(57)【要約】【課題】  海岸に打ち寄せる波を利用して発電機を駆動する発電装置の提供。【解決手段】  海岸付近には打ち寄せる波の方向に平行してスクリューシャフト１を設置し、該スクリューシャフト１には左巻ブレード３ａと右巻ブレード３ｂを対にして設けて左巻ブレードシャフト２ａと右巻ブレードシャフト２ｂとし、両シャフトは連結されていないが連動可能とし、上記左巻ブレード３ａを設けたシャフト２ａの回転方向と右巻ブレード３ｂを設けたシャフト２ｂの回転方向が打ち寄せる波の向きに左右されることなく常に一定方向になるようにワンウェイクラッチを設けている。【選択図】    図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
海岸に打ち寄せる波を利用して発電機を駆動する発電装置において、海岸付近には打ち寄せる波の方向に平行してスクリューシャフトを設置し、該スクリューシャフトには左巻ブレードと右巻ブレードを対にして設けて左巻ブレードシャフトと右巻ブレードシャフトとし、両シャフトは連続していないが、シャフトの中心軸部に設けている軸穴に嵌る芯軸を介して連動し、
上記左巻ブレードを設けたシャフトの回転方向と右巻ブレードを設けたシャフトの回転方向が打ち寄せる波の向きに左右されることなく常に一定方向になるようにワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする波動を利用した発電装置。
【請求項２】
上記ワンウェイクラッチとして、芯軸にスプライン軸部を設け、シャフトの端部にはスプライン軸穴を設け、作用する波によってブレードが押圧されてスライドすることでスプライン軸穴に芯軸のスプライン軸部が嵌り、また逆方向にスライドすることで外れるようにした請求項１記載の波動を利用した発電装置。
【請求項３】
上記スクリューシャフトは、左向き羽根と右向き羽根を対にして設けた左向き羽根シャフトと右向き羽根シャフトとした請求項１、又は請求項２記載の波動を利用した発電装置。
【請求項４】
上記スクリューシャフトを、波の高さに応じて上下方向に昇降動可能に装着した請求項１、請求項２又は請求項３記載の波動を利用した発電装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
波動を利用してスクリューシャフトを回転し、このスクリューシャフトの回転で発電機を駆動して発電することが出来る発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電装置も色々あって、水の落差を利用して流れる水力を利用した水力発電装置、石炭や重油を燃焼してボイラーから発生する高圧蒸気を利用してタービンを回転することで発電する火力発電装置、石炭や重油の代わりに原子力を利用することで発生する蒸気を用いてタービンを回転する原子力発電装置などが知られている。
近年では、風の流れを用いて風車を回転することで発電する風力発電装置、さらには川の流れを用いて水車を回転する水力発電装置も利用されている。
一方、タービンを回すことなく、太陽光を用いて電気に変換する太陽光発電装置も今日では普及している。
【０００３】
さらに、海で発生する波動を利用して発電することも可能であり、波が有しているエネルギーは大きく、しかも海岸には年中にわたって波が打ち寄せられ、この波動エネルギーを利用して発電機を回転することは可能である。
特開２０１４−２０３６０号に係る「波打ち発電ウエーブパワー」は、洋上の風が常時強い地域の波動利用、潮流利用等に於かれては、設備上高価など難問題が多い。そこで、広い海寄せ打つ波をそのまま最有効に利用活用する方法である。
【０００４】
すなわち、漏斗を横にしたような本体箱形で上下両側面が奥に行くにしたがって狭くなり奥端に上方向に通気管を繋ぎ、開口部から底面を砂利海岸の波打ち際の傾斜に合致するような傾斜にしたこの本体を、打ち寄せる波、寄せる波の海水面に設置する。開口部入り口で波が打ち寄せ本体の中央部で、蓋をした状態で奥の方へ空気を押し寄せ圧縮空気を奥端の上方向への通気管に押し込み、引き波のあと繰り返し押し寄せる。この連続繰り返し発生する圧縮空気で羽根風車を回し、その回転力を発電機に伝え発電する仕組みである。
【０００５】
特開２０１２−２２１８号に係る「洋上型波力発電装置」は、波力により空気を圧縮したり大気から吸気したりする空気室の水面下での下方部と、波浪に対向する波力発電装置前端水面下に開口した開口部とを密閉水平水路で連結し、空気室のばね常数を小さくする一方で、空気室に波動を生じさせる海水の質量を発電装置前方の海水も直接的に関与することで増大させ、この海水塊運動の固有振動周期を有義波の周期と同じレベルになるよう長くして両者が共振することで、波力発電装置内部に波力を無駄なく取り入れることを可能とすることに加え、空気室には一方向弁を介して大容量型吸気タンクと同排気タンクを設け、これらが大気に連通するダクト内部に夫々定速回転型タービン発電機を設けている。
【特許文献１】特開２０１４−２０３６０号に係る「波打ち発電ウエーブパワー」
【特許文献２】特開２０１２−２２１８号に係る「洋上型波力発電装置」
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、波動エネルギーを利用した発電装置は色々知られている。しかし、波動式発電装置には、それぞれに長所があり、欠点もある。
本考案が解決しようとする課題は比較的簡単な構造でもって効率よく発電することが出来るように構成した波動を利用した発電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案に係る波動を利用した発電装置は、海岸にスクリューシャフト又は羽根シャフトを設置して回転可能に軸支している。そこで、海岸に波が打ち寄せるならば、該波はスクリュー又は羽根に当たってシャフトは回転することが出来るようにしている。シャフトに対して平行に打ち寄せる波がスクリューや羽根に当たることで回転方向の力に変換し、該回転によって発電機を駆動することが出来る。
ここで、スクリュウーシャフトの具体的な構造、羽根シャフトの具体的な構造に関しては限定しない。
【０００８】
ところで、波は海岸方向に打ち寄せる波と沖の方向に引く波が存在し、本考案では、両方の波に対して発電することが出来るようにスクリューシャフト、又は羽根シャフトが回転するように構成している。
そこで、シャフトに設けているスクリュー及び羽根は、打ち寄せる波によってシャフトを回転駆動する部分と空回りする部分に区分され、そして、沖に引く波によってシャフトを回転駆動する部分と空回りする部分に区分されている。
その為に、ワンウェイクラッチが設けられ、波の方向に応じてワンウェイクラッチがＯＮ−ＯＦＦされるように構成している。
【０００９】
スクリューシャフト、及び羽根シャフトは発電機を回転駆動するようにギヤなどを介して連動している。シャフトはワンウェイクラッチが作動することで、波の方向に関わらず一定方向に回転して発電機を駆動することが出来る。
ところで、ワンウェイクラッチの作動は、波の動きを検知するセンサーからの信号を受けて制御することが出来る。
勿論、電気的な制御ではなく、機械的に制御することも可能であるが、具体的な構造は限定しない。
【考案の効果】
【００１０】
本考案は波動を利用した発電装置であり、波の動きを捕らえる為にスクリューシャフト又は羽根シャフトが回転して発電機は稼働することが出来る。スクリューシャフトや羽根シャフトを波が当たる適当な場所に設置するだけでよく、構造は比較的簡単である。その為に、スクリューシャフトや羽根シャフトに関する故障はなく、設置費用も安くなる。
そして、シャフトにはワンウェイクラッチが備わっていることで、波の方向に関わりなく回転することで、発電効率は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の波動を利用した発電装置を構成するスクリューシャフトを示す実施例。
【図２】芯軸に両シャフトが嵌っている場合で、ワンウェイクラッチの具体例。
【図３】図２のＡ−Ａ断面拡大図。
【図４】芯軸の先端に取付けた歯車によって発電機を駆動する装置。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
図１は波動式発電装置を構成するスクリューシャフト１を示す実施例である。同図のスクリューシャフト１は真っ直ぐに延びるシャフト２には螺旋状のブレード３が巻き付いた状態で形成されている。
（ａ）に示すスクリューシャフト１ａはシャフト２ａに左巻きブレード３ａが設けられ、矢印方向（→）の波が作用するならば、シャフト２ａは左回転することが出来る。ここで、（→）は海岸方向へ打ち寄せる波を表している。
【００１３】
（ｂ）に示すスクリューシャフト１ｂはシャフト２ｂに右巻きブレード３ｂが設けられ、矢印方向（←）の波が作用するならば、シャフト２ｂは左回転することが出来る。ここで、（←）は打ち寄せた波が沖の方向に戻る波を示している。
本考案のスクリューシャフト１は何れの方向の波であっても、左方向の回転をすることが出来るようになっている。
【００１４】
本考案の発電装置では、真っ直ぐに延びるシャフト２ａに左巻ブレード３ａを設け、シャフト２ｂには右巻ブレード３ｂを設けている。ここで、シャフト２ａとシャフト２ｂは連続してはおらず、中心軸部に設けた軸穴に芯軸４が嵌っている。
そこで、シャフト２ａの軸穴には芯軸４が嵌り、同じくシャフト２ｂの軸穴には芯軸４が嵌っていて、芯軸４を介して両シャフト２ａ、２ｂは連動している。
このように、左巻ブレード３ａと右巻ブレード３ｂを対にして設けたシャフト２ａとシャフト２ｂは左右いずれの向きからの波に対しても左回転することが出来、この回転を芯軸４に伝達して発電機は駆動する。
【００１５】
図２はシャフト２ａとシャフト２ｂの連結部を示す具体例である。シャフト２ａにはスプライン軸穴６ａが設けられ、芯軸４の中間部にはスプライン軸部５を設けている。図２は、左側シャフト２ａのスプライン軸穴６ａにスプライン軸部５が嵌っており、右側シャフト２ｂのスプライン軸穴６ｂはスプライン軸部５から外れている。
したがって、シャフト２ａの回転が芯軸４に伝達して、該芯軸４は左方向に回転する。この場合、シャフト２ｂのスプライン軸穴６ｂはスプライン軸部５に嵌っていない為に、該シャフト２ｂの回転が芯軸４に伝わることはない。
【００１６】
図１において、波が矢印（→）方向に働くならば、左巻ブレード３ａ及びシャフト２ａは右方向となる矢印（→）方向へ移動し、該シャフト２ａのスプライン軸穴６ａはスプライン軸部５に篏合することが出来る。
そして、同じ向き（→）の波によって右巻ブレード３ｂ及びシャフト２ｂも右方向へ押されて移動し、その結果、スプライン軸穴６ｂはスプライン軸部５から外れることになる。
【００１７】
右側の右巻ブレード３ｂに右方向の波が作用するならば、シャフト２ｂは右方向に回転することになるが、スプライン軸部５から外れていることで、芯軸４に伝わることはなく空回りするだけとなる。
逆に左方向の波が作用する場合には、右巻ブレード３ｂ及びシャフト２ｂは左方向へ移動し、スプライン軸穴６ｂはスプライン軸部５に嵌り、シャフト２ｂは左回転する。そして、シャフト２ａは左巻ブレード３ａと共に左方向へ押され、スプライン軸穴６ａはスプライン軸部５から外れる。
【００１８】
このように、スクリューシャフト１には、一定方向の回転のみを芯軸４に伝達することが出来るワンウェイクラッチを備え、波の方向に応じて回転して発電機を駆動することが出来るように構成している。
図２、図３に示すスプライン式クラッチはあくまでも１具体例であり、他の方法を用いて切り替えることも出来る。
例えば、波の方向をカメラによって検出し、電磁クラッチをＯＮ−ＯＦＦして左巻ブレードシャフト又は右巻ブレードシャフトを回転することで発電機を駆動することが出来るように構成することが出来る。
ところで、図１に示すスクリューシャフト１を上下動する波の高さに応じて上下方向に昇降動するように装着することも可能である。
【００１９】
図４は芯軸４と連結している発電機７であり、芯軸４の先端には傘歯車８を有し、発電機７から下方へ延びる主軸１０の下端にも傘歯車９を設けている。これら両傘歯車８，９は互いに噛み合い、芯軸４の回転は発電機７の主軸１０を回転し、この回転によって発電することが出来る。上記傘歯車８，９の歯数は限定しないが、波の強さによって変化する芯軸４の回転数に左右されないように、主軸１０の回転数を一定にする為に無段変速機構を間に介在することもある。
【００２０】
ところで、波動によって回転する上記スクリューシャフト１はあくまでも１具体例に過ぎない。シャフト２ａに複数枚の左向き羽根を取付け、シャフト２ｂに複数枚の右向き羽根を取付けることも出来る。
左向き羽根は左巻ブレード３ａとして機能し、右向き羽根は右巻ブレード３ｂとして機能することが出来る。
【００２１】
一方、海が穏やかになって波が小さい場合には、上記スクリューシャフトを十分に回転することが出来ない。その為に、発生する電力は低下してしまう。
そこで、本考案では高台に大きな貯水タンクを設置し、この貯水タンクに海水を溜めておく。そして、海が穏やかになって波が小さい場合には該貯水タンクから海水を流下し、海水の流れでスクリューを回転することができる。
勿論、スクリューではなく水車の羽根に流して水車を回転して発電機を回転駆動することが出来る。
【符号の説明】
【００２２】
１   スクリューシャフト
２   シャフト
３   ブレード
４   芯軸
５   スプライン軸部
６   スプライン軸穴
７   発電機
８   傘歯車
９   傘歯車
10   主軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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