JP2003322078A - 波力発電用空気整流装置とタービンシステム - Google Patents
波力発電用空気整流装置とタービンシステムInfo
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
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- Wind Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、波力の圧縮、負圧流を制御する空気
整流装置の弁の漏れを無くし、堅牢で長期の使用に耐え
うる空気整流装置の開発とタービンの種類を問わないこ
とから最適で最も効率の高いタービンを選択できる利点
を生かし世界最高効率の波力発電用タービンシステムを
提供する。 【構成】既に工業生産され実績があり漏れなどに対して
もシート２１の技術が確立されているバタフライ弁１９
と三方切り替えの弁箱１１アクチュエーター５をＴ型管
３とフランジ２などで左右に連結し、本発明空気整流装
置としてタービンケーシング１に連結し発電機４ととも
に波力発電用タービンシステムとする。
整流装置の弁の漏れを無くし、堅牢で長期の使用に耐え
うる空気整流装置の開発とタービンの種類を問わないこ
とから最適で最も効率の高いタービンを選択できる利点
を生かし世界最高効率の波力発電用タービンシステムを
提供する。 【構成】既に工業生産され実績があり漏れなどに対して
もシート２１の技術が確立されているバタフライ弁１９
と三方切り替えの弁箱１１アクチュエーター５をＴ型管
３とフランジ２などで左右に連結し、本発明空気整流装
置としてタービンケーシング１に連結し発電機４ととも
に波力発電用タービンシステムとする。
Description
【０００１】〔産業上の利用分野〕この発明は波力発電
に係わり、波力の一次吸収装置（振動水柱方式）により
もたらさせる圧縮流と負圧流を整流し、適時に大気を吸
引させたり、送気を行う空気整流装置と波力発電用ター
ビンシステムに関するものである。
に係わり、波力の一次吸収装置（振動水柱方式）により
もたらさせる圧縮流と負圧流を整流し、適時に大気を吸
引させたり、送気を行う空気整流装置と波力発電用ター
ビンシステムに関するものである。
【０００２】〔従来の技術〕従来の波力発電タービンシ
ステムに関しては、ブイの中で２枚弁、４枚弁の開閉に
より作動する軸流タービン、バビンチェフ式衝動タービ
ン、フィリペンココ式衝動タービン、二重ボリュート式
衝動タービン、フラップ．ノーズ式衝動タービン、マコ
ーミック式衝動タービン、貫流形タービン、二重プロペ
ラ形タービン、二重渦巻き形タービン、サボニウスター
ビン、ウェールズタービン等があった。
ステムに関しては、ブイの中で２枚弁、４枚弁の開閉に
より作動する軸流タービン、バビンチェフ式衝動タービ
ン、フィリペンココ式衝動タービン、二重ボリュート式
衝動タービン、フラップ．ノーズ式衝動タービン、マコ
ーミック式衝動タービン、貫流形タービン、二重プロペ
ラ形タービン、二重渦巻き形タービン、サボニウスター
ビン、ウェールズタービン等があった。
【０００３】ブイ方式等で使用された軸流タービンは、
弁箱の弁で空気の流れを制御する際、弁の故障、不良が
相次いだ。又、修理の際、中に入いると気圧の変化が耳
などに過酷な状態をもたらした。
弁箱の弁で空気の流れを制御する際、弁の故障、不良が
相次いだ。又、修理の際、中に入いると気圧の変化が耳
などに過酷な状態をもたらした。
【０００４】現在、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。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
配置したダンデムウェールズタービンなど発展を続けて
いる。
ズタービンが最も期待されている。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
配置したダンデムウェールズタービンなど発展を続けて
いる。
【０００５】リンク機構で作動する「自己可変ピッチ案
内羽根を有する衝動タービンの設計法が１９９５年にほ
ぼ確立され将来最も有望視されている。現在世界最高の
効率を誇るこのタービンも、予備実験結果によれば、波
のパワー１００ｋＷに対し、平均パワー出力は１５ｋＷ
程度とのこと。案内羽根の 保守の面でも不安と耐久性
の確認という問題をかかえている。
内羽根を有する衝動タービンの設計法が１９９５年にほ
ぼ確立され将来最も有望視されている。現在世界最高の
効率を誇るこのタービンも、予備実験結果によれば、波
のパワー１００ｋＷに対し、平均パワー出力は１５ｋＷ
程度とのこと。案内羽根の 保守の面でも不安と耐久性
の確認という問題をかかえている。
【０００６】空気整流装置に関しては、壮大な配管経路
の中での弁制御とか、ブイ式にあってはブイの内部全体
を利用して弁制御を行っていて、負圧流、圧縮流の双方
をエネルギーに変換するには４枚弁が必要となってい
た。
の中での弁制御とか、ブイ式にあってはブイの内部全体
を利用して弁制御を行っていて、負圧流、圧縮流の双方
をエネルギーに変換するには４枚弁が必要となってい
た。
【０００７】そこで本発明者は先願（特願２００１−２
５２１４１）において一か所に配管するだけで圧縮、不
圧を制御できる空気整流装置を発明し出願してきた。試
作の結果、予期したように空気圧で弁が作動し、実験と
しては成功している。しかしながら、弁に空気漏れがみ
られる。空気整流装置そのものは、本発明者の先願の方
がアクチエーターなども必要でなく空気圧の差で作動す
るので良い所もあるが、一から漏れがなく、堅牢で精密
で実用的な弁箱を開発するには、大変な経費と労力が必
要となる。
５２１４１）において一か所に配管するだけで圧縮、不
圧を制御できる空気整流装置を発明し出願してきた。試
作の結果、予期したように空気圧で弁が作動し、実験と
しては成功している。しかしながら、弁に空気漏れがみ
られる。空気整流装置そのものは、本発明者の先願の方
がアクチエーターなども必要でなく空気圧の差で作動す
るので良い所もあるが、一から漏れがなく、堅牢で精密
で実用的な弁箱を開発するには、大変な経費と労力が必
要となる。
【０００８】現在まで波力に付いては、色々な発明や設
計図面などが見かけられるが、何れにせよ、コストを下
げ、効率を高めて商業上採算が合う様にならなければ実
験の域を出ることができない。
計図面などが見かけられるが、何れにせよ、コストを下
げ、効率を高めて商業上採算が合う様にならなければ実
験の域を出ることができない。
【０００９】〔発明が解決しようとする課題〕本発明
は、空気整流装置の弁の漏れを無くし、堅牢で長期の使
用に耐えうる空気整流装置の開発とタービンの種類を問
わないことから最も最適で効率の高いタービンを選択で
きる利点を生かし、世界最高効率の波力発電用タービン
システムを提供する事を課題にしている。
は、空気整流装置の弁の漏れを無くし、堅牢で長期の使
用に耐えうる空気整流装置の開発とタービンの種類を問
わないことから最も最適で効率の高いタービンを選択で
きる利点を生かし、世界最高効率の波力発電用タービン
システムを提供する事を課題にしている。
【００１０】〔課題を解決するための手段〕以上のよう
な事情から、既に工業上実用化生産され実績があり、漏
れなどに対してもシート２１の技術などが確率されてい
るバタフライ弁１９と三方切り替えの弁箱１１アクチュ
エーター５、Ｔ型管３をフランジ２などで連結し本発明
空気整流装置として提供する。（図１参照）
な事情から、既に工業上実用化生産され実績があり、漏
れなどに対してもシート２１の技術などが確率されてい
るバタフライ弁１９と三方切り替えの弁箱１１アクチュ
エーター５、Ｔ型管３をフランジ２などで連結し本発明
空気整流装置として提供する。（図１参照）
【００１１】本発明空気整流装置はタービンの型を問わ
ないので、一次吸収装置によってもたらされる圧縮流、
負圧流に最適で最も効率の良いタービンを選択できるの
で波力発電用タービンシステムとしても最高の物にな
る。
ないので、一次吸収装置によってもたらされる圧縮流、
負圧流に最適で最も効率の良いタービンを選択できるの
で波力発電用タービンシステムとしても最高の物にな
る。
【００１２】上記の空気整流装置とタービンと発電機を
図１のように組み合わせ（請求項１０）、一次吸収装置
から波力によってもたらされた空気流のエネルギーで回
転させられるタービンが発電機を回し、発生した電流を
制御する電気整流器やインバーターなどの電子機器とと
もに波力発電用タービンシステムとなる。
図１のように組み合わせ（請求項１０）、一次吸収装置
から波力によってもたらされた空気流のエネルギーで回
転させられるタービンが発電機を回し、発生した電流を
制御する電気整流器やインバーターなどの電子機器とと
もに波力発電用タービンシステムとなる。
【００１３】〔作用〕本発明は以上の様な物なので、振
動水柱方式であれば一次変換装置の形式を問はず波の持
つ力を最大限に発揮する事ができる。図２を基にバタフ
ライ弁式の空気流のながれを説明する。圧縮時圧力セン
サーの指令でアクチュエーターが働き弁が右に傾き、一
次吸収装置から波の力で圧縮された空気２２がＴ型管の
一次吸収装置の配管への連結部８を通して図面上右側か
らタービン翼１２に吹きつけタービンを回転させ左の排
気口１０から抜ける。その際、タービンの軸が発電機を
回し電流が発生する。右のバタフライ弁は大気流入口を
塞ぎ、右の管路を開放している。左のバタフライ弁は左
の管路を塞いでおり、排気口を開放している。
動水柱方式であれば一次変換装置の形式を問はず波の持
つ力を最大限に発揮する事ができる。図２を基にバタフ
ライ弁式の空気流のながれを説明する。圧縮時圧力セン
サーの指令でアクチュエーターが働き弁が右に傾き、一
次吸収装置から波の力で圧縮された空気２２がＴ型管の
一次吸収装置の配管への連結部８を通して図面上右側か
らタービン翼１２に吹きつけタービンを回転させ左の排
気口１０から抜ける。その際、タービンの軸が発電機を
回し電流が発生する。右のバタフライ弁は大気流入口を
塞ぎ、右の管路を開放している。左のバタフライ弁は左
の管路を塞いでおり、排気口を開放している。
【００１４】図４。負圧時は、圧力センサーの指令でア
クチュエーターが働き、図４のごとくバタフライ弁は左
右とも９０°左に回転し、一次吸収装置装置に引き込ま
れた大気が負圧空気流として流れ込み、タービンへ１８
を通りタービン１５（図面省略）に吹きつけ回転させ、
タービンから２０を通り一次吸収装置の配管への連結部
８及び管路をぬけ一次吸収装置に吸引される。右のバタ
フライ弁は大気流入口を開放し、左の管路を閉鎖してい
る。左のバタフライ弁は排気口を閉鎖し、左の管路を開
放している。弁の回転はアクチュエーターまたは空気シ
リンダーと圧力センサーなどにより制御する。場合によ
ってはプロセッサーなども必要となるが弁の制御は既存
の技術として確立されているので問題はない。以上のよ
うに、一つの弁が二つの役割をするのが本発明の特色で
ある。
クチュエーターが働き、図４のごとくバタフライ弁は左
右とも９０°左に回転し、一次吸収装置装置に引き込ま
れた大気が負圧空気流として流れ込み、タービンへ１８
を通りタービン１５（図面省略）に吹きつけ回転させ、
タービンから２０を通り一次吸収装置の配管への連結部
８及び管路をぬけ一次吸収装置に吸引される。右のバタ
フライ弁は大気流入口を開放し、左の管路を閉鎖してい
る。左のバタフライ弁は排気口を閉鎖し、左の管路を開
放している。弁の回転はアクチュエーターまたは空気シ
リンダーと圧力センサーなどにより制御する。場合によ
ってはプロセッサーなども必要となるが弁の制御は既存
の技術として確立されているので問題はない。以上のよ
うに、一つの弁が二つの役割をするのが本発明の特色で
ある。
【００１５】図５により圧縮時の偏心構造弁式の空気流
の流れを説明する。圧縮流２２が一次吸収装置の配管へ
の連結部８を通り更に図面上右側を通り、タービン１５
（図面省略）を回し左のタービンから２０を通り排気口
１０から排気される。その際右の偏心構造弁２４は右の
管路を開放し、大気流入口７を閉鎖している。左の偏心
構造弁は左の管路を閉鎖し、排気口１０を開放してい
る。
の流れを説明する。圧縮流２２が一次吸収装置の配管へ
の連結部８を通り更に図面上右側を通り、タービン１５
（図面省略）を回し左のタービンから２０を通り排気口
１０から排気される。その際右の偏心構造弁２４は右の
管路を開放し、大気流入口７を閉鎖している。左の偏心
構造弁は左の管路を閉鎖し、排気口１０を開放してい
る。
【００１６】図６により負圧時の偏心構造弁式の空気流
の流れを説明する。何れの弁も右に９０°回転してい
る。一次吸収装置に引き込まれた大気が負圧流２３とし
て大気吸入口からタービンへ１８を通りタービン１５
（図面省略）を回転、更にタービンから２０を通り一次
吸収装置の配管への連結部８及び管路を通り一次吸収装
置に吸収される。その際、右の偏心構造弁は右の管路を
閉鎖し、大気流入口７を開放している。左の偏心構造弁
は排気口１０を閉鎖し、左の管路を開放している。尚、
弁の制御は上記のバタフライ弁で述べたと同じである。
の流れを説明する。何れの弁も右に９０°回転してい
る。一次吸収装置に引き込まれた大気が負圧流２３とし
て大気吸入口からタービンへ１８を通りタービン１５
（図面省略）を回転、更にタービンから２０を通り一次
吸収装置の配管への連結部８及び管路を通り一次吸収装
置に吸収される。その際、右の偏心構造弁は右の管路を
閉鎖し、大気流入口７を開放している。左の偏心構造弁
は排気口１０を閉鎖し、左の管路を開放している。尚、
弁の制御は上記のバタフライ弁で述べたと同じである。
【００１７】図７により圧縮時のＴ型ボール弁式の空気
の流れを説明する。圧縮流２２が一次吸収装置の配管へ
の連結部８を通り、更に図面上右側を通り、タービン１
５（図面省略）を回し左のタービンから２０を通り排気
口１０から排気される。その際右のＴ型ボール弁２６は
上を向き大気流入口７を閉鎖し、右の管路を開放してい
る。左のＴ型ボール弁は横を向き左の管路を閉鎖し、排
気口１０を開放している。
の流れを説明する。圧縮流２２が一次吸収装置の配管へ
の連結部８を通り、更に図面上右側を通り、タービン１
５（図面省略）を回し左のタービンから２０を通り排気
口１０から排気される。その際右のＴ型ボール弁２６は
上を向き大気流入口７を閉鎖し、右の管路を開放してい
る。左のＴ型ボール弁は横を向き左の管路を閉鎖し、排
気口１０を開放している。
【００１８】図８により負圧時のＴ型ボール弁式の空気
の流れを説明する。何れの弁も右に９０°回転してい
る。一次吸収装置に引き込まれた大気が負圧流２３とし
て大気吸入口７からタービンへ１８を通りタービン１５
（図面省略）を回転させ、タービンから２０を通り一次
吸収装置の配管への連結部８及び管路を通り一次吸収装
置に吸収される。その際、右のＴ型ボール弁は右の管路
を閉鎖、大気流入口７を開放している。左のＴ型ボール
弁は排気口１０を閉鎖、左の管路を開放している。尚、
弁の制御は上記のバタフライ弁で述べたと同じである。
以上述べてきたように、バタフライ弁、偏心構造弁、Ｔ
型ボール弁は何れも三方切り替え弁である。以上のよう
に、圧縮、負圧という相反する空気の流れを二枚の弁が
タービンに対し一定方向に当たるように整流するので、
当然のことながらタービンは一定方向回転し、圧縮、負
圧共エネルギーを受けとめ電気に替える。
の流れを説明する。何れの弁も右に９０°回転してい
る。一次吸収装置に引き込まれた大気が負圧流２３とし
て大気吸入口７からタービンへ１８を通りタービン１５
（図面省略）を回転させ、タービンから２０を通り一次
吸収装置の配管への連結部８及び管路を通り一次吸収装
置に吸収される。その際、右のＴ型ボール弁は右の管路
を閉鎖、大気流入口７を開放している。左のＴ型ボール
弁は排気口１０を閉鎖、左の管路を開放している。尚、
弁の制御は上記のバタフライ弁で述べたと同じである。
以上述べてきたように、バタフライ弁、偏心構造弁、Ｔ
型ボール弁は何れも三方切り替え弁である。以上のよう
に、圧縮、負圧という相反する空気の流れを二枚の弁が
タービンに対し一定方向に当たるように整流するので、
当然のことながらタービンは一定方向回転し、圧縮、負
圧共エネルギーを受けとめ電気に替える。
【００１９】〔実施例〕本発明は発電システムとはいう
ものの、直接の動力としてポンプやコンプレッサーの駆
動にも利用できる。ミネラルや栄養分の多い深海洋水の
湧き出ている海域はプランクトンが発生して良い漁場に
なっているということもあり、波力で２４時間深海洋水
を汲み上げ電気いらずで放水し、漁場の改良という使用
に供する事も出来る。
ものの、直接の動力としてポンプやコンプレッサーの駆
動にも利用できる。ミネラルや栄養分の多い深海洋水の
湧き出ている海域はプランクトンが発生して良い漁場に
なっているということもあり、波力で２４時間深海洋水
を汲み上げ電気いらずで放水し、漁場の改良という使用
に供する事も出来る。
【００２０】図１は本波力発電用タービンシステムの概
略（電子機器などは省略）を示す斜視図であるが、Ｔ型
管３も弁機構も産業上普通に使用されているもので、特
にＴ型管の左右の長さを変えればあらゆる長さのタービ
ンに簡単に対応することが出来る。図面ではフランジ２
接続となっているが、溶接でも同じである。又図面の弁
箱は四方切り替え弁の弁箱の一方をキャップ９で塞ぎ、
三方切り替え弁にしたものである。Ｔ型管は丸でなくダ
クト状の角であっても同じである。又、遠心式タービン
については、大気吸入口側の弁箱をタービンスクロール
側に、排気側弁箱をタービン排気側に配管するだけで同
じである。
略（電子機器などは省略）を示す斜視図であるが、Ｔ型
管３も弁機構も産業上普通に使用されているもので、特
にＴ型管の左右の長さを変えればあらゆる長さのタービ
ンに簡単に対応することが出来る。図面ではフランジ２
接続となっているが、溶接でも同じである。又図面の弁
箱は四方切り替え弁の弁箱の一方をキャップ９で塞ぎ、
三方切り替え弁にしたものである。Ｔ型管は丸でなくダ
クト状の角であっても同じである。又、遠心式タービン
については、大気吸入口側の弁箱をタービンスクロール
側に、排気側弁箱をタービン排気側に配管するだけで同
じである。
【００２１】図１、２共発電機を左に設置しているが、
軸を右に出して右に設置しても同じである。只、タービ
ンハウジングからの空気漏れはエネルギーのロスになる
ので、オイルシールとかメカニカルシールなどのシール
１１は必要となる。
軸を右に出して右に設置しても同じである。只、タービ
ンハウジングからの空気漏れはエネルギーのロスになる
ので、オイルシールとかメカニカルシールなどのシール
１１は必要となる。
【００２２】本発明はこの性格上、タービンや弁箱の設
置を全く対象に配置して反対に空気を流しても当然のこ
とながら同じである。設置の環境によってはそのような
設計も必要な場合が出てくる可能性がある。
置を全く対象に配置して反対に空気を流しても当然のこ
とながら同じである。設置の環境によってはそのような
設計も必要な場合が出てくる可能性がある。
【００２３】バタフライ弁も偏心構造弁も図面上は断面
で書いてあるが、形状は管路に合う円状の弁であり、バ
タフライ弁は円を縦に貫いて軸が通り抜けている構造
で、偏心構造弁は上下の軸から伸びた伸びたアームが円
上の弁を押さえるような構造になっている。産業状広汎
に使用されており、いずれもシート２１と呼ばれるシー
ルの技術で機密は保たれる。
で書いてあるが、形状は管路に合う円状の弁であり、バ
タフライ弁は円を縦に貫いて軸が通り抜けている構造
で、偏心構造弁は上下の軸から伸びた伸びたアームが円
上の弁を押さえるような構造になっている。産業状広汎
に使用されており、いずれもシート２１と呼ばれるシー
ルの技術で機密は保たれる。
【００２４】タービンに関しては、その種類を問わない
のが本発明の特色なので、軸流単式、軸流多段（ガイド
ベーン１６とタービン１５が交互に配置されているも
の。）、遠心式タービン、貫流型タービンなど予算と効
率を考えて、最適なものを選択することが出来る。図面
上は軸流多段のみを書いてある。
のが本発明の特色なので、軸流単式、軸流多段（ガイド
ベーン１６とタービン１５が交互に配置されているも
の。）、遠心式タービン、貫流型タービンなど予算と効
率を考えて、最適なものを選択することが出来る。図面
上は軸流多段のみを書いてある。
【００２５】予想を越えた高波が押し寄せる場合にそな
え、一次吸収装置の連結部８と一次吸収装置の間の配管
に、水のセンサーで作動する遮断弁を設置することも必
要となる。タービン内に海水が入り込まないようにであ
る。プロセッサーで制御できれば、左右の三方切り替え
弁で両方の管路を閉鎖するということも可能である。こ
の辺も通常の技術の範囲内である。
え、一次吸収装置の連結部８と一次吸収装置の間の配管
に、水のセンサーで作動する遮断弁を設置することも必
要となる。タービン内に海水が入り込まないようにであ
る。プロセッサーで制御できれば、左右の三方切り替え
弁で両方の管路を閉鎖するということも可能である。こ
の辺も通常の技術の範囲内である。
【００２６】図面には書かなかったが、一定以上の高波
の圧力がかかった場合、一次吸収装置又は装置から連結
部までの間にバイパスとなる開放弁を設置すると一次吸
収装置の強度設計は可なり楽になる。結果、全体のコス
トの節約になる。
の圧力がかかった場合、一次吸収装置又は装置から連結
部までの間にバイパスとなる開放弁を設置すると一次吸
収装置の強度設計は可なり楽になる。結果、全体のコス
トの節約になる。
【００２７】上記のように色々な弁の制御や発電状況や
海の状況を定期的に通信したりと設備自身でも電気を使
用するので、バッテーやタービンからの物理的エネルギ
ーで駆動される発電機が交流であるなら、交流電流を整
流する整流器と直流電流を一定の周波数の交流電流に変
換するインバーターなどの設置も必要となる。この様な
手段で電気の質という面は解決される。
海の状況を定期的に通信したりと設備自身でも電気を使
用するので、バッテーやタービンからの物理的エネルギ
ーで駆動される発電機が交流であるなら、交流電流を整
流する整流器と直流電流を一定の周波数の交流電流に変
換するインバーターなどの設置も必要となる。この様な
手段で電気の質という面は解決される。
【００２８】アクチュエーターに関しては、電動式、油
圧、空気シリンダー、磁気の引きつけ、反発を利用した
ものなど色々あるが、圧力センサーを用いて制御するの
は通常の技術の範囲内である。ケースバイケースで、プ
ロセッサーが必要になる事もある。特にエアーシリンダ
ー式の場合Ｔ型管に入ってくる圧縮、負圧流を一部流し
込めば、圧縮負圧を利用するアクチュエーターとして電
気を使わず作動させることも可能となる。９０°度づつ
同方向の回転させる場合は、一つのシリンダーで二つの
弁をリンクして作動させることも可能である。
圧、空気シリンダー、磁気の引きつけ、反発を利用した
ものなど色々あるが、圧力センサーを用いて制御するの
は通常の技術の範囲内である。ケースバイケースで、プ
ロセッサーが必要になる事もある。特にエアーシリンダ
ー式の場合Ｔ型管に入ってくる圧縮、負圧流を一部流し
込めば、圧縮負圧を利用するアクチュエーターとして電
気を使わず作動させることも可能となる。９０°度づつ
同方向の回転させる場合は、一つのシリンダーで二つの
弁をリンクして作動させることも可能である。
【００２９】タービンに関しては、一般にはガスタービ
ンにしても蒸気タービンにしてもターボチャージャーで
も高熱に晒されるものなので、材質は高温に耐えうる限
られた物になる。ターボなどはセラミック、合金の精密
鋳造などもあるが、軸流タービンなどは翼の一枚一枚を
研削して組み立てており、高価格の原因にもなってい
る。波力タービンにおいては、熱というものが無いの
で、完璧な物が出来たらそれを型として、ガイドベーン
でもタービンロータでも一段、一段単位で軽合金で鋳造
したり、高分子系の材料で射出等で成形したりで量産化
を計り、コストを下げる事も可能である。ローターの軽
量化はタービン効率を上げる。
ンにしても蒸気タービンにしてもターボチャージャーで
も高熱に晒されるものなので、材質は高温に耐えうる限
られた物になる。ターボなどはセラミック、合金の精密
鋳造などもあるが、軸流タービンなどは翼の一枚一枚を
研削して組み立てており、高価格の原因にもなってい
る。波力タービンにおいては、熱というものが無いの
で、完璧な物が出来たらそれを型として、ガイドベーン
でもタービンロータでも一段、一段単位で軽合金で鋳造
したり、高分子系の材料で射出等で成形したりで量産化
を計り、コストを下げる事も可能である。ローターの軽
量化はタービン効率を上げる。
【００３０】〔発明の効果〕上述のごとく、本発明によ
れば、すべて既存の工業化され汎用性の高い耐久性や作
動に実績のある技術を組立てる事により、信頼性の高い
波力用タービンを提供する事が出来るのである。しか
も、考えられるロスは弁軸にかかるトルクだけであり、
タービンの選択に関する自由があるので状況に応じて最
良のタービンを選択することができる。今後の波力ター
ビンの進歩としては、負圧、圧縮流を利用するために無
理な設計をすることなく、一般タービン技術としてのタ
ービンそのものの進歩を待つだけで良くなる。
れば、すべて既存の工業化され汎用性の高い耐久性や作
動に実績のある技術を組立てる事により、信頼性の高い
波力用タービンを提供する事が出来るのである。しか
も、考えられるロスは弁軸にかかるトルクだけであり、
タービンの選択に関する自由があるので状況に応じて最
良のタービンを選択することができる。今後の波力ター
ビンの進歩としては、負圧、圧縮流を利用するために無
理な設計をすることなく、一般タービン技術としてのタ
ービンそのものの進歩を待つだけで良くなる。
【００３１】本発明の三方切り替え弁を二つ用いた空気
整流装置は、単なる寄せ集めではなく二つの弁が同時に
管路を切り換えて働く事により、従来の四枚弁相当の働
きをし、汎用性が高いのでコストが安く、Ｔ型管の左右
のカットや、継ぎ足しであらゆる長さのタービンに対応
できる。鋳造などで一体として製作する場合に比べる
と、コストの面でも自由度の面でも有利性が高い。
整流装置は、単なる寄せ集めではなく二つの弁が同時に
管路を切り換えて働く事により、従来の四枚弁相当の働
きをし、汎用性が高いのでコストが安く、Ｔ型管の左右
のカットや、継ぎ足しであらゆる長さのタービンに対応
できる。鋳造などで一体として製作する場合に比べる
と、コストの面でも自由度の面でも有利性が高い。
【００３２】波力全般としては、何の廃棄物も出さず、
風力のように景観とか、低周波、電波障害というような
一切の公害的話を耳にしない。環境問題の解決の一助と
して、新しい自然エネルギーの実践的活用は世界中の人
々の期待である。風力タービンがヨーロッパに出遅れて
しまった現在、海洋国である我が国においては産業的に
もすそ野が広く、世界を睨んでの新しいの産業ともなり
える。
風力のように景観とか、低周波、電波障害というような
一切の公害的話を耳にしない。環境問題の解決の一助と
して、新しい自然エネルギーの実践的活用は世界中の人
々の期待である。風力タービンがヨーロッパに出遅れて
しまった現在、海洋国である我が国においては産業的に
もすそ野が広く、世界を睨んでの新しいの産業ともなり
える。
〔図１〕は本発明波力発電用空気整流装置とタービンシ
ステムの斜視図である。〔図２〕は本発明波力発電用空
気整流装置とタービンシステムの配置を示す断面図であ
る。〔図３〕は本発明空気整流装置の圧縮時のバタフラ
イ弁の位置と空気の流れを示す断面図である。〔図４〕
は本発明空気整流装置の負圧時のバタフライ弁の位置と
空気の流れを示す断面図である。〔図５〕は本発明空気
整流装置の圧縮時の偏心構造弁の位置と空気の流れを示
す断面図である。〔図６〕は本発明空気整流装置の負圧
時の偏心構造弁の位置と空気の流れを示す断面図であ
る。〔図７〕は本発明空気整流装置の圧縮時のボール弁
の位置と空気の流れを示す断面図である。〔図８〕は本
発明空気整流装置の負圧時のボール弁の位置と空気の流
れを示す断面図である。
ステムの斜視図である。〔図２〕は本発明波力発電用空
気整流装置とタービンシステムの配置を示す断面図であ
る。〔図３〕は本発明空気整流装置の圧縮時のバタフラ
イ弁の位置と空気の流れを示す断面図である。〔図４〕
は本発明空気整流装置の負圧時のバタフライ弁の位置と
空気の流れを示す断面図である。〔図５〕は本発明空気
整流装置の圧縮時の偏心構造弁の位置と空気の流れを示
す断面図である。〔図６〕は本発明空気整流装置の負圧
時の偏心構造弁の位置と空気の流れを示す断面図であ
る。〔図７〕は本発明空気整流装置の圧縮時のボール弁
の位置と空気の流れを示す断面図である。〔図８〕は本
発明空気整流装置の負圧時のボール弁の位置と空気の流
れを示す断面図である。
（１）はタービン部ケーシング （２）はフランジ
（３）はＴ型管 （４）は発電機（５）はアクチュエーター （６）は三
方切り替え弁箱 （７）は大気吸入口 （８）は一次吸収装置の配管への
連結部 （９）はキャップ （１０）は排気口 （１１）はシー
ル （１２）はタービン翼 （１３）は軸 （１４）はベアリング （１５）はタービン （１６）
はガイドベーン （１７）はボルト （１８）はタービンへ （１９）は
バタフライ弁 （２０）はタービンから （２１）はシート （２２）
は圧縮空気流 （２３）は弁軸 （２４）は負圧空気流 （２５）は偏
心構造弁 （２６）はＴ型ボール弁
（３）はＴ型管 （４）は発電機（５）はアクチュエーター （６）は三
方切り替え弁箱 （７）は大気吸入口 （８）は一次吸収装置の配管への
連結部 （９）はキャップ （１０）は排気口 （１１）はシー
ル （１２）はタービン翼 （１３）は軸 （１４）はベアリング （１５）はタービン （１６）
はガイドベーン （１７）はボルト （１８）はタービンへ （１９）は
バタフライ弁 （２０）はタービンから （２１）はシート （２２）
は圧縮空気流 （２３）は弁軸 （２４）は負圧空気流 （２５）は偏
心構造弁 （２６）はＴ型ボール弁
Claims (11)
- 【請求項１】一次吸収装置からもたらされる圧縮流と負
圧流のエネルギーの出入り口であるＴ型管の左右にそれ
ぞれ三方切り替え弁を接続し、一方の弁箱の開口部をタ
ービン送気側に連結、他方の開口部を大気吸入口として
用い、もう一方の弁箱の開口部をタービン排気側に連
結、他方の開口部を排気口とする空気整流装置と一次吸
収装置の波のエネルギーで発生する空気流を動力源とす
るタービンからうみだされるエネルギーで回転させられ
る発電機を連結した波力発電用空気整流装置とタービン
システム。 - 【請求項２】タービンは軸流タービンで、バタフライ弁
からなる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力発
電用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項３】タービンは遠心式タービンで、バタフライ
弁からなる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力
発電用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項４】タービンは軸流タービンで、偏心構造弁か
らなる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力発電
用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項５】タービンは遠心式タービンで、偏心構造弁
からなる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力発
電用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項６】タービンは軸流タービンで、ボール弁から
なる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力発電用
空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項７】タービンは遠心式タービンで、ボール弁か
らなる三方切り替え弁で構成される請求項１の波力発電
用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項８】Ｔ型管の左右のそれぞれの三方切り替え弁
に、制御用のアクチュエーターと圧力センサーを備えた
請求項１の空気整流装置。 - 【請求項９】アクチュエーター制御、発生電気の蓄え、
各種電子機器制御のためのバッテリーを備える請求項１
の波力発電用空気整流装置とタービンシステム。 - 【請求項１０】請求項１のＴ型管の左右にそれぞれ三方
切り替え弁を配置した空気整流装置とタービンを連結す
る配管の連結方式。 - 【請求項１１】空気整流装置、タービン、発電機、アク
チュエーター、電子機器の支承体をなし、空気出入り口
の開口部を持つシステムをパッケージされたユニットと
して提供する請求項１の波力発電用空気整流装置とター
ビンシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002164959A JP2003322078A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 波力発電用空気整流装置とタービンシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002164959A JP2003322078A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 波力発電用空気整流装置とタービンシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322078A true JP2003322078A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29545807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002164959A Pending JP2003322078A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 波力発電用空気整流装置とタービンシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003322078A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291199A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-10-20 | Makoto Hirata | 外燃機関 |
| CN103967696A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-08-06 | 韩佳 | 波浪能发电装置 |
| CN104632511A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-05-20 | 谌利铭 | 一种利用水锤效应的能量产生动能的装置 |
| KR101814613B1 (ko) * | 2016-09-23 | 2018-01-04 | 최명환 | 수배관 미활용에너지를 이용한 발전장치 |
| JP2022084902A (ja) * | 2016-10-17 | 2022-06-07 | ウェーブ・スウェル・エナジー・リミテッド | 流体からエネルギを抽出するための装置および方法 |
-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002164959A patent/JP2003322078A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291199A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-10-20 | Makoto Hirata | 外燃機関 |
| JP4662540B2 (ja) * | 2004-01-20 | 2011-03-30 | 允 平田 | 外燃機関 |
| CN103967696A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-08-06 | 韩佳 | 波浪能发电装置 |
| CN104632511A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-05-20 | 谌利铭 | 一种利用水锤效应的能量产生动能的装置 |
| KR101814613B1 (ko) * | 2016-09-23 | 2018-01-04 | 최명환 | 수배관 미활용에너지를 이용한 발전장치 |
| JP2022084902A (ja) * | 2016-10-17 | 2022-06-07 | ウェーブ・スウェル・エナジー・リミテッド | 流体からエネルギを抽出するための装置および方法 |
| JP7473577B2 (ja) | 2016-10-17 | 2024-04-23 | ウェーブ・スウェル・エナジー・リミテッド | 流体からエネルギを抽出するための装置および方法 |
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