JP2000234581A

JP2000234581A - 波力用案内板付連続回転式無弁タービン

Info

Publication number: JP2000234581A
Application number: JP11074304A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Taniguchi; 茂谷口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】波力発電の実用化に向け、構造が簡単、故障
が少なく、無弁で大規模発電にも向く、波力用案内板空
気噴出口付無弁タービン（１）の排気を二次タービン
（２）に回し、そのエネルギー効率を大幅にアップする
のが目的である。【構成】一次タービン上部吹出口（３）と、二次ター
ビン上部案内板（３）を空気流通装置（４）で覆い、一
次タービンを抜けて、残りのエネルギーを持った空気
が、二次タービンを更に回転させる様にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔産業上の利用分野〕この発明は波力用案
内板空気噴出口付無弁タービン（１）の排気、吸気を空
気流通装置により他のタービンと連結し、大幅にエネル
ギー効率をアップすることが出来る波力用案内板付連続
回転式無弁タービンに関するものである。

【０００２】〔従来の技術〕従来の波力用タービンは、
大きく分けると、負圧をも利用する為に弁により制御す
るもの、静翼や案内羽等で空気の流れを制御するものな
ど、数々のタービンが開発されてきている。そのような
中、弁式は故障や不良が相次ぎ、静翼や案内羽等で空気
の流れを制御するタービンは、その様な物を必要としな
いウエールズタービンに圧倒されてしまった。ウエール
ズタービンも、複葉式ウェールズタービンや取付け角を
有する複葉式タービン、縦型に二枚配置したダンデズム
ウェールズタービンなど発展を続けている。現在の所、
単純な構造で高速回転するウェールズタービンが最も期
待されているが、報道によれば、そのエネルギー効率は
１６％から１８％とのことで、水力タービンの６、７０
％と言われる効率と比べると非常に低い現状である。結
局、ウエールズタービンは上下対象であるために羽の角
度を最適に設計すると厚みが増し、結果空気抵抗が増
す。回転は早くても、トルクと言う意味では不完全であ
る。又、空気の通り道に配置するのに適している為、ダ
クトや圧力配管で複数の波力吸収装置からの空気を集め
ての大規模発電には向かない。又、ボール状の弁で故障
を減らし、定圧タンクを設け、一定回転を目指したもの
も出来ているが、圧縮時の空気だけを利用しているにす
ぎない。弁も無ければ無いほうがより簡略で良い。そこ
で、発明されたのが波力用案内板空気噴出口付無弁ター
ビン（１）である。これは無弁で、圧縮、負圧時とも一
定回転するタービンである。外装に空気を一定方向に取
り込む案内板（３）が有るのが特徴で、シンプルで故障
も無く効率も高い。本発明は、このタービンを更に効率
を上げる為に成されたものである。何れにせよ、少しで
も簡易で効率の高い波力発電用無弁タービンは、波力の
本格的実用化、発電コストの低減の為にも待ち望まれて
いる。

【０００３】〔発明が解決しようとする課題〕本発明
は、そのような状況を改良すべく、波の持つエネルギー
を最大限に発揮し、しかもダクトや圧力配管などで複数
のタービンを同時に回転させることで、波力としては大
規模発電にも向くようなタービンシステムを構築する
事。また一次タービンだけで終わってしまう空気エネル
ギーを、二次タービンに送ることにより、残りのエネル
ギーを回収する事。更に、使用済の空気を、圧力又は負
圧として圧力室（１０）に一時蓄え、転換点でエネルギ
ーとして利用する事である。

【０００４】〔課題を解決するための手段〕波力用案内
板空気噴出口付無弁タービン（１）ＳＷＰＴ（一次ター
ビンＳＥＡＷＡＶＥＰＯＷＲＥＴＵＲＢＩＮＥ
の略）の空気噴出口（３）と、二次タービン（２）ＡＰ
Ｔ（ＡＴＭＯＳＰＨＥＲＩＣＰＲＥＳＳＵＲＥＴＵ
ＲＢＩＮＥの略）の上部、案内板空気取り入れ口（３）
を空気流通装置（４）で覆い連結する。（請求項１、
図１）ＳＷＰＴの上にＡＰＴを配置し、一次タービンを抜けた
空気が二次タービンＡＰＴを更に回転させる。二軸を一
軸にする方法に付いては省略。（請求項２、図２）本発明、波力用案内板付連続回転式無弁タービンを、波
力吸収装置に見合った圧力室に設置する。タービンを回
転させ終わった圧力又は負圧が、一時的に保存され、転
換点を越えて反対に働き、力を増大させる。（請求項
３、図３）

【０００５】〔作用〕本発明は以上の様な構成なので、
空気式であれば一次変換装置の型式を問わず波の持つ力
を最大限に発揮する事ができる。先ず、波の上昇時（空
気圧縮時）圧縮された空気は、一次タービン下側の案内
板噴出口（３）を経てランナー（７）の羽の先端部分に
噴出し、回転エネルギーになり、やがて全体の圧力とな
って上部案内板噴出口から外部に抜ける。更に空気流通
装置（４）を抜けて隣の案内板噴出口から二次タービン
ＡＰＴに吹きつけ回転させる。以上、連続回転が同一軸
上で起き、一次タービンだけで逃していたエネルギー
が、二次タービンでも回収されるので、エネルギー効率
は大幅にアップする。反対に、波の下降時（負圧の時）
下からの強烈な引き込みで、二次タービンＡＰＴ下部案
内板噴出口から大気が引込まれランナーを回転させる。
更に空気流通装置を抜けて隣の一次タービンＳＷＰＴに
吹きつけ回転させる。請求項２に関しても、何れも一次
タービンだけで逃していたエネルギーを、二次タービン
で回収する構造なので効率は大幅に上がる事になる。以
下、図４のロをもとに計算により証明する。これは、Ｓ
ＷＰＴ二基の間にＡＰＴ一基を同一軸上に配置した例で
ある。仮に、ＳＷＰＴのエネルギー効率が３０％とし、
波エネ吸収装置一基当たり１００のエネルギーを得ると
した際に、ＳＷＰＴ二基、波エネ吸収装置二基の時は、
３０×２＝６０ということなり、残り１４０はただ抜け
てしまう。そこで、間にＡＰＴを配置すると、風の流れ
を変えるロスと機械的ロスを無視すれば、１４０×３０
％＝４２がプラスされ、合計２００分の１０２という効
率５０％を越えるタービンシステムになる。圧力室にタ
ービンを設置して更に高出力で発電する方法に付いて
は、先ず圧縮時で説明すれば、波エネ吸収装置（１１）
で圧縮された空気は、タービンを回し、圧力室に圧縮さ
れる。その後、負圧に至る転換点で下からの吸引に対
し、上からの圧縮空気がバネとなり強力なトルクを与え
る。その後、圧力室は負圧となり、次の転換点で下から
の圧縮に対し強力に吸引する。以上の相乗効果を続け
る。

【０００６】〔実施例〕本発明、波力用案内板付連続回
転式タービンは、同一軸上に配置する場合、色々な組み
合わせが可能であるので、図４を基に説明する。（イ）ＳＷＰＴとＡＰＴを一組ずつ組み合わせたもの。
まだまだ数を増やしていっても何ら問題はない。（ロ）〔効果〕の中で説明したとおりである。ＳＷＰＴ
とＡＰＴとの数は、必ずしも一緒である必要はない。（ハ）ＳＷＰＴとＡＰＴを交互に配置して、空気流通装
置を一体に配管したケースである。波が一体となって押
し寄せる防波堤などには向くが、配管等で空気のタイミ
ングがずれる時は、一部エネルギーを打ち消し合う事も
ある。（ニ）波エネ吸収装置を好きな様に設置出来る場合は、
ＳＷＰＴだけを連続して連結するのが一番効率が高い。
独自に軸にトルクを与えるので、タイミングは関係な
い。又、図面は何れも、一つ、ひとつタービンを切り
離して書いてあるが、一つのタービンの中を間仕切りし
て、ＳＷＰＴとＡＰＴを兼用してもなんら問題は無い。又、案内板に関しては、多量の空気を出入りさせる場合
には、複数有っても良く、更に厚みのある外装（例塩
害に強いコンクリート製）等の場合には、案内溝でも効
果は同じである。（図２）更に、タービン、ランナーを
薄型にする場合は案内板に限らず上下とも吹き出しノズ
ルで、最適角度で吹きつけても効果は同じである。ノズ
ルから空気を吹きつけるのは、一般のタービンでも行わ
れているが、不圧時に大気圧をノズルから吹きつけると
いうのは今まで無かった。又、圧力室は、機械室を兼ね
れば無駄がない。

【０００７】〔発明の効果〕以上、一度タービンを抜け
た空気エネルギーが、もう一度タービンを抜けることで
全体として大幅にエネルギー効果を上げるので、波エネ
吸収装置の設置数を減らしても、同様のエネルギーを生
み出したり、装置を減らさない場合には、より多くのエ
ネルギーを生み出す。圧力室設置の場合も、より一層一
気圧以上のトルクを与えるので効果は高い。何れも、生
み出される電気や熱のコストを下げる事に役立つ。今後
の波エネ吸収装置等のコストダウンの努力などがあり、
商業的に採算が取れる所まで下がれば、実用化の流れは
一気に進む。設置さえすれば、燃料も要らず、廃棄物も
出さず３６５日運転を続け、エネルギーを産み続ける波
力発電は、未来の人類にとって、少なくとも福音の一つ
には成りえよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明、連続タービン基本型斜視図。空気流通
装置と空気受入装置は透視図。

【図２】本発明、上下設置型連続タービン断面図。

【図３】本発明、圧力室に設置の場合の断面図。

【図４】本発明の実施例を示すタービン配置図。

【符号の説明】

（１）は一次タービンＳＷＰＴ（２）は二次タービンＡＰＴ（３）は案内板空気噴出口（４）は空気流通装置（５）は空気受入装置（６）は軸（７）はランナー（８）は案内溝（９）は空気流通室（１０）は圧力室（機械室）（１１）は波エネ吸収装置（１２）は防波堤（１３）は海

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波力用案内板空気噴出口付無弁タービン
（１）の上部案内板大気側（３）を、連続する同タービ
ンの上部案内板（３）と空気流通装置（４）により覆い
結び付けた、波力用案内板付連続回転式無弁タービン。
【請求項２】波力用案内溝（８）空気噴出口付無弁タ
ービンを上下に配置し、一次タービンの排気、吸気を空
気流通室（９）を通過させ、二次タービンを回転させる
波力用案内溝付連続回転式無弁タービン。
【請求項３】請求項１のタービンを、波力吸収装置
（１１）に見合った体積の圧力室（１０）に設置し、圧
縮、負圧とも一気圧以上に利用する設置方法。