JP3229264U

JP3229264U - 波による浮力を利用した波力発電システム

Info

Publication number: JP3229264U
Application number: JP2020002653U
Authority: JP
Inventors: 黄炳日
Original assignee: 黄炳日
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2030-06-05

Abstract

【課題】波浪がある所だったらどこでも設置可能であり、季節、昼夜、風などの影響が少なく、低コストで効率的に水面の上下運動を回転運動へと変換し、波力を電力へと変換する波力発電装置を提供する。【解決手段】波力発電装置は、海または水に流されないように垂直に設置した頑丈な柱１と、柱１に沿って上下に動くよう設置された浮体２と、柱１の上部及び下部に固定された歯車３、４と、両歯車３、４を繋ぐローラーチェーン５を有し、浮体２にワンウェイクラッチ６ａ、６ｂをローラーチェーン５の両側に固定し、ワンウェイクラッチ６ａ、６ｂがローラーチェーン５から外れないように空転するスプロケット７を設け、柱１上部の歯車３に、一回り大きい歯車８をつけられ、二つの歯車３、８はフリーホイール原理で繋いて一定方向に安定して回転するように構成する。【選択図】図１

Description

本考案は波による浮体の上下運動を回転運動に変更し、さらにそれらの集団によって生まれる巨大な回転トルクを利用して発電に繋ぐものである。

近年、石炭石油など化石燃料の枯渇と原子力の高コスト、汚染問題などが深刻さを増しており、その対策として水力、風力や太陽エネルギーなど環境にやさしいエネルギー研究が進んでいる。波力発電もその中の一つとしてますます注目を集めている。本考案は海の膨大な波力エネルギー利用に着目し、波の上下運動エネルギーを電気エネルギーに変換することを目的にする。

特開２０１８−０１７１３０特開２０１１−２３６８４４

これまでの波力発電は振動水柱型空気タービン方式、ジャイロ方式、振り子方式などのいろいろな方式がありますが、いずれもコストが高く、発電量が少なく、試験段階のものが多い。
本考案はこれまでの小容量の発電（発電機）から低コストで集団発電（発電所）を目指すものである。

本考案は浮体という媒介を通じて波の上下エネルギーをそのまま利用してローラーチェーンとワンウェイクラッチというラチェット機構を通じて歯車を常に一定方向に回転させ、さらにそれらの動力装置を一定形に配置することによって効率よく巨大な回転エネルギーを獲得して発電につなぐものである。

沿岸部、深海関係なく波浪がある所だったらどこでも設置可能な装置であり、季節、昼夜、風などの影響が少なく、低コストで効率的に水面の上下運動を回転運動へと変換し、波力を電力へと変換する波力発電装置を提供する。

本考案の発電のための単独の動力装置の正面図である。本考案の動力連動器具を載せた集団発電装置のイメージ図である。

以下、本考案の波力発電システムを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１は本考案の発電のための単独の動力装置の正面図である。
まず柱（１）を海（水）に垂直に立てる。柱の上端部は海面（水面）より上の位置に出る高さにする。その柱に沿って浮体（２）が上下に動くように設置する。浮体は水に浮かべなければならない（ρ＜１）。柱の上下に図のように歯車（３，４）を固定し歯が噛み合うようにローラーチェーン（５）で繋ぐ、下の歯車（４）は水面の下に設置し水の中で浮体と地面に当たらないようにする。浮体にワンウェイクラッチ（６ａ，６ｂ）（他のラチェット構造またはロープストッパーなどでも代用できる）をつけてチェーンの外側の左右に固定してローラーチェーンと歯が噛み合うように設置する。ワンウェイクラッチがチェーンから外れないようにチェーンの内側に空転スプロケット（７）をそれぞれ二つずつクラッチの上下に固定する。

上部の歯車にもう一回り大きい歯車（８）をつける。二つの歯車（３，８）はフリーホイ―ル原理で繋ぐ（自転車のフリーホイ―ルと後輪の関係）。つまり、大きい歯車の回転が速い時には小さい歯車は空転する。大きい歯車の回転速度が遅い時には小さい歯車の回転トルクによって回転する。

上記の柱を一定形に配置する（１０〜２０個、自由）。それらの柱の上に大きいなチェーン、または歯車あるいはゴムベルトなどの連動器具で繋いで上部の大きい歯車に噛み合いながら回転するようにする。

浮体が波の影響で浮力によって上昇するとき、右側のワンウェイクラッチ（６ａ）がチェーンを持ち上げる（左側は空転する）。浮体が沈下する時には左側のワンウェイクラッチ（６ｂ）がチェーンを下げる（右側はそのまま空転する、もちろん需要によってはラチェット構造を反対につけることも可能である）。つまり、浮体の上下運動によって上部と下の歯車は常に一定方向に回転するわけである。その時の上昇トルクは＝（浮力―重力）、沈下トルクは＝（重力―浮力）になる。

上記で得られた歯車の一定方向の回転によって上部の一回り大きい歯車（８）はフリーホイール構造を通じて回転トルクと慣性の力で安定した回転が保たれる。

図２のように複数本の柱の構造を一定形に配置し、その上に（上部の歯車に噛み合いながら回転できる）大きいチェーンもしくは歯車またはゴムベルトなどを設置することによって巨大な回転トルクを獲得できる（それぞれ個体装置の稼働トルクの合計）。これをタービンに繋いて発電する。

本装置の形態、規模は設置環境によって変更可能である。例えば沿岸部の場合は柱を地面に固定して設置することができるが、深海では大きい船体（風浪に影響されにくい）に固定するのが望ましい。集団装置の場合は必ずしも円型でなければならないわけでもない。ロープウェイみたいに両端に巨大滑車を水平に付けて回転ベルトで繋ぎ、その間に複数本の柱装置を長い列に配列してベルトを回転させることも可能である。また、大きい“円”の中に小さい“円”を設置することも可能である。

構造が簡単のため波浪がある所ならどこにも設置できる。また、修理、維持などにもコストが低く、常に高効率の発電が可能になる装置を提供する。

（１）柱
（２）浮体
（３）上部歯車（フリーホイール装着）
（４）下部歯車
（５）ローラーチェーン
（６）ワンウェイクラッチ（ラチェット機構）
（７）はずれ防止スプロケット
（８）上部大きい歯車
（９）連動チェーン、もしくは歯車などの動力連動器具

Claims

海または水に流されないように垂直に設置した頑丈な柱とその柱に沿って上下に動くように浮体（ρ＜１）を設置し、柱の上部及び下部にそれぞれ歯車を固定してその両歯車をローラーチェーンで繋いだ装置であって、浮体にワンウェイクラッチ（ラチェット機構）をチェーンの両側に固定し、ワンウェイクラッチがチェーンから外れないようにチェーン内側の上下に空転するスプロケットを二つずつ設け、柱上部の歯車に一回り大きい歯車をつけられ、二つの歯車はフリーホイール原理で繋いて一定方向に安定して回転する単独の動力装置。
請求項１記載の柱の装置を複数本一定の形に配置し、それらをチェーンもしくは歯車またはゴムベルトを用い、連動することにより大きい回転エネルギーが得られ、その大きいエネルギーを利用して発電タービンに繋いで発電する集団的波力発電装置。