JP2008092684A

JP2008092684A - 波力原動機

Info

Publication number: JP2008092684A
Application number: JP2006271371A
Authority: JP
Inventors: Ko Yamaguchi; 甲山口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】上下方向と水平方向の波力エネルギーの利用効率向上が可能であり、環境や景観を保護し、構造の安定性を向上し、損傷、事故、落雷を防止することで安全性を増し、設置・製造・組み立てを容易にすることができ、適用できる範囲の拡大が可能であり、メンテナンスと移動を容易にすることができ、推進装置として利用が可能な強度に優れた波力原動機を提供する。
【解決手段】波力原動機の中心軸の両面に対して平行に磁石とコイルを交互に設置する。波力の水平方向のエネルギーと鉛直方向のエネルギーによって磁石とコイルが接近したり、遠ざかったりする。その時に電磁誘導の法則により、電気エネルギーに変換される。対称的に各コイルに対して順次電気エネルギーを与えることで拡大するＳ字型の運動を行い推進装置となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、波力エネルギーと電気エネルギーを利用した発電装置及び推進装置に関するものである。

地球に到達した太陽エネルギーは、一部が風エネルギーに変換され、風が海洋上を通過する際にその一部が波エネルギーに変換される。それぞれの変換過程では、エネルギーの濃縮が起きている。年間・昼夜を平均した海洋表面の太陽エネルギーは、気候や緯度により差があるが、通常1ｍ2あたり100〜250Wである。これが風エネルギーに変換されると、大気中1ｍ2あたりの風力はおよそ0.5kWとなり、海洋表面の波エネルギーでは2〜3kWとなる。波エネルギー利用に関しては、こうしたエネルギー濃縮現象があることが、実用化にあたっての重要なインセンティブとなっている。設置場所や時間、日、月、季節によって波力は変動するが、太陽光や風力よりも変化率は少ない。波力は太陽光や風力よりも優れた自然エネルギーと言える。わが国は化石燃料、風力、太陽光などの資源は諸外国と比較して少ないが、波力エネルギーは、四方を海で囲まれ、世界でも格段に恵まれている。

しかし、二酸化炭素などの有害物質を排出しないクリーンエネルギーでありながら、国の政策である新エネルギーの範疇に入っておらず、世間一般の期待度も相対的に低い。波力の鉛直方向の力を空気エネルギーに変換する方法、波力の水平方向の力を機械的なエネルギーに変換する方法等あるが、大掛かりな設備を伴うため発電コストは高い。また鉛直波力が最大となるときは、水平波力が最大になるときと時間差があり、その現象は複雑であるため、それに対応することは困難であった。
特開２００２−２５３８７３永井実著「イルカに学ぶ流体力学」

解決しようとする問題点は、波力エネルギーを利用した発電装置及び、水中を進む推進装置としての波力原動機の効率向上と製造・メンテナンスを容易にすることによるコストの低減、安全性と安定性に関することである。

本発明は、波力原動機内の中心軸の両面に対して平行に磁石とコイルを交互に設置することを最も主要な特徴とする。

ファラデーの電磁誘導の法則とレンツの法則により、上下方向と平行方向の重力波によるエネルギーは電気エネルギーに変換することができる。対称的に電気エネルギーを拡大するS字型の軌跡を描く運動エネルギーに変換することが可能である。

本発明は、発電装置として利用する場合、波力エネルギーと電気エネルギーの変換のために水面より下にブレードを配置して、ブレードの断面を流線形にすることで波力エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換し、最良の形態になる。他の発電装置に比較して磁力の変化が遅いので磁力線を強化してコイルの巻数を増加する必要性がある。推進装置として利用する場合、正面からの断面は流線形とし、圧力抵抗を減少し、最良の形態になる。

図２に示すように先端が最も運動エネルギーを受ける力が強く、各電機子から生まれる電気エネルギーを平準化するためブレードは先端が最も短く後部になるにつれて長くなる。先端部は海底に繋がれたワイヤーで固定する。最後部は波力に対する舵の役目を持つ。ブレードの断面は揚力係数を保持する流線形とする。

洋上風力発電や太陽光発電と比較して、経済性、安全性、安定性に優れており、水素を自然エネルギーから生成することが容易になり、水素エネルギー社会の一翼を担う可能性がある。他に停船しているときは波力エネルギーを電力に変換して蓄電し、推進するときはその逆に電気エネルギーを波力エネルギーに変換する船舶が考えられる。波力を押さえて海岸侵食を防ぐ防波堤や消波ブロックとしての役割が副次的に期待される。河川においては小規模な水力発電装置として使用できる。

波力原動機の概念図である。波力発電として利用した場合の波力原動機の正面図である。波力発電として利用した場合の波力原動機の断面図である。推進装置として利用した場合の波力原動機の断面図である。

符号の説明

１中心軸
２磁石
３アンカー
４コイル
５ワイヤー
６フィン
７ブレード
８水面

Claims

中心軸の両面に対して平行に磁界の方向が同一の磁石とコイルを交互に設置して、波力エネルギーが各ブレードを波のように動かし、そのことで各磁石とコイルは往復直線運動を行い、電気エネルギーを生成する発電装置としての波力原動機。
中心軸の両面に対して平行に磁界の方向が同一の磁石とコイルを交互に設置して、前方のコイルから順番に電流を流すことを両面で時間差を設けながら行い、拡大するS字型の運動をすることで推進する推進装置としての波力原動機。