WO2020026473A1 - 波力発電システム - Google Patents

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WO2020026473A1
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passage
refrigerant
heat exchange
hydraulic
liquid
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康樹 丸山
昌奎 林
豪毅 小林
直樹 栗林
英紀 田中
雅秀 辻
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国立大学法人東京大学
川崎重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wave power generation system that generates power using the force of waves.
  • a wave power generation system is known as one of the natural energy power generation systems.
  • energy of waves such as seawater is converted into mechanical energy, and further, mechanical energy is converted into electric energy.
  • the pump is driven by wave energy.
  • the hydraulic fluid discharged from the pump is supplied to a hydraulic motor after being smoothed by an accumulator.
  • the hydraulic motor is rotated by the supplied hydraulic fluid, and drives the generator.
  • the hydraulic fluid passes through various components (for example, a pump, a motor, and a valve), a pressure loss of the hydraulic fluid occurs, and the temperature of the hydraulic fluid increases due to the pressure loss and the like.
  • the hydraulic motor discharges the hydraulic fluid to the tank, and the pump sucks and discharges the hydraulic fluid from the tank.
  • the working fluid circulates in the wave power generation system, and the temperature of the working fluid continues to rise.
  • the wave power generation system is equipped with an oil cooler.
  • the oil cooler is an air-cooled type, and includes a fan that blows outside air to a pipe through which the hydraulic fluid flows.
  • Patent Literature 1 the fan is driven by an electric motor, and its movement is controlled by a control device. Therefore, if power is not supplied to the control device due to some trouble (for example, a power failure), there is a possibility that the working fluid cannot be cooled. Even in such a state, the pump operates and the hydraulic fluid continues to circulate as long as the energy of the wave is input, so that the temperature of the hydraulic fluid continues to rise due to the loss of the cooling function.
  • an object of the present invention is to provide a wave power generation system capable of cooling a hydraulic fluid without supplying power.
  • the wave power generation system includes a hydraulic pump device that is operated by a wave force to discharge a working fluid to a main passage, a hydraulic motor device that is driven to rotate by the working fluid flowing through the main passage, A generator that generates electric power by being driven by a motor device; and a heat exchange device that exchanges heat with the hydraulic fluid, wherein the heat exchange device is connected to the main passage through a sub passage, and A heat exchange motor device that is operated by a hydraulic fluid guided by a passage, a refrigerant pump device that is driven by the heat exchange motor device and discharges a refrigerant liquid, and a refrigerant liquid that is discharged from the refrigerant pump device And a heat exchanger for guiding the liquid and exchanging heat between the refrigerant liquid and the working liquid to cool the working liquid.
  • the working fluid flowing through the main passage is diverted to the sub-passage, and the working fluid drives the heat exchange motor device to discharge the coolant liquid from the coolant pump device.
  • the motor device for heat exchange is driven by the hydraulic fluid discharged from a hydraulic pump device that operates by the force of a wave, so that the hydraulic fluid can be cooled without supplying power.
  • the refrigerant pump device may pump seawater from underwater and discharge the seawater as a refrigerant liquid.
  • the refrigerant liquid since the seawater pumped from the sea is used as the refrigerant liquid, the refrigerant liquid can be prevented from being depleted, and the temperature of the working fluid can be prevented from rising due to the depletion of the refrigerant liquid due to leakage or the like.
  • the apparatus further comprises a control device for controlling the operation of the heat exchange device, wherein the heat exchange device includes a liquid temperature sensor for detecting a liquid temperature of a working fluid, and a refrigerant liquid discharged from the refrigerant pump device.
  • the heat exchange device includes a liquid temperature sensor for detecting a liquid temperature of a working fluid, and a refrigerant liquid discharged from the refrigerant pump device.
  • a refrigerant flow regulating valve that is provided in the refrigerant passage leading to the heat exchanger and that adjusts the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant passage according to an input adjustment command;
  • a command may be output to the refrigerant flow control valve based on the detection result of the liquid temperature sensor to adjust the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the refrigerant passage.
  • the flow rate of the refrigerant liquid flowing through the heat exchanger can be adjusted based on the detection result of the liquid temperature sensor, and the degree of decrease in the temperature of the working fluid in the heat exchanger can be adjusted by adjusting the flow rate. .
  • the coolant liquid can be supplied one after another and to excessively cool the working fluid, and for example, to maintain the working fluid at an appropriate temperature.
  • the heat exchange device may further include a refrigerant flow control valve provided in the sub-passage and for restricting a flow rate of the working fluid flowing through the sub-passage to a predetermined flow rate or less.
  • a predetermined amount of hydraulic fluid can be divided from the main passage to the auxiliary passage, and the hydraulic fluid can be guided to the heat exchange motor device interposed in the auxiliary passage.
  • the heat exchanger may be interposed in a tank passage connecting the hydraulic motor device and a tank.
  • the hydraulic fluid does not pass through the heat exchanger before the hydraulic fluid is guided to the hydraulic motor device, so that the pressure loss of the hydraulic fluid can be suppressed. Therefore, the wave power generation system can be operated efficiently.
  • the working fluid can be cooled without power supply.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram illustrating a configuration of the wave power generation system in FIG. 1.
  • the wave power generation system 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the above-described drawings.
  • the concept of the direction used in the following description is used for convenience in the description, and does not limit the direction of the configuration of the invention to the direction.
  • the wave power generation system 1 described below is merely an embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiment, and can be added, deleted, or changed without departing from the spirit of the invention.
  • the wave power generation system 1 shown in FIG. 1 is a power generation system that generates power by converting the power of waves hitting a coast, that is, the energy of waves into electric energy, and is installed in front of a breakwater 2 provided on the coast. ing. More specifically, a concrete sinker 4 is installed on the seabed 3 near the breakwater 2, and a plurality of (for example, four) columns 5 are erected on the concrete sinker 4. A substantially rectangular floor plate 6 in plan view is placed and fixed on the plurality of columns 5, and the floor plate 6 is covered with a waterproof cover 7. A part of the wave power generation system 1 is housed in the waterproof cover 7, and as shown in FIGS. 1 and 2, the wave power generation system 1 is a steel marine jacket provided with a pendulum type wave receiving mechanism 10. It is configured as a structure.
  • the wave receiving mechanism 10 has a shaft 11, a pair of mounting portions 12, and a wave receiving member 13.
  • the shaft 11 is a shaft extending in the left-right direction in the waterproof cover 7, and an intermediate portion of the shaft 11 is rotatably supported by a pair of left and right bearing members 14.
  • a pair of mounting portions 12 are fixed to both ends of the shaft 11 in the axial direction, respectively, and the mounting portions 12 are respectively lowered from both ends of the shaft 11 in the axial direction.
  • the mounting portion 12 extends below the floor plate 6 through a groove (not shown) formed in the floor plate 6, and the lower end of the mounting portion 12 is located above the sea surface 9.
  • the wave receiving member 13 is attached to lower end portions of the pair of attachment portions 12.
  • the wave receiving member 13 is a substantially rectangular plate when viewed from the front (that is, offshore), and most of the part except the upper part is located below the sea surface 9.
  • the wave receiving member 13 arranged in this manner receives a wave (incident wave) transmitted from the offshore side on the front side, and receives the force of the wave (reflected wave) reflected on the breakwater 2 and its vicinity on the back side. I am going to receive it.
  • the wave receiving member 13 that has received the force of the wave swings back and forth (that is, offshore and shore) about the axis of the shaft 11, and the shaft 11 also rotates around the axis with the wave receiving member 13. .
  • a pair of chillers 15, 15 are provided between the pair of bearing members 14 so as to be separated from each other.
  • the pair of chillers 15 and 15 are fixed so as to rotate integrally with the shaft 11, and extend upward from the shaft 11.
  • the upper end of the chiller 15 is connected to the hydraulic pump device 20 of the wave power generation system 1.
  • the hydraulic pump device 20 has a pair of pumps 21 and 21.
  • the pump 21 is a ram cylinder type pump and has a pair of cylinders 22 and 23 and a rod 24.
  • the pair of cylinders 22 and 23 are formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and their openings face each other and are arranged at an interval from each other in the axial direction (the front-back direction in the present embodiment).
  • One end and the other end of one rod 24 are inserted into each of the cylinders 22 and 23, and the one end and the other end of the rod 24 extend along the axis of the cylinders 22 and 23. Each can reciprocate.
  • a pin 25 extending in a direction perpendicular to the axis (that is, in the left-right direction in the present embodiment) is integrally provided at a central portion of the rod 24 in the axial direction. Are connected. Therefore, when the chiller 15 swings (see the alternate long and short dash line in FIG. 1), the rod 24 reciprocates. That is, the swing motion of the wave receiving member 13 is changed by the chiller 15 to the reciprocating motion of the rod 24. Dynamic motion).
  • the liquid chambers 26 and 27 are respectively formed in the cylinders 22 and 23 as shown in FIG. 3, and the liquid chambers 26 and 27 are connected via ports.
  • the hydraulic pump device 20 is connected to each of the two pump passages 31 and 32. That is, each of the first liquid chambers 26 of the pair of pumps 21 and 21 is connected to the first pump passage 31, and each of the second liquid chambers 27 of the pair of pumps 21 and 21 is connected to the second pump passage 32.
  • the two pump passages 31 and 32 are joined at the downstream side and the upstream side, respectively.
  • the merging point is connected to the tank 33 via the main stop valve 35, and at the downstream side, at the merging point. It is connected to a main passage 41 of a hydraulic drive circuit 40 described later.
  • two check valves 36 and 37 are provided in the two pump passages 31 and 32, respectively.
  • the hydraulic fluid in the first hydraulic chamber 26 is discharged to the first pump passage 31 and the discharged hydraulic fluid is discharged to the second pump passage 31. It is guided to the main passage 41 through the check valve 37.
  • the first check valve 36 is opened, and the working fluid is sucked from the tank 33 into the second fluid chamber 27.
  • the working fluid in the second fluid chamber 27 is discharged to the second pump passage 32, and the discharged working fluid passes through the second check valve 37 to the main passage 41. Be guided.
  • the first check valve 36 is opened, and the working fluid is sucked from the tank 33 into the first fluid chamber 26.
  • the hydraulic fluid having the hydraulic pressure and the flow rate corresponding to the wave energy is discharged to the main passage 41 of the hydraulic drive circuit 40 by the reciprocating movement of the rod 24. I have.
  • An accumulator 42 is connected to the main passage 41.
  • the accumulator 42 is configured to be able to accumulate pressure by taking in the hydraulic fluid flowing through the main passage 41.
  • one accumulator 42 is connected to the main passage 41, but the accumulator 42 may be omitted, or two or more accumulators may be connected to the main passage 41.
  • each accumulator is connected to the main passage 41 via an open / close switching valve, and operates the open / close switching valve in accordance with the pressure of the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump device 20 to connect each accumulator and the main passage 41 with each other. Is preferably switched.
  • the relief passage 43 is connected to the main passage 41 on the downstream side of the accumulator 42.
  • the relief passage 43 is connected to the tank 33 via the tank passage 44.
  • a relief valve 45 is interposed in the relief passage 43, and the relief valve 45 operates when the hydraulic fluid flowing through the main passage 41 becomes higher than a set relief pressure. That is, when the hydraulic pressure in the main passage 41 becomes equal to or higher than the relief pressure, the relief valve 45 opens the relief passage 43 to allow the hydraulic fluid to escape to the tank 33, thereby limiting the hydraulic pressure in the main passage 41 to the relief pressure or lower.
  • the relief valve 45 is connected to the main passage 41 via the relief passage 43, and the filter 46, the check valve 47, and the flow regulating valve 48 are interposed in this order in parallel with the circuit. are doing. In other words, the relief passage 43 is branched from the main passage 41 on the upstream side of the filter 46.
  • the filter 46 removes contamination and the like of the working fluid flowing through the main passage 41.
  • the check valve 47 allows the flow of the hydraulic fluid from the upstream side to the downstream side in the main passage 41 and prevents the flow in the reverse direction.
  • the flow control valve 48 is a so-called variable flow restrictor, which restricts the flow rate of the working fluid flowing therethrough, and prevents an excessively large flow rate of the working fluid from flowing downstream.
  • a hydraulic motor device 60 is further provided downstream of the flow control valve 48 having such a function.
  • the hydraulic motor device 60 is, for example, a swash plate motor, and is driven by a hydraulic fluid supplied through the main passage 41 to rotate an output shaft 61 thereof. More specifically, the hydraulic motor device 60 rotates the output shaft 61 at a rotation speed corresponding to the flow rate of the supplied working fluid and the suction capacity thereof.
  • the hydraulic fluid that has driven the hydraulic motor device 60 is discharged to the tank passage 44 after driving the hydraulic motor device 60, and is discharged to the tank 33 through a heat exchanger 51 described later.
  • the hydraulic motor device 60 that operates in this manner is a so-called variable displacement swash plate motor, and the suction displacement can be switched by changing the tilt angle of the swash plate 60a provided in the motor.
  • the rotation speed can be adjusted.
  • the hydraulic motor device 60 thus configured is provided with a servo mechanism 62 for changing the tilt angle of the swash plate 60a.
  • the servo mechanism 62 adjusts the tilt angle of the swash plate 60a by moving a linear motion mechanism (for example, a piston or a ball screw) in response to an input servo command. That is, the servo mechanism 62 can change the suction capacity of the hydraulic motor device 60 in accordance with the input servo command, thereby adjusting the rotation speed of the output shaft 61. Further, a generator 65 is attached to the output shaft 61 via a coupling 63.
  • a linear motion mechanism for example, a piston or a ball screw
  • the generator 65 is a so-called synchronous generator, and is constituted by, for example, a permanent magnet generator.
  • the generator 65 generates AC power (hereinafter, simply referred to as “power”) having a frequency corresponding to the rotation speed of the output shaft 61. Therefore, the generator 65 can generate power even when the output shaft 61 rotates at or below the rated rotation speed (for example, 1500 rpm or 1800 rpm) or when the rotation speed of the output shaft 61 is not stable.
  • a synchronous generator is used as the generator 65, but an induction generator may be used as the generator 65.
  • the generator 65 thus configured is connected to a power conditioner 66, and the power generated by the generator 65 is transmitted to the power conditioner 66.
  • the power conditioner 66 is connected to a power system (not shown), and adjusts the voltage and frequency of the power generated by the generator 65 to substantially the same voltage, frequency, and phase as the power supplied from the commercial power supply. Power to the power system.
  • the generator 65 is provided with a rotation speed sensor 68, which detects the rotation speed of the output shaft 61, that is, the rotation speed.
  • the rotation speed sensor 68 is connected to the control device 70 and outputs a detection result to the control device 70.
  • the control device 70 is connected to a control power supply (not shown) and is driven by receiving power from the control power supply.
  • the control device 70 driven in this manner is also electrically connected to the servo mechanism 62 and the power conditioner 66, and outputs a servo command to the servo mechanism 62 based on the detection result of the rotation speed sensor 68, and 62 is controlled.
  • the control device 70 outputs a drive command to the power conditioner 66 to control the operation of the power conditioner 66.
  • the operation of the wave power generation system 1 including the control operation of the control device 70 will be described in detail.
  • the working fluid whose flow rate and pressure have been made substantially constant in this way passes through the filter 46 and the check valve 47, and is further reduced in flow rate by the flow control valve 48, and is guided to the hydraulic motor device 60.
  • the hydraulic motor device 60 rotates the output shaft 61 by the hydraulic fluid guided thereto, and drives the generator 65. At this time, the rotation speed of the output shaft 61 is detected by the rotation speed sensor 68, and the detection result is output from the rotation speed sensor 68 to the control device 70.
  • the control device 70 controls the operation of the servo mechanism 62 based on the detection result of the rotation speed sensor 68. That is, the control device 70 adjusts the tilt angle of the swash plate 60a based on the detection result of the rotation speed sensor 68, and adjusts the rotation speed of the output shaft 61 within a predetermined range (for example, the rated rotation speed and a value in the vicinity thereof). ) To maintain.
  • the generator 65 can be rotated at a constant speed, and the frequency of the electric power generated by the generator 65 can be adjusted to a constant value. That is, power of a stable frequency can be output from the generator 65.
  • the output power is transmitted from the generator 65 to the power conditioner 66.
  • the control device 70 controls the operation of the power conditioner 66, and mainly sets the voltage, frequency, and phase of the power transmitted to the power system to values (or ranges) required when the power system is connected to the power system. adjust. Thereby, power can be transmitted from the power conditioner 66 to the power system.
  • the hydraulic fluid guided to the hydraulic motor device 60 drives the hydraulic motor device 60 to rotate, is then discharged to the tank passage 44, and returns to the tank 33 through the tank passage 44. It is.
  • the hydraulic fluid thus returned to the tank 33 is sucked up again by the hydraulic pump device 20, drives the hydraulic motor device 60 through various devices, and is discharged again to the tank 33.
  • the working fluid is circulating in the wave power generation system 1.
  • the circulating hydraulic fluid generates a pressure loss when passing through the hydraulic pump device 20, the flow regulating valve 48, and the hydraulic motor device 60, and the fluid temperature increases due to the pressure loss and the like. Since the fluid temperature of the working fluid continues to rise due to the circulation, the wave power generation system 1 is provided with a heat exchange device 50 in order to suppress the rise in the fluid temperature of the working fluid.
  • the heat exchange device 50 causes heat exchange between the refrigerant liquid (in the present embodiment, seawater) and the working fluid to cool the working fluid.
  • the heat exchange device 50 has a motor device 52 for heat exchange.
  • the heat exchange motor device 52 is interposed in a sub-passage 53 that branches off from the main passage 41 and joins the tank passage 44.
  • the auxiliary passage 53 branches off from the main passage 41 and is connected to the inlet of the motor device 52 for heat exchange, and the discharge passage connected to the outlet of the motor device 52 for heat exchange and joins the tank passage 44.
  • a passage 53b In other words, the heat exchange motor device 52 is connected to the main passage 41 via the sub passage 53.
  • the sub passage 53 (particularly, the supply passage 53 a) is connected between the hydraulic pump device 20 and the hydraulic motor device 60 in the main passage 41. More specifically, the sub passage 53 (supply passage 53a) is connected between the accumulator 42 and the relief passage 43 in the main passage 41, and guides the hydraulic fluid flowing through the main passage 41 to the heat exchange motor device 52. I have.
  • the switching valve 54 and the heat exchange flow control valve 55 are interposed in the auxiliary passage 53 (supply passage 53a) in this order from the upstream side which is the main passage 41 side.
  • the switching valve 54 is a so-called normally open electromagnetic on-off valve, and is electrically connected to the control device 70. That is, the switching valve 54 normally opens the auxiliary passage 53 and guides the hydraulic fluid to the heat exchange flow control valve 55.
  • the heat exchange flow control valve 55 is a so-called variable flow restrictor, which restricts the flow rate of the working fluid flowing therethrough.
  • a predetermined flow rate of the working fluid can be diverted from the main passage 41 to the sub-passage 53, and the working fluid can be guided to the heat exchange motor device 52. Accordingly, it is possible to prevent the hydraulic fluid having an unnecessarily large flow rate from being guided to the heat exchange motor device 52, and to suppress a large decrease in the hydraulic fluid flowing through the main passage 41.
  • the heat exchange motor device 52 is a so-called fixed displacement hydraulic motor, for example, a gear motor. That is, the heat exchange motor device 52 is driven by the hydraulic fluid supplied through the auxiliary passage 53, and rotates the output shaft 52a.
  • a refrigerant pump device 57 is connected to the output shaft 52a via a coupling 56.
  • the refrigerant pump device 57 is a so-called fixed displacement hydraulic pump, for example, a centrifugal pump.
  • the refrigerant pump device 57 is connected to the sea via a suction passage 73, and is connected to the heat exchanger 51 via a supply passage 74.
  • the refrigerant pump device 57 is operated by the rotation of the output shaft 52a, and by operating, pumps seawater, which is a refrigerant liquid, from the sea via the suction passage 73 and discharges it to the supply passage 74.
  • seawater which is a refrigerant liquid
  • the filter 75 removes contamination and the like contained in the discharged seawater.
  • the heat exchanger 51 is connected to the supply passage 74 on the downstream side of the filter 75 as described above.
  • the heat exchanger 51 is connected to the supply passage 74 and interposed in the tank passage 44, and causes heat exchange between the hydraulic fluid flowing through the tank passage 44 and seawater guided through the supply passage 74.
  • the heat exchanger 51 has a pipe connected to the tank passage 44, and the pipe is arranged to pass through the seawater guided from the supply passage 74. Thereby, heat exchange can be performed between the working fluid and the seawater via the pipe, and the working fluid can be cooled.
  • the heat exchanger 51 having such a function is further connected to the discharge passage 76, and is guided through the supply passage 74, and the seawater is discharged to the sea through the discharge passage 76.
  • the seawater as the refrigerant liquid is pumped from the sea, the working fluid is cooled, then discharged into the sea, and fresh seawater is pumped. Therefore, since low-temperature seawater can be always guided to the heat exchanger 51, the temperature rise of the working fluid can be suppressed efficiently. Further, since seawater is pumped from the sea and used as a refrigerant liquid, it is possible to prevent the refrigerant liquid from being depleted due to leakage or the like, and to prevent a rise in the temperature of the working fluid due to the depletion of the refrigerant liquid.
  • the heat exchange device 50 includes a liquid temperature sensor 58 and a refrigerant flow control valve 59 in order to prevent the working fluid flowing through the tank passage 44 from being excessively cooled.
  • the liquid temperature sensor 58 is provided, for example, in the tank 33 and detects the temperature of the working fluid in the tank 33.
  • the liquid temperature sensor 58 is electrically connected to the control device 70, and the control device 70 acquires the temperature of the working fluid in the tank 33 based on the detection result of the liquid temperature sensor 58.
  • the control device 70 controls the movement of the refrigerant flow control valve 59 based on the acquired temperature of the working fluid.
  • the refrigerant flow control valve 59 is a so-called normally closed solenoid on-off valve, and is connected to the supply passage 74 and the discharge passage 76 so as to bypass them. Further, the refrigerant flow control valve 59 is electrically connected to the control device 70, and communicates the supply passage 74 and the discharge passage 76 based on a command from the control device 70. Thus, at least a portion of the seawater flowing through the supply passage 74 can be directly guided to the discharge passage 76 without passing through the heat exchanger 51 and discharged, and the amount of seawater flowing through the heat exchanger 51 can be reduced.
  • the flow rate of the seawater flowing to the heat exchanger 51 can be adjusted by the refrigerant flow rate adjusting valve 59, whereby the degree of decrease in the temperature of the working fluid in the heat exchanger 51 can be adjusted.
  • the degree of decrease in the temperature of the working fluid in the heat exchanger 51 can be adjusted.
  • the discharge passage 53b of the sub passage 53 is connected to the tank passage 44, and the hydraulic fluid flowing through the sub passage 53 is discharged to the tank 33 through the tank passage 44.
  • the sub passage 53 (discharge passage 53 b) is connected to the tank passage 44 on the upstream side of the heat exchanger 51, and the hydraulic fluid discharged from the heat exchange motor device 52 also exchanges heat with the heat exchanger 51. After being discharged, it is discharged to the tank 33. Therefore, the working fluid whose temperature has risen to drive the heat exchange motor device 52 is also cooled by the heat exchanger 51, so that the rise of the working fluid temperature of the tank 33 can be suppressed. it can. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of pressure loss until the heat power is guided to the hydraulic motor device 60 by the heat exchanger 51, and it is possible to operate the wave power generation system 1 efficiently.
  • the heat exchange device 50 configured as described above, by opening the sub passage 53 by the switching valve 54, the hydraulic fluid flowing through the main passage 41 is diverted and guided to the heat exchange motor device 52, and the heat exchange motor The device 52 is driven. Then, the refrigerant pump device 57 can pump up the seawater through the suction passage 73 and supply the seawater to the heat exchanger 51 through the supply passage 74. Accordingly, heat exchange between the working fluid and the seawater can be performed in the heat exchanger 51, and the working fluid flowing through the tank passage 44 can be cooled.
  • the seawater can be supplied to the heat exchanger 51 by driving the heat exchange motor device 52 with the hydraulic fluid diverted from the main passage 41 to the sub passage 53. Therefore, if the hydraulic fluid flows through the main passage 41 and the sub-passage 53 is open, seawater can be supplied to the heat exchanger 51 regardless of the operation of the control device 70, and the hydraulic fluid is cooled. be able to.
  • power may not be supplied from the control power supply to the control device 70 due to a power failure or the like, and the control device 70 may stop.
  • the wave receiving member 13 swings by the force of the wave, and the hydraulic fluid is discharged from the hydraulic pump device 20 to the main passage 41. Therefore, as long as the wave is generated, the working fluid flows through the main passage 41, and the working fluid is diverted to the sub-passage 53 and guided to the heat exchange motor device 52, whereby the heat exchange motor device 52 can be moved. That is, since the heat exchange motor device 52 can be operated without the control of the control device 70, the power supply to the control device 70 is stopped and the hydraulic fluid can be continuously cooled even after the control device 70 is stopped.
  • the switching valve 54 may be positively closed to stop the operation of the heat exchange device 50. By circulating the hydraulic fluid in the system without cooling, the temperature of the hydraulic fluid can be raised to an appropriate range.
  • the pair of pumps 21 and 21 are arranged in the left-right direction in plan view, but are not necessarily in that direction.
  • the pair of pumps 21 and 21 may be arranged in the up-down direction, or may be arranged in the front-rear direction.
  • the heat exchange flow control valve 59 is connected to the supply passage 74 and the discharge passage 76 so as to bypass the supply passage 74 and the discharge passage 76, but this is not always necessary.
  • seawater is used as the refrigerant liquid, it is not always necessary to use seawater, and fresh water or oil may be used.
  • the heat exchanger 51 is interposed in the tank passage 44, but is not necessarily interposed in this position. That is, the heat exchanger 51 may be interposed in the main passage 41, and may be provided at any position as long as the working fluid returning to the tank 33 can be cooled.

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Abstract

波力発電システムは、波の力を用いて作動して作動液を主通路に吐出する液圧ポンプ装置と、主通路を流れる作動液によって回転駆動する液圧モータ装置と、液圧モータによって駆動されて電力を発生する発電機と、作動液に対して熱交換を行う熱交換装置とを備え、熱交換装置は、副通路を介して主通路と繋がり、且つ副通路によって導かれる作動液によって作動する熱交換用モータ装置と、熱交換用モータ装置によって駆動され、冷媒液を吸引して吐出する冷媒用ポンプ装置と、熱交換用ポンプ装置から吐出される冷媒液と作動液とが導かれ、冷媒液と作動液との間で熱交換を行わせる熱交換器とを有している。

Description

波力発電システム
　本発明は、波の力を利用して発電する波力発電システムに関する。
　自然エネルギー発電システムの１つとして波力発電システムが知られている。波力発電システムでは、海水等の波のエネルギーが機械エネルギーに変換され、更に機械エネルギーが電気エネルギーに変換される。
　特許文献１の波力発電システムでは、ポンプが波のエネルギーで駆動される。ポンプから吐出された作動液は、アキュムレータによって平滑化された後、液圧モータに供給される。液圧モータは、供給される作動液によって回転し、発電機を駆動する。作動液が各種構成（例えば、ポンプ、モータ及びバルブ）を通過する際には作動液の圧損が生じ、その圧損等に起因して作動液の液温が上昇する。
　液圧モータは作動液をタンクに排出し、ポンプは作動液をタンクから吸引して吐出する。波力発電システムが一旦稼働し始めると、作動液が波力発電システム内を循環し、作動液の液温が上昇し続ける。その対策として、波力発電システムにはオイルクーラが備わっている。特許文献１では、オイルクーラが、空冷式であり、作動液が流れる配管に外気を吹き付けるファンを備えている。
特開２０１５－１０８３４４号公報
　特許文献１では、ファンが電動機によって駆動され、その動きが制御装置によって制御されている。よって、何らかのトラブル（例えば、停電等）により制御装置に電力を供給できない状態に陥ると、作動液を冷却できなくなる恐れがある。このような状態であっても、波のエネルギーが入力される限りポンプが作動して作動液が循環し続けるので、冷却機能の喪失により作動液の液温が上昇し続けることになる。
　そこで本発明は、電力供給がなくとも作動液を冷却できる波力発電システムを提供することを目的としている。
　本発明の波力発電システムは、波の力によって作動して作動液を主通路に吐出する液圧ポンプ装置と、前記主通路を流れる作動液によって回転駆動する液圧モータ装置と、前記液圧モータ装置によって駆動されて電力を発生する発電機と、作動液に対して熱交換を行う熱交換装置とを備え、前記熱交換装置は、副通路を介して前記主通路と繋がり、且つ前記副通路によって導かれる作動液によって作動する熱交換用モータ装置と、前記熱交換用モータ装置によって駆動され、冷媒液を吐出する冷媒用ポンプ装置と、前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液と作動液とが導かれ、冷媒液と作動液との間で熱交換を行わせて作動液を冷却する熱交換器とを有しているものである。
　本発明に従えば、主通路を流れる作動液を副通路に分流させ、その作動液によって熱交換用モータ装置を駆動し、冷媒用ポンプ装置から冷媒液を吐出させることができる。熱交換用モータ装置は、波の力で作動する液圧ポンプ装置から吐出された作動液で駆動されるので、電力供給がなくとも作動液を冷却できる。
　上記発明において、前記冷媒用ポンプ装置は、海中から海水を汲み上げ、前記海水を冷媒液として吐出してもよい。
　上記構成に従えば、海中から汲み上げた海水を冷媒液として用いるので、冷媒液の枯渇を防ぐことができ、漏れ等に起因する冷媒液の枯渇による作動液の液温上昇を防ぐことができる。
　上記発明において、前記熱交換装置の動作を制御する制御装置を更に備え、前記熱交換装置は、作動液の液温を検出する液温センサと、前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液を前記熱交換器に導く冷媒用通路に設けられ、入力される調整指令に応じて前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する冷媒用流量調整弁とを有し、前記制御装置は、前記液温センサの検出結果に基づいて前記冷媒用流量調整弁に指令を出力して前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整してもよい。
　上記構成に従えば、液温センサの検出結果に基づいて熱交換器に流れる冷媒液の流量を調整でき、流量を調整することによって熱交換器における作動液の液温の減少の度合いを調整できる。これにより、冷媒液が次々と供給されて作動液が過度に冷却されることを抑制でき、例えば作動液を適温にて維持できる。
　上記発明において、前記熱交換装置は、前記副通路に設けられ、且つ前記副通路を流れる作動液の流量を所定の流量以下に制限する冷媒用流量制御弁を更に有していてもよい。
　上記構成に従えば、主通路から副通路へと所定流量の作動液を分流させることができ、その作動液を副通路に介在する熱交換用モータ装置に導くことができる。換言すると、必要以上の流量の作動液が熱交換用モータ装置に導かれることを抑制でき、主通路を流れる作動液が大きく減少することを抑制できる。
　上記発明において、前記熱交換器は、前記液圧モータ装置とタンクとを繋ぐタンク通路に介在してもよい。
　上記構成に従えば、作動液が液圧モータ装置に導かれるまでに、作動液が熱交換器を通過せず、作動液の圧損を抑制することができる。それ故、波力発電システムを効率よく稼働させることができる。
　本発明によれば、電力供給がなくとも作動液を冷却できる。
波力発電システムを側方から見た概略側面図である。 図１の波力発電システムを正面から見た概略正面図である。 図１の波力発電システムの構成を示す液圧回路図である。
　本発明に係る実施形態の波力発電システム１について上述の図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する波力発電システム１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
　＜波力発電システム＞
　図１に示す波力発電システム１は、海岸に打ち寄せる波の力、即ち波のエネルギーを電気エネルギーに変換することによって発電する発電システムであり、海岸に設けられている防波堤２の前方に設置されている。具体的に説明すると、防波堤２付近の海底３には、コンクリートシンカー４が設置されており、このコンクリートシンカー４には、複数（例えば、４本）の支柱５が立設されている。複数の支柱５の上には、平面視で大略矩形状の床板６が載せられて固定されており、床板６には、防水カバー７が被せられている。防水カバー７の中には、波力発電システム１の一部分が収容されており、図１及び２に示すように波力発電システム１は、振子式の波受機構１０を備えた鋼製海洋ジャケット構造物として構成されている。
　［波受機構］
　波受機構１０は、シャフト１１と、一対の取付部１２と、波受部材１３とを有している。シャフト１１は、防水カバー７内において左右方向に延在する軸であり、シャフト１１の中間部分が左右一対の軸受部材１４によって回動可能に支持されている。また、シャフト１１には、軸線方向両端部に一対の取付部１２が夫々固定されており、取付部１２は、シャフト１１の軸線方向両端部から下方に夫々降ろされている。取付部１２は、床板６に形成される溝（図示せず）を通って床板６の下方まで延在しており、取付部１２の下端部は、海面９より上方に位置している。波受部材１３は、一対の取付部１２の下端部に取り付けられている。
　波受部材１３は、前方（即ち、沖側）から見て大略矩形状の板であり、その上側部分を除く大半の部分が海面９より下に位置している。このように配置されている波受部材１３は、それよりも沖側から伝わる波（入射波）を前面で受け、また防波堤２及びその付近で反射された波（反射波）の力を背面で受けるようになっている。波の力を受けた波受部材１３は、シャフト１１の軸線を中心に前後（即ち、沖側及び岸側）に揺動し、シャフト１１もまた波受部材１３と共にその軸線周りに回動する。一対の軸受部材１４の間には一対のチラー１５，１５が左右に離して設けられている。一対のチラー１５，１５は、シャフト１１と一体に回転するよう固定され、シャフト１１から上方に延在している。また、チラー１５の上端部は、波力発電システム１の液圧ポンプ装置２０に連結されている。
　［ポンプ装置］
　液圧ポンプ装置２０は、一対のポンプ２１，２１を有している。ポンプ２１は、ラムシリンダ式のポンプであって、一対のシリンダ２２，２３及びロッド２４を有している。一対のシリンダ２２，２３は、大略有底筒状に形成されており、各々の開口が対向し且つそれらの軸線方向（本実施形態では、前後方向）に互いに間隔をあけて配置されている。また、各シリンダ２２，２３には、１本のロッド２４の一端部及び他端部が夫々挿通されており、ロッド２４の一端部及び他端部は、シリンダ２２，２３内をその軸線に沿って夫々往復運動できるようになっている。
　ロッド２４の軸線方向中央部分には、その軸線に直交する方向（即ち、本実施形態において左右方向）に延在するピン２５が一体的に設けられており、このピン２５にチラー１５の上端部が連結されている。それ故、チラー１５が揺動する（図１の１点鎖線及び２点鎖線参照）とロッド２４が往復運動する、即ちチラー１５によって波受部材１３の揺動運動がロッド２４の往復運動（直動運動）に変換される。
　このように構成されている液圧ポンプ装置２０では、図３に示すように各シリンダ２２，２３の中に液室２６，２７が夫々形成されており、各液室２６，２７がポートを介して液圧ポンプ装置２０の２つのポンプ通路３１，３２の各々に夫々繋がっている。即ち、一対のポンプ２１，２１の第１液室２６の各々が第１ポンプ通路３１に繋がり、一対のポンプ２１，２１の第２液室２７の各々が第２ポンプ通路３２に繋がっている。また、２つのポンプ通路３１，３２は、その下流側及び上流側で夫々合流しており、上流側では合流した先で主止弁３５を介してタンク３３に繋がり、下流側では合流した先で後述する液圧駆動回路４０の主通路４１に繋がっている。更に、２つのポンプ通路３１，３２には、２つの逆止弁３６，３７が夫々設けられている。
　このように構成されている液圧ポンプ装置２０では、ロッド２４が軸線方向一方に移動すると、第１液室２６の作動液が第１ポンプ通路３１に吐出され、吐出された作動液が第２逆止弁３７を通って主通路４１に導かれる。また、第２ポンプ通路３２では、第１逆止弁３６が開き、タンク３３から第２液室２７に作動液が吸入される。他方、ロッド２４を軸線方向他方に移動させると、第２液室２７の作動液が第２ポンプ通路３２に吐出され、吐出された作動液が第２逆止弁３７を通って主通路４１に導かれる。また、第１ポンプ通路３１では、第１逆止弁３６が開き、タンク３３から第１液室２６に作動液が吸入される。このように液圧ポンプ装置２０では、ロッド２４が往復運動することで、液圧駆動回路４０の主通路４１に波のエネルギーに応じた液圧及び流量の作動液が吐出されるようになっている。
　［液圧駆動回路］
　主通路４１には、アキュムレータ４２が接続されている。アキュムレータ４２は、主通路４１を流れる作動液を取り込むことによって、蓄圧可能に構成されている。なお、本実施形態では、主通路４１に接続されるアキュムレータ４２は１つであるが、アキュムレータ４２は省略されてもよいし、２つ以上のアキュムレータが主通路４１に接続されていてもよい。この場合、各々のアキュムレータの蓄圧能力、即ち蓄えることができる圧力の最大値が異なることが好ましい。また、各々のアキュムレータは、開閉切換弁を介して主通路４１に接続され、液圧ポンプ装置２０から吐出される作動液の圧力に応じて開閉切換弁を作動させて各アキュムレータと主通路４１との接続状態を切換えることが好ましい。このように主通路４１には、アキュムレータ４２の下流側にリリーフ通路４３が繋がっている。
　リリーフ通路４３は、タンク通路４４を介してタンク３３に繋がっている。リリーフ通路４３には、リリーフ弁４５が介在しており、リリーフ弁４５は、主通路４１を流れる作動液が設定されるリリーフ圧以上になると作動する。即ち、リリーフ弁４５は、主通路４１の液圧がリリーフ圧以上になると、リリーフ通路４３を開いて作動液をタンク３３に逃がし、主通路４１の液圧をリリーフ圧以下に制限している。このように主通路４１には、リリーフ通路４３を介してリリーフ弁４５が接続されており、その回路に並行してフィルタ４６、逆止弁４７、及び流量調整弁４８がこの順で並んで介在している。換言すると、リリーフ通路４３は、フィルタ４６よりも上流側で主通路４１から分岐されている。
　フィルタ４６は、主通路４１を流れる作動液のコンタミ等を除去する。逆止弁４７は、主通路４１における上流側から下流側への作動液の流れを許容し、その逆方向の流れを阻止するようになっている。また、流量調整弁４８は、いわゆる可変流量の絞りであり、そこを流れる作動液の流量を制限し、過度に大きな流量の作動液がその下流側に流れることを防いでいる。このような機能を有する流量調整弁４８の下流側には、更に液圧モータ装置６０が設けられている。
　［液圧モータ］
　液圧モータ装置６０は、例えば斜板モータであり、主通路４１を介して供給される作動液によって駆動されてその出力軸６１を回転させる。更に詳細に説明すると、液圧モータ装置６０は、供給される作動液の流量及びその吸入容量に応じた回転速度で出力軸６１を回転させる。なお、液圧モータ装置６０を駆動させた作動液は、液圧モータ装置６０を駆動した後にタンク通路４４に排出され、後述する熱交換器５１を通ってタンク３３に排出される。
　このように動作する液圧モータ装置６０は、いわゆる可変容量型の斜板モータであり、そこに備わる斜板６０ａの傾転角を変えることによって吸入容量を切替えることができる、即ち出力軸６１の回転速度を調整することができる。このように構成される液圧モータ装置６０には、その斜板６０ａの傾転角を変えるべくサーボ機構６２が設けられている。
　サーボ機構６２は、入力されるサーボ指令に応じて直動機構（例えば、ピストン又はボールねじ）を動かして斜板６０ａの傾転角を調整するようになっている。即ち、サーボ機構６２は、入力されるサーボ指令に応じて液圧モータ装置６０の吸入容量を変更し、それにより出力軸６１の回転速度を調整することができる。また、出力軸６１には、カップリング６３を介して発電機６５が取り付けられている。
　［発電機］
　発電機６５は、いわゆる同期発電機であり、例えば永久磁石発電機によって構成されている。発電機６５は、出力軸６１の回転速度に応じた周波数の交流電力（以下、単に「電力」ともいう）を発生するようになっている。それ故、出力軸６１が定格回転数（例えば、１５００ｒｐｍ又は１８００ｒｐｍ）以下で回転したり、また出力軸６１の回転速度が安定していなかったりしても発電機６５は発電することができる。なお、本実施形態では、発電機６５に同期発電機を採用しているが発電機６５として誘導発電機を用いてもよい。このように構成されている発電機６５は、パワーコンディショナ６６に接続されており、発電機６５で発生した電力は、パワーコンディショナ６６に伝送される。
　［パワーコンディショナ］
　パワーコンディショナ６６は、電力系統（図示せず）に接続されており、発電機６５で発生した電力の電圧及び周波数を商用電源から供給される電力と略同じ電圧、周波数、及び位相に調整して電力系統に伝送するようになっている。発電機６５には、回転数センサ６８が設けられており、回転数センサ６８は、出力軸６１の回転速度、即ち回転数を検出する。回転数センサ６８は、制御装置７０に接続されており、検出結果を制御装置７０に出力する。
　［制御装置］
　制御装置７０は、図示しない制御電源に接続され、この制御電源から電力を受けることによって駆動する。このように駆動する制御装置７０は、サーボ機構６２及びパワーコンディショナ６６にも電気的に接続されており、回転数センサ６８の検出結果に基づいてサーボ機構６２にサーボ指令を出力し、サーボ機構６２の動作を制御する。また、制御装置７０は、パワーコンディショナ６６に駆動指令を出力し、パワーコンディショナ６６の動作を制御する。以下では、制御装置７０の制御動作を含め、波力発電システム１の動作について詳細に説明する。
　［波力発電システムの動作］
　波力発電システム１では、波受部材１３が波の力を受けて揺動すると、シャフト１１が回動し、液圧ポンプ装置２０から主通路４１に作動液が吐出される。液圧ポンプ装置２０から吐出される作動液は、液圧ポンプ装置２０がラムシリンダ式のポンプであるが故、その流れ（流量及び液圧）が脈動している。それ故、アキュムレータ４２は、主通路４１を流れる作動液の圧力に応じて作動液を蓄えたり（即ち、蓄圧したり）、また蓄えた作動液を排出したりし、主通路４１にて脈動する作動液の流れを平滑化する。即ち、主通路４１を流れる作動液の流量及び圧力を略一定にすることができる。このようにして流量及び圧力が略一定化された作動液は、フィルタ４６及び逆止弁４７を通り、更に流量調整弁４８で流量が絞られて液圧モータ装置６０に導かれる。液圧モータ装置６０は、そこに導かれる作動液によって出力軸６１を回転させ、発電機６５を駆動させる。また、この際に出力軸６１の回転速度が回転数センサ６８によって検出され、その検出結果が回転数センサ６８から制御装置７０に出力される。
　制御装置７０は、回転数センサ６８の検出結果に基づいて、サーボ機構６２の動作を制御する。即ち、制御装置７０は、回転数センサ６８の検出結果に基づいて斜板６０ａの傾転角を調整し、出力軸６１の回転数を所定の範囲内（例えば、定格回転数及びその付近の値）に維持する。これにより、発電機６５を一定速度で回転させることができ、発電機６５で発生する電力の周波数を一定の値に調整することができる。即ち、安定した周波数の電力を発電機６５から出力することができる。このようにして出力された電力は、発電機６５からパワーコンディショナ６６に伝送される。そして、制御装置７０は、パワーコンディショナ６６の動作を制御し、主に電力系統に送電する電力の電圧、周波数、及び位相を電力系統に接続される際に要求される値（又は範囲）に調整する。これにより、パワーコンディショナ６６から電力系統に電力を伝送することができる。
　また、波力発電システム１では、液圧モータ装置６０に導かれた作動液は、液圧モータ装置６０を回転駆動した後、タンク通路４４に排出され、タンク通路４４を通ってタンク３３に戻される。また、このようにタンク３３に戻される作動液は、再び液圧ポンプ装置２０によって吸い上げられ、各種機器を通って液圧モータ装置６０を駆動し、再びタンク３３に排出される。このように作動液は、波力発電システム１内にて循環している。また、循環する作動液は、液圧ポンプ装置２０、流量調整弁４８、液圧モータ装置６０を通る際に圧損を生じており、その圧損等に起因してその液温が上昇する。循環することによって作動液の液温が上昇し続けるので、作動液の液温の上昇を抑制すべく、波力発電システム１には熱交換装置５０が備わっている。
　［熱交換装置］
　熱交換装置５０は、冷媒液（本実施形態では海水）と作動液との間で熱交換を行わせ、作動液を冷却する。熱交換装置５０は、熱交換用モータ装置５２を有している。熱交換用モータ装置５２は、主通路４１から分岐してタンク通路４４に合流する副通路５３に介在している。副通路５３は、主通路４１から分岐して熱交換用モータ装置５２の流入口に接続される供給通路５３ａと、熱交換用モータ装置５２の流出口に接続されてタンク通路４４に合流する排出通路５３ｂとで構成される。別の言い方では、熱交換用モータ装置５２は、副通路５３を介して主通路４１に接続されている。副通路５３（特に、供給通路５３ａ）は、主通路４１において液圧ポンプ装置２０と液圧モータ装置６０との間に接続されている。更に詳細に説明すると、副通路５３（供給通路５３ａ）は、主通路４１においてアキュムレータ４２とリリーフ通路４３との間に接続され、主通路４１を流れる作動液を熱交換用モータ装置５２に導いている。
　また、副通路５３（供給通路５３ａ）には、切換弁５４及び熱交換用流量制御弁５５が主通路４１側である上流側からその順で並んで介在している。切換弁５４は、いわゆるノーマルオープン形の電磁開閉弁であり、制御装置７０に電気的に接続されている。即ち、切換弁５４は、通常は副通路５３を開き、作動液を熱交換用流量制御弁５５に導く。熱交換用流量制御弁５５は、いわゆる可変流量の絞りであり、そこを流れる作動液の流量を制限するようになっている。これにより、主通路４１から副通路５３へと所定流量の作動液を分流させることができ、その作動液を熱交換用モータ装置５２に導くことができる。これにより、必要以上の流量の作動液が熱交換用モータ装置５２に導かれることを抑制することができ、主通路４１を流れる作動液が大きく減少することを抑制することができる。
　熱交換用モータ装置５２は、いわゆる固定容量型の液圧モータであり、例えばギアモータである。即ち、熱交換用モータ装置５２は、副通路５３を介して供給される作動液によって駆動され、その出力軸５２ａを回転させる。この出力軸５２ａには、カップリング５６を介して冷媒用ポンプ装置５７が連結されている。冷媒用ポンプ装置５７は、いわゆる固定容量型の液圧ポンプであり、例えば渦巻ポンプである。冷媒用ポンプ装置５７は、吸入通路７３を介して海中に繋がり、また供給通路７４を介して熱交換器５１に繋がっている。また、冷媒用ポンプ装置５７は、出力軸５２ａが回転することによって作動し、作動することによって海中から冷媒液である海水を吸入通路７３を介して汲み上げ、それを供給通路７４に吐出する。また、供給通路７４には、その途中にフィルタ７５が介在しており、フィルタ７５は吐出される海水に含まれるコンタミ等を除去する。更に、供給通路７４には、前述するように、フィルタ７５の下流側に熱交換器５１が繋がっている。
　熱交換器５１は、供給通路７４に繋がると共にタンク通路４４に介在しており、タンク通路４４を流れる作動液と供給通路７４を介して導かれる海水との間で熱交換を行わせる。例えば、熱交換器５１は、タンク通路４４に接続される配管を有し、この配管を供給通路７４から導かれた海水の中を通すように配置する。これにより作動液と海水との間で配管を介して熱交換を行わせることができ、作動液を冷却することができる。このような機能を有する熱交換器５１は、更に排出通路７６に繋がっており、供給通路７４を介して導かれ海水が排出通路７６を介して海へと排出される。
　このようにして構成される熱交換装置５０では、冷媒液である海水を海中から汲み上げ、作動液を冷却した後海へ排出し、また新しい海水を汲み上げる。それ故、熱交換器５１には、常に低温の海水を導くことができるので、作動液の温度上昇を効率的に抑えることができる。また、海中から海水を汲み上げて冷媒液として用いるので、漏れ等に起因する冷媒液の枯渇を防ぐことができ、冷媒液の枯渇による作動液の液温上昇を防ぐことができる。
　他方、熱交換装置５０では、タンク通路４４を流れる作動液が過度に冷却されることを防ぐべく、液温センサ５８と、冷媒用流量調整弁５９とを備えている。液温センサ５８は、例えばタンク３３に設けられ、タンク３３内の作動液の温度を検出する。液温センサ５８は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０は、液温センサ５８の検出結果に基づいてタンク３３内の作動液の温度を取得する。また、制御装置７０は、取得する作動液の温度に基づいて冷媒用流量調整弁５９の動きを制御する。
　冷媒用流量調整弁５９は、いわゆるノーマルクローズ形の電磁開閉弁であり、供給通路７４と排出通路７６とをバイパスするようにそれらに接続されている。また、冷媒用流量調整弁５９は、制御装置７０に電気的に接続されており、制御装置７０からの指令に基づいて供給通路７４と排出通路７６とを連通する。これにより、供給通路７４を流れる海水の少なくとも一部分を熱交換器５１を通さずに排出通路７６に直接導いて排出することができ、熱交換器５１に流れる海水の量を抑えることができる。即ち、冷媒用流量調整弁５９によって熱交換器５１に流れる海水の流量を調整することができ、これによって熱交換器５１における作動液の液温の減少度合いを調整することができる。これにより、作動液より低温の海水が次々と供給されて作動液が過度に冷却されることを抑制することができ、作動液を適温にて維持することができる。
　また、熱交換装置５０では、副通路５３の排出通路５３ｂがタンク通路４４に接続されており、副通路５３を流れる作動液がタンク通路４４を介してタンク３３に排出される。また、副通路５３（排出通路５３ｂ）は、タンク通路４４において熱交換器５１より上流側に繋がっており、熱交換用モータ装置５２から排出される作動液もまた熱交換器５１にて熱交換された後にタンク３３へと排出される。それ故、熱交換用モータ装置５２を駆動させるべく液温が上昇した作動液もまた熱交換器５１にて冷却されるので、タンク３３の作動液の液温が上昇することを抑制することができる。更に、熱交換器５１によって液圧モータ装置６０に導くまでにおいて圧損が生じることを抑制することができ、波力発電システム１を効率よく稼働させることができる。
　このように構成されている熱交換装置５０では、切換弁５４によって副通路５３が開かれることによって、主通路４１を流れる作動液を分流させて熱交換用モータ装置５２に導き、熱交換用モータ装置５２を駆動する。そうすると、冷媒用ポンプ装置５７が吸入通路７３を介して海水を汲み上げ、その海水を供給通路７４を介して熱交換器５１に供給することができる。これにより、熱交換器５１にて作動液と海水との間で熱交換をさせることができ、タンク通路４４を流れる作動液を冷却することができる。このように熱交換装置５０では、主通路４１から副通路５３に分流させた作動液によって熱交換用モータ装置５２を駆動し、熱交換器５１に海水を供給することができる。それ故、主通路４１に作動液が流れ且つ副通路５３が開いていれば、制御装置７０の動作の如何に関わらず、熱交換器５１に海水を供給することができ、作動液を冷却することができる。
　例えば、停電等に起因して制御電源から制御装置７０に電力が供給できなくなり、制御装置７０が停止する場合がある。そのような場合であっても、波が発生していればその波の力によって波受部材１３が揺動し、液圧ポンプ装置２０から主通路４１に作動液が吐出される。それ故、波が発生している限り主通路４１には作動液が流れており、この作動液を副通路５３へと分流させて熱交換用モータ装置５２に導くことによって、熱交換用モータ装置５２を動かすことができる。即ち、制御装置７０による制御を介することなく熱交換用モータ装置５２を動かすことができるので、制御装置７０に対する電力供給がなくなり制御装置７０が停止した後も作動液を冷却し続けることができる。なお、作動液の温度が過度に低いときには、切換弁５４を積極的に閉じて熱交換装置５０の作動を止めてもよい。作動液を冷却することなくシステム内で循環させることで、作動液の液温を適正範囲内まで上昇させることができる。
　［その他の実施形態について］
　本実施形態の波力発電システム１では、一対のポンプ２１，２１が平面視で左右方向に並んでいるが、必ずしもその方向である必要はない。一対のポンプ２１，２１は、上下方向に並んでいてもよく、また前後方向に並んでいてもよい。また、波力発電システム１では、供給通路７４と排出通路７６とをバイパスするようにそれらに熱交換用流量調整弁５９が接続されているが、必ずしも必要はない。また、冷媒液として海水が用いられているが、必ずしも海水である必要はなく、真水や油を用いてもよい。
　また、本実施形態の波力発電システム１では、熱交換器５１がタンク通路４４に介在しているが、必ずしもこの位置に介在する必要はない。即ち、熱交換器５１は、主通路４１に介在させてもよく、タンク３３に戻る作動液を冷却させることができればどのような位置に設けられてもよい。
　１　波力発電システム
　２０　液圧ポンプ装置
　３３　　タンク
　４１　主通路
　４４　　タンク通路
　５０　　熱交換装置
　５１　　熱交換器
　５２　　熱交換用モータ装置
　５３　　副通路
　５５　　熱交換用流量調整弁
　５７　　冷媒用ポンプ装置
　５８　　液温センサ
　５９　　冷媒用流量調整弁
　６０　　液圧モータ装置
　６５　　発電機
　７０　　制御装置
　７４　　供給通路（冷媒用通路）
 

Claims (5)

  1. 　波の力によって作動して作動液を主通路に吐出する液圧ポンプ装置と、
    　前記主通路を流れる作動液によって回転駆動する液圧モータ装置と、
    　前記液圧モータ装置によって駆動されて電力を発生する発電機と、
    　作動液に対して熱交換を行う熱交換装置とを備え、
    　前記熱交換装置は、
    　　副通路を介して前記主通路と繋がり、且つ前記副通路によって導かれる作動液によって作動する熱交換用モータ装置と、
    　　前記熱交換用モータ装置によって駆動され、冷媒液を吐出する冷媒用ポンプ装置と、
    　　前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液と作動液とが導かれ、冷媒液と作動液との間で熱交換を行わせて作動液を冷却する熱交換器とを有している、波力発電システム。
  2. 　前記冷媒用ポンプ装置は、海中から海水を汲み上げ、前記海水を冷媒液として吐出する、請求項１に記載の波力発電システム。
  3. 　前記熱交換装置の動作を制御する制御装置を更に備え、
    　前記熱交換装置は、
    　　作動液の液温を検出する液温センサと、
    　　前記冷媒用ポンプ装置から吐出される冷媒液を前記熱交換器に導く冷媒用通路に設けられ、入力される調整指令に応じて前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する冷媒用流量調整弁とを有し、
    　前記制御装置は、前記液温センサの検出結果に基づいて前記冷媒用流量調整弁に指令を出力して前記冷媒用通路を流れる冷媒液の流量を調整する、請求項１又は２に記載の波力発電システム。
  4. 　前記熱交換装置は、前記副通路に設けられ、且つ前記副通路を流れる作動液の流量を所定の流量以下に制限する熱交換用流量制御弁を更に有する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の波力発電システム。
  5. 　前記熱交換器は、前記液圧モータ装置とタンクとを繋ぐタンク通路に介在している、請求項１乃至４の何れか１つに記載の波力発電システム。
     
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