JP2011027021A - Wave power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波浪発電装置に関する。 The present invention relates to a wave power generator.
海面の波浪の振動からエネルギーを得ることを目的として、従来から様々な方式が提案されている。 Various methods have been proposed in the past for the purpose of obtaining energy from ocean wave vibrations.
しかし、海面上に浮遊体を浮遊させ、海面の表面波の上下動に伴って、浮遊体を上下運動させるのみでは、得られるエネルギーが小さく、実用的でないのが現状である。 However, the present situation is that the floating body is floated on the sea surface and only the floating body is moved up and down in accordance with the vertical movement of the surface wave on the sea surface.
特許文献１〜５の方式は、海面の揺動に伴って浮遊体が揺動することを利用して発電するものであり、表面波の上下動を併せて利用するものもあるが（特許文献２）、発電量は少なく、装置が大掛かりとなり、機構は複雑となる。
The methods of
そこで、浮遊体又は海面近傍の構造物を、海底や陸上の固定位置に対して拘束的に設置し、海面の上下動と固定位置との相対運動を利用して発電する方式が、各種提案されている。しかし従来の方式は、機構が複雑で、耐久性等に問題がある。 Therefore, various methods have been proposed in which floating bodies or structures near the sea surface are installed constrained to fixed positions on the sea floor or land, and power is generated using the relative movement between the vertical movement of the sea surface and the fixed position. ing. However, the conventional system has a complicated mechanism and has a problem in durability.
特許文献６〜９の方式は、海底から海面に延びる支柱、櫓、パイプなどの構造物によって機構を支持し、波浪のエネルギーを回収しようとするものであるが、設置が大掛かりとなり、実用的でない。特許文献１０の方式は、浮遊体を海底からワイヤで牽引し、ワイヤの動きを陸上構造物等の固定位置に導いて発電する方式であり、設置場所が限定され、固定位置の構造物が大掛かりとなり、実用的でない。特許文献１１の方式は、海面の表面波の上下動に伴う浮遊体の、防波堤に対する相対運動を、ワイヤを介して発電機の回転運動に変換するものであるが、設置場所が限定され、実用性は低い。
The methods of
特許文献１２〜２３の方式は、構造物を、海底から延びるワイヤ等によって海面に固定状態で浮遊させ、構造物に流れ込む海水で水流を発生させ、或いは空気を圧縮し、タービンや、フラップ等の運動機構を駆動して発電するものであり、数多く提案されている。これらは、タービンや、フラップ等の運動機構が、常に海水に晒されているため、劣化の問題があり、また、嵐等による破壊の恐れがあり、長時間の作動に対する信頼性に欠けるものと考えられる。 The method of patent documents 12-23 makes a structure float in a fixed state on the sea surface with a wire or the like extending from the seabed, generates a water flow with seawater flowing into the structure, or compresses air, such as a turbine or a flap. It has been proposed to generate electricity by driving a motion mechanism. They have a problem of deterioration because the motion mechanisms such as turbines and flaps are always exposed to seawater, and there is a risk of destruction due to storms, etc. Conceivable.
浮遊体を、海底から延びるワイヤによって係留し、海面上の浮遊体が、海底との相対運動で上下する発電方式は、大きなエネルギーを発生できるものと考えられる。この方式には、海底の係留部に発電機を取り付ける、特許文献２４の方式や、係留ワイヤの途中に発電機を取り付ける、特許文献２５の方式などがある。しかし、これらの方式は、発電部分を常時海水に浸漬して使用するものであり、海水の浸水を防止して長時間稼動させることが容易でなく、実用性は低い。 It is considered that a power generation method in which a floating body is moored by a wire extending from the seabed and the floating body on the sea surface moves up and down by relative movement with the seabed can generate large energy. Examples of this method include a method of Patent Document 24 in which a generator is attached to a mooring portion on the seabed and a method of Patent Document 25 in which a generator is attached in the middle of a mooring wire. However, these methods are used by always immersing the power generation part in seawater, and it is not easy to prevent the seawater from being infiltrated and operate for a long time, and the practicality is low.
本発明は、大きなエネルギーを発生させるために、海面上の浮遊体の、固定位置との相対運動を利用し、簡単な構造で発電量が大きく、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して発電することができ、嵐などの非常時には海中に避難することができる、信頼性の高い波浪発電装置を提供することを目的としている。 In order to generate large energy, the present invention uses the relative movement of floating bodies on the sea surface with respect to the fixed position, and has a simple structure that generates a large amount of power, is not subject to deterioration by seawater, and is stable for a long time. An object of the present invention is to provide a highly reliable wave power generation apparatus that can generate electricity and can evacuate into the sea in an emergency such as a storm.
請求項１に記載の発明によれば、発電装置とブイとを一体に組み立て、海面に浮遊させ、発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、発電装置が、容器内に、発電機とモーターとを兼用する、発電機と、カップリングを介して発電機に回転可能に結合された、プーリーと、発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、を備え、容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、プーリーを回転させ、発電機を回転させて発電する、発電装置であって、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、モーターが、ワイヤを、プーリーに巻き取り、海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られたワイヤが、プーリーを回転させながら巻きを解かれ、発電機を回転させる、波浪発電装置が提供される。
According to the invention described in
すなわち、請求項１の発明では、海面上に浮遊する発電装置のワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留し、海面上の浮遊体と、海底又は海中の所定の位置との相対運動を利用し、大きなエネルギーを発生させる。発電装置は、容器内に、発電機とモーターとを兼用する、発電機と、カップリングを介して発電機に回転可能に結合された、プーリーと、発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、を備え、容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせた、簡単な構造である。海水に接触する部分は、容器とブイの外表面と、ワイヤのみであり、プーリーにはワイヤに付着した海水が、わずかに付着する。これらは、合成樹脂、耐食性合金等の、耐食性の高い材料で構成し、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して使用することができる。通常の発電時は、海面の表面波が下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、弛んだ状態のワイヤを、モーターが、プーリーに巻き取るので、殆ど電力を消費することがない。海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られたワイヤがプーリーを引っ張ることになるので、プーリーを回転させながら巻きを解かれ、発電機を回転させ、発電を行う。また、嵐などの非常時には、モーターを駆動してワイヤを巻き取り、海中に避難することができる。従って、破損の恐れがなく、長期にわたって安定して発電をすることができる、信頼性の高い波浪発電装置が提供される。 That is, according to the first aspect of the present invention, one end of the wire of the power generating device floating on the sea surface is moored at a predetermined position in the sea floor or in the sea, and the floating body on the sea surface and the predetermined seabed or in the sea Large energy is generated using relative motion with position. The power generator is a battery that stores the power generated by the generator, a generator that combines the generator and the motor, a pulley that is rotatably coupled to the generator via a coupling, and a generator. And a simple structure in which the pressure in the container and the water pressure are balanced so that seawater does not enter the container. The portions that contact the seawater are only the outer surface of the container and the buoy and the wire, and the seawater attached to the wire slightly adheres to the pulley. These are composed of highly corrosion-resistant materials such as synthetic resins and corrosion-resistant alloys, and can be used stably for a long time without fear of deterioration due to seawater. During normal power generation, when the surface wave of the sea surface is directed downward, the floating body that rides on the surface wave moves downward, and the motor winds the loosened wire around the pulley. Does not consume power. When the surface wave of the sea surface goes upward, the floating body that rides on the surface wave moves upward, and the wound wire pulls the pulley, so the winding is released while rotating the pulley. Then, the generator is rotated to generate electricity. In an emergency such as a storm, the motor can be driven to wind the wire and evacuate into the sea. Therefore, there is provided a highly reliable wave power generator that can generate power stably over a long period of time without fear of breakage.
請求項２に記載の発明によれば、発電装置とブイとを一体に組み立て、海面に浮遊させ、発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、発電装置が、容器内に、発電機とモーターとを兼用する、発電機と、カップリングを介して発電機に回転可能に結合された、プーリーと、発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、を備え、容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、プーリーを回転させ、発電機を回転させて発電する、発電装置であって、プーリーが、更に、プーリーの軸端部分又はモーター軸又はモーターの軸端にばねを備え、プーリーが、ばねによって、ワイヤを巻き取る状態に付勢され、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、ばねが、ワイヤを、プーリーに巻き取り、海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られたワイヤが、プーリーを回転させながら巻きを解かれ、発電機を回転させる、波浪発電装置が提供される。
According to the invention described in
すなわち、請求項２の発明では、通常の発電時において、海面の表面波が下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、弛んだワイヤを、ばねが、プーリーに巻き取るので、全く電力を消費することがない。ばねは、海水が入り込まない容器内に収納するので、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して使用することができる。その他の機能は、請求項１に記載の発明と同一であり、長期にわたって安定して発電をすることができる、信頼性の高い波浪発電装置が提供される。
That is, in the invention of
請求項３に記載の発明によれば、発電装置とブイとを一体に組み立て、海面に浮遊させ、発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、発電装置が、容器内に、発電機とモーターとを兼用する、発電機と、カップリングを介して発電機に回転可能に結合された、プーリーと、発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、を備え、容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、プーリーを回転させ、発電機を回転させて発電する、発電装置であって、プーリーに巻かれたワイヤの、海底又は海中の所定の位置に係留する端部とは反対側の端部に、カウンターウェイトを備え、カウンターウェイトを、海中に吊り下げ、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、カウンターウェイトが、ワイヤを引っ張り、プーリーを回転させ、海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、海底又は海中の所定の位置に係留された側のワイヤが、プーリーを、カウンターウェイトによる回転とは逆方向に回転させ、発電機を回転させる、波浪発電装置が提供される。
According to the invention described in
すなわち、請求項３の発明では、カウンターウェイトを備え、海面の表面波が下方向に向かう場合は、カウンターウェイトがワイヤを引っ張ってプーリーを回転させ、海面の表面波が上方向に向かう場合は、海底又は海中の所定の位置に係留された側のワイヤが、プーリーを、カウンターウェイトによる回転とは逆方向に回転させ、発電機を回転させる。カウンターウェイトは、合成樹脂、耐食性合金等の、耐食性の高い材料で構成し、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して使用することができる。その他の機能は、請求項１又は２に記載の発明と同一であり、長期にわたって安定して発電をすることができる、信頼性の高い波浪発電装置が提供される。
That is, in the invention of
請求項４に記載の発明によれば、容器が、プーリーの収納部から下向きに延びるパイプを備え、パイプが、下向きの開口部を有し、容器が海水中に潜行して水圧が上昇し、水圧に応じて、開口部から海水面が上昇した場合に、容器内に、海水が入り込まないように、パイプの長さを、潜行する深さの水圧に対応した長さに予め設定した、請求項１から３のいずれか１項に記載の波浪発電装置が提供される。
According to the invention described in
すなわち、請求項４の発明では、容器内に海水が入り込まない構成として、容器が、プーリーの収納部から下向きに延びるパイプを備える。容器とパイプとは一体となって１つの容器を構成し、この１つの容器が、内部に空気を入れた状態で、開口部を下にした状態で海面に浮遊している。従って、海水は、パイプ内では、パイプの下向き開口部付近より上には入り込まない。容器が海水中に潜行すると、潜行した深さに応じて水圧が高くなり、海水が、パイプ内に入ってくるが、パイプと一体となった容器内の空気が圧縮されるので、海水の入ってくる位置は、圧縮された空気の圧力と、水圧とが、バランスする位置までである。従って、容器が潜行する計画深さの水圧に対応して、あらかじめパイプの長さを、容器内まで海水が入り込まない長さに設定することができる。
That is, in the invention of
請求項５に記載の発明によれば、発電装置とブイとを一体に組み立て、海面に浮遊させ、発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、ブイが、容器を兼用し、発電装置が、ブイ内に、発電機とモーターとを兼用する、発電機と、カップリングを介して発電機に回転可能に結合された、プーリーと、発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、を備え、ブイ内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、プーリーを回転させ、発電機を回転させて発電する、発電装置であって、ブイの内部には、更に、アキュムレータを備え、ブイが海面下に引き込まれる場合には、アキュムレータからブイ内に圧縮空気を放出し、ブイ内の圧力と、ブイにかかる水圧との圧力差を調節し、ブイ内に海水が入り込まないようにする、請求項１から３のいずれか１項に記載の波浪発電装置が提供される。
According to the invention of
すなわち、請求項５の発明では、発電装置を、ブイの内部に設置し、ブイの内部には、更に、アキュムレータを備える。ブイ内には海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせるので、海水に接触する部分は、ブイの外表面とワイヤのみであり、プーリーにはワイヤに付着した海水が、わずかに付着する。これらは、合成樹脂、耐食性合金等の、耐食性の高い材料で構成し、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して使用することができる。通常の発電時は、請求項１から３の波浪発電装置と同様の作動により、発電を行う。アキュムレータからは、ブイ内に圧縮空気を放出し、ブイ内の圧力と、ブイにかかる水圧との圧力差を調節して、ブイ内に海水が入り込まないようにする。従って、嵐などの非常時で、海水中に深く潜行する必要があっても、請求項１から３の波浪発電装置と比較して、より深く潜行することが可能であり、非常時に対する信頼性を更に向上させた波浪発電装置が提供される。
That is, in the invention of
請求項６に記載の発明によれば、ブイの内部に、更に、コンプレッサーを備え、ブイが海面上に浮上した場合には、空気を取り入れて、アキュムレータに高圧空気を貯蔵する、請求項５に記載の波浪発電装置が提供される。 According to the sixth aspect of the present invention, the buoy is further provided with a compressor, and when the buoy floats on the sea surface, air is taken in and high pressure air is stored in the accumulator. The described wave power generator is provided.
すなわち、請求項６の発明では、ブイの内部に、更に、コンプレッサーを備え、請求項５に記載のアキュムレータに、高圧空気を貯蔵する手段を提供する。従って、アキュムレータ内の高圧空気を、自ら製造することができ、長期間の運転中において、アキュムレータの消費する空気を補充することができ、長期にわたって安定して発電をすることができる、信頼性の高い波浪発電装置が提供される。 That is, in the sixth aspect of the present invention, the buoy is further provided with a compressor, and the accumulator according to the fifth aspect provides means for storing high-pressure air. Therefore, the high-pressure air in the accumulator can be produced by itself, the air consumed by the accumulator can be replenished during long-term operation, and power can be generated stably over a long period of time. A high wave power generator is provided.
請求項７に記載の発明によれば、発電機が、更にブレーキを備え、ブイを海面下の所定の位置に定置させる場合には、ブレーキによって海面下での定置状態を保持する、請求項１から６のいずれか１項に記載の波浪発電装置が提供される。 According to the seventh aspect of the present invention, the generator further includes a brake, and when the buoy is placed at a predetermined position under the sea surface, the stationary state under the sea surface is maintained by the brake. To 6. The wave power generator according to any one of 1 to 6 is provided.
すなわち、嵐などの非常時において、モーターを駆動してワイヤを巻き取り、海中に避難する場合に、ブイを海面下の所定の位置に定置させることになるが、請求項７の発明では、本発明のブレーキによって海面下での定置状態を保持し、モーターの電力を消費することなく、保持状態を維持することができる。 That is, in the event of an emergency such as a storm, when a motor is driven to wind a wire and evacuate into the sea, the buoy is placed at a predetermined position below the sea surface. With the brake of the invention, the stationary state under the sea surface can be maintained, and the maintained state can be maintained without consuming the electric power of the motor.
各請求項に記載の発明によれば、大きなエネルギーを発生させるために、海面上の浮遊体の、固定位置との相対運動を利用し、簡単な構造で発電量が大きく、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して発電することができ、嵐などの非常時には海中に避難することができる、信頼性の高い波浪発電装置を提供するという共通の効果を奏する。 According to the invention described in each claim, in order to generate a large amount of energy, the relative movement of the floating body on the sea surface with the fixed position is used. There is a common effect of providing a highly reliable wave power generator that can stably generate power for a long time and can evacuate into the sea in the event of an emergency such as a storm.
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、複数の添付図面において、同一又は相当する部材には、同一の符号を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the plurality of accompanying drawings, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
また、以下において、「発電機２」とも「モーター２」とも記載するが、本発明においては、発電機とモーターとを兼用しており、同一のものを、使用状況に応じて、「発電機２」、「モーター２」と呼んでいる。
In the following description, both “
図１には、本発明を波浪発電装置に適用した場合の、実施形態の全体構成を示す。容器に収納した発電装置１０とブイ２０とを一体に組み立てた浮遊体を、海面に浮遊させ、発電装置１０から延びるワイヤ４０の、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する。図１において、符号６０は、海底に係留するためのアンカーであるが、係留する位置は、海中の定位置に浮遊する浮遊体等（図示せず）でもよく、海面に浮遊する発電装置１０が、定位置に対して相対的に上下運動できればよい。
In FIG. 1, the whole structure of embodiment at the time of applying this invention to a wave power generator is shown. The floating body in which the
図２には、図１の波浪発電装置の、装置構成を断面図で示す。発電装置１０は、発電機とモーターとを兼用する、発電機２と、カップリング３を介して発電機２に回転可能に結合された、プーリー４と、発電機２が発電した電力を貯蔵する、バッテリー６と、を海水が入らないように構成した容器内に備えている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the apparatus configuration of the wave power generation apparatus of FIG. The
図３は、図１、図２に示す波浪発電装置の、発電装置本体部分を取り出して示した斜視図である。プーリー４に巻かれたワイヤ４０を引っ張ることにより、プーリーを回転させると、発電機２が回転し、発電を行なう。
FIG. 3 is a perspective view of the wave power generator shown in FIGS. 1 and 2 with the power generator main body portion taken out. When the pulley is rotated by pulling the
図２に戻り、発電機２によって発電された電力は、バッテリー６に貯蔵される。発電装置１０は、ブイ２０と一体に組み立てられ、海面に浮遊する浮遊体を構成する。ワイヤ４０は、ブイ２０を貫通するガイドパイプ３０内を通り、海底方向に延び、海底又は海中の所定の位置に係留される。ガイドパイプ３０は、図１に示すようにブイ２０の下方の所定の長さまで延び、ブイ２０を海面に設置した当初は、空気がガイドパイプ３０の下側端部まで、充満している。すなわち、容器とガイドパイプ３０とは一体となって１つの容器を構成し、この１つの容器が、内部に空気を入れた状態で、開口部を下にした状態で海面に浮遊している。従って、海水は、ガイドパイプ３０の下向き開口部付近より上には入り込まない。容器が海水中に潜行すると、潜行した深さに応じて水圧が高くなり、海水が、ガイドパイプ３０内に入ってくるが、ガイドパイプ３０と一体となった容器内の空気が圧縮されるので、海水の入ってくる位置は、圧縮された空気の圧力と、水圧とが、バランスする位置までである。従って、容器が潜行する計画深さに対応して、あらかじめガイドパイプ３０の長さを、容器内まで海水が入り込まない長さに設定することができる。
Returning to FIG. 2, the electric power generated by the
通常の発電時においては、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体（発電装置１０とブイ２０）が下方向に移動し、モーター２が、ワイヤ４０を、プーリー４に巻き取る。この場合、ワイヤ４０は、弛んだ状態になっているので、モーター２は、ワイヤ４０をプーリー４に軽く巻き取るだけであり、ほとんど電力を消費しない。
During normal power generation, when the surface wave of the sea surface is directed downward, the floating body (
海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られたワイヤ４０は、プーリー４を回転させながら巻きを解かれる。プーリー４の回転は発電機２を回転させ、発電を行う。
When the surface wave of the sea surface goes upward, the floating body riding on the surface wave moves upward, and the
上述の構成において、更に、ばね（図示せず）を設置して、プーリー４を、ワイヤ４を巻き取る状態に付勢することができる。ばねは、プーリー４の軸端部分、モーター軸、モーター軸端等に備えることが好ましく、海水の入り込まない容器内に設置することができる。このように構成すると、通常の発電時においては、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体（発電装置１０とブイ２０）が下方向に移動し、ばねが、ワイヤ４０を、プーリー４に巻き取る。従って、モーター２は運転されず、全く電力を消費しない。海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られたワイヤ４０は、プーリー４を回転させながら巻きを解かれ、プーリー４の回転は発電機２を回転させ、発電を行う。
In the above-described configuration, a spring (not shown) can be further installed to urge the
上述の構成において、更に、プーリー４に巻かれたワイヤ４０の、海底又は海中の所定の位置に係留する端部とは反対側の端部に、カウンターウェイト５０（図１、図３）を備え、カウンターウェイト５０を、海中に吊り下げることが好ましい。この場合には、海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、カウンターウェイト５０が、ワイヤ４０を引っ張り、プーリーを回転させ、海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、海底又は海中の所定の位置に係留された側のワイヤ４０が、プーリーを、カウンターウェイト５０による回転とは逆方向に回転させ、発電機を回転させる。カウンターウェイト５０は、合成樹脂、耐食性合金等の、耐食性の高い材料で構成し、海水による劣化の恐れがなく、長時間安定して使用することができる。
In the above-described configuration, the counter weight 50 (FIGS. 1 and 3) is further provided at the end of the
図４には、本発明の別の実施形態を示す。図４では、発電装置が、ブイ２０の内部に設置されている。すなわち、ブイ２０は、図１、図２の実施形態に示した、発電機を収納する容器を構成し、ブイとしての機能を兼用している。ブイ２０の内部には、更に、アキュムレータ７１を備えている。従って、ブイ２０内の発電装置は、図１から図３の実施形態に示した発電装置と同様に、主要部が、ブイを利用した容器内に収納され、海水に接触する部分は、ブイ２０の外表面とプーリー４とワイヤ４０のみであり、これらを、合成樹脂、耐食性合金等の、耐食性の高い材料で構成し、海水による劣化を防止し、長時間安定して使用することができる。通常の発電時は、図１から図３の実施形態に示した波浪発電装置と同様の作動により、発電を行う。嵐などの非常時で、海水中に深く潜行する必要がある場合には、放出弁７４を開き、アキュムレータ７１からブイ２０内に、放出口７６から圧縮空気を放出し、ブイ２０内の圧力と、ブイ２０にかかる水圧との圧力差を調節する。従って、図１、図２に示す波浪発電装置と比較して、より深く潜行することが可能であり、非常時に対する信頼性が更に向上している。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 4, the power generation device is installed inside the
図４の実施形態において、ブイ２０内の圧力と、ブイ２０にかかる水圧との圧力差を調節するためには、レベルゲージ７３を備え、レベルゲージ７３からの信号をコントローラ１００に入力し、コントローラ１００が、放出弁７４の開度を制御し、海水の、ブイ２０への浸入レベルを一定値に保つようにすることが好ましい。
In the embodiment of FIG. 4, in order to adjust the pressure difference between the pressure in the
図４の実施形態においては、ブイ２０の内部に、更に、コンプレッサー７２を備え、ブイ２０が海面上に浮上した場合には、外気から空気を取り入れて、アキュムレータ７１に高圧空気を貯蔵することが好ましい。
In the embodiment of FIG. 4, a
このように構成すると、アキュムレータ７１内の高圧空気を、自ら製造することができ、長期間の運転中において、アキュムレータ７１の消費する空気を補充することができ、長期にわたって安定して発電をすることができ、本発明の波浪発電装置の信頼性を更に向上させることができる。
If comprised in this way, the high pressure air in the
図４の実施形態において、ブイ２０が海面上に浮上した場合に、外気から空気を取り入れて、コンプレッサー７２によって、アキュムレータ７１内に高圧空気を貯蔵するためには、外気圧力を検出する圧力センサー８１と、アキュムレータ７１内の圧力を検出する圧力センサー８２とを備え、圧力センサー８１、８２の信号をコントローラ１００に入力し、アキュムレータ７１内の圧力が低下し、かつ、ブイ２０が海面上に出ている場合には、コントローラ１００が、吸入弁７５を開き、コンプレッサー７２を起動して、吸入口７７から外気を吸入し、コンプレッサー７２によって圧縮して、アキュムレータ７１内に高圧空気を貯蔵することが好ましい。
In the embodiment of FIG. 4, when the
本発明の実施形態においては、いずれの実施形態においても、モーター２が、更にブレーキ８（図４に例示）を備え、ブイ２０を海面下の所定の位置に定置させる場合には、ブレーキ８によって海面下での定置状態を保持することが好ましい。
In any of the embodiments of the present invention, in any of the embodiments, the
すなわち、嵐などの非常時において、モーター２を駆動してワイヤ４０を巻き取り、海中に避難する場合には、ブイ２０を海面下の所定の位置に定置させることになるが、本発明のブレーキ８によって海面下での定置状態を保持することによって、モーター２の電力を消費することなく、保持状態を維持することができる。
That is, in the event of an emergency such as a storm, when the
本発明においては、更に、定期的に、浮遊体を海水中に引き下げ、次に海面上に浮上させることを繰返し、ワイヤ４０に付着した藻を取り除くことができる。従って、本発明の波浪発電装置は、長期間海洋上に設置しても、藻の付着による機能低下を防止することができ、長時間安定して発電することができ、信頼性が高い。
In the present invention, it is also possible to remove the algae adhering to the
以上において、添付図では、ブイ２０を球形で示したが、ブイ２０は球形に限定されるものではなく、所定の浮力を生じさせるものであれば、円筒形、紡錘形等様々な形状とすることができる。図４に示す実施形態においても、構成要素をブイ内に収納できる大きさを備えていれば、様々な形状とすることができる。
In the above, the
本発明による波浪発電装置を、直径１メートルの球形ブイとして構成した場合について、発電量を試算すると、波が１メートルの振幅で、周期５秒の振動をしていると仮定した場合、約１ｋＷの発電量が得られる。本発明による波浪発電装置は、同一のものをいくらでも並べて設置することが可能であり、大発電量の発電装置を構成することが可能である。 When the wave power generation device according to the present invention is configured as a spherical buoy with a diameter of 1 meter, when the amount of power generation is estimated, it is about 1 kW when it is assumed that the wave vibrates with a amplitude of 1 meter and a period of 5 seconds. Can be obtained. The wave power generators according to the present invention can be installed in the same number as many as possible, and a power generator with a large power generation amount can be configured.
１ ケーシング胴
２ モーター兼用発電機
３ カップリング
４ プーリー
５ 電力用ケーブル
６ バッテリー
７ ケーシングフランジ
８ ブレーキ
１０ 発電装置
２０ ブイ
３０ ガイドパイプ
４０ ワイヤ
５０ カウンターウェイト
６０ アンカー
７１ アキュムレータ
７２ コンプレッサー
７３ レベルゲージ
７４ 放出弁
７５ 吸入弁
７６ 放出口
７７ 吸入口
８１ 圧力センサー
８２ 圧力センサー
１００ 空気圧コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、
前記発電装置が、容器内に、
発電機とモーターとを兼用する、発電機と、
カップリングを介して前記発電機に回転可能に結合された、プーリーと、
前記発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、
を備え、
前記容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、前記プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、前記プーリーを回転させ、前記発電機を回転させて発電する、発電装置であって、
海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、前記モーターが、前記ワイヤを、前記プーリーに巻き取り、
海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られた前記ワイヤが、前記プーリーを回転させながら巻きを解かれ、前記発電機を回転させる、
波浪発電装置。 Assemble the power generator and buoy together, float on the sea surface,
A wave power generator that anchors one end of a wire extending from the power generator at a predetermined position in the seabed or in the sea,
The power generator is in a container,
A generator that combines a generator and a motor;
A pulley rotatably coupled to the generator via a coupling;
A battery for storing electric power generated by the generator; and
With
Power is generated by rotating the pulley and rotating the generator by balancing the pressure in the container and the water pressure so that seawater does not enter the container and pulling the wire wound around the pulley. A power generator,
When the surface wave of the sea surface goes downward, the floating body riding on the surface wave moves downward, and the motor winds the wire around the pulley,
When the surface wave of the sea surface goes upward, the floating body riding on the surface wave moves upward, and the wound wire is unwound while rotating the pulley, and the generator Rotate the
Wave power generator.
前記発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、
前記発電装置が、容器内に、
発電機とモーターとを兼用する、発電機と、
カップリングを介して前記発電機に回転可能に結合された、プーリーと、
前記発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、
を備え、
前記容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、前記プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、前記プーリーを回転させ、前記発電機を回転させて発電する、発電装置であって、
前記プーリーが、更に、前記プーリーの軸端部分又はモーター軸又はモーターの軸端にばねを備え、前記プーリーが、前記ばねによって、前記ワイヤを巻き取る状態に付勢され、
海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、前記ばねが、前記ワイヤを、前記プーリーに巻き取り、
海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、巻き取られた前記ワイヤが、前記プーリーを回転させながら巻きを解かれ、前記発電機を回転させる、
波浪発電装置。 Assemble the power generator and buoy together, float on the sea surface,
A wave power generator that anchors one end of a wire extending from the power generator at a predetermined position in the seabed or in the sea,
The power generator is in a container,
A generator that combines a generator and a motor;
A pulley rotatably coupled to the generator via a coupling;
A battery for storing electric power generated by the generator; and
With
Power is generated by rotating the pulley and rotating the generator by balancing the pressure in the container and the water pressure so that seawater does not enter the container and pulling the wire wound around the pulley. A power generator,
The pulley further includes a spring at a shaft end portion of the pulley or a motor shaft or a shaft end of the motor, and the pulley is biased by the spring to wind the wire,
When the surface wave of the sea surface goes downward, the floating body riding on the surface wave moves downward, and the spring winds the wire around the pulley,
When the surface wave of the sea surface goes upward, the floating body riding on the surface wave moves upward, and the wound wire is unwound while rotating the pulley, and the generator Rotate the
Wave power generator.
前記発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、
前記発電装置が、容器内に、
発電機とモーターとを兼用する、発電機と、
カップリングを介して前記発電機に回転可能に結合された、プーリーと、
前記発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、
を備え、
前記容器内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、前記プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、前記プーリーを回転させ、前記発電機を回転させて発電する、発電装置であって、
前記プーリーに巻かれたワイヤの、海底又は海中の所定の位置に係留する端部とは反対側の端部に、カウンターウェイトを備え、前記カウンターウェイトを、海中に吊り下げ、
海面の表面波が、下方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が下方向に移動し、前記カウンターウェイトが、前記ワイヤを引っ張り、前記プーリーを回転させ、
海面の表面波が、上方向に向かう場合には、表面波に乗った浮遊体が上方向に移動し、海底又は海中の所定の位置に係留された側の前記ワイヤが、前記プーリーを、前記カウンターウェイトによる回転とは逆方向に回転させ、前記発電機を回転させる、
波浪発電装置。 Assemble the power generator and buoy together, float on the sea surface,
A wave power generator that anchors one end of a wire extending from the power generator at a predetermined position in the seabed or in the sea,
The power generator is in a container,
A generator that combines a generator and a motor;
A pulley rotatably coupled to the generator via a coupling;
A battery for storing electric power generated by the generator; and
With
Power is generated by rotating the pulley and rotating the generator by balancing the pressure in the container and the water pressure so that seawater does not enter the container and pulling the wire wound around the pulley. A power generator,
The wire wound around the pulley is provided with a counterweight at an end opposite to an end portion moored at a predetermined position in the seabed or the sea, and the counterweight is suspended in the sea.
When the surface wave of the sea surface goes downward, the floating body riding on the surface wave moves downward, the counterweight pulls the wire, rotates the pulley,
When the surface wave of the sea surface is directed upward, the floating body riding on the surface wave moves upward, and the wire on the side moored at a predetermined position in the seabed or in the sea is connected to the pulley. Rotate the generator in the opposite direction to the counterweight rotation,
Wave power generator.
前記パイプが、下向きの開口部を有し、
前記容器が海水中に潜行して水圧が上昇し、前記水圧に応じて、前記開口部から海水面が上昇した場合に、前記容器内に、海水が入り込まないように、前記パイプの長さを、潜行する深さの水圧に対応した長さに予め設定した、請求項１から３のいずれか１項に記載の波浪発電装置。 The container includes a pipe extending downward from a storage portion of the pulley;
The pipe has a downward opening;
When the vessel is submerged in seawater and the water pressure rises, and the seawater level rises from the opening according to the water pressure, the length of the pipe is set so that seawater does not enter the vessel. The wave power generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the wave power generation device is preset to a length corresponding to a water pressure at a depth of submergence.
前記発電装置から延びるワイヤの、一方の端部を、海底又は海中の所定の位置に係留する、波浪発電装置であって、
前記ブイが、前記容器を兼用し、
前記発電装置が、前記ブイ内に、
発電機とモーターとを兼用する、発電機と、
カップリングを介して前記発電機に回転可能に結合された、プーリーと、
前記発電機が発電した電力を貯蔵する、バッテリーと、
を備え、
前記ブイ内に、海水が入り込まないように、容器内の圧力と水圧とをバランスさせ、前記プーリーに巻かれたワイヤを引っ張ることにより、前記プーリーを回転させ、前記発電機を回転させて発電する、発電装置であって、
前記ブイの内部には、更に、アキュムレータを備え、
前記ブイが海面下に引き込まれる場合には、前記アキュムレータから前記ブイ内に圧縮空気を放出し、前記ブイ内の圧力と、前記ブイにかかる水圧との圧力差を調節し、前記ブイ内に海水が入り込まないようにする、請求項１から３のいずれか１項に記載の波浪発電装置。 Assemble the power generator and buoy together, float on the sea surface,
A wave power generator that anchors one end of a wire extending from the power generator at a predetermined position in the seabed or in the sea,
The buoy also serves as the container,
The power generator is in the buoy,
A generator that combines a generator and a motor;
A pulley rotatably coupled to the generator via a coupling;
A battery for storing electric power generated by the generator; and
With
In order to prevent seawater from entering the buoy, the pressure in the vessel is balanced with the water pressure, the wire wound around the pulley is pulled, the pulley is rotated, and the generator is rotated to generate power. A power generator,
The buoy further includes an accumulator,
When the buoy is drawn below the sea level, compressed air is discharged from the accumulator into the buoy, and the pressure difference between the pressure in the buoy and the water pressure applied to the buoy is adjusted, and the seawater is placed in the buoy. The wave power generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein no wave enters.
前記ブイが海面上に浮上した場合には、空気を取り入れて、前記アキュムレータに高圧空気を貯蔵する、請求項５に記載の波浪発電装置。 The buoy is further equipped with a compressor,
The wave power generator according to claim 5, wherein when the buoy floats on the sea surface, air is taken in and high-pressure air is stored in the accumulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009173336A JP2011027021A (en) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | Wave power generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009173336A JP2011027021A (en) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | Wave power generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011027021A true JP2011027021A (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=43636033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009173336A Withdrawn JP2011027021A (en) | 2009-07-24 | 2009-07-24 | Wave power generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011027021A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101326728B1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-11-08 | 한전케이디엔주식회사 | Multi-function buoy and system for monitoring the sea using thereof |
| JP2014145252A (en) * | 2012-06-13 | 2014-08-14 | Mitsuteru Kimura | Wave power generation system, transmission body used therefor and rotary conversion section |
| CN105015740A (en) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 大连海事大学 | Gravity center adjusting device for underwater glider and working method thereof |
| CN109209741A (en) * | 2018-11-12 | 2019-01-15 | 何斌 | A kind of wave-power device float |
-
2009
- 2009-07-24 JP JP2009173336A patent/JP2011027021A/en not_active Withdrawn
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| JP2017129151A (en) * | 2012-06-13 | 2017-07-27 | 木村 光照 | Wave power generating system, transmission body and rotation conversion part used in wave power generating system |
| CN105015740A (en) * | 2015-07-21 | 2015-11-04 | 大连海事大学 | Gravity center adjusting device for underwater glider and working method thereof |
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