特開 2022-187609 浮遊式水流発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022187609

(43)【公開日】2022-12-20

(54)【発明の名称】浮遊式水流発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 3/12 20060101AFI20221213BHJP

   F03B 13/26 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

F03B3/12

F03B13/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021095687

(22)【出願日】2021-06-08

(71)【出願人】

【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】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100133307

【弁理士】

【氏名又は名称】西本 博之

(72)【発明者】

【氏名】村田 祥

(72)【発明者】

【氏名】加藤 佳樹

(72)【発明者】

【氏名】嶋津 恭弘

(72)【発明者】

【氏名】加藤 勝則

【テーマコード（参考）】

3H072

3H074

【Ｆターム（参考）】

3H072AA09

3H072AA26

3H072BB27

3H072CC43

3H072CC67

3H074AA08

3H074AA12

3H074BB30

3H074CC16

(57)【要約】

【課題】海水などの液体が浸入する可能性のある箇所において液体の流動を阻止して止水性を向上する浮遊式水流発電装置を説明する。
【解決手段】浮遊式水流発電装置１において、水中で浮遊する発電ポッド６の内部に配置された発電機４と、発電機４のロータ４２に接続された回転軸３１と、回転軸３１に接続されたタービンブレード９と、を備え、タービンブレード９は、回転軸３１に取り付けられた旋回座９２と、旋回座９２に固定された中空のブレード本体９１と、ブレード本体９１内に収容された浮力発生体９０と、旋回座９２と浮力発生体９０との間に配置され、ブレード本体９１の内部Ｓに浸入する液体及び内部Ｓの液体の少なくとも一方の移動を阻止するシール部材９４及び止水蓋９５と、を備えている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

浮遊式水流発電装置において、
水中で浮遊する胴体の内部に配置された発電機と、
前記発電機のロータに接続された回転軸と、
前記回転軸に接続されたタービンブレードと、を備え、
前記タービンブレードは、
前記回転軸に取り付けられた取付座と、
前記取付座に固定された中空のブレード本体と、
前記ブレード本体内に収容された浮力発生体と、
前記取付座と前記浮力発生体との間に配置され、前記ブレード本体の内部に浸入する液体及び前記内部の液体の少なくとも一方の移動を阻止する液体規制部と、を備えている、浮遊式水流発電装置。

【請求項2】

前記ブレード本体は、前記内部に連通する開口が形成され、前記取付座に取り付けられた基端部を備え、
前記液体規制部は、前記基端部と前記取付座との間で挟持され、且つ前記開口を囲むように配置されて前記内部への前記液体の進入を阻止するシール部材である、請求項１記載の浮遊式水流発電装置。

【請求項3】

前記ブレード本体は、前記取付座に取り付けられた基端部と、前記基端部とは反対側の先端部とを備え、
前記液体規制部は、前記ブレード本体の前記内部を、前記先端部に近い先端領域と、前記先端領域よりも前記基端部に近い基端領域とに区画する止水壁であり、
前記浮力発生体は、前記先端領域内に配置されている、請求項１記載の浮遊式水流発電装置。

【請求項4】

前記ブレード本体は、前記内部に連通する開口が形成され、前記取付座に取り付けられた基端部と、前記基端部とは反対側の先端部とを備え、
前記液体規制部は、少なくとも二つ設けられており、
一方の前記液体規制部は、前記基端部と前記取付座との間で挟持され、且つ前記開口を囲むように配置されて前記内部への前記液体の進入を阻止するシール部材であり、
他方の前記液体規制部は、前記ブレード本体の前記内部を、前記先端部に近い先端領域と、前記先端領域よりも前記基端部に近い基端領域とに区画する止水壁であり、
前記浮力発生体は、前記先端領域内に配置されている、請求項１記載の浮遊式水流発電装置。

【請求項5】

前記先端領域内に配置され、前記ブレード本体の挙動に影響を与える要素を検出するセンサと、
前記センサに接続され、前記センサでの検出値を送信するケーブルと、を更に備え、
前記止水壁には、前記ケーブルが挿通されると共に封止材によって封止されているケーブル設置部が設けられており、
前記ケーブルは、前記ケーブル設置部、及び前記基端領域を通過して延在している、請求項３または４記載の浮遊式水流発電装置。

【請求項6】

前記基端領域を複数の領域に区画して封止し、前記止水壁との間に中間領域を形成する副止水壁を更に備えている、請求項３～５のいずれか一項記載の浮遊式水流発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、浮遊式水流発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

海流を利用して発電する発電装置が知られている（特許文献１、２参照）。この種の発電装置は、海中の所定位置に設置されたタービンブレードを備えており、タービンブレードの回転を受けて発電される。これに対し、海中を浮遊した状態で発電する浮遊式水流発電装置が知られている（特許文献３参照）。浮遊式水流発電装置は、水中で浮遊する胴体と、胴体の内部に配置された発電機と、発電機のロータに接続された回転軸とを備えている。回転軸には、タービンブレードが接続されており、タービンブレードの回転は発電機のロータに伝達されて発電される。タービンブレード内には、発泡樹脂等の浮力発生体が配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００６-５００５１０号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／０６７０８２号

【特許文献3】特開２０２０-９４５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

浮遊式水流発電装置内には、浮力発生体を収容する内部空間が形成されており、海水などの液体が浸入する可能性がある。更に、内部に浸入した液体が、発電機側に浸入すると安定した発電に不利に働く可能性がある。

【0005】

本開示は、海水などの液体が浸入する可能性のある箇所において液体の流動を阻止して止水性を向上する浮遊式水流発電装置を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、浮遊式水流発電装置において、水中で浮遊する胴体の内部に配置された発電機と、発電機のロータに接続された回転軸と、回転軸に接続されたタービンブレードと、を備え、タービンブレードは、回転軸に取り付けられた取付座と、取付座に固定された中空のブレード本体と、ブレード本体内に収容された浮力発生体と、取付座と浮力発生体との間に配置され、ブレード本体の内部に浸入する液体及び内部の液体の少なくとも一方の移動を阻止する液体規制部と、を備えている。

【0007】

この浮遊式水流発電装置において、液体の移動を阻止する液体規制部は、タービンブレードの取付座と浮力発生体との間に配置されているので、取付座側及び浮力発生体側の少なくとも一方側への液体の浸入を阻止して止水性を向上できる。

【0008】

いくつかの態様において、ブレード本体は、内部に連通する開口が形成され、取付座に取り付けられた基端部を備え、液体規制部は、基端部と取付座との間で挟持され、且つ開口を囲むように配置されて内部への液体の進入を阻止するシール部材であってもよい。基端部に設けられた開口は、浮力発生体をブレード本体内に収容する際の利便性に寄与する。一方で、開口を介し、浮力発生体が収容された内部に浸入する可能性のある液体は、シール部材によって阻止されて止水性を維持できる。

【0009】

いくつかの態様において、ブレード本体は、取付座に取り付けられた基端部と、基端部とは反対側の先端部とを備え、液体規制部は、ブレード本体の内部を、先端部に近い先端領域と、先端領域よりも基端部に近い基端領域とに区画する止水壁であり、浮力発生体は、先端領域内に配置されていてもよい。基端領域側から液体が浸入したとしても、その液体は、止水壁によって移動を阻止されるので、浮力発生体が収容された先端領域の止水性は維持される。また、先端領域側から液体が浸入したとしても、その液体は、止水壁によって液体の移動を阻止されるので、基端領域には到達せず、したがって、液体が取付座を超えて発電機側に浸入するのを阻止できる。

【0010】

いくつかの態様において、ブレード本体は、内部に連通する開口が形成され、取付座に取り付けられた基端部と、基端部とは反対側の先端部とを備え、液体規制部は、少なくとも二つ設けられており、一方の液体規制部は、基端部と取付座との間で挟持され、且つ開口を囲むように配置されて内部への液体の進入を阻止するシール部材であり、他方の液体規制部は、ブレード本体の内部を、先端部に近い先端領域と、先端領域よりも基端部に近い基端領域とに区画する止水壁であり、浮力発生体は、先端領域内に配置されていてもよい。基端部に設けられた開口は、浮力発生体をブレード本体内に収容する際の利便性に寄与する。一方で、開口を介し、浮力発生体が収容された内部に浸入する可能性のある液体は、一方の液体規制部であるシール部材によって阻止されて止水性を維持できる。また、基端領域側から液体が浸入したとしても、その液体は、他方の液体規制部である止水壁によって移動を阻止されるので、浮力発生体が収容された先端領域の止水性は維持される。また、先端領域側から液体が浸入したとしても、その液体は、止水壁によって液体の移動を阻止されるので、基端領域には到達せず、したがって、液体が取付座を超えて発電機側に浸入するのを阻止できる。さらに、シール部材と止水壁との両方を備えることにより、仮に、シール部材を通過して液体が内部に浸入してきたとしても、浮力発生体が収容されている先端領域に液体が浸入するのを止水壁によって抑止でき、冗長性の観点で有利となる。

【0011】

いくつかの態様において、先端領域内に配置され、ブレード本体の挙動に影響を与える要素を検出するセンサと、センサに接続され、センサでの検出値を送信するケーブルと、を備え、止水壁には、ケーブルが挿通されると共に封止材によって封止されているケーブル設置部が設けられており、ケーブルは、ケーブル設置部、及び基端領域を通過して延在していてもよい。タービンブレードが回転する際に、水圧を受けるブレード本体の挙動は発電量に影響を与えるため、ブレード本体の挙動に影響を与える要素を検出するセンサは重要である。センサは、ブレード本体の挙動に影響を与える要素を検出するために先端領域に配置されており、センサで取得された情報はケーブルを介して胴体側に送信される。先端領域への液体の浸入は止水壁によって抑止されているので、先端領域内のセンサを液体から保護することができる。

【0012】

いくつかの態様において、基端領域を複数の領域に区画して封止し、止水壁との間に中間領域を形成する副止水壁を更に備えていてもよい。ブレード本体を取付座に取り付けるための構造により内部に液体が浸入する可能性がある場合に、その構造を挟むように止水壁と副止水壁とを設けることで、その構造から侵入してきた液体を中間領域で保持することができる。その結果、浸入してきた液体が先端領域に移動するの抑止でき、また、取付座側に移動するの抑止できる。

【発明の効果】

【0013】

本開示のいくつかの態様によれば、液体が浸入する可能性のある箇所において液体の流動を阻止して止水性を向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、浮遊式水流発電装置の一実施形態を示す概略構成図である。

【図2】図２は、タービンを拡大して示す側面図である。

【図3】図３は、タービンブレードの分解斜視図である。

【図4】図４は、タービンブレードの斜視図である。

【図5】図５は、ブレード本体の基端部を拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、ブレード本体の基端部を拡大して示す断面図であり、（ａ）の図及び（ｂ）の図は、それぞれ変形例に係る断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【0016】

図１は、本実施形態に係る浮遊式水流発電装置を示す概略構成図である。浮遊式水流発電装置１は、海水中で浮遊しながら、海流（水流）ＦＬを利用して発電する浮遊式海流発電装置である。以下の説明では、「浮遊式水流発電装置１」を、単に「発電装置１」という。

【0017】

図１に示されるように、発電装置１は、海水中において所定の深度（水深）で浮遊する浮体２と、浮体２に対して回転可能に取り付けられているタービン３と、浮体２に収容されておりタービン３の回転によって発電する発電機４とを備える。浮体２は、海底Ｂに固定されたシンカー５に対して、係留索５１を介して接続されている。なお、シンカー５に代えてアンカーが用いられてもよい。

【0018】

浮体２は、一対の発電ポッド６と、一対の発電ポッド６を連結するクロスビーム８と、クロスビーム８に固定された中央ポッド７とを備えている。一対の発電ポッド６は、同方向を向くように例えば左右に並んで配置されている。一対の発電ポッド６は、クロスビーム８（連結部）によって互いに連結されており、中央ポッド７は、クロスビーム８の略中央の下面に固定されている。発電ポッド６及び中央ポッド７は、中空の筒状容器であり、長手方向が同一方向を向くように配置されている。発電ポッド６の後部には、タービン３が設けられている。発電ポッド６及び中央ポッド７は、タービン３に適正な浮力を付与する。

【0019】

この浮力は、発電ポッド６及び中央ポッド７に搭載される浮力調整機構によって提供される。浮力調整機構は、浮力調整用のタンクを含んでおり、このタンクに海水を注排水することによって、浮体２の内部の空間容積量が調整される。浮力調整機構は、具体的には、各発電ポッド６、中央ポッド７及びクロスビーム８の内部の空間容積量をそれぞれ調整する。浮力調整機構は、これらの空間容積量の調整によって、浮体２に加わる浮力を調整する。

【0020】

クロスビーム８は、一対の発電ポッド６間の対向方向に沿って延在する中空の板状部材である。クロスビーム８は、その内部に空洞を有することによって浮力を発生している。クロスビーム８の形状は、浮遊する発電装置１の姿勢を安定させるべく、左右方向から見て例えば翼形状である。クロスビーム８の左右方向の両端は、例えば、一対の発電ポッド６の中央部にそれぞれ固定されている。また、クロスビーム８には、係留索５１が接続されている。係留索５１は、クロスビーム８に代えて発電ポッド６に接続されていてもよい。

【0021】

図１及び図２に示されるように、タービン３は、発電ポッド６（胴体の一例）内の発電機４に回転軸３１を介して接続されている。発電機４は、ステータ４１とロータ４２とを備えており、回転軸３１の一方端を含む部分（前部）はロータ４２に接続されている。回転軸３１は、発電ポッド６の長手方向に沿うように後方に向けて延在する。発電ポッド６の後部には、主軸受けとなるハブ６１が設けられており（図２参照）、回転軸３１の他方端を含む部分（後部）は、ハブ６１に回転自在に支持された状態で発電ポッド６から露出している。

【0022】

本実施形態に係るタービン３は、発電ポッド６の後部、つまり、発電ポッド６が海流ＦＬを受ける下流側に配置されている。発電ポッド６の後部にタービン３を配置する構成は、いわゆるダウンウィンド型である。なお、タービン３は、アップウィンド型であってもよい。

【0023】

図２、図３及び図４に示されるように、タービン３は、回転軸３１と、回転軸３１に設けられた１枚若しくは複数枚のタービンブレード９とを備えている。本実施形態では、２枚のタービンブレード９を例示している。回転軸３１は、前述の通り、発電ポッド６の内部において発電機４のロータ４２に接続されている。回転軸３１の回転軸線Ｌａは、発電ポッド６の中心軸線と略一致（実質的に一致）している。

【0024】

タービンブレード９は、回転軸線Ｌａまわりの回転運動を生じさせる翼部材であり、海流ＦＬを受けて回転する。タービンブレード９による回転運動は、回転軸３１を介して発電機４に提供される。発電機４は、この回転駆動力に応じて発電する。なお、各タービンブレード９のピッチ角度は、任意の角度に調整可能とされている。

【0025】

発電装置１には、発電機４により発電された電力を送電するための送電ケーブル４３が設けられている。送電ケーブル４３の一端は、クロスビーム８を介して発電ポッド６内の発電機４に接続されており、送電ケーブル４３の他端は、例えばシンカー５内に設けられた中継器（又は変圧器等）を介して海底送電ケーブル４４に接続されている。海底送電ケーブル４４は、海底Ｂに敷設されており、例えば地上の電力系統（外部電源等）に接続される。発電機４によって発電された電力は、送電ケーブル４３及び海底送電ケーブル４４を通じて、当該電力系統に送電される。逆に、当該電力系統から各発電ポッド６に給電することもできる。なお、中継器は、シンカー５外の海底Ｂに設置されてもよい。

【0026】

また、発電装置１には、タービンブレード９のブレード本体９１の挙動に影響を与える要素を検出するセンサ１０と、センサ１０に接続され、センサ１０での検出値を送信するケーブル１１とが設けられている。タービンブレード９が回転する際に、ブレード本体９１のひずみなどは、ブレード本体９１の挙動に影響を与え、その挙動は発電量に影響を与える。したがって、ブレード本体９１の挙動に影響を与える要素を検出するセンサ１０は重要である。センサ１０は、タービンブレード９内に配置されており、センサ１０で取得された情報はケーブル１１及び内部ケーブル１２を介して発電ポッド６側に送信される。

【0027】

なお、ブレード本体９１の挙動に影響を与える要素は、ひずみに限定されず、例えば、温度、音波、水圧等が考えられる。センサ１０は、これらの要素を検出し、ケーブル１１を介して送信する。

【0028】

次に、図２、図３及び図４を参照しながら、タービンブレード９の構造について、より具体的に説明する。図３はタービンブレード９の分解斜視図であり、図４はタービンブレード９を形成する各部材を組み付けた斜視図である。

【0029】

タービンブレード９は、回転軸３１に取り付けられた旋回座９２（取付座の一例）と、旋回座９２に固定された中空のブレード本体９１と、ブレード本体９１内に設けられた一対の骨組部９３と、ブレード本体９１内に収容された浮力発生体９０と、を備えている。ブレード本体９１は、骨組部９３及び浮力発生体９０を収容した状態で旋回座９２に着脱自在である。したがって、ブレード本体９１が損傷あるいは経年劣化した場合には、ブレード本体９１は、旋回座９２から取り外して交換できる。

【0030】

旋回座９２は、回転軸３１の後部に固定されている（図２参照）。旋回座９２は、ブレード本体９１に固定される円盤状の旋回テーブル９２ａと、旋回テーブル９２ａを回転自在に支持する旋回座軸受９２ｂと、旋回座軸受９２ｂの回転角を所定角度に調整可能な角度調整機構等を備えている。旋回座軸受９２ｂの回転軸線（旋回軸線Ｌｂ）は、主軸である回転軸３１の回転軸線Ｌａに交差する方向に延在しており、例えば、直交している。旋回座軸受９２ｂの回転角を角度調整機構によって調整することにより、タービンブレード９のピッチ角度の調整が可能になる。

【0031】

ブレード本体９１は、旋回軸線Ｌｂに沿った方向Ｄに沿って延在するカバー部材である。ブレード本体９１は、一対の骨組部９３を挟持するように覆う一対の外皮材９１ａと、一対の外皮材９１ａの接続線である側部を補強する補強材９１ｂとを備えている。一対の外皮材９１ａ、補強材９１ｂは、例えば、接着剤によって互いに接続されている。

【0032】

また、ブレード本体９１は、一対の外皮材９１ａを束ねるように、一対の外皮材９１ａの根本側に装着される支持金具９１ｃ（支持部）を備えている。支持金具９１ｃは、一対の外皮材９１ａに固定される装着部９１ｄと、装着部９１ｄから張り出すように設けられたフランジ部９１ｅとを備えている。フランジ部９１ｅは、旋回座９２にボルト等の締結部材９２ｆで締結され、固定される。

【0033】

ブレード本体９１は、支持金具９１ｃが設けられた根本側の基端部９１ｘと、Ｄ方向で基端部９１ｘとは反対側となる先端部９１ｙとを備えている。ブレード本体９１は、基端部９１ｘから先端部９１ｙにかけて一旦膨らんで浮力発生体９０を収容する浮力室Ｒを形成し、その後、先端部９１ｙに向かうにつれて漸次縮径して先細りしている。先端部９１ｙでは湾曲した閉鎖部を形成している。

【0034】

基端部９１ｘにおいて、一対の外皮材９１ａは互に一体となって円筒形状を形成する。支持金具９１ｃの装着部９１ｄは筒状であり、一対の外皮材９１ａの円筒形状に外嵌される。外皮材９１ａと支持金具９１ｃとが重なり合う円筒部分は、外皮材９１ａと支持金具９１ｃとが互に密着するようにボルト等の結合部材９１ｆ（図５参照）で固定される。さらに、外皮材９１ａと支持金具９１ｃとが重なり合う部分には止水及び防食のために弾性接着剤が塗布されている。なお、ブレード本体９１の外表面の全体には、防食塗装が施されている。

【0035】

ブレード本体９１内に配置されている一対の骨組部９３は、方向Ｄに沿って延在する板状の補強部材である。一対の骨組部９３は、ブレード本体９１の内面を翼厚方向に支持している。具体的には、一対の骨組部９３は、タービンブレード９の翼幅方向に並んで配置されており、それぞれブレード本体９１の内面に接着剤によって接着されている。

【0036】

ブレード本体９１及び一対の骨組部９３は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）を含んで構成されている。一対の骨組部９３及びブレード本体９１のそれぞれは、例えば金属を含んでもよく、その他の材質を含んでもよい。

【0037】

浮力発生体９０は、ブレード本体９１の内部に収容される固体物質である。浮力発生体９０は、具体的には、発泡樹脂を含んで構成されている。発泡樹脂は、表面及び内部に複数の気泡が形成された構造を有している。浮力発生体９０に含まれる発泡樹脂がこのような構造を有しているため、浮力発生体９０の内部には、複数の気泡が含まれる。この気泡は、浮力発生体９０内に取り込まれて存在するため、周囲に液体が存在しても液体と置き換わることは無く、あるいは置き換わり難く、所望の浮力を安定して保持することができる。

【0038】

本開示で言う発泡樹脂は、平均的な値として０より大きく且つ１．０以下の比重を有する樹脂材料を意味するものとしてもよい。本実施形態では、発泡樹脂が、現場で発泡可能な現場発泡樹脂である場合を例示する。現場発泡樹脂の材料として、例えば発泡シリコーン、発泡ウレタン、発泡エポキシ、発泡ポリエステル、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレンテレフタラート、又は発泡フェノール等が挙げられる。

【0039】

また、浮力発生体９０の発泡樹脂は、ブレード本体９１に浸入した海水から受ける静水圧に対する耐圧性を有している。すなわち、浮力発生体９０の発泡樹脂の圧縮強度は、当該静水圧よりも大きい。当該静水圧は、例えば０ＭＰａより大きく且つ１ＭＰａ以下の範囲内である。この静水圧の範囲は、発電装置１が運用される深度である０ｍより大きく且つ１００ｍ以下の範囲に対応している。

【0040】

発泡樹脂の圧縮強度は、「ＪＩＳ－Ｋ７２２０」に準じた圧縮強度試験により得た値としてよい。具体的には、発泡樹脂から直径１０ｍｍの円柱状に切り出した試験片を、直径２００ｍｍ、高さ２００ｍｍの円筒状の耐圧容器の内部に配置する。その後、試験片に対して、ハンドポンプによる圧縮負荷（上限２．５ＭＰａ）を高さ方向に加える。発泡樹脂の圧縮強度は、このように試験片に圧縮負荷を加えたときにおいて、試験片が耐えることができる最大荷重を、試験前の試験片の加重方向に垂直な断面積で除した値である。

【0041】

このように測定される圧縮強度が上記の静水圧よりも大きい発泡樹脂を採用することによって、浮力発生体９０を当該静水圧に耐え得る強固な構造にすることが可能となる。このような圧縮強度を有する発泡樹脂の材料として、例えば、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等が挙げられる。また、このような圧縮強度を有する発泡樹脂の一例として、深海用のＲＯＶ（遠隔操作無人探査機：Remotely operated vehicle）に用いられる発泡樹脂（Ｄｉａｂ社製、型番：ＨＣＰ３０）が挙げられる。この発泡樹脂は、比重０．２を有し、３．０ＭＰａ以上且つ３．９ＭＰａ以下の圧縮強度を有する。Ｄｉａｂ社製の型番ＨＣＰ３０の発泡樹脂以外の例として、ＧＥＮＥＲＡＬ ＰＬＡＳＴＩＣ社製の型番Ｒ－３３１２の発泡樹脂が挙げられる。この発泡樹脂は、比重０．２４を有し、２．７５ＭＰａ以下の圧縮強度を有する。

【0042】

また、本実施形態のように、浮力発生体９０の発泡樹脂が現場発泡樹脂である場合、上述した圧縮強度を有する現場発泡樹脂は、現場発泡樹脂の材料に微小球を含有してもよい。この微小球の例として、中空ガラス微小球、中空アルミノ・ケイ酸塩微小球、中空フェノール微小球、又は、ガラスエポキシ、炭素エポキシ、或いは熱塑性樹脂によって形成される微小球等が挙げられる。

【0043】

なお、浮力発生体９０は、海水（液体）の比重よりも小さい構造部分を備えていればよい。したがって、発泡樹脂などの気泡を取り込んだ構造ではなく、材料自体の比重が海水よりも小さい固体物質であってもよい。

【0044】

次に、図５を参照し、ブレード本体９１の基端部９１ｘを中心に、ブレード本体９１の内部Ｓの構造を説明する。ブレード本体９１は、旋回座９２に取り付けられた基端部９１ｘを備えている。基端部９１ｘには、浮力発生体９０を充填（配置）するために内部Ｓに連通する開口Ｍが形成されている。基端部９１ｘには、支持金具９１ｃが設けられている。支持金具９１ｃのフランジ部９１ｅは、旋回座９２の旋回テーブル９２ａにボルト等の締結部材９２ｆで締結固定されている。

【0045】

フランジ部９１ｅと旋回テーブル９２ａとの間には、開口Ｍを囲むように配置されたＯリングやガスケットなどのシール部材９４が配置されている。シール部材９４は、フランジ部９１ｅと旋回テーブル９２ａとの間で挟持されることによって弾性変形し、止水性を確保する。開口Ｍを囲むようにシール部材９４を配置することで、外部の海水（液体）が内部Ｓに浸入するのを阻止できる。シール部材９４は、一方の液体規制部の一例である。

【0046】

また、ブレード本体９１の内部Ｓには止水蓋９５が設けられている。止水蓋９５は、ブレード本体９１の内部Ｓを、先端部９１ｙに近い先端領域Ｓａと、先端領域Ｓａよりも基端部９１ｘに近い基端領域Ｓｂとに区画する壁本体９５ａを備えている。壁本体９５ａの外周形状及び外径は、ブレード本体９１の内面形状及び内径に一致しており、壁本体９５ａの外周端はブレード本体９１の内面に接着されている。なお、壁本体９５ａの外周形状及び外径がブレード本体９１の内面形状及び内径に一致するとは、封止可能な程度に一致しているという意味であり、実質的に一致していれば足りる。止水蓋９５は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、耐圧発泡樹脂、金属（鉄）のいずれか、あるいは、それらの複合材料によって形成することができる。止水蓋９５は、止水壁及び他方の液体規制部の一例である。

【0047】

止水蓋９５によって区画される先端領域Ｓａは浮力室Ｒを含み、先端領域Ｓａ内には、浮力発生体９０が配置されている。したがって、先端領域Ｓａの容積は基端領域Ｓｂの容積よりも大きい。これに対し、基端領域Ｓｂは、ブレード本体９１の根本側の一部分であり、実質的に、外皮材９１ａの根本側と支持金具９１ｃとが重なり合う部分である。この重なり合う部分は、結合部材９１ｆで接続されており、したがって、結合部材９１ｆは、基端領域Ｓｂに配置されていることになる。

【0048】

また、センサ１０は、ブレード本体９１の挙動に影響を与える要素を検出するために先端領域Ｓａ内である浮力室Ｒに配置されている。センサ１０は、ケーブル１１に接続されており、止水蓋９５の壁本体９５ａには、ケーブル１１が貫通するケーブル設置部９５ｂが設けられている。ケーブル設置部９５ｂは、ケーブル１１が挿通される孔部９５ｃと、封止材によってケーブル１１と孔部９５ｃとの間の隙間が封止された封止部９５ｄとを備えている。ケーブル１１は、ケーブル設置部９５ｂ、及び基端領域Ｓｂを通過して延在する。

【0049】

旋回座９２の旋回テーブル９２ａには、ケーブル１１が接続される水中コネクタ９２ｇが取り付けられている。ケーブル１１は、水中コネクタ９２ｇに接続されて内部ケーブル１２に接続され、内部ケーブル１２は発電ポッド６内に達する。ケーブル１１及び内部ケーブル１２は、例えば、光ケーブルを用いた水中ケーブルを使用することができる。

【0050】

次に、実施形態に係る発電装置１によって得られる作用・効果を説明する。発電装置１は、旋回座９２と浮力発生体９０との間に配置され、ブレード本体９１の内部Ｓに浸入する海水及び内部Ｓの海水の少なくとも一方の移動を阻止するシール部材９４及び止水蓋９５を備えている。シール部材９４及び止水蓋９５により、旋回座９２側及び浮力発生体９０側の少なくとも一方側への海水の浸入を阻止して止水性を向上できる。

【0051】

特に、本実施形態において、旋回座９２を通過して海水が発電ポッド６側に浸入してしまうと、発電ポッド６内の発電機４に何らかの不利益を及ぼす可能性がある。したがって、ブレード本体９１の内部Ｓへの海水の浸入の阻止、及び内部Ｓに入ってしまった海水の移動の阻止は非常に重要であり、技術的意義は大きい。

【0052】

また、ブレード本体９１の基端部９１ｘには内部Ｓに連通する開口Ｍが設けられており、シール部材９４は、開口Ｍを囲むように配置されて内部Ｓへの海水の進入を阻止している。基端部９１ｘに設けられた開口Ｍは、浮力発生体９０をブレード本体９１内に収容する際の利便性に寄与する。一方で、開口Ｍを介し、浮力発生体９０が収容された内部Ｓに浸入する可能性のある海水は、シール部材９４によって阻止される結果、止水性を維持できる。

【0053】

また、ブレード本体９１の内部Ｓには、浮力発生体９０が収容された先端領域Ｓａと基端領域Ｓｂとを区画する止水蓋９５が設けられている。仮に、基端領域Ｓｂ側から海水が浸入したとしても、その海水は、止水蓋９５によって移動を阻止されるので、先端領域Ｓａの止水性は維持される。逆に、先端領域Ｓａ側から海水が浸入したとしても、その海水は、止水蓋９５によって移動を阻止されるので、基端領域Ｓｂには到達せず、したがって、海水が旋回座９２を超えて発電機４側に浸入するのを阻止できる。

【0054】

また、本実施形態では、シール部材９４と止水蓋９５との両方を備えている。したがって、仮に、シール部材９４を通過して海水が基端領域Ｓｂに浸入してきたとしても、浮力発生体９０が収容されている先端領域Ｓａに液体が浸入するのを抑止でき、冗長性の観点で有利となる。なお、この場合の冗長性とは、何らかの障害が発生した場合でもシステム全体での機能性を維持できるようにしたバックアップ性として言い換えることも可能である。また、本実施形態では、シール部材９４と止水蓋９５との両方を備えているが、どちらか一方のみを設ける形態であってもよい。

【0055】

また、本実施形態において、センサ１０は、ブレード本体９１の挙動に影響を与える要素を検出するために先端領域Ｓａに配置されており、センサ１０で取得された情報はケーブル１１を介して発電ポッド６側に送信される。先端領域Ｓａへの海水の浸入は、止水蓋９５によって抑止されているので、先端領域Ｓａ内のセンサ１０を海水から保護することができる。

【0056】

次に、図６を参照し、変形例に係る発電装置１のタービンブレード９について説明する。図６の（ａ）図は、第１の変形例に係るブレード本体９１Ａの基端部９１ｘを拡大して示す断面図であり、（ｂ）の図は、第２の変形例に係るブレード本体９１Ｂの基端部９１ｘを拡大して示す断面図である。また、これらの変形例と上記の実施形態とは、実質的に共通の構造や要素を備えており、共通の構造や要素によって同様の作用や効果を奏することができる。したがって、以下の説明では、相違点を中心に説明し、実質的に共通する構造や要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0057】

図６の（ａ）図に示されるように、第１の変形例に係るブレード本体９１Ａは、支持金具９１ｃを備えておらず、代わりに外皮材９１ｈの根本側の端部が直接的に旋回座９２に取り付けられている。具体的には、ブレード本体９１Ａは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって一体的に形成されている。ブレード本体９１Ａの内部Ｓには、内部Ｓを先端領域Ｓａと基端領域Ｓｂとに区画する止水蓋９５が設けられており、先端領域Ｓａには浮力発生体９０が収容されている。

【0058】

また、ブレード本体９１Ａの基端領域Ｓｂを形成する外周壁９１ｋにはＴナット９１ｍが埋設されている。Ｔナット９１ｍは、旋回座９２に固定するために使用するボルト９２ｋが螺合する。ブレード本体９１Ａの基端部９１ｘは、旋回テーブル９２ａに当接され、Ｔナット９１ｍに螺合するボルト９２ｋは、旋回テーブル９２ａとブレード本体９１Ａとを締結して固定する。ここで、Ｔナット９１ｍは、ブレード本体９１Ａを旋回座９２に取り付けるための構造である。Ｔナット９１ｍは、ブレード本体９１Ａの外周壁９１ｋを貫通するように設けられるので、Ｔナット９１ｍを埋設した部分を介して内部Ｓに海水が浸入する可能性がある。しかしながら、Ｔナット９１ｍは基端領域Ｓｂに配置されているので、Ｔナット９１ｍを介して海水が浸入してきても、その海水が先端領域Ｓａに浸入するのを、止水蓋９５によって阻止することができる。

【0059】

また、図６の（ｂ）図に示されるように、第２の変形例に係るブレード本体９１Ｂは、第１の変形例に係るブレード本体９１Ａと同様に、支持金具９１ｃを備えておらず、代わりに外皮材９１ｈの根本側の端部が直接的に旋回座９２に取り付けられている。また、ブレード本体９１Ｂは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）によって一体的に形成されており、内部Ｓには止水蓋９５が設けられており、浮力発生体９０は先端領域Ｓａに収容されている。

【0060】

第２の変形例に係るブレード本体９１Ｂは、基端領域Ｓｂを複数の領域に区画して封止し、止水蓋９５との間に中間領域Ｓｃを形成する副止水蓋９６（副止水壁の一例）を備えている。この第２の変形例は、第１の変形例に係るブレード本体９１Ａと同様に、ブレード本体９１Ｂを旋回座９２に取り付けるための構造であるＴナット９１ｍを備えている。Ｔナット９１ｍは、ブレード本体９１Ｂを旋回座９２に取り付けるための構造であり、内部Ｓの止水蓋９５と副止水蓋９６とは、Ｔナット９１ｍを挟むように設けられている。したがって、Ｔナット９１ｍを介して外部の海水が侵入してきたとしても、その海水は中間領域Ｓｃで保持される。その結果、浸入してきた海水が先端領域Ｓａに移動するの抑止でき、また、旋回座９２側に移動するの抑止できる。

【0061】

本開示は、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例を、必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、上述の実施形態では、少なくとも二つの液体規制部を備えた形成を例示しており、一方の液体規制部としてシール部材を例示し、他方の液体規制部として止水壁を例示している。しかしながら、液体規制部は、シール部材あるいは止水壁の一方のみを備えた単体であってもよく、また、三つ以上の複数の液体規制部を備えた形態であってもよい。また、発電装置は、浮遊式海流発電装置に限られず、海以外の水中に設置されるその他の浮遊式発電装置であってもよい。例えば、発電装置は、浮遊式潮流発電装置であってもよい。

【0062】

このように、本開示は、例えば、国際連合が主導する持続可能な開発目標（SustainableDevelopment Goals：SDGｓ）の目標１４．海の豊かさを守ろう「海洋と海洋資源を持続可能な開発に向けて保全し、持続可能な形で利用する。」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ 浮遊式水流発電装置
４ 発電機
６ 発電ポッド（胴体の一例）
９ タービンブレード
１０ センサ
１１ ケーブル
３１ 回転軸
４２ ロータ
９０ 浮力発生体
９１，９１Ａ，９１Ｂ ブレード本体
９１ｘ 基端部
９１ｙ 先端部
９２ 旋回座（取付座の一例）
９４ シール部材（液体規制部の一例）
９５ 止水蓋（液体規制部の一例）
９５ｂ ケーブル設置部
９６ 副止水蓋
Ｍ 開口
Ｓ 内部
Ｓａ 先端領域
Ｓｂ 基端領域
Ｓｃ 中間領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】