JP6622023B2 - 波動発電装置 - Google Patents
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Description
この波力発電装置は、棒状の永久磁石を有するシャフト部と、このシャフト部が長手方向に移動自在に挿通する導電性のコイルとを備え、シャフト部とコイルのいずれか一方にフロートを接続して、フロートの波動による上下動によってシャフト部とコイルとを相対的にシャフト部の長手方向に繰り返し往復移動させて発電する構造である。
これにより、波動の上下動を直接的に電力に変換し、エネルギー損失を生じさせる介在体を少なくすることができ、発電効率を向上させることができる。また、構造も簡単なのでコストを抑えることができる。
この波力発電装置は、波面中に半没水状に浮遊する所定の形状及び重量を有する浮動体のケーシング内の一方の端に弾性部材を取り付け、重量物と発電部の磁石側部材とを上記弾性部材の片側にケーシング内で昇降自在に接続して支持又は吊り下げ、発電部のコイル側部材を浮動体のケーシング内の固定座に固定した構成である。
これにより、重量物と発電部の磁石側部材を、浮動体の波による上下運動が波の振動に共振又はこれに近い周波数の状態で振動させ、浮動体の波による共振振動で発電部のコイルに誘導起電力を発生させて発電する。
この波力発電システムは、誘導コイルの中の磁石を直線的に移動させる方式や、水波が持ち上げる浮動体の上下運動を、電気を発生する発電機の円運動に変換する方式のものである。
この振子式発電装置は、起き上がり小法師の形状をした筐体内に、波動により作動する振り子を設け、その動きで数多く配列されたマグネット板を左右に回転させ、固定された一対のコイルを介して発電する構成である。
これにより、小電力を得る。
水上に浮く浮体と、
前記浮体上に吊り下げ支持されて、前記浮体の波による上下運動に伴い、前記浮体上に対する支持部を中心に円弧運動する、前記浮体の全長よりも長い全長を有する振子体と、
前記振子体の全長方向に沿って下部に固定され、前記支持部を中心とする略円弧形状部が下部に沿って形成された永久磁石と、
前記浮体に固定されて、前記永久磁石の前記略円弧形状部の略全長に渡り接近して沿う全長を有する略円弧形状部が上部に沿って形成されたコイル体と、
を備える波動発電装置を特徴とする。
請求項1に記載の波動発電装置であって、
前記浮体上に建てられた支柱を備え、
前記支柱の上部に前記振子体が吊り下げ支持されて、
前記支柱の下部に前記コイル体が固定されることを特徴とする。
請求項1または2に記載の波動発電装置であって、
前記浮体は略中央部で係留されることを特徴とする。
水底に固定されて、水上に起立する架台と、
前記架台上に吊り下げ支持されて、水上に浮き、その波による上下運動に伴い、前記架台上に対する支持部を中心に円弧運動する船体形状の振子状浮体と、
前記船体形状の振子状浮体の全長方向に沿って下部に固定され、前記支持部を中心とする略円弧形状部が下部に沿って形成された永久磁石と、
前記架台に固定されて、前記永久磁石の前記略円弧形状部の略全長に渡り接近して沿う全長を有する略円弧形状部が上部に沿って形成されたコイル体と、
を備える波動発電装置を特徴とする。
請求項4に記載の波動発電装置であって、
前記振子状浮体の前記架台上に対する支持部は高さ調整可能であることを特徴とする。
(実施形態1)
図1は本発明を適用した波動発電装置の一実施形態の概略構成として波高タイプを示すもので、1は浮体、2は振子体、3は永久磁石、4はコイル体、5はアンカー部材である。
浮体1の前後両側と支柱11の上部側との間に対をなす支え部材13がそれぞれ架設されている。
振子体2の前後両側と回転軸12との間に対をなす連結部材21がそれぞれ架設されている。
この振子体2の下部に沿って細長い略円弧形状の永久磁石3が固定されている。
図示例では、永久磁石3の上部も略円弧形状に形成されているが、永久磁石3の上部形状は任意である。
このコイル体4が、浮体1の支柱11の下部と両支え部材13の下部に沿って固定されている。
図示例では、コイル体4の下部も略円弧形状に形成されていて、浮体1上に設けた支持台14上に支持されているが、コイル体4の下部形状は任意である。
浮体1の係留の仕方は、海底に限らず、岸壁、係船杭、桟橋、浮き桟橋など任意でよい。
その振子体2の振幅は波の振幅より細かくスイングし、その回転軸(支持部)12の少量の水平方向の移動で振子体2は大きく水平方向に移動するため、振子体2の下部に沿って固定された細長い略円弧形状の永久磁石3と、浮体1上の支柱11及び両支え部材13の下部に沿って固定された細長い略円弧形状のコイル体4とが、相対的に往復円弧運動を繰り返して発電する。
しかも、発電量はスピードの微分なので、振子体2が長いほど発電が大きく、すなわち、永久磁石3及びコイル体4が長いほど発電が大きくなる。
従って、その発電効率は従来よりも大幅にアップする。
また、浮体1は海底地盤にアンカー部材5を打ち込んでの係留でよいため、沖ではなく、海岸近くで施工でき、陸地や浅瀬でも施工でき、施工コストが安価に抑えられる。
このように、波動の上下運動を振子体2の円弧運動による大きな水平移動に変換して、発電効率を従来よりも大幅にアップすることができる。
図2は第2実施形態の浅瀬ウェーブタイプを示すもので、6は架台、7は振子状浮体、8は永久磁石、9はコイル体である。
回転軸62は、両杭状部材61間の上部で高さ調整部63により高さ調整可能に組み付けられる。
この高さ調整部63による回転軸62の高さは、パソコンにより潮位に合わせ、油圧又はワイヤー式により上下に制御盤にてコントロールする。
振子状浮体7の前後両側と回転軸62との間に対をなす連結部材71がそれぞれ架設されている。
この振子状浮体7の下部に沿って細長い略円弧形状の永久磁石8が固定されている。
図示例では、永久磁石8の上部も略円弧形状に形成されているが、永久磁石8の上部形状は任意である。
このコイル体9が、架台6の両杭状部材61の下側に沿って固定されている。
図示例では、コイル体9の下部も略円弧形状に形成されているが、コイル体9の下部形状は任意である。
この振子状浮体7のスイングにより、その振子状浮体7の下部に沿って固定された細長い略円弧形状の永久磁石8と、架台6の両杭状部材61の下側に沿って固定された細長い略円弧形状のコイル体9とが、相対的に往復円弧運動を繰り返して発電する。
しかも、発電量はスピードの微分なので、振子状浮体7が長いほど発電が大きく、すなわち、永久磁石8及びコイル体9が長いほど発電が大きくなる。
従って、その発電効率は従来よりも大幅にアップする。
ここで、岸によるウェーブは、t≒10秒毎位で、この振幅に合わせ、比較的大型の振子状浮体7に適している。
そのウェーブの特長として、上下運動は小さいエネルギーだが、水平移動は大きく、大型の振子状浮体7の移動に適している。
また、ウェーブは、波高の1/3程の浅瀬になると自波になり、水平移動は早く大きくなる。
このように、波動の上下運動を振子状浮体7の円弧運動による大きな水平移動に変換して、発電効率を従来よりも大幅にアップすることができる。
以上の実施形態においては、海用の波動発電装置としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、湖用や川用であってもよい。
また、実施形態では、永久磁石の下側にコイル体を配置したが、永久磁石の横にコイル体を配置してもよい。
さらに、浮体、振子体、永久磁石、コイル体、支柱、架台、振子状浮体の形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
11 支柱
12 回転軸(支持部)
13 支え部材
14 支持台
15 回転軸
2 振子体
21 連結部材
3 永久磁石
31 略円弧形状部
4 コイル体
41 略円弧形状部
5 アンカー部材
6 架台
61 杭状部材
62 回転軸
63 高さ調整部
7 振子状浮体
71 連結部材
8 永久磁石
81 略円弧形状部
9 コイル体
91 略円弧形状部
Claims (5)
- 水上に浮く浮体と、
前記浮体上に吊り下げ支持されて、前記浮体の波による上下運動に伴い、前記浮体上に対する支持部を中心に円弧運動する、前記浮体の全長よりも長い全長を有する振子体と、
前記振子体の全長方向に沿って下部に固定され、前記支持部を中心とする略円弧形状部が下部に沿って形成された永久磁石と、
前記浮体に固定されて、前記永久磁石の前記略円弧形状部の略全長に渡り接近して沿う全長を有する略円弧形状部が上部に沿って形成されたコイル体と、
を備えることを特徴とする波動発電装置。 - 前記浮体上に建てられた支柱を備え、
前記支柱の上部に前記振子体が吊り下げ支持されて、
前記支柱の下部に前記コイル体が固定されることを特徴とする請求項1に記載の波動発電装置。 - 前記浮体は略中央部で係留されることを特徴とする請求項1または2に記載の波動発電装置。
- 水底に固定されて、水上に起立する架台と、
前記架台上に吊り下げ支持されて、水上に浮き、その波による上下運動に伴い、前記架台上に対する支持部を中心に円弧運動する船体形状の振子状浮体と、
前記船体形状の振子状浮体の全長方向に沿って下部に固定され、前記支持部を中心とする略円弧形状部が下部に沿って形成された永久磁石と、
前記架台に固定されて、前記永久磁石の前記略円弧形状部の略全長に渡り接近して沿う全長を有する略円弧形状部が上部に沿って形成されたコイル体と、
を備えることを特徴とする波動発電装置。 - 前記振子状浮体の前記架台上に対する支持部は高さ調整可能であることを特徴とする請求項4に記載の波動発電装置。
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