CN102292538A - 波动式发电机及波动式船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供波动式发电机，该波动式发电机在船舶航海时能使用周期性拍打该船舶的波浪的力发电从而产生电力，并可用低成本制作。本发明的波动式发电机的特征在于包括：压缩空气产生部，一旦收缩容纳了复原部件的被膜部件，则在排出所述复原部件中含有的空气后，所述复原部件恢复原来的形状；压缩空气储存部，与所述压缩空气产生部可通气地连接，并暂时存储所述排出的空气；压缩空气涡轮部，与所述压缩空气储存部可通气地连接，并通过暂时储存的所述排出的空气产生旋转动力；以及发电机部，与所述压缩空气涡轮部连接，并通过所述旋转动力产生电力。

Description

波动式发电机及波动式船舶
技术领域
本发明涉及将拍打船舶等的波浪的能量转换为压缩空气并利用该压缩空气发电从而产生电力的发电机。
背景技术
以往，关于用作渔业相关设备的电源的波浪能利用型的小型发电船，存在使用在沿岸区域等产生的波浪并通过浮标发电的结构(例如参考专利文献1)。
另外，关于利用波浪能的海洋发电装置，存在利用因波浪或潮汐而引起的海洋悬浮构造物的相互倾斜从而连续地驱动涡轮的结构(例如参考专利文献2)。
专利文献1：特开平5-164036号公报
专利文献2：特开2001-193626号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述结构中，存在用于制作发电装置的成本变大这一问题。
于是，鉴于上述技术课题，本发明的目的在于提供在船舶航海时能采用周期性拍打该船舶的波浪的力发电从而产生电力的能以低成本制作的波动式发电机。
解决课题的手段
为了解决上述的课题，本发明涉及的波动式发电机的特征在于，包括：压缩空气产生部，一旦收缩容纳了复原部件的被膜部件，在排出所述复原部件中含有的空气后，所述复原部件恢复原来的形状；压缩空气储存部，与所述压缩空气产生部可通气地连接，并暂时存储所述排出的空气；压缩空气涡轮部，与所述压缩空气储存部可通气地连接，并通过暂时储存的所述排出的空气产生旋转动力；以及发电机部，与所述压缩空气涡轮部连接，并通过所述旋转动力产生电力。
发明的效果
根据设置有本发明涉及的波动式发电机的波动式船舶，在设置有能以低成本制作的波动式发电机的波动式船舶航海时，能使用周期性拍打该波动式船舶的波浪的力发电从而产生电力。
附图说明
图1是示出配设有本发明的第1实施方式的波动式发电机的波动式船舶的结构图。
图2是示出本发明的第1实施方式的波动式发电机的压缩空气产生部的结构图。
图3是示出本发明的第1实施方式的波动式发电机的压缩空气产生部的动作原理的结构图，(a)至(g)是示出与波浪接触的压缩空气产生部的气囊收缩后膨胀的各动作的结构图。
图4是示出构成本发明的第2实施方式的筏利用型波动式发电机的压缩空气产生部的结构图。
图5是示出构成本发明的第3实施方式的车辆利用型波动式发电机的压缩空气产生部的结构图。
具体实施方式
以下，参考附图来说明本发明的波动式发电机及波动式船舶涉及的适宜的实施方式。此外，本发明的波动式发电机及波动式船舶不限于以下所述，在不脱离本发明的要旨的范围内能进行适当变更。
[第1实施方式]
首先，参考图1及图2具体地说明本实施方式的波动式发电机2及波动式船舶1的结构。此外，图1是示出配设有波动式发电机2的波动式船舶1的结构图。同样地，图2是示出波动式发电机2的压缩空气产生部10的结构图。
如图1所示，波动式船舶1由波动式发电机2及推进机3构成。另外，波动式发电机2由压缩空气产生部10、压缩空气储存部20、压缩空气涡轮部30及发电机部40构成。同样地，推进机3由电池50、马达60及螺旋桨70构成。那么，首先说明构成波动式发电机2的各结构部件，接着说明构成推进机3的各结构部件。
首先，参考图1及图2来具体地说明作为波动式发电机2的重要结构部件的压缩空气产生部10的结构。此外，图2是示出波动式发电机2的压缩空气产生部10的结构图。
压缩空气产生部10由气囊11、排出管12、吸气管13、上面隔板14及侧面壁板15构成。以下说明构成压缩空气产生部10的各结构部件。
这里，构成压缩空气产生部10的气囊11由被膜部件11A及复原部件11B组成。被膜部件11A由例如聚氨酯弹性体组成，由袋形部形成。另外，复原部件11B填充在由袋形部形成的被膜部件11A的内部，通过例如海绵状的氨甲酸酯形成。此气囊11的被膜部件11A的一端与后述的排出管12及吸气管13可通气地连接。
另外，构成压缩空气产生部10的排出管12是用于将在因波浪拍打而周期性地收缩的气囊201内部产生的压缩空气92传送至压缩空气储存部20中的配管。此排出管12由金属构成并通过将圆筒形部组合成指定的形状而形成。此外，排出管12配设成贯通后述的上面隔板14并与气囊11的一端部可通气地连接。一旦气囊11从膨胀的状态收缩，此排出管12从气囊11向排出管12排出压缩空气92。此外，由于吸气管13中设置有未图示的止回阀，所以在气囊11膨胀时空气不会从排出管12向气囊11漏出。
同样地，构成压缩空气产生部10的吸气管13配设成贯穿后述的上面隔板14并与气囊11的一端部可通气地连接。此吸气管13由金属组成并以圆筒形部形成。另外，在吸气管13中，一旦气囊11从收缩的状态膨胀，大气94被从吸气管13吸入至气囊11中。此外，由于吸气管13中设有未图示的止回阀，所以在气囊11收缩的情况下，压缩空气92不会从气囊11向吸气管13漏出。
同样地，构成压缩空气产生部10的上面隔板14由金属构成并以板状部形成。此上面隔板14配设在气囊11的上部，从上面保持因波浪拍打而周期性地收缩及膨胀的气囊201。此外，上面隔板14以被上述排出管12及通气口13貫通的状态进行支撑。
同样地，构成压缩空气产生部10的侧面壁板15由金属构成并以板状部形成。此侧面壁板15配设成与气囊101的外周部抵接，并与上面隔板14连接。此外，侧面壁板15从侧面保护因拍打气囊11的波浪91而周期性地收缩及膨胀的气囊11。
接着说明构成波动式发电机2的压缩空气储存部20。压缩空气储存部20由金属构成并以圆筒形部形成。另外，压缩空气储存部20与压缩空气产生部10及压缩空气涡轮部30可通气地连接。此压缩空气储存部20在暂时存储从压缩空气产生部10供给的压缩空气92后，将其传送至后述的压缩空气涡轮部30。此外，通过采用压缩空气储存部20暂时存储压缩空气92，能在大致平均化随时间变化的压缩空气92的压力后将其传送至压缩空气涡轮部30。
另外，构成波动式发电机2的压缩空气涡轮部30通过从压缩空气储存部20供给的压缩空气92使涡轮旋转，从而使设置于压缩空气涡轮部30的未图示的轴旋转。即，压缩空气涡轮部30使压缩空气92的压力转变为轴的旋转能。具体而言，此压缩空气涡轮部30可以使用与本发明相同发明人提出的专利申请2008-234844中所述的蒸气涡轮装置。
同样地，构成波动式发电机2的发电机部40与压缩空气涡轮部30的未图示的轴相连接，从而将轴的旋转能转换为电力。另外，波动式发电机2中产生的电力被供给至构成推进机3的电池50。
接着，说明构成推进机3的各结构部件。构成推进机3的电池50存储从波动式发电机2供给的电力或存储在停泊于港湾时从外部装置传送来的电力。另外，马达60接受来自电池50的电力供给并基于指定的控制使与马达60相连的轴旋转驱动。另外，通过将螺旋桨70与马达60的轴连接并从动于该轴的旋转而旋转，从而使波动式船舶1按照指定的控制推进。
接着，参考图3具体地说明作为配设于波动式船舶1中的波动式发电机2的重要结构部件的压缩空气产生部10的动作原理。此外，图3是示出波动式发电机2的压缩空气产生部10的动作原理的结构图，而图3(a)至(g)是示出与波浪91抵接的压缩空气产生部10的气囊11在收缩后膨胀的各动作的结构图。
一旦波浪91拍打压缩空气产生部10的气囊11，如图3(a)所示，海80的海水面81与气囊11压接。而且，一旦波浪91连续拍打压缩空气产生部10的气囊11，则如从图3(a)至图3(b)及图3(c)所示，海80的海水面从海水面81依次上升至海水面82及海水面83，从而使气囊11收缩固定的量。这样，一旦气囊11收缩固定量，则向排出管12排出与收缩量相应的压缩空气92。
这里，一旦波浪91进一步拍打压缩空气产生部10的气囊11，如图3(d)所示，海80的海水面上升至海水面84，气囊11最大限度地收缩。这样，一旦气囊11最大限度地收缩，压缩空气92最大限度地向排出管12排出。接着，当波浪93因压缩空气产生部10的气囊11的复原力而稍微后退时，如图3(e)所示，海80的海水面下降至海水面85，气囊11稍微膨胀。这样，当气囊11稍微膨胀时，大气94被从吸气管13吸入至气囊11中。
进一步，当波浪93因压缩空气产生部10的气囊11的复原力而持续后退时，如图3(e)至图3(f)所示，海80的海水面从海水面85下降至海水面86，气囊11膨胀固定的量。于是，当气囊11膨胀固定的量时，进一步与膨胀的体积相应地从吸气管13吸入大气94。这里，当波浪93因压缩空气产生部10的气囊11的复原力而进一步后退时，如图3(g)所示，海80的海水面从海水面86下降至海水面81，从而气囊11最大限度地膨胀，回到与图3(a)所示的气囊11相同的大小。这样，当气囊11最大限度地膨胀时，则大气94被最大限度地从吸气管13吸入至气囊11中。
此外，由于在波动式船舶1航海时波浪91不断周期性地拍打压缩空气产生部10的气囊11，所以从图3(a)至(g)所示的气囊11涉及的动作连续进行。因此，在波动式船舶1航海时，气囊11通过不断地重复收缩与膨胀，向排出管12周期性地排出压缩空气92。
根据以上第1实施方式涉及的波动式船舶1，在设置有能低成本制作的波动式发电机2的波动式船舶1航海时，利用周期性地拍打波动式发电机2涉及的压缩空气产生部10的气囊11的波浪91，使气囊11不断地收缩及膨胀，从而产生压缩空气92，并使用压缩空气涡轮部30及发电机部40通过该压缩空气92进行发电。即，根据第1实施方式涉及的波动式船舶1，使用自然的波浪91的力进行发电，从而能产生电力。
另外，根据第1实施方式涉及的波动式船舶1，由于能通过压缩空气产生部10的气囊11吸收因周期性拍打的波浪91而产生的冲击，所以能提高搭乘波动式船舶1的乘客的乘船意向。
[第2实施方式]
接着，参考图4说明本发明的第2实施方式涉及的筏利用型波动式发电机。此外，图4是示出构成筏利用型波动式发电机的压缩空气产生部100的结构图。
第2实施方式涉及的筏利用型波动式发电机配设于码头或港口等的海100的海水面111上，通过周期性地拍打的波浪的力产生压缩空气，用该压缩空气发电。这里，筏利用型波动式发电机具有构成筏利用型波动式发电机的压缩空气产生部100为筏构造的特征。此外，第2实施方式的筏利用型波动式发电机的压缩空气产生部100以外的构造及动作原理与第1实施方式所述的波动式发电机2的结构及动作原理相同。
具体而言，构成第2实施方式涉及的筏利用型波动式发电机的压缩空气储存部、压缩空气涡轮部及发电机部与第1实施方式涉及的构成波动式发电机2的压缩空气储存部20、压缩空气涡轮部30及发电机部40的结构及动作原理相同。因此，在第2实施方式的筏利用型波动式发电机中，以和第1实施方式的压缩空气产生部10不同的压缩空气产生部100的结构为重点，参考图4来具体说明。
在码头或港口等的海110的海面上连接多个压缩空气产生部100并拴住。这样的压缩空气产生部100由气囊101、配管102、金属网板103、罐104及连接材料105构成。这里，由于气囊101与第1实施方式涉及的气囊11除形状外结构相同，故省略说明。另外，由于配管102与第1实施方式涉及的排出管12结构相同，故省略说明。因此，以下说明构成压缩空气产生部100的金属网板103、罐104及连接材料105。
构成压缩空气产生部100的金属网板103是相当于第1实施方式涉及的上面隔板14的部件，由金属组成并以表面为网眼状等的板状部形成。这样的金属网板103配设在气囊101的上部，防止被波浪拍打的气囊101不收缩而上浮至海水面111。此外，由于金属网板103是网眼状，且具有通气性，故具有第1实施方式涉及的吸气管13的功能。
另外，构成压缩空气产生部100的罐104是相当于第1实施方式涉及的侧面壁板15的部件，由金属构成并以圆筒形部形成。这样的罐104配设成与气囊101的两侧邻接，并与金属网板103连接。具体而言，罐104防止向波浪拍打后的气囊101施力的金属网板103相对海水面111上下移动。此外，在罐104的内部，容纳有水104A作为重物。
另外，构成压缩空气产生部100的连接材料105是用于连接邻接地配设的压缩空气产生部100的连接部件。这样的连接材料105由例如金属构成的链条等形成，并分别与各压缩空气产生部100的金属网板103的一端部连接。此外，使用连接材料105能配设在码头或港口等，并避免周期性地拍打的波浪的力而使海110上的多个压缩空气产生部100分散。
以上，根据第2实施方式涉及的筏利用型波动式发电机，在配设于码头或港口等的海100的海水面111上的能以低成本制作的筏利用型波动式发电机中，能够利用周期性地拍打压缩空气产生部100的气囊101的波浪，不断地收缩及膨胀气囊101，从而产生压缩空气，并通过该压缩空气利用压缩空气涡轮部及发电机部发电。即根据第2实施方式涉及的能以低成本制作的筏利用型波动式发电机，能够通过用自然的波浪的力发电来产生电力。
[第3实施方式]
接着，参考图5说明本发明的第3实施方式涉及的车辆利用型波动式发电机。此外，图5是示出构成车辆利用型波动式发电机的压缩空气产生部200的结构图。
第3实施方式涉及的车辆利用型波动式发电机，配设于高速道路的收费站或一般道路的交叉点等的路面，并通过周期性抵接的车辆的车轮的压接力产生压缩空气，利用该压缩空气发电。于是，车辆利用型波动式发电机具有构成车辆利用型波动式发电机的压缩空气产生部200为薄型构造的特征。此外，第3实施方式的车辆利用型波动式发电机的该压缩空气产生部200以外的构造及动作原理，与第1实施方式中所述的波动式发电机2的结构及动作原理相同。
具体而言，构成第3实施方式涉及的车辆利用型波动式发电机的压缩空气储存部、压缩空气涡轮部及发电机部与构成第1实施方式涉及的波动式发电机2的压缩空气储存部20、压缩空气涡轮部30及发电机部40的结构及动作原理相同。于是，在第3实施方式的车辆利用型波动式发电机中，以与第1实施方式的压缩空气产生部10不同的压缩空气产生部200的结构为重点，参考图5具体地说明。
压缩空气产生部200配设于高速道路的收费站或一般道路的交叉点等的路面上。此压缩空气产生部200由气囊201、配管202、保护板203、弹簧204及支撑板205构成。这里，由于气囊201与第1实施方式涉及的气囊11除形状外结构相同，故省略其说明。另外，由于配管202与第1实施方式涉及的排出管12结构相同，故省略说明。因此，以下说明构成压缩空气产生部200的保护板203、弹簧204及支撑板205。
构成压缩空气产生部200的保护板203形成为由金属等构成并以板状部形成。这样的支撑板205配设于气囊201的上部，从上面保护因通过保护板203与车辆210的车轮211压接而周期性地伸缩的气囊201。
另外，构成压缩空气产生部200的弹簧204是由金属或橡胶构成并形成为螺旋状的弹簧。这样的弹簧204配设为与气囊201的两侧邻接，并与保护板203连接。具体而言，弹簧204可伸缩地支撑因通过保护板203与车辆210的车轮211压接而周期性地伸缩的气囊201。
另外，构成压缩空气产生部200的支撑板205是相当于第1实施方式涉及的上面隔板14的部件，由金属等构成并以板状部形成。这样的支撑板205配设于气囊201的下部，并从下面支撑因通过保护板203与车辆210的车轮211压接而周期性伸缩的气囊201。
以上，根据第3实施方式涉及的车辆利用型波动式发电机，在高速道路的收费站或一般道路的交叉点等的路面上配设的能以低成本制作的车辆利用型波动式发电机中，能够使用通过保护板203周期性地与压缩空气产生部200的气囊201抵接的车辆201的车轮211的压接力，使气囊201不断地收缩及膨胀，从而产生压缩空气，并利用该压缩空气通过压缩空气涡轮部及发电机部发电。即，根据第3实施方式涉及的能以低成本制作的车辆利用型波动式发电机，通过使用车辆210的车轮211涉及的压接力发电，从而产生电力。
此外，在上述的第1至第3实施方式中，虽然将配设有压缩空气产生部的波动式发电机作为利用船舶、筏或车辆的波动式发电机来说明，但并不限定于上述的结构。例如，也可将配设有压缩空气产生部的波动式发电机构成为利用自然的风力的波动式的发电机。
符号说明
Figure BDA0000077520180000111

Claims (6)

1.一种波动式发电机，其特征在于，包括：
压缩空气产生部，一旦在所述压缩空气产生部中容纳了复原部件的被膜部件收缩，在排出所述复原部件中含有的空气后，所述复原部件恢复原来的形状；
压缩空气储存部，与所述压缩空气产生部可通气地连接，并暂时存储所述排出的空气；
压缩空气涡轮部，与所述压缩空气储存部可通气地连接，并通过暂时储存的所述排出的空气产生旋转动力；以及
发电机部，与所述压缩空气涡轮部连接，并通过所述旋转动力产生电力。
2.根据权利要求1所述的波动式发电机，其特征在于，
所述压缩空气产生部具有带止回阀功能的排气管；
一旦容纳了所述复原部件的被膜部件收缩，所述排气管就使所述复原部件所含有的空气向所述压缩空气储存部排出。
3.根据权利要求1所述的波动式发电机，其特征在于，
所述压缩空气产生部具有带止回阀功能的吸气管；
所述吸气管在容纳了所述复原部件的所述被膜部件收缩后，从大气中吸气以使所述复原部件恢复原来的形状。
4.一种波动式船舶，其特征在于，
将权利要求1至3中任一项所述的波动式发电机设置于船舶；
所述船舶在航行中通过与所述船舶压接的波浪的力使容纳所述复原部件的所述被膜部件收缩。
5.一种筏利用型波动式发电机，其特征在于，
将权利要求1所述的波动式发电机设置于筏；
通过与所述筏压接的波浪的力使容纳了所述复原部件的所述被膜部件收缩。
6.一种车辆利用型波动式发电机，其特征在于，
将权利要求1所述的波动式发电机设置于道路；
通过与所述道路压接的车辆的车轮的压力使容纳了所述复原部件的所述被膜部件收缩。
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