JP6935870B2

JP6935870B2 - 波力発電システム

Info

Publication number: JP6935870B2
Application number: JP2018145791A
Authority: JP
Inventors: 康樹丸山; 昌奎林; 豪毅小林; 直樹栗林; 英紀田中; 雅秀辻
Original assignee: University of Tokyo NUC; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: University of Tokyo NUC; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: CN111051690B; EP3832124A1; US20210270228A1; WO2020026473A1; CN111051690A; JP2020020310A; EP3832124A4; EP3832124B1; KR102375810B1; KR20200144123A; US11473552B2

Description

本発明は、波の力を利用して発電する波力発電システムに関する。

自然エネルギー発電システムの１つとして波力発電システムが知られている。波力発電システムでは、海水等の波のエネルギーが機械エネルギーに変換され、更に機械エネルギーが電気エネルギーに変換される。

特許文献１の波力発電システムでは、ポンプが波のエネルギーで駆動される。ポンプから吐出された作動液は、アキュムレータによって平滑化された後、液圧モータに供給される。液圧モータは、供給される作動液によって回転し、発電機を駆動する。作動液が各種構成（例えば、ポンプ、モータ及びバルブ）を通過する際には作動液の圧損が生じ、その圧損等に起因して作動液の液温が上昇する。

液圧モータは作動液をタンクに排出し、ポンプは作動液をタンクから吸引して吐出する。波力発電システムが一旦稼働し始めると、作動液が波力発電システム内を循環し、作動液の液温が上昇し続ける。その対策として、波力発電システムにはオイルクーラが備わっている。特許文献１では、オイルクーラが、空冷式であり、作動液が流れる配管に外気を吹き付けるファンを備えている。

特開２０１５−１０８３４４号公報

特許文献１では、ファンが電動機によって駆動され、その動きが制御装置によって制御されている。よって、何らかのトラブル（例えば、停電等）により制御装置に電力を供給できない状態に陥ると、作動液を冷却できなくなる恐れがある。このような状態であっても、波のエネルギーが入力される限りポンプが作動して作動液が循環し続けるので、冷却機能の喪失により作動液の液温が上昇し続けることになる。

そこで本発明は、電力供給がなくとも作動液を冷却できる波力発電システムを提供することを目的としている。

本発明の波力発電システムは、波の力によって作動して作動液を主通路に吐出する液圧ポンプ装置と、前記主通路を流れる作動液によって回転駆動する液圧モータ装置と、前記液圧モータ装置によって駆動されて電力を発生する発電機と、作動液に対して熱交換を行う熱交換装置とを備え、前記熱交換装置は、副通路を介して前記主通路と繋がり、且つ前記副通路によって導かれる作動液によって作動する熱交換用モータ装置と、前記熱交換用モータ装置によって駆動され、冷媒液を吐出する冷媒用ポンプ装置と、前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液と作動液とが導かれ、冷媒液と作動液との間で熱交換を行わせて作動液を冷却する熱交換器とを有しているものである。

本発明に従えば、主通路を流れる作動液を副通路に分流させ、その作動液によって熱交換用モータ装置を駆動し、冷媒用ポンプ装置から冷媒液を吐出させることができる。熱交換用モータ装置は、波の力で作動する液圧ポンプ装置から吐出された作動液で駆動されるので、電力供給がなくとも作動液を冷却できる。

上記発明において、前記冷媒用ポンプ装置は、海中から海水を汲み上げ、前記海水を冷媒液として吐出してもよい。

上記構成に従えば、海中から汲み上げた海水を冷媒液として用いるので、冷媒液の枯渇を防ぐことができ、漏れ等に起因する冷媒液の枯渇による作動液の液温上昇を防ぐことができる。

上記発明において、前記熱交換装置の動作を制御する制御装置を更に備え、前記熱交換装置は、作動液の液温を検出する液温センサと、前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液を前記熱交換器に導く冷媒用通路に設けられ、入力される調整指令に応じて前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する冷媒用流量調整弁とを有し、前記制御装置は、前記液温センサの検出結果に基づいて前記冷媒用流量調整弁に指令を出力して前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整してもよい。

上記構成に従えば、液温センサの検出結果に基づいて熱交換器に流れる冷媒液の流量を調整でき、流量を調整することによって熱交換器における作動液の液温の減少の度合いを調整できる。これにより、冷媒液が次々と供給されて作動液が過度に冷却されることを抑制でき、例えば作動液を適温にて維持できる。

上記発明において、前記熱交換装置は、前記副通路に設けられ、且つ前記副通路を流れる作動液の流量を所定の流量以下に制限する冷媒用流量制御弁を更に有していてもよい。

上記構成に従えば、主通路から副通路へと所定流量の作動液を分流させることができ、その作動液を副通路に介在する熱交換用モータ装置に導くことができる。換言すると、必要以上の流量の作動液が熱交換用モータ装置に導かれることを抑制でき、主通路を流れる作動液が大きく減少することを抑制できる。

上記発明において、前記熱交換器は、前記液圧モータ装置とタンクとを繋ぐタンク通路に介在してもよい。

上記構成に従えば、作動液が液圧モータ装置に導かれるまでに、作動液が熱交換器を通過せず、作動液の圧損を抑制することができる。それ故、波力発電システムを効率よく稼働させることができる。

本発明によれば、電力供給がなくとも作動液を冷却できる。

波力発電システムを側方から見た概略側面図である。図１の波力発電システムを正面から見た概略正面図である。図１の波力発電システムの構成を示す液圧回路図である。

本発明に係る実施形態の波力発電システム１について上述の図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する波力発電システム１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

＜波力発電システム＞
図１に示す波力発電システム１は、海岸に打ち寄せる波の力、即ち波のエネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電する発電システムであり、海岸に設けられている防波堤２の前方に設置されている。具体的に説明すると、防波堤２付近の海底３には、コンクリートシンカー４が設置されており、このコンクリートシンカー４には、複数（例えば、４本）の支柱５が立設されている。複数の支柱５の上には、平面視で大略矩形状の床板６が載せられて固定されており、床板６には、防水カバー７が被せられている。防水カバー７の中には、波力発電システム１の一部分が収容されており、図１及び２に示すように波力発電システム１は、振子式の波受機構１０を備えた鋼製海洋ジャケット構造物として構成されている。

［波受機構］
波受機構１０は、シャフト１１と、一対の取付部１２と、波受部材１３とを有している。シャフト１１は、防水カバー７内において左右方向に延在する軸であり、シャフト１１の中間部分が左右一対の軸受部材１４によって回動可能に支持されている。また、シャフト１１には、軸線方向両端部に一対の取付部１２が夫々固定されており、取付部１２は、シャフト１１の軸線方向両端部から下方に夫々降ろされている。取付部１２は、床板６に形成される溝（図示せず）を通って床板６の下方まで延在しており、取付部１２の下端部は、海面９より上方に位置している。波受部材１３は、一対の取付部１２の下端部に取り付けられている。

波受部材１３は、前方（即ち、沖側）から見て大略矩形状の板であり、その上側部分を除く大半の部分が海面９より下に位置している。このように配置されている波受部材１３は、それよりも沖側から伝わる波（入射波）を前面で受け、また防波堤２及びその付近で反射された波（反射波）の力を背面で受けるようになっている。波の力を受けた波受部材１３は、シャフト１１の軸線を中心に前後（即ち、沖側及び岸側）に揺動し、シャフト１１もまた波受部材１３と共にその軸線周りに回動する。一対の軸受部材１４の間には一対のチラー１５，１５が左右に離して設けられている。一対のチラー１５，１５は、シャフト１１と一体に回転するよう固定され、シャフト１１から上方に延在している。また、チラー１５の上端部は、波力発電システム１の液圧ポンプ装置２０に連結されている。

［ポンプ装置］
液圧ポンプ装置２０は、一対のポンプ２１，２１を有している。ポンプ２１は、ラムシリンダ式のポンプであって、一対のシリンダ２２，２３及びロッド２４を有している。一対のシリンダ２２，２３は、大略有底筒状に形成されており、各々の開口が対向し且つそれらの軸線方向（本実施形態では、前後方向）に互いに間隔をあけて配置されている。また、各シリンダ２２，２３には、１本のロッド２４の一端部及び他端部が夫々挿通されており、ロッド２４の一端部及び他端部は、シリンダ２２，２３内をその軸線に沿って夫々往復運動できるようになっている。

ロッド２４の軸線方向中央部分には、その軸線に直交する方向（即ち、本実施形態において左右方向）に延在するピン２５が一体的に設けられており、このピン２５にチラー１５の上端部が連結されている。それ故、チラー１５が揺動する（図１の１点鎖線及び２点鎖線参照）とロッド２４が往復運動する、即ちチラー１５によって波受部材１３の揺動運動がロッド２４の往復運動（直動運動）に変換される。

このように構成されている液圧ポンプ装置２０では、図３に示すように各シリンダ２２，２３の中に液室２６，２７が夫々形成されており、各液室２６，２７がポートを介して液圧ポンプ装置２０の２つのポンプ通路３１，３２の各々に夫々繋がっている。即ち、一対のポンプ２１，２１の第１液室２６の各々が第１ポンプ通路３１に繋がり、一対のポンプ２１，２１の第２液室２７の各々が第２ポンプ通路３２に繋がっている。また、２つのポンプ通路３１，３２は、その下流側及び上流側で夫々合流しており、上流側では合流した先で主止弁３５を介してタンク３３に繋がり、下流側では合流した先で後述する液圧駆動回路４０の主通路４１に繋がっている。更に、２つのポンプ通路３１，３２には、２つの逆止弁３６，３７が夫々設けられている。

このように構成されている液圧ポンプ装置２０では、ロッド２４が軸線方向一方に移動すると、第１液室２６の作動液が第１ポンプ通路３１に吐出され、吐出された作動液が第２逆止弁３７を通って主通路４１に導かれる。また、第２ポンプ通路３２では、第１逆止弁３６が開き、タンク３３から第２液室２７に作動液が吸入される。他方、ロッド２４を軸線方向他方に移動させると、第２液室２７の作動液が第２ポンプ通路３２に吐出され、吐出された作動液が第２逆止弁３７を通って主通路４１に導かれる。また、第１ポンプ通路３１では、第１逆止弁３６が開き、タンク３３から第１液室２６に作動液が吸入される。このように液圧ポンプ装置２０では、ロッド２４が往復運動することで、液圧駆動回路４０の主通路４１に波のエネルギーに応じた液圧及び流量の作動液が吐出されるようになっている。

［液圧駆動回路］
主通路４１には、アキュムレータ４２が接続されている。アキュムレータ４２は、主通路４１を流れる作動液を取り込むことによって、蓄圧可能に構成されている。なお、本実施形態では、主通路４１に接続されるアキュムレータ４２は１つであるが、アキュムレータ４２は省略されてもよいし、２つ以上のアキュムレータが主通路４１に接続されていてもよい。この場合、各々のアキュムレータの蓄圧能力、即ち蓄えることができる圧力の最大値が異なることが好ましい。また、各々のアキュムレータは、開閉切換弁を介して主通路４１に接続され、液圧ポンプ装置２０から吐出される作動液の圧力に応じて開閉切換弁を作動させて各アキュムレータと主通路４１との接続状態を切換えることが好ましい。このように主通路４１には、アキュムレータ４２の下流側にリリーフ通路４３が繋がっている。

リリーフ通路４３は、タンク通路４４を介してタンク３３に繋がっている。リリーフ通路４３には、リリーフ弁４５が介在しており、リリーフ弁４５は、主通路４１を流れる作動液が設定されるリリーフ圧以上になると作動する。即ち、リリーフ弁４５は、主通路４１の液圧がリリーフ圧以上になると、リリーフ通路４３を開いて作動液をタンク３３に逃がし、主通路４１の液圧をリリーフ圧以下に制限している。このように主通路４１には、リリーフ通路４３を介してリリーフ弁４５が接続されており、その回路に並行してフィルタ４６、逆止弁４７、及び流量調整弁４８がこの順で並んで介在している。換言すると、リリーフ通路４３は、フィルタ４６よりも上流側で主通路４１から分岐されている。

フィルタ４６は、主通路４１を流れる作動液のコンタミ等を除去する。逆止弁４７は、主通路４１における上流側から下流側への作動液の流れを許容し、その逆方向の流れを阻止するようになっている。また、流量調整弁４８は、いわゆる可変流量の絞りであり、そこを流れる作動液の流量を制限し、過度に大きな流量の作動液がその下流側に流れることを防いでいる。このような機能を有する流量調整弁４８の下流側には、更に液圧モータ装置６０が設けられている。

［液圧モータ］
液圧モータ装置６０は、例えば斜板モータであり、主通路４１を介して供給される作動液によって駆動されてその出力軸６１を回転させる。更に詳細に説明すると、液圧モータ装置６０は、供給される作動液の流量及びその吸入容量に応じた回転速度で出力軸６１を回転させる。なお、液圧モータ装置６０を駆動させた作動液は、液圧モータ装置６０を駆動した後にタンク通路４４に排出され、後述する熱交換器５１を通ってタンク３３に排出される。

このように動作する液圧モータ装置６０は、いわゆる可変容量型の斜板モータであり、そこに備わる斜板６０ａの傾転角を変えることによって吸入容量を切替えることができる、即ち出力軸６１の回転速度を調整することができる。このように構成される液圧モータ装置６０には、その斜板６０ａの傾転角を変えるべくサーボ機構６２が設けられている。

サーボ機構６２は、入力されるサーボ指令に応じて直動機構（例えば、ピストン又はボールねじ）を動かして斜板６０ａの傾転角を調整するようになっている。即ち、サーボ機構６２は、入力されるサーボ指令に応じて液圧モータ装置６０の吸入容量を変更し、それにより出力軸６１の回転速度を調整することができる。また、出力軸６１には、カップリング６３を介して発電機６５が取り付けられている。

［発電機］
発電機６５は、いわゆる同期発電機であり、例えば永久磁石発電機によって構成されている。発電機６５は、出力軸６１の回転速度に応じた周波数の交流電力（以下、単に「電力」ともいう）を発生するようになっている。それ故、出力軸６１が定格回転数（例えば、１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍ）以下で回転したり、また出力軸６１の回転速度が安定していなかったりしても発電機６５は発電することができる。なお、本実施形態では、発電機６５に同期発電機を採用しているが発電機６５として誘導発電機を用いてもよい。このように構成されている発電機６５は、パワーコンディショナ６６に接続されており、発電機６５で発生した電力は、パワーコンディショナ６６に伝送される。

［パワーコンディショナ］
パワーコンディショナ６６は、電力系統（図示せず）に接続されており、発電機６５で発生した電力の電圧及び周波数を商用電源から供給される電力と略同じ電圧、周波数、及び位相に調整して電力系統に伝送するようになっている。発電機６５には、回転数センサ６８が設けられており、回転数センサ６８は、出力軸６１の回転速度、即ち回転数を検出する。回転数センサ６８は、制御装置７０に接続されており、検出結果を制御装置７０に出力する。

［制御装置］
制御装置７０は、図示しない制御電源に接続され、この制御電源から電力を受けることによって駆動する。このように駆動する制御装置７０は、サーボ機構６２及びパワーコンディショナ６６にも電気的に接続されており、回転数センサ６８の検出結果に基づいてサーボ機構６２にサーボ指令を出力し、サーボ機構６２の動作を制御する。また、制御装置７０は、パワーコンディショナ６６に駆動指令を出力し、パワーコンディショナ６６の動作を制御する。以下では、制御装置７０の制御動作を含め、波力発電システム１の動作について詳細に説明する。

［波力発電システムの動作］
波力発電システム１では、波受部材１３が波の力を受けて揺動すると、シャフト１１が回動し、液圧ポンプ装置２０から主通路４１に作動液が吐出される。液圧ポンプ装置２０から吐出される作動液は、液圧ポンプ装置２０がラムシリンダ式のポンプであるが故、その流れ（流量及び液圧）が脈動している。それ故、アキュムレータ４２は、主通路４１を流れる作動液の圧力に応じて作動液を蓄えたり（即ち、蓄圧したり）、また蓄えた作動液を排出したりし、主通路４１にて脈動する作動液の流れを平滑化する。即ち、主通路４１を流れる作動液の流量及び圧力を略一定にすることができる。このようにして流量及び圧力が略一定化された作動液は、フィルタ４６及び逆止弁４７を通り、更に流量調整弁４８で流量が絞られて液圧モータ装置６０に導かれる。液圧モータ装置６０は、そこに導かれる作動液によって出力軸６１を回転させ、発電機６５を駆動させる。また、この際に出力軸６１の回転速度が回転数センサ６８によって検出され、その検出結果が回転数センサ６８から制御装置７０に出力される。

制御装置７０は、回転数センサ６８の検出結果に基づいて、サーボ機構６２の動作を制御する。即ち、制御装置７０は、回転数センサ６８の検出結果に基づいて斜板６０ａの傾転角を調整し、出力軸６１の回転数を所定の範囲内（例えば、定格回転数及びその付近の値）に維持する。これにより、発電機６５を一定速度で回転させることができ、発電機６５で発生する電力の周波数を一定の値に調整することができる。即ち、安定した周波数の電力を発電機６５から出力することができる。このようにして出力された電力は、発電機６５からパワーコンディショナ６６に伝送される。そして、制御装置７０は、パワーコンディショナ６６の動作を制御し、主に電力系統に送電する電力の電圧、周波数、及び位相を電力系統に接続される際に要求される値（又は範囲）に調整する。これにより、パワーコンディショナ６６から電力系統に電力を伝送することができる。

また、波力発電システム１では、液圧モータ装置６０に導かれた作動液は、液圧モータ装置６０を回転駆動した後、タンク通路４４に排出され、タンク通路４４を通ってタンク３３に戻される。また、このようにタンク３３に戻される作動液は、再び液圧ポンプ装置２０によって吸い上げられ、各種機器を通って液圧モータ装置６０を駆動し、再びタンク３３に排出される。このように作動液は、波力発電システム１内にて循環している。また、循環する作動液は、液圧ポンプ装置２０、流量調整弁４８、液圧モータ装置６０を通る際に圧損を生じており、その圧損等に起因してその液温が上昇する。循環することによって作動液の液温が上昇し続けるので、作動液の液温の上昇を抑制すべく、波力発電システム１には熱交換装置５０が備わっている。

［熱交換装置］
熱交換装置５０は、冷媒液（本実施形態では海水）と作動液との間で熱交換を行わせ、作動液を冷却する。熱交換装置５０は、熱交換用モータ装置５２を有している。熱交換用モータ装置５２は、主通路４１から分岐してタンク通路４４に合流する副通路５３に介在している。副通路５３は、主通路４１から分岐して熱交換用モータ装置５２の流入口に接続される供給通路５３ａと、熱交換用モータ装置５２の流出口に接続されてタンク通路４４に合流する排出通路５３ｂとで構成される。別の言い方では、熱交換用モータ装置５２は、副通路５３を介して主通路４１に接続されている。副通路５３（特に、供給通路５３ａ）は、主通路４１において液圧ポンプ装置２０と液圧モータ装置６０との間に接続されている。更に詳細に説明すると、副通路５３（供給通路５３ａ）は、主通路４１においてアキュムレータ４２とリリーフ通路４３との間に接続され、主通路４１を流れる作動液を熱交換用モータ装置５２に導いている。

また、副通路５３（供給通路５３ａ）には、切換弁５４及び熱交換用流量制御弁５５が主通路４１側である上流側からその順で並んで介在している。切換弁５４は、いわゆるノーマルオープン形の電磁開閉弁であり、制御装置７０に電気的に接続されている。即ち、切換弁５４は、通常は副通路５３を開き、作動液を熱交換用流量制御弁５５に導く。熱交換用流量制御弁５５は、いわゆる可変流量の絞りであり、そこを流れる作動液の流量を制限するようになっている。これにより、主通路４１から副通路５３へと所定流量の作動液を分流させることができ、その作動液を熱交換用モータ装置５２に導くことができる。これにより、必要以上の流量の作動液が熱交換用モータ装置５２に導かれることを抑制することができ、主通路４１を流れる作動液が大きく減少することを抑制することができる。

熱交換用モータ装置５２は、いわゆる固定容量型の液圧モータであり、例えばギアモータである。即ち、熱交換用モータ装置５２は、副通路５３を介して供給される作動液によって駆動され、その出力軸５２ａを回転させる。この出力軸５２ａには、カップリング５６を介して冷媒用ポンプ装置５７が連結されている。冷媒用ポンプ装置５７は、いわゆる固定容量型の液圧ポンプであり、例えば渦巻ポンプである。冷媒用ポンプ装置５７は、吸入通路７３を介して海中に繋がり、また供給通路７４を介して熱交換器５１に繋がっている。また、冷媒用ポンプ装置５７は、出力軸５２ａが回転することによって作動し、作動することによって海中から冷媒液である海水を吸入通路７３を介して汲み上げ、それを供給通路７４に吐出する。また、供給通路７４には、その途中にフィルタ７５が介在しており、フィルタ７５は吐出される海水に含まれるコンタミ等を除去する。更に、供給通路７４には、前述するように、フィルタ７５の下流側に熱交換器５１が繋がっている。

熱交換器５１は、供給通路７４に繋がると共にタンク通路４４に介在しており、タンク通路４４を流れる作動液と供給通路７４を介して導かれる海水との間で熱交換を行わせる。例えば、熱交換器５１は、タンク通路４４に接続される配管を有し、この配管を供給通路７４から導かれた海水の中を通すように配置する。これにより作動液と海水との間で配管を介して熱交換を行わせることができ、作動液を冷却することができる。このような機能を有する熱交換器５１は、更に排出通路７６に繋がっており、供給通路７４を介して導かれ海水が排出通路７６を介して海へと排出される。

このようにして構成される熱交換装置５０では、冷媒液である海水を海中から汲み上げ、作動液を冷却した後海へ排出し、また新しい海水を汲み上げる。それ故、熱交換器５１には、常に低温の海水を導くことができるので、作動液の温度上昇を効率的に抑えることができる。また、海中から海水を汲み上げて冷媒液として用いるので、漏れ等に起因する冷媒液の枯渇を防ぐことができ、冷媒液の枯渇による作動液の液温上昇を防ぐことができる。

他方、熱交換装置５０では、タンク通路４４を流れる作動液が過度に冷却されることを防ぐべく、液温センサ５８と、冷媒用流量調整弁５９とを備えている。液温センサ５８は、例えばタンク３３に設けられ、タンク３３内の作動液の温度を検出する。液温センサ５８は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０は、液温センサ５８の検出結果に基づいてタンク３３内の作動液の温度を取得する。また、制御装置７０は、取得する作動液の温度に基づいて冷媒用流量調整弁５９の動きを制御する。

冷媒用流量調整弁５９は、いわゆるノーマルクローズ形の電磁開閉弁であり、供給通路７４と排出通路７６とをバイパスするようにそれらに接続されている。また、冷媒用流量調整弁５９は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０からの指令に基づいて供給通路７４と排出通路７６とを連通する。これにより、供給通路７４を流れる海水の少なくとも一部分を熱交換器５１を通さずに排出通路７６に直接導いて排出することができ、熱交換器５１に流れる海水の量を抑えることができる。即ち、冷媒用流量調整弁５９によって熱交換器５１に流れる海水の流量を調整することができ、これによって熱交換器５１における作動液の液温の減少度合いを調整することができる。これにより、作動液より低温の海水が次々と供給されて作動液が過度に冷却されることを抑制することができ、作動液を適温にて維持することができる。

また、熱交換装置５０では、副通路５３の排出通路５３ｂがタンク通路４４に接続されており、副通路５３を流れる作動液がタンク通路４４を介してタンク３３に排出される。また、副通路５３（排出通路５３ｂ）は、タンク通路４４において熱交換器５１より上流側に繋がっており、熱交換用モータ装置５２から排出される作動液もまた熱交換器５１にて熱交換された後にタンク３３へと排出される。それ故、熱交換用モータ装置５２を駆動させるべく液温が上昇した作動液もまた熱交換器５１にて冷却されるので、タンク３３の作動液の液温が上昇することを抑制することができる。更に、熱交換器５１によって液圧モータ装置６０に導くまでにおいて圧損が生じることを抑制することができ、波力発電システム１を効率よく稼働させることができる。

このように構成されている熱交換装置５０では、切換弁５４によって副通路５３が開かれることによって、主通路４１を流れる作動液を分流させて熱交換用モータ装置５２に導き、熱交換用モータ装置５２を駆動する。そうすると、冷媒用ポンプ装置５７が吸入通路７３を介して海水を汲み上げ、その海水を供給通路７４を介して熱交換器５１に供給することができる。これにより、熱交換器５１にて作動液と海水との間で熱交換をさせることができ、タンク通路４４を流れる作動液を冷却することができる。このように熱交換装置５０では、主通路４１から副通路５３に分流させた作動液によって熱交換用モータ装置５２を駆動し、熱交換器５１に海水を供給することができる。それ故、主通路４１に作動液が流れ且つ副通路５３が開いていれば、制御装置７０の動作の如何に関わらず、熱交換器５１に海水を供給することができ、作動液を冷却することができる。

例えば、停電等に起因して制御電源から制御装置７０に電力が供給できなくなり、制御装置７０が停止する場合がある。そのような場合であっても、波が発生していればその波の力によって波受部材１３が揺動し、液圧ポンプ装置２０から主通路４１に作動液が吐出される。それ故、波が発生している限り主通路４１には作動液が流れており、この作動液を副通路５３へと分流させて熱交換用モータ装置５２に導くことによって、熱交換用モータ装置５２を動かすことができる。即ち、制御装置７０による制御を介することなく熱交換用モータ装置５２を動かすことができるので、制御装置７０に対する電力供給がなくなり制御装置７０が停止した後も作動液を冷却し続けることができる。なお、作動液の温度が過度に低いときには、切換弁５４を積極的に閉じて熱交換装置５０の作動を止めてもよい。作動液を冷却することなくシステム内で循環させることで、作動液の液温を適正範囲内まで上昇させることができる。

［その他の実施形態について］
本実施形態の波力発電システム１では、一対のポンプ２１，２１が平面視で左右方向に並んでいるが、必ずしもその方向である必要はない。一対のポンプ２１，２１は、上下方向に並んでいてもよく、また前後方向に並んでいてもよい。また、波力発電システム１では、供給通路７４と排出通路７６とをバイパスするようにそれらに熱交換用流量調整弁５９が接続されているが、必ずしも必要はない。また、冷媒液として海水が用いられているが、必ずしも海水である必要はなく、真水や油を用いてもよい。

また、本実施形態の波力発電システム１では、熱交換器５１がタンク通路４４に介在しているが、必ずしもこの位置に介在する必要はない。即ち、熱交換器５１は、主通路４１に介在させてもよく、タンク３３に戻る作動液を冷却させることができればどのような位置に設けられてもよい。

１波力発電システム
２０液圧ポンプ装置
３３タンク
４１主通路
４４タンク通路
５０熱交換装置
５１熱交換器
５２熱交換用モータ装置
５３副通路
５５熱交換用流量調整弁
５７冷媒用ポンプ装置
５８液温センサ
５９冷媒用流量調整弁
６０液圧モータ装置
６５発電機
７０制御装置
７４供給通路（冷媒用通路）

Claims

波の力によって作動して作動液を主通路に吐出する液圧ポンプ装置と、
前記主通路を流れる作動液によって回転駆動する液圧モータ装置と、
前記液圧モータ装置によって駆動されて電力を発生する発電機と、
作動液に対して熱交換を行う熱交換装置とを備え、
前記熱交換装置は、
副通路を介して前記主通路と繋がり、且つ前記副通路によって導かれる作動液によって作動する熱交換用モータ装置と、
前記熱交換用モータ装置によって駆動され、冷媒液を吐出する冷媒用ポンプ装置と、
前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液と作動液とが導かれ、冷媒液と作動液との間で熱交換を行わせて作動液を冷却する熱交換器とを有している、波力発電システム。
前記冷媒用ポンプ装置は、海中から海水を汲み上げ、前記海水を冷媒液として吐出する、請求項１に記載の波力発電システム。
前記熱交換装置の動作を制御する制御装置を更に備え、
前記熱交換装置は、
作動液の液温を検出する液温センサと、
前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液を前記熱交換器に導く冷媒用通路に設けられ、入力される調整指令に応じて前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する冷媒用流量調整弁とを有し、
前記制御装置は、前記液温センサの検出結果に基づいて前記冷媒用流量調整弁に指令を出力して前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する、請求項１又は２に記載の波力発電システム。
前記熱交換装置は、前記副通路に設けられ、且つ前記副通路を流れる作動液の流量を所定の流量以下に制限する熱交換用流量制御弁を更に有する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の波力発電システム。
前記熱交換器は、前記液圧モータ装置とタンクとを繋ぐタンク通路に介在している、請求項１乃至４の何れか１つに記載の波力発電システム。