JP2004060441A

JP2004060441A - 発電装置

Info

Publication number: JP2004060441A
Application number: JP2002215382A
Authority: JP
Inventors: Yoji Nagano; 長野　洋士
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】常に安定して大きな力を有する海水の流動、即ち、潮力、波力に着目し、これを有効に利用して発電を行なうことと、設備費やメンテナンス費等の低廉化と、汚染の虞もなく、資源欠乏の虞もない発電装置を提供することを目的としているもので、従来の潮力発電のように満潮時の海水をストックし、落下させるもの等とは異なり、その海水の動きそのもので発電機を駆動させることを可能とした発電装置とする。
【解決手段】海底に設けられた基礎上に、先端が海面上に突出する支持体を固設し、その支持体に海面より上方に位置する下面を開口したシリンダ−体を取り付け、そのシリンダ−体の下面開口に密に摺接するピストン体を嵌合し、そのピストン体の下端に海面に浮設されたフロ−ト体を固設するとともに、前記シリンダ−体の上面に逆止弁を介して、シリンダ−体内のエアの圧縮及び吸引に伴なって駆動するエアタ−ビンを設け、そのエアタ−ビンを発電機と連結させることとし、前記した支持体は少なくとも一対以上の複数個が設けられていることとする。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電装置に関し、特に発電機を稼動させるための動力源として海の水の自然流動、即ち、潮力や波力を利用した発電装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
現在、発電の原動力として主たるものは水力、火力そして原子力であり、自然力である風力、地熱、波力、潮力等はごくわずかの割合を占めているにすぎない。前記した水力、火力、原子力のうち、水力は雨量にもよるが一定した供給が見込めるものであるが、火力は燃焼源としての資源が心配であり、原子力は常に発電所の周域に汚染の危険性が伴なっている。
【０００３】
【発明の目的】
そこで、本発明は上記した現状に鑑みて、常に安定して大きな力を有する海水の流動、即ち、潮力、波力に着目し、これを有効に利用して発電を行なうことと、設備費やメンテナンス費等の低廉化と、汚染の虞もなく、資源欠乏の虞もない発電装置を提供することを目的としているもので、従来の潮力発電のように満潮時の海水をストックし、落下させるもの等とは異なり、その海水の動きそのもので発電機を駆動させることを可能とした発電装置を提供することも目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る発電装置は海底に設けられた基礎上に、先端が海面上に突出する支持体を固設し、その支持体に海面より上方に位置する下面を開口したシリンダ−体を取り付け、そのシリンダ−体の下面開口に密に摺接するピストン体を嵌合し、そのピストン体の下端に海面に浮設されたフロ−ト体を固設するとともに、前記シリンダ−体の上面に逆止弁を介して、シリンダ−体内のエアの圧縮及び吸引に伴なって駆動するエアタ−ビンを設け、そのエアタ−ビンを発電機と連結させることを特徴とし、前記した支持体は少なくとも一対以上の複数個が設けられていることを特徴としている。
【０００５】
また、本発明に係る発電装置は海底に設けられた基礎上に、上端が海面上に突出する支持柱を固設し、その支持柱を貫通させたフロ−ト体を海面上に浮設してあり、前記した支持柱の内面側にラックギアを連続して設け、前記したフロ−ト体上にそのラックギアと噛合する第一のピニオンギアを設け、その第一のピニオンギアの軸に伝導小径ギアを設け、その伝導小径ギアに大径ギアを噛合させる伝達機構を複数連結し、最終的な大径ギアの軸に発電機を連結させることを特徴とし、前記した支持柱は相対向して一対設け、両方の支持柱のラックギアから前記したギア連結機構を形成してあることを特徴とし、前記したギア連結機構はギアボックス内に収容されていることを特徴とし、前記した支持柱の外面側にもラックギアを設け、そのラックギアには前記したフロ−ト体に立設固定されたスタンドに取り付けられギアを噛合して位置決めをしてあることを特徴としている。
【０００６】
さらに、本発明に係る発電装置は海底に設けられた基礎上に、上端が海面上に突出する支持柱を固設し、その支持柱を貫通させたフロ−ト体を海面上に浮設し、そのフロ−ト体上に下端を弾発手段で支持したスタンド部材を設け、そのスタンド部材の先端に前記支持柱と転接するロ−ラを備え、そのロ−ラを発電機と連結させることを特徴とし、前記した支持柱に対し、スタンド部材及びロ−ラと発電機を複数セット対応させてあることを特徴とし、前記したロ−ラはチュ−ブレスタイヤを使用してあることを特徴とし、前記した支持柱には弾発手段で支持された揺れ止め用のベアリングが転接されていることを特徴とし、前記した支持柱を貫通させるフロ−ト体の貫通孔はラッパ状に下方が拡開され、かつ、支持柱は下端近くで徐々に大径とされていることを特徴としている。
【０００７】
そして、本発明に係る発電装置は海面上に浮設されたフロ−ト体の一端に延設部を設けて、その延設部を固定されたガイドに取り付け、かつ、フロ−ト体の先端部に海底に支持された支持柱を貫通させ、一方、フロ−ト体上に弾発手段で支持したスタンド体を設け、そのスタンド体の先端にロ−ラ取付部材を固設し、そのロ−ラ取付部材には上下方向に前記支持柱と転接する複数個のロ−ラを列設し、その各々のロ−ラに発電機を連結してあることを特徴とし、前記したフロ−ト体の先端部分は底部を先端に向けて薄く形成してあり、かつ、支持柱を貫通させる貫通孔はラッパ状に下方に向けて拡開し、支持柱は下端近くで徐々に大径としてあることを特徴とし、前記したスタンド体及びロ−ラ取付部材等は複数セットを支持柱に対応させてあることを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記した構成によって、潮の干満による海面の上昇、下降及び波力に同期してフロ−ト体も動き、その動きによってエアタ−ビンが駆動されたり、大きな回転力を得られることとなり、そのパワ−を発電機に伝えることで、発電作用が生じることとなる。この構成によれば、海水の自然流動を原動力とするため、環境汚染の虞や、資源欠乏の虞も一切なく、従来の潮力、波力発電の構成とも異なり、自然の力をそのまま応用したもので、格別に海水のストックや流出等の設備も不要なものとなるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を示す図、図２は同じく第二の実施の形態を示す図、図３は同じくギアの構造を示す斜視図、図４は同じく第三の実施の形態を示す図、図５は同じく第四の実施の形態を示す図である。
【００１０】
これらの図にあって１は海底を示し、２・２はその海底に設置された基礎を示している。第一の実施の形態を示す図１にあって３・３は前記した基礎２・２上に固設された支持体であり、この支持体３・３は海面Ｓ上へ突出され、その上方部分は対向方向へ鈍角に屈折されている。なお、図１でこの支持体３・３は二本を示してあるが、放射状に複数本を設けることが可能である。
【００１１】
前記した支持体３・３の先端には下向きに開口されたシリンダ−体４が固設されているもので、このシリンダ−体４の下面開口位置は海面Ｓよりも高く設定されている。
【００１２】
また、前記したシリンダ−体４には下方からピストン体５が密に嵌合されており、このピストン体５の下端には海面に浮設されるフロ−ト体６が固設されている。即ち、潮の干満に応じてフロ−ト体６がその位置を上下動させることにより、ピストン体５も上下動し、シリンダ−体４内を上下方向に摺動するようになっている。
【００１３】
さらに、前記したシリンダ−体４の天面略中央位置には、フロ−ト体６の上昇に伴なうシリンダ−体４内の圧縮空気で駆動されるエアタ−ビン７が逆止弁７ａを介して設置されており、このエアタ−ビン７による回転力を発電機に伝え発電作業を行なうものとしている。
【００１４】
前記したエアタ−ビン７のサイドにはフロ−ト体６の下降に伴ない、シリンダ−体４内に生じる負圧、即ち、外気が吸引によって駆動するエアタ−ビン８・８も逆止弁８ａ・８ａを介して設置されており、このエアタ−ビン８・８もその回転力を発電機に伝えるものとしている。つまり、この第一の実施の形態によると、潮の干満のいずれの場合にもどちらかのエアタ−ビン７、８・８を作動させ、常時発電作業を続行することができるものとなっている。
【００１５】
次に、図２及び図３で示す第二の実施の形態を説明する。この場合は基礎２・２上に相対向する直状の支持柱９・９が固定立設されており、この支持柱９・９の上方は海面Ｓより上方に突出されている。この支持柱９・９には貫通孔１０ａ・１０ａによって、海面Ｓ上に浮設されるフロ−ト体１０が嵌め付けられている。
【００１６】
また、前記した支持柱９・９の上方部分内面にはラックギア１１・１１が連続形成されており、そのラックギア１１・１１には第一のピニオンギア１２・１２が噛合されている。この第一のピニオンギア１２の回転軸１３には小径伝導ギア１４が取り付けられており、この小径伝導ギア１４には第二のピニオンギア１２ａが噛合されている。この第二のピニオンギア１２ａの回転軸にも前記と同様の小径伝導ギア１４が取り付けられ、この機構が複数連続され最終のピニオンギア１２ｎまでつなげられている。この最終のピニオンギア１２ｎにあっては第一のピニオンギア１２における回転速度が大きく増幅され、かなりの高速となるもので、この最終のピニオンギア１２ｎにおける回転軸の力を発電機に伝え、発電作業を行なうものとしている。なお、図中１５はかかるギア機構を収容するギアボックスを示している。
【００１７】
さらに、前記した支持柱９・９の上方外面側にもラックギア１６・１６が連続形成されている。このラックギア１６・１６にはフロ−ト体１０の上面に固設されたスタンド１７・１７の上端に軸支されたピニオンギア１８・１８が噛合され、揺れ止めを図っている。
【００１８】
また、図４として示す第三の実施の形態の場合には基礎２・２上に支持柱１９・１９が固定立設されており、この支持柱１９・１９は下方部分で徐々に径を大きくした裾広がりの形状をしたものとなっており、その上方部分を海面Ｓより突出させている。
【００１９】
この支持柱１９・１９にはラッパ状に下方を拡開させた貫通孔２０ａ・２０ａによってフロ−ト体２０が嵌め付けられ、このフロ−ト体２０は海面Ｓ上に浮設される。このフロ−ト体２０上にあっては支持柱１９・１９を挟んであるいは囲んで、下端を弾発手段であるコイルスプリング２１・２１‥で弾設されたスタンド部材２２・２２‥が設けられている。
【００２０】
このスタンド部材２２・２２‥は支持柱１９・１９に対して斜状に形成されており、その先端は支持柱１９・１９に対し直交するように屈折されている。このスタンド部材２２・２２‥の先端には支持柱１９・１９と転接するロ−ラ、特にここではチュ−ブレスタイヤ２３・２３が軸支されており、そのチュ−ブレスタイヤ２３・２３の回転軸に発電機２４・２４が連接されている。
【００２１】
さらに、フロ−ト体２０上で支持柱１９・１９の近くにはベアリングホルダ−２５・２５がフロ−ト体２０上をスライド可能に設けられており、そのベアリングホルダ−２５・２５の内面に取り付けられたボ−ルベアリング２６・２６が支持柱１９・１９と転接され揺れ止めを図っている。
【００２２】
前記したベアリングホルダ−２５・２５‥はその背面でフロ−ト体２０上に固定された受部材２７・２７‥との間で弾発手段であるコイルスプリング２８・２８で常に前方へ附勢され、緩衝されたものとなっている。
【００２３】
この第三の実施の形態によると、潮の干満によるフロ−ト体２０の上下動に加え、波力によるフロ−ト体２０の揺動によっても、スタンド部材２２・２２‥がコイルスプリング２１・２１‥で支持されていることからチュ−ブレスタイヤ２３・２３の支持柱１９・１９との転接が得られ、発電機２４・２４による発電作業を得ることができるようになっている。尚、図面では支持柱１９・１９を挟むようにスタンド部材２２・２２‥を配置したが、図における手前側や奥側にもスタンド部材２２・２２‥を配置することが可能で、支持柱１９のサイズによっては放射状に配置してやることも可能である。
【００２４】
そして、図５に示す第四の実施の形態によると、この場合は海面Ｓ上に浮設したフロ−ト体２９の一端（後端）を例えば岸壁Ｇ等に固定したガイドレ−ル３０と連接してある。この連接はフロ−ト体２９の一部に突出部２９ａを形成し、その突出部２９ａにア−ム部材３１をピン等で枢着し、そのア−ム部材３１をガイドレ−ル３０の上下方向に形成されたガイド溝と係合させたものとしている。この構成で、ア−ム部材３１を基部としてフロ−ト体２９自体が枢動するものとされている。
【００２５】
このフロ−ト体２９は先端近くの底面２９ｂが先に向って薄く形成されており、その一部に下方に向けてラッパ状に拡開した貫通孔２９ｃが形成され、その貫通孔２９ｃに対し、基礎２上に固定立設された支持柱３２が貫通され、その支持柱３２の上方部分は海面Ｓ上に突出されている。
【００２６】
また、フロ−ト体２９上には前記した支持柱３２を挟んで、あるいは囲んでスタンド部材３３・３３がその基部の下面、前後を弾発手段であるコイルスプリング３４・３４‥で支持され設置されている。このスタンド部材３３・３３は支持柱３２方向に向けて斜状に形成され、その突端は支持柱３２に向けて直交する構成とされている。
【００２７】
このスタンド部材３３・３３の先端には回転ロ−ラ、特にチュ−ブレスタイヤの取付部材３５・３５が固定されており、この取付部材３５・３５は上下方向の長尺材とされ、その長手方向が支持柱３２に沿うものとされている。
【００２８】
この取付部材３５・３５には上下方向に複数の、支持柱３２と転接するロ−ラ、特にチュ−ブレスタイヤ３６・３６‥が所定のピッチで列設されており、このチュ−ブレスタイヤ３６・３６‥の回転軸を発電機３７・３７‥と連接し、発電作業を得るものとしている。
【００２９】
この第四の実施の形態は係る構成としてあるので、潮の干満によるフロ−ト体２９の上下動により、チュ−ブレスタイヤ３６・３６‥が支持柱３２と転接して回転力を得ることに加え、フロ−ト体２９のガイドレ−ル３０との連結構造による枢動、及び先端を薄くしてある構成から、波力によってその先端部分は大きく揺れ、チュ−ブレスタイヤ３６・３６‥に回転力を得ることができるようになっている。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る発電装置は上述のように構成され、作用する。資源として欠乏してしまう虞がない海水の自然流動を基本的な動力源としており、海水のストックや落下等の格別な設備も必要なく発電作業を実行することができるうえ、干満のいずれの場合においても駆動源を稼動させることができ、波力も応用して利用することができるので発電の時間的制約を受けることも従来に比べはるかに小さくなっており、環境を汚染してしまう虞も一切なく、発電装置としては低廉な価格で設備を構築することができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す図である。
【図２】第二の実施の形態を示す図である。
【図３】ギアの構造を示す斜視図である。
【図４】第三の実施の形態を示す図である。
【図５】第四の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１　海底
２　基礎
３　支持体
４　シリンダ−体
５　ピストン体
６　フロ−ト体
７　エアタ−ビン
７ａ　逆止弁
８　エアタ−ビン
８ａ　逆止弁
９　支持柱
１０　フロ−ト体
１０ａ　貫通孔
１１　ラックギア
１２　ピニオンギア
１３　回転軸
１４　小径伝導ギア
１５　ギアボックス
１６　ラックギア
１７　スタンド
１８　ピニオンギア
１９　支持柱
２０　フロ−ト体
２０ａ　貫通孔
２１　コイルスプリング
２２　スタンド部材
２３　チュ−ブレスタイヤ
２４　発電機
２５　ベアリングホルダ−
２６　ボ−ルベアリング
２７　受部材
２８　コイルスプリング
２９　フロ−ト体
２９ａ　突出部
２９ｂ　底面
２９ｃ　貫通孔
３０　ガイドレ−ル
３１　ア−ム部材
３２　支持柱
３３　スタンド部材
３４　コイルスプリング
３５　取付部材
３６　チュ−ブレスタイヤ
３７　発電機

Claims

海底に設けられた基礎上に、先端が海面上に突出する支持体を固設し、その支持体に海面より上方に位置する下面を開口したシリンダ−体を取り付け、そのシリンダ−体の下面開口に密に摺接するピストン体を嵌合し、そのピストン体の下端に海面に浮設されたフロ−ト体を固設するとともに、前記シリンダ−体の上面に逆止弁を介して、シリンダ−体内のエアの圧縮及び吸引に伴なって駆動するエアタ−ビンを設け、そのエアタ−ビンを発電機と連結させることを特徴とする発電装置。
前記した支持体は少なくとも一対以上の複数個が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
海底に設けられた基礎上に、上端が海面上に突出する支持柱を固設し、その支持柱を貫通させたフロ−ト体を海面上に浮設してあり、前記した支持柱の内面側にラックギアを連続して設け、前記したフロ−ト体上にそのラックギアと噛合する第一のピニオンギアを設け、その第一のピニオンギアの軸に伝導小径ギアを設け、その伝導小径ギアに大径ギアを噛合させる伝達機構を複数連結し、最終的な大径ギアの軸に発電機を連結させることを特徴とする発電装置。
前記した支持柱は相対向して一対設け、両方の支持柱のラックギアから前記したギア連結機構を形成してあることを特徴とする請求項３に記載の発電装置。
前記したギア連結機構はギアボックス内に収容されていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の発電装置。
前記した支持柱の外面側にもラックギアを設け、そのラックギアには前記したフロ−ト体に立設固定されたスタンドに取り付けられギアを噛合して位置決めをしてあることを特徴とする請求項３、請求項４または請求項５に記載の発電装置。
海底に設けられた基礎上に、上端が海面上に突出する支持柱を固設し、その支持柱を貫通させたフロ−ト体を海面上に浮設し、そのフロ−ト体上に下端を弾発手段で支持したスタンド部材を設け、そのスタンド部材の先端に前記支持柱と転接するロ−ラを備え、そのロ−ラを発電機と連結させることを特徴とする発電装置。
前記した支持柱に対し、スタンド部材及びロ−ラと発電機を複数セット対応させてあることを特徴とする請求項７に記載の発電装置。
前記したロ−ラはチュ−ブレスタイヤを使用してあることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の発電装置。
前記した支持柱には弾発手段で支持された揺れ止め用のベアリングが転接されていることを特徴とする請求項７、請求項８または請求項９に記載の発電装置。
前記した支持柱を貫通させるフロ−ト体の貫通孔はラッパ状に下方が拡開され、かつ、支持柱は下端近くで徐々に大径とされていることを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０に記載の発電装置。
海面上に浮設されたフロ−ト体の一端に延設部を設けて、その延設部を固定されたガイドに取り付け、かつ、フロ−ト体の先端部に海底に支持された支持柱を貫通させ、一方、フロ−ト体上に弾発手段で支持したスタンド体を設け、そのスタンド体の先端にロ−ラ取付部材を固設し、そのロ−ラ取付部材には上下方向に前記支持柱と転接する複数個のロ−ラを列設し、その各々のロ−ラに発電機を連結してあることを特徴とする発電装置。
前記したフロ−ト体の先端部分は底部を先端に向けて薄く形成してあり、かつ、支持柱を貫通させる貫通孔はラッパ状に下方に向けて拡開し、支持柱は下端近くで徐々に大径としてあることを特徴とする請求項１２に記載の発電装置。
前記したスタンド体及びロ−ラ取付部材等は複数セットを支持柱に対応させてあることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の発電装置。