JP3159881B2 - Water wave energy converter - Google Patents

Water wave energy converter

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JP3159881B2
JP3159881B2 JP30281494A JP30281494A JP3159881B2 JP 3159881 B2 JP3159881 B2 JP 3159881B2 JP 30281494 A JP30281494 A JP 30281494A JP 30281494 A JP30281494 A JP 30281494A JP 3159881 B2 JP3159881 B2 JP 3159881B2
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    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

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  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、海面の水面波エネルギ
を回転エネルギに変換するための水面波エネルギ変換装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water surface wave energy conversion device for converting sea surface water energy into rotational energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、水面波エネルギを利用して発
電を行う発電装置が種々提案されている。このような発
電装置では、発電機を駆動するために、水面波エネルギ
を回転エネルギに変換する必要がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, various power generation devices have been proposed which generate electric power using water surface wave energy. In such a power generator, it is necessary to convert water wave energy into rotational energy in order to drive the generator.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】水面波エネルギを回転
エネルギに変換する変換装置としては、特開昭61−1
90171号公報、特開昭61−250213号公報お
よび特開昭60−13987号公報等に示されるよう
に、水面の上下運動によって生じる空気流によって空気
タービンを回転させるものがある。しかしながら、この
ような変換装置では、水面の上下運動から空気流を生じ
させるためのチャンバや空気タービンが必要になり、装
置が大がかりになるという問題点がある。
A converter for converting water wave energy into rotational energy is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1 / 1986.
As disclosed in JP-A-90171, JP-A-61-250213 and JP-A-60-13987, an air turbine is rotated by an air flow generated by the vertical movement of the water surface. However, such a conversion device requires a chamber and an air turbine for generating an air flow from the vertical movement of the water surface, and has a problem that the device becomes large-scale.

【0004】また、特開昭61−226572号公報に
は、海面上に浮遊するブイの水位変動による上下変動
を、ラックおよびピニオンを用いて回転運動に変換する
変換器が示されている。しかしながら、この変換器によ
って得られる回転運動は、ブイの波高変動による上下変
動に対応して、交互に回転方向が変わるものとなってし
まい、発電等に用いるには不便であるという問題があっ
た。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-226572 discloses a converter that converts vertical fluctuations caused by fluctuations in the water level of a buoy floating on the sea surface into rotational motion using a rack and a pinion. However, the rotational motion obtained by this converter has a problem that the rotational direction is alternately changed in accordance with the vertical fluctuation due to the wave height fluctuation of the buoy, which is inconvenient for use in power generation and the like. .

【0005】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構成で、水面の上下変動を回
転方向の変化しない回転運動に変換することのできる水
面波エネルギ変換装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a water wave energy conversion device capable of converting a vertical fluctuation of a water surface into a rotation motion in which a rotation direction does not change with a simple configuration. To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】請求項1記載の水面波エネルギ変換装置
は、水面よりも上方に配置される滑車と、滑車に巻き掛
けられたロープと、ロープの一端に取り付けられて略鉛
直方向に吊り下げられると共に水面上に浮遊するフロー
トと、フロートよりも重さが軽く、ロープの他端に取り
付けられて略鉛直方向に吊り下げられることにより、水
位上昇時には、フロートに作用する浮力の増大に応じ
、滑車を一方の回転方向に回転させるように作用し、
水位下降時には、フロートに作用する浮力の減少に応じ
、滑車を他方の回転方向に回転させるように作用す
ウンタウェイトと、一方向の回転エネルギを出力する
ための第1の出力軸を有すると共に、水面よりも上方に
配置され、水面の上下運動によって生じるフロートの上
下運動に伴う滑車の往復回転運動のうちの一方の回転方
向の回転運動を取り出して、第1の出力軸を介して出力
する第1の回転運動取出手段と、他方向の回転エネルギ
を出力するための第2の出力軸を有すると共に、水面よ
りも上方に配置され、水面の上下運動によって生じるフ
ロートの上下運動に伴う滑車の往復回転運動のうちの他
方の回転方向の回転運動を取り出して、第2の出力軸を
介して出力する第2の回転運動取出手段とからなるユニ
ットを複数組備え、各ユニットにおける第1および第2
の出力軸同士をそれぞれ連結するように構成したもので
ある。
[0010] water waves energy converter according to claim 1, a sliding wheel that will be placed above the water surface, and b-loop wound around the smooth wheel, substantially vertical and attached to one end of the b-loop a flow <br/> preparative you floating on the water surface together with the suspended direction, lighter weight than float by being suspended in a substantially vertical direction is attached to the other end of the b-loop, during level rise, with an increase of the buoyancy acting on the float, the slipping wheel acts to rotate in one rotational direction,
When the water level descends in accordance with the decrease of the buoyancy acting on the float, it acts to rotate the sliding wheel in the other direction of rotation
Outputs the counter weight, a one-way rotational energy
Has a first output shaft for being disposed above the water surface, the water surface of the rotational motion of one rotational direction of the reciprocating rotational motion of the companion intends slipping wheel up and down motion of the float arising by vertical movement And a first rotational movement extracting means for outputting through a first output shaft, and rotational energy in the other direction.
And having a second output shaft for outputting, the water surface is located above, the full <br/> funnel arising by water of vertical movement up and down movement of the reciprocating rotary motion of the companion intends slipping wheel Take out the rotational movement in the other rotational direction and set the second output shaft
Uni comprising a second rotary motion take-out means for outputting via
The first and second units in each unit are provided.
Are connected to each other .

【0011】この水面波エネルギ変換装置では、水面の
上下変動に伴って複数のフロートが上下運動し、複数の
滑車が交互に回転方向を変えながら回転運動する。これ
らの滑車のそれぞれの回転運動のうちの一方の回転方向
の回転運動は第1の回転運動取出手段によって、また、
複数の滑車のそれぞれの回転運動のうちの他方の回転方
向の回転運動は、第2の回転運動取出手段によってそれ
ぞれ取り出される。
In this water surface wave energy conversion device, a plurality of floats move up and down as the water surface moves up and down, and a plurality of pulleys move while alternately changing the rotation direction. One of the rotational movements of each of these pulleys is rotated by the first rotational movement extracting means.
The rotational movement in the other rotational direction of the rotational movements of the plurality of pulleys is respectively extracted by the second rotational movement extracting means.

【0012】請求項2記載の水面波エネルギ変換装置
は、請求項1記載の水面波エネルギ変換装置における各
ユニットにおいて、第1の回転運動取出手段が、滑車の
往復回転運動のうちの一方の回転方向の回転運動のみを
第1の出力軸に伝達する第1のラチェット機構を有し、
第2の回転運動取出手段が、滑車の往復回転運動のうち
の他方の回転方向の回転運動のみを第2の出力軸に伝達
る第2のラチェット機構を有するように構成したもの
である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a water surface wave energy conversion apparatus according to the first aspect.
In the unit, the first rotational movement take-out means comprises a first ratchet Organization you transmit only the rotation motion of one of the rotation direction of the reciprocating rotational motion of the sliding wheel to the first output shaft,
A second rotational movement retriever, to have a second ratchet Organization only rotational movement in the other rotational direction of the reciprocating rotational motion of the sliding wheel you transfer <br/> to the second output shaft It is composed.

【0013】この水面波エネルギ変換装置では、各ユニ
ットごとに、水面の上下変動に伴ってフロートが上下運
動し、滑車が交互に回転方向を変えながら回転運動す
る。各ユニットにおける滑車の回転運動のうちの一方の
回転方向の回転運動は、各ユニットごとに、第1のラチ
ェット機構によって第1の出力軸に伝達され、滑車のそ
れぞれの回転運動のうちの他方の回転方向の回転運動
、各ユニットごとに、第2のラチェット機構によって
第2の出力軸に伝達される。
In this water surface wave energy converter, each unit is
Each Tsu DOO, float moves up and down motion with the water surface of the vertical movement, sliding wheel is rotational movement while changing the rotational direction alternately. Rotational movement of one of the rotational direction of the rotational movement of the sheave in each unit, each unit by the first ratchet mechanism is transmitted to the first output shaft, of the respective rotational movement of sliding car The rotational movement in the other rotational direction is transmitted to the second output shaft by the second ratchet mechanism for each unit .

【0014】請求項3記載の水面波エネルギ変換装置
は、請求項2記載の水面波エネルギ変換装置における各
ユニットにおいて、第1のラチェット機構と第1の出力
軸との間、および第2のラチェット機構と第2の出力軸
との間にそれぞれ、第1のラチェット機構および第2の
ラチェット機構に対するトルク負荷の衝撃をやわらげる
と共に歪みエネルギを蓄積するための緩衝装置を設置す
るように構成したものである。請求項4記載の水面波エ
ネルギ変換装置は、請求項1ないし3のいずれかに記載
水面波エネルギ変換装置における各ユニットにおい
て、フロートを、水面上に浮遊した状態において、静水
時における喫水面の位置で断面積が最大で、これから離
れるに従って断面積が小さくなるような偏平な形状で構
成したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a water surface wave energy conversion apparatus according to the second aspect.
In the unit , torque loads on the first ratchet mechanism and the second ratchet mechanism between the first ratchet mechanism and the first output shaft and between the second ratchet mechanism and the second output shaft, respectively. And a shock absorber for accumulating distortion energy. A water wave energy conversion device according to a fourth aspect of the present invention provides a water wave energy conversion device according to any one of the first to third aspects, wherein, in each unit , the float is floated on the water surface. The cross-sectional area is maximum at the position of the draft surface at the time, and the cross-sectional area decreases as the distance from the draft surface increases.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0016】図1は本発明の第1の実施例に係る水面波
エネルギ変換装置の構成を表すもので、図2は図1のA
−A線に沿った断面構成を表すものである。本実施例の
水面波エネルギ変換装置は、対向配置された1組の支持
板11,11を備え、これらの支持板11,11に対し
て、軸受(ベアリング)12,12を介して回転軸13
が回転自在に取り付けられている。なお、図1では一方
の支持板11を省略している。回転軸13には、滑車1
4と、第1のラチェット機構としてのラチェットギア付
プーリ15と、第2のラチェット機構としてのラチェッ
トギア付プーリ16とが取り付けられている。滑車14
には、耐海水性のワイヤロープ等のロープ17が一回巻
き掛けられている。このロープ17の一端には水面18
上に浮遊するフロート19が取り付けられている。ま
た、ロープ17の他端にはフロート19よりも軽いカウ
ンタウェイト20が取り付けられている。
FIG. 1 shows a configuration of a water wave energy converter according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
It shows a cross-sectional configuration along the -A line. The water surface wave energy conversion device of the present embodiment includes a pair of support plates 11, 11 which are arranged to face each other, and these support plates 11, 11 are connected to a rotating shaft 13 via bearings 12, 12.
Is rotatably mounted. In FIG. 1, one support plate 11 is omitted. The pulley 1 is provided on the rotating shaft 13.
4, a pulley 15 with a ratchet gear as a first ratchet mechanism, and a pulley 16 with a ratchet gear as a second ratchet mechanism are attached. Pulley 14
, A rope 17 such as a seawater-resistant wire rope is wound once. At one end of this rope 17 is a water surface 18
A float 19 floating above is attached. A counterweight 20 lighter than the float 19 is attached to the other end of the rope 17.

【0017】ここで、フロート19の重さ,比重,体積
をそれぞれW1 ,S1 ,V1 、カウンタウェイト20の
重さ,比重,体積をそれぞれW2 ,S2 ,V2 、水の単
位体積重量をwとするとき、静止時の釣り合いは、喫水
率をαとすると、次式のようになる。
Here, the weight, specific gravity, and volume of the float 19 are W 1 , S 1 , and V 1 , respectively, and the weight, specific gravity, and volume of the counterweight 20 are W 2 , S 2 , and V 2 , respectively. When the volume weight is w, the equilibrium at rest is as follows, assuming that the draft rate is α.

【0018】[0018]

【数1】 S2 ・w・V2 =(S1 −α)・w・V1 …(1)[Number 1] S 2 · w · V 2 = (S 1 -α) · w · V 1 ... (1)

【0019】上式を変形し、S1 を求めると、次式のよ
うになる。
When S 1 is obtained by modifying the above equation, the following equation is obtained.

【0020】[0020]

【数2】S1 =α+S2 ・V2 /V1 …(2)S 1 = α + S 2 · V 2 / V 1 (2)

【0021】よって、フロート19の比重(すなわち材
質)は、喫水率α、カウンタウェイト20の比重S2
そして体積V2 を条件として設定し、形状およびバラン
スを考慮して体積比V2 /V1 を求め、上式(2)によ
り求めることができる。なお、海面での波や流れによる
フロート19の水平移動を抑えるためにはロープ17の
張力を大きくすると有利であり、このことを踏まえて上
式(1),(2)よりフロート19およびカウンタウェ
イト20の諸元を決定すればよい。
Therefore, the specific gravity (that is, the material) of the float 19 is determined by the draft rate α, the specific gravity S 2 of the counterweight 20,
Then, the volume V 2 is set as a condition, the volume ratio V 2 / V 1 is determined in consideration of the shape and balance, and the volume ratio V 2 / V 1 can be determined by the above equation (2). In order to suppress the horizontal movement of the float 19 due to waves and currents on the sea surface, it is advantageous to increase the tension of the rope 17, and based on this fact, the float 19 and the counterweight are calculated from the above equations (1) and (2). What is necessary is just to determine 20 specifications.

【0022】図1に戻って説明を続けると、支持板1
1,11には、それぞれ図示しない軸受を介して、第1
の出力軸としてのトルク伝達棒21と、第2の出力軸と
してのトルク伝達棒22とが、それぞれ回転自在に取り
付けられている。トルク伝達棒21にはプーリ23が取
り付けられ、トルク伝達棒22にはプーリ24が取り付
けられている。ラチェットギア付プーリ15とプーリ2
3との間にはベルト25が掛け渡され、また、ラチェッ
トギア付プーリ16とプーリ24との間にはベルト26
が掛け渡されている。
Returning to FIG. 1, the explanation will be continued.
1 and 11 are respectively connected to the first through bearings (not shown).
A torque transmission rod 21 as an output shaft and a torque transmission rod 22 as a second output shaft are rotatably mounted. A pulley 23 is attached to the torque transmission rod 21, and a pulley 24 is attached to the torque transmission rod 22. Pulley 15 with ratchet gear and pulley 2
A belt 25 is stretched between the pulley 16 and the pulley 16 with the ratchet gear, and a belt 26 is
Has been passed over.

【0023】ラチェットギア付プーリ15は、滑車14
の両方向の回転運動のうちの一方の回転方向、例えば反
時計回り方向の回転運動のみを、ベルト25およびプー
リ23を介してトルク伝達棒21に伝達するものであ
る。同様に、ラチェットギア付プーリ16は、滑車14
の両方向の回転運動のうちの他方の回転方向、例えば時
計回り方向の回転運動のみを、ベルト26およびプーリ
24を介してトルク伝達棒22に伝達するものである。
トルク伝達棒21およびトルク伝達棒22は、得られた
回転エネルギを利用する装置、例えば発電装置(図示せ
ず)に連結される。
The pulley 15 with a ratchet gear is
In this case, only one of the two rotational directions, i.e., the rotational movement in the counterclockwise direction, is transmitted to the torque transmitting rod 21 via the belt 25 and the pulley 23. Similarly, the pulley 16 with the ratchet gear is connected to the pulley 14.
Only the other rotational direction of the two rotational directions, for example, the clockwise rotational movement, is transmitted to the torque transmission rod 22 via the belt 26 and the pulley 24.
The torque transmission rod 21 and the torque transmission rod 22 are connected to a device using the obtained rotational energy, for example, a power generation device (not shown).

【0024】図3および図4は、ラチェットギア付プー
リ15の一例として、ワンウェイクラッチを用いたもの
を示したものである。なお、ラチェットギア付プーリ1
6は、図3および図4に示したものと左右対称の構造で
ある。これらの図に示すラチェットギア付プーリ15
は、内周側に複数のころ収納部31を有している。各こ
ろ収納部31内には、ころ32と、このころ32をカム
面33側に付勢するばね34とが収納されている。この
ラチェットギア付プーリ15では、図3に示したよう
に、回転軸13が反時計回り方向に回転すると、ばね3
4の作用により、ころ32はカム面33に当接し、この
カム面33と回転軸13とのくさび作用により、ラチェ
ットギア付プーリ15が回転する。一方、図4に示した
ように、回転軸13が時計回り方向に回転すると、ころ
32はカム面33から離れ、ラチェットギア付プーリ1
5は回転しない。ラチェットギア付プーリ16は、回転
軸13が反時計回り方向に回転するときは回転せず、回
転軸13が時計回り方向に回転するときに回転する。
FIGS. 3 and 4 show an example of a pulley 15 with a ratchet gear using a one-way clutch. The pulley with ratchet gear 1
Reference numeral 6 denotes a structure which is symmetrical to the one shown in FIGS. Pulley 15 with ratchet gear shown in these figures
Has a plurality of roller storage portions 31 on the inner peripheral side. In each roller storage portion 31, a roller 32 and a spring 34 for urging the roller 32 toward the cam surface 33 are stored. In this pulley 15 with a ratchet gear, as shown in FIG. 3, when the rotating shaft 13 rotates counterclockwise, the spring 3
The roller 32 comes into contact with the cam surface 33 by the action of 4, and the pulley 15 with the ratchet gear rotates by the wedge action of the cam face 33 and the rotating shaft 13. On the other hand, as shown in FIG. 4, when the rotating shaft 13 rotates clockwise, the roller 32 separates from the cam surface 33 and the pulley 1 with the ratchet gear.
5 does not rotate. The pulley 16 with a ratchet gear does not rotate when the rotating shaft 13 rotates counterclockwise, but rotates when the rotating shaft 13 rotates clockwise.

【0025】なお、ラチェットギア付プーリ15,16
の代わりにラチェットギアを有しないプーリを設け、プ
ーリ23,24の代わりにラチェットギア付プーリを設
けても良い。
The pulleys with ratchet gears 15, 16
May be provided with a pulley having no ratchet gear, and instead of the pulleys 23 and 24, a pulley with a ratchet gear may be provided.

【0026】次に、この水面波エネルギ変換装置の動作
について説明する。
Next, the operation of this water surface wave energy converter will be described.

【0027】このエネルギ変換装置では、水面18が上
下変動すると、フロート19が上下運動し、これにより
滑車14が交互に回転方向を変えながら回転運動する。
ここで、水位上昇時には、フロート19に作用する浮力
が大きくなり、〔カウンタウェイト20の重量−(フロ
ート19の重量−フロート19に作用する浮力)〕が滑
車14を図において時計回り方向に回転させるトルクを
作り出し、水位下降時には、フロート19に作用する浮
力が小さくなり、〔(フロート19の重量−フロート1
9に作用する浮力)−カウンタウェイト20の重量〕が
滑車14を図において反時計回り方向に回転させるトル
クを作り出す。
In this energy conversion device, when the water surface 18 fluctuates up and down, the float 19 moves up and down, whereby the pulley 14 rotates while alternately changing the rotation direction.
Here, when the water level rises, the buoyancy acting on the float 19 increases, and [weight of the counterweight 20-(weight of the float 19-buoyancy acting on the float 19)] rotates the pulley 14 clockwise in the figure. When the water level is lowered, the buoyancy acting on the float 19 is reduced, so that [(weight of the float 19-float 1
9)-the weight of the counterweight 20) creates a torque that causes the pulley 14 to rotate counterclockwise in the figure.

【0028】この滑車14の回転運動のうち、反時計回
り方向の回転運動はラチェットギア付プーリ15、ベル
ト25およびプーリ23を介してトルク伝達棒21に伝
達される。一方、時計回り方向の回転運動はラチェット
ギア付プーリ16、ベルト26およびプーリ24を介し
てトルク伝達棒22に伝達される。従って、トルク伝達
棒21とトルク伝達棒22は、互いに逆方向に回転する
が、それぞれ回転方向は常に一定である。このようにし
て、水面18の上下変動は回転方向の変化しない回転運
動に変換される。
The rotational movement of the pulley 14 in the counterclockwise direction is transmitted to the torque transmitting rod 21 via the pulley 15 with the ratchet gear, the belt 25 and the pulley 23. On the other hand, the clockwise rotation is transmitted to the torque transmission rod 22 via the pulley 16 with the ratchet gear, the belt 26 and the pulley 24. Accordingly, the torque transmission rod 21 and the torque transmission rod 22 rotate in directions opposite to each other, but their rotation directions are always constant. In this manner, the vertical fluctuation of the water surface 18 is converted into a rotational motion in which the rotational direction does not change.

【0029】ところで、水位上昇時と水位降下時におけ
る喫水面の位置は、静水時における喫水面の位置より多
少変化することが考えられる。この喫水面の位置の変化
は浮力を変化させ、エネルギ変換の損失を生む。この損
失を小さくするには、フロート19の形状として、静水
時における喫水面の位置で断面積が最大で、これから離
れるに従って断面積が小さくなる偏平な形状が有利であ
る。最も簡単な場合として、静水時における喫水面の位
置がフロート19の中心高さである場合を考えると、図
1に示したように、フロート19の中心高さの位置で断
面積が最大となる偏平球形状とすることが好ましい。
By the way, it is conceivable that the position of the draft surface when the water level rises and when the water level falls slightly changes from the position of the draft surface when the water is still. This change in the position of the draft surface changes the buoyancy, resulting in a loss of energy conversion. In order to reduce this loss, it is advantageous that the float 19 has a flat shape in which the cross-sectional area is maximum at the position of the draft surface at the time of still water and the cross-sectional area decreases as the distance from the draft surface increases. In the simplest case, when the position of the draft surface at the time of still water is the center height of the float 19, as shown in FIG. 1, the cross-sectional area becomes maximum at the position of the center height of the float 19. It is preferable to have a flat spherical shape.

【0030】本実施例では、滑車14の直径を大きくす
ることにより、エネルギ入力源でのトルクに余裕を持た
せることができる。このような構成により、最後段の構
成要素からのトルクを入力した後、変速機を用いて回転
速度を上げることにより、図示しない発電装置では効率
の良い発電を行うことが可能になる。
In this embodiment, by increasing the diameter of the pulley 14, it is possible to provide a margin for the torque at the energy input source. With such a configuration, after inputting the torque from the last-stage component, the rotation speed is increased using the transmission, so that the power generation device (not shown) can generate power efficiently.

【0031】図5は、図1に示したエネルギ変換装置を
複数連結した例を表すものである。この例では、図1に
示したエネルギ変換装置を一つのユニット40とし、複
数のユニット40を、トルク伝達棒21,22の軸方向
に沿って配列し、各ユニット40のトルク伝達棒21,
22同士を、図示しないユニバーサルジョイントによっ
て連結している。また、各ユニット40の支持板11
は、各ユニット40のトルク伝達棒21,22が略直線
上に配置されるように各構成要素を支持すると共に、最
終的には互いに結合され固定される。
FIG. 5 shows an example in which a plurality of the energy conversion devices shown in FIG. 1 are connected. In this example, the energy conversion device shown in FIG. 1 is one unit 40, and a plurality of units 40 are arranged along the axial direction of the torque transmission rods 21 and 22.
22 are connected to each other by a universal joint (not shown). The support plate 11 of each unit 40
Supports each component so that the torque transmission rods 21 and 22 of each unit 40 are arranged on a substantially straight line, and is finally connected and fixed to each other.

【0032】また、最も後段(回転エネルギの出力側)
のユニット40と発電機等の回転エネルギを利用する装
置との間の位置において、トルク伝達棒21,22に対
してそれぞれ緩衝装置41が設けられている。この緩衝
装置41は、平常時の水位の上昇、下降の切り替わりの
時や、砕波など厳しい波浪条件下で水位が急変するとき
に生ずるラチェットギア付プーリ15,16に対するト
ルク負荷の衝撃をやわらげると共に、歪エネルギの蓄積
機能を持たせるためのものである。
The last stage (output side of rotational energy)
At a position between the unit 40 and a device using rotational energy such as a generator, a shock absorber 41 is provided for each of the torque transmission rods 21 and 22. The shock absorber 41 relieves the impact of torque load on the ratchet geared pulleys 15 and 16 which occurs when the water level switches between rising and falling in normal times, and when the water level changes suddenly under severe wave conditions such as breaking waves. This is for providing a strain energy storage function.

【0033】図6はトルク伝達棒21に取り付けられた
緩衝装置41の取付部の構造を示すものである。トルク
伝達棒21の端部は対向配置された2枚の支持板42,
43により軸受42a,43aを介して回転自在に支持
されている。トルク伝達棒21の支持板42,43間に
はぜんまいばね付きプーリ44が取り付けられている。
ぜんまいばね付きプーリ44のぜんまいばね46はプー
リ44の側面に取り付けられた円筒状のケース45内に
収納されている。図7および図8はぜんまいばね46の
収納状態を表すもので、その一端部46aはケース45
の内壁面に固定され、他端部46bはトルク伝達棒21
の表面に固定されている。図7はぜんまいばね46が巻
き戻された状態、図8は巻き締められた状態を表してい
る。
FIG. 6 shows the structure of the mounting portion of the shock absorber 41 mounted on the torque transmission rod 21. The end of the torque transmission rod 21 is provided with two support plates 42,
The bearing 43 is rotatably supported by bearings 42a and 43a. A pulley 44 with a spring is mounted between the support plates 42 and 43 of the torque transmission rod 21.
The spring 46 of the pulley 44 with a spring is housed in a cylindrical case 45 attached to the side surface of the pulley 44. FIGS. 7 and 8 show a state where the mainspring spring 46 is stored.
The other end 46b is fixed to the inner wall surface of the
It is fixed to the surface. 7 shows a state in which the mainspring spring 46 is unwound, and FIG. 8 shows a state in which it is tightened.

【0034】この緩衝装置41では、平常時では水位の
上昇または下降、砕波など厳しい波浪条件下では水位の
急変によりトルク伝達棒21が回転すると、ぜんまいば
ね46が巻き締められ、その後徐々に巻き戻されること
によりラチェットギア付プーリ15,16に対するトル
ク負荷の衝撃をやわらげると共に歪エネルギを蓄積す
る。なお、トルク伝達棒21に伝達された回転エネルギ
はぜんまいばね付きプーリ44に巻き掛けられたベルト
47を介して図示しない発電装置へ伝達される。
In the shock absorbing device 41, when the torque transmission rod 21 rotates due to a sudden change in the water level under severe wave conditions such as rising and falling of the water level and breaking waves in normal times, the mainspring spring 46 is tightened and then gradually unwound. As a result, the shock of the torque load on the pulleys with ratchet gears 15 and 16 is relieved and the strain energy is accumulated. The rotational energy transmitted to the torque transmitting rod 21 is transmitted to a power generator (not shown) via a belt 47 wound around a pulley 44 with a mainspring spring.

【0035】また、本実施例では、例えば図9に示すよ
うなギアを用いた合成手段によって、図1または図5に
おけるトルク伝達棒21,22によって伝達された互い
に逆方向のトルクを一方向に揃えても良い。図9に示す
例では、トルク伝達棒21に対してラチェットギア51
を介してギア52を取り付けると共に、トルク伝達棒2
2に対してギア53を取り付け、ギア52,53をかみ
合わせている。ラチェットギア51は、ギア52の回転
のうち反時計回り方向の回転のみをトルク伝達棒21に
伝達するものである。このような構成により、トルク伝
達棒22によって伝達されたトルクは、ギア52,53
によって回転方向が変えられた後、ラチェットギア51
を介してトルク伝達棒21に伝達される。従って、トル
ク伝達棒21,22によって伝達されたトルクを合成し
てトルク伝達棒21から出力することができる。
In this embodiment, the torques transmitted in opposite directions transmitted by the torque transmitting rods 21 and 22 in FIG. 1 or FIG. May be aligned. In the example shown in FIG. 9, the ratchet gear 51 is
The gear 52 is attached via the
A gear 53 is attached to 2 and the gears 52 and 53 are engaged. The ratchet gear 51 transmits only the rotation of the gear 52 in the counterclockwise direction to the torque transmission rod 21. With such a configuration, the torque transmitted by the torque transmission rod 22 is transmitted to the gears 52 and 53.
After the rotation direction is changed by the ratchet gear 51,
Is transmitted to the torque transmission rod 21 via the. Therefore, the torque transmitted by the torque transmission rods 21 and 22 can be combined and output from the torque transmission rod 21.

【0036】図5に示したようにユニット40を複数連
結したエネルギ変換装置では、各ユニット40における
滑車14の一方の回転方向の回転運動を一つのトルク伝
達棒21に伝達でき、また、各ユニット40における滑
車14の他方の回転方向の回転運動を一つのトルク伝達
棒22に伝達させることができる。従って、このエネル
ギ変換装置では、任意の水面変動、特に波長の短い波か
ら効果的にエネルギを獲得することが可能となる。
As shown in FIG. 5, in the energy conversion device in which a plurality of units 40 are connected, the rotational motion of the pulley 14 in each unit 40 in one rotational direction can be transmitted to one torque transmission rod 21. The rotational movement of the pulley 14 in the other rotational direction at 40 can be transmitted to one torque transmission rod 22. Therefore, with this energy conversion device, it is possible to effectively obtain energy from arbitrary water level fluctuations, particularly, waves having a short wavelength.

【0037】なお、図5には、ユニット40を1列に配
置した例を示しているが、複数の列に配置しても良く、
更にこれら列に配置したユニット40で得られたエネル
ギを合成するようにしてもよい。
Although FIG. 5 shows an example in which the units 40 are arranged in one row, the units 40 may be arranged in a plurality of rows.
Further, the energy obtained by the units 40 arranged in these rows may be combined.

【0038】以上説明したように、第1の実施例の水面
波エネルギ変換装置は、構造が簡単で、設置が容易であ
る。また、設置場所の制限が少なく、極端に短周期では
ない水面変動さえあれば、水面波エネルギを回転エネル
ギに変換することができる。
As described above, the water surface wave energy converter of the first embodiment has a simple structure and is easy to install. In addition, as long as there is little restriction on the installation place and there is only a water surface fluctuation that is not extremely short cycle, the water surface wave energy can be converted into rotational energy.

【0039】また、本実施例によれば、個々のフロート
19の水平寸法を小さくとることができるため、水面の
昇降が水平方向に均されることによってエネルギ変換効
率が低下することが大幅に軽減される。すなわち、比較
的波長の短い波の場合にも制限が少なく、効率良くエネ
ルギを取り出すことができる。
Further, according to the present embodiment, since the horizontal dimensions of the individual floats 19 can be reduced, it is possible to greatly reduce the decrease in energy conversion efficiency due to the leveling of the water surface being leveled in the horizontal direction. Is done. That is, there is little restriction even in the case of a wave having a relatively short wavelength, and energy can be efficiently extracted.

【0040】さらに、本実施例によれば、滑車14の腕
の長さを長く、すなわち滑車14の半径を大きくとるこ
とで、大きなトルクを得ることができる。このようにエ
ネルギ入力源でのトルクが大きいと、カウンタウェイト
20の仕事率を倍増して取り出すことができる。この倍
率は、最終段階で必要とされるトルクと入力源でのトル
クの比率に、フロート19の水位変動への追従性を考慮
して決定される。
Further, according to the present embodiment, a large torque can be obtained by increasing the length of the arm of the pulley 14, that is, by increasing the radius of the pulley 14. When the torque at the energy input source is large, the power of the counterweight 20 can be doubled and taken out. This magnification is determined in consideration of the followability of the float 19 to fluctuations in the water level in the ratio of the torque required in the final stage to the torque at the input source.

【0041】また、本実施例の水面波エネルギ変換装置
では、疲労性部品であるラチェットギアの取り替えが比
較的容易であり、このため長期の使用が可能である。
Further, in the water surface wave energy conversion device of the present embodiment, the ratchet gear, which is a fatigue component, can be relatively easily replaced, so that it can be used for a long time.

【0042】図10ないし図13はそれぞれ本発明の第
2の実施例に係る水面波エネルギ変換装置の構成を表す
ものである。ここで、図10はエネルギ変換装置の正面
図、図11は図10のB−B線に沿った断面図、また図
12は図10のC−C線に沿った断面図を表すものであ
る。なお、第1の実施例と同一構成部分については同一
符号を付してその説明を省略する。
FIGS. 10 to 13 show the configuration of a water surface wave energy converter according to a second embodiment of the present invention. Here, FIG. 10 is a front view of the energy conversion device, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. . Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0043】第1の実施例では、図5に示したように1
つの緩衝装置41を複数のユニット40と発電装置(図
示せず)との間に設置させる構成としたが、本実施例で
は、各ユニット毎に緩衝装置41を設置させる構成とし
たものである。
In the first embodiment, as shown in FIG.
Although one buffer device 41 is provided between a plurality of units 40 and a power generation device (not shown), in this embodiment, the buffer device 41 is provided for each unit.

【0044】本実施例では、支持板11,11に対して
滑車14の両側それぞれにアイドラプーリ113,11
4が取り付けられている。滑車14に巻き掛けられた耐
海水性のロープ17の一端側は一方のアイドラプーリ1
13を介して水面18に垂下され、その先端に水面18
上に浮遊するフロート19が取り付けられている。ま
た、ロープ17の他端側は他方のアイドラプーリ114
を介して水面18に垂下され、その先端にフロート19
の重量よりも水中重量の小さなカウンタウェイト115
が取り付けられている。本実施例においては、カウンタ
ウェイト115は、強風時にカウンタウェイト115自
体が揺動するのを防ぐため、水中で上下運動するように
設定されている。また、このカウンタウェイト115の
形状は第1の実施例とは異なり上下方向に長い流線形状
をしており、上下移動の際の流体抵抗を軽減している。
In this embodiment, idler pulleys 113, 11 are provided on both sides of the pulley 14 with respect to the support plates 11, 11, respectively.
4 is attached. One end of the seawater-resistant rope 17 wound around the pulley 14 is connected to one idler pulley 1.
13 and is hung on the water surface 18 at the tip thereof.
A float 19 floating above is attached. The other end of the rope 17 is connected to the other idler pulley 114.
Through the water surface 18 and a float 19
Counterweight 115 which is smaller in water weight than the weight of
Is attached. In the present embodiment, the counterweight 115 is set so as to move up and down in water in order to prevent the counterweight 115 itself from swinging in a strong wind. Also, unlike the first embodiment, the shape of the counter weight 115 is a streamline shape that is long in the vertical direction, and reduces the fluid resistance during the vertical movement.

【0045】また、支持板11,11には、トルク伝達
棒21の下方位置に回転軸116が設けられ、この回転
軸116にはプーリ118,119が同軸的に取り付け
られている。プーリ118とラチェットギア付プーリ1
5との間にベルト25が掛け渡されている。また、プー
リ119とプーリ23との間にベルト111が掛け渡さ
れている。さらに、支持板11,11には、トルク伝達
棒22の下方に回転軸120が設けられ、この回転軸1
20にはプーリ121,122が同軸的に取り付けられ
ている。プーリ121とラチェットギア付プーリ15と
の間にベルト26が掛け渡されている。また、プーリ1
22とプーリ24との間にベルト112が掛け渡されて
いる。
A rotary shaft 116 is provided on the support plates 11, 11 below the torque transmission rod 21, and pulleys 118, 119 are coaxially mounted on the rotary shaft 116. Pulley 118 and pulley 1 with ratchet gear
5, a belt 25 is stretched. Further, a belt 111 is stretched between the pulley 119 and the pulley 23. Further, a rotation shaft 120 is provided on the support plates 11 and 11 below the torque transmission rod 22.
Pulleys 121 and 122 are coaxially attached to 20. A belt 26 is stretched between the pulley 121 and the pulley 15 with a ratchet gear. Also, pulley 1
A belt 112 is stretched between the pulley 22 and the pulley 24.

【0046】本実施例では、図12に示したように、プ
ーリ119の背面に緩衝装置41が取り付けられてい
る。緩衝装置41は、第1の実施例のものと、トルク伝
達棒21が回転軸116が変更になる以外は同一の構成
であり、平常時の水位の上昇、下降の切り替わりの時
や、砕波など厳しい波浪条件下で水位が急変するときに
生ずるラチェットギア付プーリ15,16に対するトル
ク負荷の衝撃をやわらげると共に、歪エネルギの蓄積の
機能を持たせるようになっている。なお、図示しない
が、プーリ122側にも同様に緩衝装置41が取り付け
られている。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, a shock absorber 41 is attached to the back of the pulley 119. The shock absorber 41 has the same configuration as that of the first embodiment except that the torque transmission rod 21 is changed in the rotating shaft 116. It is designed to relieve the impact of torque load on the pulleys with ratchet gears 15 and 16 generated when the water level changes suddenly under severe wave conditions, and to have a function of accumulating strain energy. Although not shown, the shock absorber 41 is similarly attached to the pulley 122 side.

【0047】ここで、静止時の釣り合いを考えると、本
実施例での釣り合い式は次式のようになる。
Here, considering the balance at rest, the balance formula in the present embodiment is as follows.

【0048】[0048]

【数3】 (S2 −1)・w・V2 =(S1 −α)・w・V1 …(3)(S 2 −1) · w · V 2 = (S 1 −α) · w · V 1 (3)

【0049】上式を変形し、S1 を求めると、次式のよ
うになる。
When S 1 is obtained by modifying the above equation, the following equation is obtained.

【0050】[0050]

【数2】S1 =α+(S2 −1)・V2 /V1 …(4)S 1 = α + (S 2 −1) · V 2 / V 1 (4)

【0051】本実施例においても、フロート19の比重
(すなわち材質)S1 は、喫水率α、カウンタウェイト
20の比重S2 、そして体積V2 を条件として設定し、
形状およびバランスを考慮して体積比V2 /V1 を求
め、上式(4)により求めることができる。なお、海面
での波や流れによるフロート19の水平移動を抑えるた
めにはロープ17の張力を大きくすると有利であり、こ
のことを踏まえて上式(3)(4)よりフロート19お
よびカウンタウェイト115の諸元を決定すればよい。
Also in this embodiment, the specific gravity (that is, the material) S 1 of the float 19 is set on the condition that the draft rate α, the specific gravity S 2 of the counterweight 20 and the volume V 2 are conditions.
The volume ratio V 2 / V 1 is determined in consideration of the shape and balance, and can be determined by the above equation (4). In order to suppress the horizontal movement of the float 19 due to waves or currents on the sea surface, it is advantageous to increase the tension of the rope 17. Based on this fact, the float 19 and the counterweight 115 are calculated from the above equations (3) and (4). May be determined.

【0052】本実施例の水面波エネルギ変換装置では、
水面18が上下変動すると、フロート19が上下運動
し、これにより滑車14が交互に回転方向を変えながら
回転運動する。ここで、水位上昇時には、フロート19
に作用する浮力が大きくなり、〔カウンタウェイト11
5の重量(水中重量)−(フロート19の重量−フロー
ト19に作用する浮力)〕が滑車14を図において時計
回り方向に回転させるトルクを作り出し、水位下降時に
は、フロート19に作用する浮力が小さくなり、〔(フ
ロート19の重量−フロート19に作用する浮力)−カ
ウンタウェイト115の重量(水中重量)〕が滑車14
を図において反時計回り方向に回転させるトルクを作り
出す。
In the water wave energy converter of the present embodiment,
When the water surface 18 moves up and down, the float 19 moves up and down, thereby causing the pulley 14 to rotate while alternately changing the rotation direction. Here, when the water level rises, the float 19
Buoyancy acting on the counterweight 11
5 (water weight)-(weight of the float 19-buoyancy acting on the float 19)] creates a torque for rotating the pulley 14 clockwise in the figure, and when the water level falls, the buoyancy acting on the float 19 is small. [(Weight of float 19-buoyancy acting on float 19)-weight of counterweight 115 (weight in water)] is the pulley 14
Produces a torque that rotates counterclockwise in the figure.

【0053】この滑車14の回転運動のうち、反時計回
り方向の回転運動はラチェットギア付プーリ15、ベル
ト25およびプーリ118を介して回転軸116に伝達
される。この回転軸116の回転運動はプーリ119、
ベルト111およびプーリ23を介してトルク伝達棒2
1に伝達される。一方、時計回り方向の回転運動はラチ
ェットギア付プーリ16、ベルト26およびプーリ12
1を介して回転軸120に伝達される。この回転軸12
0の回転運動はプーリ122、ベルト112およびプー
リ24を介してトルク伝達棒22に伝達される。従っ
て、本実施例においても、トルク伝達棒21とトルク伝
達棒22は、互いに逆方向に回転するが、それぞれ回転
方向は常に一定である。このようにして水面18の上下
変動は回転方向の変化しない回転運動に変換される。
The rotational movement of the pulley 14 in the counterclockwise direction is transmitted to the rotary shaft 116 via the pulley 15 with the ratchet gear, the belt 25 and the pulley 118. The rotation of the rotation shaft 116 is controlled by a pulley 119,
Torque transmission rod 2 via belt 111 and pulley 23
1 is transmitted. On the other hand, the clockwise rotation is performed by the pulley 16 with the ratchet gear, the belt 26 and the pulley 12.
1 to the rotating shaft 120. This rotating shaft 12
The rotational motion of 0 is transmitted to the torque transmission rod 22 via the pulley 122, the belt 112, and the pulley 24. Therefore, also in the present embodiment, the torque transmission rod 21 and the torque transmission rod 22 rotate in directions opposite to each other, but their rotation directions are always constant. In this way, the vertical fluctuation of the water surface 18 is converted into a rotational motion in which the rotational direction does not change.

【0054】そして、プーリ119,122それぞれの
背面に取り付けられた緩衝装置41では、平常時では水
位の上昇または下降、砕波など厳しい波浪条件下では水
位の急変により回転軸116および回転軸120が回転
すると、ぜんまいばね46が巻き締められ、そしてその
後徐々に巻き戻されることにより、ラチェットギア付プ
ーリ15、16に対するトルク負荷の衝撃をやわらげる
と共に、歪エネルギを蓄積する。
In the shock absorber 41 attached to the back surface of each of the pulleys 119 and 122, the rotating shaft 116 and the rotating shaft 120 rotate due to a sudden change in the water level under severe wave conditions such as rising or falling of the water level or breaking waves in normal times. Then, the mainspring spring 46 is tightened and then gradually unwound, thereby relieving the impact of the torque load on the ratchet pulleys 15 and 16 and accumulating the strain energy.

【0055】図13は、図10に示したエネルギ変換装
置を複数連結した例を表すものである。この例では、図
10に示したエネルギ変換装置を一つのユニット130
とし、複数のユニット130を、トルク伝達棒21,2
2の軸方向に沿って配列し、各ユニット130のトルク
伝達棒21、22同士を、図示しないユニバーサルジョ
イントによって連結している。なお、各ユニット130
の支持板11は、各ユニット130のトルク伝達棒2
1,22が略直線上に配置されるように各構成要素を支
持すると共に、最終的には互いに結合され固定されるこ
とは、第1の実施例と同様である。
FIG. 13 shows an example in which a plurality of the energy conversion devices shown in FIG. 10 are connected. In this example, the energy conversion device shown in FIG.
And the plurality of units 130 are
The torque transmission rods 21 and 22 of each unit 130 are connected to each other by a universal joint (not shown). Each unit 130
The support plate 11 of each unit 130 is
As in the first embodiment, each component is supported so that the components 1 and 22 are arranged on a substantially straight line, and are finally connected and fixed to each other.

【0056】本実施例においては、第1の実施例とは異
なり、各ユニット130毎に緩衝装置41を設ける構成
としたものであり、このような構成により、個々の緩衝
装置41には、第1の実施例のように全てのユニットか
らのトルク負荷の総和が常時かかるようなことがない。
従って、個々のユニット130からのトルク入力の変動
に対する緩衝要素としての機能を十分に発揮することが
できる。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, a buffer device 41 is provided for each unit 130. With such a configuration, each buffer device 41 has As in the first embodiment, the total of the torque loads from all the units is not always applied.
Therefore, the function as a buffer element against the fluctuation of the torque input from each unit 130 can be sufficiently exhibited.

【0057】以上本発明の具体的な実施例について説明
したが、次に、この水面波エネルギ変換装置の設置方法
について説明する。
Having described a specific embodiment of the present invention, a method of installing the water surface wave energy converter will now be described.

【0058】このエネルギ変換装置は、陸岸に近い位置
に設置しても良く、あるいは陸岸から比較的離れた位置
に設置するようにしてもよい。陸岸に近い位置に設置す
る場合には、例えば、橋梁を架設すると同様に、コンク
リートピア(橋脚)をいくつか並べ、これらに格子桁
(または有孔版)をのせて支持台を作り、この支持台に
上記実施例のエネルギ変換装置を載せるようにして設置
する。現実には、ベイブリッジなどの橋梁の下部付帯施
設として設置することができる。また、海面上に露出し
た岩盤など自然地形が利用できる場合も、この方法を用
いることができる。一方、陸岸から離れた位置に設置す
る場合には、例えば不用船などの大型浮体に、例えば両
天秤形式で複数の支持土台を海面上に突出させ、これに
格子桁の支持台を載せ、この支持台に上記実施例のエネ
ルギ変換装置を載せるようにして設置する。また、フロ
ート19については、横方向への大きな移動を防止する
ために、重りを海底に沈め、この重りとフロート19の
下端部とをチェーンで繋ぐように構成することが好まし
い。
This energy conversion device may be installed at a position close to the land shore, or may be installed at a position relatively distant from the land shore. In the case of installation near the shore, for example, just like erection of a bridge, several concrete piers (piers) are arranged, and a grid girder (or perforated plate) is placed on them to make a support base. The energy conversion device of the above embodiment is placed on a table. In reality, it can be installed as ancillary facilities under a bridge such as a bay bridge. This method can also be used when natural terrain such as rocks exposed on the sea surface can be used. On the other hand, when installed at a position away from the shore, for example, on a large floating body such as a waste ship, for example, projecting a plurality of support bases on the sea surface in the form of a double balance, placing the grid girder support on this, The energy converter of the above embodiment is placed on the support base. In addition, in order to prevent the float 19 from being largely moved in the lateral direction, it is preferable that the weight is submerged on the seabed, and the weight and the lower end of the float 19 are connected by a chain.

【0059】次に、このエネルギ変換装置の利用方法に
ついて説明する。
Next, a method of using the energy conversion device will be described.

【0060】通常、海上においては、特定の場所の波力
エネルギは時間的に大きく変動する。これを平滑化する
方法として、本発明のエネルギ変換装置と海洋温度差発
電と併用することが考えられる。すなわち、波力発電で
得たエネルギを一旦、熱エネルギに変換し、海洋温度差
発電の高温源として利用するものである。その他、揚水
発電と併用することも考えられる。すなわち、波力で得
たエネルギを下池から上池への揚水に用い、一般供給用
のエネルギは上池から下池に下降する際に発生するエネ
ルギを用いれば良い。
Normally, on the sea, the wave energy at a specific place fluctuates greatly with time. As a method of smoothing this, it is conceivable to use the energy conversion device of the present invention together with the ocean temperature difference power generation. That is, the energy obtained by the wave power generation is temporarily converted into heat energy and used as a high-temperature source for ocean temperature difference power generation. In addition, it may be used in combination with pumped storage power generation. That is, the energy obtained by the wave power may be used for pumping water from the lower pond to the upper pond, and the energy for general supply may be energy generated when descending from the upper pond to the lower pond.

【0061】また、本実施例のエネルギ変換装置は、波
力発電のための一次変換、閉鎖水域と外海の水交換のた
めのエネルギ源として使用することができる。また、こ
のエネルギ変換装置では、入射した波は複数列のフロー
ト群を持つエネルギ変換装置を通過すると、水面変動の
エネルギを失う。従って、このエネルギ変換装置では消
波効果、すなわち防波堤としての機能を期待できる。ま
た、この装置は、普通の防波堤とは異なり、潮汐による
海水交換には影響を及ぼさないので、水質の悪化した底
層水を湾内に滞留させることはなく、さらに、通常の防
波堤を築造する場合のように海底の地形を変化させるよ
うなことがない。
The energy converter of the present embodiment can be used as an energy source for primary conversion for wave power generation and for water exchange between a closed water area and the open sea. Further, in this energy conversion device, when the incident wave passes through an energy conversion device having a plurality of rows of float groups, the energy of the water level fluctuation is lost. Therefore, this energy conversion device can be expected to have a wave breaking effect, that is, a function as a breakwater. Also, unlike ordinary breakwaters, this device does not affect seawater exchange due to tides, so the bottom water whose quality has deteriorated does not stay in the bay, and furthermore, it is necessary to construct a normal breakwater. There is no such thing as changing the seafloor terrain.

【0062】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施例
においては、ぜんまいばね46を用いた緩衝装置41に
ついて説明したが、緩衝装置としてトルクリミッタを用
い、所定の大きさ以上のトルクは伝達しない構成として
もよい。また、上記実施例では、トルク伝達のためにベ
ルト25,26を用いたが、その代わりにチェーンを用
い、プーリ15,16,23,24の代わりにチェーン
歯車を用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the above-described embodiment, the shock absorber 41 using the mainspring 46 has been described. However, a torque limiter may be used as the shock absorber and a torque larger than a predetermined value may not be transmitted. Further, in the above embodiment, the belts 25 and 26 are used for transmitting torque, but a chain may be used instead, and a chain gear may be used instead of the pulleys 15, 16, 23, and 24.

【0063】[0063]

【発明の効果】【The invention's effect】

【0064】[0064]

【0065】請求項1記載の水面波エネルギ変換装置に
よれば、水面よりも上方に配置される滑車と、滑車に巻
き掛けられたロープと、ロープの一端に取り付けられて
略鉛直方向に吊り下げられると共に水面上に浮遊するフ
ロートと、フロートよりも重さが軽く、ロープの他端に
取り付けられて略鉛直方向に吊り下げられることによ
り、水位上昇時には、フロートに作用する浮力の増大に
応じて、滑車を一方の回転方向に回転させるように作用
し、水位下降時には、フロートに作用する浮力の減少に
応じて、滑車を他方の回転方向に回転させるように作用
るカウンタウェイトと、一方向の回転エネルギを出力
するための第1の出力軸を有すると共に、水面よりも上
方に配置され、水面の上下運動によって生じるフロート
の上下運動に伴う滑車の往復回転運動のうちの一方の回
転方向の回転運動を取り出して、第1の出力軸を介して
出力する第1の回転運動取出手段と、他方向の回転エネ
ルギを出力するための第2の出力軸を有すると共に、
面よりも上方に配置され、水面の上下運動によって生じ
るフロートの上下運動に伴う滑車の往復回転運動のうち
の他方の回転方向の回転運動を取り出して、第2の出力
軸を介して出力する第2の回転運動取出手段とからなる
ユニットを複数組備え、各ユニットにおける第1および
第2の出力軸同士をそれぞれ連結するようにしたので、
水面の上下運動を容易に回転方向の変化しない回転運動
に変換することができるという効果を奏する。更に、任
意の水面変動、特に波長の短い波から効果的にエネルギ
を獲得することが可能になるという効果を奏する。
[0065] According to water waves energy converter according to claim 1, a sliding wheel that will be placed above the water surface, and b-loop wound around the smooth wheel, attached to one end of the b-loop a full <br/> funnel you floating on the water surface with a substantially suspended vertically, lighter weight than float by being suspended in a substantially vertical direction is attached to the other end of the b-loop , when the water level rises in response to the increase of the buoyancy acting on the float, act synovial wheel to rotate in one rotational direction, when the water level descends in accordance with the decrease of the buoyancy acting on the float, slipping wheel output and Luca counter weight to act <br/> to rotate in the other rotational direction, the one-way rotational energy
It has a first output shaft for, the water surface is located above, rotation of one rotational direction of the reciprocating rotational motion of the companion intends slipping wheel up and down motion of the float arising by water of vertical movement First rotational movement extracting means for extracting the movement and outputting it via a first output shaft; and rotating energy in the other direction.
It has a second output shaft for outputting lugi and is disposed above the water surface, and is caused by vertical movement of the water surface
That is taken out to the vertical motion of the float of the other rotary motion of the rotating direction of the reciprocating rotational motion of the companion intends slipping wheel, the second output
And a second rotary motion take-out means for outputting via a shaft
A plurality of units are provided, and the first and
Since the second output shafts are connected to each other ,
There is an effect that the vertical movement of the water surface can be easily converted into a rotational movement in which the rotational direction does not change. Furthermore, there is an effect that it is possible to effectively obtain energy from arbitrary water level fluctuations, particularly, waves having a short wavelength.

【0066】さらに、請求項記載の水面波エネルギ変
換装置によれば、第1のラチェット機構と第1の出力軸
との間、および前記第2のラチェット機構と第2の出力
軸との間にそれぞれ緩衝装置を設置するようにしたの
で、第1のラチェット機構または第2のラチェット機構
に対するトルク負荷の衝撃をやわらげることができると
共に歪みエネルギを蓄積することができ、エネルギ変換
効率が向上する。また、請求項記載の水面波エネルギ
変換装置によれば、フロートを、水面上に浮遊した状態
において、静水時における喫水面の位置で断面積が最大
で、これから離れるに従って断面積が小さくなるような
偏平な形状で構成するようにしたので、喫水面の位置の
変化によるエネルギ変換の損失を小さくすることができ
る。
Further, according to the water wave energy converter of the third aspect , between the first ratchet mechanism and the first output shaft and between the second ratchet mechanism and the second output shaft. Since the shock absorbers are provided for the first and second ratchet mechanisms, respectively, the impact of the torque load on the first ratchet mechanism or the second ratchet mechanism can be relieved, the strain energy can be stored, and the energy conversion efficiency is improved. Further, according to the water wave energy conversion device of the fourth aspect, in a state where the float is floating on the water surface, the cross-sectional area is maximum at the position of the draft surface at the time of still water, and the cross-sectional area becomes smaller as the distance increases. Since it is configured to have a flat shape, the loss of energy conversion due to a change in the position of the draft surface can be reduced.

【0067】また、請求項5記載の水面波エネルギ変換
装置によれば、第1の出力軸から出力される回転エネル
ギと第2の出力軸から出力される回転エネルギとを合成
して、1つの回転方向の回転エネルギとする合成手段を
設けたので、上記各効果に加え、回転エネルギの利用に
対して便利になるという効果を奏する。
According to the water surface wave energy converter of the fifth aspect, the rotational energy output from the first output shaft and the rotational energy output from the second output shaft are combined to form one Since the synthesizing means for the rotational energy in the rotational direction is provided, in addition to the above-described effects, there is an effect that the use of the rotational energy becomes convenient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る水面波エネルギ変
換装置の構成を表す正面図である。
FIG. 1 is a front view illustrating a configuration of a water surface wave energy conversion device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】ワンウェイクラッチを用いたラチェットギア付
プーリの一部を表す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a part of a pulley with a ratchet gear using a one-way clutch.

【図4】図3のラチェットギア付プーリの一部の他の動
作状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another operation state of a part of the pulley with a ratchet gear of FIG. 3;

【図5】図1に示した構成要素を複数連結した構成の水
面波エネルギ変換装置を示す斜視図である。
5 is a perspective view showing a water surface wave energy conversion device having a configuration in which a plurality of components shown in FIG. 1 are connected.

【図6】緩衝装置の取付部の構造を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a mounting portion of the shock absorber.

【図7】ぜんまいばねの取付構造を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing an attachment structure of a mainspring spring.

【図8】ぜんまいばねの取付構造を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a mounting structure of a mainspring spring.

【図9】図1または図5における2本のトルク伝達棒に
よって伝達された互いに逆方向のトルクを一方向に揃え
るためのギアを示す正面図である。
FIG. 9 is a front view showing a gear for aligning torques in opposite directions transmitted by two torque transmission rods in FIG. 1 or 5 in one direction.

【図10】本発明の第2の実施例に係る水面波エネルギ
変換装置の構成を表す正面図である。
FIG. 10 is a front view illustrating a configuration of a water surface wave energy conversion device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図10のB−B線に沿った断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 10;

【図12】図10のC−C線に沿った断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line CC of FIG. 10;

【図13】図10に示した構成要素を複数連結した構成
の水面波エネルギ変換装置を示す斜視図である。
13 is a perspective view showing a water surface wave energy conversion device having a configuration in which a plurality of components shown in FIG. 10 are connected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 滑車 15 ラチェットギア付プーリ(第1のラチェット機
構) 16 ラチェットギア付プーリ(第2のラチェット機
構) 17 ロープ 19 フロート 20 カウンタウェイト 21 トルク伝達棒(第1の回転軸) 22 トルク伝達棒(第2の回転軸) 23,24 プーリ 41 緩衝装置
14 Pulley 15 Pulley with Ratchet Gear (First Ratchet Mechanism) 16 Pulley with Ratchet Gear (Second Ratchet Mechanism) 17 Rope 19 Float 20 Counter Weight 21 Torque Transmission Rod (First Rotary Shaft) 22 Torque Transmission Rod (First Ratchet Mechanism) 2 rotary shaft) 23, 24 pulley 41 shock absorber

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水面よりも上方に配置される滑車と、前記 滑車に巻き掛けられたロープと、前記 ロープの一端に取り付けられて略鉛直方向に吊り下
げられると共に水面上に浮遊するフロートと、前記 フロートよりも重さが軽く、前記ロープの他端に取
り付けられて略鉛直方向に吊り下げられることにより、
水位上昇時には、前記フロートに作用する浮力の増大に
応じて、前記滑車を一方の回転方向に回転させるように
作用し、水位下降時には、前記フロートに作用する浮力
の減少に応じて、前記滑車を他方の回転方向に回転させ
るように作用するカウンタウェイトと、一方向の回転エネルギを出力するための第1の出力軸を
有すると共に、 水面よりも上方に配置され、水面の上下
運動によって生じる前記フロートの上下運動に伴う前記
滑車の往復回転運動のうちの一方の回転方向の回転運動
を取り出して、前記第1の出力軸を介して出力する第1
の回転運動取出手段と、他方向の回転エネルギを出力するための第2の出力軸を
有すると共に、 水面よりも上方に配置され、水面の上下
運動によって生じる前記フロートの上下運動に伴う前記
滑車の往復回転運動のうちの他方の回転方向の回転運動
を取り出して、前記第2の出力軸を介して出力する第2
の回転運動取出手段とからなるユニットを複数組備え、 各ユニットにおける前記第1および前記第2の出力軸同
士をそれぞれ連結したこと を特徴とする水面波エネルギ
変換装置。
And 1. A sliding wheel that will be placed above the water surface, to the floating and B-loop wound around the pulley, the water surface together with the suspended substantially in the vertical direction is attached to one end of the rope that the float, the lighter weight than the float, by being suspended in a substantially vertical direction mounted to the other end of the rope,
During level rise, with an increase of the buoyancy acting on the float, the pulleys and act to rotate in one rotational direction, when the water level descends in accordance with the decrease of the buoyancy acting on the float, said pulley and Luca counter weight to act to rotate in the other rotational direction, the first output shaft for outputting a one-way rotational energy
And having, arranged above the water surface, remove one of the rotational motion of the rotating direction of the reciprocating rotary motion of the <br/> pulley due to vertical motion of the float caused by water of vertical movement, the first 1st output via 1 output shaft
And a second output shaft for outputting rotational energy in the other direction.
And having, arranged above the water surface, remove the other rotational motion of the rotating direction of the reciprocating rotary motion of the <br/> pulley due to vertical motion of the float caused by water of vertical movement, the first 2nd output through the 2nd output shaft
A plurality of units each including a rotary motion extracting means, and wherein the first and second output shafts of each unit are the same.
A surface wave energy conversion device, wherein the water waves are connected to each other .
【請求項2】 前記各ユニットにおいて、 前記第1の回転運動取出手段は、前記滑車の往復回転運
動のうちの一方の回転方向の回転運動のみを前記第1の
出力軸に伝達する第1のラチェット機構を有し、 前記第2の回転運動取出手段は、前記滑車の往復回転運
動のうちの他方の回転方向の回転運動のみを前記第2の
出力軸に伝達する第2のラチェット機構を有することを
特徴とする請求項1記載の水面波エネルギ変換装置。
2. A each unit, the first rotational movement take-out means, first transmit rotational movement only in one direction of rotation of the reciprocating rotary motion of the pulley to the first output shaft has a ratchet Organization of the second rotary motion take-out means, the second ratchet you transmit rotational movement only in the other rotational direction of the reciprocating rotational motion of the pulley to the second output shaft water waves energy converter according to claim 1, characterized in that it comprises a machine structure.
【請求項3】 前記各ユニットにおいて、 前記第1のラチェット機構と前記第1の出力軸との間、
および前記第2のラチェット機構と前記第2の出力軸と
の間にそれぞれ、前記第1のラチェット機構および前記
第2のラチェット機構に対するトルク負荷の衝撃をやわ
らげると共に歪みエネルギを蓄積するための緩衝装置を
設置したことを特徴とする請求項2記載の水面波エネル
ギ変換装置。
3. A each unit, between the first output shaft and the first ratchet mechanism,
Respectively accumulate strain energy with soften the impact of the torque load on the first ratchet mechanism and the <br/> second ratchet mechanism between and said second ratchet mechanism and the second output shaft 3. The water surface wave energy conversion device according to claim 2, further comprising a shock absorber.
【請求項4】 前記各ユニットにおいて、 前記フロートは、水面上に浮遊した状態において、静水
時における喫水面の位置で断面積が最大で、これから離
れるに従って断面積が小さくなるような偏平な形状で構
成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいず
れかに記載の水面波エネルギ変換装置。
4. In each of the units, the float has a flat shape such that when floated on the water surface, the cross-sectional area is maximum at the position of the draft surface at the time of still water, and the cross-sectional area decreases as the float moves away from the water surface. The water surface wave energy conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the water surface wave energy conversion device is configured.
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