特開 2023-184043 水流発電装置及び航走体

(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】P2023184043

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】水流発電装置及び航走体

(51)【国際特許分類】

   F03B 13/10 20060101AFI20231221BHJP

   C02F 1/461 20230101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

F03B13/10

C02F1/461 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097940

(22)【出願日】2022-06-17

(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】100224546

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 龍

(72)【発明者】

【氏名】石黒 泰大

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 剛史

(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

4D061

【Ｆターム（参考）】

3H074AA08

3H074AA12

3H074BB21

3H074CC16

4D061DA04

4D061DB10

4D061EA02

4D061EB04

4D061EB14

4D061EB17

4D061EB19

4D061EB30

(57)【要約】

【課題】長期間にわたってセンサの精度の低下を抑制する。
【解決手段】本開示の一形態に係る発電装置１は、発電機４を搭載する基体２と、発電機４に連結され、海流ＦＷを受けて回転可能なタービン３と、基体２の外部に配置され、基体２の周辺の情報を取得するセンサユニット５０と、基体２の内部又は外部に配置される陽極７１及び陰極７２を有する電極対７３と、電極対７３と電気的に接続され、電極対７３を流れる海水Ｗを電気分解するための電圧を電極対７３に印加する電圧印加部７４と、を備え、電極対７３は、海水Ｗの流れ方向を基準とした場合に、基体２の上流側Ｕからセンサユニット５０を通って下流側Ｄに流れる海水Ｗの流動経路Ｒにおいて、センサユニット５０よりも上流側Ｕに配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機を搭載する基体と、
前記発電機に連結され、水流を受けて回転可能なタービンと、
前記基体の外部に配置され、前記基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、
前記基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、
前記電極対と電気的に接続され、前記電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を前記電極対に印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電極対は、前記液体の流れ方向を基準とした場合に、前記基体の上流側から前記センサユニットを通って下流側に流れる前記液体の流動経路において、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、水流発電装置。

【請求項2】

前記基体の内部に設けられるバラストタンクと、
前記基体の内部において前記バラストタンクを経由する前記流動経路を構成し、前記バラストタンクに対し注排水を行う配管と、
を更に備え、
前記電極対は、前記配管の内部に配置され、
前記配管は、前記バラストタンクから前記基体の外部へ前記液体を排出する排水口を有し、
前記排水口は、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、請求項１に記載の水流発電装置。

【請求項3】

前記配管には、前記バラストタンクから前記基体の外部へ前記液体を送出するポンプが設けられ、
前記電極対は、前記配管の内部において前記ポンプよりも前記上流側に配置されている、請求項２に記載の水流発電装置。

【請求項4】

前記第１電極及び前記第２電極は、前記配管の延在方向に沿って延びており、前記延在方向と交差する方向に離間している、請求項２に記載の水流発電装置。

【請求項5】

前記センサユニットは、第１センサと、前記流れ方向に沿って前記第１センサと並んで配置される第２センサと、を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の水流発電装置。

【請求項6】

前記タービンは、前記基体における前記下流側の部分に設けられている、請求項１～４のいずれか一項に記載の水流発電装置。

【請求項7】

水中又は水面を移動可能な基体と、
前記基体の外部に配置され、前記基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、
前記基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、
前記電極対と電気的に接続され、前記電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を前記電極対に印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電極対は、前記液体の流れ方向を基準とした場合に、前記基体の上流側から前記センサユニットを通って下流側に流れる前記液体の流動経路において、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、航走体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水流発電装置及び航走体に関する。

【背景技術】

【0002】

発電装置に関する技術として、例えば、特許文献１～特許文献６に記載された技術が知られている。例えば、特許文献１は、水中を浮遊する浮体の内部に発電機を備える発電装置を開示する。この発電装置では、発電機のロータに接続された回転軸に回転羽根が設けられ、回転羽根が水流を受けて回転することによって発電機が発電する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－０３９１３０号公報

【特許文献2】特開２０１６－０７４３９５号公報

【特許文献3】特開２０１２－２１７２４２号公報

【特許文献4】特開２０１９－１４７５１０号公報

【特許文献5】特開２０１９－２０９９６６号公報

【特許文献6】国際公報第２０１６／２０３６２１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような発電装置において、水中における浮体の周辺情報を取得するために、例えば流速センサ或いは音響測位センサといったセンサが浮体の外部に設置されることがある。水中に配置される発電装置にはフジツボ等の生物が付着することがあり、このような生物がセンサに付着すると、生物による付着物が妨げとなってセンサの精度が低下し得る。このような付着物は、通常、定期的に行われるメンテナンスによって除去されるが、時間の経過に伴ってセンサ等に再度形成され、再度センサの精度の低下を招き得る。そこで、付着物を除去してセンサの精度を長期的に維持するために、メンテナンスの間隔を短くすることが考えられる。しかしながら、メンテナンスの実施には多くの手間及びコストを要するため、メンテナンスの間隔を短くすることには限界がある。従って、このような手法では、センサの精度を長期的に維持することは難しい。

【0005】

本開示は、長期間にわたってセンサの精度の低下を抑制できる水流発電装置及び航走体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に係る水流発電装置は、発電機を搭載する基体と、発電機に連結され、水流を受けて回転可能なタービンと、基体の外部に配置され、基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、電極対と電気的に接続され、電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を電極対に印加する電圧印加部と、を備え、電極対は、液体の流れ方向を基準とした場合に、基体の上流側からセンサユニットを通って下流側に流れる液体の流動経路において、センサユニットよりも上流側に配置されている。

【0007】

上記の水流発電装置では、基体の内部又は外部に電極対が設けられており、電極対には、電極対の周囲の液体を電気分解するための電圧が印加される。例えば、海水成分を含む液体が電気分解されると、次亜塩素酸ナトリウムが生成される。次亜塩素酸ナトリウムは、フジツボ等の生物に対する忌諱効果を有する。そこで、上記の水流発電装置では、次亜塩素酸ナトリウムを生成可能な電極対が、基体の上流側からセンサユニットを通って下流側に流れる液体の流動経路において、センサユニットよりも上流側に配置されている。これにより、電極対を流れる液体の流れを利用して、電極対において生成される次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニットへ移動させることができる。次亜塩素酸ナトリウムの忌諱効果によりセンサユニットへの生物の付着を抑制することで、生物の付着に起因するセンサユニットの精度の低下を長期間にわたって抑制することが可能となる。また、水流を利用して液体が流動経路を流れるように構成すれば、電極対からセンサユニットへ次亜塩素酸ナトリウムを移動させるためのポンプを別途用意しなくて済むため、ポンプの駆動のための消費電力を抑えることも可能となる。

【0008】

いくつかの態様において、上記の水流発電装置は、基体の内部に設けられるバラストタンクと、基体の内部においてバラストタンクを経由する流動経路を構成し、バラストタンクに対し注排水を行う配管と、を更に備え、電極対は、配管の内部に配置され、配管は、バラストタンクから基体の外部へ液体を排出する排水口を有し、排水口は、センサユニットよりも上流側に配置されていてもよい。この場合、電極対への電圧の印加によって生成された次亜塩素酸ナトリウムは、配管を通って排水口から基体の外部に排出され、排水口よりも下流側のセンサユニットに流れる。このように次亜塩素酸ナトリウムが配管を経由してセンサユニットに流れるように構成すれば、センサユニットへの生物の付着を抑制する効果と、配管の内面への生物の付着を抑制する効果との両方を得ることができる。これにより、生物の付着に起因するセンサユニットの精度の低下を抑制すると共に、生物の付着に起因する配管の詰まりを抑制することが可能となる。

【0009】

いくつかの態様において、配管には、バラストタンクから基体の外部へ液体を送出するポンプが設けられ、電極対は、配管の内部においてポンプよりも上流側に配置されていてもよい。この場合、基体の外部へ液体を送出するためのポンプを利用して、電極対において生成される次亜塩素酸ナトリウムを配管の内面及びセンサユニットへより確実に行き渡らせることができる。これにより、センサユニットへの生物の付着を抑制する効果と、配管の内面への生物の付着を抑制する効果と、をより確実に得ることができる。

【0010】

いくつかの態様において、第１電極及び第２電極は、配管の延在方向に沿って延びており、延在方向と交差する方向に離間していてもよい。この場合、配管の内部の液体の流れを阻害することなく、次亜塩素酸ナトリウムを配管の内面及びセンサユニットへ行き渡らせることができる。

【0011】

いくつかの態様において、センサユニットは、第１センサと、流れ方向に沿って第１センサと並んで配置される第２センサと、を有していてもよい。この場合、液体の流れを利用して、次亜塩素酸ナトリウムを複数のセンサに容易に行き届かせることができる。

【0012】

いくつかの態様において、タービンは、基体における下流側の部分に設けられていてもよい。この場合、基体において水流の上流側の部分にタービンが設けられる場合と比べて、タービンの回転による流れの乱れが、電極対からセンサユニットへの液体の流れに影響を及ぼす可能性を低減できる。これにより、液体の流れを利用して電極対からセンサユニットへ次亜塩素酸ナトリウムを移動させる構成をより確実に実現できる。

【0013】

本開示の他の形態に係る航走体は、水中又は水面を移動可能な基体と、基体の外部に配置され、基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、電極対と電気的に接続され、電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を電極対に印加する電圧印加部と、を備え、電極対は、液体の流れ方向を基準とした場合に、基体の上流側からセンサユニットを通って下流側に流れる液体の流動経路において、センサユニットよりも上流側に配置されている。

【0014】

上記の航走体では、基体の内部又は外部に電極対が設けられており、電極対には、電極対の周囲の液体を電気分解するための電圧が印加される。例えば、海水成分を含む液体が電気分解されると、次亜塩素酸ナトリウムが生成される。次亜塩素酸ナトリウムは、フジツボ等の生物に対する忌諱効果を有する。そこで、上記の航走体では、次亜塩素酸ナトリウムを生成可能な電極対が、基体の上流側からセンサユニットを通って下流側に流れる液体の流動経路において、センサユニットよりも上流側に配置されている。これにより、基体の移動に伴って流れる液体の流れを利用して、電極対において生成される次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニットへ移動させることができる。その結果、次亜塩素酸ナトリウムの忌諱効果によってセンサユニットへの生物の付着を抑制できるので、生物の付着に起因するセンサユニットの精度の低下を抑制できる。このように次亜塩素酸ナトリウムによってセンサユニットを保護することで、長期間にわたってセンサユニットの精度を維持することが可能となる。また、基体の移動に伴って生じる水流を利用して液体が流動経路を流れるように構成すれば、電極対からセンサユニットへ次亜塩素酸ナトリウムを移動させるためのポンプを別途用意しなくて済むため、ポンプの駆動のための消費電力を抑えることも可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、長期間にわたってセンサの精度の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、第１実施形態に係る水流発電装置の概略構成を示す図である。

【図2】図２は、図１の水流発電装置の発電用ポッドの概略構成を示す図である。

【図3】図３は、図１の水流発電装置の生物付着防止装置の概略構成を示す図である。

【図4】図４は、変形例に係る水流発電装置の概略構成を示す図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係る航走体の概略構成を示す図である。

【図6】図６は、図５の航走体の生物付着防止装置の概略構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。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。

【0018】

＜第１実施形態＞
図１を参照し、第１実施形態に係る水流発電装置について説明する。図１に示される水流発電装置１は、水流を利用して発電を行う水中浮遊式の発電装置である。以下、「水流発電装置１」を「発電装置１」と記す。発電装置１は、例えば、海中に設置され、海流ＦＷ（水流）によって発電する場合に用いられる。以下の説明において、「上流側Ｕ」又は「下流側Ｄ」との語は、後述する流動経路Ｒを流れる海水Ｗ（液体）の流れを基準として用いられる。「上流側Ｕ」は、流動経路Ｒにおける海水Ｗの流れ方向の上流側を意味する。「下流側Ｄ」は、流動経路Ｒにおける海水Ｗの流れ方向の下流側を意味する。また、「前」との語は上流側Ｕを意味し、「後」との語は下流側Ｄを意味する。

【0019】

発電装置１は、基体２と、タービン３，３と、発電機４，４と、を備える。基体２は、一対のポッドとしての発電用ポッド２１，２１と、ビーム２２と、を有する。発電用ポッド２１，２１は、水中を浮遊可能な浮体である。発電用ポッド２１，２１の形状は、例えば、円筒形状である。発電用ポッド２１，２１それぞれの内部には、発電機４が搭載されている。発電用ポッド２１，２１は、例えば左右に離間して配置されている。発電用ポッド２１，２１は、例えば互いに同一の構造を有する。発電用ポッド２１，２１は、ビーム２２によって連結されている。ビーム２２は、例えば水平に配置された矩形の板状体である。

【0020】

発電用ポッド２１，２１は、水底に配置されたシンカ５に係留索６を介して接続されている。シンカ５は、例えば摩擦式のシンカでもよく、その他のシンカでもよい。なお、シンカ５に代えて水底に固定されたアンカに係留索６が接続されてもよい。アンカは、パイル式のアンカでもよく、サクション式のアンカでもよく、その他のアンカでもよい。係留索６の下端はシンカ５に接続され、係留索６の上端は発電用ポッド２１，２１に接続されている。係留索６の上端は、例えば発電用ポッド２１，２１にそれぞれ接続されている。係留索６の上端は、発電用ポッド２１，２１に代えて、ビーム２２に接続されていてもよい。

【0021】

発電用ポッド２１，２１には、それぞれケーブル７が接続されている。ケーブル７は、発電機４，４によって生成された電力を伝送するための送電ケーブルと、陸上設備（不図示）と通信するための通信ケーブルと、を含む。ケーブル７は、係留索６に沿って発電機４，４からシンカ５に向けて延びるとともに、水底に沿って係留索６から陸上設備に向けて延びている。

【0022】

タービン３，３は、発電用のタービンである。タービン３，３は、海流ＦＷを受けて回転するように構成されている。タービン３，３は、発電用ポッド２１，２１にそれぞれ設けられている。タービン３，３は、例えば互いに同一の構造を有する。それぞれのタービン３は、発電用ポッド２１の下流側Ｄの後部に設けられている。本実施形態において、タービン３は、いわゆるダウンウィンド型のタービンである。なお、タービン３は、アップウィンド型のタービンであってもよい。この場合、タービン３は、発電用ポッド２１の上流側Ｕの前部に設けられる。

【0023】

図２は、発電用ポッド２１の概略構成を示している。タービン３は、発電機４に連結されている。タービン３は、ハブ３１と、複数のブレード３２と、を有する。ハブ３１は、発電用ポッド２１の前後方向に沿う軸線まわりに回転可能に設けられている。具体的には、発電機４の回転軸４１にハブ３１が取り付けられている。ハブ３１は、回転軸４１と一体に回転する。ブレード３２は、海流ＦＷを受けて回転力を発生させる翼部材である。ブレード３２は、ハブ３１の外周に径方向へ向けて設けられている。発電機４は、タービン３の回転の運動エネルギを電気エネルギに変換する機器であり、タービン３の回転力を受けて発電する。

【0024】

図２に示されるように、発電装置１は、センサユニット５０と、浮力調整機構６０と、生物付着防止装置７０と、を更に備えている。センサユニット５０は、発電用ポッド２１の外面２１ａに配置されている。センサユニット５０は、例えば、外面２１ａのうち下側を向く底部２１Ｐに設置されている。センサユニット５０は、外面２１ａに対して直接固定されてもよいし、外面２１ａに対して他の部材を介して間接的に固定されていてもよい。センサユニット５０は、例えば、発電用ポッド２１，２１の両方にそれぞれ設けられていてもよいし、発電用ポッド２１，２１のうちのいずれか一方に設けられていてもよい。

【0025】

センサユニット５０は、センサ５１（第１センサ）と、センサ５２（第２センサ）と、を有している。センサ５１，５２は、外面２１ａにおいて、海流ＦＷの流れ方向に沿って並んで配置されている。センサ５２は、センサ５１に対して下流側Ｄに離間した位置に配置されている。センサ５１，５２は、基体２の周辺に関する情報を取得する。基体２の周辺に関する情報は、例えば、発電用ポッド２１の周辺の海流ＦＷの流速であってもよいし、発電用ポッド２１の周辺の物体の位置であってもよい。センサ５１，５２のそれぞれは、例えば、海流ＦＷの流速を検出する流速センサであってもよいし、音波の送受信によって周辺の物体の位置等を検出する音響測位センサであってもよい。

【0026】

浮力調整機構６０は、発電用ポッド２１の内部に設けられている。浮力調整機構６０は、基体２の周囲の海水Ｗを注排水することによって基体２に加わる浮力を調整する機構である。浮力調整機構６０は、発電用ポッド２１，２１の両方にそれぞれ設けられている。浮力調整機構６０は、例えば、バラストタンク６１と、配管６２と、ポンプ６５と、を有する。バラストタンク６１は、内部に海水Ｗを貯留可能なタンクである。バラストタンク６１の内部の水量が変化すると、基体２が受ける浮力も変化する。従って、バラストタンク６１の内部の水量の変化に伴って、基体２は浮上又は沈降を行うことができる。

【0027】

配管６２は、バラストタンク６１に接続され、バラストタンク６１に対する注排水を行うために用いられる。配管６２は、発電用ポッド２１の内部において、バラストタンク６１を経由するように設けられている。配管６２は、基体２の外部の海水Ｗをバラストタンク６１に注水するための注水口６３と、バラストタンク６１に注水された海水Ｗを基体２の外部に排出するための排水口６４と、を含む。注水口６３は、発電用ポッド２１の外面２１ａのうち上流側Ｕの前部に形成されている。排水口６４は、発電用ポッド２１の外面２１ａにおいて注水口６３よりも下流側Ｄに形成されいる。例えば、排水口６４は、発電用ポッド２１の外面２１ａのうち下側の底部２１Ｐに形成されている。排水口６４は、センサユニット５０よりも上流側Ｕに位置している。

【0028】

配管６２は、注水口６３とバラストタンク６１の流入口６１ａとを接続する管体６２ａと、バラストタンク６１の流出口６１ｂと管体６２ａとを接続する管体６２ｂと、管体６２ａと排水口６４とを接続する管体６２ｃと、を有する。管体６２ａは、注水口６３から後方に直線状に延びてバラストタンク６１の流入口６１ａに接続されている。管体６２ｂは、バラストタンク６１の流出口６１ｂから前方に直線状に延びて管体６２ａの前部に接続されている。管体６２ｃは、管体６２ａの後部から下方に直線状に延びて排水口６４に接続されている。

【0029】

配管６２には、バルブ６６と、バルブ６７と、バルブ６８と、バルブ６９と、が設けられている。バルブ６６は、管体６２ａにおける注水口６３寄りの前部に設けられている。バルブ６７は、管体６２ａにおけるバラストタンク６１寄りの後部に設けられている。バルブ６８は、管体６２ｂにおけるバラストタンク６１寄りの後部に設けられている。バルブ６９は、管体６２ａの後部と排水口６４との間の管体６２ｃに設けられている。これらのバルブは、配管６２の連通状態と遮断状態を切り替えるバルブである。バルブのそれぞれは、例えば、制御装置による制御に応じて開閉する電磁弁であってよい。

【0030】

ポンプ６５は、配管６２を通じてバラストタンク６１に対する注排水を行うように駆動する。つまり、ポンプ６５は、配管６２の上流側Ｕから下流側Ｄに向かって海水Ｗを送出するように駆動する。ポンプ６５は、例えば、管体６２ａと管体６２ｂとの接続部Ｐ１と、管体６２ｂと管体６２ｃとの接続部Ｐ２と、の間の管体６２ａに設けられている。ポンプ６５の作動は、制御装置に制御されている。ポンプ６５は、例えば発電機４で発電された電力によって駆動されてもよいし、送電ケーブルを用いて供給された電力によって駆動されてもよい。

【0031】

浮力調整機構６０は、ポンプ６５の作動及びバルブの開閉を制御することによって、バラストタンク６１に対する注排水を行う。バラストタンク６１に海水Ｗが注水される場合、発電用ポッド２１の外部の海水Ｗは、海流ＦＷを受けて注水口６３から管体６２ａに流入し、管体６２ａを通ってバラストタンク６１に至る経路Ｒ１を流れる。一方、バラストタンク６１の内部の海水Ｗが排水される場合、バラストタンク６１の内部の海水Ｗは、管体６２ｂを通って接続部Ｐ１から管体６２ａに流入し、接続部Ｐ２から管体６２ｃを流れて排水口６４から発電用ポッド２１の外部に排出される経路Ｒ２を流れる。排水口６４から排出された海水Ｗは、発電用ポッド２１の外面２１ａの近傍を流れる海流ＦＷを受けて下流側Ｄに移動する経路Ｒ３を流れる。

【0032】

このように、発電用ポッド２１の上流側Ｕの海水Ｗは、海流ＦＷを受けて経路Ｒ１、経路Ｒ２、及び経路Ｒ３を含む流動経路Ｒを通って下流側Ｄに流れる。海流ＦＷを受けて海水Ｗが流動経路Ｒを流れるとは、流動経路Ｒの少なくとも一部において海水Ｗの流れが海流ＦＷに起因して生じることを意味する。本実施形態では、経路Ｒ１，Ｒ３における海水Ｗの流れが海流ＦＷに起因して生じており、経路Ｒ１，Ｒ３における海水Ｗの流れ方向は、海流ＦＷの流れ方向と一致している。センサユニット５０は、発電用ポッド２１の外面２１ａにおいて、流動経路Ｒが通る位置に配置されている。例えば、センサユニット５０は、流動経路Ｒの経路Ｒ３において、排水口６４よりも下流側Ｄに配置されている。流動経路Ｒがセンサユニット５０を通るとは、流動経路Ｒを流れる海水Ｗの流線の少なくとも一部がセンサユニット５０を通過することを意味する。

【0033】

生物付着防止装置７０は、基体２への生物の付着を防止するための装置である。「生物」とは、例えば、フジツボなどの海洋生物である。生物付着防止装置７０は、配管６２を通ってセンサユニット５０を流れる海水Ｗの流動経路Ｒにおいて、センサユニット５０よりも上流側Ｕに配置されている。生物付着防止装置７０は、例えば、発電用ポッド２１の内部の配管６２に設けられている。具体的には、生物付着防止装置７０は、注水口６３とバラストタンク６１との間の管体６２ａに設けられている。より具体的には、生物付着防止装置７０は、管体６２ａにおいてポンプ６５の上流側Ｕの部分に設けられている。生物付着防止装置７０は、例えば、発電用ポッド２１，２１の両方にそれぞれ設けられていてもよいし、発電用ポッド２１，２１のいずれか一方に設けられていてもよい。

【0034】

図３は、生物付着防止装置７０の概略構成を示している。図３は、生物付着防止装置７０が設けられる管体６２ａの延在方向Ｄ１に沿った断面を示している。生物付着防止装置７０は、基体２の内部又は外部を流れる海水Ｗを電気分解する電解装置として構成される。図３に示されるように、生物付着防止装置７０は、電極対７３と、電圧印加部７４と、を有する。電極対７３は、管体６２ａの内面Ｓ６２に設置されている。電極対７３は、内面Ｓ６２に対して直接固定されていてもよいし、内面Ｓ６２に対して他の部材を介して間接的に固定されていてもよい。

【0035】

電極対７３は、陽極７１（第１電極）と、陰極７２（第２電極）と、を含んで構成される。陽極７１及び陰極７２の材料は、例えば、白金、金、及びチタンといった導電性材料としてよい。陽極７１及び陰極７２は、管体６２ａの内面Ｓ６２において互いに対向するように配置されている。陽極７１及び陰極７２は、例えば、管体６２ａの延在方向Ｄ１に沿って延びると共に、管体に交差する方向Ｄ２において互いに離間するように並んでいる。延在方向Ｄ１は、例えば、海流ＦＷの流れ方向と一致する。方向Ｄ２は、例えば、延在方向Ｄ１と垂直な方向としてよい。

【0036】

電圧印加部７４は、電極対７３と電気的に接続された電圧源である。電圧印加部７４は、陽極７１及び陰極７２の間を流れる海水Ｗを電気分解するための電圧を電極対７３に印加する。つまり、電圧印加部７４は、海水Ｗを電気分解するために必要な電位差を、陽極７１及び陰極７２の間に生じさせる。電極対７３に電圧を印加することには、海水Ｗを電気分解するために必要な電位差が陽極７１及び陰極７２の間に生じるように、電極対７３に電流を供給することが含まれる。海水Ｗに溶解している塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）は、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）と塩素イオン（Ｃｌ^－）とに解離している。従って、海水Ｗには、ナトリウムイオン及び塩素イオンが含まれている。この海水Ｗが流れる電極対７３に電圧が印加されることで陽極７１と陰極７２との間に電位差が生じると、陽極７１と陰極７２との間に形成される電場領域Ｅにおいて、陽極７１における電気化学反応（２Ｃｌ^－→Ｃｌ_２＋２ｅ^－）により塩素（Ｃｌ_２）が生成され、陰極７２における電気化学反応（２Ｎａ^＋＋２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ^－→２ＮａＯＨ＋Ｈ_２）により水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が生成される。そして、電解生成物として生成される塩素及び水酸化ナトリウムが、海水Ｗにおいて電気化学反応（２ＮａＯＨ＋Ｃｌ_２→ＮａＣｌＯ＋ＮａＣｌ＋Ｈ_２Ｏ）を起こすことにより、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）が生成される。

【0037】

従って、海水Ｗを電気分解するとは、陽極７１における電気化学反応（２Ｃｌ^－→Ｃｌ_２＋２ｅ^－）と、陰極７２における電気化学反応（２Ｎａ^＋＋２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ^－→２ＮａＯＨ＋Ｈ_２）と、を生じさせることを意味する。海水Ｗを電気分解するための電圧とは、これらの電気化学反応を起こすために必要な最小電圧である分解電圧以上としてよい。これらの電気化学反応に起因して生成される次亜塩素酸ナトリウムは、海水Ｗと共に流動経路Ｒの下流側Ｄに流れる。次亜塩素酸ナトリウムは、フジツボなどの生物に対する忌諱効果を有する。この忌諱効果によって、次亜塩素酸ナトリウムを含む海水Ｗが流れる流動経路Ｒには、生物が近づきにくくなる。生物付着防止装置７０は、このように電極対７３への電圧の印加によって生成される次亜塩素酸ナトリウムを流動経路Ｒに流すことで、流動経路Ｒにおける生物の付着を防止する。

【0038】

本実施形態では、次亜塩素酸ナトリウムを含む海水Ｗは、配管６２の内部を流れてセンサユニット５０を通る。従って、次亜塩素酸ナトリウムが通過する配管６２の内部及びセンサユニット５０は、次亜塩素酸ナトリウムの忌諱効果によって生物の付着が防止される。つまり、本実施形態では、生物付着防止装置７０は、センサユニット５０への生物の付着を防止する機能と、配管６２の内面への生物の付着を防止する機能と、の両方を備える。なお、生物付着防止装置７０は、必ずしも配管６２に設けられる必要は無く、発電用ポッド２１の外面２１ａのうちセンサユニット５０の上流側Ｕの部分に設けられてもよい。この場合であっても、海水Ｗの流れを利用して次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０に移動させることができるので、センサユニット５０への生物の付着を防止する効果が得られる。この場合、生物付着防止装置は、配管６２の内面への生物の付着を防止する機能を備えてなくてよい。また、生物付着防止装置７０が配管６２に設けられる場合、少なくとも電極対７３が配管６２の内部に設けられていればよく、電圧印加部７４が配管６２の内部に設けられる必要はない。

【0039】

以上に説明した発電装置１が奏する作用効果について説明する。発電装置１では、次亜塩素酸ナトリウムを生成可能な電極対７３が、基体２の上流側Ｕからセンサユニット５０を通って下流側Ｄに流れる海水Ｗの流動経路Ｒにおいて、センサユニット５０よりも上流側Ｕに配置されている。これにより、海流ＦＷを受けて流れる海水Ｗの流れを利用して、電極対７３において生成される次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０へ移動させることができる。次亜塩素酸ナトリウムの忌諱効果によりセンサユニット５０への生物の付着を抑制することで、生物の付着に起因するセンサユニット５０の精度の低下を長期間にわたって抑制することが可能となる。このように次亜塩素酸ナトリウムによってセンサユニット５０を保護することで、長期間にわたってセンサユニット５０の精度を維持することが可能となる。また、このように海流ＦＷを受けて流れる海水Ｗの流れを利用して次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０に移動させる構成とすれば、電極対７３からセンサユニット５０へ次亜塩素酸ナトリウムを移動させるためのポンプを別途用意しなくて済むため、ポンプの駆動のための消費電力を抑えることも可能となる。

【0040】

本実施形態のように、電極対７３は、配管６２の内部に配置され、配管６２の排水口６４は、センサユニット５０よりも上流側Ｕに配置されていてもよい。この場合、電極対７３への電圧の印加によって生成された次亜塩素酸ナトリウムは、配管６２を通って排水口６４から基体２の外部に排出され、排水口６４よりも下流側Ｄのセンサユニット５０に流れる。このように次亜塩素酸ナトリウムが配管６２を経由してセンサユニット５０に流れるように構成すれば、センサユニット５０への生物の付着を抑制する効果と、配管６２の内面への生物の付着を抑制する効果との両方を得ることができる。これにより、生物の付着に起因するセンサユニット５０の精度の低下を抑制すると共に、生物の付着に起因する配管６２の詰まりを抑制することが可能となる。

【0041】

本実施形態のように、配管６２には、バラストタンク６１から基体２の外部へ海水Ｗを送出するポンプ６５が設けられ、電極対７３は、配管６２の内部においてポンプ６５よりも上流側Ｕに配置されていてもよい。この場合、基体２の外部へ海水Ｗを送出するためのポンプ６５を利用して、電極対７３において生成される次亜塩素酸ナトリウムを配管６２の内面及びセンサユニット５０へより確実に行き渡らせることができる。これにより、センサユニット５０への生物の付着を抑制する効果と、配管６２の内面への生物の付着を抑制する効果と、をより確実に得ることができる。

【0042】

本実施形態のように、陽極７１及び陰極７２は、配管６２の延在方向Ｄ１に沿って延びており、延在方向Ｄ１と交差する方向Ｄ２に離間していてもよい。この場合、配管６２の内部の海水Ｗの流れを阻害することなく、次亜塩素酸ナトリウムを配管６２の内面及びセンサユニット５０へ行き渡らせることができる。

【0043】

本実施形態のように、センサユニット５０は、センサ５１と、流れ方向に沿ってセンサ５１と並んで配置されるセンサ５２と、を有していてもよい。この場合、海水Ｗの流れを利用して、次亜塩素酸ナトリウムを複数のセンサ５１，５２に容易に行き届かせることができる。

【0044】

本実施形態のように、タービン３は、基体２における下流側Ｄの後部に設けられていてもよい。この場合、基体２において海流ＦＷの上流側の部分にタービン３が設けられる場合と比べて、タービン３の回転による流れの乱れが、電極対７３からセンサユニット５０への海水Ｗの流れに影響を及ぼす可能性を低減できる。これにより、海水Ｗの流れを利用して電極対７３からセンサユニット５０へ次亜塩素酸ナトリウムを移動させる構成をより確実に実現できる。

【0045】

本開示の発電装置は、上述した構成に限られない。図４は、変形例に係る発電装置１Ａを示している。図４に示される発電装置１Ａが備える基体２Ａは、２つの発電用ポッド２１，２１に加えて、２つの発電用ポッド２１，２１の間に配置される中央のポッド２３を有している。ポッド２３は、例えば、２つの発電用ポッド２１，２１を連結するビーム２２上に設けられる。この場合、発電装置１Ａが備える浮力調整機構６０Ａのバラストタンク６１は、ポッド２３の内部に設けられ、浮力調整機構６０Ａの配管６２Ａは、バラストタンク６１からビーム２２を通って、左右の発電用ポッド２１，２１にそれぞれ接続される。配管６２Ａは、例えば、バラストタンク６１からビーム２２に向かって下方に延びる管体６２ｄと、ビーム２２において左右に延びて発電用ポッド２１，２１それぞれの外面に接続される管体６２ｅと、を有する。配管６２の排水口６４，６４は、発電用ポッド２１，２１それぞれの外面に形成される。

【0046】

生物付着防止装置７０は、例えば、管体６２ｄに設けられる。従って、バラストタンク６１から送出された海水Ｗは、生物付着防止装置７０において生成される次亜塩素酸ナトリウムと共に、配管６２の排水口６４，６４から排出される。排水口６４，６４の下流側Ｄには、センサユニット５０，５０がそれぞれ配置されている。排水口６４，６４から排出された次亜塩素酸ナトリウムは、センサユニット５０，５０を流れる。これにより、センサユニット５０，５０を次亜塩素酸ナトリウムによって保護できるので、センサユニット５０，５０への生物の付着を抑制することが可能となる。従って、図４に示される発電装置１Ａであっても、図１に示される発電装置１と同様の作用効果を奏することができる。

【0047】

＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明では、第１実施形態と重複する箇所の説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる箇所を主に説明する。

【0048】

図５は、第２実施形態に係る航走体を示している。図５に示される航走体１Ｂは、海中に配置され、無人で水中を自律航走する水中航走体（Autonomous Underwater Vehicle：ＡＵＶ）である。航走体１Ｂは、船舶などの水面を航走する水面航走体であってもよい。航走体１Ｂは、例えば、無人で水面を自律航走する水面航走体（Autonomous Surface Vehicle：ＡＳＶ）であってもよい。以下の説明において、「上流」又は「下流」との語は、後述する流動経路ＲＡを流れる海水Ｗの流れを基準として用いられる。「上流側Ｕ」は、流動経路ＲＡにおける海水Ｗの流れ方向の上流側を意味する。「下流側Ｄ」は、流動経路ＲＡにおける海水Ｗの流れ方向の下流側を意味する。また、「前」との語は上流側Ｕを意味し、「後」との語は下流側Ｄを意味する。

【0049】

航走体１Ｂは、基体２Ｂと、センサユニット５０と、生物付着防止装置７０と、を備えている。基体２Ｂは、水中において移動方向Ｍに沿って移動する。移動方向Ｍへ基体２Ｂが移動すると、基体２の静止状態において実際に海流ＦＷが生じていなくても、基体２側から見たときに、基体２の周囲に海流ＦＷが相対的に流れているように見える。この場合、移動方向Ｍへの基体２Ｂの移動に伴って、基体２Ｂに対して、移動方向Ｍとは逆向きの海流ＦＷが相対的に生じることとなる。センサユニット５０は、基体２Ｂの外面２ａに配置されている。センサユニット５０は、例えば、外面２ａのうち下側を向く底部２Ｐに設置されている。センサユニット５０は、外面２ａに対して直接固定されてもよいし、外面２ａに対して他の部材を介して間接的に固定されていてもよい。第１実施形態と同様に、センサユニット５０は、海流ＦＷの流れ方向に沿って並ぶセンサ５１及びセンサ５２を有している。

【0050】

生物付着防止装置７０は、基体２Ｂの外面２ａに配置されている。生物付着防止装置７０は、センサユニット５０と同様、外面２ａのうち下側を向く底部２Ｐに設置されている。生物付着防止装置７０は、海流ＦＷを受けて基体２Ｂの上流側Ｕからセンサユニット５０を通って下流側Ｄに流れる海水Ｗの流動経路ＲＡにおいて、センサユニット５０の上流側Ｕに配置されている。そのため、海流ＦＷを受けて生物付着防止装置７０を通過した海水Ｗは、センサユニット５０を通るように流れる。

【0051】

図６は、生物付着防止装置７０の概略構成を示している。図６は、生物付着防止装置７０を上流側Ｕから見た図を示している。生物付着防止装置７０は、第１実施形態と同様に、電極対７３と、電圧印加部７４と、を有する。本実施形態では、電極対７３は、基体２Ｂの外面２ａに設置されている。電極対７３は、外面２ａに対して直接固定されていてもよいし、外面２ａに対して他の部材を介して間接的に固定されていてもよい。電極対７３の陽極７１及び陰極７２は、外面２ａにおいて、海流ＦＷの流れ方向に沿って前後に延びると共に、当該流れ方向に交差する左右方向に互いに離間するように並んでいる。図６に示すように、例えば、海流ＦＷの流れ方向から見て、陽極７１及び陰極７２は、センサユニット５０を挟んで両側に並ぶように配置されている。この場合、海流ＦＷの流れ方向から見て、センサユニット５０は、陽極７１と陰極７２との間に位置している。

【0052】

電圧印加部７４によって陽極７１及び陰極７２に電圧が印加されると、陽極７１と陰極７２との間の電場領域Ｅにおいて、海水Ｗが電気分解されることで次亜塩素酸ナトリウムが生成される。生成された次亜塩素酸ナトリウムを含む海水Ｗは、流動経路ＲＡの下流側Ｄのセンサユニット５０を流れる。これにより、センサユニット５０が次亜塩素酸ナトリウムによって保護され、センサユニット５０への生物の付着が抑制される。このように、生物付着防止装置７０は、センサユニット５０への生物の付着を防止する機能を備える。

【0053】

以上に説明した航走体１Ｂが奏する作用効果について説明する。航走体１Ｂでは、次亜塩素酸ナトリウムを生成可能な電極対７３が、基体２Ｂの上流側Ｕからセンサユニット５０を通って下流側Ｄに流れる海水Ｗの流動経路ＲＡにおいて、センサユニット５０よりも上流側Ｕに配置されている。これにより、海流ＦＷを受けて流れる海水Ｗの流れを利用して、電極対７３において生成される次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０へ移動させることができる。その結果、次亜塩素酸ナトリウムの忌諱効果によってセンサユニット５０への生物の付着を抑制できるので、生物の付着に起因するセンサユニット５０の精度の低下を抑制できる。このように次亜塩素酸ナトリウムによってセンサユニット５０を保護することで、長期間にわたってセンサユニット５０の精度を維持することが可能となる。また、このように海流ＦＷを受けて流れる海水Ｗの流れを利用して次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０に移動させる構成とすれば、電極対７３からセンサユニット５０へ次亜塩素酸ナトリウムを移動させるためのポンプを別途用意しなくて済むため、ポンプの駆動のための消費電力を抑えることも可能となる。

【0054】

このような海水Ｗの流れは航走体１Ｂの移動に伴って生じるため、実際には、電極対７３において次亜塩素酸ナトリウムが生成された箇所に、航走体１Ｂの移動に伴ってセンサユニット５０が移動することによって、センサユニット５０が到達する。一方で、第１実施形態では、発電装置１は移動せずに静止しており、発電装置１の周囲に自然に生じている海流ＦＷの流れによって、次亜塩素酸ナトリウムがセンサユニット５０に到達する。従って、自然に発生している海流ＦＷを利用する場合（第１実施形態）であっても、航走体１Ｂの移動によって相対的に発生する海流ＦＷを利用する場合（第２実施形態）であっても、次亜塩素酸ナトリウムをセンサユニット５０に到達させることが可能である。

【0055】

本開示は、上述した各実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。上述した各実施形態では、発電装置１，１Ａ及び航走体１Ｂが海中に設置される場合を説明した。しかし、発電装置１，１Ａ及び航走体１Ｂの設置場所は、海に限らず、河川又は湖などの海以外の水域であってもよい。この場合、発電装置１は、海流発電装置に限らず、潮流発電装置といった他の水流を利用した発電装置であってもよい。

【0056】

このように発電装置１，１Ａ及び航走体１Ｂが海以外に設置された場合であっても、例えば藻等が水中に存在する場合など、塩化ナトリウム等の成分が溶解し得る状況において、水の電気分解によって次亜塩素酸ナトリウムが生成され得るので、上述した作用効果を得ることができる。従って、電気分解の対象となる「液体」は、海水である場合に限らず、他の液体であってもよい。「液体」の他の例としては、例えば、鹹水が挙げられる。また、発電装置１は、水中を浮遊する浮遊式の水流発電装置に限定されず、海底に対して基体の位置が固定された海底固定式の水流発電装置であってもよい。

【0057】

以下、本開示の要旨を示す。
[１] 発電機を搭載する基体と、
前記発電機に連結され、前記水流を受けて回転可能なタービンと、
前記基体の外部に配置され、前記基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、
前記基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、
前記電極対と電気的に接続され、前記電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を前記電極対に印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電極対は、前記液体の流れ方向を基準とした場合に、前記基体の上流側から前記センサユニットを通って下流側に流れる前記液体の流動経路において、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、水流発電装置。
[２] 前記基体の内部に設けられるバラストタンクと、
前記バラストタンクに接続され、前記基体の内部において前記バラストタンクを経由する前記流動経路を構成し、前記バラストタンクに対し注排水を行う配管と、
を更に備え、
前記電極対は、前記配管の内部に配置され、
前記配管は、前記バラストタンクから前記基体の外部へ前記液体を排出する排水口を有し、
前記排水口は、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、[１]に記載の水流発電装置。
[３] 前記配管には、前記バラストタンクから前記基体の外部へ前記液体を送出するポンプが設けられ、
前記電極対は、前記配管の内部において前記ポンプよりも前記上流側に配置されている、[２]に記載の水流発電装置。
[４] 前記第１電極及び前記第２電極は、前記配管の延在方向に沿って延びており、前記延在方向と交差する方向に離間している、[２]又は[３]に記載の水流発電装置。
[５] 前記センサユニットは、第１センサと、前記流れ方向に沿って前記第１センサと並んで配置される第２センサと、を有する、[１]～[４]のいずれかに記載の水流発電装置。
[６] 前記タービンは、前記基体において前記水流の下流側の部分に設けられている、[１]～[５]のいずれかに記載の水流発電装置。
[７] 水中又は水面を移動可能な基体と、
前記基体の外部に配置され、前記基体の周辺の情報を取得するセンサユニットと、
前記基体の内部又は外部に配置される第１電極及び第２電極を有する電極対と、
前記電極対と電気的に接続され、前記電極対を流れる液体を電気分解するための電圧を前記電極対に印加する電圧印加部と、
を備え、
前記電極対は、前記液体の流れ方向を基準とした場合に、前記基体の上流側から前記センサユニットを通って下流側に流れる前記液体の流動経路において、前記センサユニットよりも前記上流側に配置されている、航走体。

【符号の説明】

【0058】

１，１Ａ 発電装置（水流発電装置）
１Ｂ 航走体
２，２Ａ，２Ｂ 基体
３ タービン
４ 発電機
５０ センサユニット
５１ センサ（第１センサ）
５２ センサ（第２センサ）
６１ バラストタンク
６２，６２Ａ 配管
６４ 排水口
６５ ポンプ
７１ 陽極（第１電極）
７２ 陰極（第２電極）
７３ 電極対
７４ 電圧印加部
Ｄ 下流側
Ｄ１ 延在方向
Ｄ２ 方向
ＦＷ 海流（水流）
Ｒ，ＲＡ 流動経路
Ｕ 上流側
Ｗ 海水（液体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】