JP2014088865A

JP2014088865A - 水面の波による水中圧力の変化から動力用のエネルギーを取得する。

Info

Publication number: JP2014088865A
Application number: JP2012250648A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Furukawa; 祐一古川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-05-15

Abstract

【課題】現在波エネルギーを取り出す方法としては波の動きを直接捕らえる方法が多く頑丈な装置が要求される。
【解決手段】容積可変容器１から順に容積可変容器４まで水位を段々に深く沈めて行き、空気の流れる方向は容積可変容器１から順に容積可変容器４方向にしか進行しないようしてある。水面に波が発生すると水中に時間とともに変化する圧力を発生し、ある瞬間でみるとそれぞれの容器に作用する圧力の強さと方向が違っており、容積可変容器１に受ける静止圧と波による水中圧の合計より容積可変容器２に受ける静止圧と波による水中圧の合計が小さいと容積可変容器１の一部の空気は容積可変容器２のほうに送られ蓄積される。この様にして段々と静止圧の高いほうに空気は送られ、この空気は容積可変容器４の静止圧以上の圧力を持ち圧力タンク９に送ることが出来る。この圧縮空気にて、モーターで発電をする。
【選択図】図１

Description

この発明は、水面の波が水中の圧力を変化させることを利用し空気を段々に圧縮し、その圧縮空気をエネルギーとして、直接発電をする、又は水を高いところへ運び貯蔵し必要なとき発電する、などに使う。

従来、波のエネルギーを取り出す方法としては、装置に直接波を当て電力としてエネルギーを取り出す方法が多い。

波エネルギーを取り出す方法として、現在多くの装置は波を直接受ける方法が多く自然の力に対抗できず壊されてしまうことが多い。
本考案は水面の波による水中圧力をエネルギーとして取り出す装置で水中に沈めた状態で作動するので、波の力を直接受けず頑丈な装置を必要としなくする。
一箇所の波のエネルギーだけを取り込むだけでなく波全般にわたって長く取り込むことで効率良くエネルギーを取得する。
ここではエネルギーとして圧縮空気を利用する。圧縮空気により直接発電をする、又はもっと使いやすくするため一旦水を高い位置に貯蔵し、発電をする。

図（１）より本装置は空気取り入れ口（５）、容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）まで、そして各容積可変容器を接続する管の間に空気の流れを制御する一方向圧力弁（６）を配置し、圧縮空気を貯めておく圧力タンク（９）、そして位置と姿勢を保つための錘（１３）等で構成されている。
容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）は、設置する場所の波の波長、深さなどを考慮し、波の進行方向に距離をとり、水深は浅いほうから段々に深く成るよう錘（１３）、滑車（１４）、錘（１５）で配置する。
容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）までは管により連結されておりそれぞれの容器は一方向圧力弁（６）により仕切られている。
空気は一方向圧力弁（６）により容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）方向にのみ進むことが出来るようにしているが容積可変容器を段々と水深の深い方向に配置しているため圧力差で空気の流れは発生しない。
容積可変容器周りの水中圧力によって容器は伸縮し、内部の空気圧を変化させる。
波が無いとき容積可変容器が受ける圧力を静止圧とすると容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）の周りの静止圧は段々と高くなっている。
ここで容積可変容器周辺に波による水中圧力が加わったとき、
それぞれの容積可変容器を波の波長など考慮し、ある距離を持って配置しているため同時刻におけるそれぞれの容積可変容器の受ける圧力には、違いがでる。
ここで容積可変容器（１）周りの静止圧と波による圧力の和が容積可変容器（２）周りの静止圧と波による圧力の和より大きいと両容積可変容器は、伸縮し、内部圧力差により空気は移動し次段の高い静止圧の容積可変容器（２）へ蓄積される。
同様にして空気は段々と高い静止圧のほうへと移動し高い圧力を持った空気エネルギーを獲得できる。
圧力タンク（９）に蓄積できる圧力は容積可変容器（４）が受ける水圧程度の圧力を得ることが出来る。

本考案のほとんどの装置が水中であり波の直接の力を受けにくい。
構造が簡単で圧縮空気を作れるので空気の輸送がし易い、圧縮空気モーターで直接発電機を回し発電する。
又は圧縮空気で一旦水を高い位置に運び上げ貯水しながら発電させることで必要なとき電力を使う事が出来る。

この発明の実施形態を、図１に示す。
設置するにあたっては、あらかじめその地域に発生する波の波長、周期、水深ほかを調査し、各容積可変容器間の距離と水深を決める。
容積可変容器は、内部圧力と外部圧力が等しいとき一定の容積を持ち、内部圧力と外部圧力の差によって容積が変わる有限の可変容器である。
本装置は空気取り入れ口（５）から耐圧ホース継手（７）までは、管で接続している。
その管の途中に容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）までを接続し、それぞれの間に、圧力差によって空気が一方向のみに進むように一方向圧力弁（６）を取り付ける。
空気取り入れ口（５）側に滑車（１４）を取付け、十分に重たい錘（１３）に固定したロープの先に取り付けた錘（１５）によって容積可変容器（１）が水面を浮き沈みする程度の深さに調整する。
耐圧ホース継手（７）側に錘（１３）を置き容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）が波の進行方向へ、しかも水面より段々に深くなるよう適度な角度で沈める。
波が無いとき容積可変容器が受ける圧力を静止圧とすると容積可変容器（１）から順に容積可変容器（４）の周りの静止圧は段々と高くなっている。
ここで容積可変容器周辺に波による水中圧力が加わったとき、
それぞれの容積可変容器を波の波長など考慮し、ある距離を持って配置しているため同時刻におけるそれぞれの容積可変容器の受ける圧力には、違いがでる。
ここで容積可変容器（１）周りの静止圧と波による圧力の和が容積可変容器（２）周りの静止圧と波による圧力の和より大きいと両容積可変容器は、伸縮し、内部圧力差により空気は移動し次段の高い静止圧の容積可変容器（２）へ蓄積される。
同様にして空気は段々と高い静止圧のほうへと移動し容積可変容器（４）から一方向圧力弁（６）を通過した空気は耐圧ホース（８）を通り圧力タンク（９）に圧縮空気をおくりこむ。
圧力タンク（９）に蓄積される空気圧は、概ね容積可変容器（４）の受ける静止圧と同じぐらいとなる。
圧縮空気取り出し口（１０）に圧縮空気モーターを接続し、発電する。
圧縮空気を使ったポンプで水をくみ上げ、蓄積し、必要に応じて水力発電する。

実施形態の効果

ほとんどの装置が水中であり波の直接の力を受けにくい。
構造が簡単で高圧力の空気を作れるので空気の輸送がし易い、直接発電の圧力モーターがまわせる。
圧縮空気で一旦水を高い位置に運び上げ貯水しながら必要なときに発電させることが出来る。

他の実施形態

従来、波のエネルギーを利用するには直接電気エネルギーにして使用している形態が多く時と、量のコントロールがやりにくい。
自然との対応のため装置が壊れやすく設備費用もかさむ可能性がある。

本発明の実施形態を示す斜視図である。

［図１］
１容積可変容器
２容積可変容器
３容積可変容器
４容積可変容器
５空気取り入れ口
６一方向圧力弁
７耐圧ホース継手
８耐圧ホース
９圧力タンク
１０圧縮空気取り出し口
１１水面
１２水底
１３錘
１４滑車
１５錘

Claims

水面付近で発生する波の圧力が水中にも伝わる事を利用し水中から波のエネルギーを動力源として取得できるようにする。