JPS62501865A - 流体中に沈設した没入体による波力制御装置 - 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】 流体中に沈設した没入体による波力制御装置発明の背景 この発明は、流体中に沈設した没入体による波力制御方法とこの方法を遂行する ための手段に関する。この発明は、例えば半沈設海洋プラットホームの上下揺れ を減少させるために使用され、また波エネルギコンバータのエネルギ吸収を増加 させるために使用される。

海洋に沈設した没入体が表面波から波力を得ることは、周知である。これ等の波 力は、波のパラメータと幾何学的配列と没入体の位置とによって充分に設定され る。現在まで、制御方法において海に沈設した既知の没入体には所定の海の状態 で波力を増加又は減少させるものがな発明の目的 この発明の目的は、制御方法において波力を変えることのできる方法と手段とを 得ることにある。

この発明の主なる目的は、プラットホームの上下揺れ動作を減少させるように、 半沈設プラットホームの波力を変更可能とする。この発明の他の目的は、装置の エネルギ吸収を増加させるために、波エネルギ変換装置の波・相互作用を行う要 素により波力を増大させる。この特有の目的は、海底において外部設定基準点の 必要をなくし、波エネルギコンバータを得ることにある。

発明の原″理 この発明は、沈設したシリンダ没入体による波力をシリンダがシリンダの軸周り を回転することにより実質上変化することを偶然に発見したことに基づいてなる 。シリンダの軸に関し入射波の伝達の方向、回転方向、そしてシリンダの回転速 度によるが、没入体による波力は回転の停止状態の波力よりも実質上小さく又は 実質上大きく得ることができる。特別の場合においては、波力は実際上なくなる 。

この発明に係る方法は、特許請求の範囲第１項に説明この発明を実施するに必要 な種々装置を含むこの発明の他の特徴は、他の特許請求の範囲に説明されている 。

没入体は、好ましくは、回転上釣合い、例えば軸の周りで回転するシリンダから なる。実験上、シリンダが一定に回転することにより、波力は非回転シリンダの 場合に比し６倍以上の要因によって増大される。更に、波力は、シリンダの回転 方向を転換することによって減少される。この現象の説明は、以下に為されてい る。

周知の如（、定常流れにおけるシリンダの回転は、揚力を生ずる（マグヌス効果 ）。しかしながら、流体の表面波は、流体中で定常、均一の流れにはならず、従 ってこの発明の方法による付加波力を得ることができなかった。

以下に、この発明を図面に基づいて具体的に説明する。

第１〜３図はこの発明に係る装置の異なる３つの没入体の概略断面図である。

第４図は海底に係留された波エネルギコンバータの概略断面図である。

第５図は浮き波エネルギコンバータの概略断面図である。

第６図は半沈設海洋プラントホームの概略断面図である。

第１図には、円形塊状のシリンダ１１が示される。このシリンダ１１は、水平軸 １２と共に水中に係留され、浮いている。シリンダ１１は、モータ（図示せず） により、矢印１３の如き水平軸１２周りで回転する。シリンダ１１は、矢印１４ からの入射の波によって同時に影客を受ける。シリンダの回転軸に関し波の入射 の方向、回転の方向、そして回転速度にもよるが、没入体１１による波力は、停 止状態の波力よりも、相当に大きく又は相当に小さく得られる。このことは、以 下に説明される。

没入体１１の回転は、投入体周辺に水の循環流動を生成する。循環流動水と波に おける振動水との結合は、回転的な誘発波力を惹起させる。

通常の回転速度で、回転周期が波周期と同一になった際には総波力が２倍となる 。高速回転における円柱状の没入体による波力は６倍に高くなる。

第２図には、回転没入体周りで流体の循環流動を生成するための他の変形例が示 される。回転没入体は、円柱状のチューブ１５のような形状である。シリンダの 壁１６には、矢印１８で示す如き水が送出される狭い溝又はベント１７が複数形 成されてい北。この場合における循環流動は、シリンダ１５周りで惹起される。

これ等ベント１７から送出される水の速度を制ａｔｌすることによって、シリン ダによる波力が制御される。

第３図には、円柱状の没入体１９周りに循環流動を得る第３の方法が示される。

プロペラ２０．２１は、没入体の反対側に夫々配設され、モータによって駆動さ れる。

これ等プロペラ２０．２１は、水の循環流動が没入体周りで効果的に生ずるよう に駆動される。

回転軸又は循環流動の軸は、波の入射の方向又は垂直方向に関して異なる向きに ある。

没入体が完全に沈設されていることは、この発明の利用には重要でない。回転す る没入体によって一部が沈設された没入体においても、流体流れを得ることが可 能である。しかし、完全に沈設された没入体は、波力を波幅に対し略直線上に増 加させるという利点を有している。

第１〜３図は、この発明の原理を示す実例にすぎない。

この原理は、例えば波エネルギを有用なものに変換するために使用される。

第４図には、波エネルギコンバータの一部５％例が示される。軸の周りを回転す るシリンダ２２は、シリンダから両側に斜め下方に傾斜された支柱２３．２４に 連結されている。また、シリンダ２２は、ポンプ要素２５．２６に夫々連結して いる。水圧ポンプ２５．２６′は、海底に係留されている。この装置は、所謂プ リストルシリンダである。シリンダが波によって回転している時に、流体は水圧 モータ又は発電機（図示せず）に連結したタービン（図示せず）に送給される。

この発明によれば、シリンダ２２が軸の周りで適正にによって増加する。

この実施例において、流体は、ポンプ２５．２６によってパイプ２７を経て陸に 送給される。

第５図は、浮き波エネルギコンバータの一実施例を示すものである。２体の平行 に配設されたシリンダ２８．２９は、夫々反対方向に回転する。各シリンダポン プ３２は、夫々シリンダの軸３０と３１間で連結されている。水圧媒体は、周知 の方法による変換のためにパイプライン３３を経て陸に送給される。

シリンダは、例えば浮きトンク又はブイ３５に連結したワイヤ３４によって吊持 されている。従って、この装置は、海底に係留されていない。

シリンダ２８と２９間の距離が変わる場合に、ポンプ３２は流体をパイプ３３中 に送給する。また、この流体は、ブイ３５のいずれか一方に設けられたタービン に送給される。

実際には、縦又は横配列においてシリンダ２８．２９の組合せ構造が複数設けら れる。

第６図は、この発明が浮きプラントホームと連絡してどのように使用されるかを 示している。このようなプラットホームにおける問題点は、波力が望まないプラ ットホームの動作を惹起することにある。プラットホームの浮きドックの波力を 制御することにより、プラットホームの総波力が減少される。

第６図には、プラットホーム３６が示されている。プラントホーム３６は、概略 的に、デツキ３７と、円柱状の浮きドック４０．４１に連結した垂直軸３８．３ ９とによって構成されている。浮きドック４０．４１は、送給される水を通ず円 柱状のチューブにベントが形成された第２図の没入体１５と同様に構成されてい る。ベントから噴出された水は、矢印４２で示す如く、順次浮きドック周りに水 の循環流動を生成する。従って、上述の記載によれば、浮きドック４０．４１と プラットホーム全体の波力は、効果的に制御される。

実際には、絶えず変化する海のために、自動制御（図示せず）を有する複数のベ ントシステムが必要である。

また、この発明は、その構造で波力に影響を及ぼしたい他の海洋における構造に 連絡して利用することが可能である。

もし、特に波エネルギコンバータの単一の没入体又は複数の没入体の直径を波の 平均高さと略同−大きさにすれば、有利である。

ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、没入体周りに流体の循環流動を効果的に生成することを特徴とする流体中に 全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法。 ２、前記没入体は、軸の周りを回転することを特徴とする特許請求の範囲第１項 記載の流体中に全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法。 ３、前記各没入体は、外周に設けられた溝又はベントを有し、このベントカ前記 没入体表面に対し接線方向における重要な成分を有する速度を伴わせた流体を送 出させるように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体中 に全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法。 ４、前記没入体の周辺には２基又はそれ以上のプロペラが設けられ、これ等プロ ペラが前記没入体周りで同方向に流体の循環流動を生成することを特徴とする特 許請求の範囲第１項記載の流体中に全体又は一部を沈設した没入体による波力制 御方法。 ５、波に全体又は一部を沈設した没入体周りに一方向への流体流れを生成させる 手段（１７−２０、２１）を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載 の流体中に全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法を遂行する装置。 ６、２体の没入体（２８、２９）がエネルギ変換のために２基の水圧ピストンポ ンプ（３２）又は同様の機構に接続され、前記夫々没入体が反対方向に円周の流 体流れを生成することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の流体中に全体又 は一部を沈設した没入体による波力制御方法を遂行する装置。 ７、前記装置は浮きドック（３５）に吊持されることを特徴とする特許請求の範 囲第６項記載の流体中に全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法を遂 行する装置。 ８、浮き装置、特に沈設浮きドックのプラットホームに利用される沈設浮きドッ ク（４０、４１）には夫々の没入体周りに円周の流体流れを生成するための手段 が設けられ、これ等手段が前記沈設浮きドックの動作を減少させる効果を得るべ く制御可能に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の流体中に 全体又は一部を沈設した没入体による波力制御方法を遂行する装置。 ９、円周流体流れの周期が波周期よりも長いことを特徴とする特許請求の範囲第 ５〜８項のいずれかに記載の流体中に全体又は一部を沈設した没入体による波力 制御方法を遂行する装置。 １０、前記単一の没入体又は複数の没入体の直径が波の高さと略同一に構成され たことを特徴とする特許請求の範囲第５〜９項のいずれかに記載の流体中に全体 又は一部を没設した没入体による波力制御方法を遂行する装置。