JPH0419362A

JPH0419362A - 波力エネルギー変換装置

Info

Publication number: JPH0419362A
Application number: JP2120070A
Authority: JP
Inventors: Masahisa Fujimoto; 雅久藤本; Hisafumi Matsumoto; 寿文松本; Makoto Sogabe; 曽我部　誠; Masayuki Kita; 雅之北
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-23

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】（産業上の利用分野）本発明は、波力発電プラントに適用する波力エネルギー
変換装置に関するものである。

（従来の技術）従来の波力エネルギー変換装置には、（ｉ）水頭差によ
り水車発電機を駆動するものと、　（ｉｉ　）波力によ
り水柱振動を発生させ１それに基づいて発生する空気力
をエアタービン発電機に伝えて、このエアタービン発電
機を駆動するもの、との２つの方式がある。

先ず上記（ｉ）の水頭差方式の波力エネルギー変換装置
を第３図により説明すると、　（１）　（１）が奥部に
至る程両側壁間の間隔の狭くなった平面視■字形の傾斜
集波堤、　（２）　（２）が同各傾斜集波堤（１）の奥
部に設けた越波堤、（３）が付近の海面よりも高い水位
の貯水池部、（４）が同貯水池部（３）に配管を介して
連絡した水車発電機であり、付近の海面の波を傾斜集波
堤（１）内へ導いて、波高を高くすることにより、越波
堤（２）から貯水池部（３）へ溢流させ１海水を付近の
海面の水位よりも高い貯水池部　（３）内へ流入させて
、波力エネルギーを水頭差工ふルギーに１次変換する一
方、この貯水池部（３）内の海水を配管を経て水車発電
機（４）へ導き。

この水車発電機（４）を貯水池部（３）と付近の海面と
の水頭差エネルギーにより駆動して、水頭差エネルギー
を電力エネルギーに２次変換するようにしている。なお
付近の海面の波を傾斜集波堤（１）内へ導いて、波高を
高＜シ、越渡堤（２）から貯水池部（３）へ溢流させる
状態は、津波がリアス式海岸に押し寄せ、波高が増幅し
て、内陸部へ侵入する状態に似ている。

次に上記（ｉｉ　）の空気力方式の波力エネルギー変換
装置を第４図により説明すると、（５）が装置本体の前
壁部、（６）が同前壁部（５）の下部に設けた開口部、
（９）が装置本体上部の箱形ケーソン、　（７ａ）が装
置本体前部内の空気室、　（７ｂ）が上記箱形ケーソン
（９）の前部内に形成した空気室、　（１０）がこれら
空気室（７ａ）　（７ｂ）を連通ずるノズル、（８）が
上記箱形ケーソン（９）の後部内に形成した電気室であ
り。

波力により空気室（７ａ）内の水面を上下動させると。

空気室（７ａ）及び（７ｂ）内の空気がノズル（１０）
を通り出入しく実線矢印及び破線矢印参照）、この空気
の出入のエネルギーにより、ノズル（１０）の位置に設
置されたウェルズタービン発電機（図示せず）を駆動し
て、波力エネルギーを電カニ矛ルギーに２次変換するよ
うにしている。なおウェルズタービン発電機とは、ター
ビンへ流入する流体の流れが往復動であっても、ロータ
が同一方向に回転するように構成された回転原動機で、
英国人ウェルズにより発明された公知の発電機である。

（発明が解決しようとする課題）前記第３図に示す従来の水頭差方式の波カニ不ルギー変
換装置、及び前記第４図に示す従来の波力エネルギー変
換装置には１次の問題があった。

即ち（１）これらの波力エネルギー変換装置は１発電コスト
が高く、特殊な場合を除いて経済的に成立しない。特殊
な場合とは、電力負荷の低い離島で。

年間を通じて略一定の波があり、しかも防波堤を必要と
する場合をいう。

（１１）第３．４図に示す従来の波力エネルギー変換装
置は、波力エネルギーの電力エネルギーへの変換効率が
低い。例えば第３図の水頭差方式の波力エネルギー変換
装置では、波力エネルギーを水頭差エネルギーに１次変
換し、水頭差エネルギーを電力エネルギーに２次変換し
ているが、波力エネルギーから水頭差エネルギーへの１
次変換効率は、２５〜３０％、水頭差エネルギーから電
力エネルギーへの２次変換効率は、超低落差水車発電機
のため、５０％程度になる。従って総合効率は。

１０〜１５％に過ぎない。

（ｉｎ）第３図に示す従来の波力エネルギー変換装置は
、固定式であり、潮汐による水位変動を直接受ける。即
ち、満潮時には、水頭差が小さくなり。

干潮時には、波が越渡堤（２）を乗り越えられなくなり
、このような干満時には、波力エネルギーを電力エネル
ギーに変換できない。

以上の問題点を解消するためには、波カニ矛ルギー変換
装置を水上浮揚構造物にして、潮汐の影響を受けなくす
るようにすればよいが、この場合には、貯水池部（３）
の貯水量により浮体の水面に対する高さが変化する。即
ち、貯水量が多ければ浮体が沈み、水面に対する高さが
低くなって、水頭差が小さくなり、それとは反対に貯水
量が少なくなれば、浮体が浮き上がり、水面に対する高
さが高くなって、波が越波堤（２）を乗り越えられなく
なる。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、引き波の波力エネルギーを発電に利用
できる。波力エネルギーの変換効率を向上できる。また
干満時の浮体昇降による影響や貯水量の増減による影響
を解消できる波力エネルギー変換装置を提供しようとす
る点にある。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために１本発明の波力エネルギー
変換装置は、上部集波板と下部集波板と少なくとも一対
の側部集波板とにより形成される複数個の集波堤と、同
集波堤に下部逆止弁を介して連通ずる下部貯水槽とを具
えている。

また本発明の波力エネルギー変換装置は、上部集波板と
下部集波板と少なくとも一対の側部集波板とにより形成
される複数個の集波堤と、同集波堤に上部逆止弁を介し
て連通ずる上部貯水槽と上記集波堤に下部逆止弁を介し
て連通ずる下部貯水槽とを具えている。

（作用）本発明の波カニ不ルギー変換装置は前記のように上部集
波板と下部集波板と少なくとも一対の側部集波板とによ
り形成される複数個の集波堤と。

同集波堤に下部逆止弁を介して連通ずる下部貯水槽とを
具えており、引き波の波力エネルギーを下部逆止弁を経
て下部貯水槽（槽内海面が外部の平均海面よりも低い下
部貯水槽）に負の水頭差エネルギーとして蓄積し、この
負の水頭差エネルギーにより水車発電機を駆動して、こ
の負の水頭差エネルギーを電力エネルギーに変換する。

また本発明の波力エネルギー変換装置は前記のように上
部集波板と下部集波板と少なくとも一対の側部集波板と
により形成される複数個の集波堤と、同集波堤に上部逆
止弁を介して連通ずる上部貯水槽と、上記集波堤に下部
逆止弁を介して連通ずる下部貯水槽とを具えており、引
き波の波カニネルキーを下部逆止弁を経て下部貯水槽（
槽内海面が外部の平均海面よりも低い下部貯水槽）に負
水頭として蓄積し、寄せ波の波力エネルギーを上部逆止
弁を経て上部貯水槽（槽内海面が平均海面よりも高い上
部貯水槽）に正水頭として蓄積し。

これらの正負の水頭差エネルギーにより水車発電機を駆
動して、これらの正負の水頭差エネルギーを電力エネル
ギーに変換する。

（実施例）次に本発明の波力エネルギー変換装置を第１゜２図に示
す一実施例により説明すると、　（１１）が上部集波板
、　（１２）が下部集波板、　（１３）が側部集波板。

（１４）がこれらの上部集波板（１１）と下部集波板（
１２）と各側部集波板（１３）とにより形成された複数
個の集波堤で１本実施例の場合には、集波堤（１４）が
３個形成されている。なお実際の波力エネルギー変換装
置では、この集波堤（１４）を１０個以上形成する。ま
た（１５）が上記上部集波板（１１）に設けたデイフエ
ーザ通路（Ａ）の開口部を開閉する上部逆止弁。

（１６）が上記下部集波板（１２）に設けたデイフエー
ザ通路（Ｂ）の開口部を開閉する下部逆止弁、　（１７
）が上記集波堤（１４）に上部集波板（１１）のデイフ
エーザ通路（速度工名ルギーを水頭エネルギーに効率よ
く変換するためのデイフエーザ通路）（Ａ）を介して連
通した上部貯水槽部、　（１８）が上記集波堤（１４）
に下部集波板（１２）のデイフエーザ通路（Ｂ）を介し
て連通した下部貯水槽部で、この下部貯水槽部（１８）
内の海面は、空気管（図示せず）を介して大気に連通し
ている。また（１９）が上記上部貯水槽部（１７）に設
けた配管、　（２１）が上記下部貯水槽部（１８）に設
けた配管、　（２０）がこれらの配管（１９）　（２０
）の間に介装した水車発電機、　（２２）が本波力エネ
ルギー変換装置を海底に係留する索条である。なお逆止
弁（１５）　（１６）は壊れ易い。そのため、メンテナ
ンスを考慮して、逆止弁（１５）　（１６）を−個所配
置にする一方、上方への引抜きを可能にしている。

次に前記第１，２図に示す波力エネルギー変換装置の作
用を具体的に説明する。

第１図の実線は、寄せ波のときを示しており。

このときには、上部逆止弁（１５）を開き、下部逆止弁
（１６）を閉して、波カニネルキーを上部貯水槽部（槽
内海面が外部の平均海面よりも高い上部貯水槽部）（１
７）へ正水頭として蓄積して、波カニネルキーを正の水
頭差エネルギーに変換し、この水頭差エネルギーにより
、水車発電機（２０）を駆動して。

この水頭差エネルギーを電力エネルギーに変換する。

第１図の破線は、引き波のときを示しておりこのときに
は、下部逆止弁（１６）を開き、上部逆止弁（１６）を
開いて、波力エネルギーを下部貯水槽部（槽内海面が外
部の平均海面よりも低い下部貯水槽部）（１８）へ負水
頭として蓄積して、波力エネルギーを負の水頭差エネル
ギーに変換し、この負の水頭差エネルギーにより、水車
発電機（２０）を駆動して、負の水頭差エネルギーを電
力エネルギーに変換する。

（発明の効果）本発明の波力エネルギー変換装置は前記のように上部集
波板と下部集波板と少なくとも一対の側部集波板とによ
り形成される複数個の集波堤と同集波堤に下部逆止弁を
介して連通ずる下部貯水槽とを具えており、引き波の波
力エネルギーを下部逆止弁を経て下部貯水槽（槽内海面
が外部の平均海面よりも低い下部貯水槽）に負水頭とし
て蓄積し、この負の水頭差エネルギーにより水車発電機
を駆動して、この負の水頭エネルギーを電力エネルギー
に変換するので、引き波の波力エネルギーを発電に利用
できる効果がある。

また本発明の波力エネルギー変換装置は前記のように上
部集波板と下部集波板と少なくとも一対の側部集波板と
により形成される複数個の集波堤と、同集波堤に上部逆
止弁を介して連通ずる上部貯水槽と、上記集波堤に下部
逆止弁を介して連通ずる下部貯水槽とを具えており、引
き波の波カエネ卯ギーを下部逆止弁を経て下部貯水槽（
槽内海国が外部の平均海面よりも低い下部貯水槽）に負
水頭として蓄積し、寄せ波の波力エネルギーを上部逆止
弁を経て上部貯水槽（槽内海面が平均海面よりも高い上
部貯水槽）に正水頭として蓄積しこれら正負の水頭差エ
ネルギーにより水車発電機を駆動して、これら正負の水
頭差エネルギーを電力エネルギーに変換するので、引き
波及び寄せ波の波力エネルギーを発電に利用できて、波
カニ不ルギーの変換効率を向上できる。また貯水槽を上
下に配置しており、干満時の浮体昇降による影響や貯水
量の増減による影響を解消できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる波力エネルギー変換装置の一実
施例を示す縦断側面図、第２図は第１図の矢視■−■線
に沿う平面図、第３図は従来の波力エネルギー変換装置
を示す斜視図、第４図は従来の他の波力エネルギー変換
装置を示す縦断側面図である。（１１）・・・上部集波板、　（１２）　　・・・下部
集波板（１３）・・・側部集波板、　（１４）　　・・
・集波堤、　（１５）・・・上部逆止弁、　（１６）　
　・・・下部逆止弁、　（１７）・・・上部貯水槽、　
（１８）　　・・・下部貯水槽。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上部集波板と下部集波板と少なくとも一対の側部
集波板とにより形成される複数個の集波堤と、同集波堤
に下部逆止弁を介して連通する下部貯水槽とを具えてい
ることを特徴とした波力エネルギー変換装置。
（２）上部集波板と下部集波板と少なくとも一対の側部
集波板とにより形成される複数個の集波堤と、同集波堤
に上部逆止弁を介して連通する上部貯水槽と、上記集波
堤に下部逆止弁を介して連通する下部貯水槽とを具えて
いることを特徴とした波力エネルギー変換装置。