JP2012529597A5

JP2012529597A5 - 波エネルギ発電システム

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Publication number: JP2012529597A5
Application number: JP2012515030A
Authority: JP
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2013-05-30
Anticipated expiration: 2030-06-08

Claims

垂直方向に沿った波の運動に応じて移動する浮揚体及びそれに関連付けられた垂直方向相対静止体と、
圧縮機シリンダ及び圧縮機ピストンを有する作動用の圧縮機であって、前記圧縮機ピストンは、対向する空気圧縮チャンバ内の空気を交互に圧縮するために、前記圧縮機シリンダに対して往復動するように取り付けられる前記圧縮機と、
圧力調整機であって、
前記対向する空気圧縮チャンバの各々から圧縮空気を交互に受け取るように、前記圧縮機シリンダに連通する調整機チャンバを画定する圧力調整機タンク、
前記圧力調整機タンク内に配設され、かつ、前記調整機チャンバ内に受け入れられた圧縮空気に圧力を印加するように取り付けられた浮揚ピストン、および
一定の圧力における圧縮空気の連続的な流れを出力するために、前記調整機チャンバ内の圧縮空気に対して前記浮揚ピストンによって印加される圧力を制御するために前記浮揚ピストンに接続された圧力コントローラ、及び前記浮揚ピストンの垂直方向に沿った振動を制限するために前記浮揚ピストンに接続された液圧式減衰システムを有する前記圧力調整機と、
衝撃空気タービン及び発電機の組合体であって、一定の圧力下の前記圧力調整機からの前記圧縮空気の流れの出力を受け取って前記衝撃空気タービンを回転させて、発電するための前記発電機を駆動するように、前記圧力調整機に連通して配設された前記衝撃空気タービン及び発電機の組合体とを備える波エネルギ発電システム。
前記圧縮機は、前記対向する空気圧縮チャンバ内の空気を交互に圧縮するように、前記圧縮機シリンダに対する前記圧縮機ピストンの、摩擦を伴わない往復動を可能にするために、前記圧縮機ピストンと、前記圧縮機ピストンに対向する前記圧縮機シリンダの壁との間に延在する一対の転動型ダイアフラムをさらに備える請求項１に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧力調整機は、前記圧力調整機タンクに対する前記浮揚ピストンの、摩擦を伴わない往復動を可能にするために、前記浮揚ピストンと、前記浮揚ピストンに対向する前記圧力調整機タンクの壁との間に延在する一対の転動型ダイアフラムをさらに備える請求項１に記載の波エネルギ発電システム。
前記関連付けられた垂直方向相対静止体は、垂直方向において相対的に静止した中立浮力ピストンを備え、前記圧縮機シリンダは、前記浮揚体とともに垂直方向に沿って移動するように取り付けられており、前記圧縮機ピストンは、前記垂直方向において相対的に静止した中立浮力ピストンに取り付けられる請求項１に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮機シリンダは、水の表面上における垂直方向に沿った波の運動に応じて垂直方向に沿って移動するように浮揚体に取り付けられており、前記圧縮機ピストンは、それに関連付けられ、かつ垂直方向において相対的に静止した中立浮力ピストンに取り付けられる請求項４に記載の波エネルギ発電システム。
前記関連付けられた垂直方向相対静止体は、陸上又は汀線土台を有し、前記圧縮機シリンダは、前記陸上又は汀線土台に取り付けられ、前記圧縮機ピストンは、水域の表面の垂直方向に沿った運動に応じて移動する前記浮揚体に取り付けられる請求項１に記載の波エネルギ発電システム。
前記浮揚体は、水域の表面の垂直方向に沿った運動に応じて加圧される空気の容積上に配設される請求項６に記載の波エネルギ発電システム。
前記浮揚体は、水の表面の往復動に応じて加圧される閉鎖加圧空気柱上に配設され、前記波エネルギ発電システムは、前記閉鎖加圧空気柱に連通した空気処理装置であって、前記閉鎖加圧空気柱内の空気の質量を増減させて、潮汐の変化に伴う前記浮揚体の基準線位置を調節するように構成された前記空気処理装置をさらに備える請求項７に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮機シリンダが陸上又は汀線に配置され、
前記圧縮機シリンダは、上部圧縮チャンバ及び下部圧縮チャンバを画定し、かつ対向する上部円形開放型円筒要素及び下部円形開放型円筒要素を有し、
前記圧縮機ピストン及び第１の前記円形開放型円筒要素の各々は、封止液を収容する円形液体溝を画定し、
前記圧縮機ピストンによって画定された前記円形液体溝は、交互の圧縮行程及び吸入行程中に、前記封止液により封止された係合状態において前記上部円形開放型円筒要素のリム壁を受け入れるように寸法が定められ、かつ構成されており、
前記下部円形開放型円筒要素によって画定された円形液体溝は、交互の吸入行程及び圧縮行程において、前記封止液により封止された係合状態においてピストン要素のリム壁を受け入れるように寸法が定められ、かつ構成されている請求項１に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮機ピストンの圧縮行程は、＋２０インチ（＋５０．８ｃｍ）ＷＣ（＋４９８２Ｐａ）の圧縮力すなわち圧力を生成する請求項９に記載の波エネルギ発電システム。
関連する前記円形液体溝は、１．０の比重を有する封止液を収容し、かつ、少なくとも２０インチ（５０．８ｃｍ）の封止深さを提供する請求項１０に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮機ピストンの吸入行程は、−３インチ（−７．６ｃｍ）ＷＣ（−７４７Ｐａ）の吸入力を生成する請求項９又は１０に記載の波エネルギ発電システム。
関連する前記円形液体溝は、１．０の比重を有する封止液を収容し、かつ、少なくとも３インチ（７．６ｃｍ）の封止深さを提供する請求項１２の波エネルギ発電システム。
前記波エネルギ発電システムは、ピストンシリンダ内において垂直方向に沿って往復動するように配設されたリフトピストンの形態を有する浮揚体をさらに備え、
前記ピストンシリンダは、上部ピストンチャンバ及び下部ピストンチャンバを画定し、かつ対向する上部円形開放型円筒要素及び下部円形開放型円筒要素を有し、
前記上部円形開放型円筒要素及び下部円形開放型円筒要素は、共に、封止液を収容する円形液体溝を画定し、
前記上部円形開放型円筒要素及び下部円形開放型円筒要素によって画定された前記円形液体溝は、前記リフトピストンの垂直方向に沿った往復動中に、前記封止液によって封止された係合状態において前記リフトピストンのリム壁を受け入れるように寸法が定められ、かつ構成されている請求項１又は７に記載の波エネルギ発電システム。
前記上部ピストンチャンバは、外部の周辺大気に連通している請求項１４に記載の波エネルギ発電システム。
前記下部ピストンチャンバは、垂直方向に沿った波の運動に応じて加圧される閉鎖加圧空気柱に連通している請求項１４に記載の波エネルギ発電システム。
前記浮揚体は、水の表面の往復動に応じて加圧される閉鎖加圧空気柱上に配設され、前記波エネルギ発電システムは、前記閉鎖加圧空気柱に連通した空気処理装置であって、前記閉鎖加圧空気柱内の空気の質量を調節して、潮汐の変化に伴う前記浮揚体の基準線位置を調節するように構成された前記空気処理装置をさらに備える請求項１４に記載の波エネルギ発電システム。
前記空気処理装置は、前記閉鎖加圧空気柱内に収容された空気の質量を増大させるための空気ポンプを備える請求項１７に記載の波エネルギ発電システム。
前記空気処理装置は、前記閉鎖加圧空気柱内に収容された空気の質量を減少させるための空気逃し弁を備える請求項１７又は１８に記載の波エネルギ発電システム。
水の表面上における垂直方向に沿った波の運動に応じて移動する浮揚体及びそれに関連付けられ、かつ垂直方向において相対的に静止した中立浮力ピストンと、作動用の圧縮機と、圧力調整機と、衝撃空気タービン及び発電機の組合体とを備える波エネルギ発電システムであって、
前記圧縮機は、
前記浮揚体とともに垂直方向に沿って移動するように取り付けられた圧縮機シリンダと、
前記相対的に静止した中立浮力ピストンに取り付けられた圧縮機ピストンと、
対向する空気圧縮チャンバ内の空気を交互に圧縮するように、前記圧縮機シリンダに対する前記圧縮機ピストンの、摩擦を伴わない往復動を可能にするために、前記圧縮機ピストン、及び該圧縮機ピストンに対向する前記圧縮機シリンダの壁の間に延在する一対の転動型ダイアフラムとを備え、
前記圧力調整機は、
前記対向する空気圧縮チャンバの各々から圧縮空気を交互に受け取るように、前記圧縮機シリンダに連通する調整機チャンバを画定する圧力調整機タンクと、
前記圧力調整機タンク内に配設され、かつ、前記調整機チャンバ内に受け入れられた圧縮空気に圧力を印加するように取り付けられた浮揚ピストンと、
一定の圧力における圧縮空気の連続的な流れを出力するために、前記調整機チャンバ内の圧縮空気に対して前記浮揚ピストンによって印加される圧力を制御するために前記浮揚ピストンに接続された圧力コントローラ、及び前記浮揚ピストンの垂直方向に沿った振動を制限するために前記浮揚ピストンに接続された液圧式減衰システムと、
前記圧力調整機タンクに対する前記浮揚ピストンの、摩擦を伴わない往復動を可能にするために、前記浮揚ピストン、及び該浮揚ピストンに対向する前記圧力調整機タンクの壁の間に延在する一対の転動型ダイアフラムとを備え、
前記衝撃空気タービン及び発電機の組合体は、前記圧力調整機からの前記圧縮空気の流れの出力を受け取って前記衝撃空気タービンを回転させて、発電するための前記発電機を駆動するように、前記圧力調整機に連通して配設される波エネルギ発電システム。
前記圧縮機ピストンと、該圧縮機ピストンに対向する前記圧縮機シリンダの壁との間に延在する前記一対の転動型ダイアフラムは、閉鎖圧縮機領域を画定し、前記波エネルギ発電システムは、前記閉鎖圧縮機領域に連通した真空ポンプをさらに備える請求項２又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
前記真空ポンプは、前記閉鎖圧縮機領域を所定の圧力まで減圧する請求項２１に記載の波エネルギ発電システム。
前記所定の圧力は、−６インチ（−１５．２ｃｍ）ＷＣ（−１４９５Ｐａ）である請求項２２に記載の波エネルギ発電システム。
前記浮揚ピストンと、該浮揚ピストンに対向する前記調整機タンクの壁との間に延在する前記一対の転動型ダイアフラムは、閉鎖調整機領域を画定し、前記波エネルギ発電システムは、前記閉鎖調整機領域に連通した真空ポンプをさらに備える請求項２又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
前記真空ポンプは、前記閉鎖調整機領域を所定の圧力まで減圧する請求項２４に記載の波エネルギ発電システム。
前記所定の圧力は、−６インチ（−１５．２ｃｍ）ＷＣ（−１４９５Ｐａ）である請求項２５に記載の波エネルギ発電システム。
閉鎖系の空気を受け取り、貯蔵し、かつ、供給するリザーバと、
前記圧縮機、前記圧力調整機、前記衝撃空気タービン、及び前記リザーバの間における空気の供給のための閉鎖導管系とを有する閉鎖空気系をさらに備える請求項１又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
前記閉鎖空気系のリザーバは、
前記閉鎖系の空気を受け取り、貯蔵し、かつ、供給するための容積を画定する可撓性の空気袋と、
前記空気袋を収容し、かつ、前記空気袋の外部に周辺空気領域を画定するタンクとを備える請求項２７に記載の波エネルギ発電システム。
前記閉鎖導管系は、前記圧縮機からの空気の流れおよび前記圧縮機への空気の流れを制御する逆止弁を備える請求項２７に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧力調整機及び前記圧縮機は、圧縮空気導管を通じて連通している請求項２９に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮空気導管は、前記圧縮機と前記圧力調整機との間の空気の流れの方向を制御する逆止弁を備える請求項３０に記載の波エネルギ発電システム。
空気ポンプをさらに備える請求項２８又は２９に記載の波エネルギ発電システム。
前記液圧式減衰システムは、前記浮揚ピストンに連結された複動ピストンを備え、前記複動ピストンは、前記調整機チャンバ内での前記浮揚ピストンの垂直方向に沿った速度に応じて、前記複動ピストンの各側に対する液圧流体の流量を制御して、前記浮揚ピストンの垂直方向に沿った振動を制限する請求項１又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
前記圧縮機ピストンは、中央ロッド上において前記圧縮機シリンダに取り付けられ、前記中央ロッドは、前記圧縮機ピストンと前記圧縮機シリンダとの間の相対的な回転を防止するために、前記圧縮機ピストンの一方側において、対応する正方形アパチャ内に係合する正方形断面部分を備える請求項１又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
前記浮揚ピストンは、中央ロッド上において前記調整機タンクに取り付けられ、前記中央ロッドは、前記浮揚ピストンと前記調整機タンクとの間の相対的な回転を防止するために、前記浮揚ピストンの少なくとも一方側において、対応する正方形アパチャ内に係合する正方形断面部分を備える請求項１又は２０に記載の波エネルギ発電システム。
遠隔地における消費のために、生成された電力を伝送するための手段をさらに備える請求項１又は２０に記載の波エネルギ発電システム。