(57)【要約】【課題】可動部の移動方向に関係なく発電機を同一方向に回転させることができる発電機用駆動装置を提供する。【解決手段】発電機用駆動装置は、支持部１０と、可動部２０と、液圧モータ５０と、ポンプユニット３２とを具備する。可動部２０は、支持部１０に支持され、水面の運動に連動して第１の方向及び上記第１の方向とは反対の第２の方向へ往復移動可能に構成される。液圧モータ５０は、発電機７０に接続可能に構成される。ポンプユニット３２は、第１のポンプ部Ｐ１１と、第２のポンプ部Ｐ１２とを有する。第１のポンプ部Ｐ１１は、可動部２０の第１の方向への移動時に第１の回転方向への回転動力を得て作動液を液圧モータ５０へ供給する。第２のポンプ部Ｐ１２は、可動部２０の上記第２の方向への移動時に上記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向への回転動力を得て作動液を液圧モータ５０へ供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
前記支持部に支持され、水面の運動に連動して第１の方向及び前記第１の方向とは反対の第２の方向へ往復移動可能に構成された可動部と、
発電機に接続可能に構成された液圧モータと、
前記可動部の前記第１の方向への移動時に第１の回転方向への回転動力を得て作動液を前記液圧モータへ供給する第１のポンプ部と、前記可動部の前記第２の方向への移動時に前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向への回転動力を得て作動液を前記液圧モータへ供給する第２のポンプ部と、を有するポンプユニットと
を具備する発電機用駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機用駆動装置であって、
前記可動部は、前記支持部に対して直線的に往復移動可能に構成され、
前記第１のポンプ部は、前記可動部の前記第１の方向への直線移動時に前記第１の回転方向に回転する第１の駆動軸を有し、
前記第２のポンプ部は、前記可動部の前記第２の方向への直線移動時に前記第２の回転方向に回転する第２の駆動軸を有し、
前記発電機用駆動装置は、前記可動部の前記第１の方向への直線移動を前記第１の駆動軸の前記第１の回転方向への回転運動に変換し、前記可動部の前記第２の方向への直線移動を前記第２の駆動軸の前記第２の回転方向への回転運動に変換する変換機構部をさらに具備する
発電機用駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発電機用駆動装置であって、
前記変換機構部は、
前記支持部に配置され、前記可動部の移動方向に延びるラックギアと、
前記第１の駆動軸に接続され、前記ラックギアに噛み合う第１のピニオンギアと、
前記第２の駆動軸に接続され、前記ラックギア又は前記第１のピニオンギアに噛み合う第２のピニオンギアと、を有する
発電機用駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の発電機用駆動装置であって、
前記ポンプユニットは、支持部に支持される駆動軸を有し、
前記可動部は、前記駆動軸のまわりに往復移動可能に構成され、
前記駆動軸は、前記可動部の前記第１の方向への回動時に前記第１の回転方向に回転し、前記可動部の前記第２の方向への回動時に前記第２の回転方向に回転する
発電機用駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の発電機用駆動装置であって、
前記ポンプユニットは、前記駆動軸の一端又は両端に配置されたポンプケーシングをさらに有し、
前記第１及び第２のポンプ部は、
前記ポンプケーシングの内部に形成されたポンプ室と、
前記駆動軸に固定され、前記ポンプ室内を摺動可能に前記駆動軸のまわりに回動するベーンと、をそれぞれ有する
発電機用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋や河川、湖沼に生じる波や潮汐変化からエネルギを取り出すための発電機用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として例えば特許文献１には、波により上下動するフロートと、当該フロートに近接配置され、フロートとは別体に構成される支持体とを有する波力発電装置が開示されている。特許文献１の波力発電装置は、支持体に設けられたラックと、フロートに設けられたピニオンギアとを有し、フロートの上下動をピニオンギアの回転に換えて発電機を駆動するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０３３３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の波力発電装置は、フロートの上昇移動と下降移動とで発電機の回転方向が反転してしまうため、発電機を同一方向に安定して回転させることができない。このため、従来の波力発電装置においては安定した発電を行うことが困難であるという問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、フロート等の可動部の移動方向に関係なく発電機を同一方向に回転させることができる発電機用駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る発電機用駆動装置は、支持部と、可動部と、液圧モータと、ポンプユニットとを具備する。
上記可動部は、上記支持部に支持され、水面の運動に連動して第１の方向及び上記第１の方向とは反対の第２の方向へ往復移動可能に構成される。
上記液圧モータは、発電機に接続可能に構成される。
上記ポンプユニットは、第１のポンプ部と、第２のポンプ部とを有する。上記第１のポンプ部は、上記可動部の上記第１の方向への移動時に第１の回転方向への回転動力を得て作動液を上記液圧モータへ供給する。上記第２のポンプ部は、上記可動部の上記第２の方向への移動時に上記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向への回転動力を得て作動液を上記液圧モータへ供給する。
【０００７】
上記発電機用駆動装置において、第１のポンプ部は、可動部の第１の方向への移動時に作動液を液圧モータへ供給し、第２のポンプ部は、可動部の第２の方向への移動時に作動液を液圧モータへ供給する。このように可動部の第１の方向への移動時においても第２の方向への移動時においても液圧モータを介して発電機を同一方向に回転させることができるため、安定した発電を行うことが可能となる。
【０００８】
上記発電機用駆動装置において、水面は特に限定されず、典型的には、海洋、河川、湖沼などの水面であってもよい。水面の高低運動も特に限定されず、典型的には、風浪、うねり、潮汐、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。
【０００９】
上記可動部は、上記支持部に対して直線的に往復移動可能に構成されてもよい。この場合、上記第１のポンプ部は、上記可動部の上記第１の方向への直線移動時に上記第１の回転方向に回転する第１の駆動軸を有する。一方、上記第２のポンプ部は、上記可動部の上記第２の方向への直線移動時に上記第２の回転方向に回転する第２の駆動軸を有する。
上記構成は、水面の運動に連動して可動部を上下方向に往復移動させる発電形式に採用可能である。
【００１０】
上記構成において、上記発電機用駆動装置は、変換機構部をさらに具備してもよい。上記変換機構部は、上記可動部の上記第１の方向への直線移動を上記第１の駆動軸の上記第１の回転方向への回転運動に変換し、上記可動部の上記第２の方向への直線移動を上記第２の駆動軸の上記第２の回転方向への回転運動に変換する。
【００１１】
上記変換機構部は、ラックギアと、第１のピニオンギアと、第２のピニオンギアとを有してもよい。上記ラックギアは、上記支持部に配置され、上記可動部の移動方向に延びる。上記第１のピニオンギアは、上記第１の駆動軸に接続され、上記ラックギアに噛み合う。上記第２のピニオンギアは、上記第２の駆動軸に接続され、上記ラックギア又は上記第１のピニオンギアに噛み合う。
【００１２】
一方、上記ポンプユニットは、支持部に支持される駆動軸を有し、上記可動部は、上記駆動軸のまわりに往復移動可能に構成されてもよい。この場合、上記駆動軸は、上記可動部の上記第１の方向への回動時に上記第１の回転方向に回転し、上記可動部の上記第２の方向への回動時に上記第２の回転方向に回転する。
上記構成は、水面の運動に連動して可動部を一軸まわりに揺動させる発電形式に採用可能である。
【００１３】
上記構成において、上記ポンプユニットは、上記駆動軸の一端又は両端に配置されたポンプケーシングをさらに有してもよい。この場合、上記第１及び第２のポンプ部は、ポンプ室と、ベーンとをそれぞれ有する。上記ポンプ室は、上記ポンプケーシングの内部に形成される。上記ベーンは、上記駆動軸に固定され、上記ポンプ室内を摺動可能に上記駆動軸のまわりに回動する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液圧モータによって発電機が同一方向に回転するため、安定した発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発電機用駆動装置を備えた発電システムを示す概略斜視図である。
【図２】上記発電システムにおける駆動ユニットの概略正面図である。
【図３】上記発電システムの油圧回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る発電機用駆動装置の要部の概略構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る発電機用駆動装置を備えた発電装置の構成を示す概略斜視図である。
【図６】上記発電装置における駆動ユニットの概略側面図である。
【図７】上記発電装置におけるポンプユニットの内部構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電機用駆動装置を備えた発電システムを示す概略斜視図である。図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向をそれぞれ示しており、Ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）に相当する。
【００１８】
［発電システムの全体構成］
本実施形態の発電システム１は、波や潮の満ち干きといった水面の高低運動から発電を行う波力潮汐発電装置として構成されている。以下の説明では、発電装置１が防波堤に設置される場合を例に挙げて説明する。
【００１９】
発電システム１は、発電機７０と、発電機７０を駆動する液圧モータ５０と、液圧モータ５０を駆動する複数の駆動ユニット１００とを有する。
【００２０】
発電機７０は、典型的には、回転電機で構成される。発電機７０で発電された電力は、送電線（不図示）を介して所定の場所へ送られてもよいし、発電機７０で発電された電力を蓄える蓄電池（不図示）がさらに設置されてもよい。
【００２１】
液圧モータ５０は、発電機７０に接続可能に構成される。液圧モータ５０は、複数の駆動ユニット１００から供給される作動油（作動液）の油圧を受けて、発電機７０に回転動力を出力する油圧モータで構成される。液圧モータ５０を構成する油圧モータの種類は特に限定されず、例えば、斜板型アキシャルピストンモータが採用される。
【００２２】
複数の駆動ユニット１００は、海中（水中）に設置された共通の架台１０１に支持される。架台１０１は、例えば概略直方体形状のフレーム構造体で構成され、例えば上半分が海上に露出し下半分が海中に浸されるように、防波堤６０の壁面に設置される。
【００２３】
複数の駆動ユニット１００はそれぞれ同一の構成を有する。図１には、１つの架台１０１に３つの駆動ユニット１００が設置された例が示されているが、駆動ユニット１００の数はこれに限られず、１つ、２つ又は４つ以上であってもよい。各駆動ユニット１００は、共通の液圧モータ５０へその駆動源となる液圧を供給することで発電機７０を駆動する。複数の駆動ユニット１００は、液圧モータ５０と協働して発電機７０を駆動するための駆動装置をそれぞれ構成し、各々の駆動装置は発電機７０と協働して発電装置を構成する。
【００２４】
［駆動ユニット］
次に、駆動ユニット１００の詳細について説明する。図２は、駆動ユニット１００の概略正面図である。駆動ユニット１００は、支持部１０と、可動部２０と、液圧発生装置３０とを有する。
【００２５】
支持部１０は、架台１０１の内部に立設された概略円筒形状の軸部材で構成される。支持部１０は、その軸心が上下方向（Ｚ軸方向）に平行となるように架台１０１の内部に配置される。支持部１０の上端及び下端は、架台１０１の上壁１０１ａ及び底壁１０１ｂにそれぞれ固定され、架台１０１は支持部１０の一部として構成される。
【００２６】
可動部２０は、環状の浮体（フロート）で構成される。可動部２０は、その中心部に支持部１０が貫通する円筒状の中空部２０１を有する。可動部２０は、水面に浮上し、図１および図２において矢印Ａで示すように、支持部１０に対して相対移動可能に支持される。可動部２０は、中空部２０１を介して支持部１０に支持され、水面の高低運動に連動して上下方向に往復移動する。
【００２７】
可動部２０を構成する材料は特に限定されず、典型的には、水よりも比重が小さい材料、例えば、木材や合成樹脂材料等で構成される。また、可動部２０は水よりも比重が大きい材料で構成されてもよく、この場合は例えば、内部に空洞等の密閉された空間部を有する構造体で構成される。
【００２８】
なお図示せずとも、駆動ユニット１００は、支持部１０に対する可動部２０の上下方向への往復移動をガイドするガイド機構を有してもよい。当該ガイド機構は、典型的にはガイドレールを含み、支持部１０と中空部２０１との間に設けられてもよいし、架台１０１と可動部２０との間に設けられてもよい。
【００２９】
液圧発生装置３０は、支持部１０に対する可動部２０の相対移動に連動して液圧モータ５０を駆動するための液圧を発生することが可能に構成される。図３は、液圧発生装置３０の構成を含む発電システム１の油圧回路図である。
【００３０】
液圧発生装置３０は、可動部２０に設置されており、可動部２０と一体的に支持部１０に対して直線的に上下方向に往復移動する。液圧発生装置３０は、変換機構部３１と、ポンプユニット３２と、液圧供給回路Ｌとを有する。
【００３１】
ポンプユニット３２は、第１のポンプ部Ｐ１１と、第２のポンプ部Ｐ１２とを含む。第１のポンプ部Ｐ１１は、第１の回転方向（以下、Ｃ１方向ともいう）を順方向とする回転型油圧ポンプで構成され、第２のポンプ部Ｐ１２は、上記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（以下、Ｃ２方向ともいう）を順方向とする回転型油圧ポンプで構成される。第１及び第２のポンプ部Ｐ１１，Ｐ１２を構成する油圧ポンプの種類は特に限定されず、例えば、斜板型アキシャルピストンポンプが採用される。
【００３２】
第１のポンプ部Ｐ１１は、駆動軸３２１（第１の駆動軸）を有する。駆動軸３２１は、可動部２０の上方向（図２において矢印Ａ１方向）への直線移動時にＣ１方向に回転する。第１のポンプ部Ｐ１１は、駆動軸３２１のＣ１方向への回転動力を得ることで、吸入口Ｓ１から配管Ｌ４を介してリザーバＲ４内の作動油を吸入し、吸入した作動油を吐出口Ｔ１から配管Ｌ１及びＬ３を介して液圧モータ５０へ供給する。配管Ｌ１には、吐出口Ｔ１から液圧モータ３０側への作動油の流れを順方向とする逆止弁３３１が設けられている。
【００３３】
一方、第２のポンプ部Ｐ１２は、駆動軸３２２（第２の駆動軸）を有する。駆動軸３２２は、可動部２０の下方向（図２においてＡ２方向）への直線移動時にＣ２方向に回転する。第２のポンプ部Ｐ１２は、駆動軸３２２のＣ２方向への回転動力を得ることで、吸入口Ｓ２から配管Ｌ４を介してリザーバＲ４内の作動油を吸入し、吸入した作動油を吐出口Ｔ２から配管Ｌ２及びＬ３を介して液圧モータ５０へ供給する。配管Ｌ２には、吐出口Ｔ２から液圧モータ３０側への作動油の流れを順方向とする逆止弁３３２が設けられている。
【００３４】
なお、第１のポンプ部Ｐ１１は、駆動軸３２１がＣ２方向へ回転したとき、吐出口Ｔ１から配管Ｌ５を介してリザーバＲ１内の作動液を吸入し、吸入した作動液を吸入口Ｓ１からリザーバＲ１へ吐出する。一方、第２のポンプ部Ｐ１２は、駆動軸３２２がＣ１方向へ回転したとき、吐出口Ｔ２から配管Ｌ６を介してリザーバＲ２内の作動液を吸入し、吸入した作動液を吸入口Ｓ２からリザーバＲ１へ吐出する。配管Ｌ５及びＬ６には、リザーバＲ１、Ｒ２から吐出口Ｔ１，Ｔ２への作動液の流れを順方向とする逆止弁３３３，３３４がそれぞれ設けられている。
【００３５】
図３に示すように、第１及び第２のポンプ部Ｐ１１、Ｐ１２の吸入口Ｓ１，Ｓ２は、リザーバＲ４に連絡する配管Ｌ４を介して相互に接続される。このとき第１及び第２のポンプ部Ｐ１１，Ｐ１２は、吐出量が相互に同一の２つの液圧ポンプで構成されてもよい。この場合、吸入口Ｓ１（Ｓ２）から吐出される作動油の量と吸入口Ｓ２（Ｓ１）から吸入される作動油の量とを相互に一致させることができるため、リザーバＲ４の設置を省略することができる。
【００３６】
変換機構部３１は、可動部２０のＡ１方向への直線移動を駆動軸３２１のＣ１方向への回転運動に変換し、可動部２０のＡ２方向への直線移動を駆動軸３２２のＣ２方向への回転運動に変換するように構成される。より具体的に、本実施形態においては、変換機構部３１は、支持部１０に配置されたラックギア３１０と、駆動軸３２１に接続された第１のピニオンギア３１１と、駆動軸３２２に接続された第２のピニオンギア３１２とを有する。
【００３７】
ラックギア３１０は、支持部１０の外周面の一部の領域に、支持部１０の軸方向に沿って配置される。第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２は、ラックギア３１０のラック部上に、相互に間隔をおいて配置される。これにより可動部２０が支持部１０に対して上下移動することにより、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２がラックギア３１０上を上下に走行し、その走行方向及び走行速度に応じた回転方向及び回転速度が駆動軸３２１，３２２にそれぞれ伝達される。
【００３８】
なお図３には模式的に示されているが、駆動軸３２１，３２２は、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２の回転中心に接続されており、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２の回転に伴って各々の軸まわりに回転するように構成される。本実施形態において第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２はギア径、歯数等が相互に同一のギアで構成される。したがって第１及び第２のギア３１１，３１２は、可動部２０がＡ１方向に直線移動したときはＣ１方向に、Ａ２方向に直線移動したときはＣ２方向に、それぞれ同一の回転速度で回転する。
【００３９】
液圧供給回路Ｌは、第１のポンプ部Ｐ１１から液圧モータ５０へ作動油を供給する第１の液圧供給ラインと、第２のポンプ部Ｐ１２から液圧モータ５０へ作動油を供給する第２の液圧供給ラインとを有する。図３の例において、上記第１の液圧供給ラインは配管Ｌ１と配管Ｌ３とにより構成され、上記第２の液圧供給ラインは配管Ｌ２と配管Ｌ３とにより構成される。配管Ｌ３は、その一端が合流点３４１において配管Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ接続され、他端は液圧モータ５０の吸入口に接続される。液圧供給回路Ｌを介して液圧モータ５０に供給された作動油は、液圧モータ５０の吐出口からリザーバＲ５へ排出される。
【００４０】
リザーバＲ１〜Ｒ５は、典型的には、相互に液的に連通するように構成される。リザーバＲ１〜Ｒ４の少なくとも一部又は全部は、共通のリザーバで構成されてもよい。
【００４１】
液圧供給回路Ｌの一部は、複数の駆動ユニット１００の液圧発生装置３０間で共用されてもよい。図３は、各駆動ユニット１００（液圧発生装置３０）の各液圧供給ラインが配管Ｌ３に合流点３４２で接続された様子を示している。合流点３４２は液圧供給ラインＬ上のどの位置に設けられてもよい。また、各駆動ユニット１００の液圧発生装置３０が各々独立に配管Ｌ３へ接続されてもよい。
【００４２】
液圧供給回路Ｌは、図３に示すように、リリーフバルブ３５１と、アキュムレータ３５２とをさらに有する。リリーフバルブ３５１及びアキュムレータ３５２は、配管Ｌ３上に設置される。リリーフバルブ３５１は、液圧モータ５０への許容範囲を超える液圧の入力を防止する。アキュムレータ３５２は、リリーフバルブ３５１と液圧モータ５０との間に設けられる。アキュムレータ３５２は、複数の駆動ユニット１００（液圧発生装置３０）で発生した液圧を平準化し、液圧モータ５０へ入力される液圧を安定に維持することで、液圧モータ５０の回転を安定化させる。
【００４３】
［発電システムの動作］
次に、以上のように構成される発電システム１の典型的な動作について説明する。
【００４４】
発電システム１における複数の駆動ユニット１００において、各可動部２０は、水面の高低運動に連動するように支持部１０に対して上下方向に直線的に往復移動する。液圧発生装置３０は、変換機構部３１において可動部２０の直線移動を駆動軸３２１，３２２の回転運動に変換してポンプユニット３２を駆動する。
【００４５】
例えば、可動部２０が上方向（図３において矢印Ａ１方向）に直線移動したとき、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２は、ラックギア３１０上においてそれぞれＣ１方向（図３において時計回り）に相互に同一の回転速度（回転数）で回転する。このとき、第１のポンプ部Ｐ１１は、駆動軸３２１を介してＣ１方向（順方向）への回転動力を得て正転駆動され、リザーバＲ４内の作動油を吸入口Ｓ１から吸入し、吐出口Ｔ１から吐出する。吐出口Ｔ１から吐出された作動油は、逆止弁３３１及び第１の液圧供給ライン（配管Ｌ１，Ｌ３）を介して液圧モータ５０へ供給される。このとき、第２のポンプ部Ｐ１２は、駆動軸３２２からＣ１方向への回転動力を得て逆転駆動され、リザーバＲ２内の作動油を吐出口Ｔ２から吸入し、吸入口Ｓ２から吐出する。吸入口Ｓ２から吐出された作動油は、リザーバＲ４又は第１のポンプ部Ｐ１１の吸入口Ｓ１へ供給される。
【００４６】
一方、可動部２０が下方向（図３において矢印Ａ２方向）に直線移動したとき、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２は、ラックギア３１０上においてそれぞれＣ２方向（図３において反時計回り）に相互に同一の回転速度（回転数）で回転する。このとき、第２のポンプ部Ｐ１２は、駆動軸３２２を介してＣ２方向（順方向）への回転動力を得て正転駆動され、リザーバＲ４内の作動油を吸入口Ｓ２から吸入し、吐出口Ｔ２から吐出する。吐出口Ｔ２から吐出された作動油は、逆止弁３３２及び第２の液圧供給ライン（配管Ｌ２，Ｌ３）を介して液圧モータ５０へ供給される。このとき、第１のポンプ部Ｐ１１は、駆動軸３２１からＣ２方向への回転動力を得て逆転駆動され、リザーバＲ１内の作動油を吐出口Ｔ１から吸入し、吸入口Ｓ１から吐出する。吸入口Ｓ１から吐出された作動油は、リザーバＲ４又は第２のポンプ部Ｐ１２の吸入口Ｓ２へ供給される。
【００４７】
以上の動作は、各駆動ユニット１００において個々に行われる。これにより液圧モータ５０は、各駆動ユニット１００から供給される作動油を受けて同一方向に回転し、発電機７０を駆動する。このように本実施形態の発電システム１においては、可動部２０のＡ１方向への移動時においてもＡ２方向への移動時においても液圧モータ５０を介して発電機７０を同一方向に回転させることができるため、安定した発電を行うことが可能となる。また、水面の高低運動（上下方向の振幅）が比較的小さい場合でも液圧モータ５０及び発電機７０の駆動に必要なエネルギを取り出すことができる。
【００４８】
また本実施形態の発電システム１においては、複数の駆動ユニット１００を備えているため、一度の水面の高低運動で各々の駆動ユニット１００が独立して液圧モータ５０及び発電機７０の駆動に必要な液圧を発生させることができる。しかも、各駆動ユニット１００で発生した液圧が集約して液圧モータ５０へ供給されるため、液圧モータ５０の高出力化が図られる。これにより水面の高低運動が比較的低い場合であっても一定以上の発電量を確保することが可能となる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態に係る発電装置における駆動ユニットの要部の概略構成図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００５０】
本実施形態の駆動ユニット２００は、可動部２０に設置される液圧発生装置２３０の構成、特に、変換機構部２３１と第２のポンプ部Ｐ２２の構成が第１の実施形態と異なる。
【００５１】
本実施形態において、変換機構部２３１は、ラックギア３１０と、第１及び第２のピニオンギア３１１，３１２を有する点で第１の実施形態と共通するが、第２のピニオンギア３１２が第１のピニオンギア３１１に噛み合うように配置されている点で、第１の実施形態と異なる。これにより第２のピニオンギア３１２は、可動部２０のＡ１又はＡ２方向への移動時、第１のピニオンギア３１１とは逆方向に回転するように構成される。
【００５２】
さらに本実施形態において、第２のポンプ部Ｐ２２は、第１のポンプ部Ｐ１１と同一構成の油圧ポンプで構成される。すなわち、第２のポンプ部Ｐ２２は、第１のポンプ部Ｐ１１と同様に、第１の回転方向（Ｃ１方向）を順方向とする油圧ポンプで構成される点で、第１の実施形態と異なる。
【００５３】
本実施形態において、可動部２０の上方向（図４においてＡ１方向）への直線移動時は、第１のポンプ部Ｐ１１がＣ１方向への回転動力を得て正転駆動され、これによりリザーバＲ４内の作動油が配管Ｌ１（第１の液圧供給ライン）を介して液圧モータ５０へ供給される。一方、可動部２０の下方向（図４においてＡ２方向）への直線移動時は、第２のポンプ部Ｐ２２がＣ１方向への回転動力を得て正転駆動され、これによりリザーバＲ４内の作動油が配管Ｌ２（第２の液圧供給ライン）を介して液圧モータ５０へ供給される。
【００５４】
以上のように本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
図５は、本発明の第３の実施形態に係る発電装置の構成を示す概略斜視図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【００５６】
［発電装置の構成］
本実施形態の発電装置３は、発電機７０と、液圧モータ５０と、液圧モータ５０を駆動する駆動ユニット３００とを有する。
【００５７】
駆動ユニット３００は、支持部３１０と、可動部３２０と、ポンプユニット（第１のポンプ部Ｐ３１及び第２のポンプ部Ｐ３２）と、液圧供給回路Ｌとを有する。
【００５８】
支持部３１０は、例えば概略直方体形状のフレーム構造体で構成され、例えば上半分が海上に露出し下半分が海中に浸されるように、防波堤の壁面あるいは洋上の任意の構造体に設置される。
【００５９】
図６は、可動部３２０の概略側面図である。可動部３２０は、第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２に共通の駆動軸３５１を介して支持部３１０に支持される。駆動軸３５１は、一軸方向（図５においてＹ軸方向）に平行な軸部材で構成され、可動部３２０の上端部に固定される。駆動軸３５１は、水面の高低運動や潮の動き、うねり等に連動して可動部３２０を前後方向（図６において矢印Ｂ方向）に揺動可能に支持する。
【００６０】
可動部３２０は、例えば矩形の板状部材で構成されるが、これに限られず、水流（海流）を安定して受けることができる主面を有していればよい。可動部３２０は、駆動軸３５１に懸吊され、その少なくとも一部が水中に浸される。可動部３２０を構成する材料は特に限定されず、典型的には、水（海水）よりも比重の高い材料が用いられる。これにより、可動部３２０の下端部を安定に水中で揺動させることが可能となる。
【００６１】
第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２は、支持部１０に支持される駆動軸３５１の両端部にそれぞれ設けられている。可動部２０は駆動軸３５１のまわりに往復移動可能に構成される。駆動軸３５１は、可動部２０の第１の方向（図６においてＢ１方向）への回動時に第１の回転方向（同Ｂ１方向）に回転し、可動部２０の第２の方向（図６においてＢ２方向）への回動時に第２の回転方向（同Ｂ２方向）に回転する。
【００６２】
図７は、第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２の内部構造を示す概略断面図である。同図に示すように第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２は、それぞれ同様の構成を有している。このうち、第１のポンプ部Ｐ３１は、可動部２０（駆動軸３５１）のＢ１方向への移動時にＢ１方向への回転動力を得て作動油を液圧モータ５０へ供給するポンプ室３７１を有し、第２のポンプ部Ｐ３２は、可動部２０（駆動軸３５１）のＢ２方向への移動時にＢ２方向への回転動力を得て作動油を液圧モータ５０へ供給するポンプ室３８１を有する。
【００６３】
第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２は、駆動軸３５１の両端に配置されたポンプケーシング３５２を有する。ポンプケーシング３５２は支持部１０に固定されており、したがって駆動軸３５１は、ポンプケーシング３５２を介して支持部１０に支持される。
【００６４】
図７に示すように、第１及び第２のポンプ部Ｐ３１、Ｐ３２は、ポンプケーシング３５２の内部に形成された空間部３５３と、駆動軸３５１に固定されたベーン３５５とをそれぞれ有する。
【００６５】
本実施形態においてポンプケーシング３５２は概略円筒形状を有し、その内壁面には軸心部に配置された駆動軸３５１を回動可能に液密に支持する突出部３５４が図中Ｚ軸方向に対向するように設けられている。そして、突出部３５４を挟んでＸ軸方向に対向するように、断面形状が扇形の２つの空間部３５３が設けられている。
【００６６】
ベーン３５５は各空間部３５３を２つの領域に区画する２つのベーン翼３５５を有し、その各々が駆動軸３５１の回動に伴って、各空間部３５３内を摺動可能に駆動軸３５１のまわりを回動する。各空間部３５３は、各ベーン翼３５５によって２つの領域に区画される。これにより、第１のポンプ部Ｐ３１にあっては、駆動軸３５１に関して対称な一対のポンプ室３７１と、駆動軸３５１に関して対称な一対の無圧室３７２とが構成され、第２のポンプ部Ｐ３２にあっては、駆動軸３５１に関して対称な一対のポンプ室３８１と、駆動軸３５１に関して対称な一対の無圧室３８２とが構成される。一対のポンプ室３７１はそれぞれ、ポンプケーシング３５２等に設けられた適宜の流路を介して相互に連通しており、一対のポンプ室３８１も同様に、ポンプケーシング３５２等に設けられた適宜の流路を介して相互に連通している。なお、一対の無圧室３７２及び一対の無圧室３８２についても同様に構成される。
【００６７】
空間部３５３は、作動油で満たされており、第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２は、液圧供給回路Ｌに液的に接続された２つのポート部３６１，３６２をそれぞれ有する。第１のポンプ部Ｐ３１において、ポート部３６１は、配管Ｌ１を含む第１の液圧供給ラインを介して、ポンプ室３７１と液圧モータ５０とを相互に接続し、ポート部３６２は、配管Ｌ４を介して無圧室３７２をリザーバＲ４に連通させる。一方、第２のポンプ部Ｐ３２において、ポート部３６１は、配管Ｌ２を含む第２の液圧供給ラインを介して、ポンプ室３８１と液圧モータ５０とを相互に接続し、ポート部３６２は、配管Ｌ４を介して無圧室３８２をリザーバＲ４に連通させる。なお液圧供給回路Ｌは第１の実施形態（図３）と同様であるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００６８】
［発電装置の動作］
次に、以上のように構成される本実施形態の発電装置３の典型的な動作について説明する。
【００６９】
駆動ユニット３００において、可動部３２０は、水面の高低運動、潮流等に連動するように駆動軸３５１のまわりに矢印Ｂ方向に往復移動することで、第１及び第２のポンプ部Ｐ３１，Ｐ３２を駆動する。
【００７０】
例えば、可動部３２０が矢印Ｂ１方向に回動したとき、第１のポンプ部Ｐ３１におけるポンプ室３７１の容積がベーン３５５のＢ１方向への回動により減少し、これにより第１のポンプ部Ｐ３１のポート部３６１から作動油が配管Ｌ１を介して液圧モータ５０へ供給される。この際、第１のポンプ部Ｐ３１における無圧室３７２には、リザーバＲ４からの作動油が流入するためベーン３５５の背圧は一定に維持される。また、第２のポンプ部Ｐ３２は、ポンプ室３８１にリザーバＲ２から作動油が流入し、無圧室３８２からリザーバＲ４又は第１のポンプ部Ｐ３１の無圧室３７２へ向けて作動油が排出されるため、ポンプ作用は行わない。
【００７１】
一方、可動部３２０が矢印Ｂ２方向に回動したとき、第２のポンプ部Ｐ３２におけるポンプ室３８１の容積がベーン３５５のＢ２方向への回動により減少し、これによりポート部３６１から作動油が配管Ｌ２を介して液圧モータ５０へ供給される。この際、第２のポンプ部Ｐ３２における無圧室３７２には、リザーバＲ４からの作動油が流入するためベーン３５５の背圧は一定に維持される。また、第１のポンプ部Ｐ３１は、ポンプ室３７１にリザーバＲ１から作動油が流入し、無圧室３７２からリザーバＲ４又は第２のポンプ部Ｐ３２の無圧室３８２へ向けて作動油が排出されるため、ポンプ作用は行わない。
【００７２】
液圧モータ５０は、駆動ユニット３００から供給される作動油を受けて同一方向に回転し、発電機Ｇを駆動する。このように本実施形態の発電装置３においては、可動部３２０のＢ１方向への移動時においてもＢ２方向への移動時においても液圧モータ５０を介して発電機Ｇを同一方向に回転させることができるため、安定した発電を行うことが可能となる。これにより第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
【００７４】
例えば以上の第１の実施形態では、発電システムが防波堤に設置される例を説明したが、勿論これに限られず、洋上に設けられた所定の構造物に設置されてもよい。
【００７５】
また以上の第１，第２の実施形態において、可動部２０の最大上昇位置を規定する適宜のストッパが設けられてもよい。これにより所定以上の水面上昇に伴う可動部２０の損傷を防止することができる。
【００７６】
さらに以上の第３の実施形態において、駆動ユニット３００を複数設置することで第１の実施形態と同様な発電システムを構成することも可能である。この場合、各駆動ユニット３００の可動部３２０はそれぞれ同一方向に揺動可能に設置されてもよいし、各々異なる方向に揺動可能に設置されてもよい。
【００７７】
さらに以上の各実施形態において、第１及び第２のポンプ部は、吐出量が相互に同一の２つの液圧ポンプで構成されてもよい。これにより、可動部の第１の方向への移動時と第２の方向への移動時とでそれぞれ同等の発電量を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１…発電システム
３…発電装置
１０，３１０…支持部
２０，３２０…可動部
３０，２３０…液圧発生装置
３１…変換機構部
３２，３５０…ポンプユニット
５０…液圧モータ
７０…発電機
１００，２００，３００…駆動ユニット
３２１，３２２，３５１…駆動軸
３５２…ポンプケーシング
３７１，３８１…ポンプ室
３５５…ベーン
Ｌ…液圧供給回路
Ｐ１１，Ｐ３１…第１のポンプ部
Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２…第２のポンプ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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