JPH0112945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は波エネルギから出力を取出す装置に係
り、特に海洋波から波エネルギを取出す装置に係
るが、これに限定するものではない。

マスダヨシオ氏によつて発明され、英国特許第
1014196号に開示された波エネルギを利用する１
つの既知の装置においては、室内の作用ガスが室
内の水柱の振動によつて室の上に置かれたタービ
ンを通流せしめられ、この室はブイ装置によつて
形成される。かかる装置は低出力発生用とて用い
られて来た。高出力装置は英国特許第1492427号
（特開昭50−96739号）に開示されているが、本発
明に於いては多数の室内に入つた波により圧縮さ
れた空気を共通の低圧戻りパイプと共に１本の共
通パイプ内に集め、２本のパイプの圧力差でター
ビンを回そうする可能性につき研究した。

上記英国特許第1492427号ではパイプの平均圧
力が高く、さゞ波からの出力は利用し得ないと言
うことから上記本発明の可能性を否定している。

この可能性実現の課題は２つのパイプ間の圧力
差が実質的に一定の時はタービンが最も効率よく
運動出来ることにある。

又実開昭49−131506及び特開昭49−135125によ
れば、アキユムレータ及び圧力調整弁を利用し海
洋波により直接的に加圧された海水が水タービン
を廻転し電力を得るシステムが開示されている。

本発明はこの様な振動する海水の柱からエネル
ギを得る型式に属するものではあるが、本発明に
よれば、エネルギの変換の効率化を特に計つたも
のである。

そこで本発明に於いては、液面上に浮かべ液体
の波からエネルギを取出す装置であつて、波の運
動によつて振動する様にされた液体の柱の作用に
より作用ガスを加圧しそして放出する様に各々用
いられる複数個の室と、上記加圧された作用ガス
従つて上記波からエネルギを取出す例えばタービ
ン機構とを具備して成り、上記複数個の室は、直
列関係で一緒に連結され、上記室は加圧されたガ
スが１つの室から上記直列室に沿つてその隣接室
へ放出されて漸次圧力を増す様に配列され、上記
直列配列の最終の室と上記エネルギ取り出し機構
との間に接続され、作用ガスの圧力変化に応じて
容積の変わる通気ダクトとを結合して成る事を特
徴とする波からエネルギを取出す装置を提起する
ものである。

好ましくは上記通気ダクトはダクトを具備して
成り、この一端は直列接続配列の最終の室と連通
し、他端は使用中上記装置の浮かんでいる上記液
中に入り入み、上記作用ガスが上記最終の室から
ダクト中へと放出された時に上記液面の下降変位
によりダクト内のガス容積が増加する様にする。

本装置は作用ガスに空気を用いそして波エネル
ギが抽出される液体に海水を用いた発電機として
作動する様に用いられ、そしてエネルギ取り出し
機構は発電機手段を駆動する様に用いられるター
ビン手段としてもよい。

さて同様の部分を同様の番号で示した添付図面
を参照し、本発明の実施例を以下に説明する。

さて第１図及び第１ａ図を参照すれば、図示さ
れた浮き発電機構造体は海洋波から電力を導き出
す様に意図されており、そして一般的に三角形の
ブイタンク２と一般的に長方形のブイタンク３と
によつて第１ａ図の矢印“Ｂ”で示した波の到来
方向に関して直角方向に形成された作用ガス（例
えば空気）のための複数個の室１ａ〜１ｎを備え
ている。上記両タンクはその下縁が丸くされてお
り、そして発電機構造体を海面に支持する様発電
機構造体の全長に延びている。

室１ａ〜１ｎの頂面は外部ケース７により形成
される。

発電機構造体の一端の室１ａは大気中から空気
を取り入れるための非戻り入口弁１４を有してお
り、その他端の室１ｎは上方に延びたダクト１８
を有しており、この中には発電機（図示せず）を
駆動する様に空気タービン１７が配置される。室
１ａ乃至１ｎは側壁１６及び通気室４０ａ乃至４
０ｎによつて互いに分離され、これらの通気室は
室１ａから室１ｎへと直列関係で発電機構造体全
体に亘つて空気を通流できる様にするため非戻り
入口弁４２ａ乃至４２ｎと非戻り出口弁４３ｂ乃
至４３ｎとを有している。各通気室４０ａ乃至４
０ｎはその後方で通気ダクト５０と連結してお
り、この通気ダクト５０はそこの空気圧を保持す
るために海面レベルより下に浸漬する様にそれ自
身が後方で延びており、且つ又第１ａ図及び第２
図に示す様にタービンダクト１８と連結する様に
発電機構造体の長さに沿つて延びており、これに
ついて以下に述べる。遮断弁５１が各室１ｂ乃至
１ｎに対する中間位置で通気ダクト５０に沿つて
配置されている。

遮断弁５１が閉じそして到来波が第１ａ図の矢
印“Ｂ”の方向である様な状態での作動中は、室
１ａ乃至１ｎの海水のレベルが発電機構造体及び
海波の運動と共に振動するが、第１図には各室１
ａ乃至１ｎにおいてその平均レベルで示されてい
る。海水レベルが下がる時は、入口弁１４を経て
室１ａへと空気が取り入れられる。海水レベルが
上がる時は、圧力の下で空気が室１ａから入口弁
４２ａを経て通気室４０ａと、この通気室４０ａ
が連結された閉じた遮断弁５１間の通気ダクト５
０の部分とに放出される。室１ａと１ｂの海水レ
ベルが再び下がつた時は室１ａに新たに空気が引
き込まれ、通気室４０ａの加圧された空気が出口
弁４３ｂを経て室１ｂへと流れ込み、その加圧状
態は室１ｂの平均海水レベルを室１ａのレベル以
下に押し下げる。１つの室から通気室４０ａ乃至
４０ｎを経て別の室へと集合的に案内される空気
流のシーケンスは、直列連結された室に沿つて空
気圧が増加する様にしてこれらの直列連結の室１
ａ乃至１ｎに沿つて室１ｎまで続けられ、そして
加圧された空気が通気室４０ｎに放出され次いで
通気ダクト５０に放出され、並列連続された室に
より得ることのできるものよりも高い空気圧でタ
ービン１７に通流される。

第１図に示された直列構成体は、並列構成体に
用いられた場合の空気タービン１７をその効率的
な使用レンジの外側まで働かせなければならない
程のレベルまで到来波力が落ちた時に特に有益で
ある。この直列構成体は切換手段（図示せず）を
用いて弁５１を開けそして弁４３ｂ乃至４３ｎを
閉じることによつて、並列構成体に切換できる。
かかる直並列切換可能構成体によれば、到来波出
力レベルが高い場合においては室１ａ乃至１ｎの
並列構成体が用いられ、到来波出力レベルが低い
場合においては切換手段によつて室１ａ乃至１ｎ
の直列構成体に切換え得る。これらの弁５１と４
３ｂ乃至４３ｎとを切換手段によつて適当に選択
的に開けたり閉じたりすることにより、構造体に
亘り部分的直列と部分的並列の流れの組合わせに
することもできる。

空気タービンを１つ使用するものとして本発明
を説明したが、構造体により放出される空気の量
及び圧力によつては多数のタービンを使つてもよ
い。又、他の作用ガスを用いてもよく、例えばガ
スが閉路系に含まれるべき場合には、タービンか
らの排気ガスを室の入口ダクトへ導いてもよい。

通気ダクト５０がよりレベルの低い海水面９に
漬る様に下方に延びている構成に基づき空気圧の
変動の減少及びその平滑化をもたらした構成は特
に便利である。又、通気ダクト５０の１部の容積
を変化させ常に圧力を実質上一定に保つ様にする
他の変型構成を用いてもよい。この変型構成に於
いては通気ダクト５０は海水中に延ばさず比較的
直径の大きなダクトを１本以上上方に延ばし、こ
のダクト内で上下滑動する重りキヤツプを嵌め込
み中の空気を加圧する。キヤツプとダクトとの間
にはＯリングシールを施し、通気ダクト５０から
空気の漏れるのを防ぐ。作動中、キヤツプは通気
ダクト５０内の空気に一定の加圧力を加え、通気
ダクト５０内の空気の体積の増減を受け入れる様
に上下動する。遮断弁５１により分けられた通気
ダクト５０の各部分の直列配列では各部分の圧力
変動の平滑化のためには各部分に対し重りつきキ
ヤツプで蓋した上方へ延びたダクトを必要とす
る。又この重りは直列配列体に沿つた圧力増加に
伴ないこれに合わせて重さを増していかねばなら
ない。或いは又重りキヤツプを最後の室１ｎに設
けタービンが実質的に一定の圧力ヘツドで働く様
な所望の効果を発揮させてもよい。若し所望とす
るならば、重りつきキヤツプにより与えられる圧
力を弾性部材でもつて助勢させてもよい。

用途に見合う様にブイタンク２及び３は別の形
状にしてもよい。

本構造体は例えば金属や強化コンクリートの構
造体、例えば鉄筋コンクリート又はガラスフアイ
バで強化されたコンクリートで形成される。

前方のブイタンク２は、波がぶつかるところの
前面が波に向いた方向に浮き発電機構造体の舷側
から下方外方に傾斜する様に設計されている。と
いうのは、前面のかかる傾斜は構造体に働く上下
浮動力を減少するとわかつているからである。

本発明による装置は通常は係留手段（図示せ
ず）でもつて設置されるということが明らかであ
ろう。

本発明は波力から電気エネルギを導出するもの
として説明したが、空気タービン１７が機械的装
置例えばポンプを作動して波力から液圧又は空気
出力を導出する様に構成してもよいし、或いは
又、空気タービンが加圧された作用ガスから出力
を導出する往復空気エンジンの様な別の機械的手
段と取り替えてもよい。

或いは又本装置は、タービン１７及びタービン
ダクト１８を省略し、オリフイス１０に流れるガ
スのエネルギ損失を最大にして海洋波の若干のエ
ネルギを消費させる様にオリフイス１０の直径を
選択することによつて防波提として働かすことも
できる。例えば、並列連結された１ａ〜１ｎを持
つ防波提においては、オリフイス面積／室の断面
積の和の比が１／100乃至１／200であるのが望ま
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図は到来波の方向に直角に整列された直列
室をもつ発電機構造体を示す本発明装置の断面略
図、第１ａ図は第１図の−線に沿つた断面略
図、第２図は第１図の矢印Ｄの方向に見た部分断
面図である。 １，１ａ〜１ｎ……室、２，３……ブイタン
ク、１０……オリフイス、１７……タービン、４
０ａ〜４０ｎ……通気室、４２ａ〜４２ｎ……非
戻り弁、４３ｂ〜４３ｎ……非戻り弁、５０……
通気ダクト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 波の運動に応じて振動する液体の柱の作用で
   作用ガスを加圧し放出するように構成された複数
   の室と、加圧された前記作用ガスからエネルギを
   取り出すエネルギ取り出し機構とを備えた波から
   エネルギを取り出す装置において、前記室の各々
   には入口弁と出口弁とが設けられ、これら室は加
   圧された上記ガスが一つの室から隣接する他の室
   へと順次に放出されて漸次圧力を増すように直列
   接続され、前記エネルギ取り出し機構は、直列接
   続された室のうちの最後尾の室に接続して設けら
   れたことを特徴とする、波からエネルギを取り出
   す装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した波からエネ
   ルギを取り出す装置において、隣接する前記室の
   間には加圧された作用ガスの圧力変動を平滑化す
   る通気室が設けられたことを特徴とする波からエ
   ネルギを取り出す装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   波からエネルギを取り出す装置において、前部に
   は、到来する波の方向に向いて下外方に傾斜した
   面が形成されたことを特徴とする波からエネルギ
   を取り出す装置。 ４ 波の運動に応じて振動する液体の柱の作用で
   作用ガスを加圧し放出するように構成された複数
   の室と、加圧された前記作用ガスからエネルギを
   取り出すエネルギ取り出し機構とを備えた波から
   エネルギを取り出す装置において、前記室の各々
   には入口弁と出口弁とが設けられ、複数の前記室
   に沿つて通気ダクトが形成され、前記エネルギ取
   り出し機構は前記通気ダクトの一端に接続して設
   けられ、前記通気ダクトには前記室の各々に隣接
   する位置に遮断弁が配置されて通気ダクト内部を
   複数のダクト部分に分割するようになつており、
   前記遮断弁により仕切られるダクト部分は前記出
   口弁と前記入口弁をそれぞれ介して隣接する二つ
   の前記室に接続され、前記遮断弁が閉じられたと
   き、これら室は加圧された上記ガスが一つの室か
   ら隣接する他の室へと順次に放出されて漸次圧力
   を増すように直列接続され、前記遮断弁が開かれ
   たときこれら室は前記通気ダクトを介して前記エ
   ネルギ取り出し機構に対して互いに並列接続され
   ることを特徴とする波からエネルギを取り出す装
   置。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の波からエネル
   ギを取り出す装置において、前記通気ダクトは前
   記液体内に延びて該液体内に開口したことを特徴
   とする波からエネルギを取り出す装置。 ６ 特許請求の範囲第４項または第５項に記載の
   波からエネルギを取り出す装置において、隣接す
   る二つの室間に加圧された作用ガスの圧力変動を
   平滑化する通気室が設けられ、前記通気ダクトは
   該通気室に接続されたことを特徴とする波からエ
   ネルギを取り出す装置。 ７ 特許請求の範囲第４項ないし第６項のいずれ
   かに記載の波からエネルギを取り出す装置におい
   て、前部には、到来する波の方向に向いて下外方
   に傾斜した面が形成されたことを特徴とする波か
   らエネルギを取り出す装置。