CN113882994A - 波浪能利用装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够以简单的结构在不受到潮位变动以及波浪的大小的波动影响的情况下有效地将波浪能以压缩空气的形式贮存并活用的、波浪能利用装置及其控制方法。将波浪承受箱(1)沉没于沿岸，并对回压配管(12)和回压开闭阀(13)进行控制，在使空气压缩管(3)内的水面(21)成为比空气节流部(4)靠下的基准水面(23)的状态下承受推浪，由此，即使在一个波浪承受箱处存在潮位变动以及波浪的大小的波动，也能够将波浪的能量无损失地变换到压缩空气中，且贮存于压缩空气贮存罐(11)，并活用于发电等。

Description

波浪能利用装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及为了对涌来的波浪的能量进行广泛活用而由波浪的能量生成及贮存压缩空气的波浪能利用装置及其控制方法。
背景技术
世界的能源消耗量逐年持续增加。并且，由于石油、煤炭、天然气这样的化石燃料的利用增多而导致CO2排出量的增加，伴随于此的全球变暖成为问题。另一方面，担心这些化石燃料由于枯竭而导致不足。在这样的状况之中，在世界上正积极地推进可再生能源的活用。在该可再生能源之中，在能够从自然现象获得的自然能源中存在太阳光和热、风能、潮汐能、波浪能以及地热等，它们尤其有望作为无需担心枯竭的、清洁的能源资源。
在自然能源之中尤其是，太阳光发电以及风能发电被外部因素较大程度地左右其发电量，相对于此，波浪能发电的稳定性比较优异且面积效率据说是几倍至几十倍。另外，作为岛国的日本在其海洋能源活用方面具有较高的潜力。
然而，在以下方面存在课题，即，用于在海洋中设置的设置成本、由于始终与海水接触而导致的腐蚀、伴随着贝、藤壶或者垃圾等异物附着的定期维护这样的长期可靠性确保而产生的维持管理成本、以及针对台风等异常气象的安全性。
作为以往的利用冲来的波浪的力进行发电的系统，存在如下系统：使用波浪导入箱生成压缩空气，并使用该压缩空气使叶片式风车转动，由此进行发电(例如，参照专利文献1)。
图7是示出专利文献1所记载的以往的利用波浪能的发电方法的图。
在图7中，(a)示出了波浪导入箱，(b)示出将波浪导入箱设置于沿岸构造物的例子并且示出了设置有多个波浪导入箱的系统整体。波浪导入箱101是从波浪导入箱入口102趋向进深方向而急剧地变窄的漏斗状的结构。并且，波浪导入箱101具备压缩空气通气管103，该压缩空气通气管103以向上的方式连结于波浪导入箱101的进深端且在顶端具有喷嘴状的压缩空气喷出口。在压缩空气通气管103的压缩空气喷出口的前方配置有叶片式风车104，在叶片式风车104连结有在叶片式风车104的旋转力的作用下旋转而进行发电的发电机105。
利用向波浪导入箱入口102涌来的波浪将空气向进深推入，被推入且被压缩后的空气通过压缩空气通气管103，从压缩空气通气管103的压缩空气喷出口喷出的压缩空气向叶片式风车104吹送，使叶片式风车104向一个方向持续旋转，由此发电机105进行发电。
通过如图7的(b)的设置例那样将波浪导入箱101在高度方向上配置多个、或者设置上下移动机构，来应对潮位的高低，另外，通过在宽度方向上并列配置多个，能够始终承受波浪，而能够使多个叶片式风车104持续旋转，因此能够实现始终稳定的发电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-20360号公报
发明内容
对于本发明的一个方案的波浪能利用装置的控制方法，所述波浪能利用装置具备：波浪承受箱，其具有向大海开口并承受波浪的推动回抽的波浪承受箱入口部，且具有从所述波浪承受箱入口部向下游侧填充海水的空间，且沉没于沿岸；
中空的空气压缩管，其下部的配管设定为流路截面积比上部的配管大，且所述空气压缩管具有呈锥状将所述下部的配管与所述上部的配管连接的空气节流部，所述下部的配管直立地连接于所述波浪承受箱的下游侧的上部，所述空气压缩管将空气压缩而形成压缩空气；
压力测定装置，其对所述空气压缩管的压力进行测定；
空气吸入口，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第一止回阀，且从所述空气压缩管的外部吸入空气；
空气排出管，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第二止回阀，且从所述空气压缩管内排出所述压缩空气；
压缩空气贮存罐，其设置于所述空气排出管的下游，且供从所述空气压缩管排出的所述压缩空气填充；
回压配管，其将所述压缩空气贮存罐与所述空气压缩管连接；
回压开闭阀，其配备于所述回压配管的中途，且对所述回压配管的流路进行开闭；以及
压缩空气活用部，其设置于所述压缩空气贮存罐的下游侧的流路，且对所述压缩空气进行活用，其中，
在回浪时，将空气从所述空气吸入口向所述空气压缩管内吸入，
在利用所述压力测定装置确认所述空气的吸入之后，打开所述回压开闭阀，
使填充于所述压缩空气贮存罐的压缩空气的一部分通过所述回压配管返回所述空气压缩管内，
使所述空气压缩管内的水面下降得比所述空气节流部低。
另外，本发明的另一方案的波浪能利用装置具备：
波浪承受箱，其具有向大海开口并承受波浪的推动回抽的波浪承受箱入口部，且具有从所述波浪承受箱入口部向下游侧填充海水的空间，且沉没于沿岸；
中空的空气压缩管，其下部的配管设定为流路截面积比上部的配管大，且所述空气压缩管具有呈锥状将所述下部的配管与所述上部的配管连接的空气节流部，所述下部的配管直立地连接于所述波浪承受箱的下游侧的上部，所述空气压缩管将空气压缩而形成压缩空气；
压力测定装置，其对所述空气压缩管的压力进行测定；
空气吸入口，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第一止回阀，且从所述空气压缩管的外部吸入空气；
空气排出管，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第二止回阀，且从所述空气压缩管内排出所述压缩空气；
压缩空气贮存罐，其设置于所述空气排出管的下游，且供从所述空气压缩管排出的所述压缩空气填充；
回压配管，其将所述压缩空气贮存罐与所述空气压缩管连接；
回压开闭阀，其配备于所述回压配管的中途，且对所述回压配管的流路进行开闭；
压缩空气活用部，其设置于所述压缩空气贮存罐的下游侧的流路，且对所述压缩空气进行活用；
水位检测装置，其设置于所述空气压缩管内，且对所述空气压缩管内的水位进行检测；以及
控制装置，其根据由所述水位检测装置检测到的所述空气压缩管内的所述水位，来对所述回压开闭阀进行控制。
并且，在本发明的又一方案的波浪能利用装置中，代替所述水位检测装置和所述控制装置而具备：
波浪高度测定装置，其用于对波浪的高度进行测定；以及
控制装置，其根据由所述波浪高度测定装置测定出的波浪高度，来计算用于使所述空气压缩管内的水位下降得比所述空气节流部低的空气压缩管内压力，并控制所述回压开闭阀以使由设置于所述空气压缩管的所述压力测定装置测定的压力值与所述空气压缩管内压力相同。
附图说明
图1的(a)是本发明的实施方式1的波浪能利用装置的整体图，图1的(b)是本发明的实施方式1的空气压缩管的放大图。
图2是表示本发明的实施方式1的推浪(日文：押し波)时的空气的流动的图。
图3是表示本发明的实施方式1的回浪(日文：引き波)时的空气的流动的图。
图4是表示本发明的实施方式1的来自回压配管的空气的流动的图。
图5是本发明的实施方式2的波浪能利用装置的整体图。
图6是表示本发明的实施方式2的波浪高度与空气压缩管的压力值之间的关系的图。
图7的(a)是示出专利文献1所记载的以往的波浪导入箱的图，图7的(b)是示出专利文献1所记载的以往的波浪能发电装置的在沿岸的设置状态的图。
附图标记说明
1 波浪承受箱
1a 海水填充室
2 波浪承受箱入口部
3 空气压缩管
4 空气节流部
5 空气压缩管下部
6 空气压缩管上部
7 压力测定装置
8 空气吸入管
8a 空气吸入口
9 空气排出管
10a、10b 止回阀
11 压缩空气贮存罐
12 回压配管
13 回压开闭阀
14 压缩空气活用部
15 水位检测装置
16 控制装置
17 潮位上限
18 潮位下限
19 波浪
20 波浪(海中)
21 水面
22 海水
23 基准水面
24 波浪高度测定装置
25 设定压力
26 潮位
101 波浪导入箱
102 波浪导入箱入口
103 压缩空气通气管
104 叶片式风车
105 发电机。
具体实施方式
然而，在以往的结构中，波浪导入箱101需要设置于波浪将空气卷入的位置，因此，波浪导入箱入口102的开口需要从海面露出。并且，对于变动的潮位，通过将波浪导入箱101在高度方向上并排设置多个、或者利用上下的移动机构来对应，因此，前者存在无助于发电的波浪导入箱而效率差，后者的装置复杂化并且在长期可靠性方面存在课题。另外，构成为通过在水平方向上并排设置多个波浪导入箱101并且向一个叶片式风车104输送压缩空气，以使得即使存在波浪的大小或者周期的波动，也能够从承受波浪的波浪导入箱101向叶片式风车104持续输送压缩空气，因此相对于设置面积的发电效率差。
本发明解决上述以往的课题并且目的在于，提供能够以简单的结构在不受到潮位变动以及波浪的大小的波动影响的情况下有效地将波浪能以压缩空气的形式贮存并活用的、波浪能利用装置及其控制方法。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的波浪能利用装置的结构的图。图1的(a)是波浪能利用装置的整体图，图1的(b)是空气压缩管3的放大图。波浪能利用装置具备波浪承受箱1、空气压缩管3、压力测定装置7、空气吸入口8a、空气排出管9、压缩空气贮存罐11、回压配管12、回压开闭阀13以及压缩空气活用部14。
在图1的(a)和(b)中，波浪承受箱1设置为沉没于沿岸的海中。波浪承受箱1是长方体的箱形状的构件，且在一个侧面形成有向大海开口并承受波浪19的推动回抽的波浪承受箱入口部2。波浪承受箱1具备海水填充室1a，来作为从波浪承受箱入口部2向进深(即下游侧)填充海水的空间。
在波浪承受箱1的海水填充室1a的进深侧(即，下游侧的端部)的上部连结有空气压缩管3。空气压缩管3是从波浪承受箱入口部2相对于下游方向垂直地直立且例如沿铅垂方向设置的中空的管，并且通过向下游侧、即从下向上将空气压缩管下部5、空气节流部4及空气压缩管上部6依次连结而构成。空气压缩管下部5设定为流路截面积比空气压缩管上部6大，且由空气节流部4利用锥状的圆锥面将空气压缩管下部5与空气压缩管上部6连接。
在空气压缩管3的空气压缩管上部6具备对空气压缩管上部6内的压力进行测定的压力测定装置7，测定结果能够如后述那样用作对负压以及大气压进行判定的信息。
在空气压缩管3的空气压缩管上部6的上端，设置有作为空气吸入口8a发挥功能的空气吸入管8和作为空气排出口发挥功能的空气排出管9。在空气吸入管8和空气排出管9的中途分别具备第一止回阀10a以及第二止回阀10b，从而使空气只向一个方向流动。即，空气吸入管8在第一止回阀10a的作用下，使空气仅向被朝空气压缩管3吸入的方向流动，而不会向相反方向流动。空气排出管9在第二止回阀10b的作用下，使压缩空气仅向被从空气压缩管3排出的方向流动，而不会向相反方向流动。
在空气排出管9的流路的前方具备压缩空气贮存罐11，该压缩空气贮存罐11供被空气压缩管3压缩后的压缩空气填充。
蓄积于压缩空气贮存罐11的压缩空气被设置于压缩空气贮存罐11的下游侧流路的压缩空气活用部14活用于发电等。
压缩空气贮存罐11与空气压缩管3的上部由回压配管12连接，在回压配管12具备通过控制装置16的控制而对回压配管12的流路进行开闭的回压开闭阀13。
另外，在空气压缩管下部5设置有对空气压缩管3内的水位进行检测的水位检测装置15。
并且，设置有根据水位检测装置15的检测信号来对回压开闭阀13的开闭进行控制的控制装置16。
图2是表示本发明的实施方式1的装置结构中的推浪时的空气的流动的图。对于与图1相同的构成要素，使用相同的附图标记并省略说明。
在图2中，被波浪(海中)20推动的海水22从波浪承受箱入口部2侵入波浪承受箱1内，而将空气压缩管3内的水面21从基准水面23起上推与侵入的海水22相同的体积量。此时，空气压缩管3内的空气被压缩，进而利用空气节流部4使每单位面积施加的力增加，由此能够将空气压缩到更高压力。被压缩后的高压的空气自空气排出管9从空气压缩管3排出，并填充于压缩空气贮存罐11。
在此，对基准水面23的决定方法的一例进行说明。被波浪上推的水面21在通过空气节流部4时会造成压力损失。因此，优选的是，基准水面23位于比空气节流部4足够靠下的位置，以使得被波浪上推的水面21不会到达空气节流部4。另外，当使基准水面23位于与潮位下限相同的位置时，需要额外的用于将液面抬高的力，从而造成损失，因此，优选的是，基准水面23位于比潮位下限靠下方处。在考虑到这些因素的同时来决定基准水面23时，可以根据波浪承受箱1与空气压缩管下部5的开口比、所设置的海岸的潮位变动、以及波浪的大小来决定。
图3是表示本发明的实施方式1的装置结构中的回浪时的空气的流动的图。对于与图1相同的构成要素，使用相同的附图标记并省略说明。
在图3中，在图2的推浪之后的回浪的作用下，被波浪(海中)20拉动的海水22自波浪承受箱入口部2从波浪承受箱1流出去，从而将被推浪上推的、空气压缩管3内的水面21下拉。此时，空气压缩管3内的空气膨胀，并进而在空气节流部4的效果的作用下，空气压缩管上部6急剧地变成负压。空气从空气吸入管8向内部变成了负压的空气压缩管3流入，使空气压缩管3的内部变成大气压，从而空气从空气吸入管8的流入终止。此时，由于潮位26比基准水面23高，因此水面21不会返回至基准水面23，而是保持水面21比基准水面23高的状态。
需要说明的是，上述负压以及大气压能够根据由压力测定装置7进行的压力测定来判定。
图4是表示本发明的实施方式1的来自回压配管12的空气的流动的图。对于与图1相同的构成要素，使用相同的附图标记并省略说明。
在图4中，由压力测定装置7检测到空气从空气吸入管8的流入消失且空气压缩管3内成为大气压的状态。此时，若由设置于空气压缩管下部5的水位检测装置15检测到水面21未返回至基准水面23，则借助控制装置16将回压开闭阀13开放，将压缩空气从回压配管12向空气压缩管3供给，而将水面21下推直至成为基准水面23的高度。
这样，反复进行图2的由推浪进行的空气压缩动作、图3的由回浪进行的空气吸入动作以及图4的用于成为基准水面23的回压控制动作，从而向压缩空气贮存罐11填充压缩空气。
如以上那样，根据本发明的实施方式的波浪能利用装置及其控制方法，将波浪承受箱设置为沉没于沿岸的海中，对回压开闭阀进行开闭而利用回压配管使压缩的空气的一部分返回空气压缩管内，由此，使空气压缩管内的水面下降得比空气节流部低。通过在该状态下承受推浪，从而即使在一个波浪承受箱处存在潮位的变动以及波浪的大小的波动，也能够将波浪的能量无损失地变换到压缩空气中，贮存于压缩空气贮存罐，并由压缩空气活用部活用于发电等。即，上述波浪能利用装置及其控制方法虽然是简单的结构，但能够在不受到潮位变动以及波浪的波动影响的情况下有效地将波浪能以压缩空气的形式贮存并活用。
具体而言，将波浪承受箱1设置为沉没于沿岸的海中，对回压开闭阀13进行开闭而利用回压配管12使压缩的空气的一部分返回空气压缩管3内。或者，根据由水位检测装置15检测到的水位来利用控制装置16对回压开闭阀13进行开闭控制，并借助回压配管12使压缩后的空气的一部分返回空气压缩管3内。通过像这样构成，能够使空气压缩管3内的水面21下降得比空气节流部4低，即，能够将空气压缩管3内的水面21下推至位于空气压缩管下部5内的基准水面23。通过在该状态下承受推浪，从而例如不用像以往那样设置多个波浪导入箱，即使在一个波浪承受箱1处存在图1的(a)的潮位上限17至潮位下限18那样的潮位的变动以及波浪的大小的波动，也能够将波浪的能量无损失地变换到压缩空气中，贮存于压缩空气贮存罐11，并由压缩空气活用部14活用于发电等。
需要说明的是，在本实施方式中，由压力测定装置7对空气从空气吸入管8的流入进行判定，但也可以是，在空气吸入口8a的前后任一方的流路设置流量计，并使用空气的流量进行判定。
(实施方式2)
图5是表示本发明的实施方式2的波浪能利用装置的结构的图。对于与图1相同的构成要素，使用相同的附图标记并省略说明。
实施方式2与实施方式1不同的是，在沿岸部设置有对波浪19的高度进行测定的波浪高度测定装置24以及控制装置16的功能不同。
控制装置16构成为，根据由波浪高度测定装置24测定出的波浪高度，来计算用于使空气压缩管3内的水位成为基准水面23的空气压缩管3内压力，并对回压开闭阀13的开闭进行控制，以使由设置于空气压缩管3的压力测定装置7测定的压力值与求出的空气压缩管3内压力相同。
根据该结构，利用控制装置16，根据基准水面23的高度与由波浪高度测定装置24测定出的波浪高度之差，来计算用于将空气压缩管3内的水面21下降至基准水面23的压力。进而，利用控制装置16对回压开闭阀13进行控制，以使位于空气压缩管3的压力测定装置7的压力值成为计算出的压力值，由此将空气压缩管3内的水面21下推至位于空气压缩管下部5内的基准水面23。通过在该状态下承受推浪，从而即使在一个波浪承受箱1处存在潮位上限17至潮位下限18那样的潮位的变动以及波浪的大小的波动，也能够将波浪的能量无损失地变换到压缩空气中，贮存于压缩空气贮存罐11，并活用于发电等。
另外，图6是表示本发明的实施方式2的波浪高度和空气压缩管3的压力值的图。
在图6中，上方的曲线图表示由波浪高度测定装置24测定出的波浪高度的变化。另一方面，在图6中，下方的曲线图表示相同时间的由空气压缩管3所具备的压力测定装置7测定出的压力值的变化。控制装置16根据波浪的高度对设定压力进行设定。如图6所示，在波浪的高度为正值的时，设定压力25取正值。在波浪的高度为负值时，设定压力25取负值。另外，在波浪的高度为正值时，空气压缩管3的压力取正值(空气压缩时)。在波浪的高度为负值时，空气压缩管3的压力取负值(空气膨胀时)。在空气压缩管3的压力的绝对值比设定压力25的绝对值低的情况下，由控制装置16判断为在空气压缩管3内存在堵塞，且由控制装置16将回压开闭阀13开放，将空气从波浪承受箱入口部2放出，由此能够将空气压缩管3内的异物去除。
针对异物的堵塞，从回压配管12喷射压缩空气贮存罐11的高压空气，将空气压缩管3内的异物去除而将配管堵塞消除，由此能够使对于在海洋中运用而言重要的维护性以及长期运用的可靠性提升。
需要说明的是，通过适当组合上述各种实施方式或者变形例中任意的实施方式或者变形例，能够起到各自所具有的效果。另外，能够进行实施方式彼此的组合、实施例彼此的组合或者实施方式与实施例的组合，并且还能够进行不同的实施方式或者实施例中的特征彼此的组合。
[工业实用性]
本发明的上述方案的波浪能利用装置及其控制方法虽然是简单的结构，但能够在不受到潮位变动以及波浪的波动影响的情况下有效地将波浪能以压缩空气的形式贮存并活用于发电等，并且能够应用于作为清洁的能量资源的用途。

Claims (6)

1.一种波浪能利用装置的控制方法，所述波浪能利用装置具备：
波浪承受箱，其具有向大海开口并承受波浪的推动回抽的波浪承受箱入口部，且具有从所述波浪承受箱入口部向下游侧填充海水的空间，且沉没于沿岸；
中空的空气压缩管，其下部的配管设定为流路截面积比上部的配管大，且所述空气压缩管具有呈锥状将所述下部的配管与所述上部的配管连接的空气节流部，所述下部的配管直立地连接于所述波浪承受箱的下游侧的上部，所述空气压缩管将空气压缩而形成压缩空气；
压力测定装置，其对所述空气压缩管的压力进行测定；
空气吸入口，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第一止回阀，且从所述空气压缩管的外部吸入空气；
空气排出管，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第二止回阀，且从所述空气压缩管内排出所述压缩空气；
压缩空气贮存罐，其设置于所述空气排出管的下游，且供从所述空气压缩管排出的所述压缩空气填充；
回压配管，其将所述压缩空气贮存罐与所述空气压缩管连接；
回压开闭阀，其配备于所述回压配管的中途，且对所述回压配管的流路进行开闭；以及
压缩空气活用部，其设置于所述压缩空气贮存罐的下游侧的流路，且对所述压缩空气进行活用，其中，
在回浪时，将空气从所述空气吸入口向所述空气压缩管内吸入，
在利用所述压力测定装置确认所述空气的吸入之后，打开所述回压开闭阀，
使填充于所述压缩空气贮存罐的压缩空气的一部分通过所述回压配管返回所述空气压缩管内，
使所述空气压缩管内的水面下降得比所述空气节流部低。
2.根据权利要求1所述的波浪能利用装置的控制方法，其中，
在所述空气压缩管内设置有对所述空气压缩管内的水位进行检测的水位检测装置，
根据由所述水位检测装置检测到的所述空气压缩管内的所述水位，来对所述回压开闭阀的开闭进行控制。
3.根据权利要求1所述的波浪能利用装置的控制方法，其中，
设置有用于对波浪的高度进行测定的波浪高度测定装置，
根据由所述波浪高度测定装置测定出的波浪高度，来计算用于使所述空气压缩管内的水位下降得比所述空气节流部低的空气压缩管内压力，
打开所述回压开闭阀，直至设置于所述空气压缩管的所述压力测定装置成为所述空气压缩管内压力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的波浪能利用装置的控制方法，其中，
设置有用于对波浪的高度进行测定的波浪高度测定装置，
在由所述空气压缩管内的所述压力测定装置测定出的空气压缩时的压力值的绝对值比根据由所述波浪高度测定装置测定出的波浪高度而设定的压力值低的情况下，将所述回压开闭阀开放，而从所述波浪承受箱入口部放出空气。
5.一种波浪能利用装置，其中，
所述波浪能利用装置具备：
波浪承受箱，其具有向大海开口并承受波浪的推动回抽的波浪承受箱入口部，且具有从所述波浪承受箱入口部向下游侧填充海水的空间，且沉没于沿岸；
中空的空气压缩管，其下部的配管设定为流路截面积比上部的配管大，且所述空气压缩管具有呈锥状将所述下部的配管与所述上部的配管连接的空气节流部，所述下部的配管直立地连接于所述波浪承受箱的下游侧的上部，所述空气压缩管将空气压缩而形成压缩空气；
压力测定装置，其对所述空气压缩管的压力进行测定；
空气吸入口，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第一止回阀，且从所述空气压缩管的外部吸入空气；
空气排出管，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第二止回阀，且从所述空气压缩管内排出所述压缩空气；
压缩空气贮存罐，其设置于所述空气排出管的下游，且供从所述空气压缩管排出的所述压缩空气填充；
回压配管，其将所述压缩空气贮存罐与所述空气压缩管连接；
回压开闭阀，其配备于所述回压配管的中途，且对所述回压配管的流路进行开闭；
压缩空气活用部，其设置于所述压缩空气贮存罐的下游侧的流路，且对所述压缩空气进行活用；
水位检测装置，其设置于所述空气压缩管内，且对所述空气压缩管内的水位进行检测；以及
控制装置，其根据由所述水位检测装置检测到的所述空气压缩管内的所述水位，来对所述回压开闭阀进行控制。
6.一种波浪能利用装置，其中，
所述波浪能利用装置具备：
波浪承受箱，其具有向大海开口并承受波浪的推动回抽的波浪承受箱入口部，且具有从所述波浪承受箱入口部向下游侧填充海水的空间，且沉没于沿岸；
中空的空气压缩管，其下部的配管设定为流路截面积比上部的配管大，且所述空气压缩管具有呈锥状将所述下部的配管与所述上部的配管连接的空气节流部，所述下部的配管直立地连接于所述波浪承受箱的下游侧的上部，所述空气压缩管将空气压缩而形成压缩空气；
压力测定装置，其对所述空气压缩管的压力进行测定；
空气吸入口，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第一止回阀，且从所述空气压缩管的外部吸入空气；
空气排出管，其连接于所述空气压缩管的上端并且具备第二止回阀，且从所述空气压缩管内排出所述压缩空气；
压缩空气贮存罐，其设置于所述空气排出管的下游，且供从所述空气压缩管排出的所述压缩空气填充；
回压配管，其将所述压缩空气贮存罐与所述空气压缩管连接；
回压开闭阀，其配备于所述回压配管的中途，且对所述回压配管的流路进行开闭；
压缩空气活用部，其设置于所述压缩空气贮存罐的下游侧的流路，且对所述压缩空气进行活用；
波浪高度测定装置，其用于对波浪的高度进行测定；以及
控制装置，其根据由所述波浪高度测定装置测定出的波浪高度，来计算用于使所述空气压缩管内的水位下降得比所述空气节流部低的空气压缩管内压力，并控制所述回压开闭阀以使由设置于所述空气压缩管的所述压力测定装置测定的压力值与所述空气压缩管内压力相同。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7241357B2 (ja) * 2020-10-19 2023-03-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波力利用装置および波力利用装置の制御方法
WO2023100596A1 (ja) * 2021-12-01 2023-06-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波力利用装置及び波力利用装置の制御方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1423291A (en) * 1922-07-18 System
US960478A (en) * 1909-05-06 1910-06-07 David R Allard Air-compressor.
GB171104A (en) * 1920-11-03 1923-02-01 James Mcilveen Improved means for utilising ocean wave power
US4118637A (en) * 1975-05-20 1978-10-03 Unep3 Energy Systems Inc. Integrated energy system
US4281257A (en) * 1979-01-29 1981-07-28 Victor Testa Wave powered generator
JPS59160043A (ja) 1983-03-04 1984-09-10 Nippon Carbureter Co Ltd エンジンの燃料噴射制御方法
JPS6090990A (ja) * 1983-10-26 1985-05-22 Hitachi Ltd 波浪エネルギ−発電装置
JPS60104779A (ja) 1983-11-14 1985-06-10 Takenaka Komuten Co Ltd 定圧化タンク方式の波力発電方法
JPS6114483A (ja) 1984-06-30 1986-01-22 Hiroshi Ochiai 波エネルギ−変換方法
EP0190126A1 (en) 1984-08-17 1986-08-13 Jiun-Tsong Wu Power generation
JPH02112516A (ja) * 1988-10-21 1990-04-25 Takenaka Doboku Co Ltd 波浪エネルギー吸収装置
GB2245031A (en) * 1990-06-11 1991-12-18 Denis Joseph Rowan Wave power resonance generator
JPH1037841A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 Yoshinori Tanaka 潮位を利用した連続的風力発生装置
JP3415466B2 (ja) 1999-01-29 2003-06-09 新東工業株式会社 上・下鋳枠同時吹込み式鋳型造型機における鋳物砂吹込み方法
US7470087B2 (en) 2007-01-22 2008-12-30 Bai-Chieng Liou Wave-dissipating block
JP5216417B2 (ja) 2008-05-26 2013-06-19 健一 小林 潮力発電装置
US8893814B2 (en) * 2009-07-06 2014-11-25 My Bui Roof top and attic vent water misting system
US20120251349A1 (en) 2011-03-28 2012-10-04 Israel Ortiz Sea wave power converter
JP2014020360A (ja) 2012-07-17 2014-02-03 Hiromitsu Tejima 波打ち発電ウエーブパワー
JP6090990B2 (ja) 2013-03-22 2017-03-08 学校法人大阪医科薬科大学 半月板再生基材
CN103266982B (zh) 2013-05-28 2015-08-26 中国水利水电科学研究院 一种波能转换气动发电方法和装置
JP6104101B2 (ja) * 2013-08-23 2017-03-29 小林　健一 寄せ波発電装置
CN112943515A (zh) 2021-01-06 2021-06-11 南京工程学院 一种带有空气蓄能器的漂浮振荡水柱式波浪能发电装置

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