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WO2017154324A1 - 波力発電装置 - Google Patents

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WO2017154324A1
WO2017154324A1 PCT/JP2017/000225 JP2017000225W WO2017154324A1 WO 2017154324 A1 WO2017154324 A1 WO 2017154324A1 JP 2017000225 W JP2017000225 W JP 2017000225W WO 2017154324 A1 WO2017154324 A1 WO 2017154324A1
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WO
WIPO (PCT)
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hydraulic
accumulator
wave power
hydraulic oil
discharged
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2017/000225
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
齊藤 靖
昌男 中島
弘行 上野
小倉 雅則
菅原 亮
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.)
KYB Corp
Original Assignee
KYB Corp
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.)
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Publication date
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Priority to CN201780003211.2A priority patent/CN108026893A/zh
Priority to KR1020187007052A priority patent/KR20180041163A/ko
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    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • F05B2260/40Transmission of power
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a wave power generator.
  • Patent Document 1 discloses a conventional wave power generation device.
  • This wave power generator includes a floating body that is shaken by a wave, a large structure that is less or not shaken by the wave than the floating body, and a power conversion mechanism that converts relative displacement between the floating body and the large structure into a rotational motion.
  • a ball screw shaft nut (nut) and a ball screw shaft, and a generator unit (unit) which is driven by the rotating ball screw shaft by a rotational force applied by a power conversion mechanism and generates electric power.
  • This generator unit is driven by a ball screw shaft that rotates around a central axis, and discharges hydraulic oil, a hydraulic pump that discharges hydraulic oil, an accumulator that temporarily stores hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and hydraulic pressure It has a hydraulic motor into which hydraulic oil discharged from the pump and hydraulic oil temporarily stored in the accumulator flows, and a generator that is driven by the hydraulic motor to generate electric power.
  • a floating body connected with a nut for a ball screw shaft receives waves and shakes up and down. Then, the ball screw shaft rotates around the central axis by the ball screw shaft nut that swings up and down together with the floating body. Then, the hydraulic screw is driven by rotating the ball screw shaft around the central axis, and hydraulic oil is discharged from the hydraulic pump. At this time, the pressure of the hydraulic oil between the hydraulic pump and the hydraulic motor temporarily increases. As a result, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump temporarily flows into the accumulator. In other words, the accumulator can temporarily store energy as pressure by the flow of hydraulic oil.
  • the hydraulic motor is driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump and the hydraulic oil temporarily stored in the accumulator flowing into the hydraulic motor.
  • this wave power generator can reliably send hydraulic oil from the hydraulic pump to the hydraulic motor, the generator can be driven well to generate electric power.
  • the size of the floating body that fluctuates in the vertical direction changes as the wave size changes. That is, in this wave power generation device, the amount of unit time (hereinafter referred to as flow rate) at which hydraulic oil is discharged from the hydraulic pump changes as the floating body swings in the vertical direction. That is, in this wave power generator, the flow rate of the hydraulic oil flowing into the hydraulic motor changes. For this reason, this wave power generator may cause unevenness in the rotation speed of the hydraulic motor.
  • the power generation efficiency of a generator changes as the number of revolutions per unit time changes. For example, when the number of revolutions per unit time decreases, the power generation efficiency decreases. For this reason, this wave power generator may cause unevenness in the power generated by the generator due to the change in the magnitude of the waves.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wave power generation device that can generate electric power satisfactorily.
  • the wave power generator of the present invention includes a water wheel, a hydraulic circuit, and a generator.
  • the water wheel rotates in response to the waves.
  • the hydraulic circuit has a hydraulic pump, a leveling circuit, a flow control valve, and a hydraulic motor.
  • the hydraulic pump is driven by the rotation of the water wheel to discharge the working fluid.
  • the leveling circuit includes an accumulator and a flow control valve.
  • the accumulator stores the working fluid discharged from the hydraulic pump.
  • the flow rate control valve receives the working fluid discharged from the hydraulic pump and the accumulator, and discharges the working fluid at a predetermined flow rate.
  • the hydraulic motor is driven by the working fluid discharged from the flow control valve.
  • the generator is driven by the rotation of the hydraulic motor to generate electricity.
  • the wave power generation device of the present invention is an unload relief that discharges the working fluid stored in the accumulator toward the flow control valve when the pressure of the working fluid discharged from the hydraulic pump becomes a predetermined pressure or less.
  • An (unloading relief) valve may be provided.
  • the hydraulic motor when the working fluid is discharged from the accumulator, the hydraulic motor is driven, and when the working fluid flows into the accumulator and is stored, the hydraulic motor can stop driving. .
  • the wave power generation device of the present invention includes a plurality of water turbines and a hydraulic circuit that supplies and discharges a working fluid for each of the turbines, and is connected to a hydraulic motor by joining the downstream side of each hydraulic circuit. obtain.
  • the downstream flow path of the hydraulic pump may be branched and provided with a plurality of leveling circuits, and the downstream side of each leveling circuit may be joined to communicate with the hydraulic motor.
  • the set pressure of the enclosed gas (gas) may be adjustable.
  • FIG. It is the schematic which showed the wave power generator of Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic which showed the wave power generator of Embodiment 2.
  • FIG. It is the schematic which showed the wave power generator of Embodiment 3.
  • (A) shows the change in the pressure of the working fluid discharged from the hydraulic pump and passed through the check valve
  • (B) is a graph showing the change in the number of revolutions of the hydraulic motor per unit time.
  • the wave power generation device of the first embodiment includes a plurality of water turbines 10, a hydraulic circuit 20 that is a hydraulic circuit, and a generator 11. These water turbines 10 can convert wave energy into kinetic energy. These water turbines 10 are installed on the shore of the sea, river or lake. These water turbines 10 have a rotating shaft portion and rotating blade portions formed around the rotating shaft portion (not shown). The rotating shaft portion is arranged extending in the vertical direction (not shown). The rotary blade is provided between a disk-shaped support that extends radially from the two rotary positions of the rotary shaft in the radial direction around the rotary shaft, and a support that is positioned above and below. It has a plurality of vertically long rectangular wings whose angles between each other extend in the radial direction (not shown). These water turbines 10 are rotated in one direction around the rotating shaft portion by receiving waves on the rotating blades.
  • the hydraulic circuit 20 includes a storage unit 21, a plurality of hydraulic pumps 22 that are hydraulic pumps, a plurality of check valves 23, a relief valve 24, a leveling circuit 25, and a hydraulic motor 29 that is a hydraulic motor. is doing.
  • the reservoir 21 stores hydraulic oil 21A that is a working fluid.
  • each of these hydraulic pumps 22 is provided with a first inflow port 22A and a first discharge port 22B.
  • Each hydraulic pump 22 has a first inflow port 22 ⁇ / b> A communicating with the storage portion 21.
  • Hydraulic oil 21A flows from 22A.
  • These hydraulic pumps 22 discharge the hydraulic oil 21A flowing in from the first inflow port 22A from the first discharge port 22B. That is, the hydraulic pump 22 is driven by the rotation of the water turbine 10 to discharge the hydraulic oil 21A.
  • Each of the check valves 23 is provided with a second inflow port 23A and a second discharge port 23B.
  • a second inflow port 23 ⁇ / b> A communicates with each of the first discharge ports 22 ⁇ / b> B of the plurality of hydraulic pumps 22.
  • hydraulic oil 21A discharged from the respective first discharge ports 22B of the plurality of hydraulic pumps 22 flows from the respective second inflow ports 23A and flows out from the second discharge ports 23B.
  • hydraulic oil 21A does not flow from the second discharge port 23B toward the second inflow port 23A. That is, these check valves 23 prevent the hydraulic oil 21A from flowing from the second discharge port 23B toward the second inflow port 23A.
  • These check valves 23 communicate with each other at the second discharge ports 23B.
  • the relief valve 24 is provided with a third inflow port 24A and a third discharge port 24B.
  • the relief valve 24 is in communication with a second discharge port 23B in which a third inflow port 24A communicates with a plurality of check valves 23.
  • the third discharge port 24 ⁇ / b> B communicates with the storage portion 21.
  • the leveling circuit 25 includes an accumulator 26, an unload relief valve 30, and a flow control valve 28.
  • the accumulator 26 is provided with an inflow / outlet port 26A.
  • the accumulator 26 has an inflow / outflow port 26 ⁇ / b> A communicating with the second discharge port 23 ⁇ / b> B of the check valve 23 and the third inflow port 24 ⁇ / b> A of the relief valve 24.
  • the accumulator 26 flows from the inflow / outlet port 26A into the accumulator 26 until the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 increases to reach a predetermined pressure. That is, the accumulator 26 stores the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22.
  • the accumulator 26 can enclose nitrogen gas in a gas enclosing region 26B provided therein.
  • the accumulator 26 can adjust the amount of nitrogen gas sealed in the gas sealing region 26B in accordance with the pressure of the hydraulic oil 21A in the hydraulic circuit 20 that communicates with the accumulator 26. That is, the accumulator 26 can adjust the set pressure of the enclosed nitrogen gas.
  • the unload relief valve 30 is provided with a fourth inflow port 30A and a fourth discharge port 30B.
  • the fourth inflow port 30A communicates with the second discharge port 23B of the check valve 23, the third inflow port 24A of the relief valve 24, and the inflow / outlet port 26A of the accumulator 26.
  • the unload relief valve 30 is opened when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passed through the check valve 23 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, and the hydraulic oil is transferred from the fourth inflow port 30A to the fourth discharge port 30B. Flow 21A.
  • the unload relief valve 30 is closed when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passed through the check valve 23 becomes equal to or lower than a predetermined pressure, and flows from the fourth inflow port 30A to the fourth discharge port 30B. The flow of the hydraulic oil 21A is stopped.
  • the internal structure and operation of the unload relief valve 30 will be described later.
  • the flow control valve 28 is provided with a fifth inflow port 28A and a fifth discharge port 28B.
  • the fifth inflow port 28 ⁇ / b> A communicates with the fourth discharge port 30 ⁇ / b> B of the unload relief valve 30.
  • the flow rate control valve 28 receives the hydraulic oil 21A from the fifth inflow port 28A, adjusts the flow rate of the hydraulic oil 21A to a predetermined flow rate, and discharges it from the fifth discharge port 28B.
  • the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the fifth discharge port 28B does not change due to the change in the pressure of the hydraulic oil 21A filling the fifth inflow port 28A. That is, the flow control valve 28 is a pressure compensation type.
  • the hydraulic motor 29 is provided with a sixth inflow port 29A and a sixth discharge port 29B.
  • the hydraulic motor 29 is provided with an output shaft 29C.
  • the sixth inflow port 29 ⁇ / b> A of the hydraulic motor 29 communicates with the fifth discharge port 28 ⁇ / b> B of the flow control valve 28.
  • the hydraulic motor 29 has a sixth discharge port 29 ⁇ / b> B communicating with the storage unit 21.
  • the hydraulic motor 29 is driven by the hydraulic oil 21A flowing from the sixth inflow port 29A, and the output shaft 29C rotates. That is, the hydraulic motor 29 is driven when the hydraulic oil 21A discharged from the flow control valve 28 flows in.
  • the hydraulic oil 21A flowing in from the sixth inflow port 29A is discharged from the sixth discharge port 29B and returns to the storage unit 21.
  • the hydraulic circuit 20 in which the hydraulic oil 21A circulates is constituted by the reservoir 21, the hydraulic motor 29, the check valve 23, the relief valve 24, the accumulator 26, the unload relief valve 30, the flow control valve 28, and the hydraulic motor 29. ing.
  • the generator 11 is connected to the output shaft 29C of the hydraulic motor 29.
  • the generator 11 is driven by the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A and is driven by the rotational force of the output shaft 29 ⁇ / b> C of the hydraulic motor 29 that rotates to generate power. That is, the generator 11 is driven by the rotation of the hydraulic motor 29 to generate power.
  • a plurality of water turbines 10 receive a wave at the rotating blade and rotate around the rotating shaft. And the rotational force of each water wheel 10 is transmitted to each hydraulic pump 22 via a rotating shaft part and the input shaft 22C, and the hydraulic pump 22 drives. Then, the hydraulic oil 21A stored in the storage part 21 flows into the hydraulic pump 22 from the first inflow port 22A of each hydraulic pump 22, and is discharged from the first discharge port 22B. Then, the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 flows into the accumulator 26. At this time, the operating oil 21A continues to flow into the accumulator 26 until the pressure of the operating oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passed through the check valve 23 increases and reaches a predetermined pressure. It is stored in.
  • the rotating speed of the water turbine 10 is slowed down, so that the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 becomes small.
  • the pressure of the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 is difficult to increase.
  • the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A is reliably allowed to flow into the accumulator 26 by adjusting and reducing the set pressure of the nitrogen gas sealed in the accumulator 26.
  • the hydraulic oil 21A starts to flow into the accumulator 26 from time T0. Then, the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 increases, and reaches a predetermined pressure POUT at time T1. Then, the unload relief valve 30 opens. This is called a cutout.
  • the time from time T0 to T1 is the time during which the accumulator 26 stores the hydraulic oil 21A.
  • the value of POUT is 16 MPa.
  • the hydraulic oil 21A is discharged from the fourth discharge port 30B of the unload relief valve 30, passes through the flow control valve 28, and flows into the hydraulic motor 29 from the sixth inflow port 29A of the hydraulic motor 29.
  • the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the accumulator 26 flows toward the flow control valve 28. That is, the unload relief valve 30 discharges the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 toward the flow control valve 28 when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 becomes equal to or lower than a predetermined pressure POUT. To do.
  • the output shaft 29C of the hydraulic motor 29 is rotated by the hydraulic oil 21A flowing into the hydraulic motor 29.
  • the rotational speed per unit time of the output shaft 29C at this time is R1 (see FIG. 5B).
  • the unload relief valve 30 is cut out at time T1
  • the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 passes through the flow control valve 28 and flows into the hydraulic motor 29. Then, the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 decreases, and reaches a predetermined pressure PIN at time T2. Then, the unload relief valve 30 is closed. This is called cut-in.
  • the time from time T1 to T2 is the time during which the accumulator 26 is discharging the hydraulic oil 21A.
  • the value of PIN is 12.8 MPa.
  • the PIN value is 80% of the POUT value.
  • the rotational speed of the water turbine 10 increases, so that the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 increases.
  • the pressure of the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 is less likely to decrease in the wave power generation device, so that it is difficult to reach PIN.
  • the wave power generator is difficult to cut in when the unload relief valve 30 is cut out. That is, in this wave power generation device, when the rotor blade of the water turbine 10 receives a large wave, the time for the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A to flow into the hydraulic motor 29 becomes long.
  • the time required for the output shaft 29C of the hydraulic motor 29 to stop rotating becomes shorter and the time required for the wave power generator to rotate becomes longer. For this reason, in this wave power generation device, the generator 11 connected to the output shaft 29C is driven to generate longer time. Further, in this wave power generation device, when the rotor blade of the water turbine 10 receives a larger wave, the output shaft 29C of the hydraulic motor 29 continuously rotates. For this reason, this wave power generator generates power by continuously driving the generator 11 connected to the output shaft 29C.
  • the unload relief valve 30 includes a first cylinder 31, a plunger 32, a first compression coil spring 33, and a second cylinder 34 in addition to the fourth inflow port 30 ⁇ / b> A and the fourth discharge port 30 ⁇ / b> B. , A spool 35, a second compression coil spring 36, a piston 37, a first communication path 30C, a second communication path 30D, and a third communication path 30E.
  • the first cylinder 31 has a cylindrical shape and extends vertically. The upper end of the first cylinder 31 is closed by the first closing portion 31A.
  • the first cylinder 31 is formed with an inclined portion 31B having an inner diameter that decreases in the downward direction at the lower end portion.
  • one end of the fourth inflow port 30A communicates with the lower end of the inclined portion 31B.
  • one end of the fourth discharge port 30B communicates with the upper side surface of the inclined portion 31B.
  • the plunger 32 has a cylindrical shape and extends vertically.
  • the plunger 32 is provided with a bottom 32A extending in a flat plate shape inward at the lower end.
  • the bottom portion 32A is formed with a through-hole 32B provided so as to penetrate in a plate-like thickness direction.
  • the plunger 32 has the same outer diameter as the inner diameter of the first cylinder 31.
  • the plunger 32 has a vertical dimension smaller than the dimension from the first closing part 31A of the first cylinder 31 to the upper end of the inclined part 31B. The plunger 32 formed in this way is inserted into the first cylinder 31 with the bottom 32A facing down.
  • the first compression coil spring 33 extends in the vertical direction.
  • the first compression coil spring 33 has a lower end in contact with the upper surface of the bottom portion 32 ⁇ / b> A of the plunger 32 and an upper end in contact with the lower surface of the first closing portion 31 ⁇ / b> A of the first cylinder 31.
  • the first compression coil spring 33 applies an elastic force to the plunger 32 in the downward direction.
  • the outer peripheral edge of the lower end of the plunger 32 is in contact with the inside of the inclined portion 31 ⁇ / b> B of the first cylinder 31.
  • the second cylinder 34 has a cylindrical shape and extends in the left-right direction. The left end of the second cylinder 34 is closed by a second closing portion 34A.
  • the second cylinder 34 has a left inner diameter larger than a right inner diameter.
  • the second cylinder 34 has a plurality of first grooves 34B extending in the right direction from the boundary between the left and right sides of the inner periphery.
  • the second cylinder 34 is formed with a plurality of second grooves 34C extending from the right end on the right side of the inner periphery in the left direction.
  • the spool 35 has a cylindrical shape and extends in the left-right direction.
  • the spool 35 is closed at the right end by a third closing portion 35A.
  • the spool 35 has a first protrusion 35B that protrudes rightward at the right end.
  • the outer diameter of the spool 35 is the same as the inner diameter on the right side of the second cylinder 34.
  • the spool 35 is formed with a first concave portion 35 ⁇ / b> C having an outer diameter that is recessed from the left and right central portion of the cylindrical outer periphery to the left end portion.
  • the spool 35 is formed with a second recess 35D having an outer diameter recessed on the right side of the first recess 35C.
  • the spool 35 penetrates in the radial direction on the left side of the third closing portion 35A to form a first communication hole 35E.
  • the spool 35 penetrates in the radial direction on the left side of the first concave portion 35C to form a second communication hole 35F.
  • the spool 35 thus formed is inserted on the right side of the second cylinder 34 with the third closing portion 35A facing the right side.
  • the spool 35 is in contact with the first protrusion 35B and a second protrusion 38A formed to protrude leftward from the left end surface of the pressing member 38.
  • the spool 35 is provided with the elastic force of the second compression coil spring 36 in the left direction via the pressing member 38.
  • the spool 35 communicates with the left end portion of the first recess 35C overlapping the right end portion of the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4A).
  • the spool 35 communicates with the first communication hole 35E overlapping the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4A).
  • the piston 37 has a cylindrical shape and extends in the left-right direction.
  • the piston 37 has the same outer diameter as the inner diameter on the left side of the second cylinder 34.
  • the piston 37 has a third protruding portion 37 ⁇ / b> A that protrudes rightward at the right end.
  • the piston 37 has a left-right dimension smaller than the left-right dimension on the left side of the second cylinder 34.
  • the piston 37 thus formed is inserted on the left side of the second cylinder 34 with the third protruding portion 37A facing the right side.
  • the piston 37 has the right end surface of the third protrusion 37 ⁇ / b> A in contact with the left end surface of the spool 35.
  • the piston 37 has a left end surface that is spaced from the second closing portion 34 ⁇ / b> A of the second cylinder 34.
  • the first communication passage 30C communicates with the fourth inflow port 30A having one end communicating with the lower end of the first cylinder 31.
  • the other end of the first communication passage 30C is in communication with the outer periphery on the left side of the second cylinder 34 and immediately on the right side of the second closing portion 34A.
  • One end of the second communication passage 30D communicates with the first closing portion 31A of the first cylinder 31.
  • the other end of the second communication passage 30 ⁇ / b> D communicates with the left and right intermediate portion of the outer periphery on the right side of the second cylinder 34.
  • the other end of the second communication passage 30 ⁇ / b> D communicates with the first recess 35 ⁇ / b> C of the spool 35.
  • One end of the third communication passage 30E communicates with the fourth discharge port 30B.
  • One end of the third communication passage 30 ⁇ / b> E is located in the vicinity of the first cylinder 31.
  • the other end of the third communication passage 30 ⁇ / b> E communicates with the outer periphery of the right and left intermediate portion on the right side of the second cylinder 34.
  • the other end of the third communication passage 30E communicates with the second recess 35D of the spool 35 (see FIG. 4A).
  • the first cylinder 31, the second cylinder 34, the fourth inflow port 30A, the fourth discharge port 30B, the first communication path 30C, the second communication path 30D, and the third communication path 30E are hydraulic oil 21A. Is filled with.
  • the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 increases and does not reach the predetermined pressure POUT (see FIG. 5A)
  • the outer peripheral edge of the lower end of the plunger 32 is the first cylinder. 31 is in contact with the inside of the inclined portion 31B. That is, the unload relief valve 30 is closed with the plunger 32 separating the fourth inflow port 30A and the fourth discharge port 30B.
  • the spool 35 communicates with the left end portion of the first recess 35C overlapping the right end portion of the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4A). Further, the spool 35 communicates with the first communication hole 35E overlapping the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4A). At this time, the pressure of the hydraulic oil 21A filling the first cylinder 31, the second cylinder 34, the fourth inflow port 30A, the first communication path 30C, and the second communication path 30D is the same. At this time, the fourth discharge port 30B and the third communication passage 30E do not communicate with the first cylinder 31, the second cylinder 34, the fourth inflow port 30A, the first communication passage 30C, and the second communication passage 30D. .
  • the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 gradually increases. Then, the pressure of the hydraulic oil 21A filling the first cylinder 31, the second cylinder 34, the fourth inflow port 30A, the first communication path 30C, and the second communication path 30D gradually increases. At this time, the pressure of the hydraulic oil 21A filling the fourth discharge port 30B and the third communication passage 30E does not increase.
  • the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 increases, and reaches a predetermined pressure POUT (see FIG. 5A).
  • the pressure of the hydraulic oil 21A that fills the first cylinder 31, the second cylinder 34, the fourth inflow port 30A, the first communication path 30C, and the second communication path 30D also increases and reaches a predetermined pressure POUT.
  • the piston 37 is pushed rightward by the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A filling the left side of the piston 37 of the second cylinder 34, and the piston 37 and the spool 35 move rightward in the second cylinder 34.
  • the first recess 35C of the spool 35 also moves to the right, so that the left end of the first recess 35C does not overlap the right end of the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4B). . Further, the spool 35 communicates with the first communication hole 35E overlapping the second groove 34C of the second cylinder 34 (see FIG. 4B). The other end of the third communication passage 30E communicates with the first recess 35C of the spool 35 (see FIG. 4B). Then, the third communication path 30E communicates with the second communication path 30D through the first recess 35C of the spool 35 (see FIG. 4B). As a result, the pressure on the upper side of the bottom portion 32A of the plunger 32 of the first cylinder 31, the second communication passage 30D, and the right side of the piston 37 of the second cylinder 34 decreases.
  • the first cylinder 31 is partitioned into an upper side and a lower side by a bottom 32A of a plunger 32 provided with a through hole 32B. That is, in the first cylinder 31, the upper side and the lower side of the bottom portion 32A of the plunger 32 communicate with each other through the through hole 32B. For this reason, the pressure of the hydraulic oil 21A filling the lower side 32A of the plunger 32 of the first cylinder 31 does not drop rapidly. As a result, the plunger 32 is pushed upward by the hydraulic oil 21A filling the lower side of the bottom 32A and moves upward in the first cylinder 31. Thus, the unload relief valve 30 communicates with the fourth inflow port 30A and the fourth discharge port 30B, and the hydraulic oil 21A flows from the fourth inflow port 30A to the fourth discharge port 30B. That is, the unload relief valve 30 is opened.
  • the spool 35 is pushed leftward from the second compression coil spring 36 via the pressing member 38, and the piston 37 and the spool 35 move leftward within the second cylinder 34 (see FIG. 4A). ). Then, since the first recess 35C of the spool 35 also moves leftward, the left end of the first recess 35C again overlaps and communicates with the right end of the first groove 34B of the second cylinder 34 (see FIG. 4A). ). Further, the spool 35 does not overlap the second communication hole 35F with the second groove 34C of the second cylinder 34 (see FIG. 4A). Further, the other end of the third communication passage 30E communicates with the second recess 35D of the spool 35 again (see FIG. 4A).
  • the pressure of the hydraulic oil 21A filling the upper side of the bottom 32A of the plunger 32 of the first cylinder 31, the second communication passage 30D, and the right side of the piston 37 of the second cylinder 34 is the left side of the piston 37 of the second cylinder 34.
  • the pressure of the hydraulic oil 21A filling the first communication passage 30C and the fourth inflow port 30A is the same.
  • the plunger 32 moves downward in the first cylinder 31.
  • the outer peripheral edge of the lower end of the plunger 32 comes into contact with the inside of the inclined portion 31B of the first cylinder 31 again, and the fourth inflow port 30A and the fourth discharge port 30B are separated again (see FIG. 4A). ). That is, the unload relief valve 30 is closed again.
  • the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 flows again into the accumulator 26.
  • the flow control valve 28 is provided between the accumulator 26 and the hydraulic motor 29. For this reason, this wave power generator can adjust the flow rate of the hydraulic oil 21A flowing into the hydraulic motor 29 to a predetermined flow rate. For this reason, this wave power generator flows into the hydraulic motor 29 even if the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 changes due to the speed at which the water turbine 10 rotates depending on the magnitude of the waves. The flow rate of the hydraulic oil 21A can be suppressed to a predetermined flow rate.
  • the wave power generation apparatus temporarily supplies the hydraulic oil 21A that cannot pass through the flow control valve 28 when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is greater than or equal to the flow rate that can pass through the flow control valve 28. It can be stored in the accumulator 26. Further, in this wave power generation device, when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is equal to or lower than the flow rate that can pass through the flow rate control valve 28, the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 becomes the flow rate control valve. It can flow through the hydraulic motor 29 after passing through 28. Thereby, since this wave power generation device can level the rotation of the hydraulic motor 29, the generator 11 can be driven stably to generate electric power.
  • the wave power generation device of the present invention can generate electric power satisfactorily.
  • the wave power generator discharges the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 toward the flow control valve 28 when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 becomes a predetermined pressure or less.
  • An unload relief valve 30 is provided.
  • this wave power generation device stores hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 in the accumulator 26 when the water turbine 10 rotates upon receiving a wave.
  • the wave power generator opens the unload relief valve 30. .
  • the wave power generation device can store in the accumulator 26 an amount of hydraulic oil 21A that can be rotated by the hydraulic motor 29 even when the water turbine 10 rotates in response to a small wave.
  • the machine 11 can be driven to generate electricity.
  • this wave power generator when the hydraulic oil 21A is discharged from the accumulator 26, the hydraulic motor 29 is driven, and when the hydraulic oil 21A flows into the accumulator 26 and is stored, the hydraulic motor 29 is driven. To stop. For this reason, this wave power generator can reliably drive each of the hydraulic motor 29 and the generator 11 at an efficient number of revolutions per unit time. For this reason, even if this wave power generation device receives a small wave and the water turbine 10 rotates, the power generation efficiency can be further improved and the power generation amount can be further increased.
  • the accumulator 26 is capable of adjusting the set pressure of the enclosed gas.
  • the wave power generation device can adjust the pressure at which the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the accumulator 26 is discharged. That is, this wave power generator adjusts the set pressure of the nitrogen gas sealed in the accumulator 26 according to the magnitude of the wave at the place where it is installed.
  • the hydraulic oil 21A flows in and out of the accumulator 26 even when the hydraulic oil 21A having a different flow rate is discharged. Can do.
  • the wave power generation device of the second embodiment is different from the first embodiment in that the downstream side of the hydraulic circuit 120 joins and communicates with the hydraulic motor 29.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the upper ends of the rotating shafts of the plurality of water turbines 10 are connected to the input shafts 22C of the hydraulic pumps 22, respectively.
  • a second inflow port 23 ⁇ / b> A of the check valve 23 communicates with each first discharge port 22 ⁇ / b> B of the hydraulic pump 22.
  • the third inflow ports 24A communicate with the second discharge ports 23B of the plurality of check valves 23, respectively.
  • the plurality of accumulators 26 communicate with the second discharge ports 23B of the plurality of check valves 23 and the third inflow ports 24A of the plurality of relief valves 24, respectively.
  • each fourth inflow port 30A has a second discharge port 23B of the plurality of check valves 23, a third inflow port 24A of the plurality of relief valves 24, and an inflow / outlet port of the plurality of accumulators 26. It communicates with 26A.
  • the plurality of flow control valves 28 are provided such that the respective fifth inflow ports 28A communicate with the fourth discharge ports 30B of the plurality of unload relief valves 30. Further, the flow rate control valves 28 communicate with each other at the fifth discharge port 28B. The flow rate control valve 28 communicates with the sixth inflow port 29 ⁇ / b> A of the hydraulic motor 29 at the fifth discharge port 28 ⁇ / b> B communicating with each other.
  • the wave power generation apparatus includes a plurality of water turbines 10 and a hydraulic circuit 120 that supplies and discharges the working fluid to each of the water turbines 10, and joins the downstream side of each hydraulic circuit 120 to communicate with the hydraulic motor 29. Has been.
  • a plurality of water turbines 10 receive a wave at the rotating blade and rotate around the rotating shaft. Then, the rotational force of these water turbines 10 is transmitted to the hydraulic pumps 22 of the respective hydraulic circuits 120, and the respective hydraulic pumps 22 are driven. Then, the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the storage unit 21 flows into the hydraulic pump 22 from the first inflow port 22 ⁇ / b> A of each hydraulic pump 22. Then, hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from each hydraulic pump 22 and passing through each check valve 23 flows into each accumulator 26.
  • this wave power generation apparatus is also provided with the flow control valve 28 between the accumulator 26 and the hydraulic motor 29. For this reason, this wave power generator can adjust the flow rate of the hydraulic oil 21A flowing into the hydraulic motor 29 to a predetermined flow rate. For this reason, this wave power generator flows into the hydraulic motor 29 even if the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 changes due to the speed at which the water turbine 10 rotates depending on the magnitude of the waves. The flow rate of the hydraulic oil 21A can be suppressed to a predetermined flow rate.
  • the wave power generation apparatus temporarily supplies the hydraulic oil 21A that cannot pass through the flow control valve 28 when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is greater than or equal to the flow rate that can pass through the flow control valve 28. It can be stored in the accumulator 26. Further, in this wave power generation device, when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is equal to or lower than the flow rate that can pass through the flow rate control valve 28, the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 becomes the flow rate control valve. It can flow through the hydraulic motor 29 after passing through 28. Thereby, since this wave power generation device can level the rotation of the hydraulic motor 29, the generator 11 can be driven stably to generate electric power.
  • the wave power generation device of the present invention can generate electric power satisfactorily.
  • the wave power generator discharges the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 toward the flow control valve 28 when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 becomes a predetermined pressure or less.
  • An unload relief valve 30 is provided.
  • this wave power generation device stores hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 in the accumulator 26 when the water turbine 10 rotates upon receiving a wave.
  • the wave power generator opens the unload relief valve 30. .
  • the wave power generation device can store in the accumulator 26 an amount of hydraulic oil 21A that can be rotated by the hydraulic motor 29 even when the water turbine 10 rotates in response to a small wave.
  • the machine 11 can be driven to generate electricity.
  • this wave power generation device when the hydraulic oil 21A is discharged from the accumulator 26, the hydraulic motor 29 is driven, and when the hydraulic oil 21A flows into the accumulator 26 and is stored, the hydraulic motor 29 is driven. To stop. For this reason, this wave power generator can reliably drive each of the hydraulic motor 29 and the generator 11 at an efficient number of revolutions per unit time. For this reason, even if this wave power generation device receives a small wave and the water turbine 10 rotates, the power generation efficiency can be further improved and the power generation amount can be further increased.
  • the wave power generation apparatus also includes a plurality of water turbines 10 and a hydraulic circuit 120 through which hydraulic oil 21 ⁇ / b> A is supplied to and discharged from each of the water turbines 10. It is communicated to. For this reason, this wave power generation device can rotate each of the plurality of water turbines 10 in response to a wider range of waves. That is, in this wave power generation device, each of the water turbines 10 can receive waves of various sizes, and the drive of the generator 11 can be leveled compared to the case where there is one water turbine 10. For this reason, this wave power generation device can suppress unevenness in the power generated by the generator 11.
  • the accumulator 26 can adjust the set pressure of the enclosed nitrogen gas.
  • the wave power generation device can adjust the pressure at which the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the accumulator 26 is discharged. That is, this wave power generator adjusts the set pressure of the nitrogen gas sealed in the accumulator 26 according to the magnitude of the wave at the place where it is installed.
  • the hydraulic oil 21A flows in and out of the accumulator 26 even when the hydraulic oil 21A having a different flow rate is discharged. Can do.
  • the wave power generation device of the third embodiment is provided with a leveling circuit 25 having an accumulator 26, an unload relief valve 30, and a flow control valve 28, and an inflow / outflow of each accumulator 26.
  • the port 26A is different from the first and second embodiments in that the ports 26A communicate with each other.
  • Other configurations are the same as those of the first or second embodiment, and the same configurations are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
  • the fourth inflow port 30A of the unload relief valve 30 communicates with each of the inflow / outlet ports 26A of the respective accumulators 26. Further, the fifth inflow port 28 ⁇ / b> A of the flow control valve 28 communicates with the fourth discharge port 30 ⁇ / b> B of each unload relief valve 30.
  • each of these leveling circuits 25 is configured. Further, these leveling circuits 25 communicate the inflow / outflow ports 26A of the respective accumulators 26 with each other.
  • the inflow / outflow ports 26 ⁇ / b> A of the respective accumulators 26 communicate with the second discharge port 23 ⁇ / b> B of the check valve 23 and the third inflow port 24 ⁇ / b> A of the relief valve 24.
  • the fifth discharge ports 28B of the respective flow control valves 28 communicate with each other.
  • the fifth discharge port 28 ⁇ / b> B of each flow control valve 28 that communicates with each other communicates with the sixth inflow port 29 ⁇ / b> A of the hydraulic motor 29.
  • the hydraulic circuit 220 of the wave power generation apparatus includes a plurality of leveling circuits 25 provided by branching the flow path on the downstream side of the hydraulic pump 22, and the downstream side of each leveling circuit 25 is joined to form a hydraulic motor. 29 is communicated.
  • the water wheel 10 receives a wave at the rotating blade and rotates around the rotating shaft. Then, the rotational force of the water turbine 10 is transmitted to the hydraulic pump 22 and the hydraulic pump 22 is driven. Then, the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the storage unit 21 flows into the hydraulic pump 22 from the first inflow port 22 ⁇ / b> A of the hydraulic pump 22. Then, the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 and passing through the check valve 23 flows into each accumulator 26 of the plurality of leveling circuits 25.
  • this wave power generation apparatus is also provided with the flow control valve 28 between the accumulator 26 and the hydraulic motor 29. For this reason, this wave power generator can adjust the flow rate of the hydraulic oil 21A flowing into the hydraulic motor 29 to a predetermined flow rate. For this reason, this wave power generator flows into the hydraulic motor 29 even if the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 changes due to the speed at which the water turbine 10 rotates depending on the magnitude of the waves. The flow rate of the hydraulic oil 21A can be suppressed to a predetermined flow rate.
  • the wave power generation apparatus temporarily supplies the hydraulic oil 21A that cannot pass through the flow control valve 28 when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is greater than or equal to the flow rate that can pass through the flow control valve 28. It can be stored in the accumulator 26. Further, in this wave power generation device, when the flow rate of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 is equal to or lower than the flow rate that can pass through the flow rate control valve 28, the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 becomes the flow rate control valve. It can flow through the hydraulic motor 29 after passing through 28. Thereby, since this wave power generation device can level the rotation of the hydraulic motor 29, the generator 11 can be driven stably to generate electric power.
  • the wave power generation device of the present invention can generate electric power satisfactorily.
  • the wave power generator discharges the hydraulic oil 21A stored in the accumulator 26 toward the flow control valve 28 when the pressure of the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 becomes a predetermined pressure or less.
  • An unload relief valve 30 is provided.
  • this wave power generation device stores hydraulic oil 21 ⁇ / b> A discharged from the hydraulic pump 22 in the accumulator 26 when the water turbine 10 rotates upon receiving a wave.
  • the wave power generator opens the unload relief valve 30. .
  • the wave power generation device can store in the accumulator 26 an amount of hydraulic oil 21A that can be rotated by the hydraulic motor 29 even when the water turbine 10 rotates in response to a small wave.
  • the machine 11 can be driven to generate electricity.
  • this wave power generation device when the hydraulic oil 21A is discharged from the accumulator 26, the hydraulic motor 29 is driven, and when the hydraulic oil 21A flows into the accumulator 26 and is stored, the hydraulic motor 29 is driven. To stop. For this reason, this wave power generator can reliably drive each of the hydraulic motor 29 and the generator 11 at an efficient number of revolutions per unit time. For this reason, even if this wave power generation device receives a small wave and the water turbine 10 rotates, the power generation efficiency can be further improved and the power generation amount can be further increased.
  • the hydraulic circuit 220 is provided with a plurality of leveling circuits 25 along with a flow path on the downstream side of the hydraulic pump 22, and is connected to the hydraulic motor 29 by joining the downstream sides of the leveling circuits 25. Yes.
  • the hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 flows into the respective leveling circuits 25, so that the accumulators 26 provided in the respective leveling circuits 25 and the flow control valves are provided. 28 can be reduced in size.
  • the wave power generation device can easily change the amount of hydraulic oil 21A discharged from the hydraulic pump 22 that can flow into the accumulator 26 by changing the number of leveling circuits 25 provided. .
  • the accumulator 26 is capable of adjusting the set pressure of the enclosed gas.
  • the wave power generation device can adjust the pressure at which the hydraulic oil 21 ⁇ / b> A stored in the accumulator 26 is discharged. That is, this wave power generator adjusts the set pressure of the nitrogen gas sealed in the accumulator 26 according to the magnitude of the wave at the place where it is installed.
  • the hydraulic oil 21A flows in and out of the accumulator 26 even when the hydraulic oil 21A having a different flow rate is discharged. Can do.
  • the present invention is not limited to the first to third embodiments described with reference to the above description and drawings.
  • the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • the cut-in pressure is 12.8 Mpa. However, the present invention is not limited to this, and the cut-in pressure may be less than 12.8 Mpa or greater than 12.8 Mpa.
  • a plurality of water turbines, a plurality of hydraulic motors, and a plurality of check valves 23 are used. It may be used.
  • one turbine, one hydraulic motor, and one check valve are used. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of turbines, hydraulic motors, and check valves may be used.
  • the set pressure of the nitrogen gas sealed in the accumulator is adjusted. However, the present invention is not limited to this, and other methods such as a spring may be used.
  • a leveling circuit is provided in the third embodiment, the present invention is not limited to this, and there may be one leveling circuit.
  • the unload relief valve is used in the first to third embodiments, the present invention is not limited to this, and the unload relief valve may not be used. In this case, a solenoid valve or the like is used instead of the unload relief valve.
  • the pressure of the hydraulic oil that has passed through the check valve is monitored with a pressure gauge. Thereby, when the pressure of the hydraulic oil that has passed through the check valve rises to a predetermined pressure, the electromagnetic valve can be opened. Further, when the pressure of the hydraulic oil that has passed through the check valve drops to a predetermined pressure, the solenoid valve is closed.
  • nitrogen gas is sealed in the gas sealing region of the accumulator.
  • the present invention is not limited to this, and other gases such as carbon dioxide and air may be sealed.
  • other gases such as carbon dioxide and air may be sealed.
  • two hydraulic circuits to which a water wheel is connected are provided.
  • the present invention is not limited to this, and three or more hydraulic circuits to which a water wheel is connected may be provided.

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Abstract

良好に発電することができる波力発電装置を提供する。 波力発電装置は水車(10)、油圧回路(20)及び発電機(11)を備えている。水車(10)は波を受けて回転する。油圧回路(20)は油圧ポンプ(22)、平準化回路(25)、流量制御弁(28)及び油圧モータ(29)を有している。油圧ポンプ(22)は水車(10)の回転により駆動し作動油(21A)を吐出する。平準化回路(25)は油圧ポンプ(22)から吐出された作動油(21A)を貯留するアキュムレータ(26)及び流量制御弁(28)を具備している。流量制御弁(28)は油圧ポンプ(22)及びアキュムレータ(26)から吐出された作動油(21A)が流入し、作動油(21A)の流量を所定の流量で吐出する。油圧モータ(29)は流量制御弁(28)から吐出された作動油(21A)が流入することにより駆動する。発電機(11)は油圧モータ(29)の回転により駆動して発電する。

Description

波力発電装置
 本発明は波力発電装置に関するものである。
 特許文献1は従来の波力発電装置を開示している。この波力発電装置は、波によって動揺する浮体と、浮体よりも波による動揺が小さい又は動揺しない大型構造物と、浮体と大型構造物との間の相対変位を回転運動に変換する動力変換機構であるボールネジ(ball screw)軸用ナット(nut)及びボールネジ軸と、動力変換機構によって回転力が付与されて回転するボールネジ軸に駆動されて発電する発電機ユニット(unit)とを備えている。
 この発電機ユニットは、中心軸周りに回転するボールネジ軸によって駆動され、作動油を吐出する油圧ポンプ(pump)と、油圧ポンプから吐出した作動油を一時的に貯留するアキュムレータ(accumulator)と、油圧ポンプから吐出した作動油、及びアキュムレータ内に一時的に貯留した作動油が流入する油圧モータ(motor)と、油圧モータによって駆動されて発電する発電機とを有している。
 この波力発電装置はボールネジ軸用ナットが連結された浮体が波を受けて上下方向に動揺する。すると、浮体と共に上下方向に動揺するボールネジ軸用ナットによってボールネジ軸が中心軸周りに回転する。そして、ボールネジ軸が中心軸周りに回転することによって油圧ポンプが駆動され、油圧ポンプから作動油が吐出される。このとき、油圧ポンプと油圧モータとの間の作動油の圧力が一時的に大きくなる。これにより、油圧ポンプから吐出された作動油は一時的にアキュムレータ内に流入する。つまり、アキュムレータは作動油が流入することによってエネルギー(energy)を圧力として一時的に蓄積することができる。そして、油圧ポンプから吐出した作動油、及びアキュムレータ内に一時的に貯留した作動油が油圧モータに流入することによって油圧モータが駆動される。こうして、この波力発電装置は油圧ポンプから油圧モータに作動油を確実に送ることができるため、発電機を良好に駆動して発電することができる。
特開2013-181433号公報
 しかし、特許文献1の波力発電装置は、波の大きさが変化することによって浮体の上下方向の動揺する寸法が変化する。つまり、この波力発電装置は浮体の上下方向の動揺する寸法が変化することによって油圧ポンプから作動油が吐出される単位時間の量(以降、流量という。)が変化する。つまり、この波力発電装置は油圧モータに流入する作動油の流量が変化する。このため、この波力発電装置は油圧モータの回転する速度に斑が生じるおそれがある。一般的に発電機は単位時間当たりの回転数が変化するのに伴い発電効率が変化する。例えば単位時間当たりの回転数が小さくなると発電効率が下がる。このため、この波力発電装置は波の大きさが変化することによって発電機が発電する電力に斑が生じるおそれがある。
 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、良好に発電することができる波力発電装置を提供することを目的とする。
 本発明の波力発電装置は、水車、液圧回路、及び発電機を備えている。水車は波を受けて回転する。液圧回路は、液圧ポンプ、平準化回路、流量制御弁、及び液圧モータを有している。液圧ポンプは水車の回転によって駆動して、作動流体を吐出する。平準化回路はアキュムレータ、及び流量制御弁を具備している。アキュムレータは液圧ポンプから吐出された作動流体を貯留する。流量制御弁は液圧ポンプ及びアキュムレータから吐出された作動流体が流入し、作動流体の流量を所定の流量で吐出する。液圧モータは流量制御弁から吐出された作動流体が流入することによって駆動する。発電機は液圧モータの回転によって駆動して発電する。
 本発明の波力発電装置は、液圧ポンプから吐出された作動流体の圧力が所定の圧力以下になった際に、アキュムレータに貯留された作動流体を流量制御弁に向けて吐出するアンロードリリーフ(unloading relief)弁を備え得る。
 本発明の波力発電装置は、作動流体がアキュムレータから吐出されているとき、液圧モータが駆動し、作動流体がアキュムレータに流入して貯留しているとき、液圧モータが駆動を停止し得る。
 本発明の波力発電装置は、複数の水車と、これら水車毎に作動流体が給排される液圧回路とを併設し、各液圧回路の下流側を合流して液圧モータに連通され得る。
 本発明の液圧回路は、液圧ポンプの下流側の流路が分岐して複数の平準化回路を併設し、各平準化回路の下流側を合流して液圧モータに連通され得る。
 本発明のアキュムレータは、封入したガス(gas)の設定圧力が調節自在であり得る。
実施形態1の波力発電装置を示した概略図である。 実施形態2の波力発電装置を示した概略図である。 実施形態3の波力発電装置を示した概略図である。 アンロードリリーフ弁の模式図であり、(A)は閉弁した状態を示し、(B)は開弁した状態を示す。 (A)は液圧ポンプから吐出され逆止弁を通過した作動流体の圧力の変化を示し、(B)は液圧モータの単位時間の回転数の変化を示すグラフ(graph)である。
<実施形態1>
 実施形態1の波力発電装置は、図1に示すように、複数の水車10、液圧回路である油圧回路20、及び発電機11を備えている。これら水車10は波のエネルギーを運動エネルギーに変換することができる。これら水車10は海、川又は湖の岸に設置される。これら水車10は回転軸部と、回転軸部の周りに形成した回転翼部とを有している(図示せず。)。回転軸部は垂直方向に延びて配置されている(図示せず。)。回転翼部は回転軸部の上下位置の2か所から回転軸部を中心に放射方向に拡がった円盤状の支持部と、上下に位置する支持部間に設けられ、上方からの平面視において互いの間のなす角度が均等に放射方向に延びた縦長矩形状の複数の翼部とを有している(図示せず。)。これら水車10は回転翼部に波を受けて回転軸部周りに一方向に回転する。
 油圧回路20は、貯留部21、液圧ポンプである複数の油圧ポンプ22、複数の逆止弁23、リリーフ(relief)弁24、平準化回路25、及び液圧モータである油圧モータ29を有している。貯留部21は作動流体である作動油21Aを貯留する。
 複数の油圧ポンプ22は垂直方向に延びた複数の水車10それぞれの回転軸部の上端部がそれぞれの入力軸22Cに連結されている。これら油圧ポンプ22はそれぞれに第1流入ポート22A及び第1吐出ポート22Bが設けられている。これら油圧ポンプ22はそれぞれの第1流入ポート22Aが貯留部21に連通している。これら油圧ポンプ22は回転翼部に波を受けた水車10が回転軸部周りに回転すると、回転軸部、及び入力軸22Cを介して回転力が伝達され駆動されて、第1流入ポート(port)22Aから作動油21Aが流入する。これら油圧ポンプ22は第1流入ポート22Aから流入した作動油21Aを第1吐出ポート22Bから吐出する。つまり、油圧ポンプ22は水車10の回転によって駆動して、作動油21Aを吐出する。
 複数の逆止弁23はそれぞれに第2流入ポート23A、及び第2吐出ポート23Bが設けられている。これら逆止弁23は複数の油圧ポンプ22のそれぞれの第1吐出ポート22Bのそれぞれに第2流入ポート23Aが連通している。これら逆止弁23は複数の油圧ポンプ22のそれぞれの第1吐出ポート22Bから吐出された作動油21Aがそれぞれの第2流入ポート23Aから流入して第2吐出ポート23Bから流出する。これら逆止弁23は第2吐出ポート23Bから第2流入ポート23Aに向けて作動油21Aが流れない。つまり、これら逆止弁23は第2吐出ポート23Bから第2流入ポート23Aに向けて作動油21Aが流れることを阻止する。これら逆止弁23はそれぞれの第2吐出ポート23Bが互いに連通している。
 リリーフ弁24は第3流入ポート24A、及び第3吐出ポート24Bが設けられている。リリーフ弁24は第3流入ポート24Aが複数の逆止弁23の互いに連通した第2吐出ポート23Bに連通している。リリーフ弁24は第3吐出ポート24Bが貯留部21に連通している。リリーフ弁24は第3流入ポート24A側の作動油21Aの圧力が所定の圧力を超えた場合、作動油21Aを第3流入ポート24Aから第3吐出ポート24Bに流す。
 平準化回路25はアキュムレータ26、アンロードリリーフ弁30、及び流量制御弁28を具備している。アキュムレータ26は流入出ポート26Aが設けられている。アキュムレータ26は逆止弁23の第2吐出ポート23B、及びリリーフ弁24の第3流入ポート24Aに流入出ポート26Aが連通している。アキュムレータ26は油圧ポンプ22から吐出されて逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上昇して所定の圧力に到達するまで、作動油21Aが流入出ポート26Aからアキュムレータ26内に流入する。つまりアキュムレータ26は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aを貯留する。また、アキュムレータ26は内部に設けられたガス封入領域26Bに窒素ガスを封入することができる。アキュムレータ26は連通する油圧回路20内の作動油21Aの圧力に合わせてガス封入領域26Bに窒素ガスを封入する量を調節することができる。つまり、アキュムレータ26は封入した窒素ガスの設定圧力が調節自在である。
 アンロードリリーフ弁30は第4流入ポート30A、及び第4吐出ポート30Bが設けられている。アンロードリリーフ弁30は第4流入ポート30Aが逆止弁23の第2吐出ポート23B、リリーフ弁24の第3流入ポート24A、及びアキュムレータ26の流入出ポート26Aに連通している。アンロードリリーフ弁30は油圧ポンプ22から吐出されて逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が所定の圧力以上になると開弁して第4流入ポート30Aから第4吐出ポート30Bに作動油21Aを流す。また、アンロードリリーフ弁30は油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が所定の圧力以下になると閉弁して第4流入ポート30Aから第4吐出ポート30Bに流れる作動油21Aの流れを停止する。なお、アンロードリリーフ弁30の内部の構造及び動作については、後述する。
 流量制御弁28は第5流入ポート28A、及び第5吐出ポート28Bが設けられている。流量制御弁28は第5流入ポート28Aがアンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bに連通している。流量制御弁28は第5流入ポート28Aから作動油21Aが流入して、作動油21Aの流量を所定の流量に調節して第5吐出ポート28Bから吐出する。流量制御弁28は第5流入ポート28Aを満たしている作動油21Aの圧力の変化によって第5吐出ポート28Bから吐出される作動油21Aの流量が変化しない。つまり、流量制御弁28は圧力補償型である。
 油圧モータ29は第6流入ポート29A及び第6吐出ポート29Bが設けられている。油圧モータ29は出力軸29Cが設けられている。また、油圧モータ29は第6流入ポート29Aが流量制御弁28の第5吐出ポート28Bに連通している。油圧モータ29は第6吐出ポート29Bが貯留部21に連通している。油圧モータ29は第6流入ポート29Aから流入した作動油21Aによって駆動されて出力軸29Cが回転する。つまり、油圧モータ29は流量制御弁28から吐出された作動油21Aが流入することによって駆動する。また、油圧モータ29は第6流入ポート29Aから流入した作動油21Aが第6吐出ポート29Bから吐出されて貯留部21に戻る。こうして、貯留部21、油圧モータ29、逆止弁23、リリーフ弁24、アキュムレータ26、アンロードリリーフ弁30、流量制御弁28、及び油圧モータ29によって作動油21Aが循環する油圧回路20を構成している。
 発電機11は油圧モータ29の出力軸29Cが連結されている。発電機11は作動油21Aによって駆動されて回転する油圧モータ29の出力軸29Cの回転力が伝達され駆動して発電する。つまり、発電機11は油圧モータ29の回転によって駆動して発電する。
 次に、この波力発電装置の動作について図1に基づいて説明する。
 先ず、複数の水車10が回転翼部に波を受けて回転軸部周りに回転する。そして、それぞれの水車10の回転力が回転軸部及び入力軸22Cを介してそれぞれの油圧ポンプ22に伝達され油圧ポンプ22が駆動する。すると、貯留部21に貯留された作動油21Aがそれぞれの油圧ポンプ22の第1流入ポート22Aから油圧ポンプ22に流入し、第1吐出ポート22Bから吐出される。そして、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aがアキュムレータ26内に流入する。このとき、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり所定の圧力に到達するまで作動油21Aがアキュムレータ26内に流入し続けて、作動油21Aがアキュムレータ26内に貯留される。
 なお、水車10の回転翼部が大きい波を受けた場合、水車10の回転する速度が速くなるため、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過する作動油21Aの流量が大きくなる。これにより、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が高くなり易い。この場合、アキュムレータ26に封入する窒素ガスの設定圧力を調節して大きくすることによって、アキュムレータ26内に貯留された作動油21Aを確実に吐出させる。
 また、水車10の回転翼部が小さい波を受けた場合、水車10の回転する速度が遅くなるため、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過する作動油21Aの流量が小さくなる。これにより、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が高くなり難い。この場合、アキュムレータ26に封入する窒素ガスの設定圧力を調節して小さくすることによって、アキュムレータ26内に作動油21Aを確実に流入させる。
 図5(A)に示すように、時刻T0から作動油21Aがアキュムレータ26内に流入を開始する。すると、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり、時刻T1に所定の圧力POUTに到達する。すると、アンロードリリーフ弁30が開弁する。これをカットアウト(cutout)という。時刻T0からT1までの時間はアキュムレータ26が作動油21Aを貯留している時間である。POUTの値は16MPaである。そして、アンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bから作動油21Aが吐出され、流量制御弁28を通過して油圧モータ29の第6流入ポート29Aから油圧モータ29に流入する。すると、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力がPOUTの値より下がる。すると、この波力発電装置はアキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28に向けて流れる。つまり、アンロードリリーフ弁30は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力POUT以下になった際に、アキュムレータ26に貯留された作動油21Aを流量制御弁28に向けて吐出する。そして、油圧モータ29に流入した作動油21Aによって油圧モータ29の出力軸29Cが回転する。このときの出力軸29Cの単位時間当たりの回転数はR1である(図5(B)参照。)。つまり、作動油21Aがアキュムレータ26から吐出されているとき、油圧モータ29が駆動する。そして、油圧モータ29の出力軸29Cが回転する回転力が発電機11に伝達されて発電機11が駆動して発電する。そして、作動油21Aが油圧モータ29の第6吐出ポート29Bから吐出され貯留部21に戻る。
 また、アンロードリリーフ弁30が時刻T1にカットアウトすると、アキュムレータ26内に貯留された作動油21Aが流量制御弁28を通過して油圧モータ29に流入する。すると、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が下がり、時刻T2に所定の圧力PINに到達する。すると、アンロードリリーフ弁30が閉弁する。これをカットイン(cut in)という。時刻T1からT2までの時間はアキュムレータ26が作動油21Aを吐出している時間である。PINの値は12.8MPaである。PINの値はPOUTの値の80%の大きさである。そして、アンロードリリーフ弁30が時刻T2にカットインすると、油圧モータ29への作動油21Aの流入が停止して、単位時間当たりの回転数R1で回転していた油圧モータ29の出力軸29Cが回転を停止する(図5(B)参照。)。そして、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aがアキュムレータ26内に再び流入する。つまり、作動油21Aがアキュムレータ26に流入して貯留しているとき、油圧モータ29が駆動を停止する。こうして、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力がPOUTとPINとの間で繰り返し変化することによって、作動油21Aが油圧モータ29に間欠的に流入して出力軸29Cが間欠的に回転すると共に発電機11が間欠的に駆動されて発電する。
 なお、水車10の回転翼部が大きい波を受けた場合、水車10の回転する速度が速くなるため、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過する作動油21Aの流量が大きくなる。これにより、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が下がり難くなるため、PINに到達し難くなる。この場合、この波力発電装置はアンロードリリーフ弁30がカットアウトするとカットインし難くなる。つまり、この波力発電装置は水車10の回転翼部が大きい波を受けた場合、作動油21Aが油圧モータ29に流入する時間が長くなる。これにより、この波力発電装置は油圧モータ29の出力軸29Cが回転を停止する時間がより短くなり、回転する時間がより長くなる。このため、この波力発電装置は出力軸29Cが連結された発電機11が駆動されて発電する時間がより長くなる。また、この波力発電装置は水車10の回転翼部がさらに大きい波を受けた場合、油圧モータ29の出力軸29Cが連続的に回転する。このため、この波力発電装置は出力軸29Cが連結された発電機11が連続的に駆動されて発電する。
 ここで、アンロードリリーフ弁30の内部の構造について図4(A)、(B)に基づいて説明する。アンロードリリーフ弁30は第4流入ポート30A、及び第4吐出ポート30Bに加えて、第1シリンダ(cylinder)31、プランジャ(plunger)32、第1圧縮コイル(coil)ばね33、第2シリンダ34、スプール(spool)35、第2圧縮コイルばね36、ピストン(piston)37、第1連通路30C、第2連通路30D、及び第3連通路30Eを有している。
 第1シリンダ31は円筒状をなし上下方向に延びている。第1シリンダ31は上端が第1閉鎖部31Aによって閉鎖されている。第1シリンダ31は下端部に内径が下方向に向けて小さくなる傾斜部31Bが形成されている。また、第1シリンダ31は傾斜部31Bの下端に第4流入ポート30Aの一端が連通している。また第1シリンダ31は傾斜部31Bの上側の側面に第4吐出ポート30Bの一端が連通している。
 プランジャ32は円筒状をなし上下方向に延びている。プランジャ32は下端に内方向に平板状に伸びた底部32Aが設けられている。底部32Aは平板状の板厚方向に貫通して設けられた貫通孔32Bが形成されている。プランジャ32は外径が第1シリンダ31の内径と同じである。プランジャ32は上下方向の寸法が第1シリンダ31の第1閉鎖部31Aから傾斜部31Bの上端までの寸法より小さい。こうして形成されたプランジャ32は底部32Aを下側にして第1シリンダ31に挿入されている。
 第1圧縮コイルばね33は上下方向に延びている。第1圧縮コイルばね33は下端がプランジャ32の底部32Aの上面に当接し、上端が第1シリンダ31の第1閉鎖部31Aの下面に当接している。第1圧縮コイルばね33はプランジャ32に下方向に弾性力を付与している。プランジャ32は下端の外周縁が第1シリンダ31の傾斜部31Bの内側に当接している。
 第2シリンダ34は円筒状をなし左右方向に延びている。第2シリンダ34は左端が第2閉鎖部34Aによって閉鎖されている。第2シリンダ34は左側の内径が右側の内径より大きい。第2シリンダ34は内周の左側と右側との境界から右方向に向けて延びた複数の第1溝34Bが形成されている。第2シリンダ34は内周の右側の右端から左方向に向けて延びた複数の第2溝34Cが形成されている。
 スプール35は円筒状をなし左右方向に延びている。スプール35は右端部が第3閉鎖部35Aによって閉鎖されている。スプール35は右端に右方向に突出した第1突出部35Bが形成されている。スプール35は外径が第2シリンダ34の右側の内径と同じである。スプール35は円筒状の外周の左右中央部から左端部に亘り外径が窪んで形成された第1凹部35Cが形成されている。スプール35は第1凹部35Cの右側に外径が窪んで形成された第2凹部35Dが形成されている。スプール35は第3閉鎖部35Aの左側に径方向に貫通して第1連通孔35Eが形成されている。スプール35は第1凹部35Cの左側に径方向に貫通して第2連通孔35Fが形成されている。
 こうして形成されたスプール35は第3閉鎖部35Aを右側に向けて第2シリンダ34の右側に挿入されている。また、スプール35は第1突出部35Bに押圧部材38の左端面に左方向に突出して形成された第2突出部38Aが当接している。スプール35は押圧部材38を介して第2圧縮コイルばね36の弾性力が左方向に付与されている。また、スプール35は第1凹部35Cの左端部が第2シリンダ34の第1溝34Bの右端部に重なり連通している(図4(A)参照)。また、スプール35は第1連通孔35Eが第2シリンダ34の第1溝34Bに重なり連通している(図4(A)参照)。
 ピストン37は円柱状をなし左右方向に延びている。ピストン37は外径が第2シリンダ34の左側の内径と同じである。ピストン37は右端に右方向に突出した第3突出部37Aが形成されている。ピストン37は左右方向の寸法が第2シリンダ34の左側の左右方向の寸法より小さい。こうして形成されたピストン37は第3突出部37Aを右側に向けて第2シリンダ34の左側に挿入されている。このとき、ピストン37は第3突出部37Aの右端面がスプール35の左端面に当接している。また、ピストン37は左端面が第2シリンダ34の第2閉鎖部34Aに対して間隔を設けている。
 第1連通路30Cは一端が第1シリンダ31の下端に連通した第4流入ポート30Aに連通している。第1連通路30Cは他端が第2シリンダ34の左側の外周で第2閉鎖部34Aの直ぐ右側に連通している。
 第2連通路30Dは一端が第1シリンダ31の第1閉鎖部31Aに連通している。第2連通路30Dは他端が第2シリンダ34の右側の外周の左右中間部に連通している。また、第2連通路30Dの他端はスプール35の第1凹部35Cと連通している。
 第3連通路30Eは一端が第4吐出ポート30Bに連通している。第3連通路30Eは一端が第1シリンダ31の近傍に位置している。第3連通路30Eは他端が第2シリンダ34の右側の左右中間部の外周に連通している。また、第3連通路30Eは他端がスプール35の第2凹部35Dと連通している(図4(A)参照。)。
 次に、アンロードリリーフ弁30の動作について説明する。
 アンロードリリーフ弁30は第1シリンダ31、第2シリンダ34、第4流入ポート30A、第4吐出ポート30B、第1連通路30C、第2連通路30D、及び第3連通路30Eが作動油21Aで満たされている。油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり所定の圧力POUT(図5(A)参照)に到達していない場合、プランジャ32の下端の外周縁が第1シリンダ31の傾斜部31Bの内側に当接している。つまり、アンロードリリーフ弁30はプランジャ32によって第4流入ポート30Aと第4吐出ポート30Bとが隔てられて閉弁している。また、スプール35は第1凹部35Cの左端部が第2シリンダ34の第1溝34Bの右端部に重なり連通している(図4(A)参照。)。また、スプール35は第1連通孔35Eが第2シリンダ34の第1溝34Bに重なり連通している(図4(A)参照。)。このとき、第1シリンダ31、第2シリンダ34、第4流入ポート30A、第1連通路30C、及び第2連通路30Dを満たしている作動油21Aの圧力が同じである。また、このとき、第4吐出ポート30B及び第3連通路30Eは第1シリンダ31、第2シリンダ34、第4流入ポート30A、第1連通路30C、及び第2連通路30Dに連通していない。
 次に、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が徐々に上がる。すると、第1シリンダ31、第2シリンダ34、第4流入ポート30A、第1連通路30C、及び第2連通路30Dを満たしている作動油21Aの圧力も徐々に上がる。このとき、第4吐出ポート30B及び第3連通路30Eを満たしている作動油21Aの圧力は上がらない。
 そして、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり所定の圧力POUT(図5(A)参照)に到達する。すると、第1シリンダ31、第2シリンダ34、第4流入ポート30A、第1連通路30C、及び第2連通路30Dを満たしている作動油21Aの圧力も上がり所定の圧力POUTに到達する。すると、第2シリンダ34のピストン37の左側を満たしている作動油21Aによってピストン37が右方向に押されて、ピストン37及びスプール35が第2シリンダ34内を右方向に移動する。すると、スプール35の第1凹部35Cも右方向に移動して、第1凹部35Cの左端部が第2シリンダ34の第1溝34Bの右端部に重ならなくなる(図4(B)参照。)。また、スプール35は第1連通孔35Eが第2シリンダ34の第2溝34Cに重なり連通する(図4(B)参照。)。また、第3連通路30Eの他端はスプール35の第1凹部35Cに連通する(図4(B)参照。)。すると、第3連通路30Eは第2連通路30Dにスプール35の第1凹部35Cを介して連通する(図4(B)参照。)。これにより、第1シリンダ31のプランジャ32の底部32Aの上側、第2連通路30D、及び第2シリンダ34のピストン37の右側の圧力が下がる。
 第1シリンダ31は貫通孔32Bが設けられたプランジャ32の底部32Aによって上側と下側とに仕切られている。つまり、第1シリンダ31はプランジャ32の底部32Aの上側と下側とが貫通孔32Bを介して連通している。このため、第1シリンダ31のプランジャ32の底部32Aの下側を満たしている作動油21Aの圧力は急激に下がらない。これにより、プランジャ32は底部32Aの下側を満たしている作動油21Aによって上方向に押されて第1シリンダ31内を上方向に移動する。こうして、アンロードリリーフ弁30は第4流入ポート30A及び第4吐出ポート30Bが連通し、作動油21Aが第4流入ポート30Aから第4吐出ポート30Bに流れる。つまり、アンロードリリーフ弁30が開弁する。
 作動油21Aが第4流入ポート30Aから第4吐出ポート30Bに流れると、第1シリンダ31のプランジャ32の底部32Aの下側、第2シリンダ34のピストン37の左側、第4流入ポート30A、及び第1連通路30Cを満たしている作動油21Aの圧力が徐々に下がる。そして、第1シリンダ31のプランジャ32の底部32Aの下側、第2シリンダ34のピストン37の左側、第4流入ポート30A、及び第1連通路30Cを満たしている作動油21Aの圧力が下がり所定の圧力PIN(図5(A)参照)に到達する。すると、スプール35が押圧部材38を介して第2圧縮コイルばね36から左方向に押されて、ピストン37及びスプール35が第2シリンダ34内を左方向に移動する(図4(A)参照。)。すると、スプール35の第1凹部35Cも左方向に移動するため、第1凹部35Cの左端部が第2シリンダ34の第1溝34Bの右端部に再び重なり連通する(図4(A)参照。)。また、スプール35は第2連通孔35Fが第2シリンダ34の第2溝34Cに重ならなくなる(図4(A)参照。)。また、第3連通路30Eの他端はスプール35の第2凹部35Dと再び連通する(図4(A)参照。)。すると、第1シリンダ31のプランジャ32の底部32Aの上側、第2連通路30D、及び第2シリンダ34のピストン37の右側を満たしている作動油21Aの圧力が第2シリンダ34のピストン37の左側、第1連通路30C、及び第4流入ポート30Aを満たしている作動油21Aの圧力と同じになる。すると、プランジャ32は第1シリンダ31内を下方向に移動する。こうして、プランジャ32の下端の外周縁が第1シリンダ31の傾斜部31Bの内側に再び当接して、第4流入ポート30Aと第4吐出ポート30Bとが再び隔てられる(図4(A)参照。)。つまり、アンロードリリーフ弁30が再び閉弁する。すると、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aがアキュムレータ26内に再び流入する。
 このように、この波力発電装置はアキュムレータ26と油圧モータ29との間に流量制御弁28が設けられている。このため、この波力発電装置は油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に調節することができる。このため、この波力発電装置は、波の大きさによって水車10が回転する速度が変化して、油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が変化しても、油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に抑えることができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以上である場合、流量制御弁28を通過できない作動油21Aを一時的にアキュムレータ26内に貯留することができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以下である場合、アキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28を通過して油圧モータ29に流入することができる。これにより、この波力発電装置は油圧モータ29の回転を平準化することができるため、発電機11を安定して駆動して発電することができる。
 したがって、本発明の波力発電装置は良好に発電することができる。
 また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以下になった際に、アキュムレータ26に貯留された作動油21Aを流量制御弁28に向けて吐出するアンロードリリーフ弁30を備えている。このため、この波力発電装置は波を受けて水車10が回転すると、油圧ポンプ22から吐出した作動油21Aをアキュムレータ26内に貯留する。そして、アキュムレータ26内への作動油21Aの貯留が進み、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以上になると、この波力発電装置はアンロードリリーフ弁30を開弁する。そして、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aが油圧モータ29に向けて流れると、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が下がる。すると、この波力発電装置はアキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28に向けて流れ、油圧モータ29を確実に駆動させることができる。これにより、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても、油圧モータ29が回転することができる量の作動油21Aをアキュムレータ26に貯留することができ、発電機11を駆動して発電することができる。
 また、この波力発電装置は、作動油21Aがアキュムレータ26から吐出されているとき、油圧モータ29が駆動し、作動油21Aがアキュムレータ26にし流入して貯留しているとき、油圧モータ29が駆動を停止する。このため、この波力発電装置は油圧モータ29及び発電機11のそれぞれを効率が良い単位時間当たりの回転数で確実に駆動することができる。このため、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても発電効率をより向上することができ発電量をより増やすことができる。
 また、このアキュムレータ26は、封入したガスの設定圧力が調節自在である。このため、この波力発電装置はアキュムレータ26に貯留した作動油21Aを吐出する圧力を調節することができる。つまり、この波力発電装置は設置する場所の波の大きさに合わせてアキュムレータ26に封入した窒素ガスの設定圧力を調節する。これにより、この波力発電装置は設置する場所のそれぞれの異なる波によって油圧ポンプ22が駆動されて、流量の異なる作動油21Aが吐出されても作動油21Aをアキュムレータ26に良好に流入出させることができる。
<実施形態2>
 実施形態2の波力発電装置は、図2に示すように、油圧回路120の下流側が合流して油圧モータ29に連通している点が実施形態1と相違する。他の構成は実施形態1と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
 複数の水車10はそれぞれの回転軸部の上端部が複数の油圧ポンプ22のそれぞれの入力軸22Cに連結されている。また、これら油圧ポンプ22のそれぞれの第1吐出ポート22Bに逆止弁23の第2流入ポート23Aが連通している。
 複数のリリーフ弁24はそれぞれの第3流入ポート24Aが複数の逆止弁23のそれぞれの第2吐出ポート23Bに連通している。また、複数のアキュムレータ26は複数の逆止弁23の第2吐出ポート23B、及び複数のリリーフ弁24の第3流入ポート24Aにそれぞれの流入出ポート26Aが連通している。
 複数のアンロードリリーフ弁30はそれぞれの第4流入ポート30Aが複数の逆止弁23の第2吐出ポート23B、複数のリリーフ弁24の第3流入ポート24A、及び複数のアキュムレータ26の流入出ポート26Aに連通している。
 複数の流量制御弁28はそれぞれの第5流入ポート28Aが複数のアンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bに連通して設けられている。また、これら流量制御弁28は第5吐出ポート28Bが互いに連通している。また、これら流量制御弁28は互いに連通した第5吐出ポート28Bが、油圧モータ29の第6流入ポート29Aに連通している。つまり、この波力発電装置は複数の水車10と、これら水車10毎に作動流体が給排される油圧回路120とを併設し、各油圧回路120の下流側を合流して油圧モータ29に連通されている。
 次に、この波力発電装置の動作について図2に基づいて説明する。
 先ず、複数の水車10が回転翼部に波を受けて回転軸部周りに回転する。すると、これら水車10の回転力がそれぞれの油圧回路120の油圧ポンプ22に伝達され、それぞれの油圧ポンプ22が駆動する。そして、貯留部21に貯留された作動油21Aがそれぞれの油圧ポンプ22の第1流入ポート22Aから油圧ポンプ22に流入する。そして、それぞれの油圧ポンプ22から吐出されそれぞれの逆止弁23を通過した作動油21Aがそれぞれのアキュムレータ26内に流入する。
 そして、それぞれの油圧ポンプ22から吐出されそれぞれの逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり、所定の圧力に到達するとそれぞれのアンロードリリーフ弁30が開弁する。そして、それぞれのアンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bから吐出された作動油21Aはそれぞれの流量制御弁28を通過して合流して、油圧モータ29の第6流入ポート29Aから油圧モータ29に流入する。そして、油圧モータ29に流入した作動油21Aによって油圧モータ29の出力軸29Cが回転する。そして、油圧モータ29の出力軸29Cが回転する回転力が発電機11に伝達されて発電機11が駆動して発電する。
 このように、この波力発電装置もアキュムレータ26と油圧モータ29との間に流量制御弁28が設けられている。このため、この波力発電装置は油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に調節することができる。このため、この波力発電装置は、波の大きさによって水車10が回転する速度が変化して、油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が変化しても、油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に抑えることができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以上である場合、流量制御弁28を通過できない作動油21Aを一時的にアキュムレータ26内に貯留することができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以下である場合、アキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28を通過して油圧モータ29に流入することができる。これにより、この波力発電装置は油圧モータ29の回転を平準化することができるため、発電機11を安定して駆動して発電することができる。
 したがって、本発明の波力発電装置は良好に発電することができる。
 また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以下になった際に、アキュムレータ26に貯留された作動油21Aを流量制御弁28に向けて吐出するアンロードリリーフ弁30を備えている。このため、この波力発電装置は波を受けて水車10が回転すると、油圧ポンプ22から吐出した作動油21Aをアキュムレータ26内に貯留する。そして、アキュムレータ26内への作動油21Aの貯留が進み、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以上になると、この波力発電装置はアンロードリリーフ弁30を開弁する。そして、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aが油圧モータ29に向けて流れると、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が下がる。すると、この波力発電装置はアキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28に向けて流れ、油圧モータ29を確実に駆動させることができる。これにより、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても、油圧モータ29が回転することができる量の作動油21Aをアキュムレータ26に貯留することができ、発電機11を駆動して発電することができる。
 また、この波力発電装置は、作動油21Aがアキュムレータ26から吐出されているとき、油圧モータ29が駆動し、作動油21Aがアキュムレータ26に流入して貯留しているとき、油圧モータ29が駆動を停止する。このため、この波力発電装置は油圧モータ29及び発電機11のそれぞれを効率が良い単位時間当たりの回転数で確実に駆動することができる。このため、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても発電効率をより向上することができ発電量をより増やすことができる。
 また、この波力発電装置は、複数の水車10と、これら水車10毎に作動油21Aが給排される油圧回路120とを併設し、各油圧回路120の下流側を合流して油圧モータ29に連通されている。このため、この波力発電装置はより広い範囲の波を受けて複数の水車10のそれぞれを回転させることができる。つまり、この波力発電装置は水車10が1つの場合に比べて、それぞれの水車10が様々な大きさの波を受けることができ、発電機11の駆動を平準化することができる。このため、この波力発電装置は発電機11が発電する電力の斑を抑えることができる。
 また、このアキュムレータ26は、封入した窒素ガスの設定圧力が調節自在である。このため、この波力発電装置はアキュムレータ26に貯留した作動油21Aを吐出する圧力を調節することができる。つまり、この波力発電装置は設置する場所の波の大きさに合わせてアキュムレータ26に封入した窒素ガスの設定圧力を調節する。これにより、この波力発電装置は設置する場所のそれぞれの異なる波によって油圧ポンプ22が駆動されて、流量の異なる作動油21Aが吐出されても作動油21Aをアキュムレータ26に良好に流入出させることができる。
<実施形態3>
 実施形態3の波力発電装置は、図3に示すように、アキュムレータ26、アンロードリリーフ弁30、及び流量制御弁28を有した平準化回路25が併設されて、それぞれのアキュムレータ26の流入出ポート26A互いに連通している点が実施形態1及び2と相違する。他の構成は実施形態1又は2と同一であり、同一の構成は同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
 複数の平準化回路25はそれぞれのアキュムレータ26の流入出ポート26Aのそれぞれにアンロードリリーフ弁30の第4流入ポート30Aが連通している。また、それぞれのアンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bにそれぞれ流量制御弁28の第5流入ポート28Aが連通している。こうして、これら平準化回路25はそれぞれが構成されている。また、これら平準化回路25はそれぞれのアキュムレータ26の流入出ポート26Aを互いに連通している。また、これら平準化回路25はそれぞれのアキュムレータ26の流入出ポート26Aが、逆止弁23の第2吐出ポート23B、及びリリーフ弁24の第3流入ポート24Aに連通している。
 また、これら平準化回路25はそれぞれの流量制御弁28の第5吐出ポート28Bが互いに連通している。また、これら平準化回路25はそれぞれの流量制御弁28の互いに連通した第5吐出ポート28Bが、油圧モータ29の第6流入ポート29Aに連通している。つまり、この波力発電装置の油圧回路220は、油圧ポンプ22の下流側の流路が分岐して複数の平準化回路25を併設し、各平準化回路25の下流側を合流して油圧モータ29に連通されている。
 次に、この波力発電装置の動作について図3に基づいて説明する。
 先ず、水車10が回転翼部に波を受けて回転軸部周りに回転する。すると、水車10の回転力が油圧ポンプ22に伝達され、油圧ポンプ22が駆動する。そして、貯留部21に貯留された作動油21Aが油圧ポンプ22の第1流入ポート22Aから油圧ポンプ22に流入する。そして、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aが複数の平準化回路25のそれぞれのアキュムレータ26内に流入する。
 そして、油圧ポンプ22から吐出され逆止弁23を通過した作動油21Aの圧力が上がり、所定の圧力に到達するとそれぞれのアンロードリリーフ弁30が開弁する。そして、それぞれのアンロードリリーフ弁30の第4吐出ポート30Bから吐出された作動油21Aはそれぞれの流量制御弁28を通過して油圧モータ29の第6流入ポート29Aから油圧モータ29に流入する。そして、油圧モータ29に流入した作動油21Aによって油圧モータ29の出力軸29Cが回転する。そして、油圧モータ29の出力軸29Cが回転する回転力が発電機11に伝達されて発電機11が駆動して発電する。
 このように、この波力発電装置もアキュムレータ26と油圧モータ29との間に流量制御弁28が設けられている。このため、この波力発電装置は油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に調節することができる。このため、この波力発電装置は、波の大きさによって水車10が回転する速度が変化して、油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が変化しても、油圧モータ29に流入する作動油21Aの流量を所定の流量に抑えることができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以上である場合、流量制御弁28を通過できない作動油21Aを一時的にアキュムレータ26内に貯留することができる。また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出される作動油21Aの流量が流量制御弁28を通過することができる流量以下である場合、アキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28を通過して油圧モータ29に流入することができる。これにより、この波力発電装置は油圧モータ29の回転を平準化することができるため、発電機11を安定して駆動して発電することができる。
 したがって、本発明の波力発電装置は良好に発電することができる。
 また、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以下になった際に、アキュムレータ26に貯留された作動油21Aを流量制御弁28に向けて吐出するアンロードリリーフ弁30を備えている。このため、この波力発電装置は波を受けて水車10が回転すると、油圧ポンプ22から吐出した作動油21Aをアキュムレータ26内に貯留する。そして、アキュムレータ26内への作動油21Aの貯留が進み、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が所定の圧力以上になると、この波力発電装置はアンロードリリーフ弁30を開弁する。そして、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aが油圧モータ29に向けて流れると、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aの圧力が下がる。すると、この波力発電装置はアキュムレータ26内に貯留した作動油21Aが流量制御弁28に向けて流れ、油圧モータ29を確実に駆動させることができる。これにより、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても、油圧モータ29が回転することができる量の作動油21Aをアキュムレータ26に貯留することができ、発電機11を駆動して発電することができる。
 また、この波力発電装置は、作動油21Aがアキュムレータ26から吐出されているとき、油圧モータ29が駆動し、作動油21Aがアキュムレータ26に流入して貯留しているとき、油圧モータ29が駆動を停止する。このため、この波力発電装置は油圧モータ29及び発電機11のそれぞれを効率が良い単位時間当たりの回転数で確実に駆動することができる。このため、この波力発電装置は小さい波を受けて水車10が回転した場合であっても発電効率をより向上することができ発電量をより増やすことができる。
 また、この油圧回路220は、油圧ポンプ22の下流側の流路が分岐して複数の平準化回路25を併設し、各平準化回路25の下流側を合流して油圧モータ29に連通されている。このため、この波力発電装置は油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aがそれぞれの平準化回路25に分かれて流入するため、それぞれの平準化回路25に設けられたアキュムレータ26、及び流量制御弁28を小型化することができる。また、この波力発電装置は平準化回路25を併設する数を変更することによって、油圧ポンプ22から吐出された作動油21Aがアキュムレータ26に流入することができる量を容易に変更することができる。
 また、このアキュムレータ26は、封入したガスの設定圧力が調節自在である。このため、この波力発電装置はアキュムレータ26に貯留した作動油21Aを吐出する圧力を調節することができる。つまり、この波力発電装置は設置する場所の波の大きさに合わせてアキュムレータ26に封入した窒素ガスの設定圧力を調節する。これにより、この波力発電装置は設置する場所のそれぞれの異なる波によって油圧ポンプ22が駆動されて、流量の異なる作動油21Aが吐出されても作動油21Aをアキュムレータ26に良好に流入出させることができる。
 <他の実施形態>
 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態1乃至3に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
 (1)実施形態1乃至3では、作動油を用いているが、これに限らず、他の種類の液体や気体であっても良い。
 (2)実施形態1では、カットアウトの圧力が16Mpaであるが、これに限らず、カットアウトの圧力が16Mpa未満でもよく、16Mpaより大きくても良い。
 (3)実施形態1では、カットインの圧力が12.8Mpaであるが、これに限らず、カットインの圧力が12.8Mpa未満でもよく、12.8Mpaより大きくても良い。
 (4)実施形態1では、複数の水車、複数の油圧モータ、及び複数の逆止弁23を用いているが、これに限らず、水車、油圧モータ、及び逆止弁23をそれぞれ1つずつ用いても良い。
 (5)実施形態3では、水車、油圧モータ、及び逆止弁を1つずつ用いているが、これに限らず、水車、油圧モータ、及び逆止弁をそれぞれ複数用いても良い。
 (6)実施形態1では、アキュムレータに封入した窒素ガスの設定圧力を調節しているが、これに限らず、ばね等の他の方法を用いても良い。
 (7)実施形態3では、平準化回路が併設されているが、これに限らず、平準化回路が1つであっても良い。
 (8)実施形態1乃至3では、アンロードリリーフ弁を用いているが、これに限らず、アンロードリリーフ弁を用いなくても良い。この場合、アンロードリリーフ弁に替えて電磁弁等を用いる。また、逆止弁を通過した作動油の圧力を圧力計で監視する。これにより、逆止弁を通過した作動油の圧力が所定の圧力まで上がると電磁弁を開弁させることができる。また、逆止弁を通過した作動油の圧力が所定の圧力まで下がると電磁弁を閉弁させる。
 (9)実施形態1では、アキュムレータのガス封入領域に窒素ガスを封入しているが、これに限らず、二酸化炭素や大気等の他の気体を封入しても良い。
 (10)実施形態2では、水車が連結された油圧回路を2つ併設しているが、これに限らず、水車が連結された油圧回路を3つ以上併設しても良い。
 10…水車、11…発電機、20,120,220…油圧回路(液圧回路)、21A…作動油(作動流体)、22…油圧ポンプ(液圧ポンプ)、25…平準化回路、26…アキュムレータ、28…流量制御弁、29…油圧モータ(液圧モータ)

Claims (8)

  1.  波を受けて回転する水車と、
     前記水車の回転によって駆動して、作動流体を吐出する液圧ポンプ、
     前記液圧ポンプから吐出された前記作動流体を貯留するアキュムレータと前記液圧ポンプ及び前記アキュムレータから吐出された前記作動流体が流入し、前記作動流体の流量を所定の流量で吐出する流量制御弁とを有する平準化回路、及び前記流量制御弁から吐出された前記作動流体が流入することによって駆動する液圧モータを有する液圧回路と、
     前記液圧モータの回転によって駆動して発電する発電機と、
     を備えていることを特徴とする波力発電装置。
  2.  前記液圧ポンプから吐出された前記作動流体の圧力が所定の圧力以下になった際に、前記アキュムレータに貯留された前記作動流体を前記流量制御弁に向けて吐出するアンロードリリーフ弁を備えていることを特徴とする請求項1に記載の波力発電装置。
  3.  前記作動流体が前記アキュムレータから吐出されているとき、前記液圧モータが駆動し、前記作動流体が前記アキュムレータに流入して貯留しているとき、前記液圧モータが駆動を停止することを特徴とする請求項1に記載の波力発電装置。
  4.  複数の前記水車と、
     これら水車毎に前記作動流体が給排される前記液圧回路と、
     を併設し、各前記液圧回路の下流側を合流して前記液圧モータに連通されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の波力発電装置。
  5.  前記液圧回路は、
     前記液圧ポンプの下流側の流路が分岐して複数の前記平準化回路を併設し、各前記平準化回路の下流側を合流して前記液圧モータに連通されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の波力発電装置。
  6.  前記アキュムレータは、
     封入したガスの設定圧力が調節自在であることを特徴とする請求項1に記載の波力発電装置。
  7.  前記アキュムレータは、
     封入したガスの設定圧力が調節自在であることを特徴とする請求項4に記載の波力発電装置。
  8.  前記アキュムレータは、
     封入したガスの設定圧力が調節自在であることを特徴とする請求項5に記載の波力発電装置。
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