JP2008180086A - 波力エネルギー変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水面波の１サイクル中のエネルギー変換率やワイヤ張力の変動を平準化してそれらの極大値を抑え、装置の安全性や寿命を向上させる波力エネルギー変換装置を提供する。
【解決手段】テンションプーリ９と支持バネ１０によりエネルギー貯蔵手段を構成している。水面上に浮遊するフロート４は波による水位変動により上下運動する。強い水面波により、フロート４が大きく下方に沈むと、張力ｆ_ｆは大きくなる。張力ｆ_ｆが強くなると、駆動プーリ６と固定プーリ７の間に設けられたテンションプーリ９は支持バネ１０の力に抗して下方に収縮され、張力ｆ_ｔに基づくエネルギーが貯蔵される。このエネルギーが有効ワイヤ張力が負値となる水面の上昇時に開放されて回転運動のエネルギーに変換されて放出されて発電機１の発電に供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水面の波エネルギーを回転エネルギーに変換するための波力エネルギー変換装置に関する。

水面の波エネルギーを回転エネルギーに変換する変換装置としては、水面の上下運動によって生じる空気流によって空気タービンを回転させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このような変換装置は、水面の上下運動から空気流を生じさせるためのチャンバや空気タービンを必要とし、装置が大がかりで高コストになるという問題点を有する。

また、水面上に浮遊するブイの水位変動による上下動を、ワイヤとカウンタウェイトを用いて回転運動に変換する波力エネルギー変換装置が知られている。その基本構成を図１１と図１２に示す。その主要な構成と動作原理を述べる。図において、位置を固定された固定プーリ７に掛架されたワイヤの一端に取り付けられると共に海中に浮遊するフロート４と、固定プーリ８に掛架されたワイヤが他端に取り付けられたフロート４よりも重さの軽いカウンタウェイト５と、固定プーリ７、８の中間に設けられた駆動プーリ６の構成により、前記フロートの上下運動から前記駆動プーリの出力軸の正逆回転運動に伝達する。駆動プーリ６は、回転変換機３Ａと連結され、フロート４の上下運動に伴う正逆回転運動の動力を変速機２を介して発電機１に伝達して、波力エネルギーを電気エネルギーに変換する。

次に、この基本構成を成す図１１を参照して解析する。駆動プーリ６に生じるトルクをτ、固定プーリ７に掛架されたワイヤの張力をｆ_ｆ、固定プーリ８に巻き掛けられた張力材の張力をｆ_ｃとすると、駆動プーリを回転させるのに用いられる有効ワイヤ張力ＦはＦ＝ｆ_ｆ−ｆ_ｃである。

発電機１の界磁磁束が一定とし、駆動プーリの半径をＲ、駆動プーリの回転数をｎとすると、発電機１に発生するトルクτと電流ｉ、誘起電圧ｅ、は次式のような関係にある。

τ＝ｋ_τｉ＝ＦＲ／Ｇ＝（ｆ_ｆ−ｆ_ｃ）Ｒ／Ｇ （１）
ｅ＝Ｇｋ_ｅｎ （２）
ここで、Ｇはギア比、ｋτはトルク係数、ｋｅは誘導発電係数である。

（１）式より、ｉ＝（ｆ_ｆ−ｆ_ｃ）Ｒ／Ｇｋ_τとなる。

発電機の誘起電力Ｐａは（１）、（２）式から、
Ｐａ＝ｅｉ＝ｎ（ｆ_ｆ−ｆ_ｃ）Ｒｋ_ｅ／ｋ_τ （３）
となり、誘起される電力Ｐａは駆動プーリに作用する有効ワイヤ張力Ｔ＝ｆ_ｆ−ｆ_ｃと発電機の回転数ｎに比例する。

発電機の内部抵抗をｒとすると、内部抵抗による電力損はｒｉ^２＝ｒ｛（ｆ_ｆ−ｆ_ｃ）Ｒ／Ｇｋ_τ｝^２であるので、発電機の実際の出力は電力Ｐａからこの電力損を差し引いたものとなる。

このような波力エネルギー変換装置では、波高の高い水面波のサイクル中に速い水面の上下動が生じると、その速い水面上下動により一時的に大きなワイヤ張力が発生し、同時に発電機の発生電力のピークが生じ、それに対応するために発電機容量や動力伝達系を大きくしなければならない。また、平滑回路、充電器の容量を大きくする必要があり、装置全体のコストが高くつく。

そこで、かかる不都合を解決するため、回転系のトルクを伝達する部分に対して、ゼンマイバネと同等の機能をもつコイルバネを組合せて一時的に過大となったワイヤ張力を吸収するものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、ゼンマイバネまたは同等のものは大掛かりのものは現場での設置に困難を伴い、模型装置においても殆んど試みられていない状況である。また、本発明者が提案した、設置場所の制約を受けず、低コストで高効率な可動物体型波力エネルギー変換装置も公知である（例えば、特許文献３参照。）。
特開昭６１−１９０１７１号公報 特開平４−８８７０号公報 特開２００２−２２１１４２号公報

このように、従来の波力エネルギー変換装置は、水面波のサイクル中の速い水面の上下動に対する対策が十分でなく、せいぜいゼンマイバネまたはこれと同等のものが提案されてきたが、これらの大掛かりのものは現場での設置に困難を伴った。そこで、本発明は、ワイヤ等の張力材の張力のみで動力伝達する部分を有する波力エネルギー変換装置において、水面波の１サイクル中のエネルギー変換率やワイヤ張力の変動を平準化してそれらの極大値を抑え、装置の安全性や寿命を向上させると共に、エネルギー変換機や動力伝達系の小容量化・経費節減を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明における第１の発明では、張力材を離間した位置で移動不可能な軸に固定された固定プーリに掛架し、前記張力材の一端部に取り付けられて水面上に浮遊するフロートと、前記張力材の他端部に取り付けられた前記フロートよりも重量の軽いカウンタウェイトと、前記フロートが水面波の上下動に伴って前記カウンタウェイト間で発生する前記張力材の張力方向の前後動を正逆回転運動に変換する駆動プーリと、前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリ間に水面の上下動に連動しながら伸縮するエネルギー貯蔵手段の先端部に回動自在に軸支されたテンションプーリと、前記駆動プーリの正逆回転運動のうち一方の回転方向の回転運動の動力のみを出力軸に伝達するラチェット機構と、前記ラチェット機構の出力軸に連結された発電装置とを備えた構成とした。

第１の発明を主体とする第２の発明では、前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記固定プーリと前記テンションプーリを組み合わせて少なくとも一組以上配設した構成とした。

第１および第２を主体とする第３の発明では、前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記テンションプーリを略仮想円上の離間した位置に複数個配設した。

第１乃至第３の発明を主体とする第４の発明では、前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記テンションプーリと前記固定プーリを蛇行状になるように少なくとも一組以上配設した構成にした。また、第１乃至第４を主体とする第５の発明では、伸張力または圧縮力を有する支持バネまたはピストンロッドの一端部に前記テンションプーリを往復動しつつ回動自在に軸支する前記エネルギー貯蔵手段を配設した構成にした。

このように、駆動プーリと固定プーリとの間にテンションプーリと支持バネまたはピストンロッドを有する伸縮部材で構成されるエネルギー貯蔵手段を設けることにより、従来のゼンマイバネまたはその同等物のように取付けに困難さを伴うことなく、水面波の１サイクル中のエネルギー変換率や張力材の張力の変動を平準化してそれらの極大値を抑え、装置の安全性や寿命を向上させると共に、エネルギー変換機や動力伝達系の小容量化・経費節減を図ることができる。

第１乃至第４を主体とする第６の発明では、前記フロートが給水口と排水口をもつ容器形状を有し、当該手段の内部に重量調整のために入れた液体の揺動を防止するために少なくとも一つ以上の揺動防止用の穿孔板を離間して配設するとともに水面波による横波を受けても安定浮遊するように重心を下方部に位置させるため前記フロートの底部に厚肉鋼板を配設した構成にした。

また、第１の発明を主体とする第７の発明では、防波堤と該防波堤と対向する離間した位置に水面下で開口部を有するように浸漬させてフロートが水面波による横波を防止するように配設した波防止壁と、前記防波堤と前記波防止壁間に前記フロートと前記カウンタウェイトを作動させて発電させる得る遊水室を設けた構成にした。

これにより、水面上に浮遊するフロートとカウンタウェイトに作用する波の横方向の力を波防止壁により防ぐことができ、フロートとカウンタウェイトの横方向への揺動を少なくすることができる。また、波防止壁の水面下の開放部を通して水が出入りすることによるＵ字管振動で内部の水面上下動が増幅され、より効率的な発電がなされ、高出力の電力を安定して得ることができる。

以上のように、本発明の波力エネルギー変換装置は、動力を伝達する張力材の経路の途中に、張力が過大となる時間帯に変換されるべきエネルギーの一部を貯蔵し、張力が減少する時間帯にこの貯蔵されたエネルギーを放出するエネルギー貯蔵手段を配置し、水面波の１サイクル中における張力材の張力、軸トルク、エネルギー変換率の平準化を達成することができる。

また、従来では駆動プーリ、張力材、フロート、カウンタウェイト、ラチェット機構を組み合わせた構成により水面波エネルギーを変換する方法では、該波が高いとフロートが宙吊りになったり水中に没したりする状態が発生し、発電力が著しく低下して、エネルギー利得の面でも不利益となったり、フロートの宙吊りは張力材の張力が過大の時に生じ、水中に没するのは水面上昇時の張力材の張力が緩みがちとなって著しく低下する時であったが、本発明の支持バネまたはピストンロッドなどのエネルギー貯蔵手段を配設することにより、張力材の張力が平滑化されるのでフロートが宙吊りになったり水中に没したりする状態が発生しにくい。したがって、張力材の張力やエネルギー変換率の平滑化のみならず、エネルギー利得の点でも大きく改善できる。

以下に本発明を図１から図１０を用いて詳細に説明する。図１は本発明の波力エネルギー変換装置の基本構成図、図２はラチェット機構の実施例図、図３は本発明の波力エネルギー変換装置の簡略図、図４は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図５は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図６は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図７は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図８は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図９は本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図、図１０は本発明の波力エネルギー変換装置の水上への設置例、図１１は従来の波力エネルギー変換装置の基本構成図、図１２は従来の波力エネルギー変換装置の簡略図である。

本発明の波力エネルギー変換装置の基本構成図を図１に示す。以下に、図１（Ａ）を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本発明では、テンションプーリ９を伸縮部材の支持バネまたはピストンロッドなどの先端部に回動自在に軸支された状態とし、水面波の上下動に連動しながら伸縮自在な構成としつつエネルギーを貯蔵する手段を成す。ここで、エネルギー貯蔵手段としては、例えば支持バネ１０またはピストンロッドなどが挙げることができるが、本発明の実施形態では、支持バネ１０を代表して詳述する。

符号１は発電機、２は変速機、３はラチェット機構、４は水面上に浮遊するフロートであり、軸を移動不可能に固定された固定プーリ７に掛架された張力材の一端部に取り付けられている。５はフロート４よりも重さの軽いカウンタウェイトであり、固定プーリ８に掛架されたた張力材の他端部に取り付けられる。６は駆動プーリであり動力伝達軸を介してラチェット機構３に連結されている。９は駆動プーリ６と固定プーリ７の間に設けられたテンションプーリであり、支持バネ１０と共にエネルギー貯蔵手段を構成している。フロート４と固定プーリ７の間で作用する張力はｆ_ｆであり、カウンタウェイト５と固定プーリ８の間で作用する張力はｆ_ｃである。なお、この実施態様ではエネルギー貯蔵手段は支持バネ１０の圧縮力を利用した例（図１（Ａ）、図３、図４および図９は外接形となっている）を示しているが、エネルギー貯蔵手段の設置を工夫することにより、支持バネ１０の引張力を利用した例（図５、図６、図７、および内接形の図８（Ａ））のような構成も採ることができる。なお、本発明における張力材としては、スインレス製、鋼製、硬鋼線、亜鉛メッキ鋼線などのワイヤ、麻製ロープ、ピアノ線およびカーボンファバーなどが使用できる。

図１（Ｂ）は、フロート４が水面波の揺動によって傾転することなく上下動の動作になるように安定させる構成の一例を示す。フロート４の上面部にはフロート４の重量を確保するために、フロート４の内部に水を供給するための給水口４４が設けられ、フロート４の内部には、内部の水の揺動（スロッシング）防止用の穿孔板４５が互いに離間して３段配置している。複数の揺動防止用の穿孔板４５が離間して配設されており、フロート４に取り付けられた給水口４４から供給された水がフロート４の内部で揺動を消滅できるような間隔に配設することが望ましい。

また、フロート４の底部には、水面の勾配にかかわらず、安定した姿勢が保てるように、常にフロート４が重心を下方部に位置させるため、厚肉板４６を配置する。本実施形態では、フロート４の底部に厚肉板４６を配置した例を示したが、厚肉板４６を取り付ける代わりに比重の大きい粒状体を充填し、フロート４が傾転しも粒状体が水とともにフロート４外に出ないように、粒状体を充填し蓋体で覆い密閉状態にしても良い。なお、フロート４の底面には、水抜き用の排水口４７が設けられている。

図２（Ａ）、（Ｂ）にラチェット機構３の一例として、ワンウェイクラッチを用いたものを示す。ラチェット機構３は、プーリ１１の内周側に複数のコロ収納部１４を有している。各ころ収納部１４内にはコロ１５と、このコロ１５をカム面１６側に付勢するバネ１３とが収納されている。このラチェット機構３では、図２（Ａ）に示したように、回転軸１２が反時計回り方向に回転すると、コロ１５はカム面１６から離れ、ラチェット機構３のプーリ１１は回転しない。それ故、ラチェット機構３のプーリ１１は、回転軸１２が反時計回りに回転するときは回転せず、回転軸１２が時計回り方向に回転するときに発電に供されるようになっている。

一方、図２（Ｂ）に示したように、回転軸１２が時計回り方向に回転すると、バネ１３の作用により、コロ１５がカム面１６に当接し、このカム面１６と回転軸１２とのくさび作用により、ラチェット機構３のプーリ１１が回転するようになっている。

図３は波力エネルギー変換装置の簡略図であり、水面下降中に喫水線がｈ_Ｂだけ下がった状態を示す。このような構成において、テンションプーリ９と支持バネ１０によりエネルギー貯蔵手段を構成している。水面上に浮遊するフロート４は水面波による水面の上下動により上下運動する。高い波により、フロート４が大きく下降すると、張力ｆ_ｆは大きくなる。張力ｆ_ｆが強くなると、駆動プーリ６と固定プーリ７の間に設けられたテンションプーリ９は支持バネ１０の力に抗して下方に収縮される。このときワイヤが移動しテンションプーリ９の支持バネ１０の圧縮力ｆ_ｔに基づくエネルギーが貯蔵される。

従って、水面とフロート４が下降してワイヤ張力が過大になる時、固定プーリ７の位置におけるワイヤの移動量をＬ、支持バネ１０によるワイヤ移動の減少量をΔＬ、駆動プーリ６に作用する有効ワイヤ張力Ｔを、Ｔ＝（ｆ_ｆ−ｆ_ｔ）−ｆ_ｃとすると、このとき貯蔵されるエネルギーΔＥは、Ｔ×ΔＬ程度となる。このエネルギーΔＥは有効ワイヤ張力が減少している水面の上昇時に開放されて回転運動のエネルギーに変換される。

この結果、駆動プーリ６に作用する有効ワイヤ張力Ｔは、水面が下降してフロート４が下降する時には、エネルギーのピークが抑えられた状態で発電機１の発電に供され、その抑えられた部分がテンションプーリ９を軸支する支持バネ１０に貯蔵され、水面が上昇する時には、この貯蔵されたエネルギーが放出されて発電機１の発電に供される。

このように、ワイヤ張力のピークと共に発電機１の発生電力のピークが抑えられ、発電機容量や動力伝達系を大きくする必要がない。また、平滑回路、充電器等の容器を大きくする必要がないので、装置全体の低コスト化を図ることができる。

本発明装置は防波堤１００に設置することもできるが、水上に設置する際には、駆動プーリ３、固定プーリ７、８とテンションプーリ９の支持部を１つの桁（架台）に固定し、駆動プーリ６、ラチェット機構３、変速機２、発電機１の支持部をもう１つの桁に固定すれば良い。

次に、２つの固定プーリをもつタイプの本発明の他の実施形態を図４を参照して説明する。図１、図３と同一物には同じ符号を付している。図１のものと異なり特徴とする点は、駆動プーリ６と固定プーリ７の途中に、複数個のテンションプーリ９、９１、９２、９３、９４、９５、９６を相互に離間して略仮想円状に位置するように配設し、この複数個のテンションプーリ９、９１、９２、９３、９４、９５、９６にワイヤを伸縮手段を成す支持バネ１０の先端部に伸縮自在に配設した状態でワイヤを掛架して多角形を形成し、この多角形の頂点の位置に、テンションプーリ９、９１〜９６と支持バネ１０で構成される複数のエネルギー貯蔵手段が配置されていることである。なお、テンションプーリ９に掛架された後、駆動プーリ６に向かうワイヤと、テンションプーリ９６に掛架された後、固定プーリ７に向かうワイヤとが互いに接触することがないように、ワイヤ同士は離間した状態に保持されている。ここで、略仮想円状とは、円形状や楕円状をも含む。

図４の波力エネルギー変換装置を用いた場合の動作は、次のようになる。すなわち、図４（Ａ）各エネルギー貯蔵手段はワイヤの張力が過大となる時間帯に変換されるべきエネルギーの一部を貯蔵し、張力が減少した時間帯にこの貯蔵されたエネルギーをワイヤに放出する。これにより、駆動プーリ６が反転をくり返して回転し、一方の回転方向（本発明では、時計回り）の回転運動の動力のみを出力軸に伝達するラチェット機構３を介して発電機２を駆動する。

さらに、そして、ワイヤの経路が多角形の一部を形成した下半分となるようにしたので、ワイヤ長の調整量を増すと共に、図４（Ｂ）の張力の分力解析にあるように、同一のワイヤ張力に対するテンションプーリの支持バネの力を抑えることができるので、支持バネを係止する土台の支持力を抑えることができる。

なお、本実施態様ではエネルギー貯蔵手段は支持バネ１０の圧縮力を利用しているが、本発明の他の実施形態として、エネルギー貯蔵手段が支持バネ１０の引張力を利用するタイプのものを図５に示す。動作は図４のものと同じである。図において、略仮想円上にエネルギー貯蔵手段を離間して配設し、ワイヤを掛架すると多角形のものとなる。この場合、支持バネ１０の支承群の内接多角形になるように複数のエネルギー貯蔵手段が設置されているが、配置を工夫することによりワイヤ同士が接触しないようにすることは、図４と同様である。

こうして、駆動プーリ６と固定プーリ７との間に、テンションプーリ９と支持バネ１０で構成され、支持バネ１０の引張力または圧縮力を利用したエネルギー貯蔵手段を複数カ所に設けることで、波高の高い水面波により一時的に生じる非常に強いワイヤ張力のピークに対して各エネルギー貯蔵手段で分担して調整を行なうことができ、水面波の１サイクル中のエネルギー変換率やワイヤ張力の変動を平準化してそれらの極大値を抑え、装置の安全性や寿命を向上させると共に、エネルギー変換機や動力伝達系の小容量化・経費節減を図ることができる。

次に、図６について説明する。図４、図５と同一物には同じ符号を付している。図５のものと異なり特徴とする点は、ワイヤによる多角形を形成し、この多角形の頂点の位置に、テンションプーリ９、９０〜９９と支持バネ１０で構成される複数のエネルギー貯蔵手段が配置され、かつ、該エネルギー貯蔵手段のテンションプーリ９、９０〜９９に一つ飛びにワイヤを掛架した構成とする点である。ちなみに、テンションプーリ９９は、駆動プーリ６とテンションプーリ９０間のワイヤを巻き掛けする溝とテンションプーリ９７と固定プーリ７間に掛架された溝を有する２溝構造とする。

本発明の実施形態のものは、図においては、ワイヤをテンションプーリ９、９０〜９９に掛架して多角形状になるようにして、より多くのエネルギーを保有することが可能となるように複数のエネルギー貯蔵手段が設置されているが、配置を工夫することにより平面に近い状態で設置することができる。また、図中ではエネルギー貯蔵手段が支持バネ１０の引張力を利用するタイプのものを示すが、二回巻のワイヤ相互の位置関係を工夫すれば、圧縮力を利用するタイプとすることもできる。

次に、本発明の他の実施形態を図７を参照して説明する。図１、図３と同一物には同じ符号を付している。図１のものと異なり特徴とする点は、駆動プーリ６と固定プーリ７１の間に複数個の固定プーリ７２、７３と、テンションプーリ９１、９２、９３とを蛇行状になるように配設してある。このために、固定プーリ７１と固定プーリ７２の間にテンションプーリ９１と支持バネ１０から構成されるエネルギー貯蔵手段を配し、固定プーリ７２と固定プーリ７３の間にテンションプーリ９２と支持バネ１０から構成されるエネルギー貯蔵手段が、固定プーリ７３と駆動プーリ６の間にテンションプーリ９３と支持バネ１０から構成されるエネルギー貯蔵手段が設けられ、それぞれ支持バネ１０の引張力により上方に付勢されていることである。これにより、一時的に生じる非常に強いワイヤ張力に対して各エネルギー貯蔵手段で分担して調整を行なうことができる。

本発明の他の実施形態を図８を参照して説明する。図７と同一物には同じ符号を付している。この実施形態の特徴は、図８に示すように、２つの固定プーリ７１、７２間、及び駆動プーリ６とフロート４側の固定プーリ７２との間に凹凸の大きい蛇行状を成す多角形の一部を形成し、その多角形の頂点の位置にそれぞれ複数個のテンションプーリ９１、９２、９３と各支持バネ１０との組み合わせからなるエネルギー貯蔵手段、及び複数個のテンションプーリ９４、９５、９６と各支持バネ１０との組み合わせからなるエネルギー貯蔵手段を配置した点にある。

このようにして、ワイヤの張力が過大となる時間帯に変換されるべきエネルギーの一部を貯蔵し、張力が減少した時間帯にこの貯蔵されたエネルギーをワイヤに放出する。

本発明の他の実施形態を図９を参照して説明する。図１と同一物には同じ符号を付している。この実施例は図１と同様な発電機１、変速機２、ラチェット機構３、駆動プーリ６からなり出力軸で連結されている構成において、１段目の装置はフロート４１とカウンタウェイト５１と駆動プーリ６１及びテンションプーリ９１と支持バネ１０との組み合わせからなるエネルギー貯蔵手段を配置した波力エネルギー変換装置を構成する。

第２段目の装置も同様に、フロート４２とカウンタウェイト５２と駆動プーリ６２及びテンションプーリ９２と支持バネ１０との組み合わせからなるエネルギー貯蔵手段を配置した波力エネルギー変換装置を構成する。さらに、第３段目の装置も同様に、フロート４３とカウンタウェイト５３と駆動プーリ６３及びテンションプーリ９３と支持バネ１０との組み合わせからなるエネルギー貯蔵手段を配置した波力エネルギー変換装置を構成する。

そして、第１段目の装置、第２段目の装置および第３段目の装置をラチェット機構３３、ラチェット機構３２を介して連結して、共通の回転軸に連結しタンデム運転にして、ラチェット機構３１、変速機２を介して共通の発電機１を駆動している。

このような構成とすることにより、各エネルギー貯蔵手段がワイヤの張力が大きい時間帯に変換されるべきエネルギーの一部を貯蔵し、張力が減少した時間帯にこの貯蔵されたエネルギーを張力材に放出することにより、波が低い場合でも平準化された効率的な発電がなされ、また波が高い場合には、容量の大きな発電機、充電器等を準備しておくことにより、高出力の電力を安定して得ることができる。

本発明装置を水上に設置する際には、１組の駆動プーリ６、固定プーリ７とテンションプーリ９の支持部を１つの桁（架台）に固定し、複数の駆動プーリ６、ラチェット機構３、変速機２、発電機１の支持部をもう一つの桁に固定し、複数の組の駆動プーリ６、固定プーリ７とテンションプーリ９の支持部を固定するために複数の桁を配置すれば良い。

図１０には、以上説明した本発明の波力エネルギー変換装置を水上に設置する際の実施形態である。防波堤１００と当該防波堤１００と対向する離間した水側の位置に波防止壁１０２が配設してある。この波防止壁１０２の下部は開口部１０６を有する。波防止壁１０２は水面波が波防止壁１０２に衝突して波がその背後に及ばないようにするためのものであり、波が衝突した後水は開口部１０６を通って遊水室１０４に流通され、遊水室内にＵ字管振動をつくりフロート４を上下方向に運動するための力として作用する。

このように、波防止壁１０２を配設することにより、水面上に浮遊するフロート４とカウンタウェイト５に作用する水平力を波防止壁により防ぐことができ、フロートとカウンタウェイトの横方向への揺動を少なくすることができる。また、波防止壁の水面下の開放部を通して水が出入りすることによるＵ字管振動で内部の水面上下動が増幅され、より効率的な発電がなされ、高出力の電力を安定して得ることができる。

本発明の波力エネルギー変換装置の基本構成図である。 ラチェット機構の実施例図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の簡略図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の他の実施形態図である。 本発明の波力エネルギー変換装置の水上への設置例である。 従来の波力エネルギー変換装置の基本構成図である。 従来の波力エネルギー変換装置の簡略図である

符号の説明

１ 発電機
２ 変速機
３ ラチェット機構
３Ａ 回転変換機
４ フロート
５ カウンタウェイト
６ 駆動プーリ
７、８ 固定プーリ
９ テンションプーリ
１０ 支持バネ
１１ プーリ
１２ 回転軸
１３ バネ
１４ コロ収納部
１５ コロ
１６ カム面
３１〜３３ ラチェット機構
４１〜４３ フロート
４４ 給水口
４５ 揺動防止用の穿孔板
４６ 厚肉板
４７ 排水口
５１〜５３ カウンタウェイト
６１〜６３ 駆動プーリ
７１〜７３ 固定プーリ
８１〜８３ 固定プーリ
９１〜９３ テンションプーリ
１００ 防波堤
１０２ 波防止壁
１０４ 遊水室
１０６ 開口部

Claims (7)

1. 張力材を離間した位置で移動不可能な軸に固定された固定プーリに掛架し、前記張力材の一端部に取り付けられて水面上に浮遊するフロートと、前記張力材の他端部に取り付けられた前記フロートよりも重量の軽いカウンタウェイトと、前記フロートが水面波の上下動に伴って前記カウンタウェイト間で発生する前記張力材の張力方向の前後動を正逆回転運動に変換する駆動プーリと、前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリ間に水面の上下動に連動しながら伸縮するエネルギー貯蔵手段の先端部に回動自在に軸支されたテンションプーリと、前記駆動プーリの正逆回転運動のうち一方の回転方向の回転運動の動力のみを出力軸に伝達するラチェット機構と、前記ラチェット機構の出力軸に連結された発電装置とを備えたことを特徴とする波力エネルギー変換装置。
2. 前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記固定プーリと前記テンションプーリを組み合わせて少なくとも一組以上配設したことを特徴とする請求項１記載の波力エネルギー変換装置。
3. 前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記テンションプーリを略仮想円上の離間した位置に複数個配設したことを特徴とする請求項１乃至２記載の波力エネルギー変換装置。
4. 前記駆動プーリと前記フロート側の前記固定プーリとの間に前記テンションプーリと前記固定プーリを蛇行状になるように少なくとも一組以上配設したことを特徴とする請求項１乃至２記載の波力エネルギー変換装置。
5. 伸張力または圧縮力を有する支持バネまたはピストンロッドの一端部に前記テンションプーリを往復動しつつ回動自在に軸支する前記エネルギー貯蔵手段を配設した構成にしたことを特徴とする請求項１乃至４記載の波力エネルギー変換装置。
6. 前記フロートが給水口と排水口をもつ容器形状を有し、当該手段の内部に重量調
   整のために入れた液体の揺動を防止するために少なくとも一つ以上の揺動防止用の穿孔板を離間して配設するとともに水面波による横波を受けても安定浮遊するように重心を下方部に位置させるため前記フロートの底部に厚肉鋼板を配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の波力エネルギー変換装置。
7. 防波堤と該防波堤と対向する離間した位置に水面下で開口部を有するように浸漬させてフロートが水面波による横波を防止するように配設した波防止壁と、前記防波堤と前記波防止壁間に前記フロートと前記カウンタウェイトを作動させて発電させる得る遊水室を設けた構成にしたことを特徴とする請求項１記載の波力エネルギー変換装置。

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