特許 6838406 水中浮遊式装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6838406

(24)【登録日】2021年2月16日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】水中浮遊式装置

(51)【国際特許分類】

   B63B 21/66 20060101AFI20210222BHJP

   B63C 11/00 20060101ALI20210222BHJP

   B63B 21/56 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   B63B21/66

   B63C11/00 B

   B63B21/56 C

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-7777(P2017-7777)

(22)【出願日】2017年1月19日

(65)【公開番号】特開2018-114895(P2018-114895A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2019年9月6日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２６年度から平成２９年度、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「海洋エネルギー技術研究開発／海洋エネルギー発電システム実証研究／水中浮遊式海流発電」共同研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100176245

【弁理士】

【氏名又は名称】安田 亮輔

(72)【発明者】

【氏名】石黒 泰大

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 宏幸

(72)【発明者】

【氏名】清水 真之

(72)【発明者】

【氏名】半田 典久

(72)【発明者】

【氏名】長屋 茂樹

【審査官】 福田 信成

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４７−０３６６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１４６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１２７９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６９７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２７６８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１０３１９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｂ ２１／６６

Ｂ６３Ｂ ２１／５６

Ｂ６３Ｃ １１／００

Ｂ６３Ｂ ２２／１８ − ２２／２０

Ｂ６３Ｂ ３５／００

Ｆ０３Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

係留索と、当該係留索により本体部が係留されて水流中を浮遊する水中浮遊式装置であって、
前記係留索にかかる張力を計測する張力計測部と、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、判断結果に基づき前記係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値以上である場合には、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御し、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値よりも大きな第２の許容値以上である場合には、自装置の運転を中止する水中浮遊式装置。

【請求項2】

係留索と、当該係留索により本体部が係留されて水流中を浮遊する水中浮遊式装置であって、
前記係留索にかかる張力を計測する張力計測部と、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、判断結果に基づき前記係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する制御部と、
前記係留索の健全度を示す情報を取得する健全度取得部と、を有し、
を有し、
前記制御部は、前記健全度を示す情報に基づいて、自装置の運転の中止の要否を判断し、判断結果に基づき自装置の運転を中止する水中浮遊式装置。

【請求項3】

係留索と、当該係留索により本体部が係留されて水流中を浮遊する水中浮遊式装置であって、
前記係留索にかかる張力を計測する張力計測部と、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、判断結果に基づき前記係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値以上であると判断された回数が、所定の期間において所定回数を超えた場合に、自装置の運転を中止する水中浮遊式装置。

【請求項4】

係留索と、当該係留索により本体部が係留されて水流中を浮遊する水中浮遊式装置であって、
前記係留索にかかる張力を計測する張力計測部と、
前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、判断結果に基づき前記係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する制御部と、
を有し、
前記本体部は、前記水流により回転するブレードを有し、
前記制御部は、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御が必要である場合に、前記水流による前記ブレードの回転により発生する推力を制御することで、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御する水中浮遊式装置。

【請求項5】

前記本体部は、水量を変更可能なバラストタンクを有し、
前記制御部は、前記バラストタンク内の水量を増加させて前記本体部の重量を増加することで、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の水中浮遊式装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中浮遊式装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、係留索を用いて水上もしくは水中の装置を係留することが知られている。例えば、特許文献１では、ウインチにより係船索の繰り出し又は巻き取りを行いながら岸壁に係留する船体の位置調整を行う方法が示されている。また、引用文献１では、係船索の張力状態を監視しながらウインチを用いた係船索の繰り出し又は巻き取りを行うことが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−２０３４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、係留索を用いて水中に装置を係留させる水中浮遊式の装置では、係留索にかかる張力が大きくなった場合にウインチを使用することが困難である。また、水中では、係留索にかかる張力が大きな状態が継続する可能性もあるが、そのような状態ではウインチによる張力調整だけでは不十分であると考えられる。

【0005】

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、張力の増大に由来する係留索の異常の発生を防ぐことが可能な水中浮遊式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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る水中浮遊式装置は、係留索と、当該係留索により本体部が係留されて水流中を浮遊する水中浮遊式装置であって、前記係留索にかかる張力を計測する張力計測部と、前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、判断結果に基づき前記係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する制御部と、を有する。

【0007】

上記の水中浮遊式装置によれば、張力計測部により計測された係留索にかかる張力と許容値とに基づいて、係留索にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断し、必要に応じて、張力が小さくなるように制御する。このように、係留索にかかる張力が大きくなる場合には張力が小さくなるように制御する構成を有することで、張力の増大に由来する係留索の異常の発生を防ぐことができる。

【0008】

ここで、前記制御部は、前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値以上である場合には、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御し、前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値よりも大きな第２の許容値以上である場合には、自装置の運転を中止する態様とすることができる。

【0009】

上記のように、張力計測部により計測された張力が第２の許容値以上である場合には、自装置の運転を中止することで、張力が第２の許容値を超えた係留索の使用を継続することによる係留索の損傷を防止することができる。

【0010】

また、前記係留索の健全度を示す情報を取得する健全度取得部を有し、前記制御部は、前記健全度を示す情報に基づいて、自装置の運転の中止の要否を判断し、判断結果に基づき自装置の運転を中止する態様とすることができる。

【0011】

上記のように、健全度を示す情報に基づいて自装置の運転中止の要否を判定することで、外観等の健全度に問題がある係留索の使用を継続することによる係留索の損傷を防止することができる。

【0012】

また、前記制御部は、前記張力計測部により計測された前記係留索にかかる張力が前記許容値以上であると判断された回数が、所定の期間において所定回数を超えた場合に、自装置の運転を中止する態様とすることができる。

【0013】

張力が許容値以上となる状態が繰り返されるということは、何らかの係留索若しくはその周辺に何らかの異常が発生している可能性がある。したがって、上記のように、係留索にかかる張力が許容値以上であると判断された回数が、所定の期間において所定回数を超えた場合に、自装置の運転を中止することで、異常が発生した係留索を継続して使用することを防ぐことができる。

【0014】

また、前記本体部は、水流により回転するブレードを有し、前記制御部は、前記係留索にかかる張力が小さくなるような制御が必要である場合に、前記水流による前記ブレードの回転により発生する推力を制御することで、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御する態様とすることができる。

【0015】

上記のように、ブレードの回転により発生する推力を制御することで係留索にかかる張力が小さくなるように制御する態様とすると、張力が小さくなるような制御をより簡便に行うことができる。

【0016】

また、前記本体部は、水量を変更可能なバラストタンクを有し、前記制御部は、前記バラストタンク内の水量を増加させて前記本体部の重量を増加することで、前記係留索にかかる張力が小さくなるように制御する態様とすることができる。

【0017】

上記のように、バラストタンク内の水量の増加により本体部の重量を増加することで係留索にかかる張力が小さくなるように制御する態様とすると、張力が小さくなるような制御をより簡便に行うことができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、張力の増大に由来する係留索の異常の発生を防ぐことが可能な水中浮遊式装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る水中浮遊式装置に係る全体構成を示す図である。

【図2】水中浮遊式装置の機能構成を説明する図である。

【図3】係留索にかかる張力を計測する方法を説明する図である。

【図4】ブレードの角度を利用した力の制御方法を説明する図である。

【図5】水中浮遊式装置における張力を制御する方法の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0021】

以下の説明において、「上流」または「下流」との語は、水の流れを基準として用いられる。また、「前」との語は、水の流れの上流側を意味し、「後」との語は、水の流れの下流側を意味する。たとえば、ダウンウィンド型のタービンが用いられる場合には、ポッドの後部側にブレード（翼）が配置される。

【0022】

図１及び図２を参照して、本実施形態に係る水中浮遊式装置１について説明する。図１に示されるように、水中浮遊式装置１は、本体部１０及び係留索２０を含み、係留索２０により海中等の水中の固定点に対して係留されて浮遊する装置である。係留索２０は、一端が海底に固定されたシンカー３０に対して固定されると共に、他端が本体部１０に接続される。水中浮遊式装置１は、水中で浮遊して何らかの動作を行う装置であり、例えば、海流等の水流を利用して発電を行う浮遊式発電装置（水中浮遊式海流発電装置）、又は、水中での情報を収集する装置等として実現される。

【0023】

本実施形態では、水中浮遊式装置１が所謂ダウンウィンド型の水中浮遊式発電装置である場合について説明するが、これに限定されるものでない。水中浮遊式装置１が水中浮遊式発電装置である場合、水中浮遊式装置１の本体部１０は、ポッド１１とブレード（翼）１２とを含み、水流ＦＬにより発生するブレード１２の回転を発電機により電気に変換する機能を有する。また、係留索２０に沿うように、ブレード１２の回転により得られた電気を送電するためのケーブル２１が取り付けられる。ケーブル２１は、係留索２０に沿って本体部１０からシンカー３０まで伸ばされた後、送電先の設備等まで繋げられるが、図１では記載を省略する。また、ブレード１２の数は特に限定されない。

【0024】

水中浮遊式装置１の本体部１０では、水流ＦＬにより本体部１０を押し流す力が発生する。また、水流ＦＬによるブレード１２の回転により略水平方向への推力が発生する。これらの総和をスラスト力Ｆ１という。また、水中浮遊式装置１の本体部１０には、重力Ｆ２と、水中を滞留することによる浮力Ｆ３と、がかかる。さらに、係留索２０により係留されているため、本体部１０には係留索２０による張力Ｆ４がかかる。このように、水中浮遊式装置１の本体部１０には、水流ＦＬに由来するスラスト力Ｆ１と、重力Ｆ２と、浮力Ｆ３と、係留索２０からの張力Ｆ４と、が働く。これらがつり合った位置で、水中浮遊式装置１の本体部１０は水中に浮遊した状態となる。重力Ｆ２及び浮力Ｆ３に変化が無い場合、張力Ｆ４の向き及び大きさは、本体部１０にかかるスラスト力Ｆ１によって変化する。具体的には、本体部１０にかかるスラスト力Ｆ１が大きくなった場合に、張力Ｆ４が大きくなる。

【0025】

また、水中浮遊式装置１の本体部１０が所定の位置に浮遊している状態において、係留索２０には、係留索２０と本体部１０との連結点において、張力Ｆ４と同じ大きさであり方向が逆の張力Ｆ５がかかる。同様に、係留索２０には、係留索２０とシンカー３０との連結点において、係留索２０をシンカー３０側へ引っ張る張力Ｆ６がかかる。係留索２０はこの張力Ｆ５，Ｆ６により両端が引っ張られた状態となる。

【0026】

本実施形態に係る水中浮遊式装置１では、係留索２０に想定外の張力がかかることによる係留索２０の破損を防ぐことを特徴とする。そのため、水中浮遊式装置１は、係留索２０にかかる張力を計測すると共にその張力が増大しないように、制御するという構成を有する。

【0027】

図２に示すように、水中浮遊式装置１の本体部１０に含まれるポッド１１の後部には、ブレード１２と、ブレード１２が取り付けられたハブ１３と、ハブ１３に連結された回転軸１４と、回転軸１４に連結された発電部１５と、を含む。また、本体部１０のポッド１１内には、張力計測部１６と、制御部１７と、を有する。このうち、張力計測部１６及び制御部１７は、ポッド１１内に設けられているように図示しているが、張力計測部１６はポッド１１以外の場所に設けられていてもよい。

【0028】

ハブ１３は、ブレード１２と共に回転する。また、ブレード１２の取り付け角度を調整する機構を有している。また、発電部１５は、発電機を含んで構成され、回転軸１４を介して水流ＦＬによるブレード１２の回転を受け取り、これを電気に変換する機能を有する。

【0029】

張力計測部１６は、係留索２０にかかる張力を計測する機能を有する。図２では、係留索２０にかかる張力を測定する方法は、特に限定されないが、図３を参照しながら、２つの例を示す。１つ目は、図３に示すように係留索２０に対してロードセル２２を取り付け、ロードセル２２が検知する力から係留索２０にかかる張力を計測する方法である。ロードセル２２に代えて歪み計測器等を係留索２０に取り付ける構成としてもよい。また、２つ目は、トランスポンダを利用した方法であり、ポッド１１に対して受信機２３を取り付け、係留索２０に送信機２４を取り付け、受信機２３−送信機２４間の信号の送受信により両者の距離を求め、この距離に基づいて係留索２０にかかる張力を計測する方法である。なお、送信機２４は複数設けていてもよい。このように、張力計測部１６による張力計測の方法は特に限定されない。なお、張力計測部１６により計測された張力にかかる情報は、制御部１７へ送られる。張力計測部１６による張力計測のタイミングは、特に限定されないが、所定の間隔毎（例えば、数秒毎〜数分毎）に計測する構成としてもよい。また、常時モニタリングをしておくような構成としてもよいが、制御部１７により指定されたタイミングで計測を行う構成としてもよい。

【0030】

制御部１７は、発電部１５により発生された電気の一部を利用して、水流ＦＬによるスラスト力Ｆ１の発生により係留索２０にかかる張力を制御する機能を有する。具体的には、張力計測部１６により計測された係留索２０にかかる張力と予め定められた許容値とに基づいて、係留索２０にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断する。そして、その判断結果に基づき、係留索にかかる張力が小さくなるよう制御する。制御部１７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、およびＲＡＭ(Random Access Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータとして実現することができる。

【0031】

なお、水中浮遊式装置１が浮遊式発電装置ではない場合には、制御部１７及び制御部１７による張力制御を行うための電源装置等が別途設けられる。また、水中浮遊式装置１が外部装置と通信可能である場合には、外部装置からの信号を受けた制御部１７が張力制御に係る処理を実行する機能を有していてもよい。

【0032】

制御部１７は、上述のように、係留索２０にかかる張力を制御する機能を有するが、本実施形態では、本体部１０にかかるスラスト力Ｆ１の制御を行うことで係留索２０にかかる張力を制御する例を説明する。係留索２０にかかる張力Ｆ５，Ｆ６は、本体部１０にかかる力のバランスが変わると変動する。したがって、張力Ｆ５，Ｆ６は、スラスト力Ｆ１によっても変動する。したがって、制御部１７は、スラスト力Ｆ１を変化させることで、係留索２０にかかる張力を制御する。

【0033】

スラスト力Ｆ１は、上述のように水流ＦＬを本体部１０が受けることにより発生する略水平方向への力と、水流ＦＬによるブレード１２の回転により発生する略水平方向への推力との和とすることができる。前者は、水流ＦＬによって直接的に発生する力であるが、後者は、水中浮遊式装置１のブレード１２が回転することで発生する力である。したがって、水中浮遊式装置１では、ブレード１２の回転を制御することで、スラスト力Ｆ１の制御を行う。具体的には、ブレード１２の角度を回転させると、ブレード１２の回転を制御することができる。

【0034】

図４は、ブレード１２の角度の回転によるスラスト力Ｆ１の変化を説明する図である。図４のブレード１２Ａに示すようにブレードの主面が水流ＦＬと対向しないようにブレードを配置すると、ブレードは回転しない。したがって、ブレード１２の回転による推力も発生しない。一方、ブレード１２Ｂに示すように、ブレードの主面が水流ＦＬと交差するようにブレードを配置した場合、ブレードは矢印Ａ方向に回転し、ブレード１２の回転による推力が発生する。ブレードの主面と水流ＦＬとの交差角度に応じて、ブレードが水流ＦＬを受けて回転する際の速度が変化し、発生する推力も変化する。したがって、水中浮遊式装置１では、制御部１７は、ブレード１２が取り付けられているハブ１３に設けられている機構を利用してブレード１２の角度を調整することで、ブレード１２の回転により発生する推力を含むスラスト力Ｆ１を制御する。なお、ブレード１２の角度を変更する際には、例えば、ブレード１２付近に設けられた角度センサによりモニタしながら角度を変更する構成としてもよい。すなわち、ブレードの角度の変更に関する具体的な手法は限定されない。

【0035】

制御部１７は、係留索２０にかかる張力Ｆ５，Ｆ６の数値が上昇していることを検知した場合には、これを下降させるように制御する。具体的には、張力Ｆ５，Ｆ６に関連するスラスト力Ｆ１のうちの推力が小さくなるように、ブレード１２の角度を調整する。ブレード１２の角度を調整するか否かの判断は、張力Ｆ５，Ｆ６が許容値Ａ（許容値）以上であるか否かに基づいて判断される。許容値Ａとは、当該値よりも大きな張力Ｆ５，Ｆ６が発生する状況が継続すると、係留索２０が破損する可能性が出てくる値である。この許容値Ａは係留索の強度等に基づいて適宜設定される。また、制御部１７は、許容値Ａよりも張力の値が大きい許容値Ｂ（第２の許容値）を別途設定し、張力Ｆ５，Ｆ６が許容値Ｂ以上である場合には、水中浮遊式装置１の動作自体を停止させる構成としてもよい。許容値Ｂとは、当該値よりも大きな張力Ｆ５，Ｆ６が発生する状況が継続すると、係留索２０が破損する可能性が高まる値である。本実施形態では、２つの許容値Ａ，Ｂを用いて、制御部１７が係留索の張力を制御する場合について説明する。また、以下の実施形態では、張力Ｆ５，Ｆ６が許容値Ａ（許容値）若しくは許容値Ｂ（第２の許容値）以上であるか否かに基づいて判断を行う場合について説明するが、張力Ｆ５，Ｆ６が許容値Ａ（許容値）若しくは許容値Ｂ（第２の許容値）より大きいか否かに基づいて判断してもよい。許容値を利用した判断を行う場合の判断基準については適宜変更することができる。

【0036】

また、制御部１７は、同一の係留索２０を用いている間に、張力が許容値Ａ以上となった（すなわち、張力を下げるための制御を行った）回数をカウントし、所定の期間内に許容値Ａ以上となった回数が所定の数よりも大きくなった場合には、水中浮遊式装置１の動作自体を停止させる構成としてもよい。所定の期間の間に許容値Ａとなった回数が増大しているということは、係留索２０に負荷がかかっている時間が当初の想定よりも大きくなっていることを示していて、係留索２０の破損の可能性が高まっていることも考えられる。したがって、係留索２０の破損等を回避すべく、上記の構成を有していてもよい。

【0037】

さらに、制御部１７が係留索の張力に係る制御を行うか否かの判断の際には、係留索２０の外観等の「係留索２０の健全度を示す情報」を組み合わせて使用してもよい。例えば、スラスト力Ｆ１を制御した結果、係留索２０にかかる張力が低下したとしても、張力が上昇している間に何らかの破損が生じている可能性も考えられる。したがって、制御部１７では、係留索２０の破損に係る情報を別途取得して、この情報にも基づいて係留索の張力に係る制御を行うか否か（例えば、運転を停止するか否か）を判断してもよい。なお、係留索２０の健全度を示す情報とは、例えば、係留索２０の径・長さの変化に関する情報、外観の観察の結果得られる情報等である。もちろん健全度を示す情報として複数の情報を用いてもよい。また、判断結果に基づいて、制御部１７は運転停止等の制御を行ってもよい。

【0038】

なお、係留索２０の健全度を示す情報を利用して制御部１７が制御を行うか否かの判断を行う場合には、制御部１７は、健全度を示す情報を取得する必要がある。したがって、図２に示すように、上述した健全度を示す情報を取得する健全度取得部１８が別途設けられる。健全度取得部１８は、上述の健全度を示すに係る計測等を行う機能を有する。

【0039】

次に、水中浮遊式装置１における係留索２０にかかる張力を管理するための方法について、図５を参照しながら説明する。なお、図５に示す方法は一例であり、制御部１７が何らかの制御を行う際の判定基準や判定結果に基づく処理の順序・内容等は適宜変更することができる。

【0040】

まず、水中浮遊式装置１の通常運転が開始される（Ｓ０１）。この段階から、張力計測部１６により係留索２０の張力が計測される。張力計測部１６による計測結果は、制御部１７に対して適宜送信される。

【0041】

ここで、制御部１７において、係留索２０の張力の計測結果が許容値Ａ以上であるかの判定が行われる（Ｓ０２）。張力の計測結果が許容値Ａよりも小さい場合（Ｓ０２−ＮＯ）、通常運転を継続し、張力計測部１６による計測が継続される。

【0042】

一方、係留索２０の張力の計測結果が許容値Ａ以上である場合（Ｓ０２−ＹＥＳ）、制御部１７は、張力を低減させるための制御を行う（Ｓ０３）。具体的には、本実施形態では、ブレード１２の角度を変更し、スラスト力Ｆ１に含まれるブレード１２の回転により発生する推力が小さくなるように、具体的には、図４に示されるブレード１２Ａの状態に近付くように、制御する。ブレード１２の変更角度は特に限定されないが、ブレード１２の角度は、発電部１５における発電効率又は本体部１０の浮遊位置（深度）等にも影響を与える可能性がある。したがって、ブレード１２の角度をどの程度変更するかは予め定めておくことが好ましい。このように、制御部１７により、推力が小さくなる方向にブレード１２の角度を変更した状態、すなわち、理論上は係留索２０にかかる張力が低減された状態で、運転を継続しながら張力の計測を行う。

【0043】

次に、制御部１７において、係留索２０の張力の計測結果が許容値Ｂ以上であるかの判定が行われる（Ｓ０４）。上述のように、許容値Ｂは、運転停止の要否を判断するための基準となる値である。張力を低減させるための操作（Ｓ０３）の結果、係留索２０にかかる張力は低減されるはずにもかかわらず、張力が許容値Ｂを超えている状態である。したがって、張力が許容値Ｂを超えている場合（Ｓ０４−ＹＥＳ）には、制御部１７の制御を中止し、アラーム・緊急停止等の運転停止に係る処理を行う（Ｓ０５）。

【0044】

一方、張力が許容値Ｂを超えていない場合（Ｓ０４−ＮＯ）には、制御部１７による張力を低減させるための操作（Ｓ０３）を行った状態を継続しながら、点検項目がクリアされているかを確認する（Ｓ０６）。この点検項目とは、上述の「係留索２０の健全度を示す情報」に基づく評価である。別途健全度取得部１８により計測された係留索２０の健全度を示す情報に基づいて、係留索２０が健全な状態であるか（破損等が生じている状態ではないか）を判断する。また、このときに、点検項目に「所定期間の間に許容値Ａを上回っている状態が所定の回数を超えていないか」を含めてもよい。点検項目がクリアされている場合（Ｓ０６−ＹＥＳ）は、係留索２０の張力が許容値Ａを下回るまで監視（Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０６）を継続し、張力が許容値Ａを下回ったら（Ｓ０２−ＮＯ）、通常運転（Ｓ０１）に復帰させる。一方、点検項目がクリアされていない場合（Ｓ０６−ＮＯ）は、張力が許容値Ｂ以上となった場合と同様に、係留索２０に破損等の何らかの異常が発生していると判断し、制御部１７の制御を中止し、アラーム・緊急停止等の運転停止に係る処理を行う（Ｓ０５）。

【0045】

このように、上記実施形態に係る水中浮遊式装置１によれば、張力計測部１６により計測された係留索２０にかかる張力と許容値（許容値Ａ）とに基づいて、係留索２０にかかる張力が小さくなるような制御の要否を判断する。そして、必要に応じて、張力が小さくなるように制御する。このように、係留索２０にかかる張力が大きくなる場合には張力が小さくなるように制御する構成を有することで、張力の増大に由来する係留索２０の異常の発生を防ぐことができる。

【0046】

また、上記の水中浮遊式装置１のように、張力の増大に由来する係留索２０の異常の発生を防ぐことで、係留索２０のみならず、装置全体で起こり得る異常を防ぐことができる。例えば、図１に示すように、係留索２０に沿ってケーブル２１が設けられる場合がある。このような場合、係留索２０に張力がかかり、例えば、係留索２０の長さ等が変化すると、それに伴ってケーブル２１も引き延ばされる可能性がある。この場合、係留索２０だけではなくケーブル２１も破損する可能性がある。これに対して、本実施形態に係る水中浮遊式装置１のように、許容値を設定して張力を制御することで、装置全体での異常の発生を防ぐことができる。

【0047】

また、上記の水中浮遊式装置１では、張力計測部１６により計測された張力が第２の許容値（許容値Ｂ）以上である場合には、自装置の運転を中止することとしている。このような構成とすることで、張力が第２の許容値を超えた係留索２０の使用を継続することによる係留索２０を含む水中浮遊式装置１の損傷を防止することができる。

【0048】

また、上記の水中浮遊式装置１では、健全度を示す情報に基づいて自装置の運転中止の要否を判定する構成としている。このような構成とすることで、外形の変化等健全度に問題がある係留索２０の使用を継続することによる係留索２０を含む水中浮遊式装置１の損傷を防止することができる。

【0049】

また、上記の水中浮遊式装置１では、係留索２０にかかる張力が許容値以上であると判断された回数が、所定の期間において所定回数を超えた場合に、自装置の運転を中止する構成としている。張力が許容値以上となる状態が繰り返されるということは、何らかの係留索若しくはその周辺に何らかの異常が発生している可能性があるが、上記の構成を有していると、異常が発生した係留索２０を継続して使用することを防ぐことができる。

【0050】

また、上記の水中浮遊式装置１では、ブレード１２の回転により発生する推力を制御することで係留索２０にかかる張力が小さくなるように制御している。このような構成とすることで、張力が小さくなるような制御をより簡便に行うことができる。

【0051】

以上、本発明の実施形態に係る水中浮遊式装置１について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。

【0052】

例えば、上記実施形態では、１台の本体部１０が係留索２０に対して接続されている例について説明したが、ブレード１２をそれぞれ備えた２台の本体部１０が連結部により連結されている構成としてもよい。この場合、２台の本体部１０のそれぞれが係留索２０により水中の同一の固定点に対して係留される構成とすることができる。また、２台の本体部１０のブレード１２の回転方向を互いに異なる方向とすることで、２台の本体部１０の姿勢を安定することができる。

【0053】

また、上記実施形態では、ブレード１２の角度を変化させることで、スラスト力Ｆ１に含まれるブレード１２の回転による推力を制御する構成について説明したが、係留索２０の張力を変化させる構成は上記に限定されない。例えば、ブレード１２の回転数を制御すると、ブレード１２の回転による推力を変化させることができる。したがって、制御部１７は、張力計測部１６で計測された係留索２０の張力が許容値（許容値Ａ）以上である場合には、ブレード１２の回転数を変更させることで、推力を制御し、係留索２０の張力を低減させる構成としてもよい。

【0054】

さらに、ブレード１２の制御を行う方法に代えて、水中浮遊式装置１の重量を変化させることで、係留索２０の張力を変化させる構成としてもよい。図１に示すように、水中浮遊式装置１の本体部１０には、水流ＦＬに由来するスラスト力Ｆ１と、重力Ｆ２と、浮力Ｆ３と、係留索２０からの張力Ｆ４と、が働く。このうち、係留索２０にかかる張力Ｆ５、Ｆ６を小さくするには、張力Ｆ４が小さくさせる必要がある。このためには、例えば、重力Ｆ２を大きくして、張力Ｆ４の上下方向（垂直方向）の成分を低減する方法を用いることができる。具体的には、水中浮遊式装置１の本体部１０に水量を変更可能なバラストタンク４０（図１参照）が設けられている場合には、バラストタンク４０内の水量を変更することで、本体部１０の重量を変更することができる。したがって、制御部１７により、バラストタンク４０内の水量の増加により本体部１０の重量を増加することで係留索２０にかかる張力が小さくなるように制御する態様とすることが可能となる。この場合も、ブレード１２の制御と同様に、張力が小さくなるような制御をより簡便に行うことができる。

【0055】

また、水中浮遊式装置１の係留索２０を固定する固定点は、水中浮遊式装置１の本体部１０よりも下方である必要はなく、その高さ（深さ）位置は変更することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 水中浮遊式装置
１０ 本体部
１１ ポッド
１２ ブレード
１５ 発電部
１６ 張力計測部
１７ 制御部
１８ 健全度取得部
２０ 係留索
２１ ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】