JPH02136570A

JPH02136570A - 波力利用の発電装置

Info

Publication number: JPH02136570A
Application number: JP63288677A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Miura; 正弘三浦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1990-05-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、波のエネルギーを利用して発電する波力利用
の発電装置の改良に関する。

波のエネルギーを利用して発電する試みは古くからあり
、既に実用化されているものもある。しかし実際に波の
エネルギーを利用する形態は一様ではなく、海面に浮か
べた浮子の上下の動きにより発電するポイントアブソー
バ−式、沿岸の海中に三角板状を配列して波を一点に集
めて貯水池に海水を貯め、海面との落差を利用して発電
する波レンズ式、海面の上下の動きでケース内の空気を
圧縮して、空気圧によりタービンを回して発電する空気
タービン式等、種々の方式のものがある。

本発明における波力利用の発電装ｍは、海面に浮かべた
浮子の動きを利用する形態の発電装置であり、前述した
ポイントアブソーバ−式の発電装置を発展させたもので
ある。

ここで、ポイントアブソーバ−式の発電装置を説明する
と、第１図にあるように、海面に重５４　ＷをＪｔ備す
る浮子ａを浮べ、それの内部に上下方向にシリンダｂを
設けて、それに嵌合するピストンＣのロッドｄを、該浮
子ａの底面から下方に突出させ、それにケーブルｅを連
繋して海底に設置したアンカーｆに係止し、浮子ａ内に
は、２つのチャンバーｇ１　Φｇ２を設けて、それらを
シリンダｂの下端側にそれぞれ連通させるとともに、そ
れらの連通路には、ピストンＣの圧縮行程時には一方の
チャンバーｇｌにだけ連通させ、吸引行程時には他方の
チャンバーｇｚにだけ連通させるようバルブｈ１φｈ２
を設け、かつ、ピストンＣの圧縮行程時にシリンダｂと
連通ずる側のチャンバ−ｇｉには、それの内部に封入し
た流体を、前記ピストンＣによる加圧で、他方のチャン
バーｇ２の内腔上部に吐出さす吐出管ｉを接続して設け
、そのチャンバーｇ２内に吐出管ｉの吐出口から噴出し
てくる流体の圧力で発電機のローターを回転さすホイル
ｊを設け、さらに、シリンダｂ内に嵌挿せるピストンＣ
には、戻り行程（吸引行程）を行なわすためのスプリン
グｋを設けて構成しているものである。そして、これに
より、海面が一ト昇すると、浮子ａが上昇していくこと
で、ピストンＣが浮子ａの強力な浮力により圧縮行程を
行なってそれにより一方のチャンバーｇｌ内の流体を他
方のチャンバーｇｚ内に噴出せしめて発電用のホイルｊ
を駆動し、海面が下降すると、浮子ａの下降で、ピスト
ンＣがスプリングｋにより復元していき、波による海面
の上下の動きで、この作動を繰返して発電する形態のも
のである。

ところで、この形態の波力利用の発電装置には、波のエ
ネルギーのうちの上下の動きのエネルギーを、浮子ａが
浮力により上昇する作動によって取り出すようにしてい
ることから、撃留するケーブルを、水深と一致させた長
さに設定することが前提となるので、潮の満干があると
、破損したり、作動しないようになって、その影響を受
は易くそのためこれらの影響を受けないところを選択し
て設置しなければならないこと、また、おだやかな日や
、常時、波高が３０９ｊ程度になる内海においては、殆
んど発電しないようになること、また、波高の大きいと
ころを選んで設置することで、波浪により流口するよう
になることが多いことまた、ピストンＣのストロークの
許容範囲を越えた波高となったときに、戻り行程のため
に必要なスプリングｋに強力な浮力が働くことで、その
スプリングにの劣化・損傷が早く、そのため耐久性が劣
るものとなること、また、浮子ａ内部への浸水で、浮子
ａ内に設ける諸機構が損傷したり、沈没したりするので
、製作がむづかしいことなどの問題がある。

本発明は、これらの問題を解消せしめるためになされた
ものであって、常時、波高が３０糎程度となる内海にお
いても、潮の満干の影響を受けることなく、確実に発電
作動を行ない、撃留ブイなどの信号灯火として確実に点
灯し続は得るようにする。故障の少ない波力利用の発電
装置を提供することを目的とするものである。

しかして、本発明は、上述の目的のために種々の研究と
実験を重ねて得られた知見に基づいて完成したものであ
る。即ち、波は円運動を行なっていることから、海面に
浮べる浮子で波のエネルギーを取り出すときに、上下方
向だけでなく、水平な方向の浮子の動きによっても、エ
ネルギーの取出しが出来ること、そして、このように波
の水平な方向の動きを利用するようにすれば、撃留のた
めのケーブルは、水深さの１．５倍程度に長くしておい
ても作動するようになるので、潮の満干があっても、ま
た、高波があっても、それを水深より長くしたケーブル
で逃がすことが出来るようになって、これらの影響を少
なくし得、また、このとき、浮子を、波の峰が連続する
方向に長く形成することで、この波の水平な方向の運動
エネルギーを大きく利用できるようになることに気付い
たこと、また、浮子の水平な方向の動きのエネルギーを
取り出すのに、海面に浮べた浮子に、別の浮子に支持さ
れたロッドを上下に摺動自在に嵌挿せしめておいて、こ
の別の浮子を海底にケーブルで繋止しておけば、この二
つの浮子の作動で、海面に浮べた浮子に対しロッドが出
入作動を繰返すようになることと、そして、そのロッド
の動きで、海面に浮べた浮子に組付けておく発ｉｉ機の
ローターを駆動するようにすれば、戻しバネを要するこ
となく、波力の利用で発電し得ることに想到したことか
ら、このように構成して実験したところ、所定の結果が
得られたことによって完成したものである。

そしてこのことから、本発明においては、前述した目的
を達成するための手段として、波の峰の連続方向に平行
せしめて横長に形成した浮子に、上下に貫通するロッド
を上下に摺動自在に嵌装しそのロッドの下端側に該ロッ
ドを押上げる浮力を具備せしめた第２の浮子を一体的に
連結し、その浮子を該浮子が最も上昇した位置における
水深よりも長くしたケーブルにより海底に設けたアンカ
ーに整止し、浮子には前記ロッドの該浮子に対する上下
作動により作動する発電機を組付けてなる波力利用の発
電装置を提起するものである。

次に本発明による波力利用の発電装置を、図面に従い詳
述する。

まず、本発明手段の原理を説明する。

第２図は本発明による波力利用の発電装置Ａの全体概要
図で、同図において、１は海面に浮べた浮子であり、一
方向に長い枕木状に形成してあって、その長手方向の両
端部には重錘Ｗがそれぞれ垂下しである。２はこの浮子
１の長手方向の中心位置に、上下に貫通させたロッドで
、浮子ｌに対し自在に摺動するよう嵌合している。３は
このロッド２の下端側に一体的に連結する第２の浮子た
る別の浮子であり、前記ロッド２の重量よりも大きな浮
力を発揮する大きさに形成してあって、下面側には係合
部３０を具備している。４は前記第２の浮子３の下面の
係合部３０に上端を連結したケーブルで、下端は海底に
固定設置したアンカー５に繋止しである。６は前記ロッ
ド２が、海面に浮べた浮子１に対して出入する作動によ
り発電ローターが回転するようその浮子ｌに固定して組
付は装着した発電機である。

しかして、このように構成せる波力利用の発電装ｆｆ１
Ａは、浮子１をそれの長芋方向（第２図で左右方向）が
波の峰の連続方向と平行する状態として海面に浮べ、第
２の浮子３をケーブル４により海底に整正することで設
置する。

第３図は、この設置した波力利用の発電装置Ａの波の峰
が連続する方向から見た側面図で、浮子ｌが波の谷の部
位に位置した状態を示している。

この状態では、浮子１は最も下降した位置にありまた、
ロッド２を支持する別の浮子３は最も上昇した位置にあ
る（なお、第３図は説明を判り易くするためのものであ
り、ケーブル４は最も上昇した位置にある第２の浮子３
の水深りよりも幾分長めにして、同図の鎖線に示す状態
に張る）、従って、ロッド２の浮子１の上面側への突出
長さ交１は、最も長い状ｙ島にある。

次にこの状態から、波の円運動で、第４図、第５図の如
く浮子１が波動の方向に寄せられると、その力で、ケー
ブル４が連繋しているロッド２が下方に強引に引込まれ
ていき、前述の突出長さ見ｌを、第５図の如く短くして
いく。

そして、波の円運動が前半側を終えて、第６図、第７図
の如く後半側の行程に移行することで、浮子ｌが旧の位
置に戻ることにより、浮子１に−よるケーブル４を牽引
する力が緩み、ロッド２は別の浮子３による浮力で押上
げられて、第７図の如く、最初の突出長さ立１に復元し
、この作動の繰返しで、ロッド２が出入して、それによ
り発″’４１６を作動するようになる。

そして、前記第３図で鎖線に示した斜の状態のケーブル
４が潮の満干および高波に対応する余裕となる。

次に、第８図は、本発明による波力利用の発電機Ａの実
施例の全体の斜視図、第９図は同上の側面図を示してい
る。

同図において、１は浮子で、直径が２５０ミリで長さ２
０００ミリの丸木よりなる主体部１ａの上面側に、それ
ぞれ２５１Ｌ９の浮力が得られる大きさの発泡スチロー
ル１ｂ−１ｂを接着し紐により一体的に結縛することで
形成しである。

浮子ｌの長芋方向の両端部に垂設せる重錘Ｗは、浮子１
の丸木よりなる主体部１ａの両端部に吊杆ｌＯ・１０を
一体的に組付け、それに、それぞれ１５への重りを取付
けることで構成しである。

また、浮子１の長芋方向の中心部位に装設せるロッド２
は、前記丸木１ａに鉄製のガイド筒２０を上下に貫通す
るように装着して、これに摺動自在に嵌挿せしめてあり
、それの上端部には、１１結金具２１を取付け、その連
結金具２１を、前記ガイド筒２０に平行させて前述の丸
木よりなる主体部１ａの側面に一体的に組付けたシリン
ダ７０に嵌合するピストンロッド７１の上端側に連結さ
せである。このロッド２のストロークＳは、約６００ミ
リに設定しである。

前記シリンダ７０およびピストンロッド７１はピストン
ロッド７１の出入作動により、シリンダ７０の下端から
海水を吸引して、シリンダ７０に枝管状に設けた吐出管
７２に吐出するポンプ７であり、それの吐出管７２の先
端側は、前述のガイド筒２０に一体的に組付けた発電機
６のケース６ａ内に装殺せるタービン（図示省略）に対
し連通している。このポンプ７は、吸気口を、浮子１が
海面に浮いたときに海面よりも上方に位置させて設け、
前述の発電機６のケース６ａ内に設けたタービンに対し
エアーを吹き付けるようにする場合がある。

発電機６は、自転車に組付けられる通常の自転車用のダ
イナモ（６Ｖ・３．２　Ｗ）を用い、それを前述のケー
ス６ａ内に組付けるとともにローター軸に、前述したタ
ービンの回転軸を伝導機構を介し伝導せしめて構成した
もので、ダイナモに接続する電気回路のコードは、前記
ガイド筒２０に組付は支持せシメた電球６０　（３，ｌ
］ＶＸ０．５　ＡＸ　２個）に接続している、この電球
６０は、前記自転車用のダイナモに適応させたものであ
り、グイナモを大きくするときは、それに対応させる。

また、ロッド２の下端に連結した別の浮子たる第２の浮
子３は、ケース３ａ内に発泡スチロールを充填して形成
してあり、それの浮力が、前述のロッド２およびポンプ
７のピストンロッド７１を押上げるに要する力となるよ
うに設定しである。

しかし、この第２の浮子３は、前述のポンプ７をピスト
ンロッド７１の上昇作動の際に圧縮作動が行なわれるよ
うに構成する場合、また、ピストンロッド７１の上昇作
動の際にも圧縮作動が行なわれるように構成する場合に
は、出来るだけ大きな浮力を持つものに形成する。

また、この第２の浮子３を海底に撃留せしめるためのケ
ーブル４は、前述の第３図で示した最も上昇位置にある
第２の浮子３の水深りよりも長くし、同第３図にて鎖線
にあるよう斜めに張設して、海底に設けるアンカー５に
整正する。この整正たる手段は、通常の手段によって良
い。

このように構成した、本発明による波力利用の発電装置
Ａは、次のように作用する。

海中に設芒した状態において、波の円運動により浮子１
は、波の峰が連続する方向と直交する方向に往復運動す
る。これにより、海底のアンカー５にケーブル４を介し
て連繋するロッド２が浮子１に対して出入作動を繰返し
て発電機６を作動させるようになるが、このとき、浮子
ｌが波の峰の連続する方向に長く形成しであることから
、装置全体を確実に海面上に浮上させる程度の浮力で、
波高がそれほど大きい波でなくても、波のエネルギーを
大きく受けて強力にロッド２を押込んで、それにより発
電機６を作動させ、波の返りにより第２の浮子３の浮力
で、押込まれたロッド２を復元作動させ、この繰返しで
発電作動を続けるようになる。

また、アンカー５に対し斜めに張られた状態のケーブル
４は、潮の満干、および波高の変化に応じて傾斜角度を
変えるようになって、これに対応するようになる。

このとき、発電作用は１図示する実施例のポンプ７がピ
ストンロッド７１の押込作動の際にだけ行なわれること
で、間欠的になるが、ブイの灯火はもともと点滅の繰返
しであることから、この単動型のポンプ７の作動が、ブ
イの灯火の点灯に適応するようになる。

また、長い浮子ｌが横波を受けるように波の工ネルギー
を受は止めるとき、浮子工は、平面視において、支点と
なるロッド２を中心に回動するようにはなるが、その回
動により、波が寄せられる方向に回動した側を、次にく
る波が、波の寄せられる方向に対して進む方向に動いた
反対側を先に動かすことで、波の峰の連続する方向と平
行する姿勢に修正するように動かすことから、常に波の
峰に平行する姿勢を保持するようになる。なお、浮子ｌ
がそれの長平方向を波の峰の連続する方向と平行する姿
勢を確実に保持するようにさすためロッド２を長平方向
に２連あるいは多連に設はロッド２の下端に連繋するケ
ーブル４を、これにあわせて２連または多連に設ける場
合がある。

しかして、この本発明による波力利用の発電袋２ｔＡは
、上述の仕様において、海中に設置して２週間に渡る試
験を行なったところ、その間、波高が３０Ｗ程度のおだ
やかな日が、かなりの日数で続いたにもかかわらず、常
に、ブイの灯火として機能し続けた結果が得られた。

以上説明したように本発明による浮力利用の発電装置は
、波の峰の連続方向に平行せしめて横長に形成した浮子
ｌに、上下に貫通するロッド２を上下に摺動自在に嵌装
し、そのロー２ド２の下端側に該ロッド２を押上げる浮
力を具備せしめた第２の浮子３を一体的に連結し、その
浮子３を該浮子３が最も上昇した位置における水深りよ
りも長くしたケーブル４により海底に設けたアンカー５
に繋止し、浮子１には前記ロッド２の該浮子１に対する
上下作動により作動する発電機６を組付けて構成しであ
るのだから、常時、波高が３０糎程度のおだやかな内海
の浅いところにおいても、また、潮の満干の差が大きい
ところでもその影響を受けることなく、確実に発電作用
を行ない、しかも耐久性のある故障の少ない波力利用の
発電装置が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従前手段の説明図、第２図は本発明手段の概要
図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図は同上の
作用の説明図、第８図は本発明の実施例装置の斜視図、
第９図は同上の側面図である。図面符号の説明Ａ・・・発電装置　　　　　　Ｄ・・・水深Ｓ・・・ス
トローク　　　　　ａ・・・浮子ｂ・・・シリンｆ　　
　　　　　ｃ・・・ピストンｄ・・・ロッドｆ・・・アンカー　　　　ｇｌｈｌ−ｈｚ…バルブｊ・・・ホイル文ｌ・・・突出長さ１・・・浮子　　　　　　　１１ｂ・・・発泡スチロールｌＯ・・・吊杆２０・・・ガイド筒３・・・浮子３０・・・係合部５・・・アンカー６ａ・・・ケース７・・・ポンプ７１・・・ピストンロッドｅ・・・ケーブル・ｇ２・・・チャンバーｉ・・・吐出管ｋ・・・スプリングＷ・・・重錘ａ・・・主体部（丸木）２・・・ロッド２１・・・連結金具３ａ・・・ケース４・・・ケーブル６・・・発電機６０・・・電球７０・・・シリンダ７２・・・吐出管第 ■ 図第図第囮第図第図 −名＝５

Claims

【特許請求の範囲】

波の峰の連続方向に平行せしめて横長に形成した浮子１
に、上下に貫通するロッド２を上下に摺動自在に嵌装し
、そのロッド２の下端側に該ロッド２を押上げる浮力を
具備せしめた第２の浮子３を一体的に連結し、その浮子
３を該浮子３が最も上昇した位置における水深Ｄよりも
長くしたケーブル４により海底に設けたアンカー５に繋
止し、浮子１には前記ロッド２の該浮子１に対する上下
作動により作動する発電機６を組付けてなる波力利用の
発電装置。