JP2000337241A - Generating set and generating method - Google Patents

Generating set and generating method

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JP2000337241A
JP2000337241A JP11227396A JP22739699A JP2000337241A JP 2000337241 A JP2000337241 A JP 2000337241A JP 11227396 A JP11227396 A JP 11227396A JP 22739699 A JP22739699 A JP 22739699A JP 2000337241 A JP2000337241 A JP 2000337241A
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JP
Japan
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seawater
power generation
transfer
float
sea surface
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JP11227396A
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Japanese (ja)
Inventor
Chun-Man Chan
チュン−マン チャン
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CHAN CHUN MAN
Original Assignee
CHAN CHUN MAN
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Publication date
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  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently generate power without using resources by converting the vertical motion of a float member floating receiving the motion of waves, into the rotary motion of a transmission shaft, lifting sea water transfer containers containing sea water, by the rotational force, and generating power utilizing potential energy of the sea water. SOLUTION: A generating set utilizing waves of the sea surface is provided with a float member 16 vertically floating on the sea surface in accordance with the vertical motion of the waves, and a transmission shaft 22 is rotated in one direction through a chain 18 and a ratchet wheel 24 by the vertical motion of the float member 16. A transfer belt 28 is transferred in one direction through the rotation of gears 26-26" by the rotation of the transmission shaft 22 to move up sea water transfer containers 30 disposed at specified spaces at the transfer belt 28 and to draw up sea water through the transfer containers 30 into a water storage tank 32 installed in a higher position than the sea surface. The sea water in the water storage tank 32 falls through conduit tubes 36 into a generating facility 34 installed in a low place, and a generator is driven by hydraulic power to generate power.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、海水の波動エネル
ギーを利用した水力発電装置及び発電方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydroelectric power generation device and a power generation method using wave energy of seawater.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】発電に
は各種の方法が使用されている。火力発電には化石燃料
の燃焼による公害問題が伴う。原子力発電については、
放射能汚染の危険性を軽視することができない。風エネ
ルギーや波エネルギーを利用する発電についても提案が
なされている。
2. Description of the Related Art Various methods are used for power generation. Thermal power generation is associated with pollution problems due to the burning of fossil fuels. For nuclear power,
The danger of radioactive contamination cannot be neglected. Proposals have also been made for power generation using wind energy and wave energy.

【0003】1991年11月19日発行の米国特許第
5,066,867号(権利者Shim)には、波によって反復上下
運動する浮き袋の運動を動力源とし、浮き袋にロープで
接続されたギアの回転力を利用した発電方法が開示され
ている。
[0003] A US patent issued November 19, 1991
No. 5,066,867 (right holder Shim) discloses a power generation method using the movement of a floating bag that repeatedly moves up and down by waves as a power source and using the rotational force of a gear connected to the floating bag with a rope.

【0004】1995年10月31日発行の米国特許第
5,641,862(権利者Ovadia)には、防波堤内に設けら
れ、防波堤と一体構造の波エネルギー回収装置を備えた
海水の波動エネルギーの変換システムが開示されてい
る。このエネルギー回収装置は、上方に延びるダクト内
に海水を導き、隔膜によって海水と分離されたオイルに
圧力を伝達し、波エネルギーをオイルの圧力に変換す
る。波エネルギー回収装置は、コンピュータ化された制
御システムに電気的に接続された複数の制御弁を備え、
波の圧力を回収してオイルに伝達する。配管系は、加圧
されたオイルを、発電器と機械的に結合した流体圧モー
タに接続した圧力タンクに導く。このシステムは太陽熱
蒸留装置と組み合わせることもできる。
A US patent issued October 31, 1995
5,641,862 (right holder Ovadia) discloses a seawater wave energy conversion system provided inside a breakwater and equipped with a wave energy recovery device integrated with the breakwater. The energy recovery device directs seawater into an upwardly extending duct, transmits pressure to oil separated from the seawater by a diaphragm, and converts wave energy to oil pressure. The wave energy recovery device comprises a plurality of control valves electrically connected to a computerized control system,
The pressure of the waves is recovered and transmitted to the oil. The piping system directs the pressurized oil to a pressure tank connected to a hydraulic motor mechanically coupled to the generator. This system can also be combined with a solar still.

【0005】中国特許公開公報CN1086878Aにも、海水の
波による発電方法と発電装置が開示されている。この装
置は、発電器及び波エネルギーの供給源として機能する
フロート部材を有している。海水の波によるフロート部
材の上下運動が発電用エネルギーとなる。
[0005] China Patent Publication CN1086878A also discloses a power generation method and a power generation device using seawater waves. The device includes a generator and a float member that functions as a source of wave energy. The vertical movement of the float member due to the seawater waves becomes the energy for power generation.

【0006】日本の特開平6-93952号公報にも、潮汐力
による発電装置と発電方法が開示されている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-93952 discloses a power generating apparatus and a power generating method using tidal force.

【0007】上記従来技術に共通する欠点は、装置の構
造が複雑で数多く部材を必要とし、そのことは上記の方
法や装置を使用すると、海水の波による発電コストが必
然的に高くなることを意味する。従って本発明の目的
は、上記の欠点を軽減し、少なくとも有用な代替エネル
ギーとして公共に供給できる発電装置及び発電方法を提
供することを目的とする。
A drawback common to the above prior art is that the structure of the apparatus is complicated and requires many members, which means that the use of the above method and apparatus inevitably increases the power generation cost due to seawater waves. means. Accordingly, an object of the present invention is to provide a power generation device and a power generation method that can reduce the above-described disadvantages and supply the power to the public as at least useful alternative energy.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の一形態として、
波の上下動に応じて昇降するフロート手段を有し、この
フロート手段が、海水の波動を電力に変換する装置が提
供される。
Means for Solving the Problems As one mode of the present invention,
An apparatus is provided that has a float means that rises and falls according to the vertical movement of the wave, and the float means converts the wave of the seawater into electric power.

【0009】本発明の第1の形態では、海面の波を利用
した発電装置が提供され、この発電装置は、波の上下運
動に応じて海面上で上下に浮動するフロート手段と、移
送手段と、前記フロート手段の上下運動を前記移送手段
の一の方向の運動に変換する変換手段と、海水貯留手段
から海水を流下させて少なくとも1基のタービンを駆動
して発電を行う海水供給手段とを備え、前記移送手段は
海水運搬手段を有し、前記海水運搬手段は前記移送手段
が前記方向に運動するときに海水を海面から前記海水貯
留手段に運搬するように構成されている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power generation device utilizing waves on the sea surface, the power generation device comprising: a float means which floats up and down on the sea surface in response to the vertical movement of the waves; A conversion means for converting the vertical movement of the float means into a movement in one direction of the transfer means, and a seawater supply means for generating power by driving at least one turbine by flowing seawater from the seawater storage means. Wherein the transporting means comprises seawater transporting means, the seawater transporting means being configured to transport seawater from the sea surface to the seawater storage means when the transporting means moves in the direction.

【0010】本発明の第2の形態では、海面の波を利用
した発電方法が提供され、この発電方法は、波の上下運
動に応じて海面で上下に浮動するフロート手段を設ける
工程と、このフロート手段の上下運動を移送手段の一の
方向の運動に変換する工程と、この移送手段が海水運搬
手段を前記方向に運動させて海水を海面から海水貯留手
段に運搬する工程と、海水貯留手段から海水を流下させ
て少なくとも1基のタービンを駆動して発電する工程と
を具備している。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power generation method utilizing waves on the sea surface, the method comprising the steps of: providing a float means which floats up and down on the sea surface in response to the vertical movement of the waves; Converting the up and down movement of the float means into a movement in one direction of the transfer means, the transfer means moving the seawater carrying means in said direction to carry seawater from the sea surface to the seawater storage means, And driving at least one turbine to generate power by causing seawater to flow down.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1に示すように、海水の波エネルギーが
容易に利用できるよう、海水波力発電施設が海岸に設置
されている。海14の波12によってフロート部材16
が上下運動する。フロート部材16には鋼製チェーン1
8の一端が接続され、チェーン18の他端は重錘20に
接続されている。チェーン18は伝動軸22上のラチェ
ット車24に巻掛けされている。チェーン18は本来自
転車用チェーンで、フロート部材16が下降するときに
のみチェーンがラチェット車24と係合して伝動軸22
を回転駆動し、フロート部材16が上昇するときにはラ
チェット車24が空転して伝動軸22が駆動されないよ
うになっている。この構成によると、フロート部材16
の下降時にのみ伝動軸22が図1の矢印Aの方向に回転
し、フロート部材16の上昇時には伝動軸22が回転し
ない。
As shown in FIG. 1, a seawater wave power generation facility is installed on the shore so that seawater wave energy can be easily used. Float member 16 by wave 12 of sea 14
Moves up and down. The float member 16 includes the steel chain 1
8 is connected to one end, and the other end of the chain 18 is connected to the weight 20. The chain 18 is wound around a ratchet wheel 24 on a transmission shaft 22. The chain 18 is originally a bicycle chain, and the chain is engaged with the ratchet wheel 24 only when the float member 16 descends, and
When the float member 16 rises, the ratchet wheel 24 idles and the transmission shaft 22 is not driven. According to this configuration, the float member 16
The transmission shaft 22 rotates in the direction of arrow A in FIG. 1 only when the float member 16 descends, and does not rotate when the float member 16 rises.

【0013】伝動軸22には、また無端の移送ベルト2
8に係合するギア26が設けられ、移送ベルト28は伝
動軸22の回転に同調して走行する。伝動軸22はA方
向にのみ回転し、移送ベルト28はB方向にのみ走行す
る。さらに移送ベルト28に沿って多数のガイド用ギア
26’が設けられている。移送ベルト28がその経路に
沿って円滑に走行するよう、ギア26と26''が同方向
に同時回転するよう、ベルト28''を介してギア26''
がギア26に接続されている。ギア26''の回転が、そ
こを通過する移送ベルト28の下降運動を助ける。
The transmission shaft 22 also has an endless transfer belt 2.
The transfer belt 28 travels in synchronism with the rotation of the transmission shaft 22. The transmission shaft 22 rotates only in the direction A, and the transfer belt 28 runs only in the direction B. Further, a number of guide gears 26 ′ are provided along the transfer belt 28. The gears 26 '' and 26 '' are simultaneously rotated in the same direction so that the transfer belt 28 runs smoothly along the path.
Are connected to the gear 26. The rotation of the gear 26 '' assists in the downward movement of the transport belt 28 passing therethrough.

【0014】移送ベルト28には、ベルト28と共に移
動する多数の水容器30が取り付けられている。水容器
30が海水14に浸かると容器30が海水で満たされ
る。容器30が位置30’に来ると(後述のように)発
電施設34より高い位置にある貯水槽32に海水を注入
する。空になった容器30は、移送ベルト28によって
海面14に戻され、海水を汲み上げて再び貯水槽32に
海水を移送する運動を開始する。
A number of water containers 30 that move with the belt 28 are attached to the transfer belt 28. When the water container 30 is immersed in the seawater 14, the container 30 is filled with seawater. When the container 30 reaches the position 30 ', seawater is injected into the water storage tank 32 located higher than the power generation facility 34 (as described later). The emptied container 30 is returned to the sea surface 14 by the transfer belt 28, and starts the movement of pumping seawater and transferring the seawater to the water storage tank 32 again.

【0015】最良の結果が得られるよう、発電施設34
に導水管36を通して海水を流下させる前に、貯水槽3
2に十分な海水を貯留しておく。発電施設34に海水を
流下させると、海水は1基又は複数基のタービン(図示
省略)を回転駆動して発電を行い、送電線38を通じて
エンドユーザーに電力を供給する。導水管36を通って
海水が流下するとき、貯水槽32内の海水の位置エネル
ギーが運動エネルギーに変換される。海水の運動エネル
ギーがタービンの運動エネルギーに変換され、さらに電
気エネルギーに変換され、通常の方法でエンドユーザー
に供給される。
For best results, the power plant 34
Before the seawater flows down through the water pipe 36, the water tank 3
2. Store enough seawater. When the seawater flows down to the power generation facility 34, the seawater rotates and drives one or a plurality of turbines (not shown) to generate power and supply power to the end user through the transmission line 38. When seawater flows down through the water pipe 36, the potential energy of the seawater in the water storage tank 32 is converted into kinetic energy. The kinetic energy of the seawater is converted to kinetic energy of the turbine and further converted to electrical energy, which is provided to the end user in a conventional manner.

【0016】フロート部材16は、木材、金属、プラス
チック、グラスファイバなどで任意の形状に製作され
る。例えば、図3に示すように、フロート部材16は、
同じ深さの上層40と下層42を有する閉鎖された四角
柱形状として、その下層42は水その他の液体が満たさ
れ、上層40は空気で満たされている。フロート部材1
6の幅(w)、長さ(l)、及び高さ(h)の比率、即ちW:l:h
は1:2:1であることが望ましい。フロート部材16の高
さの約1/3が海面上にあることが望ましい。
The float member 16 is made of wood, metal, plastic, glass fiber or the like into an arbitrary shape. For example, as shown in FIG.
As a closed square prism having an upper layer 40 and a lower layer 42 of the same depth, the lower layer 42 is filled with water or other liquid, and the upper layer 40 is filled with air. Float member 1
The ratio of the width (w), length (l), and height (h) of 6, ie, W: l: h
Is preferably 1: 2: 1. Preferably, about one third of the height of the float member 16 is above sea level.

【0017】フロート部材の重量と、移送する海水量と
の関係について実験を行った。図2に示すように、ラチ
ェット車24とギヤ26が同じ寸法で、重錘Mがベルト
28’を介して軸22に接続されている。実験結果を表
1に示す。
An experiment was conducted on the relationship between the weight of the float member and the amount of seawater to be transferred. As shown in FIG. 2, the ratchet wheel 24 and the gear 26 have the same dimensions, and the weight M is connected to the shaft 22 via a belt 28 '. Table 1 shows the experimental results.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】フロート部材16と重錘Mとの好ましい重
量比は10:1.5、即ち20:3であることがわかった。これ
は、フロート部材16の重量が1,000kgであるとき、重
錘Mと150kgの海水を移送することができる。波の上下
運動の周期が毎分15回であるとき、海水移送の全動力
2,250kg(15x150kg)が得られる。
It has been found that the preferred weight ratio between the float member 16 and the weight M is 10: 1.5, that is, 20: 3. When the weight of the float member 16 is 1,000 kg, the weight M and 150 kg of seawater can be transferred. Total power of seawater transfer when the wave up-and-down motion cycle is 15 times per minute
2,250kg (15x150kg) is obtained.

【0020】図4及び図5(A)、(B)に示すように、ロ
ッド50に2つの容器30がそれぞれ端部に吊り下げら
れている。各ロッド50には容器30の吊り具52を係
止する2つの凹部(図示省略)が設けられている。また
ロッド50に吊り具52を保持する安全ロック(図示省
略)も設けられている。この構造により、容器30は確
実にロッド50に揺動自在に保持される。通常は、容器
30が図5(A)、(B)に示す姿勢を保ち海水はこぼれな
い。またロッド50(即ち容器30)がベルト28に固
定されベルト28と共に移動する。
As shown in FIGS. 4 and 5A and 5B, two containers 30 are suspended from rods 50 at their ends. Each rod 50 is provided with two concave portions (not shown) for locking the hanging members 52 of the container 30. Further, a safety lock (not shown) for holding the hanging member 52 on the rod 50 is also provided. With this structure, the container 30 is securely held by the rod 50 so as to be swingable. Normally, the container 30 keeps the posture shown in FIGS. 5A and 5B so that seawater does not spill. Further, the rod 50 (that is, the container 30) is fixed to the belt 28 and moves together with the belt 28.

【0021】図6(A)、(B)に示すように、貯水槽32
の上方で容器30の移送経路上に、2個のブロック54
が設けられている。図6(B)に示すように、ブロック5
4の上端が容器30の底より高い位置にある。そのため
移動中の容器30がブロック54に接触すると、走行し
ているベルト28に引かれて容器30が倒され、容器内
部の海水が貯水槽32内に注入される。空の容器30は
さらに移動するベルト28に引かれてブロック54を乗
り越える。
As shown in FIGS. 6A and 6B, a water storage tank 32 is provided.
Two blocks 54 on the transfer path of the container 30 above the
Is provided. As shown in FIG.
The upper end of 4 is higher than the bottom of the container 30. Therefore, when the moving container 30 comes into contact with the block 54, the container 30 is pulled down by the running belt 28, and the seawater inside the container is poured into the water storage tank 32. The empty container 30 is pulled over the moving belt 28 and rides over the block 54.

【0022】本発明の装置の構成部材の大部分は海水と
接触するため、構成部材の材料には海水の腐食を受けに
くいステンレス綱などの材料を使用することが望まし
い。
Since most of the components of the apparatus of the present invention come into contact with seawater, it is desirable to use a material such as a stainless steel which is less susceptible to seawater corrosion as the material of the components.

【0023】上記の本発明には、もちろん種々の改良を
加えることができる。例えば、装置の効率を向上し、海
水移送能力を増加するために、複数のフロート部材16
を使用し、上記と異なるギア配列を採用することができ
る。
Various improvements can be made to the above-described present invention. For example, in order to increase the efficiency of the equipment and increase the seawater transfer capacity, multiple float members 16
And a different gear arrangement than described above can be employed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the device of the present invention.

【図2】 重錘の重量と、移送ベルトによる海水移送量
との好ましい関係を決定する実験状況を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an experimental situation for determining a preferable relationship between the weight of the weight and the amount of seawater transferred by the transfer belt.

【図3】 図1に示すフロート部材の詳細図である。FIG. 3 is a detailed view of the float member shown in FIG. 1;

【図4】 図1に示す海水移送手段の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the seawater transfer means shown in FIG.

【図5】 (A)は図1に示す移送手段の一部を示す正
面図であり、(B)は移送手段の側面図である。
5A is a front view showing a part of the transfer means shown in FIG. 1, and FIG. 5B is a side view of the transfer means.

【図6】 (A)は図1に示す海水移送手段の平面図で
あり、(B)は図1の矢印Cの方向から見た海水移送手
段の側面図である。
6 (A) is a plan view of the seawater transfer means shown in FIG. 1, and FIG. 6 (B) is a side view of the seawater transfer means as viewed from the direction of arrow C in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12・・・波 14・・・海面 16・・・フロート部材 18・・・チェーン 20・・・重錘 22・・・伝動軸 24・・・ラチェット車 26、26'、26''・・・ギア 28、28'、28''・・・移送ベルト 30・・・海水移送容器 32・・・貯水槽 34・・・発電施設 36・・・導水管 50・・・ロッド 52・・・吊り具 54・・・ブロック 12 ... wave 14 ... sea surface 16 ... float member 18 ... chain 20 ... weight 22 ... transmission shaft 24 ... ratchet wheel 26, 26 ', 26' '... Gears 28, 28 ', 28' 'Transfer belt 30 Seawater transfer container 32 Water storage tank 34 Power generation facility 36 Water pipe 50 Rod 52 54 ... block

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波の上下運動に応じて海面上で上下に浮
動するフロート手段と、移送手段と、前記フロート手段
の上下運動を前記移送手段の一の方向の運動に変換する
変換手段と、海水貯留手段から海水を流下させて少なく
とも1基のタービンを駆動して発電を行う海水供給手段
とを備え、 前記移送手段は海水運搬手段を有し、前記海水運搬手段
は前記移送手段が前記方向に運動するときに海水を海面
から前記海水貯留手段に運搬する、海面の波を利用した
発電装置。
1. Floating means floating up and down on the sea surface in response to the vertical movement of a wave, a transfer means, and a conversion means for converting the vertical movement of the float means into a movement in one direction of the transfer means; Seawater supply means for causing at least one turbine to flow down from the seawater storage means to generate power by driving at least one turbine, wherein the transfer means has seawater transport means, and the seawater transport means is such that the transfer means is in the direction. A power generation device utilizing sea surface waves for transporting sea water from the sea surface to the seawater storage means when exercising.
【請求項2】 上記変換手段が、上記フロート手段と上
記移送手段とに接続された少なくとも1本の伝動軸手段
を備えている、請求項1記載の発電装置。
2. The power generator according to claim 1, wherein said conversion means includes at least one transmission shaft means connected to said float means and said transfer means.
【請求項3】 上記移送手段が、少なくとも1つの無端
ベルト部材で構成されている、請求項1記載の発電装
置。
3. The power generator according to claim 1, wherein said transfer means is constituted by at least one endless belt member.
【請求項4】 上記フロート手段が、上記伝動軸手段に
ラチェット車を介して接続されている、請求項2記載の
発電装置。
4. The power generator according to claim 2, wherein said float means is connected to said transmission shaft means via a ratchet wheel.
【請求項5】 上記海水供給手段が、少なくとも1本の
導水管で構成されている、請求項1記載の発電装置。
5. The power generator according to claim 1, wherein said seawater supply means is constituted by at least one water pipe.
【請求項6】 上記海水貯留手段が貯水槽である、請求
項1記載の発電装置。
6. The power generator according to claim 1, wherein the seawater storage means is a water storage tank.
【請求項7】 波の上下運動に応じて海面で上下に浮動
するフロート手段を設ける工程と、このフロート手段の
上下運動を移送手段の一の方向の運動に変換する工程
と、この移送手段が海水運搬手段を前記方向に運動させ
て海水を海面から海水貯留手段に運搬する工程と、海水
貯留手段から海水を流下させて少なくとも1基のタービ
ンを駆動して発電する工程とを具備する、海面の波を利
用した発電方法。
7. A step of providing a float means that floats up and down on the sea surface in response to the up and down movement of the wave, a step of converting the up and down movement of the float means into a movement in one direction of the transfer means, Sea surface transporting the seawater from the sea surface to the seawater storage means by moving the seawater transport means in the direction, and driving the at least one turbine to generate power by flowing the seawater from the seawater storage means. Power generation method using waves.
【請求項8】 上記フロート手段と移送手段に伝動軸手
段が接続されている、請求項7記載の発電方法。
8. The power generation method according to claim 7, wherein a transmission shaft means is connected to the float means and the transfer means.
【請求項9】 上記移送手段が、少なくとも1つの無端
ベルト部材で構成されている、請求項7記載の発電方
法。
9. The power generation method according to claim 7, wherein said transfer means is constituted by at least one endless belt member.
【請求項10】 上記フロート手段が、上記伝動軸手段
にラチェット車を介して接続されている、請求項8記載
の発電方法。
10. The power generation method according to claim 8, wherein said float means is connected to said transmission shaft means via a ratchet wheel.
【請求項11】 上記海水貯留手段からの海水が少なく
とも1本の導水管を通じて上記タービンに流下される、
請求項7記載の発電方法。
11. Seawater from the seawater storage means flows down to the turbine through at least one water pipe.
The power generation method according to claim 7.
【請求項12】 上記海水貯留手段が貯水槽である、請
求項7記載の発電方法。
12. The power generation method according to claim 7, wherein said seawater storage means is a water tank.
JP11227396A 1999-05-18 1999-08-11 Generating set and generating method Pending JP2000337241A (en)

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