JPH01280691A - 波動ポンプ - Google Patents

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、波動エネルギーを利用し、駆動動力源を不
要にして海水や空気を供給できる波動ポンプの改良に関
するものである。

〔従来の技術〕

波動エネルギーを利用し、駆動動力源を不要にして海水
や空気を供給できる波動ポンプとして、例えば、第９図
や第１０図に示す波動ポンプが既に創案されている。

第９図に示す横型波動ポンプは次のような機構からなっ
ている。

即ち、波浪集合袋Ｗ８１により増幅された波高は、水平
型波動ポンプの取水口８２．８３に導入され、ケース８
４内を往復運動する二連のピストン８５．８６に動力を
与える。小径ピストン８６側のシリンダには、海水吸込
管８７および吐出管８８が設けられ、波の進退に伴うピ
ストン８５．８６の往復運動により、吸込管８７からの
海水の吸い込み、および吐出管８８から海水を吐出する
。

波が打ち寄せると、ピストン８５．８６は図面の右側（
矢印方向）に動き、吸込管８７内の逆止弁８９は閉とな
り、吐出管８８内の逆止弁９０は開となり、小シリンダ
内の海水を押し出す。波が退く時は、逆止弁８９が開き
、吸込管８７内にかかる圧力でピストン８５．８６が図
面の左側に動く。

このように、波の進退によりピストン８５．８６は往復
運動を繰り返し、駆動動力源を使用することなく海水を
供給することができる機構になっている。

また、第１０図に示す縦型波動ポンプは次のような機構
からなっている。

一方、波浪集合装置９１により増幅された波高は、垂直
型波動ポンプの取水口９２に導入され、潜函９３内を往
復運動するフロート９４およびピストン９５に動力を与
える。小径ピストン９５側のシリンダ９６には、海水吸
込管９７および吐出管９８が設けられ、波の進退に伴う
ピストン９５の往復運動により、吸込管９７から海水を
吸い込み、および吐出管９８から海水を吐出する。

波が打ち寄せる時、ピストン９５は上方向へ運動し、吸
込管９７内の吸込弁９９は閉となり、吐出管９８内の吐
出弁１００は開となり、シリンダ９６内の海水を吐出管
９８より押し出す。

波が退く時は、フロート９４の下降によって、シリンダ
９６内は負圧となり、吸込弁９９が開き、吸込管９７よ
り海水がシリンダ９６内に導入される。この時、吐出弁
１００は閉となり、吐出管９８内の海水が逆流すること
を防止する。

このように、波が寄せるときは、シリンダ９６内の海水
を押し出し、波が退くときは、シリンダ９６内に海水を
吸い込む間欠海水供給機構となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した第９図に示す横型波動ポンプに
あっては次のような問題点がある。

（１）波が退く時に、吸込管８７に成る揚程が加わらな
いとピストン８５．８６が戻らない欠点がある。

このピストン８５．８６の戻りの問題は、波動ポンプを
縦型にすれば、ピストンの自重により落下し、解決する
が、吃水の深い位置で波動エネルギーを利用することに
なり、海表面の最も大きい波動エネルギーを効率的に利
用できない欠点がある。

（２）集合された波浪エネルギーは、波動ポンプの側壁
に当たって、直角に曲げられてビス１ヘン８５．８６に
作用するので、衝撃の損失が大きい欠点がある。

また、前述した第９図の横型波動ポンプ並びに第１０図
に示す縦型波動ポンプにあっては次のような問題点があ
る。

（１）海水の供給が間欠的であるため、供給流量が少な
い欠点がある。

（２）ピストンおよびシリンダ間において、圧送行程で
は、水が漏れ、吸込行程では空気がシリンダ内に漏れて
、ポンプ効率を低下させる欠点がある。

更に、横型波動ポンプ、縦型波動ポンプにかかわらず、
−船釣な波動ポンプには次のような問題点がある。

即ち、成る特定の周波数で打ち寄せる波に同調してピス
トンの往復運動をするように設計できるが、実際の波に
は、各種の周波数の波を包含し、また時期によってもそ
の周波数は変化する。

従来の波動ポンプでは、波浪データの中で平均的な周波
数に適応した固有周期で往復運動するように設計される
が、波の周期が変わると位相ズレが生じ効率が低下する
。

この発明は、上記のような問題点に鑑み、その問題点を
解決すべく創案されたものであって、その目的とすると
ころは、海水や空気などの流体の供給を連続的に行い、
ポンプ特性を大幅に改善し、波浪周期の変動に応して、
ピストン往復運動の固有周期を変えて、波浪エネルギー
を最大限に利用できる波動ポンプを提供することにある
。

また、他の目的は、ポンプの効率を倍増させ、ピストン
のシール構造を簡単にできる波動ポンプを提供すること
にある。

更に、他の目的は、上記の双方の目的を同時に達成でき
る波動ポンプを提供することにある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 以上の目的を達成するために、第１発明は、波動に追従
する？）４面上のフロートを波浪取入口を有する案内ガ
イド内に摺動自在に設け、波動に追従するフロー１〜を
ピストンに連動連結し、フロートの変動に連動するピス
トンを密封状のシリンダ内に摺動自在に設け、案内ガイ
ドとシリンダを連結し、外部の流体をシリンダ内に流入
する吸入通路の一端とシリンダ内の流体を外部に排出す
る吐出通路の一端を各々シリンダ内に接続し、下流側に
開く逆止弁を吸入通路と吐出通路に各々設け、連結した
上記案内ガイドとシリンダを傾斜して海面上に保持する
と共に、傾斜角度を調節自在とした構成よりなる。

ここで、第１発明は、波浪取入口には波浪集合装置が設
けられていてもよい。

また、第２発明は、海面上にフロートを波動に追従自在
に配置し、波動に追従するフロートをピストンに連動連
結し、フロートの変動に連動するピストンを密封状のシ
リンダ内に摺動自在に設け、摺動するピストンによって
シリンダ内を一室側と他室側に分け、二つに分けられる
シリンダ内の一室側に、外部の流体を一室内に流入する
第１吸入通路の一端と一室内の流体を外部に排出するバ
イパス通路の一端を各々接続し、シリンダ内の他室側に
、外部の流体を他室内に流入する第２吸入通路の一端と
他室内の流体を外部に排出する吐出通路の一端を各々接
続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸入通路、バイパス
通路、第２吸入通路及び吐出通路に各々設けた構成より
なる。

ここで、第２発明は、バイパス通路の他端を吐出通路に
接続すると共に、バイパス通路と吐出通路に設けられる
逆止弁を同一としてもよく、又フロートは波浪取入口を
有する案内ガイド内に摺動自在に内装されていてもよく
、又第２吸入通路はフロートとピストンを連結する部材
内に形成されていてもよい。

さらに、第３発明は、波動に追従する海面上のフロート
を波浪取入口を有する案内ガイド内に摺動自在に設り、
波動に追従するフロートをピストンに連動連結し、フロ
ートの変動に連動するピストンを密封状のシリンダ内に
摺動自在に設け、案内ガイドとシリンダを連結し、摺動
するピストンによってシリンダ内を一室側と他室側に分
け、二つに分けられるシリンダ内の一室側に、外部の流
体を一室内に流入する第１吸入通路の一端と一室内の流
体を外部に排出するバイパス通路の一端を各々接続し、
シリンダ内の他室側に、外部の流体を他室内に流入する
第２吸入通路の一端と他室内の流体を外部に排出する吐
出通路の一端を各々接続し、下流側に開く逆止弁を、第
１吸入通路、バイパス通路、第２吸入通路及び吐出通路
に各々設け、連結した上記案内ガイドとシリンダを傾斜
して海面上に保持すると共に、傾斜角度を調節自在とし
た構成よりなる。

ここで、第３発明は、バイパス通路の他端を吐出通路に
接続すると共に、バイパス通路と吐出通路に設けられる
逆止弁を同一としたものでもよく、又第２吸入通路はフ
ロートとピストンを連結する部材内に形成されていても
よい。

〔作用〕

以上のような構成を有するこの発明は次のように作用す
る。

すなわち、第１発明の構成によれば、波浪周期に対応し
て、案内ガイドとシリンダの傾斜角度を調節して、ピス
トンの往復運動の固有周期を変えることができるように
作用する。

また、第２発明の構成によれば、往復運動するピストン
の両側で流体の導入と圧送を同時に並行しておこなうこ
とができるように作用し、また、ビスＩ・ンの両側に流
体が充満されているので、ピストンとシリンダとの隙間
からの漏れが少なく、ピストンのシールを簡単にできる
ように作用する。

更に、第３発明の構成によれば、上記の第１発明及び第
２発明の作用を同時に達成させることができるように作
用する。

〔実施例〕

以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発明をより具
体的に説明する。

一第１実施例− ここで、第１図〜第３図は第１発明の波浪集合装置付傾
斜型波動ポンプの実施例を示し、第１図は側断面図、第
２図は波浪集合装置の平面図、第３図は波浪安定構造物
周波数特性を示す図である。

図において、傾斜型波動ポンプを構成するフロート１と
ピストン２は軸３によって連結され、フロート１は案内
ガイドとしての例えばケーソン１ａ内に摺動自在に挿入
され、又ピストン２はシリンダ２ａ内に摺動自在に挿入
されている。フし−ト１は海水の浮力により浮く。ピス
トン２はフロート１に比較して直径が小さく、フロート
１及びピストン２が各々摺動自在に挿入されているケー
ソンｌａ、シリンダ２ａもこれに対応して、波浪取入口
４側のケーソン１ａの内径がピストン２が挿入されてい
る側のシリンダ２ａより大きくなっている。フロート１
及びピストン２の側周面には摺動性と気密性に優れたシ
ールリング５が各々設けられている。ケーソン１ａとシ
リンダ２ａは段差状に連結され、又その軸芯が一致する
ように連結されている。ケーソン１ａとシリンダ２ａと
は傾斜して設けられ、傾斜した状態ではケーソン１ａが
シリンダ２ａより下側になるように設置される。

段差状に連結されているケーソン１ａとシリンダ２ａの
連結部の側端面には空気抜き孔６が開けられ、また、ケ
ーソン１ａ下側の波浪取入口４付近に水抜きスリン）６
ａが設けられている。シリンダ２ａには逆止弁７付きの
海水又は空気の吸入管８および吐出管９が接続されてい
る。吸入管８の逆止弁７と吐出管９の逆止弁７は各々逆
方向に逆止弁の機能が発揮するように取付けられていて
、吸入管８の逆止弁７が開のとき吐出管９の逆止弁７は
閉となり、吸入管８の逆止弁７が閉のとき吐出管９の逆
止弁７は開となる。また、吐出管９の先端にはノズル１
０が取付けられている。

傾斜型波動ポンプの波浪取入口４には波浪集合装置ｉＥ
　１１が取付けられ、波高の伝播方向に向かって開口し
ている。波浪集合装置１１は、第２図の平面図に示すよ
うに、没水板１２および側壁板１３から成っている。第
１図においては、波浪集合装置１１と傾斜型波動ポンプ
は一体となって傾斜を変えられる構造になっているが、
波浪集合の効果は傾斜に対しては割に影響が小さいので
、波浪集合装置１１を固定型とし、傾斜型波動ポンプの
みを傾斜可変としてもよい。

また、傾斜型波動ポンプの可変支持機構は次のような機
構からなっている。ケーソン１ａの外殻の重心付近に設
けられた回転支持軸１４および該回転支持軸１４の両端
が支持される支持台１５によって傾斜型波動ポンプが支
持され、傾斜角調節装置１６によって傾斜型波動ポンプ
の軸方向傾斜角θが変えられる。上記傾斜角調節装置１
６は、例えば、波浪安定構造物１７の上表面に複数設け
られた止めスリット１９と、該止めスリット１９に係止
される支持棒１８によって構成され、止めスリット１９
に係止される支持棒１８の位置によって傾斜角θが調節
される。

前記支持台１５は波浪安定構造物１７の上面に取付けら
れ、また支持台１５には浮体２０が取付けられている。

波浪安定構造物１７は完全に海表面下に没し、浮体２０
は一部海面上に浮いている構造物である。

次に上記第１実施例の構成に基づく作用について以下説
明する。

波浪集合装置１１によって増幅された波高は、波浪取入
口４より傾斜型波動ポンプのケーソン１ａ内に入り、ケ
ーソンｌａ内に摺動自在に挿入されているフロート１に
衝突し、この時、波高と運動のエネルギーがフロート１
の軸方向の運動に変えられ、フロート１をシリンダ２ａ
側に押圧する。

フロート１と軸３で連結されているピストン２は、押圧
されて移動するフロート１によってシリンダ２ａ内を圧
縮する方向に移動し、シリンダ２ａ内の海水を吐出管９
に設けられたノズル１０の先端から排出する。

このエネルギー変換の際の曲がり衝撃による損失は、こ
の実施例では生じない。即ち、波浪取入口４から浸入す
る海水の衝撃方向とフロート１の移動方向が同一となる
からである。従って、フロート１とピストン２の面積比
に反比例した力がシリンダ２ａに与えられ、内部の流体
（海水）を圧送する。この時、ピストン２の上死点の位
置までストロークを延ばすことになり、吐出管９の逆止
弁７は開となり、吸入管８の逆止弁７は閉となる。

波浪取入口４から浸入した波がケーソンｌａ内から退く
と、フロート１をシリンダ２ａ側に押圧していた力が消
滅し、フロート１およびピストン２はその自重により、
傾斜しているケーソン１ａ及びシリンダ２ａ内を滑り降
り、下死点に達してスソトパにより静止する。

この時、ケーソンｌａ内に浸入した海水は水抜きスリッ
ト６ａから排出される。この浸入海水は、フロート１及
びピストン２の戻り行程中の自重を増す効果があり、ス
ムースにピストン運動が行われるように働く。フロート
１及びピストン２の戻り行程において、シリンダ２ａ内
は負圧となり、吐出管９の逆止弁７は閉し、吸入管８の
逆止弁７が開き、吸入管８より海水がシリンダ２ａ内に
吸い込まれる。シールリング５はこのピストン運動中の
摺動摩擦を小さくし、漏れを極度に抑える要素として重
要であり、例えばテフロン系が使用される。

次に可変傾斜角について説明する。

自然の波浪中には、各種の周波数の波が混在して伝播し
ており、風力や気圧の関係で特定の波が支配的になる。

このため、波の周期は季節、時期によって変わるのが普
通である。従って、波浪のエネルギーを充分に取り入れ
るには、波浪の周期と同調した周波数を持つピストンの
運動が望ましい。波浪の周期は前記の如く変動するので
、ピストンの往復運動の周期を可変にしておくと有効な
エネルギー変換が得られる。

第１図よりわかるように、ポンプ軸中心傾斜角θを変え
ることにより、ピストン往復運動の周期を変えることが
でき、波浪周期に同調した洪水作用が得られ、効率が大
きい。

また、同調が得られない時など、傾斜角θの変化によっ
て、波浪集合効果の最大値を狙うことができ、最適波浪
エネルギー利用の自由度が大きくなる。

干満の差に対応する方法として、第１閏の如く、浮体２
０を付けて傾斜型波動ポンプを浮体とし、波の運動に追
従しないように位相のズレを起こさせる波浪安定構造物
１７を設置する。また図には示していないが、波浪集合
装置１１の作用によって波浪が浮体の傾斜型波動ポンプ
に推力を与える時に対応して、波浪方向に抵抗板を設け
ることもできる。

なお、波浪安定構造物１７を設置した場合の浮体として
の傾斜型波動ポンプの上下の波浪運動特性を第３図に示
す。水面における浮体２ｏと没水部の波浪安定構造物１
７の的確な設計により、海面上における浮体としての傾
斜型波動ポンプの上下動を少なくし、波高の変動を有効
にフロート１のピストン運動に伝えることができる。

−第２実施例− ここで、第４図は第２発明の連続供給式波動ポンプの実
施例を示す側断面図である。

図において、連続供給式波動ポンプを構成するシリンダ
２１は上部側に配置され、その下部側には案内ガイドと
しての例えばケーソン２２が配置されている。シリンダ
２１及びケーソン２２はその内部が空洞になっており、
シリンダ２１内にはピストン２３が、又ケーソン２２内
にはフロート２４が、それぞれ摺動自在に往復運動でき
るように挿入されている。フロート２４は海水の浮力に
より浮く。ピストン２３の側周面には摺動性と気密性に
優れたシールリング２３ａが設けられている。

シリンダ２１とケーソン２２は空気抜き孔２５Ｃを有す
る隔壁２５によって仕切られ、この隔壁２５の中央には
連通孔２５ａが形成され、この連通孔２５ａを貫通して
中空軸２６が摺動自在に往復運動できるように取り付け
られている。連通孔２５ａの周縁には軸受は及びシール
２５ｂが設けられ、この軸受は及びシール２５ｂに中空
軸２６は摺動自在に支持されている。この中空軸２６の
上端側にはピストン２３が連結され、又下端側にはフロ
ート２４が連結され、ピストン２３とフロー　ｌ−２４
は中空軸２６によって一体的に連結されている。中空軸
２６は内部が空洞でその両端も開口されており、この中
空軸２６を通してシリンダ２１とケーソン２２は連通状
態にある。中空軸２６のシリンダ２１との開口部にはシ
リンダ２１内側に開く逆止弁２６ａが取り付けられてい
る。この逆止弁２６ａは、シリンダ２１内が圧縮状態の
とき閉じ、負圧状態のとき開くように取り付けられてい
る。

シリンダ２１内は上下方向に摺動するピストン２３によ
って二つに分けられ、このうち、ピストン２３の上側と
なる上部シリンダ２１ａの上端面の中央は開口されて吐
出管２７に接続している。

この開口部には吐出管２７側に開く逆止弁２７ａが取り
付けられている。吐出管２７は連続供給式波動ポンプの
ポンプ作用によって吸い込まれた海水や空気などを外部
に排出する通路となる。

また、ピストン２３の下側となる下部シリンダ２１ｂの
側面の下端の両側には、バイパス管２８の入口と吸入管
２９の出口がそれぞれ開口されている。バイパス管２８
は下部シリンダ２１ｂと上記吐出管２７とをつなぐ通路
で、バイパス管２８の出口は吐出管２７に接続している
。この出口には吐出管２７側に開く上記逆止弁２７ａが
取りイ」けられている。この逆止弁２７ａは吐出管２７
とバイパス管２８の開閉及び吐出管２７と上部シリンダ
２１ａの開閉を兼ねており、吐出管２７とバイパス管２
８が開のとき、吐出管２７と上部シリンダ２１ａとを閉
とし、吐出管２７とバイパス管２８が閉のとき、吐出管
２７と上部シリンダ２１ａとを開とするように取り付け
である。吸入管２９はポンプ作用によって吸い込まれる
海水や空気などの流入通路となり、この出口にも下部シ
リンダ２１ｂ側に開く逆止弁２９ａが取り付けられてい
る。吸入管２９には先端側が海水や空気に直に接してい
るフレキシブルな吸入パイプ３ｏが接続されている。

上記ケーソン２２の下部側面は開口して波浪取入口３１
が形成されており、波浪がケーソン２２内に取り入れら
れるようになっている。またケーソン２２の下部底面側
には波浪集合装置３２の一部を構成する没水斜板３３が
設けられている。

次に上記第２実施例の構成に基づく作用について以下説
明する。

波浪集合装置３２によって増幅された波高は、波浪取入
口３１よりケーソン２２内に入り、ケーソン２２内に摺
動自在に挿入されているフロート２４に衝突し、この時
、波高と運動のエネルギーがフローＩ・２２の軸方向の
運動に変えられ、フロート２２をシリンダ２１側に押圧
する。フロート２２と中空軸２６で連結されているピス
トン２３は、押圧されて（図面では上方に）移動するフ
ロート２２によってシリンダ２１の上部シリンダ２１ａ
内を圧縮する方向に移動する。

ピストン２３が上方に移動するとき、上部シリンダ２１
ａ内は圧縮側となり、逆止弁２６ａは閉じ、吐出管２７
の逆止弁２７ａは開き、上部シリンダ２１ａと吐出管２
７は連通状態となり、上部シリンダ２１ａ内の水は吐出
管２７内に圧送され、吐出管２７から外部に排出される
。この時、吐出管２７と上部シリンダ２１ａとを開の状
態とした逆止弁２７ａは、その一方でバイパス管２８と
吐出管２７とを閉の状態にし、上部シリンダ２１ａから
吐出管２７に圧送された水の一部がバイパス管２８内に
逆流するのを防止する。

上部シリンダ２１ａ側が圧縮過程においては、下部シリ
ンダ２１ｂ側は膨脹過程となって負圧状態となり、吸入
管２９の出口の逆止弁２９ａは下部シリンダ２１ｂ側に
開き、吸入パイプ３０から海水（又は空気）が負圧状態
となった下部シリンダ２１ｂ内に吸い込まれる。空気を
吸い込む場合には、吸入パイプ３０の先端を空気中に置
けば得られる。

次に波が退いて、ケーソン２２内の海水が海中に戻り始
めると、ピストン２３及びフロート２４はその自重によ
ってシリンダ２１内及びケーソン２２内をそれぞれ降下
する。ピストン２３が降下すると、上部シリンダ２１ａ
側は膨脹過程となって負圧の状態となり、吐出管２７と
上部シリンダ２１ａとを連通状態にしていた逆止弁２７
ａは閉じ、逆止弁２６ａは開く。この時、逆止弁２７ａ
が吐出管２７と上部シリンダ２１ａとを閉じると、バイ
パス管２８と吐出管２７は開の状態となる。

逆止弁２６ａが開くと、中空軸２６を介して上部シリン
ダ２１ａとケーソン２２は連通状態となる。

上部シリンダ２１ａ内が負圧の状態にあるため、ケーソ
ン２２内の海水は吸引されて中空軸２６を通って上部シ
リンダ２１ａ内に流入する。

一方、下部シリンダ２１ｂ側は圧縮過程となり、逆止弁
２９ａは閉じ、上述の如くバイパス管２８と吐出管２７
を開閉する逆止弁２７ａは開き、下部シリンダ２１ｂ内
の海水はバイパス管２８を通って吐出管２７に圧送され
、吐出管２７から外部に排出される。このように、上部
シリンダ２１ａ内の膨脂負圧を利用して、吐出管２７と
上部シリンダ２１ａとを閉とし、又吐出管２７とバイパ
ス管２８を開の状態にすることができる。

上記の説明で理解されるように、ピストン２３の往復運
動により引き起こされる圧縮と膨張をを同時に利用して
、海水の圧送と同時に吸入を行い、この行程を繰り返す
ので、ピストン２３の上下往復運動の何れの工程におい
ても、海水を吐出管２７から圧送して排出することがで
き、連続的に海水の供給を行うことが可能となり、流量
特性が倍増する。

一第３実施例− ここで、第５図は第２発明の連続供給式波動ポンプの別
の実施例を示す側断面図である。

図において、連続供給式波動ポンプを構成するシリンダ
４１はその内部が空洞になっており、シリンダ４１内に
はピストン４２が上下方向に摺動自在に往復運動できる
ように挿入されている。シリンダ４１内の上面及び下面
は隔壁によって閉塞され、上面の隔壁の中央には貫通孔
４３が形成され、この貫通孔４３を貫通して軸４４が摺
動自在に往復運動できるように取り付けられている。貫
通孔４３の周縁には軸受は及びシール４３ａが設けられ
、この軸受は及びシール４３ａに軸４４は摺動自在に支
持されている。この軸４４の上端側には海水面に浮いて
いるフロート４５が連結され、又下端側にはシリンダ４
１内に挿入されているピストン４２が連結され、フロー
ト４５とピストン４２は軸４４によって一体的に連結さ
れている。

なお軸４４及びピストン４２はその内部が中空となって
おり、フロート４５の内部と連通している。

シリンダ４１内は上下方向に摺動するピストン４２によ
って二つ分けられ、このうち、ピストン４２の上側とな
る上部シリンダ４１ａの上面の隔壁の中央には前記の貫
通孔４３が形成され、その周縁部に上部吸入口４６が開
口され、海水が上部シリンダ４１内に流入できるように
なっている。

この上部吸入口４６には上部シリンダ４１ａ内に開く逆
止弁４６ａが取すイ」げられいる。逆止弁４６ａは上部
シリンダ４１ａの海水が上部吸入口４６から圧送時に流
出するのを防止する役目を果たす。

また、上部シリンダ４１ａの側面の上端側には吐出口４
７が開口され、上部シリンダ４．１　ａ内の海水を吐出
できるようになっている。吐出口４７は後述するバイパ
ス管４８の出口側に連通している。この吐出口４７にも
兼用逆止弁４７ａが取り付けられいる。兼用逆止弁４７
ａは上部シリンダ４１ａの外側に開くようになっていて
、吐出口４７から上部シリンダ４１ａ内に逆流するのを
防止する役目を果たす。この兼用逆止弁４７ａは後述す
るように複数の逆止弁の機能を果たす。

一方、ピストン４２の下側となる下部シリンダ４１ｂの
側面の下端側には、上記のバイパス管４８の入口が開口
されている。バイパス管４８の出口には吐出管４９が接
続している。連続供給式波動ポンプのポンプ作用によっ
て吸い込まれた海水や空気などを外部に排出する通路と
なる。吐出管４９にはフレキシブルな部材が使用され、
又その先端にはノズル５０が設けられている。

この吐出管４９の接続部の近くのバイパス管４８には上
述した吐出口４７と兼用逆止弁４７ａが設けられている
。兼用逆止弁４７ａはバイパス管４８と吐出管４９との
開閉をも制御する役目を果たし、吐出口４７を開いて吐
出口４７と吐出管４９を連通ずるとき、バイパス管４８
を閉じてバイパス管４８と吐出管４９の連通状態を閉め
、吐出口４７を閉して吐出口４７と吐出管４９の連通状
態を閉めるとき、バイパス管４８を開いてバイパス管４
８と吐出管４９を連通状態にする。

また、下部シリンダ４１ｂの下面の隔壁の周縁部には、
下部吸入口５１が開口され、海水が下部シリンダ４１ｂ
内に流入できるようになっている。

この下部吸入口５１には下部シリンダ４１ｂ内に開く逆
止弁５１ａが取り付けられいる。逆止弁５１ａは下部シ
リンダ４１ｂの海水が下部吸入口５１から圧送時に流出
するのを防止する役目を果たす。

シリンダ４１の下部には波浪安定構造物５２が設けられ
ている。又シリンダ４１の下部には、海底にその一端が
保持された係留安定索５３が連結されている。波浪安定
構造物５２は、連続供給式波動ポンプ自体が波の上下動
に追従して上下に運動し、フロート４５とシリンダ４１
の摺動往復運動を妨害することを避けるために使用され
るものである。

次に上記第３実施例の構成に基づく作用について以下説
明する。

上述した第３実施例の構成の特徴は、ピストン４２、シ
リンダ４１のポンプ機能を果たす部分が、海面下に置か
れているため、常に内部には海水が充満しおり、空気が
入り込む余地はない。従って、ピストン４２とシリンダ
４１のシールが極めて簡単になる。

先ず、波の高低によってフロート４５が上下の往復運動
を行う時、シリンダ４１が波の運動に追従して上下動し
ないように、上下動に対して大きな抵抗体となる没水の
波浪安定構造物５２がシリンダ４１の下部に設けられて
おり、これと係留安定索５３およびフロート４５の作用
により、波の上下動周期とシリンダ４１の上下動の周期
を遅らせることができ、シリンダ４１は非常に周期の長
い波を除き、安定した位置を保つことができる。

周波数の異なる波に対しては、波浪安定構造物５２によ
り、周方向放射状に板を出入することによって１周節す
ることができる。

こうして、波の高低はそのままピストン４２とシリンダ
４１の摺動往復運動に伝えられる。ピストン４２が上方
に運動するする時、上部シリンダ４１ａ内は圧縮側とな
り、逆止弁４６ａは閉じて、上部吸入口４６から上部シ
リンダ４１ａの海水が海中に流出するのを防ぎ、逆に兼
用逆止弁４７ａば開く。兼用逆止弁４７ａが開くと、上
部シリンダ４１ａと吐出管４９は連通状態となり、上部
シリンダ４１ａ内の海水は吐出管４９内に圧送され、吐
出管４９を経てノズル５０から外部に排出される。この
時、吐出管４９と上部シリンダ４１ａとを開の状態とし
た兼用逆止弁４７ａは、その一方でバイパス管４８と吐
出管４９とを閉の状態にし、上部シリンダ４１ａから吐
出管４９に圧送された海水の一部がバイパス管４８内に
逆流するのを防止する。

上部シリンダ４１ａ側が圧縮過程においては、下部シリ
ンダ４１ｂ側は膨脹過程となって負圧状態となり、下部
吸入口５１の逆止弁５１ａは下部シリンダ４１ｂ側に開
き、下部吸入口５１から海水が負圧状態となった下部シ
リンダ４１ｂ内に流入する。

次に波が低（谷）の状態になると、ピストン４２は下方
に運動を開始し、下部シリンダ４１ｂ側は圧縮側となり
、逆止弁５１ａは閉じて、下部吸入口５１から下部シリ
ンダ４１ｂの海水が海中に流出するのを防ぎ、逆に兼用
逆止弁４７ａはバイパス管４８と吐出管４９を開く。兼
用逆止弁４７ａが開くと、下部シリンダ４１ｂと吐出管
４９はバイパス管４８を介して連通状態となり、下部シ
リンダ４Ｌｂ内の海水はバイパス管４８を通って吐出管
４９内に圧送され、吐出管４９を経てノズル５０から外
部に排出される。この時、吐出管４９とバイパス管４８
とを開の状態とした兼用逆上弁４７ａは、その一方で上
部シリンダ４１ａと吐出管４９とを閉の状態にし、バイ
パス管４８から吐出管４９に圧送された海水の一部が上
部シリンダ４１ａ内に流入するのを防止する。

下部シリンダ４．１　ｂ側が圧縮過程においては、上部
シリンダ４１ａ側は膨脹過程となって負圧状態となり、
上部吸入口４６の逆止弁４．６　ａは上部シリンダ４１
ａ側に開き、上部吸入口４６から海水が負圧状態となっ
た上部シリンダ４１ａ内に流入する。

このように、フロート４５の上下動により、海水吸入と
海水排出の二行程を同時に繰り返して行うことができ、
流体を連続して供給することができる。

また、ピストン４２を境界として上部シリンダ４１ａ内
及び下部シリンダ４１ｂ内には海水が充満しているので
、ピストン４２より漏洩して他の側に漏れることが少な
く、また漏れても次行程で利用されるので、圧送効率の
低下を招くことがない。

さらに、空気の混入が絶対になくなるので、安定したシ
リンダ内の流動特性が得られる。

−第４実施例− ここで、第６図は第２発明の連続供給式波動ポンプの更
に別の実施例を示す側断面図である。

第４実施例は、前記第２実施例の構成中、中空軸２６の
構成が異なり、又第２実施例の構成にはない上部吸入管
６２及びこれの出口に設けられた逆止弁６２ａがある点
を除き、他の構成は前記第２実施例の構成と同一である
ので、同一の構成には同一の符号を附してその説明を省
略する。

図において、ピストン２３とフロート２４は軸６１によ
って一体的に連結されている。軸６１は前記第２実施例
の中空軸２６と異なり、その軸方向の両端が開口されて
おらず、案内ガイドとしての例えばケーソン２２内部と
上部シリンダ２１ａ内部とを連通状態にしていない。

上部吸入管６２はその人口が海中（又は空気中）に置か
れ、その出口が上部シリンダ２１ａの上端面に接続され
ている。また、出口には上部シリンダ２１ａ内に開く逆
止弁６２ａが取り付けられている。逆止弁６２ａは、上
部シリンダ２１ａ内が膨張状態のとき開き、圧縮状態の
とき閉じるように取り付りられている。

次に上記第４実施例の構成に基づく作用について以下説
明する。

作用の大部分も前記第２実施例と同様であるので、異な
る部分のみを説明する。

ピストン２３が上方に移動すると、上部シリンダ２１ａ
内は圧縮側となり、逆止弁６２ａは閉じ、上部吸入管６
２からの逆流が防止され、このとき、吐出管２７の逆止
弁２７ａは開き、上部シリンダ２１ａと吐出管２７は連
通状態となり、上部シリンダ２１ａ内の水は吐出管２７
内に圧送され、吐出管２７から外部に排出される。

次にピストン２３が下方に移動すると、上部シリンダ２
１ａ側は膨張過程となって負圧の状態となり、吐出管２
７と上部シリンダ２１ａとを連通状態にしていた逆止弁
２７ａは閉し、逆止弁６２ａは開く。上部シリンダ２　
］、　ａ内が負圧の状態にあるため、上部吸入管６２の
入口の海水は吸引されてこの上部吸入管６２を通って上
部シリンダ２１ａ内に流入する。

上記以外の第４実施例の作用、例えば海水の吸入と圧送
がピストン２３を境とした上部シリンダ２Ｌａと下部シ
リンダ２１内で同時行われることは、前記第２実施例と
同様であり、その説明を省略する。

一第５実施例− ここで、第７図は第３発明の傾斜型の連続供給式波動ポ
ンプの実施例を示す側断面図である。

第５実施例の例傾斜型の連続供給式波動ポンプは、前記
第１実施例の傾斜型波動ポンプの利点と前記第２実施例
の連続供給式波動ポンプの利点を兼ね備えたものであり
、その構成も、前記第１実施例の構成の一部と前記第２
実施例の構成の一部を組み合わせたものからなっている
。

第５実施例の構成は、前記第１実施例の構成の一部及び
前記第２実施例の構成の一部と同じであり、異なる構成
が含まれていないので、第１実施例の構成の一部及び第
２実施例の構成の一部と同−の構成には同一の符号を附
してその説明を省略する。

また、第５実施例の構成に基づく作用も、第１実施例の
構成の部分と同一構成部分は同様の作用を有し、また、
第２実施例の構成の部分と同一構成部分は同様の作用を
有するので、その説明を省略する。

一第６実施例− ここで、第８図は第３発明の傾斜型の連続供給式波動ポ
ンプの他の実施例を示す側断面図である。

第６実施例の例傾斜型の連続供給式波動ポンプは、前記
第１実施例の傾斜型波動ポンプの利点と前記第４実施例
の連続供給式波動ポンプの利点を兼ね傭Ｉえたものであ
り、その構成も、前記第１実施例の構成の一部と前記第
４実施例の構成の一部を組み合わせたものからなってい
る。

第６実施例の構成は、前記第１実施例の構成の一部と同
じであり、前記第４実施例の構成中、上部吸入管６２の
入口の取り付は位置が異なるのみで、他の構成は前記第
４実施例の構成の一部と同−であるので、第１実施例の
構成の一部及び第４実施例の構成の一部と同一の構成に
は同一の符号を附してその説明を省略する。

第６実施例では、上部吸入管６２の入口が、第４実施例
の構成と異なり、ケーソン２２の側面に沿って設けられ
ておらず、離れた位置の海中に没しており、又上部吸入
管６２はフレキシブルな材料からなっている。

第６実施例の構成に基づく作用は、第１実施例の構成の
部分と同一構成部分は同様の作用を有し、又第４実施例
の構成の部分と同一構成部分は同様の作用を有するので
、その説明を省略する。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし
得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の記載より明らかなように、この発明に係る波動ポ
ンプの第１発明は次のような新規的有益なる効果を奏す
る。

（１）傾斜角度を変えることにより、ピストン往復運動
の固有周期を変えることができ、波浪周期と同調よせ、
波浪エネルギーを最大限に利用できる。

（２）従来の横型波動ポンプと異なり、ピストンの戻り
行程運動を支障なく行うことができる。

（３）波浪の有する二つの動力効果、浮力作用と運動エ
ネルギー（衝撃エネルギー）の両者を有効に利用できる
。

（４）吸入通路の他端を海水中に挿入すれば、吐出通路
の他端からは海水を、吸入通路の他端を空気中に置けば
、吐出通路の他端からは空気を、各々供給することがで
き、溶存酸素又は海水供給を手軽に自由に行うことがで
きる。

（５）海上の移動が自由であり、潮の干満による支持機
構を不要にできる。

また、この発明に係る波動ポンプの第２発明は次のよう
な新規的有益なる効果を奏する。

（１ノシリンダ内のピストンの往復運動において、圧縮
行程と膨脂行程が常にピストンの両側のシリンダ内で同
時に達成されることを利用して、圧縮、側を流体の吐出
に使用し、膨脹側を流体の吸入に使用することによって
、流体の供給と吸入を同時に行うことができ、これによ
り、流体を連続的に供給し続けることが可能となり、流
量特性を倍増することができる。

（２）ピストンを境とした圧縮側と膨脹側には常に流体
が充満するから、流体の漏れが少なく、このため、ピス
トンのシールが極めて簡単となる。

更に、この発明に係る波動ポンプの第３発明は、上述し
た第１発明及び第２発明の優れた効果の双方を同時に兼
ね備えるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの発明に係る波動ポンプの実施例を
示すものであって、第１図〜第３図は第１発明の実施例
を示し、第１図は側断面図、第２図は波浪集合装置の平
面図、第３図は波浪安定構造物周波数特性を示す図、第
４図は第２発明の実施例の側断面図、第５図は第２発明
の別の実施例の側断面図、第６図は第２発明の更に別の
実施例の側断面図、第７図は第３発明の実施例の側断面
図、第８図は第３発明の別の実施例の側断面図である。 第９図及び第１０図は従来の波動ポンプの側断面図であ
る。 〔符号の説明〕 １：フロート　　　　　１ａ：ケーソン２；ピストン　
　　　　２ａニジリンダ３；軸　　　　　　　　４：波
浪取入口５：シールリング　　　６：空気抜き孔６ａ：
水抜きスリット　　７：逆止弁 ８：吸入管　　　　　　９：吐出管 １０：ノズル　　　　　　１１：波浪集合装置１２：没
水板　　　　　　１３：側壁板１４：回転支持軸　　　
　１５；支持台１６：傾斜調節装置　　　１７：波浪安
定構造物１８；支持棒　　　　　　１９；止めスリット
２０：浮体　　　　　　　θ：傾斜角 ２１−シリンダ　　　　２１ａ：上部シリンダ２１ｂ：
下部シリンダ　　　２２：ケーソン２３：ビスＩ・ン　
　　　　２４：フロート２５：隔壁　　　　　　２５ａ
：連通孔２５ｂ：軸受は及びシール２５ｃ；空気抜き孔
２６：中空軸　　　　　２６ａ：逆止弁２７：吐出管　
　　　　２７ａ：逆止弁２８：バイパス管　　　　２９
：吸入管２９ａ：逆止弁　　　　　　３０：吸入パイプ
３に波浪取入口　　　　３２：波浪集合装置３３：没水
斜板　　　　　４１ニジリンダ４１ａ：上部シリンダ　
　４１ｂ：下部シリンダ４２：ピストン　　　　　４３
：貫通孔４３ａ：軸受げ及びシール　４４：軸 ４５：フロー１−　　　　　４６：上部吸入口４６ａ：
逆止弁　　　　　　４７：吐出口４７ａ：兼用逆止弁　
　　　４８：バイパス管４９：吐出管　　　　　　５０
：ノズル５１：下部吸入口　　　５１ａ：逆止弁５２：
波浪安定構造物　　５３：係留安定索６１：軸　　　　
　　　　６２：上部吸入管６２ａ：逆止弁 第９図 ８→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、波動に追従する海面上のフロートを波浪取入口を有
   する案内ガイド内に摺動自在に設け、波動に追従するフ
   ロートをピストンに連動連結し、フロートの変動に連動
   するピストンを密封状のシリンダ内に摺動自在に設け、
   案内ガイドとシリンダを連結し、外部の流体をシリンダ
   内に流入する吸入通路の一端とシリンダ内の流体を外部
   に排出する吐出通路の一端を各々シリンダ内に接続し、
   下流側に開く逆止弁を吸入通路と吐出通路に各々設け、
   連結した上記案内ガイドとシリンダを傾斜して海面上に
   保持すると共に、傾斜角度を調節自在としたことを特徴
   とする波動ポンプ。 ２、波浪取入口には波浪集合装置が設けられている請求
   項１記載の波動ポンプ。 ３、海面上にフロートを波動に追従自在に配置し、波動
   に追従するフロートをピストンに連動連結し、フロート
   の変動に連動するピストンを密封状のシリンダ内に摺動
   自在に設け、摺動するピストンによってシリンダ内を一
   室側と他室側に分け、二つに分けられるシリンダ内の一
   室側に、外部の流体を一室内に流入する第１吸入通路の
   一端と一室内の流体を外部に排出するバイパス通路の一
   端を各々接続し、シリンダ内の他室側に、外部の流体を
   他室内に流入する第２吸入通路の一端と他室内の流体を
   外部に排出する吐出通路の一端を各々接続し、下流側に
   開く逆止弁を、第１吸入通路、バイパス通路、第２吸入
   通路及び吐出通路に各々設けたことを特徴とする波動ポ
   ンプ。 ４、バイパス通路の他端を吐出通路に接続すると共に、
   バイパス通路と吐出通路に設けられる逆止弁を同一とし
   た請求項３記載の波動ポンプ。 ５、フロートは波浪取入口を有する案内ガイド内に摺動
   自在に内装されている請求項３記載の波動ポンプ。 ６、第２吸入通路はフロートとピストンを連結する部材
   内に形成されている請求項３記載の波動ポンプ。 ７、波動に追従する海面上のフロートを波浪取入口を有
   する案内ガイド内に摺動自在に設け、波動に追従するフ
   ロートをピストンに連動連結し、フロートの変動に連動
   するピストンを密封状のシリンダ内に摺動自在に設け、
   案内ガイドとシリンダを連結し、摺動するピストンによ
   ってシリンダ内を一室側と他室側に分け、二つに分けら
   れるシリンダ内の一室側に、外部の流体を一室内に流入
   する第１吸入通路の一端と一室内の流体を外部に排出す
   るバイパス通路の一端を各々接続し、シリンダ内の他室
   側に、外部の流体を他室内に流入する第２吸入通路の一
   端と他室内の流体を外部に排出する吐出通路の一端を各
   々接続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸入通路、バイ
   パス通路、第２吸入通路及び吐出通路に各々設け、連結
   した上記案内ガイドとシリンダを傾斜して海面上に保持
   すると共に、傾斜角度を調節自在としたことを特徴とす
   る波動ポンプ。 ８、バイパス通路の他端を吐出通路に接続すると共に、
   バイパス通路と吐出通路に設けられる逆止弁を同一とし
   た請求項７記載の波動ポンプ。 ９、第２吸入通路はフロートとピストンを連結する部材
   内に形成されている請求項７記載の波動ポンプ。