JP2019015282A

JP2019015282A - Wave power generator

Info

Publication number: JP2019015282A
Application number: JP2017144900A
Authority: JP
Inventors: 定雄吉野; Sadao Yoshino
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2019-01-31

Abstract

To provide a wave power generator which can minimize damage of the power generator caused by salt contents and prevents driving of the power generator from weakening and stopping when upward movement and downward movement of a liquid surface are switched.SOLUTION: A wave power generator comprises: an air pump; and a power generator. The air pump has: a piston which divides the interior of a pump casing into an upper chamber and a lower chamber; a float connected to the piston; and an air pipe and a suction pipe connected to the upper chamber and the lower chamber through valves. A dynamo of the power generator is driven by a turbine which is rotated by compressed air sent from the air pipe.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、海で生じる波の力を利用して発電する波力発電装置に関する。 The present invention relates to a wave power generation apparatus that generates electric power by utilizing the force of waves generated in the sea.

図５に示すように、従来の波の力を利用して発電する波力発電装置（３１）は、海面上に設置される本体（３２）の上部開口（３３）に発電機（３４）を設けている。そして、昇降する液面（Ｌ）により本体（３２）内が加圧・減圧され、この加圧・減圧による空気の流れで発電機（３４）が駆動されるようになっている（文献１）。 As shown in FIG. 5, a conventional wave power generation device (31) that generates power using wave power has a generator (34) in an upper opening (33) of a main body (32) installed on the sea surface. Provided. And the inside of the main body (32) is pressurized / depressurized by the liquid level (L) that moves up and down, and the generator (34) is driven by the flow of air by this pressurization / depressurization (Reference 1). .

また図６に示すように、従来の別の波力発電装置（３５）では、海面上に設置される２個の本体（３６）（３７）の上部連結部に発電機（３８）を設け、各本体（３６）（３７）に弁（３９）（４０）を設けている。そして、上昇する液面（Ｌ）により本体（３６）（３７）内が加圧され、加圧された空気により弁（３９）が閉じ、弁（４０）が開き、本体（３６）内の加圧された空気の流れにより発電機（３８）が駆動される。また、下降する液面（Ｌ）により、本体（３６）（３７）内が減圧され、この減圧された空気により弁（３９）が開き、弁（４０）が閉じ、本体（３７）内の減圧された空気の流れにより発電機（３８）が駆動されるようになっている。 Moreover, as shown in FIG. 6, in another conventional wave power generation device (35), a generator (38) is provided at the upper connection part of two main bodies (36) (37) installed on the sea surface, Valves (39) and (40) are provided on the main bodies (36) and (37), respectively. Then, the inside of the main body (36) (37) is pressurized by the rising liquid level (L), the valve (39) is closed by the pressurized air, the valve (40) is opened, and the pressure inside the main body (36) is increased. The generator (38) is driven by the flow of compressed air. Further, the inside of the main bodies (36) and (37) is depressurized by the descending liquid level (L), and the decompressed air opens the valve (39), closes the valve (40), and depressurizes the main body (37). The generator (38) is driven by the air flow.

これらの波力発電装置は有効であるが、発電機が液面に直接的に対面しているので、塩水がかかりやすく、塩分により発電機が傷みやすい不都合がある。また、液面の昇降の切り替わり時に発電機の駆動が弱くなったり、停止したりする等の不都合がある。 Although these wave power generators are effective, since the generator directly faces the liquid surface, salt water is easily applied, and the generator is liable to be damaged by salt. In addition, there is a disadvantage that the driving of the generator becomes weak or stops when the liquid level is raised or lowered.

Reference 1

「図解よくわかる自然エネルギーと発電の仕組み」１４０頁
日本実業出版社２０１３年２月１０日発行“Illustration: Natural energy and power generation mechanism” page 140 Nihon Jitsugyo Publishing Co., Ltd. February 10, 2013

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、発電機に塩水がかかることを無くして、塩分による発電機の傷みを極力抑えた波力発電装置を提供する。また、液面の昇降の切り替わり時に、発電機の駆動が弱くなったり、停止したりすることが防止できる波力発電装置を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a wave power generation device that eliminates salt water from the generator and minimizes damage to the generator due to salt. It is another object of the present invention to provide a wave power generator that can prevent the generator from being weakened or stopped when the liquid level is raised or lowered.

本発明の波力発電装置（１）は、波で駆動されるエアーポンプ（２）と、エアーポンプで作られる加圧空気で駆動される発電機（３）で構成され、前記エアーポンプ（２）はポンプケーシング（４）と、ポンプケーシング（４）を上室（１０）及び下室（１１）に区画するピストン（５）と、ピストン（５）に桿（６）で接続されたフロート（７）と、上室（１０）と弁（１２）を介して接続され、下室（１１）と弁（１４）を介して接続された送気管（１３）と、上室（１０）と弁（１５）を介して接続され、下室（１１）と弁（１７）を介して接続された吸気管（１６）を有し、前記発電機（３）は、送気管（１３）に接続されたタービン室（１９）と、タービン室（１９）内に設けられたタービン（２２）で駆動されるダイナモ（２４）を有している。 The wave power generation device (1) of the present invention comprises an air pump (2) driven by waves and a generator (3) driven by pressurized air made by an air pump, and the air pump (2 ) Is a pump casing (4), a piston (5) that divides the pump casing (4) into an upper chamber (10) and a lower chamber (11), and a float (6) connected to the piston (5) by a rod (6). 7), the upper chamber (10) and the valve (12) are connected, the lower chamber (11) and the air supply pipe (13) connected via the valve (14), the upper chamber (10) and the valve (15), and has an intake pipe (16) connected via a lower chamber (11) and a valve (17), and the generator (3) is connected to an air supply pipe (13). Turbine chamber (19) and dynamo (24) driven by a turbine (22) provided in the turbine chamber (19) The has.

また本発明の波力発電装置（１）は、送気管（１３）とタービン室（１９）の流入管（２０）とを蓄圧室（１８）を介して接続し、タービン室（１９）の流出管（２１）をポンプケーシング（４）の吸気管（１６）に接続するのが好ましい。 The wave power generator (1) of the present invention connects the air supply pipe (13) and the inflow pipe (20) of the turbine chamber (19) via the pressure accumulating chamber (18), and flows out of the turbine chamber (19). The pipe (21) is preferably connected to the intake pipe (16) of the pump casing (4).

上述した構成を具備する本発明の波力発電装置は、発電機が液面に直接的に対面していないので、発電機に塩水がかかることが無く、塩分による発電機の傷みを極力抑えることができる。 In the wave power generator of the present invention having the above-described configuration, the generator does not directly face the liquid surface, so that the generator is not subjected to salt water, and the generator damage due to salt is suppressed as much as possible. Can do.

また、加圧空気は蓄圧室を介してタービンへ供給されているので、液面の昇降の切り替わりの時に、発電機の駆動が弱くなったり、停止したりすることが防止できる。さらに、タービン室の流出管をエアーポンプの吸気管に接続したので、エアーポンプで生じる陰圧をタービンの駆動に有効に利用できるようになる。 Further, since the pressurized air is supplied to the turbine via the pressure accumulating chamber, it is possible to prevent the generator from being weakened or stopped when the liquid level is raised or lowered. Furthermore, since the outflow pipe of the turbine chamber is connected to the intake pipe of the air pump, the negative pressure generated by the air pump can be effectively used for driving the turbine.

本発明の波力発電装置の一部を断面で示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a section of a wave power generator of the present invention in a section. 図１における、Ａ−Ａ矢視図である。It is an AA arrow line view in FIG. 図１における、Ｂ−Ｂ矢視図である。It is a BB arrow line view in FIG. 複数台のエアーポンプで発電機を駆動する波力発電装置の斜視図である。It is a perspective view of the wave power generator which drives a generator with a plurality of air pumps. 従来の波力発電装置の模式図である。It is a schematic diagram of the conventional wave power generator. 従来の別の波力発電装置の模式図である。It is a schematic diagram of another conventional wave power generation device.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１、図２、図３に示すように、本発明の波力発電装置（１）はエアーポンプ（２）及び発電機（３）で構成されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the wave power generation device (1) of the present invention includes an air pump (2) and a generator (3).

エアーポンプ（２）のポンプケーシング（４）は円筒形状であり、ポンプケーシング（４）内にはピストン（５）が可摺動に設けられ、ピストン（５）の桿（６）にはフロート（７）が固定されている。このフロート（７）は複数の支柱（８）に囲まれて位置し、フロート（７）がスムーズに昇降できるように、支柱（８）に当接して回動するローラ（９）が設けられている。 The pump casing (4) of the air pump (2) has a cylindrical shape, and a piston (5) is slidably provided in the pump casing (4). A float (6) of the piston (5) is floated ( 7) is fixed. The float (7) is located between a plurality of support posts (8), and is provided with a roller (9) that rotates in contact with the support posts (8) so that the float (7) can move up and down smoothly. Yes.

支柱（８）は、大地又は船のような浮体に固定されている。支柱（８）を大地に固定する方法としては、比較的に長い支柱（８）の下部を海底に植設したり、支柱（８）の側面を岸壁に固定する方法が考えられる。そして固定された状態で、波による液面の昇降でフロート（７）が昇降する位置になっている。 The support column (8) is fixed to a floating body such as the earth or a ship. As a method of fixing the column (8) to the ground, a method of planting the lower part of the relatively long column (8) on the seabed or fixing the side surface of the column (8) to the quay can be considered. In the fixed state, the float (7) is moved up and down by moving up and down the liquid surface by waves.

ポンプケーシング（４）はピストン（５）により上室（１０）及び下室（１１）に区画され、上室（１０）の上部は弁（１２）を介して送気管（１３）に接続され、下室（１１）の下部は弁（１４）を介して送気管（１３）に接続されている。また、上室（１０）の上部は弁（１５）を介して吸気管（１６）に接続され、下室（１１）の下部は弁（１７）を介して吸気管（１６）に接続されている。 The pump casing (4) is divided into an upper chamber (10) and a lower chamber (11) by a piston (5), and an upper portion of the upper chamber (10) is connected to an air supply pipe (13) through a valve (12), The lower part of the lower chamber (11) is connected to the air supply pipe (13) through the valve (14). The upper part of the upper chamber (10) is connected to the intake pipe (16) via the valve (15), and the lower part of the lower chamber (11) is connected to the intake pipe (16) via the valve (17). Yes.

送気管（１３）は蓄圧室（１８）に接続され、蓄圧室（１８）は発電機（３）のタービン室（１９）の流入管（２０）に接続され、タービン室（１９）の流出管（２１）は吸気管（１６）に接続されている。タービン室（１９）内に設けられたタービン（２２）によりダイナモ（２４）が駆動され、ダイナモ（２４）で発電された電力は電線（２５）から送電されるようになっている。 The air supply pipe (13) is connected to the pressure accumulation chamber (18), the pressure accumulation chamber (18) is connected to the inflow pipe (20) of the turbine chamber (19) of the generator (3), and the outflow pipe of the turbine chamber (19). (21) is connected to the intake pipe (16). The dynamo (24) is driven by the turbine (22) provided in the turbine chamber (19), and the electric power generated by the dynamo (24) is transmitted from the electric wire (25).

次の本発明の波力発電装置の動作を説明する。
図１において、波により液面（Ｌ）が昇降すと、液面（Ｌ）の昇降につれてフロート（７）も昇降する。フロート（７）は支柱（８）に囲まれ、ローラ（９）が設けられているので、フロート（７）はスムーズに昇降することができる。Next, the operation of the wave power generator of the present invention will be described.
In FIG. 1, when the liquid level (L) is raised and lowered by the wave, the float (7) is also raised and lowered as the liquid level (L) is raised and lowered. Since the float (7) is surrounded by the support (8) and the roller (9) is provided, the float (7) can be moved up and down smoothly.

液面（Ｌ）が上昇するとフロート（７）が上昇し、桿（６）により一体となっているピストン（５）が上昇する。ピストン（５）の上昇により、ポンプケーシング（４）の上室（１０）内は加圧され、上室（１０）内の加圧された空気は弁（１２）及び送気管（１３）を介して蓄圧室（１８）内へ流入する。また、ピストン（５）の上昇により、ポンプケーシング（４）の下室（１１）内は減圧され、弁（１７）を介して吸気管（１６）内の空気が流入する。 When the liquid level (L) rises, the float (7) rises, and the piston (5) integrated by the ridge (6) rises. As the piston (5) rises, the inside of the upper chamber (10) of the pump casing (4) is pressurized, and the pressurized air in the upper chamber (10) passes through the valve (12) and the air supply pipe (13). Into the pressure accumulating chamber (18). Further, the lower chamber (11) of the pump casing (4) is depressurized by the rise of the piston (5), and the air in the intake pipe (16) flows in through the valve (17).

蓄圧室（１８）内の加圧空気は流入管（２０）を介してタービン室（１９）内へ流入し、タービン（２２）を回転し、流出管（２１）から吸気管（１６）へ流出する。タービン（２２）が回転することによりダイナモ（２４）が駆動され、ダイナモ（２４）で発電された電気は電線（２５）から送電される。 The pressurized air in the pressure accumulating chamber (18) flows into the turbine chamber (19) through the inflow pipe (20), rotates the turbine (22), and flows out from the outflow pipe (21) to the intake pipe (16). To do. The dynamo (24) is driven by the rotation of the turbine (22), and electricity generated by the dynamo (24) is transmitted from the electric wire (25).

一方、液面（Ｌ）が下降するとフロート（７）が下降し、桿（６）により一体となっているピストン（５）が下降する。ピストン（５）の下降により、ポンプケーシング（４）の下室（１１）内は加圧され、下室（１１）内の加圧された空気は弁（１４）及び送気管（１３）を介して蓄圧室（１８）内へ流入する。また、ピストン（５）の下降により、ポンプケーシング（４）の上室（１０）内は減圧され、弁（１５）を介して吸気管（１６）内の空気が流入する。 On the other hand, when the liquid level (L) is lowered, the float (7) is lowered, and the piston (5) integrated with the rod (6) is lowered. The lower chamber (11) of the pump casing (4) is pressurized by the lowering of the piston (5), and the pressurized air in the lower chamber (11) passes through the valve (14) and the air supply pipe (13). Into the pressure accumulating chamber (18). Further, the lowering of the piston (5) reduces the pressure in the upper chamber (10) of the pump casing (4), and the air in the intake pipe (16) flows in through the valve (15).

このように、本発明の波力発電装置は、発電機が液面に直接的に対面していないので、発電機に塩水がかかることが無く、塩分による発電機の傷みを極力抑えることができる。 As described above, the wave power generation device of the present invention does not directly contact the liquid level with the generator, so that the generator is not subjected to salt water, and damage to the generator due to salt can be suppressed as much as possible. .

また、加圧空気は蓄圧室を介してタービンへ供給されているので、液面の昇降の切り替わりの時に、発電機の駆動が弱くなったり、停止したりすることが防止できる。さらに、タービン室の流出管をエアーポンプの吸気管に接続したので、エアーポンプで生じる陰圧をタービンの駆動に有効に利用できる。 Further, since the pressurized air is supplied to the turbine via the pressure accumulating chamber, it is possible to prevent the generator from being weakened or stopped when the liquid level is raised or lowered. Furthermore, since the outflow pipe of the turbine chamber is connected to the intake pipe of the air pump, the negative pressure generated by the air pump can be effectively used for driving the turbine.

なお、エアーポンプ（２）は波の生じる所に設置する必要があるが、送気管（１３）及び吸気管（１６）を伸ばすことにより、蓄圧室（１８）及び発電機（３）を安定した場所に設けることができるようになる。また、エアーポンプ（２）を複数台設け、各エアーポンプ（２）の送気管（１３）を蓄圧室（１８）に接続するようにすれば、より高性能な発電機（３）を駆動でき、強力な電力を得ることができるようになる。 Although the air pump (2) needs to be installed in a place where waves are generated, the pressure accumulation chamber (18) and the generator (3) are stabilized by extending the air supply pipe (13) and the intake pipe (16). It becomes possible to be provided in the place. If a plurality of air pumps (2) are provided and the air supply pipe (13) of each air pump (2) is connected to the pressure accumulating chamber (18), a higher performance generator (3) can be driven. You will be able to get strong power.

図４は、複数台のエアーポンプで発電機を駆動する、波力発電装置を示す斜視図である。図に示すように、岸壁（Ｍ）の側面には複数台のエアーポンプ２、２・・・が設置され、岸壁（Ｍ）上には発電機（３）が設けられている。各エアーポンプの送気管（１３）は蓄圧室（１８）に接続され、蓄圧室（１８）はタービン室（１９）の流入管（２０）に接続され、流出管（２１）は吸気管（１６）に接続されている。そして、タービン室（１９）内のタービンでダイナモ（２４）は駆動され、ダイナモ（２４）で発電された電気は、電線（２５）から送電される。 FIG. 4 is a perspective view showing a wave power generator in which a generator is driven by a plurality of air pumps. As shown in the figure, a plurality of air pumps 2, 2,... Are installed on the side of the quay (M), and a generator (3) is provided on the quay (M). The air supply pipe (13) of each air pump is connected to the pressure accumulation chamber (18), the pressure accumulation chamber (18) is connected to the inflow pipe (20) of the turbine chamber (19), and the outflow pipe (21) is the intake pipe (16). )It is connected to the. The dynamo (24) is driven by the turbine in the turbine chamber (19), and the electricity generated by the dynamo (24) is transmitted from the electric wire (25).

このように、送気管（１３）及び吸気管（１６）を伸ばすことにより、蓄圧室（１８）及び発電機（３）を安定した場所に設けることができるようになる。また、エアーポンプ（２）を複数台設け、各エアーポンプ（２）の送気管（１３）を蓄圧室（１８）に接続することにより、より高機能な発電機（３）が駆動でき、強力な電力を得ることができるようになる。 Thus, by extending the air supply pipe (13) and the intake pipe (16), the pressure accumulating chamber (18) and the generator (3) can be provided in a stable place. In addition, by providing a plurality of air pumps (2) and connecting the air pipes (13) of each air pump (2) to the pressure accumulating chamber (18), a more powerful generator (3) can be driven and powerful. Power can be obtained.

なお、潮の干満の差が大きい海域においては、船のような浮遊体にエアーポンプを取り付け、エアーポンプと発電機をフレキシブルな送気管及び吸気管で接続しても良い。また、波力発電装置の全体を船のような浮遊体上に設けても良い。 In a sea area where the difference in tidal range is large, an air pump may be attached to a floating body such as a ship, and the air pump and the generator may be connected by flexible air supply pipes and intake pipes. Moreover, you may provide the whole wave power generator on a floating body like a ship.

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。 It should be noted that the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.

１・・・波力発電装置
２・・・エアーポンプ
３・・・発電機
４・・・ポンプケーシング
５・・・ピストン
６・・・桿
７・・・フロート
８・・・支柱
９・・・ローラ
１０・・・上室
１１・・・下室
１２、１４、１５、１７・・・弁
１３・・・送気管
１６・・・吸気管
１８・・・蓄圧室
１９・・・タービン室
２０・・・流入管
２１・・・流出管
２２・・・タービン
２４・・・ダイナモ
２５・・・電線
Ｌ・・・液面
Ｍ・・・岸壁DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wave power generator 2 ... Air pump 3 ... Generator 4 ... Pump casing 5 ... Piston 6 ... 桿 7 ... Float 8 ... Prop 9 ... Roller 10 ... Upper chamber 11 ... Lower chamber 12, 14, 15, 17 ... Valve 13 ... Air supply pipe 16 ... Intake pipe 18 ... Accumulation chamber 19 ... Turbine chamber 20. .... Inflow pipe 21 ... Outflow pipe 22 ... Turbine 24 ... Dynamo 25 ... Electric wire L ... Liquid level M ... Quay

Claims

An air pump (2) driven by a wave and a generator (3) driven by pressurized air made by an air pump. The air pump (2) includes a pump casing (4), a pump casing ( 4) a piston (5) dividing the upper chamber (10) and the lower chamber (11), a float (7) connected to the piston (5) with a flange (6), an upper chamber (10) and a valve ( 12), connected through the lower chamber (11) and the valve (14) via the air pipe (13), connected through the upper chamber (10) and the valve (15), 11) and an intake pipe (16) connected via a valve (17). The generator (3) includes a turbine chamber (19) connected to an air supply pipe (13), and a turbine chamber (19 ) Having a dynamo (24) driven by a turbine (22) provided inside Power generation device (1).

The air supply pipe (13) and the inflow pipe (20) of the turbine chamber (19) are connected via the pressure accumulation chamber (18), and the outflow pipe (21) of the turbine chamber (19) is connected to the intake pipe of the pump casing (4). The wave power generation device (1) according to claim 1, wherein the wave power generation device (1) is connected to (16).