JP5182663B2

JP5182663B2 - 水面の波を機械的動力に変換する変換装置

Info

Publication number: JP5182663B2
Application number: JP2007238499A
Authority: JP
Inventors: 勉青木
Original assignee: 勉青木
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2027-08-16
Also published as: JP2009047147A

Description

本発明は水面の波を機械的運動に変換し、発電などに利用する装置に関する。

従来、海水面の波を発電などに利用するシステムは多くの研究機関や企業が実験を試みているが、いずれも効率が低く（発光ブイ、ウェルズタービン等）、本格的な実用には至っていない。

特開平１０−２３８４５０号公報特開平６−１７１５７７号公報特開平７−２９３４２０号公報特許公開２００５−３１５１９３号公報「海洋エネルギー利用技術」４３頁〜９４頁森北出版

従来の技術では、特定の波長の波でなければ稼動効率が著しく低下する。
波長の短い波を動力に変換する場合は、浮体を極力小さく軽くして浮体が上昇するときの運動を利用する方が効率が良いが、この場合は突上げ棒、リンク、ラック等が必要となり、この重量を軽くするためにはこれらを短くする必要がある。しかし短くすると波長の長い波や潮汐に対応できない。

従来考案された方式は多くが大規模な設備であり、海岸において長期わたる建設工事を必要とするものであった。この為建設費用が高く、設備の曳航、移設、撤去等の費用も高額であった。また、従来の技術では特定の波長の波にしか対応できないために設置に適した海岸が制限される。

本発明はこれらの問題の解決を目的としたものであり、大小様々な波に対応できる高効率の変換装置を提供する。

小型浮体が上昇する時の運動を、ラックなどを介して回転運動に変換する。小型浮体が下降する時は自由に下降するようにワンウェイクラッチ等を使用する。
また、軸の逆転を防止するためにもワンウェイクラッチ等を使用する。
ラックの長さを極力短くするため上記の装置自体に大型の浮体を取付けて水面に浮かべ、ドライブチェーン等で吊下げる。装置自体も波によって上下動するので、上昇時は自由に上昇させ、下降時の運動を回転運動に変換する。

本発明において、水面波の断続的な運動を滑らかな連続運動に変換するために、弾性部材を用いる。

本発明によれば、大小様々な水面波を効率よく機械的動力に変換できる。
また、工場でのライン生産に適しているため費用が安価である。

図２のように、小型浮体１が上下に旋回するように設置し、小型浮体１が上昇する時、上部に付けられたラック２を押上げる。ラック２は、ピニオン３とワンウェイクラッチ４を介して軸５を回転させる。
小型浮体１が下降する時、上部に付けられたラック２を引き下げてピニオン３を逆回転させるが、ワンウェイクラッチ４が空転し、ワンウェイクラッチ６がロックするため軸５は逆回転しない。
小型浮体１の上下運動は軸５の断続的な一方向回転に変換される。

軸５の断続的な一方向回転はチェーンを介して弾性体装置７に伝えられる。弾性体装置７は、引張りばね又は捻りばね等を用いて軸にかかるトルクを一定の強さまで蓄える装置である。

以上の装置を複数個並べて設置し、弾性体装置７の回転力を集合軸８に伝達する。軸５の断続的な一方向回転は弾性体装置７を介しさらに複数の装置から集合軸８に集められるため集合軸８の回転は連続的回転になる。

図１の様に、岸壁に固定された構造物のアーム軸受け９を中心にアーム１０が上下に旋回し、水面に浮いた構造物１１は海面に対し垂直を保ったまま上下動する。
水面に浮いた浮いた構造物１１が下降する時チェーン１２を引き下げながら下降し、チェーン１２にかみ合うスプロケット１３、軸１４、ワンウェイクラッチ１５、スプロケット１６が回転する。
さらに、スプロケット１６からスプロケット１７、軸１８へ伝達された回転力は弾性体装置１９に伝えられる。
水面に浮いた構造物１１が上昇する時チェーン１２に緩みが生じるため、テンション装置２０を設ける。
テンション装置２０は、複数のスプロケットを持つ本体とガイドレールから成り、本体の自重によりチェーンに一定の張力を与える装置である。
水面に浮いた構造物１１が上昇する時、チェーン１２に噛み合うスプロケット１３と軸１４は逆回転するが、ワンウェイクラッチ１５が空転しワンウェイクラッチ２１がロックするため、スプロケット１６、スプロケット１７、軸１８、弾性体装置１９は逆転せず保持される。

以上のような装置の構成により、水面下降時は大型浮体の下降が機械的動力に変換されるために制限され、小型浮体はより大きく下降し、次回の水面上昇を効率よく動力に変換できる。
水面上昇時は、小型浮体の上昇が機械的動力に変換されるために制限され、大型浮体はより大きく上昇し、次回の水面下降を効率よく動力に変換できる。

本発明装置全体の側面図である。本発明装置、構造物１１の詳細図である。本発明装置の水面に浮いた構造物の詳細図である。本発明装置の水面に浮いた構造物の詳細図である。

１、小型浮体
２、ラック
３、ピニオン
４、ワンウェイクラッチ
５、軸
６、ワンウェイクラッチ
７、弾性体装置
８、集合軸
９、アーム軸受け
１０、アーム
１１、本体装置
１２、チェーン
１３、スプロケット
１４、軸
１５、ワンウェイクラッチ
１６、スプロケット
１７、スプロケット
１８、軸
１９、弾性体装置
２０、テンション装置
２１、ワンウェイクラッチ

Claims

岸壁に固定された構造物と水面に浮いた構造物とこれをつなぐ部材とで構成された装置であり、水面に浮いた構造物が岸壁に対して上下動できる様構成し、上昇する時は浮力により自由に上昇し、下降する時の運動のみを機械的動力に変換する機構と、前記の水面に浮いた構造物に、複数個の小型浮体を取付け、これらが個別に上下動するように構成し、小型浮体が下降する時は自重により自由に下降し、上昇する時の運動のみを機械的動力に変換する機構とを有することを特徴とする変換装置。
このような装置の構成により、水面下降時は大型浮体の下降が機械的動力に変換されるために制限され、小型浮体はより大きく下降し、次回の水面上昇を効率よく動力に変換できる。
水面上昇時は、小型浮体の上昇が機械的動力に変換されるために制限され、大型浮体はより大きく上昇し、次回の水面下降を効率よく動力に変換できる。
このように、大小の浮体が逆の働きを持ちながら互いの動作を補助する効果を有することを特徴とする変換装置。