JP3155320U

JP3155320U - 波力利用発電装置

Info

Publication number: JP3155320U
Application number: JP2009006215U
Authority: JP
Inventors: 利雄畠山
Original assignee: 利雄畠山
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2019-08-31

Abstract

【課題】簡単な構造で、波の上下動の動きを効率よく回転軸の一定方向への回転に利用することができ、かつ発電装置の全体を海面に浮遊させた状態で発電する構造とし、発電装置の製造コストが海岸に固定設置する形式の発電装置に比べて大幅に低減できるようにした波力利用発電装置を提供する。【解決手段】海面上に浮遊する浮遊ベース体１２と、該浮遊ベース体に取付けられる波力利用発電装置本体とを含む波力利用発電装置１０であって、前記波力利用発電装置本体が、前記浮遊ベース体に回転可能に取付けられる回転軸２２と、該回転軸に接続される発電機２４と、該浮遊ベース体に対して連結部材２８によって上下動可能に連結されるフロート部材２６と、該回転軸と該フロート部材とを接続するラチェット機構３０ａ，３０ｂとを有し、前記フロート部材が上下動すると前記ラチェット機構によって前記回転軸が一定方向に回転せしめられる構造とした。【選択図】図１

Description

本考案は、海面上に浮遊状態で設置され波の動きを利用して発電することのできるようにした波力利用発電装置に関する。

海等の波の動きを利用した波力利用発電は、永久に衰えることのない波の動きを利用し、これを電気エネルギーに変えるものであり、資源のない我国にとっては夢のエネルギーともいえるものである。そのため、波力利用発電装置は従来から多くの提案がなされており（特許文献１〜５）、本願出願人も波力発電には多大な関心をもっており、独自に研究開発を進めているものであって、既に複数の提案を行っている（特許文献６及び７）。いままでの波力利用発電装置は海岸に発電装置を設置して発電するという提案が主であって、発電設備の建設に多大な費用を要するものであり、簡易に建設設置できないという問題があった。

特開平９−６０５７２特開平１０−１８４５２６特開平１０−２５７７１１特開２００４−２８６００５特開２００４−２７０６９３特開平１０−２１３０５９特開平１０−２８８１３９

本考案は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、簡単な構造で、波の上下動の動きを効率よく回転軸の一定方向への回転に利用することができ、かつ発電装置の全体を海面に浮遊させた状態で発電する構造とし、発電装置の製造コストが海岸に固定設置する形式の発電装置に比べて大幅に低減できるようにした波力利用発電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本考案の波力利用発電装置の第１の態様は、海面上に浮遊する浮遊ベース体と、該浮遊ベース体に取付けられる波力利用発電装置本体とを含む波力利用発電装置であって、前記波力利用発電装置本体が、前記浮遊ベース体に回転可能に取付けられる回転軸と、該回転軸に接続される発電機と、該浮遊ベース体に対して連結部材によって上下動可能に連結されるフロート部材と、該回転軸と該フロート部材とを接続するラチェット機構とを有し、前記フロート部材が上下動すると前記ラチェット機構によって前記回転軸が一定方向に回転せしめられる構造であり、前記フロート部材が波による海面の上下動とともに上下する運動を利用して前記回転軸を一定方向に回転させ発電を行うようにしたことを特徴とする。

本考案の波力利用発電装置の第２の態様は、海面上に浮遊する長尺浮遊ベース体と、該長尺浮遊ベース体に取付けられる波力利用発電装置本体とを含む波力利用発電装置であって、前記波力利用発電装置本体が、前記長尺浮遊ベース体に回転可能に取付けられる長尺回転軸と、該長尺回転軸に接続される発電機と、該長尺浮遊ベース体に対して連結部材によって上下動可能に連結される複数個のフロート部材と、該長尺回転軸と該複数個のフロート部材とを接続する複数個のラチェット機構とを有し、前記複数個のフロート部材が上下動すると前記複数個のラチェット機構によって前記長尺回転軸が一定方向に回転せしめられる構造であり、前記複数個のフロート部材が波による海面の上下動とともに上下する運動を利用して前記長尺回転軸を一定方向に回転させ発電を行うようにしたことを特徴とする。

前記フロート部材が、空気室と、該空気室の下部に連続して形成された下面を開口し海水が浸入できるようにした箱体状の海水室と、該海水室の側壁に開穿された貫通穴と、該貫通穴を開閉自在に閉塞するように該海水室の側壁に付設された遊動バルブとを有する構造を有し、前記フロート部材の海水室の海水が上昇する際には遊動バルブが開放して海水室から海水が外部に排出され、前記フロート部材の海水室の海水が降下する際には遊動バルブが閉鎖して海水室へ海水が侵入するのを防止することができる構造とし、海面による表面張力の影響で該フロート部材が海面から容易に離脱することがなくなり、良好な上下運動を行うことができるようにするのが好適である。

前記浮遊ベース体を丸太、鋼管、アルミ管又はプラスチック管を組み合わせてなる筏構造とし、該筏構造上に前記波力利用発電装置本体を複数設置するのが効率よく発電できるので好ましい。

以上述べたごとく、本考案の波力利用発電装置は、簡単な構造で、波の上下動の動きを効率よく回転軸の一定方向への回転に利用することができ、かつ発電装置の全体を海面に浮遊させた状態で発電する構造としてあるので、発電装置の製造コストが海岸に固定設置する形式の発電装置に比べて大幅に低減できるという著大な効果を奏する。

本考案の波力利用発電装置の一つの実施の形態を示す斜視説明図で、浮遊ベース体とフロート部材とが水平位置にある場合を示す。図１と同様の図面で、フロート部材が取付部材よりも下方に位置する場合を示す。図１と同様の図面で、フロート部材が取付部材よりも上方に位置する場合を示す。第１ラチェット機構によって回転軸が一定方向に回転する状態を示す説明図である。第２ラチェット機構によって回転軸が一定方向に回転する状態を示す説明図である。浮遊ベース体を筏構造として複数の波力利用発電装置本体を設置した状態を示す上面説明図である。図６の側面説明図である。フロート部材の構造の一例を示す説明図である。図８の要部拡大図である。本考案の波力利用発電装置の他の実施の形態を示す斜視説明図である。図１０の波力利用発電装置におけるラチェット機構の動作を示す概略側面的説明図である。図１０の波力利用発電装置におけるラチェット機構の動作を示す概略斜視的説明図である。

以下に本考案の波力利用発電装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１〜図３において、符号１０は本考案にかかる波力利用発電装置である。該波力利用発電装置１０は、海面上に浮遊する浮遊ベース体１２と該浮遊ベース体１２に取付けられる波力利用発電装置本体１４を有している。該浮遊ベース体１２は丸太、鋼管、アルミ管又はプラスチック管等を組み合わせてなる筏構造とするのが好適である（図６）。図１〜図３の例では、該浮遊ベース体１２に１個の波力利用発電装置本体１４を取付けた例を、該浮遊ベース体１２の一部を摘出して示してあるが、実際は、図６に示すように、筏構造の浮遊ベース体１２に多数の波力利用発電装置本体１４を設置する構造とするのが実用的である。

前記波力利用発電装置本体１４は前記浮遊ベース体１２の上面に取付けられる。該浮遊ベース体１２の上面には一対の支柱１８，１８が立設されている。該支柱１８，１８の上端部には軸受部２０，２０が設置されており、該軸受部２０，２０には長尺の回転軸２２が回転可能に取付けられる。該回転軸２２には発電機２４が接続されている。

図１〜図３において、符号２６はフロート部材で、該浮遊ベース体１２に対して連結部材２８，２８によって上下動可能に連結されている。前記回転軸２２と該フロート部材２６とはラチェット機構３０によって接続されている。該ラチェット機構としては、前記フロート部材２６が上下動すると前記ラチェット機構によって前記回転軸が一定方向に回転せしめられる構造であればいかなるラチェット機構をも採用できるが、図１〜図３に示した図示例について説明する。

図１〜図３において、符号３２は該フロート部材２６の上面に設けられた第１取付部で、該第１取付部３２には第１アーム３４の基端部が回動可能に取付けられている。該第１アーム３４の先端部には第１ラチェットアーム３８の基端部が回動可能に連結されている。該第１ラチェットアーム３８の先端部は前記回転軸２２に取り付けられている。該第１アーム３４及び該第１ラチェットアーム３８によって第１ラチェット機構３０ａが構成される。

該第１ラチェット機構３０ａの作用について説明する。該フロート部材２６が上昇し、該第１アーム３４が上昇すると、該第１ラチェットアーム３８が該第１アーム３４の先端部を中心として回動し、それに伴って、該第１ラチェットアーム３８の先端部のラチェット作用によって、即ち図４に示したように、該第１ラチェットアーム３８が矢印Ａ方向に回動すると、爪３３ａが爪車３１ａと係合して爪車３１ａを矢印Ａ方向に回転させるように作動し、この爪車３１ａの回転によって、該爪車３１ａに固着されている該回転軸２２が一定方向（矢印Ａ方向）に回転せしめられる。

一方、該フロート部材２６が降下し、該第１アーム３４が降下すると、該第１ラチェットアーム３８が該第１アーム３４の先端部を中心として逆回動し（図４の矢印Ｂ方向）、それに伴って、後述する該第１ラチェットアーム３８の先端部のラチェット作用は解消されて、即ち図４に示したように、爪車３１ａが爪３３ａと係合しないで爪３３ａが爪車３１ａ面を空回りする。

図１〜図３において、符号３５は第２取付部で、前記浮遊ベース体１２の上面に前記第１取付部３２に対応して設置されている。該第１取付部３２及び該第２取付部３５は接続部材３７によって互いに回動可能に接続されており、該接続部材３７は該第２取付部３５の取付支点３５ａを介して回動可能とされている。該接続部材３７には第２アーム３６の基端部が回動可能に取付けられている。該第２アーム３６の先端部には第２ラチェットアーム４０の基端部が回動可能に連結されている。該第２ラチェットアーム４０の先端部は前記回転軸２２に取付けられている。該接続部材３７、該第２アーム３６及び該第２ラチェットアーム４０によって第２ラチェット機構３０ｂが構成される。

該第２ラチェット機構３０ｂの作用について説明する。該フロート部材２６が上昇し、該接続部材３７が前記取付支点３５ａを支点として下方に回動すると、該第２アーム３６は斜め上方に運動し、この運動によって、該第２ラチェットアーム４０が該第２アーム３６の先端部を中心として回動し（図５のＡ方向）、それに伴って、該第２ラチェットアーム４０の先端部のラチェット作用によって、即ち図５に示したように、該第２ラチェットアーム４０が矢印Ａ方向に回動すると、爪３３ｂが爪車３１ｂと係合して爪車３１ｂを矢印Ａ方向に回転させるように作動し、この爪車３１ｂの回転によって、該爪車３１ｂに固着されている該回転軸２２が一定方向（矢印Ａ方向）に回転せしめられる。

つまり、該フロート部材２６が上昇する場合には、第１ラチェット機構３０ａは爪車３１ａを矢印Ａ方向に回転させるように作動し、かつ第２ラチェット機構３０ｂも爪車３１ｂを矢印Ａ方向に回転させるように作動するので、第１ラチェット機構３０ａ及び第２ラチェット機構３０ｂは共に回転軸２２を矢印Ａ方向に回転するように作動する。

一方、該フロート部材２６が降下し、該接続部材３７が前記取付支点３５ａを支点として上方に回動すると、該第２アーム３６は斜め下方に運動し、この運動によって、該第２ラチェットアーム４０が該第２アーム３６の先端部を中心として回動し（図５のＢ方向）、それに伴って、該第２ラチェットアーム４０の先端部のラチェット作用によって、即ち図５に示したように、爪３３ｂが爪車３１ｂと係合しないで爪３３ｂが爪車３１ｂ面を空回りする。

つまり、該フロート部材２６が降下する場合には、第１ラチェット機構３０ａにおいては爪３３ａが爪車３１ａ面を空回りし、かつ第２ラチェット機構３０ｂにおいても爪３３ｂが爪車３１ｂ面を空回りするので、第１ラチェット機構３０ａ及び第２ラチェット機構３０ｂは共に回転軸２２を回転させることはない。

図１〜３でいうラチェット機構３０は、第１アーム３４及び第１ラチェットアーム３８からなる第１ラチェット機構３０ａ（図４）並びに接続部材３７、第２アーム３６及び第２ラチェットアーム４０からなる第２ラチェット機構３０ｂ（図５）を包含した２つのラチェット機構を指称する。図１〜３に示したラチェット機構３０においては、該第１ラチェット機構３０ａ及び第２ラチェット機構３０ｂはそのラチェット構造は前者の爪３３ａと爪車３１ａの係合状態と非係合状態及び後者の爪３３ｂと爪車３１ｂの係合状態と非係合状態は互いに一致するように配置されている。この配置であると、フロート部材２６が上昇する場合のみ回転軸２２がＡ方向に回転するのみで、フロ−ト部材２６が降下する場合には回転軸２２は回転しないので、その分だけ発電効率が低下する不利がある。

そこで、実用上のラチェット機構の設定においては、図１０に示された他の実施形態の波力利用発電装置１０の構造を適用するのが好適である。図１０によく示されるように、浮遊ベース体（図示せず）上に立設される回転軸２２の左右方向に複数個のフロート部材２６、２７を設け、左右のフロート部材２６、２７に取付けられるラチェット機構３０，６０が互いに相補的に作用するように配置し、即ち、一方のラチェット機構３０の爪と爪車が係合状態の場合は、他方のラチェット機構６０の爪と爪車が非係合状態となるように配置され、また一方のラチェット機構３０の爪と爪車が非係合状態の場合は、他方のラチェット機構６０の爪と爪車が係合状態となるように配置されており、複数個のフロート部材２６が上方向及び下方向のいずれの方向に運動しても前記回転軸２２が一定方向（Ａ方向）に回転するようになっており、効率よく発電できるように構成される。

なお、図１０において、一方のラチェット機構３０の構造は図１〜３のラチェット機構３０と同様であるので同様の符号を用いて図示してある。また、他方のラチェット機構６０はラチェット機構３０と相補的に設置されている以外はラチェット機構３０と同様の構成であるので、再度の説明は省略する。図１０においては、回転軸２２に第１歯車５２が固着され、該第１歯車５２に第２歯車５４が噛合し、該第２歯車５４と同軸に発電機２４が取付けられている構造が示されている。図１１は図１０に示した波力利用発電装置１０におけるラチェット機構３０，６０の作動を概略側面的説明図として示し、図１２は図１０に示した波力利用発電装置１０におけるラチェット機構３０，６０の作動を概略斜視的説明図として示す。図１２においては、図１０と同様に第１歯車５２及び第２歯車５４を介して発電機２４が取り付けられる例が図示されている。

本考案の波力利用発電装置を実用的に使用する場合には、図６及び図７に示すように、筏構造の浮遊ベース体１２に多数の波力利用発電装置本体１４を設置する構造とする。図６及び図７の例では、多数本の丸太１１を組み合わせて製作された筏構造の浮遊ベース体１２上に多数の波力利用発電装置本体１４を取付けた場合を示している。

上記の構成によってその作用を説明する。本考案の波力利用発電装置１０においては、前記フロート部材２６が上下動すると前記ラチェット機構３０、６０によって前記回転軸２２が一定方向に回転せしめられる構造となっている。従って、海面Ｗに浮遊する前記浮遊ベース体１２の上面に前記波力利用発電装置本体１４を、前記フロート部材２６が海面に浮遊する状態で、取付ければ、前記フロート部材２６が波による海面Ｗでの上下動を行うと、その上下動を利用して前記回転軸２２を一定方向に回転させ発電を行うことができる。

前記フロート部材２６の構成としては、浮力が付与されるように内部に空気を充填した箱体等を利用すればよいが、図８及び図９に示す構造のフロート部材２６が好適に使用される。図８及び図９において、フロート部材２６は、空気室４２を有している。該空気室４２の下部には連続して箱体状の海水室４４が形成されている。該海水室４４は下面を開口し海水が浸入できるようにした箱体状の形状を有している。該海水室４４の側壁４６には貫通穴４８が開穿されている。４９は遊動バルブで、該貫通穴４８を開閉自在に閉塞するように該海水室４４の側壁４６に付設されている。前記フロート部材２６の海水室４４の海水が上昇する際には遊動バルブ４９が開放して海水室４４から海水が外部に排出され、前記フロート部材２６の海水室４４の海水が降下する際には遊動バルブ４９が閉鎖して海水室へ海水が侵入するのを防止することができる構造となっている。従って、海面Ｗによる表面張力の影響で該フロート部材２６が海面Ｗから容易に離脱することがなくなり、良好な上下運動を行うことができるという有利さがある。図８において、符号５０は仕切り壁である。

１０：波力利用発電装置、１１：丸太、１２：浮遊ベース体、１４：波力利用発電装置本体、１８：支柱、２０：軸受部、２２：回転軸、２４：発電機、２６，２７：フロート部材、２８：連結部材、３０：一方のラチェット機構、３０ａ，３０ｂ：ラチェット機構、３１：爪車、３２：取付突部、３３：爪、３４，３６：アーム、３８：第１ラチェットアーム、４０：第２ラチェットアーム、４２：空気室、４４：海水室、４６：側壁、４８：貫通穴、４９：遊動バルブ、５０：仕切り壁、５２：第１歯車、５４：第２歯車、６０：他方のラチェット機構、Ｗ：海面。

Claims

海面上に浮遊する浮遊ベース体と、該浮遊ベース体に取付けられる波力利用発電装置本体とを含む波力利用発電装置であって、前記波力利用発電装置本体が、前記浮遊ベース体に回転可能に取付けられる回転軸と、該回転軸に接続される発電機と、該浮遊ベース体に対して連結部材によって上下動可能に連結されるフロート部材と、該回転軸と該フロート部材とを接続するラチェット機構とを有し、前記フロート部材が上下動すると前記ラチェット機構によって前記回転軸が一定方向に回転せしめられる構造であり、前記フロート部材が波による海面の上下動とともに上下する運動を利用して前記回転軸を一定方向に回転させ発電を行うようにしたことを特徴とする波力利用発電装置。
海面上に浮遊する長尺浮遊ベース体と、該長尺浮遊ベース体に取付けられる波力利用発電装置本体とを含む波力利用発電装置であって、前記波力利用発電装置本体が、前記長尺浮遊ベース体に回転可能に取付けられる長尺回転軸と、該長尺回転軸に接続される発電機と、該長尺浮遊ベース体に対して連結部材によって上下動可能に連結される複数個のフロート部材と、該長尺回転軸と該複数個のフロート部材とを接続する複数個のラチェット機構とを有し、前記複数個のフロート部材が上下動すると前記複数個のラチェット機構によって前記長尺回転軸が一定方向に回転せしめられる構造であり、前記複数個のフロート部材が波による海面の上下動とともに上下する運動を利用して前記長尺回転軸を一定方向に回転させ発電を行うようにしたことを特徴とする波力利用発電装置。
前記フロート部材が、空気室と、該空気室の下部に連続して形成された下面を開口し海水が浸入できるようにした箱体状の海水室と、該海水室の側壁に開穿された貫通穴と、該貫通穴を開閉自在に閉塞するように該海水室の側壁に付設された遊動バルブとを有する構造を有し、前記フロート部材の海水室の海水が上昇する際には遊動バルブが開放して海水室から海水が外部に排出され、前記フロート部材の海水室の海水が降下する際には遊動バルブが閉鎖して海水室へ海水が侵入するのを防止することができる構造とし、海面による表面張力の影響で該フロート部材が海面から容易に離脱することがなくなり、良好な上下運動を行うことができるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の波力利用発電装置。
前記浮遊ベース体を丸太、鋼管、アルミ管又はプラスチック管を組み合わせてなる筏構造とし、該筏構造上に前記波力利用発電装置本体を複数設置するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の波力利用発電装置。