特開 2023-183109 水中浮遊式発電装置

(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】P2023183109

(43)【公開日】2023-12-27

(54)【発明の名称】水中浮遊式発電装置

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/10 20060101AFI20231220BHJP

   B63B 22/20 20060101ALI20231220BHJP

   B63B 25/00 20060101ALI20231220BHJP

   B63B 35/00 20200101ALI20231220BHJP

   F03B 13/26 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

F03B13/10

B63B22/20

B63B25/00 101K

B63B35/00 T

F03B13/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096555

(22)【出願日】2022-06-15

(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

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 剛史

(72)【発明者】

【氏名】石黒 泰大

(72)【発明者】

【氏名】百々 泰

(72)【発明者】

【氏名】魚路 知生

【テーマコード（参考）】

3H074

【Ｆターム（参考）】

3H074AA08

3H074AA12

3H074BB16

3H074BB30

3H074CC01

3H074CC16

(57)【要約】

【課題】浮力の調整が浮体の姿勢維持に及ぼす影響を抑制可能な水中浮遊式発電装置を提供する。
【解決手段】水中に浮遊する水中浮遊式発電装置は、内部空間Ｓを形成する筒状の外殻３０と、外殻３０の長手方向に延在するように内部空間Ｓに配置されて、内部空間Ｓを、発電のための搭載機器が配置される水密である機器収容領域Ｒ１と水の出し入れによって浮力を調整するための浮力調整領域Ｒ２とに仕切る仕切り板３２と、を備え、搭載機器を収容した外殻３０が水中に浮遊した状態であるときに、仕切り板３２は、外殻３０及び搭載機器を含む重心よりも鉛直方向に沿う下側に配置される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中に浮遊する水中浮遊式発電装置であって、
内部空間を形成する筒状の外殻と、
前記外殻の長手方向に延在するように前記内部空間に配置されて、前記内部空間を、発電のための搭載機器が配置される水密である機器収容領域と水の出し入れによって浮力を調整するための浮力調整領域とに仕切る仕切り板と、を備え、
前記搭載機器を収容した前記外殻が水中に浮遊した状態であるときに、前記仕切り板は、前記外殻及び前記搭載機器を含む重心よりも鉛直方向に沿う下側に配置される、水中浮遊式発電装置。

【請求項2】

前記浮力調整領域は、１個のバラストタンクである、請求項１に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項3】

前記外殻の長手方向に沿って前記浮力調整領域に配置された複数の分割壁をさらに備え、
前記複数の分割壁は、前記浮力調整領域を互いに水密に隔てられた複数のバラストタンクセルに分割する、請求項１に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項4】

前記複数のバラストタンクセルは、前記外殻の長手方向に沿って並んでいる、請求項３に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項5】

リング状であって前記外殻の長手方向に沿って互いに間隔を設けて前記外殻の内周面に固定された補強部材をさらに備える、請求項３に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項6】

前記分割壁は、前記補強部材の一部を含む、請求項５に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項7】

前記分割壁は、前記補強部材と前記仕切り板との間を塞ぐ分割壁片をさらに含む、請求項６に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項8】

前記複数のバラストタンクセルごとに水を注水すると共に前記水を排水するための、注排水機構をさらに備える、請求項３に記載の水中浮遊式発電装置。

【請求項9】

前記注排水機構は、前記外殻に設けられた第１入出力口と、前記複数のバラストタンクセルごとに前記仕切り板に設けられた第２入出力口と、を有する、請求項８に記載の水中浮遊式発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中浮遊式発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、浮体式風力発電装置を開示する。特許文献１に開示される浮体式風力発電装置が有する浮体は、タワーの内部にバラスト水を注水することで潜水することができる。浮体は、タワーの内部のバラスト水を排水することで浮上することができる。

【0003】

特許文献２は、浮遊式水流発電装置を開示する。特許文献２に開示される発電装置の発電ポッドは、浮力調整機構を備えている。浮力調整機構は、バラストタンクと、注排水管と、ポンプとを含む。バラストタンクは、発電ポッドの内部に設けられている。注排水管は、バラストタンクと発電ポッドの外部とを接続する。ポンプは、注排水管に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０８３６８４号

【特許文献2】特開２０２０－７９５７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１及び特許文献２が開示する装置は、浮体の内部に水を注水すること及び排水することによって、浮力を調整する。このとき、浮体の内部に取り入れた水は、装置全体の重量の分布に影響を及ぼす。その結果、水を多く貯えているときの装置の重心の位置は、水が空に近い状態であるときの装置の重心の位置と異なる。重心の位置が変わると、浮体のバランスが不安定に向かう可能性がある。

【0006】

本発明は、浮力の調整によって浮体のバランスが不安定に向かうことを抑制する水中浮遊式発電装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一形態である水中に浮遊する水中浮遊式発電装置は、内部空間を形成する筒状の外殻と、外殻の長手方向に延在するように内部空間に配置されて、内部空間を、発電のための搭載機器が配置される水密である機器収容領域と水の出し入れによって浮力を調整するための浮力調整領域とに仕切る仕切り板と、を備える。搭載機器を収容した外殻が水中に浮遊した状態であるときに、仕切り板は、外殻及び搭載機器を含む重心よりも鉛直方向に沿う下側に配置される。

【0008】

搭載機器を収容した外殻が水中に浮遊した状態であるときに、仕切り板は、外殻及び搭載機器を含む重心よりも鉛直方向に沿う下側に配置される。そのため、浮力調整領域は、上記重心よりも鉛直方向に沿う下側に位置する。その結果、浮力調整領域に水を入れることによって、水中浮遊式発電装置の重心は、鉛直方向に沿う下側に移動する。この移動によれば、浮心から重心が離れるので、浮体のバランスはより安定する方向に向かう。従って、浮力の調整によって浮体のバランスが不安定に向かうことが抑制される。

【0009】

上記の水中浮遊式発電装置の浮力調整領域は、１個のバラストタンクであってもよい。このような構成によれば、浮力調整領域を形成する構造を簡素化することができる。

【0010】

上記の水中浮遊式発電装置は、外殻の長手方向に沿って浮力調整領域に配置された複数の分割壁をさらに備えてもよく、複数の分割壁は、浮力調整領域を互いに水密に隔てられた複数のバラストタンクセルに分割してもよい。このような構成によれば、所望のバラストタンクセルに注水することができる。これにより、水中浮遊式発電装置は、浮体の前後方向におけるバランスを任意の状態とすることができる。その結果、ピッチ角を調整することができる。

【0011】

上記の水中浮遊式発電装置の複数のバラストタンクセルは、外殻の長手方向に沿って並んでいてもよい。このような構成によれば、所望のバラストタンクセルに注水することができる。この構成によっても、水中浮遊式発電装置は、ピッチ角を調整することができる。

【0012】

上記の水中浮遊式発電装置は、リング状であって外殻の長手方向に沿って互いに間隔を設けて外殻の内周面に固定された補強部材をさらに備えてもよい。この構成によれば、外殻は、補強部材によって補強されている。そのため、水中浮遊式発電装置が水中に浮遊するときに外殻に作用する水圧に対抗することができるので、外殻は形状を保つことができる。

【0013】

上記の水中浮遊式発電装置の分割壁は、補強部材の一部を含んでもよい。この構成によれば、補強部材を、バラストタンクセルの一部を形成することに用いることができる。

【0014】

上記の水中浮遊式発電装置の分割壁は、補強部材と仕切り板との間を塞ぐ分割壁片をさらに含んでもよい。この構成によれば、補強部材の形状に制限されることなく、任意の大きさの浮力調整領域を形成することができる。

【0015】

上記の水中浮遊式発電装置は、複数のバラストタンクセルごとに水を注水すると共に水を排水するための、注排水機構をさらに備えてもよい。この構成によれば、バラストタンクセルごとに注水すること、及び排水することができる。

【0016】

上記の水中浮遊式発電装置の注排水機構は、外殻に設けられた第１入出力口と、複数のバラストタンクセルごと仕切り板に設けられた第２入出力口と、を有してもよい。この構成によれば、外殻の周囲に存在する水を浮力調整領域に取り込むことができる。また、バラストタンクセルに貯められた水を外殻の周囲に排出することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の水中浮遊式発電装置は、浮力の調整によって浮体のバランスが不安定に向かうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、海流発電システムを示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態の水中浮遊発電装置が備える発電ポッドの断面を側面視した図である。

【図3】図３は、図２に示す発電ポッドの一部を拡大して示す斜視図である。

【図4】図４は、図２に示す発電ポッドの内部空間の一部を拡大して示す断面図である。

【図5】図５は、図２に示すトランスリングと仕切板との嵌合を説明するための斜視図である。

【図6】図６は、浮力調整領域に水を入れることの効果を説明するための図である。

【図7】図７は、第２実施形態の水中浮遊発電装置が備える発電ポッドの断面を側面視した図である。

【図8】図８は、図７に示す発電ポッドの内部空間の一部を拡大して示す断面図である。

【図9】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、バラストタンクセルを用いたピッチ角の制御を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜第一実施形態＞
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の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0020】

各図において直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向として図示している。Ｘ方向及びＹ方向は、水平方向に沿っている。Ｘ方向は、例えば水流ＦＷに沿う方向である。Ｙ方向は、水流ＦＷとは交差する方向である。Ｚ方向は上下方向に沿う方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に沿う方向である。水流ＦＷの上流側を前側とする。水中浮遊式発電装置２が海中に浮遊している状態において、水中浮遊式発電装置から海面に向かう方向を上とする。

【0021】

図１に示すように、海流発電システム１は、海流を利用して発電する。海流発電システム１は、発電した電気を地上の電力系統に送電する。海流発電システム１は、水中浮遊式発電装置２と、係留索５と、アンカー６と、を備える。

【0022】

水中浮遊式発電装置２は、水中で浮遊することができる。水中浮遊式発電装置２は、例えば、海中で浮遊した状態において、海流を利用して発電する。水中浮遊式発電装置２は、一対の発電ポッド３と、連結部４と、を備える。発電ポッド３は、海流によって、後述するブレード３３ａが回転することで、発電装置を動作させる。連結部４は、一方の発電ポッド３と他方の発電ポッド３に連結する。

【0023】

係留索５は、水中浮遊式発電装置２の浮遊範囲を制限する。係留索５の一端は、発電ポッド３に連結されている。係留索５の他端は、海底に配置されたアンカー６に連結されている。係留索５には、不図示の送電ケーブルが沿わされている。発電ポッド３が発電した電気は、送電ケーブルを介して送電される。

【0024】

図２に示すように、発電ポッド３は、外殻３０と、複数のトランスリング３１（補強部材）と、仕切り板３２と、タービン３３と、回転軸３４と、発電機３５（搭載機器）と、注排水機構３６と、及び制御装置３７（搭載機器）と、を有する。

【0025】

外殻３０は、発電ポッド３の骨格となる部品である。外殻３０は、前後方向（Ｘ方向、長手方向）に延びる筒状の形状を有する。外殻３０は、内部空間Ｓを形成する。外殻３０は、外殻外周面３０ａと、外殻内周面３０ｂと、を有する。

【0026】

外殻外周面３０ａは、水中浮遊式発電装置２が水中に浮遊している状態において、水に接触する面である。外殻外周面３０ａは、前後方向において後端から前端に向かって円筒状の形状を有する。

【0027】

外殻内周面３０ｂは、内部空間Ｓを形成する。外殻内周面３０ｂは、円筒状の形状を有する。外殻内周面３０ｂの中心軸は、外殻外周面３０ａの中心軸と一致する。

【0028】

入出力口３０ｃ（第１入出力口）（図１参照）は、外殻３０の外の空間と内部空間Ｓとを接続する。入出力口３０ｃの一方の開口は、外殻外周面３０ａに形成されている。入出力口３０ｃの他方の開口は、外殻内周面３０ｂに形成されている。入出力口３０ｃは、外殻内周面３０ｂから外殻外周面３０ａに亘って形成されている。つまり、入出力口３０ｃは、貫通穴である。入出力口３０ｃの内径は、後述する取水管部３６ａ１が入出力口３０ｃに嵌合できる程度の大きさである。

【0029】

トランスリング３１は、外殻３０を補強するための部品である。トランスリング３１の形状は、リング状である。トランスリング３１は、複数設けられている。トランスリング３１同士は、前後方向において互いに間隔を設けて配置されている。

【0030】

図３に示すように、トランスリング３１は、トランスリング前面３１ａと、トランスリング後面３１ｂと、トランスリング外周面３１ｃと、トランスリング内周面３１ｄと、を有する。トランスリング前面３１ａは、円環状の形状を有する。トランスリング前面３１ａは、円形を有する内側の輪郭と、内側の輪郭よりも大きい径を有する円形を有する外側の輪郭とを含む。トランスリング前面３１ａの外径は、外殻内周面３０ｂの内径と等しい。トランスリング前面３１ａの幅は、外殻内周面３０ｂの鉛直方向における底から後述する仕切り板３２までの距離よりも短い。トランスリング前面３１ａの幅は、トランスリング３１の径方向に沿って、トランスリング外周面３１ｃからトランスリング内周面３１ｄまでの距離として規定される。

【0031】

トランスリング後面３１ｂは、トランスリング前面３１ａと同一の形状を有する。一つのトランスリング３１が有するトランスリング前面３１ａとトランスリング後面３１ｂとは、平行である。

【0032】

トランスリング外周面３１ｃは、トランスリング前面３１ａの外側の輪郭とトランスリング後面３１ｂの外側の輪郭とを接続する。トランスリング外周面３１ｃは、トランスリング前面３１ａと直交する。トランスリング外周面３１ｃは、トランスリング後面３１ｂと直交する。トランスリング外周面３１ｃは、円筒状の形状を有する。トランスリング外周面３１ｃは、外殻内周面３０ｂに固定されている。その結果、トランスリング３１は、外殻３０に固定される。トランスリング外周面３１ｃが、外殻内周面３０ｂに固定された状態において、トランスリング外周面３１ｃは、前後方向と平行である。換言すると、トランスリング外周面３１ｃが、外殻内周面３０ｂに固定された状態において、トランスリング前面３１ａ、及びトランスリング後面３１ｂは、前後方向と直交する。

【0033】

トランスリング内周面３１ｄは、トランスリング前面３１ａの内側の輪郭をトランスリング後面３１ｂの内側の輪郭に接続する。トランスリング内周面３１ｄは、トランスリング前面３１ａに直交する。トランスリング内周面３１ｄは、トランスリング後面３１ｂにも直交する。トランスリング内周面３１ｄは、トランスリング外周面３１ｃに対して平行である。トランスリング内周面３１ｄは、円筒状の形状を有する。

【0034】

仕切り板３２は、内部空間Ｓを仕切る。より詳細には、仕切り板３２は、内部空間Ｓを機器収容領域Ｒ１と、浮力調整領域Ｒ２とに仕切る。機器収容領域Ｒ１は、浮力調整領域Ｒ２よりも鉛直方向（Ｚ方向）に沿って上側に位置する。発電機３５及び制御装置３７は、機器収容領域Ｒ１に配置されている（図２参照）。機器収容領域Ｒ１は、水密である。浮力調整領域Ｒ２には、水の出し入れをすることができる。浮力調整領域Ｒ２への水の出し入れによって浮力を調整することができる。

【0035】

仕切り板３２は、内部空間Ｓに配置されている。仕切り板３２は、外殻３０に固定される。仕切り板３２は、トランスリング３１にも固定される。仕切り板３２は、仕切り板上面３２ａと、仕切り板下面３２ｂと、仕切り板側面３２ｃと、溝３２ｄと、入出力口３２ｅ（第２入出力口）と、を有する。

【0036】

仕切り板上面３２ａは、機器収容領域Ｒ１の一部を形成する。機器収容領域Ｒ１は、仕切り板上面３２ａと、外殻内周面３０ｂとによって、形成される。仕切り板上面３２ａは、前後方向に長い略矩形状を有する。仕切り板上面３２ａの前後方向における長さは、外殻内周面３０ｂの前後方向における長さと等しくてもよい。仕切り板上面３２ａの左右方向の長さは、外殻内周面３０ｂの直径よりも短い。発電機３５及び制御装置３７は、仕切り板上面３２ａに配置されている。

【0037】

図４に示すように、浮力調整領域Ｒ２は、仕切り板下面３２ｂと、外殻内周面３０ｂとによって、形成される。仕切り板下面３２ｂは、トランスリング内周面３１ｄと対面する。仕切り板下面３２ｂは、トランスリング内周面３１ｄには接しない。つまり、仕切り板下面３２ｂとトランスリング内周面３１ｄとの間には、隙間Ｋが形成されている。従って、浮力調整領域Ｒ２は、それ以上に仕切られていない一つの空間である。換言すると、浮力調整領域Ｒ２は、１つのバラストタンクである。

【0038】

図５に示すように、仕切り板側面３２ｃは、仕切り板上面３２ａと、仕切り板下面３２ｂとを接続する。仕切り板側面３２ｃと、仕切り板上面３２ａ、及び仕切り板下面３２ｂとは、直交する。仕切り板側面３２ｃが、外殻内周面３０ｂに固定されることによって、仕切り板３２は、外殻３０に固定される。

【0039】

仕切り板３２には、複数の溝３２ｄが設けられている。溝３２ｄには、トランスリング３１が挿入される。なお、図５では一部のトランスリング３１の図示を省略している。溝３２ｄにトランスリング３１が挿入された状態で、仕切り板３２は、トランスリング３１に固定される。溝３２ｄは、左右方向（Ｙ方向）と平行である。溝３２ｄは、１個のトランスリング３１に対して、２個設けられている。溝３２ｄは、溝前面３２ｆと、溝後面３２ｇと、溝底面３２ｈとに囲まれている。溝前面３２ｆは、溝３２ｄの前端の面である。溝前面３２ｆは、仕切り板３２がトランスリング３１に固定された状態において、トランスリング前面３１ａと接触している。溝後面３２ｇは、溝３２ｄの後端の面である。溝後面３２ｇは、仕切り板３２がトランスリング３１に固定された状態において、トランスリング後面３１ｂと接触している。溝底面３２ｈは、溝３２ｄのうち仕切り板３２の中央に最も近い面である。溝底面３２ｈは、仕切り板３２がトランスリング３１に固定された状態において、トランスリング内周面３１ｄと接触している。

【0040】

入出力口３２ｅは、機器収容領域Ｒ１と、浮力調整領域Ｒ２とを接続している。入出力口３２ｅは、貫通穴である。入出力口３２ｅの一方の開口は、仕切り板上面３２ａに設けられている。入出力口３２ｅの他方の開口は、仕切り板下面３２ｂに設けられている。つまり、入出力口３２ｅは、仕切り板上面３２ａから仕切り板下面３２ｂに亘って形成されている。入出力口３２ｅは、上下方向と平行である。入出力口３２ｅの内径は、後述する枝管部３６ａ３が入出力口３２ｅに嵌合できる程度の大きさである。入出力口３２ｅは、複数設けられている。入出力口３２ｅは、隣り合うトランスリング３１の間のそれぞれに１つずつ設けられている。

【0041】

仕切り板３２の左右方向における長さは、外殻内周面３０ｂの内径よりも短い。そのため、仕切り板３２が外殻３０、及びトランスリング３１に固定されている状態では、仕切り板３２は、外殻３０の中心軸線よりも下側に配置されている。

【0042】

外殻３０の重心は、外殻３０の中心軸線Ｌの近傍に位置する。外殻３０の重心の位置は、仕切り板３２の位置よりも上である。発電機３５及び制御装置３７は、仕切り板３２の上に配置されている。そのため、発電機３５、及び制御装置３７を含んだ重心の位置は、仕切り板３２の位置よりも上である。したがって、仕切り板３２の位置は、外殻３０、発電機３５、及び制御装置３７を含んだ重心の位置よりも下である。

【0043】

再び図２に示すように、タービン３３は、水の流れを受けて回転運動を生じる。タービン３３は、ブレード３３ａを有する。タービン３３は外殻３０の外部に配置されている。ブレード３３ａは、水流によって回転する。

【0044】

回転軸３４の一端には、タービン３３が連結されている。回転軸３４の他端には発電機３５が連結されている。回転軸３４は、回転力を発電機３５に伝達する。回転軸３４の一部は機器収容領域Ｒ１に配置される。

【0045】

発電機３５は、回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する。発電機３５は仕切り板３２の上に配置されている。発電機３５は機器収容領域Ｒ１に配置されている。

【0046】

注排水機構３６は、発電ポッド３の外部に存在する水を、浮力調整領域Ｒ２に供給する。また、注排水機構３６は、浮力調整領域Ｒ２に貯められた水を、発電ポッド３の外部に排出する。注排水機構３６は、供給管３６ａと、ポンプ３６ｂと、バルブ３６ｃと、を有する。

【0047】

図３に示すように、供給管３６ａは、外部から取り入れた水を浮力調整領域Ｒ２に導く。供給管３６ａは、取水管部３６ａ１と、１本の主管部３６ａ２と、複数の枝管部３６ａ３と、を有する。取水管部３６ａ１の一端は、外殻３０の入出力口３０ｃに連結されている。取水管部３６ａ１の他端は、ポンプ３６ｂに連結されている。主管部３６ａ２は、ポンプ３６ｂに連結されている。複数の枝管部３６ａ３の一端は、主管部３６ａ２に連結されている。複数の枝管部３６ａ３は、仕切り板３２に設けられた入出力口３２ｅに差し込まれている。複数の枝管部３６ａ３の他端は、浮力調整領域Ｒ２に配置されている。

【0048】

ポンプ３６ｂは、水を圧送することができる。ポンプ３６ｂは、仕切り板上面３２ａに配置されている。ポンプ３６ｂは、入出力口３０ｃから入出力口３２ｅに向かって水を圧送することができる。また、ポンプ３６ｂは、入出力口３２ｅから入出力口３０ｃに向かって水を圧送することができる。

【0049】

バルブ３６ｃは、水の流量を調整することができる部材である。バルブ３６ｃは、水の流量をゼロにすることができる。バルブ３６ｃは、主管部３６ａ２と枝管部３６ａ３との連結部分に設けられている。従って、バルブ３６ｃの数は、入出力口３２ｅの数と同じである。

【0050】

制御装置３７は、注排水機構３６の動作の制御を行う部材である。制御装置３７は、ポンプ３６ｂ及びバルブ３６ｃの動作を制御する。制御装置３７は、仕切り板上面３２ａに配置されている。制御装置３７は、機器収容領域Ｒ１に配置されている。制御装置３７は、ポンプ３６ｂ及びバルブ３６ｃと不図示の配線で接続されている。

【0051】

浮力調整領域Ｒ２に水を貯めるときの制御を説明する。制御装置３７は、バルブ３６ｃを開放する。制御装置３７は、全てのバルブ３６ｃを開放してもよいし、一部のバルブ３６ｃを開放してもよい。次に、制御装置３７は、ポンプ３６ｂに、入出力口３０ｃから入出力口３２ｅに向かって水を圧送させる。目標となる水の量が浮力調整領域Ｒ２に貯められたことに応じて、制御装置３７は、ポンプ３６ｂを停止し、バルブ３６ｃを閉じる。

【0052】

浮力調整領域Ｒ２から水を排水するときの制御を説明する。制御装置３７は、バルブ３６ｃを開放する。制御装置３７は、全てのバルブ３６ｃを開放してもよいし、一部のバルブ３６ｃを開放してもよい。次に、制御装置３７は、ポンプ３６ｂに、入出力口３２ｅから入出力口３０ｃに向かって水を圧送させる。目標となる水の量が浮力調整領域Ｒ２から排水されたことに応じて、制御装置３７は、ポンプ３６ｂを停止し、バルブ３６ｃを閉じる。

【0053】

図６を用いて、浮力調整領域Ｒ２に貯水することの効果を説明する。浮力調整領域Ｒ２に水が貯まっていない状態における発電ポッド３の重心は、点Ｇ_１Ａに位置している。仕切り板３２は、発電ポッド３の中心軸線Ｌよりも下に位置している。そのため、発電機３５の重量、及び制御装置３７の重量により、点Ｇ_１Ａは、発電ポッド３の中心軸線Ｌよりも下に位置している。

【0054】

連結部４の重心は、点Ｇ_２に位置している。連結部４の内部には、重量物は含まれていないため、点Ｇ_２は、連結部４の中心軸線Ｌ４と重なるように位置していると仮定してよい。水中浮遊式発電装置２の重心が位置している点Ｇ_Ａの位置は、２点の点Ｇ_１Ａ、及び点Ｇ_２の分布によって決定されるので点Ｇ_２よりも下に位置している。

【0055】

次に、水中浮遊式発電装置２の浮心の位置を説明する。水中浮遊式発電装置２の浮心は、点Ｂに位置していると仮定する。浮心（点Ｂ）の位置は、重心より上にあると仮定する。

【0056】

次に、浮力調整領域Ｒ２に水が貯まった状態における水中浮遊式発電装置２の重心を説明する。浮力調整領域Ｒ２に水が貯まった状態における発電ポッド３の重心は、点Ｇ_１Ｂに位置している。仕切り板３２は、点Ｇ_１Ａよりも下に位置しているため、浮力調整領域Ｒ２の水の重心も点Ｇ_１Ａよりも下に位置している。したがって、点Ｇ_１Ｂも点Ｇ_１Ａよりも下に位置している。連結部４の重心の位置は、浮力調整領域Ｒ２に水が入っているか否かに関わらず、一定である。そのため、浮力調整領域Ｒ２に水が入っている状態において水中浮遊式発電装置２の重心が位置している点Ｇ_Ｂは、点Ｇ_Ａよりも下に位置している。

【0057】

以上により、浮力調整領域Ｒ２に注水されることによって、水中浮遊式発電装置２の重心の位置と、浮心の位置との距離は長くなる。

【0058】

搭載機器を収容した外殻３０が水中に浮遊した状態であるときに、仕切り板３２は、外殻３０及び搭載機器を含む重心よりも鉛直方向に沿う下側に配置される。そのため、浮力調整領域Ｒ２は、上記重心よりも鉛直方向に沿う下側に位置する。その結果、浮力調整領域Ｒ２に水を入れることによって、水中浮遊式発電装置２の重心は、鉛直方向（Ｚ方向）に沿う下側に移動する。この移動によれば、浮心から重心が離れるので、浮体のバランスはより安定する方向に向かう。従って、浮力の調整によって浮体のバランスが不安定に向かうことが抑制される。

【0059】

例えば、水流等の影響により、水中浮遊式発電装置２は前後方向を軸とする軸回りの一方向に回転し、ロール角が変動することがある。浮力調整領域Ｒ２に水が貯まっていない状態において、水中浮遊式発電装置２の重心は、点Ｇ_Ａに位置している。水中浮遊式発電装置２の浮心は、点Ｂに位置している。点Ｇ_Ａには、水中浮遊式発電装置２の重量と等しい大きさの力が下向きに作用する。点Ｂには、水中浮遊式発電装置２の浮力と等しい大きさの力が上向きに作用する。したがって、水中浮遊式発電装置２には、上記一方向と反対方向に回転させるモーメントが働く。このとき、浮力調整領域Ｒ２に水が貯まっていると、水中浮遊式発電装置２の重心は、点Ｇ_Ｂに位置している。点Ｇ_Ａと点Ｂとの距離よりも、点Ｇ_Ｂと点Ｂとの距離の方が長いため、より大きなモーメントを働かせることができる。したがって、浮力の調整が水中浮遊式発電装置２の姿勢維持に及ぼす影響を抑制可能である。

【0060】

浮力調整領域Ｒ２は、１個のバラストタンクである。このような構成によれば、浮力調整領域Ｒ２を形成する構造を簡素化することができる。

【0061】

上記の実施形態では、トランスリング３１を備えている。この構成によれば、外殻３０は、トランスリング３１によって補強されている。そのため、水中浮遊式発電装置２が水中に浮遊するときに外殻３０に作用する水圧に対抗することができる。その結果、外殻３０は形状を保つことができる。

【0062】

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の水中浮遊式発電装置を説明する。第一実施形態の発電ポッド３が備える浮力調整領域Ｒ２は、一つのバラストタンクであった。図７に示すように、第二実施形態の発電ポッド３Ａの内部領域ＳＡは、機器収容領域Ｒ１と浮力調整領域Ｒ２Ａとを含む。浮力調整領域Ｒ２Ａは、複数のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑによって構成される。

【0063】

発電ポッド３Ａは、浮力調整領域Ｒ２Ａに配置された複数の分割壁３９をさらに備える。分割壁３９は、前後方向（Ｘ方向）に沿って配置されている。

【0064】

浮力調整領域Ｒ２Ａは、分割壁３９によって、互いに水密に隔てられた複数のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑに分割される。複数のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑは、前後方向に沿って並んでいる。仕切り板３２には、複数のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑのそれぞれの位置に対応するように、入出力口３２ｅが設けられている。注排水機構３６は、バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑごとに注水する。また、注排水機構３６は、バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑごとから排水する。複数のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑは、互いに仕切られている。あるバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑに注水された水は、隣接する別のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑに移動しない。

【0065】

図８に示すように、分割壁３９は、トランスリング３１のタンク形成面３１ｅ、３１ｆと分割壁片３９ａとを含んでいる。タンク形成面３１ｅは、トランスリング前面３１ａのうち仕切り板下面３２ｂよりも下側に位置している部分である。タンク形成面３１ｆは、トランスリング後面３１ｂのうち仕切り板下面３２ｂよりも下側に位置している部分である。

【0066】

分割壁片３９ａは、仕切り板３２とトランスリング３１との間を塞いでいる。具体的には、分割壁片３９ａは、第一実施形態で説明した隙間Ｋに配置されている。第二実施形態では、隙間Ｋは、分割壁片３９ａによって塞がれている。分割壁片３９ａは、扇状の形状を有している。中心軸線Ｌの方向から見て、分割壁片３９ａは、仕切り板下面３２ｂと、トランスリング内周面３１ｄとによって囲まれる開口と同一の形状を有する。中心軸線Ｌの方向から見て、分割壁片３９ａの輪郭のうち、弧の部分がトランスリング内周面３１ｄに固定されることによって、分割壁片３９ａは、トランスリング３１に固定される。中心軸線Ｌの方向から見て、分割壁片３９ａの輪郭のうち、弦の部分が、仕切り板下面３２ｂに固定されることによって、分割壁片３９ａは、仕切り板３２に固定される。

【0067】

制御装置３７には、姿勢センサ３７ａがさらに接続されている（図７参照）。姿勢センサは、水中浮遊式発電装置２の姿勢を測定する。姿勢センサは、水中浮遊式発電装置２のピッチ角を測定する。

【0068】

上記の実施形態では、所望のバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑに注水することができる。バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑは、前後方向（Ｘ方向）に沿って並んでいる。これにより、水中浮遊式発電装置２には、注水されたバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑによって、注水されたバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑの位置に上下方向に沿う下側の力が働く。したがって、水中浮遊式発電装置２は、ピッチ角を変更することができる。

【0069】

例えば、図９（ａ）に示すように、発電ポッド３Ａの機首を下げたい場合には、前方に配置されたいくつかのバラストタンクセルＲ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃに注水する。そのほかのバラストタンクセルＲ２ｄ～Ｒ２ｑには注水しない。図９（ｂ）に示すように、発電ポッド３Ａの機首を上げたい場合には、後方に配置されたいくつかのバラストタンクセルＲ２ｋ、Ｒ２ｐ、Ｒ２ｑに注水する。そのほかのバラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｊには注水しない。

【0070】

上記の実施形態では、分割壁３９は、トランスリング３１の一部を含んでいる。上記の水中浮遊式発電装置２Ａの分割壁３９は、トランスリング３１の一部を含む。この構成によれば、トランスリング３１を、バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑの一部を形成することに用いることができる。

【0071】

上記の実施形態では、分割壁３９は、分割壁片３９ａをさらに含んでいる。この構成によれば、トランスリング３１の形状に制限されることなく、任意の大きさの浮力調整領域Ｒ２Ａを形成することができる。

【0072】

上記の実施形態では、注排水機構３６を備えている。この構成によれば、バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑごとに注水すること、及び排水することができる。

【0073】

上記の実施形態では、入出力口３０ｃと、複数の入出力口３２ｅと、を有する。この構成によれば、外殻３０の周囲に存在する水を浮力調整領域Ｒ２Ａに取り込むことができる。また、バラストタンクセルＲ２ａ～Ｒ２ｑに貯められた水を外殻３０の周囲に排出することができる。

【0074】

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

【0075】

分割壁３９は、タンク形成面３１ｅ、３１ｆのみによって構成されてもよい。この場合、分割壁３９は、高い強度、及び高い水密性を確保することができる。

【0076】

連結部４の上部には、中央ポッドが接続されていてもよい。この場合、発電ポッド３の内部に収容することができない装置を中央ポッドに収容することができる。

【0077】

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（Sustainable Development 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】

【0078】

１ 海流発電システム
２ 水中浮遊式発電装置
３ 発電ポッド
３０ 外殻
３０ｃ 入出力口（第１入出力口）
３１ トランスリング（補強部材）
３２ 仕切り板
３２ｅ 入出力口（第２入出力口）
３５ 発電機（搭載機器）
３６ 注排水機構
３７ 制御装置（搭載機器）
Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃ，Ｒ２ｄ，Ｒ２ｅ，Ｒ２ｆ，Ｒ２ｇ，Ｒ２ｈ，Ｒ２ｉ，Ｒ２ｊ，Ｒ２ｋ，Ｒ２ｐ，Ｒ２ｑ バラストタンクセル
３９ 分割壁
３９ａ 分割壁片
Ｒ１ 機器収容領域
Ｒ２ 浮力調整領域
Ｓ 内部空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】