JP3192203U - 波浪エネルギーを利用する発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波浪エネルギーを利用する発電装置を提供する。【解決手段】発電槽１０、共振体３０及び発電槽内に設置される定量液体２０、定量気体４０及び駆動部材５０から構成し、発電槽は、第１チャンバ１１、第２チャンバ１２及び連通孔１３を有し、共振体一端は、第１チャンバに連通し、他端は、波浪中に設置され、且つ波浪が共振体内に流入する。定量気体は、第１チャンバ及び共振体の間に充填される。駆動部材は、定量液体の押圧を受ける。これにより、波浪は、往復移動の過程で定量気体を押圧し、定量液体に駆動部材を押圧移動させ、動力を発生する。【選択図】図３

Description

本考案は、発電装置に関し、特に、波浪エネルギーを利用する発電装置に関する。

原油埋蔵量の急速な減少に伴って、クリーン、永続性、低含炭素排出量、低汚染性等の利点を有する再生可能エネルギー、例えば、太陽エネルギー、風力、地熱、海洋エネルギー、バイオエネルギー、及び省エネルギーとなる燃料電池等が注目され、既に徐々に重視されるようになって積極的に研究開発されるようになっている。

上記再生可能エネルギーにおいて、海洋は地球の表面積の３分の２以上を覆っているので、埋もれている豊富な海洋エネルギーを開発に使用することができる。海洋エネルギーは、波浪エネルギー、海流エネルギー、潮汐エネルギー及び温度差エネルギー等を含み、エネルギー量が巨大で、再生可能であり、環境汚染がない等の利点を有し、そのうち、波浪エネルギーは、最も見込みのある再生エネルギー源となっている。沿海国家は、良好な天然波浪エネルギーに恵まれ、更に、適合する波浪発電装置を選択すれば、波浪発電所の設計建設を行うことができる。

図１及び図２を参照する。それは、従来の波力発電の設置説明図である。従来の波力発電は、エアタービン１ａを海岸（岩場又は砂浜であってもよい。）に設置し、海波２ａにより空気柱３ａ内の気流を連動し、気流によりエアタービン１ａを駆動して発電する。しかしながら、この実施方式は、水が空気を押す発電方式であるため、それが獲得するエネルギー量は、空気密度が小さいことにより低下し、故にエネルギー変換効率が低い。

これに鑑み、本考案者は、上記エネルギー変換効率向上の目的を達成するため、研究に専念し、学理の運用を組み合わせ、ようやく構造が合理的で上記欠陥を効率的改善する本考案の提示に至っている。

特開２０１３−２９０９６号公報

本考案の目的は、波浪により空気を介して液体（水）を押し動かし、この水によって駆動部材を連動し、電力を発生する波浪エネルギーを利用する発電装置を提供することにある。

本考案のもう１つの目的は、発電効率を向上させる波浪エネルギーを利用する発電装置を提供することにある。

上記の目的を達成する為、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置は、発電槽、定量液体、共振体、定量気体及び駆動部材からなる。発電槽は、第１チャンバ及び第２チャンバを有し、第１チャンバ及び第２チャンバの間に連通孔を設ける。定量液体は、第１チャンバ及び第２チャンバ内部に充填される。共振体一端は、第１チャンバに連通し、他端は波浪中に設置され、且つ波浪が共振体内に流入する。提供気体は、第１チャンバの定量液体の液面及び共振体内の波浪の液面の間に充填される。駆動部材は、定量液体の押圧を受ける。そのうち、波浪が第１チャンバの内部方向へ移動する時、第１チャンバ内の気体圧力が第２チャンバの気体圧力より高くなり、定量液体を第１チャンバから第２チャンバへ促し、連通孔を通過して駆動部材を押し動かす。波浪が第１チャンバの外部方向へ移動する時、第１チャンバ内の気体圧力は、第２チャンバの気体圧力より低くなり、定量液体を第２チャンバから第１チャンバへ促し、連通孔を通過して駆動部材を押し動かす。

上記の目的を達成する為、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置は、発電槽、定量液体、共振体、定量気体、駆動部材及び発電機を含む。発電槽は、第１チャンバ、第２チャンバ及び連通孔を有し、連通孔は、第１チャンバ及び第２チャンバを連通する。定量液体は、連通孔を通過して第１チャンバ及び第２チャンバの間に充填される。共振体の一端は、第１チャンバに連通し、他端は、波浪中に設置され、且つ波浪が共振体内に流入する。定量気体は、第１チャンバの定量液体及び共振体内の波浪の間に充填される。駆動部材は、該定量液体の押圧を受ける。発電機は、駆動部材の連動を受けて電力出力を発生する。そのうち、波浪は、往復移動において、定量気体を押圧し、定量液体を促し、駆動部材に定量液体の押圧を受けさせ、駆動部材が発電機を連動し、電力出力を発生する。

従来技術に比較し、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置は、往復する波浪を利用して、密閉空間（第１チャンバ）内の気体を押圧させるものである。気体が押圧を受けた後、密閉空間内の圧力が急上昇し、定量液体を推進させ、定量液体を２つのチャンバの間に移動させ、それにより、２つのチャンバの間に設置する駆動部材を駆動させて、発電の目的を達成し、発電効率を向上させ、本考案の利便性及び実用性を向上させる。

従来の波力発電の設置説明図である。 従来の波力発電のもう１つの設置説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の平面説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の使用説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の水流説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置のもう１つの使用説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の水流説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用するもう１つの実施形態を示す図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する第２実施例を示す図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する第２実施例の使用説明図である。 本考案の波浪エネルギーを利用する第３実施例を示す図である。

本考案の詳細な説明及び技術内容について、図面を合わせて以下に説明するが、図面は、単に参考及び説明用に提供するものであって、本考案の権利範囲に制限を加えるものではない。

図３を参照する。それは、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の平面説明図である。本考案が提供する波浪エネルギーを利用する発電装置１は、発電槽１０、定量液体２０、共振体３０、定量気体４０及び駆動部材５０からなる。該定量液体２０、該定量気体４０及び該駆動部材５０は、該発電槽１０内に収容設置され、該共振体３０は、発電槽１０及び波浪２を接続する。

該発電槽１０は、第１チャンバ１１及び第２チャンバ１２を有し、該第１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２の間に連通孔１３を設ける。 該連通孔１３は、該第１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２を連通するためである。好ましくは、該発電槽１０は、更に、仕切板１４を備え、該仕切板１４は、該発電槽１０の内部を該１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２に仕切り、該連通孔１３は、該仕切板１４の下方に開設される。

該定量液体２０は、該第１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２内部に充填される。実施に際して、該定量液体２０は、該連通孔を通過して該第１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２の間に充填され、且つ該定量液体２０は、水又はその他の作動流体等である。

該共振体３０の一端は、該第１チャンバ１１に連通し、他端は、波浪中に設置され、且つ波浪２は、該共振体３０内に流入する。本考案の実施例において、該共振体３０は、波浪２中に設置される共振箱３１及び該第１チャンバ１１及び該共振箱３１を連通する接続管３２を具える。

また、該定量気体４０は、該第１チャンバ１１の定量液体２０の液面及び該共振体３０内の波浪２の液面の間に充填される。好ましくは、該定量液体４０は、空気又はその他の作動気体等である。

本実施例において、該駆動部材５０は、水力タービン、例えば、遠心タービン等であり、該水力タービンは、該連通孔１３の位置に対応して配設される。また、該発電装置１は、更に、発電機６０を具える。該発電機６０は、該駆動部材５０の連動を受けて電力出力を発生する。本考案の実施例において、該発電モータ６０は、該駆動部材５０上に設置される。

また、本考案の実施例において、該発電装置１は、更に、複数のガイドブロック７０を具える。該ガイドブロック７０は、該第１チャンバ１１及び該第２チャンバ１２の隅に位置し、且つ該ガイドブロック７０は、孤形ガイド面７１を有する。

図４及び図５を参照する。それぞれ本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の使用説明図及び水流説明図である。本考案の発電装置１の使用時、海岸３側辺に設置される。海水が海岸３の方向へ前進する時、部分的な波浪２は、該共振体３０の共振箱３１内に流入する。この時、波浪２は、該第１チャンバ１１の内部方向へ移動し、該第１チャンバ１１内の気体圧力は、該第２チャンバ１２の気体圧力より高くなり、該定量液体２０を該第１チャンバ１１から該第２チャンバ１２へ向けて流動させ、該第２チャンバ１２へ流れる該定量液体２０は、該連通孔１３を通過して該駆動部材５０の一方向（本実施例では、時計回り）への回転を駆動する。

図５に示すように、本考案の発電装置１は、更に、ガイド構造８０を具え、該ガイド構造８０は、該駆動部材５０の位置に対応して設置される。本考案の実施例において、該ガイド構造８０は、２つのガイドブロック８１、２つの逆止弁８２及び２つの分流ブロック８３を具える。各該ガイドブロック８１は、該連通孔１３の位置に対応して該発電槽１０の底部に設置される。各該分流ブロック８３は、該駆動部材５０の互いに対応する２つの側辺に配設される。各該逆止弁８２の一端は、該ガイドブロック８１上に枢着し、他端は、該定量液体２０の流動方向に従って間歇的に閉鎖又は開放する。

図６及び図７を参照する。それは、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置のもう１つの使用説明図及びその水流説明図である。一方で、海水が海岸３方向から離れる時、該共振箱３１内の波浪は、該第１チャンバ１１の外部方向へ移動し、この時、該第１チャンバ１１内の気体圧力は、該第２チャンバ１２の気体圧力より低くなり、該定量液体２０を該第２チャンバ１２から該第１チャンバ１１へ流動させ、該第１チャンバ１１へ流れる該定量液体２０は、該連通孔１３を通過し、該駆動部材５０を同一方向（本実施例では反時計回り）へ継続回転させる。

これにより、波浪２は、往復移動の過程において、該共振箱３１内の定量気体４０を押圧し、それにより、該定量液体２０に該駆動部材５０を押圧させ、該駆動部材５０は、該発電機６０の回転を連動し、波力発電の目的を達成する。

図８を参照する。それは、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置のもう１つの実施形態である。本実施例の前実施例と異なる箇所は、該駆動部材５０が軸流タービンであることにある。該軸流タービンの特長は、逆止弁を不要とすることにある。

図９及び図１０を再度、参照する。それは、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の第２実施例及び使用説明図である。本実施例の前実施例と異なる箇所は、駆動部材５０’該第２チャンバ１２内に設置されることにあり、また、駆動部材５０’は、歯部５１を有する浮き筒５２である。該浮き筒５２は、複数のローラ５３によって該浮き筒５２を誘導し、該浮き筒５２を該定量液体２０に伴って該第２チャンバ１２の内壁面に沿って上下移動させる。また、該発電機６０は、更に、該歯部５１の連動を受けるギアボックス６１を具える。

波浪２が該第１チャンバ１１の内部方向へ移動する時、該定量気体４０は、該定量液体２０を上へ向けて押し動かし、該浮き筒５２が該定量液体２０の押圧を受けて該第２チャンバ１２の内壁面に沿って上へ移動し、この時、上向きに移動する歯部５１は、該ギアボックス６１の作動を連動し、該ギアボックス６１は、更に、該発電機６０を駆動し、電力出力を発生させる。一方で、波浪２が該第１チャンバ１１の外部方向へ移動する時、該定量液体２０は、下向きに移動し、この時、該浮き筒５２は、自身の重さにより該第２チャンバ１２の内壁面に沿って下向きに移動する。これにより、該駆動部材５０’は、該定量液体２０の押圧を受けて往復移動し、該発電機６０を連動し、電力を発生する。

更に、図１１を参照する。それは、本考案の波浪エネルギーを利用する発電装置の第３実施例である。本実施例は、第１実施例と略同一であり、その異なる箇所は、駆動部材の設置形態である。本実施例において、駆動部材５０”は、移動コイル５１”を有する浮き筒５２”である。該浮き筒５２”は、該定量液体２０に伴って該第２チャンバ１２の内壁面に沿って上下移動する。また、該駆動部材５０”は、更に、固定コイル５３”を含み、該固定コイル５３”は、該第２チャンバ１２中に起立設置され、支持構造５４”を介して固定される。実際の実施時、該コイル５１”は、該浮き筒５２”の上下運動に伴って該固定コイル５３”と相対運動を形成し、この相対運動は、磁場を分断して電力を発生させる。

なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１ａ エアタービン
２ａ 海波
３ａ 空気柱
１ 発電装置
２ 波浪
３ 海岸
１０ 発電槽
１１ 第１チャンバ
１２ 第２チャンバ
１３ 連通孔
１４ 仕切板
２０ 定量液体
３０ 共振体
３１ 共振箱
３２ 接続管
４０ 定量気体
５０，５０’，５０” 駆動部材
５１ 歯部
５１” 移動コイル
５２，５２’’ 浮き筒
５３ ローラ
５３” 固定コイル
５４” 支持構造
６０ 発電機
６１ ギアボックス
７０ 弧形ガイドブロック
７１ 弧形ガイド面
８０ ガイド構造
８１ ガイドブロック
８２ 逆止め弁
８３ 分流ブロック

Claims (11)

1. 第１チャンバ及び第２チャンバとに区画して、その間を連通する連通孔を設けた発電槽を定量液体で充填し、
   一端側を上記第一チャンバに連通すると共に他端側を波浪側として波浪が流入するように配置したダクトからなる共振体を設置して上記第一チャンバ内の定量液体と該共振体内の波浪面との間に定量気体を充填し、
   波浪によって押圧される定量気体を介して流動する定量液体によって駆動される駆動部材を配置し、
   該波浪の上記共振体内への流入、後退に伴って上記連通孔を通過して上記第一チャンバと第二チャンバを流動する定量液体によって上記駆動体を駆動して発電する、
   波浪エネルギーを利用する発電装置。
2. 更に、発電機を備え、該発電機は、前記駆動部材の連動を受けて電力出力を発生する請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
3. 前記駆動部材は、水力タービンであり、該水力タービンは、該連通孔の位置に対応して配設される請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
4. 前記駆動部材は、該第２チャンバ内に設置され、前記定量液体により浮力を受ける浮き筒であって、該発電機に連動するギアボックスと噛み合う歯部を具える、請求項２に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
5. 前記駆動部材は、該第２チャンバ内に設置され、前記定量液体により浮力を受ける浮き筒であって、移動コイルを有し、第２チャンバ側に設置された固定コイルとによって発電機を構成する請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
6. 前記発電槽は、内部を仕切り板によって該第１チャンバ及び該第２チャンバに区画し、前記連通孔は、該仕切板の下方に開設される請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
7. 前記共振体は、波浪中に設置されて流入する波浪の圧力を定量気体に受ける共振箱と該共振箱に流入した波浪によって押圧されて流動する定量気体の圧力を上記第１チャンバ内の定量液体に導く接続管とから構成する、
   請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
8. 更に、上記第１チャンバ及び第２チャンバの角隅に位置して、該第１チャンバ及び該第２チャンバ間を流動する定量液体の流動を円滑にする、弧形ガイド面を有するガイドブロックを設けた請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
9. 更に、流動する定量液体を上記駆動部材に向けて導くガイド構造を設置した、
   請求項１に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
10. 前記駆動部材は、水力タービンであって前記流通孔に配置され、
    上記発電槽には該水力タービンに向けて定量液体を導くガイド構造を備え、
    該ガイド構造は、前記連通孔の位置に対応して該発電槽の底部に設置された、２つのガイドブロック、２つの逆止弁及び２つの分流ブロックからなり、
    ２つの分流ブロックは、それぞれ該水力タービンの水流の対応する前後に配設され、
    ２つのガイドブロックは、それぞれ該連通孔壁面に配置されて各逆止弁はその一端を該ガイドブロック上に枢着されて該定量液体の流動方向に従って間歇的な閉鎖又は開放を行う請求項９に記載の波浪エネルギーを利用する発電装置。
11. 第１チャンバ、第２チャンバ及び連通孔を有し、該連通孔は、該第１チャンバ及び該第２チャンバを連通する発電槽と、
    該第１チャンバ及び該第２チャンバの間に充填され、該連通孔を流動する定量液体と、
    一端は、該第１チャンバに連通し、他端は、波浪中に設置され、且つ波浪が該共振体内に流入する共振体と、
    該第１チャンバの該定量液体及び該共振体内の波浪面との間に充填される定量気体と、
    該定量液体の押圧を受ける駆動部材と、
    該駆動部材の連動を受けて電力出力を発生する発電機と、からなり、
    波浪は、その往復移動において、該定量気体を押圧し、該定量液体に該駆動部材を押圧移動させ、該駆動部材は、該発電機を連動して電力出力を発生させる波浪エネルギーを利用する発電装置。
    

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