JP2021167604A

JP2021167604A - 発電装置、構造物及び波力発電ユニット

Info

Publication number: JP2021167604A
Application number: JP2021108627A
Authority: JP
Inventors: 浩深谷; Hiroshi Fukaya
Original assignee: AIMEKKU KK
Current assignee: AIMEKKU KK
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-10-21

Abstract

【課題】自然エネルギーを利用した発電装置及び発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物を提供する。【解決手段】発電装置１００は、所定距離離間して配置された一対の案内ローラ１０１，１０２と、周回自在に設けられた無端状のチェーン１０３と、チェーンに取り付けられた錘１０４と、案内ローラの回転により駆動して発電可能な発電機１０１ａ，１０２ａとを備え、一対の案内ローラの相対的位置関係に高低差が生じてチェーンが傾斜すると、錘の自重によりチェーンが周回し、一対の案内ローラが回転することによりを駆動して発電する。【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置及びこの発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物に関する。

従来の発電装置において、自然エネルギーを電力に変換し、様々な装置に用いられているものが知られている。

このような発電装置において、例えば、洋上にあっては、風力や水力でタービン等の回転体を直接回転させ、これを電力に変換するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１２３２号公報

近年では、化石燃料等が燃焼されて排出されるＣＯ_２による地球温暖化に対する注目度が高まっており、ＣＯ_２の排出を低減するために様々な自然エネルギーを利用した発電システムの開発が急速に進められている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、自然エネルギーを効率よく電力に変換することができる新規な発電装置及びこの発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物を提供することを目的とするものである。

上記目的を解決するため、請求項１に記載の発明は、発電装置であって、
所定距離離間して配置された一対の案内ローラと、
前記一対の案内ローラに掛け渡されて、該一対の案内ローラにより周回自在に設けられた無端状の帯状部材と、
前記帯状部材に取り付けられた錘と、
前記一対の案内ローラのうち少なくとも一方に設けられ、該案内ローラの回転により駆動して発電可能な発電部とを備え、
前記一対の案内ローラの相対的位置関係に高低差が生じて前記帯状部材が傾斜すると、前記錘の自重により該帯状部材が周回し、該一対の案内ローラが該帯状部材によって回転することにより前記発電部が駆動して発電することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、水上に浮揚可能な構造物であって、
前記帯状部材の周回方向が交差するように請求項１に記載の発電装置が複数設置されていることを特徴とする。

本発明によれば、自然エネルギーを効率よく電力に変換することができる新規な発電装置及びこの発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物を提供することができる。

（Ａ）は、本実施形態にかかる発電装置の概略構成について説明する図であり、（Ｂ）は、本実施形態にかかる発電装置の動作原理について説明する図であり、（Ｃ）は、本実施形態にかかる発電装置の動作原理について説明する図である。本実施形態にかかる発電装置の適用例について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態に係る発電装置の一例について、図１を参照しながら説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態にかかる発電装置１００は、一対の案内ローラ１０１，１０２がそれぞれ支持部材１０５，１０６に回転自在に支持され、所定距離離間して取付ベースＢ上に設置されている。

一対の案内ローラ１０１，１０２には、帯状部材として機能する無端状のチェーン１０３が周回自在に掛け渡されている。なお、本実施形態では帯状部材としてチェーン１０３を採用したが、例えば、ベルトやロープ等、無端状とされた他の部材を採用してもよい。

また、一対の案内ローラ１０１，１０２には、それぞれ発電機１０１ａ，１０２ａが内蔵されており、案内ローラ１０１，１０２が回転すると発電機１０１ａ，１０２ａによりそれぞれ電力が生成される。生成された電力は、例えば、各種装置を駆動するために直接供給されたり、あるいは、バッテリ装置Ｖ（図２参照）に供給して蓄電することができる。なお、本実施形態にかかる発電機１０１ａ，１０２ａは、例えば、電磁誘導を利用して電力を取り出す方式を採用しているが、公知の方式のいずれを採用してもよい。また、本実施形態では、発電機１０１ａ，１０２ａがそれぞれ案内ローラ１０１，１０２に内蔵された構成とされているが、案内ローラ１０１，１０２に接続して取り付けられて連動して駆動する構成であってもよい。また、本実施形態では、一対の案内ローラ１０１，１０２の両方に発電機１０１ａ，１０２ａが設けられる構成としたが、一対の案内ローラ１０１，１０２のいずれか一方にのみ発電機が設けられる構成であってもよい。

チェーン１０３の適宜位置には、所定重量の錘１０４が固着されている。

本実施形態にかかる発電装置１００は、以上のように構成されているため、例えば、図１（Ｂ）に示すように、発電装置１００が傾斜して案内ローラ１０１が案内ローラ１０２よりも相対的に上方に位置すると、錘１０４の自重によりチェーン１０３が反時計方向に周回し、案内ローラ１０１，１０２がチェーン１０３の周回に従ってそれぞれ半時計方向に回転して発電機１０１ａ，１０２ａが駆動する。これにより、発電機１０１ａ，１０２ａからそれぞれ電力が生成される。

一方、図１（Ｃ）に示すように、発電装置１００が傾斜して案内ローラ１０１が案内ローラ１０２よりも相対的に下方に位置すると、錘１０４の自重によりチェーン１０３が時計方向に周回し、案内ローラ１０１，１０２がチェーン１０３の周回に従ってそれぞれ時計方向に回転して発電機１０１ａ，１０２ａが駆動する。これにより、発電機１０１ａ，１０２ａからそれぞれ電力が同様に生成される。

このように構成された発電装置１００の適用例について、図２を参照して説明する。図２（Ａ）は、発電装置１００を船舶１に設置した例を示しており、同図（Ｂ）は、発電装置１００を筏２に設置した例を示している。なお、本実施形態にかかる発電装置１００に設置可能な構造物としては、船舶や台船や筏等、水上に浮揚し、波に煽られて前後左右に揺動するものに好適であるが、これらに限定されず、他の構造物にも適用することができ、例えば、水上に浮揚するものに限らず、水中、地上あるいは空中において揺動する構造物（例えば、飛行機や自動車等）のいずれについても適用可能である。

図２（Ａ）に示す船舶１は、例えば、船上における前後方向と左右方向のそれぞれに延在して発電装置１００Ａ，１００Ｂが設置されており（すなわち、発電装置１００Ａのチェーン１０３の周回方向と発電装置１００Ｂのチェーン１０３の周回方向が交差するように発電装置１００Ａ，１００Ｂが設置されており）、これらの発電装置１００Ａ，１００Ｂにより生成された電力はバッテリ装置３０により整流されて蓄電され、船舶１における各種装置に対して適宜給電されるように構成されている。

船舶１は、このように構成されているので、例えば、高速航行時では、航行による慣性の大きさにより、波の影響を受けにくく、揺動が小さいが、低速航行時や停止時においては、波の影響を受けやすく、前後左右に大きく揺動しやすくなる。このような状態において発電装置１００Ａ，１００Ｂが動作しやすくなり、船舶１が前後方向に揺動した場合には、発電装置１００Ａが動作して発電装置１００Ａにより電力が得られやすく、左右方向に揺動した場合には、発電装置１００Ｂが動作して発電装置１００Ｂにより電力が得られやすくなる。そのため、例えば、イカ釣り漁船にあっては、操業時に多数の集魚灯を点灯させるために大量の電力が必要となるが、本実施形態にかかる発電装置を利用することで、この波力エネルギーを電力に変換して用いることができ、大きなメリットを享受できる。

図２（Ｂ）に示す筏２には、上面の端辺に沿って４つの発電装置１００Ｃ〜１００Ｆが配置され、略中央には発電装置１００Ｃ〜１００Ｆによって生成された電力を整流して蓄電するバッテリ装置Ｖが配置されている。バッテリ装置Ｖに蓄電された電力は、例えば、海中ケーブルにより、適宜陸地に送電される。また、筏２の四隅には、錨Ｎに係留するための係留用鎖Ｍが設けられており、筏２が漂流するのを防止している。

筏２は、このように構成されているので、例えば、この筏２を大きな波の発生しやすい洋上に設置して、筏２を積極的に揺動させることで、波力エネルギーを発電装置１００Ｃ〜１００Ｆにより効率的に電力に変換することができる。なお、洋上においては、筏２の長期使用により筏２に貝殻や海藻等の付着物が多く付着する場合があるため、この付着物を適宜除去するための清掃装置を備えるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態の発電装置１００は、所定距離離間して配置された一対の案内ローラ１０１，１０２と、一対の案内ローラ１０１，１０２に掛け渡されて、この一対の案内ローラ１０１，１０２により周回自在に設けられた無端状のチェーン１０３と、チェーン１０３に取り付けられた錘１０４と、一対の案内ローラ１０１，１０２のうち少なくとも一方に設けられ、この案内ローラ１０１，１０２の回転により駆動して発電可能な発電機１０１ａ，１０２ａとを備え、一対の案内ローラ１０１，１０２の相対的位置関係に高低差が生じてチェーン１０３が傾斜すると、錘１０４の自重によりチェーン１０３が周回し、一対の案内ローラ１０１，１０２がチェーン１０３によって回転することにより発電機１０１ａ，１０２ａが駆動して発電する。このため、例えば、構造物の揺動を利用して電力を有効に得ることができ、自然エネルギーの有効活用に寄与できる新規な発電装置を提供することができる。

また、本実施形態の船舶１は、チェーン１０３の周回方向が交差するように複数の発電装置１００Ａ，１００Ｂが設置されているので、洋上等で生じる大きな波力の影響を受けて揺動するエネルギーを効率よく電力に換えることができるようになる。

なお、本発明の実施の形態に記載された作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用および効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１船舶（構造物）
２筏（構造物）
１００発電装置
１０１，１０２案内ローラ
１０１ａ，１０２ａ発電機（発電部）
１０３チェーン（帯状部材）
１０４錘

本発明は、発電装置、この発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物及び波力発電ユニットに関する。

特開２０１３−１２３２号公報

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、自然エネルギーを効率よく電力に変換することができる新規な発電装置、この発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物及び波力発電ユニットを提供することを目的とするものである。

請求項３に記載の発明は、洋上に浮揚可能な浮力体と、前記浮力体に設置される発電装置とを備えた波力発電ユニットであって、
前記発電装置は、
所定距離離間して配置された一対の案内ローラと、
前記一対の案内ローラに掛け渡されて、該一対の案内ローラにより周回自在に設けられた無端状の帯状部材と、
前記帯状部材に取り付けられた錘と、
前記一対の案内ローラのうち少なくとも一方に設けられ、該案内ローラの回転により駆動して発電可能な発電部とを備え、
前記浮力体が波力を受けて洋上で揺動すると、前記錘の自重により前記帯状部材が周回し、前記一対の案内ローラが該帯状部材によって回転することにより前記発電部が駆動して発電することを特徴とする。

本発明によれば、自然エネルギーを効率よく電力に変換することができる新規な発電装置、この発電装置が設置された水上に浮揚可能な構造物及び波力発電ユニットを提供することができる。

図２（Ｂ）に示す筏２には、上面の端辺に沿って４つの発電装置１００Ｃ〜１００Ｆが配置され、略中央には発電装置１００Ｃ〜１００Ｆによって生成された電力を整流して蓄電するバッテリ装置Ｖが配置されている。バッテリ装置Ｖに蓄電された電力は、例えば、海底に埋設された海中ケーブルにより、適宜陸地に送電される。また、筏２の四隅には、錨Ｎに係留するための係留用鎖Ｍが設けられており、筏２が漂流するのを防止している。

筏２は、このように構成されているので、例えば、この筏２を大きな波の発生しやすい洋上に設置して、筏２を積極的に揺動させることで、波力エネルギーを発電装置１００Ｃ〜１００Ｆにより効率的に電力に変換することができる。また、筏２を水上（洋上）に浮揚させて用いるという簡便な構成であるため、例えば、水中に杭を打ち込んで固定するといった作業が不要であり、設置コストの面で有利である。なお、本実施形態では、発電装置１００Ｃ〜１００Ｆを筏２に載置して固定する構成とされているが、これら発電装置１００Ｃ〜１００Ｆをケース体に収容して密閉する構成としてもよく、これによれば、海水等が浴びせられて発電装置の性能が変化（劣化）する等の問題を抑制することができ、装置のメンテナンスが不要となる。また、図２（Ｂ）に示す適用例は、筏２の上面に発電装置１００Ｃ〜１００Ｆを設置する構成であるので、例えば、筏の上面に櫓等を設置し、その上に風車を設けて風力により電力を得る構成としたものと比較すると、強風に煽られにくく、したがって、経年変化やダメージを受けるといったトラブルを回避できる点で有利である。また、洋上においては、筏２の長期使用により筏２に貝殻や海藻等の付着物が多く付着する場合があるため、この付着物を適宜除去するための清掃装置を備えるようにしてもよい。

このように、図２（Ｂ）に示す実施形態において、筏２と発電装置１００Ｃ〜１００Ｆとにより波力発電ユニットを構成している。

また、本実施形態の波力発電ユニットは、洋上に浮揚可能な筏２と、筏２に設置される発電装置１００Ｃ〜１００Ｆとを備え、発電装置１００Ｃ〜１００Ｆは、所定距離離間して配置された一対の案内ローラ１０１，１０２と、一対の案内ローラ１０１，１０２に掛け渡されて、この一対の案内ローラ１０１，１０２により周回自在に設けられた無端状のチェーン１０３と、チェーン１０３に取り付けられた錘１０４と、一対の案内ローラ１０１，１０２のうち少なくとも一方に設けられ、この案内ローラ１０１，１０２の回転により駆動して発電可能な発電機１０１ａ，１０２ａとを備え、筏２が波力を受けて洋上で揺動すると、錘１０４の自重によりチェーン１０３が周回し、一対の案内ローラ１０１，１０２がチェーン１０３によって回転することにより発電機１０１ａ，１０２ａが駆動して発電する。このため、洋上に浮揚する筏が波力によって揺動する点を利用して電力を有効に得ることができ、自然エネルギーの有効活用に寄与できる新規な発電ユニットを提供することができる。

Claims

所定距離離間して配置された一対の案内ローラと、
前記一対の案内ローラに掛け渡されて、該一対の案内ローラにより周回自在に設けられた無端状の帯状部材と、
前記帯状部材に取り付けられた錘と、
前記一対の案内ローラのうち少なくとも一方に設けられ、該案内ローラの回転により駆動して発電可能な発電部とを備え、
前記一対の案内ローラの相対的位置関係に高低差が生じて前記帯状部材が傾斜すると、前記錘の自重により該帯状部材が周回し、該一対の案内ローラが該帯状部材によって回転することにより前記発電部が駆動して発電することを特徴とする発電装置。
前記帯状部材の周回方向が交差するように請求項１に記載の発電装置が複数設置されていることを特徴とする構造物。