JP6507431B2 - Wave power generator - Google Patents
Wave power generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP6507431B2 JP6507431B2 JP2014156127A JP2014156127A JP6507431B2 JP 6507431 B2 JP6507431 B2 JP 6507431B2 JP 2014156127 A JP2014156127 A JP 2014156127A JP 2014156127 A JP2014156127 A JP 2014156127A JP 6507431 B2 JP6507431 B2 JP 6507431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support
- rod portion
- power generation
- float
- wave power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 73
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
本発明は、フロートが上下運動するときのエネルギを利用して発電を行う波力発電装置に関するものであり、詳しくは発電効率を向上するとともに、小型化することのできる波力発電装置に関するものである。 The present invention relates to a wave power generator that generates power using energy when the float moves up and down, and more particularly to a wave power generator that can be miniaturized while improving power generation efficiency. is there.
軸方向を垂直方向として水中に係留される支柱と、この支柱に沿って上下移動可能な状態に配置されるフロートとを備え、波によりフロートが上下運動するときのエネルギを利用して発電を行う波力発電装置が種々提案されている(例えば特許文献1参照)。 The column includes a column anchored in the water with the axial direction as the vertical direction, and a float arranged to be movable up and down along the column, and generates power using energy when the float moves up and down by waves. Various wave power generation devices have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の波力発電装置は、支柱を海底に直接固定する杭係留方式で係留されている。水深の比較的浅い海域ではこの杭係留方式で波力発電装置を係留することができるが、水深の比較的深い海域では支柱が長くなり過ぎ波力発電装置の設置コストが増大してしまう。そのため、水深の比較的深い海域では、海底に沈められたアンカーと支柱の下端部を係留ロープで連結する単索緊張係留方式で係留される。
The wave power generator described in
図8に示すように、単索緊張係留方式で係留される従来の波力発電装置1Xは、上端部を水面上に突出する状態で係留される支柱24と、この支柱24が貫通する貫通孔を有しこの支柱24に沿って上下動するフロート4Xとを備えている。この支柱24の下端部には係留ロープ11が連結され、この係留ロープ11の他端は海底に沈められたアンカー12に連結されている。
As shown in FIG. 8, the conventional wave
また支柱24を水中に浮かべその上端部が水面上に突出する状態とするために、支柱24の下部に浮力体25が設置される。この支柱24に沿って環状のフロート4Xをスムーズに上下運動させるために、支柱24はその軸方向が垂直な状態であることが要求される。直立した支柱の姿勢を安定させるために、従来はフロート4Xと同程度またはそれ以上の大きさを有する巨大な浮力体25が設置されていた。
Further, in order to float the
この支柱の上端部に配置されたフロート4Xや水面から突出したこの支柱24の上端部に波や風が衝突すると、図9に示すように支柱24は係留ロープ11が連結された下端部を支点pとして簡単に傾いてしまう。支柱24はこの支点pよりも高い位置に重心を有しているので、支柱24が傾いた際にこの傾きを元に戻すための復元力を得難い。即ち支柱は力学的に不安定な状態で水中に係留されていた。
When waves or wind collide with the
支柱24が傾くとフロート4Xは支柱24に沿ってスムーズに上下動し難くなり、波力発電装置1Xの発電効率は低下してしまう。そのため従来は支柱24に設置する浮力体25をより大きくすることにより、この支柱24の姿勢を安定させる方法が採用されていた。しかし、上記のとおり支柱24の姿勢は力学的に不安定な状態であるため、巨大な浮力体25を支柱24に設置したとしても、支柱24が傾くことを抑制するには不十分であった。そのため波力発電装置1Xの発電効率を向上することが困難であった。
When the
また支柱24の姿勢を安定させるためにはより大きな浮力体25を設置しなければならないので、波力発電装置1Xを小型化しつつ支柱24の姿勢を安定させることは困難であった。一方でフロート4Xを小さくすることにより必要となる浮力体25を小さくすることはできるが、フロート4Xを小さくすると波力発電装置1Xの発電量が減少してしまう。
Further, in order to stabilize the posture of the
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は波力発電装置の姿勢の安定させる構造により発電効率を向上するとともに、小型化することのできる波力発電装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a wave power generation device that can be miniaturized while improving power generation efficiency by a structure that stabilizes the posture of the wave power generation device. It is.
上記の目的を達成するための本発明の波力発電装置は、波により上下動する浮動体と、水中に係留される支持体と、前記浮動体および支持体の相対運動を利用して発電する発電機構とを有する波力発電装置であって、前記浮動体が水面に浮かぶフロートとこのフロートから下方に延びて立設状態になるロッド部とを有し、前記ロッド部が水中において前記ロッド部の質量より前記ロッド部の浮力の方が小さくなる状態に密度を調整されるとともに前記支持体を上下方向に貫通する状態で配置されていて、前記支持体に対する前記ロッド部の上下動に基づいて前記発電機構が発電することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a wave power generation apparatus according to the present invention generates electric power using the relative movement of a floating body moving up and down by waves, a support anchored in water, and the floating body and the support. A wave power generation device having a power generation mechanism, wherein the floating body has a float floating on a water surface and a rod portion extending downward from the float to be erected, the rod portion being the rod portion in water The density is adjusted so that the buoyancy of the rod portion is smaller than the mass of the rod portion, and the support member is vertically penetrated, and the rod portion is vertically moved relative to the support member. The power generation mechanism generates power.
本発明によればロッド部は水面に浮かぶフロートから吊り下げられた状態となり、ロッド部の軸方向を垂直とする立設状態が力学的に安定する姿勢となるので、ロッド部はその軸方向を垂直な状態に維持し易くなる。この立設状態を安定的に維持し易いロッド部は支持体に対してスムーズに上下動することができるので、波力発電装置の発電効率を向上することができる。 According to the present invention, the rod portion is suspended from the float floating on the water surface, and the erected state in which the axial direction of the rod portion is vertical is mechanically stable, so that the rod portion has the axial direction It becomes easy to maintain the vertical state. The rod portion, which can easily maintain the standing state stably, can move up and down smoothly with respect to the support, so that the power generation efficiency of the wave power generator can be improved.
姿勢を安定させるために従来設置されていた浮力体が不要となるので、波力発電装置を小型化するには有利である。 This is advantageous for miniaturizing the wave power generation device because the conventionally installed buoyant body is not required to stabilize the posture.
また水面に浮かぶフロートから下方に延びるロッド部は、全体が常に水中にあり水面から突出する部分はないので、風の影響を受けず波の影響も受け難くなり波力発電装置の姿勢を安定させるには有利である。 In addition, the rod part extending downward from the float floating on the water surface is always in the water and there is no part projecting from the water surface, so it is not influenced by the wind and is not influenced by the waves, stabilizing the attitude of the wave power generator. It is advantageous to
フロートは中空に形成される球体または楕円体で構成することもできる。 The float can also consist of a sphere or an ellipsoid formed hollow.
発電機構が、ロッド部に設置される永久磁石と、支持体に設置されるコイルとを備える構成にすることもできる。浮動体の上下動に伴い永久磁石が上下動しコイル近傍の磁界を繰り返し乱すので、電磁誘導により発電することができる。 The power generation mechanism can also be configured to include a permanent magnet installed in the rod portion and a coil installed in the support. Since the permanent magnet moves up and down with the vertical movement of the floating body to repeatedly disturb the magnetic field near the coil, power can be generated by electromagnetic induction.
発電機構が、ロッド部の軸方向に沿って設置されるラックと、支持体の内部に設置される発電機と、ラックにかみ合う状態で発電機の回転軸に設置されるピニオンギアとを備える構成にすることもできる。ラックアンドピニオンにより、浮動体の上下動を回転運動に変換して発電機を回転させ発電することができる。 The power generation mechanism includes a rack installed along the axial direction of the rod portion, a generator installed inside the support, and a pinion gear installed on the rotation shaft of the generator in a state of meshing with the rack. It can also be The rack-and-pinion can convert the vertical movement of the floating body into rotational movement to rotate the generator for power generation.
ロッド部の下端部にウェイトが設置される構成にすることもできる。ウェイトを設置することにより、力学的な安定性が高まるので立設状態であるロッド部の姿勢を維持し易くなる。 The weight may be installed at the lower end portion of the rod portion. Since the mechanical stability is enhanced by installing the weight, it becomes easy to maintain the posture of the rod portion in the standing state.
1つの支持体に対して複数の浮動体が配置される構成にすることもできる。この構成によれば、波からエネルギを受ける浮動体の数を増やすことができるので、波力発電装置の発電量を増加させ大規模化するのに有利である。また浮動体の数よりも少ない数の支持体を水中に設置すればよいため、波力発電装置を設置するための設置工事のコストおよび工
数を低減するには有利となる。
A plurality of floats can be arranged for one support. According to this configuration, it is possible to increase the number of floating bodies that receive energy from the waves, which is advantageous for increasing the amount of power generation of the wave power generation device and increasing the scale. In addition, since it is sufficient to install a smaller number of supports in the water than the number of floating bodies, it is advantageous to reduce the cost and the number of steps of the installation work for installing the wave power generator.
複数の支持体が固定される基礎部を備える構成にすることもできる。基礎部に支持体を配置することにより支持体どうしの間隔を固定できるので、支持体および浮動体を配置する密度を上昇させ波力発電装置の発電量を増加させることができる。 It may be configured to include a base to which a plurality of supports are fixed. Since the distance between the supports can be fixed by arranging the supports on the base portion, the density at which the supports and the floating body are arranged can be increased to increase the power generation of the wave power generator.
以下、本発明の波力発電装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the wave power generator of the present invention will be described based on the embodiment shown in the drawings.
図1および図2に例示するように本発明の波力発電装置1は、波の上下動に追従して上下動する浮動体2と、係留ロープまたは支柱等により海底から係留され水中に配置される支持体3とを備えている。
As illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, the wave
浮動体2は、水面に浮かび波により上下動するフロート4と、フロート4の下面から下方に延びて水中で立設状態となるロッド部5とを有している。この実施形態のフロート4は、球形に形成され浮力により一部を水面上に突出させ、残りの部分が水没する構成を備えている。このフロート4は例えばゴムで形成されるラバーフロートに、空気や窒素ガス等の気体を充填して構成することができる。気体を充填したラバーフロートは、台風時には気体を排気してフロート4全体を水没させることができる。これにより、波力発電装置1が台風時の波浪等により破壊されることを抑制できる。
The
フロート4の構成は上記に限らない。例えばその形状は断面を楕円形とする楕円体や略直方体や略立方体の形状など任意の形状にすることができる。またフロート4を形成する材料はゴムに限らず、プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、鉄、アルミニウムまたはアルミニウム合金など任意の材料で形成することができる。
The configuration of the
フロート4の下面に固定されるロッド部5は、円柱形に形成され、全体が水没する構成を備えている。このロッド部5は例えば鉄柱等で構成することができる。ロッド部5の密度は、波力発電装置1が設置される海域の海水の密度と等しいか、または大きくなる状態に調整されている。そのためロッド部5は水中において、その質量を上回る浮力を受けることがなく水面に浮かび上がることがない。ロッド部5の軸方向の長さは、波力発電装置1が設置される海域の波の振幅から決定される。波の振幅が例えば鉛直方向に±2.0m程度である場合には、ロッド部5の軸方向の長さを5.0〜7.0m程度とする。
The
フロート4は水に浮きロッド部5は水中で停止するかまたは沈む状態なので、浮動体2はフロート4を上にしてロッド部5を下にする姿勢を維持し易くなる。つまりロッド部5はフロート4から吊り下げられた立設状態が安定した姿勢となる。
Since the
ロッド部5の中心軸の延長線がフロート4の重心を通過する状態で、ロッド部5はフロート4に固定されている。そのため浮動体2を水に浮かべた際に、ロッド部5の軸方向が水平面に対して垂直となる姿勢が浮動体2の力学的に安定した姿勢となる。
The
ロッド部5の下端部にはウェイト6を設置する構成にすることもできる。このウェイト6の密度は、波力発電装置1が設置される海域の海水の密度より大きくなる状態に調整されている。このウェイト6の設置によりロッド部5は、上端部をフロート4により上方に引っ張られ、下端部をウェイト6により下方に引っ張られるので、水中で直立した姿勢を維持するには有利となる。
The
このウェイト6は例えば直方体または円柱形に形成され、その外径は支持体3の貫通孔8の内径よりも大きく形成されることが望ましい。これにより、高波の到来により浮動体2が想定以上に上昇した場合であっても、ロッド部5が支持体3から抜けて浮動体2と支持体3とが分離することを防止できる。
It is desirable that the
この実施形態の支持体3は、浮動体2のロッド部5に近接配置される箱体であり、支持体3の下方にはフレーム部7が固定されている。支持体3はその天面から底面を貫通する貫通孔8を備え、この貫通孔8に沿ってロッド部5は上下動可能な状態に配置されている。
The
フレーム部7は支持体3の下面四隅から下方に向かって延びる4本の柱状部材9と、この柱状部材9の下端部に固定される底板10とを有している。フレーム部7は、支持体3の下方から突出して上下動するロッド部5の周囲を覆う状態に配置されているので、水中を移動してくる漂流物等がロッド部5に衝突することを抑制できる。一方で潮流等の水の流れはフレーム部7を通過することができるので、この潮流等によりフレーム部7に生じる水平方向の外力を小さくして支持体3の姿勢を安定させるには有利となる。
The
支持体3の内部を中空に構成したり支持体3またはフレーム部7の上端に浮力体を設置することにより、支持体3およびフレーム部7全体の密度は波力発電装置1を設置する海域の海水等の密度と等しいか、または小さくなる状態に調整されている。そのため支持体3は水に沈むことがない。この支持体3は全体が水面下にある状態であるため、浮力体を設置する構成としても大きな浮力体を設置する必要はない。
The density of the whole of the
このフレーム部7の底板10に係留ロープ11を連結し、この係留ロープ11の他端にアンカー12を設置して水底に沈めることにより、支持体3は水中に係留される。即ちこの実施形態の支持体3は単索係留方式で係留されている。
The
図2に例示するように発電機構13は、支持体3の内部であってロッド部5の外周面を囲む状態で配置される円環状のコア14と、このコア14に巻き付けられるコイル15と、ロッド部5に設置される永久磁石16とを備えている。
As illustrated in FIG. 2, the
この永久磁石16はロッド部5の外周面に埋設されていて、永久磁石16の外側の面がロッド部5の外周面と面一になる状態で配置されている。この永久磁石16がロッド部5の上下動に伴って移動しコイル15周辺の磁界を変化させるので、発電機構13は電磁誘導により発電を行うことができる。発電機構13はコイル15と永久磁石16とが非接触の状態で発電を行えるので、支持体3を水密状態に構成することができる。これによりコア14およびコイル15は水と接触しないので、その耐久性を向上するには有利である。
The
永久磁石16を配置する構成は上記に限らず、例えばロッド部5の内部に永久磁石16を配置する構成としたり、ロッド部5の外周面から突出する状態で永久磁石16を配置す
る構成にすることができる。
The configuration in which the
支持体3の内部に発泡ウレタン等の充填剤を充填する構成にすることもできる。充填剤の質量を調整することにより、支持体3全体の密度を調整することができる。また充填剤によりコア14およびコイル15を保護することもできる。
It is also possible to fill the inside of the
発電機構13には電気を陸上等の需要地に送るための送電ケーブル17が接続されている。図1に例示するように水中で係留ロープ11により係留されている支持体3はその位置がほとんど変化しない。この支持体3に発電機構13のコイル15を配置する構成により、発電機構13に接続される送電ケーブル17を水中の任意の位置に固定し易くなるので、送電ケーブル17を効率的に敷設するには有利となる。
The
発電機構13は上記の構成に限らず、支持体3に対するロッド部5の相対的な上下動から発電を行う構成であればよい。またロッド部5内に空洞を形成してこの空洞にコイル15を設置し支持体3に永久磁石16を設置する構成にすることもできる。
The
ロッド部5の軸方向に複数のコイル15を並べて配置する構成にすることもできる。これにより波力発電装置1の発電量を増加させることができる。またロッド部5の軸方向に複数の支持体3を並べて配置する構成にすることもできる。これによりそれぞれの支持体3に設置はされるコイル15から電気を得られるので発電量を増加させることができる。
The plurality of coils 15 may be arranged side by side in the axial direction of the
次に波力発電装置1の動作について説明する。フロート4は水面で生じる波が衝突することにより上下動する。このフロート4の上下動に伴いフロート4の下面に固定されているロッド部5も上下動する。
Next, the operation of the wave
支持体3は係留ロープ11により海底に係留されていてほとんど上下動しないので、この支持体3に対してロッド部5が相対的に上下動することになる。ロッド部5の上下動によりロッド部5に設置されている永久磁石16が、支持体3に設置されているコイル15近傍の磁界を繰り返し乱すのでコイル15に電気が生じる。即ちロッド部5の上下動により発電機構13が発電を行う。この電気は送電ケーブル17を経由して需要地に供給される。
Since the
波の衝突により浮動体2に水平方向の外力が生じる場合、浮動体2はフロート4の喫水線の高さにある支点pを中心に傾動することになる。フロート4の支点pが波により水平方向に押される場合は、この支点pを中心としてロッド部5を鉛直面内で回転させる回転モーメントMは生じないので、ロッド部5は回転せず立設状態を維持することができる。
When an external force in the horizontal direction is generated on the floating
フロート4の水没した下方部分およびロッド部5にも波や潮流等により水平方向の外力が生じる場合がある。図1に例示するように波や潮の力Fは、水面近傍に比べて水中の方が小さくなる。そのため例えばロッド部5が水平方向の力を受けても、支点pを中心とするロッド部5の傾動は小さくなる。
A horizontal external force may also be generated on the submerged lower portion of the
またロッド部5は支点pを中心に回転したとしても自重によりその軸方向を垂直とする立設状態に戻る復元力を得ることができる。ロッド部5の下端部にウェイト6が設置されている場合はこの復元力はさらに大きくなる。ロッド部5は水中で立設状態となる姿勢が力学的に安定した姿勢となるので、立設状態を維持し易い。立設状態を維持するロッド部5は支持体3に対してスムーズに上下動することができるので、波力発電装置1の発電効率を向上するには有利となる。
Further, even if the
またロッド部5は全体が常に水中にあり風の影響を受けることがないので、水面上に突
出した支柱を備える従来の波力発電装置に比べて立設状態を格段に維持し易い。
In addition, since the
図9に例示するように従来の波力発電装置1Xの支柱24は、海底に係留される下端部を支点pとして傾動する構成であった。そのためこの支点pから遠い位置に設置される別体のフロート4Xに水平方向の外力が生じると、支柱24は支点pを中心とする大きな回転モーメントを受けて傾いてしまっていた。支柱24の支点pがその下端部にある構造上、支柱24に設置する浮力体25を大きくして支柱24の姿勢を安定させようとしても、フロート4Xが波から受ける水平方向の力に抗することは困難であった。
As illustrated in FIG. 9, the
本発明の波力発電装置1は、従来支柱を直立させるために設置されていた巨大な浮力体が不要となるので小型化するには有利となる。波力発電装置1の小型化により、波力発電装置1を所定の海域に運搬する際の取り扱いがよくなる。
The wave
発電機構13のコイル15を支持体3側に設置する構成により、ロッド部5には永久磁石16を設置するスペースがあればよいため、ロッド部5をより細く形成することが可能となる。これにより潮流等の衝突によりロッド部5に生じる水平方向の外力を小さくできるので、ロッド部5の立設状態を維持するのに有利となる。
With the configuration in which the coil 15 of the
図3に例示する波力発電装置1は、鉛直方向の断面が楕円形であり平面視において球形となる楕円体のフロート4Aを備えている。即ちこのフロート4Aは、球形のフロート4を鉛直方向に圧縮した形状を有している。水平方向の軸に比べて鉛直方向の軸を短く構成したこのフロート4Aは、フロート4Aの喫水線の高さにある支点pを中心とする回転モーメントMに対して反力を生じさせるので、ロッド部5の立設状態を維持するにはさらに有利となる。
The wave
図1及び図2に例示する球形のフロート4の場合は、支点pを中心に浮動体2に回転モーメントMが生じると、フロート4と水との境界面の形状を変化させることなくフロート4は回転する。これに対して図3に例示するフロート4Aは、支点pを中心にロッド部5を鉛直面内で回転させる回転モーメントMが生じると、水を押し退けながら回転しなくてはならない。即ちフロート4Aは回転モーメントMに対する反力を水から得ることができるので、ロッド部5の立設状態を維持し易くなる。
In the case of the
この実施形態のフレーム部7は、支持体3から下方に延びる4本の柱状部材9の間をそれぞれ覆うプレート18を備えている。プレート18の設置により水中を移動してくる漂流物がロッド部5に衝突することを防止できる。これによりロッド部5を細く形成したとしても、ロッド部5に漂流物が衝突してロッド部5が変形する事故を防止できる。図3では説明のためロッド部5の下端部とウェイト6と柱状部材9とを破線で示している。
The
この実施形態では貫通孔8等を介してフレーム部7の内部に水が充填される構成としているが、フレーム部7を水密に構成して内部に空気等の気体を充填する構成にすることもできる。これにより支持体3に生じる浮力を増加させることができる。この浮力の増加により係留ロープ11に生じる張力が大きくなるので、支持体3の姿勢を安定させるのに有利となる。またこの実施形態では2本の係留ロープ11により支持体3を係留しているので、支持体3の姿勢を安定させるにはさらに有利となる。フレーム部7に連結する係留ロープ11の本数を増やすほど、波力発電装置1の設置コストが増加するものの支持体3の姿勢を安定させ易くなる。
In this embodiment, the inside of the
図4および図5に例示する波力発電装置1は、平面視において矩形を組み合わせて形成される環状の一部を切り欠いた形状を有する支持体3を有している。この支持体3は天面から底面を貫通する角形の貫通孔8を備え、この貫通孔8に沿って角柱状に形成されるロ
ッド部5が上下動可能な状態に配置されている。
The wave
この波力発電装置1に設置される発電機構13は、中空に形成される支持体3の内部に設置される発電機19と、この発電機19から支持体3の外部に向かって貫通する状態で設置される回転軸20と、回転軸20の端部に設置されるピニオンギア21と、ロッド部5に設置されるラック22とを備えている。この回転軸20は、その軸方向がロッド部5の軸方向に直交する水平方向となる状態で配置されている。図4および図5では説明のため、支持体3の内部に配置される発電機19と回転軸20の一部とを破線で示している。
The
ラック22は、角柱状のロッド部5のピニオンギア21に対向する面に、ロッド部5の軸方向に沿って設置されている。このラック22は、浮動体2の上下動に伴い移動して、このラック22とかみ合うピニオンギア21を介して発電機19の回転軸20を回転させる構成を備えている。即ち浮動体2の上下動はラック22とピニオンギア21を介して回転運動に変換され、発電機19を回転させることにより電気に変換される。
The
上記のラックアンドピニオンに限らず、タイミングベルトやボールねじなどの変換機構を用いて、浮動体2の上下動を回転運動に変換させて発電機19を回転させる構成にすることもできる。
Not only the above rack and pinion but also a conversion mechanism such as a timing belt or a ball screw may be used to convert the vertical movement of the floating
この実施形態の支持体3はフレーム部7を有していない。そのため支持体3に直接2本の係留ロープ11を連結し、海底に係留している。この構成により波力発電装置1をさらに小さく構成することができる。
The
フロート4Bは、平面視において波の上流側から下流側に向かう方向を長軸としてこの波の流れ方向に直交する水平方向を短軸とする楕円形であり、側面視においてこの長軸よりも鉛直方向の軸を短い楕円形に形成されている。
The
フロート4Bを平面視において楕円形に構成しているので、波の上流側となるフロート4Bの側面の面積が小さくなり、フロート4Bは波から水平方向の外力を受け難くなる。これによりロッド部5の立設状態を維持するにはさらに有利となる。
Since the
図6に例示するように1つの支持体3に複数の貫通孔8を形成し、この貫通孔8にそれぞれ浮動体2を配置する構成にすることもできる。この支持体3は大型化した直方体状の箱体で構成され、フレーム部7は備えていない。この支持体3は、複数の係留ロープ11で係留されている。
As illustrated in FIG. 6, a plurality of through
1つの支持体3に複数の浮動体2を設置する構成により、浮動体2どうしの間隔は固定される。そのため、浮動体2どうしの間隔を狭く密集させた状態で配置しても、浮動体2が互いに衝突することがない。これにより、単位面積当たりに設置できる浮動体2の数を増やすことができるので、波力発電装置1を設置する海域における単位面積当たりの発電量を大幅に増加させることができる。
The arrangement of the plurality of
この波力発電装置1を水中に設置する際には、支持体3に浮動体2を予め設置し、波力発電装置1全体を一度に水中に配置する。この構成により、複数の浮動体2を一度に配置できるので、波力発電装置1を設置する際の工程を短期化して工数を削減するには有利である。
When installing this
図7に例示するように複数の支持体3を1つの基礎部23に固定する構成にすることもできる。基礎部23は複数の柱状部材を組み合わせて構成される構造物である。この実施形態では基礎部23は、その下端部にアンカー12が設置され、海底に直接固定される杭
係留方式で係留されている。比較的水深の深い海域では基礎部23を浮くように構成して係留ロープ11により係留する構成にすることもできる。
A plurality of
複数の支持体3を1つの基礎部23に固定して一体とすることができるので、支持体3を水中に配置する際には一度に複数の支持体3を配置することができる。即ち1つの基礎部23に複数の支持体3を設置する構成により、支持体3を水中に配置する際の工程を短期化して工数を削減することができる。また図6の実施形態と同様に支持体3どうしの間隔を固定できるので、支持体3および浮動体2を密集させた状態で配置して単位面積当たりの発電量を増加させることができる。
Since the plurality of
基礎部23を海底に着床させている場合は、支持体3がしっかりと固定されるので、ロッド部5の下端部にウェイト6を設置しない構成としても、ロッド部5の立設状態を維持し易くなる。このような場合には、フロート4の内部にウェイト6を設置する構成にすることもできる。
Since the
この構成によりフロート4が下降する力が強くなるので、波長の短い波に対しても浮動体2を波に追従させやすくなり、発電効率を向上することができる。このフロート4にウェイト6を設置する際には、フロート4の内部に海水等を注入してウェイト6として利用することもできる。
Since the force which descent | falls of the
本発明の波力発電装置1は、水面上にフロート4の一部が露出するのみであり、ロッド部5は常に水中にある状態となるので、波浪の影響を受け難い。支柱の一部が水上に突出していた従来に比べて、台風時のロッド部5に生じる外力が著しく小さくなるので、台風時の波力発電装置1の故障等を回避するには有利となる。
The
1 波力発電装置
2 浮動体
3 支持体
4、4A、4B フロート
5 ロッド部
6 ウェイト
7 フレーム部
8 貫通孔
9 柱状部材
10 底板
11 係留ロープ
12 アンカー
13 発電機構
14 コア
15 コイル
16 永久磁石
17 送電ケーブル
18 プレート
19 発電機
20 回転軸
21 ピニオンギア
22 ラック
23 基礎部
p 支点
M 回転モーメント
F 波の力
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記浮動体が水面に浮かぶフロートとこのフロートから下方に延びて立設状態になるロッド部とを有し、前記ロッド部が水中において前記ロッド部の質量より前記ロッド部の浮力の方が小さくなる状態に密度を調整されるとともに前記支持体を上下方向に貫通する状態で配置されていて、前記支持体に対する前記ロッド部の上下動に基づいて前記発電機構が発電することを特徴とする波力発電装置。 What is claimed is: 1. A wave power generation apparatus comprising: a floating body that moves up and down by waves, a support that is anchored in water, and a power generation mechanism that generates power using relative movement of the floating body and the support.
The floating body has a float that floats on the water surface and a rod portion that extends downward from the float and is placed upright, and the rod portion has a smaller buoyancy than the mass of the rod portion in water. The density is adjusted to be in the state and the support body is vertically penetrated, and the power generation mechanism generates electric power based on the vertical movement of the rod portion with respect to the support body. Power generator.
前記フレーム部が前記支持体の下面四隅から下方に向かって延びる四本の柱状部材と、この柱状部材の下端に固定される底板とを有していて、前記支持部の下方から突出して上下動する前記ロッド部の周囲を覆う状態に前記フレーム部が配置される請求項1に記載の波力発電装置。 It has a frame portion installed below the support,
The frame portion has four columnar members extending downward from four corners of the lower surface of the support, and a bottom plate fixed to the lower end of the columnar member, and projects vertically from the lower side of the support. wave power generator according to claim 1, wherein the frame portion in a state covering the periphery of the rod portion is Ru is arranged to.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156127A JP6507431B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Wave power generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014156127A JP6507431B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Wave power generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016033346A JP2016033346A (en) | 2016-03-10 |
JP6507431B2 true JP6507431B2 (en) | 2019-05-08 |
Family
ID=55452345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014156127A Active JP6507431B2 (en) | 2014-07-31 | 2014-07-31 | Wave power generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6507431B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019023834A1 (en) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 南通市东方塑胶有限公司 | Underwater linear power generation device having partition chamber |
WO2019074141A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | 송승관 | Oscillating water column type wave surge converting device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51138249A (en) * | 1975-05-16 | 1976-11-29 | Jiii Tooneibiin Maikeru | Improved wave genekating set |
JPS52170943U (en) * | 1976-06-21 | 1977-12-26 | ||
JPS5557670A (en) * | 1978-10-24 | 1980-04-28 | Yasuhiro Manabe | Multi-magnet device for generating electricity by utilizing vertical motion of wave |
US7632041B2 (en) * | 2007-04-25 | 2009-12-15 | Single Buoy Moorings, Inc. | Wave power generator systems |
KR101190268B1 (en) * | 2010-08-05 | 2012-10-12 | 울산대학교 산학협력단 | Wave energy generator with variable transmission |
NZ706643A (en) * | 2012-10-05 | 2017-10-27 | Ocean Harvesting Tech Ab | Wave energy converter |
-
2014
- 2014-07-31 JP JP2014156127A patent/JP6507431B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016033346A (en) | 2016-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5697117B2 (en) | Spar type floating structure | |
EP2789847B1 (en) | Floating type wind turbine generation apparatus and installation method thereof | |
JP2002188557A (en) | Floating body-type wind power generating device and its installation method | |
KR102191770B1 (en) | Offshore wind power equipment of floating type | |
JP2005180351A (en) | Water surface wind power generating device | |
JP2015009591A (en) | Floating body structure | |
EP3131808A1 (en) | Floatable support structure for an offshore wind turbine or other device | |
Nihei et al. | A comparative study of motion performance of four different FOWT designs in combined wind and wave loads | |
JP6507431B2 (en) | Wave power generator | |
JP2016094902A (en) | Wave power generation device and control method | |
JP5809069B2 (en) | Spar type floating structure | |
KR20200079216A (en) | Naval platform to support wind turbines and related naval facilities | |
KR20170113793A (en) | Offshore wind power equipment of floating type | |
JP2011245879A (en) | Mooring device of floating body | |
JP2010018129A (en) | Inclination adjusting method of tension mooring floating body, and tension mooring floating body | |
KR101202156B1 (en) | Floating windgenerator | |
JP2005201194A (en) | Wind power generation system | |
CN206221174U (en) | Trt | |
KR102309588B1 (en) | Mooring Structure for Floating Platform | |
JP6728523B2 (en) | Wave power generator and method of installing wave power generator | |
JP6092738B2 (en) | Wave power generator | |
JP6826266B2 (en) | Monopile foundation auxiliary structure for offshore wind turbines and monopile foundation auxiliary structure for offshore wind turbines | |
JP6440597B2 (en) | Inclined spar buoy | |
JP7459024B2 (en) | Offshore wind power generation equipment | |
CN112319703A (en) | Floating type navigation mark lamp powered by sea energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180327 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20180601 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180904 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6507431 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |