JPH0960572A - 浮子による波動機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて簡単な構造により、波の水平流動や上
下動などの波動を利用して効率良く発電機やピストンに
よる空気圧縮機、又は回転の空気圧縮機、工場の動力源
として利用出来る。 【構成】 水面に浮かぶ浮子と連結棒又はラックと接続
して、回転機械、直線動動力発生機、発電機等を取り付
けて成る事を特徴としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本願発明は、波の水平流や上下運動等によって生ずる波
力を利用して発電や近傍の工場の動力源又は空気圧縮機
等として使用出来る波動機械に関するものである。 従来の技術 波動によって発電するものとしては、従来、波の上下運
動によって空気を圧縮し、圧縮空気によってタービンを
回転して発電するものがある。しかしながらこの方式で
は、圧縮空気を使用してタービンを回転するのでタービ
ン効率が悪く、この方法では非常に発電効率が悪い。し
かも装置が非常に複雑で故障も多く、高価の割合に発電
量が少ない等の多くの欠点を有して居る、それで船上と
か防波堤とかに単に一台のタービンの波動機械を設けて
居るので一つの波から一台分の非常に少ない電力又は回
転動力等を得る事しか出来ない欠点も有して居る。 発明が解決しようとする課題 本発明は上記欠点を除去し、常時波が来る場所に横方向
又は縦方向又は斜方向と浮子の波動機械を海又は湖水の
水面上の超高波の当らない所に多数羅列して一つの波か
らより多く電力、動力等を取る様になって居る、それで
本願波動機械の本体は極めて簡単な構造により、波の水
平流動や上下動などの波動を利用して効率良く発電機や
ピストン、回転式等の空気圧縮機、工場の動力源として
利用出来る波動機械を提供する事を目的とするものであ
る。

【課題を解決する為の手段】本発明は常時波の来る海面
上に支柱を建て高波にも被害のない高所に浮子の上下動
を利用する多種類の波動機械を間隔して多数縦方向又は
横方向、又は斜方向と羅列し、流れ来る水平流と一つの
波によって順次に多数の波動機械を作動させる様にした
波動機械据い付ける方法、と単独にした浮子のついた波
動機械の本体の構造に関するものである。

【課題を解決する為の各種手段（実施例）】

実施例 「図１」の実施例に就いて説明するに、円弧状で中心方
向に中凹み（３７）とした円筒形状で中空の非常に軽い
浮子（１，１，１）の上部に連結棒（３４，３４，３
４）を接続し該連結棒の上端部はラチェット機構の爪の
着いて居るラチェットの側板（３０，３０，３０）に接
続されて居る、該側板（３０，３０，３０）の中心の孔
に左右両方に回転自在にして出力軸を通孔されて居て、
波によって浮子が矢印の方向（時計方向）に浮上する
時、該側板（３０）の爪（図１５の爪）（２５）とラチ
ェツト機構（図１５）の爪車の爪（２６）とが噛合し出
力軸を時計方向に回転し波が去って浮子（１）が下降す
る場合は前記とは反対に該爪車の爪（２６）と該側板
（３０）の爪（２５）は噛合せずして該出力軸（１０）
と該側板（３０）はフリー回転となる。それで超高波、
超引波等によって各浮子が上限、下限を回転して超過す
るのを防止する上下と二つのゴムを被覆した浮子止（１
７，１７，１７）が各支柱に設けられて居て、それで該
浮子止は水平状に突起が突出して居り、又間隔して該支
柱（２）は超高波にも当なない海面上の高所に立てられ
て居て各支柱（２）には水平状にした出力軸（１０）が
ラチェット機構の爪車（２６）に挿着されて居り、そし
て発電機慣性車（フライホイール）、プーリー（１６）
等が設けられて居て各プーリー（１６）にはベルト２０
を掛け合せ各出力軸（１０）の回転を一つの出力軸に集
結せしめ該出力軸の発電機、フライホイール（１４）を
時計方向に回転する様になって居る。それで該各浮子は
側面ガ円弧状の中凹（３７）みとなって居て、水平流、
波が効率良く当る様になって居る。又支柱（２）は海中
の岩礁防波堤等に固着する。次に上記の作用効果につい
て説明するに水平流波が矢印の方で横、斜方向から来て
一番目の波動機の浮子の側面の凹みに当ると効率良く打
撃を受け矢印の方、時計方向に浮上され次の高波によっ
て更に高く浮上される、それでこの場合ラチェットの側
板の爪と爪車の爪は前記の様に噛合って出力軸は矢印で
時計方向に回転される、波が去ると浮子は浮子と連結棒
の重力で水面上に下って水面上に浮上するものであるが
この様に一番目のものがなって居る中に二番のものが同
波の先に浮子が当らない場所又は先に当った場所にに当
って前記同様になって浮上して浮子が二番目のものの出
力軸を回転すると云ふ様になって居る、そして各出力軸
のプーリー（１６）も回転され各ベルトを介して発電
機、フライホイール等を回転するものである、それで波
が去って浮子が下る場合はラチェットの側板（３０）と
爪車は前記の様になって両者は噛合せずして側板（３
０）と出力軸（１０）は非噛合となって両者はフリー回
転となり出力軸は回転されないものとなる、そして三番
目の波動機械も同様となり次に来た波でも同様となりこ
れを繰り返すものである。本波動機は単独波動機械とし
ても使用出来るものであり。又浮子の上下動を利用して
動力を取るものであれはどんな種類の単独の波動機のも
のでも前記の「図１」の様に出来るものである。それで
前記支柱は海中の岩礁等に取り付けるものである。よっ
て本願は前記した様になって居るので構造も簡単で安価
に出来、故障等も比較的少なく効率も非常に良くそして
一つの波から多くの動力が取る事が出来る等の作用効果
がある。次に前記「図１」の通りの波動機にも出来る単
独のものを数々列記して見るに「図９」のものの相違は
前記の「図１」ものの単独のものでラチェットの側板
（３０）にオモリ（９）を付けだにすぎないもので該オ
モリは浮子の浮上力を増すもので効率の向上に役立つも
のである、それでこの場合は浮子が波によって浮上され
る時該オモリは下に逆に下って浮子の浮上力を助長する
ものであり、そして波が去って浮子が落下する場合には
浮子と連結棒（４）の重力でオモリは先とは逆に上方に
引き上げられるものである。この場合オモリ（９）は浮
子と連結棒の重量より少ないもので波が去って浮子が下
がる時浮子が下る事が出来る程度の重量にしなければな
らないものである。それでこの場合浮子はあまりに軽く
なくても良いからコンクリト、石材、鋳鉄材等何んでも
丈夫で安価に出来るものを使用出来る。次に浮子を「図
１」のものより大変重くした波動機械「図８」を記すに
本構造は「図１」と大体同じで唯単に相違する分は浮子
を非常に重くして浮子の上方が少し水面上に出る程度と
して水に浮上させそして波によって浮子は浮上され、波
が去って下る時ラチェット機構によって前記同様出力軸
を回転する様になって居るだけの相違である。そして作
用効果は「図１」の単独にしたものと同じ。次にラック
によってピニオン歯車が回転されるものを記すに、「図
７」に示す如く「図１」のものとの相違点は連結棒の上
方部に円弧状のラック（３）が設けられて居て該ラック
にピニオンギヤが噛み合って居る。そしてラックの先端
部にオモリが付けられて居て、そしてラック（３）は円
弧状となって居て支持軸（５）に支持されて居る相違が
ある。次に本作用であるが円筒形状の浮子（１）が矢印
の方向より波を受けると矢印の様に（反時計方向）浮上
されるこの場合ラック（３）は支持軸（５）を土台とし
て反時計方向に回転されそしてピニオン歯車（６）を時
計方向に回転させる、この場合ピニオン歯車の側板の爪
（２５）「図１５」と爪車の爪（２６）と噛合し出力軸
（１０）を時計方向に回転させる。そして波が去ると浮
子（１）は下がって水面上に浮上するこの場合前記とは
反対にラチェット機構のピニオン歯車の爪と爪車の爪
（２６）は非噛合となって両者フリー回転となり出力軸
（１０）は回転されない。オモリ（９）は前記と同じ作
用効果がある。（出力軸（１０）には発電機、フライホ
イルが設けられて居る）次に前記と同じラックによって
ピニオン歯車が回転され浮子がオモリのものを記すに。
本波動機「図６」は前記の波動機械と構造は大体同じで
唯単に相違点は浮子はオモリで水面上に上方部が少し出
る程度に浮上して居て、そして波が来た時矢印の様に浮
上されこの場合はラチェット機構は爪（２５）「図１
６」と爪（２６）は非噛合、波が去った時浮子は落下し
て上方部を少し水面上に浮上させ後の部分は水中に沈下
して居る、この場合前記とは反対にラチェツト機構の爪
（２５）と爪車の爪（２６）は噛合して出力軸は回転さ
れるものである。次の波によっても前記同様の作用とな
る。「図２」の波動機械に就いて説明するに浮子（１）
は内部中空で半円筒形状となつて居て水面上に浮上して
居て底部は波が最初に当る方より後方に行くに従がって
低くなって居て、上方部は円形状となっ居て連結棒
（４）が浮子の上部に設けられ、該連結棒（４）の上端
部は渡り板（２１）の上方部に突出して居て連結棒
（４）の下方部はガイド装置（１１）の孔に摺動自在に
通孔されて居て、ガイド装置（１１）は上方部は渡り板
（２１）、下方部は横支柱に取り付けられて居る、該渡
り板は長くなって居て海が荒れた場合にも超高波が届か
ない程度に高所になって居て陸地から容易に管理者が上
る事が出来る様になって居る、それで「図２」は横に長
い波に対して斜方向に多数の波動機械を間隔して設けた
ものであり、洋上で波が来る方向が定まっていない場合
は浮子は円筒形状等と様々等と出来るものである。それ
で本波動機械はピストンの直線動の空気圧縮機、直線動
で発電出来る発電機又工場等の直線で作動される装置等
にも利用出来るものでこの場合前記装置は連結棒（４）
の先端部等に取り付けるものである。それで各支柱は海
中の岩礁又はケイソン、又は杭打等して基礎を作り其の
上に固定されるものである。又本波動機械の浮子の浮上
力と浮子と連結棒の下方に下る時の重力と二つの作動力
が取れるので空気圧縮機に於いては複動、発電機に於い
ても上行下行に於いても発電と空気圧縮が出来る様にな
って居るものであり、又本波動機械は単独にも出来るも
のである。又連結棒（４）の上方部にラックを設けて
「図１」の様にラチェット機構又はクラッチ機構又は軸
を一方向にのみ回転させる機構を持つ出力軸にピニオン
歯車を設け該ラックと該ピニオンギヤを噛合して前記
「図１」の様に発電機、空気圧縮機、工場の回転の動力
源等とする事が出来るものである。本波動機械の作用効
果であるが波が矢印の方で横に長い波が斜方向から来る
と１番目の波動機の浮子が浮上されそして連結棒（４）
がガイド装置をして直上行され被動機（発電機、空気圧
縮機）図示ない又工場の動力源図示ないを上行して発
電、空気圧縮等し、そして１番目の波動機械の浮子は波
が去ると水面上に落下して水面に浮上する、この場合に
も浮子と連結棒の重力によって被動機（発電機、空気圧
縮機）は下方向に作動されて発電又は空気を圧縮等する
ものであり、そして波が次の（２）のものヽ浮子に当り
該浮子を浮上させ作用に於いても（１）同様となり
（２）の次は（３）と云ふ様に一つの波が多数の波動機
械を順次に作動させ発電又は空気圧縮を行のうものであ
り一つの波から順次に多数の動力を取る事が出来る等の
作用効果がある。そして次の波に於いても前記を繰り返
すものである。「図４」の波動機械の図に就いて説明す
るに本波動機械の「図２」との相違点は浮子の上下左右
に四つの突起（１３）があって浮子（１）の両側にある
ガイド棒（１２）のコの字型の縦溝（３１）に摺動自在
に噛合して居て、浮子（１）の上方部にラック（３）が
接続され該（３）とピニオン歯車（６）が噛合されて居
て、該ピニオン歯車の側方にラチエット機構の「図１
５」の爪（２５）とこれに出力軸を回転する時噛合する
爪車の爪（２６）が設けられて居て、該出力軸（１０）
は爪車に挿着されて居る、該出力軸（１０）にはは発電
機とフライホイール（１４）が設けられ、常時、浮子の
浮上する時の回転力を受け時計方向に回転して居るもの
である、そして浮子とラックの浮上力を助長する装置と
して、ラック（３）の上端部には鋼製のワイヤー（３
３）が接続して居て、該ワイヤー（３３）は滑車（１
５）の溝に嵌って居て先端部にオモリが付いて居る、そ
れでラックの上方部はガイド管（１１）に通孔されて居
り、ガイド管（１１）と出力軸（１０）は海面上の超高
波の当らない場所の支柱に支持されて居る、又浮子の浮
上力助長装置を取り付けない場合等もあるものである。
次に本波動機の作用効果は波はどの方向から来ても浮子
が作動するもので、波が来ると浮子とラックは上方に浮
上され、この場合ラック（３）によってピニオン歯車
（６）が回転されこの場合ラチェット機構の爪（２５）
と爪車（２６）爪（２６）は噛合して出力軸を矢印の様
に時計方向に回転しフライホイール（１４）と発電機
（８）が回転される、そして波（３５）が去ると浮子は
自重によって水面上に落下して浮上し、この場合ラチェ
ット機構のピニオン歯車の爪（２５）と爪車の爪（２
６）は非噛合となる、この場合ラック（３）はガイド棒
（１２）とガイド管（１１）によって直進動の複動がな
されるものである、又それで非常に大なる波動機械に於
いては浮子とラックは波等の打撃によって圧潰を防止す
る為には材質によっては非常に重い重量となるとこの分
だけの浮子の浮上力は落ちそして軸の回転力もその分だ
け悪くなり効率も悪くなるのを防止するものである、そ
れでオモリ（９）を本機の上方部に設けて浮子とラック
を上方に引き揚げる様になって居る、該オモリを取り付
ける場合は浮子が浮上する時にオモリが滑車を回転して
浮子とラックを上方に引き揚げる助力をするもので該オ
モリ（９）は先とは反対に波が去って浮子（１）とラッ
クが下降する時、オモリ（９）は浮子とラックの下降に
よってワイヤによって滑車が回転して上方に引き揚げら
れるものである。それで該オモリの重量は浮子とラック
が波が去った場合下方に落下出来る程度とするものであ
る。本波動機に於いて効率も無視する場合にはオモリを
取り付る必要はないものである。本機の効果はオモリを
付けない場合でも従来のものよりも構造も簡単で故障等
も少なく安価に出来き、そしてオモリを取り付けた場合
には高効率に出来る等の効果が有するものである。「図
３」の波動機械に就いて説明する。「図３」の波動機械
は前記「図４」のものと構造は大体同じで相違する分は
浮子の上方部が水面上に少し浮上して居て後の部分は水
中に没して浮上して居るものでオモリの浮子となって居
て波が去って浮子が下る時ラック（３）によって出力軸
を回転する様になって居るものである、次に作用効果で
あるが波によって浮子が上方に浮上される時ラチェット
機構「図１４」のピニオン歯車の爪（２５）と爪車の爪
（２６）とは非噛合波が去って浮子（１）が下降する時
は両者は前記とは反対に噛合して出力軸を時計方向に回
転して発電機とフライホイールを回転するものである。
そして次の波によっても前記が繰り返して行なわれるも
のである効果に於いても「図４」のものと同様である。
それで本機の浮子は軽くする必要はないので内部を少し
中空にしたコンクリートで作った物でも良い、水の浸透
しない様にした木材、プラスチック、鉄材、其の他各種
の材料で造る事が出来るものである。「図５」の波動機
械に就いて説明する。「図５」のものは「図３」のもの
とあまり変って居ないが変って居る分に就いて説明する
に、浮子はあまり軽くする必要はない、そしてラックは
相当長くなって居てこれに間隔して二つの上下のピニオ
ンギヤが噛合して居て二つの出力軸に軸支されて居て夫
々の出力軸にはプーリー（１６，１９）が設けられ二つ
のプリーはベルト（２０）を綾組めして掛け合はせて居
る、又プーリーの代りにチェーンギヤを設けてチェーン
を掛け合はせても良いそれでこの場合はギヤ二つの間に
一つの中間ギヤを設け三者を噛合させるものである。次
に本機の作用効果であるが浮子が波によって浮上される
時、ラックは上方に移動し上下二つのピニオン歯車を反
時計方向に回転し、この場合ラチェット機構の「図１
６」の上のピニオンギヤの爪（２５）と出力軸の爪車の
爪（２６）とは噛合し、出力軸を矢印の方向で反時計方
向に回転し、この場合下ピニオンギヤの爪（２５）と出
力軸の爪車の爪（２６）とは非噛合し、出力軸とピニオ
ン歯車はフリー回転となって出力軸は回転されないもの
となる、そして波が去ると浮子とラックは重力で下降を
開始し、そしてこの場合前記とは反対に上ピニオンギヤ
の爪（２５）と出力軸の爪車の爪（２６）は非噛合、そ
して下ピニオンギヤの爪（２５）と爪車の爪は噛合し出
力軸を矢印の方向で時計方向に回転し、発電機とフライ
ホイールを正常回転とする。そして浮子は水面上に浮上
し次の波によっても前記同様の作用をするものである。
そして本機の効果は「図３」のものとあまり変らないが
少し構造が複雑であるが浮子が浮上する時、浮子が下降
する時（重力による）の二つの作動力で出力軸が回転さ
れるので従来のものよりも高効率となる。「図１７」の
ものに就いて説明するに。防波堤、又は海中の岩礁又は
海中に杭等を打って基礎を作り、これに支柱（３）を建
てこれの横支柱（１０）に縦にして連結棒を直動させる
ガイド管（４，４，４，４）の上方部にガイド管（４）
と一体としてコイル管（１４，１４，１４，１４）が設
けれれて居て、管の内壁には絶縁体が施行されて居り、
上端部には絶縁体を貼り付けた蓋がなされて居る。それ
で連結棒の下端部には海水に浮く浮子が設けられて居
て、上方部には磁石が設けられて居て下方部には浮子が
一番上方に浮上した時止めるゴム板で被覆した突起が設
けてある、それでコイル管（１４）の内部には電線のコ
イル（６）が設置されて居て、中心部が磁石が通って発
電する様になって居る。次に前記の作用効果であるが一
番目のものに波が来た時浮子（１）は浮上され連結棒が
ガイド管（４）によって直動され磁石（５）はコイル
（６）の中心部の空間を上方に移動して電気がコイルの
電線（１２）に発生し、そして波が次の浮子に来る様に
なると先の浮子は下がって水面に浮く様になる場合にも
磁石はコイルの内部を下方に移動して電流を発生するも
のである。そして波が順次に浮子を浮上させる時、波が
去って浮子が下る時、コイルの電線には電流が発生し、
この電気を蓄電器に充電等して使用するものである。そ
れで浮子が下方に移動するのは浮子と連結棒等の重力に
よるものである。それで本波動機に於いては前記した様
に一つの波で多数の波動機を作動させるので多くの電流
を発生させる事が出来、そして回転部がないので構造が
簡単で故障も少なく寿命も長く使用出来る等多くの作用
効果があるものである。（浮子が一番上方に行った場合
浮子止（１５）が横支柱（１０）に当って浮子は止めら
れ、浮子が一番下に下った場合に浮子止（１３）によっ
て止められる。） 「図１」のものに就いて詳細に説明して見るにプーリー
４０と４２、プリー４０と１６がベルト２０で掛け合は
されて居る。各台をベルトで連結せづ各台に発電機を設
けて発電する様にしても良い。又ベルトでなく鎖等何ん
でも宣ろしいものである。

【前記各図の実施例の補足書】

１、波の来ない間はフイホイル（慣性車）によって出力
軸を回転させる作用をするものである。そして必要によ
って取り付ける ２、発電機は８００回転とか１，６００回転等にする場
合、高速にする場合に変速装置をしるものである。 ３、ラチェット機構とは左右に回転するも一方向にだけ
軸を回転させる装置で、自転車の後輪を回転させる「フ
リー」、走行車等に設けられて居る「クラッチ」、ロー
ラーベヤリングの様な形状した「フリ」、走行車の変速
ギヤ装置等多数のものがある。ラチェット機構別名「一
方向回転機」。 ４、図２，３，４，５等各図にある「ガイド棒」は浮子
を直動させるもので前記実施例の外にラックの背面、ピ
ニオンギヤの反対側のラックに溝の着いて居る回転ロー
ラを上下と間隔して設け溝の部分をラックのピニオンギ
ヤの反対側に回転自在に嵌合させたもの等前記各実施例
の外にも各種ある。 ５、「図２」の連結棒（４）に取り付ける上下動で発電
出来る発電機は長方形状で連結棒にコイルを巻きこれの
外側に間隔して磁石を設けたものである。 ６、本願発明の手段（構造）は海、湖等の波の上下の直
線動を浮子にさせ、この直線動を一定方向に回転させる
為に一方向回転装置を設け軸を常時一定方向に回転する
様にした。又浮子の上下の運動を直線の動力が取れる様
にした。 ７、前記図面中の各実施例の波動機又は浮子の着いて居
る波動機であればどの様なものでも集団させ一つの波か
ら多数の動力を取れる様に出来る。（図１，２）参照 ８、前記各図の波動機は次々と来る波で繰り返し作動さ
れ、発電される ９、浮子浮力助力機「図１０，１１，１２，１３」は浮
子が波で浮上されるのを引き上げるものである、これに
就いて数々を下記に記する。 「図１１」のものはオモリをワイヤーで滑車が回転して
引き揚げるもの。「図１０」はバネのものは浮子が下る
時伸びて居て縮む時引バネによって浮子を引き上げるも
の。「図１２」は「図１２」はテコ棒をオモリで下方に
浮子が浮上する時押して浮力を浮上させるもの。「図１
３」は「図１２」と同じで浮子の下方よりオモリでオモ
リが下がって押し上げる等この外にも多数出来るもので
ある。そしてこれによって発電等の効率が向上するもの
である。前記の浮子には中心方向に凹んだ円弧状の波受
が設けられて居る。

【図面の簡単な説明】

「図１」本発明の波動機械の正面図。 「図２」本発明の波動機械の正面図。 「図３」本発明の波動機械の正面図。 「図４」本発明の波動機械の正面図。 「図５」本発明の波動機械の正面図。 「図６」本発明の波動機械の正面図。 「図７」本発明の波動機械の正面図。 「図８」本発明の波動機械の正面図。 「図９」本発明の波動機械の正面図。 「図１０」本発明の波動機械の浮子浮上助力機の正面
図。 「図１１」本発明の波動機械の浮子浮上助力機の正面
図。 「図１２」本発明の波動機械の浮子浮上助力機の正面
図。 「図１３」本発明の波動機械の浮子浮上助力機の正面
図。 「図１４」、「図１５」、「図１６」本発明波動機械の
一方向回転装置（ラチェット機構）・・・・１押バネ 「図１７」本発明波動機械の正面図。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮子と連結棒を接続し、発電機を取り付
   けた波動機械。
2. 【請求項２】 浮子とラックを接続し、発電機を取り付
   けた波動機械。
3. 【請求項３】 浮子とラック又は連結棒を接続し、発電
   機を取り付けた波動機械を海面上に羅列する据え付け方
   法。
4. 【請求項４】 浮子とラックを接続し、更にピニオンギ
   ヤをラックに噛合した波動機械