JP2014122615A - Tide utilizing power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潮汐を利用して発電する潮汐利用発電装置に関する。 The present invention relates to a tidal power generation device that generates power using tidal power.
潮汐を利用した発電装置として、例えば特許文献１には、浮力のある物質に歯車のついた支柱を取り付け、その支柱の歯に連動して動くように、陸上部に歯車を設置し、潮の満ち引きによって、台が上下に動き、それによって歯車が回転し、モーターを回して発電が行われるようにしたものが記載されている。また、特許文献２，３には、複数の滑車または歯車を組み合わせることにより増速して、発電機のシャフトを回転させるようにしたものが記載されている。 As a power generation device using tides, for example, in Patent Document 1, a column with a gear attached to a buoyant substance is installed, and a gear is installed on the land portion so as to move in conjunction with the teeth of the column. It is described that the table moves up and down by fullness, and thereby the gear rotates, and the motor is turned to generate electricity. Further, Patent Documents 2 and 3 describe a structure in which a shaft of a generator is rotated by increasing the speed by combining a plurality of pulleys or gears.
上記従来の潮汐を利用した発電装置は、いずれも潮汐による浮体の上下運動を回転運動に変換して発電機を直接回転させることにより発電を行うものであるが、潮位が変化する速度は非常に小さく、特許文献１に記載の発電装置では発電に必要な回転速度を得ることは不可能である。また、特許文献２，３に記載の発電装置では、理論上は増速して発電機を回転させれば良いと思われるが、実際には増速比がとてつもなく大きくなるため、増速機構に掛かる負荷が非常に大きく、増速機構を破壊せずにきちんと増速できるかどうか不明である。 All of the above conventional power generation devices using tides generate power by converting the vertical motion of the floating body due to tides into rotational motion and directly rotating the generator, but the speed at which the tide level changes is very high. It is small and it is impossible to obtain the rotation speed necessary for power generation with the power generation device described in Patent Document 1. In addition, in the power generation devices described in Patent Documents 2 and 3, it is theoretically only necessary to increase the speed and rotate the generator. However, since the speed increase ratio becomes extremely large in practice, The applied load is very large, and it is unknown whether the speed can be increased properly without destroying the speed increasing mechanism.
そこで、本発明においては、非常に小さな潮位の変化であっても効率良くエネルギーを蓄積して発電することが可能な潮汐利用発電装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tidal power generation device capable of efficiently generating energy by generating energy even with a very small change in tide level.
本発明の潮汐利用発電装置は、海面に浮いて潮位の変化に伴い上下に移動する浮体と、浮体の上下運動を回転運動に変換する変換機構と、変換機構により変換された回転運動により巻かれる発条と、発条により回転駆動される発電機とを含むものである。本発明の潮汐利用発電装置によれば、非常に小さな潮位の変化であっても、この潮位の変化に伴い上下に移動する浮体の上下運動が回転運動に変換され、この回転運動により発条が巻かれる。これにより、発条に潮汐のエネルギーが随時蓄積されるので、必要時にはこの発条により発電機を回転駆動することで、発電することができる。 The tidal power generation device of the present invention is wound by a floating body that floats on the sea surface and moves up and down as the tide level changes, a conversion mechanism that converts the vertical motion of the floating body into a rotational motion, and a rotational motion that is converted by the conversion mechanism It includes a striation and a generator that is rotationally driven by the striation. According to the tidal power generation apparatus of the present invention, even if the tide level is very small, the vertical motion of the floating body that moves up and down is converted into a rotational motion along with the change in the tide level, and the ridge is wound by this rotational motion. It is burned. As a result, the energy of the tide is accumulated at any time in the striations, so that power can be generated by rotating the generator according to the striations when necessary.
また、本発明の潮汐利用発電装置は、変換機構と発条との間に設けられ、変換機構により変換された回転運動が発条を巻く方向の回転運動のときのみ連結するクラッチを含むものであることが望ましい。これにより、潮位の変化に伴い浮体が上方向または下方向の一方向に移動する際、変換により変換される回転運動が発条を巻く方向となるときのみクラッチが連結され、発条に潮汐のエネルギーが随時蓄積される。また、潮汐だけでなく、波による浮体の上下運動に対しても、変換により変換される回転運動が発条を巻く方向となるときのみクラッチが連結されるので、発条に波による潮位変化のエネルギーまでもが随時蓄積される。 Moreover, it is desirable that the tidal power generation device of the present invention includes a clutch that is provided between the conversion mechanism and the splay and that is connected only when the rotational motion converted by the conversion mechanism is a rotational motion in the direction of winding the sway. . As a result, when the floating body moves in one direction upward or downward along with the change in the tide level, the clutch is connected only when the rotational movement converted by the conversion is in the direction of winding, and the energy of the tide is Accumulated from time to time. Also, not only the tide but also the up and down movement of the floating body due to the wave, the clutch is connected only when the rotational movement converted by the conversion is in the direction of winding, so that the energy of the tide level change due to the wave is also generated in the ridge. Is accumulated from time to time.
また、本発明の潮汐利用発電装置は、発条およびクラッチを複数備え、複数のクラッチは、浮体の上下に応じて複数の発条を交互に巻くようにそれぞれ断続されるものであることが望ましい。これにより、潮位の変化に伴い浮体が上方向または下方向のいずれの方向に移動する場合であっても、変換機構により変換される回転運動がそれぞれの発条を巻く方向となるときのみそれぞれのクラッチが連結され、それぞれの発条に潮汐のエネルギーが随時蓄積される。また、波により浮体が上下方向に移動する場合にも、複数の発条に波による潮位変化のエネルギーまでもがそれぞれ随時蓄積される。 Moreover, it is preferable that the tidal power generation device of the present invention includes a plurality of ridges and clutches, and the plurality of clutches are intermittently wound so that a plurality of ridges are alternately wound according to the top and bottom of the floating body. Thus, even if the floating body moves in the upward or downward direction with the change in the tide level, each clutch is only used when the rotational motion converted by the conversion mechanism is in the direction in which each ridge is wound. The tidal energy is accumulated at any time. Further, even when the floating body moves up and down due to the waves, the energy of the tide level change due to the waves is accumulated as needed in a plurality of ridges.
また、変換機構は、浮体に固定されたナットにより発条に連結されるねじ軸を回転させるボールねじであることが望ましい。これにより、浮体の上下運動をねじ軸の回転運動へスムーズに変換することができ、このねじ軸により発条を巻いてエネルギーを蓄積することができる。 Moreover, it is desirable that the conversion mechanism is a ball screw that rotates a screw shaft that is connected to the ridge by a nut fixed to the floating body. Thereby, the vertical motion of the floating body can be smoothly converted into the rotational motion of the screw shaft, and energy can be accumulated by winding the ridges with this screw shaft.
（１）海面に浮いて潮位の変化に伴い上下に移動する浮体と、浮体の上下運動を回転運動に変換する変換機構と、変換機構により変換された回転運動により巻かれる発条と、発条により回転駆動される発電機とを含む構成により、非常に小さな潮位の変化であっても発条に潮汐のエネルギーを効率良く随時蓄積して、必要時にはこの発条により発電機を回転駆動することで、発電することができる。 (1) A floating body that floats on the sea surface and moves up and down with changes in tide level, a conversion mechanism that converts the vertical motion of the floating body into a rotational motion, a ridge wound by the rotational motion converted by the conversion mechanism, and a rotation caused by the ridge With a configuration that includes a generator that is driven, even if the tide level is very small, the energy of the tide is efficiently accumulated at any time on the ridge, and when necessary, the generator is rotated to drive the generator to generate electricity. be able to.
（２）発条およびクラッチを複数備え、複数のクラッチは、浮体の上下に応じて複数の発条を交互に巻くようにそれぞれ断続される構成とすることもできるので、潮位の変化に伴い浮体が上方向または下方向のいずれの方向に移動する場合であっても、変換により変換される回転運動がそれぞれの発条を巻く方向となるときのみそれぞれのクラッチが連結され、それぞれの発条に潮汐のエネルギーを無駄なく蓄積することができる。 (2) Since a plurality of ridges and clutches are provided, and the plurality of clutches can be configured to be intermittently wound so that a plurality of ridges are alternately wound according to the top and bottom of the floating body, the floating body rises as the tide level changes. Regardless of the direction of movement or the downward direction, each clutch is connected only when the rotational motion converted by the conversion is in the direction of winding each ridge, and tide energy is applied to each ridge. Accumulate without waste.
図１は本発明の実施の形態における潮汐利用発電装置の概念図である。
図１において、本発明の実施の形態における潮汐利用発電装置１は、海面Ｌに浮いて潮位の変化に伴い上下に移動する浮体２と、浮体２の上下運動を回転運動に変換する変換機構３と、変換機構３により変換された回転運動により巻かれる複数の発条４ａ，４ｂと、発条４ａ，４ｂにより回転駆動される発電機５とを有する。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a tidal power generation device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a tidal power generation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a floating body 2 that floats on the sea surface L and moves up and down with changes in tide level, and a conversion mechanism 3 that converts the vertical motion of the floating body 2 into rotational motion. And a plurality of strips 4a and 4b wound by the rotational motion converted by the conversion mechanism 3, and a generator 5 that is rotationally driven by the strips 4a and 4b.
浮体２は、海面Ｌに浮く浮力を有する物体であり、潮汐および波による潮位の変化に追従して上下に移動するものである。浮体２は、ガイド６によって上下方向にのみ移動するように案内されている。 The floating body 2 is an object having buoyancy that floats on the sea surface L, and moves up and down following changes in the tide level caused by tides and waves. The floating body 2 is guided by the guide 6 so as to move only in the vertical direction.
変換機構３は、浮体２に固定されたナット７ａと、発条４ａに連結されるねじ軸７ｂと、ボール７ｃとからなるボールねじ７と、ねじ軸７ｂの上端に回転軸がねじ軸７ｂと同軸に設けられた平歯車８ａと、平歯車８ａと噛み合って回転する平歯車８ｂとから構成されている。浮体２はガイド６によって上下方向にのみ移動するように案内されているため、浮体２が上下に移動すると、ナット７ａは回転せずにねじ軸７ｂが回転する。 The conversion mechanism 3 includes a nut 7a fixed to the floating body 2, a screw shaft 7b connected to the splay 4a, a ball screw 7 composed of a ball 7c, and a rotating shaft coaxial with the screw shaft 7b at the upper end of the screw shaft 7b. And a spur gear 8b that meshes with and rotates with the spur gear 8a. Since the floating body 2 is guided by the guide 6 so as to move only in the vertical direction, when the floating body 2 moves up and down, the nut 7a does not rotate but the screw shaft 7b rotates.
変換機構３と発条４ａ，４ｂとの間、すなわち平歯車８ａ，８ｂと発条４ａ，４ｂとの間には、それぞれクラッチ９ａ，９ｂが設けられている。クラッチ９ａ，９ｂは、変換機構３により変換された回転運動が、それぞれ発条４ａ，４ｂを巻く方向の回転運動のときのみ連結し、開く方向の回転運動のときは連結せずに発条４ａ，４ｂの回転を拘束するものである。クラッチ９ａ，９ｂは、電磁式や機械式等を採用することが可能である。なお、本実施形態においては、浮体２の上下に応じて発条４ａ，４ｂを交互に巻くように、発条４ａ，４ｂの巻き方向が設定されているが、これに限られるものではない。 Clutchs 9a and 9b are provided between the conversion mechanism 3 and the strips 4a and 4b, that is, between the spur gears 8a and 8b and the strips 4a and 4b, respectively. The clutches 9a and 9b are connected only when the rotational motion converted by the conversion mechanism 3 is the rotational motion in the direction of winding the strips 4a and 4b, respectively, and are not connected when the rotational motion is in the opening direction. The rotation is restricted. The clutches 9a and 9b can employ an electromagnetic type, a mechanical type, or the like. In the present embodiment, the winding direction of the strips 4a and 4b is set so that the strips 4a and 4b are alternately wound according to the top and bottom of the floating body 2, but the present invention is not limited to this.
また、発条４ａ，４ｂと発電機５とは、クラッチ１０ａ，１０ｂおよび平歯車１１ａ，１１ｂ，１１ｃにより連結されている。クラッチ１０ａ，１０ｂは、巻かれた発条４ａ，４ｂを開放して発電機５により発電する際に、発条４ａ，４ｂと平歯車１１ａ，１１ｂとをそれぞれ連結するものである。平歯車１１ｂの回転は、平歯車１１ｃを介して平歯車１１ａに伝達され、発電機５を回転させる。 Further, the strips 4a, 4b and the generator 5 are connected by clutches 10a, 10b and spur gears 11a, 11b, 11c. The clutches 10a and 10b connect the ridges 4a and 4b and the spur gears 11a and 11b, respectively, when the wound ridges 4a and 4b are opened and the generator 5 generates power. The rotation of the spur gear 11b is transmitted to the spur gear 11a via the spur gear 11c and rotates the generator 5.
次に、上記構成の潮汐利用発電装置１の動作について説明する。図２は波および潮汐による潮位の変化を示す説明図である。 Next, the operation of the tidal power generation apparatus 1 configured as described above will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing changes in tide level due to waves and tides.
図２に示すように、海面Ｌの潮位は、潮汐の振幅だけでなく、これに波の振幅が合成されたものである。本実施形態における潮汐利用発電装置１では、この潮汐および波による潮位の変化に伴って海面Ｌに浮く浮体２が上下に移動した際、この浮体２の上下運動が変換機構３によって回転運動に変換され、この回転運動により発条４ａまたは発条４ｂのいずれか一方が巻かれることになる。 As shown in FIG. 2, the tide level of the sea level L is not only the amplitude of the tide but also the amplitude of the wave. In the tidal power generation apparatus 1 according to the present embodiment, when the floating body 2 floating on the sea surface L moves up and down with the change in tide level due to the tide and waves, the vertical motion of the floating body 2 is converted into rotational motion by the conversion mechanism 3. As a result of this rotational movement, either the ridge 4a or the ridge 4b is wound.
本実施形態においては、浮体２が上方向に移動した場合にクラッチ９ａが連結され、発条４ａが巻かれるようになっている。このとき、クラッチ９ｂは切断されており、発条４ｂは巻かれない。一方、浮体２が下方向に移動した場合には、クラッチ９ｂが連結されて発条４ｂが巻かれ、クラッチ９ａが切断されて発条４ａは巻かれないようになっている。 In the present embodiment, when the floating body 2 moves in the upward direction, the clutch 9a is connected and the ridge 4a is wound. At this time, the clutch 9b is disengaged and the ridge 4b is not wound. On the other hand, when the floating body 2 moves in the downward direction, the clutch 9b is connected and the ridge 4b is wound, and the clutch 9a is disconnected and the ridge 4a is not wound.
すなわち、浮体２の上下に応じて複数の発条４ａ，４ｂが交互に巻かれるようになっており、潮汐および波による潮位の変化に伴い浮体２が上方向または下方向のいずれの方向に移動する場合であっても、それぞれの発条４ａ，４ｂを巻く方向となるときのみそれぞれのクラッチ９ａ，９ｂが連結され、それぞれの発条４ａ，４ｂに潮位変化のエネルギーが蓄積される。 That is, the plurality of ridges 4a and 4b are alternately wound according to the top and bottom of the floating body 2, and the floating body 2 moves in either the upward direction or the downward direction in accordance with a change in the tide level due to the tide and wave. Even in this case, the clutches 9a and 9b are connected only when the ridges 4a and 4b are wound, and the energy of tide level change is accumulated in the ridges 4a and 4b.
そして、発条４ａ，４ｂに蓄積されたエネルギーを利用して発電機５により発電する際には、エネルギーを利用する発条４ａ，４ｂのクラッチ１０ａ，１０ｂを連結し、発条４ａ，４ｂにより発電機５を回転駆動する。このとき、クラッチ１０ａ，１０ｂは交互に連結して発条４ａ，４ｂにより順次発電機５を回転駆動したり、同時に連結して発条４ａ，４ｂの両方により発電機５を回転駆動したりすることが可能である。これにより、１日２回の干満を順次利用して２４時間連続的に発電することも可能となる。 When power is generated by the generator 5 using the energy accumulated in the strips 4a and 4b, the clutches 10a and 10b of the strips 4a and 4b that use energy are connected, and the generator 5 is coupled by the strips 4a and 4b. Is driven to rotate. At this time, the clutches 10a and 10b may be alternately connected to sequentially drive the generator 5 by the strips 4a and 4b, or may be simultaneously connected to rotationally drive the generator 5 by both the strips 4a and 4b. Is possible. As a result, it is also possible to continuously generate power for 24 hours using the tidal range twice a day in sequence.
なお、上記実施形態においては、２個の発条４ａ，４ｂおよびクラッチ９ａ，９ｂを備えたものであるが、これらはそれぞれ１個としても良い。また、２個以上を並列または直列に設けた構成とすることも可能である。さらに、発電機５についても複数備えた構成とすることも可能であり、クラッチ１０ａ，１０ｂおよび平歯車８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃについても適宜変更することが可能である。このように装置を増やしたり、大型化したりすることで、大きなエネルギーを取り出すことができる。また、発条４ａ，４ｂにはエネルギーが蓄えられているため、このエネルギーが蓄えられたままの状態で発条４ａ，４ｂを運搬して、別の場所にて発電機を回転駆動して利用することも可能である。 In addition, in the said embodiment, although the two strips 4a and 4b and the clutches 9a and 9b are provided, these are good also as one, respectively. It is also possible to adopt a configuration in which two or more are provided in parallel or in series. Furthermore, it is possible to have a configuration in which a plurality of generators 5 are provided, and the clutches 10a and 10b and the spur gears 8a, 8b, 11a, 11b, and 11c can be appropriately changed. By increasing the number of devices or increasing the size in this way, large energy can be extracted. Further, since energy is stored in the strips 4a and 4b, the strips 4a and 4b are transported while the energy is stored, and the generator is rotated and used in another place. Is also possible.
次に、本発明の潮汐利用発電装置のより具体的な実施形態について説明する。図３は本発明の潮汐利用発電装置のより具体的な実施形態を示す説明図であって、（ａ）は潮が引いた状態を示す図、（ｂ）は潮が満ちた状態を示す図、図４は図３の発電機構の詳細構成を示す平面図、図５は図４の遊星歯車機構を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 Next, a more specific embodiment of the tidal power generation device of the present invention will be described. FIG. 3 is an explanatory view showing a more specific embodiment of the tidal power generation apparatus of the present invention, where (a) shows a state where the tide is pulled, and (b) shows a state where the tide is full. 4 is a plan view showing a detailed configuration of the power generation mechanism in FIG. 3, FIG. 5 is a view showing the planetary gear mechanism in FIG. 4, and FIG. is there.
図３に示す潮汐利用発電装置２０は、枠体２１と、枠体２１内にガイドされて上下に移動する昇降体２２と、昇降体２２の下部に設けられた浮体２３と、昇降体２２の上下運動を回転運動に変換する変換機構２４と、変換機構２４により変換された回転運動により発電を行う発電機構２５とを有する。 A tidal power generation apparatus 20 shown in FIG. 3 includes a frame body 21, a lifting body 22 that is guided in the frame body 21 and moves up and down, a floating body 23 that is provided below the lifting body 22, and a lifting body 22. It has the conversion mechanism 24 which converts a vertical motion into a rotational motion, and the electric power generation mechanism 25 which produces electric power by the rotational motion converted by the conversion mechanism 24.
枠体２１の上部には、ねじ軸２７ａが回転自在に支持されている。昇降体２２は、浮体２３が海面Ｌに浮くことで、潮位の変化に伴って浮体２３とともに上下に移動する。また、昇降体２２の上部には、ねじ軸２７ａとともにボールねじ２６を構成するナット２７ｂが固定されている。このボールねじ２６によって、昇降体２２の上下の移動によりねじ軸２７ａを回転させる変換機構２４が構成されている。また、ねじ軸２７ａの上部には傘歯車２８が固定されており、この傘歯車２８と噛み合う傘歯車２９を介して発電機構２５の駆動軸３０を回転させる。 A screw shaft 27 a is rotatably supported on the upper portion of the frame body 21. The elevating body 22 moves up and down together with the floating body 23 as the tide level changes due to the floating body 23 floating on the sea surface L. A nut 27b that constitutes the ball screw 26 together with the screw shaft 27a is fixed to the upper portion of the elevating body 22. The ball screw 26 constitutes a conversion mechanism 24 that rotates the screw shaft 27 a by the vertical movement of the elevating body 22. A bevel gear 28 is fixed to the upper portion of the screw shaft 27a, and the drive shaft 30 of the power generation mechanism 25 is rotated via a bevel gear 29 that meshes with the bevel gear 28.
発電機構２５は、図４に示すように、駆動軸３０に遊星歯車機構３１を介して連結された発条ユニット３２を備える。発条ユニット３２内には、回転軸３３の回転により巻かれる発条（図示せず。）が内蔵されている。また、回転軸３３には、減速機構３４を介して発電機３５が連結されている。 As shown in FIG. 4, the power generation mechanism 25 includes a striation unit 32 connected to the drive shaft 30 via a planetary gear mechanism 31. In the stroking unit 32, a stirrer (not shown) wound by the rotation of the rotary shaft 33 is incorporated. Further, a generator 35 is connected to the rotating shaft 33 via a speed reduction mechanism 34.
遊星歯車機構３１は、図５に示すように、太陽歯車３１ａ、遊星歯車３１ｂ、遊星キャリア３１ｃおよび内歯車３１ｄから構成される。太陽歯車３１ａは駆動軸３０に連結され、遊星キャリア３１ｃは回転軸３３に連結されている。 As shown in FIG. 5, the planetary gear mechanism 31 includes a sun gear 31a, a planetary gear 31b, a planet carrier 31c, and an internal gear 31d. The sun gear 31 a is connected to the drive shaft 30, and the planet carrier 31 c is connected to the rotating shaft 33.
減速機構３４は、回転軸３３に固定されたギア３６の回転を複数のギアの組み合わせにより減速して、発電機３５の駆動軸３７に固定されたギア３８に伝達するものである。また、この減速機構３４の途中には、一方向の回転しか伝達しないワンウェイクラッチ３９が組み込まれており、発条の巻き上げ時にはギア３６の回転を発電機３５へ伝達しないようになっている。 The speed reduction mechanism 34 decelerates the rotation of the gear 36 fixed to the rotation shaft 33 by a combination of a plurality of gears, and transmits it to the gear 38 fixed to the drive shaft 37 of the generator 35. In addition, a one-way clutch 39 that transmits rotation in only one direction is incorporated in the middle of the speed reduction mechanism 34 so that the rotation of the gear 36 is not transmitted to the generator 35 when the ridge is wound up.
上記構成の潮汐利用発電装置２０では、駆動軸３０の回転により発条を巻き上げる場合には、遊星歯車機構３１の内歯車３１ｄを固定する。これにより、太陽歯車３１ａと遊星キャリア３１ｃとが同じ方向に回転するようになり、駆動軸３０の回転により発条を巻き上げることが可能となる。一方、巻かれた発条により発電する場合には、内歯車３１ｄを開放することにより、駆動軸３０は自由となり、回転軸３３の回転により減速機構３４を通じて発電機３５が駆動される。 In the tidal power generation device 20 configured as described above, when the ridge is wound up by the rotation of the drive shaft 30, the internal gear 31d of the planetary gear mechanism 31 is fixed. Thereby, the sun gear 31a and the planetary carrier 31c rotate in the same direction, and it becomes possible to wind up the striation by the rotation of the drive shaft 30. On the other hand, in the case of generating electric power by the wound ridges, the drive shaft 30 becomes free by opening the internal gear 31 d, and the generator 35 is driven through the speed reduction mechanism 34 by the rotation of the rotary shaft 33.
次に、上記発電機構の別の実施形態について説明する。図６は発電機構の別の実施形態を示す平面図である。なお、図６において、図４に示した発電機構２５と共通の構成部分については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of the power generation mechanism will be described. FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the power generation mechanism. In FIG. 6, the same components as those of the power generation mechanism 25 shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図６に示す発電機構４０では、傘歯車２９に連結された駆動軸３０が、クラッチ４１を介して第２駆動軸４２に接続されている。クラッチ４１は、切換レバー４１ａの位置によって、駆動軸３０と第２駆動軸４２とを結合または分離するものである。第２駆動軸４２はギア４３が固定されている。ギア４３は、回転軸３３に固定されたギア４４と噛み合わされている。 In the power generation mechanism 40 shown in FIG. 6, the drive shaft 30 connected to the bevel gear 29 is connected to the second drive shaft 42 via the clutch 41. The clutch 41 couples or separates the drive shaft 30 and the second drive shaft 42 depending on the position of the switching lever 41a. A gear 43 is fixed to the second drive shaft 42. The gear 43 is meshed with a gear 44 fixed to the rotation shaft 33.
また、回転軸３３には、切換レバー４１ａを作動させるための往復作動機構４５が設けられている。往復作動機構４５は、ボールねじ機構によって回転軸３３の回転方向に応じて左右に移動する移動体４６ａ，４６ｂを備えている。また、発電機構４０は、減速機構３４と同様の減速機構４７を介して発電機３５に接続されている。 The rotary shaft 33 is provided with a reciprocating mechanism 45 for operating the switching lever 41a. The reciprocating operation mechanism 45 includes moving bodies 46a and 46b that move to the left and right according to the rotation direction of the rotary shaft 33 by a ball screw mechanism. The power generation mechanism 40 is connected to the generator 35 via a speed reduction mechanism 47 similar to the speed reduction mechanism 34.
上記構成の発電機構４０において、クラッチ４１は、図６に示す切換レバー４１ａの位置（右側位置）では駆動軸３０と第２駆動軸４２とが結合され、駆動軸３０の回転力が第２駆動軸４２へ伝わるようになっている。このとき、傘歯車２９が左回転（図６の左側から見た方向。以下同じ。）すると、第２駆動軸４２も左回転し、ギア４３，４４を介して回転軸３３が右回転し、発条ユニット３２内の発条が巻き上げられるとともに、移動体４６ａ，４６ｂが左方向へ移動していく。 In the power generation mechanism 40 configured as described above, the clutch 41 is configured such that the drive shaft 30 and the second drive shaft 42 are coupled to each other at the position (right side position) of the switching lever 41a shown in FIG. It is transmitted to the shaft 42. At this time, when the bevel gear 29 rotates counterclockwise (the direction viewed from the left side in FIG. 6, the same applies hereinafter), the second drive shaft 42 also rotates counterclockwise, and the rotary shaft 33 rotates clockwise via the gears 43 and 44. The striations in the striation unit 32 are rolled up, and the moving bodies 46a, 46b move to the left.
そして、移動体４６ｂが切換レバー４１ａに到達すると、切換レバー４１ａが左側へ押されて左側位置へ切り換えられる。クラッチ４１は、切換レバー４１ａが左側位置にあるとき、駆動軸３０と第２駆動軸４２とが分離される。これにより、第２駆動軸４２が開放され、発条ユニット３２内の発条が開放されるので、回転軸３３が逆回転（左回転）し、減速機構４７を通じて発電機３５が駆動される。 When the moving body 46b reaches the switching lever 41a, the switching lever 41a is pushed to the left and switched to the left position. In the clutch 41, the drive shaft 30 and the second drive shaft 42 are separated when the switching lever 41a is in the left position. As a result, the second drive shaft 42 is opened and the striation in the striation unit 32 is released, so that the rotation shaft 33 rotates in the reverse direction (left rotation), and the generator 35 is driven through the speed reduction mechanism 47.
このとき、移動体４６ａ，４６ｂは、回転軸３３が左回転することで、右方向へ移動していき、移動体４６ａが切換レバー４１ａに到達すると、切換レバー４１ａが右側へ押されて右側位置へ切り換えられ、図６に示す初期位置へ戻る。 At this time, the moving bodies 46a and 46b move in the right direction by rotating the rotary shaft 33 counterclockwise. When the moving body 46a reaches the switching lever 41a, the switching lever 41a is pushed to the right side and the right side position is reached. To return to the initial position shown in FIG.
以上の構成により、発電機構４０では、傘歯車２９が左回転、すなわち発条ユニット３２内の発条を巻く方向に回転するときのみクラッチ４１を結合して発条を巻き上げ、巻き上げ後はクラッチ４１を分離して発条を開放し、発電機３５を駆動して、発電することができる。この発条の巻き上げ、開放のタイミングは、移動体４６ａ，４６ｂ間の距離で調整することができる。また、同様の機構を応用して、傘歯車２９が左右どちらの方向に回転しても発条を巻き上げるように構成することも可能である。 With the above configuration, in the power generation mechanism 40, the clutch 41 is coupled and wound up only when the bevel gear 29 rotates counterclockwise, that is, when it rotates in the direction of winding the winding in the winding unit 32, and after the winding, the clutch 41 is separated. Then, the spring is released and the generator 35 is driven to generate power. The timing of winding and releasing of the ridge can be adjusted by the distance between the moving bodies 46a and 46b. Further, by applying the same mechanism, it is also possible to configure the winding to be wound up regardless of whether the bevel gear 29 rotates in the left or right direction.
本発明の潮汐利用発電装置は、再生可能エネルギーである潮汐を利用して発電を行う装置として有用である。 The tidal power generation device of the present invention is useful as a device that generates power using tidal power that is renewable energy.
１，２０ 潮汐利用発電装置
２，２３ 浮体
３，２４ 変換機構
４ａ，４ｂ 発条
５，３５ 発電機
６ ガイド
７，２６ ボールねじ
７ａ，２７ｂ ナット
７ｂ，２７ａ ねじ軸
７ｃ ボール
８ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 平歯車
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ クラッチ
２１ 枠体
２２ 昇降体
２５ 発電機構
２８，２９ 傘歯車
３０ 駆動軸
３１ 遊星歯車機構
３１ａ 太陽歯車
３１ｂ 遊星歯車
３１ｃ 遊星キャリア
３１ｄ 内歯車
３２ 発条ユニット
３３ 回転軸
３４ 減速機構
３６，３８ ギア
３７ 駆動軸
３９ ワンウェイクラッチ
４０ 発電機構
４１ クラッチ
４１ａ 切換レバー
４２ 第２駆動軸
４３，４４ ギア
４５ 往復作動機構
４６ａ，４６ｂ 移動体
４７ 減速機構
1,20 Tidal power generation device 2,23 Floating body 3,24 Conversion mechanism 4a, 4b Strip 5,35 Generator 6 Guide 7, 26 Ball screw 7a, 27b Nut 7b, 27a Screw shaft 7c Ball 8a, 8b, 11a, 11b , 11c Spur gears 9a, 9b, 10a, 10b Clutch 21 Frame 22 Lifting body 25 Power generation mechanism 28, 29 Bevel gear 30 Drive shaft 31 Planetary gear mechanism 31a Solar gear 31b Planetary gear 31c Planetary carrier 31d Internal gear 32 Stroke unit 33 Rotation Shaft 34 Deceleration mechanism 36, 38 Gear 37 Drive shaft 39 One-way clutch 40 Power generation mechanism 41 Clutch 41a Switching lever 42 Second drive shaft 43, 44 Gear 45 Reciprocating operation mechanism 46a, 46b Moving body 47 Deceleration mechanism
Claims (4)
前記浮体の上下運動を回転運動に変換する変換機構と、
前記変換機構により変換された回転運動により巻かれる発条と、
前記発条により回転駆動される発電機と
を含む潮汐利用発電装置。 A floating body that floats on the sea surface and moves up and down with changes in tide level,
A conversion mechanism that converts the vertical motion of the floating body into a rotational motion;
A strip wound by the rotational motion converted by the conversion mechanism;
A tidal power generation device including a generator driven to rotate by the splay.
前記複数のクラッチは、前記浮体の上下に応じて前記複数の発条を交互に巻くようにそれぞれ断続されるものである請求項２記載の潮汐利用発電装置。 A plurality of the splay and the clutch are provided,
The tidal power generation device according to claim 2, wherein the plurality of clutches are intermittently wound so that the plurality of ridges are alternately wound according to the top and bottom of the floating body.
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