JPH0322556Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、海洋エネルギーのうち波力を利用す
る波力ポンプに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

海洋エネルギーの利用の一つとして波力による
発電システムが研究されている。この波力発電は
一例として、波が来るとバケツを逆さにしたよう
な空気ピストン室の空気が圧縮されて、波が引け
ばふくらむこの空気の動きで上部の空気タービン
を回し、発電するものである。

このように波力発電はその多くが空気室等を用
いたもので、機構が複雑で建造コストが大きいも
のとなるため実用化は十分には進んでいない。

一方、海洋は比較的厳しい自然環境にあり、こ
こに設置する設備の立地環境を考えると、建設、
メンテナンスに人手がかからず、簡易構造で自然
のエネルギーをうまく利用するものが望まれる
が、従来これに関し確立された技術は存在してい
なかつた。

かかる事情を考慮して、海中に設置したケーソ
ン内にフロートを収め、波浪によるケーソン内へ
の海水の出入りでフロートが上下動することを利
用して波エネルギーを位置エネルギーに変換して
海水を揚水できるようにした波力ポンプを、出願
人は先に実願昭60−180618号（実開昭62−87182
号公報）として提案した。

この実願昭60−180618号のものは、ケーソン内
に外管を一体的に突設したフロートを収め、この
外管内に内管を挿入したもので、波浪によるフロ
ートの上下を利用して外管及び内管内に水を取入
れ、内管に連通した送液管へと水を押出するよう
にしている。

ところが、波浪の大きさは大小さまざまで、し
かも常に変動しており、ケーソン内へ出入りする
海水の量も一定ではなく、波エネルギーの大きさ
は常に変動している。その結果、平常時の波高を
基準にしてケーソンの大きさ、外管や内管の径や
長さなどを設定すると、異常時の大きな波浪によ
る大きな波エネルギーに対してはこれを吸収しき
れず、装置が破壊するおそれがある。これとは逆
に異常時の波浪の大きさを基準にして装置を構成
すれば、異常時の波浪に対処することは可能とな
るが、装置全体が大がかりなものとなるのみなら
ず、製作費も嵩み経済性が損われることとなる。

本考案の目的は前記従来例の不都合を解消し、
波浪の高さが変化し波エネルギーの大きさに変動
が生生じても、迅速にこれに対処でき波エネルギ
ーの吸収が円滑に行われ、しかも構造も簡単な波
力ポンプを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前記目的を達成するため、波浪による
水の出入口用開口を側面に形成したケーソン内に
ほぼ同径のフロートを収納し、該フロートに一端
を水の取入口とした複数の管を上下に貫通させて
一体的に垂設し、該管の他端をケーソン側に固定
した複数の管の端に水密かつ摺動自在にそれぞれ
組合わせ、その管の他端を水の取入口とするとと
もに該管毎に圧力開放弁を設けたことを要旨とす
るものである。

〔作用〕

本考案によれば、波浪によるケーソン内への海
水の出入りでフロートが上下し、これにともなつ
てフロート側の管も上下動してこの管とケーソン
側の管とで作りだす密閉室の容積も変化し、両管
内に海水が取入れられる。この時、波浪が微少な
場合にはケーソン側の各管に設けた圧力開閉弁の
一部を開放状態にしておくことで複数ある管のう
ちの一部を大気と連通させこの分だけフロートに
作用する下方水圧が小さくなりフロートは波に容
易に追従し最小限の揚水量を確保できる。また、
波高が大きい場合は全ての圧力開放弁を閉じるこ
とでフロートに対する波力の負荷を増大させフロ
ートの上下動を規制する。

〔実施例〕

以下、図面について本考案の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本考案の波力ポンプの第１実施例を示
す縦断正面図、第２図は同上横断平面図で、図中
１はコンクリート製若しくは鋼製の柱状ケーソン
を示し、その側面下法には波浪による水の出入口
用開口９を形成し、ここに塵などの異物混入防止
のためのスクリーン１０を設けている。

該ケーソン１内にほぼ同径のフロート２を収納
するが、このフロート２には一端に水の取入口８
ａ，８ｂ，８ｃ……を設けた複数本の外管３ａ，
３ｂ，３Ｃ……をほぼ等間隔で貫通させて一体的
に垂設した（図示の例では縦横方向に３列ずつ合
計９本の外管を配設した）。

一方、ケーソン１の上面を天井板１ａで覆い、
ここに孔５ａ，５ｂ，５ｃ……を穿設してここか
ら送液配管（図示せず）に連通する内管４ａ，４
ｂ，４ｃ……をケーソン１内に挿入し固定する。
そして、該内管４ａ，４ｂ，４ｃ……の先端部分
は止水用のＯリング１２を介して前記外管３ａ，
３ｂ，３ｃ……の内側に水密かつ摺動自在に挿入
し、外管３ａ，３ｂ，３ｃ……の取入口８ａ，８
ｂ，８ｃ……に内側にのみ開く弁６ａ，６ｂ，６
ｃ……を設けた。

さらに、内管４ａ，４ｂ，４ｃ……のケーソン
１外に突出した部分の途中に圧力開放弁１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ……を設けて大気と連通させ、ま
た、この圧力解放弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……
よりもさらに下流側に内側にのみ開く流入防止用
の弁７ａ，７ｂ，７ｃ……を設ける。

なお図中１３は内管４ａ……を天井板１ａに固
定するための補助材を示す。

次に使用法及び動作について説明すると、本考
案の波力ポンプは海洋開発産業関係の分野で、波
力揚水発電、養魚場への給水、海洋土木工事等へ
の利用やエアコンプレツサーとしての利用が考え
られ、例えば、上方に貯水池を作ることにより、
この貯水池に海水を注ぎ込み、ここからの落水で
通常の水力発電機によつて配電を行うことが可能
となる。

まず、基本動作を説明すると、波の上昇時に
は、フロート２は水面の上昇に伴い上昇し、これ
と一体の外管３ａ，３ｂ，３ｃ……も上昇する。
しかし、内管４ａ，４ｂ，４ｃ……はケーソン１
に固定されていて動かないから、外管３ａ，３
ｂ，３ｃ……の上昇により内部の水が押し上げら
れ内管４ａ，４ｂ，４ｃ……を介して送液配管へ
と送り出される。この時、外管３ａ，３ｂ，３ｃ
……の取入口８ａ，８ｂ，８ｃ……に設けた弁６
ａ，６ｂ，６ｃ……は管内水圧が外部よりも高く
なるために閉じ、外管３ａ，３ｂ，３ｃ……は一
端が閉塞されたものとなつている。

一方、波の下降時には今度はフロート２及びこ
れと一体の外管３ａ，３ｂ，３ｃ……が下降し、
内管４ａ，４ｂ，４ｃ……に対して外管３ａ，３
ｂ，３ｃ……が下方に伸張した分だけ、弁６ａ，
６ｃ，６ｃ……を押し上げてケーソン１内の水が
取入口８ａ，８ｂ，８ｃ……より外管３ａ，３
ｂ，３ｃ……に入り込む。この時、内管４ａ，４
ｂ，４ｃ……側の弁７ａ，７ｂ，７ｃ……はこの
上部の水の水圧により閉じる。

このようにして波の上昇、下降にともないフロ
ート２が上下するものであるが、波の大きさは常
に一定ではなく変動している。いま、波高が微少
な場合には、内管４ａ，４ｂ，４ｃ……に設けた
圧力解放弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……のうちの
一部のもの（例えば１１ｂ）を開けば、内管４ｂ
については大気と連通されるため、この分だけフ
ロート２に作力する下方水圧が小さくなつてフロ
ート２は波に容易に追従して上下運動を行うよう
になり、その結果、最小限の揚水量を得ることが
できる。

これとは反対に波高が異常に大きい場合は、圧
力解放弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……の全てを閉
じてフロート２に対する波力の負荷を増大させ
る。その結果、フロート２の異常に大きな上下動
がおさえられ、その分だけ揚水量が増大して大き
な波エネルギーを充分に吸収できる。

なお、圧力解放弁１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……
の開閉操作は手動で行つてもよいが、マイコン等
を利用した制御装置を用いて波高に応じて遠隔的
に自動制御できるようにしておくこともできる。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案の波力ポンプは、波高
の大きさの変化に応じてフロートに対する波力の
負荷を変化させ、波高が微少なときは負荷を減少
し、これとは逆に波高が異常に大きいときは負荷
を増大させてフロートの上下動の大きさを変化さ
せることができるからどのような大きさの波エネ
ルギーであつてもこれに追従して波エネルギーを
充分に吸収でき効率のよいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の波力ポンプの実施例を示す縦
断正面図、第２図は同上横断平面図である。 １……ケーソン、１ａ……天井板、２……フロ
ート、３ａ，３ｂ，３ｃ……外管、４ａ，４ｂ，
４ｃ……内管、５ａ，５ｂ，５ｃ……孔、６ａ，
６ｂ，６ｃ……弁、７ａ，７ｂ，７ｃ……弁、８
ａ，８ｂ，８ｃ……取入口、９……開口、１０…
…スクリーン、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……圧力
解放弁、１２……Ｏリング、１３……補助材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 波浪による水の出入口用開口を側面に形成した
   ケーソン内にほぼ同径のフロートを収納し、該フ
   ロートに一端を水の取入口とした複数の管を上下
   に貫通させて一体的に垂設し、該管の他端をケー
   ソン側に固定した複数の管の端に水密かつ摺動自
   在にそれぞれ組合わせ、その管の他端を水の取入
   口とするとともに該管毎に圧力開放弁を設けたこ
   とを特徴とする波力ポンプ。