The configuration of the present invention that solves this problem is as follows.
1) An installation base fixed in the sea or underwater is provided, and a rotating body is rotatably mounted on the installation base, and the rotation axis of the rotating body is set substantially at right angles to the flow surface of the water flow in the sea or water. Set vertically, attach multiple mounting frames radially from the same rotating body, attach one end of the plate-shaped pressure receiving plate to the upper side position eccentric from the rotation axis of the mounting frame, and rotate the mounting plate. The specific gravity is slightly smaller than the specific gravity of the seawater or water, so that buoyancy can be generated in the pressure plate in the sea and water, and the rotational angle range of each pressure plate is such that the free end side of the pressure plate is the pressure plate. The pressure receiving plate is tilted so that it is slightly below the surface of the rotation trajectory around the rotation axis at one end of the mounting side. The lowermost position of the free end where the pressure receiving plate is substantially in the direction of the rotation axis of the rotating body from a substantially horizontal angle. Rotation is provided with restraining means for the angle range up to A generator that generates electricity by rotation with respect to the installation base of the body is installed, and the output power of the generator is wired and transmitted to land, sea, or surface hull near the installation base, and the pressure receiving plate by the tide or water flow in the sea or water The
本発明によれば、回転体から放射状に取付けた取付枠の上辺に回動自在に取付けた複数の受圧板は、水流からの受圧力と、受圧板の重力・浮力と、受圧板の回転による受圧揚力との力を受けるが、受圧板の回転位相(以下、取付枠の突出方向が水流の上流方向を示す取付枠の位相角を0°とし、受圧板が水流の力でその自由端が押し下げられて略鉛直に制止される側に向う方向(以下正回転方向という)に取付枠・受圧板を回転させたときの位相角0°からの回転角度を回転位相の角度という)によって、これらの力のバランスを変化させて回転トルクを常時得るようにする。 According to the present invention, the plurality of pressure receiving plates that are rotatably attached to the upper side of the mounting frame that is mounted radially from the rotating body are the pressure received from the water flow, the gravity / buoyancy of the pressure receiving plate, and the rotation of the pressure receiving plate. The pressure phase is the rotational phase of the pressure plate (hereinafter, the phase angle of the mounting frame where the protruding direction of the mounting frame indicates the upstream direction of the water flow is 0 °, and the pressure plate is the force of the water flow and its free end is The rotation angle from 0 ° when the mounting frame / pressure-receiving plate is rotated in a direction (hereinafter referred to as a positive rotation direction) that is pushed down and stopped substantially vertically is referred to as a rotation phase angle). The rotational torque is constantly obtained by changing the power balance.
水流の流れ方向と取付枠の方向とが直交する回転位相(90°及び270°)にある受圧板は、水流から強い受圧力を受け、受圧板の自由端が下流方向に動くように作用するが、一方の直交する位相90°付近では受圧板はその水流の受圧力で自由端が下方になるように回動されるが制止手段によって(取付枠の下ストッパーに受圧板が押し付けられて)受圧板は略鉛直に保持され、この位相での受圧板に作用する水流からの強い受圧力は取付枠を介して回転体に対して正回転方向に回動させようとする高い回転トルクを与える。
他方の直交する位相270°前後では、受圧板は水流からの強い受圧力と浮力と回転による受圧揚力によって、その自由端は水平方向になるように付勢され、制止手段(上ストッパー)で水平からやや自由端が低くなる軽い傾斜角で制止される。従って、この位相では、受圧板に作用する力は水流の流れ方向と略平行になることで小さく、取付枠・回転体を正回転方向と逆方向に回転させる力の発生が弱く、正回転と反対回転に回動させようとする回転トルクはきわめて小さい。
The pressure receiving plate in a rotational phase (90 ° and 270 °) in which the flow direction of the water flow and the direction of the mounting frame are orthogonal to each other receives a strong receiving pressure from the water flow and acts so that the free end of the pressure receiving plate moves in the downstream direction. However, in the vicinity of one orthogonal phase of 90 °, the pressure receiving plate is rotated by the receiving pressure of the water flow so that the free end is downward, but by the restraining means (the pressure receiving plate is pressed against the lower stopper of the mounting frame). The pressure receiving plate is held substantially vertically, and the strong pressure received from the water flow acting on the pressure receiving plate in this phase gives a high rotational torque to rotate the rotating body in the forward rotation direction via the mounting frame. .
Around the other phase 270 ° which is orthogonal, the pressure receiving plate is urged so that its free end is horizontal by strong pressure from the water flow, buoyancy and pressure lift by rotation, and is horizontally leveled by the restraining means (upper stopper). It is restrained by a light inclination angle where the free end is slightly lowered. Therefore, in this phase, the force acting on the pressure receiving plate is small by being substantially parallel to the flow direction of the water flow, and the generation of the force for rotating the mounting frame / rotating body in the direction opposite to the normal rotation direction is weak. The rotational torque to be rotated in the opposite direction is very small.
又、中間の位相の135°〜225°及び315°〜0°〜45°の範囲では、受圧板は鉛直でも又は水平でもない傾いた浮遊状態にあって、回転トルクの発生は小さく、又正回転方向の回転を阻害するトルク抵抗の発生は少ない。
よって、本発明の受圧板は位相45〜135°で発生する強い回転トルクによって正回転方向に回動し、取付枠・回転体は確実に回転され、発電機の発電も確保される。
水流の流れの方向を変化しても、その水流の流れに対する回転位相45〜135°で強い水圧力による回転トルクが発生し確実に回転体は回転できて発電できるものとした。
回転位相の135°〜225°及び315°〜0°〜45°の中間における受圧板の回転位相90°、270°(鉛直状態又は水平状態)への移行は、上ストッパーによる僅かな傾斜角による水からの力と浮力と回転による揚力とによって円滑に行える。
Further, in the intermediate phase range of 135 ° to 225 ° and 315 ° to 0 ° to 45 °, the pressure receiving plate is in an inclined floating state that is neither vertical nor horizontal, and the generation of rotational torque is small and positive. There is little generation of torque resistance that hinders rotation in the direction of rotation.
Therefore, the pressure receiving plate of the present invention is rotated in the positive rotation direction by the strong rotational torque generated at the phase of 45 to 135 °, the mounting frame / rotating body is reliably rotated, and the power generation of the generator is ensured.
Even when the direction of the water flow is changed, a rotational torque due to strong water pressure is generated at a rotation phase of 45 to 135 ° with respect to the water flow, and the rotating body can reliably rotate to generate power.
The transition of the pressure receiving plate to the rotational phase 90 °, 270 ° (vertical state or horizontal state) in the middle of the rotational phase of 135 ° to 225 ° and 315 ° to 0 ° to 45 ° is due to a slight inclination angle by the upper stopper. It can be done smoothly by the force from water, buoyancy, and lift by rotation.
本願発明によれば、その回転機構の構造は設置台、回転体、取付枠、同取付枠に回動自在に取付けられる受圧板、上ストッパー・下ストッパー等の制止手段となるきわめて簡単なものであるから、故障が少なく、確実に作動でき、しかも低コストで耐久性があるものにできる。 According to the present invention, the structure of the rotation mechanism is extremely simple as an installation stand, a rotating body, a mounting frame, a pressure receiving plate rotatably mounted on the mounting frame, and a stopping means such as an upper stopper and a lower stopper. Therefore, there are few failures, it can operate reliably, and it can be made low-cost and durable.
本発明の回転体の回転軸線の方向は、設置した海中・水中の最大流速の方向と略直角となるように、且つ潮流・水流の方向と受圧板とがその回転位相の90°で略直角となるようにする。一般に潮流・水流は海底面・水底面に略平行となることが多いので、回転体の回転軸線は設置する海底面・水底面の地面に直角の縦方向となることが多い。 The direction of the rotation axis of the rotating body of the present invention is substantially perpendicular to the direction of the maximum underwater / underwater flow velocity, and the tidal current / water flow direction and the pressure receiving plate are substantially perpendicular to each other at 90 ° of the rotational phase. To be. In general, tidal currents and water currents are often almost parallel to the sea floor and the bottom of the water. Therefore, the axis of rotation of the rotating body is often in a vertical direction perpendicular to the ground of the sea bottom and the bottom of the water.
本発明の設置台としては、海底面又は水底面上に固定的に設置される円筒体・切頭円錐体又は箱体の形状の筺体タイプと、海底面又は水底面にアンカーで固定された海中又は水中内のトラス構造体のタイプと、海面・水面上の空中構造体(橋・水中タワー等)から海・水中へ垂設された取付台タイプ、又は海・水面に浮ぶ係留された浮体・船体から海・水中へ垂設された取付台タイプとがある。 As an installation stand of the present invention, a cylindrical type, a truncated cone or a box-shaped box type fixedly installed on the sea bottom or water bottom, and the sea fixed with anchors on the sea bottom or water bottom. Or the type of truss structure in the water and the mounting type suspended from the aerial structure (bridge, underwater tower, etc.) on the sea / water, or the moored floating body floating on the sea / water There is a mounting base type suspended from the hull into the sea and water.
本発明の回転体は、設置台に対して回転自在な円筒体が一般的であるが、骨組作りの回転体でもよい。水の抵抗を少なくするものが選ばれる。 The rotating body of the present invention is generally a cylindrical body that is rotatable with respect to the installation table, but may be a rotating body that is made of a frame. Those that reduce water resistance are selected.
本発明の取付枠は、回転体から設置地面に平行な略水平方向に放射状に突出した部材であるが、この取付枠には受圧板から力が負荷されるので、回転体に一端が取付けられた上下の複数の横フレームと同上下の横フレームを連結する複数の縦フレームで連結し、取付枠の回転に水の抵抗を少なく且つ高い強度を保有させるのが取付枠の好ましい構造である。 The mounting frame of the present invention is a member projecting radially from the rotating body in a substantially horizontal direction parallel to the installation ground. Since a force is applied to the mounting frame from the pressure receiving plate, one end is attached to the rotating body. A preferred structure of the mounting frame is to connect a plurality of vertical frames to a plurality of vertical frames that connect the same upper and lower horizontal frames to reduce the water resistance and retain high strength in the rotation of the mounting frame.
本発明の受圧板は、表と裏の表面材として傷付きにくい金属板又はプラスチック板を用い、内部に発泡樹脂材又はハニカム材を充填させて、受圧板全体の比重を、1.00〜1.05の比重をもつ海水又は水中の比重に対する比が1.0より僅か小さく0.95〜0.99の範囲が好ましく、比重が軽くなり過ぎると浮力が大きくなり、受圧板が水平になる力が強く自由端の下降が遅くなり、又その上昇が早くなるので好ましくない。更に受圧板は、海水・水の比重1.00〜1.05より軽いプラスチック板と重たい金属・セラミックスとの複合板であってもよい。 The pressure receiving plate of the present invention uses a metal plate or a plastic plate which is hard to be scratched as the front and back surface materials, and is filled with a foamed resin material or a honeycomb material so that the specific gravity of the entire pressure receiving plate is 1.00 to 1. The ratio of the specific gravity in the seawater or water with a specific gravity of .05 is slightly smaller than 1.0 and preferably in the range of 0.95 to 0.99. If the specific gravity is too light, the buoyancy increases and the pressure receiving plate becomes horizontal. However, it is not preferable because the lowering of the free end is slow and the rising of the free end is accelerated. Furthermore, the pressure receiving plate may be a composite plate of a plastic plate lighter than seawater / water with a specific gravity of 1.00 to 1.05 and a heavy metal / ceramic.
本発明の発電機は、設置台又は回転体内に設けられ、防水された空間内に収容され、回転体の設置台に対する回転力を、増速ギア機構を介して発電機を回動させる構造とするのが一般的である。 The generator of the present invention is provided in an installation base or a rotating body, is accommodated in a waterproof space, and rotates the generator with respect to the installation base of the rotating body via a speed increasing gear mechanism. It is common to do.
本発明の受圧板の取付枠の上辺での取付け方法は、蝶番又は枢着いずれでもよく、取付枠の上辺まわりに受圧板が回転できるものであればよい。 The mounting method of the pressure receiving plate of the present invention on the upper side of the mounting frame may be either a hinge or a pivot, as long as the pressure receiving plate can rotate around the upper side of the mounting frame.
本発明の受圧板の制止手段としては、取付枠の下端部に受圧板の自由端を略鉛直状態で係止する下ストッパーを設け、又取付枠の上端に設けた上ストッパーで、受圧板をその自由端が水平より僅か低くなる(4°以上となる)受圧板の傾きの角度(5°前後)を有する状態で、これ以上に上方へ回動しないようにする構造とする。この下ストッパーと上ストッパーの制止手段の他の方法として受圧板の枢支軸においてその回転の角度を制限する方法もある。 As the pressure receiving plate restraining means of the present invention, a lower stopper for locking the free end of the pressure receiving plate in a substantially vertical state is provided at the lower end of the mounting frame, and the upper stopper provided at the upper end of the mounting frame is used to mount the pressure receiving plate. The free end is slightly lower than the horizontal (4 ° or more) and the pressure receiving plate has an inclination angle (around 5 °) so that it does not rotate further upward. As another method for restraining the lower stopper and the upper stopper, there is a method for limiting the rotation angle of the pivot shaft of the pressure receiving plate.
本発明では、横に倒した水車の受圧板をフラップ式にする事を、最も主要な特徴とする。受圧板は回転翼桁である取付枠の上辺で回動自在に取付け、その比重を0.999程とし、僅かに浮く様にする。制止手段により、初期角度を5度前後の位置に回転止して水平以上にならないようにし、又、90度前後の位置に回転止をする。水流速が0〜0.5ノットの低速域では水流による力の発生が小さく、図10に示すように全受圧板は浮力により略水平になり、水圧をうけないため受圧板は回らない。0.8ノット頃から初期角度5度の面に当たる水圧が、受圧板の浮力に勝って、受圧板を下方へ回転させ、90度の下ストッパーの係止手段で止まり、受圧板は水流に直角となり強い流水圧を受ける。その受圧力を取付枠に伝えることで受圧板・回転体は連続回転する。その状態を図1,6,7,9,11に示している。
本発明の原理と受圧板の動作は、流水水槽試験にてうまく動作することが実証された。
In the present invention, the main feature is to make the pressure receiving plate of the waterwheel tilted sideways into a flap type. The pressure receiving plate is rotatably mounted on the upper side of the mounting frame, which is a rotating blade girder, and its specific gravity is set to about 0.999 so that it slightly floats. By the restraining means, the initial angle is stopped at a position around 5 degrees so as not to become horizontal, and the rotation is stopped at a position around 90 degrees. In the low speed region where the water flow rate is 0 to 0.5 knot, the generation of force due to the water flow is small, and as shown in FIG. 10, the entire pressure receiving plate becomes substantially horizontal due to buoyancy, and the pressure receiving plate does not rotate because it is not subjected to water pressure. The water pressure that hits the surface with an initial angle of 5 degrees from around 0.8 knots overcomes the buoyancy of the pressure receiving plate, rotates the pressure receiving plate downward, and stops by the locking means of the lower stopper of 90 degrees, and the pressure receiving plate is perpendicular to the water flow It receives strong flowing water pressure. The pressure receiving plate / rotary body rotates continuously by transmitting the pressure receiving pressure to the mounting frame. The state is shown in FIGS.
The principle of the present invention and the operation of the pressure plate have been demonstrated to work well in a flowing water tank test.
次に、潮流方向の変化に対して、特段の機構を必要とせず、フラップ式受圧板だけで対応できて、いずれの潮流方向でも回転体を回転可能としている。今の流れ(東からの流れ)を受水受圧している南側の受圧板は、図6,9に示すようにあるが、潮間の潮流停止で受圧板自体の浮力で図10に示すように全て水平位相になる。次に西からの流れに変わると北側の受圧板の初期角度5度の面が受水受圧して受圧板が直角位相となり南側に入れ替わって、西から東へ受圧板を回す。そのとき南側受圧板は水平位相になる。受水受圧しない。この状態を図11に示す。
これにより、水車の回転方向は流れの方向が変わっても常に一定回転方向に保たれる。
Next, a special mechanism is not required for changes in the tidal current direction, and only a flap-type pressure receiving plate can be used. The rotating body can be rotated in any tidal direction. As shown in FIGS. 6 and 9, the south pressure plate receiving the current flow (flow from the east) is as shown in FIGS. 6 and 9, but the buoyancy of the pressure plate itself as shown in FIG. All become horizontal phase. Next, when the flow changes from the west, the surface of the pressure plate on the north side with an initial angle of 5 degrees receives water pressure, the pressure plate becomes a quadrature phase and is switched to the south side, and the pressure plate is turned from west to east. At that time, the south pressure plate is in a horizontal phase. Does not receive water pressure. This state is shown in FIG.
As a result, the rotation direction of the water wheel is always kept constant even if the flow direction changes.
本発明において、潮流速度が2ノットから1ノット、水深が−40mから−10m程度の海域に適応する構造にする手段としては、まずプロペラ式やダリウス翼方式があるが何れも翼の揚力を利用する方式であり、発電量が翼直径の2乗・流速の3乗に比例する理論に基づく方式であり、さらに横軸で、支柱が直立となるため、深い水深と速い流速が必要条件となる。
これに比較して本発明は浅い水深、低流速の海域に適応する構造とするため、陸上の下掛け水車の近似理論:発電量=水車直径×水流量/秒×効率・係数に基き、縦軸横置き水平方向回転の水車に相当する。翼理論の流れ方向に、直角な揚力でなく、平行な直圧・抗力を利用する。受圧域が翼回転の全周になるプロペラ方式に比べ受圧域が回転の半周になることを補って、目標発電量に、余裕のある水車の直径、受圧板の寸法を自在に設定することができる。このことで、低い潮流速度浅い水深その他の現実条件に適応する構造とする事ができる。
In the present invention, there are propeller type and Darius wing type as means for adapting to the sea area where the tidal velocity is 2 knots to 1 knot and the water depth is about -40 m to -10 m. This is a method based on the theory that the amount of power generation is proportional to the square of the blade diameter and the cube of the flow velocity. Further, since the struts are upright on the horizontal axis, deep water depth and fast flow velocity are necessary conditions. .
Compared to this, the present invention has a structure adapted to the shallow water depth and low-velocity sea area. Therefore, based on the approximate theory of underwater turbine on land: power generation = turbine diameter × water flow rate / second × efficiency / coefficient Corresponds to a horizontal turbine that rotates horizontally. Use parallel direct pressure / drag instead of lift perpendicular to the flow direction of the wing theory. Compared to the propeller system where the pressure receiving area is the entire circumference of the blade rotation, it can compensate for the pressure receiving area becoming a half rotation, and the target power generation amount can be set freely with the diameter of the turbine wheel and the size of the pressure receiving plate it can. As a result, the structure can be adapted to the low tidal velocity, shallow water depth and other real conditions.
次に、目標発電量を達成するための、水車の概算寸法を設定してみる。基本的には、前出の下掛け水車の近似理論に基づくが、その他の理論式や余裕、バランス等加味して、設定する。1000kWでは、水車直径50mのとき、水車翼幅は、流速1ノットで10m、流速2ノットで5mとなる。2000kWでは、水車直径80mのとき、水車翼幅は、流速1ノットで12m、流速2ノットで6mとなる。100kWでは、水車直径10mのとき、水車翼幅は、流速1ノットで5m、流速2ノットで3mとなる。
上記の如く、海洋構造物らしくかなり長大なものになるが、慎重な構造計算や、回転数と増速機構の計画を行うことで、十分実現可能な手段である。
Next, set the approximate dimensions of the water turbine to achieve the target power generation. Basically, it is based on the approximate theory of the underwater turbine mentioned above, but it is set by taking into account other theoretical formulas, margin, balance, etc. At 1000 kW, when the turbine diameter is 50 m, the turbine blade width is 10 m at a flow rate of 1 knot and 5 m at a flow rate of 2 knots. At 2000 kW, when the turbine diameter is 80 m, the turbine blade width is 12 m at a flow rate of 1 knot and 6 m at a flow rate of 2 knots. At 100 kW, when the turbine diameter is 10 m, the turbine blade width is 5 m at a flow rate of 1 knot and 3 m at a flow rate of 2 knots.
As mentioned above, it is quite long like an offshore structure, but it can be sufficiently realized by careful structural calculations and planning of the rotation speed and speed increasing mechanism.
概略の構造計算により、構造強度を確認する。例えば、図13に示すように、1000kW、水車直径50mで試算すると、水中に固定された1000kWの発電機を内装する水密円筒(固定)を水車回転の中心とし、円筒(回転体)直径を8m、円筒周りの回転枠(取付枠)に20mの回転翼(受圧板)を取り付ける。回転翼(受圧板)の構造を100AのSUS管で、根元の断面が水平方向2.5m垂直方向5.0mの組合せ梁をトラスで編んだ、長さ20mのブームとする。このブームに回転ヒンジで取り付けられた受水受圧板に、2ノットの水流が当たって発生するトルクは153,000kgmとなる。
このトルクをブーム根元の断面係数で除すると応力は約6.5kg/mm2となることから、十分安定安全な構造であるが、さらに、安全係数を増すため、適切な形状のリブなどを追設することは容易である。
設置台、回転体、回転数と増速機構等にかんしては既存の周知技術内で達成される。
The structural strength is confirmed by rough structural calculation. For example, as shown in FIG. 13, when the calculation is made with 1000 kW and a turbine diameter of 50 m, a watertight cylinder (fixed) that houses a 1000 kW generator fixed in water is the center of the turbine rotation, and the cylinder (rotating body) diameter is 8 m. Then, a 20 m rotating blade (pressure receiving plate) is attached to a rotating frame (mounting frame) around the cylinder. The structure of the rotor blade (pressure receiving plate) is a 100A SUS tube, and a boom having a length of 20 m is formed by knitting a combination beam having a root section of 2.5 m in the horizontal direction and 5.0 m in the vertical direction with a truss. The torque generated when a water flow of 2 knots hits a water receiving pressure plate attached to the boom with a rotating hinge is 153,000 kgm.
When this torque is divided by the section modulus at the base of the boom, the stress is about 6.5 kg / mm 2 , so the structure is sufficiently stable and safe. However, in order to increase the safety factor, ribs with appropriate shapes are added. It is easy to install.
The installation table, the rotating body, the rotation speed, the speed increasing mechanism, and the like can be achieved within the existing well-known technology.
最後に、潮流・流水中における本発明の発電装置の姿勢安定対策が必要である。漁場を対象としてアンカーケーブル方式を検討する潮流速2.0ノットで試算する。1000kW型の概算の寸法、重量を設定して試算した結果、計算により求められる数値の、全体浮力、アンカーの重量、アンカーケーブルの位置を設定することで、安定する。
2.0ノット以上の急潮流域では十分余裕のある対策が必要となる。台風波浪に対しては潮流発電装置全体を低潮位以下3.0mに沈めることで安定させられる。津波対策は、別途の検討を行う。海底固定方式はアンカーケーブル式よりさらに安定は容易である。
Finally, it is necessary to take measures for stabilizing the posture of the power generation device of the present invention in tidal currents and flowing water. Estimate at a tidal velocity of 2.0 knots to study the anchor cable system for fishing grounds. As a result of setting the approximate size and weight of the 1000 kW model and making a trial calculation, it is stabilized by setting the overall buoyancy, the weight of the anchor, and the position of the anchor cable, which are obtained by calculation.
Measures with a sufficient margin are required in a rapid tide area of 2.0 knots or more. Typhoon waves can be stabilized by sinking the entire tidal current generator to 3.0 m below the low tide level. The tsunami countermeasure will be examined separately. The seafloor fixing method is easier to stabilize than the anchor cable method.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1〜12に示す実施例1について以下説明する。
図1,2は実施例1の概観を示す図面である。図中G1は実施例1の発電装置を示す。
Example 1
Example 1 shown in FIGS. 1 to 12 will be described below.
1 and 2 are drawings showing an overview of the first embodiment. In the figure, G1 represents the power generator of the first embodiment.
図中、1は海底面に固定的に設置される上方が水密の円筒部で下方が切頭円錐体の設置台、2は同設置台上にその設置の地面と直角となる略鉛直の軸線まわりに回転自在に取付けた縦円筒体状の回転体、3は同回転体の外周から放射状に8個所取付けた受圧板4の取付枠で、回転体2の外周の45°毎の8個所の各個所から半径方向に延びた上下3本の横フレーム3aと同横フレーム3aを縦方向に連結する複数の縦フレーム3bからなる。図中、4は取付枠3の上方横フレーム3aに蝶番4cで回動自在に取付けられたフラップ式受圧板であり、比重は0.999である。図中、5aは受圧板4を90°の略鉛直状態で制止させる下方の横フレーム3aの下辺部材に取付けた制止手段である下ストッパー、5bは受圧板4を水平から5°下方へ傾くように受圧板4上面を抑える上方の横フレーム3aに取付けた制止手段である上ストッパー、6は固定の設置台1に対する回転体2の回転を発電機7へ動力伝達する増速機構で、6aは回転体2の内側上部に設けたリングギア、6bは同リングギアと噛合する平ギア、6cは同平ギアの回転軸、6dは同回転軸に軸着したベルト車、6eは発電機7の回転軸に軸着したベルト車、6fはベルト車6dとベルト車6eとに架けられたベルトである。7は同増速機構の出力回転力で作動する発電機、7aは同発電機の送電線と制御信号線を納めて陸上へ送り出す海中ケーブルである。
図中、10は設置される海底面、Fは潮流の流れ、Rは回転体2の回転方向、θは上ストッパー5bによる受圧板4の傾角で5度に設定されている。
図中、黒の矢印は受圧板4に働く力の方向を示す。
In the figure,
In the figure, 10 is the installed sea bottom, F is the flow of the tidal current, R is the direction of rotation of the
In the figure, the black arrow indicates the direction of the force acting on the
実施例1の受圧板4は、図4に示すように流線形断面で最大厚み200mmであり、1mmの表裏一体のSUS薄板4a,4b内に発泡樹脂4dを注入して比重を海水より低くして0.999としている。図5は受圧板4の取付構造を示す説明図である。蝶番4cは3個の取付部材4eと枢支軸4fからなっている。
As shown in FIG. 4, the
実施例1の各構成の寸法を示す。回転体2の直径は2mで高さは5mであり、取付枠3の外径は10mで高さは3m、受圧板4の長さは3mで、巾(深さ)は3m程である。
The dimension of each structure of Example 1 is shown. The diameter of the
実施例1の発電装置G1は、水深約10mの浅水の海底面10に設置され、潮流の流速が1ノットの海域での発電装置である。 The power generation apparatus G1 according to the first embodiment is a power generation apparatus installed in a shallow water bottom 10 having a water depth of about 10 m and in a sea area with a tidal current velocity of 1 knot.
本実施例1のフラップ式受圧板4に僅かな浮力(比重0.999)を持たせたことで、潮流の流速が小さい場合又は流れがない場合は、この浮力により受圧板4は水平となる方向に回動される。一方、潮流の流水が入り込んでもその作用流圧は小さく、浮力の方がまだ大きい場合、その自由端が少し上方向に浮くように(傾くように)なる。尚、浮力の方が大きい場合は受圧板4は上ストッパー5bによって水平から5°の傾き角θの状態に保持される。この状態は、図10に示される。この状態は潮流からの受圧力が最も少ない状態であり、受圧板4による回転体2の回転トルクはほとんど発生されず、発電機7は発電しない。
By giving the flap type
次に、潮流の流速が大きくなると、受圧板4の状態は、図6,7,8,9に示すようになる。受圧板4の回転位相が0°→45°になると、傾いた受圧板4の上面に潮流が流れて、受圧板4を下方へ押し、その水圧力が浮力及び受圧板4の旋回による持ち上げの水圧力(揚力)に勝って、受圧板4を徐々に下方へ押し下げて受圧板4を鉛直方向に回動させる。受圧板4が90°の回転位相では下ストッパー5aによって制動されて略鉛直状態を保持される。この回転位相(60°〜150°)の間受圧板4は潮流を大略直角に受けて、強い力と回転トルクを取付枠3,回転体2に与え、これらを時計方向(正回転方向)に回動させる。
受圧板4の回転位相180°近くでは、受圧板4は潮力の流速によって揚力を発生し、浮力と併せて受圧板4は水平方向に回動して、回転位相270°で上ストッパー5bで水平から5°下向きに保持された状態となる。この状態では受圧板4は潮流の流れと略平行になって、受圧板4の回転に対する水の抵抗は最小となり、90°前後の回転位相での強い回転トルクで受圧板4、回転体2は時計方向(正回転方向)に確実に回転できるものとなる。
Next, when the flow velocity of the tidal current increases, the state of the
When the rotational phase of the
図9は受圧板4の回転位相90°における状態を示す。図8は受圧板4の回転位相0°近くの状態を示す。図7は受圧板4の回転位相270°の状態を示すものである。そして図1に各回転位相での受圧板4の状態を示す。図1中の黒の矢印が力の方向を示す。回転位相0°近くで下向きに、180°近くで上向きに働くことを示している。
FIG. 9 shows a state of the
上記の実施例1の発電装置G1の流水水槽での実験では、流速が0〜0.3m/sでは、受圧板4は全て水平状態であり、回転体2は回転しなかった。又、流速が0.4m/sで受圧板4は90°回転位相で鉛直方向になって、回転体2,受圧板4は回転始めた。
In the experiment in the flowing water tank of the power generation apparatus G1 of Example 1, all the
図11は、実施例1の同じ発電装置G1に対し、西方向からの潮流れに対する場合の受圧板4の状態を示す。この場合も東方向からの前記潮流の流れと同様に、北側の90°の回転位相で受圧板4は略鉛直となり、最大の受圧力を受ける。南側の270°の回転位相では、潮の流れと略平行になって受圧板4は水平状態となる。これによって、東方向の潮流と同様に回転体2,受圧板4は時計方向に回転され、発電できる状態となる。このように潮流の流れの方向が、東西南北いずれの方向から流入しても、同様に強い回転トルクを発生させられる。
FIG. 11 shows the state of the
本実施例1において、潮流の流速が2ノットの場合、受圧板4の回転軌跡の外径は10mで深さを3mにすれば上記流速1ノットの受圧板の深さ5mのものと同等の回転能力となる。
In the first embodiment, when the flow velocity of the tidal current is 2 knots, if the outer diameter of the rotation locus of the
(実施例2)
図13,14に示す実施例2の発電装置G2は、1000kW出力の例で、水深28m程の海底に設置されるもので、受圧板4の外端の回転軌跡の直径は50mである。受圧板4の深さは、潮流の流速が1ノットの場合は10m程で、流速が2ノットであれば5m程のものとする。図13中の符号は実施例1の符号と共通としている、
実施例2の作用効果は、出力が1000kWと大出力となる他は、前記実施例1と同様である。尚、実施例2の増速機構6には高効率のものが必要となる。
(Example 2)
The power generator G2 of Example 2 shown in FIGS. 13 and 14 is an example of 1000 kW output, and is installed on the seabed at a water depth of about 28 m. The diameter of the rotation locus of the outer end of the
The operational effect of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the output is as large as 1000 kW. The speed increasing mechanism 6 of the second embodiment requires a high efficiency.
その出力発電量の計算は下記の概算となる。
受圧板4が受ける水圧力:F=流体密度×流量×(流速−回転周速)・・・1式
始動時(回転周速0m/s)F=1.02×(100m2×1.0m/s)×(1.0m/s−0m/s)=10,200kg・f
水圧力Fによる始動時最大トルクT=F×圧力中心までの距離15m=153,000kg・m
kW換算1000kW=T/102×効率72%
尚、回転時は回転周速が0.5m/sとなり、上式1式よりFが1/2となるが、受圧側の他の2受圧板4のFが加算されて、合計では1000kWに必要なトルクTを維持して、連続回転する。
The calculation of the output power generation amount is as follows.
Water pressure received by the pressure receiving plate 4: F = fluid density × flow rate × (flow velocity−rotational peripheral speed) 1 set at start (rotational peripheral speed 0 m / s) F = 1.02 × (100 m 2 × 1.0 m /S)×(1.0 m / s−0 m / s) = 10,200 kg · f
Maximum torque T at start-up by water pressure F = F × distance to pressure center 15 m = 153,000 kg · m
kW conversion 1000kW = T / 102 x 72% efficiency
At the time of rotation, the rotational peripheral speed is 0.5 m / s, and F is ½ from the
(強度計算)
取付枠3の構造強度の試算:150A(9.3t)SUS管の合成梁として計算する。
梁根元の断面が横2.5m縦5.0mとして、合成梁の(横方向)断面係数Z=23,235cm3
始動時最大トルクT=最大曲げモーメント(横方向)M=153,000kg・m
梁根元の最大応力M/Z=153,000kgm/23,235cm3=6.5kg/mm2
となることから、十分安全安定した構造となる。尚、梁の流水抵抗を低減するため、150ASUS管を楕円形状に圧縮加工する。圧縮後横方向の断面係数は少し増加するので強度も増加する。更に安全係数を増すため、適切なリブ材等を施すこともできる。
(Strength calculation)
Trial calculation of structural strength of mounting frame 3: Calculated as a composite beam of 150A (9.3t) SUS pipe.
Assuming that the cross section of the beam root is 2.5 m wide and 5.0 m long, the cross section coefficient Z (23,235 cm 3 ) of the composite beam
Maximum torque at start-up T = Maximum bending moment (lateral direction) M = 153,000 kg · m
Maximum stress at beam root M / Z = 153,000 kgm / 23,235 cm 3 = 6.5 kg / mm 2
Therefore, the structure is sufficiently safe and stable. In order to reduce the flow resistance of the beam, the 150ASUS pipe is compressed into an elliptical shape. After compression, the transverse section modulus increases slightly, so the strength also increases. Furthermore, in order to increase a safety factor, an appropriate rib material etc. can also be given.
(実施例3)
図17,18に示す実施例3は、水深約32mの海底に設置され、2000kW発電出力の例であり、受圧板4の外端の回転軌跡の直径80m程で、受圧板4の深さは流速1ノットの潮流であれば12m、流速2ノットの潮流であれば6m程とする。符号は実施例1と共通している。実施例3の作用効果は出力が2000kWときわめて大きい大出力となる他は、実施例1と同様である。増速機構6には、更に高効率なものが必要となる。
(Example 3)
The
(受圧板の寸法の設定)
目標発電量と受圧板4(水車とみなす)の大きさを潮流の流速に応じて自在に設定される。
(Pressure plate dimension setting)
The target power generation amount and the size of the pressure receiving plate 4 (considered as a turbine) are freely set according to the flow velocity of the tidal current.
本発明は、主に海底の潮流エネルギーの発電を主とするが、大きな河川の流れがある河床に設置して発電させることもできる。 The present invention mainly generates power from tidal energy at the bottom of the sea, but it can also be installed on a river bed with a large river flow to generate power.
G1,G2,G3 実施例の発電装置
1 設置台
2 回転体
3 取付枠
3a 横フレーム
3b 縦フレーム
4 受圧板
4a,4b 薄板
4c 蝶番
4d 発泡樹脂
4e 取付部材
4f 枢支軸
5a 下ストッパー
5b 上ストッパー
6 増速機構
6a リングギア
6b 平ギア
6c 回転軸
6d ベルト車
6e ベルト車
6f ベルト
7 発電機
7a 海中ケーブル
10 海底面
F 潮流の流れ方向
R 回転体の回転方向
θ 傾角
G1, G2, G3 Examples of
10 Seabed F Flow direction of tidal current R Direction of rotation of rotating body θ Inclination angle
その出力発電量の計算は下記の概算となる。
受圧板4が受ける水圧力:F=流体密度×流量×(流速−回転周速)・・・1式
始動時(回転周速0m/s)F=102×(100m2×1.0m/s)×(1.0m/s−0m/s)=10,200kgf
水圧力Fによる始動時最大トルクT=F×圧力中心までの距離15m=153,000kgf・m
kW換算は、半径1.0mに置き換えて、nをr・p・m単位とすると下式となる。
kw=1/975×n×T
=1/975×6.37×153,000=1000kW
尚、回転時は回転周速が0.5m/sとなり、上式1式よりFが1/2となるが、受圧側の他の2受圧板4のFが加算されて、合計では1000kWに必要なトルクTを維持して、連続回転する。
The calculation of the output power generation amount is as follows.
Water pressure received by the pressure receiving plate 4: F = fluid density × flow rate × (flow velocity−rotational peripheral speed) 1 set at start (rotational peripheral speed 0 m / s) F = 102 × (100 m 2 × 1.0 m / s) ) × (1.0m / s-0m / s) = 10,200k gf
Maximum torque at start-up by water pressure F T = F × distance to pressure center 15 m = 153,000 kg f · m
The kW conversion is as follows when the radius is replaced with 1.0 m and n is expressed in units of r · p · m.
kw = 1/975 × n × T
= 1/975 x 6.37 x 153,000 = 1000 kW
At the time of rotation, the rotational peripheral speed is 0.5 m / s, and F is ½ from the
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) 海中又は水中で固定される設置台を設け、同設置台に回転体を回転自在に取付けるとともに、同回転体の回転軸線を設置される海中又は水中の水流の流れ面と略直角となる縦方向に設定し、同回転体から複数の取付枠を放射状に取付け、同取付枠の回転軸線から偏心した上辺位置に平板状の受圧板の一端を回動自在に取り付けるとともに、同受圧板の比重を設置される海水又は水の比重より僅か小さくして海・水中で受圧板に浮力を発生しえるようにし、更に各受圧板の回動角度範囲が、受圧板の自由端側が受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面より少し下方となるように受圧板が傾く所定下げ角度の略水平から、受圧板が回転体の略回転軸線方向となる自由端の最下位置までの角度範囲とする制止手段を設け、回転体の設置台に対する回転で発電する発電機を設け、同発電機の出力電力を有線で設置台近くの陸上又は海上あるいは水上船体に送電するようにし、海中又は水中にある潮流又は水流によって受圧板に発生する力と、受圧板の浮力と制止手段とによって確実に回転体を回動させて発電できるようにし、しかも受圧板の回動する角度範囲が、受圧板の取付け側の一端の回転軸線まわりの回転軌跡の面から下方に4°〜90°の範囲であって、又受圧板の質量をその容積の4℃の真水の質量で割ったその受圧板の比重を設置される海水又は水の比重の0.95〜0.99倍のものとし、更に回転体が設置台に回転自在に設けられた断面円形の縦円筒体である、水流エネルギーを利用した発電装置
2) 取付枠が上下複数本の横フレームと、上下の横フレームを連結する複数本の縦フレームとからなり、受圧板は上方横フレームに取り付けた蝶番によって回動自在に取付けられ、制止手段は上方横フレームの上端に取付けられて受圧板上面を下方に押し下げるように制止する上ストッパーと、受圧板が90°以上に回転しないように抑止する下方横フレームに設けた下ストッパーからなる、前記1)記載の水流エネルギーを利用した発電装置
にある。
The configuration of the present invention that solves this problem is as follows.
1) An installation base fixed in the sea or underwater is provided, and a rotating body is rotatably mounted on the installation base, and the rotation axis of the rotating body is set substantially at right angles to the flow surface of the water flow in the sea or water. Set vertically, attach multiple mounting frames radially from the same rotating body, attach one end of the plate-shaped pressure receiving plate to the upper side position eccentric from the rotation axis of the mounting frame, and rotate the mounting plate. The specific gravity is slightly smaller than the specific gravity of the seawater or water, so that buoyancy can be generated in the pressure plate in the sea and water, and the rotational angle range of each pressure plate is such that the free end side of the pressure plate is the pressure plate. The pressure receiving plate is tilted so that it is slightly below the surface of the rotation trajectory around the rotation axis at one end of the mounting side. The lowermost position of the free end where the pressure receiving plate is substantially in the direction of the rotation axis of the rotating body from a substantially horizontal angle. Rotation is provided with restraining means for the angle range up to A generator that generates electricity by rotation with respect to the installation base of the body is installed, and the output power of the generator is wired and transmitted to land, sea, or surface hull near the installation base, and the pressure receiving plate by the tide or water flow in the sea or water The rotation force of the pressure receiving plate, the buoyancy of the pressure receiving plate, and the restraining means ensure that the rotating body can be rotated to generate electric power , and the angle range in which the pressure receiving plate rotates is the rotation axis of one end on the mounting side of the pressure receiving plate Seawater or water in the range of 4 ° to 90 ° downward from the surface of the surrounding rotation locus and the specific gravity of the pressure plate divided by the mass of fresh water of 4 ° C. of its volume and those of 0.95 to 0.99 times the specific gravity, further rotation body is a vertical cylindrical body of circular cross section rotatably provided on the installation base, power generator utilizing water energy 2) mounting frame vertically Multiple horizontal frames and upper and lower horizontal frames The pressure receiving plate is pivotally attached by a hinge attached to the upper horizontal frame, and the restraining means is attached to the upper end of the upper horizontal frame so that the upper surface of the pressure receiving plate faces downward. The power generation apparatus using water energy according to the above 1), comprising an upper stopper that is restrained so as to be pushed down and a lower stopper that is provided on a lower horizontal frame that prevents the pressure receiving plate from rotating more than 90 ° .
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