JP2004515711A - 海の波から発電するシステム - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの浮体（１）を有し、前記体（１）の内部に取り付けられ、浮体（１）の動きを空気圧または水圧エネルギーに変換する装置（２）と、エネルギーを陸地または固定された構造物へ移送する手段とを有することを特徴とする。それによって、これまで公知のシステムに比べて製造時間が短くかつ低費用で発電システムを生産することができる。変換装置（２）が浮体（１）の内側に取り付けられていることは、システムを水による腐食、海流による激しい動き、および装置を構成するいずれかの部材に危害を加えまたは破壊するおそれのある他の外部要因から保護する。

Description

【０００１】
本発明は、海の波から発電するためのシステムに関する。
【０００２】
大気汚染を伴わず、最小の投資で最適な収益性を有する、新たな再生可能エネルギー源が、現在研究されており、また求められている。
【０００３】
実際には、例えば太陽エネルギーや風力エネルギーといった再生可能資源が存在する。しかしながら、それらは今日の社会で必要とされるエネルギーを充分に供給することはできない。海の波、さらに具体的に言うとそれらによって引き起こされる浮き沈みによって及ぼされる力を利用することによって構成される、新手のエネルギーを得る方法が求められてきたのは、これが理由である。
【０００４】
現在のところ、この方法でエネルギーを得るための多様な装置とシステムが知られている。しかしながら、前記の装置は、多くの場合、それらを製造して海に据え付けるのに多大な投資を必要とするという欠点を有する。
【０００５】
一度組み立てられたこれら現在のシステムの他ならぬ重要な欠点は、複雑性である。この複雑性は、高度な保守を必要とすることを意味し、得られた発電量によって補填することができないことがしばしばある。この低生産性は、長い目で見れば、これらのシステムを用いた設備の廃棄につながる。
【０００６】
［発明の開示］
本発明によるシステムの目的は、技術的に公知なシステムよって提起された欠点を解決し、以下に示す多数の利点をもたらすことである。
【０００７】
本発明による発電システムは、少なくとも一つの浮体を備える型式である。
本発明の一つの特徴によれば、浮体は、前記体の内部に取り付けられ、浮体の動きを空気圧または水圧エネルギーに変換する装置と、エネルギーを陸地または固定された構造物へ移送する手段とを有する。
【０００８】
これらの特徴のおかげで、これまで公知のシステムに比べて製造時間が短くかつ低費用で発電システムを手に入れることができる。さらに、変換装置が浮体の内側に取り付けられていることは、水による腐食、海流による激しい動き、および装置を構成するいずれかの部材に危害を加えまたは破壊するおそれのある他の外部要因から保護されることを意味する。同様に、組立部品全体を浮体の内側に配置することにより、しなければならないのは、浮体を海底に固定することだけであるため、海への据え付けをより簡単かつより迅速に行うことができる。この決定的な特徴は、高額投資を必要とせず、浮体はすべてエネルギーを移送する一つの手段に連結されているという利点を有する本発明によるいくつかのシステムの設備を創建することを同様に可能にする。
【０００９】
本発明による一の実施の形態によると、浮体の変換装置は、浮体の動きを、圧力をかけて空気を圧縮するピストンに伝達する機構を有する。
望ましくは、機構はピストンに接続され、前述のピストンの軸にかみ合うチェーンからなる。
有利なのは、機構は波の返しによる力とは無関係にチェーンを復帰する装置を有し、それによって常にシステムの正常な働きが保証される。前記の装置が無かったら、作業サイクルは乱れるだろう。
【００１０】
本発明の他の特徴によると、移送手段は、圧縮空気アキュムレーターに通じ、圧力をかけて空気を流通させるためのダクトを有する。
【００１１】
本発明による一の実施の形態によると、圧縮空気アキュムレーター装置は、エネルギーを作り出す発電機を駆動する少なくとも一つの空気圧モーターに連結されている。
【００１２】
好ましくは、浮体はブイからなる。
【００１３】
本発明による一の実施の形態によると、復帰装置は上下に配置された少なくとも一対のドラムを有し、チェーンはその周囲に巻かれ、そしてその周囲からほどかれる。
【００１４】
好ましくは、ドラムはチェーンのドラムに対して横方向移動を妨げる溝状表面を有する。
【００１５】
さらに、復帰装置は上部に保護ケースを有する。
【００１６】
本発明の他の特徴によると、浮体は見つけられるための手段を有する。前記手段を有するおかげで、海上でブイは迅速そして明確に位置を確認され得る。気象条件が良くない状況において、それらに接近するかもしれない船によって位置を確認され得る点で、これらの手段は有益となり得る。
【００１７】
好ましくは、信号発信手段は光電池によって充電され得る少なくとも一つの電池を動力源とする。
【００１８】
有利なのは、波が下降する際にチェーンを復帰するのに必要な回転力を与える釣り合い重りを、本発明によるシステムは備えている。
【００１９】
他の方法として、変換装置の機構は少なくとも２つのピストンに接続され、両ピストンの軸にかみ合うチェーンからなる。
【００２０】
また、本発明は、波の推力の作用に対して調節可能な自動連続切替装置を有するピストンを備えている。それは、波の上昇中に生み出される力が徐々に大きくなることを考慮して備えられており、それを備えることによって、エネルギー生産に最大限活用され得る。この理由から連続切替装置を用いることにより、受ける力が大きくなるにつれて作業効率は順応されるに違いない。
【００２１】
これまで概略を説明してきたすべての記載を補助するため、いくつかの図面を添付する。それらは、概略的に、単に非制限的な例として本発明によるシステムの二つの実施の形態を示す。
【００２２】
図１は本発明による内部装置を含めた浮体の第一の実施の形態の概略図である。図２はシステムの復帰装置の斜視図である。図３は本発明による発電システムを用いた設備の概略図である。図４は本発明による浮体の第二の実施の形態の斜視図である。
【００２３】
［好ましい実施の形態］
図１に示されるように、本発明による発電システムは浮体１を備えている。浮体は内部に、前記体の動きによって空気に圧力をかける変換装置２を有している。このことは組み立てることが容易なシステムをもたらし、そのため製造および保守費用が相当減じられる。
【００２４】
浮体１は内部に貫通穴を有するバラストブイからなる。この穴によって、ケーブル４またはその他のものを介してブイは据え付けられ得る。
【００２５】
内部装置２は、概略的に図示され参照番号７を付された歯車機構を用いてチェーン６と接続された空気圧ピストン５からなる。チェーン６の他端は、冠歯車８または同様な特徴を有する他の機構を介して海底に接続されている。空気圧ピストン５の目的は、外部から入ってくる多量の空気を所定の圧力に圧縮することである。
【００２６】
巻かれたチェーン６の長さは干潮時と満潮時との水位差に、予想される波の高さを足して決定される。
【００２７】
ピストン５は、波の推力の作用に対して調節可能な自動連続切替装置（図示せず）を有する。波の上昇中に生み出される力は増大することが、考慮されなければならないので、このようにして、エネルギーの生産を最大限に生かすことができる。この理由から、連続切替を用いることにより、受ける力が大きくなるにつれて作業効率を修正することができる。
【００２８】
同時に、変換装置２のピストン５は一端を復帰装置９に接続されている。復帰装置は、常にそして波によって引き起こされる力とは無関係に、チェーンを最初の位置に復帰する。
【００２９】
空気圧ピストン５から得られた圧縮空気は、エアアキュムレーターへ通ずるダクト１０を通して回収される。
【００３０】
図１に示すように、エネルギーの獲得に関与する多様な要素および装置がブイ３の内部に配置されている。そのため前記要素は、腐食と、波がブイ３に衝突したときの直接的な衝撃とから保護される。
【００３１】
図２は、溝状表面１３を有し、上下に配置された一対のドラム１１、１２を有する復帰装置の実施の形態を示す。一対のドラムは、下部穴から装置内へ入れられたチェーン６（図示せず）を溝状表面の周囲に巻き付け、そしてそこからほどく。両方のドラム１１と１２とは、チェーンとドラムとの間で相対的な移動ができないよう上下方向に若干離されている。上側のドラム１１は、チェーンが下側のドラムによってすり減るのを防止するため、前述の下側のドラムより大きな直径を有する。更に、チェーン６またはケーブルの張力が減少した場合に、ドラム１１の表面１３の溝からケーブルまたはチェーン６が外れるのを防止するための半円筒状のケース１４を上側のドラム１１は有する。
【００３２】
復帰装置の下側部分、更に具体的には、チェーン６が通過する下部穴を挟んで、ドラム１１と１６上にチェーン６を導きやすくするための２つの小さなプーリーがある。
【００３３】
２つの浮体１、さらに詳しくは、沿岸地域に配置された圧縮空気アキュムレーター１５に空気を搬送するメインダクト１４に圧縮空気を押し込む本発明による装置２を取り付けられた２つのブイからなる設備を図３に示す。錨や漁網によって損傷するのを防止するため、前記メインダクト１４は海底に埋められている。
【００３４】
前述の装置１５は、順に複数の従来式空気圧モーターに連結されている。それぞれの空気圧モーターは発電機１７を駆動し、それによって、その後電力線網に分配されるであろうエネルギーを供給する。
【００３５】
その上、ブイ３は信号を発する手段（図示せず）を設けられており、信号を発する手段は迅速かつ明瞭にブイ３の位置を示す。海上輸送上不利な気象条件において、本システムによるブイと船との衝突の危険性を避けるのに、これらの手段は非常に便利である。
【００３６】
前記信号を発する手段は、光電池または小さな発電機によって充電される電池を動力源とする。
【００３７】
さらに、装置２を海中への据え付け前に既にブイ３の内部へ取り付けておくことを考慮すれば、上記記載は複数の浮体１を備えた設備の組み立てがどんなに容易に行えるかを示している。この組立システムは、システムの据え付け時間を減ずることができる。
【００３８】
図４は、本発明によるシステムの浮体１８の第２の実施の形態を示す。前記体は、体内側の装置を保護するためのプラスチック保護ケースを上部に有する円筒状部分１９を備える。前述の図は、図２に示す装置と同様の特徴を有する復帰装置２１を示す。復帰装置２１の両端部は内側に２つのピストンを有する２つのケース２２、２３となっており、それらピストンの軸は復帰装置２１の同一軸２４に相当する。
【００３９】
ピストンに求められる空気の供給は、ケース２０から外部に突出したダクト２５を通して運び込まれる。前記ダクト２５は湿気を排除するためのフィルターと小さな電力供給タービンとを有している。
【００４０】
浮体１８の下部には、相当な重さ、例えば２０ｋｇの円板からなる釣り合い重りが設けられている。釣り合い重りは復帰装置２１のチェーン若しくはケーブルに必要な張力を与える。円板は３本のステンレス鋼からなる棒２７に沿って移動することができる。
【００４１】
システムを構成する構成部品の大部分に用いられている材料は、アルミニウムのような水によって腐食しない軽い材料である。
【００４２】
エネルギーを得るための本発明によるシステムは、ブイ３が破損または漏水した場合でも環境汚染が全く生じないという利点を有する。これは、用いられている流体が加圧された空気であるという事実のおかげである。同様に、電磁気はその付近の海中で生まれる動物群に有害な影響を全く与えない。
【００４３】
上述した発電システムを構成する要素の製造に用いられる材料、それらとともに示されたすべての付属品の形状および寸法は本発明の本質ではなく、本質的な性質に悪影響を与えず、また本願の請求の範囲から離れない限りにおいて、技術的に同等な他のものに置き換えても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は本発明による内部装置を含めた浮体の第一の実施の形態の概略図である。
【図２】
図２はシステムの復帰装置の斜視図である。
【図３】
図３は本発明による発電システムを用いた設備の概略図である。
【図４】
図４は本発明による浮体の第二の実施の形態の斜視図である。

Claims (15)

1. 海の波から発電するシステムであって、
   少なくとも一つの浮体（１）を備え、
   前記体の内部に取り付けられ、浮体（１）の動きを空気圧または水圧エネルギーに変換する装置と、エネルギーを陸地または固定された構造物へ移送する手段とを有することを特徴とするシステム。
2. 浮体（１）の変換装置（２）は、浮体（１）の動きを、圧力をかけて空気を圧縮するピストン（５）に伝達する機構を有することを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. 機構は、ピストン（５）に接続され、前述したピストン（５）の軸にかみ合うチェーン（６）からなることを特徴とする請求項２記載のシステム。
4. 機構は復帰装置（９）を有することを特徴とする請求項２記載のシステム。
5. 移送手段は、圧縮空気アキュムレーター（１５）に通じ、圧力をかけて空気を流通させるためのダクト（１０）を有することを特徴とする請求項２記載のシステム。
6. 圧縮空気アキュムレーター装置（１５）は、発電機（１７）を駆動する少なくとも一つの空気圧モーターに連結されていることを特徴とする請求項２記載のシステム。
7. 浮体（１）はブイ（３）からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のシステム。
8. 復帰装置（９）は、上下に配置された少なくとも一対のドラム（１１、１２）を有し、
   チェーン（６）はその周囲に巻かれ、その周囲からほどかれることを特徴とする請求項４記載のシステム。
9. ドラム（１１、１２）は溝状表面（１３）を有することを特徴とする請求項８記載のシステム。
10. 復帰装置（９）は上部に保護ケース（１４）を有することを特徴とする請求項４および８のいずれか記載のシステム。
11. 浮体は見つけられるための手段を有することを特徴とする請求項１および７のいずれか記載のシステム。
12. 信号を発する手段は、光電池によって充電され得る少なくとも一つの電池を動力源とすることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
13. 波が下降する際、チェーン（６）を復帰するために必要な回転力を与える釣り合い重り（２６）を備えることを特徴とする請求項１および２のいずれか記載のシステム。
14. 機構は、少なくとも２つのピストンに接続され、両ピストンの軸にかみ合うチェーン（６）からなることを特徴とする請求項２記載のシステム。
15. ピストンは、波の推力の作用に対して調節可能な自動連続切替装置を有することを特徴とする請求項２および１４のいずれか記載のシステム。