JP2880757B2 - 波動発電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、波によって上下動するフロートの運動を利
用して、電力を発生する波動発電装置に関する。

［従来の技術］ 海上に設置したブイ等のフロートと波とが相対的に上
下動する運動を利用して発電する装置としては、特開昭
47−22099,54−50743,56−12064,58−183872,60−23056
7,61−226572,62−41974号公報等によって公知である。

ここで、上記公報によって提案されている波動発電装
置の代表例を、第６図，第７図に示す。

第６図では、下面を水中に開放した空気ピストン室20
0を海上に設置し、その上端開口部202にタービン204を
設けると共に、そのタービン204の回転により発電機206
を駆動するものである。この装置の発電原理は、空気ピ
ストン室200の内外の水位が、波によって落差Ｈを生ず
るので、この落差Ｈに起因して前記空気ピストン室200
内外の気圧が相違することを利用して、前記タービン20
4を駆動するものである。

一方、第７図に示す波動発電装置は、海底に打ち込ん
だ支柱210に対して、水面近傍にて上下動可能なタイプ2
12を設けている。発電機を内蔵する格納室214は、前記
支柱210の上端に固定され、スライドロッド216,216を介
して前記ブイ212を上下動自在に支持している。前記ス
ライドロッド216,216と一体的に上下動可能なラック21
8,218が、前記格納室214内部に設けられると共に、この
ラック218,218に対して噛合するピニオンギア220,220が
設けられている。そして、波によって前記ブイ212が上
下動すると、この上下動はスライドロッド216,216を介
してラック218,218に伝達され、このラックの移動によ
ってピニオンギア220,220を回転することで、図示しな
い発電機を駆動するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図に示す波動発電装置では、空気ピストン室200
内の圧力の変動を利用して動力を発生させるものである
が、原理的にも前記落差Ｈが1mの場合に0.1気圧の差圧
しか生じず、かつ、タービン204が配設される部分の径
が大きいとタービン204を回転駆動する圧力が少なくな
り、径が小さいと一サイクルにて空気ピストン室200内
の空気が抜けきらず、また、空気ピストン室200内に入
る際の水の抵抗，空気ピストンの慣性などに起因して、
装置が大がかりの割には発生するエネルギパワーが少な
いという問題があった。また、この波動発電装置を、津
波対策等に対処するため海上にて固定するためには、莫
大な費用がかかるという問題があった。

この点、第７図に示すようにブイ等のフロートを利用
する場合には、例えば1m³の海水を排除できるフロート
を設置した場合に、1.1tの浮力が生じ、このうちの有効
波動浮力を利用することにより、かなりの発電エネルギ
ーが得られる点で優れている。

しかしながら、第７図に示す波動発電装置にあって
は、ブイ212を海上に固定するために、海底に対して支
柱210を打ち込み固定しなければならず、このための作
業が大がかりとなり、費用が膨大となる問題を有する。

さらに、海上の水位は干潮，満潮により異なり、かつ
この際の波動をも考慮すると、第８図に示すように、海
上の水位は年間で３〜5mほど相違する。この際、第７図
に示す波動発電装置において年間を通じて波動を利用し
た発電を行うためには、前記ラック218の有効歯部長さ
を最大5m付近まで確保しなければならず、このような装
置を構成することは実用上不可能である。

そこで、本発明は後述のようにフロートに接続された
牽引部材をリールに巻取り、このリールには付勢部材を
設け、この付勢部材に波動エネルギーを蓄積しようとす
るものであるが、上記海上水位の変化は上記付勢部材に
蓄積されるエネルギーに変化を生じさせることになり、
波動駆動力を一定に維持できないという問題がある。

そこで、本発明の目的とするところは、比較的小スペ
ースの装置でありながら、干潮時，満潮時にあっても波
動によるフロートの上下動を利用した発電を効率良く行
うと共に、干満による水位差による発電への影響をなく
すことができ、しかも、水域への設置作業が容易であ
り、設置費用を大幅に低減することができる波動発電装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、フロートと、 下端が重りによって水域底部に配置され、前記フロー
トを水域内に牽引する紐状又は帯状の牽引部材と、 前記フロートに固定されて前記牽引部材の上端側を巻
き取るリールと、 前記リールに前記牽引部材を巻取るように回転付勢す
るため、該リールの巻戻し方向への回転時に、該リール
の回転方向に向かってその一端が巻締められる付勢部材
と、 前記付勢部材の他端に連結され、前記リールの巻戻し
駆動時に、該リールの回転方向とは反対方向に向かって
前記付勢部材の他端側を巻締め駆動する巻締駆動部材
と、 を有し、 波による前記フロートの上下動に伴う前記リールの回
転に基づき、発電を行うことを特徴とする。

［作 用］ 本発明によれば、フロートを水域に設置するための牽
引部材は、その下端が重りによって水域底部に配置さ
れ、上端側はリールに巻取られると共に、付勢手段によ
って牽引部材の巻取り方向に常時回転付勢力が付与され
ているので、この牽引部材を所定のテンションで張架す
ることができる。従って、この牽引部材に支持されたフ
ロートが波動によって上昇する際には、前記付勢手段に
よってたるむことなく前記リールが巻戻され、このフロ
ートが波動によって下降する際にも、同様にたるむこと
なくリールより巻取られるので、このフロートの上下動
を前記リールの回転駆動として確実に伝達できる。

そして、リールが巻き戻される場合は、リールの回転
方向と同一方向に向かって付勢部材が一端から巻き締め
られると同時に、巻締駆動部材により、リールの回転方
向とは反対方向へ向かって付勢部材の他端側が巻締めら
れる。このため、付勢部材が巻締められる回転数は、結
果として、リールの巻き戻し回転数よりも多くなる。従
って、海上水位が下った場合などでも、付勢部材の十分
な付勢力を得ることができ、フロートの上下動によるリ
ールの回転は一定した回転数にて発電機に伝達され、効
率のよい波動発電を実現することができる。

ここで、この波動発電装置を水域に設置するに際して
は、水域底部に対する支柱の打ち込み作業等は一切要せ
ず、牽引部材の下端に固定されている重りを水域に投入
することによってのみ実現可能であるので、従来よりも
その設置作業が大幅に簡易化され、設置コストも大幅に
低減できる。

また、牽引部材は付勢手段によってテンションが与え
られているので、この牽引部材が鉛直方向に張架される
位置にてフロートを配設固定でき、しかも、仮に波等に
よってフロートが転倒したとしても、牽引部材の巻込み
力によって元の状態に復帰できるという効果もある。

また、請求項（２）の構成とすることで、リールの巻
戻し時における付勢部材の過剰巻き締め力を摩擦クラッ
チを介して解放できる。また、この構成により、設計値
よりも波動幅の大きい波が来たときにも、余分な波力に
伴うフロートの移動を防止できる。

［実施例］ 以下、本発明を適用した波動発電装置の一実施例につ
いて、図面を参照して具体的に説明する。

まず、この波動発電装置の全体構成について、第４図
を参照して説明する。

同図において、海等の水域10にはフロート12が設置さ
れている。また、このフロート12を水域10の下方に向け
て牽引し、かつ、波によってこのフロート12を上下動自
在に牽引支持するための牽引部材14が設けられている。
この牽引部材14の途中には中間フロート18が設けられ、
本実施例ではこの中間フロート18の上側の牽引部材をワ
イヤー14aとし、下側の牽引部材14を鎖14bとして構成し
ている。尚、この牽引部材14としては後述するワイヤー
リール34に巻取り可能な紐状または帯状のものであれば
よく、かつ、所定のテンションに耐え得る引張り強度を
有するものであれば、他の種々の部材にて構成すること
ができる。

前記鎖14bの下端側には、重りとしての碇16が接続さ
れ、牽引部材14の下端側は水底10bの一ヵ所にて固定さ
れることになる。

前記フロート12の上側には、前記ワイヤーリール34,
発電機等を搭載する格納室20が設けられ、さらにこの格
納室20の上側に波動発電によって点灯される電球22が設
けられている。

次に、前記フロー12および格納室20内部の構成につい
て、第５図を参照して説明する。

前記フロート12は、高さｈ＝20cm,直径ｄ＝90cmの円
筒形にて構成され、その中心部には下面側の口径を大と
し、上面側の口径を小とするテーパー状に連通する逃げ
部12aが形成され、前記中間フロート18を格納可能とし
ている。この中間フロート18の下面側に形成されたフラ
ンジ18aは、前記フロート12の逃げ部12aの下端周縁と当
接することにより、フロート12の下降移動時のストッパ
として作用することになる。

フロート12の上端側に設置される前記格納室20は、円
板状の基台20aを有するほぼ円錐形状にて形成され、前
記基台20aの中心部には前記ワイヤー14aを挿通する孔20
bを有すると共に、この孔20bを液密にシールするための
シール部材20cが設けられている。

次に、前記格納室20内部であって、基台20aの上方に
固定された発電ボックス32の詳細について説明する。

第１図には、ワイヤーリールおよび付勢部材収納ボッ
クスの断面構造が示され、第２図には発電ボックス32内
の全体図が示されている。

第１図において、ワイヤーリール34および付勢部材収
納ボックス36は固定金具37によって発電ボックス32に固
定され、ワイヤーリール側の固定金具37と付勢部材収納
ボックス36とはベアリング38を介して回転軸40を支持し
ている。前記ワイヤー14aの上端側を巻取るためのワイ
ヤーリール34は、この回転軸40に対してベアリング42を
介して回転自在に支持されており、このワイヤーリール
34は、その周面上にワイヤー14aの一端を固着すること
で、前記フロート12の上下動に伴ってワイヤー14aを巻
取りあるいは巻戻し可能となっている。

そして、このワイヤーリール34の一方の円板部は、図
示されるように、Ｖベルト44を掛ける原動プーリ46とな
っており、ワイヤーリール34の回転は原動プーリ46,Vベ
ルト44を介して後述する発電機80に伝達される。

一方、付勢部材収納ボックス36には、付勢部材として
実施例では第１のコイルスプリング48a,第２のコイルス
プリング48b,第３のコイルスプリング48cがスプリング
ホルダー50に固定保持されて配設されており、この３個
のコイルスプリング48a,48b,48cはそれぞれが連結され
た１個のスプリングとして機能する。すなわち、スプリ
ングホルダー50は、ベアリング52aにより分割されたホ
ルダー50a,50bと、ベアリング52aにより分割されたホル
ダー50c,50dとから構成されており、ホルダー50aにはス
プリング一端固定部54にて第１のコイルスプリング48a
の一端が固定され、ホルダー50bには第２および第３の
コイルスプリング48b,48cの一端が固定され、ホルダー5
0cには第１および第２のコイルスプリング48a,48bの他
端が固定され、ホルダー50dにはスプリング他端固定部5
6にて第３のコイルスプリング48cの他端が固定される。
従って、３個のコイルスプリング48a,48b,48cはスプリ
ング一端固定部54からスプリング他端固定部56の間に設
けられた大きな１個のコイルスプリングとして働くこと
になる。

そして、前記ホルダー50aおよび50cは複数のベアリン
グ58を介して前記回転軸40に対して回転自在に設けられ
ており、ホルダー50aは摩擦板クラッチ60（詳細は後述
する）を介してワイヤリール34に接続され、ワイヤーリ
ール34の回転はホルダー50aのスプリング一端固定部54
に伝達されてコイルスプリング48を巻締めることが可能
となる。

一方、前記ホルダー50aは一方向伝達クラッチ62を介
して回転軸40に接続され、一方向伝達クラッチ62は回転
軸40に設けられたキー溝に嵌合するキー固定部62aによ
り軸方向にスライド可能とされ、ホルダー50aのスプリ
ング巻締め方向の回転のみを回転軸40に伝達する。ま
た、前記キー固定部62aと、これと離れた位置にて回転
軸40の外周に固定された係止部63との間には、摩擦板押
圧用スプリング64が設けられ、この摩擦板押圧用スプリ
ング64によりホルダー50aを介して摩擦板クラッチ60の
摩擦板60aを押圧する。

そして、ホルダー50c,50d側（図の左側）には、回転
軸40の回転によるコイルスプリング48を反対側から巻締
める巻締駆動部材が設けられ、この巻締駆動部材は逆転
歯車装置を含んで構成される。すなわち、回転軸40にセ
ンターギア66が螺合して固定されると共に、このセンタ
ーギア66に噛み合うように２個の遊星ギア68a,68bが設
けられ、この遊星ギア68a,68bはギア軸69a,69bに対して
回転自在となっている。また、この遊星ギア68a,68bに
内歯が噛み合うようにサンギア（内歯歯車）70が設けら
れ、このサンギア70の背面側に前記ホルダー50dが固定
される。

第３図には、前記逆転歯車装置の噛合い状態が示され
ており、センターギア66がＡ方向に回転すると遊星ギア
68a,68bは反対のＢ方向へ回転し、サンギア70もＢ方向
に回転することになり、サンギア70はセンターギア66の
逆転方向に回転する。そして、実施例ではセンターギア
66とサンギア70の回転比が1:0.2となるように各歯数を
設定しており、センターギア66、すなわち回転軸40が10
回転すると、サンギア70は２回転するようになる。従っ
て、サンギア70に固定されたスプリングホルダー50dの
スプリング他端固定部56は、回転軸40の回転数に対し少
ない比率の回転数で回転しながらコイルスプリング48を
巻締めることができ、スプリング一端固定部54がワイヤ
ーリール34と同一回転数だけ巻締められることも考慮す
ると、ワイヤーリール34の回転数以上にコイルスプリン
グ48を巻締めることが可能となる。

また、実施例ではコイルスプリング48の余分な蓄積エ
ネルギーを逃がすことができる較正とされており、その
ために、前述した摩擦板クラッチ60,摩擦板押圧用スプ
リング64と、回転軸40のネジ部40aに螺合する調整ナッ
ト72を設けている。すなわち、調整ナット72を締め付け
る方向に回すと、センターギア66,サンギア70と共に、
スプリングホルダー50,係止部63が回転軸40の軸方向
（図の右側）へ押されることになり、摩擦板押圧用スプ
リング64によりスプリングホルダー50aを介して摩擦板6
0aに所定の付勢力を与えることができる。従って、調整
ナット72で摩擦板60aに与える付勢力を調整することが
でき、この付勢力に基づいて摩擦板クラッチ60に付与さ
れている回転阻止力よりもコイルスプリング48に蓄積さ
れたスプリングホルダー50の回転力が大きくなると、摩
擦板60aが滑ることになり、これによってコイルスプリ
ング48に蓄積される最大エネルギーを一定にすることが
可能となる。

また、回転軸40と固定金具37との接続部（図の右側）
にはスプリング逆転防止機構74が設けられており、回転
軸40は例えば図示Ａ方向に回転してコイルスプリング48
を巻締めるとすると、Ｂ方向へ逆転することが防止され
る。

第２図には、発電ボックス32内の全体が示されてお
り、図示されるように、原動プーリ46に掛けられたＶベ
ルト44は従動プーリ76に掛けられ、原動プーリ46（ワイ
ヤーリール34）の一方向伝達クラッチ78を介して発電機
80に伝達するように構成される。前記一方向伝達クラッ
チ78は、ワイヤー14aがワイヤーリール34に巻取られ、
原動プーリ46（ワイヤーリール34）がＢ方向に回転する
場合に、その回転を発電機80に伝達し、反対のＡ方向回
転時には回転が伝達されないようになっており、実施例
ではフロート12が下降するときに発電駆動力を発電機80
に与えることになる。

次に、作用について説明する。

本実施例の装置の最初の特徴的構成としては、フロー
ト12を水域10に設定するために、ワイヤー14aおよび鎖1
4bからなる牽引部材14を用いている。しかも、牽引部材
14の上端側のワイヤー14aは、ワイヤーリール34に巻回
され、かつ、このワイヤーリール34はコイルスプリング
48によってその巻取り方向に常時回転付勢されている。
従って、波によってフロート12が上昇する際には、上記
テンションによってワイヤー14aはたるむことなく確実
に巻戻され、フロート12が波によって下降する際には、
上記テンションによってワイヤー14aがたるむことなく
巻取られることになり、フロート12の上下動をワイヤー
リール34の回転駆動として確実に伝達できる。

本実施例では、前記ワイヤーリール34の巻取りテンシ
ョンとして、ワイヤー14aを確実に巻取り，巻戻しでき
るテンション力に加えて、このフロート12が波動によっ
て水平方向に移動した場合にも、常に碇16の真上に垂直
復帰できるようなテンションをも与えている。この結
果、この波動発電装置を航行する船舶の航路ブイとして
用いた場合にも、その位置ずれを一定範囲に止めること
ができる。また、このようなテンションを与えることに
より、たとえフロート12が津波等によって横転したとし
ても、ワイヤー14aの巻取りテンションによりこれを元
の状態に復帰させるという作用も行うことができる。さ
らに、本実施例では上記コイルスプリング48の巻取りテ
ンションとして、上記２つの作用を行うものに加えて、
フロート12を例えば静水状態で2/3だけ水没できるよう
な張力を与えるよう作用させている。すなわち、フロー
ト12を水域10の水面10a上に設置した場合には、このフ
ロート12の自重によって排除できる体積に相当する海水
の重量分だけ浮力が作用することになるが、このフロー
ト12をそれ以上水没させることにより、フロート12の2/
3の体積分の海水を排除できるので、その分後述する有
効浮力を多く確保できることになり、この結果波動発電
エネルギーを増大させることが可能となる。

そして、このような浮力による波動発電を行うに際し
て、フロート12の支持を牽引部材14を用いて行うことに
よる最大の効果は、下記の点にある。

すなわち、本実施例では、この波動発電装置を水域10
に設置するに際して、その下端に碇16を接続した牽引部
材14を海底に向けて投入するだけでよい点である。この
ように設置作業が簡易であるため、従来のように支柱を
海底にて打ち込みする作業等を一切要せず、しかもこの
ような波動発電装置を航路用ブイとして用いる場合に
は、波動発電装置を多数配設しなければならないため、
この数量をも考慮するとその設置費用の大幅なコストダ
ウンが実現できる。

本発明の次の特徴的なことは、干潮，満潮の水位の差
にかかわらず、常時確実かつ安定した波動発電を行う構
成としたことである。すなわち、第８図に示したよう
に、海上の水位は干潮，満潮を考慮すると年間を通じて
３〜5mの差がある。従って、実施例では予め牽引部材14
の長さを干満潮および波の大小を考慮止して決定するだ
けでなく、コイルスプリング48をワイヤーリール34の回
転よりも大きい回転数で巻締めて付勢力を増倍させると
共に、コイルスプリング48に余分に蓄積された付勢力は
摩擦板クラッチ60により逃がすようにすることにより、
発電の際には常に一定の付勢力でワイヤーリール34を巻
取ることができ、水位差があっても確実かつ安定した発
電が可能となる。この際、従来のようにラックの長さを
5m分確保するような大きなスペースを要せず、単にワイ
ヤー14aをワイヤーリール34に巻取るだけで対処できる
ため、この装置のスペースを従来よりも大幅に小型化す
ることができる。

次に、この波動発生装置により発生できる電力につい
て考察する。

（１）フロート容積 フロート12の直径ｄを90cmとし、その高さｈを20cmと
した場合、フロート容積Ａは下記の式より求められる。

Ａ＝π（0.9m/2）^２×0.2m＝0.127m³ （２）フロート総浮力 海水基準を1.1とすると、フロート総浮力Ｂは下記の
式より求められる。

Ｂ＝Ａ×1.1＝0.135t （３）総浮力への配分 波動発生装置の釣合い浮力＝45kg スプリングチャージ浮力＝45kg 有効波動浮力＝45kg ここで、のスプリングチャージ浮力は、前記ワイヤ
ーリール34をゼンマイ40によってその巻取り方向に回転
付勢することにより消費される浮力である。

従って、前記総浮力Ｂのうち、自重釣合い浮力とスプ
リングチャージ浮力とが消費され、有効波動浮力による
上下動を波動発電エネルギーとして取り出すことが可能
となる。

（４）波動発電出力 上記の波動発電装置での発電出力は、簡易化された下
記の式によって換算できる。

一例として、最も小さい波動幅Ｃとして20cmの波動を
想定し、前記発電効率Ｄ＝0.2,電力換算計数Ｅ＝8.6と
した場合には、本実施例装置での出力は下記のようにな
る。

次に、上記実施例装置での発電作用について説明す
る。

例えばフロート12が波によって上昇した場合には、第
１図に示すようにコイルスプリングによって巻取り方向
に回転付勢されているワイヤーリール34は、フロート12
の状性分だけワイヤー14を巻戻しながら図のＡ方向（巻
戻し方向）へ回転する。そして、このワイヤーリール34
の回転は摩擦板クラッチ60を介してホルダー50aのスプ
リング一端固定部54に伝達され、コイルスプリング48は
スプリング一端固定部54から巻締められる。これと同時
に、上記ワイヤーリール34の回転は一方向伝達クラッチ
62を介して回転軸40に伝達され、この回転軸40をＡ方向
に回転させる。そうすると、回転軸40のＡ方向の回転は
センターギア66から遊星ギア68a,68bを介してサンギア7
0に伝達され、サンギア70は回転軸40の回転と反対のＢ
方向に回転するので、このサンギア70によってコイルス
プリング48はスプリング他端固定部56から巻締められ
る。この場合、実施例ではセンターギアの回転数：サン
ギアの回転数＝1:0.2となっているので、ワイヤーリー
ル34が10回転したとすると、サンギア70は２回転して、
コイルスプリングの他端を、ワイヤーリール34及び回転
軸40の回転方向とは反対方向に向かって巻締めることに
なる。このとき、コイルスプリングの一端において、ワ
イヤーリール34及び回転軸40の回転方向に向かって、そ
の回転数に等しい回転分だけ巻締められていることを考
慮すると、コイルスプリングは、全体として12回転分だ
け巻締められ、付勢力が倍増することになる。

また、コイルスプリング48が所定の付勢力以上に巻締
められた場合には、摩擦板クラッチ60にて摩擦板60aが
滑ることにより余分な付勢力が逃がされることになり、
干潮，満潮の水位差により予めコイルスプリング48によ
り与えられている基準の付勢力が変動しても、常に一定
の付勢力を維持することが可能となる。

一方、フロート12が波によって下降した場合には、コ
イルスプリング48に所定の付勢力エネルギーが蓄積され
ているので、ワイヤーリール34がＢ方向（巻り方向）に
回転してワイヤー14はワイヤーリール34に良好に巻取ら
れることになり、実施例ではこの時に発電駆動力が与え
られる。すなわち、第２図に示されるように、ワイヤー
リール34と一体となる原動プーリ46がＢ方向に回転する
と、この回転はＶベルト44を介して従動プーリ76に伝達
され、従動プーリ76の回転は一方向伝達クラッチ78を介
して発電機80に伝達されることになり、発電機80では効
率の良い波動発電が実現される。

ここで、上記出力換算式の第２項において、波動幅を
２で除算している理由は、本実施例においてワイヤーリ
ール34の両方向の回転に基づき電力を発生するのではな
く、フロート12の下降移動による一方向の回転にのみ基
づき電力を発生させていることによる。また、第２項に
おいて で除算している理由は、繰返し生ずる波動の実効値を得
るためである。尚、実施例では、上記換算式において発
電効率を20％としているが、これは機械的効率が最悪の
場合を想定したものであり、この発電効率は50％付近ま
で改良可能である。

以上のように、本実施例によれば牽引部材14を使用す
ることにより小型化された波動発電装置でありながら、
波動幅を20cmと想定した場合にあっても、電球22を常時
点灯するに足る電力を発電することができる。

尚、このような波動発電を行うに際して、牽引部材14
の途中に中間フロート18を設けるものが好ましい。すな
わち、牽引部材14に付着物例えば昆布や貝などが付着し
た場合には、牽引部材14の重量が増加し、この増加によ
りワイヤー14aを他方に引っ張り、その分だけワイヤー
リール34に巻取られているワイヤー14aが巻戻されるこ
とになってしまう。この結果、その戻された分に相当す
る有効波動浮力が減少し、電力発生に損失が生ずること
になってしまう。そこで、中間フロート18を上記牽引部
材14の途中に設け、牽引部材14の下端側の鎖14b等への
異物の付着による重量増加をこの中間フロート18によっ
て打ち消すことによって、上述した発生電力の損失を防
止することが可能となる。従って、特に水深の深い場所
にこの波動発電装置を設置する場合に、上記の中間フロ
ート18を設けることが有用である。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記実施例において発生される電力の一例を
示したが、この電力は、フロート12の容積を増大させる
ほど、あるいは上記換算式における発電効率Ｃを改善す
るほど大きくすることが可能であり、この発電装置によ
って単に電球22を点灯させること以外に、他の駆動用電
力として消費するものであってもよい。また、この波動
発電装置では、例えば電球22を点灯する場合にあって
は、その波動幅が最小の場合でも電球22を常時点灯でき
るだけのエネルギーが得られるように設計されるが、波
が大きい場合には、余剰の発生エネルギーを例えば蓄電
機などに蓄えておき、蓄えられたエネルギーを他の部材
の駆動の電力消費として用いるもののほか、波が静穏な
場合に、前記電球22に供給する予備のエネルギーとして
利用することも可能である。

また、本発明では、牽引部材を巻き取るリールに対し
て常時巻取方向に回転付勢力を与える付勢手段が必要と
なるが、この付勢手段としては前記実施例のようなコイ
ルスプリング48に限らず、例えばゼンマイ等を利用して
もよいし、また実施例では３個のコイルスプリング48を
設けているが、２個でも１個でもよく、ワイヤー14aに
与えるべきテンションを考慮して任意に設定するのがよ
い。

尚、実施例のコイルスプリング90としては、中空パイ
プに流体例えば油等を所定の圧力で封入することにより
ターンピッチを大きくするようにほぐした後、その後機
械的に前記ターンピッチを狭めるように巻締めることで
構成される回転エネルギー蓄積コイル（昭和62年５月30
日出願）を好適に採用することができる。

さらに、本発明では、波によるフロート12の上下動に
伴うワイヤーリール34の可逆回転のうち一方回転が伝達
されるフライホイールに基づき、どのようにして発電を
行うかは任意に設計できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、下記の効果を
奏することができる。

下端の重りによって水域底部に配置され、トルク付
与手段によって常時巻取り方向に付勢力が与えられるリ
ールにその上端が巻取られる牽引部材によって、フロー
トを水域内に牽引するという構成により、所定のテンシ
ョンで張架された牽引部材途中の前記フロートが、波に
よって上下動した場合には、この移動をリールの回転力
として確実に伝達でき、このリールの両方向の回転のう
ちの一方を発電駆動力として発電機に伝達し、効率のよ
い波動発電を行うことができる。

この波動発電装置の水域への設置は、下端に重りが
接続された牽引部材を水域に投ずるだけでよく、従来の
ように水域での支柱などの打ち込み作業を一切要せず、
設置コストを大幅に低減することができる。

牽引部材は所定のテンションにて張架されているの
で、波によってフロートが流されても牽引部材の張力に
より所定の位置に復帰させることができる。また、津波
などによってフロートが横転しても、前記牽引部材のテ
ンションによりこれを元の状態に復帰させることもでき
る。

干潮，満潮により水域の水位が大幅に変化しても、
牽引部材をリールに巻取り，巻戻すことにより、常時フ
ロートを水域の水位に対応した位置に設置できると共
に、水位の変化によって予め付勢手段により与えられて
いる基準の付勢力が変動しても、常に一定の付勢力に維
持することができ、何らの調整も要せずに年間を通して
確実かつ安定した波動発電を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を航行用のブイに適用した実施例装置
の主要部の概略断面図、 第２図は、実施例装置の発電ボックス内の概略構成図、 第３図は、実施例装置における逆転歯車装置の噛合い状
態を示す説明図、 第４図は、実施例装置の全体構成を説明するための概略
説明図、 第５図は、上記実施例に装置におけるフロートおよび格
納室内部の断面図、 第６図，第７図は、それぞれ従来の波動発電装置を説明
するための概略説明図、。 第８図は、水位変化を示す説明図である。 10……水域、12……フロート、 14……牽引部材、16……重り、 18……中間フロート、20……格納室、 34……ワイヤーリール、 36……付勢部材収納ボックス、 37……固定金具、40……回転軸、 44……Ｖベルト、46……原動プーリ、 48……コイルスプリング、 50……スプリングホルダー、 54……スプリング一端固定部、 56……スプリング他端固定部、 60……摩擦板クラッチ、 62,78……一方向伝達クラッチ、 64……摩擦板押圧用スプリング、 66……センターギア、68……遊星ギア、 70……サンギア、72……調整ナット、 74……スプリング逆転防止機構、 76……従動プーリ、80……発電機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−11176（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−1595（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭27−1603（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F03B 13/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロートと、 下端が重りによって水域底部に配置され、前記フロート
   を水域内に牽引する紐状又は帯状の牽引部材と、 前記フロートに固定されて前記牽引部材の上端側を巻き
   取るリールと、 前記リールに前記牽引部材を巻取るように回転付勢する
   ため、該リールの巻戻し方向への回転時に、該リールの
   回転方向に向かってその一端が巻締められる付勢部材
   と、 前記付勢部材の他端に連結され、前記リールの巻戻し駆
   動時に、該リールの回転方向とは反対方向に向かって前
   記付勢部材の他端側を巻締め駆動する巻締駆動部材と、 を有し、 波による前記フロートの上下動に伴う前記リールの回転
   に基づき、発電を行うことを特徴とする波動発電装置。
2. 【請求項２】請求項（１）において、 少なくともリールの巻戻し駆動時に前記付勢部材に蓄積
   された回転エネルギーが前記リールに伝達される回転力
   伝達経路途中に、摩擦クラッチを介在配置したものであ
   る波動発電装置。