JPS6344948B2 - - Google Patents
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- JPS6344948B2 JPS6344948B2 JP57060869A JP6086982A JPS6344948B2 JP S6344948 B2 JPS6344948 B2 JP S6344948B2 JP 57060869 A JP57060869 A JP 57060869A JP 6086982 A JP6086982 A JP 6086982A JP S6344948 B2 JPS6344948 B2 JP S6344948B2
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- pendulum
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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
- F03B13/16—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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1805—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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
- F03B13/181—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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
- F03B13/182—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 using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with a to-and-fro movement
-
- 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】
本発明は波力発電方法及び装置に関するもので
ある。
ある。
本発明者等は先に波力発電に関する発明を完成
し、特許出願した（特願昭55−26725号（特開昭
56−124680号））。その後本発明者等は同出願の発
明をさらに改善し発展させ発明を完成し、特願昭
56−22883号として特許出願した。同出願の発明
は、低廉な建設費及び維持費で効率良く波力発電
（一般電力系統へ同期投入する条件下での発電）
する方法及び装置を提供したものである。本発明
は同出願の発明をさらに改善し発展させたもので
ある。
し、特許出願した（特願昭55−26725号（特開昭
56−124680号））。その後本発明者等は同出願の発
明をさらに改善し発展させ発明を完成し、特願昭
56−22883号として特許出願した。同出願の発明
は、低廉な建設費及び維持費で効率良く波力発電
（一般電力系統へ同期投入する条件下での発電）
する方法及び装置を提供したものである。本発明
は同出願の発明をさらに改善し発展させたもので
ある。
特願昭56−22883号の発明は第１〜２図に示す
ように、底板５上に一側を開放面とし背板４と少
くとも両側面に側壁２，３をもち天井の全部又は
一部を開放面としたケーソン１を防波堤又は海岸
堤防の全部又は海側に面する部分の構成要素と
し、ケーソン１の水室長Bc′を水室内波長Lcの1/
４より大きくして水室内に定常波波動を発生きせ、
背板４よりLc／４だけ海側の点に前記定常波波
動の節が発生するようにし、この波動の節の点に
波動の周期Twとほぼ同じ値の固有周期Tpで揺
動する振り子７を設置し、前記定常波波動で振り
子７を加振してこの揺動運動を油圧シリンダ１０
に伝えて油を吐出させ、この吐出油で油圧モータ
２１を駆動して発電機を一定速度で回転させるも
のである。
ように、底板５上に一側を開放面とし背板４と少
くとも両側面に側壁２，３をもち天井の全部又は
一部を開放面としたケーソン１を防波堤又は海岸
堤防の全部又は海側に面する部分の構成要素と
し、ケーソン１の水室長Bc′を水室内波長Lcの1/
４より大きくして水室内に定常波波動を発生きせ、
背板４よりLc／４だけ海側の点に前記定常波波
動の節が発生するようにし、この波動の節の点に
波動の周期Twとほぼ同じ値の固有周期Tpで揺
動する振り子７を設置し、前記定常波波動で振り
子７を加振してこの揺動運動を油圧シリンダ１０
に伝えて油を吐出させ、この吐出油で油圧モータ
２１を駆動して発電機を一定速度で回転させるも
のである。
同発明の装置は、軸受９などの保守を必要とす
る部分が水面下には皆無であり、且つシステム全
体が極めて単純な構造の上、一般電力網に接続し
て効率良く運転できる利点を有している。
る部分が水面下には皆無であり、且つシステム全
体が極めて単純な構造の上、一般電力網に接続し
て効率良く運転できる利点を有している。
油圧シリンダ１０から吐出される油の単位時間
当りのエネルギーＬは、油圧Ｐと吐出流量Ｑとの
積で表わされる。
当りのエネルギーＬは、油圧Ｐと吐出流量Ｑとの
積で表わされる。
Ｌ＝PQ (1)
振り子７が正弦波状に運動し、且つ油圧Ｐが振
り子７の揺動速度｜θ〓｜に比例するよう制御され
ている場合、 Ｐ＝Kp｜θ〓｜ (2) ここで吐出流量Ｑは次式で示される。
り子７の揺動速度｜θ〓｜に比例するよう制御され
ている場合、 Ｐ＝Kp｜θ〓｜ (2) ここで吐出流量Ｑは次式で示される。
Ｑ＝Kc｜θ〓｜ (3)
したがつて、
Ｌ＝KpKcθ〓2 (4)
（ただし、Kp、Kcはそれぞれ比例定数）
で示される。即ち、振り子７の振れ角θ＝θp
sinωt（ただし、θpは最大振れ角、ωは揺動の角速
度、ｔは時間を示す）である場合、 θ〓＝θpωcosωt (5) で示されるから、第(5)式を第(4)式に代入し Ｌ＝KpKc（θpω）2cos2ωt (6) となり、Ｌは周期的に変動することが判る（第３
図の発電出力特性参照）。このままで一般電力網
に接続すれば、電圧変動などの好ましからぬ現象
が発生する惧れがある。
sinωt（ただし、θpは最大振れ角、ωは揺動の角速
度、ｔは時間を示す）である場合、 θ〓＝θpωcosωt (5) で示されるから、第(5)式を第(4)式に代入し Ｌ＝KpKc（θpω）2cos2ωt (6) となり、Ｌは周期的に変動することが判る（第３
図の発電出力特性参照）。このままで一般電力網
に接続すれば、電圧変動などの好ましからぬ現象
が発生する惧れがある。
本発明はこの欠点を解消したものである。
本発明は特願昭56−22883号の発明をさらに改
良したもので、波力エネルギーの周期性に基く波
力発電出力の周期的変動を取除くことを目的とす
る。
良したもので、波力エネルギーの周期性に基く波
力発電出力の周期的変動を取除くことを目的とす
る。
本発明は、波高が高い場合から低い場合まで、
波力発電効率を高く保つことを第二の目的とす
る。
波力発電効率を高く保つことを第二の目的とす
る。
本発明方法は、波力で駆動される１個の受波体
の運動をシリンダ（揺動形を含む）に伝えて油圧
脈流をつくり出し、他方では複数台の油圧モータ
でそれぞれ一方向クラツチを介して１台の発電機
を駆動できるように構成し、各油圧モータにはそ
れぞれアキユムレータを接続し、前述の油圧脈流
を受波体の揺動に同期して順次油圧モータに供給
し、油圧脈流の供給を受けていない間は油圧モー
タ回路を閉じるようにしておき、前記アキユムレ
ータには蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類の
ものを使用し、これにより波力エネルギーの周期
性に基く波力発電出力の周期的変動を解消し且つ
波高の高低に拘らず波力発電効率を高く保つこと
を特徴とする。
の運動をシリンダ（揺動形を含む）に伝えて油圧
脈流をつくり出し、他方では複数台の油圧モータ
でそれぞれ一方向クラツチを介して１台の発電機
を駆動できるように構成し、各油圧モータにはそ
れぞれアキユムレータを接続し、前述の油圧脈流
を受波体の揺動に同期して順次油圧モータに供給
し、油圧脈流の供給を受けていない間は油圧モー
タ回路を閉じるようにしておき、前記アキユムレ
ータには蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類の
ものを使用し、これにより波力エネルギーの周期
性に基く波力発電出力の周期的変動を解消し且つ
波高の高低に拘らず波力発電効率を高く保つこと
を特徴とする。
本発明の他の見地においては、本発明は底板上
に一側を開放面とし背板と少くとも両側面に側壁
をもち天井の全部または一部を開放面としたケー
ソンを防波堤または海岸堤防の全部または海側に
面する部分の構成要素とし、ケーソンの水室長
B′cを水室内波長Lcの1/4より大きくして水室内
に定常波波動を発生させ、背板よりLc／４だけ
海側の点に前記定常波波動の節が発生するように
し、この波動の節の点に波動の周期Twとほぼ同
じ値の固有周期Tpで揺動する振り子を設置し、
前記定常波波動で振り子を加振することにより波
力エネルギーを吸収して電気エネルギーまたは熱
エネルギーに変換する波力発電装置において、前
記振り子により駆動されて往動時及び復動時に油
を吐出するシリンダと、往動時の油圧と復動時の
油圧との差により駆動されて吐出油を交互に２台
以上の油圧モータに給送する切換弁と、前記切換
弁からの往動時又は復動時の吐出油圧力により駆
動されてこれに比例した容積を押しのける２台以
上の油圧モータと、各油圧モータと切換弁とを連
結する管路にそれぞれ設けたアキユムレータと、
一般電力網に接続して一定回転数で回転する同期
又は誘導発電機とを具え、前記アキユムレータに
は蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類のものを
使用し、シリンダにより振り子に働く負荷を振り
子の揺動の角度θに比例させ且つ振り子に働く平
均負荷の大きさを造波抵抗力の平均値に等しくし
たことを特徴とする波力発電装置である。
に一側を開放面とし背板と少くとも両側面に側壁
をもち天井の全部または一部を開放面としたケー
ソンを防波堤または海岸堤防の全部または海側に
面する部分の構成要素とし、ケーソンの水室長
B′cを水室内波長Lcの1/4より大きくして水室内
に定常波波動を発生させ、背板よりLc／４だけ
海側の点に前記定常波波動の節が発生するように
し、この波動の節の点に波動の周期Twとほぼ同
じ値の固有周期Tpで揺動する振り子を設置し、
前記定常波波動で振り子を加振することにより波
力エネルギーを吸収して電気エネルギーまたは熱
エネルギーに変換する波力発電装置において、前
記振り子により駆動されて往動時及び復動時に油
を吐出するシリンダと、往動時の油圧と復動時の
油圧との差により駆動されて吐出油を交互に２台
以上の油圧モータに給送する切換弁と、前記切換
弁からの往動時又は復動時の吐出油圧力により駆
動されてこれに比例した容積を押しのける２台以
上の油圧モータと、各油圧モータと切換弁とを連
結する管路にそれぞれ設けたアキユムレータと、
一般電力網に接続して一定回転数で回転する同期
又は誘導発電機とを具え、前記アキユムレータに
は蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類のものを
使用し、シリンダにより振り子に働く負荷を振り
子の揺動の角度θに比例させ且つ振り子に働く平
均負荷の大きさを造波抵抗力の平均値に等しくし
たことを特徴とする波力発電装置である。
以下、図面につき本発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
第４図に示す本発明装置においては、振り子１
０７は第１図の装置と同様な原理で波力により駆
動され、その揺動が油圧シリンダ装置１１０に伝
えられる。
０７は第１図の装置と同様な原理で波力により駆
動され、その揺動が油圧シリンダ装置１１０に伝
えられる。
シリンダ装置１１０はタンク１１１の油をフイ
ルタ１３３、管路１１２、整流弁１１３及び管路
１１４若しくは１１５を介して吸込み、管路１１
５若しくは１１４及び整流弁１１３より高圧側管
路１１６へ油を吐出する。
ルタ１３３、管路１１２、整流弁１１３及び管路
１１４若しくは１１５を介して吸込み、管路１１
５若しくは１１４及び整流弁１１３より高圧側管
路１１６へ油を吐出する。
高圧側管路１１６は切換弁１２０に連結してい
て、切換弁１２０はシリンダ１１０からの吐出油
を油圧モータ１２１ａ又は１２１ｂの何れかに送
る。即ち、シリンダ装置１１０の左室内油圧P1a
及び右室油圧P1bをそれぞれパイロツト管路１３
２ａ及び１３２ｂから切換弁１２０に導き、油圧
P1aと油圧P1bとの差をパイロツト圧として切換弁
１２０を操作する。
て、切換弁１２０はシリンダ１１０からの吐出油
を油圧モータ１２１ａ又は１２１ｂの何れかに送
る。即ち、シリンダ装置１１０の左室内油圧P1a
及び右室油圧P1bをそれぞれパイロツト管路１３
２ａ及び１３２ｂから切換弁１２０に導き、油圧
P1aと油圧P1bとの差をパイロツト圧として切換弁
１２０を操作する。
P1a＞P1bでは吐出油は吐出モータ１２１ａに供
給され、P1a＜P1bでは吐出油は油圧モータ１２１
ｂに供給される。
給され、P1a＜P1bでは吐出油は油圧モータ１２１
ｂに供給される。
切換弁１２０の出口ポートと油圧モータ１２１
ａ又は１２１ｂとはそれぞれ独立に管路１２６ａ
又は管路１２６ｂにより連結され、かつ各々の管
路にはそれぞれアキユムレータ１２５ａ，１２５
ｂが連結している。
ａ又は１２１ｂとはそれぞれ独立に管路１２６ａ
又は管路１２６ｂにより連結され、かつ各々の管
路にはそれぞれアキユムレータ１２５ａ，１２５
ｂが連結している。
アキユムレータ１２５ａ及び１２５ｂは何れも
蓄圧油量（体積）Ｖと蓄圧圧力P1とが比例する
種類のものとする。これらは例えば第５図の構造
のアキユムレータにより得られる。本発明におい
て蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類のアキユ
ムレータを使用する場合、振り子に働く負荷モー
メントはシリンダ装置１１０からの吐出圧力（管
路抵抗による圧力降下を無視すれば蓄圧圧力に等
しい）に比例し、アキユムレータ内の蓄積容量は
シリンダ装置１１０の吐出量の大部分がアキユム
レータに流入すると考えられるとき振り子の揺動
角度θ（ただし角度θは揺動端から測つた値）に
比例するので、振り子に働く負荷は振り子の揺動
角度θに比例すると見なし得る。
蓄圧油量（体積）Ｖと蓄圧圧力P1とが比例する
種類のものとする。これらは例えば第５図の構造
のアキユムレータにより得られる。本発明におい
て蓄圧圧力と蓄積容量とが比例する種類のアキユ
ムレータを使用する場合、振り子に働く負荷モー
メントはシリンダ装置１１０からの吐出圧力（管
路抵抗による圧力降下を無視すれば蓄圧圧力に等
しい）に比例し、アキユムレータ内の蓄積容量は
シリンダ装置１１０の吐出量の大部分がアキユム
レータに流入すると考えられるとき振り子の揺動
角度θ（ただし角度θは揺動端から測つた値）に
比例するので、振り子に働く負荷は振り子の揺動
角度θに比例すると見なし得る。
油圧モータ１２１ａ又は１２１ｂはともに発電
機１２３を駆動する。この発電機１２３は交流の
同期又は誘導型のもので、一般電力網に接続して
いる為、油圧モータからの駆動トルクの変動に関
係なく一定の同期速度で回転している。また、油
圧モータ１２１ａはプーリー１３０ａに組込まれ
た一方向クラツチを介し発電機１２３を駆動し、
一方油圧モータ１２１ｂはプーリー１３０ｂに組
込まれた一方向クラツチを介し発電機１２３を駆
動する。従つて、油圧モータから発電機を駆動し
ても、この逆に発電機から油圧モータを駆動する
ことはない。従つて、一般電力網からの電力によ
り振り子１０７が駆動されることはない。
機１２３を駆動する。この発電機１２３は交流の
同期又は誘導型のもので、一般電力網に接続して
いる為、油圧モータからの駆動トルクの変動に関
係なく一定の同期速度で回転している。また、油
圧モータ１２１ａはプーリー１３０ａに組込まれ
た一方向クラツチを介し発電機１２３を駆動し、
一方油圧モータ１２１ｂはプーリー１３０ｂに組
込まれた一方向クラツチを介し発電機１２３を駆
動する。従つて、油圧モータから発電機を駆動し
ても、この逆に発電機から油圧モータを駆動する
ことはない。従つて、一般電力網からの電力によ
り振り子１０７が駆動されることはない。
本発明装置の作動は次の通りである。
第４図において、振り子１０７が波力により加
振されてシリンダ装置１１０を駆動している場合
を考える。
振されてシリンダ装置１１０を駆動している場合
を考える。
ピストン１１０ａが左行しているときは、P1a
＞P1bとなり、シリンダ装置１１０から吐出され
る油は、切換弁１２０で油圧モータ１２１ａへ流
れ、同時にアキユムレータ１２５ａにも向つて流
れる。
＞P1bとなり、シリンダ装置１１０から吐出され
る油は、切換弁１２０で油圧モータ１２１ａへ流
れ、同時にアキユムレータ１２５ａにも向つて流
れる。
ピストン１１０ａが右行すればP1a＜P1bとな
り、シリンダ装置１１０からの吐出油は油圧モー
タ１２１ｂ及びアキユムレータ１２５ｂに流れ
る。従つて、この間は油圧モータ１２１ｂが油圧
モータ１２１ａに代つて発電機を駆動することに
なるが、アキユムレータ１２５ａ内に蓄えられた
油が放出される間は油圧モータ１２１ａも引続い
て発電機を駆動する。
り、シリンダ装置１１０からの吐出油は油圧モー
タ１２１ｂ及びアキユムレータ１２５ｂに流れ
る。従つて、この間は油圧モータ１２１ｂが油圧
モータ１２１ａに代つて発電機を駆動することに
なるが、アキユムレータ１２５ａ内に蓄えられた
油が放出される間は油圧モータ１２１ａも引続い
て発電機を駆動する。
ピストン１１０ａが再び左行に入れば、前述の
状態に戻る。そして油圧モータ１２１ａが発電機
を駆動するが、この間においても、アキユムレー
タ１２５ｂ内に蓄えられた油が放出される間は、
油圧モータ１２１ｂは引続いて発電機を駆動す
る。
状態に戻る。そして油圧モータ１２１ａが発電機
を駆動するが、この間においても、アキユムレー
タ１２５ｂ内に蓄えられた油が放出される間は、
油圧モータ１２１ｂは引続いて発電機を駆動す
る。
この状態を第７〜９図につき説明する。
第７図は振り子１０７の振巾が時間に関して正
弦波状に揺動している状態を示し、波高Ｈが大き
くなる程波力による加振力が大きくなる為、振巾
が大きくなることを示している。
弦波状に揺動している状態を示し、波高Ｈが大き
くなる程波力による加振力が大きくなる為、振巾
が大きくなることを示している。
第８図は油圧モータ１２１ａ及び１２１ｂの出
力軸トルクを示す。油圧モータのトルクＴは次式
で示される。
力軸トルクを示す。油圧モータのトルクＴは次式
で示される。
Ｔ＝P1D／2πηt (7)
ただし、
P1＝油圧モータに供給される油の圧力で、こゝ
ではアキユムレータの油圧に等しい。
ではアキユムレータの油圧に等しい。
Ｄ＝押しのけ容積 ここでは一定のＤの油圧モー
タを用いる。
タを用いる。
ηt＝トルク効率
従つて、ηt＝一定と見做せる条件の下では、ト
ルクＴは油圧P1に比例する。油圧モータは、シ
リンダ装置１１０からの吐出が行なわれている間
と、その後もアキユムレータからの油の放出が続
く間、トルクを発生して回転しており、それぞれ
２台の油圧モータのトルクが交互に周期的変動を
繰返す。このトルクは波高Ｈが大きくなれば大き
く、かつトルクを発生して回転する時間も長くな
る。そして波高Ｈが或る値よりも大きい範囲で
は、トルクが零まで低下しないうちに次のトルク
上昇に入る。
ルクＴは油圧P1に比例する。油圧モータは、シ
リンダ装置１１０からの吐出が行なわれている間
と、その後もアキユムレータからの油の放出が続
く間、トルクを発生して回転しており、それぞれ
２台の油圧モータのトルクが交互に周期的変動を
繰返す。このトルクは波高Ｈが大きくなれば大き
く、かつトルクを発生して回転する時間も長くな
る。そして波高Ｈが或る値よりも大きい範囲で
は、トルクが零まで低下しないうちに次のトルク
上昇に入る。
第９図は発電機軸に働くトルクで、２台の油圧
モータの駆動トルクを合計したものになる。個々
の油圧モータのトルクは変動していても、この合
計したものは変動が小さくなり、第３図に比較し
て著しく改良されていることが判る。なお、第９
図のトルクは、回転数一定の下で出力に比例する
から、発電機出力を表わすものと見做し得る。
モータの駆動トルクを合計したものになる。個々
の油圧モータのトルクは変動していても、この合
計したものは変動が小さくなり、第３図に比較し
て著しく改良されていることが判る。なお、第９
図のトルクは、回転数一定の下で出力に比例する
から、発電機出力を表わすものと見做し得る。
ところで、振り子１０７に入つて来る波の単位
時間当りエネルギーＷは、次式で表わされる。
時間当りエネルギーＷは、次式で表わされる。
Ｗ＝１／８ρgH2Cg (8)
ここで
ρ＝海水の密度
ｇ＝重力加速度
Ｈ＝波高
Cg＝波の群速度
また、第５図のアキユムレータに蓄えられるエ
ネルギーEaは、次式で示される。
ネルギーEaは、次式で示される。
Ea＝１／２BV2＝P1 2／2B (9)
たたしＢは
P1＝BV (10)
Ｖ＝アキユムレータに蓄えられた油の体積
で示されるところの比例定数である。
(8)式に示されるように、波のエネルギーＷは波
高Ｈの２乗に比例する。また、波高Ｈは気象条件
その他で絶えず変化する。
高Ｈの２乗に比例する。また、波高Ｈは気象条件
その他で絶えず変化する。
振り子１０７で波のエネルギーを吸収する場
合、例えば振り子１０７の一往復で吸収したエネ
ルギーは、アキユムレータ１２５ａ及び１２５ｂ
に蓄えられるが、その大きさは式(9)のように体積
Ｖの２乗又は油圧P1の２乗に比例する。即ち、
波高Ｈの変化により、波のエネルギーが大巾に変
動しても、アキユムレータで波高Ｈに比例した体
積Ｖ又は油圧P1の下でシリンダ装置１１０から
の吐出油を吸収すれば、波のエネルギーに対応す
る油圧エネルギーを吸収したことになる。所謂、
自然界の波エネルギーの変動巾が極めて大きく、
これに対する適切な対応が実用上重要な課題とさ
れているが、本発明はこの見地から極めて実用的
である。
合、例えば振り子１０７の一往復で吸収したエネ
ルギーは、アキユムレータ１２５ａ及び１２５ｂ
に蓄えられるが、その大きさは式(9)のように体積
Ｖの２乗又は油圧P1の２乗に比例する。即ち、
波高Ｈの変化により、波のエネルギーが大巾に変
動しても、アキユムレータで波高Ｈに比例した体
積Ｖ又は油圧P1の下でシリンダ装置１１０から
の吐出油を吸収すれば、波のエネルギーに対応す
る油圧エネルギーを吸収したことになる。所謂、
自然界の波エネルギーの変動巾が極めて大きく、
これに対する適切な対応が実用上重要な課題とさ
れているが、本発明はこの見地から極めて実用的
である。
波の性質として、同一波高の波が規則正しく振
り子を加振することは少く、例えばうねりの中に
含まれた波では、振り子に打ち寄せる波高が、う
ねりと共に増減を繰返す。こうした個々の波高の
変化即ちその都度の波エネルギーの大きさに合わ
せ、効率良くエネルギーを吸収することが実用上
必要である。
り子を加振することは少く、例えばうねりの中に
含まれた波では、振り子に打ち寄せる波高が、う
ねりと共に増減を繰返す。こうした個々の波高の
変化即ちその都度の波エネルギーの大きさに合わ
せ、効率良くエネルギーを吸収することが実用上
必要である。
本発明では、振り子１０７に働くシリンダ装置
１１０による負荷は、アキユムレータと連結した
状態のとき生ずる油圧P1a又はP1bにより与えら
れ、また、アキユムレータは交互に切換えられる
ので、シリンダ装置１１０が右行又は左行を開始
する際は最低負荷状態からスタートする。この
為、波エネルギーの大きさに関係なくその大きさ
に匹敵する大きさの吸収エネルギーを得ることが
容易である。このことは第２図に示す装置におい
ては不可能である。何となれば、或る時たまたま
大きな波高の波が来て多量の油を油圧モータに送
り、その一部がアキユムレータに残つた状態で次
に小さな波高の波が来たような場合は、シリンダ
装置１０に働く負荷力を打ち勝つて振り子７を動
かすだけの力は波になく、この場合はエネルギー
吸収が全く行なわれないことになり、さりとてこ
のアキユムレータを取除けばＷ∝H2の関係から
たまたま一波だけ高波高の波が入射したような場
合、その周期のみは著しく大きな油圧と油量とで
エネルギー吸収をしなくてはならず、装置として
も過大容量のものを用意しなくてはならなくなる
為である。
１１０による負荷は、アキユムレータと連結した
状態のとき生ずる油圧P1a又はP1bにより与えら
れ、また、アキユムレータは交互に切換えられる
ので、シリンダ装置１１０が右行又は左行を開始
する際は最低負荷状態からスタートする。この
為、波エネルギーの大きさに関係なくその大きさ
に匹敵する大きさの吸収エネルギーを得ることが
容易である。このことは第２図に示す装置におい
ては不可能である。何となれば、或る時たまたま
大きな波高の波が来て多量の油を油圧モータに送
り、その一部がアキユムレータに残つた状態で次
に小さな波高の波が来たような場合は、シリンダ
装置１０に働く負荷力を打ち勝つて振り子７を動
かすだけの力は波になく、この場合はエネルギー
吸収が全く行なわれないことになり、さりとてこ
のアキユムレータを取除けばＷ∝H2の関係から
たまたま一波だけ高波高の波が入射したような場
合、その周期のみは著しく大きな油圧と油量とで
エネルギー吸収をしなくてはならず、装置として
も過大容量のものを用意しなくてはならなくなる
為である。
本発明では高エネルギー波が入射した場合、ア
キユムレータに蓄えるエネルギーEaはEa∝P1 2で
あり、従つて、P1∝√である為、回路圧力の
上昇はそれほど大きくならない。そしてそのエネ
ルギーは徐々に油圧モータで消費される。
キユムレータに蓄えるエネルギーEaはEa∝P1 2で
あり、従つて、P1∝√である為、回路圧力の
上昇はそれほど大きくならない。そしてそのエネ
ルギーは徐々に油圧モータで消費される。
振り子１０７に働くシリンダ装置１１０による
負荷は前述した通り油圧P1によつて与えられる。
P1はアキユムレータに蓄えられた油の体積Ｖの
函数である為、振り子に働く負荷は吸収したエネ
ルギーレベルEaの函数である。
負荷は前述した通り油圧P1によつて与えられる。
P1はアキユムレータに蓄えられた油の体積Ｖの
函数である為、振り子に働く負荷は吸収したエネ
ルギーレベルEaの函数である。
本発明の方式の波力吸収においては、波のエネ
ルギーレベルに合わせ適当な大きさの負荷を組合
せないと、波エネルギーから油圧エネルギーへの
変換が充分に行なわれない。例えば式(10)の定数Ｂ
＝∞でもＢ＝０のときでも変換率が低下し、この
中間にＢの最適の大きさがある。振り子１０７か
らシリンダ装置１０へ伝えられるエネルギーを
E1とし、造波抵抗に抗して振り子１０７が揺動
するために費やすエネルギーをE2とすると、Ｂ
の最適値はE1＝E2が得られるときの値で、この
場合波エネルギーから油圧エネルギーへの変換が
最大になる。およそ、振り子に働く平均負荷力
と、造波抵抗力の平均値が等しければE1≒E2が
成立する。然し、第５図からも判るように、Ｂの
値を任意に調整することは極めて難しい。本発明
はこの問題を次のようにして解決する。
ルギーレベルに合わせ適当な大きさの負荷を組合
せないと、波エネルギーから油圧エネルギーへの
変換が充分に行なわれない。例えば式(10)の定数Ｂ
＝∞でもＢ＝０のときでも変換率が低下し、この
中間にＢの最適の大きさがある。振り子１０７か
らシリンダ装置１０へ伝えられるエネルギーを
E1とし、造波抵抗に抗して振り子１０７が揺動
するために費やすエネルギーをE2とすると、Ｂ
の最適値はE1＝E2が得られるときの値で、この
場合波エネルギーから油圧エネルギーへの変換が
最大になる。およそ、振り子に働く平均負荷力
と、造波抵抗力の平均値が等しければE1≒E2が
成立する。然し、第５図からも判るように、Ｂの
値を任意に調整することは極めて難しい。本発明
はこの問題を次のようにして解決する。
定数Ｂは一定にしておく。そして振り子１０７
でシリンダ装置１１０を駆動する揺動レバーの半
径rcの大きさを調整できるようにする。このよう
にすればシリンダの負荷が一定の状態で振り子に
与える負荷モーメントの大きさが加減でき、波力
による駆動モーメントの大きさに適合させること
が容易となる。
でシリンダ装置１１０を駆動する揺動レバーの半
径rcの大きさを調整できるようにする。このよう
にすればシリンダの負荷が一定の状態で振り子に
与える負荷モーメントの大きさが加減でき、波力
による駆動モーメントの大きさに適合させること
が容易となる。
以上のように本発明によれば、特願昭56−
22883号の発明の長所を引続き維持しながら、さ
らに発電出力の変動を減少させ、波エネルギー変
動に対応して無理なく効率良く波エネルギーを吸
収して電力に変換することが可能である。
22883号の発明の長所を引続き維持しながら、さ
らに発電出力の変動を減少させ、波エネルギー変
動に対応して無理なく効率良く波エネルギーを吸
収して電力に変換することが可能である。
また、第４図では２台の油圧モータを用いる場
合を示したが、この他にも油圧モータを３台以上
用い、各油圧モータの回路に第５図のアキユムレ
ータを接続し、各油圧モータの回路に振り子の揺
動に同期して順次シリンダの吐出油を供給し、そ
の他の回路は供給に預る番に至るまでの間、シリ
ンダとの接続を閉じて待機するようにした場合
も、２台の油圧モータで得られたと同様の効果を
得ることができる。
合を示したが、この他にも油圧モータを３台以上
用い、各油圧モータの回路に第５図のアキユムレ
ータを接続し、各油圧モータの回路に振り子の揺
動に同期して順次シリンダの吐出油を供給し、そ
の他の回路は供給に預る番に至るまでの間、シリ
ンダとの接続を閉じて待機するようにした場合
も、２台の油圧モータで得られたと同様の効果を
得ることができる。
本発明によれば、波高が高い場合、油圧回路系
に生ずる油圧の最大値が比較的低いレベルに保た
れる為、油圧回路系の設備費が低廉である。ま
た、油圧変動が少い為、油圧モータの効率面でも
有利となる。従つて、設備費の低減と操業効率の
向上が達成でき、さらに装置の安全性及び信頼性
が達成できる。また、本発明の装置は一般電力網
に接続運転できる。発電電力を波の周期的変動に
関係なく平滑化することができ、且つ波高の高低
に拘らず波力発電効率を高く保つことができる。
従つて、本発明は実用上極めて有用である。
に生ずる油圧の最大値が比較的低いレベルに保た
れる為、油圧回路系の設備費が低廉である。ま
た、油圧変動が少い為、油圧モータの効率面でも
有利となる。従つて、設備費の低減と操業効率の
向上が達成でき、さらに装置の安全性及び信頼性
が達成できる。また、本発明の装置は一般電力網
に接続運転できる。発電電力を波の周期的変動に
関係なく平滑化することができ、且つ波高の高低
に拘らず波力発電効率を高く保つことができる。
従つて、本発明は実用上極めて有用である。
以上本発明を特定の例につき説明したが、本発
明の広汎な精神と視野を逸脱することなく種々の
変更と修整が可能なこと勿論である。
明の広汎な精神と視野を逸脱することなく種々の
変更と修整が可能なこと勿論である。
第１図は本発明者等が先に発明した特願昭56−
22883号の高効率の波力エネルギー変換装置の線
図的斜視図、第２図は同装置の回路例を示す線図
的系統図、第３図はその発電出力特性図、第４図
は本発明装置の回路例を示す線図的系統図、第５
図は本発明に係るアキユムレータの線図的断面
図、第６図はその作動特性を示す特性線図、第７
図は時間と振り子の振巾との関係を示す特性線
図、第８図は時間と油圧モータトルクとの関係を
示す特性線図、第９図は時間と発電機トルク（出
力）との関係を示す特性線図である。 １……ケーソン、２，３……側壁、４……背
板、５……底板、６……水室、７……振り子、８
……振り子の受圧板、９……軸受、１０……シリ
ンダ装置、１１……貯油タンク、１２……管路、
１３……整流弁、１４，１５，１６……管路、１
９……管路、２０……減圧弁、２１……プレツシ
ヤーコンペンセータ付油圧モータ、２２……一方
向クラツチ付フライホイール、２３……交流発電
機、２４……リリーフ弁、２５……蓄圧器、２６
……管路、１０７……振り子、１１０……シリン
ダ装置、１１０ａ……ピストン、１１１……貯油
タンク、１１２……管路、１１３……整流弁、１
１４，１１５，１１６……管路、１２０……切換
弁、１２１ａ，１２１ｂ……油圧モータ、１２３
……交流発電機、１２４……リリーフ弁、１２５
ａ，１２５ｂ……アキユムレータ、１２６ａ，１
２６ｂ……管路、１３０ａ，１３０ｂ……一方向
クラツチ付プーリー、１３１……ベルト、１３２
ａ，１３２ｂ……管路、１３３……タンクフイル
タ、１４０……シリンダ、１４１……ピストン、
１４２……ばね、１４３……ポート、Bc……水
室長、Ｈ……波高、Hc……水室６内水深、P1…
…油圧、Ａ……振り子７へのシリンダ１０の枢着
点、OP……振り子７の揺動点、rc……揺動点OP
から枢着点Ａへの距離、P1a，P1b……油圧、ｘ…
…ピストン１４１の変位、ｔ……時間。
22883号の高効率の波力エネルギー変換装置の線
図的斜視図、第２図は同装置の回路例を示す線図
的系統図、第３図はその発電出力特性図、第４図
は本発明装置の回路例を示す線図的系統図、第５
図は本発明に係るアキユムレータの線図的断面
図、第６図はその作動特性を示す特性線図、第７
図は時間と振り子の振巾との関係を示す特性線
図、第８図は時間と油圧モータトルクとの関係を
示す特性線図、第９図は時間と発電機トルク（出
力）との関係を示す特性線図である。 １……ケーソン、２，３……側壁、４……背
板、５……底板、６……水室、７……振り子、８
……振り子の受圧板、９……軸受、１０……シリ
ンダ装置、１１……貯油タンク、１２……管路、
１３……整流弁、１４，１５，１６……管路、１
９……管路、２０……減圧弁、２１……プレツシ
ヤーコンペンセータ付油圧モータ、２２……一方
向クラツチ付フライホイール、２３……交流発電
機、２４……リリーフ弁、２５……蓄圧器、２６
……管路、１０７……振り子、１１０……シリン
ダ装置、１１０ａ……ピストン、１１１……貯油
タンク、１１２……管路、１１３……整流弁、１
１４，１１５，１１６……管路、１２０……切換
弁、１２１ａ，１２１ｂ……油圧モータ、１２３
……交流発電機、１２４……リリーフ弁、１２５
ａ，１２５ｂ……アキユムレータ、１２６ａ，１
２６ｂ……管路、１３０ａ，１３０ｂ……一方向
クラツチ付プーリー、１３１……ベルト、１３２
ａ，１３２ｂ……管路、１３３……タンクフイル
タ、１４０……シリンダ、１４１……ピストン、
１４２……ばね、１４３……ポート、Bc……水
室長、Ｈ……波高、Hc……水室６内水深、P1…
…油圧、Ａ……振り子７へのシリンダ１０の枢着
点、OP……振り子７の揺動点、rc……揺動点OP
から枢着点Ａへの距離、P1a，P1b……油圧、ｘ…
…ピストン１４１の変位、ｔ……時間。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 波力で駆動される１個の受波体の運動をシリ
ンダに伝えて油圧脈流をつくり出し、他方では複
数台の油圧モータでそれぞれ一方向クラツチを介
して１台の発電機を駆動できるように構成し、 各油圧モータにはそれぞれアキユムレータを接
続し、 前述の油圧脈流を受波体の揺動に同期して順次
油圧モータに供給し、 油圧脈流の供給を受けていない間は油圧モータ
回路を閉じるようにしておき、 前記アキユムレータには蓄圧圧力と蓄積容量と
が比例する種類のものを使用し、 これにより波力エネルギーの周期性に基づく波
力発電出力の周期的変動を解消し且つ波高の高低
に拘わらず波力発電効率を高く保つことを特徴と
する波力発電方法。 ２ 底板上に一側を解放面とし背板と少なくとも
両側面に側壁をもち天井の全部または一部を解放
面としたケーソンを防波堤または海岸堤防の全部
または海側に面する部分の構成要素とし、ケーソ
ンの水室長B′cを水室内波長Lcの1/4より大きく
して水室内に定常波波動を発生させ、背板より
Lc／４だけ海側の点に前記正常波波動の節が発
生するようににし、この波動の節の点に波動の周
期Twとほぼ同じ値の固有周期Tpで揺動する振
り子を設置し、前記定常波波動で振り子を加振す
ることにより波力エネルギーを吸収して電気エネ
ルギーまたは熱エネルギーに変換する波力発電装
置において、前記振り子により駆動されて往復時
及び復動時に油を吐出するシリンダと、往動時の
油圧と復動時の油圧との差により駆動されて吐出
油を交互に２台以上の油圧モータに給送する切換
弁と、前記切換弁からの往動時又は復動時の吐出
油圧力により駆動されてこれに比例した容積を押
しのける２台以上の油圧モータと、各油圧モータ
と切換弁とを連結する管路にそれぞれ設けたアキ
ユムレータと、一般電力網に接続して一定回転数
で回転する同期又は誘導発電機とを具え、前記ア
キユムレータには蓄圧圧力と蓄積容量とが比例す
る種類のものを使用し、シリンダにより振り子に
働く負荷を振り子の揺動角度θに比例させ且つ振
り子に働く平均負荷の大きさを造波抵抗力の平均
値に等しくしたことを特徴とする波力発電装置。 ３ 特許請求の範囲２記載の波力発電装置におい
て、振り子とシリンダとを連結する揺動レバーを
設け、揺動レバーの揺動半径を調整自在とした波
力発電装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060869A JPS58178879A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 波力発電方法及び装置 |
| CA000425681A CA1200280A (en) | 1982-04-14 | 1983-04-12 | Method and apparatus for generating electric power by waves |
| US06/485,518 US4490621A (en) | 1982-04-14 | 1983-04-14 | Method and apparatus for generating electric power by waves |
| GB08310145A GB2121882B (en) | 1982-04-14 | 1983-04-14 | Method and apparatus fpr generating electric power by waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060869A JPS58178879A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 波力発電方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58178879A JPS58178879A (ja) | 1983-10-19 |
| JPS6344948B2 true JPS6344948B2 (ja) | 1988-09-07 |
Family
ID=13154820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57060869A Granted JPS58178879A (ja) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | 波力発電方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4490621A (ja) |
| JP (1) | JPS58178879A (ja) |
| CA (1) | CA1200280A (ja) |
| GB (1) | GB2121882B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517015U (ja) * | 1991-08-22 | 1993-03-05 | 義雄 宮▲崎▼ | 移動台による自動車の格納及び駐車装置 |
Families Citing this family (66)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6158977A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | Muroran Kogyo Daigaku | 波力発電方法と装置 |
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| US5473892A (en) * | 1993-09-15 | 1995-12-12 | Margittai; Thomas B. | Apparatus for generating high pressure fluid in response to water weight changes caused by waves |
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