JPS6359027B2 - - Google Patents

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JPS6359027B2
JPS6359027B2 JP62082804A JP8280487A JPS6359027B2 JP S6359027 B2 JPS6359027 B2 JP S6359027B2 JP 62082804 A JP62082804 A JP 62082804A JP 8280487 A JP8280487 A JP 8280487A JP S6359027 B2 JPS6359027 B2 JP S6359027B2
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center
gravity
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/08Tide or wave power plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/141Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector
    • F03B13/142Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector which creates an oscillating water column
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、波からエネルギーを抽出するための
装置の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a device for extracting energy from waves.

波からエネルギを抽出するようになつた浮装置
のいくつかの例は、ヨシオマスダにより発明さ
れ、英国特許明細書第1014196号に説明されてい
る装置、および日本出願第97699/77号に説明さ
れている装置によつて与えられ、これらの装置
は、有効な仕事を行なうように配置された液体の
柱の振動によつて波からエネルギを抽出するよう
に構成されている。
Some examples of flotation devices adapted to extract energy from waves are the device invented by Yoshio Masuda and described in British Patent Specification No. 1014196, and the device described in Japanese Application No. 97699/77. These devices are configured to extract energy from waves by vibration of a column of liquid arranged to perform useful work.

波からエネルギを抽出するための装置の他の例
は、英国特許明細書第1482085号の要旨Salter
“Duck”、および英国特許明細書第1448204号の要
旨である。英国学士院会員Christopher
Cockerellにより提案された“いかだ”装置であ
る。
Other examples of devices for extracting energy from waves are summarized in British Patent Specification No. 1482085 Salter
“Duck” and the subject matter of British Patent Specification No. 1448204. Christopher, Member of the British Academy
This is a "raft" device proposed by Cockerell.

波からエネルギを抽出するための装置を作る際
に出会う困難の一つは、相当なエネルギ抽出効率
を達成することである。それ故本発明は、応用の
ためにかかる装置のエネルギ抽出効率を改良する
ことに関係する。
One of the difficulties encountered in creating devices for extracting energy from waves is achieving significant energy extraction efficiency. The invention therefore relates to improving the energy extraction efficiency of such devices for applications.

本発明によれば、使用時に、波の伝播方向に整
列した垂直平面において運動する自由度をもつて
浮く、波からエネルギーを抽出する装置の製造方
法について、 (i) 使用時に液面下にあるようになつた装置の部
分に前記垂直平面について非対称の形状を選択
し、 (ii) 代表的な望ましい運転状況の状態の下で、前
記装置のモデルを試験して、入射波高さに対す
る夫々伝達波高さと反射波高さとの比を決定
し、 (iii) 前記モデル装置の重心位置とこの重心まわり
の回転半径とを全体として変化させ、 (iv) 入射波高さと伝達波高さの比と、入射波高さ
と反射波高さの比とが最小であり、或いは最少
に近い重心位置と回転半径の値を捜し出すまで
前記第(ii)の工程及び第(iii)の工程を繰返し、 (v) これらの比を最小にし或は最小に近くするよ
うに捜し出した前記モデルから相似的に拡大さ
せることによつて前記装置をつくることを特徴
とする。従つて、この方法による波からエネル
ギを抽出するための装置では、装置に向かつて
寄せる波の伝播方向に整列した垂直平面におい
て該装置が前記波に応じて運動することがで
き、又該装置は前記波に応じた装置の運動が、
装置それ自体による波の伝達および/あるいは
反射を可成りの程度まで抑制するような、液面
下の装置の部分の形状、重心の位置、および前
記垂直平面における重心のまわりの回転半径の
値を備えている。
According to the invention, a method for manufacturing a device for extracting energy from waves which, in use, floats with a degree of freedom of movement in a vertical plane aligned with the direction of propagation of the waves, comprising: (i) being below the surface of the liquid in use; (ii) test the model of the device under representative desired operating conditions to determine the transmitted wave heights, respectively, relative to the incident wave heights; (iii) change the center of gravity position of the model device and the radius of rotation around this center of gravity as a whole, and (iv) determine the ratio of the incident wave height to the transmitted wave height and the incident wave height to the reflected wave height. Repeat steps (ii) and (iii) until finding the value of the center of gravity position and radius of rotation for which the ratio of wave height is the minimum or is close to the minimum, and (v) minimize these ratios. Alternatively, the apparatus is characterized in that the apparatus is created by similarly enlarging the model found to be close to the minimum. Thus, in a device for extracting energy from waves according to this method, the device can move in a vertical plane aligned with the propagation direction of the waves approaching the device, and the device can move in response to said waves. The movement of the device in response to the waves is
The shape of the parts of the device below the liquid surface, the location of the center of gravity, and the value of the radius of gyration around the center of gravity in said vertical plane are such that the transmission and/or reflection of waves by the device itself is suppressed to a significant extent. We are prepared.

好ましくは本発明により製造される装置は、波
の波長の特別な範囲内で作動するようにエネルギ
の抽出に関して最適にされる。
Preferably, the device manufactured according to the invention is optimized with respect to energy extraction to operate within a particular range of wave wavelengths.

又、本発明により製造された装置では、発電器
を駆動するようになつている空気タービンを介し
て、或いはオリフイスを通して、空気を駆動する
如き有効な仕事を行なうように配置された装置の
中の液体の柱の振動によつて、波からエネルギを
抽出することができ、後者の場合にはオリフイス
を通る際にエネルギを消費し、これによつて装置
は防波堤として働らくことができる。
Also, in devices made in accordance with the present invention, the air in the device is arranged to perform useful work, such as driving air through an air turbine or through an orifice adapted to drive a generator. Vibration of the liquid column makes it possible to extract energy from the waves, which in the latter case consumes energy when passing through the orifice, thereby allowing the device to act as a breakwater.

さらに本発明により製造された装置を、少なく
とも2つの要素から構成し、波に応答する前記要
素間の相対運動により、該装置が波からエネルギ
を抽出するように使用してもよい。この場合、要
素の一方は、英国特許明細書第1482085号の要旨
Salter“Duck”で構成されるのが良い。
Additionally, a device made in accordance with the invention may be constructed of at least two elements and used such that relative movement between said elements in response to waves allows the device to extract energy from waves. In this case, one of the elements is the gist of British Patent Specification No. 1482085.
It would be nice if it consisted of Salter “Duck”.

変形例として、2つの要素は、いかだの形をし
た装置からなることもできる。
As a variant, the two elements can also consist of a raft-shaped device.

寄せる波の方向に整列した垂直平面において、
対称的な水中形状を有する定置浮動装置では、寄
せ波のエネルギの約50%程の理論動力吸収率を有
し、残りの波エネルギは、装置それ自体によつて
伝達された波あるいは反射された波の間に等しく
分配消失される。
In a vertical plane aligned with the direction of the approaching waves,
A stationary floating device with a symmetrical underwater geometry has a theoretical power absorption rate of about 50% of the energy of the approaching waves, with the remaining wave energy being transmitted by the device itself or reflected. Dissipated equally distributed between waves.

本発明の波からエネルギーを抽出する製造方法
により特定の水中形状および重量配分を備えた装
置では、前述の垂直平面における並進運動およ
び/あるいは回転運動の特殊な組合せを行なうこ
とができるように構成され、その結果波からエネ
ルギを抽出する際並進運動、回転運動によつて生
じる波即ち装置によつて生じる波が、装置それ自
体による波の伝達および反射を抑制するように互
いに相殺される。
A device with a particular underwater geometry and weight distribution due to the wave-to-wave energy extraction manufacturing method of the present invention may be configured to be able to carry out special combinations of translational and/or rotational movements in the vertical plane as described above. , so that when extracting energy from the waves, the waves generated by the translational, rotational movements, ie the waves generated by the device, cancel each other out so as to suppress the transmission and reflection of waves by the device itself.

かかる浮動装置の製造にあたり、重心の適正な
位置および重心のまわりの回転半径の値について
使用することのできる水中形状は多数あり、一旦
重心の位置および半径の値が決まれば、波からエ
ネルギを抽出する際、装置の性能を最適にするよ
うにこの重心位置及び回転半径の値を特定の装置
に比例的に適用することができる。このため、適
当な水中形状、および対応する重心の位置、回転
半径の値を、波タンクの中でモデルの使用によつ
て決定することができる。
There are a number of underwater geometries that can be used for the proper location of the center of gravity and the value of the radius of gyration around the center of gravity in the manufacture of such floating devices, and once the location of the center of gravity and the value of the radius of gyration are determined, energy can be extracted from the waves. In doing so, this center of gravity location and radius of gyration values can be applied proportionally to a particular device to optimize device performance. For this purpose, a suitable underwater geometry and the corresponding location of the center of gravity and value of the radius of gyration can be determined by use of the model in the wave tank.

以下本発明を、例示として添付の図面を参照し
て説明する。
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

第1図を参照すると、図示された装置は、平面
が長方形の形のものであつて、一部分水で満たさ
れたタンク10を有し、該タンクは一端に、(図
示されていない装置によつて)揺動されタンク1
0に沿つて波を伝えるように配置されたカム形羽
根の形をなす波発生装置12を備えている。波が
はね返らないようにするためのエキスパンドメタ
ルの波吸収装置13が、タンク10の他端に配置
されている。試験すべき浮動装置のモデル14
が、タンク10の中に配置され、モデル14によ
つて伝達された波を検出する波高ゲージ15が、
波吸収装置13の近くに配置されている。波長の
四分の一に等しい距離だけ離れた2つの波高ゲー
ジ16および17は、波発生装置12によつて作
られた波とモデル14によつてはね返された波を
検出するために、波発生装置12とモデル14と
の間に配置されている。
Referring to FIG. 1, the illustrated device has a tank 10 of rectangular shape in plan and partially filled with water, which tank is connected at one end (by means of a device not shown). ) Swinging tank 1
A wave generator 12 is provided in the form of a cam-shaped vane arranged to transmit waves along the 0. An expanded metal wave absorber 13 is placed at the other end of the tank 10 to prevent waves from bouncing back. Model 14 of floating device to be tested
A wave height gauge 15 is placed in the tank 10 and detects waves transmitted by the model 14.
It is placed near the wave absorbing device 13. Two wave height gauges 16 and 17 separated by a distance equal to a quarter of the wavelength are used to detect the waves produced by the wave generator 12 and the waves reflected by the model 14. It is located between the device 12 and the model 14.

モデル14は、各々が4つの開口20を有し且
つ互いに連結され垂直に配置された多数の木製ブ
ロツク19から、構成されている。モデル14の
上部は、ブロツク19の最上部に連結され且つ丸
い端を備えた下向きに延びる中空部分22を有す
る成形さた木製ブロツク21によつて構成され、
このブロツク21は、空気ポケツトを水柱によつ
て捕える室23の上部を構成する。室23のベー
スは水平に延びるブロツク19によつて構成さ
れ、そのブロツクのうち最も外側のブロツクは丸
い端を備えている。
The model 14 consists of a number of vertically arranged wooden blocks 19 each having four openings 20 and connected to each other. The upper part of the model 14 is constituted by a molded wooden block 21 connected to the top of the block 19 and having a downwardly extending hollow part 22 with a rounded end.
This block 21 constitutes the upper part of a chamber 23 in which the air pocket is trapped by the water column. The base of the chamber 23 is constituted by horizontally extending blocks 19, the outermost of which has rounded ends.

2つの容器25が互いに連結され、且つ成形さ
れたブロツク21に取りつけられ、この容器25
にアルミニウムシート26が連結され、容器25
と垂直に配置されたブロツク19の最下部との間
に延びて空胴27を構成する。成形されたブロツ
ク21の架橋部分29のオリフイス28は室23
と連通し、このオリフイス28は、圧力ゲージ3
0が室23と反対の側で連結されている。
Two containers 25 are connected to each other and attached to a molded block 21, which
An aluminum sheet 26 is connected to the container 25.
and the lowest part of the vertically disposed block 19 to form a cavity 27. The orifice 28 of the bridge portion 29 of the molded block 21 is located in the chamber 23.
This orifice 28 communicates with the pressure gauge 3.
0 is connected to chamber 23 on the opposite side.

次に第1図を参照すると、ガラスのパネル3
1がモデル14の各々の側に配置されているが、
これらのパネルはモデル14と密着している必要
はなく、空洞27に水が入つても良い。金属棒状
おもり32(一つのみ図示)が、モデルのまわり
に必要な重量配分を提供するように、開口20の
うちのいくつかに配置されている。再び第1図を
参照すると、容器25および成形されたブロツク
21の中空部分22の中の水は、必要な重量配分
を達成する際におもり32を補足し、この重量配
分から、重心の位置および重心のまわりの回転半
径の値を決定することができる。
Referring now to Figure 1a , glass panel 3
1 are placed on each side of the model 14,
These panels do not need to be in close contact with the model 14, and water may enter the cavity 27. Metal bar weights 32 (only one shown) are placed in some of the openings 20 to provide the necessary weight distribution around the model. Referring again to FIG. 1, the water in the container 25 and the hollow portion 22 of the molded block 21 supplements the weight 32 in achieving the required weight distribution, from which the location of the center of gravity and The value of the radius of gyration around the center of gravity can be determined.

モデル14を試験するために、波発生装置12
を作動してモデル14に向かつて寄めこれに入射
する波を伝える。これらの寄せ波の高さは、入射
波高さゲージ16によつて示される。室23の中
の水は、モデル14に入射するこれら波の影響に
よつて揺動し、入射波から抽出されるエネルギ
は、圧力ゲージ30により示される圧力によつて
決定される。
To test model 14, wave generator 12
The model 14 is actuated to move toward the model 14 and transmit the incident wave to it. The height of these approaching waves is indicated by an incident wave height gauge 16. The water in chamber 23 is shaken by the influence of these waves incident on model 14 and the energy extracted from the incident waves is determined by the pressure indicated by pressure gauge 30.

モデル14によつて伝達されるすべての波の高
さは、伝達波高さゲージ15によつて決定され、
同じくモデル14によりはね返されるすべての波
の高さは、それぞれ波高ゲージ16および17に
よつて示される波高を比較することによつて決定
される。
The height of all waves transmitted by the model 14 is determined by a transmitted wave height gauge 15;
Similarly, the heights of all waves bounced by model 14 are determined by comparing the wave heights indicated by wave height gauges 16 and 17, respectively.

次にモデル14の形状およびその重量の配分
は、ブロツク19、おもり32および容器25を
取り外したり、付け加えたりあるいは分配し直す
ことによつて、および容器25と中空部分22の
中の水の量を変えることによつて、さらに必要な
らばアルミニウムシート26の形状を変えること
によつて変えられる。それからこの再成形された
モデル14は上述の様式で再試験され、連続的に
数個の再成形されたモデル14が再試験される。
最良の結果をもたらす、即ち伝達波および反射波
の高さを最も低くする再成形モデル14が、最適
の条件に最も近いものとして選択され、この再成
形モデルの大きさ、重量配分、重心および回転半
径が計算されその結果これらを、特定な適用に適
するように比例して適用することができる。
The shape of model 14 and its weight distribution can then be changed by removing, adding or redistributing blocks 19, weights 32 and containers 25, and by adjusting the amount of water in containers 25 and hollow portions 22. By changing the shape of the aluminum sheet 26, if necessary, by changing the shape of the aluminum sheet 26. This reshaped model 14 is then retested in the manner described above, and several reshaped models 14 in succession are retested.
The reshaped model 14 that gives the best results, i.e. the lowest transmitted and reflected wave heights, is selected as the one closest to the optimum conditions, and the size, weight distribution, center of gravity and rotation of this reshaped model are selected. The radii are calculated so that they can be applied proportionately to suit the particular application.

第1図および第1図に示されたモデルと類似
のモデル14が上述のように試験されると、水中
形状の最適な大きさ(割合)、重心の位置および
重心のまわりの回転半径の値が、第2図および第
3図に示されているように決定される。
When a model 14 similar to that shown in Figures 1 and 1a is tested as described above, the optimal size (proportions) of the underwater shape, the location of the center of gravity and the radius of gyration around the center of gravity are determined. The values are determined as shown in FIGS. 2 and 3.

第2図において、概略断面で示したモデル14
には、水中形状の寸法の相互関係、モデル14の
重心の位置、この重心のまわりのモデル14の回
転半径、室の中の水の平均高さ、水線および入射
波の波長について注釈が付けてある。
In FIG. 2, the model 14 shown in a schematic cross section
is annotated with respect to the interrelationship of the dimensions of the underwater geometry, the location of the center of gravity of the model 14, the radius of rotation of the model 14 around this center of gravity, the average height of the water in the chamber, the water line and the wavelength of the incident wave. There is.

第2図の寸法‘L'は入射波の波長に関係し、‘
L'が入射波の波長のほぼ1/10に等しい応用例にお
いては第2図および第3図の大きさを利用するこ
とが望ましい。第1図のタンク10の中のモデル
14の入射波の波長は、実用的な装置を使用でき
る波長のバンドに亘つてモデル14を試験するこ
とができるように、波発生装置12の揺動数を変
えることによつて変化させることができる。
The dimension 'L' in Figure 2 is related to the wavelength of the incident wave;
In applications where L' is approximately equal to 1/10 of the wavelength of the incident wave, it is desirable to utilize the dimensions of FIGS. 2 and 3. The wavelength of the incident wave of the model 14 in the tank 10 of FIG. It can be changed by changing .

第2図のモデル14は、入射波のエネルギの約
75%を有効な仕事に変換し、約5%を伝達波とし
て約5%を反射波として変換し、エネルギの残り
15%は、モデルの作動の際の損失として消費され
ることがわかつた。水線より上のフリーボード
は、重心の位置および回転半径の値との関係を除
けば重要ではない。実用的な装置において、伝達
波および反射波の5%程度の値は、かかる装置と
関連した損失が著しく減少することを意味するこ
とは理解されよう。
The model 14 in FIG. 2 has approximately the energy of the incident wave.
75% is converted into useful work, approximately 5% is converted into transmitted waves, approximately 5% is converted into reflected waves, and the remaining energy is
It was found that 15% was consumed as losses during model operation. Freeboard above the waterline is not important except in relation to the location of the center of gravity and the value of the turning radius. It will be appreciated that in practical devices, a value on the order of 5% of the transmitted and reflected waves means that the losses associated with such devices are significantly reduced.

第3図に示されたモデル14は、第2図のモデ
ル14と類似しており、類似の様式で説明されて
いる。しかしながら、第3図のモデル14の排水
量は、第2図のモデル14と比べて非常に少ない
が、波からエネルギを抽出する際モデルの効率に
ほとんど影響を及ぼさない。
The model 14 shown in FIG. 3 is similar to the model 14 of FIG. 2 and is described in a similar manner. However, although the displacement of model 14 of FIG. 3 is much lower than model 14 of FIG. 2, it has little effect on the efficiency of the model in extracting energy from waves.

第2図および第3図に示されたモデルの寸法割
合を特定の用途の装置に採用することができる。
The dimensional proportions of the models shown in FIGS. 2 and 3 can be adapted to equipment for specific applications.

第1図のモデル14および第2図、第3図に示
された形状は水柱の振動に頼る装置に関係し、水
柱より上の空気の如きガスを加圧し、このガスを
オリフイスを通してタービンの如き機械的装置へ
放出することによつて、或はエネルギがオリフイ
スを通る際に失なわれて装置が防波堤として機能
するように、オリフイス28の大きさを選択する
際にガスをオリフイスを通して放出することによ
つて入射波からエネルギを抽出する。
The model 14 in Figure 1 and the configuration shown in Figures 2 and 3 relate to devices that rely on vibrations in the water column to pressurize a gas, such as air, above the water column, and to direct this gas through an orifice into a turbine, such as a turbine. By discharging into a mechanical device, or by sizing the orifice 28 so that the energy is lost in passage through the orifice and the device acts as a bulwark, the gas is discharged through the orifice. The energy is extracted from the incident wave by

第2図および第3図に示すオリフイスの大きさ
は、かかる防波堤装置に使用されるオリフイスに
関係する。水柱の振動を使用して波からエネルギ
を抽出する装置の例は、前述の特許明細書第
1104196号および日本国出願第97699/77号に記載
されている。波からエネルギを抽出するために振
動する水柱の使用で作動する装置が第4図に示さ
れている。
The orifice sizes shown in FIGS. 2 and 3 relate to orifices used in such breakwater devices. An example of a device for extracting energy from waves using vibrations in the water column is given in the aforementioned patent specification No.
No. 1104196 and Japanese Application No. 97699/77. A device that operates with the use of a vibrating water column to extract energy from waves is shown in FIG.

第4図に示されている装置は浮力構造のもので
あつて、装置を浮かばせている液体(例えば海
水)の波の伝播方向に整列した垂直面において、
第2図の大きさ(割合)および重量配分を有して
いる。この装置は、前壁35、成形された後壁3
6、下方端壁37、および前壁35と後壁36と
の間の室23を密閉する上部38を有している。
前壁35の底部と下方端壁37との間の口39に
よつて、液体を、液面上の波の運動で室23の中
へ流入させたり流出させたりする。
The device shown in FIG. 4 is of a buoyant construction, in a vertical plane aligned with the direction of wave propagation of the liquid (e.g. seawater) on which it floats.
It has the size (proportion) and weight distribution shown in FIG. The device includes a front wall 35, a molded rear wall 3
6, a lower end wall 37, and an upper portion 38 sealing the chamber 23 between the front wall 35 and the rear wall 36.
A port 39 between the bottom of the front wall 35 and the lower end wall 37 allows liquid to flow into and out of the chamber 23 in wave motion on the liquid surface.

整流弁構造は、室23の中へ戻らないようにす
る逆止め弁空気入口40および室23から戻らな
いようにする逆止め弁空気出口41によつて提供
され、空気入口40および空気出口41は、大気
からの逆止め弁空気入口43と大気への逆止め弁
空気出口44を備えた空気ダクト42に連結され
ている。空気タービン45は空気ダクト42に配
置され、空気が空気ダクト42を流れるとき発電
器46を駆動することができるように、発電器4
6に連結されている。
The rectifying valve structure is provided by a check valve air inlet 40 to prevent return into the chamber 23 and a check valve air outlet 41 to prevent return from the chamber 23, the air inlet 40 and the air outlet 41 , connected to an air duct 42 with a check valve air inlet 43 from the atmosphere and a check valve air outlet 44 to the atmosphere. An air turbine 45 is disposed in the air duct 42 and is connected to the generator 4 so that as air flows through the air duct 42 it can drive a generator 46.
6.

装置は、第5図に示されているように波と平行
な方向に細長い形状のものであり、且つ側壁49
を有し、各々が空気タービン45(図示せず)お
よび発電器46(図示せず)に連結される複数の
室23を構成する。
The device has an elongated shape in the direction parallel to the waves as shown in FIG.
and constitutes a plurality of chambers 23, each connected to an air turbine 45 (not shown) and a generator 46 (not shown).

第4図および第5図の装置の作動において、波
の運動で室23の中の液体の振動は、空気入口4
3および空気出口41を通して室23の中へ空気
を吸い込み、次に室23から空気入口40および
空気出口44を通して空気を追い出す。空気ダク
ト42の中の空気流れの方向は、空気の流れを示
す矢印から明らかなように一方向であり、それ故
空気タービン45は、室23の中の液体の上向き
運動および下向き運動の両方の間駆動される。
In operation of the apparatus of FIGS. 4 and 5, the vibration of the liquid in the chamber 23 in wave motion causes the air inlet 4
Air is drawn into chamber 23 through air inlet 3 and air outlet 41 and then expelled from chamber 23 through air inlet 40 and air outlet 44. The direction of the air flow in the air duct 42 is unidirectional, as is clear from the arrows indicating the air flow, so the air turbine 45 controls both the upward and downward movement of the liquid in the chamber 23. Driven for a while.

第4図および第5図に示された装置とほとんど
の点で類似するが、第3図の大きさ(割合)およ
び重量配分を有する装置が、第6図に示されてい
る。第6図の装置は、第4図に示された装置の三
角形の形成後壁の代わりに、平行な側壁を備えた
後壁36を備えているけれども、第4図の装置
と関連して説明されたのと同一の様式で作動し、
波からエネルギーを抽出する。
A device similar in most respects to the device shown in FIGS. 4 and 5, but having the dimensions (proportions) and weight distribution of FIG. 3, is shown in FIG. The device of FIG. 6 is similar to the device of FIG. 4, although it has a rear wall 36a with parallel side walls instead of the triangularly formed rear wall of the device shown in FIG. operates in the same manner as described;
Extract energy from waves.

空気入口43および40と空気出口41および
44のための逆止め弁が、単一の密閉物を有する
ものとして第4図および第6図に示されているけ
れども、平行関係をなす複数の密閉物(図示せ
ず)を、空気入口40あるいは43、あるいは空
気出口41あるいは44の寸法に依存して使用し
ても良い。本発明の方法により製造されるエネル
ギー抽出装置を、水柱の振動を利用して入射波か
らエネルギを抽出する装置に関連して説明したけ
れども、本発明は又同じく、入射波からエネルギ
を抽出するのに使用される他の装置、例えば、英
国特許明細書第1482085号の要旨Salter“Duck”
装置および英国特許明細書第1448204号の要旨
Cockerellいかだ装置のように、一方の要素を他
方の要素に対して運動させて出力を引出す装置と
合体させても良い。
Although the check valves for air inlets 43 and 40 and air outlets 41 and 44 are shown in FIGS. 4 and 6 as having a single closure, multiple closures in parallel relationship may be used. (not shown) may be used depending on the dimensions of the air inlet 40 or 43 or the air outlet 41 or 44. Although the energy extraction device produced by the method of the present invention has been described in the context of a device that extracts energy from an incident wave using vibrations in a water column, the present invention also relates to a device that extracts energy from an incident wave using vibrations in a water column. Other devices used in the Salter “Duck”, for example
Apparatus and Summary of British Patent Specification No. 1448204
It may also be combined with a device that derives power by moving one element relative to another, such as a Cockerell raft device.

今第7図および第7図を参照すると、数個の
Salter“Duck”50が、浮動キヤリヤ装置52で
支持された棒51に設けられている。キヤリヤ装
置52は、棒51を支持するためにキヤリヤ装置
52に沿つて平行に配置された多数の仕切53を
有している。第1図の設備と関連して説明した本
発明による方法で、キヤリヤ装置52とSalter
“Duck”50との組合せ装置の形状および回転半
径を適当に試験することによつて、形状、重心の
位置および重心のまわりの回転の半径の値が、キ
ヤリヤ装置52とSalter“Duck”50との組合せ
装置から伝達された波およびはね返された波を最
小にし、それ故これらの波に応じてSalter
“Duck”50の揺動によつて入射波から抽出する
ことができるエネルギを最大にするように決定さ
れる。比較的短いキヤリヤ装置52を、ほんの数
個のあるいはただ一つのSalter“Duck”50とと
もに使用しても良く、又Salter“Duck”50は、
入射波に応じてキヤリヤ装置52とともに並進運
動を描くけれども、Salter“Duck”50は、本発
明によつて、Salter“Duck”50との組合わせら
れたキヤリヤ装置52の形状、重心の位置および
回転半径の値が選択されるため、比較的高い波エ
ネルギ抽出効率を依然として有することが理解さ
れるであろう。Salter“Duck”50の詳細につい
ては、英国特許明細書第1482085号が参考になる。
Referring now to Figures 7 and 7a , several
A Salter "Duck" 50 is mounted on a rod 51 supported by a floating carrier device 52. The carrier device 52 has a number of partitions 53 arranged in parallel along the carrier device 52 to support the rods 51. In the method according to the invention described in connection with the installation of FIG.
By suitably testing the configuration and radius of rotation of the combination device with the “Duck” 50, the configuration, location of the center of gravity, and radius of rotation about the center of gravity values for the carrier device 52 and the Salter “Duck” 50 are determined. Salter minimizes the transmitted and reflected waves from the combination device and therefore
The swinging of the "Duck" 50 is determined to maximize the energy that can be extracted from the incident wave. A relatively short carrier device 52 may be used with only a few or just one Salter "Duck" 50, and the Salter "Duck" 50 may be
Although the Salter “Duck” 50 exhibits a translational motion with the carrier device 52 in response to the incident wave, the shape, center of gravity position and rotation of the carrier device 52 in combination with the Salter “Duck” 50 is controlled by the present invention. It will be appreciated that the value of the radius is chosen so as to still have a relatively high wave energy extraction efficiency. For details of the Salter “Duck” 50, reference is made to British Patent Specification No. 1482085.

今第8図、第8図および第8図を参照する
と、大体Cockerellのいかだに原理が類似した、
入射波からエネルギを抽出するためのいかだ型式
の装置の本質的な特徴が示されており、この装置
は、キヤリヤいかだ58のかどばつた上面のスロ
ツト59を横切つてピボツト棒57にそれぞれ連
結されている2つのA形フレーム56によつて枢
着された、フロート55を備えている。A形フレ
ーム56はそれぞれ直立ラグ60を有しそしてピ
ボツト棒61の固定部をなし、水圧ピストンポン
プ64のピストン棒63のフオーク端62はこの
ピボツト棒61に枢着されている。ポンプ64の
シリンダ部材65は、いかだ58の上面のスロツ
ト69を横切つて延びるようにキヤリヤいかだ5
8に配置されたピボツト棒67に枢着されてい
る。
Referring now to Figures 8, 8a and 8b , the principle is roughly similar to Cockerell's raft,
The essential features of a raft-type device for extracting energy from an incident wave are shown, each connected to a pivot rod 57 across a slot 59 in the beveled top of the carrier raft 58. A float 55 is provided which is pivotally connected by two A-shaped frames 56. The A-frames 56 each have an upright lug 60 and form a fixed part for a pivot rod 61 to which the fork end 62 of a piston rod 63 of a hydraulic piston pump 64 is pivotally connected. The cylinder member 65 of the pump 64 extends across the slot 69 in the top surface of the carrier raft 58.
It is pivotally connected to a pivot rod 67 located at 8.

作動の際、入射波に応じてフロート55とキヤ
リヤいかだ58との間の相対運動を利用し、水圧
回路(図示せず)を通してポンプ64の中の水圧
流体を圧送することによつて機械仕事を行なう。
In operation, relative motion between float 55 and carrier raft 58 in response to an incident wave is used to perform mechanical work by pumping hydraulic fluid in pump 64 through a hydraulic circuit (not shown). Let's do it.

Salter“Duck”に関連して説明されているよう
に、形状、重心の位置および重心のまわりの回転
半径の値は、第8〜8b図の装置からの伝達波お
よび反射波を最小にし、入射波から抽出されるエ
ネルギを最大にするように決定される。ただ一つ
のキヤリヤいかだ58と平行関係に連結された多
数のフロート5を有する細長い装置を、第7
のSalter“Duck”に関連して説明されたのと類似
の方法で使用しても良い。
As described in connection with the Salter “Duck,” the geometry, center of gravity location, and radius of gyration around the center of gravity values are selected to minimize transmitted and reflected waves from the apparatus of Figures 8-8b, and determined to maximize the energy extracted from the waves. An elongated device having a number of floats 5 connected in parallel relation to a single carrier raft 58 may be used in a manner similar to that described in connection with the Salter "Duck" in Figure 7a . .

第2図乃至第8図の装置は中実構造で示されて
いるけれども、浮力をもたらし、且つ重心の必要
な位置および重心のまわりの回転半径の値を整え
る助けとなるように、適当な空胴を備えるのが良
い。
Although the apparatus of FIGS. 2-8 is shown as a solid structure, suitable air space is provided to provide buoyancy and to assist in arranging the required location of the center of gravity and the value of the radius of rotation around the center of gravity. It is better to have a body.

第1図の設備に使用されている波高ゲージ1
5,16および17は、波の高さを決定するのに
慣用的に使用されているゲージである。
Wave height gauge 1 used in the equipment shown in Figure 1
5, 16 and 17 are gauges conventionally used to determine wave height.

本発明の前述の説明において、装置の並進運動
は、寄せ波の方向に整列した垂直平面において垂
直運動および/又は水平運動と関係することが理
解される。かかる運動は又それぞれ隆起およびう
ねりとして知られ、他方この垂直平面における回
転運動はピツチとして知られている。この平面と
交差する運動も又、前記平面における前述の運動
と同時におこることもある。装置が、垂直平面に
おける前部と後部との間での装置の長さと比べ
て、この垂直平面に直角な方向に比較的長い場
合、波に応じて装置の運動は、前記垂直平面にお
いて実質的に2次元のものとなる。
In the foregoing description of the invention, it is understood that the translational movement of the device relates to a vertical movement and/or a horizontal movement in a vertical plane aligned with the direction of the incoming waves. Such movements are also known as ridges and undulations, respectively, while rotational movements in this vertical plane are known as pitches. Movements intersecting this plane may also occur simultaneously with the aforementioned movements in said plane. If the device is relatively long in the direction perpendicular to this vertical plane compared to the length of the device between the front and rear parts in the vertical plane, the movement of the device in response to the waves will be substantially less in said vertical plane. becomes two-dimensional.

さらに本発明による波からエネルギーを抽出す
る装置の製造方法では、装置を浮かばせるように
なつた液体上の波からエネルギを抽出するための
装置であつて、装置それ自体による波の伝達およ
び/あるいは反射を可成りの程度まで抑制するよ
うな隆起、うねりおよびピツチの組合せをもつ
て、前記波に応じるように配置されている装置を
製造する。
Furthermore, the method of manufacturing a device for extracting energy from waves according to the invention comprises a device for extracting energy from waves on a liquid which makes the device float, the device comprising: A device is manufactured which is arranged to respond to said waves with a combination of ridges, undulations and pitches which suppress reflections to a significant extent.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、波からエネルギーを抽出する装置の
製造方法で使用する浮動装置の試験モデル用設備
の概略的な断面図、第1図は、第1図の
線に沿つた拡大断面図、第2図は、最適なパ
ラメーターをもつ浮動装置の輪郭の概略断面図、
第3図は、最適なパラメーターをもつ他の浮動装
置の輪郭の概略断面図、第4図は、本発明の波か
らエネルギーを抽出するための装置の製造方法に
よる第2図の装置のパラメーターを備えた装置の
概略断面図、第5図は、第4図の−線に沿つ
た断面図、第6図は、本発明の波からエネルギー
を抽出するための装置の製造方法による第3図の
装置のパラメーターを備えた装置の概略断面図、
第7図は、第2図乃至第6図に示されたものと異
なつた本発明の波からエネルギーを抽出する装置
の製造方法で使用する浮動装置の概略断面図、第
図は、第7図を矢印Aの方向からみた図、第
8図は、第2図乃至第6図に示されたものとさら
に異なつた本発明による波からエネルギーを抽出
する装置の製造方法で使用する浮動装置、第8
図は、第8図のa−a線に沿つた断面図、第
図は、第8図を矢印Xの方向からみた断片
図、 12……波発生装置、14……モデル、23…
…室、27……空胴、28……オリフイス、30
……圧力ゲージ。
Fig. 1 is a schematic cross - sectional view of equipment for a test model of a floating device used in the manufacturing method of a device for extracting energy from waves ;
an enlarged cross-sectional view along the line a ; FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the contour of the floating device with optimal parameters;
3 is a schematic cross-sectional view of the profile of another floating device with optimal parameters; FIG. 4 shows the parameters of the device of FIG. 2 according to the method of manufacturing the device for extracting energy from waves according to the invention; 5 is a cross-sectional view taken along the line - of FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the device according to the present invention for extracting energy from waves. a schematic cross-sectional view of the device with the parameters of the device;
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a floating device used in the method of manufacturing a device for extracting energy from waves according to the present invention, which is different from that shown in FIGS. 2 to 6; FIG . 7 viewed from the direction of arrow A, and FIG. 8 a floating device used in a method for manufacturing a device for extracting energy from waves according to the present invention, which is further different from that shown in FIGS. 2 to 6. , 8th a.
The figure is a cross-sectional view taken along line a-a in FIG. 8, and FIG. 8b is a fragmentary view of FIG. 8 viewed from the direction of arrow X. 12... wave generator, 14... model, 23...
...chamber, 27...cavity, 28...orifice, 30
……Pressure gauge.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 使用時に、波の伝播方向に整列した垂直平面
において運動する自由度をもつて浮く、波からエ
ネルギーを抽出する装置の製造方法について、 (i) 使用時に液面下にあるようになつた装置の部
分に前記垂直平面について非対称の形状を選択
し、 (ii) 代表的な望ましい運転状況の状態の下で、前
記装置のモデルを試験して、入射波高さに対す
る伝達波高さと反射波高さとの比を夫々決定
し、 (iii) 前記モデルの重心位置とこの重心まわりの回
転半径とを全体として変化させ、 (iv) 入射波高さと伝達波高さの比と、入射波高さ
と反射波高さの比とが最小であり、或いは最小
に近い重心位置と回転半径の値を捜し出すまで
前記第(ii)の工程及び第(iii)の工程を繰り返し、 (v) これらの比を最小にし或いは最小に近くする
ように捜し出した前記モデルから相似的に拡大
させることによつて前記装置をつくることを特
徴とする波からエネルギーを抽出する装置の製
造方法。
[Scope of Claims] 1. A method for manufacturing a device for extracting energy from waves that, when in use, floats with a degree of freedom to move in a vertical plane aligned with the direction of wave propagation, comprising: (ii) test the model of the device under conditions of representative desired operating conditions to determine the transmitted wave height relative to the incident wave height; (iii) change the center of gravity position of the model and the radius of rotation around this center of gravity as a whole; and (iv) determine the ratio of the incident wave height to the transmitted wave height and the incident wave height to the reflected wave height. Repeat steps (ii) and (iii) until finding the value of the center of gravity position and radius of rotation in which the ratio of wave height is the minimum or is close to the minimum, and (v) minimize these ratios. Alternatively, a method for manufacturing a device for extracting energy from waves, characterized in that the device is created by similarly expanding the model found to be close to the minimum.
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AU529249B2 (en) 1983-06-02
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