JP6324993B2 - 波力エネルギー発電システム - Google Patents
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Description
図1以降の図を参照するに、本開示の波力エネルギー発電システム10は、海底Sに固定された、例えば、15フィート(4.6メートル(m))の直径Dを有する大型の浮きブイ12を含む。円筒壁14はブイ12の下方に延び、ぴったりしたチャンバー16を画成している。チャンバー壁には、中立浮力ピストン20の上方および下方において複数の開水流オリフィス18が設けられ、該中立浮力ピストン20は比較的垂直方向の静止位置において狭いプラグオリフィス22の領域に位置決めされる。
特に、海岸線設備200のエア・コンプレッサー228は、例えば、花崗岩沿岸等の沿岸204に切り込んだ垂直シリンダ202の上方に位置決めされる(図15に明示する)。第1のまたは下部の水平接続通路206(図15に明示する)は、干潮SL時に海面より下のレベルで海岸に切り込み、第2のまたは上部の水平通路208は満潮SH時に海面より上のレベルで海岸に切り込む。下部通路206により、海水SWは垂直シリンダ202に出入りすることができ、沿岸に対する波Wの作用に応じて垂直シリンダSIにおける水位が上昇し低下する。内部の海水面が垂直方向に上下に移動すると、上部通路208により、空気Aはシリンダ202へ自由に出入りすることが可能となる。
例えば、図12の実施において示される閉浮体システムにおいて、コンプレッサー・タンク236は潮汐の高さ(例えば、満潮と干潮の間)、および、波の高さ(例えば、波高点と波の谷の間)それぞれの相当な変化に適応するために大きい垂直方向の寸法を有さなくてはらない。これは、例えば、図14に示す、または、図16を参照して以下に説明する、潮汐調節機構310によって取り組まれる。
図17Gは、下方圧縮行程に対して必要な圧力(W.C.)のサンプル計算を示す。図示するサンプル計算では、下方圧縮行程に対して必要な圧力は4.51インチ(11.5cm)W.C.である。
Claims (17)
- 波力エネルギー発電システム(10,610)であって、
垂直方向の波動運動に応答する浮力体(12,612)、および、関連する垂直方向に静止している本体(20,620)と、
コンプレッサー・シリンダ(36,636)およびコンプレッサー・ピストン(40,640)を含む作動コンプレッサー(28,228,328,628)であって、前記コンプレッサー・ピストンは前記コンプレッサー・シリンダに対して往復運動するよう取り付けられ、対向するエア・コンプレッサー・チャンバー(38A,38B)内の空気を交互に圧縮する、作動コンプレッサー(28,228,328,628)と、
圧力調整器(30,630)であって、
前記対向するエア・コンプレッサー・チャンバー(38A,38B)それぞれから圧縮空気を交互に受容する、前記コンプレッサー・シリンダと連通する調整器チャンバー(56,656)を画成する圧力調整器タンク(60,660)、
前記圧力調整器タンク(60,660)内に配置され、前記調整器チャンバー(56,656)に受容される圧縮空気に圧力を加えるよう取り付けられる浮きピストン(94,694)、および、
前記調整器チャンバー内の圧縮空気に前記浮きピストン(94,694)によって加えられる圧力を制御するよう前記浮きピストン(94,694)に結合される圧力制御部(100)、および、前記浮きピストンの垂直方向の振動を制限するよう前記浮きピストンに結合され、一定の圧力で圧縮空気の連続的な流れを出力する油圧式減衰システム(105,705)を含む、圧力調整器(30,630)と、
空気タービン/生成器セット(34,634)であって、一定の圧力で、前記圧力調整器(30,630)および前記コンプレッサー(28,228,328,628)から圧縮空気の流れの出力を受け、前記空気タービン(62,662)を回転させ前記生成器(120,720)を駆動して電力を生成する、前記圧力調整器(30,630)と連通して配置される空気タービン/生成器セット(34,634)と、
閉システムの空気を受容し、保存し、供給するための溜め部(32,132)、および、
前記コンプレッサー(28,228,328,628)、前記圧力調整器(30,630)、前記空気タービン(62,662)、および、前記溜め部の間で空気を供給する導管のシステム(48,248,648)、を含む閉空気システム(32,132)と、を備え、
前記導管のシステム(48,248,648)は、前記コンプレッサー(28,228,328,628)への空気、および、前記コンプレッサーから前記圧力調整器(30,630)および/または前記空気タービン(62,662)への空気の流れの方向を制御する逆止め弁(50,51,53,54,250,500)を含み、
前記逆止め弁は、二重ばね撓み組立体(506)の制御下で閉−開−閉移動を往復するよう取り付けられる対向板(502,504)を含む逆止め弁組立体(50,51,53,54,250,500)を含み、前記対向板は対向する密閉表面、および、逆止め弁の開位置において連通するよう配置され、前記対向する密閉表面によって画成されるオフセット空気流領域を画成する、波力エネルギー発電システム(10,610)。 - 波力エネルギー発電システム(10,610)であって、
水面上の垂直方向の波動運動に応答する浮力体(12,612)、および関連する垂直方向に静止している中立浮力ピストン(20,620)と、
作動コンプレッサー(28,228,328,628)であって、
前記浮力体と垂直運動を行うよう取り付けられるコンプレッサー・シリンダ(36,636)、
前記静止している中立浮力ピストンに取り付けられるコンプレッサー・ピストン
(40,640)、および、
前記コンプレッサー・ピストンと前記コンプレッサー・シリンダ(36,636)の対向する壁との間を延び、前記コンプレッサー・シリンダ(36,636)に対する前記コンプレッサー・ピストン(40,640)の効率的且つ無摩擦な往復運動を可能にして、対向するエア・コンプレッサー・チャンバーにおける空気を交互に圧縮する、一対の転動ダイアフラム(64,66,108,110,160,264,266)、を含む作動コンプレッサー(28,228,328,628)と、
圧力調整器(30,630)であって、
前記対向するエア・コンプレッサー・チャンバー(38A,38B,638A,638B)それぞれから圧縮空気を交互に受容する前記コンプレッサー・シリンダと連通して調整器チャンバー(56,656)を画成する圧力調整器タンク(60,660)、
前記圧力調整器タンク内に配置され、前記調整器チャンバーに受容される圧縮空気に圧力を加えるよう取り付けられる浮きピストン(94,694)、および、
前記調整器チャンバー内の圧縮空気に前記浮きピストン(94,694)によって加えられる圧力を制御するよう前記浮きピストンに結合される圧力制御部(100)、および、前記浮きピストンの垂直方向の振動を制限するよう前記浮きピストンに結合され、一定の圧力で圧縮空気の連続的な流れを出力する、油圧式減衰システム(105,705)、および、
前記浮きピストン(94,694)と前記圧力調整器タンクの対向する壁(60,660)との間を延び、前記圧力調整器タンク(60,660)に対する前記浮きピストンの効率的且つ無摩擦な往復運動を可能にする一対の転動振動板(64,66,108,110,160,264,266)、を含む、圧力調整器(30,630)と、
前記圧力調整器と連通するよう配置される空気タービン/生成器セット(34,634)であって、前記圧力調整器からの圧縮空気の流れの出力を受け、前記空気タービン(62,662)を回転させて、前記生成器(120,720)を駆動して電力を生成する、空気タービン/生成器セット(34,634)と、
閉システムの空気を受容し、保存し、供給するための溜め部(32,132)、および、
前記コンプレッサー(28,228,328,628)、前記圧力調整器(30,630)、前記空気タービン(62,662)、および、前記溜め部の間で空気を供給する導管のシステム(48,248,648)、を含む閉空気システム(32,132)と、を備え、
前記導管のシステム(48,248,648)は、前記コンプレッサー(28,228,328,628)への空気、および、前記コンプレッサーから前記圧力調整器(30,630)および/または前記空気タービン(62,662)への空気の流れの方向を制御する逆止め弁(50,51,53,54,250,500)を含み、
前記逆止め弁は、二重ばね撓み組立体(506)の制御下で閉−開−閉移動を往復するよう取り付けられる対向板(502,504)を含む逆止め弁組立体(50,51,53,54,250,500)を含み、前記対向板は対向する密閉表面、および、逆止め弁の開位置において連通するよう配置され、前記対向する密閉表面によって画成されるオフセット空気流領域を画成する、波力エネルギー発電システム。 - 前記対向する密閉表面(502,504)は、円すい形の断面を有し、柔軟なシール・リング(518)によって密閉される傾斜面(514,516)を定める、請求項1または2記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記圧力調整器(30,630)と前記コンプレッサー(28,228,328,628)は、圧縮空気導管(48,248,648)を通じて連通される、請求項3記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記圧縮空気導管は、前記コンプレッサー(28,228,328,628)への
空気、および、前記コンプレッサーから前記圧力調整器(30,630)および/または前記空気タービン(62,662)への空気の流れの方向を制御する逆止め弁(50,51,53,54,250,500)を含む、請求項4記載の波力エネルギー発電システム。 - 前記逆止め弁(50,51,53,54,250,500)は、二重ばね撓み組立体(506)の制御下で閉−開−閉移動を往復するよう取り付けられる対向する板(502,504)を含む逆止め弁組立体を有し、前記対向板は円すい形の山表面(514)および円すい形の谷表面(516)の交互の同心のリングの対向する表面を定め、前記円すい形の谷表面は空気流領域を定める、請求項5記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記円すい形の山表面(514)は、対向する円すい形の谷表面(516)との最初の係合のために閉動き中に配置される柔軟なシール・リング(518)を更に含む、請求項6記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記油圧式減衰システム(105,705)は、前記浮きピストンの垂直振動を制限するよう、前記浮きピストン(94,694)と結合され、ピストンへの油圧流体の流速を制御する圧力調整器チャンバー(56,656)内の前記浮きピストンの垂直速度に応答するピストンを含む、請求項1または2記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記コンプレッサー・ピストン(40,640)は、対応する平坦な側部を有するアパーチャと係合する前記コンプレッサー・ピストンの少なくとも一側に平坦な側部の断面部分を有する中央ロッド(242,642)上で前記コンプレッサー・シリンダ(36,636)に取り付けられ、前記コンプレッサー・ピストンと前記コンプレッサー・シリンダとの間の相対的な回転に抵抗する、請求項1または2記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記コンプレッサー・ピストンの前記中央ロッド(242,642,690,698)に対する案内システムを更に備え、前記案内システムは一つ以上の前記平坦な側部を有する断面部分(242,642,690,698)の反対面と係合するよう配置される一対以上の対向するローラ(850,850’;852,852’;880,882)を含む、請求項9記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記中央ロッド(242,642,690,698)の前記一つ以上の平坦な側部を有する断面部分および対応する前記平坦な側部を有するアパーチャは正方形である、請求項10記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記浮きピストン(94,694)は、対応する平坦な側部を有するアパーチャと係合する浮きピストンの少なくとも一側において平坦な側部を含む断面部分を有する中央ロッド(242,642,690,698)上で前記調整器タンク(60,660)に取り付けられ、前記浮きピストンと前記調整器タンクとの間の相対的な回転に抵抗する、請求項1または2記載の波力エネルギー発電システム。
- 前記浮きピストンの前記中央ロッド(242,642,690,698)に対する案内システムを更に備え、
前記案内システムは、一つ以上の前記平坦な側部を有する断面部分の反対面と係合するよう配置される一対以上の対向するローラ(850,850’;852,852’;880,882)を有する、請求項12記載の波力エネルギー発電システム。 - 前記中央ロッド(242,642,690,698)の前記平坦な側部を有する断
面部分および前記平坦な側部を有するアパーチャは正方形であり、前記平坦な側部を有するアパーチャは二対の対向する軸受支持ローラ(850,850’;852,852’;880,882)の対向する表面によって画成される、請求項13記載の波力エネルギー発電システム。 - 協働する構成であり、油圧流体を含むスナバ空洞(873,875)を画成する少なくとも一組のスナバ・ピストン部材(876,877)および対向する部材を有する油圧式衝撃吸収装置を更に備え、
前記スナバ・ピストン部材(876,877)と対向するスナバ空洞(873,875)の一方は往復する浮力体(12,612)に取り付けられ、他方のスナバ・ピストン部材または対向するスナバ空洞は関連する垂直方向に静止している本体(20,620)に取り付けられ、それぞれ前記浮力体(12,612)と前記関連する垂直方向に静止している本体(20,620)との間の相対的な動きの範囲の上端部および下端部の少なくとも一方に対応する所定の領域において衝撃吸収係合を行う相対位置にある、請求項1または2記載の波力エネルギー発電システム。 - 前記油圧式衝撃吸収装置は、
協働する構成であり、油圧流体を含むスナバ空洞(873)を画成する第1のスナバ・ピストン部材(876)、および、第1の対向する部材であって、前記浮力体(12,612)と前記関連する垂直方向に静止している本体(20,620)との間の動きの範囲の上端部に対応する所定の領域において衝撃吸収係合を行う相対位置に取り付けられる、第1のスナバ・ピストン部材(876)および第1の対向する部材と、
協働する構成であり、油圧流体を含むスナバ空洞(875)を画成する第2のスナバ・ピストン部材(877)、および、第2の対向する部材であって、前記浮力体(12,612)と前記関連する垂直方向に静止している本体(20,620)との間の動きの範囲の下端部に対応する所定の領域において衝撃吸収係合を行う相対位置に取り付けられる、第2のスナバ・ピストン部材(877)および第2の対向する部材と、を備える、請求項15記載の波力エネルギー発電システム。 - 前記第1のスナバ・ピストン部材(876)および前記第2のスナバ・ピストン部材(877)は、前記関連する垂直方向に静止している本体(20,620)の反対端部に取り付けられ、
第1のスナバ空洞(873)を画成する前記対向する部材と、第2のスナバ空洞(875)を画成する前記対向する部材とは前記関連する垂直方向に静止している本体(20,620)の上方および下方における前記浮力体(12,612)の表面に取り付けられる、請求項16記載の波力エネルギー発電システム。
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