JPH05502708A - 波のエネルギを変換するための方法と波力発電装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 波のエネルギを変換するための方法及び波力発電装置技術分野 この発明は、一つの種類のエネルギを他の種類のエネルギへの変換に関するもの で、特に波のエネルギを変換するための方法及び波力発電装置に関するものであ る。 従来の技術 環境保護のための清浄なエネルギ発生が緊急の課題と成っている。 既存のエネルギ発生技術は、地球の環境条件を変化させ、特に熱を利用する発電 施設は、大気汚染の問題や、温暖化の問題を発生し、原子力発電設備はグリ−ソ ノ１ウス効果をもたらすとともに放射線レベルを増加させる。また水力発電設備 は、工業的及び農業的に有用な土地を無駄に使用する結果となる。これに対する 一つの解決策は、代換電力源を発見することであり、特に海の波から、広い範囲 の波の周波数にお（１て電力発生効率を向上することである。 従来の海の波の振動運動を変換するエネルギ変換技術は、種々のカム及びリンク 機構、フロート油圧または空気圧システムを使用しているが、効率面で、既存の 水上構造物に搭載するための重量及び大きさにおいては十分な発電能力を発揮し 得ないものと成っている。 従来より、波の潜在エネルギを発電機に接続されたタービンを駆動するための運 動エネルギに変換ことを使用する波力発電装置が知られている。この方法は、例 えば、波のエネルギによって駆動されるモータによって実現される。（アメリカ 特許第４，１５２，８９５号） モータは球状ドーム形に形成され、（海底に）固定して設置される。このモータ は、海面に接すする頂部を有している。 ドームは、偏向羽根を備えた上下方向の軸（バイブ）を有している。水力タービ ンは、上下方向軸の底部に取り付けられ、発電機はこのドームの軸の頂部に取り 付けられる。 このモータを使用する発電装置は、水力発電装置と同様であり、唯−異なる点は 、水位の変化によって後者において運動ヘッドを増加させるために与えられてい ることである。この水位の変化は、完全に波によって決定される上昇水位よって 規定される。このため装置の効率が低いものと成っている。 さらに、海水によって洗われる可動部分は技術的に実現可能であるが、腐食を防 止するための特別な材料及び海中生物による汚れを防止することの出来る特別の 装置を使用することが必要となる。 上記の問題により、こうしたシステムの技術的な効率及び同様の波力発電装置の 技術的な効率を従来の発電装置に較べて低いものにしている。 また、従来の波力発電装置は、フロート、浮き台等の水上構造物の振動エネルギ を変換するもので、従来より周知の変換装置（リンククランクギア、ラックアン ドピニオン機構）により発ｉｉ機の回転エネルギを得る構成と成っている。こう した装置は、物理的な物体の装置に対する波による作用に対して普遍またはこれ と異なる移送での運動による位置変化に特徴付けられる。 従来より知られている装置（アメリカ特許第４，３００゜８７１号）にはベーン の振動を利用するものがある。この装置は、数枚のベーンを共通軸に取り付けて 構成されている。 各ベーンにジャイロスコープが設けられ、これらのジャイロスコープがベーン及 び軸に接続さている。ベーンと軸の相対運動によって、ジャイロスコープに回転 力を作用し、この回転力がエネルギ発生に使用される。この方法は、波の振動運 動をベーンの角度変位運動に変換してジャイロスコープの回転を発生して最終的 に利用可能なエネルギを得る個のである。 サルター（Ｓａｌｔｅｒ）の「ダック（ｄｕｃｋ）　Ｊによる装置（イギリス特 許公開第１，４８２，０９５号）は、波の運動方向を検出する。装置の最大効率 は、波がダックの「ノーズ」方向から到来する時に得られ、最小効率は、波の衝 突角度が９０゜の角度の時に生じる。 後者の角度において、装置は実質的に動作不能となる。さらに、全てのダックが 供給の固定軸を有しているので、波の振動の上下方向成分に対して僅かに反応す る。上記の全ては、「サルター」のダンクによって効率的な発電装置を構成する ことを不可能にしている。 また、波のエネルギによって圧縮された空気を作動流体として使用し、発電機の エアタービンを回転させるする波力発電装置が従来より知られている。こうした システムは、シリンダーピストンシステムと同様であり、ピストンが水で構成さ れる。この形式の代表的な装置は、アメリカ特許第４，４０５．８６６号に開示 されており、水面に開口した底部を有する空気室とこの空気室をタービン発電装 置に接続する通路システムで構成される。後者は発電機に取り付けられた供給軸 を有する二つの一方向タービンで構成される。一つのタービンは、空気室の空気 が圧縮されたときに発電機を回転させ、他方のタービンは、波が引いたときに空 気室に空気が導入されることにより発電機を回転させる。従って、水面が波の作 用によって上下するときに、反対方向の空気の流れが空気室に生起され、この流 れは交互に一方向タービンを通って流れる。 この装置を開発する上での一つの問題は、空気の圧縮が周期的に生じるエアター ビンに関するもので、タービンが連続回転されることである。これは、タービン 入口部における圧力変動を防止するための圧力アクキューミレータを使用するこ との必要性を生じさせる。 しかしながら、補助的な装置の使用は、波力発電装置の構成を一層複雑にし、経 済性を悪化させる。さらに、ハイドロニューマチック波力発電装置は、海水の蒸 気で飽和した海面の空気を使用する結果、塩のイオンが接触する材料に対して影 響するため、装置の種々の構成部材の寿命を短くして故障の原因となる。 さらに、上述の方法を使用した上記の装置が、低いパワー−ウェイト率となる。 また、波の振動エネルギを浮ける振動子等の水上構造物情に設置した機構によっ て振動を変換する方法を使用した波力発電装置も従来より提案されている。この 発電装置が、発電装置の作動部材が直接水に接触しないことに特徴付けられる。 例えば、水中構造物等の装置の外表に作用する波により装置の振動子にエネルギ が注入される。 こうした装置（特開昭５３−２４５７８）は振動中心にレバー視点を設けたケー シングを有し、このレバーがレースを有している。回転体はケーシングの振動中 にこのレースにそって移動する。プルロッドが、レバーの一端に設けられ回転体 の作用によってケーシングに対して変位する。プルロッドの運動エネルギは、例 えば電気エネルギ等の伝統的なエネルギに変換される。回転体の直線運動は、こ の装置において、往復運動に変換される。個の装置は、低いパワウェイト率に特 徴付けられる。 振動によって生起された回転による波の振動運動を回転運動に変換する方法も従 来より知られている。（アイ、　アイ、　ブレークマン（１，１，Ｂｌｅｋｈｍ ａｎ）　’科学及び技術の同期（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　５ｃ ｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　Ｊ　１９８１年　ナウカ　パブ リッシング　ハウス、モスクワ、第１４１頁、第１４３頁、第１９図）この刊行 物において、不均衡ウェイトの回転の軸のある周波数ωでの振動によって不均衡 ウェイトの周波数ωでの振動または複数の周波数での振動が生起される。この減 少は振動によって往起される回転と呼ばれる。しかしながら、不均衡ウェイトの 振動的な回転は、現在の周波数ωにおける調和の法則に振動が一致したときにの み生じる。従って、海の波の運動は狭い帯域の自由法則によって発生するので、 この減少を波の振動運動を機械的な振動周波数に変換することは非常に困難であ る。これは、不均衡ウェイトの機械的回転周波数を海の波の振動の作用によって 付近号重量の角度の振動に変換することが困難であるためにである。 さらに、これは共振方法ではなく、この原理に基づく装置における電力発生効率 は低いものである。 またさらに、ジュニアベストニンク　マシオノストロエニア（Ｊｒ、　’Ｖｅｓ ｔｎｉｋ　Ｍａｓｈｉｎｏｓｔｒｏｅｎｉａ″）　Ｎｏ、　１１．１９７６年第 ５５頁及び第５６頁の「剛性運動リンクを使用せずに往復運動を回転運動に変換 する機構（Ｍｅｃｈａｎｉｓｏ＋　ｆｏｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇｒｅｃｉ ｐｔｏｃａｔｉｏｎ　１ｎｔｏ　Ｒｏｔａｒｙ　Ｍｏｔｉｏｎ　ｗｉｔｈｏｕｔ 　Ｒｉｇｉｄ　Ｋｉｎｅａ＋ａｔｉｃ　Ｌｉｎｋｓ）　Ｊには制御された運動共 振の使用する従来技術が示されている。共振を確実に発生する溜の条件は回転す る不均衡ウェイトと外部の振動源との間の制御されたリンクの問題であり、外部 振動または不均衡ウェイトの回転周波数の調整の問題である。 不均衡ウェイトの往復運動を不均衡ウェイトの回転運動に変換する方法も、従来 より知られている。（ソビエト連邦特許第１２８５１８３号）この方法は、波の 作用による不均衡ウェイトの回転周波数を、不均衡ウェイトの塊の中心の偏心率 を変化させることによってその軸の振動周波数に一致させるもので、偏心率は振 動周波数の減少に伴って増加し、振動周波数の増加に伴って減少する。この方法 を行う装置は、支持体に回転体とともに不均衡ウェイトを放射方向に運動できる ように取付ことによって行われる。回転体は、環状のガイド部材とともに動作す るように不均衡ウェイトに同軸に取り付けられ、不均衡ウェイトは相互に対向す る大径面を対向させ不均衡ウェイトの軸線に対して平行な平坦面を周囲に形成し た一対の円錐台形状に形成されとともに、波のパラメータ検出装置、コンピュー タユニット及び不均衡ウェイトの軸に沿って回転体を移動させる機構で構成され る。 この方法を実施するだめの装置の開発には、設計上及び製造上の大きな困難があ る。 波のエネルギを装置内の制御された運動共振に変換する従来より知られている方 法（特開昭６２−１１０６）は、相互に異なる移送で回転する二つの不均衡ウェ イトで構成される水中構造物に搭載された振動子と、軸によって不均衡ウェイト に接続された速度ガバナとで構成され、不均衡ウェイトの速度が水中構造物の振 動周波数と、水中構造物の振動に対して回転する不均衡ウェイトの慣性力が異な る位相となるなるように同期される。なお、不均衡ウェイトの速度は、水中構造 物の振動周波数の減少とともに減少し、逆に水中構造物の振動周波数は不均衡ウ ェイトの速度の減少に伴って減少する。 この方法は、不均衡ウェイトの回転周波数は、波の振動周波数に等しく、 ここで、Ｖｏは回転中の不均衡ウェイトの塊の中心の直線運動速度、 Ｒは不均衡ウェイトの塊の中心の回転半径である。 不均衡ウェイトの運動の直線速度Ｖｏは、同期可能な状態において、決定される 。 Ｖｏ＝ＺπＲ／　・・・（２） 同時に、不均衡ウェイトが回転不能の他の条件がある。 不均衡ウェイトを地球の重力フィールドにおいて回転させるためには、質量Ｍの 不均衡ウェイトに質量の中心の回転半径Ｒの二倍の高さまで不均衡ウェイトの質 量中心を上昇させる潜在エネルギを越える運動エネルギが必要となり、即ち、Ｖ 　＝　／４ｇＲ／”’　、、、　（４）一方、回転中の不均衡ウェイトの質量中 心の直線速度は、共振状態の不均衡ウェイトの質量中心の直線速度に等しくなけ ればならない。従って、 ２πＲ／　＝　／４　ｇＲ／”　、、、　（５）従って、不均衡ウェイトの質量 中心の回転半径Ｒは以下の式よりめられる。 ２πＲ／＝／４ｇＲ／”２　、、、（５）この条件は振動子の不均衡ウェイトの 全寸法によって決定される。 例えば、海の力５の不均衡ウェイトの寸法について説明すれば、 Ｔ＝６５−波の周ｉ！Ｊｌ　（／　＝　ｌ／６Ｈｚ　）Ｈ＝３ｍ−波の高さ０％ の確率で７．０乃コ５ｍ）こうした寸法の不均衡ウェイトを得ることは非常に困 難である。さらに、不均衡ウェイトの増加は、装置の質量を大きく増大させる。 不均衡ウェイトの運動エネルギよりも格段に大きな浮遊重量のエネルギを貯蔵す ることが出来、不均衡ウェイトの回転に使用することが出来れば、不均衡ウェイ トの寸法を減少することが出来る。これは、フライホイル質量が不均衡質量より も格段に大きい場合に可能と成るが、発電装置は非常に重くなり、パワーウェイ ト率が著しく低下する。 波のエネルギを水中構造物に搭載した振動子によって変換する従来技術（ＰＣＴ ／５Ｕ−８９，００，３０３）においては、少なくとも一つの不均衡ウェイトを 軸に取付け、この軸を中心に回転させる構成を示している。不均衡ウェイトを取 り付けた軸は、水中構造物の上方の所定の高さまで上昇され不均衡ウェイトが水 中構造物に対して水平位置と成ったときに、軸が水中構造物に接するまでこの高 さから軸及び不均衡ウェイトを自由落下させて、不均衡ウェイトにエネルギを蓄 え、この得れる儀を不均衡ウェイトの上昇と軸線を中心に１８０°回転させ、次 いで軸を不均衡ウェイトと水平と成る位置まで上昇させるために消費し、軸と不 均衡ウェイトを軸が水中構造物に接触するまで自由落下させるとともに、不均衡 ウェイトを上昇中に回転させて落下中のエネルギを不均衡ウェイトの回転によっ て不均衡ウェイトに蓄えられたエネルギを波によって不均衡ウェイトに水中構造 物を介して伝達されるエネルギに付加して、水中構造物が波とともにしずみ込む ときに軸を不均衡ウェイトと共に所定の高さまで上昇させ不均衡ウェイトを初期 位置に復帰させるるように構成し、軸と不均衡ウェイトの上昇高さを水中構造物 の振動周波数の減少に応じて増加させる。 この方法は、不均衡ウェイトの各振動周期において不均衡ウェイトの質量１ｋｇ に対して１８０乃至２００Ｊまで不均衡ウェイトに蓄積されるエネルギを増加さ せることを可能とする。 さらに、この方法を実施するための従来より知られている波力発電装置（ＰＣＴ ／５Ｕ−８９，０００，３０３）は、浮遊し波とともに運動する水中構造物と、 水中構造物に固定されるとともに不均衡ウェイトとともに振動子を収容した中空 ケーシングを、不均衡ウェイトから電気エネルギを取り出す発！＠と慣性カビツ クアップとによって構成される。さらに、装置はケーシング内に垂直ガイドが設 けられ、振動子がこれらのガイドに取り付けられて運動して、不均衡ウェイトを 軸に対して回転させる支持部材を形成する。支持部材は、往復運動するようにガ イドに取り付けられる。さらに、装置には支持部材を保持し、その運動を制限す る機構が設けられおり、この機構は慣性カビツクアップに連結されている。 波力発電装置の他の実施例においては、不均衡ウェイトが二つの回転キャリアに その軸回りを回転するように取り付けられた発電機を形成し、このキャリアの長 手方向軸線は相互に平行な長手方向軸線に沿って延びる支持部材に取り付けられ てい。発電機のロータの出力軸は、フリーホイルクラッチとドリブンギアとを有 しており、ドリブンギアは振動子支持部材に取り付けられたギアに連結されてい る。　この発電装置は、上記に方法を実施して従来の発電装置に較べて高い効率 を達成する。しかしながらこの発電装置においては、波によって水中構造物が上 昇されるときのみに電力の発生が可能であり、しずみ込むときの波のエネルギは 利用されていない。 発明の説明 本発明は、この方法を実施するための波のエネルギを変化する環境的に安全で小 型の波力発電装置を提供しようとするもので、水中構造物と振動子の相互作用に おける異なる原理や波の昇降による水中構造物の上下動の各周期よる問題及び波 力発電装置の設計の変更の問題を解消して、装置の構成を簡素化してより大きな エネルギを振動子によって蓄積出来るようにするものである。 この問題は、水中構造物に設けられるとともに、回転軸を持つ少なくとも一つの 不均衡ウェイトを有する振動子によって波のエネルギを変換する方法であって、 不均衡ウェイトに初期速度を与え、エネルギを蓄積するために所定の経路を通っ て不均衡ウェイトを加速しながら移動させ、所定の経路に沿った移動中に不均衡 ウェイトを軸を中心に一回転させ、水中構造物に対して実質的に垂直に形成され る面において不均衡ウェイトの軸の波の上昇中における水中構造物の動作によっ て移動させ、水中構造物の上昇中に不均衡ウェイトに蓄積されたエネルギを取り 出す方法において、不均衡ウェイトが、波による水中構造物の上昇または下降の 一つの期間において軸を中心に一回転よりも多い回転数回転し、不均衡ウェイト の軸が水中構造物の動作に伴って、その動作方向に反復して移動し、不均衡ウェ イトの軸の動作の少なくとも一つが所定の期間における不均衡ウェイトの軸を中 心とする回転中に行われ、波による水中構造物の上昇及び下降期間の変化毎に不 均衡ウェイトの軸の移動方向を反転して不均衡ウェイトに蓄積されたエネルギを 保持し、波による水中構造物の下降中にも不均衡ウェイトよりエネルギを取り出 すようにしたことを特徴とする波のエネルギを変換する方法によって解消される 。 なお、好ましく、軸を中心とする不均衡ウェイトの完全な一回転において、波に よる水中構造物の上昇中の不均衡ウェイトの好ましくはＯｏから１Ｂ０°までの 角度の回転に対応する期間、及び波による水中構造物の下降中の不均衡ウェイト の１８０°から３６０“までの角度の回転に対応する期間に、不均衡ウェイトの 軸の単一の動作が、不均衡ウェイトの軸を中心とする各完全な一回転の間に行わ れ、水中構造物が波によって上昇中の好ましくは１８０°から３６０°の軸を中 心とした不均衡ウェイトの回転に対応する期間及び波による水中構造物の下降中 の好ましくはＯｏ乃至１８０°の角度の軸を中心とする不均衡ウェイトの回転に 対応する期間に。 不均衡ウェイトの軸が実質的に固定する。 振動子の不均衡ウェイトの軸と水中構造物の、上昇中及び下降中の各期間におけ る相互作用によって、上記の期間に不均衡ウェイトに蓄積されたエネルギが水中 構造物の上昇及び下降の転換時においても保持され、従来技術に比較して不均衡 ウェイトによるエネルギの蓄積を確実に増加させて、振動子から取り出される出 力を増大する個とが出来る。 上記の問題は、さらに浮遊し波の作用によって振動する水。 中構造物と、水中構造物に対して実質的に垂直な面にそって伸び、当接部材によ って上下端を規定するフレームと、水中構造物に対して実質的に垂直な面におい て軸に回転可能に取り付けられた不均衡うエイトを有する可動支持部材を持つ振 動子とによって構成され、振動子はフレームに水中構造物に対して実質的に垂直 な面において往復運動するように取り付けられ、さらに不均衡ウェイトから出力 を取り出すための発電機を備えた波の工ふルギを変換する方法を実施するための 波力発電装置において、水中構造物に近接し、水中構造物に対して実質的に垂直 でかつ波の振動を最小限に受けるように配設された少なくとも一つのガイドと、 ガイドにフレームに対して実質的に垂直に設けられ可動支持部材の往復運動を制 限する手段を有し、前記手段がフレームの当接部材の間の実質的に中間部に設け られていることを特徴とする波力発電装置によって解決される。 この波力発電装置の構成は、不均衡ウェイトの軸とともに振動子の可動支持部材 を反復して移動することを可能として、水中構造物の振動子に対する作用を確実 として、不均衡ウェイトの軸を中心とする各回転毎にエネルギが確実に蓄積でき るようにする。可動部材の移動を制限する手段は波の振動を最小限に受ける垂直 ガイドに設けられて、常時可動支持部材と相互作用して、上記の期間における不 均衡ウェイトのエネルギの蓄積を確実とするとともに、波による水中構造物の上 昇及び下降の転換時に蓄積エネルギを確実に保持する。この構成の波力発電装置 は、波による水中構造物の上昇及び下降の双方においてエネルギの蓄積及び取り 出しを可能とし、従来技術に較べて振動子から取り出されるエネルギを大幅に増 大させる。 さらに、上記の問題は、浮遊し、波の作用によって振動する水中構造物と、水中 構造物に取り外し可能に取り付けられるとともに水中構造物に対して実質的に垂 直な面において水中構造物に対して往復運動し、軸を中心に回転する不均衡ウェ イトを有する可動支持部材を持つ振動子と、不均衡ウェイトより出力を取り出す ための発電機によって構成された波のエネルギによる波力発電装置において、水 中構造物に対して実質的に垂直な面に波の振動を最小限に受けるように配置され 、水中構造物を包囲する少なくとも二つの垂直ガイドを有し、振動子が垂直ガイ ド間に往復運動可能に取り付けられるとともに、振動子の可動支持部材の移動を 制限する手段を設け、該手段は振動子の可動支持部材に連結された少なくとも二 つの油圧シリンダを有し、一方の油圧シリンダのピストンは水中構造物に連結さ れ、他方の油圧シリンダのピストンは垂直ガイドに連結され、各油圧シリンダの 内部空間波相互に不均衡ウェイトの軸に動作可能に接続されたスプールバルブに よって接続されていることを特徴とする波力発電装置によって解消される。 この構成の波力発電装置は、軸を中心とする不均衡ウェイトの各回転においてエ ネルギの蓄積を可能とする。可動支持部材の移動を制限する手段は、規則的な間 隔で動作して可動支持部材を水中構造物及び波の振動を最小限にうける垂直ガイ ドに保合、離脱して、不均衡ウェイトの軸と水中構造物が相互作用をしている間 の不均衡ウェイトの移動経路の直線部分を廃して、不均衡ウェイトの回転速度を 増加させ、振動子の可動支持部材の水中構造物への保合回数を増加させ、不均衡 ウェイトに蓄積されたエネルギを波による水中構造物の上昇、下降の転換時にお いて保持する。 この構成の波力発電装置は、波に夜水中構造物の上昇及び下降中にエネルギの蓄 積を可能として、従来技術に較べて格段に大きなエネルギを振動子より取り出す ことを可能とする。 図面の簡単な説明 本発明を添付図面に示した特定の実施例について以下に説明する。 第１．２．３．４．５及び６図は波のエネルギを変換する方法を示す波力発電装 置を示している、第７図は、本発明による波力発電装置の実施例を示す図である 、 第８図は、第７図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である、 第９図は、本発明の波力発電装置の他の実施例を示す図である。 実施例 波のエネルギを利用可能な工矛ルギに変換する方法は、水中Ｎ４造物１（第１図 ）に、軸４を中心に回転するように取り付けられた不均衡ウェイト３を有する振 動子２（破線で示す）を取り付けることを含んでいる。軸４は、可動支持部材５ に載置されており、この可動支持部材５は固定支持部材６に対して往復運動する 。少なくとも二つの垂直ガイド７が水中に波の作用にる振動が最小となるように 植設され、振動子２とともに機能する。さらに、ガイド７には振動子２の可動支 持部材５の移動を制限する手段８が設けられている。ここで、波のエネルギを不 均衡ウェイト３を回転させる運動エネルギに変換する際における物理的なプロセ スを考察する。 可動支持部材の移動を規制する手段８は、一定間隔で設けられる。 本発明によれば、不均衡ウェイト４を取り付けた軸４（第１図）が、水中構造物 １の上方の所定の高さＬｏまで上昇され（即ち不均衡ウェイトに運動を開始する エネルギが与えられ）、可動支持部材８が手段８に当接するとき、不均衡ウェイ ト３は水中構造物１に対して水平位置に保持されている。 この位置において、不均衡ウェイト３の潜在エネルギは、Ｅｐ＝Ｍ−り　Ｌｏ　 、、、　（７） ここで、Ｍは不均衡ウェイト３の質量。 ｇは重力加速度である。 水中構造物が波によって上昇されると、不均衡ウェイト３は、可動支持部材５が 水中構造物１に取り付けられた固定支持部材６に当接する（実線Ａで示す不均衡 ウェイト３に位置）までＬｏの高さ自由落下する。この不均衡ウェイト３の高さ Ｌｏからの落下中に、不均衡ウェイト３にエネルギが蓄えられる。不均衡ウェイ ト３に蓄えられた潜在エネルギは、運動エネルギＥｋに変換される。 ここで、ＶｏはＶＯ−／　２　Ｌ　ｏ　−ｇ／ｌ／Ｚに等しい不均衡ウェイト３ の質量中心の初期直線速度、 Ｅｌは軸４（線Ａ）を中心とする回転を開始する以前の不均衡ウェイトのエネル ギ 水中構造物１は、固定支持部材６とともに速度Ｗで不均衡ウェイト３の落下方向 とは逆向きに移動するので、軸４が固定支持部材６に接触する時点における直線 速度■、は１／ｌ　＝　Ｖｏ　＋　Ｗ　、、、　（ＩＱ）不均衡ウェイト３の軸 ４を中心とする半径Ｒの回転は、同じ速度で開始される。不均衡ウェイト３の軸 ４回りの０°乃至１８０°迄の間の回転中に、波による水中構造物１の運動によ って不均衡ウェイト３の軸が移動して不均衡ウェイトは軸４の反対側の水平位置 （破線Ｂで示す不均衡ウェイト３の位置）となる。固定支持部材６と水中構造物 １は速度Ｗで移動するので、不均衡ウェイト３の質量中心の直線速度の絶対値■ ２は ＶＺ　＝　Ｖｏ　＋　２Ｗ　、、、　（Ｉｆ）一方の水平位置（実線Ａ）から他 方の水平位置（破線Ｂ）の不均衡ウェイト３の回転後のエネルギＥ２は、可動支 持部材５が水中構造物１に接触する迄の不均衡ウェイｌ−３の自由落下中のエネ ルギと不均衡ウェイト３が軸４の回りを１８０°回転する間に水中構造物１をこ うして不均衡ウェイト３に伝達される波のエネルギの合計エネルギＥ３は、とな り、これから、 Ｅ３　＝　ＺＭＷ／Ｖｏ　＋　Ｗ／　、、、　（１４）軸４は、振動子２の可動 支持部＋４５が上方移動の規制手段８に当接する迄不均衡ウェイト３が水平に保 持されている時に、この不均衡ウェイト３ののもに信性力の作用によって上昇す る。 水中構造＄Ｊ１は上昇を継続し振動子２の上方移動を規制する手段は固定位置に 保持されるので、不均衡ウェイト３の上側及び下側位置（０，，０□）間の距離 ＬＯが減少する。なお、不均衡ウェイト３の質量中心の直線移動経路の減少によ って、不均衡ウェイト３の回転の完結時間が減少される。即ち軸４を中心とする 不均衡ウェイト３の回転周波数が増加して、波による水中構造物１の上昇中の不 均衡ウェイトの合計回転数が増加する。 可動支持部材５が不均衡ウェイト３と共に可動支持部材５の上方移動を規制する 手段に到達する（破線Ｃ）と、慣性力の作用によって不均衡ウェイト３は、１８ ０°の位置から３６０°の位置まで軸４を中心に回転して、逆の位置（破線Ｄ） のなり、この点から落下が開始される。 従って、波によって水中構造物ｌが上昇する間、水中構造物１の動作による不均 衡ウェイト３の軸４の移動、不均衡ウェイト３の軸４の所定の高さまでの上昇、 不均衡ウェイト３の初期位置への配置及び引き続く落下が多数回反復される。 このサイクルの間、不均衡ウェイト３の１を量中心は、所定の経路９を通って移 動する。 ここで、波により水中構造物１が上昇している時の、不均衡ウェイト３のｉ！中 心の速度の変化及び不均衡ウェイト３の回転中心である軸４の上側位置と下側位 置ＯＩ及び０２による不均衡ウェイト３の上側点及び下側点におけるエネルギ変 化を計算する。Ｌの最大値は、水中構造物１の振幅の大きさに対応している。不 均衡ウェイト３のＯｏから１８０°迄の角度に回転の各サイクルにおける水中構 造Ｔｈｌの動作による不均衡ウェイト３の軸４が移動によって不均衡ウェイト３ はΔＶ＝２Ｗの速度の増分を得、１８０”から３６０°の角度の間における不均 衡ウェイト３の各回転サイクルの不均衡ウェイト３の質量中心の速度は変化しな いので、不均衡ウェイト３の質量中心の速度変化は、水中構造物ｌの上昇中にお ける不均衡ウェイト３のＯｏ乃至３６０°の間の回転数に比例したものとなる。 水中構造物１の上昇速度と不均衡ウェイト３の点０．及び式（１７）を積分して 不均衡ウェイト（３）の速度及び運動ここで、ＬＯは不均衡ウェイト３の軸４の 上側位置及び下側位置の間の初期（最大）距離、 Ｖｏは不均衡ウェイトの’ｆｆｆｉ中心の初期速度、ＥＯは不均衡ウェイト３の 初期運動エネルギである。 上記に従って、不均衡ウェイトの軸４の上側位置と下側位置間の距離減少が十分 大きいため（Ｌ＞＞Ｌｏ）、不均衡ウェイト３の工ふルギＥが非常に大きくなる （Ｅ＞＞Ｅ　ｏ　）。 続いて水面の下降によって、水中構造物１の移動方向が逆転する。水中構造物１ は速度Ｗで下降し、不均衡ウェイト３の軸４の上側及び下側位置間の距離が減少 し始める。これによって不均衡ウェイト３から水中構造物１への逆向きのエネル ギ伝達が行われる。 このマイナス作用を生しないようにするために、不均衡ウェイト３とともに移動 する可動支持部材の移動制限手段８は、不均衡ウェイト３の上方動作（第２図） と可動支持部材５の上方移動によって、振動子２の可動支持部材５は水中構造物 １の固定支持部材６に当接するまで（破線Ｅ）引き込まれる。 可動支持部材が固定支持部材に到達すると、不均衡ウェイト３が１８０°乃至３ ６０°の角度で軸４を中心に慣性力によって回転して、軸４の反対側の初期位置 に戻り（実線Ｆ）、この位置から降下を開始する。固定支持部材は水中構造物ｌ とともに速度Ｗで下降するので、不均衡ウェイト３の質量中心は初期位置（実線 Ｆ）においてΔＶ＝２Ｗの速度の増加を得る。 不均衡ウェイト３が軸４を中心に１８０°から３６０°まで回転する間に、可動 支持部材の移動を規制する手段８が伸張する。この結果、振動子２の可動支持部 材は、降下後に可動支持部材の動作を規制する手段８に当接する（破線Ｇ）。 不均衡ウェイト３は、このとき軸４を中心に回転して軸４の反対側の水平位置（ 破線ｊ）となる。 水中構造物１及び固定支持部材６は下方への移動を継続するので、振動子２の可 動支持部材の移動を規制する手段８は波の振動にさらされず、不均衡ウェイト３ の軸４の上側位置と下側位置の距離ＬＯが減少する。 不均衡ウェイト３は、水平位置（破線Ｊ）から慣性力の作用によって移動を開始 して、振動子２の可動支持部材が固定支持部材６に当接するまで（破線Ｅ）上昇 する。 従って、水中構造物１の下降動作の間、不均衡ウェイト３の軸４の所定高さまで の上昇、不均衡ウェイト３の初期位置への配置、及びその下降を多数回反復する 。この過程において、不均衡ウェイト３の質量中心は閉塞経路１０に沿って移動 する。 従って、波による水中構造物１の上昇及び下降の全ての期間において振動子２の 不均衡ウェイト３が上記の期間にわたってエネルギを保持し、次の水中構造物１ の動作による不均衡ウェイト３の軸４の移動時にエネルギを連続して蓄積するよ うに構成して、波による水中構造物１の上昇、下降の双方の動作によってエネル ギを蓄積する。 本発明の効果を以下の特定の例に関して説明する。不均衡ウェイトの質量ＭはＬ ＯＯＯｋｇであり、軸４上の不均衡ウェイト３の質量中心の回転半径Ｒは１ｍで あり、不均衡ウェイト３の軸４の上側及び下側位置間の初期の距離は５ｍであり 、不均衡ウェイト３の軸４の最終の上側及び下側の距離は２ｍである。不均衡ウ ェイト３の質量中心の初期の直線速度は５０ｍ／ｓであり、５の海面からの波の 平均高さは３ｍである。　ある期間または波による水中構造物１の上昇中に不拘 ［ｉウェイト３に蓄積されるエネルギの量は、波による水中構造物１の上昇及び 下降の両方の期間において不均衡ウェイト３に蓄積されるエネルギはこれの倍と なるので ２Ｅ　＝　Ｚｘ７．８　ｘ　１０６＝　１５．６　ｘ　１０６Ｊ従って、上記よ り明かなように、波による水中構造物１の上昇及び下降の過程の所定の期間に水 中構造物１に運動による不均衡ウェイト３の軸４の運動を反復することによる効 果を使用することによって、従来技術に較べて格段に大きいエネルギの蓄積が可 能となる。同時に、波による水中構造物１の上昇及び下降の周期の変化毎に不均 衡ウェイト３の軸４の移動方向を逆転させることによって不均衡ウェイト３に蓄 積されたエネルギを保持することが出来、振動子２より得られるエネルギの量を 増加することが出来るものとなる。　他の実施例による、波のエネルギの利用可 能なエネルギへの変換方法においては、可動支持部材に軸４を中心に回転可能に 取り付けられた不均衡ウェイト３を持つ振動子２（図面に破線で示す）は水中構 造物１に取り付けられる（第３図）。少なくとも二つの垂直ガイド７は水中構造 物１の外側に水中に波の最小の振動を受けるように設けられ、振動子２とともに 動作するように構成される。さらに、垂直ガイド及び水中構造物１にはそれぞれ 可動支持部材を保持しこの可動支持部材を垂直ガビド７及び水中構造物１に係合 及び離脱させるための機構１１．１２が設けられている。 水中構造物１の動作による不均衡ウェイト３の軸４の移動中に波のエネルギを不 均衡ウェイト３の移動のための運動エネルギの変換する物理的な過程及びエネル ギの蓄積の状態を考察する。（第３．４．５、及び６図）本発明によれば、不均 衡ウェイト３の質量中心には初期速度が与えられる。 次いで、波による水中構造物１の上昇過程においては（第３図）、不均衡ウェイ ト３がＯ゛　（実！Ｋ）から１８０°迄の回転を開始するとき、可動支持部材を 保持する機構１２は可動支持部材を水中構造物１に連結し、同時に機構１１が可 動支持部材と垂直ガイド７間の剛性リンクを解除する。この結果、可動支持部材 が水中構造物１とともに上昇する。このときの水中構造物］の上昇速度はＷであ る。不均衡ウェイト３の質量中心の直線速度は、（上述したように）２Ｗに増加 され、１８０゛回転する間（破線Ｎ）の不均衡ウェイト３の速度はＶｏ＋２Ｗと なる。 不均衡ウェイト３が軸４を中心に１８０°乃至３６０“の間でさらに回転する間 （第４図）、回転開始時点（実線Ｕ）において。、保持機構１２が可動支持部材 と水中構造物１の剛性リンクを解除し、保持機構１１が可動支持部材を垂直ガイ ド７上に保持する。 この動作の結果、この期間の可動支持部材と水中構造物１の組み合わせ動作及び 回転している不均衡ウェイト３から水中構造物１へののエネルギ伝達が防止され る。 可動支持部材は波の振動を最小限に受けるように配設された垂直ガイド７に、こ の期間にわたって保持されるので、不均衡ウェイト３は軸４の中心に１８０゛か ら３６０°　（破線Ｐ）までＶｏ＋２Ｗの一定速度で回転する。 不均衡ウェイト３の０°から１８０°までの回転の間及び１８０°から３６０“ 迄の回転の間、上述の全ての動作が多数回反復される。 従って、波によって水中構造物１が上昇する間、不均衡ウェイト３は軸４を中心 とする完全な回転運動を反復し、軸４は水中構造物１の動作によって反復して移 動して不均衡ウェイト３の質量中心の各回転サイクルにおける速度を増加させて Ｖ　＝　Ｖ　ｏ　＋　２　Ｗ　ｎに到達させる。なお、ｎは不均衡ウェイト３の 軸４を中心とする回転数である。 波による水中構造物ｌの下降動作の間（第５図）、不均衡ウェイト３におけるエ ネルギ蓄積動作は、同様の要領で行われる。 従って、不均衡ウェイト３の０°から１８０゛迄の回転はが開始される時点（実 線Ｓ）、機構１１が可動支持部材を垂直ガイド７に保持し、これと同時に機［１ ２は可動支持部材と水中構造物１間の剛性リンクを解除する。 この結果、この期間において、可動支持部材と水中構造物１の組み合わせ動作及 び不均衡ウェイト３がら水中構造物１へのＭ積エネルギの伝達が防止される。 可動支持部材は、波の振動を最小限に受けるように配設された垂直ガイド７に固 定されているので、不均衡ウェイト３は軸４を中心に１８０°から３６０°　（ 破ｖＡＴ）までｖｏ＝Ｖ　ｏ　＋　２　Ｗ　ｎの一定速度で回転する。 不均衡ウェイト３が軸４を中心にさらに１８０”　から３６０°までの回転（第 ６図）を開始するとき（実線Ｑ）、保持機構１２が可動支持部材を水中構造物１ に保持し、一方保持機構１１は可動支持部材と垂直ガイド７間の剛性リンクを解 除する。 この結果、可動支持部材は水中構造物１とともに水中構造物１の下降速度Ｗに等 しい速度で下降する。なお、不均衡つ従って、上述の工程を不均衡ウェイト３の Ｏ゛から３６０゜の各回転毎に反復する度毎に、不均衡ウェイト３の直線速度は ２Ｗ増加される。水中構造物ｌの上昇または下降の一サイクルにおいて不均衡ウ ェイト３に直線速度の合計増加量は、ΔＶ＝ＺｎＷ　・・・（加） ここで、ｎは波による水中構造物１の上昇または下降の一サイクルにおける不均 衡ウェイト３の軸４を中心とする回転数である、 不均衡ウェイト３に蓄積されるエネルギ量は、Ｅ＝Ｅ々−Ｅｏ　、、、　（２１ ） ここで、Ｅｏ−（ＭＶ２／２＞は不均衡ウェイト３の初期運動エネルギ、 巳に−（Ｍ　（Ｖｏ±２ＭＷｎ）２／２）は不均衡ウェイト３の最終運動エネル ギ、 Ｍは不均衡ウェイト３の質量であり、 ＝　ＺＡＩＷ−ｎ　（Ｖｏ＋Ｗｎ）　、、、　（２２）６図）に示す軸４を中心 とする不均衡ウェイト３の移動経路９゛及び１０゛に対応して精密に決定された 時間間隅における水中構造物ｌのづおうさにより不均衡ウェイト３の軸４の移動 を可能とし、軸４を中心とする不均衡ウェイト３の質量中心の経路９”、１０′ の直線部分の移動を防止して、不均衡ウェイト３の回転数を従来のものに較べて 増加させている。 これな、水中構造物１の動作による軸４を中心とした不均衡ウェイト３の運動の 経路の所望の部分における不均衡ウェイト３の軸４の移動数を増加させ、振動子 ２の不均衡ウェイト３に蓄積されるエネルギ量を増加させて、波による上昇及び 下降の各期間において振動子２によって取り出されるエネルギ量を増加させる。 上述した実施例の波をエネルギを不均衡ウェイトの回転運動に変換する方法は、 物理的な過程を単純化して示すために単一の不均衡ウェイトを用いた例に付いて 説明した。しかしながら、水中構造物１に搭載された振動子２による波のエネル ギの変換方法は、単一の不均衡ウェイト（特に大きな質量のもの）を使用する場 合、水中構造物の安定性を減少させる可能性がある。このためＤ、偶数個の不均 衡ウェイトを使用してこれを異なる位相で回転させることにより、各組の不均衡 ウニイードが水中構造物の安定性を向上するものとなる。偶数個の不均衡ウェイ トを使用した波力発電装置の実施例を以下に説明する。 振動子に三つの不均衡ウェイトを使用し、二つの不均衡ウェイトの合計質量をは 三番目の不均衡ウェイトの質量と等しく選択し、大きなｉｔの不均衡ウェイトの 自由落下及び上昇を他の二つの不均衡ウェイトと同期させて行い、大きな質量の 不均衡ウェイトの回転を他の二つの不均衡ウェイトと異なる位相で行わせる。　 特定の実施例による上記の方法を実施するための波力発電装置以下に説明する。 本発明による波力発電装置は、浮遊し、波の運動によって振動する水中構造物１ （第７図）を有している。フレーム１３は水中構造物１に固定され、水中構造物 に対して垂直方向の面上に延びている。振動子２はこのフレームに取り付けられ 、水中構造物ｌに対して垂直に形成される面上にて往復運動する。振動子２は、 フレーム１３の垂直壁に沿って移動する可動支持部材に形成され、不均衡ウェイ ト３は回転可能に軸４に支持される。当接部材６はフレーム１３の上下部に固定 され、振動子２の可動支持部材の移動を規制する。さらに、装置には水中構造物 １に対して垂直な面に形成された二つの垂直ガイド７を有しており、この垂直ガ イドは、水中構造物１と水中構造物１に取り付けられたフレーム１３を包囲する 。 フレーム１３はガイド７上の水中構造物１に対して垂直な面上を移動する。移動 台に搭載された垂直ガイド７は波の振動を最小限とする装置によって固定される 。固定式の波力発電装置を装置する場合、ガイド７は直接地表に固定される。ガ イド７は、振動子２の可動支持部材の移動を規制する手段を有しており、この手 段はガイドに取り付けられた当接部材で構成されフレーム１３の面に対して垂直 な面に沿って移動する。手段８の当接部材は機構１４の手段によって移動される 。 波力発電装置は、さらにフレームに同軸に取り付けられたキャリア１５を有して いる。キャリア１５は、フレーム１３の一側に設けたスプリング１６．１７によ って付勢されるとともに、溝１８（第８図）を有している。この溝１８にそって 不均衡ウェイト３の軸４が、フレーム１３に対して可動支持部材とともに移動す る。キャリア１５の溝１８は上下部に当接面１９．２０を有しており、可動支持 部材の上側及び下側位置において不均衡ウェイト３の軸４に所定間隔で当接する 。 なお、波による水中構造物１の上昇時には、軸４は当接面２０に当接し、波によ る水中構造物１の下随時には、軸４は当接面１９に当接する。キャリア１５の溝 １８の長さは、可動支持部材が移動したときに、可動支持部材が固定当接部材６ ａに当接する前に、不均衡ウェイト３の軸４が波による水中構造物１の上昇また は下降中に当接面２ｏ、１９に係合するように選択される。（当接面１９．２０ は第８図の規制位置で示されている） スプリング１６．１７によって付勢されたキャリア１５によって往復運動が水中 構造物１に搭載された発電機２１に生起され、不均衡ウェイト３よりエネルギが 取り８される。キャリア１５の移動量は、発電機の技術データに基づいて選択さ れる。 波力発電装置は、以下の要領で動作する。 水平位置の不均衡ウェイト３とともに、振動子２（第７圀）は、可動支持部材の 移動規制手段８の当接部材の上方に位置される。波によって水中構造物１が上昇 するとき、手段８の当接部材が引き込まれ、振動子２はフレーム１３に沿って自 由落下を開始する。可動支持部材が下側当接部材６ａに当接すると、不均衡ウェ イト３が移動を継続して軸４を中心に０゜から１８０°まで回転する。この間に 、不均衡ウェイト３が回転し、水中構造物１が波によって上昇され、可動支持部 材が不均衡ウェイト３の軸４とともに当接部材６ａによって速度Ｗで上昇して、 不均衡ウェイト３の速度の増加が得られ、不均衡ウェイト３の質量中心の直線速 度が増加する。 不均衡ウェイト３は、水平状態を保持したまま慣性力によって可動支持部材５と ともに上昇を開始する。この時点において、手段８の当接部材は、ガイド７の外 側に突出している。 可動支持部材５が手段８の当接手段に到達すると、不均衡ウェイト３は軸４を中 心に、残留運動エネルギによって１８０゛から３６０°の角度で回転し、不均衡 ウェイト３が水平状態と成ると再び下降を開始する。ガイドは波の振動にさらさ れないので、不均衡ウェイト３の直線速度はこの期間において変化しない。可動 支持部材５が下側当接部材６ａの当接すると、不均衡ウェイト３が再び軸４を中 心にＯｏから１８０゜まで回転する。不均衡ウェイト３の軸４は再び波の作用に よって上昇する水中構造物１の動作によって移動され、不均衡ウェイト３の質量 中心における直線速度が再度増加される。 水中構造物１の上昇過程におけるサイクル数及び不均衡ウェイト３に蓄積される エネルギの量は、移動経路に沿った不均衡ウェイト３の質量中心の直線速度と波 による水中構造物１の上昇速度Ｗによって決定される。 波による水中構造物１の上昇及び下降の周期が変化すると、慣性力ピンクアップ （図示せず）から機構１４に供給される制御信号に応じて手段８の当接部材が引 き込まれて、水平状態の不均衡ウェイト３とともに可動支持部材５が上昇する。 可動支持部材５が、フレーム１３の当接部材６ａに当接すると、不均衡ウェイト ３は軸４を中心に１８０°から３６ｏ。 まで回転し、不均衡ウェイト３の軸４は次いで波の下降によって下降する水中構 造物１の動作に応じて下降し、不均衡ウェイト３に蓄積されたエネールギが増加 し、不均衡ウェイト３の質量中心の直線速度が増加する。水平状態の不均衡ウェ イト３このときに下降を開始する。このときに手段８の当接手段が再び突出され る。 可動支持部材が手段８の当接部材に当接すると、不均衡ウェイト３は移動を継続 して軸４を中心にＯｏ乃至１８０°の角度で回転する。 ガイド７は波の振動にさらされないので、不均衡ウェイト３の質量中心の直線速 度は、この期間において変化しない。 不均衡ウェイト３は、このとき慣性力によって可動支持部材とともに水平位置を 保持しながら再び移動を開始する。可動支持部材がフレーム１３の上側当接部材 ６ａに到達すると、運動工ぶルギによって不均衡ウェイト３が再び軸４を中心に １８０”から３６０°迄の角度回転し、水中構造物１の動作によって不均衡ウェ イト３とともに軸４が再び下降して、不均衡ウェイト３の蓄積エネルギが増加す る。 水平位置の不均衡ウェイト３は、再び下降を開始する。従って、不均衡ウェイト ３は反復して加速され、水中構造物１の下降中に、波によって水中構造物１が上 昇する過程においてここなわれたのと同様の過程によりエネルギを蓄積する。 不均衡ウェイト３のエネルギ蓄積過程は、不均衡ウェイト３の質量中心の直線速 度が不均衡ウェイト３のエネルギ取り出しを行う速度に到達するまで行われる。 キャリア１５による発電機２１への往復運動゛の伝達は、以下の要領で行われる 。 波による水中構造′＃Ｊ１の上昇中において、可動支持部材が下降すると、軸４ が溝］８に内を移動して当接面２０に係合し、フレーム１３に対してキャリア１ ５を下方に移動させる。このキャリア１５と軸４の組み合わせ動作は、可動支持 部材がフレーム１３の固定当接部材６ａ（第７図）に係合するまで継続され、ス プリング１６が圧縮され、スプリング１７が伸張される。（キャリア１５の移動 量は、発を機２１の技術データによって決定される。）不均衡ウェイト３の０° から１８０°迄の回転後に、可動支持部材が軸４及び不均衡ウェイト３とともに 上昇して、スプリング１６．１７は初期位置に復帰してキャリア１５の当接面２ ０を軸４に押圧してキャリア１５をキャリアの初期位置に向かって軸４とともに 上昇させる。スプリング１６．１７は当接面２０を介して軸４に係合することな くキャリア１５を確実にフレーム１３に対して所定の位置に移動させる。次の可 動支持部材の下降動作の間、キャリア１５のフレーム１３に対する移動動作が反 復される。 波とともに水中構造物１が下降する間、手段８の当接部材は引き込まれ、可動支 持部材は上方に移動し、軸４が溝１８内を移動して当接面１９に係合して、キャ リア１５をフレーム１３に対して、可動支持部材が上側固定当接部材６ａに当接 するまで上昇させる。スプリング１７は、このとき圧縮され、スプリング１６は 伸張される。 不均衡ウェイト３が１８０°から３６０°まで回転すると、可動支持部材が下降 してスプリング１６．１７が初期位置に復帰して当接面１９を軸上に押しつけて 、キャリア１５を軸４とともにキャリア１５の初期位置に移動させる。 波乙こよる水中構造物１の各上昇及び下降期間の間、キャリア１５の往復運動は 発電機２１に伝達されて、回転している不均衡ウェイト３に蓄積されたエネルギ が取り出され、電流に変換される。 従って、波力発電装置は、波のエネルギを変換する方向を実施する。 ガイド７（第７回）及び手段８の当接手段を、波による水中構造物１の上昇及び 下降時に水中構造物１の動作に応じてその動作方向への不均衡ウェイト３の軸４ の動作の反復に使用することによって、波による水中構造物１の上昇及び下降期 間の変化に応じて不均衡ウェイト３の軸４の移動方向を逆転させ、上記の期間に おいて不均衡ウェイト３に蓄積されたエネルギを保持して、不均衡ウェイト３の 軸４の所定間隔での動作を確実として不均衡ウェイト３に大きなエネルギが蓄積 出来るようにし、 慣性カビツクアンプ機構１４によって、振動子を水中構造物の振動に動的に共振 させて、波力発電装置の出力電力を最大とする事を可能としする。 波のエネルギを変換する方法を実施するための他の実施例を以下に説明する。 本発明による波力発電装置は、浮遊して波によって振動される水中構造物１　（ 第９図）と少なくとも二つの水中構造物１に対して垂直な面に設けられ、水中構 造物１を包囲する垂直ガイド７を有しており、−この垂直ガイド７は、頂部を横 断部材２２によって連結されている。垂直ガイド７は、荷台に取り付けられると ともに波の振動を最小とする手段を介して固定される。このガイド部材を固定式 の波力発電装置に設ける場合には、これらは直接地表に固定される。ガイド１間 には振動子２４（閉塞された破線で示されている）の可動支持部材２３が往復運 動可能に取り付けられている。可動支持部材２３は、軸２５．２６を不均衡ウェ イト２７．２８とともに有しており、不均衡ウェイト２７．２８には、噛合ギア ２９．３０が取り付けられている。不均衡ウェイト２７．２８は、噛合ギア２９ ．３０と一緒の軸０５．０６及び０７，０８を中心とする完全な回転運動が相互 に異なる位相でのみ行われるように取り付けられる。波力発電装置は、さらに振 動子２４の可動支持部材２３の振動子２４に取り付けられたガイド７上の移動を 規制する手段が設けられており、この手段はピストン３３．３４及びロッド３５ ．３６をそれぞれ有する一対の油圧シリンダ３１．３２で構成されている。油圧 シリンダ３１．３２は可動支持部材２３に接続されている。油圧シリンダ３１の ピストン３３はロッド３５によってガイド７の横断部材２２に連結されており、 油圧シリンダ３２のピストン３４は水中構造物１にロッド３６によって連結され ている。 油圧シリンダ３１の内部空間”ａ”、ｂ”はピストン３３によって分割されてお り、スプールバルブ３８を含む油圧通路３７によって連通されている。油圧通路 ３７は、スプールバルブ３８の入口におい−で二つの平行な通路３９．４０に分 割され、スプールバルブ３８の出口で油圧通路４１．４２を介してロータリスイ ッチバルブ４３に接続されている。軸２５の回転角に応じて、入口通路３９は、 スプールバルブ３８の入口通路４０に対して１８０°オフセツトされる。スイッ チングバルブ４３は通路４１．４２の流体の流通方向を変化させるように構成さ れており、二つの角度位置を有している。（図面には第二の位置が破線で示され ている）油圧シリンダ３２の内部空間”Ｃ“及びｄ”はピストン３４によって分 割され油圧通路４４によって相互に連通されている。油圧通路４４はスプールバ ルブ４５を有している。 スプールバルブ４５は軸２５に取り付けられている。油圧通路４４は、スプール バルブ４５０入口で二つの平行な油圧通路４６．４７に分割されており、これら はスプールバルブ４５の出口において油圧通路４日、４９を介してロータリース イッチングバルブ５０に接続されている。軸２５の回転角度に応じて、通路４６ の人口はスプールバルブ４５の通路４７に対して１８０°オフセツトされる。ス イッチングバルブ５０は、通路４９または４８の流体の流通方向を変化させるよ うに構成されており、二つの角度位置に動作する。（図には第二の位置が破線で 示されている） スプールバルブ３８．４５は、軸２５とに動作可能に連結されており、ロータリ スイッチバルブルブ４３．５０は、逆方向リンク５２（図には破線で示されてい る）によって水中構造物１の振動に追従する装置５１に接続されている。軸２５ ．２６に取り付けられた不均衡ウェイト２７．２８からエネルギを取り出すため に、波力発電装置には、発電機５３が設けられ、垂直ガイド７の横断部材２２に 取り付けられるとともに５４（図には破線で示されている）において軸２５に動 作可能に接続されている。 波力発電装置は、以下の要領で動作する。 装置は、まず作動流体を充填され、振動子２４の可動支持部材２３が水中構造物 １とガイド７の横断部材２２から等距離離間して水面の波の上に位置するように 設置される。 水中構造物ｌは、波によって振動する。軸２５．２６、噛合ギア２９．３０、不 均衡ウェイト２７．２８及びスプールバルブ３８．４５は、波による水中構造物 １の上昇または下降中に３６０°以上の回転する速度で回転される。（軸２５． ２６を回転させる装置は図示されていない）水中構造物１の上昇中において、ス イッチングバルブ４３．５０の位置は、第９図の位置に対応している。不均衡ウ ェイト２７．２日の質量中心の移動経路の下側半円に対応する不均衡ウェイト２ ７．２８が回転軸０５０６．０７０Ｂを中心にｏ”から１８０°の角度回転する 期間に対応する期間における不均衡ウェイトの回転中に、軸２５はスプールバル ブ３８．４５を０゜から１８０°までの角度で回転させる。 スプールバルブ３日は、第９図に示すロータリースイッチングバルブ４３の位置 において、通路３７を開放して、この期間に油圧シリンダ３１の下側空間”ｂ” から上側空間”ａ”に通路４１．３９を通って流体を流通させる。スプールバル ブ４５は、スイッチングバルブ５０の第９図の位置において、通路４４から通路 ４７．４９及び４６．４８への流体の流通を遮断する。従って、油圧シリンダ３ ２の一方の空間”Ｃ’の流体は他方の空間に流通しない。水中構造物１と異なる 位相で回転する不均衡ウェイト２７．２８を有する振動子２４の可動支持部材２ ３間には剛性リンクが形成される。（非圧縮性の物理特性を有する流体が使用さ れる）水中構造物１は波の作用によって、上昇し、油圧シリンダ３２のロッド３ ６とピストン３４を開始いて可動支持部材２３を軸２５．２Ｓの回転軸０５０６ ．０７０８及び不均衡ウェイト２７．２８とともに、不均衡ウェイト２７．２８ の回転間の停止期間中にガイド７にそって上昇させる。これにより、不均衡ウェ イト２７．２８は、水中構造物１の上昇速度の２倍の２Ｗの増加速度を得ること になる。 この期間において、と可動支持部材２３間の剛性リンクの形成と同時にガイド７ と可動支持部材２３の剛性リンクが、通路３７を開放して通路４１．３９を介し て油圧シリンダ３１の下側空間”ｂ”から上側空間”ａ　”への流体の流通によ って、解除される。ロッド３５とピストン３３をガイド７の横断部材２２に相互 作用は、可動支持部材２３と水中構造物１のガイド７に沿った上昇を妨げない。 波の作用によって水中構造物ｌが上昇している間で、かつ不均衡ウェイト２７． ２８の質量中心の移動経路の上側半円に対応する不均衡ウェイト２７．２８が回 転軸０５０６．０７０８を中心に１８０゛から３６０°まで回転する期間の間、 軸２５はスプールバルブ３−８．４５を１８ｏ°がら３６ｏ゛の角度の範囲で回 転させる。スプールバルブ３８はロータリスイッチングバルブ４３の第９図の位 置で、通路３７から通路４１．３９．４０及び４２への流体の流通を遮断して油 圧シリンダ３１の下側空間”ｂ“°から上側空間”ａ　”への流体の流通を阻止 する。スプールバルブ４５は、スイッチングバルブ５０の第９図の位置において 、この期間、油圧シリンダ３２の上側空間”　ｃ”から下側空間”ｄ”への通路 ４４を開放して通路４９．４７を通る流体の流通を許容する。異なる位相で回転 する不均衡ウェイト２７．２８振動子２４の可動支持部材２３とガイド７の横断 部材２２間の剛性リンクが形成される。一方、水中構造物１と可動支持部材２３ 間の剛性リンクは解除される。ガイド７は波の振動を最小限受けるように配設さ れているので、不均衡ウェイト２７．２８の回転している期間、不均衡ウェイト ２７．２８の回転軸０５０６．０７０８はガイド７に対して固定され、不均衡ウ ェイト２７．２８は水中構造物１と相互作用をしないので、エネルギの損失を生 じないものとなる。 不均衡ウェイト２７．２８が１８０゛から３６０“の角度で回転している間、水 中構造物１は油圧シリンダ３２のピストン３４が可動支持部材２３に作用するこ となくロッド２６と相互作用するので、ガイド７に対して自由に上昇する。ピス トン３４が水中構造物１とともに移動するときに、油圧シリンダ３２の上側空間 ”　ｃ”から通路３７．４９．４７を介して、流体が自由に下側空間”ｄ″“に 流通する。 この不均衡ウェイト２７．２８の回転の加速サイクルは水中構造物ｌの波の作用 による上昇動作の全工程にわたって不均衡ウェイト２７．２８の回転周波数とは 無関係に行われ、不均衡ウェイト２７．２８は軸２５及びスプールバルブ３８． ４５を介して速度の増加及び回転玉ふルギの蓄積の反復工程を制御する。 波の作用による水中構造物１の上昇及び下降の周期が変化すると、不均衡ウェイ ト２７．２８から水中構造物１にエネルギ伝達が生じる可能性がある。水中構造 物１の振動に追随する装置５１は、第９図に矢印で示すようにロータリースイッ チングバルブ４３．５０を制御リンク５２によって（第９図に破線で示す）回転 させる。波による水中構造１７１１の上昇中の不均衡ウェイト２７．２８の質量 中心の移動経路の下側半円に対応する不均衡ウェイト２７．２８の０°乃至１８ ０゜の角度の回転中に、スプールバルブ３日、４５が軸２５によって０°から１ ８０までの角度で回転される。 スプールバルブ３日は、第９図のロークリスイッチングバルブ４３の位置（第９ 図に破線で示す）において、通路３７と通路３９．４１及び４０．４２間の流体 の流通を遮断し、スプールバルブ４５は、第９図のスイッチングバルブ５０の位 置（第９図に破線で示す）に等いて、油圧シリンダ３２の下側空間“ｄ　”から 上側空間”ｃ”への流体を通路４４を開放して通路４６．４８を通って自由に流 通させる。異なる位相で回転する不均衡ウェイト２７．２８を有する振動子２４ の可動支持部材２３とガイド７の横断部材２２間に剛性リンクが形成される一方 、水中構造物１と可動支持部材２３間の剛性リンクは解除される。ガイド７は波 の振動を最小限に受けるように設置されるので、不均衡ウェイト２７．２８の回 転軸０５０６．０７０Ｂは不均衡ウェイトに対して０°乃至１８０°の範囲にお いて固定され、不均衡ウェイト２７．２８は水中構造物１と相互作用をしないの でエネルギの損失は生じない。 不均衡ウェイト２７．２８がＯｏから１８０°まで回転する間、水中構造物１は 、油圧シリンダ３２の下側空間”ｄ”が通路４４．４６．４８を介して上側空間 ”Ｃ”に連通して、ピストン３４及びロフト３６が水中構造物１とともに移動す るときに、流体を自由に流通させるので、ガイド７にそって自由に下降する。　 波の作用によって水中構造物ｌが下降している間の、不均衡ウェイト２７．２８ の質量中心の移動経路の上側半円に対応する不均衡ウェイト２７．２８が回転軸 ０５０６、　０７０Ｂを中心に１８０°から３６０°の角度で回転している期間 、スプールバルブ３８．４５が軸２５によって１８０°から３６０°の角度で回 転される。スプールバルブ３８は、第９図のロータリスイッチングバルブ４３の 位置（第９図に破線で示す）において、通路３７と通路３９．４１及び４０．４ ２間を連通して油圧シリンダ３１の上側空間”　ａ”から下側空間”ｂ”への流 体の流通を許容し、スブ−ルバルブ４５は、この期間、第９図のスイッチングバ ルブ５０の位置（第９図に破線で示す）において、油圧シリンダ３２の下側空間 ”ｄ”から上側空間”Ｃ”への流体の流通を通路４４と通路４６．４８間を遮断 することによって遮断する。異なる位相で回転する不均衡ウェイト２７．２８を 有する振動子２４の可動支持部材２３と水中構造物１間の両性リンクがこれによ って形成され、可動支持部材２３とガイド７の横断部材２２間に剛性リンクが解 除される。水中構造物１が波とともに下降すると、油圧シリンダ３２のロッド３ ５及びピストン３４を介して可動支持部材２３が相互動作され、軸２５の回転軸 ０５０６．０７０８及び不均衡ウェイト２７．２８とともに可動支持部材２３が 下降する。不均衡ウェイト２７．２８が１８０°から３６ｏ°までの角度で回転 する期間に、ガイド７にそって下降することによって、不均衡ウェイト２７．２ ８に蓄えられるエネルギが増加し、不均衡ウェイト２７．２８の質量中心の速度 は水中構造物１の下降速度の２倍に当たる２Ｗ分増加する。 ピストン３５のロッド３５とガイド７の横断部材２２の相互作用は、油圧シリン ダ３１の上側空間”　ａ”と下側空間°゛ｂ　”が通路３７の開放によって通路 ４ｏ、４２を通って流通するので、可動支持部材２３の水中構造物１に追随した 下降動作を阻害することがない。 この不均衡ウェイト２７．２８の回転の加速サイクルが、波による水中構造物１ の下降中の全期間にわたって反復して行われる。波の作用による水中構造物１の 上昇及び下降の周期が変化すると、不均衡ウェイト２７．２８から水中構造物１ にエネルギ伝達が生じる可能性がある。水中構造物１の振動に追随する装置５１ は、第９図に矢印で示すようにロータリスイッチングバルブ４３．５０を制御リ ンク５２によって回転させて水中構造物１の上昇中及び下降中の不均衡ウェイト ２７．２８の回転軸０５０６．０７０８を中心とする動作方向を逆転させる。不 均衡ウェイト２７．２８からのエネルギの取り出しは、波による水中構造物１の 上昇及び下降のいずれの動作状態においても、不均衡ウェイト２７．２８による 発電機の回転数が設計速度に達したときに発電機５５を圧力軸２５に連結するこ とで行われる。 従って、波のエネルギを変換する方法を実施する波力発電装置は、 波による水中構造物１の上昇及び下降動作中に、回転する不均衡ウェイト２７． ２８と水中構造物１間の相互作用を頒布くさせて、不均衡ウェイト２７．２８に 蓄積されるエネルギを増加させるためにガイド７の使用を可能とし、装置５１を ロータリスイッチングバルブ４３．５０と組み合わせて使用して、振動子２４の 水中構造物１に対する動的な共振を確実に生起して波力発電装置において最大の エネルギ取り出しを可能とし、 水中構造物１とガイドに接続されたピストン３３．３４及びロッド３５．３６で 構成される油圧シリンダ３１．３２によって可動支持部材２３の移動を制限して 水中構造物１の上昇及び下降中の各サイクル おいて不均衡ウェイト２７．２８の回転速度を増大させて、不均衡ウェイト２７ ．２８に蓄積されるエネルギを増加することを可能とし、 スプールバルブ３８．４５を、波による水中構造物の上昇及び下降の各期間にお ける不均衡ウェイト２７．２８の回転速度とは無関係に不均衡ウェイト２７．２ ８の蓄積工フルギの増加の反復を制御するために使用される軸に連結して、不均 衡ウェイト２７．２８における高い効率のエネルギ蓄積を可能とする。 従って。本発明による波のエネルギの変換方法及び波力発電装置は、海の波のエ ネルギを高い効率で電気エネルギに変換することを可能とする。本発明による波 力発電装置は環境的に安全であり、大気の温暖かや海域汚染の問題を生じること がない。 本発明によれば、強力な海洋発電設備が可能となり、海岸地域への電力供給や、 海洋プラントにおける電力消費設備（雇えば、水素、メタノール、高純度金属、 リチウムハロゲン化物の溶融塩（電解質）等の製造）に使用することが可能とな る。 本発明による高性能波力発電装置は、船舶の推進用発電装置としても使用するこ とが可能である。 産業上の利用可能性 本発明は全ての海上交通に適用可能であるとともに、特に如何なる排水量、クラ スの船舶においても広い波の周波数範囲において海の波からエネルギを取り比す ために採用することが出来る。 波による水中構造′！＃１の上昇中の不均衡ウェイト２７．２８の質量中心の移 動経路の下側半円に対応する不均衡ウェイト２７．２８の０°乃至１８０°の角 度の回転中に、スプールバルブ３８．４５が軸２５によってＯｏから１８０まで の角度で回転される。 ＨＨ３ 〃〃今 手続補正書（方式） 平成４年二月／、、））日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．水中構造物（１）に設けられるとともに、回転軸（４、０５０６、０７０８ ）を持つる少なくとも一つの不均衡ウエイト（３、２７、２８）を有する振動子 （２、２４）によって波のエネルギを変換する方法であって、不均衡ウエイト（ ３、２７、２８）に初期速度を与え、エネルギを蓄積するために所定の経路（９ 、１０）を通って不均衡ウエイト（３、２７、２８）を加速しながら移動させ、 所定の経路（３、１０）に沿った移動中に不均衡ウエイト（３、２７、２８）を 軸（４、０５０６、０７０８）を中心に一回転させ、水中構造物（１）に対して 実質的に垂直に形成される面において不均衡ウエイト（３、２７、２８）の軸（ ４、０５０６、０７０８）の波の上昇中における水中構造物（１）の動作によっ て移動させ、水中構造物（１）の上昇中に不均衡ウエイト（３、２７、２８〕に 蓄積されたエネルギを取り出す方法において、不均衡ウエイト（３、２７、２８ ）が、波による水中構造物（１）の上昇または下降の一つの期間において軸（４ 、０５０６、０７０８）を中心に一回転よりも多い回転数回転し、不均衡ウエイ ト（３、２７、２８）の軸（４、０５０６、０７０８）が水中構造物（１）の動 作に伴って、その動作方向に反復して移動し、不均衡ウエイト（３、２７、２８ ）の軸（４、０５０６，０７０８）の動作の少なくとも一つが所定の期間におけ る不均衡ウエイト（３、２７、２８）の軸（４、０５０６、０７０８）を中心と する回転中に行われ、波による水中構造物（１）の上昇及び下降期間の変化毎に 不均衡ウエイト（３、２７、２８）の軸の移動方向を反転して不均衡ウエイト（ ３、２７、２８）に蓄積されたエネルギを保持し、波による水中構造物（１）の 下降中にも不均衡ウエイト（３、２７、２８）よりエネルギを取り出すようにし たことを特徴とする波のエネルギを変換する方法。 ２．波による水中構造物（１）の上昇中の不均衡ウエイト（３、２７、２８）の 好ましくは０°から１８０°までの角度の回転に対応する期間、及び波による水 中構造物（１）の下降中の不均衡ウエイト（３、２７、２８）の１８０°から３ ６０°までの角度の回転に対応する期間に、不均衡ウエイト（３、２７、２８） の軸の単一の動作が、不均衡ウエイト（３、２７、２８）の軸（４、０５０６， ０７０８）を中心とする各完全な一回転の間に行われ、水中構造物（１）が波に よって上昇中の好ましくは１８０°から３６０°の軸を中心とした不均衡ウエイ ト（３、２７、２８）の回転に対応する期間及び波による水中構造物（１）の下 降中の好ましくは０°乃至１８０°の角度の軸を中心とする不均衡ウエイト（３ 、２７、２８）の回転に対応する期間に。不均衡ウエイト（３、２７、２８）の 軸が実質的に固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載した波の エネルギを変換する方法。 ３．浮遊し波の作用によって振動する水中構造物（１）と、水中構造物に対して 実質的に垂直な面にそって伸び、当接部材によって上下端を規定するフレーム（ １３）と、水中構造物（１）に対して実質的に垂直な面において軸（４）に回転 可能に取り付けられた不均衡樹得ろう（３）を有する可動支持部材（６ａ）を持 つ振動子（２）とによって構成され、振動子（２）はフレーム（１３）に水中構 造物（１）に対して実質的に垂直な面において往復運動するように取り付けられ 、さらに不均衡ウエイト（３）から出力を取り出すための発電機（２１）を備え た波のエネルギを変換する方法を実施するための波力発電装置において、水中構 造物（１）に近接し、水中構造物に対して実質的に垂直でかつ波の振動を最小限 に受けるように配設された少なくとも一つのガイド（７）と、ガイド（７）にフ レーム（１３）に対して実質的に垂直に設けられ可動支持部材（５）の往復運動 を制限する手段（８）を有し、前記手段がフレーム（１３）の当接部材の間の実 質的に中間部に設けられていることを特徴とする波力発電装置。 ４．浮遊し、波の作用によって振動する水中構造物（１）と、水中構造物（１） に取り外し可能に取り付けられるとともに水中構造物に対して実質的に垂直な面 において水中構造物に対して往復運動し、軸（０５０６、０７０８）を中心に回 転する不均衡ウエイト（２７、２８）を有する可動支持部材（２３）を持つ振動 子（２４）と、不均衡ウエイト（２７、２８）より出力を取り出すための発電機 （５５）によって構成された波のエネルギによる波力発電装置において、水中構 造物（１）に対して実質的に垂直な面に波の振動を最小限に受けるように配置さ れ、水中構造物（１）を包囲する少なくとも二つの垂直ガイド（７）を有し、振 動子が垂直ガイド（７）間に往復運動可能に取り付けられるとともに、振動子（ ２４）の可動支持部材（２３）の移動を制限する手段を設け、該手段は振動子（ ２４）の可動支持部材（２３）に連結された少なくとも二つの油圧シリンダ（３ １、３２）を有し、一方の油圧シリンダのピストン（３４）は水中構造物（１） に連結され、他方の油圧シリンダのピストン（３３）は垂直ガイド（７）に連結 され、各油圧シリンダ（３１、３２）の内部空間波相互に不均衡ウエイト（２７ 、２８）の軸（０５０６、０７０８）に動作可能に接続されたスプールバルブ（ ３８、４５）によって接続されていることを特徴とする波力発電装置。