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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piston
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pump
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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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