JPH0454151B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0454151B2 JPH0454151B2 JP58085575A JP8557583A JPH0454151B2 JP H0454151 B2 JPH0454151 B2 JP H0454151B2 JP 58085575 A JP58085575 A JP 58085575A JP 8557583 A JP8557583 A JP 8557583A JP H0454151 B2 JPH0454151 B2 JP H0454151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- oil
- hot water
- driven
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/141—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector
- F03B13/142—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector which creates an oscillating water column
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、海の波が有している運動エネルギを
熱に変換して家屋や温室の暖房あるいは道路の融
雪等に利用し得るようにした波力利用システムに
関するものである。
熱に変換して家屋や温室の暖房あるいは道路の融
雪等に利用し得るようにした波力利用システムに
関するものである。
(ロ) 従来技術
近時、クリーンエネルギの利用技術の開発が盛
んであり、その一つとして、海の波が有している
膨大な運動エネルギを有効に利用し得るようにし
たシステムが注目を浴びている。
んであり、その一つとして、海の波が有している
膨大な運動エネルギを有効に利用し得るようにし
たシステムが注目を浴びている。
ところで、従来の波力利用システムは、波によ
る海面の上下動を空気流に変換するとともに、こ
の空気流をタービンで回転動力に変え、この回転
動力により発電機を駆動して電力を得ることがで
きるようになつている。ところが、このような構
成のシステムは、理論的にもエネルギの変換効率
が低いため、前記発電機から得られる電力をさら
にヒータ等により熱に変えて給湯や暖房あるいは
道路の融雪等に利用する場合には、設備のわりに
能力の低いものになつてしまう。
る海面の上下動を空気流に変換するとともに、こ
の空気流をタービンで回転動力に変え、この回転
動力により発電機を駆動して電力を得ることがで
きるようになつている。ところが、このような構
成のシステムは、理論的にもエネルギの変換効率
が低いため、前記発電機から得られる電力をさら
にヒータ等により熱に変えて給湯や暖房あるいは
道路の融雪等に利用する場合には、設備のわりに
能力の低いものになつてしまう。
(ハ) 目的
本発明は、このような事情に着目してなされた
もので、簡単な構成により波の運動エネルギを効
率よく熱エネルギに変換して利用し得るようにし
た波力利用システムを提供することを目的とす
る。
もので、簡単な構成により波の運動エネルギを効
率よく熱エネルギに変換して利用し得るようにし
た波力利用システムを提供することを目的とす
る。
(ニ) 構成
本発明は、かかる目的を達成するために、波力
エネルギにより駆動されて、回路内の作動液を流
動させる容積形ポンプと、前記回路の途中に介設
され流路抵抗により該回路内を流れる作動液を加
熱する加熱手段と、前記回路の途中に介設され流
動する作動液により駆動される液圧モータとを備
えてなる1次側流体回路と、貯湯槽およびこの貯
湯槽内に貯溜されている水を循環させる循環ポン
プを備えてなる2次側流体回路とを、熱交換手段
を介して接続したものであつて、前記循環ポンプ
は前記液圧モータにより駆動されることを特徴と
するものである。
エネルギにより駆動されて、回路内の作動液を流
動させる容積形ポンプと、前記回路の途中に介設
され流路抵抗により該回路内を流れる作動液を加
熱する加熱手段と、前記回路の途中に介設され流
動する作動液により駆動される液圧モータとを備
えてなる1次側流体回路と、貯湯槽およびこの貯
湯槽内に貯溜されている水を循環させる循環ポン
プを備えてなる2次側流体回路とを、熱交換手段
を介して接続したものであつて、前記循環ポンプ
は前記液圧モータにより駆動されることを特徴と
するものである。
(ホ) 実施例
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第1図および第2図に示すように本発明に係る
波力利用システムは、波力エネルギを機械エネル
ギに変換する共振形波力変換装置1と、この装置
1によつて駆動される容積形ポンプ2とを備えて
いる。共振形波力変換装置1は、下端開口部3a
を海中に開口させて既設防波堤の前面等に取着さ
れ波aによる海面bの上下動に伴つてその容積が
増減する空気室3と、一端をこの空気室3に連通
させ他端を大気に開放させた空気ダクト4と、こ
の空気ダクト4の途中に介設され前記空気室3の
容積増減に伴つて該空気ダクト4内に惹起される
往復空気流に付勢されて一定方向に回転するウエ
ールズタービン5とを具備してなるもので、前記
ウエールズタービン5は、前記容積形ポンプ2の
入力軸2aに接続されている。そして、この容積
形ポンプ2の出口2bと入口2cとを1次側流体
回路たる循環回路6を介して連通させ、ポンプ作
動時に前記出口2bから逐次吐出される作動液
(例えば、油c)を該循環回路6を通して循環さ
せるようにしている。なお、この循環回路6の途
中には、複合弁7と、発熱手段たる多段オリフイ
ス8と、ジエツトブースタ9とを順次介設してお
り、これら複合弁7、多段オリフイス8、ジエツ
トブースタ9および前記容積形ポンプ2を共通の
油タンク11内に収容して発熱ユニツト12を構
成している。複合弁7は、スピードリミツタによ
り過大波高時でもタービン5の回転速度を設定速
度以下に抑える過速防止機構と、油温をワツク
ス・エレメントで感知しワツクスの相変化時の体
積変化を利用して設定油温以上で自動的にタービ
ン5を停止させ設定油温以下に回復すれば自動的
に復帰するように構成した過熱防止機構と、前記
タービン5を手動で停止させるための手動切換機
構とを具備してなる。また、前記多段オリフイス
8は、流路抵抗により前記循環回路6内を流れる
油cを加熱するためのもので、多段カスケード形
式を採用している。一方ジエツトブースタ9は、
前記ポンプ2の出口2b側から逐次供給される油
cを小径な噴射口から狭小な油通路をなすスロー
トに向けて噴射するノズルと、このノズルから高
速の油流が前記スロートに向けて射出されること
により惹起される負圧状態を利用して油タンク1
1内の油cを前記油流内に取り込ませるための油
吸引通路と、前記スロートを通過した油cの流路
を漸次拡大して該油cの静圧を高め前記ポンプ2
の入口2cに所要のブースト圧を発生させるデイ
フユーザとを具備してなる。また、前記循環回路
6の前記多段オリフイス8と前記ジエツトブース
タ9との間に位置する部分を油タンク11外へ延
出させ、その延出部に前記油cの保有している熱
を前記回路6外へ取り出して利用に供するための
熱交換手段たる熱交換器13を介設している。具
体的に説明すれば、熱交換器13は、前記循環回
路6と2次側流体回路14との間に設けたもの
で、前記循環回路6内を流れる高温の油cと、前
記2次側回路14内を流れる低温の2次側流体、
例えば水dとの間で熱交換を行なわせ得るように
なつている。2次側回路14は貯湯槽15の底部
から取り出した水dを前記熱交換器13を経由さ
せて前記貯湯槽15内に戻し得るようにしたもの
で、断熱配管により構成されている。貯湯槽15
は、温水使用場所の近傍に設置された断熱容器で
あり、該貯湯槽15には、新たな水dを補給する
ための給水系路16と、該貯湯槽15内の温水d
を外部に放出するための放出系路17とが接続し
てある。また、さらに、前記循環回路6の途中
に、該回路6内を流れる油cに付勢されて作動す
る容積形の油圧モータ18を介設するとともに、
前記2次側回路14の途中に該回路14の水dを
循環させるための水ポンプ19を介設し、前記油
圧モータ18の動力で前記水ポンプ19を駆動す
るようにしている。
波力利用システムは、波力エネルギを機械エネル
ギに変換する共振形波力変換装置1と、この装置
1によつて駆動される容積形ポンプ2とを備えて
いる。共振形波力変換装置1は、下端開口部3a
を海中に開口させて既設防波堤の前面等に取着さ
れ波aによる海面bの上下動に伴つてその容積が
増減する空気室3と、一端をこの空気室3に連通
させ他端を大気に開放させた空気ダクト4と、こ
の空気ダクト4の途中に介設され前記空気室3の
容積増減に伴つて該空気ダクト4内に惹起される
往復空気流に付勢されて一定方向に回転するウエ
ールズタービン5とを具備してなるもので、前記
ウエールズタービン5は、前記容積形ポンプ2の
入力軸2aに接続されている。そして、この容積
形ポンプ2の出口2bと入口2cとを1次側流体
回路たる循環回路6を介して連通させ、ポンプ作
動時に前記出口2bから逐次吐出される作動液
(例えば、油c)を該循環回路6を通して循環さ
せるようにしている。なお、この循環回路6の途
中には、複合弁7と、発熱手段たる多段オリフイ
ス8と、ジエツトブースタ9とを順次介設してお
り、これら複合弁7、多段オリフイス8、ジエツ
トブースタ9および前記容積形ポンプ2を共通の
油タンク11内に収容して発熱ユニツト12を構
成している。複合弁7は、スピードリミツタによ
り過大波高時でもタービン5の回転速度を設定速
度以下に抑える過速防止機構と、油温をワツク
ス・エレメントで感知しワツクスの相変化時の体
積変化を利用して設定油温以上で自動的にタービ
ン5を停止させ設定油温以下に回復すれば自動的
に復帰するように構成した過熱防止機構と、前記
タービン5を手動で停止させるための手動切換機
構とを具備してなる。また、前記多段オリフイス
8は、流路抵抗により前記循環回路6内を流れる
油cを加熱するためのもので、多段カスケード形
式を採用している。一方ジエツトブースタ9は、
前記ポンプ2の出口2b側から逐次供給される油
cを小径な噴射口から狭小な油通路をなすスロー
トに向けて噴射するノズルと、このノズルから高
速の油流が前記スロートに向けて射出されること
により惹起される負圧状態を利用して油タンク1
1内の油cを前記油流内に取り込ませるための油
吸引通路と、前記スロートを通過した油cの流路
を漸次拡大して該油cの静圧を高め前記ポンプ2
の入口2cに所要のブースト圧を発生させるデイ
フユーザとを具備してなる。また、前記循環回路
6の前記多段オリフイス8と前記ジエツトブース
タ9との間に位置する部分を油タンク11外へ延
出させ、その延出部に前記油cの保有している熱
を前記回路6外へ取り出して利用に供するための
熱交換手段たる熱交換器13を介設している。具
体的に説明すれば、熱交換器13は、前記循環回
路6と2次側流体回路14との間に設けたもの
で、前記循環回路6内を流れる高温の油cと、前
記2次側回路14内を流れる低温の2次側流体、
例えば水dとの間で熱交換を行なわせ得るように
なつている。2次側回路14は貯湯槽15の底部
から取り出した水dを前記熱交換器13を経由さ
せて前記貯湯槽15内に戻し得るようにしたもの
で、断熱配管により構成されている。貯湯槽15
は、温水使用場所の近傍に設置された断熱容器で
あり、該貯湯槽15には、新たな水dを補給する
ための給水系路16と、該貯湯槽15内の温水d
を外部に放出するための放出系路17とが接続し
てある。また、さらに、前記循環回路6の途中
に、該回路6内を流れる油cに付勢されて作動す
る容積形の油圧モータ18を介設するとともに、
前記2次側回路14の途中に該回路14の水dを
循環させるための水ポンプ19を介設し、前記油
圧モータ18の動力で前記水ポンプ19を駆動す
るようにしている。
次いで、この実施例の作動を説明する。
打寄せる波によつて海面bが上、下動すると空
気室3の容積が増減して空気ダクト4内に往復空
気流が惹起される。それによつて、前記空気ダク
ト4の途中に配設したウエールズタービン5が一
定方向に回転することになり、該ウエールズター
ビン5の回転動力によつて容積形ポンプ2が駆動
される。そうすると、循環回路6内を油cが循環
することになるが、該回路6内を流れる油cは多
段オリフイス8を通過する際に流路抵抗により加
熱される。こうして加熱され昇温した油cは、熱
交換器13を通過する際に2次側回路14内の水
dと熱交換を行なうことになり、該油cが保有し
ている熱の一部が前記水dを介して循環回路6外
へ取り出される。なお、前記循環回路6内を油c
が流れると油圧モータ18が作動して水ポンプ1
9を駆動するため、前記2次側回路14内の水d
が該水ポンプ19に付勢されて循環する。すなわ
ち、貯湯槽15の底部から導出された水dが前記
熱交換器13へ導びかれ、該熱交換器13を通過
することによつて温められた水dが前記貯湯槽1
5へ戻されることになる。そのため、かかる運転
を続けていると、前記貯湯槽15内の水dの温度
がしだいに高くなり、複合弁7の設定温度に近い
値まで上昇することになる。このようにして前記
貯湯槽15内に貯えられた温水は、必要に応じて
放出系路17から外部へ導出され、道路の融雪等
に使用される。
気室3の容積が増減して空気ダクト4内に往復空
気流が惹起される。それによつて、前記空気ダク
ト4の途中に配設したウエールズタービン5が一
定方向に回転することになり、該ウエールズター
ビン5の回転動力によつて容積形ポンプ2が駆動
される。そうすると、循環回路6内を油cが循環
することになるが、該回路6内を流れる油cは多
段オリフイス8を通過する際に流路抵抗により加
熱される。こうして加熱され昇温した油cは、熱
交換器13を通過する際に2次側回路14内の水
dと熱交換を行なうことになり、該油cが保有し
ている熱の一部が前記水dを介して循環回路6外
へ取り出される。なお、前記循環回路6内を油c
が流れると油圧モータ18が作動して水ポンプ1
9を駆動するため、前記2次側回路14内の水d
が該水ポンプ19に付勢されて循環する。すなわ
ち、貯湯槽15の底部から導出された水dが前記
熱交換器13へ導びかれ、該熱交換器13を通過
することによつて温められた水dが前記貯湯槽1
5へ戻されることになる。そのため、かかる運転
を続けていると、前記貯湯槽15内の水dの温度
がしだいに高くなり、複合弁7の設定温度に近い
値まで上昇することになる。このようにして前記
貯湯槽15内に貯えられた温水は、必要に応じて
放出系路17から外部へ導出され、道路の融雪等
に使用される。
なお、加熱手段は、多段オリフイスに限定され
るものではないが、多段オリフイスは耐久性に優
れているため、信頼性を高めることができる。
るものではないが、多段オリフイスは耐久性に優
れているため、信頼性を高めることができる。
また、作動液は油に限らず他の液体であつても
よい。
よい。
また、波力で容積形ポンプを駆動するための手
段も図示実施例のものに限られないのは勿論であ
り、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が
可能である。
段も図示実施例のものに限られないのは勿論であ
り、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が
可能である。
(ヘ) 効果
本発明は以上のような構成であるから次のよう
な効果が得られる。
な効果が得られる。
まず、波の運動エネルギを容積形ポンプとオリ
フイス等の発熱手段を用いて直接に熱に変換しこ
の熱を適宜利用に供し得るようにしているので効
率がきわめて高い。すなわち、断熱不完全による
損失を除けば、理論上100%の一次変換効率を得
ることができる。
フイス等の発熱手段を用いて直接に熱に変換しこ
の熱を適宜利用に供し得るようにしているので効
率がきわめて高い。すなわち、断熱不完全による
損失を除けば、理論上100%の一次変換効率を得
ることができる。
また、容積形のポンプで回路内の作動液を流動
させ、この作動液を流路抵抗によつて加熱する方
式によれば、簡単でしかも技術的に熟成された機
器類のみを用いて波のエネルギを熱エネルギに変
換することができる。そのため、効率が良いこと
と相まつて、コンパクトで能力が高く、しかも、
保守点検が容易な波力利用システムを提供できる
ものである。
させ、この作動液を流路抵抗によつて加熱する方
式によれば、簡単でしかも技術的に熟成された機
器類のみを用いて波のエネルギを熱エネルギに変
換することができる。そのため、効率が良いこと
と相まつて、コンパクトで能力が高く、しかも、
保守点検が容易な波力利用システムを提供できる
ものである。
さらに、前記実施例のように波のエネルギをタ
ービンを用いて機械エネルギに変換する場合に
は、容積形ポンプの特性やオリフイスの絞り率等
を適切に選定することによつて、波高のいかんに
かかわらず常にタービン効率最大の点が作動点に
なるようにすることができる。すなわち、制御電
源を一切用いることなしに安全に最適負荷整合制
御を行なうことが可能である。
ービンを用いて機械エネルギに変換する場合に
は、容積形ポンプの特性やオリフイスの絞り率等
を適切に選定することによつて、波高のいかんに
かかわらず常にタービン効率最大の点が作動点に
なるようにすることができる。すなわち、制御電
源を一切用いることなしに安全に最適負荷整合制
御を行なうことが可能である。
さらにまた、1次側流体回路で作動液に与えら
れた熱は、熱交換手段を介して2次側流体回路を
流れる水に伝達され、その水温を昇温させる。し
かも、この水を循環させる循環ポンプは、1次側
流体回路にあつて波力エネルギの一部を利用して
駆動される液圧モータの駆動エネルギを動力源と
している。すなわち、2次側流体回路内に存在す
る水は、熱交換手段において1次側流体回路を流
動する作動液が保有する熱エネルギを受け取りな
がら、1次側流体回路の作動液の流動エネルギを
利用して循環し、その結果、貯湯槽内の水の温度
を上昇させていくことになる。このため、この波
力利用システムは、波力エネルギから端的に温水
を生成することができ、その湯を給湯や暖房ある
いは道路の融雪等に使用することにより極めて効
率の高いシステム利用を実現できるものである。
れた熱は、熱交換手段を介して2次側流体回路を
流れる水に伝達され、その水温を昇温させる。し
かも、この水を循環させる循環ポンプは、1次側
流体回路にあつて波力エネルギの一部を利用して
駆動される液圧モータの駆動エネルギを動力源と
している。すなわち、2次側流体回路内に存在す
る水は、熱交換手段において1次側流体回路を流
動する作動液が保有する熱エネルギを受け取りな
がら、1次側流体回路の作動液の流動エネルギを
利用して循環し、その結果、貯湯槽内の水の温度
を上昇させていくことになる。このため、この波
力利用システムは、波力エネルギから端的に温水
を生成することができ、その湯を給湯や暖房ある
いは道路の融雪等に使用することにより極めて効
率の高いシステム利用を実現できるものである。
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は全体
を示すシステム説明図、第2図は要部を示す回路
説明図である。 2……容積形ポンプ、6……1次側流体回路
(循環回路)、8……加熱手段(多段オリフイス)、
13……熱交換手段(熱交換器)、14……2次
側流体回路、15……貯湯槽、18……液圧モー
タ(油圧モータ)、19……循環ポンプ、a……
波、b……海面。
を示すシステム説明図、第2図は要部を示す回路
説明図である。 2……容積形ポンプ、6……1次側流体回路
(循環回路)、8……加熱手段(多段オリフイス)、
13……熱交換手段(熱交換器)、14……2次
側流体回路、15……貯湯槽、18……液圧モー
タ(油圧モータ)、19……循環ポンプ、a……
波、b……海面。
Claims (1)
- 1 波力エネルギにより駆動されて、回路内の作
動液を流動させる容積形ポンプと、前記回路の途
中に介設され流路抵抗により該回路内を流れる作
動液を加熱する加熱手段と、前記回路の途中に介
設され流動する作動液により駆動される液圧モー
タとを備えてなる1次側流体回路と、貯湯槽およ
びこの貯湯槽内に貯溜されている水を循環させる
循環ポンプを備えてなる2次側流体回路とを、熱
交換手段を介して接続したものであつて、前記循
環ポンプは前記液圧モータにより駆動されること
を特徴とする波力利用システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085575A JPS59210264A (ja) | 1983-05-15 | 1983-05-15 | 波力利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58085575A JPS59210264A (ja) | 1983-05-15 | 1983-05-15 | 波力利用システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59210264A JPS59210264A (ja) | 1984-11-28 |
| JPH0454151B2 true JPH0454151B2 (ja) | 1992-08-28 |
Family
ID=13862609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58085575A Granted JPS59210264A (ja) | 1983-05-15 | 1983-05-15 | 波力利用システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59210264A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2681565C1 (ru) * | 2017-07-17 | 2019-03-11 | Виктор Владимирович Варакута | Система энергоснабжения |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638576A (en) * | 1979-09-05 | 1981-04-13 | Shimadzu Corp | Aeroheater |
| JPS5770957A (en) * | 1980-10-18 | 1982-05-01 | Kaiyo Kagaku Gijutsu Center | Wave power generator driven by wells turbine |
-
1983
- 1983-05-15 JP JP58085575A patent/JPS59210264A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59210264A (ja) | 1984-11-28 |
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