JPS60501367A - 波力発電装置 - 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】 板　力　発　庫：　装　硝 千支ｆホ丁分野 本発明は、波の作用により生ずる海水の迎初から電力を発生することに関↑るも のである。

背　景　技　イ、も１ 海水連動のエネルギを動力化しよらとする従来の試みとしては、王をこ潮汐作用 に基ついγこり、または−゛ＩＩ−ＩＩ−潮イる彼の連動を利用した筬分複雑な 計画に基づいたａ雑な計画があった。しかし、矩′力需要が小規模なへんぴな海 浜地域においては、従来提案された計画はコストの面から実用的ではなかった。

従って、海水の波の作用から電気を経済的に発生して大観４な用途にもまた小規 模な用途にも適用できる構成簡午で信頼性の高い装置に対する必要性がある。

発　明　の　開　示 本発明は海の１皮の作用から市、力を生ずる、構成５Ｑ１卑てイ１；、頼性の高 い装動を提供する。本発明ｔば、基本的には、適当なインペラ部材を介して波に 浮ぶフロートによす駆動されるビニオンまたはスプロケットにより構成される。

このピニオンまたはスプロケットにより一方面クラッチ構成を介してフライホイ ールを駆動する。このフライホイールか発電機を駆動して市′Ａを発生する。

本発明による装置がいかなる潮位でもすべての波の運動を利用することができる ようにするため、所要に応してフロート作動インペラ部材か潮の干満による潮位 限界に達したときに装置を自動的に調整する機構を設けることができる。

本発明の他の特徴によれば、フロートか、波の上下動からだけでなく、装部を設 置する位置でとさどき発生する海揄の水平移動からも持上刃を生ずる構成とする 。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による好適な実施例を自然の１０境に設置した状態を示す斜視図 。

第２図は第１図の実施例の主要機構を称す側面図。

第３図は詠発明の変更例の機構の側面図。

第４図は本発明の他の変更例の側面図。

第５図は本発明の更に他の変更例の側面図。

ゐ）６図は本発明に使用するのに適した好適な型式のフロートの端面図。

第７図は第６図の７−７線上のフロートの縦断面図。

第８図は潮位変動を補償する機構の側面図。

第９図は満潮期におけるインペラの行程の１，０点に対応する位置にある第８閲 と同じ機構の側面［Ａ。

第１０図は第５図に示す実施例に使用するのに特に適した潮位変動機構の変更例 の一部断面とする１ｊ、ｌｌ　１１！Ｔｊ図。

第１１図は第１０間の１１−１１線■二の横断面図。

第１２図は第１１図の１２−１２絆上の拡大詳細１断面図。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の代表的な好適例を示す。支柱２例えばポールまたはマスト１０ 化、波の一部を利用すべき水＠１１の適正位僅に位置決めする。支柱１０に取付 けた取付ブラケット１２によりフライホイール１６を具んた発電機１４を支持す る。フライホイール１６をスブロケッＩ・１８によりｖ）°通の一方向クラッチ （図示せす９を介して駆動する。この一方向クラッチは、この機構がフライホイ ール１６をチェーン２２の」−ハ移動により駆動し、チェーン２２の下降移動中 はフライホイール１６あよひ発電機１４を消勢することかできる構成にすると好 適である。代案として普通の伝動装置を一方向クラッチの代りに設け、互いに逆 向きのラチェットの付いた適当な歯車装置を介して、チェーン２２の上下移動に もフライホイール１６ヲ同一方向に駆動するようにすることもできる。

チェーン２２は、ブラケッ）１２に取付けた回動軸受２８に回動自在に取付けた １対の相互連結したアーム２４゜２６の各外端間に張り渡す。つり合いｉｉ！３ ０を設けて回動軸受２８に関してアーム２４．２８とつり合いをとるようにする とよい。引張ばね３１を設け、チェーン２２をピニオンギア１８に圧着させるこ ともできる。

フロートの特別な構成については後に説明するが、このフロート３２を部分３４ においてアーム２６に回動自在に取付ける。リンク３３を、フロート３２のフロ ート軸３６、アーム２６およびブラケット３５に協働させ、フロート軸３６を常 に垂直状態に維持するパンタブラフ構成をなすようにする。

第３図ないし第５図に、ピニオンギア１１８を駆動する他の機構を示し、このピ ニオンギア１１８はフライホイール１６および発電機１４を駆動するのに第１図 および第２図に示すスブロケッ１−１８と同様の作用をする。第３図の駆動機構 が、特にチェーン２２の代りに弓形ギアセグｙント１２２を使用した点が第１図 および第２図のものと異なる。第４図の他の変更例では、駆動素子としてラック ギア２２２を使用し、このラックギア２２２は、支柱１０に取付けた案内ブラケ ット４０，４２に支持して垂直移動自在にする。ランクギア２２２の下端を２０ −）・軸３６に固着して波の作用により垂直移動かてきるよう゛にする。第４図 の実施例の場合、ラックギア２２２を予憩されるすべての潮位変動に対処できる のｉこ十分な長さに容易にすることかできるため潮位調整機構は必要でない。

第５しＪの更に他の変更例においては、インペラ素子を、支柱１０に取イ」けた 軸受４４に支承した回転ギア３２２とする６駆動ロンド４６を枢着点４８で回転 ギア３２２に偏１心させて連結し、部分５０でフロート軸３６に連結する。

案内５２におけるフロート軸３６の垂直移動は、第５閣から容易にわかるように 、モア３２２の回転匣勅に笈りされる。

枢着点４８が軸受４４の真上または真下にくる位１ａ（この位置ではギア３２２ が回転を起こしにくい）でこの機構か停止するのを防ローするため、錘５４を回 転ギア３２２に設け、休止しても機構を中間位δに押しやるようにする。

第８図および第７図はフロート３２の好適例を示す。

この好−例においては、フロート３２（中空体または浮揚性のある材料により構 成する）をフロート軸３６から旋回機構６０を介して懸垂し、この旋回機構８０ により垂不側力翼８２．６４が湾曲面６６とともに作、甲してフロート３２の位 置決めをすることができ、水Ｎ１１（第１図不照）に存在するいかなる測流また は他の海流でも水流が矢印６８（第７図参照）の方向からフロートに接近するよ うにすることかできる。水流が矢印６８の方向からフロートに按、近すると、湾 曲面６６に水流が衝突してフロート自体の浮力により生ずる持上刃よりも大きな 持」−力を伺加的に発生させることができる。

フロート３２は自動的に水域に存在する水流方向６８に指向するよう旋回するか 、この旋回は、−股に拡開する１対のアーム８２ａ、９２ｂを支持するジャーナ ル９ｏと、フロート３２０本体に形成してフロート軸３６の端部を回動自在に収 容するジャーナル９４とよりなる旋回構成により生する。この構成により凧向計 か風下に回転する（即ち、キャスタリング作用）のと全く同じにフロート３２は いかなる同きでも水１介の方向１（８に回転する。このとき、フロート３２の本 体に対するジャーナル３４およびアーム９２の位置は、波と潮汐の合成作用によ ってほぼフロート軸３６と同軸の方向に心決めされた′ｒ、Ａ力を生ずることか できるものとなる。

第８図および第８図は潮汐作用による平均水位の変動を補償する調整機構を示す 。第１図ないし第３図の下側アーム２６は枢着点３４で切欠き付きのブラケット ７゜により分断され、このブラケン）・を枢着点３４でスリーブ７２に所動自在 に連結する。引張りばね７４により歯付き板７６をＮＭ点７８の周りにブラケッ ト８０に向けてＦ方に引上げる作用を行わせ、このブラケット８０はスリーブ７ ２に取付ける。歯付き板７６かスリーブ７２の内側のフロート軸３６に接触して いる限りは、フロート軸３６はスリーブ７２に対して堅固に保持され、第１圀な いし第３閲につき説明したのと同様に作用する。

潮が満ちる期間中、上行行程にあるフロートは下側アームを高く押し上げ灸よう とする。フロートが上行行程の頂点に達したときには第８図に示す状態となる。

この時点では、切欠き付きのブラケット７０の切欠き８２が作用アーム８６の水 平部分８４に掛合してこの作用アーム８６を押下げる。これによって画伯き板７ ６は枢漬６、Ｂｓの周りにばね？４の張力に抗して下方に回動Ｉ−、スリーブ７ ２内でフロート軸３６か自由に回動することかできるようになる。次にフロート が更に上行するとフロート＋ｍ３６はスリーブ７２内で上方に移動し、従ってフ ロート軸３６の有効長さが短くなる。フロートの下行イ１程か始まると、切欠き ８２は作用アーム８６から離れ、フロート軸３６は再ひスリーブ７２にロックさ れる。

上潮時のフロート軸３６の下行行程の限界位置では、フロート３２が水面から抜 は出る状態となる。この時点ではフロート軸３６の型部が相当増大することにな り、はね７４の引張力に打ち勝ってフロート軸３６がスリーブ７２内で下方に摺 動することができるようになり、このとき歯付き板７６はフロート軸３６の壁面 から離脱する。

第８同および第９図の機構の作用によりフロート軸３６の有効長さを調整してフ ロート３２か誦に彼の動作に応答するすべての行程に追従する二とができること 明らかであろう。

フロート軸３６のための潮位調整機構の変更例を第１０図ないし第１２図に示す 。第１０図ないし第１２図の機構は第１図ないし第５図のいずれの実施例の装置 にも使用てさるが、特に第８図および第８図の調整機構を使用するのに適さない 第５図の実施例に使用するとよい。

第１０図に示すように、フロート３２には、アーム９２の一ヒ端とフロート３２ の本体との間にわたり延在するスリーブ１０２を設ける。フロート軸３６をスリ ーブ＋０２内に摺動自在・こ収容し、比申交的小さな制御フロート１０４をスリ ーブ１０２にブラケット１０６によって取付け　このブラケット１０６には回動 軸受１０８を担持し、この回動軸受１０８に制御フロート１０４のアーム１１０ を支へする。＠１０図の機構を第５図の実施例に使用する場合、フロート３２の ギヤスタリング作用は、フロート軸３６の上方部分３６ａと下方部分３８ｂとを 連結する旋回軸受１１２（第５図参傅）により行われる。

第１０図ないし第１２図に示す機構の作用は以下の通りである。

水位が上行するにつれ、波頭における水位が更に上行する時点でフロート軸３８ は究極的に行程の頂点に達する。このとき、フロート３２がそれ以上上昇できな いとフロート３２は水中に没することになる。

この場合フロー［・３２に対して水位は制御フロート’１０４を上Ａ−させるに 十分な十Ａをする。このことによりアーム１１０は回動軸受１０８の周りに反時 計力量に回動する。第１２ＵＡの状態ではフロート軸３６に強固に掛合している ドグｌＩ［ｉの画伯き渦巻き状端面１１４　（第１２図参１１１１）はこのとき フロート軸３６を釈放し、フロート３２をフロート軸３日に対して上宿させ、こ の結果制御フロート１０４か下降して再びフロート軸３６をスリーブ１０２にの 下限において波の谷で水面から露出する。このことが生じたどき、フロートの重 量（制御フロート＋０４の重がよりも相因大きい）か歯付さ渦巻状端［ｉ’１Ｎ １ａのロック作用に打ち勝って制御フロー１−１０’４を引ｇ上げ、スリーブ１ ０２　とともにフロート軸３８に沿って下方に摺動し、フロート３２は水中の平 素位置で古び浮遊する。

上述したところは本発明の若干の例を示したに過ぎず、発明の範囲内で種々の変 更を加えることができること勿論である。本発明は図示の実施例に限定されるも のではなく、付記の請求の範囲によってのみ限定されるべきであり、請求の範囲 における多構成要件は答価範囲のものすべてを総称するものである。

浄書（内容に変更なし） 国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　波の運動から電力を発生させる装置において、 ａ）波の運動を受ける水域に固定配性した支持装置ど、 ｂ）　この支持装置に数句けた発電機と、Ｃ）　この発電機に５１連させ、回転 エネルギを蓄積して前記発′市機を駆動するフライホイール装置と、ｄ）前記支 持装置に移動自在に取（−ｊけて前記フライホイール装置に回転エネルギを与え るインペラ装置と、 ｅ）前記水域の波の動作に応答して前記インペラ装着を駆動する構成とし、キャ スタリング作用により水流の方向に指向することができるようにするｊこめへ旋 回構成に連結したフロート装置であり、１）部分的に水没する浮揚性のあるフロ ート本体、 １１）このフロート本体から垂下するほぼ平行な翼装置、 １１１）フロート本体の下面に設け、上端が前記翼装置の一端に隣接しかつ下端 が前記翼装置の他端に隣接する傾剰面、 ｉｖ）前記フロートをほぼ垂直な軸線の周りＳこ回動自在に支持するフロート支 持装置 よりなるフロート装置と を具えたことを特徴とするマ反力発電装置。 ２、　更に前記インペラ装置と発電機との間に介在させた一方向クラッチ装置を 具えたことを特徴とする請求の範囲第１．第１３または第１４項記載の波力発電 装置。 ３、　前記インペラ装置は、 ｌ）互いに一足角度をなし、その交点の周りに回動自在に支承した１対のアーム と、 百）前記アームの交点から離れた部分間にづレリ渡したチェーン装置と、 １１１）前記発電機に関連させ、また前記チェーン装置に掛合して前記アームの 回動の際に回転するスプロケット装置と ヲ塙するものとして構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または第１４項 記載の波力発電装置。 ４、　前記アームのうちの一方と前記チェーン装置の一端との間に介在させたば ね装置を更に具え、このばね装置により前記チェーン装置を前記スプロケット装 置に押し付けて強固に掛合させる構成としたことを特徴とする請求の範囲第３項 または第１４項記載の波力発電装置。 ５、　前記インペラ装置は、 ｌ）互いに一定角度をなし、その頂点の周りに回動自在に支承した１対のアーム と、 ｉ＋）前記アームの頂点からｒＩれた部分間に張り爬した弓形ギア装置と、 １１１）この弓形ギア装置に関連し、また前記弓形キア装貯に掛合して前記アー ムの回動の際に前記弓形キア装僅によって回転するピニオンギア装置とを有する ものとして構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または第１４項記載の波 力発電装置。 ６、　前記インペラ装置は、 １）前記支持装置にほぼ垂直方向に摺動自在に数句けたラックギア装装置と、 １１）前記発電機に関連し、かつ前記ラックギア装置６に掛合してこのラックギ ア装置の移動の際に回転するピニオンギア装置と、 ごイ１するものとして構成したことそ特徴とする請求Ｑノ範囲第１項または第１ ４項記載の波力発電装置。 ７　前記インペラ装置は、 １）前記支持装置に固着した回転ギア装置と、１１）この回転ギア装置に偏心さ せて連結するとともに前記フロート装置に連結し、前記フロート装置の垂力移動 の際に前記回転ギア装置を回転させるリンク装置と、 １】】）前記発電機に関連し、かつ前記回転ギア装置に掛゛合してこの回転ギア 装置によって回転するビニオンキャ装置 とを有するものとして構成したことを特徴とする請求の範囲第１項または￥Ａ１ ４項配時０マ電力発電装置。 ８、　前記回転ギア装置は、前記リンク装置の回転ギア装置との連結点が回転ギ ア装置の軸線から水平方間に大きくずれる位置に回転ギア装置を押しやることか できる位置に錘装置を配設したものとして構成したことを特徴とする請求の範囲 ＠７項記載の波力発電装置。 ９、　フロート装置と前記支持装置との固着点との間に連結したバンクグラフ装 置を具え、このパンタグラフ装置により前記フロート装置をほぼ垂直移動のみを させる構成としたことを特徴とする請求の範囲第１項または＄１３項記載の波力 発電装置。 １０、前記インペラ装置は垂直方向に限られた範囲内で移動自在にし、更に潮位 変動を補償する調整装置を設け、この調整装置は、 ｌ）前記フロート装置に関連するフロート軸装置、 １１）前記フロート軸装置を包囲するスリーブ装置、 １１】）前記スリーブ装置に関連し、平素前記フロート軸装置に掛合するよう押 圧され、ａ記スリーブ装置に対して前記フロート軸装置か長手方向に摺動するの を防止する動作Ｍ止装置、 ｉｖ）前記インペラ装置か移動の上限に達したとき前記揚貨を釈放する釈放装置 、よりなるｂのとして構成し、 ■）前記フロート装置がフロート軸装置に欠って本面から抜は出たとき前記フロ ート装置の重量により前記動作防止装置か解離する構成としたことを特徴とする 請求の範囲第１ＪＪ１１または第１３項記載の波力発電装置。 ＋１．前記フロート軸装置を前記フロート装置に対して垂直方向に固定し、前記 フロート軸装置か前記支持装置６に対して一定角度をなすよう拘束し、前記釈放 装置は前記インペラ装置に対する前記フロート軸装置の相対角度に応答して作動 する構成としたことを特徴とする請求の範囲第１０項または第１４　ＪＵ記載の 波力発電装置。 ＋２−前記フロートＭ　”Ａ　Ｒそ前記フロート装置６しこ対して垂直方向に移 動自在にし、更に、制御フロート装置を設け、この制御フロート装置は前記フロ ート装置が過剰に水没した際に前記釈放装置を作動させる構成としたことを特徴 とする請求の範囲第１０項または第１４柳記載の波力発電装置。 １３、波の運動から電力を発生させる装置において、ａ）波の運動を受ける水域 に固定Ｉ￥誼した支持装置と、 ｂ）この支持装置に取付けた発電機と、Ｃ）この発電機に関連させ、回転エネル ギを蓄積して前記発電機を駆動するとフライホイール装置と、ｄ）前記支持装置 に移動自在に取付けて前記フライホイール装置６に回転エネルギを与えるインペ ラ装置であり、 Ｉ）互いに一定角度をなし、その交点の周りに回動自在に支承した１対のアーム 、 ＩＩ）前記交点に連結して前記１対のアームとのつり合いをとるつり合い錘、 】１】）前記アームの交点から離れた部分間に張り鍍したチェーン装置、 ｉｖ）前記発電機に関連させ、また前記チェーン装置に係合して前記アームの回 動の際に回転するスプロケット装置、 よりなるインペラ装置と、および・ ｅ）前記水域の波の連動に応答して前記インペラを運動させるフロート装置と を具えたことを特徴とする波力発電装置。 １４、波の運動から電力を発生させる装置において、ａ）波の運動を受ける水域 に固定配置した支持装置と、 ｂ）この支持装置に取付けた発電機と、Ｃ）この発電機に関連させ、回転エネル ギを蓄積して前記発電機を駆動するフライホイール装置と、ｄ）前記支持装置に 移動自在に取付けて前記フライホれた範囲の移動をするインペラ装置と、ｅ）前 記水域の波の運動に応答して河記インペラ装置を運動させるフロート装置と、 ｆ）潮位変動を補償する調整装置とを具え、この調整装置は、 １）前記フロート装置に関連するフロート軸装置、 １１）前記フロート軸装置を包囲し、かつ前記インペラ装置に連結したスリーブ 装置、 １１１）前記スリーブ装置に関連し、乎素前記フロート軸装置に掛合するよう押 圧され、前記スリーブ装置に対して前記フロート軸装置が長手方向に摺動するの を防止する動作阻止装置、 ｉｖ）前記インペラ装置か移動の上限に達したとき前記掛合を釈放する釈放装部 、よりなるものとして構成し、 ■）前記フロート装置かフロート軸装置によって水面から抜き出たとき前記フロ ート装置の重量により前記動作阻止装置か解題する構成としたことを特徴とする 波力発電装置。 １５、前記フロート装置は、 ａ）部分的に水没する浮揚性のあるフロート本体と、 ｂ）このフロート本体から垂下するほぼ平行な翼装置と、 Ｃ）フロート本体の下面に設け、上端が前記翼装置の一端に隣接しかつ下端か前 記翼装置の他端に隣接する傾斜面と、 ｄ）前記フロートをほぼ垂面な軸線の周り（こ回ψカ自在に支持するフロート支 持装飾と を有するものとして構成したことを特徴とする請求の範囲第１３項または第１４ 項記載の波力発電装置。 １６　前記垂直軸線を前記フロートの中心力）ら大きくすれた位置に配置し、前 記フロート（こキャスク（リンク１乍用を与える構成としたことを特徴とする請 求の範囲第１５項記載の波力発電装置。