JP5550753B1 - Turbine for wave power generation and its assembling method and operating method - Google Patents

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Abstract

【課題】タービン構造や空気流の流路構造を簡素化して製作・設置コストを低減させ、メンテナンス性、安全性に優れ、タービン稼動効率を向上させる。
【解決手段】波力発電装置10の発電機を駆動する波力発電用タービン25において、筒状形状の浮体の頂部に設けられ、この浮体内で振動水柱上に形成される空気室18と外気とを連通させ、タービンケーシング35内に格納された中空円盤状中仕切組立体40と、中仕切組立体40内の外周側に設置された静翼としてのノズルリング組立体43と、このノズルリング組立体の内周側に対向して設置され、その吹出し空気流により回転駆動される羽根車27と、ノズルリング組立体43の外周部に、外気からの空気流と空気室18からの空気流を選択的に切り換えて流入させる空気流制御機構39とを備え、中仕切組立体40の外周部に流入された空気流はノズルリング組立体および羽根車を経て一方向の内向流として案内される。
【選択図】図5
[PROBLEMS] To simplify a turbine structure and a flow structure of an air flow to reduce manufacturing and installation costs, to improve maintenance and safety, and to improve turbine operation efficiency.
In a wave power generation turbine 25 for driving a generator of a wave power generation device 10, an air chamber 18 and an outside air are provided on the top of a cylindrical floating body and formed on a vibrating water column in the floating body. And a hollow disk-shaped intermediate partition assembly 40 stored in the turbine casing 35, a nozzle ring assembly 43 as a stationary blade installed on the outer peripheral side of the intermediate partition assembly 40, and the nozzle ring An air flow from the outside air and an air flow from the air chamber 18 are disposed on the outer peripheral portion of the impeller 27 and the nozzle ring assembly 43 which are installed facing the inner peripheral side of the assembly and are driven to rotate by the blown air flow. And an air flow control mechanism 39 for selectively switching the air flow, and the air flow introduced into the outer peripheral portion of the partition assembly 40 is guided as an inward flow in one direction through the nozzle ring assembly and the impeller. .
[Selection] Figure 5

Description

本発明は波力エネルギを利用して発電を行う波力発電技術に係り、特に波浪(波力)エネルギ変換システムにより発電装置と協動して波力エネルギを電気エネルギとして取り出す波力発電用タービンならびにその組立方法および運転方法に関する。   The present invention relates to wave power generation technology for generating power using wave energy, and in particular, a wave power generation turbine that extracts wave energy as electric energy in cooperation with a power generation device by a wave energy conversion system. And an assembly method and an operation method thereof.

周辺を海に囲まれた海洋国である我が国には、海に波力エネルギが豊かに存在するが波力エネルギの活用には至っていない。波力エネルギは入手が簡単であるので我が国や海洋国において波力エネルギを利用した様々な方式の波力発電の研究が行われている。実際海上に於ける波力発電の研究では安全対策が大掛かりとなり、コストが高い、また、景観が損なわれる等の理由により、波力発電は普及の段階に至っておらず実用化されていない。   In Japan, an oceanic country surrounded by the sea, wave energy is abundant in the sea, but it has not been used. Since wave energy is easy to obtain, research on various types of wave power generation using wave energy has been conducted in Japan and ocean countries. In fact, in the research of wave power generation at sea, safety measures are large, cost is high, and the landscape is damaged, wave power generation has not reached the diffusion stage and has not been put into practical use.

海洋発電は地球環境に優しいクリーンエネルギであり、地球温暖化防止に大きく寄与するものである。火力、水力、風力や原子力のような従来の発電方式の経済性に近いところまで製造コストの低減が図れれば将来の有望なエネルギ源であり、本格的な普及が図れるものであると思料する。   Ocean power generation is clean energy friendly to the global environment and greatly contributes to the prevention of global warming. I think that if production costs can be reduced to a point close to the economics of conventional power generation methods such as thermal power, hydropower, wind power, and nuclear power, it will be a promising energy source in the future, and it can be used in earnest. .

波力(波浪)エネルギを電気エネルギとして取り出す公知の波浪エネルギ式変換システムは、
a)越波揚水方式(Tapered Channel System)
b)振動水柱方式(Oscillating Water Column System)
c)運動物体方式(Moving Body Type)
の3つに分類される。
A known wave energy type conversion system that takes out wave energy (wave) energy as electric energy is:
a) Overtopping pumping system (Tapered Channel System)
b) Oscillating Water Column System
c) Moving Body Type
It is classified into three.

これら3つの方式における現在の主流は、図1に簡略的に示すような振動水柱方式(以下、ОWC方式という。)である。振動水柱方式の波力発電装置1では、海水(水中)に係留された筒型形状の浮体2上に空気タービン3にて駆動される発電機4が設置される。浮体2は、水中(海中)で図示しないバラスト(重錘)により鉛直方向に浮遊状態に保持され、浮体2の浮力と発電機4やバラストの重力との関係で、浮体2の頂部側に空気室5が形成される。この空気室5は浮体2内の水柱(振動水柱)の往復動により発生する海(水)面の昇降により、空気室5の内部と外部との間で空気流が発生する。この空気流により空気タービン3が駆動される。   The current mainstream of these three methods is the oscillating water column method (hereinafter referred to as the OWC method) as schematically shown in FIG. In the oscillating water column type wave power generation device 1, a generator 4 driven by an air turbine 3 is installed on a cylindrical floating body 2 moored in seawater (underwater). The floating body 2 is maintained in a floating state in the vertical direction by a ballast (weight) (not shown) in water (underwater), and air is placed on the top side of the floating body 2 due to the buoyancy of the floating body 2 and the gravity of the generator 4 and the ballast. A chamber 5 is formed. In the air chamber 5, an air flow is generated between the inside and the outside of the air chamber 5 by the elevation of the sea (water) surface generated by the reciprocating motion of the water column (vibrating water column) in the floating body 2. The air turbine 3 is driven by this air flow.

空気タービン3の駆動により発電機4が回転駆動され、振動水柱6の昇降に伴う波力エネルギは、発電機4から電気エネルギに変換されて外部に取り出される。   The generator 4 is rotationally driven by the driving of the air turbine 3, and wave energy accompanying the raising and lowering of the oscillating water column 6 is converted from the generator 4 into electric energy and taken out to the outside.

従来からОWC方式に用いられる空気タービン3には、特許文献1および2に記載の「波力発電装置」ならびに特許文献3に記載の「波力発電用タービン」が存在する。   Conventionally, in the air turbine 3 used for the OWC system, there are a “wave power generator” described in Patent Documents 1 and 2 and a “turbine for wave power generation” described in Patent Document 3.

特許文献1に記載された波力発電装置は、波力発電用タービンとしてウェルズタービンを用いて発電機の回転方向を常に一定として構造の簡素化を図るものである。   The wave power generation device described in Patent Document 1 uses a Wells turbine as a wave power generation turbine to simplify the structure by always keeping the rotation direction of the generator constant.

また、特許文献2に記載された波力発電装置は、空気タービンに回転方向一定の衝動型タービンを用いてタービン回転軸方向と一定距離移動可能なフローティングノズルを組み合わせて構造の簡素化と性能の向上を図るものである。   In addition, the wave power generator described in Patent Document 2 uses a impulse type turbine having a constant rotation direction for an air turbine, and combines a floating nozzle that can move in the turbine rotation axis direction and a certain distance to simplify the structure and improve performance. It is intended to improve.

さらに、特許文献3に記載された波力発電用タービンは、空気タービンのタービンケーシング内に中空円盤ボックス状のフローティングチェストを上昇位置と下降位置との間を昇降自在に設け、このフローティングチェスト内に静翼としてのノズルリング組立体を外周側に、動翼としての輻流型羽根車を内周側に対向させて設けたものである。   Furthermore, in the turbine for wave power generation described in Patent Document 3, a hollow disk-shaped floating chest is provided in a turbine casing of an air turbine so as to be movable up and down between an ascending position and a descending position. A nozzle ring assembly as a stationary blade is provided on the outer peripheral side, and a radial type impeller as a moving blade is provided facing the inner peripheral side.

特開平11−201014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-201014 特開2008−95569号公報JP 2008-95569 A 特開2011−74854号公報JP 2011-74854 A

特許文献1に記載の波力発電装置がウェルズタービンを採用しており、このウェルズタービンで低起動トルク特性や低効率特性を改善しようとすると、可変ピッチ案内羽根を取り付ける必要があり、取付構造が複雑となってコスト増を招く問題があった。   The wave power generation device described in Patent Document 1 employs a wells turbine, and when trying to improve low starting torque characteristics and low efficiency characteristics with this wells turbine, it is necessary to install variable pitch guide vanes, and the mounting structure is There was a problem of increasing complexity and cost.

また、特許文献2に記載の波力発電装置は、羽根車に流入する空気流が反転しないラジアルフローであるが重要部品であるフローティングノズルの移動開始の時間に遅れがあり効率向上のネックとなっている。   The wave power generation device described in Patent Document 2 is a radial flow in which the airflow flowing into the impeller is not reversed, but there is a delay in the movement start time of the floating nozzle, which is an important component, and becomes a bottleneck in improving efficiency. ing.

この特許文献2に記載の波力発電装置は重要部品であるフローティングノズルの中に海面上昇時に機能する静翼と海面下降時に機能する静翼をそれぞれ専用に備えており、この二組の静翼は一方が羽根車に空気流を導く作用をしているとき、他方は前記羽根車をまわした後の空気を排出する通り道に位置していた為、排気の邪魔となっていた。このため、空気流の流れがスムースでなく、排気流路の流路抵抗も大きく、タービン駆動効率を向上させることが困難で、発電効率の向上を図る上で問題となっている。   The wave power generation device described in Patent Document 2 is provided with a dedicated stationary blade that functions when the sea level rises and a stationary blade that functions when the sea level descends in a floating nozzle, which is an important component. When one of the two is acting to guide the air flow to the impeller, the other is located in a path for discharging the air after the impeller has been turned, so that it is an obstacle to exhaust. For this reason, the flow of the air flow is not smooth, the flow passage resistance of the exhaust passage is large, and it is difficult to improve the turbine drive efficiency, which is a problem in improving the power generation efficiency.

特許文献3に記載の波力発電用タービンは、空気静翼機構を構成するフローティングチェスト内に静翼のノズルリング組立体と動翼の輻流型羽根車を収容させて組み立てる構成であるため、組立に困難性を伴ったり、フローティングチェスト全体がタービンケーシング内で上下動する昇降部材としての円盤中空ボックス状のフローティングチェストを収容しているために、衝撃音が発生する問題があったり、昇降部材にトラブルが生じ易く、トラブルが発生するとメンテナンスのためにタービン駆動効率が低下する虞があった。   Since the turbine for wave power generation described in Patent Document 3 is a structure in which a nozzle ring assembly of a stationary blade and a radial-type impeller of a moving blade are housed and assembled in a floating chest constituting an air stationary blade mechanism, Since there is difficulty in assembly, and because the floating chest as a lifting member that moves up and down in the turbine casing as a whole is housed in a hollow box-shaped floating chest, there is a problem that impact noise is generated, and the lifting member Troubles are likely to occur, and if trouble occurs, the turbine drive efficiency may be reduced for maintenance.

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、タービン構造や空気流の流路構造を簡素化して製作・設置コストを低減させ、メンテナンス性、安全性に優れ、タービン駆動効率を向上させた波力発電用タービンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and simplified the turbine structure and the air flow channel structure to reduce manufacturing and installation costs, and is excellent in maintainability and safety, and improved in turbine driving efficiency. An object of the present invention is to provide a turbine for wave power generation.

本発明に係る波力発電用タービンは、上述した課題を解決するために、波力発電装置の発電機を駆動する波力発電用タービンにおいて、筒状形状の浮体の頂部に設けられ、この浮体内で振動水柱上に形成される空気室と外気とを連通させ、分割可能に組み立てられるタービンケーシングと、このタービンケーシング内に組み付けて固定された上下2分割可能な中空円盤状中仕切組立体と、前記中仕切組立体内の外周側に設置された静翼としてのノズルリング組立体と、このノズルリング組立体の内周側に対向して設置され、その吹出し空気流により回転駆動されるタービン軸と回転一体の動翼としての羽根車と、前記ノズルリング組立体の外周側に昇降可能なフローティングシャッタを設置し、外気からの空気流と前記空気室からの空気流を選択的に切り換えて流入させる空気流制御機構とを備え、前記中仕切組立体の外周部に流入された空気流は前記ノズルリング組立体および前記羽根車を経て一方向の内向流として案内されることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, a wave power generation turbine according to the present invention is provided at the top of a cylindrical floating body in a wave power generation turbine that drives a generator of a wave power generation apparatus. an air chamber and the outside air is formed on the oscillating water column in the body communicates, a turbine casing assembled divisible, and the assembly to the turbine casing is fixed to upper and lower dividable hollow disk-like partition assembly A nozzle ring assembly as a stationary blade installed on the outer peripheral side of the inner partition assembly, and a turbine shaft that is installed facing the inner peripheral side of the nozzle ring assembly and is driven to rotate by the blown air flow and the impeller as blade rotating together, the vertically movable floating shutter installed on the outer peripheral side of the nozzle ring assembly, the air flow from the air flow and the air chamber from the ambient air An air flow control mechanism that selectively switches in and flows in, and the air flow that flows into the outer peripheral portion of the partition assembly is guided as an inward flow in one direction through the nozzle ring assembly and the impeller. It is characterized by this.

また、本発明に係る波力発電用タービンの組立方法は、上述した課題を解決するために、本体下部ケーシング内に下方カバー円板を収納して前記本体下部ケーシングの内周壁に下部仕切ディスクを嵌め合せ、嵌め合された前記下部仕切ディスク上にトーラス状のノズルリング組立体を設けるとともに、前記ノズルリング組立体の内周側および外周側に羽根車アッセンブリおよびフローティングシャッタをそれぞれ設置し、前記フローティングシャッタ、前記ノズルリング組立体および前記羽根車アッセンブリを上方から覆うように上部仕切ディスクを被せ、前記上部仕切ディスク上に上部カバー円板を納めて、前記上部仕切ディスクを本体上部ケーシングの内周壁に嵌め合せ、前記本体下部ケーシングと本体上部ケーシングとの両フランジ部を合せて結合させ、タービンケーシングを組み立てることを特徴とする組立方法である。 Further, in order to solve the above-described problems, a method for assembling a wave power turbine according to the present invention accommodates a lower cover disk in a lower body casing , and a lower partition disk on an inner peripheral wall of the lower body casing. A torus-shaped nozzle ring assembly is provided on the fitted lower partition disk, and an impeller assembly and a floating shutter are installed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the nozzle ring assembly, respectively. Cover the shutter, the nozzle ring assembly and the impeller assembly from above, cover the upper partition disk, place the upper cover disk on the upper partition disk, and place the upper partition disk on the inner peripheral wall of the upper casing of the main body. Fitting, both flange parts of the main body lower casing and main body upper casing Coupled together, an assembly wherein the assembling the turbine casing.

さらに、本発明に係る波力発電用タービンの組立方法は、上述した課題を解決するために、請求項6に記載の波力発電用タービンの組立方法により地上にて組み立てられた波力発電用タービンは、海上の浮体設置場所に船で搬送され、前記波力発電用タービンを海上設置の浮体の頂部に着脱可能に設置し、前記波力発電用タービン上に発電機を設置することを特徴とする組立方法である。   Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, a method for assembling a wave power generation turbine according to the present invention is for wave power generation assembled on the ground by the wave power generation turbine assembly method according to claim 6. The turbine is transported by ship to a floating body installation place on the sea, the wave power turbine is detachably installed on the top of the floating body installed on the sea, and a generator is installed on the wave power turbine. It is an assembly method.

さらにまた、本発明に係る波力発電用タービンの運転方法は、上述した課題を解決するために、海上の浮体頂部に波力発電用タービンを設置し、前記浮体内の空気室に流出入する海水により海面が昇降し、振動水柱が上下動する波力発電用タービンの運転方法において、前記海面上昇に伴う前記振動水柱の上昇により、前記空気室内の空気流は下方カバー円板および上方カバー円板を押し上げて、タービンケーシング内に組み付けて固定された中仕切組立体の底部流出口を閉塞させ、かつその頂部流出口を開放させる一方、空気流制御機構のフローティングシャッタを押し上げて、前記中仕切組立体の下部流入口を開放させて、その上部流入口を閉塞させ、前記海面下降に伴う前記振動水柱の下降により、大気中の空気流は、前記空気流制御機構のフローティングシャッタを下降させて前記中仕切組立体の上部流入口を開放させ、かつその下部流入口を閉塞させる一方、前記上方カバー円板および下方カバー円板が下降して前記中仕切組立体の頂部流出口を閉じて、その底部流出口を開放させ、前記海面の上昇時に前記下部流入口から流入チャンバに流入した空気流、および前記海面の下降時に前記上部流入口から前記流入チャンバに流入した空気流は、静翼としてのノズルリング組立体から動翼としての羽根車を経て流出チャンバに一方向の内向流として案内され、タービン軸を回転させることを特徴とする運転方法である。 Furthermore, in order to solve the above-described problem, the wave power generation turbine operating method according to the present invention includes a wave power generation turbine installed at the top of a floating body on the sea, and flows into and out of the air chamber in the floating body. In the operation method of the turbine for wave power generation in which the sea level is raised and lowered by seawater and the vibrating water column moves up and down, the air flow in the air chamber is caused to rise by the rising of the vibrating water column accompanying the rise in the sea level, and the upper cover circle and the upper cover circle. The plate is pushed up to close the bottom outlet of the partition assembly assembled and fixed in the turbine casing , and the top outlet is opened, while the floating shutter of the air flow control mechanism is pushed up to The lower inlet of the assembly is opened, the upper inlet is closed, and the air flow in the atmosphere is controlled by the air flow control by the descending of the oscillating water column accompanying the sea level descent. The floating shutter is lowered to open the upper inlet of the partition assembly and close the lower inlet, while the upper cover disc and the lower cover disc are lowered to lower the partition assembly. The top outlet is closed, the bottom outlet is opened, and the air flow that flows into the inflow chamber from the lower inlet when the sea level rises, and the air flows into the inflow chamber from the upper inlet when the sea level falls The air flow is guided as an inward flow in one direction from the nozzle ring assembly as a stationary blade to an outflow chamber through an impeller as a moving blade, and rotates the turbine shaft.

本発明によれば、タービン構造や空気流の流路構造を簡素化して軽量化させ、コンパクトなカセット式に構成でき、製作・設置コストを低減させることができ、波力発電用タービンを分解可能に組み立てて、メンテナンス性を向上させることができる。   According to the present invention, the turbine structure and the air flow channel structure can be simplified and reduced in weight, can be configured in a compact cassette type, can reduce the production and installation costs, and can disassemble the wave power generation turbine. Can be assembled to improve maintainability.

また、海面上昇時や海面下降時に、浮体内の空気室に大気中の空気流が流出入するが、中仕切組立体内設置のノズルリング組立体および羽根車を通る空気流は一方向の内向流で羽根車を安定的に回転させ、タービン軸を年中無休で稼動率100%で連続的かつ安定的に回転駆動させることができ、タービン稼動効率を向上させることができるとともに、羽根車の回転方向を一様に設計でき設計自由度が向上し、簡素化される。   Also, when the sea level rises or falls, the air flow in the atmosphere flows into and out of the air chamber in the floating body, but the air flow passing through the nozzle ring assembly and impeller installed in the partition assembly is one-way inward flow. Rotating the impeller stably, the turbine shaft can be driven continuously and stably at a 100% operation rate 24/7, improving turbine operating efficiency and rotating the impeller. The direction can be designed uniformly and the degree of freedom in design is improved and simplified.

さらに、タービンケーシングおよび中仕切組立体は、分割可能に組み立てられるので、タービンケーシング内に中仕切組立体、静翼としてのノズルリング組立体、動翼としての羽根車の組立や分解が容易となり、簡素化されるので、製作・設置コストを低減させることができ、メンテナンス性が向上する。   Furthermore, since the turbine casing and the partition assembly are assembled in a separable manner, the assembly and disassembly of the partition assembly, the nozzle ring assembly as a stationary blade, and the impeller as a moving blade in the turbine casing are facilitated. Since it is simplified, manufacturing and installation costs can be reduced, and maintainability is improved.

加えて、空気流制御機構は、中仕切組立体の流入チャンバ内をフローティングシャッタが昇降するだけで空気流の切換を行なうことができ、しかもフローティングシャッタは空気流の作用で衝撃音もなく安定的に昇降作動させることができる。   In addition, the air flow control mechanism can switch the air flow only by moving the floating shutter up and down in the inflow chamber of the partition assembly, and the floating shutter is stable without impact sound due to the action of the air flow. Can be moved up and down.

従来の振動水柱方式の波力発電装置の簡単な原理を示す図。The figure which shows the simple principle of the wave power generation device of the conventional vibration water column system. 波力発電用タービンを備えた波力発電装置の原理を示す簡略的な構成図。The simple block diagram which shows the principle of the wave power generator provided with the turbine for wave power generation. 波の運動に伴う海水(水)の深さによる変化を説明する概略図。Schematic explaining the change by the depth of the seawater (water) accompanying a wave motion. 本発明に係る波力発電用タービンの実施形態を示すもので、波力発電用タービンを備えた波力発生装置の簡略的な構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The embodiment of the turbine for wave power generation concerning the present invention is shown, and the simple lineblock diagram of the wave power generator provided with the turbine for wave power generation. 本発明に係る波力発電用タービンの第1実施形態を示すもので、空気室内の空気を大気中に放出するときの縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The 1st Embodiment of the turbine for wave power generation which concerns on this invention is shown, and a longitudinal cross-sectional view when releasing the air in an air chamber in air | atmosphere. 本発明に係る波力発電用タービンの第1実施形態を示すもので、大気中の空気を空気室に流入させるときの縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The 1st Embodiment of the turbine for wave power generation which concerns on this invention is shown, and the longitudinal cross-sectional view when flowing the air in air | atmosphere into an air chamber. 図6のVII−VII線に沿う平断面図。FIG. 7 is a cross-sectional plan view taken along line VII-VII in FIG. 6. 図5および図6の波力発電用タービンに備えられる輻流型羽根車を示す斜視図。The perspective view which shows the radial flow type impeller with which the turbine for wave power generation of FIG. 5 and FIG. 6 is equipped. 本発明に係る波力発電用タービンの第2実施形態を示すもので、空気室内の空気を大気中に放出するときの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view when 2nd Embodiment of the turbine for wave power generation which concerns on this invention is shown, and the air in an air chamber is discharge | released in air | atmosphere. 本発明に係る波力発電用タービンの第2実施形態を示すもので、大気中の空気を空気室に流入させるときの縦断面図。The 2nd Embodiment of the turbine for wave power generation concerning the present invention is shown, and the longitudinal section when air in the atmosphere is made to flow into the air chamber.

以下、本発明に係る波力発電用タービンの実施の形態について添付図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wave power turbine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[波力発電の原理]
本発明に係る波力発電用タービンの実施形態を説明する前に、波力発電の原理を説明する。
[Principle of wave power generation]
Before describing the embodiment of the turbine for wave power generation according to the present invention, the principle of wave power generation will be described.

図2は本発明に係る波力発電用タービンを備えた波力発電装置10の発電原理を示す概略的な構成図を示す。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the power generation principle of the wave power generation apparatus 10 including the wave power generation turbine according to the present invention.

図2に示すように、波力発電装置10は海上(水上)に係留可能に設けられた浮体11と、この浮体11上に配設された発電手段としての発電機12とを有する。浮体11は例えば樹脂製で細長い円筒形状に構成され、海水中に配置される。浮体11の中程には浮力Fを得るための浮力調整室13が設けられ、浮体11の下端部は下方に開放されており、海水が自由に出入りできるようになっている。浮体11の最下部には浮体11の重力Gを調整する重錘としてのバラスト14が設けられ、このバラスト14により浮体11をほぼ鉛直状態に安定的に保持するようになっている。バラスト14は、浮体11の上下動(昇降)を効率よく抑制するため、円環状あるいは外周フランジ状に形成される一方、バラスト14の外周部からスリーブ状突起部15が垂設される。   As shown in FIG. 2, the wave power generation device 10 includes a floating body 11 that can be moored on the sea (water), and a generator 12 that serves as a power generation means disposed on the floating body 11. The floating body 11 is made of, for example, resin and has a long and narrow cylindrical shape, and is disposed in seawater. A buoyancy adjusting chamber 13 for obtaining buoyancy F is provided in the middle of the floating body 11, and the lower end portion of the floating body 11 is opened downward so that seawater can freely enter and exit. A ballast 14 as a weight for adjusting the gravity G of the floating body 11 is provided at the lowermost part of the floating body 11, and the ballast 14 stably holds the floating body 11 in a substantially vertical state. The ballast 14 is formed in an annular shape or an outer peripheral flange shape in order to efficiently suppress the vertical movement (elevation) of the floating body 11, while a sleeve-like protrusion 15 is suspended from the outer peripheral portion of the ballast 14.

また、浮体11の浮力調整室13の上端部は中仕切板16により内部が仕切られ、仕切られた中仕切板16の上部は側面に複数の開口17が形成され、この開口17を通じて海水が出入りでき、振動水柱20を構成するようになっている。浮体11内で振動水柱20の水(海)面から上の部分は、空気室(エアチャンバ)18を構成している。   The upper end of the buoyancy adjusting chamber 13 of the floating body 11 is partitioned by a partition plate 16, and a plurality of openings 17 are formed on the side of the upper portion of the partitioned partition plate 16, and seawater enters and exits through the openings 17. The vibration water column 20 is configured. A portion above the water (sea) surface of the vibrating water column 20 in the floating body 11 constitutes an air chamber (air chamber) 18.

空気室18を仕切る海面は、周囲の波の振幅により所要の位相差を持って昇降しており、浮体11内の振動水柱20を所定の周期で上下動している。このようにして、浮体11内の上部に振動水柱20が構成される。浮体11内の振動水柱20は所定の周期例えば7秒〜8秒で海(水)面が上下動せしめられる。浮体11内の下部、すなわち、浮力調整室13の下方の水柱は上下動せず、固定水柱21を形成している。   The sea surface that partitions the air chamber 18 moves up and down with a required phase difference due to the amplitude of surrounding waves, and moves up and down the vibrating water column 20 in the floating body 11 at a predetermined cycle. In this way, the oscillating water column 20 is formed in the upper part of the floating body 11. The oscillating water column 20 in the floating body 11 is moved up and down at a predetermined period, for example, 7 seconds to 8 seconds. The lower part of the floating body 11, that is, the water column below the buoyancy adjusting chamber 13 does not move up and down, and forms a fixed water column 21.

一方、浮体11の頂部には、波力発電用タービンを構成する空気タービン25が配設される。空気タービン25のタービン軸26は、発電機12の回転軸に直接あるいはカップリングを介して連結される。   On the other hand, an air turbine 25 constituting a wave power generation turbine is disposed on the top of the floating body 11. The turbine shaft 26 of the air turbine 25 is connected to the rotating shaft of the generator 12 directly or via a coupling.

この波力発電装置10において、浮体11は浮力Fと重力Gの釣合いにより、空気室18に所定の空間を残して浮体11の頂部が海面から上方に突出するように、海(水)中に設置される。また、波の上下動に伴って水面が上下動する際にも、水中の深い部分では、図3に示すように、表面波の影響を受けずに水が殆ど静止している。   In this wave power generation device 10, the floating body 11 is in the sea (water) so that the top of the floating body 11 protrudes upward from the sea surface by leaving a predetermined space in the air chamber 18 due to the balance between the buoyancy F and the gravity G. Installed. Also, when the water surface moves up and down as the waves move up and down, in the deep part of the water, as shown in FIG. 3, the water is almost stationary without being affected by the surface waves.

水中の深い部分では、浮体11が浮力Fと重力Gとの差によって上下に動かされる水の抵抗が大きくなるように、円環状あるいは外周フランジ状バラスト14や外周スリーブ状突起15が設けられる。   In the deep part of the water, an annular or outer peripheral flange-shaped ballast 14 and an outer peripheral sleeve-like protrusion 15 are provided so that the resistance of the water in which the floating body 11 is moved up and down by the difference between the buoyancy F and the gravity G is increased.

反対に、海の表面付近では、図2に示すように、上下動する波によって浮体11内に開口17を通して海水が出入りされる。このとき、浮体11の上部側では、海水の昇降に伴う上下方向の力が最小となるように凹凸のない筒形状に形成される。   On the contrary, in the vicinity of the surface of the sea, as shown in FIG. 2, seawater enters and exits through the opening 17 into the floating body 11 by waves that move up and down. At this time, on the upper side of the floating body 11, it is formed in a cylindrical shape without unevenness so that the vertical force accompanying the elevation of seawater is minimized.

また、波長が水(海水)の深さに較べて小さい場合には、水(海)面の各点は、図3に示すように、鉛直面内で波の振幅に等しい半径の円運動を行ない、水面下の水の各点も円運動を行なうが、その半径は水面から中に入るに従って急に小さくなり、半波長程度以上の深さでは、殆ど動かないことが知られている。例えば、我国近海の海水の振幅は1.6m程度、一般に太平洋側で1.8m〜2.0m、日本海側は太平洋側より小さい振幅である。   When the wavelength is smaller than the depth of the water (seawater), each point on the water (sea) surface has a circular motion with a radius equal to the wave amplitude in the vertical plane, as shown in FIG. It is known that each point of water below the surface of the water also moves circularly, but its radius suddenly decreases as it enters from the surface of the water, and it is known that it hardly moves at a depth of about half a wavelength or more. For example, the amplitude of seawater near Japan is about 1.6 m, generally 1.8 m to 2.0 m on the Pacific side, and the amplitude on the Japan Sea side is smaller than that on the Pacific side.

図2に示される波力発電装置10においては、波の上下動に伴って上下方向の力による浮体11の上下動はほぼ抑制され、浮体11は慣性により最初に設置した姿勢を維持しようとする。   In the wave power generation device 10 shown in FIG. 2, the vertical movement of the floating body 11 due to the vertical force is substantially suppressed along with the vertical movement of the wave, and the floating body 11 tries to maintain the initially installed posture due to inertia. .

また、浮体11の上部空間(空気室)18に入り込む海水は、出入りの流体抵抗が無視できる程度に充分な開口面積を設けてある。そのために、空気室18の海面は、波の上下動に伴って上下方向に変動し、その変動に伴って浮体11に対して相対的に空気室18と大気中の外気との間で空気タービン25を介して空気のやりとりが行なわれる。   Further, the seawater entering the upper space (air chamber) 18 of the floating body 11 has a sufficient opening area so that the fluid resistance in and out can be ignored. For this reason, the sea surface of the air chamber 18 fluctuates in the vertical direction as the waves move up and down, and the air turbine between the air chamber 18 and the outside air in the atmosphere relative to the floating body 11 accompanies the fluctuation. The air is exchanged through 25.

すなわち、海水の流出入により浮体11内の水面、すなわち振動水柱20の水面が上下動し、空気室18の空気が空気タービン25を通して外部(大気中)に出入りされる。   That is, the surface of the floating body 11, that is, the surface of the oscillating water column 20 moves up and down due to the inflow and outflow of seawater, and the air in the air chamber 18 enters and exits outside (in the atmosphere) through the air turbine 25.

浮体11の下端部は下方に開放されており、浮体11内に海水が自由に出入りできる。浮体11の最下部には浮体11の重力Gを調節するバラスト14が設けられ、このバラスト14により海中(水中)で浮体11を略鉛直状態に保持することができる。バラスト14は、浮体11の昇降(上下動)を抑制するために円環状あるいは外周フランジ状に構成され、必要に応じてスリーブ状突起15の助けを受ける。   The lower end of the floating body 11 is opened downward, and seawater can freely enter and exit the floating body 11. A ballast 14 for adjusting the gravity G of the floating body 11 is provided at the bottom of the floating body 11, and the ballast 14 can hold the floating body 11 in a substantially vertical state in the sea (underwater). The ballast 14 is formed in an annular shape or an outer peripheral flange shape in order to suppress the raising / lowering (up-and-down movement) of the floating body 11, and receives the assistance of the sleeve-like protrusion 15 as necessary.

他方、波力発電装置10の浮体11は頂部が海面から上方に突出しており、海面上に突出する浮体11の頂部には、波力発電用タービンを構成する空気タービン25およびこの空気タービン25により回転駆動される発電手段としての発電機12が設けられる。発電機12の発電作用により得られた電力は図示しない電力ケーブルを介して外部に取り出される。   On the other hand, the top of the floating body 11 of the wave power generation apparatus 10 protrudes upward from the sea surface, and the top of the floating body 11 protruding above the sea surface is provided with an air turbine 25 constituting a turbine for wave power generation and the air turbine 25. A generator 12 is provided as power generation means that is rotationally driven. The electric power obtained by the power generation action of the generator 12 is taken out through a power cable (not shown).

この波力発電装置10において、浮体11は浮力Fと重力Gとの釣合いにより、空気室(エアチャンバ)18に所定の空間を残すように海中に設置される。また、波の上下動に伴って水面が上下動しても、浮体11は安定的に静止状態に保たれるように、浮体11の下端部にバラスト14が設けられる。このバラスト14は好ましくは円環(リングあるいはトーラス)状あるいは外周フランジ状に構成される。   In this wave power generation device 10, the floating body 11 is installed in the sea so as to leave a predetermined space in the air chamber (air chamber) 18 by balancing the buoyancy F and the gravity G. Further, the ballast 14 is provided at the lower end of the floating body 11 so that the floating body 11 is stably kept stationary even when the water surface moves up and down with the vertical movement of the wave. The ballast 14 is preferably formed in an annular (ring or torus) shape or an outer peripheral flange shape.

波の上昇に伴って空気室18の海面が上昇すると、波力発電装置10の空気室18内空気は浮体11の上端開口部より外部へ流出する。また、波の下降に伴って空気室18の海面が下降すると、浮体11の上端開口部より空気室18が負圧となって外気が流入する。波力発電装置10は空気室18への空気の流出入により空気タービン25が駆動され、発電機12が回転駆動して発電が行なわれる。   When the sea level of the air chamber 18 rises as the waves rise, the air in the air chamber 18 of the wave power generator 10 flows out from the upper end opening of the floating body 11. Further, when the sea level of the air chamber 18 descends as the waves descend, the air chamber 18 becomes negative pressure from the upper end opening of the floating body 11 and the outside air flows in. In the wave power generation device 10, the air turbine 25 is driven by the flow of air into and out of the air chamber 18, and the generator 12 is driven to rotate to generate power.

一方、空気タービン25は、空気室18から空気が外気中に流出されるとき、また、空気室18に空気(外気)が流入するとき、回転翼である動翼27は、いずれの場合にも、後述するように同一方向に内向流となって回転(タービン)駆動される。空気タービン25は、波の上下動に伴い、空気室18に流出入する空気流により、動翼27は同一方向に回転駆動される。   On the other hand, in the air turbine 25, when air flows out from the air chamber 18 into the outside air, or when air (outside air) flows into the air chamber 18, the rotor blades 27 that are rotating blades are in any case. As will be described later, the rotation (turbine) is driven in an inward flow in the same direction. In the air turbine 25, the moving blades 27 are rotationally driven in the same direction by the air flow flowing into and out of the air chamber 18 as the waves move up and down.

空気タービン25の回転駆動力は、タービン軸26を介して発電機12に伝達され、この発電機12を回転駆動させる。発電機12の回転駆動により、発電が開始され、外部に必要な電力が取り出される。   The rotational driving force of the air turbine 25 is transmitted to the generator 12 via the turbine shaft 26 to drive the generator 12 to rotate. Power generation is started by the rotational drive of the generator 12, and necessary electric power is extracted outside.

この波力発電装置10は、波の上下動いずれの場合にも、波力発電用タービンを駆動させて発電作用を行なうことができ、年中無休で波のエネルギを電気エネルギに効率よく能率的に変換することができる。   This wave power generation device 10 can drive a wave power generation turbine to perform a power generation action in any case of wave up-and-down movement, and efficiently converts wave energy into electric energy 24/7. Can be converted to

[第1の実施形態]
本発明に係る波力発電装置の第1実施形態を図4ないし図8を参照して説明する。
[First Embodiment]
A wave power generator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4は、本発明に係る波力発電装置に備えられる波力発電用タービンを簡略的に示す構成図である。図2に示される波力発電装置10と同じ構成には同一符号を付して説明する。この波力発電用タービンは輻流型空気タービン25を構成する。この空気タービン25を備えた波力発電装置10は、プラスチック等の樹脂材料あるいはステンレス鋼等の鋼鉄材料で形成された細長い円筒形状の浮体11を有する。   FIG. 4 is a block diagram schematically showing a wave power generation turbine provided in the wave power generation apparatus according to the present invention. The same components as those of the wave power generation device 10 shown in FIG. This wave power generation turbine constitutes a radial air turbine 25. The wave power generation device 10 including the air turbine 25 includes an elongated cylindrical floating body 11 formed of a resin material such as plastic or a steel material such as stainless steel.

浮体11は海上(水上)に係留ケーブル、ワイヤあるいはリンク部材30により陸地あるいは船体に係留可能に設けられる。浮体11は岸壁に固定された円筒形状の筐体で構成してもよい。筐体を固定した場合には、固定水柱21やバラスト14等は不要となる。   The floating body 11 is provided on the sea (water) so that it can be moored on land or a hull by a mooring cable, a wire, or a link member 30. The floating body 11 may be formed of a cylindrical housing fixed to the quay. When the casing is fixed, the fixed water column 21 and the ballast 14 are not necessary.

浮体11は、筒状ブロック31を着脱自在に連結して組み立てることができ、所要数の筒状ブロック31を円柱形状に組み立てることにより、軸方向長さを調節することができる。浮体11は直径Dが数10cm〜数m、好ましくは1mφ程度に構成され、軸方向長さLが数10m、例えば20m程度に形成される。   The floating body 11 can be assembled by detachably connecting the cylindrical blocks 31, and the axial length can be adjusted by assembling a required number of cylindrical blocks 31 into a cylindrical shape. The floating body 11 has a diameter D of several tens of centimeters to several meters, preferably about 1 mφ, and an axial length L of several tens of meters, for example, about 20 m.

浮体11の途中には、浮力Fを調節する浮力調整室13が設けられ、この浮力調整室13の上端部は有底筒状ブロックあるいは中仕切板16により仕切られる。   A buoyancy adjustment chamber 13 for adjusting the buoyancy F is provided in the middle of the floating body 11, and the upper end portion of the buoyancy adjustment chamber 13 is partitioned by a bottomed cylindrical block or a partition plate 16.

仕切られた中仕切板16の上部に空気室18が形成される一方、複数の開口17が浮体11の側壁に周方向に形成され、開口17を通じて浮体11内に海水が出入りされ、浮体11内で海面(水面)が上下動する振動水柱20を構成している。   An air chamber 18 is formed on the upper part of the partitioned partition plate 16, while a plurality of openings 17 are formed in the circumferential direction on the side wall of the floating body 11, and seawater enters and leaves the floating body 11 through the openings 17. The oscillating water column 20 in which the sea surface (water surface) moves up and down is constituted.

また、浮体11の頂部に波力発電装置10が設置される。波力発電装置10は発電手段としての発電機12と波力発電用タービンを構成する輻流型空気タービン25とが設けられる。この空気タービン25は浮体11の頂部に着脱自在に据え付けられ、固定される。空気タービン25内には、タービン軸26に固定された動翼27が設けられ、タービン軸26の回転を発電機12に伝達されるようになっている。   A wave power generator 10 is installed on the top of the floating body 11. The wave power generation device 10 is provided with a generator 12 as power generation means and a radial air turbine 25 constituting a turbine for wave power generation. The air turbine 25 is detachably installed on the top of the floating body 11 and fixed. A moving blade 27 fixed to the turbine shaft 26 is provided in the air turbine 25, and the rotation of the turbine shaft 26 is transmitted to the generator 12.

浮体11の頂部に着脱自在に据え付けられる空気タービン25は、図5ないし図7に示すようにカセット式に構成される。空気タービン25は、浮体11の頂部に据え付けられるタービンケーシング35を有する。タービンケーシング35は、天板(蓋)付き筒状の本体上部ケーシング36と有底筒状の本体下部ケーシング37とから上下2分割構造に構成される。本体上部ケーシング36と本体下部ケーシング37とを合せてタービンケーシング35が構成される。タービンケーシング35はケーシング内部にチャンバ38を形成している。   The air turbine 25 detachably installed on the top of the floating body 11 is configured in a cassette type as shown in FIGS. The air turbine 25 has a turbine casing 35 installed on the top of the floating body 11. The turbine casing 35 is configured in a vertically divided structure from a cylindrical main body upper casing 36 with a top plate (lid) and a bottomed cylindrical main body lower casing 37. The main body upper casing 36 and the main body lower casing 37 are combined to constitute a turbine casing 35. The turbine casing 35 forms a chamber 38 inside the casing.

タービンケーシング35内には、図5および図6に示すように、全体として略中空円盤ボックス状をなす中仕切組立体40が上下2分割可能に設置される。中仕切組立体40は、それぞれ上部仕切ディスク41と下部仕切ディスク42とを間隔を置いてタービンケーシング35内に組み付けて構成され、内部には静翼を構成するノズルリング組立体43が外周側に、動翼を構成する輻流型羽根車27が内周側にそれぞれ配設され、同心状に構成される。タービンケーシング35および中仕切組立体40は、強化プラスチックや繊維強化樹脂等のプラスチック材料、または繊維強化金属材料、繊維強化複合材料で一体的に構成される。   In the turbine casing 35, as shown in FIGS. 5 and 6, an overall partition assembly 40 having a substantially hollow disk box shape as a whole is installed so as to be split into two vertically. The middle partition assembly 40 is configured by assembling an upper partition disk 41 and a lower partition disk 42 in the turbine casing 35 with a space therebetween, and a nozzle ring assembly 43 that constitutes a stationary blade is disposed on the outer peripheral side. The radial impeller 27 constituting the moving blade is disposed on the inner peripheral side, and is configured concentrically. The turbine casing 35 and the partition assembly 40 are integrally formed of a plastic material such as reinforced plastic or fiber reinforced resin, a fiber reinforced metal material, or a fiber reinforced composite material.

上部仕切ディスク41は本体上部ケーシング36の内周壁に嵌り合う筒状の上部スリーブ部41aが外周側に、中央部にはボス状の筒状スリーブ部41bがそれぞれ一体に設けられる。また、下部仕切ディスク42は、本体下部ケーシング37の内周壁に嵌り合う筒状の下部スリーブ部42aが外周側に、中央部にはボス状の筒状スリーブ部42bがそれぞれ一体に設けられる。ボス状の筒状スリーブ部41b,42bは、上部仕切ディスク41および下部仕切ディスク42と別体に構成してもよい。   In the upper partition disk 41, a cylindrical upper sleeve portion 41a that fits into the inner peripheral wall of the main body upper casing 36 is integrally provided on the outer peripheral side, and a boss-shaped cylindrical sleeve portion 41b is integrally provided in the central portion. Further, the lower partition disk 42 is integrally provided with a cylindrical lower sleeve portion 42a fitted to the inner peripheral wall of the main body lower casing 37 on the outer peripheral side and a boss-shaped cylindrical sleeve portion 42b at the central portion. The boss-shaped cylindrical sleeve portions 41 b and 42 b may be configured separately from the upper partition disk 41 and the lower partition disk 42.

また、中空円盤ボックス状の中仕切組立体40は、上部仕切ディスク41および下部仕切ディスク42の各外周部に流入口45,46がそれぞれ周方向に沿って設けられる。流入口45,46は上部仕切ディスク41および下部仕切ディスク42の周方向に沿って複数個それぞれ形成される。上部仕切ディスク41および下部仕切ディスク42の各流入口45,46は、昇降可能なフローティング(浮動)シャッタとしてのシャッタリングプレート47で選択的に覆われる。シャッタリングプレート47はリング状あるいはワッシャ状をなし、上部の流入口45と下部の流入口46の間を昇降自在にフローティングしてシャッタ機能を有し、両流入口45,46のいずれか一方を選択的に閉塞している。シャッタリングプレート47は、薄い樹脂材料で形成されて空気流の流入方向を選択的に切り換えるものである。   Further, in the hollow disk box-shaped middle partition assembly 40, the inlets 45 and 46 are provided along the circumferential direction at the outer peripheral portions of the upper partition disk 41 and the lower partition disk 42, respectively. A plurality of inflow ports 45 and 46 are formed along the circumferential direction of the upper partition disk 41 and the lower partition disk 42, respectively. The inlets 45 and 46 of the upper partition disk 41 and the lower partition disk 42 are selectively covered with a shuttering plate 47 as a floating shutter that can be moved up and down. The shutter ring plate 47 has a ring shape or a washer shape, and has a shutter function by floating up and down between the upper inlet 45 and the lower inlet 46, and either one of the inlets 45, 46 is provided. It is selectively blocked. The shuttering plate 47 is formed of a thin resin material and selectively switches the inflow direction of the air flow.

中仕切組立体40は、上部および下部の流入口45,46間に流入チャンバ51が形成される。中仕切組立体40を構成する上部仕切ディスク41の流入口45および下部仕切ディスク42の流入口46とフローティングシャッタとしてのシャッタリングプレート47とが協働して空気流制御機構39が構成される。   In the partition assembly 40, an inflow chamber 51 is formed between the upper and lower inlets 45 and 46. The air flow control mechanism 39 is configured by the cooperation of the inlet 45 of the upper partition disk 41 and the inlet 46 of the lower partition disk 42 and the shuttering plate 47 as a floating shutter, which constitute the middle partition assembly 40.

また、中仕切組立体40は、上部および下部の流入口45,46の半径方向内周側にリング状の収納凹部が対向してそれぞれ形成され、対向する収納凹部に静翼を構成するノズルリング組立体43が収められ、固定される。   Further, the intermediate partition assembly 40 has a ring-shaped storage recess formed on the radially inner peripheral sides of the upper and lower inlets 45 and 46, respectively, and a nozzle ring constituting a stationary blade in the opposing storage recess The assembly 43 is stored and fixed.

ノズルリング組立体43は、対をなすノズルリング上板48とノズルリング下板49との間に多数のノズルブレード50が周方向に列状に設けられて一体に組み立てられる。多数のノズルブレード50は、図7に示すように、周方向に沿って等ピッチに配設される。各ノズルブレード50は、平面視で外周側の流入(吸気)チャンバ51のノズル入口からノズルブレード50を経て内周側のノズル出口に向けて、放射方向に対し所要の角度をなして反時計方向内方を向くように配設される。   The nozzle ring assembly 43 is assembled integrally by arranging a large number of nozzle blades 50 in a row in the circumferential direction between a pair of nozzle ring upper plate 48 and nozzle ring lower plate 49. A large number of nozzle blades 50 are arranged at an equal pitch along the circumferential direction, as shown in FIG. Each nozzle blade 50 is counterclockwise at a required angle with respect to the radial direction from the nozzle inlet of the inflow (intake) chamber 51 on the outer peripheral side through the nozzle blade 50 to the nozzle outlet on the inner peripheral side in plan view. It arrange | positions so that it may face inward.

具体的には、静翼を構成するノズルリング組立体43は、外周側のノズル入口側から内周側のノズル出口側に向って、図7の平面視で反時計方向内方に旋回する一方向の渦巻き状空気流が生ずるように配設される。   Specifically, the nozzle ring assembly 43 constituting the stationary blade is swung counterclockwise inward in a plan view of FIG. 7 from the nozzle inlet side on the outer peripheral side toward the nozzle outlet side on the inner peripheral side. It is arranged such that a directional spiral air flow is produced.

さらに、ノズルリング組立体43の内周側に対向して、動翼を構成する輻流型羽根車27が回転自在に設けられる。羽根車27は、図5および図6に示すように、ロータハブとしてのボス部64が発電機のタービン軸26に回転一体に設けられ、中仕切組立体40内に収納される。タービン軸26は、タービンケーシング35の中央部に上下方向に設けられ、上方の筒状スリーブ部41bと下方の筒状スリーブ部42bに軸受53を介して回転自在に支持され、羽根車アッセンブリ68が構成される。   Further, facing the inner peripheral side of the nozzle ring assembly 43, a radial flow impeller 27 constituting a moving blade is rotatably provided. As shown in FIGS. 5 and 6, the impeller 27 is provided with a boss portion 64 as a rotor hub that is rotatably integrated with the turbine shaft 26 of the generator, and is housed in the partition assembly 40. The turbine shaft 26 is provided in the vertical direction at the center portion of the turbine casing 35, and is rotatably supported by the upper cylindrical sleeve portion 41b and the lower cylindrical sleeve portion 42b via a bearing 53, and an impeller assembly 68 is provided. Composed.

輻流型羽根車27は、動翼の内周側にトーラス状あるいはドーナツ状の中空部が流出チャンバ54として上部支持ディスク61および下部支持ディスク62間に形成される。この流出チャンバ54の上下部に流出口55,56がそれぞれ設けられる。上下部の流出口55,56に対向して、中仕切組立体40の上部仕切ディスク41、下部仕切ディスク42に、頂部流出口57および底部流出口58がそれぞれ形成される。頂部流出口57は、上方カバー円板(ディスク)59で上方から選択的に覆われる一方、底部流出口58は下方カバー円板(ディスク)60で下方から選択的に覆われる。上方カバー円板59および下方カバー円板60は、タービンケーシング35内で筒状スリーブ部41b,42bにそれぞれ案内されて昇降し、大気中への流出時には図5に示すように、下方カバー円板60が底部流出口58を閉塞し、上方カバー円板59は空気流の作用で上動して上部の流出口55および頂部流出口57は開放される。また、大気からの流入時には、上方カバー円板59は自重作用および空気流の風圧により下降して頂部流出口57を覆って閉塞し、下方カバー円板60は自重作用により下部の流出口56および底部流出口58を開放させる。   In the radial flow type impeller 27, a torus-shaped or donut-shaped hollow portion is formed between the upper support disk 61 and the lower support disk 62 as an outflow chamber 54 on the inner peripheral side of the moving blade. Outflow ports 55 and 56 are respectively provided at the upper and lower portions of the outflow chamber 54. Opposite the upper and lower outlets 55 and 56, a top outlet 57 and a bottom outlet 58 are formed in the upper partition disk 41 and the lower partition disk 42 of the middle partition assembly 40, respectively. The top outlet 57 is selectively covered from above with an upper cover disk (disk) 59, while the bottom outlet 58 is selectively covered from below with a lower cover disk (disk) 60. The upper cover disk 59 and the lower cover disk 60 are guided by the cylindrical sleeve portions 41b and 42b in the turbine casing 35, and ascend and descend, and as shown in FIG. 60 closes the bottom outlet 58, the upper cover disc 59 moves up by the action of the air flow, and the upper outlet 55 and the top outlet 57 are opened. When the air flows in from the atmosphere, the upper cover disk 59 descends due to its own weight action and the wind pressure of the air flow, covers and closes the top outlet 57, and the lower cover disk 60 acts as a lower outlet 56 and The bottom outlet 58 is opened.

また、動翼としての羽根車27は、全体的に円盤状あるいはトーラス状に形成され、タービン軸26廻りに回転自在に設けられる。羽根車27のロータリブレード63は、上部支持ディスク61と下部支持ディスク62間に配設され、静翼を構成するノズルリング組立体43の各ノズルブレード50に対向して内周側に多数配列される。各ロータリブレード63は、羽根車27の外周に沿って周方向に等ピッチに、かつ図7に示す平面視で半径方向内方側が所要の角度だけ放射方向に対し時計方向内側を向くように配設される。しかも、羽根車27は図7の平面視において、空気の流れが反時計方向Aへの旋回流が生じるように設けられる。   Further, the impeller 27 as a moving blade is formed in a disk shape or a torus shape as a whole, and is provided to be rotatable around the turbine shaft 26. A large number of rotary blades 63 of the impeller 27 are arranged between the upper support disk 61 and the lower support disk 62, and are arranged on the inner peripheral side facing each nozzle blade 50 of the nozzle ring assembly 43 constituting the stationary blade. The The rotary blades 63 are arranged at equal pitches in the circumferential direction along the outer periphery of the impeller 27 so that the radially inner side faces the inner side in the clockwise direction with respect to the radial direction by a required angle in a plan view shown in FIG. Established. In addition, the impeller 27 is provided so that the air flow generates a swirling flow in the counterclockwise direction A in the plan view of FIG. 7.

動翼としての輻流型羽根車27は、全体的に中空円盤状タービンロータを構成しており、円板状タービンロータの外周部に、ノズルブレード50に対向するロータリブレード63が周方向に等ピッチで配設されている。   The radiant flow impeller 27 as a moving blade constitutes a hollow disk-like turbine rotor as a whole, and a rotary blade 63 facing the nozzle blade 50 is provided in the circumferential direction on the outer periphery of the disk-like turbine rotor. They are arranged at a pitch.

また、羽根車27は図8に示すように、上部支持ディスク61および下部支持ディスク62が中央のボス部64に一体に固定され、上部支持ディスク61と下部支持ディスク62とにより両持ち(両面)支持される。羽根車27は、ロータ両面支持構造に構成されてタービン軸26廻りに安定的に回転自在に支持される。   As shown in FIG. 8, the impeller 27 has an upper support disk 61 and a lower support disk 62 integrally fixed to a central boss portion 64, and is both supported (both sides) by the upper support disk 61 and the lower support disk 62. Supported. The impeller 27 is configured in a rotor double-side support structure and is supported so as to be stably rotatable around the turbine shaft 26.

一方、タービンケーシング35の頂部には複数の頂部開口65が大きな開口面積を有して形成される。タービンケーシング35の底部には、複数の底部開口66が大きな開口面積を有して形成される。これらの頂部開口65および底部開口66を通して大気中の空気は、図4に示す浮体11内の空気室18に空気タービン25を通して流出入される。空気タービン25が空気室18内の空気を大気中に流出入させる場合、空気流の流れは中仕切組立体40内で外周の静翼側から内周の動翼側への、常に一方向の流れ(内向流)となる。動翼である輻流型羽根車27の回転によりタービン軸26が回転駆動され、発電機12を起動して回転させるようになっている。   On the other hand, a plurality of top openings 65 are formed at the top of the turbine casing 35 with a large opening area. A plurality of bottom openings 66 are formed at the bottom of the turbine casing 35 with a large opening area. Air in the atmosphere passes through the top opening 65 and the bottom opening 66 and flows into and out of the air chamber 18 in the floating body 11 shown in FIG. When the air turbine 25 causes the air in the air chamber 18 to flow into and out of the atmosphere, the air flow always flows in one direction from the outer stationary blade side to the inner moving blade side in the partition assembly 40 ( Inward flow). The turbine shaft 26 is rotationally driven by the rotation of the radial impeller 27, which is a moving blade, and the generator 12 is activated to rotate.

(波力発電用タービンの組立)
次に、波力発電装置における波力発電用タービン25の組立について説明する。
(Assembly of turbine for wave power generation)
Next, assembly of the wave power generation turbine 25 in the wave power generation device will be described.

波力発電装置10の波力発電用タービン25は、浮体11が海上に係留ケーブルを介して設置されるが、波力発電タービンである空気タービン25の組立は地上にて行なわれる。   In the wave power generation turbine 25 of the wave power generation apparatus 10, the floating body 11 is installed on the sea via a mooring cable, but the assembly of the air turbine 25, which is a wave power generation turbine, is performed on the ground.

空気タービン25を組み立てる場合には、タービンケーシング35、中仕切組立体40および静翼であるノズルリング組立体43、動翼である輻流型羽根車27等を用意する。   When the air turbine 25 is assembled, a turbine casing 35, a partition assembly 40, a nozzle ring assembly 43 that is a stationary blade, a radial impeller 27 that is a moving blade, and the like are prepared.

初めに、タービンケーシング35の本体下部ケーシング36を地上に設置する。そして、本体下部ケーシング37内に下方カバー円板60を収納して下部仕切ディスク42を上方から本体下部ケーシング37に挿入する。下部仕切ディスク42は本体下部ケーシング37内に嵌め合せて設置される。   First, the main body lower casing 36 of the turbine casing 35 is installed on the ground. Then, the lower cover disc 60 is housed in the main body lower casing 37 and the lower partition disk 42 is inserted into the main body lower casing 37 from above. The lower partition disk 42 is fitted in the main body lower casing 37 and installed.

次に、本体下部ケーシング37に収容され、セットされた下部仕切ディスク42上に静翼を構成するノズルリング組立体43を外周側に、動翼を構成する輻流型羽根車27を内周側にそれぞれ設置する。ノズルリング組立体43の外周側に空気流制御機構39のリング状のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47が設置される。予め組み立てられたノズルリング組立体43は、下部仕切ディスク42の周方向の収納凹部上にセットされる。また、羽根車27もタービン軸26と軸受53,53とともに予め羽根車アッセンブリ68が組み立てられており、この羽根車アッセンブリ68がノズルリング組立体43の内側にセットされ、組み込まれる。   Next, the nozzle ring assembly 43 that constitutes a stationary blade is accommodated in the lower casing disc 42 that is housed in the main body lower casing 37, and the radial impeller 27 that constitutes the moving blade is located on the inner circumference side. Install in each. A shutter ring plate 47 that is a ring-shaped floating shutter of the air flow control mechanism 39 is installed on the outer peripheral side of the nozzle ring assembly 43. The nozzle ring assembly 43 assembled in advance is set on the storage recess in the circumferential direction of the lower partition disk 42. The impeller 27 is also assembled with the turbine shaft 26 and the bearings 53, 53 in advance, and the impeller assembly 68 is set inside the nozzle ring assembly 43 and incorporated.

そして、下部仕切ディスク42上に設置されたフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47、ノズルリング組立体43および輻流型羽根車27を上方から覆うように上部仕切ディスク41が設けられる。さらに、上部仕切ディスク41上に上方カバー円板59を設置して上部仕切ディスク41の頂部流出口57を覆うように設けられ、この上部仕切ディスク41を格納するように本体上部ケーシング36が上方から嵌め合されてタービンケーシング35が構成される。嵌め合されたタービンケーシング35は本体上部ケーシング36と本体下部ケーシング37の外周フランジ部をボルトナット等の締結手段(図示せず)で締結することにより、タービンケーシング35が組み立てられ、空気タービン25が一体的に構成される。   The upper partition disk 41 is provided so as to cover the shutter ring plate 47, the nozzle ring assembly 43, and the radiant flow impeller 27 that are floating shutters installed on the lower partition disk 42 from above. Further, an upper cover disk 59 is installed on the upper partition disk 41 so as to cover the top outlet 57 of the upper partition disk 41, and the main body upper casing 36 is installed from above so as to store the upper partition disk 41. The turbine casing 35 is configured by fitting. The fitted turbine casing 35 is assembled by fastening the outer peripheral flange portions of the main body upper casing 36 and the main body lower casing 37 with fastening means (not shown) such as bolts and nuts, and the air turbine 25 is assembled. It is constructed integrally.

組み立てられた空気タービン25は、タービンケーシング35内に収容された羽根車27がタービン軸26廻りに回転自在に支持される。この空気タービン25は、羽根車27の外径が数10cmφ〜1mφ程度で、重量が40kg〜数十kg程度、例えば50kg程度に設置される。空気タービン25は、カセット式で、浮体11の頂部に着脱自在に据え付けられる。   In the assembled air turbine 25, an impeller 27 accommodated in a turbine casing 35 is supported so as to be rotatable around a turbine shaft 26. The air turbine 25 is installed such that the outer diameter of the impeller 27 is about several tens of cmφ to 1 mφ and the weight is about 40 kg to several tens kg, for example, about 50 kg. The air turbine 25 is a cassette type and is detachably installed on the top of the floating body 11.

図5に矢印で示すように、海面上昇により振動水柱20の上昇により、空気流が浮体11内の空気室18からタービンケーシング35内に流入する場合には、下方カバー円板60が空気流の作用で上動して中仕切組立体40の底部流出口58を閉じ、上方カバー円板59は空気流の作用により、重力作用に抗して筒状スリーブ部41bにガイドされて押し上げられ、中仕切組立体40の頂部流出口57を開口させる。   As indicated by arrows in FIG. 5, when the air flow flows into the turbine casing 35 from the air chamber 18 in the floating body 11 due to the rising of the oscillating water column 20 due to the sea level rise, the lower cover disk 60 is Due to the action, the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 is closed, and the upper cover disk 59 is guided and pushed up by the cylindrical sleeve portion 41b against the gravitational action by the action of the air flow. The top outlet 57 of the partition assembly 40 is opened.

また、図6に示すように、海面下降により振動水柱20が下降してタービンケーシング35内に外気からの空気流が流入する場合には、上方カバー円板59は自重と空気流の流れにより下降し、中仕切組立体40の頂部流出口57を閉じる。このときには、下方カバー円板60は同様にして下降し、中仕切組立体40の底部流出口58を開口させる。空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47は流入口45から流入する空気流の作用と自重によりタービンケーシング35の内周壁に沿って下降し、上部の流入口45を開放させる一方、下部仕切ディスク42の流入口46を覆い、下部の流入口46を閉じる。   Further, as shown in FIG. 6, when the oscillating water column 20 descends due to the sea level descent and the air flow from the outside air flows into the turbine casing 35, the upper cover disc 59 descends due to its own weight and air flow. Then, the top outlet 57 of the partition assembly 40 is closed. At this time, the lower cover disc 60 is similarly lowered to open the bottom outlet 58 of the partition assembly 40. The shutter ring plate 47, which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39, descends along the inner peripheral wall of the turbine casing 35 by the action and weight of the air flowing in from the inflow port 45, and opens the upper inflow port 45. The inlet 46 of the lower partition disk 42 is covered, and the lower inlet 46 is closed.

したがって、空気タービン25は、空気流が図5に示すように空気室18(図4参照)から大気中に流出する場合には、中仕切組立体40は頂部流出口57が開口し、底部流出口58が閉じられる。したがって、空気室18内の空気流は、流入チャンバ51からノズルリング組立体43および回転翼(羽根車)50を通って内周側に一方向の内向流となって流入し、上部の流出口55から中仕切組立体40の頂部流出口57と上部開口65を通して大気中に流出する。   Therefore, in the air turbine 25, when the air flow flows out from the air chamber 18 (see FIG. 4) into the atmosphere as shown in FIG. The outlet 58 is closed. Therefore, the air flow in the air chamber 18 flows from the inflow chamber 51 through the nozzle ring assembly 43 and the rotary blade (impeller) 50 to the inner peripheral side as an inward flow in one direction, and the upper outlet 55 flows out into the atmosphere through the top outlet 57 and the upper opening 65 of the partition assembly 40.

また、図6に示すように空気室18に流入する空気流が生じる場合には、中仕切組立体40の頂部流出口57が閉じ、底部流出口58が開く。さらに、シャッタリングプレート47は上部仕切ディスク41の流入口45を開き、下部仕切ディスク42の流入口46を閉じる。この場合には、中仕切組立体40の底部流出口58を通して羽根車27を回転駆動させた外気が流出口56,58、底部開口66を経て空気室18に主に流入するようになっている。   Further, when an air flow flowing into the air chamber 18 is generated as shown in FIG. 6, the top outlet 57 of the partition assembly 40 is closed and the bottom outlet 58 is opened. Further, the shuttering plate 47 opens the inlet 45 of the upper partition disk 41 and closes the inlet 46 of the lower partition disk 42. In this case, the outside air that rotationally drives the impeller 27 through the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 mainly flows into the air chamber 18 through the outlets 56 and 58 and the bottom opening 66. .

この波力発電装置10は、図5に示すように、空気室18の空気が大気中に流出する場合も、また、図6に示すように、外気が空気室18に流入する場合にも、タービン軸26方向に沿う空気の往復流の(流出入)方向如何に関わらず、空気流は静翼から動翼側への半径方向内方への一方向の内向流となって、空気タービン25は常に一定の方向に安定的に回転し、タービン駆動されるようになっている。   As shown in FIG. 5, the wave power generation apparatus 10 is used when the air in the air chamber 18 flows out into the atmosphere, and when the outside air flows into the air chamber 18 as shown in FIG. 6. Regardless of the direction of the air reciprocating flow (outflow / inflow) along the turbine shaft 26 direction, the airflow becomes a unidirectional inward flow from the stationary blade to the moving blade side in one direction, and the air turbine 25 It always rotates stably in a certain direction and is driven by a turbine.

このように、地上に組み立てられた波力発電用タービンは、主要な構成部品であるタービンケーシング35、中仕切組立体40、静翼であるノズルリング組立体43、動翼である羽根車27および空気流制御機構39のフローティングシャッタ47、上方および下方のカバー円板59,60はいずれもプラスチック等の樹脂材料、例えば、ABS樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン樹脂で構成することができる。この場合には、動翼である羽根車27はチタン等の軽金属材料で形成してもよい。   In this way, the turbine for wave power generation assembled on the ground includes a turbine casing 35 which is a main component, a partition assembly 40, a nozzle ring assembly 43 which is a stationary blade, an impeller 27 which is a moving blade, and The floating shutter 47 and the upper and lower cover disks 59 and 60 of the air flow control mechanism 39 can be made of a resin material such as plastic, for example, ABS resin, nylon resin, or polypropylene resin. In this case, the impeller 27 that is a moving blade may be formed of a light metal material such as titanium.

このため、波力発電用タービン25は、羽根車27の直径が数10cm〜1m程度のものでも、全体重量が数10kg、例えば60kg以下と軽量化させることができ、しかも、波力発電用タービン25は、カセット式で軽量構造であるため、船で海上設置の浮体11上に搬送して、この浮体11に容易に着脱自在に据え付けることができる。   For this reason, even if the turbine 25 for wave power generation has a diameter of the impeller 27 of about several tens of cm to 1 m, the overall weight can be reduced to several tens kg, for example, 60 kg or less, and the turbine for wave power generation. Since 25 is a cassette type and has a lightweight structure, it can be transported on a floating body 11 installed on the sea by a ship and can be easily attached to the floating body 11 in a detachable manner.

したがって、波力発電用タービン25はカセット式の軽量構造で浮体11上に着脱自在に据え付けることができる。しかも、波力発電用タービン25は軽量構造であるため、搬送が容易であり、メンテナンスは地上で分解修理を安定して簡単に行なうことができる。   Therefore, the wave power generation turbine 25 can be detachably installed on the floating body 11 with a cassette-type lightweight structure. Moreover, since the wave power generation turbine 25 has a light-weight structure, it can be easily transported, and maintenance can be easily and stably disassembled and repaired on the ground.

波力発電用タービン25を浮体11上に据え付けても、この浮体11からの取外しも容易であるために、波力発電用タービン25は主要な構成部品と安価な樹脂材料で構成でき、例えば1年〜2年に1回のメンテナンスを簡単かつ容易に行なうことができる。   Even if the wave power generation turbine 25 is installed on the floating body 11, it can be easily detached from the floating body 11. Therefore, the wave power generation turbine 25 can be composed of main components and an inexpensive resin material. Maintenance once a year or two years can be performed easily and easily.

(波力発電用タービンの作用)
次に、波力発電装置10に備えられる波力発電用タービンの作用を説明する。
(Operation of turbine for wave power generation)
Next, the operation of the wave power generation turbine provided in the wave power generation device 10 will be described.

波力発電装置10は、海の波の上下運動に基づく波力(波浪)エネルギを電気エネルギに変換して取り出す波力発電に用いられ、波浪エネルギ変換システムとして機能する。波力発電装置10は浮体11の海上に浮上する部分に着脱可能に据え付けられる。   The wave power generation device 10 is used for wave power generation by converting wave energy (wave) energy based on vertical motion of sea waves into electric energy and functions as a wave energy conversion system. The wave power generation device 10 is detachably installed on a portion of the floating body 11 that floats on the sea.

波力発電装置10には、浮体11の頂部に据え付けられる波力発電用タービンとしての空気タービン25を備える。この空気タービン25は浮体11の上部に形成される空気室18内の空気の出入りにより生じる空気流によって回転駆動され、タービン軸26を介して発電機12を駆動させ、発電に供するようになっている。   The wave power generation device 10 includes an air turbine 25 as a wave power generation turbine installed on the top of the floating body 11. The air turbine 25 is rotationally driven by an air flow generated by the entry and exit of air in an air chamber 18 formed in the upper part of the floating body 11, and the generator 12 is driven through the turbine shaft 26 to be used for power generation. Yes.

この空気タービン25は、海面の昇降によって生じる振動水柱20(図4参照)の上下動により、空気室18の内部と外部(大気中)との間に発生する空気の往復流を利用し、この空気流により空気タービン25を回転駆動させるものである。すなわち、振動水柱20の上下動により発生する空気流を利用して空気タービン25を回転駆動させるものである。   This air turbine 25 uses the reciprocating flow of air generated between the inside and the outside (in the atmosphere) of the air chamber 18 by the vertical movement of the oscillating water column 20 (see FIG. 4) generated by the elevation of the sea surface. The air turbine 25 is rotationally driven by the air flow. That is, the air turbine 25 is rotationally driven using the air flow generated by the vertical movement of the oscillating water column 20.

図4において、海の波の上昇により、浮体11内の空気室18にその開口17を通して海水が流入すると、空気室18内の振動水柱20の海面(水面)が上昇する。この振動水柱20の海面上昇により発生する空気流の作用により、図5に示すように、下方カバー円板60は押し上げられて中仕切組立体40の底部流出口58を閉鎖し、それに少し遅れて空気流制御機構39のシャッタリングプレート47も上昇し、フローティングシャッタであるシャッタリングプレート47は図5に示すように上昇位置にセットされる。この上昇位置でシャッタリングプレート47は海面上昇による空気流を、下部の流入口46からノズルリング組立体43に導くようにセットされ、外周側の流入チャンバ51から静翼であるノズルリング組立体43を通り、動翼である内周側の輻流型羽根車27に一方向の内向流(旋回流)として案内され、この羽根車27を回転駆動させる。   In FIG. 4, when seawater flows into the air chamber 18 in the floating body 11 through the opening 17 due to rising sea waves, the sea level (water surface) of the vibrating water column 20 in the air chamber 18 rises. As shown in FIG. 5, the lower cover disk 60 is pushed up by the action of the air flow generated by the sea level rise of the oscillating water column 20, and closes the bottom outlet 58 of the partition assembly 40, with a slight delay. The shuttering plate 47 of the air flow control mechanism 39 is also raised, and the shuttering plate 47, which is a floating shutter, is set at the raised position as shown in FIG. In this ascending position, the shuttering plate 47 is set so as to guide the air flow due to the sea level rise from the lower inlet 46 to the nozzle ring assembly 43, and from the inflow chamber 51 on the outer peripheral side, the nozzle ring assembly 43 which is a stationary blade. , And is guided as an inward flow (swirl flow) in one direction by the radial flow impeller 27 on the inner peripheral side which is a moving blade, and the impeller 27 is driven to rotate.

ノズルリング組立体43の各ノズル口は空気流を動翼を構成する輻流型羽根車27の外周部に向けて、放射方向内側に、具体的には半径方向に対し反時計方向に所要の角度をなして吹き出させる。この吹出しにより羽根車27は図7において矢印A方向(反時計方向)に回転せしめられ、タービン軸26を回転駆動させる。   Each nozzle port of the nozzle ring assembly 43 has a required air flow toward the outer periphery of the radial flow impeller 27 constituting the rotor blade, radially inward, specifically in a counterclockwise direction with respect to the radial direction. Blow out at an angle. By this blowing, the impeller 27 is rotated in the direction of arrow A (counterclockwise) in FIG. 7 to drive the turbine shaft 26 to rotate.

タービン軸26の回転駆動により、発電機12が駆動されて発電に供される。発電機12の発電により得られた電力は図示しないケーブルを介して外部に取り出される。   The generator 12 is driven by the rotational drive of the turbine shaft 26 to be used for power generation. The electric power obtained by the power generation by the generator 12 is taken out through a cable (not shown).

また、動翼としての羽根車27を回転駆動した空気流は、続いて図5に示すように羽根車27の上部の流出口55から中仕切組立体40の頂部流出口57や頂部開口65を経て大気中に放出される。   Further, the air flow that rotationally drives the impeller 27 as the moving blade subsequently passes through the top outlet 57 and the top opening 65 of the partition assembly 40 from the outlet 55 at the top of the impeller 27 as shown in FIG. After that, it is released into the atmosphere.

浮体11内に形成される振動水柱20の上昇運動が停止すると、上方カバー円板59は自重により中仕切組立体40の開口部57を閉鎖するように下方に摺動する。この下降ストロークは、外気が空気タービン25を介して(負圧状態の)空気室18に流入する場合には、その空気流および負圧の作用による押下げ作用で助長され、図6に示すように、空気流制御機構39のシャッタリングプレート47が下降位置にスムーズに案内されてセットされ、外気からの空気流は流入口45を経て流入チャンバ51に案内される。   When the upward movement of the oscillating water column 20 formed in the floating body 11 is stopped, the upper cover disk 59 slides downward so as to close the opening 57 of the partition assembly 40 by its own weight. When the outside air flows into the air chamber 18 (in a negative pressure state) via the air turbine 25, this downward stroke is facilitated by a pressing action by the action of the air flow and the negative pressure, as shown in FIG. In addition, the shuttering plate 47 of the air flow control mechanism 39 is smoothly guided and set to the lowered position, and the air flow from the outside air is guided to the inflow chamber 51 through the inflow port 45.

流入チャンバ51に空気流が案内された状態で、振動水柱20の海面がさらに下降すると、空気室18は負圧となって、外気は、タービンケーシング37の頂部開口65からケケーシングチャンパ38を経て中仕切組立体40の頂部流入口45から流入チャンバ51および静翼を通り動翼を構成する羽根車27に吹き出される。   When the sea surface of the oscillating water column 20 is further lowered in the state where the air flow is guided to the inflow chamber 51, the air chamber 18 becomes negative pressure, and the outside air passes through the case casing champ 38 from the top opening 65 of the turbine casing 37. The air is blown out from the top inlet 45 of the middle partition assembly 40 through the inflow chamber 51 and the stationary blade to the impeller 27 constituting the moving blade.

羽根車27に吹き出される外気(空気流)は、ノズルブレード50の吹出角度が図7に示すように半径方向内方に対し反時計方向を向くので、動翼の羽根車27は反時計方向に回動し、タービン軸26を介して発電機12を回転駆動させる。   The outside air (air flow) blown out to the impeller 27 is directed counterclockwise with respect to the radially inward direction as shown in FIG. 7, so that the impeller 27 of the moving blade is counterclockwise. To rotate the generator 12 through the turbine shaft 26.

羽根車27を回転駆動させた外気は、続いて図6に示す羽根車27から流出チャンバ54を通り、下部の流出口56,58からタービンケーシング35の底部開口66を経て空気室18内に流入せしめられる。   The outside air that rotationally drives the impeller 27 then passes from the impeller 27 shown in FIG. 6 through the outflow chamber 54 and flows into the air chamber 18 from the lower outlets 56 and 58 through the bottom opening 66 of the turbine casing 35. I'm damned.

すなわち、空気タービン25の動翼である羽根車27は、浮体11の空気室18から空気流が大気中に流出する場合も、外気が空気タービン25を通して空気室18に流入する場合にも、図7の平面視において、羽根車27は常に同じ矢印Aで示す一方向に旋回する内向流となって回転せしめられる。つまり動翼は、海面の昇降に関わらず常に矢印A方向に回転駆動させることができる。   That is, the impeller 27, which is the moving blade of the air turbine 25, is used both when the air flow flows out from the air chamber 18 of the floating body 11 into the atmosphere and when the outside air flows into the air chamber 18 through the air turbine 25. 7, the impeller 27 is always rotated as an inward flow swirling in one direction indicated by the same arrow A. That is, the moving blade can always be driven to rotate in the direction of arrow A regardless of the elevation of the sea level.

浮体11の空気室18内の空気流は、このようにして、波の上下動により、年中無休で流出入が繰り返され、振動水柱20は波の振幅と所要の位相差をもって上下動せしめられる。空気流の流出入が生じても、空気タービン25の羽根車27は常に同じ方向に回転駆動されるので、羽根車27の回転駆動を能率的にかつ効率よく行なうことができる。   In this way, the air flow in the air chamber 18 of the floating body 11 is repeatedly flown in and out throughout the year due to the vertical movement of the wave, and the oscillating water column 20 is moved up and down with the amplitude of the wave and the required phase difference. . Even if the air flow flows in and out, the impeller 27 of the air turbine 25 is always driven to rotate in the same direction, so that the impeller 27 can be driven efficiently and efficiently.

さらに、波力発電装置10の発電機12を駆動させる波力発電用タービン25は、筒状形状の浮体11の頂部に設けられる。波力発電用タービン25は、浮体11内で振動水柱20上に形成される空気室18を大気中外気と連通させるタービンケーシング35と、このタービンケーシング35内に格納され、静翼としてのトーラス状のノズルから吹き出される空気流により回転駆動される軸流型羽根車27とを有する。羽根車27はタービン軸26と回転一体に設けられて動翼として機能する。   Furthermore, the wave power generation turbine 25 for driving the generator 12 of the wave power generation apparatus 10 is provided at the top of the cylindrical floating body 11. The turbine 25 for wave power generation is housed in the turbine casing 35 for communicating the air chamber 18 formed on the oscillating water column 20 in the floating body 11 with the outside air in the atmosphere, and is in a torus shape as a stationary blade. And an axial flow type impeller 27 driven to rotate by an air flow blown from the nozzle. The impeller 27 is provided integrally with the turbine shaft 26 and functions as a moving blade.

静翼としてのノズルリング組立体43はタービンケーシング35内に格納されて固定される。ノズルリング組立体43に対して、空気流制御機構39はフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47のみをタービンケーシング35内に昇降自在に設けられる。この空気流制御機構39のシャッタリングプレート47は、タービンケーシング35内で上部流入口45を下方から覆う上昇位置と下部流入口46を上方から覆う下降位置との間をタービンケーシング35の内周壁に案内されて昇降可能に設けられる。   A nozzle ring assembly 43 as a stationary blade is housed and fixed in the turbine casing 35. With respect to the nozzle ring assembly 43, the air flow control mechanism 39 is provided with only a shutter ring plate 47, which is a floating shutter, so as to be movable up and down in the turbine casing 35. The shuttering plate 47 of the air flow control mechanism 39 is provided on the inner peripheral wall of the turbine casing 35 between a rising position that covers the upper inlet 45 from below and a lower position that covers the lower inlet 46 from above in the turbine casing 35. It is guided and provided so that it can be raised and lowered.

中仕切組立体40は、薄肉で軽量リング構造の空気流制御機構39のシャッタリングプレート47が流入チャンバ51内に水平方向に設けられて上部の流入口45および下部の流入口46を選択的に覆い、仕切っている。波が上昇するとき、下部流入口46から流入する空気流によりフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47は押し上げられて上部流入口45を覆って閉塞させる。波が下降するとき、上部流入口45から流入する大気中からの空気流と、自重により薄肉軽量構造のシャッタリングプレート47は下降して下部流入口46を覆って閉塞させる。いずれにしても、空気流制御機構39は、フローティングシャッタであるシャッタリングプレート47が中仕切組立体40の流入チャンバ51内を昇降するだけで、中仕切組立体40はタービンケーシング35内に固定されて収納される。空気流制御機構39は中仕切組立体40の流入チャンバ51に空気流が上部流入口45から流入するか、下部流入口46から流入するのか、空気流の流入方向を選択的に切り換えるようになっている。   In the partition assembly 40, a shutter ring plate 47 of an air flow control mechanism 39 having a thin and lightweight ring structure is provided in the inflow chamber 51 in a horizontal direction so that an upper inlet 45 and a lower inlet 46 are selectively provided. Cover and partition. When the wave rises, the shuttering plate 47, which is a floating shutter, is pushed up by the air flow flowing in from the lower inlet 46 to cover and close the upper inlet 45. When the wave descends, the shuttering plate 47 having a thin and light structure descends due to the air flow from the atmosphere flowing in from the upper inlet 45 and its own weight, and covers and closes the lower inlet 46. In any case, the air flow control mechanism 39 is configured such that the partition assembly 40 is fixed in the turbine casing 35 only by moving the shutter ring plate 47, which is a floating shutter, up and down in the inflow chamber 51 of the partition assembly 40. Stored. The air flow control mechanism 39 selectively switches the inflow direction of the air flow, whether the air flow flows into the inflow chamber 51 of the partition assembly 40 from the upper inlet 45 or the lower inlet 46. ing.

また、中仕切組立体40はタービンケーシング35内に固定された静的構成であるので、空気室18から流出する空気流により上昇したり、空気室に流入する空気流により下降する動的機構は存在しない。   Further, since the partition assembly 40 has a static configuration fixed in the turbine casing 35, a dynamic mechanism that rises due to an air flow flowing out from the air chamber 18 or descends due to an air flow flowing into the air chamber is provided. not exist.

中仕切組立体40の頂部側と底部側に2枚のカバー円板59,60が頂部および下部の流出口57,58を選択的に覆うように設けられる。このカバー円板59,60は自重と空気流によりシャッタリングプレート47の動きに先行して昇降し、中仕切組立体40の内周側開口部である頂部流出口57または下部流出口58を選択的に閉鎖させる。中仕切組立体40はタービンケーシング35に格納されて固定されており、不安定な昇降動作を不要にしている。   Two cover disks 59 and 60 are provided on the top side and the bottom side of the partition assembly 40 so as to selectively cover the top and bottom outlets 57 and 58. The cover disks 59 and 60 are moved up and down prior to the movement of the shuttering plate 47 by their own weight and air flow, and the top outlet 57 or the lower outlet 58 that is the inner peripheral side opening of the partition assembly 40 is selected. Closed. The partition assembly 40 is housed and fixed in the turbine casing 35, and an unstable lifting operation is unnecessary.

なお、この空気タービン25において、シャッタリングプレート47が昇降し、上昇位置にきたとき、中仕切組立体40の底部流出口58は空気室18からの空気流により上昇する下方カバー円板60により閉塞される(図5参照)。また、シャッタリングプレート47が下降し、下降位置をとるとき、中仕切組立体40の頂部流出口57は外方からの空気流により下降する上方カバー円板59により閉塞される(図6参照)。   In this air turbine 25, when the shuttering plate 47 moves up and down and reaches the raised position, the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 is blocked by the lower cover disk 60 that rises due to the air flow from the air chamber 18. (See FIG. 5). When the shuttering plate 47 is lowered and assumes the lowered position, the top outlet 57 of the partition assembly 40 is closed by the upper cover disk 59 that is lowered by the air flow from the outside (see FIG. 6). .

また、この波力発電装置10は、空気流の流れの方向が反転しても、固定設置の中仕切組立体40を備えた空気タービン25を用いることにより空気流制御機構39はシャッタリングプレート47の昇降作用だけでよく、中仕切組立体40は静的構成で昇降を不要とするので設計の自由度が飛躍的に増大し、高効率で能率的な発電が可能になる。   Further, the wave power generation apparatus 10 uses the air turbine 25 including the fixed partition assembly 40 even when the air flow direction is reversed. Since the partition assembly 40 has a static configuration and does not need to be lifted and lowered, the degree of freedom of design is greatly increased, and highly efficient and efficient power generation is possible.

さらに、図4に示される水柱振動方式の波力発電装置10において、波力発電用タービン25を適宜配列あるいは配置された個々の浮体11上に1台または複数台ずつ搭載し、各タービンケーシング35内を空気流制御機構39のフローティングシャッタにより上部および下部の流入口45,46を順次連動させて開閉作動させてもよい。   Further, in the water column vibration type wave power generation apparatus 10 shown in FIG. 4, one or a plurality of wave power generation turbines 25 are mounted on each floating body 11 appropriately arranged or arranged, and each turbine casing 35 is mounted. The upper and lower inlets 45, 46 may be sequentially opened and closed by a floating shutter of the air flow control mechanism 39.

この場合には、個々の浮体11の空気室18の圧力変動に応じて上部および下部の流入口45,46の開閉制御が、自動的に順次行なわれ、波力発電用タービン25のタービン駆動を、高効率領域で運転させるようにしてもよい。   In this case, the opening and closing control of the upper and lower inlets 45 and 46 is automatically performed sequentially according to the pressure fluctuation of the air chamber 18 of each floating body 11, and the turbine drive of the wave power generation turbine 25 is performed. The operation may be performed in a high efficiency region.

図4〜図8の第1実施形態に示された波力発電用タービン25は、タービンケーシング35内に所要の昇降ストローク分昇降自在に空気流制御機構39のフローティングシャッタが収容される。空気流制御機構39は、タービンケーシング35内に格納されて固定設置された中仕切組立体40にシャッタリングプレート47をフローティング状態で昇降可能に設置される。静的構成の中仕切組立体40内に静翼としての単一のノズルリング組立体43と動翼としての輻流型羽根車27とを収容している。   In the wave power generation turbine 25 shown in the first embodiment of FIGS. 4 to 8, a floating shutter of the air flow control mechanism 39 is accommodated in a turbine casing 35 so as to be movable up and down by a required lifting stroke. The air flow control mechanism 39 is installed in the intermediate partition assembly 40 housed in the turbine casing 35 and fixedly installed so that the shuttering plate 47 can be raised and lowered in a floating state. A single nozzle ring assembly 43 serving as a stationary blade and a radiant flow type impeller 27 serving as a moving blade are accommodated in a partition assembly 40 having a static configuration.

従来は、昇降するフローティングチェストに海面上昇時に機能する静翼と海面下降時に機能する静翼とをそれぞれ個別に備えていたが、図5〜図8に示す波力発電用タービン25は、静的構成の中仕切組立体40内に、静翼に相当するノズルリング組立体43は1つでよく、しかも、中仕切組立体40はタービンケーシング35内に固定設置されているので、昇降するフローティング構造は空気流制御機構39のフローティングシャッタ47でよく、軽量化が図れ、タービン構造が著しく簡素化される。   Conventionally, a floating chest that moves up and down individually includes a stationary blade that functions when the sea level rises and a stationary blade that functions when the sea surface descends. However, the wave power turbine 25 shown in FIGS. The number of nozzle ring assemblies 43 corresponding to the stationary blades may be one in the partition assembly 40 of the configuration, and the partition assembly 40 is fixedly installed in the turbine casing 35. May be the floating shutter 47 of the air flow control mechanism 39, which can reduce the weight and greatly simplify the turbine structure.

また、空気流制御機構39のシャッタリングプレート47は、中仕切組立体40の頂部流出口57および底部流出口58を開閉自在に覆う上方カバー円板59および下方カバー円板60と連動して開閉操作される。この意味で上方カバー円板59および下方カバー円板60も空気流制御機構39の一部を構成している。中仕切組立体40の頂部流出口57は、空気流の作用と自重の作用で上方カバー円板59が上方から自動的に開閉自在に覆われ、底部流出口58も、空気流の作用と自重の作用で下方から自動的に開閉される下方カバー円板60で覆われる。   The shuttering plate 47 of the air flow control mechanism 39 opens and closes in conjunction with the upper cover disc 59 and the lower cover disc 60 that cover the top outlet 57 and the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 so as to be freely opened and closed. Operated. In this sense, the upper cover disk 59 and the lower cover disk 60 also constitute a part of the air flow control mechanism 39. The top outlet 57 of the partition assembly 40 is covered with an upper cover disk 59 that can be opened and closed automatically from above by the action of air flow and its own weight, and the bottom outlet 58 also has the action of air flow and its own weight. Is covered with a lower cover disk 60 that is automatically opened and closed from below by the action of.

しかして、図5に示すように、波力発電用タービン25は、海面が上昇して空気室18内の空気が流出する場合には、空気流の押圧作用で空気流制御機構39のシャッタリングプレート47の上昇に先立って下方カバー円板60が押し上げられ、中仕切組立体40の底部流出口(底部開口)58を閉塞させる。この閉塞により、空気流制御機構39は空気流により大きな押上げ作用を受け、シャッタリングプレート47が円滑かつスムーズに上昇して上昇位置に至る。このとき、上方カバー円板59は空気流の押上げ作用で中仕切組立体40の頂部流出口(頂部開口)57から離れて上昇し、頂部流出口57を大きく開口させる。   Therefore, as shown in FIG. 5, the wave power generation turbine 25 is configured such that when the sea level rises and the air in the air chamber 18 flows out, the shuttering of the air flow control mechanism 39 is performed by the air flow pressing action. Prior to the rise of the plate 47, the lower cover disc 60 is pushed up to close the bottom outlet (bottom opening) 58 of the partition assembly 40. Due to this blockage, the air flow control mechanism 39 is subjected to a large push-up action by the air flow, and the shuttering plate 47 rises smoothly and smoothly to the raised position. At this time, the upper cover disk 59 rises away from the top outlet (top opening) 57 of the partition assembly 40 by the air flow push-up action, and opens the top outlet 57 largely.

したがって、波力発電用タービン25は、空気流が空気室18から流出する場合、空気流が中仕切組立体40内を内向流となって、静翼としてのノズルリング組立体43を通り、動翼としての輻流型羽根車27を回転駆動させる。羽根車27を回転駆動させた後、空気流は流出チャンバ54から上部の流出口55および中仕切組立体40の頂部流出口57を経てからタービンケーシング35の頂部開口65から大気中に円滑かつスムーズに流出される。この空気流はタービンケーシング35の頂部開口65から大気中に流出されるので、空気タービン25の流路構造が簡素化される。   Therefore, when the airflow flows out of the air chamber 18, the wave power generation turbine 25 moves inwardly through the partition assembly 40 and passes through the nozzle ring assembly 43 serving as a stationary blade. The radiant flow type impeller 27 as a blade is driven to rotate. After the impeller 27 is driven to rotate, the air flow passes smoothly from the outflow chamber 54 through the upper outlet 55 and the top outlet 57 of the partition assembly 40 to the atmosphere from the top opening 65 of the turbine casing 35 into the atmosphere. To be leaked. Since this air flow flows out into the atmosphere from the top opening 65 of the turbine casing 35, the flow path structure of the air turbine 25 is simplified.

また、空気室18に空気流が流入する場合には、図6に示すように構成される。空気タービン25は、海面が下降して空気室18に大気中の空気が流入する場合には、図6に示すように、上方カバー円板59に上方から空気流が作用し、自重と空気流の相乗作用で上方カバー円板59はスムーズに下降し、中仕切組立体40の頂部開口57を自動的に閉塞させる。   Moreover, when an air flow flows in into the air chamber 18, it is comprised as shown in FIG. In the air turbine 25, when the air in the atmosphere falls and the air in the atmosphere flows into the air chamber 18, an air flow acts on the upper cover disk 59 from above as shown in FIG. Due to the synergistic action, the upper cover disk 59 smoothly descends and automatically closes the top opening 57 of the partition assembly 40.

この閉塞により、空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47はその自重と空気流により、スムーズにかつ強制的に下降作用を受け、下降位置に至る。このとき、下方カバー円板60は、空気流の押下げ作用と自重による落下作用により中仕切組立体40の底部開口58から離れて落下し、底部開口(流出口)58を開放させる。   Due to this blockage, the shuttering plate 47 which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39 is smoothly and forcibly lowered by its own weight and air flow, and reaches the lowered position. At this time, the lower cover disk 60 drops away from the bottom opening 58 of the partition assembly 40 by the air flow pressing action and the falling action due to its own weight, and opens the bottom opening (outlet) 58.

したがって、空気タービン25を通る空気流は、中仕切組立体40内を内向流として流れ、静翼としてのノズルリング組立体43から吹き出されて、動翼としての輻流型羽根車27を回転駆動させる。この空気流は、流出チャンバ54から図6に示す下部の流出口56から中仕切組立体40の底部流出口58、タービンケーシング35の底部開口66を通って空気室18に案内される。海面が下降する場合も、海面が上昇する場合と同様に、空気タービン25の流路構造が著しく簡素化され、大気中の空気は大きな流路抵抗を受けることなく、空気室18に円滑かつスムーズに流出入させることができる。   Therefore, the air flow passing through the air turbine 25 flows as an inward flow in the partition assembly 40 and is blown out from the nozzle ring assembly 43 serving as a stationary blade to rotationally drive the radial impeller 27 serving as a moving blade. Let This air flow is guided from the outflow chamber 54 to the air chamber 18 from the lower outlet 56 shown in FIG. 6 through the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 and the bottom opening 66 of the turbine casing 35. When the sea level is lowered, the flow path structure of the air turbine 25 is remarkably simplified as in the case where the sea level is raised, and air in the atmosphere is smoothly and smoothly transferred to the air chamber 18 without receiving a large flow path resistance. Can flow into and out.

[第1実施形態の効果]
第1実施形態に示された波力発電用タービン25は、海面上昇時に機能する静翼と、海面下降時に機能する静翼とを、単一のノズルリング組立体43で共用させることができる。しかも、ノズルリング組立体43はタービンケーシング35内に中仕切組立体40とともに固定され、昇降する空気流制御機構39側に設ける必要がない。固定設置のノズルリング組立体43は、空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47から独立しているので、空気流制御機構39の構造が簡素化され、軽量化される。
[Effect of the first embodiment]
In the turbine 25 for wave power generation shown in the first embodiment, a single nozzle ring assembly 43 can share a stationary blade that functions when the sea level rises and a stationary blade that functions when the sea level descends. Moreover, the nozzle ring assembly 43 is fixed together with the partition assembly 40 in the turbine casing 35 and does not need to be provided on the side of the air flow control mechanism 39 that moves up and down. Since the fixed nozzle ring assembly 43 is independent of the shutter ring plate 47 which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39, the structure of the air flow control mechanism 39 is simplified and the weight is reduced.

空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47を、固定設置の静翼であるノズルリング組立体43から切り離して独立して設置でき、空気流制御機構39の重量軽減を図ることができ、海面の上昇、下降時における空気流の切換え追従性が迅速でかつ良好となる。また、静翼を構成するノズルリング組立体43は固定される中仕切組立体40に設置されるので、静的構成となり静翼の機械的、物理的強度を向上させることができて機械的耐久性が向上し、タービン稼動効率を向上させることができる。   The shutter ring plate 47, which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39, can be installed separately from the nozzle ring assembly 43, which is a stationary vane, and the weight of the air flow control mechanism 39 can be reduced. The air flow switching followability at the time of sea level rise and fall is quick and good. Further, since the nozzle ring assembly 43 constituting the stationary blade is installed in the fixed partition assembly 40, it becomes a static configuration and can improve the mechanical and physical strength of the stationary blade, and is mechanically durable. This improves the turbine operating efficiency.

また、この波力発電用タービン25は、輻流型羽根車27から排気される空気流の排気チャンバ側に静翼をなくすことができ、タービン構造の簡素化を図ることができる。しかも、中仕切組立体40内周側の頂部開口57および底部開口58に、自重や空気流作用により自動的に開閉する軽量な上方カバー円板59および下方カバー円板60をそれぞれ設け、羽根車27の排気チャンバ54に排出された空気流を中仕切組立体40の頂部流出口57や底部流出口58からも排出させることができる。   Further, the wave power generation turbine 25 can eliminate the stationary blades on the exhaust chamber side of the air flow exhausted from the radial flow impeller 27, thereby simplifying the turbine structure. In addition, the top opening 57 and the bottom opening 58 on the inner peripheral side of the inner partition assembly 40 are respectively provided with lightweight upper cover disk 59 and lower cover disk 60 that automatically open and close by their own weight and airflow action, The air flow discharged to the 27 exhaust chambers 54 can also be discharged from the top outlet 57 and the bottom outlet 58 of the partition assembly 40.

したがって、波力発電用タービンは、空気流の流れの流路構造やタービン構造が簡素化して軽量化させ、コンパクトなカセット式に構成でき、製作、設置コストを低減させることができる。また、波力発電用タービンは、主要な構成部品をプラスチック等の樹脂材料で構成し軽量化させ、分解可能に組み立て、さらに浮体の頂部への据付を着脱自在とするので、メンテナンス性に優れ、タービン稼動効率を向上させることができる。   Therefore, the wave power turbine can be reduced in weight by simplifying the flow path structure and turbine structure of the air flow, and can be constructed in a compact cassette type, thereby reducing manufacturing and installation costs. In addition, the turbine for wave power generation is composed of resin materials such as plastics to reduce the weight of the turbine, assembles it so that it can be disassembled, and makes it easy to install on the top of the floating body. Turbine operating efficiency can be improved.

[第2の実施形態]
図9および図10は、本発明に係る波力発電用タービンの第2実施形態を説明するものである。
[Second Embodiment]
9 and 10 illustrate a second embodiment of the wave power turbine according to the present invention.

この実施形態に示された波力発電用タービンを説明するに当り、第1実施形態に示されたものと同じ構成には、同一符号を付して重複説明を省略あるいは簡素化する。   In the description of the wave power generation turbine shown in this embodiment, the same components as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.

第2実施形態に示された波力発電用タービン(空気タービン)25Aは、タービンケーシング35内に収納される輻流型羽根車70の構成を、第1実施形態に示された波力発電用タービン25と異にし、他の構成は実質的に異ならない。第2実施形態の空気タービン25Aは、波の振幅が比較的小さい、例えば2m〜1.6m程度以下の振幅の波に適するものである。   The wave power generation turbine (air turbine) 25A shown in the second embodiment is the same as the wave type power generation turbine shown in the first embodiment in the configuration of the radial flow impeller 70 housed in the turbine casing 35. Unlike the turbine 25, other configurations are not substantially different. The air turbine 25A of the second embodiment is suitable for a wave having a relatively small amplitude, for example, an amplitude of about 2 m to 1.6 m or less.

図9および図10に示された空気タービン25Aは、タービンケーシング35内に上下2分割可能に中仕切組立体40が格納され、設置される。中仕切組立体40は、全体として中空円盤状をなして2分割可能に組み立てられ、最外周側にタービンケーシング35の本体上部ケーシング36および本体下部ケーシング37の各内周壁に嵌り合って固定される上部スリーブ部41aおよび下部スリーブ部42aを一体に備える。   In the air turbine 25 </ b> A shown in FIGS. 9 and 10, an intermediate partition assembly 40 is stored and installed in a turbine casing 35 so as to be divided into two vertically. The intermediate partition assembly 40 is formed in a hollow disk shape as a whole and can be divided into two parts, and is fitted and fixed to the inner peripheral walls of the main body upper casing 36 and the main body lower casing 37 of the turbine casing 35 on the outermost peripheral side. The upper sleeve portion 41a and the lower sleeve portion 42a are integrally provided.

上部スリーブ部41aは、中仕切組立体40の上部仕切ディスク41の外周側に一体に形成される一方、上部仕切ディスク41の中央部にボス状の筒状スリーブ部41bが一体に設けられる。また、下部スリーブ部42aは、中仕切組立体40の下部仕切ディスク42の外周側に一体に形成される一方、下部仕切ディスク42の中央部にボス状の筒状スリーブ部42bが一体に設けられる。一方の筒状スリーブ部41bは上部仕切ディスク41の中央部から立ち上がる一方、下部仕切ディスクの筒状スリーブ部42bは下部仕切ディスク42の中央部から立ち下がり、両筒状スリーブ部41bおよび42bは、タービンケーシング35の上下部に形成された中央開口にそれぞれ嵌め合されて固定される。   The upper sleeve portion 41 a is integrally formed on the outer peripheral side of the upper partition disk 41 of the middle partition assembly 40, while a boss-like cylindrical sleeve portion 41 b is integrally provided at the center of the upper partition disk 41. The lower sleeve portion 42 a is integrally formed on the outer peripheral side of the lower partition disk 42 of the middle partition assembly 40, and a boss-shaped cylindrical sleeve portion 42 b is integrally provided at the center of the lower partition disk 42. . One cylindrical sleeve portion 41b rises from the center portion of the upper partition disk 41, while the cylindrical sleeve portion 42b of the lower partition disc falls from the center portion of the lower partition disk 42, and both cylindrical sleeve portions 41b and 42b are The turbine casing 35 is fitted into and fixed to the central openings formed in the upper and lower portions.

また、中仕切組立体40は上部仕切ディスク41の外周側および下部仕切ディスク42の外周側に上部および下部の流入口45,46が周方向に沿って複数個ずつ設けられ、上下部の流入口45,46間に流入チャンバ51が形成される。中仕切組立体40は流入チャンバ51の内周側に静翼を構成するノズルリング組立体43が設けられる。さらに、ノズルリング組立体43の内周側に、動翼を構成する輻流型羽根車70が対向して回転自在に設けられる。ノズルリング組立体43の構成は、第1実施形態に示された波力発電用タービン(空気タービン)25と同様である。   Further, the middle partition assembly 40 is provided with a plurality of upper and lower inlets 45, 46 along the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper partition disk 41 and the outer peripheral side of the lower partition disk 42. An inflow chamber 51 is formed between 45 and 46. The middle partition assembly 40 is provided with a nozzle ring assembly 43 constituting a stationary blade on the inner peripheral side of the inflow chamber 51. Further, on the inner peripheral side of the nozzle ring assembly 43, a radiant flow type impeller 70 constituting a moving blade is provided so as to be rotatable. The configuration of the nozzle ring assembly 43 is the same as that of the wave power generation turbine (air turbine) 25 shown in the first embodiment.

動翼である輻流型羽根車70は、ロータリブレード73をブレード先端側に支持する支持構造に構成される。羽根車70は、タービン軸26に回転一体に設けられたロータハブとしてのボス部71と、ボス部71の軸方向中央部に一体に設けられたディスク状の一枚の支持ディスク72と、支持ディスク72の外周側の上下部両側に周方向に設けられた多数のロータリブレード73とを有する。支持ディスク72は、ロータハブであるボス部71の幅方向中央部に一体に設けられる中心支持ロータであり、支持ディスク73の外周部に多数のロータリブレード73が所要のピッチ間隔で周方向に配設される。各ロータリブレード73は、静翼としてのノズルリング組立体43のノズルブレード50の内周側に対向して設けられる。   The radiant flow impeller 70 that is a moving blade is configured to have a support structure that supports the rotary blade 73 on the blade tip side. The impeller 70 includes a boss portion 71 as a rotor hub provided integrally with the turbine shaft 26, a single disk-like support disk 72 provided integrally at the axial center of the boss portion 71, and a support disk. And a plurality of rotary blades 73 provided in the circumferential direction on both upper and lower sides of the outer peripheral side of 72. The support disk 72 is a central support rotor that is integrally provided at the center in the width direction of the boss 71 that is a rotor hub, and a large number of rotary blades 73 are arranged in the circumferential direction at a required pitch interval on the outer periphery of the support disk 73. Is done. Each rotary blade 73 is provided facing the inner peripheral side of the nozzle blade 50 of the nozzle ring assembly 43 as a stationary blade.

輻流型羽根車70は、ロータリブレード73の内周側に流出チャンバ75が形成される一方、この流出チャンバ75内に複数の開口76を有する支持ディスク72が配設される。羽根車70は軸受53,53やタービン軸26とともに、締付け手段67による締付けで羽根車アッセンブリ68が一体的に構成される。   In the radiant flow type impeller 70, an outflow chamber 75 is formed on the inner peripheral side of the rotary blade 73, and a support disk 72 having a plurality of openings 76 is disposed in the outflow chamber 75. The impeller 70 is integrally formed with the bearings 53 and 53 and the turbine shaft 26 by the fastening by the fastening means 67.

輻流型羽根車70の内周側に形成される流出チャンバ75の上方および下方に形成される頂部流出口57および底部流出口58は、中仕切組立体40の上部仕切ディスク41および下部仕切ディスク42にそれぞれ設けられる。   The top outlet 57 and the bottom outlet 58 formed above and below the outflow chamber 75 formed on the inner peripheral side of the radial flow impeller 70 are the upper partition disk 41 and the lower partition disk of the intermediate partition assembly 40. 42 respectively.

中仕切組立体40の頂部流出口57を上方から選択的に覆う上方カバー円板59は上部仕切ディスク41の筒状スリーブ部41bにより昇降が案内される一方、中仕切組立体40の底部流出口58を下方から選択的に覆う下方カバー円板60は下部仕切ディスク42の筒状スリーブ部42bにより昇降が案内される。   The upper cover disk 59 that selectively covers the top outlet 57 of the middle partition assembly 40 from above is guided by the cylindrical sleeve portion 41b of the upper partition disk 41 while the bottom outlet of the middle partition assembly 40 is guided. The lower cover disk 60 that selectively covers 58 from below is guided by the cylindrical sleeve portion 42 b of the lower partition disk 42 to be raised and lowered.

また、タービンケーシング35の頂部に大気に連通する頂部開口65が設けられ、タービンケーシング35の底部には、浮体11の空気室18(図4参照)に連通する底部開口66が設けられる。   A top opening 65 communicating with the atmosphere is provided at the top of the turbine casing 35, and a bottom opening 66 communicating with the air chamber 18 (see FIG. 4) of the floating body 11 is provided at the bottom of the turbine casing 35.

波力発電用タービンの組立は、第1実施形態に構成された波力発電用タービンとほぼ同様であるので、説明は省略する。また、波力発電装置10Aに備えられる波力発電用タービンの作用を説明する。   Since the assembly of the wave power generation turbine is substantially the same as the wave power generation turbine configured in the first embodiment, the description thereof is omitted. The operation of the wave power generation turbine provided in the wave power generation apparatus 10A will be described.

波力発電装置10Aには、浮体11の頂部に据え付けられる波力発電用タービンとしての空気タービン25Aを備える。この空気タービン25Aは浮体11上部の空気室18内に出入りする空気流によって回転駆動され、タービン軸26を介して発電機12を駆動させ、発電に供するようになっている。   The wave power generation device 10 </ b> A includes an air turbine 25 </ b> A as a wave power generation turbine installed on the top of the floating body 11. The air turbine 25A is rotationally driven by an air flow entering and exiting the air chamber 18 above the floating body 11, and the generator 12 is driven via the turbine shaft 26 for power generation.

この波力発電用タービン25Aは、海面の上昇により、図9に示すように作用する。浮体11の空気室18からの空気流により、下方カバー円板60が上動されて中仕切組立体40の底部開口58を下方から覆って閉塞させる。続いて、空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47を上動させ、このシャッタリングプレート47が下部仕切ディスク42の流入口46を開放させて上昇し、上部仕切ディスク41の流入口41を下方から覆い、閉塞させる。   The wave power generation turbine 25A acts as shown in FIG. 9 due to the rise in the sea level. Due to the air flow from the air chamber 18 of the floating body 11, the lower cover disk 60 is moved upward to cover and close the bottom opening 58 of the partition assembly 40 from below. Subsequently, the shuttering plate 47 which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39 is moved upward, and the shuttering plate 47 is lifted by opening the inlet 46 of the lower partition disk 42, and the inlet of the upper partition disk 41. 41 is covered from below and closed.

これにより、空気室18からの空気流は中仕切組立体40の流入チャンバ51に下部の流入口46から流入し、続いて静翼であるノズルリング組立体43内を通って、動翼である輻流型羽根車70に案内され、旋回する内向流となって羽根車70のロータリブレード73を回転駆動させる。羽根車70はほぼ図7に示すものと同様、ロータリブレード73が反時計方向に回転される。   As a result, the air flow from the air chamber 18 flows into the inflow chamber 51 of the partition assembly 40 from the lower inlet 46, and then passes through the nozzle ring assembly 43, which is a stationary blade, to become a moving blade. The rotary blade 73 of the impeller 70 is rotationally driven by being guided by the radiant flow impeller 70 and turning inward. In the impeller 70, the rotary blade 73 is rotated counterclockwise in substantially the same manner as shown in FIG.

羽根車70を回転させた空気流は、続いて流出チャンバ75に案内され、この流出チャンバ75からチャンバ38内に流出され、中仕切組立体40の頂部流出口57を覆う上方カバー円板59が押し上げられて、頂部流出口57を開放させる。   The air flow that has rotated the impeller 70 is then guided to the outflow chamber 75, outflowed from the outflow chamber 75 into the chamber 38, and an upper cover disk 59 that covers the top outlet 57 of the partition assembly 40. When pushed up, the top outlet 57 is opened.

しかして、静翼である外周側のノズルリング組立体43から動翼である内周側の輻流型羽根車70を回転駆動させて流出チャンバ75に案内された旋回する内向流としての空気流は、流出チャンパ75から中仕切組立体40の頂部流出口57およびチャンバ38を通り、タービンケーシング35の頂部開口65から大気中に放出される。   Thus, the air flow as the swirling inward flow guided to the outflow chamber 75 by rotationally driving the inner peripheral airflow type impeller 70 as the moving blade from the outer peripheral nozzle ring assembly 43 as the stationary blade. Is discharged from the outlet champ 75 through the top outlet 57 of the partition assembly 40 and the chamber 38 into the atmosphere from the top opening 65 of the turbine casing 35.

一方、輻流型羽根車70の回転により、タービン軸26が回転駆動される。タービン軸26の回転駆動は、発電機12に伝達され、発電機12を駆動して発電するようになっている。   On the other hand, the turbine shaft 26 is rotationally driven by the rotation of the radial impeller 70. The rotational drive of the turbine shaft 26 is transmitted to the generator 12, and the generator 12 is driven to generate power.

また、波力発電用タービン25Aは、海面の下降により、図10に示すように作用する。このとき、浮体11内の空気室18は海面の下降により負圧が作用する一方、タービンケーシング35の中仕切組立体40に上方から大気圧が作用する。タービンケーシング35内の上方カバー円板59は、大気圧の作用と自重により上部仕切ディスク41の筒状スリーブ部41bに案内されて下降し、中仕切組立体40の頂部流出口57を上方から覆って閉塞させる。また、このときには空気流制御機構39のフローティングシャッタであるシャッタリングプレート47は大気圧と自重の作用により、タービンケーシング35の内周壁に沿って下降し、中仕切組立体40の上部流入口45を開口させる一方、下部流入口46を上方から覆って閉塞させる。   In addition, the wave power generation turbine 25A acts as shown in FIG. At this time, a negative pressure acts on the air chamber 18 in the floating body 11 due to the sea level descent, while an atmospheric pressure acts on the partition assembly 40 of the turbine casing 35 from above. The upper cover disk 59 in the turbine casing 35 is guided and lowered by the cylindrical sleeve portion 41b of the upper partition disk 41 by the action of atmospheric pressure and its own weight, and covers the top outlet 57 of the middle partition assembly 40 from above. Block it. At this time, the shuttering plate 47, which is a floating shutter of the air flow control mechanism 39, is lowered along the inner peripheral wall of the turbine casing 35 by the action of atmospheric pressure and its own weight, and the upper inlet 45 of the partition assembly 40 is made to flow. While opening, the lower inlet 46 is covered and closed from above.

一方、中仕切組立体40の底部流出口58を覆っていた下方カバー円板60は自重と空気流により底部流出口58から下降して開放させる。   On the other hand, the lower cover disc 60 covering the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 is lowered from the bottom outlet 58 and opened by its own weight and air flow.

しかして、大気中の空気はタービンケーシング35の頂部開口65から中仕切組立体40の上部流入口45を通って流入チャンパ51に入った空気流は、続いて、静翼であるノズルリング組立体43を通って動翼である内周側の輻流型羽根車70に旋回する内向流として案内され、羽根車70を回転駆動させる。   Thus, air flowing from the top opening 65 of the turbine casing 35 through the upper inlet 45 of the partition assembly 40 into the inlet champ 51 continues to the nozzle ring assembly which is a stationary blade. 43 is guided as an inward flow swirling to the inner circumferential side radial flow impeller 70 which is a moving blade, and the impeller 70 is driven to rotate.

羽根車70の回転駆動した空気流は、続いて流出チャンバ75から一部は支持ディスク72の開口76、残りは直接、中仕切組立体40の底部流出口58からタービンケーシング35の底部開口66を経て浮体11の空気室18に流入される。   The rotationally driven air flow of the impeller 70 is then partially passed from the outflow chamber 75 through the opening 76 of the support disk 72 and the rest directly from the bottom outlet 58 of the partition assembly 40 to the bottom opening 66 of the turbine casing 35. After that, it flows into the air chamber 18 of the floating body 11.

一方、輻流型羽根車70の回転により、タービン軸26が回転駆動され、発電機12を駆動して発電に供するようになっている。   On the other hand, the turbine shaft 26 is rotationally driven by the rotation of the radiant flow impeller 70 to drive the generator 12 for power generation.

[第2実施形態の効果]
この波力発電装置10Aにおける波力発電用タービン25Aは、海面が上昇したり、下降して浮体11の空気室18に空気流が出入りするとき、中仕切組立体40内で外周側の静翼から内周側の動翼に向けて一方向の旋回する内向流となる。このため、波力発電用タービンの輻流型羽根車25Aにおけるロータ内の空気流の流れは常に一方向の内向流となり、静翼や動翼の翼の設計自由度を向上させることができる。
[Effects of Second Embodiment]
The wave power generation turbine 25A in the wave power generation device 10A is configured such that when the sea surface rises or falls and an air flow enters and leaves the air chamber 18 of the floating body 11, the stationary vanes on the outer peripheral side in the partition assembly 40. To the inner peripheral side of the rotor blade, the inward flow swirls in one direction. For this reason, the flow of the air flow in the rotor in the radial flow impeller 25A of the turbine for wave power generation is always an inward flow in one direction, and the degree of freedom in designing the blades of the stationary blade and the moving blade can be improved.

静翼であるノズルリング組立体43および動翼である輻流型羽根車70は、タービンケーシング35内に固定された中仕切組立体40内に設けられるので、ノズルリング組立体43および輻流型羽根車70を位置精度よく設けることができ、安定した翼性能を発揮することができる。   The nozzle ring assembly 43 that is a stationary blade and the radial flow impeller 70 that is a moving blade are provided in a partition assembly 40 that is fixed in the turbine casing 35. The impeller 70 can be provided with high positional accuracy, and stable blade performance can be exhibited.

また、中仕切組立体40内に設けられる空気流制御機構39は、薄肉で軽量なフローティング(浮動)シャッタ方式のシャッタリングプレート47でタービンケーシング35の内周壁に案内されて昇降できるので、空気流の流れ方向の切換えを円滑かつ衝撃音を発生させることなく行なうことができる。   Further, the air flow control mechanism 39 provided in the partition assembly 40 can be moved up and down by being guided by the inner peripheral wall of the turbine casing 35 by a shutter ring plate 47 of a thin and lightweight floating shutter type. The flow direction can be switched smoothly and without generating an impact sound.

さらに、タービンケーシング35、中仕切組立体40および静翼であるノズルリング組立体43、必要に応じて輻流型羽根車25Aは、全てプラスチック等の樹脂材料を射出成形等で一体成形でき、量産化や軽量化が図れるとともに、海水による腐食防止効果も得られる。   Further, the turbine casing 35, the partition assembly 40, the nozzle ring assembly 43 as a stationary blade, and the radial impeller 25A as necessary can be integrally formed by resin molding such as plastics by injection molding or the like. And weight reduction, and the effect of preventing corrosion by seawater.

10,10A 波力発電装置
11 浮体
12 発電機(発電手段)
13 浮力調整室
14 バラスト(重錘)
15 突起部
16 中仕切板
17 開口
18 空気室(エアチャンバ)
20 振動水柱
21 固定水柱
25,25A 空気タービン(波力発電用タービン、輻流型空気タービン)
26 タービン軸
27 動翼(回転翼,輻流型羽根車)
30 リンク部材(係留ケーブル,ワイヤ)
31 筒状ブロック
32 サポート部材
35 タービンケーシング
36 本体上部ケーシング
37 本体下部ケーシング
38 チャンバ
39 空気流制御機構
40 中仕切組立体
41 上部仕切ディスク
41a 上部スリーブ部
41b 筒状スリーブ部
42 下部仕切ディスク
42a 下部スリーブ部
42b 筒状スリーブ部
43 ノズルリング組立体(静翼)
45,46 流入口
47 シャッタリングプレート(フローティングシャッタ)
48 ノズルリング上板
49 ノズルリング下板
50 ノズルブレード
51 流入チャンバ
53 軸受
54 流出チャンバ
55,56 流出口
57 頂部流出口
58 底部流出口
59 上方カバー円板
60 下方カバー円板
61 上部支持ディスク
62 下部支持ディスク
63 ロータリブレード
64 ボス部(ロータハブ)
65 頂部開口
66 底部開口
67 締付け手段
68 羽根車アッセンブリ
70 動翼(輻流型羽根車)
71 ボス部(ロータハブ)
72 支持ディスク
73 ロータリブレード
75 流出チャンバ
76 開口
10, 10A Wave power generator 11 Floating body 12 Generator (power generation means)
13 Buoyancy adjustment chamber 14 Ballast (weight)
15 Protrusion 16 Middle partition plate 17 Opening 18 Air chamber (air chamber)
20 Vibrating water column 21 Fixed water column 25, 25A Air turbine (turbine for wave power generation, radiant flow type air turbine)
26 Turbine shaft 27 Rotor blade (rotary blade, radial flow impeller)
30 Link member (mooring cable, wire)
31 Tubular block 32 Support member 35 Turbine casing 36 Main body upper casing 37 Main body lower casing 38 Chamber 39 Air flow control mechanism 40 Middle partition assembly 41 Upper partition disk 41a Upper sleeve part 41b Tubular sleeve part 42 Lower partition disk 42a Lower sleeve Part 42b Tubular sleeve part 43 Nozzle ring assembly (static blade)
45, 46 Inlet 47 Shuttering plate (floating shutter)
48 Nozzle ring upper plate 49 Nozzle ring lower plate 50 Nozzle blade 51 Inflow chamber 53 Bearing 54 Outflow chamber 55, 56 Outflow port 57 Top outflow port 58 Bottom outflow port 59 Upper cover disk 60 Lower cover disk 61 Upper support disk 62 Lower Support disk 63 Rotary blade 64 Boss (rotor hub)
65 Top opening 66 Bottom opening 67 Tightening means 68 Impeller assembly 70 Rotor blade (radiant flow type impeller)
71 Boss (rotor hub)
72 Support disk 73 Rotary blade 75 Outflow chamber 76 Opening

Claims (9)

波力発電装置の発電機を駆動する波力発電用タービンにおいて、
筒状形状の浮体の頂部に設けられ、この浮体内で振動水柱上に形成される空気室と外気とを連通させ、分割可能に組み立てられるタービンケーシングと、
このタービンケーシング内に組み付けて固定された上下2分割可能な中空円盤状中仕切組立体と、
前記中仕切組立体内の外周側に設置された静翼としてのノズルリング組立体と、
このノズルリング組立体の内周側に対向して設置され、その吹出し空気流により回転駆動されるタービン軸と回転一体の動翼としての羽根車と、
前記ノズルリング組立体の外周側に昇降可能なフローティングシャッタを設置し、外気からの空気流と前記空気室からの空気流を選択的に切り換えて流入させる空気流制御機構とを備え、
前記中仕切組立体の外周部に流入された空気流は前記ノズルリング組立体および前記羽根車を経て一方向の内向流として案内されることを特徴とする波力発電用タービン。
In the turbine for wave power generation that drives the generator of the wave power generator,
A turbine casing that is provided at the top of a cylindrical floating body, communicates an air chamber formed on a vibrating water column in the floating body and outside air, and is assembled in a separable manner;
A hollow disk-shaped partition assembly that can be divided into upper and lower parts and is assembled and fixed in the turbine casing;
A nozzle ring assembly as a stationary blade installed on the outer peripheral side of the partition assembly, and
An impeller as a moving blade integrally rotating with a turbine shaft that is installed facing the inner peripheral side of the nozzle ring assembly and is rotationally driven by the blown air flow;
A floating shutter that can be moved up and down is installed on the outer peripheral side of the nozzle ring assembly, and includes an air flow control mechanism that selectively switches between an air flow from outside air and an air flow from the air chamber,
The wave power generation turbine according to claim 1, wherein an air flow flowing into an outer peripheral portion of the partition assembly is guided as an inward flow in one direction through the nozzle ring assembly and the impeller.
前記中仕切組立体は、前記タービンケーシングの内周壁に上部仕切ディスクと下部仕切ディスクが間隔を置いて設けられ、
前記上部仕切ディスクと下部仕切ディスクの間に、静翼としてのトーラス状の前記ノズルリング組立体が外周側に、動翼としての前記羽根車が内周側にそれぞれ配設され、
前記ノズルリング組立体は前記中仕切組立体内部の対向するリング状収納凹部に収められて、固定される一方、前記羽根車は前記タービン軸に回転一体に支持されて収容され、
前記中仕切組立体は、前記ノズルリング組立体の外周側にトーラス状の流入チャンバが、前記羽根車のロータリブレードの内周側にトーラス状の流出チャンバが、それぞれ形成された請求項1に記載の波力発電用タービン。
The middle partition assembly is provided with an upper partition disk and a lower partition disk at an interval on the inner peripheral wall of the turbine casing.
Between the upper partition disk and the lower partition disk , the torus-shaped nozzle ring assembly as a stationary blade is disposed on the outer peripheral side , and the impeller as a moving blade is disposed on the inner peripheral side , respectively.
The nozzle ring assembly is housed and fixed in opposed ring-shaped housing recesses inside the partition assembly, while the impeller is rotatably supported and housed on the turbine shaft,
2. The partition assembly according to claim 1, wherein a torus-like inflow chamber is formed on an outer peripheral side of the nozzle ring assembly, and a torus-like outflow chamber is formed on an inner peripheral side of a rotary blade of the impeller. Turbine for wave power generation.
前記羽根車は、前記タービン軸を挿通支持したタービンハブとしてのボス部と、
このボス部に一体に設けられた1枚あるいは上下複数枚の支持ディスクと、
前記支持ディスクの外周側に周方向に配列されたロータリブレード列とから構成された請求項1または2に記載の波力発電用タービン。
The impeller includes a boss portion as a turbine hub that inserts and supports the turbine shaft,
One or a plurality of upper and lower support disks integrally provided in the boss portion;
The wave power generation turbine according to claim 1 or 2, comprising a rotary blade row arranged in a circumferential direction on an outer peripheral side of the support disk.
前記中仕切組立体は、前記流入チャンバが前記上部仕切ディスクの流入口を介して大気中に連通される一方、前記下部仕切ディスクの流入口を介して前記空気室に連通され、
前記空気流制御機構は、前記上部仕切ディスクの流入口前記下部仕切ディスクの流入口との間で、前記流入チャンバ内を昇降自在にフローティングするリング状フローティングシャッタを備え、
前記空気流制御機構は、前記上部仕切りディスクの流入口および下部仕切りディスクの流入口と前記フローティングシャッタとが協働して構成され、前記フローティングシャッタの昇降により、前記上部仕切りディスクの流入口および前記下部仕切ディスクの流入口が選択的に覆われる請求項2に記載の波力発電用タービン。
The inner partition assembly is connected to the air chamber through the inlet of the lower partition disk, while the inflow chamber is communicated to the atmosphere through the inlet of the upper partition disk,
The air flow control mechanism between the upper partition disk inlet and the inlet of the lower partition disk, comprises a ring-shaped floating shutter for floating vertically movably said inlet chamber,
The air flow control mechanism is configured such that the inlet of the upper partition disk and the inlet of the lower partition disk and the floating shutter cooperate with each other, and the inlet of the upper partition disk and the The turbine for wave power generation according to claim 2, wherein the inlet of the lower partition disk is selectively covered .
前記中仕切組立体は、前記流出チャンバが前記上部仕切ディスクの流出口を介して大気中に連通される一方、前記下部仕切ディスクの流出口を介して前記空気室に連通され、
前記上部仕切ディスクの流出口を上方から覆う上方カバー円板が昇降自在に設けられ、また前記下部仕切ディスクの流出口を覆う下方カバー円板が昇降自在に設けられた請求項2に記載の波力発電用タービン。
In the middle partition assembly, the outflow chamber communicates with the atmosphere through the outlet of the upper partition disk, and communicates with the air chamber through the outlet of the lower partition disk,
The wave according to claim 2, wherein an upper cover disk that covers the outlet of the upper partition disk from above is provided so as to be movable up and down, and a lower cover disk that covers the outlet of the lower partition disk is provided so as to be movable up and down. Turbine for power generation.
本体下部ケーシング内に下方カバー円板を収納して前記本体下部ケーシングの内周壁に下部仕切ディスクを嵌め合せ
嵌め合された前記下部仕切ディスク上にトーラス状のノズルリング組立体を設けるとともに、前記ノズルリング組立体の内周側および外周側に羽根車アッセンブリおよびフローティングシャッタをそれぞれ設置し、
前記フローティングシャッタ、前記ノズルリング組立体および前記羽根車アッセンブリを上方から覆うように上部仕切ディスクを被せ、
前記上部仕切ディスク上に上部カバー円板を納めて、前記上部仕切ディスクを本体上部ケーシングの内周壁に嵌め合せ、
前記本体下部ケーシングと本体上部ケーシングとの両フランジ部を合せて結合させ、タービンケーシングを組み立てることを特徴とする波力発電用タービンの組立方法。
A lower cover disk is accommodated in the lower casing of the main body, and the lower partition disk is fitted to the inner peripheral wall of the lower casing of the main body .
A torus-shaped nozzle ring assembly is provided on the fitted lower partition disk, and an impeller assembly and a floating shutter are installed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the nozzle ring assembly, respectively.
Cover the floating shutter, the nozzle ring assembly and the impeller assembly from above with an upper partition disk,
An upper cover disk is placed on the upper partition disk, and the upper partition disk is fitted to the inner peripheral wall of the main body upper casing,
A method of assembling a turbine for wave power generation, comprising assembling a turbine casing by combining both flange portions of the main body lower casing and the main body upper casing together.
前記羽根車アッセンブリは、羽根車のロータハブとしてのボス部の両側に軸受を介在させ、
前記軸受を備えた前記ボス部のボス孔にタービン軸を挿通して、締結手段で締結することにより、前記羽根車とタービン軸とが一体的に組み立てられる請求項6に記載の波力発電用タービンの組立方法。
The impeller assembly includes bearings on both sides of a boss portion as a rotor hub of the impeller,
The wave power generator according to claim 6, wherein the impeller and the turbine shaft are integrally assembled by inserting a turbine shaft into a boss hole of the boss portion including the bearing and fastening the turbine shaft with fastening means. Turbine assembly method.
請求項6に記載の波力発電用タービンの組立方法により地上にて組み立てられた波力発電用タービンは、海上の浮体設置場所に船で搬送され、
前記波力発電用タービンを海上設置の浮体の頂部に着脱可能に設置し、
前記波力発電用タービン上に発電機を設置することを特徴とする波力発電用タービンの組立方法。
The turbine for wave power generation assembled on the ground by the method for assembling the turbine for wave power generation according to claim 6 is transported by ship to a floating body installation place on the sea,
The wave power turbine is detachably installed on the top of a floating body installed at sea,
A method for assembling a wave power generation turbine, comprising: installing a generator on the wave power generation turbine.
海上の浮体頂部に波力発電用タービンを設置し、
前記浮体内の空気室に流出入する海水により海面が昇降し、振動水柱が上下動する波力発電用タービンの運転方法において、
前記海面上昇に伴う前記振動水柱の上昇により、前記空気室内の空気流は下方カバー円板および上方カバー円板を押し上げて、タービンケーシング内に組み付けて固定された中仕切組立体の底部流出口を閉塞させ、かつその頂部流出口を開放させる一方、空気流制御機構のフローティングシャッタを押し上げて、前記中仕切組立体の下部流入口を開放させて、その上部流入口を閉塞させ、
前記海面下降に伴う前記振動水柱の下降により、大気中の空気流は、前記空気流制御機構のフローティングシャッタを下降させて前記中仕切組立体の上部流入口を開放させ、かつその下部流入口を閉塞させる一方、前記上方カバー円板および下方カバー円板が下降して前記中仕切組立体の頂部流出口を閉じて、その底部流出口を開放させ、
前記海面の上昇時に前記下部流入口から流入チャンバに流入した空気流、および前記海面の下降時に前記上部流入口から前記流入チャンバに流入した空気流は、静翼としてのノズルリング組立体から動翼としての羽根車を経て流出チャンバに一方向の内向流として案内され、タービン軸を回転させることを特徴とする波力発電用タービンの運転方法。
Install a wave power turbine at the top of the floating body at sea,
In the operation method of the turbine for wave power generation in which the sea surface is moved up and down by seawater flowing into and out of the air chamber in the floating body, and the vibrating water column moves up and down,
As the oscillating water column rises as the sea level rises, the air flow in the air chamber pushes up the lower cover disk and the upper cover disk, and opens the bottom outlet of the partition assembly assembled and fixed in the turbine casing. Closing and opening the top outlet, while pushing up the floating shutter of the air flow control mechanism to open the lower inlet of the partition assembly and close the upper inlet;
Due to the descending of the oscillating water column accompanying the sea level descent, the air flow in the atmosphere lowers the floating shutter of the air flow control mechanism to open the upper inlet of the partition assembly and the lower inlet While closing, the upper cover disk and lower cover disk are lowered to close the top outlet of the partition assembly and open its bottom outlet,
An air flow that flows into the inflow chamber from the lower inlet when the sea level rises, and an air flow that flows into the inflow chamber from the upper inlet when the sea level descends from the nozzle ring assembly as a stationary blade to the moving blade. A wave power generation turbine operating method, characterized in that the turbine shaft is rotated by being guided as an inward flow in one direction to an outflow chamber via an impeller as described above.
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