[go: up one dir, main page]

JP2011190764A - Gyro wave-activated power generator - Google Patents

Gyro wave-activated power generator Download PDF

Info

Publication number
JP2011190764A
JP2011190764A JP2010058877A JP2010058877A JP2011190764A JP 2011190764 A JP2011190764 A JP 2011190764A JP 2010058877 A JP2010058877 A JP 2010058877A JP 2010058877 A JP2010058877 A JP 2010058877A JP 2011190764 A JP2011190764 A JP 2011190764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gyro
shaft
gimbal
power generation
wave power
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.)
Pending
Application number
JP2010058877A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Sone
啓助 曽根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2010058877A priority Critical patent/JP2011190764A/en
Publication of JP2011190764A publication Critical patent/JP2011190764A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive gyro wave-activated power generator easily controlled and having high power generation capacity without reducing power generation efficiency with respect to the irregular swinging of a floating body. <P>SOLUTION: A gyro moment is generated by the swinging, and a gyro 15 with a gimbal shaft 19 rotated in two directions to the right and left by the gyro moment is supported by the floating body 1. The gimbal shaft 19 is provided with a first drive gear 31 and a second drive gear 32 through one-way clutches 33, 34. The one-way clutch 33 connecting the first drive gear 31 with the gimbal shaft 19 and the one-way clutch 34 connecting the second drive gear 32 with the gimbal shaft 19 are oppositely incorporated so that the engagement directions thereof are different. The rotation of the gimbal shaft 19 in the two directions to the right and left is taken out for an output shaft 36 as rotation in one direction from the first drive gear and second drive gear. The rotation of the output shaft 36 is speeded up by a step-up gear 39 and input from the step-up gear 39 into a generator 38 to drive the generator 38. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、波浪のエネルギを利用したジャイロ式波力発電装置に関する。   The present invention relates to a gyro-type wave power generation device using wave energy.

波浪のエネルギを利用したジャイロ式波力発電装置として、特許文献1および2に記載されたものが従来から知られている。   As gyro-type wave power generation devices using wave energy, those described in Patent Documents 1 and 2 are conventionally known.

特許文献1に記載されたジャイロ式波力発電装置においては、浮体と、その浮体に支持されたジャイロと、そのジャイロのジンバル軸に増速手段を介して接続された発電装置とを備え、上記浮体の揺れとジャイロのジンバルの回転を同期させるように上記ジンバル軸の回転数を制御して、波浪による浮体の揺動によりジャイロのジンバルを一方向に連続的に回転させ、発電装置を駆動して発電を行うようにしている。   The gyro-type wave power generation device described in Patent Document 1 includes a floating body, a gyro supported by the floating body, and a power generation device connected to a gimbal shaft of the gyro via a speed increasing unit, The number of rotations of the gimbal shaft is controlled so that the swing of the floating body and the rotation of the gyro gimbal are synchronized, and the gyro gimbal is continuously rotated in one direction by the swing of the floating body caused by the waves, and the power generator is driven. Power generation.

一方、特許文献2に記載されたジャイロ式波力発電装置においても、特許文献1に記載されたジャイロ式波力発電装置と同様に、浮体と、その浮体に支持されたジャイロと、そのジャイロのジンバル軸に増速手段を介して接続された発電装置とを備え、波浪による浮体の揺動によりジャイロのジンバルを回転させ、発電機を駆動して発電するようにしている。そして、その発電効率を高めるため、浮体を矩形環状部材とし、その矩形環状部材の短手方向又は長手方向が波の進行方向に対して自然に平行となるようにして、発電効率が最大となるような向きに修正又は保持できるようにしている。   On the other hand, in the gyro wave power generator described in Patent Document 2, similarly to the gyro wave power generator described in Patent Document 1, the floating body, the gyro supported by the floating body, and the gyro of the gyro And a power generation device connected to the gimbal shaft through speed increasing means, and the gyroscope of the gyroscope is rotated by the swinging of the floating body by waves, and the generator is driven to generate power. In order to increase the power generation efficiency, the floating body is a rectangular annular member, and the short side direction or the long side direction of the rectangular annular member is naturally parallel to the wave traveling direction, so that the power generation efficiency is maximized. It can be corrected or held in such a direction.

特許第4184803号公報Japanese Patent No. 4184803 特開2008−231967号公報JP 2008-231967 A

ところで、特許文献1に記載されたジャイロ式波力発電装置においては、発電効率を高めるため、浮体の揺れとジャイロのジンバルの回転が同期するように上記ジンバル軸の回転数を制御し、ジンバル軸を一方向に回転させるようにしているが、浮体の揺れは、波の高さ、周期および浮体に対する波の方向が不規則であり、また、設置する海域によって異なる等、その不規則な浮体の揺れ運動に対してジンバルの回転を同期制御することは難しく、高価な制御システムを必要とする問題がある。   By the way, in the gyro wave power generation device described in Patent Document 1, in order to increase the power generation efficiency, the rotational speed of the gimbal shaft is controlled so that the swing of the floating body and the rotation of the gyro gimbal are synchronized. However, the fluctuation of the floating body is irregular in the wave height, period and direction of the wave with respect to the floating body. It is difficult to synchronously control the rotation of the gimbal with respect to the shaking motion, and there is a problem that requires an expensive control system.

また、完全に同期させることは困難であり、同期にずれが生じた場合に、ジンバル軸の回転方向と逆向きにジャイロモーメントが発生し、発電効率を低下させることになる。   In addition, it is difficult to completely synchronize, and when a deviation occurs in synchronization, a gyro moment is generated in the direction opposite to the rotational direction of the gimbal shaft, and power generation efficiency is reduced.

一方、特許文献2に記載されたジャイロ式波力発電装置においては、浮体を矩形環状部材としてジャイロ式波力発電装置の発電効率が最大となるような向きに修正又は保持できるようにしているが、海水面に対する浮体の接触面積が大きいため、波に対する浮体の方向変化が鈍く、また、浮体に傾きが生じ難く、さらに、波の長さが短手方向長さ以下の短い波長の場合、浮体はさらに傾き難くなり、発電能力が低いという問題がある。   On the other hand, in the gyro wave power generator described in Patent Document 2, a floating body is used as a rectangular annular member so that the gyro wave power generator can be corrected or held in a direction that maximizes the power generation efficiency of the gyro wave power generator. Because the floating body has a large contact area with the sea surface, the floating body is less likely to change its direction with respect to the wave, and the floating body is less likely to be tilted. Has a problem that the power generation capacity is low.

ここで、特許第2944495号公報においては、波等の流体の動きによって入力軸を正逆回転させ、その入力軸の正逆2方向の回転を一方向の回転として出力軸に取り出すようにしたエネルギ取出し装置が記載されている。そのようなエネルギ取出し装置を特許文献1に記載のジャイロ式波力発電装置に採用することによって、発電効率を向上させることができるのではないかと考えられる。   Here, in Japanese Patent No. 2944495, the energy is such that the input shaft is rotated forward and backward by the movement of a fluid such as a wave, and the rotation of the input shaft in two forward and reverse directions is taken as one direction rotation to the output shaft. An unloader is described. By adopting such an energy extraction device in the gyro wave power generation device described in Patent Document 1, it is considered that the power generation efficiency can be improved.

しかし、上記のエネルギ取出し装置においては、歯車の枚数および歯車の噛み合い分が多く、また、慣性重量も大きいため、エネルギの損失が多く、発電効率を向上させることができない。   However, in the above-described energy extraction device, the number of gears and the amount of meshing of the gears are large, and the inertia weight is large, so that there is a lot of energy loss and power generation efficiency cannot be improved.

また、入力軸と出力軸が平行の配置であるため、特許文献1に記載のジャイロ式波力発電装置のように、浮体内に発電装置が配置されているような場合、入力軸や出力軸の回転軸回りに浮体自身が連れ回り、エネルギの変換効率が低下することになる。   Further, since the input shaft and the output shaft are arranged in parallel, when the power generation device is arranged in the floating body like the gyro wave power generation device described in Patent Document 1, the input shaft and the output shaft are arranged. As a result, the floating body itself is rotated around the rotation axis, and the energy conversion efficiency is lowered.

この発明の課題は、不規則な浮体の揺れに対して発電効率を低下させることなく、制御が容易な低コストの発電能力の高いジャイロ式波力発電装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a low-cost power generation capability gyro wave power generation device that is easy to control without lowering the power generation efficiency against irregular swinging of the floating body.

上記の課題を解決するために、この発明においては、浮体と、その浮体に支持されたジャイロとを有し、前記ジャイロが、水平配置のホイール支持軸を中心にして回転可能なフライホイールおよびそのフライホイールを駆動するモータを備え、前記ホイール支持軸の波浪による傾きによりジャイロモーメントを発生させて前記ホイール支持軸に直交配置のジンバル軸を左右2方向に回転させるようにした構成とされ、前記ジンバル軸の回転を増速機により増速し、その増速機から発電機に入力して発電機を駆動するようにしたジャイロ式波力発電装置において、前記ジンバル軸に一方向クラッチを介して第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤを設け、ジンバル軸に第1駆動ギヤを結合する一方向クラッチとジンバル軸に第2駆動ギヤを結合する一方向クラッチを係合方向が異なる逆向きの組込みとして、ジンバル軸の左右二方向の回転を第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤから一方向の回転として出力軸に取り出し、その出力軸の回転を前記増速機に入力するようにした構成を採用したのである。   In order to solve the above problems, in the present invention, a flywheel having a floating body and a gyro supported by the floating body, the flywheel being rotatable about a horizontally disposed wheel support shaft, and A motor for driving a flywheel, wherein the gimbal moment is generated by the inclination of the wheel support shaft due to waves, and the gimbal shaft arranged orthogonal to the wheel support shaft is rotated in two directions left and right; In a gyro-type wave power generator in which rotation of a shaft is increased by a speed increaser and is input to the generator from the speed increaser to drive the power generator, the gimbal shaft is connected to the first through a one-way clutch. One drive gear and a second drive gear are provided, and a one-way clutch that connects the first drive gear to the gimbal shaft and a second drive gear that connects the gimbal shaft The direction clutch is incorporated in opposite directions with different engagement directions, the rotation of the left and right directions of the gimbal shaft is extracted from the first drive gear and the second drive gear to the output shaft as one direction rotation, and the rotation of the output shaft is A configuration was adopted in which the input to the gearbox was made.

上記の構成からなるジャイロ式波力発電装置において、波の動きにより装置全体が揺動し、フライホイールのホイール支持軸が、ジンバル軸に直交してフライホイールの重心を通る仮想中心軸を中心に揺動して傾きが生じると、フライホイールの回転によりジャイロモーメントが発生し、ジンバル軸が回転する。ここで、装置全体揺動の前記仮想中心軸とホイール支持軸が直交した位置となるとき、ジャイロモーメントは最大となる。   In the gyro-type wave power generation device having the above-described configuration, the entire device swings due to the wave motion, and the wheel support shaft of the flywheel is centered on the virtual central axis passing through the center of gravity of the flywheel perpendicular to the gimbal axis. When tilting occurs by swinging, a gyro moment is generated by the rotation of the flywheel, and the gimbal shaft rotates. Here, when the imaginary central axis of the entire apparatus swings and the wheel support axis are orthogonal to each other, the gyro moment is maximized.

上記ホイール支持軸は、波の上下動による装置の揺動と共にホイール支持軸も揺動し、傾きの回転方向が変化すると、ジャイロモーメントの方向も変化する。ここで、ジャイロモーメントによりジンバル軸と共に回転するホイール支持軸が、ジンバル軸と装置全体揺動の仮想中心軸を含む面を横切って反対側の位置に回転移動しないとき、ジンバル軸の回転方向もホイール支持軸の揺動方向の変化と共に変化して、ジンバル軸が左右二方向に回転運動する。   The wheel support shaft swings along with the swing of the device due to the vertical movement of the wave, and the direction of the gyro moment also changes when the rotational direction of the tilt changes. Here, when the wheel support shaft that rotates together with the gimbal shaft by the gyro moment does not rotate to the opposite position across the plane including the gimbal shaft and the virtual center axis of the entire apparatus swing, the rotation direction of the gimbal shaft The gimbal shaft rotates in two directions, left and right, as the support shaft swings.

このとき、第1駆動ギヤをジンバル軸に結合する一方向クラッチと第2駆動ギヤをジンバル軸に結合する一方向クラッチは係合方向が異なる逆向きの組み込みであるため、ジンバル軸の一方向の回転により一方の一方向クラッチが係合し、ジンバル軸の一方向の回転が一方の駆動ギヤに伝達される。また、ジンバル軸の他方向の回転により他方の一方向クラッチが係合し、ジンバル軸の他方向の回転が他方の駆動ギヤに伝達される。   At this time, the one-way clutch that couples the first drive gear to the gimbal shaft and the one-way clutch that couples the second drive gear to the gimbal shaft are incorporated in opposite directions with different engagement directions. The one-way clutch is engaged by the rotation, and the one-way rotation of the gimbal shaft is transmitted to the one drive gear. Further, the other one-way clutch is engaged by the rotation in the other direction of the gimbal shaft, and the rotation in the other direction of the gimbal shaft is transmitted to the other drive gear.

第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤの回転は出力軸に伝達され、出力軸が一方向に連続して回転し、その回転は増速機により増速されて発電機に入力され、発電機が駆動する。   The rotation of the first drive gear and the second drive gear is transmitted to the output shaft, and the output shaft rotates continuously in one direction. The rotation is accelerated by the speed increaser and input to the generator. To drive.

このように、波によりホイール支持軸が揺動すると、ジンバル軸が正逆二方向に回転し、その回転が出力軸の一方向の回転として取り出され、増速機で増速されて発電機に入力されるため、波の周期、不規則性に拘わらず発電機を効率よく回転させることができ、発電容量の大きいジャイロ式波力発電装置を得ることができる。   In this way, when the wheel support shaft swings due to the wave, the gimbal shaft rotates in two forward and reverse directions, and the rotation is taken out as one direction rotation of the output shaft, and is increased by the speed increaser to the generator. Since it is input, the generator can be efficiently rotated regardless of the wave period and irregularity, and a gyro wave power generator with a large power generation capacity can be obtained.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置において、ジンバル軸の回転角変位および回転速度に対して発電機の回転負荷を可変させるようにすると、波によりホイール支持軸が大きく揺動して大きなジャイロモーメントを受けても、ジンバル軸と共に回転するホイール支持軸は、ジンバル軸と装置全体揺動の仮想中心軸を含む面を横切って反対側の位置に回転移動することがなくなり、ホイール支持軸の揺動方向の変化と共にジンバル軸を正逆二方向に確実に回転させることができる。   In the gyro wave power generator according to the present invention, when the rotational load of the generator is made variable with respect to the rotational angular displacement and rotational speed of the gimbal shaft, the wheel support shaft is greatly swung by the wave and a large gyro moment is generated. The wheel support shaft that rotates together with the gimbal shaft does not rotate to the opposite position across the plane including the gimbal shaft and the virtual center axis of the entire device swing. As the direction changes, the gimbal shaft can be reliably rotated in two forward and reverse directions.

ここで、波による装置全体揺動の仮想中心軸に対してホイール支持軸が平行となると、ジャイロモーメントの発生が無くなるが、このジャイロモーメントが無くなる付近のジンバル軸の角度位置範囲を避けることができ、発生するジャイロモーメントを大きくすることができる。   Here, when the wheel support shaft is parallel to the virtual central axis of the entire device swinging by the wave, the generation of the gyro moment is eliminated, but the angular position range of the gimbal shaft in the vicinity where the gyro moment is eliminated can be avoided. The generated gyro moment can be increased.

また、ジンバル軸の周囲に、周方向に間隔をおいて設けられた一対の固定配置のばねを有し、上記ジンバル軸に設けられた径方向に延びるストッパがそのばねを押圧して収縮限界に至るまで弾性変形させることによってジンバル軸の左右2方向の回転角を規制する回転角規制手段を設けておくと、大きなジャイロモーメントを受けても、ジンバル軸と共に回転するホイール支持軸は、ジンバル軸と装置全体揺動の仮想中心軸を含む面を横切って反対側の位置に回転移動するのを機械的な規制によって防止することができ、上記と同様に、波による装置全体揺動の揺動回転方向の変化と共にジンバル軸を正逆二方向に確実に回転させることができる。また、ばねの復元弾性によりジンバル軸の回転方向をスムーズに切り換えることができる。   In addition, a pair of fixedly arranged springs are provided around the gimbal shaft at intervals in the circumferential direction, and a radially extending stopper provided on the gimbal shaft presses the spring to reach the contraction limit. If a rotation angle restricting means that restricts the rotation angle in the left and right directions of the gimbal shaft by elastically deforming it is provided, the wheel support shaft that rotates with the gimbal shaft even if it receives a large gyro moment, It is possible to prevent the rotation of the entire apparatus from rotating across the plane including the virtual central axis to the opposite position by mechanical regulation. As the direction changes, the gimbal shaft can be reliably rotated in two forward and reverse directions. Further, the rotational direction of the gimbal shaft can be smoothly switched by the restoring elasticity of the spring.

さらに、第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤがベベルギヤからなり、そのベベルギヤを歯が向き合う取付けとし、それぞれのベベルギヤに噛合する従動ベベルギヤを前記出力軸の軸端部に設けることにより、簡単なギヤ構成でもってジンバル軸の正逆二方向の回転運動を出力軸の一方向の回転として取り出すことができる。また、ギヤ数も少ないため、コストの低減を図ることができ、しかも、エネルギの損失が少なく、発電効率を向上させることができる。   Further, the first drive gear and the second drive gear are bevel gears, the bevel gears are mounted so that their teeth face each other, and a driven bevel gear meshing with each bevel gear is provided at the shaft end portion of the output shaft, thereby simplifying the gear configuration. Therefore, the rotational motion of the gimbal shaft in the forward and reverse directions can be extracted as the rotation of the output shaft in one direction. In addition, since the number of gears is small, the cost can be reduced, and energy loss is small and the power generation efficiency can be improved.

ここで、上記出力軸にフライホイールを設けておくと、従動ベベルギヤに伝達される回転力の変動を低減することができる。また、フライホイールの慣性力によって出力軸が回転していることにより、一方向クラッチの係合時の回転力の立ち上がりを円滑に行なわせることができる。   Here, if a flywheel is provided on the output shaft, fluctuations in rotational force transmitted to the driven bevel gear can be reduced. Further, since the output shaft is rotated by the inertial force of the flywheel, it is possible to smoothly raise the rotational force when the one-way clutch is engaged.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置において、ジンバル軸と出力軸とが平行の配置であると、装置全体がジンバル軸および出力軸と同じ方向に連れ回り、発電機の回転軸の回転力が低下し、効率よく発電させることができなくなる。その発電効率の低下を抑制するため、ジンバル軸を鉛直の配置とし、出力軸を水平の配置として、装置全体の連れ回りを防止するのが好ましい。この場合、発電効率の低下を抑制することができると同時に、ジャイロ上において出力軸や増速機、発電機を水平の配置とすることができるため、メンテナンスの容易化を図ることができる。   In the gyro wave power generation device according to the present invention, when the gimbal shaft and the output shaft are arranged in parallel, the entire device is rotated in the same direction as the gimbal shaft and the output shaft, and the rotational force of the rotating shaft of the generator is increased. It becomes low and cannot generate electricity efficiently. In order to suppress a decrease in power generation efficiency, it is preferable to prevent the entire apparatus from being rotated by arranging the gimbal shaft vertically and the output shaft horizontally. In this case, reduction in power generation efficiency can be suppressed, and at the same time, the output shaft, the speed increaser, and the power generator can be arranged horizontally on the gyro, so that maintenance can be facilitated.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置において、フライホイールを高速で回転させるモータとして、ステータの外側にロータが設けられたアウタロータ方式のモータを採用し、そのロータをフライホイールに固定し、かつ、ステータをホイール支持軸で支持し、そのホイール支持軸を上下にジンバル軸を有する内部中空の密閉されたジンバルで支持して、上記フライホイールをジンバル内で回転自在とすることにより、ジャイロの軸方向幅の小型化を図ることができる。また、ジンバル軸回りの慣性モーメントを小さくすることができるため、発生するジャイロモーメントによりジンバル軸を円滑に回転させることができる。   In the gyro wave power generator according to the present invention, as a motor for rotating the flywheel at high speed, an outer rotor type motor in which a rotor is provided on the outside of the stator is adopted, the rotor is fixed to the flywheel, and The stator is supported by a wheel support shaft, and the wheel support shaft is supported by an internal hollow sealed gimbal having a gimbal shaft up and down, so that the flywheel can be freely rotated in the gimbal. The width can be reduced. Further, since the moment of inertia around the gimbal shaft can be reduced, the gimbal shaft can be smoothly rotated by the generated gyro moment.

この場合、ジンバルの内部中空室を減圧機により減圧することにより、フライホイールの回転抵抗を小さくすることができるため、フライホイールも円滑に回転させることができる。このとき、ジャイロ内に熱がこもり、フライホイールを回転自在に支持する軸受やモータが熱の影響を受け易くなるため、ホイール支持軸を筒状として放熱効果を高めるようにしておくのが良い。   In this case, since the rotational resistance of the flywheel can be reduced by reducing the pressure of the internal hollow chamber of the gimbal with a decompressor, the flywheel can also be rotated smoothly. At this time, since heat accumulates in the gyro and the bearing and the motor that rotatably supports the flywheel are easily affected by the heat, it is preferable that the wheel support shaft be cylindrical to enhance the heat dissipation effect.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置において、平行に配置された2本の棒状体を浮体とし、その棒状体間に浮体ベースを渡し、その浮体ベースによってジャイロ、増速機および発電機を収容するカプセルを支持し、上記浮体ベースの下面を前記棒状体の接水面より上位に位置させておくと、着水部分の面積が小さくなり、小さい波でも装置全体が傾き易くなって発電を可能とすることができる。また、波に対する浮体の方向変化も容易となり、しかも、棒状体の平行軸線方向での移動抵抗が小さいため、ジャイロ式波力発電装置の設置も容易とすることができる。   In the gyro-type wave power generation device according to the present invention, two rods arranged in parallel are used as floating bodies, and a floating body base is passed between the rod-like bodies, and the gyro, the speed increaser, and the generator are accommodated by the floating body base. If the lower surface of the floating body base is positioned higher than the water contact surface of the rod-shaped body, the area of the landing portion is reduced, and the entire device can easily tilt even with a small wave, enabling power generation. can do. Further, the direction of the floating body with respect to the wave can be easily changed, and the moving resistance in the parallel axis direction of the rod-like body is small, so that the gyro wave power generator can be easily installed.

この場合、棒状体と浮体ベースとを、棒状体の長さ方向に延びる連結軸を中心にして相対的に回転自在に連結しておくことにより、ジャイロを支持する浮体ベースを円滑に傾動させることができ、効率よく発電することができる。   In this case, the floating body base that supports the gyro can be smoothly tilted by connecting the rod-shaped body and the floating body base so as to be relatively rotatable about the connecting shaft extending in the length direction of the rod-shaped body. Can be generated efficiently.

2本の棒状体を浮体とするジャイロ式波力発電装置においては、浮体の平行線に一致する回転ベクトル方向で装置全体の揺れが最も大きくなり、ジャイロモーメントはホイール支持軸と外力の回転ベクトルの両方に直角となる回転ベクトル方向に発生するため、ジャイロのホイール支持軸が棒状体の長さ方向に対して直交する組込みとすると、大きなジャイロモーメントを得ることができ、大きな波エネルギを得ることができる。   In a gyro-type wave power generator that uses two rod-shaped bodies as floating bodies, the overall vibration of the entire apparatus is greatest in the direction of the rotation vector that coincides with the parallel lines of the floating body, and the gyro moment is the rotation vector of the wheel support shaft and external force. Since the rotation occurs in the direction of the rotation vector that is perpendicular to both, if the wheel support shaft of the gyro is built perpendicular to the length direction of the rod-shaped body, a large gyro moment can be obtained and a large wave energy can be obtained. it can.

ここで、浮体ベースの上面に内周対向位置が相反する方向に傾斜する傾斜面とされたカプセル嵌合凹部を設け、そのカプセル嵌合凹部内に上記カプセルの下部を嵌合して、カプセル嵌合凹部の底面で支持し、上記傾斜面とカプセルの下部外周面間に緩衝材を組込んでおくと、嵐等で係留が外れ、他の船や海岸施設に衝突した際に、その衝突力を緩衝材で緩衝することができ、カプセル内の各種機器の破損防止の効果を上げるとともに、被衝突物に対しても損傷の程度を抑えることができる。また、海上において浮体ベースからカプセルを容易に切り離して移動することができるため、保守点検作業を容易とすることができる。   Here, a capsule fitting recess having an inclined surface inclined in a direction opposite to the inner peripheral facing position is provided on the upper surface of the floating body base, and the lower part of the capsule is fitted into the capsule fitting recess to If it is supported by the bottom of the concavity and a cushioning material is built in between the inclined surface and the lower outer peripheral surface of the capsule, the impact force will be increased when the mooring is released due to a storm, etc., and collides with another ship or coastal facility. Can be buffered with a cushioning material, and the effect of preventing breakage of various devices in the capsule can be improved, and the degree of damage to the collision object can also be suppressed. Further, since the capsule can be easily separated and moved from the floating base at sea, maintenance and inspection work can be facilitated.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置において、ジャイロを二組とし、その二組のジャイロをジンバル軸が平行となる組込みとし、かつ、フライホイールの回転方向を逆向きとし、各ジャイロのジンバル軸の回転が伝達される出力軸を共通として、その出力軸に増速機および発電機を接続することにより、2つのジャイロの相互において、ジャイロモーメントの方向が反対となるため、ジャイロモーメントによるジンバル軸回り方向と同じ方向の装置全体の回転を抑制して、装置全体の安定化を図ることができ、ジンバル軸の回転の低下を抑制することができる。   In the gyro-type wave power generator according to the present invention, there are two sets of gyros, the two sets of gyros are assembled so that the gimbal axes are parallel, and the rotation direction of the flywheel is reversed, and the gimbal axis of each gyro Since the rotation shaft and the generator are connected to the same output shaft, the direction of the gyro moment is opposite between the two gyros. The rotation of the entire apparatus in the same direction as the rotation direction can be suppressed, the entire apparatus can be stabilized, and the decrease in rotation of the gimbal shaft can be suppressed.

上記のように、この発明においては、波による装置全体の揺動運動をジャイロモーメントによりジンバル軸の左右二方向の回転運動に変換し、このジンバル軸の左右二方向の回転運動を係合方向が逆向きとされた一対の一方向クラッチを介して出力軸に取り出し、その出力軸の回転を増速機に入力して発電機を駆動するようにしたことにより、波の周期、不規則性に拘わらず発電機を効率よく回転させることができ、発電容量の大きいジャイロ式波力発電装置を得ることができる。   As described above, according to the present invention, the swinging motion of the entire device due to the wave is converted into the left and right rotational motion of the gimbal shaft by the gyro moment, and the rotational motion of the left and right direction of the gimbal shaft is changed to the engagement direction. By taking out to the output shaft through a pair of one-way clutches that are reversed, and inputting the rotation of the output shaft to the gearbox to drive the generator, the wave cycle and irregularity are reduced. Regardless, the generator can be rotated efficiently, and a gyro wave power generator with a large power generation capacity can be obtained.

また、装置全体の揺動周期とジンバル軸の回転を同期させる必要がないため、同期制御装置を不要とすることができ、コストの安いジャイロ式波力発電装置を提供することができる。   In addition, since it is not necessary to synchronize the oscillation cycle of the entire apparatus and the rotation of the gimbal shaft, a synchronous control device can be dispensed with and a low-cost gyro wave power generator can be provided.

この発明に係るジャイロ式波力発電装置の実施の形態を示す縦断正面図Longitudinal front view showing an embodiment of a gyro wave power generator according to the present invention 図1の縦断側面図1 is a longitudinal side view of FIG. 図1のジャイロ組込み部を拡大して示す断面図Sectional drawing which expands and shows the gyro incorporation part of FIG. 図3の縦断側面図Vertical side view of FIG. (a)は、ジンバル軸の回転角を規制する回転角規制手段の概略図、(b)は、作動状態を示す概略図(A) is the schematic of the rotation angle control means which controls the rotation angle of a gimbal axis | shaft, (b) is the schematic which shows an operation state. ジャイロ式波力発電装置の揺動状態を示す縦断側面図Longitudinal side view showing the swinging state of the gyro wave power generator この発明に係るジャイロ式波力発電装置の他の実施の形態を示す縦断正面図Longitudinal front view showing another embodiment of the gyro wave power generator according to the present invention

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図1および図2に示すように、浮体1は、平行に配置された一対の棒状体1aからなり、その棒状体1a間に浮体ベース2が渡されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the floating body 1 is composed of a pair of rod-shaped bodies 1a arranged in parallel, and a floating body base 2 is passed between the rod-shaped bodies 1a.

浮体ベース2は、一対の棒状体1aの長さ方向の両端面と対向する左右一対の連結片3を前後に有し、各連結片3が棒状体1aの端面上部に連結軸4を介して回転自在に連結されている。   The floating body base 2 has a pair of left and right connecting pieces 3 facing the opposite end surfaces in the length direction of the pair of rod-like bodies 1a, and each connecting piece 3 is connected to the upper end surface of the rod-like body 1a via a connecting shaft 4. It is connected rotatably.

浮体ベース2の上面中央部にはカプセル嵌合凹部5が形成され、そのカプセル嵌合凹部5は角錐台状をなし、内周の各面が傾斜面6とされている。カプセル嵌合凹部5内にはカプセル7の下部が嵌合されている。カプセル7はカプセル嵌合凹部5の底面で支持され、その下部は角錐台状をなし、その外周面とカプセル嵌合凹部5の内周面間に緩衝材8が組込まれている。   A capsule fitting recess 5 is formed at the center of the upper surface of the floating base 2. The capsule fitting recess 5 has a truncated pyramid shape, and each inner peripheral surface is an inclined surface 6. The lower part of the capsule 7 is fitted in the capsule fitting recess 5. The capsule 7 is supported by the bottom surface of the capsule fitting recess 5, and the lower part thereof has a truncated pyramid shape. A cushioning material 8 is incorporated between the outer peripheral surface of the capsule 7 and the inner peripheral surface of the capsule fitting recess 5.

カプセル7は、開閉可能なカバー9を有し、内部空間はベースプレート10の組込みによって上部空間11と下部空間12とに区画されている。   The capsule 7 has a cover 9 that can be opened and closed, and the internal space is partitioned into an upper space 11 and a lower space 12 by incorporating a base plate 10.

図3および図4に示すように、カプセル7の下部空間12には、支持リング13が組込まれている。支持リング13は、軸受筒14を上下に有し、下部軸受筒14がカプセル7の底板7aに支持され、上部軸受筒14がベースプレート10により支持されて、固定の配置とされている。   As shown in FIGS. 3 and 4, a support ring 13 is incorporated in the lower space 12 of the capsule 7. The support ring 13 has a bearing cylinder 14 at the top and bottom, the lower bearing cylinder 14 is supported by the bottom plate 7 a of the capsule 7, and the upper bearing cylinder 14 is supported by the base plate 10 so as to be in a fixed arrangement.

支持リング13の内側にはジャイロ15が組込まれている。ジャイロ15は、内部中空の密閉されたジンバル16と、そのジンバル16内に組込まれたフライホイール17およびそのフライホイール17の回転駆動用のモータ18を備えている。   A gyro 15 is incorporated inside the support ring 13. The gyro 15 includes an inner hollow sealed gimbal 16, a flywheel 17 incorporated in the gimbal 16, and a motor 18 for driving the flywheel 17 to rotate.

ジンバル16は、上下にジンバル軸19を有し、そのジンバル軸19は支持リング13に設けられた軸受筒14内に挿入され、各軸受筒14内に組込まれた軸受20によって回転自在に支持されている。   The gimbal 16 has a gimbal shaft 19 at the top and bottom. The gimbal shaft 19 is inserted into a bearing cylinder 14 provided in the support ring 13 and is rotatably supported by bearings 20 incorporated in the bearing cylinders 14. ing.

上部のジンバル軸19は、上部空間11内に配置されてベースプレート10に支持されたギヤケース21を上下に貫通し、そのギヤケース21の上壁に支持された軸受22によっても回転自在に支持されている。   The upper gimbal shaft 19 passes through a gear case 21 disposed in the upper space 11 and supported by the base plate 10 in the vertical direction, and is also rotatably supported by a bearing 22 supported by the upper wall of the gear case 21. .

フライホイール17は、ジンバル軸19に直交し、両端部がジンバル16に固定支持された水平配置のホイール支持軸23に嵌合され、その嵌合面間に組込まれた軸受24により支持されて、ホイール支持軸23を中心に回転自在とされている。   The flywheel 17 is fitted to a horizontally disposed wheel support shaft 23 which is orthogonal to the gimbal shaft 19 and both ends are fixedly supported by the gimbal 16, and is supported by a bearing 24 incorporated between the fitting surfaces. The wheel support shaft 23 is rotatable.

ここで、ジンバル16の密閉された内部空間を減圧機により減圧することにより、フライホイール17の回転抵抗を小さくすることができ、フライホイール17を円滑に回転させることができる。このとき、ジンバル16内に熱がこもり、フライホイール17を回転自在に支持する軸受24やモータ18が熱の影響を受け易くなるため、ホイール支持軸23を筒状として放熱効果を高めるようにしている。   Here, by reducing the pressure of the sealed internal space of the gimbal 16 with a decompressor, the rotational resistance of the flywheel 17 can be reduced, and the flywheel 17 can be smoothly rotated. At this time, since heat is accumulated in the gimbal 16 and the bearing 24 and the motor 18 that rotatably support the flywheel 17 are easily affected by heat, the wheel support shaft 23 is formed in a cylindrical shape so as to enhance the heat radiation effect. Yes.

フライホイール17の回転駆動用のモータ18は、ステータ18aの外側にロータ18bが設けられたアウタロータ方式のモータが採用され、上記ステータ18がホイール支持軸23で支持され、ロータ18bがフライホイール17に固定されている。   The motor 18 for rotationally driving the flywheel 17 employs an outer rotor type motor in which a rotor 18b is provided outside the stator 18a. The stator 18 is supported by a wheel support shaft 23, and the rotor 18b is attached to the flywheel 17. It is fixed.

上記の構成からなるジャイロ15は、ホイール支持軸23が浮体1を形成する2本の棒状体1aの長さ方向と直交する組込みとされており、その組込み状態において、モータ18の駆動によりフライホイール17を高速で回転し、その回転状態でジャイロ15が、そのホイール支持軸23とジンバル軸19の両軸に直交してフライホイール17の重心Gを通る仮想中心軸Lを中心に揺動して傾きが生じると、フライホイール17の回転によりジャイロモーメントが発生して、ジンバル軸19が正逆二方向に回転するようになっている。   The gyro 15 having the above-described configuration is assembled so that the wheel support shaft 23 is orthogonal to the length direction of the two rod-shaped bodies 1 a forming the floating body 1. In the assembled state, the flywheel is driven by the motor 18. 17 is rotated at high speed, and the gyro 15 swings around a virtual center axis L passing through the center of gravity G of the flywheel 17 perpendicular to both the wheel support shaft 23 and the gimbal shaft 19 in the rotating state. When the tilt occurs, a gyro moment is generated by the rotation of the flywheel 17 so that the gimbal shaft 19 rotates in two forward and reverse directions.

上部空間11内において、ジンバル軸19の周囲には、ジンバル軸19の正逆二方向の回転角を規制する回転角規制手段25が設けられている。図3乃至図5に示すように、回転角規制手段25は、ジンバル軸19に固定された円板26の上面に径方向に延びるストッパ27を設け、そのストッパ27の両端に相反する方向に傾斜するばね押圧面28を形成し、ベースプレート10の上面には上記ストッパ27から周方向両側に90°の間隔をおいて設けられた対向一対のばね支持体29を固定し、そのばね支持体29の対向端部の両側にばね30を設け、上記ストッパ27がばね30を収縮限界に至るまで押圧することによってジンバル軸の左右2方向の回転角を規制するようにしている。   In the upper space 11, a rotation angle restricting means 25 for restricting the rotation angle of the gimbal shaft 19 in two forward and reverse directions is provided around the gimbal shaft 19. As shown in FIGS. 3 to 5, the rotation angle restricting means 25 is provided with a stopper 27 extending in the radial direction on the upper surface of the disk 26 fixed to the gimbal shaft 19, and is inclined in a direction opposite to both ends of the stopper 27. A spring pressing surface 28 is formed, and a pair of opposed spring supports 29 provided at 90 ° intervals on both sides in the circumferential direction from the stopper 27 are fixed on the upper surface of the base plate 10. A spring 30 is provided on both sides of the opposite end, and the stopper 27 presses the spring 30 until it reaches the contraction limit, thereby restricting the rotation angle in the left and right directions of the gimbal shaft.

ここで、図5(b)のθは、ジンバル軸19の左回転の可動範囲を示し、ジンバル軸19の右回転の可動範囲も左回転の可動範囲に同じとされている。   Here, θ in FIG. 5B indicates the movable range of the left rotation of the gimbal shaft 19, and the movable range of the gimbal shaft 19 is the same as the movable range of the left rotation.

図3および図4に示すように、ジンバル軸19には、ギヤケース21内に位置する部分にベベルギヤからなる第1駆動ギヤ31と第2駆動ギヤ32が設けられている。第1駆動ギヤ31と第2駆動ギヤ32は、歯が対向する組付けとされ、各駆動ギヤ31、32とジンバル軸19の嵌合面間に一方向クラッチ33、34が組込まれている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the gimbal shaft 19 is provided with a first drive gear 31 and a second drive gear 32, which are bevel gears, at portions located in the gear case 21. The first drive gear 31 and the second drive gear 32 are assembled so that their teeth face each other, and one-way clutches 33 and 34 are assembled between the fitting surfaces of the drive gears 31 and 32 and the gimbal shaft 19.

第1駆動ギヤ31の内側に組込まれた一方向クラッチ33と第2駆動ギヤ32の内側に組込まれた一方向クラッチ34は、係合方向が異なる逆向きの組み込みとされ、ジンバル軸19の一方向の回転時に一対の一方向クラッチ33、34の一方が係合してジンバル軸19の回転を一方の駆動ギヤに伝達し、ジンバル軸19の他方向の回転時に他方の一方向クラッチが係合して、ジンバル軸19の回転を他方の駆動ギヤに伝達するようになっている。   The one-way clutch 33 incorporated inside the first drive gear 31 and the one-way clutch 34 incorporated inside the second drive gear 32 are incorporated in opposite directions with different engagement directions. One of the pair of one-way clutches 33 and 34 is engaged during rotation in one direction to transmit the rotation of the gimbal shaft 19 to one drive gear, and the other one-way clutch is engaged during rotation in the other direction of the gimbal shaft 19 Thus, the rotation of the gimbal shaft 19 is transmitted to the other drive gear.

第1駆動ギヤ31および第2駆動ギヤ32のそれぞれには従動ベベルギヤ35が噛合している。従動ベベルギヤ35は出力軸36の軸端部に設けられ、その出力軸36は水平方向に延びてギヤケース21の周壁を貫通し、上記ギヤケース21の外部に位置する部分にフライホイール37が設けられている。   A driven bevel gear 35 meshes with each of the first drive gear 31 and the second drive gear 32. The driven bevel gear 35 is provided at the shaft end portion of the output shaft 36, the output shaft 36 extends in the horizontal direction and penetrates the peripheral wall of the gear case 21, and a flywheel 37 is provided at a portion located outside the gear case 21. Yes.

出力軸36には、その出力軸36の回転を増速して発電機38に出力する増速機39が接続されている。   The output shaft 36 is connected to a speed increaser 39 that increases the rotation speed of the output shaft 36 and outputs it to the generator 38.

実施の形態で示すジャイロ式波力発電装置は上記の構造からなり、図1および図2は、そのジャイロ式波力発電装置を海水面上に浮かべた状態を示している。その浮遊状態において海水面に波が生じると、装置全体が揺動する。図6はその揺動状態を示す。このとき、浮体1の棒状体1aと浮体ベース2は、連結軸4によって相対的に回転自在の連結であるため、一対の棒状体1aは一定の姿勢を保って相反する方向に上下動し、その相反する方向の上下動によって浮体ベース2が揺動する。   The gyro wave power generation device shown in the embodiment has the above-described structure, and FIGS. 1 and 2 show a state where the gyro wave power generation device is floated on the sea surface. When a wave is generated on the sea surface in the floating state, the entire apparatus is swung. FIG. 6 shows the swinging state. At this time, since the rod-shaped body 1a of the floating body 1 and the floating body base 2 are relatively rotatably coupled by the coupling shaft 4, the pair of rod-shaped bodies 1a move up and down in opposite directions while maintaining a certain posture, The floating base 2 swings due to the vertical movement in the opposite direction.

また、浮体ベース2は、その下面が海水面より上位に位置しているため、着水部分の面積が小さく、小さい波でも浮体ベース2が揺動し、装置全体が円滑に揺動する。   In addition, since the bottom surface of the floating base 2 is located higher than the sea level, the area of the landing portion is small, and the floating base 2 swings even with a small wave, so that the entire apparatus swings smoothly.

上記のような装置全体の揺動時、フライホイール17のホイール支持軸23は、そのホイール支持軸23とジンバル軸19の両軸に直交してフライホイール17の重心Gを通る仮想中心軸Lを中心に揺動して傾きが生じることになる。   When the entire apparatus is swung as described above, the wheel support shaft 23 of the flywheel 17 has a virtual center axis L passing through the center of gravity G of the flywheel 17 perpendicular to both the wheel support shaft 23 and the gimbal shaft 19. The tilt is generated by swinging to the center.

フライホイール17がモータ18の駆動により高速回転している状態でホイール支持軸23に傾きが生じると、フライホイール17の回転によりジャイロモーメントが発生し、ジンバル軸19が回転する。   If the wheel support shaft 23 is tilted while the flywheel 17 is rotating at a high speed by the drive of the motor 18, a gyro moment is generated by the rotation of the flywheel 17 and the gimbal shaft 19 rotates.

ここで、ホイール支持軸23は、波による傾きであるため、傾き方向が変化し、その傾きの変化によりジャイロモーメントの方向も変化し、ジャイロ軸19は正逆二方向に回転運動する。   Here, since the wheel support shaft 23 is tilted by a wave, the tilt direction is changed, the direction of the gyro moment is also changed by the change of the tilt, and the gyro shaft 19 is rotated in two forward and reverse directions.

このとき、上記ジャイロ軸19には一方向クラッチ33を介して第1駆動ギヤ31が設けられ、また、一方向クラッチ34を介して第2駆動ギヤ32が設けられ、その一方向クラッチ33、34は係合方向を逆とする組み込みであるため、ジャイロ軸19の一方向の回転により一方の一方向クラッチが係合し、ジャイロ軸19の一方向の回転が一方の駆動ギヤに伝達される。また、ジャイロ軸19の他方向の回転により他方の一方向クラッチが係合し、ジャイロ軸19の他方向の回転が他方の駆動ギヤに伝達される。   At this time, the gyro shaft 19 is provided with a first drive gear 31 via a one-way clutch 33 and a second drive gear 32 via a one-way clutch 34, and the one-way clutches 33, 34. Since the direction of engagement is reversed, the one-way clutch is engaged by rotation of the gyro shaft 19 in one direction, and the rotation of the gyro shaft 19 in one direction is transmitted to one drive gear. Further, the other one-way clutch is engaged by the rotation of the gyro shaft 19 in the other direction, and the rotation of the gyro shaft 19 in the other direction is transmitted to the other drive gear.

第1駆動ギヤ31および第2駆動ギヤ32の回転は、その第1駆動ギヤ31および第2駆動ギヤ32のそれぞれに噛合する従動ベベルギヤ35から出力軸36に伝達されて、出力軸36が一方向に連続して回転し、その回転は増速機39により増速されて発電機38に入力され、発電機38が駆動する。   The rotation of the first drive gear 31 and the second drive gear 32 is transmitted to the output shaft 36 from the driven bevel gear 35 that meshes with each of the first drive gear 31 and the second drive gear 32, and the output shaft 36 is unidirectional. The rotation is increased by the speed increaser 39 and input to the generator 38, and the generator 38 is driven.

このように、波によりホイール支持軸23が揺動すると、ジンバル軸19が正逆二方向に回転し、その回転が出力軸36の一方向の回転として取り出され、増速機39により増速されて発電機39に入力されるため、波の周期、不規則性に拘わらず発電機38を効率よく回転させることができる。   Thus, when the wheel support shaft 23 swings due to the wave, the gimbal shaft 19 rotates in two forward and reverse directions, and the rotation is taken out as one direction rotation of the output shaft 36 and accelerated by the speed increaser 39. Therefore, the generator 38 can be efficiently rotated regardless of the wave period and irregularity.

実施の形態においては、第1駆動ギヤ31および第2駆動ギヤ32をベベルギヤとし、そのベベルギヤのそれぞれに噛合する従動ベベルギヤ35を出力軸36に設けた簡単なギヤ構成でもってジンバル軸19の正逆二方向の回転運動を出力軸36の一方向の回転として取り出すようにしているため、エネルギの損失が少なく、効率のよい発電を行なうことができる。   In the embodiment, the first drive gear 31 and the second drive gear 32 are bevel gears, and a driven bevel gear 35 that meshes with each of the bevel gears is provided on the output shaft 36, and the gimbal shaft 19 is forward / reverse. Since the rotational motion in two directions is extracted as one direction of rotation of the output shaft 36, energy loss is small and efficient power generation can be performed.

また、出力軸36にフライホイール37が設けられているため、従動ベベルギヤ35に伝達される回転力の変動が小さく、また、フライホイール37の慣性力によって出力軸36が回転していることにより、一方向クラッチ33、34の係合時の回転力の立ち上がりは円滑なものとなり、出力軸36を一方向に滑らかに連続回転させることができる。   Further, since the flywheel 37 is provided on the output shaft 36, the fluctuation of the rotational force transmitted to the driven bevel gear 35 is small, and the output shaft 36 is rotated by the inertial force of the flywheel 37. The rising of the rotational force when the one-way clutches 33 and 34 are engaged becomes smooth, and the output shaft 36 can be smoothly and continuously rotated in one direction.

さらに、ジンバル軸19に径方向に延びるストッパ27を設け、そのストッパ27が周方向に間隔をおいて設けられた一対の固定配置のばね30を押圧して収縮限界に至るまで弾性変形させることによってジンバル軸19の左右2方向の回転角を規制するようにしているため、大きなジャイロモーメントを受けても、ジンバル軸19と共に回転するホイール支持軸23は、ジンバル軸19と装置全体揺動の仮想中心軸を含む面を横切って反対側の位置に回転移動するのを機械的に規制することができる。その結果、ホイール支持軸23の揺動方向の変化と共にジンバル軸19を正逆二方向に確実に回転させることができる。また、ばね30の復元弾性によりジンバル軸19の回転方向をスムーズに切り換えることができる。   Further, the gimbal shaft 19 is provided with a stopper 27 extending in the radial direction, and the stopper 27 presses a pair of fixedly arranged springs 30 spaced apart in the circumferential direction to elastically deform until reaching the contraction limit. Since the rotation angle in the left and right directions of the gimbal shaft 19 is restricted, the wheel support shaft 23 that rotates together with the gimbal shaft 19 even if it receives a large gyro moment, the virtual center of the gimbal shaft 19 and the entire apparatus swings. The rotational movement to the opposite position across the surface including the shaft can be mechanically restricted. As a result, the gimbal shaft 19 can be reliably rotated in two forward and reverse directions along with the change in the swinging direction of the wheel support shaft 23. Further, the rotational direction of the gimbal shaft 19 can be smoothly switched by the restoring elasticity of the spring 30.

なお、上記のような機械式の回転角規制手段25に代えて、ジンバル軸19の回転角変位および回転速度に比例して発電機38の回転負荷を可変させるようにしてもよい。この場合においても、ホイール支持軸23が大きく揺動して大きなジャイロモーメントを受けても、ジンバル軸19と共に回転するホイール支持軸23は、ジンバル軸19と装置全体揺動の仮想中心軸を含む面を横切って反対側の位置に回転移動することがなくなり、ホイール支持軸23の揺動方向の変化と共にジンバル軸19を正逆二方向に確実に回転させることができる。   Instead of the mechanical rotation angle restricting means 25 as described above, the rotation load of the generator 38 may be varied in proportion to the rotation angle displacement and rotation speed of the gimbal shaft 19. Even in this case, even if the wheel support shaft 23 swings greatly and receives a large gyro moment, the wheel support shaft 23 that rotates together with the gimbal shaft 19 is a plane that includes the gimbal shaft 19 and the virtual central axis of the entire apparatus swing. The gimbal shaft 19 can be reliably rotated in two forward and reverse directions together with the change in the swinging direction of the wheel support shaft 23.

この場合、図3に示すように、ジンバル軸19の周囲に、そのジンバル軸19の回転角を検出する検出センサ40を設け、その検出センサ40から制御装置に検出信号を出力し、制御装置は検出センサから入力される検出信号に基づいて発電機38に回転負荷を付与する付与手段を制御するようにする。   In this case, as shown in FIG. 3, a detection sensor 40 for detecting the rotation angle of the gimbal shaft 19 is provided around the gimbal shaft 19 and a detection signal is output from the detection sensor 40 to the control device. Based on the detection signal input from the detection sensor, the applying means for applying the rotational load to the generator 38 is controlled.

図7は、この発明に係るジャイロ式波力発電装置の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、カプセル7内に二組のジャイロ15を組込み、その二組のジャイロ15をジンバル軸19が平行する組込みとして、フライホイール17の回転方向を逆向きとし、各ジャイロ15のジンバル軸19の回転が伝達される出力軸36を共通として、その出力軸36に増速機39および発電機38を接続している点で図1乃至図6に示すジャイロ式波力発電装置と相違している。他の構成は図1乃至図6に示すジャイロ式波力発電装置と同一であるため、同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。   FIG. 7 shows another embodiment of the gyro wave power generator according to the present invention. In this embodiment, two sets of gyros 15 are assembled in the capsule 7, the two sets of gyros 15 are assembled with the gimbal shaft 19 in parallel, the rotation direction of the flywheel 17 is reversed, and the gimbal of each gyro 15 is It differs from the gyro wave power generator shown in FIGS. 1 to 6 in that the output shaft 36 to which the rotation of the shaft 19 is transmitted is shared and a speed increaser 39 and a generator 38 are connected to the output shaft 36. is doing. Since the other configuration is the same as that of the gyro wave power generation device shown in FIGS. 1 to 6, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

上記のように、フライホイール17の回転方向が逆向きとなる二組のジャイロ15を設けることによって、その二つのジャイロの相互において、ジャイロモーメントの回転方向が反対となるため、ジャイロモーメントによるジンバル軸19回り方向と同じ方向の装置全体の回転を抑制して、装置全体の安定化を図ることができ、ジンバル軸19の回転の低下を抑制することができる。   As described above, by providing the two pairs of gyros 15 in which the rotational directions of the flywheel 17 are opposite to each other, the rotational directions of the gyro moments are opposite to each other. The rotation of the entire apparatus in the same direction as the 19-turn direction can be suppressed, the entire apparatus can be stabilized, and a decrease in rotation of the gimbal shaft 19 can be suppressed.

1 浮体
1a 棒状体
2 浮体ベース
4 連結軸
5 カプセル嵌合凹部
6 傾斜面
8 緩衝材
15 ジャイロ
16 ジンバル
17 フライホイール
18 モータ
18a ステータ
18b ローラ
19 ジンバル軸
23 ホイール支持軸
25 回転角規制手段
27 ストッパ
30 ばね
31 第1駆動ギヤ
32 第2駆動ギヤ
33 一方向クラッチ
34 一方向クラッチ
35 従動ベベルギヤ
36 出力軸
37 フライホイール
38 発電機
39 増速機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Floating body 1a Rod-shaped body 2 Floating body base 4 Connecting shaft 5 Capsule fitting recessed part 6 Inclined surface 8 Buffering material 15 Gyro 16 Gimbal 17 Flywheel 18 Motor 18a Stator 18b Roller 19 Gimbal shaft 23 Wheel support shaft 25 Rotation angle restricting means 27 Stopper 30 Spring 31 First drive gear 32 Second drive gear 33 One-way clutch 34 One-way clutch 35 Driven bevel gear 36 Output shaft 37 Flywheel 38 Generator 39 Speed up gear

Claims (13)

浮体と、その浮体に支持されたジャイロとを有し、前記ジャイロが、水平配置のホイール支持軸を中心にして回転可能なフライホイールおよびそのフライホイールを駆動するモータを備え、前記ホイール支持軸の波浪による傾きによりジャイロモーメントを発生させて前記ホイール支持軸に直交配置のジンバル軸を左右2方向に回転させるようにした構成とされ、前記ジンバル軸の回転を増速機により増速し、その増速機から発電機に入力して発電機を駆動するようにしたジャイロ式波力発電装置において、
前記ジンバル軸に一方向クラッチを介して第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤを設け、ジンバル軸に第1駆動ギヤを結合する一方向クラッチとジンバル軸に第2駆動ギヤを結合する一方向クラッチを係合方向が異なる逆向きの組込みとして、ジンバル軸の左右二方向の回転を第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤから一方向の回転として出力軸に取り出し、その出力軸の回転を前記増速機に入力するようにしたことを特徴とするジャイロ式波力発電装置。
A floating body and a gyro supported by the floating body, the gyro including a flywheel rotatable about a horizontally disposed wheel support shaft and a motor for driving the flywheel; A gyro moment is generated by the inclination caused by the waves, and the gimbal shaft orthogonal to the wheel support shaft is rotated in two directions left and right. The speed of the gimbal shaft is increased by a speed increaser, In the gyro-type wave power generator that drives the generator by inputting from the speed machine to the generator,
A first driving gear and a second driving gear are provided on the gimbal shaft via a one-way clutch, and a one-way clutch for connecting the first driving gear to the gimbal shaft and a one-way clutch for connecting the second driving gear to the gimbal shaft. As the reverse incorporation with different engagement directions, the left and right direction rotation of the gimbal shaft is extracted from the first drive gear and the second drive gear to the output shaft as one direction rotation, and the rotation of the output shaft is taken out as the speed increaser. A gyro-type wave power generation device characterized by being input to the input.
前記ジンバル軸の回転角変位および回転速度に比例して前記発電機の回転負荷を可変させるようにした請求項1に記載のジャイロ式波力発電装置。   2. The gyro wave power generator according to claim 1, wherein the rotational load of the generator is varied in proportion to a rotational angular displacement and a rotational speed of the gimbal shaft. 前記ジンバル軸に径方向に延びるストッパを設け、そのストッパを挟む周方向の両側位置に一対の固定配置のばねを設け、前記ストッパが前記ばねを収縮限界に至るまで押圧することによってジンバル軸の左右2方向の回転角を規制する回転角規制手段を設けた請求項1又は2に記載のジャイロ式波力発電装置。   A stopper extending in the radial direction is provided on the gimbal shaft, a pair of fixedly arranged springs are provided at both circumferential positions sandwiching the stopper, and the stopper presses the spring until it reaches the contraction limit. The gyro wave power generation device according to claim 1 or 2, further comprising a rotation angle restricting means for restricting a rotation angle in two directions. 前記第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤがベベルギヤからなり、そのベベルギヤを歯が向き合う取付けとし、それぞれのベベルギヤに噛合する従動ベベルギヤを前記出力軸の軸端部に設けた請求項1乃至3のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   The first drive gear and the second drive gear are bevel gears, the bevel gears are mounted so that their teeth face each other, and driven bevel gears that mesh with the respective bevel gears are provided at the shaft end portion of the output shaft. A gyro-type wave power generation device according to any of the above items. 前記出力軸にフライホイールを設けた請求項1乃至4のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   The gyro wave power generation device according to any one of claims 1 to 4, wherein a flywheel is provided on the output shaft. 前記ジンバル軸が鉛直の配置とされ、前記出力軸が水平の配置とされた請求項1乃至5のいずれかの項に記載ジャイロ式波力発電装置。   The gyro wave power generation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the gimbal shaft is arranged vertically and the output shaft is arranged horizontally. 前記モータが、ステータの外側にロータが設けられたアウタロータ方式とされ、そのロータがフライホイールに固定され、ステータが前記ホイール支持軸に支持され、そのホイール支持軸が上下にジンバル軸を有する内部中空のジンバルで支持されて、ジンバルの内部中空内でフライホイールが回転自在とされた請求項1乃至6のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   The motor is an outer rotor system in which a rotor is provided on the outside of the stator, the rotor is fixed to the flywheel, the stator is supported by the wheel support shaft, and the wheel support shaft has a gimbal shaft up and down. The gyro-type wave power generation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the flywheel is supported by the gimbal and the flywheel is rotatable in the hollow inside the gimbal. 前記ホイール支持軸が、筒体から成る請求項7に記載のジャイロ式波力発電装置。   The gyro wave power generation device according to claim 7, wherein the wheel support shaft is formed of a cylindrical body. 前記浮体が、平行に配置された2本の棒状体から成り、その棒状体間に浮体ベースを渡し、その浮体ベースにより前記ジャイロ、増速機および発電機を収容するカプセルを支持し、前記浮体ベースの下面を前記棒状体の接水面より上位に位置させた請求項1乃至8のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   The floating body is composed of two rod-shaped bodies arranged in parallel, a floating body base is passed between the rod-shaped bodies, and a capsule that accommodates the gyroscope, the speed increaser, and the generator is supported by the floating body, and the floating body The gyro wave power generation device according to any one of claims 1 to 8, wherein a lower surface of the base is positioned higher than a water contact surface of the rod-shaped body. 前記浮体ベースが、前記棒状体に対して、その棒状体の長さ方向に延びる連結軸を中心にして相対的に回転可能に連結された請求項9に記載のジャイロ式波力発電装置。   The gyro-type wave power generation device according to claim 9, wherein the floating base is connected to the rod-like body so as to be relatively rotatable about a connecting shaft extending in a length direction of the rod-like body. 前記ジャイロのホイール支持軸が、棒状体の長さ方向に対して直交する組込みとされた請求項9又は10に記載のジャイロ式波力発電装置。   The gyro-type wave power generation device according to claim 9 or 10, wherein the wheel support shaft of the gyro is incorporated so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the rod-shaped body. 前記浮体ベースの上面に内周対向位置が相反する方向に傾斜する傾斜面とされたカプセル嵌合凹部を設け、そのカプセル嵌合凹部内に前記カプセルの下部を嵌合して、カプセル嵌合凹部の底面で支持し、前記傾斜面とカプセルの下部外周面間に緩衝材を組込んだ請求項9乃至11のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   A capsule fitting recess is provided on the upper surface of the floating body base, the capsule fitting recess having an inclined surface inclined in a direction opposite to the inner peripheral facing position, and the lower portion of the capsule is fitted into the capsule fitting recess. The gyro wave power generation device according to any one of claims 9 to 11, wherein a shock absorbing material is incorporated between the inclined surface and the lower outer peripheral surface of the capsule. 前記ジャイロを二組とし、その二組のジャイロをジンバル軸が平行する組込みとして、フライホイールの回転方向を逆向きとし、各ジャイロのジンバル軸の回転が伝達される出力軸を共通として、その出力軸に前記増速機を接続した請求項1乃至12のいずれかの項に記載のジャイロ式波力発電装置。   The gyro is composed of two sets, the two sets of gyros are built in parallel with the gimbal axis, the rotation direction of the flywheel is reversed, and the output shaft to which the rotation of the gimbal axis of each gyro is transmitted is shared. The gyro-type wave power generation device according to any one of claims 1 to 12, wherein the speed increaser is connected to a shaft.
JP2010058877A 2010-03-16 2010-03-16 Gyro wave-activated power generator Pending JP2011190764A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010058877A JP2011190764A (en) 2010-03-16 2010-03-16 Gyro wave-activated power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010058877A JP2011190764A (en) 2010-03-16 2010-03-16 Gyro wave-activated power generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011190764A true JP2011190764A (en) 2011-09-29

Family

ID=44795929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010058877A Pending JP2011190764A (en) 2010-03-16 2010-03-16 Gyro wave-activated power generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011190764A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106567812A (en) * 2016-11-11 2017-04-19 宋修君 Continuous power generation device
CN108110874A (en) * 2017-12-08 2018-06-01 中国船舶工业系统工程研究院 A kind of wave energy satellite self charger
WO2018108037A1 (en) * 2016-12-12 2018-06-21 寇君洲 Wave power mechanism and ocean wave energy generator having same
KR20190101248A (en) * 2018-02-22 2019-08-30 지상현 Power generation apparatus of ship using hydraulic power
JP2020159262A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社フジタ Wind / wave combined power generator
WO2022024786A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-03 国立大学法人東京大学 Rotational motion mechanism

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6397878A (en) * 1986-10-13 1988-04-28 Tomotoshi Tokuno Wave power generating set
JPH09184471A (en) * 1995-12-28 1997-07-15 Rongu Well Japan Kk Directional vibration energy take out device
WO2002077369A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Japan Science And Technology Corporation Gyro wave-activated power generator and wave suppressor using the power generator
JP2005207332A (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Japan Science & Technology Agency Gyroscope type wave activated power generation apparatus
JP2008133632A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Kenichi Nakajima Method and system for duct line hydraulic power generation
JP2008231967A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Kobe Univ Wave power generation system and wave power generation plant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6397878A (en) * 1986-10-13 1988-04-28 Tomotoshi Tokuno Wave power generating set
JPH09184471A (en) * 1995-12-28 1997-07-15 Rongu Well Japan Kk Directional vibration energy take out device
WO2002077369A1 (en) * 2001-03-26 2002-10-03 Japan Science And Technology Corporation Gyro wave-activated power generator and wave suppressor using the power generator
JP2005207332A (en) * 2004-01-23 2005-08-04 Japan Science & Technology Agency Gyroscope type wave activated power generation apparatus
JP2008133632A (en) * 2006-11-28 2008-06-12 Kenichi Nakajima Method and system for duct line hydraulic power generation
JP2008231967A (en) * 2007-03-19 2008-10-02 Kobe Univ Wave power generation system and wave power generation plant

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106567812A (en) * 2016-11-11 2017-04-19 宋修君 Continuous power generation device
WO2018108037A1 (en) * 2016-12-12 2018-06-21 寇君洲 Wave power mechanism and ocean wave energy generator having same
CN108110874A (en) * 2017-12-08 2018-06-01 中国船舶工业系统工程研究院 A kind of wave energy satellite self charger
KR20190101248A (en) * 2018-02-22 2019-08-30 지상현 Power generation apparatus of ship using hydraulic power
KR102039818B1 (en) * 2018-02-22 2019-11-01 지상현 Power generation apparatus of ship using hydraulic power
JP2020159262A (en) * 2019-03-26 2020-10-01 株式会社フジタ Wind / wave combined power generator
JP7193394B2 (en) 2019-03-26 2022-12-20 株式会社フジタ Combined wind and wave power generator
WO2022024786A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-03 国立大学法人東京大学 Rotational motion mechanism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011190764A (en) Gyro wave-activated power generator
JP4469620B2 (en) Gyro wave power generator
US9528900B2 (en) Balanced and eccentric mass compact pendulum with dynamic tuning
US20140239643A1 (en) System for generating electrical energy from sea waves
JP2013155609A (en) Wave power generation device
AU2020202874A1 (en) Eccentrically Rotating Mass Turbine
JP2012518742A5 (en)
KR101392282B1 (en) Sea wave-power generatng apparatus)
EA018251B1 (en) Gear device and method of providing rotation about at least one output axis
JP5627528B2 (en) Wave power generator
KR101754862B1 (en) Wave energy converter
WO2008097118A2 (en) The multiple gyroscope power-take-off and a submerged waterproof wave energy converter
JP5601825B2 (en) Damper and seismic isolation mechanism
US20150143805A1 (en) Power generation/transmission device
EP2664788B1 (en) Device for producing energy by exploiting the energy of the sea waves
FR2992032A3 (en) HOLLOW-GENERATOR WITH INERTIAL FLYERS
JP4821008B2 (en) Wave power generation system and wave power generation plant
KR102507955B1 (en) Wave power generator
CN107323871A (en) A kind of storing unit of auto parts and components anticollision
KR102183633B1 (en) Wave Power Generator Having Pendulum Movement Part
CN103909060A (en) Self-synchronizing translation elliptical vibrating screen with three shock excitation motors
CN104769276A (en) Single blade drag turbine and wave energy generating device
CN103909061A (en) Translation elliptical vibrating screen with three short shock excitation motors
JP2014214652A (en) Wave power generation device
CN202703876U (en) Underwater static seal driving device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140114

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140520