JPS6397877A - 波エネルギ取出装置および方法 - Google Patents

波エネルギ取出装置および方法

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JPS6397877A
JPS6397877A JP62151557A JP15155787A JPS6397877A JP S6397877 A JPS6397877 A JP S6397877A JP 62151557 A JP62151557 A JP 62151557A JP 15155787 A JP15155787 A JP 15155787A JP S6397877 A JPS6397877 A JP S6397877A
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cylinder
piston
water
float
pump
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    • 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
    • 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
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    • F03B13/1885Adaptations 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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • F03B13/189Adaptations 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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem acting directly on the piston of a pump
    • 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
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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 この発明は、水の波作用からエネルギを取出す装置、特
に浮子、ピストンシリンダポンプおよびアンカを用い波
作用からエネルギを取出す装置および方法に関するもの
である。
従来の技術 水の波作用または風からエネルギを取出すよう試みる種
々の型の装置が従来から知られている。
例えば、ヒックス等の米国特許第4,421,461号
明mmは水の波によりポンプ作動されるピストンポンプ
を記載している。ピストンポンプはクレードルに取付け
られる。クレードルは上板と下板との2つの板から成っ
ている。上板の上側は支持リンクを介して上側の浮子に
固着され、上板の下側はヨークを介してシリンダの底部
の外に延びるポンプピストンロッドに固着されている。
クレードルの下板の上側はポンプシリンダの底部に取付
けられ、下板の下側は可撓性の索を介してアンカに取付
けられる。多数の円周方向に間隔を置いた弾性ばねがポ
ンプのシリンダに対し外方にシリンダを囲んでいる。ば
ねはクレードルの上板と下板の間に連結される0重合体
の球がピストンの上面に支持され、圧縮ばねにて押圧さ
れた錠止板により保持されている。浮子が上昇するとき
に、ポンプシリンダ内側の圧縮ばねはばね押圧された錠
止板とピストンの間に重合体の球を押圧する0重合体の
球は圧縮によって直径方向に拡大され、シリンダをピス
トンが通過する漏れに対して封止する。また、ポンプが
上昇するときに、シリンダの外の多数の円周方向に間隔
を置いた弾性ばねは緊張され、下方にポンプピストンロ
ッドを押したり或は浮子が波により下がるときに再充填
作動する外部戻りばねとして使用される。
小野の米国特許第4,398,095号明細書は浮子型
の減作動される動力発生装置を示している。ピストンシ
リンダ型のポンプは水底に係止され、浮子がピストンに
連結される。浮子が波と共に上昇するときに、ピストン
は押し上げられて水がポンプから上昇された容器内に放
出される。小野の米国特許は、浮子が降下する波と一緒
に下がるときにピストンをシリンダ内を下方に動かすよ
うに水面の空気と水中のピストンシリンダポンプの深さ
との間の流体圧力差を利用している。浮子とアンカの間
の弾性張力以外の流体圧力のこの利用のために、小野の
米国特許の装置は下向き流体圧力に抵抗するために水底
からしっかり支持される。従って、水底には接近できな
ければならず、小野の装置を使用できる水の深さを制限
したり或は装置を配置管理する別の高価につく条件を必
要とする。
メイクの米国特許第4,104,006号明細書は風力
エネルギ変I^装置を記載している。この装置は、ケー
ブルによりピストンシリンダ型ポンプのピストンに連結
された一対のフラップと有している。
ピストンと、ピストンポンプが取付けられるブラットホ
ーノ、の間に引張ばねが連結される0mがフラップを持
上げるときに、ケーブルはピストンを上方に引張ってば
ねを緊張する。風が弱くなるときに、ばねはピストンを
下方に引き戻す、メイクの装置は浮子を使用も必要とも
せず、プラットホームや地面に固着される。
発明が解決しようとする問題点 従来の波エネルギ収出装置における欠点はこれら装置が
比較的複雑で、管理や!KI造が高価につくことである
6発展する波エネルギ取出装置の主な目的の1つはエネ
ルギの費用を低減することなので、波エネルギ取出装置
の管理と製造に含まれる費用は波エネルギ取出装置の実
用において非常に重要な要因である。従って、製造と管
理が安価につく波エネルギ取出装置が当業分野に必要で
ある。
゛この発明の目的は、管理と製造が経済的で、消耗でき
る点に就いても装置が動かなくなった場合に簡+gに取
り換えできる波エネルギ取出装置を提供することにある
。この発明は、往復動可能で且つ浮子と水中のアンカと
の間に弾性的に連結されるピストンシリンダポンプのピ
ストンおよびシリンダ間に引張ばね或は錘りおよび索等
の様な機械的緊張装置を連結することによって上述の目
的を達成するものである。この従来周知でない組合せは
実質的にどの様な水深にても使用できて従来達成できな
い簡略化と経済性を有した波エネルギ取出装置を1!1
作するものである。
また、この発明の別の目的は、浮子を上昇する波により
生じられるエネルギの一部分をばねや可動錘りの様な一
時的エネルギM積装置に伝達されるので、浮子に附与さ
れた元のエネルギ部分が、浮子が下方位置に戻るときに
取出装置に戻される波エネルギ取出装置を提供すること
にある。
閘題点を解決するための手段 従って、この発明の波エネルギ取出装置は浮子およびア
ンカ間に弾性連結された往復動するポンプを有する。ポ
ンプは、頂端部と底端部を有するシリンダと、シリンダ
内を往復動するピストンとを有している。ピストンは、
シリンダの底部から延出していてピストンに連結された
ピストンロッドを有する。アンカはピストンロッドの外
側端部に弾性連結され、シリンダに対してピストンロッ
ドを係止している。浮子はシリンダに連結され、上昇す
る波作用に応答してピストンに対してシリンダを上昇作
動する0機械的緊張装置はピストンとシリンダ間に弾性
張力をf、ff持すべくシリンダとピストン間に機械的
に連結される6機械的緊張装置の1つの形は、シリンダ
とピストン間に機械的に連結された引張ばねである。v
1械的緊張装置の別の形は錘りと索である。索は、ピス
トンとの連結部からシリンダとの滑動可能な連結を経て
錘りとの連結部に延びている。シリンダに対する滑動可
能な連結部は単一の滑車とすることができる。
入口m逆止弁と出口用逆止弁がシリンダに接続される。
浮子が上昇する波作用に応答して上昇するときに、上昇
作動するシリンダは水を出口用逆止弁から放出する。浮
子が降下する波作用に応答して降下するときに、機械的
緊張装置はピストンに対してシリンダを下降作動して、
水を入口用逆止弁を介してシリンダ内に引き入れる。導
管を出口用逆止弁に接続して、ポンプが電力発生用とし
て有効に使用できる場所に延ばすようできる。
この発明の別の形態においては、ピストンロッドがシリ
ンダの頂端部と封止係合して外に延びている。浮子はピ
ストンロッドの外端に連結され、アンカはシリンダに弾
性連結される。R械的緊張装置は先に述べた様にシリン
ダとピストンの間に81械的に連結される。1つの形に
おいて、機械的緊張装置はシリンダとピストン間に機械
的に連結され、別の形にては機械的緊張装置は錘りと索
である。索は、シリンダとの連結部からピストンとの滑
動可能な連結部を介して錘りとの連結部に延びている。
この実施例にて、浮子が上昇する波作用に応答して降下
するときに、浮子はシリンダに対してピストンを上昇作
動して、水を出口用逆止弁から放出する。浮子が降下す
る波作用に応答して降下するときに、機械的緊張装置は
シリンダに対してピストンを下降律動し、入口用逆止弁
を経てシリンダ内に水を引き入れる。
この発明の利点は、ピストンまたはシリンダに連結され
た浮子と、ピストンとシリンダ間に連結された単一の引
張ばね或は単一の錘りおよび索と、浮子が連結されない
方のピストンまたはシリンダの一方に弾性連結されたア
ンカとを順次有する筒車で安価な波エネルギ取出装置を
提供することである。波エネルギ取出装置は概念、作用
および管理が非常に簡単で、スチロホームおよび重合体
から安価に構成でき、従って消耗可能である。管理が波
エネルギ取出装置において行われるならば、装置自体が
簡単であるために簡単で且つ単純である。
この発明の別の利点は、潮の変化により生じられる様な
水の深さの変化に対し自動調節できるようなしているこ
とである。
この発明の他の目的と特長および利点は以下の添付図面
に沿っての種々の実施例にもとづく詳細な説明から明ら
かになろう。
実施例 図面、特に第1図を参照するに、同図にはこの発明の一
実施例が概略的に示されており、取出装置は全体的に符
号10が付けられている。取出装置10は海16の海面
すなわち水面14に浮游する浮子装置12を有する。可
1n性の緊張装置すなわち索18は、シリンダ22とピ
ストン30を有するポンプ装置20に浮子装置12を連
結している。機械的なばね34のようなエネルギ蓄積装
置がシリンダ22とピストン30の間に設けられる。ば
ね34の様なコンプライアンス装置が点33でシリンダ
22に、点31にてピストン30に夫々連結されている
。勿論、これは必要ならばシリンダ22の外側に設置で
き、例えば、シリンダ22の外側とピストンロッド32
間に連結できる。
ピストンロッド32が通るように通常のスタッフィング
ボックス24が使用できる。また、通常の逆止弁26.
28も必要となる。
コンプライアンス装置すなわちばね34はエネルギ蓄積
装置で、浮子が上昇するときにばね34を引張って浮子
からエネルギを受け、浮子が降下するときにエネルギを
浮子に与える。
その目的は幾つかあり、 1、満潮で海面全体が上昇するときに索の長さを延長す
るようなして、波の頂部に浮子が載るよう許す。
2、索を緊張して、ビス1〜ンに山く作用を強固な“押
圧機”の様にする。浮子が下がるときに可撓性の索がピ
ストンを押すことがないので、ピストンがシリンダ内を
滑動するようなるので、ばねがピストンをシリンダ内に
引張り込み、同時に液体をシリンダ内に引き入れる。
3、可撓性の索が強剛な索の様に作用するようなり、固
定構造よりも簡略安価で、どの様な深さの海にても迅速
に調節できる。
エネルギ調節の別の方法が第4図に関連して説明されよ
う、この蓄積装置は、ビス1ヘン30Cの頂部に点31
にて取付けられた可撓性のケーブル92を有する。ケー
ブル92は、浮子に取付けられた支持体90に設けられ
た滑車91に掛けられており、通路94また管を通って
選ばれた質量の錘り93に下方に延びている。ケーブル
92の引2力ばばね34のばね力と同じ目的で作用し、
従ってケーブル92が変化する力以外の一定の力を設け
ることを除いてばね34および錘り93とケーブル92
はピストン30.30Cとシリンダ22Cの管に弾性引
張力を維持する。また、ケーブル92の引張力は錘り9
3の変更によって容易に変更できる。
第2図は、浮子が索18を介してピストンロッド34八
に連結されてシリンダ22^が索18^を介してアンカ
装置に連結されていことの他は、第1図の装でと同じで
ある。全ての部分が第1図に対応して符号が付けられて
いる。特に、第2図の実施例は海水の波の作用からのエ
ネルギを用いて液体をポンプ作用する装置を設けるもの
で、底端部が閉じられて頂部に開口24^を有するシリ
ンダ22Δと、シリンダ22^内を往復動するピストン
30^と、シリンダ22Aの人口および出口と、入口に
連接された入口用逆止弁26^と出口に連接された出口
用逆止弁28Aとを有している。管路(図示しない)が
出口用逆止弁28Δに連接されて、ポンプ供給される液
体が有効に使用できる個所に延びている。また、第2図
の構成は、ピストン30^に固着されてシリンダ22^
の頂部の開口24^を水密に延びるピストンロッド32
^と、シリンダ22^に固着されたアンカ装置(図示し
ない)と、シリンダ22^の外にてピストンロッド32
^に固着されてピストン30^が波の動きに対応してシ
リンダ22^に対して往復動されるようになった浮子装
置く図示しない)と、シリンダ22への内底部とピスト
ン30^の間に延びていて常に浮子に下向きの張力を作
用するシリンダ22^内の引張用ばね34^とを有して
いる。
第2図の構成にては、浮子装置はケーブルや索18によ
ってピストンロッド32Aに連結されている。
また、第2図の構成において、アンカ装置はケーブルや
索18^によってシリンダ22^に連結されている。
第1図の別の変形例が第3図に示されており、この変形
例では浮子装fi12Bにシリンダ22Bとコンプライ
アンスすなわちばね34Bが設けられている。この取出
装置は符号40が付けられ、浮子装置12Bの垂直な延
長部19がコンプライアンスすなわちばね3413の内
蔵を助けるようなしている。ばね34Bは上端が点33
Bに取付けられ下端が点31Bにてピストン30Bに取
付けられている。ピストン30Bは、海底38のアンカ
36にピストン30Bを連結する緊張部材すなわち索1
8Bにスタッフィングボックス24Bを通って延びるピ
ストンロッド32Bを有する。
第1.2.3図に示される様に、シリンダ22゜22八
、 22Bは当業者周知のように入口および出口に通常
の逆止弁26.26^、 268.28.28^、28
Bが設けられねばならないことが明らかであろう、また
、シリンダ22.22Bは第1.3図における様に浮子
袋fi12.12Bに取付けられたり、或は第2図に示
される如くアンカに取付けできる。
第3図にて、ピストン30Bの上の符号23が付けられ
た空所は閉鎖された容積として示される。もし、この空
所23が空気で満たされiば、この空所23内の空気は
ばね34Bに対抗するコンプライアンスとして作用する
。この問題は幾つかの手段にて解決できる0例え4f、
シリンダ壁の頂部の開口25によって浮子袋912B内
の容積の全部を包含するよう空所23を増大できる9問
題解決の別の手段として、例えば弁21によって大気に
シリンダ22Bの頂部を開口するようできる。
また、周知の様にエネルギを蓄積するよう多数の手段が
ある。最も簡単な手段の1つは、圧縮ガスや圧縮ばね或
は伸長されたばねの様な圧縮コンプライアンスにボテン
シアルエネルギとしてエネルギを蓄えることである。別
の手段としては地面の上に持上げられた質量のボテンシ
アルエネルギとしてエネルギを蓄えることである。第1
.2.3図は圧縮ばね或は伸長されたばねの形のエネル
ギ蓄積装置を示し、別の形の蓄積装置が第4図に示され
ている。
第4図を参照するに、浮子装置12c 、シリンダ22
C、ピストン30C1索18G、アンカ36は第3図の
ものと同じである。しかし、ばね34は、ピストン30
Cに点31で取付けられ上方に延び且つ浮子装置12c
の支持体90に支持された滑車91に掛けられた可撓性
の緊張手段すなわちケーブル92と取り換えられている
。ケーブル92は次いで解放通路(浮子装置に封止され
た管とすることができる)を通って下方に錘り93に延
びている。浮子袋[12Cが上昇するときに、ピストン
30Cは垂直方向に固定され、錘り93は浮子袋[12
Cの上昇量の2倍上昇され、液体がシリンダ22Cの底
部から押し出される。波が下がるときに、浮子装置12
Cは下がり、ピストン30Cはケーブル92により支持
されていてシリンダ22C内を相対的に上方に動いて新
しい液体をシリンダ22C内に引き入れる。
波エネルギ取出装置としてシリンダとピストンを有する
ポンプを用いる別の実施例が第5図に示されている。同
図にては2つの浮子装置があって、第1図の浮子装置は
緊張部材の索18Dが連結された浮子60有している。
第2区の浮子装置は緊張部材の索18Fが連結された浮
子60^が設けられている。これら2つの浮子装置は概
略的に同一である。
2つの浮子60.60^は、波の前部に垂直な方向に沿
って測った海面の波の長さのはり半分の長さである水平
な距MDをもって隔てられている。従って、2つの浮子
60.60^は180°位相がずれた上下の動きをもっ
て作動する。
第1浮子装置からの索18Dと第2浮子装置からの索1
8Fは、2つの浮子60.60八を通る垂直な平面内に
あって海底に係止された滑車64.64八を隔てるよう
なしている。シリンダ62は2つの滑車64゜64^を
結ぶ線上に固定され、従ってピストン70の両側から延
びるピストンロッド72.72^は滑車64゜64八間
の緊張部材と同軸にある。通常の弁を勿論使用できる0
図示されていないが、シリンダ62の両端には通常のス
タッフィングボックスがあるので、ピストンロッド72
.72^はシリンダ62の内部容積を滑動可能に水密封
止できる。
波が第5図で右方向に動くものとする。第1の浮子60
はやがて上方に移動し、勿論いま頂点にある浮子6〇八
は下方に動いて波の間の谷にきて、他方浮子60は頂点
にくる。緊張装置が従ってビス1ヘン70をシリンダ6
2の左端部からシリンダ62の右端部に移動する。波が
次の172波長動くときに、逆になってピストン70は
左側に向って再び動き戻る。
従って、波前部に垂直な線上に適宜位置する2つの浮子
の使用によって複作動装置が設けられる。
第6図は、改良されたエネルギM積コンプライアンスす
なわちばね34Fと緊張部材の索18Fと海底38のア
ンカ36とを有する浮子装Tl60Bによってポンプが
作動される別の実施例を示している。この場合に、ポン
プは、通常の吸込ロッド82により作動される水または
油井の管ポンプとすることができる。吸込ロッド82は
浮子60Bに直接連結される。ポンプ出口は84である
第7図は別の実施例を概略示しており、波エネルギ収出
装置は電気式で、発生された動力は浮子40に取付けら
れたビーコン灯を点灯するよう用いられる。波エネルギ
取出装置全体は、アンカケーブルまたは可撓性緊張部材
の索18Cと海底38のアンカ36とを除いて浮子40
内に入れられている。
波エネルギ取出装置は符号50が付けられ、海16の水
面14に浮游する浮子40を有する。また、コンプライ
アンス部材のばね34Cは点33Cにて浮子40に、点
42にて緊張部材の索18Cに連結されている。
緊張部材の索18Cは、浮子40の内側に支持された発
電機58の軸上の滑車44を駆動する0発電機58のリ
ード線46は整流器44^を経てM$池48に延び、波
の高さが変わるときに発電機44の変化する出力を蓄積
する。適宜なリード線56が蓄電池48から、浮子40
の頂部に支持体54にて取付けられたビーコン灯52に
延びている。
第8図は、第1図に基き符号100が付けられた波エネ
ルギ取出装置すなわちポンプ装置の実施例を示している
。装、7100は浮子装置102とアンカ104と、浮
子装置102およびアンカ104間に接続された波エネ
ルギ取出装置すなわちポンプ装置106とから主に構成
されている。この実施例にて、波エネルギ取出装置すな
わちポンプ装置106はシリンダ108を有するポンプ
である。シリンダ108は浮子装置102とアンカ10
4によりはゾ垂直位置に大体保持されており、この実施
例では頂端部・110と底端部112を有する。効果的
な作動のために、シリンダ108の底端部112は開鎖
され、シリンダ108の頂端部110は大気や海水13
4に通気されている。もし頂端部110が海水134に
通気され−ば、頂端部110は簡単に開口したま−にで
きる。
また、ポンプ装置106はシリンダ108内を往復動す
るピストン114、ピストン114に連結された端部1
18と別の端部120とを有しシリンダ108の底端部
112と封止係合して延びているピストンロッド】16
を有している。ピストンロッド116は通常のパツキン
箱やスタッフィング箱によりシリンダ108の底端部1
12と滑動可能に封止係きされている。ピストンロッド
116の端部120はアンカ104に31結されている
。アンカ104はシリンダ108と浮子装置102に対
するピストン114とピストンロッド116の上方の動
きを制限する。
第8図の実施例にて、シリンダ108は入口122と出
口124を有し、入口用逆止弁126が入口122に接
続され、出口用逆止弁128が出口124に接続されて
いる。入口用逆止弁126は水がシリンダ108内に流
入するのを許すが、入口122からシリンダ108の外
には流出できない、出口用逆止弁128は水がシリンダ
108の外に流出するのを許すが、出口124からシリ
ンダ108内には流入できない。
ポンプ装T1106は、ビス1−ン114とシリンダ1
08間に弾性張力を維持し降下する波体用に応答してピ
ストン114に対してシリンダ108を降下すべくピス
トンピストン114およびシリンダ108間を機械的に
連結するIff械的緊張装置130を有する。
機械的緊張装置130はシリンダ108または波エネル
ギ取出装置100のいずれかの個所とピストン114の
間を連結でき、ピストン114の往復動を妨害せずに機
械的緊張装置130がピストン114とシリンダ108
間に弾性緊張力を維持するようでき且つシリンダ108
と浮子装置102を下向き張力のもとに維持するようで
きる0機械的緊張装置130は。
浮子装置102が全ての子息した水面や波或は潮の高さ
にて水面に緊張して保持されるよう十分な張力をピスト
ン114とシリンダ108間に維持する大きさにされね
ばならない。選ばれた張力が波エネルギ取出装z to
oをはゾ垂直な方向に維持し、浮子装置102とシリン
ダ108が予想した水面、潮の高さにて各々の波と一緒
に昇降するときにピストン114がシリンダ108内を
作動するよう許す。
浮子装置102はシリンダ108に連結され、浮子装置
102が水134の中を波132の通過にて上下動する
ときに係止されたビス1−ン114に対してシリンダ1
08を往復するよう必要な波エネルギを捕える。好適に
は、浮子装置102はシリンダ108の頂端部110近
くに連結されている。第8図の実施例にて、浮子装置1
02は、ケーブルや鎖のような可撓性緊張装置136に
よってシリンダ108に連結されている。また、アンカ
104はケーブルや鎖の様な可撓性緊張装置138によ
りピストンロッド116に連結される。
作動においては、浮子装置102が通過する波の上を浮
游するときに、シリンダ108は係止されたビス1〜ン
114とピストンロッド116に対して上方に引張られ
る。第8図の実施例にて、入口122と出口124はシ
リンダ108の底端部112と第8図に示される様にシ
リンダ108に対するピストン114の往復動の最下位
置との間にてシリンダ108に設けられている。従って
、浮子装置102とシリンダ108が波132にて上昇
するときに、係止されたピストン114の相対的下方運
動が出口用逆止弁128を経てシリンダ108の外に水
を押し出し、機械的緊張装置130にエネルギを附与す
る。浮子装置102とシリンダ108が波132と一緒
に降下するときに、機械的緊張装置130はシリンダ1
08を下方に引張り、シリンダ108内へのピストン1
14の相対的上方運動が水を入口用逆止弁126を経て
シリンダ108内に引き入れる。
第8図の実施例に示される様に、機械的緊張装置130
はピストン114とシリンダ108間に連結されたばね
から成る。ばね130はピストン114とシリンダ10
8間に弾性張力を維持するような具合に連結できる。第
8図に例示される様に、ばね130は、ピストン114
とシリンダ108の頂端部110の間にてシリンダ10
8の内側に連結できる。第8図に示される入口122と
出口124の形状において、ピストン114はばね13
0とポンプ作動される水との接触を絶縁封止するよう選
ぶことができ、シリンダ108の頂端部110はばね1
30を実質的に水密封止のばね室140内に包囲するよ
う封止できる。
水との接触からのこの絶縁はばね130の寿命を延ばす
よう所要できる。もしばね130が絶縁され−ば、動力
取出装置100の効率は、ばね室140を水面に通気し
てシリンダ108とばね室140を拡大し且つ圧縮に対
して閉鎖されたばね室140抵抗を減少するよう他の手
段をとることによって高められる。もしばね130を水
との接触がら絶縁するよう所要されないならば、シリン
ダ108の頂端部110は動力すなわち波エネルギ取出
装置100の効率を増大するよう開いなま−にできる。
また、ばね130はシリンダ108の外に配置できる0
例えば、ばね130はピストンロッド116の端部12
0とシリンダ108の外面の間に連結できる。
波エネルギ取出装置100は、出口用逆止弁128に接
続されてポンプ作動される水が使用できる場所に延びて
いる導管142を有する。
第8図にばねとして例示される機械的緊張装置130は
、第11図に例示される如く錘り143と索144を有
するようできる。索144は、ピストン114との連結
部145からシリンダ108の滑動可能な連結部である
滑車146を経て錘り143との連結部147に延びて
いる。滑動可能な連結部146は滑車で、図示実施例で
はシリンダ108を索144が滑動係合するどんな形の
連結部でありも作動する。
錘り143と索144は、ピストン114とシリンダ1
08の間に弾性張力を維持するよう複数の滑車を介して
どの様な具合にも連結できる0例えば、索144はピス
トンロッド116の端部120からシリンダ108の外
側に設けられた滑車を介して錘り143に連結できる。
錘り143と索144の使用は、浮子装置102が有効
なばねの弾性強さより大きな浮力を有するときに特に有
用である。錘り143の大きさと重さは浮子装置102
とポンプ106の間に弾性張力を維持するよう必要な様
に変えることができる。
第9図は、第2図に基づいていて符号150が付けられ
た波エネルギ取出装置すなわちポンプ装置の実施例を示
している。波エネルギ取出装置150は浮子装置102
と、アンカ154と、浮子装置152およびアンカ15
4間に連結されたエネルギ取出装置すなわちポンプ装置
156とを有する。この実施例では、エネルギ取出装f
i 15Bはシリンダ158を有するポンプである。シ
リンダ158は浮子装置152とアンカ154によりは
ゾ垂直位置に大体保持され、図示実施例では頂端部16
0と底端部162を有している。最良作動のために、シ
リンダ158の頂端部160は閉鎖され、シリンダ15
8の底端部162は好適には大気または水184に通気
されている。もし頂端部160が水184に通気され1
ば、頂端部160は開口したま−にできる。
またポンプ156はシリンダ158内を滑動するピスト
ン164と、ピストン164に連結された端部170と
別の端部168とを有しシリンダ158の頂端部160
に封止係合して外にのびているピストンロッド166と
を有している。ピストンロッド166は通常のパツキン
箱またはスタッフィング箱によりシリンダ158の頂端
部160と滑動可能に封止係合できる。ピストンロッド
166の端部168は浮子装置152に連結される。
この実施例にて、アンカ154はシリンダ158に連結
され、ピストン164と浮子装置152に対してシリン
ダ158の上方への動きを制限している。好適には、ア
ンカ154はシリンダ158の底端部162近くシリン
ダ158に連結されている。
第9図の実施例にて、シリンダ158は入口172と出
口174を有し、入口用逆止弁176がシリンダ158
の入口172に接続され、出口用逆止弁178が出口1
74に接続されている。入口用逆止弁176は水が入口
172を経てシリンダ158内に流出するのを許すが、
入口172がら流出することはできない。
出口用逆止弁178は水が出口174を介してシリンダ
158から流出するのを許し、シリンダ158内には流
入しない。
また、ポンプ装置156は、ピストン164とシリンダ
158の間に弾性張力を維持し第9図に示される様に降
下する波体用に応答してシリンダ158に対してピスト
ン164を降下するべくピストン164とシリンダ15
8間に機械的に連結された機械的緊張装置180を有す
る。8!械的緊張装置180は波エネルギ取出装置15
0のシリンダ158の適宜な個所とピストン164との
間に連結でき、ピストン164の往復動を妨害せずに機
械的緊張装置180がシリンダ158とピストン164
間に弾性張力を維持するようでき且つピストン164と
浮子装置152を下向きの張力のもとに維持するようで
きる0機械的緊張装置180は、浮子装置152が全て
の予期した水、波或は潮の高さにて水面に緊張して保持
されるよう十分な張力をピストン164とシリンダ15
8間に維持する大きさにされねばならない0選ばれた張
力が波エネルギ取出装置150をはゾ垂直な方向に維持
し、浮子装置152とピストン164が予期した水や潮
の高さにて各々の波と一緒に昇降するときにピストン1
64がシリンダ158内を作動するよう許す。
浮子装置152はピストンロッド166に連結され、浮
子装置152が水184の中を波182の通過にて上下
に浮游するときに係止されたシリンダ158に対してピ
ストン164を往復動するよう必要な波エネルギを捕え
る。第9図の実施例にて、浮子装置152は、ケーブル
や鎖の様な可撓性緊張装置186によってピストンロッ
ド166に連結されている。
また、アンカ154はケーブルや鎖の様な可撓性緊張装
置188によりシリンダ108に連結される。
作動においては、浮子装置152が通過する波の上を浮
游するときに、ピストンロッド166とピストン164
は係止されたシリンダ158に対して上方に引張られる
。第9図の実施例にて、入口176と出口178はシリ
ンダ158の頂端部160と第9図に示される様にシリ
ンダ158に対するピストン164の往復動の最上位置
との間にてシリンダ158に設けられている。従って、
浮子装W 102とピストン164が波182で上昇す
るときに、シリンダ158内へのピストン164の相対
的上方運動がシリンダ158から出口用逆止弁178を
経て水を押し出し、機械的緊張装置180にエネルギを
附与する。浮子装置102が波182と一緒に降下する
ときに、機械的緊張装置180は係止されたシリンダ1
58に対して下方にピストン164を引張り、入口用逆
止弁176を経てシリンダ158内に水を引き入れる。
第9図の実施例に示される様に、機械的緊張装置180
はピストン164とシリンダ158間に連結されたばね
から成る。ばね180はピストン164とシリンダ15
8間に弾性張力を維持するような具合に連結できる。第
9図に例示される様に、ばね180は、ピストン164
とシリンダ158の底端部162の間にてシリンダ15
8の内側に例示できる。第9図に示される入口172と
出口174の形状において、ピストン164はばね18
0とポンプ作動される水との接触を絶縁封止するよう選
ぶことができ、シリンダ158の底端部162はばね1
80を実質的に水密封止のばね室190内に包囲するよ
う封止できる。
水との接触からのこの絶縁はばね180の寿命を延ばす
よう所要できる。もしばね180が絶縁されlば、波エ
ネルギ取出装置150の効率は、ばね室190を水面に
通気してシリンダ158とばね室190を拡大し且つ圧
縮に対し閉鎖されたばね室190の抵抗を減少するよう
他の手段をとることによって高められる。もしばね18
0を水との接触から絶縁するよう所要されないならば、
シリンダ158の底端部162は波エネルギ取出装置1
50の効率を増大するよう開いたま)にできる、また、
ばね180はシリンダ158の外に配置できる0例えば
、ばね180はピストンロッド166の端部168とシ
リンダ158の外面の間に連結できる。
波エネルギ取出装置150は、出口用逆止弁178に接
続されてポンプ作動される水が使用できる場所に延びて
いる導管192を有する。
第9図にばねとして例示される機械的緊張装置180は
、第12図に例示される如く錘り193と索194を有
するようできる。索194は、シリンダ162との連結
部195からピストン164との滑動可能な連結部19
6を経て錘り193との連結部197に延びている。滑
動可能な連結部196は滑車で符号196が付けられ、
図示実施例では索194とピストン164が滑動係合す
るどんな形の連結部であって・も作動する。錘り193
と索194は、ピストン164とシリンダ158の間に
弾性張力を維持するよう複数の滑車を介してどの様な具
合にも連結できる。
例えば、索194はシリンダ158の外面がらピストン
ロッド166の端部168に取付けられた滑車を介して
錘り193に連結できる。錘り193と索194の使用
は、浮子袋Wt152が有効なばねの弾性強さより大き
な浮力を有するときに特に有用である。錘り193の大
きさと重さは浮子装置152とポンプ156の間に弾性
張力を維持するよう必要な様に変えることができる。
第1O図に関する以下の説明にて、第9図の波エネルギ
取出装置150が図示の目的のために特に説明されるが
、この発明の全ての水ポンプ作動する実施例に適用する
よう説明が意味されることが理解されるべきである。
第10図は、過大な波体用がら波エネルギ取出装置15
0の少なくとも1つの実施例を保護する装置に良好なこ
の発明の例示的使用を示している。第10図に示される
様に、少なくとも1つのポンプ装置すなわち波エネルギ
取出装置150が水保有装置200に接続されている。
水保有装置200は水204の水面202よりも上で且
っ波エネルギ取出装置150より上に配置される。水保
有装置200は容器、放出管、上昇ポンプ供給された水
や蓄積されたポテンシャルエネルギを少なくとも一時的
に保有指向する手段とすることができる。第10図に示
される上昇された水の使用例はタービン発電機208に
送るようにしている。
出口用逆止弁178からの導管192が水保有装置20
0に接続されている。第10図にて、導管192は共通
の導管206を介して水保有装宜200に接続される。
弁装′e、210は水204の水面202の上で且つ少
なくとも1つの波エネルギ取出装置150の上にて、導
管206を介して波エネルギ取出装置150と水保有装
[200の間の連通を開閉するべく導管206に設けら
れている。導管192は個々に水保有装置200に接続
できるし、各導管192に弁装置206を有するようで
きる。
弁装置210は、弁装置210の閉鎖により第9図(或
は第8.10.11図)に示される様に機械的緊張装置
180からピストン164の反対側に位置するシリンダ
158に入口172と出口174を有するポンプ156
を保護するよう使用できる。弁装fi 210の開鎖に
よって背圧が波エネルギ取出装置150の出口用逆止弁
178とピストン164に作用し、ピストン164と浮
子装置152が波と一緒に上昇するのを防止する。連続
的な小さな波の谷間によって、波エネルギ取出装置15
0はシリンダ158内に水を一層引き入れ、ピストン1
64と浮子装置152がシリンダ158から水を排出す
るよう上昇できないので、浮子装置152は最低の波の
谷間位置に沈んでそこにとどまっている。弁装置210
は手動または自動操作される装置とすることができる。
発明の効果 波エネルギ取出装置の説明した実施例はプラスチック、
ポリマー、金属、木、スチロホーム等の安価で容易に得
られる取替え自在な部材でつくることができる0部品が
容易に入手でき、金属やプラスチック或はポリマーのポ
ンプや弁及び浮子は種々の材料のばね、ケーブル、鎖や
アンカの様に市販の入手可能なものなので、装置費用を
最小に維持するために制限された寿命を有する安い材料
でつくることができる。
各実施例における機械的N積装置は満潮で波の面が上昇
するときに浮子を上昇するようできることが明らかであ
ろう0機械的蓄積装置を介して緊張部材により浮子に作
用する力は水面に浮子を維持するに十分で、潮の高さが
増大するときに浮子が上昇するのを許すよう十分に順応
する。潮がひいて波の高さが下がるときに、機械的蓄積
装置は浮子が下方に動くのを許すに必要な張力を形成し
続け、波エネルギ取出装置を適切に作用すべくピストン
とシリンダの間に十分な張力を維持する。
この発明が成る程度特別に説明されたが、多くの変更が
構成の細部と部材の配置になし得ることは明らかである
。この発明を例示すべく上述した特別な実施例にこの発
明が制限されるものでなく、各部材や手段が与えられる
全ての同等の範囲を含む請求の範囲によってのみこの発
明が制限されることが理解される。
【図面の簡単な説明】
第1図は浮子がシリンダに連結されアンカがピストンに
連結されたこの発明の波エネルギ取出装置の概要図、第
2図は浮子がピストンに連結されアンカがシリンダに連
結されたこの発明の一実施例の部分概要図、第3図はポ
ンプが浮子内に入れられた波エネルギ取出装置の実施例
の概要図、第4図はばねが錘りと索と取り換えられた第
3図の別の実施例を示す図、第5図はポンプが水底に水
平に配置され2つの浮子がポンプを作動するよう用いら
れる波エネルギ取出装置の実施例の概要図、第6図は補
助井戸をポンプ作動するよう用いられる波エネルギ取出
装置の実施例を示す図、第7図は波エネルギ取出装置に
取付けられた灯を点灯するよう用いられる波エネルギ取
出装置の実施例の概要図、第8図は詳しく説明するため
に符号が再び付けられた第1図と同様な図、第9(2は
詳細に説明するために符号が再び付けられた第2図の部
分概要図の全体図、第10図は過大な波体用から波エネ
ルギ取出装置の少なくとも1つの実施例を保護すべく用
いられる手段の概要図、第11(2Iは機械的緊張装置
として錘りと索を用いる第8図の別の実施例の概要図、
第12図は機械的緊張装置として錘りと索を用いる第9
図の他の実施例の概要図である。 図中、10.50.100.150:波エネルギ取出装
置。 12、 12B、 12C,102,152:浮子装置
、14:水面、18、18^、 18B、 18C,1
80,18F、 18G、 144.194:索、20
.106.156:ポンプ装置、22.22^、 22
B。 22C,62,108,158ニジリンダ、26.26
^、 26B。 26C,28,28^、 288.28C,126,1
28,176、178:逆止弁、30.30^、 30
B、 30C,70,114,164+ピストン、32
.72.72八、 116.166 : ピストンロッ
ド、34.34^、 348.34C,34F、 13
0 :ばね、36゜104、154:アンカ、40.6
0.60^:浮子、44.64゜64^、 91.14
6:滑車、44八:整流器、46.56: リード線、
48:蓄電池、52: ビーコン灯、54.90:支持
体、58二発電機、93.143.193: nす、1
22゜172:入口、124.174:出口、130.
180: fi械的緊張装置、136.138.186
.188:可撓性緊張装置、192、206:導管、2
00:水保有装置、208:夕一ビン発電機、210:
弁装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、頂端部および底端部を有するシリンダ、シリンダ内
    を往復動しシリンダの底端部と封止係合して延びるピス
    トンロッドが連結されたピストン、水中からシリンダ内
    に水を引き入れるべくシリンダの壁を通って延びる入口
    およびシリンダから水を押し出すべくシリンダの壁を通
    って延びる出口、入口に接続された入口用逆止弁および
    出口に接続された出口用逆止弁、シリンダに対してピス
    トンロッドを係止すべくピストンロッドに弾性的に連結
    されたアンカ装置、上昇する波作用に応答してピストン
    に対してシリンダを上昇すべくシリンダに連結され上昇
    する波作用に応答して出口用逆止弁を介して上昇するシ
    リンダが水を押し出すようなす浮子装置、ピストンおよ
    びシリンダ間に弾性張力を維持すると共に降下する波作
    用に応答してピストンに対してシリンダを降下すべくシ
    リンダとピストン間に機械的に連結され降下する波作用
    に応答して入口用逆止弁を通つてシリンダ内に水を降下
    するシリンダが引き入れる機械的緊張装置を備えた水の
    波作用からエネルギを用いる水をポンプ作用する波エネ
    ルギ取出装置。 2、機械的緊張装置がばねである特許請求の範囲第1項
    記載の波エネルギ取出装置。 3、機械的緊張装置が錘りと索であり、索がピストンと
    の連結部からシリンダとの滑動可能な連結部を経て錘り
    との連結部に延びている特許請求の範囲第1項記載の波
    エネルギ取出装置。 4、ポンプ装置が水中に配置されるときに浮子装置がシ
    リンダの上方に浮游してシリンダと錘りと索がいつも沈
    降されたまゝである様に浮子装置がシリンダに連結され
    た特許請求の範囲第3項記載の波エネルギ取出装置。 5、浮子装置をシリンダに弾性連結する可撓性の緊張装
    置を備えた特許請求の範囲第1項記載の波エネルギ取出
    装置。 6、シリンダの頂端部が通気された特許請求の範囲第1
    項記載の波エネルギ取出装置。 7、ポンプ作動される水を少なくとも一時的に保持すべ
    く水面とポンプ装置の上方に配置された水保有装置、出
    口用逆止弁から入口用逆止弁に接続され少なくとも1つ
    のポンプ装置が水保有装置に接続された導管を備えた特
    許請求の範囲第1項記載の波エネルギ取出装置。 8、導管を介して少なくとも1つのポンプ装置と水保有
    装置の間の連通を開閉すべく水面とポンプ装置の上方の
    導管に設けられた弁装置を備えた特許請求の範囲第7項
    記載の波エネルギ取出装置。 9、頂端部および底端部を有するシリンダ、シリンダ内
    を往復動しシリンダの頂端部と封止係合して延びるピス
    トンロッドが連結されたピストン、水中からシリンダ内
    に水を引き入れるべくシリンダの壁を通って延びる入口
    およびシリンダから水を押し出すべくシリンダの壁を通
    って延びる出口、入口に接続された入口用逆止弁および
    出口に接続された出口用逆止弁、ピストンに対してシリ
    ンダを係止すべくシリンダに弾性接続されたアンカ装置
    、上昇する波作用に応答してシリンダに対してピストン
    を上昇すべくシリンダの外のピストンロッドに連結され
    上昇する波作用に応答して出口用逆止弁を介して上昇す
    るピストンが水を押し出すようなす浮子装置、ピストン
    およびシリンダ間に弾性張力を維持すると共に降下する
    波作用に応答してシリンダに対してピストンを弾性降下
    すべくシリンダとピストン間に機械的に連結された機械
    的緊張装置を備えた水の波作用からエネルギを用いる水
    をポンプ作用する波エネルギ取出装置。 10、機械的緊張装置がばねである特許請求の範囲第9
    項記載の波エネルギ取出装置。 11、機械的緊張装置が錘りと索であり、索がシリンダ
    との連結部からピストンとの滑動可能な連結部を経て錘
    りとの連結部に延びている特許請求の範囲第9項記載の
    波エネルギ取出装置。 12、ポンプ装置が水中に配置されるときに浮子装置が
    シリンダの上方に浮游してシリンダと錘りと索が常に沈
    降されたまゝである様に浮子装置がシリンダに連結され
    た特許請求の範囲第11項記載の波エネルギ取出装置。 13、浮子装置をピストンロッドに弾性連結する可撓性
    の緊張装置を備えた特許請求の範囲第9項記載の波エネ
    ルギ取出装置。 14、シリンダの底端部が通気された特許請求の範囲第
    9項記載の波エネルギ取出装置。 15、ポンプ作動される水を少なくとも一時的に保持す
    べく水面とポンプ装置の上方に配置された水保有装置、
    出口用逆止弁から水保有装置に接続され少なくとも1つ
    のポンプ装置が水保有装置に接続された導管を備えた特
    許請求の範囲第9項記載の波エネルギ取出装置。 16、導管を介して少なくとも1つのポンプ装置と水保
    有装置の間の連通を開閉すべく水面と少なくとも1つの
    ポンプ装置の上方の導管に設けられた弁装置を備えた特
    許請求の範囲第15項記載の波エネルギ取出装置。 17、ピストンとシリンダを有する往復動するポンプを
    水中に弾性係止し、 ピストンとシリンダの間に機械的緊張装置を機械的連結
    し、 入口用逆止弁と出口用逆止弁をシリンダに連結し、 水面上の浮子をポンプに連結し、 水の上昇する波作用を許して浮子を上昇しシリンダに対
    してピストンを作動してポンプにより出口用逆止弁を経
    て水をポンプ作用するよう浮子とポンプおよび浮子とポ
    ンプの間の連結部との大きさを決め、 浮子が波作用によって昇降するときにピストンとシリン
    ダの間に弾性張力を維持すると共に降下する波作用によ
    り浮子が降下するときにシリンダに対してピストンを作
    動すべく弾性張力を用いて水中から入口用逆止弁を経て
    ポンプ内に水を引き入れて水面とポンプの間に浮子を緊
    張して保持するように機械的緊張装置の大きさを決め、 ポンプからポンプ作用される水を導管を経て水面の上方
    の水貯蔵タンクに導入し、 電力を生じるべく流体電気発電機を作動するよう水貯蔵
    タンク内の水を用いる、 ことから成る水の波エネルギを電気エネルギに変換する
    方法。 18、浮子がポンプのピストンに連結され、アンカがポ
    ンプのシリンダ連結された特許請求の範囲第17項記載
    の方法。 19、浮子がポンプのシリンダに連結され、アンカがポ
    ンプのピストンに連結された特許請求の範囲第17項記
    載の方法。
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