(57)【要約】【課題】ランニングコストを低減しながら、発電量を高めることが可能になる、発電システムを提供すること。【解決手段】  発電システム１は、波力によって所定の高さ位置まで上げられた流体の位置エネルギーを発電部１１０を介して電気に変換する発電システム１であって、浮遊体１０と、浮遊体１０が波力を受けた場合に、当該波力によって流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬する運搬部２０と、運搬部２０にて運搬された流体Ｆを下方に向けて送る送り部７０と、を備え、発電部１１０は、送り部７０にて送られた流体の位置エネルギーによって当該発電部１１０が駆動されることにより発電を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波力によって所定の高さ位置まで上げられた流体の位置エネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムであって、
浮遊体と、
前記浮遊体が波力を受けた場合に、当該波力によって前記流体を前記所定の高さ位置まで運搬する運搬手段と、
前記運搬手段にて運搬された前記流体を下方に向けて送る送り手段と、を備え、
前記発電手段は、前記送り手段にて送られた前記流体の位置エネルギーによって当該発電手段が駆動されることにより発電を行う、
発電システム。
【請求項２】
前記運搬手段は、
前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記浮遊体が波力を受けた場合に前記流体を流動させる流動手段と、
前記流動手段によって流動された前記流体を送出する送出流路と、
前記送出流路から送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、
前記上昇流路の流路径を、前記送出流路の流路径よりも小さくした、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記送り手段は、
前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、
前記上昇流路と前記下降流路とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該上昇流路に向けて送る戻し流路と、を備えた、
請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記上昇流路から前記送出流路への前記流体の流入を制限する第１弁と、
前記戻し流路から前記上昇流路への前記流体の流入を制限する第２弁と、を備えた、
請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記運搬手段は、
前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記流体を流動させる流動手段と、
第１流路と、
前記第１流路の一方の端部に接続された第２流路と、
前記第１流路の他方の端部に接続された第３流路と、
前記第２流路における前記第１流路側とは反対側の端部と、前記第３流路における前記第１流路側とは反対側の端部とに接続された第４流路と、
前記第１流路内に配置された第１の弁であって、前記第１流路と前記第２流路とを接続する第１接続部から、前記第１流路と前記第３流路とを接続する第２接続部への前記流体の流入を制限する第１弁と、
前記第２流路内に配置された第２弁であって、前記第２流路と前記第４流路とを接続する第３接続部から、前記第１接続部への前記流体の流入を制限する第２弁と、
前記第３流路内に配置された第３弁であって、前記第３流路と前記第４流路とを接続する第４接続部から、前記第２接続部への前記流体の流入を制限する第３弁と、
前記第４流路内に配置された第４弁であって、前記第３接続部から前記第４接続部への前記流体の流入を制限する第４弁と、
前記第１接続部と、前記第４接続部とに接続された送出流路であって、前記流動手段によって流動された前記流体を前記第２流路又は前記第４流路に向けて送出する送出流路と、
前記第３接続部に接続された上昇流路であって、前記送出流路から前記第２流路又は前記第４流路を介して送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、
前記送り手段は、
前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、
前記下降流路と前記第２接続部とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該第２接続部に向けて送る戻し流路と、を備えた、
請求項１に記載の発電システム。
【請求項６】
水が流れる流路に設けられた当該発電システムであって、
前記浮遊体及び前記運搬手段を収容するように設けられた貯水手段であって、前記流路の上流側から流入した前記水を一時的に貯める貯水手段を備え、
前記貯水手段は、当該貯水手段の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水手段にて貯められた前記水を前記流路の下流側に流出させる流出手段を備えた、
請求項２から５のいずれか一項に記載の発電システム。
【請求項７】
前記浮遊体を収容するように設けられた収集手段であって、当該収集手段に流入した波の波力を収集する収集手段を備え、
前記運搬手段は、
前記浮遊体が前記収集手段にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段と、
前記回転力変換手段にて変換された前記回転力を利用して、前記流体を前記所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段と、を備えた、
請求項１に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の高さ位置まで汲み上げた水を利用して発電を行う発電装置が提案されている。このような発電装置は、発電運転時には発電機として駆動され、揚水運転時には電動機として駆動される発電電動機と、この発電電動機の駆動軸により連結されたポンプ水車と、を備えている。そして、この発電装置は、電力消費量が多い昼間に上池から下池に流れる水がポンプ水車を回転させることによって電動機を駆動させて発電を行い、また電力消費量が少ない夜間に外部から電力供給を受けて発電電動機を駆動させてポンプ水車を回転させることによって下池の水を上池に揚水する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６６４６１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、上記従来の発電装置においては、上述したように、発電電動機が連結されたポンプ水車と連結されているので、揚水運転時には発電運転を行うことができないことから、発電量を高めることが非常に難しかった。また、上述したように、揚水運転が外部から供給された電力を受けて行われていたので、この電力に要する電力コストがかかることから、当該発電装置のランニングコストを低減することが非常に難しかった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ランニングコストを低減しながら、発電量を高めることが可能になる、発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発電システムは、波力によって所定の高さ位置まで上げられた流体の位置エネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムであって、浮遊体と、前記浮遊体が波力を受けた場合に、当該波力によって前記流体を前記所定の高さ位置まで運搬する運搬手段と、前記運搬手段にて運搬された前記流体を下方に向けて送る送り手段と、を備え、前記発電手段は、前記送り手段にて送られた前記流体の位置エネルギーによって当該発電手段が駆動されることにより発電を行う。
【０００７】
また、請求項２に記載の発電システムは、請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運搬手段は、前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記浮遊体が波力を受けた場合に前記流体を流動させる流動手段と、前記流動手段によって流動された前記流体を送出する送出流路と、前記送出流路から送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、前記上昇流路の流路径を、前記送出流路の流路径よりも小さくした。
【０００８】
また、請求項３に記載の発電システムは、請求項２に記載の発電システムにおいて、前記送り手段は、前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、前記上昇流路と前記下降流路とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該上昇流路に向けて送る戻し流路と、を備えた。
【０００９】
また、請求項４に記載の発電システムは、請求項３に記載の発電システムにおいて、前記上昇流路から前記送出流路への前記流体の流入を制限する第１弁と、前記戻し流路から前記上昇流路への前記流体の流入を制限する第２弁と、を備えた。
【００１０】
また、請求項５に記載の発電システムは、請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運搬手段は、前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記流体を流動させる流動手段と、第１流路と、前記第１流路の一方の端部に接続された第２流路と、前記第１流路の他方の端部に接続された第３流路と、前記第２流路における前記第１流路側とは反対側の端部と、前記第３流路における前記第１流路側とは反対側の端部とに接続された第４流路と、前記第１流路内に配置された第１の弁であって、前記第１流路と前記第２流路とを接続する第１接続部から、前記第１流路と前記第３流路とを接続する第２接続部への前記流体の流入を制限する第１弁と、前記第２流路内に配置された第２弁であって、前記第２流路と前記第４流路とを接続する第３接続部から、前記第１接続部への前記流体の流入を制限する第２弁と、前記第３流路内に配置された第３弁であって、前記第３流路と前記第４流路とを接続する第４接続部から、前記第２接続部への前記流体の流入を制限する第３弁と、前記第４流路内に配置された第４弁であって、前記第３接続部から前記第４接続部への前記流体の流入を制限する第４弁と、前記第１接続部と、前記第４接続部とに接続された送出流路であって、前記流動手段によって流動された前記流体を前記第２流路又は前記第４流路に向けて送出する送出流路と、前記第３接続部に接続された上昇流路であって、前記送出流路から前記第２流路又は前記第４流路を介して送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、前記送り手段は、前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、前記下降流路と前記第２接続部とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該第２接続部に向けて送る戻し流路と、を備えた。
【００１１】
また、請求項６に記載の発電システムは、請求項２から５のいずれか一項に記載の発電システムにおいて、水が流れる流路に設けられた当該発電システムであって、前記浮遊体及び前記運搬手段を収容するように設けられた貯水手段であって、前記流路の上流側から流入した前記水を一時的に貯める貯水手段を備え、前記貯水手段は、当該貯水手段の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水手段にて貯められた前記水を前記流路の下流側に流出させる流出手段を備えた。
【００１２】
また、請求項７に記載の発電システムは、請求項１に記載の発電システムにおいて、前記浮遊体を収容するように設けられた収集手段であって、当該収集手段に流入した波の波力を収集する収集手段を備え、前記運搬手段は、前記浮遊体が前記収集手段にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段と、前記回転力変換手段にて変換された前記回転力を利用して、前記流体を前記所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段と、を備えた。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発電システムによれば、浮遊体が波力を受けた場合に、当該波力によって流体を所定の高さ位置まで運搬する運搬手段と、運搬手段にて運搬された流体を下方に向けて送る送り手段と、を備え、発電手段は、送り手段にて送られた流体の位置エネルギーによって当該発電手段が駆動されることにより発電を行うので、流体を所定の高さ位置まで運搬しながら発電を行うことができるので、従来技術に比べて発電量を向上させることが可能となる。また、流体を所定の高さ位置まで運搬する動力として波力を用いるので、従来技術のように上記動力として電力を用いる必要がないことから、電力コストを削減でき、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発電システムによれば、上昇流路の流路径を、送出流路の流路径よりも小さくしたので、上昇流路の流路径の大きさを送出流路の流路径の大きさと同一以上に設定した場合に比べて、送出流路の流体の重さによる負荷を小さくでき、所定の高さ位置を比較的高く設定した場合でも、送出流路から上昇流路を介して所定の高さ位置まで流体を確実に送ることが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発電システムによれば、送り手段が、上昇流路と下降流路とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた流体を当該上昇流路に向けて送る戻し流路を備えたので、上昇流路、下降流路、及び戻し流路によって流体を循環させる流路を形成でき、流体の再利用を図ることが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発電システムによれば、上昇流路から送出流路への流体の流入を制限する第１弁と、戻し流路から上昇流路への流体の流入を制限する第２弁と、を備えたので、下降流路から上昇流路への流体の流入を回避できると共に、上昇流路から送出流路への流体の流入を回避できるので、発電システムを安定して動作させることが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発電システムによれば、運搬手段が、第１流路と、第２流路と、第３流路と、第４流路と、第１弁と、第２弁と、第３弁と、第４弁と、流動手段によって流動された流体を第２流路又は第４流路に向けて送出する送出流路と、送出流路から第２流路又は第４流路を介して送出された流体を所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、送り手段が、運搬手段から送られた流体が下方に向けて流動することによって発電手段を駆動させる下降流路と、下降流路から送られた流体を第２接続部に向けて送る戻し流路と、を備えたので、浮遊体が波力によって上移動及び下移動した場合でも、流体を所定の高さ位置まで運搬することができる。よって、運搬手段及び送り手段の各々における流体の流動性を向上させることができ、発電量を高めることが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の発電システムによれば、貯水手段が、当該貯水手段の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水手段にて貯められた水を流路の下流側に流出させる流出手段を備えたので、流出手段を設けない場合に比べて、貯水手段内で波が立ちやすくなるため、流動手段を効果的に動作させることが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発電システムによれば、運搬手段が、浮遊体が収集手段にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段と、回転力変換手段にて変換された回転力を利用して、流体を所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段と、を備えたので、収集手段を設けない場合に比べて、浮遊体が受ける波力の大きさを高めることができる。よって、回転力変換手段に対して大きな波力を伝達できるので、汲み上げ部を効果的に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電システムを示す概要図である。
【図２】実施の形態２に係る発電システムを示す概要図である。
【図３】波の波高が高い場合の発電システムにおける流体の流動状態を示す図である。
【図４】波の波高が低い場合の発電システムにおける流体の流動状態を示す図である。
【図５】実施の形態３に係る発電システムを示す概要図であり、（ａ）は流出部が回転していない状態を示す図であり、（ｂ）は流出部が回転した状態を示す図である。
【図６】実施の形態４に係る発電システムを示す概要図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図７】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図であり、図６（ａ）に対応する領域を示す図である。
【図８】実施の形態４に係る発電システムの変形例を示す図であり、図６（ａ）に対応する領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る発電システムの実施の形態を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容について説明し、最後に、〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２２】
〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、概略的に、波力によって所定の高さ位置まで上げられた流体の位置エネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムに関するものである。
【００２３】
ここで、「流体」とは、流動性を有するものである。この「流体」は、例えば、水、油等の液体と、高分子ゲル等の半固体ないし固体とを含む概念であるが、実施の形態では、水として説明する。また、「発電手段」とは、外力を電気に変換するものであり、例えばダイナモ等を含む概念である。また、発電システムの設置対象については任意であるが、例えば、沖、岸壁、流路等が該当する。以下、実施の形態１、２では、発電システムを沖に設けた場合について説明し、実施の形態３では、発電システムを流路に設けた場合について説明し、実施の形態４では、発電システムを岸壁に設けた場合について説明する。
【００２４】
〔ＩＩ〕実施の形態の具体的内容
次に、実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２５】
〔実施の形態１〕
まず、実施の形態１について説明する。この形態は、発電システムを沖に設けた形態である。
【００２６】
（構成）
最初に、実施の形態１に係る発電システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発電システムを示す概要図である。なお、以下の説明では、図１のＸ方向を発電システムの左右方向（＋Ｘ方向を発電システムの左方向、−Ｘ方向を発電システムの右方向）、図１のＹ方向を発電システムの上下方向（−Ｙ方向を発電システムの上方向、＋Ｙ方向を発電システムの下方向）、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向又は後述する図６のＺ方向を前後方向（図１紙面の手前側に至る方向又は＋Ｚ方向を発電システムの前方向、図１紙面の奥側に至る方向又は−Ｚ方向を発電システムの後方向）と称する。図１に示すように、この発電システム１は、浮遊体１０、運搬部２０、送り部７０、及び発電部１１０を備えている。
【００２７】
（構成−浮遊体）
浮遊体１０は、波力を受ける受け手段であって、当該浮遊体１０の少なくとも一部が水面上に浮遊可能な浮遊手段である。この浮遊体１０は、例えば樹脂材、ゴム材、防錆処理された金属材等にて形成された略箱状体（図１では直方体等）であり、図１に示すように、水面上に浮遊している。また、図１に示すように、この浮遊体１０には、挿通孔１１が形成されている。挿通孔１１は、後述する運搬部２０の上昇流路５０を挿通させるための貫通孔である。この挿通孔１１は、後述する上昇流路５０の流路径よりも若干大きい形状にて形成されており、浮遊体１０の上面（又は下面）に配置されている。
【００２８】
また、この浮遊体１０の具体的な形状及び大きさについては任意であるが、浮遊体１０における波の進行方向に沿う方向の長さ（図１では、浮遊体１０の左右方向の長さ）については、波の波長よりも短く設定されている。このような長さにより、例えば、浮遊体１０における波の進行方向に沿う方向の長さが波の波長よりも長い場合に比べて、流動部３０を効果的に動作させることが可能となる。
【００２９】
（構成−運搬部）
運搬部２０は、浮遊体１０が波力を受けた場合に、当該波力によって流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬する運搬手段である。この運搬部２０は、例えば樹脂材、防錆処理された金属材等にて形成されており、浮遊体１０の近傍に設けられ、図示しない固定部材に対して固定具等によって固定されている。また、図１に示すように、この運搬部２０は、流動部３０、送出流路４０、上昇流路５０、及び第１弁６０を備えている。
【００３０】
（構成−運搬部−流動部）
流動部３０は、浮遊体１０が波力を受けた場合に流体Ｆを流動させる流動手段である。この流動部３０は、図１に示すように、浮遊体１０に接続されており、流動部本体３１及び接続部３２、３３を備えている。
【００３１】
流動部本体３１は、流動部３０の基本構造体であり、中空状体（例えば、中空の円柱状体等）にて形成されている。また、図１に示すように、この流動部本体３１は、当該流動部本体３１の少なくとも一部が送出流路４０に収容されており、当該流動部本体３１の上面（又は下面）が左右方向及び前後方向に沿うように配置されている。
【００３２】
また、この流動部本体３１の具体的な形状及び大きさについては任意であるが、実施の形態１では、流動部本体３１の体積については、流動部本体３１の浮力（＝海水の密度ρ×重力加速度ｇ×流動部本体３１の体積Ｖ／流動部本体３１の面積Ａ）が送出流路４０内及び上昇流路５０内の流体Ｆの重さ（＝海水の密度ρ×重力加速度ｇ×水面から後述する所定の高さ位置までの高さｈ）とつりあうことができるように設定されている（あるいは、流動部本体３１の浮力が送出流路４０内及び上昇流路５０内の流体Ｆの重さよりも大きくなるように設定されてもよい）。例えば、水面から後述する所定の高さ位置までの高さｈ＝１０ｍ、流動部本体３１の面積Ａ＝３．４ｍ２である場合には、流動部本体３１の体積Ｖ＝水面から後述する所定の高さ位置までの高さｈ×流動部本体３１の面積Ａ＝１０ｍ×３．４ｍ２＝３４ｍ３にて設定されている（いわゆる浮き型ピストンとなるように形成されている）。
【００３３】
接続部３２、３３は、浮遊体１０と流動部本体３１とを接続するための接続手段である。これら接続部３２、３３は、略Ｕ字状にて形成された厚肉の棒状体（又は、板状体等）にて形成されており、図１に示すように、接続部３２、３３の各々のいずれか一方の端部が浮遊体１０（図１では、浮遊体１０の下端部）に固定具等によって接続されていると共に、接続部３２、３３の各々のいずれか他方の端部が流動部本体３１（図１では、流動部本体３１の下端部）固定具等によって接続されている。
【００３４】
（構成−運搬部−送出流路）
送出流路４０は、流動部３０によって流動された流体Ｆを送出する流路であり、例えば略直線状の管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。この送出流路４０は、当該送出流路４０内の流体Ｆが流動部３０によって押圧可能な位置に設けられており、具体的には、図１に示すように、浮遊体１０の下端部から接続部３２、３３の下端部に至る間において、当該送出流路４０の軸方向が上下方向に略沿うように設けられている。
【００３５】
また、この送出流路４０の具体的な形状及び大きさについては任意であるが、実施の形態１では、以下の通りとなる。すなわち、図１に示すように、送出流路４０の部分のうち流動部本体３１が移動可能な部分の流路径を、流動部本体３１の外径の大きさよりも大きな流路径となるように設定している。そして、送出流路４０と流動部本体３１との相互間の隙間には、当該隙間を埋めるための埋め込み部材３４が取り付けられている。この埋め込み部材３４の具体的な構成については任意であるが、例えば、縦断面形状がＵ字状となる薄膜のゴム材にて構成してもよい。これにより、埋め込み部材３４が変形しやすいことから、流動部本体３１の移動に追随して変形することにより埋め込み部材３４が受ける抵抗を低減できる。また、流体Ｆが送出流路４０から上昇流路５０に送られる際に生じる摩擦抵抗（いわゆる縮小損失）を低減するために、送出流路４０の部分のうち上昇流路５０側の部分を、送出流路４０の流路径が下方に向かうにしたがって大きくなるラッパ管状に設定している。
【００３６】
また、この送出流路４０の設置方法については任意であるが、実施の形態１では、図１に示すように、送出流路４０を水面の近傍位置に設置している。このような設置により、送出流路４０に収容されている流動部本体３１を波の長周期振動に伴って移動させやすくなる。よって、送出流路４０を水面よりも比較的深い位置に設置した場合に比べて、送出流路４０内及び上昇流路５０内の流体Ｆを流動させやすくでき、運搬部２０を効果的に動作させることが可能となる。
【００３７】
また、図１に示すように、送出流路４０には、挿通口４１及び第１接続口４２が形成されている。挿通口４１は、流動部本体３１を送出流路４０内に挿通するための開口であり、送出流路４０の下端部に配置されている。第１接続口４２は、送出流路４０を上昇流路５０に接続するための開口であり、送出流路４０の上端部に配置されている。
【００３８】
（構成−運搬部−上昇流路）
上昇流路５０は、送出流路４０から送出された流体Ｆを所定の高さ位置まで送る流路であり、例えば、逆Ｌ字形状（又は逆Ｊ字形状等）であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。ここで、「所定の高さ位置」の設定については、具体的には、流体Ｆが上昇流路５０を流れる際に生じる摩擦抵抗（いわゆる摩擦損失）をできる限り小さくできる位置であって、上昇流路５０によって上げられた流体Ｆの位置エネルギーによって発電部１１０が所望の発電量を行うことが可能な位置に設定しており、例えば、送出流路４０の上端部から上方に１０ｍ〜１００ｍ程度離れた位置等に設定している。また、この上昇流路５０は、送出流路４０の上端部から所定の高さ位置に至る間に設けられており、具体的には、図１に示すように、当該上昇流路５０のＬ字状の縦棒部分が上下方向に沿うと共に、上昇流路５０のＬ字状の横棒部分が送り部７０側に向くように配置されており、上昇流路５０のＬ字状の縦棒部分が第１接続口４２を介して送出流路４０と接続されている。
【００３９】
また、上昇流路５０の具体的な形状及び大きさについては任意であるが、実施の形態１では、図１に示すように、上昇流路５０の流路径の大きさを送出流路４０の流路径の大きさよりも小さく設定しており、例えば、上昇流路５０における流水の断面積の大きさが送出流路４０における流水の断面積の大きさの１／１０倍程度の大きさに設定している。ただし、これに限られず、流体Ｆの種類、上昇流路５０の形状及び大きさ等に応じて異なり得ることから、実験結果等に基づいて設定してもよい。このような設定により、上昇流路５０の流路径の大きさを送出流路４０の流路径の大きさと同一以上に設定した場合に比べて、送出流路４０の流体Ｆの重さによる負荷を小さくできると共に、送出流路４０を流れる流体Ｆの運動エネルギーを向上させることができる（例えば、１次元の非粘性流れに基づく理論の観点からすると、上昇流路５０における流水の断面積の大きさが送出流路４０における流水の断面積の大きさの１／１０倍である場合には、上昇流路５０を流れる流体Ｆの流速が送出流路４０を流れる流体Ｆの流速の１０倍となるので、上昇流路５０を流れる流体Ｆの運動エネルギーが送出流路４０を流れる流体Ｆの運動エネルギーの１００倍となる）。よって、所定の高さ位置を比較的高く設定した場合でも、送出流路４０から上昇流路５０を介して所定の高さ位置まで流体Ｆを確実に送ることが可能となる。
【００４０】
また、図１に示すように、上昇流路５０には、第２接続口５１が形成されている。第２接続口５１は、後述する戻し流路９０を上昇流路５０に接続するための開口であり、上昇流路５０の部分のうち後述する戻し流路９０の下流側の端部に対応する部分に配置されている。
【００４１】
（構成−運搬部−第１弁）
第１弁６０は、上昇流路５０から送出流路４０への流体Ｆの流入を制限する弁である。この第１弁６０は、公知の弁体を用いて構成されており、上昇流路５０の内部に設けられ、上昇流路５０に対して固定具等によって固定されている。ここで、第１弁６０の設置方法については任意であるが、実施の形態１では、図１に示すように、第２接続口５１よりも上方に設置しており、例えば、第２接続口５１の近傍位置に設置している。これにより、上昇流路５０の部分のうち第１弁６０よりも下方側の部分において流体Ｆが重力によって下がることで空隙が生じた場合でも、後述する戻し流路９０から送られた流体Ｆによって当該空隙をなくすことができ、上昇流路５０の機能を維持することが可能となる。このような第１弁６０により、上昇流路５０から送出流路４０への流体Ｆの流入を回避できるので、発電システム１を安定して動作させることが可能となる。
【００４２】
（構成−送り部）
送り部７０は、運搬部２０にて運搬された流体Ｆを下方に向けて送る送り手段である。この送り部７０は、例えば樹脂材、防錆処理された金属材等にて形成されており、運搬部２０の近傍に設けられ、図示しない固定部材に対して固定具等によって固定されている。また、図１に示すように、この送り部７０は、下降流路８０、戻し流路９０、及び第２弁１００を備えている。
【００４３】
（構成−送り部−下降流路）
下降流路８０は、運搬部２０から送られた流体Ｆが下方に向けて流動することによって発電部１１０を駆動させる流路であり、図１に示すように、第１貯め部８１、第１下降流路８２、第２貯め部８３、第２下降流路８４、及び収容部８５を備えている。
【００４４】
第１貯め部８１は、運搬部２０にて運搬された流体Ｆを一時的に貯めるための貯め手段であり、例えば、上面が開放された箱状体（又は中空の円柱状体等）にて形成されている（なお、第２貯め部８３についても同様とする）。この第１貯め部８１は、上昇流路５０の下流側の端部よりも下方に設けられており、具体的には、図１に示すように、上昇流路５０の下流側の端部の直下であって、上昇流路５０と所定間隔を隔てて配置されている。また、図１に示すように、第１貯め部８１には、第１接続口８１ａが形成されている。第１接続口８１ａは、第１下降流路８２を第１貯め部８１に接続するための開口であり、第１貯め部８１の下端部に配置されている。
【００４５】
第１下降流路８２は、第１貯め部８１から送られた流体Ｆを第２貯め部８３に送る流路であり、例えば、直線状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。図１に示すように、この第１下降流路８２は、第１貯め部８１よりも下方に設けられており、当該第１下降流路８２の上流側の端部が第１接続口８１ａを介して第１貯め部８１と接続されている。また、図１に示すように、第１下降流路８２には、第２接続口８２ａが形成されている。第２接続口８２ａは、収容部８５を第１貯め部８１に接続するための開口であり、第１下降流路８２における収容部８５と対応する部分（図１では、第１下降流路８２の下端部の近傍部分）に配置されている。
【００４６】
第２貯め部８３は、第１下降流路８２から送られた流体Ｆを一時的に貯めるための貯め手段である。この第２貯め部８３は、第１下降流路８２の下流側の端部よりも下方に設けられており、具体的には、図１に示すように、第１下降流路８２の下流側の端部の直下であって、第１下降流路８２と所定間隔を隔てて配置されている。また、図１に示すように、第２貯め部８３には、第３接続口８３ａが形成されている。第３接続口８３ａは、第２下降流路８４を第２貯め部８３に接続するための開口であり、第２貯め部８３の下端部に配置されている。
【００４７】
第２下降流路８４は、第２貯め部８３から送られた流体Ｆを戻し流路９０に送る流路であり、例えば、Ｌ字形状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。また、図１に示すように、この第２下降流路８４は、第２貯め部８３よりも下方に設けられており、当該第２下降流路８４の上流側の端部が第３接続口８３ａを介して第２貯め部８３と接続されている。
【００４８】
収容部８５は、発電部１１０を収容するための収容手段であり、第１下降流路８２側の側面が開放された中空状体であり、且つ、発電部１１０を収容することが可能な形状及び大きさを有する中空状体にて形成されている。また、図１に示すように、この収容部８５は、第１下降流路８２に設けられており、第２接続口８２ａを介して第１下降流路８２と接続されている。
【００４９】
（構成−送り部−戻し流路）
戻し流路９０は、下降流路８０から送られた流体Ｆを上昇流路５０に向けて送る流路であり、例えば、Ｌ字形状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。この戻し流路９０は、上昇流路５０と下降流路８０とに接続されており、具体的には、図１に示すように、当該戻し流路９０の上流側の端部が第２下降流路８４の下流側の端部と接続されていると共に、当該戻し流路９０の下流側の端部が運搬部２０の第２接続口５１を介して上昇流路５０と接続されている。このような戻し流路９０により、上昇流路５０、下降流路８０、及び戻し流路９０によって流体Ｆを循環させる流路を形成でき、流体Ｆの再利用を図ることが可能となる。
【００５０】
（構成−送り部−第２弁）
第２弁１００は、戻し流路９０から上昇流路５０への流体Ｆの流入を制限する弁である。この第２弁１００は、公知の弁体を用いて構成されており、図1に示すように、戻し流路９０の内部に設けられ（例えば、当該戻し流路９０の下流側の端部近傍に設けられ）、戻し流路９０に対して固定具等によって固定されている。このような第２弁１００により、下降流路８０から上昇流路５０への流体Ｆの流入を回避できるので、発電システム１を安定して動作させることが可能となる。
【００５１】
（構成−発電部）
発電部１１０は、送り部７０にて送られた流体Ｆの位置エネルギーによって駆動されることにより発電を行う発電手段であり、図１に示すように、ダイナモ及び発電基板を備えている（いずれも図示省略）。
【００５２】
ダイナモは、発電部１１０の基本構造体であり、例えば、発電可能な回転方向が一方向である回転子を有する公知のダイナモ等を用いて構成されており、収容部８５に収容されており、収容部８５に対して固定具等にて固定されている。
【００５３】
発電基板は、発電部１１０の各種機能を実現するための電気回路（図示省略）が実装された基板であり、例えば、発電装置用の公知の基板等を用いて構成されており、収容部８５の外部（又は内部）に設けられており、収容部８５に対して固定具等にて固定されている。また、この発電基板には、電力変換部や電力出力部も実装されている（いずれも図示省略）。このうち、電力変換部は、ダイナモにて発電された電力を所定の電力に変換する電力変換手段であり、ダイナモと図示しない配線を介して電気的に接続されている。また、電力出力部は、電力変換部にて変換された電力を外部機器（図示省略）に出力するための電力出力手段であり、外部機器と図示しない配線を介して電気的に接続されている。
【００５４】
以上のような発電システム１により、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬しながら発電を行うことができるので、従来技術に比べて発電量を向上させることが可能となる。また、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬する動力として波力を用いるので、従来技術のように上記動力として電力を用いる必要がないことから、電力コストを削減でき、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００５５】
（発電システムの作用）
このように構成された発電システム１の作用について説明する。
【００５６】
まず、波が立っていない状態では、送出流路４０内及び上昇流路５０内の流体Ｆの重さと浮遊体１０の浮力とがつりあっていることから、当該流体Ｆは流動しない（なお、後述する実施の形態２、３に係る発電システム１についても同様とする）。また、波の波高が高くなることよって浮遊体１０の下面が波力を受けると、パスカルの原理に基づいて、送出流路４０内の流体Ｆは、流動部３０によって押圧されることで送出流路４０から上昇流路５０を介して所定の高さ位置まで送られた後、上昇流路５０から下降流路８０に下方に向けて送られる。これにより、下降流路８０の収容部８５に収容された発電部１１０のダイナモは、当該下降流路８０に送られた流体Ｆの位置エネルギーによって駆動されることで発電を行うことができる。その後、上記下降流路８０に送られた流体Ｆは、戻し流路９０を介して上昇流路５０に戻される。
【００５７】
（効果）
このように実施の形態１によれば、浮遊体１０が波力を受けた場合に、当該波力によって流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬する運搬部２０と、運搬部２０にて運搬された流体Ｆを下方に向けて送る送り部７０と、を備え、発電部１１０は、送り部７０にて送られた流体Ｆの位置エネルギーによって当該発電部１１０が駆動されることにより発電を行うので、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬しながら発電を行うことができるので、従来技術に比べて発電量を向上させることが可能となる。また、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬する動力として波力を用いるので、従来技術のように上記動力として電力を用いる必要がないことから、電力コストを削減でき、ランニングコストを低減することが可能となる。
【００５８】
また、上昇流路５０の流路径を、送出流路４０の流路径よりも小さくしたので、上昇流路５０の流路径の大きさを送出流路４０の流路径の大きさと同一以上に設定した場合に比べて、送出流路４０の流体Ｆの重さによる負荷を小さくでき、所定の高さ位置を比較的高く設定した場合でも、送出流路４０から上昇流路５０を介して所定の高さ位置まで流体Ｆを確実に送ることが可能となる。
【００５９】
また、送り部７０が、上昇流路５０と下降流路８０とに接続された戻し流路９０であって、当該下降流路８０から送られた流体Ｆを当該上昇流路５０に向けて送る戻し流路９０を備えたので、上昇流路５０、下降流路８０、及び戻し流路９０によって流体Ｆを循環させる流路を形成でき、流体Ｆの再利用を図ることが可能となる。
【００６０】
また、上昇流路５０から送出流路４０への流体Ｆの流入を制限する第１弁６０と、戻し流路９０から上昇流路５０への流体Ｆの流入を制限する第２弁１００と、を備えたので、下降流路８０から上昇流路５０への流体Ｆの流入を回避できると共に、上昇流路５０から送出流路４０への流体Ｆの流入を回避できるので、発電システム１を安定して動作させることが可能となる。
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、実施の形態１と異なる形態であって、発電システムを沖に設けた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００６１】
（構成）
最初に、実施の形態２に係る発電システムの構成について説明する。図２は、実施の形態２に係る発電システムを示す概要図である。図２に示すように、実施の形態２に係る発電システム１０１は、浮遊体１０、運搬部２０、送り部７０、及び発電部１１０を備えている。
【００６２】
（構成−運搬部）
運搬部２０は、図２に示すように、流動部３０、送出流路４０、ブリッジ流路１２０、及び上昇流路５０を備えている。
【００６３】
（構成−運搬部−送出流路）
送出流路４０は、流動部３０によって流動された流体Ｆをブリッジ流路１２０の後述する第２流路１２１ｂ又は後述する第４流路１２１ｄに向けて送出する流路であり、図２に示すように、収容流路４３、第１連通流路４４、及び第２連通流路４５を備えている。
【００６４】
収容流路４３は、流動部本体３１、接続部３２の一部、及び接続部３３の一部を収容する流路であり、例えば、略直線状であり、且つ、流動部本体３１、接続部３２の一部、及び接続部３３の一部を収容可能な形状及び大きさを有する管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。図２に示すように、この収容流路４３は、浮遊体１０の下端から接続部３２、３３の下端部に至る間において、収容流路４３の軸方向が上下方向に略沿うように設けられている。また、図２に示すように、収容流路４３には、第１挿通口４３ａ、第２挿通口４３ｂ、第１接続口４３ｃ、及び第２接続口４３ｄが形成されている。第１挿通口４３ａは、接続部３２を送出流路４０内に挿通するための開口であり、第２挿通口４３ｂは、接続部３３を送出流路４０内に挿通するための開口であり、送出流路４０の下端部にそれぞれ配置されている。第１接続口４３ｃは、第１連通流路４４を収容流路４３内に挿通するための開口であり、収容流路４３の上端部に配置されている。第２接続口４３ｄは、第２連通流路４５を収容流路４３内に挿通するための開口であり、収容流路４３の下端部に配置されている。
【００６５】
第１連通流路４４は、収容流路４３と後述するブリッジ流路１２０の第１接続部１２２ａとを連通する流路であり、例えば、逆Ｕ字形状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。この第１連通流路４４は、収容流路４３と後述する第１接続部１２２ａと接続されており、具体的には、図２に示すように、第１連通流路４４の収容流路４３側の端部が第１接続口４３ｃを介して収容流路４３と接続されていると共に、第１連通流路４４のブリッジ流路１２０側の端部が後述する第１接続部１２２ａと接続されている。また、この第１連通流路４４の具体的な形状及び大きさについては任意であるが、実施の形態２では、図２に示すように、第１連通流路４４の流路径の大きさを収容流路４３の流路径の大きさよりも小さく設定している（なお、第２連通流路４５及びブリッジ流路１２０についても同様とする）。
【００６６】
第２連通流路４５は、収容流路４３と後述するブリッジ流路１２０の第４接続部１２２ｄとを連通する流路であり、例えば、Ｕ字形状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されている。この第２連通流路４５は、収容流路４３と後述する第４接続部１２２ｄと接続されており、具体的には、図２に示すように、第２連通流路４５の収容流路４３側の端部が第２接続口４３ｄを介して収容流路４３と接続されていると共に、第２連通流路４５のブリッジ流路１２０側の端部が後述する第４接続部１２２ｄと接続されている。
【００６７】
（構成−運搬部−ブリッジ流路）
ブリッジ流路１２０は、送出流路４０から上昇流路５０に流れる流体Ｆの流動方向を調整するための流路であり、図２に示すように、第１流路１２１ａ、第２流路１２１ｂ、第３流路１２１ｃ、第４流路１２１ｄ、第１接続部１２２ａ、第２接続部１２２ｂ、第３接続部１２２ｃ、第４接続部１２２ｄ、第１弁１２３ａ、第２弁１２３ｂ、第３弁１２３ｃ、及び第４弁１２３ｄを備えている。
【００６８】
第１流路１２１ａは、送出流路４０の第１連通流路４４と戻し流路９０とを接続する流路である。第２流路１２１ｂは、第１連通流路４４と上昇流路５０とを接続する流路である。第３流路１２１ｃは、送出流路４０の第２連通流路４５と戻し流路９０とを接続する流路である。第４流路１２１ｄは、第２連通流路４５と上昇流路５０とを接続する流路である。これら第１流路１２１ａから第４の流路は、例えば、直線状であり、且つ軸方向の両端部の各々が開放端である管状体（一例として、円管状体等）にて形成されており、具体的には、流路径の大きさ及び軸方向の長さがそれぞれ同一となるように形成されている。
【００６９】
第１接続部１２２ａは、第１連通流路４４のブリッジ流路１２０側の端部と、第１流路１２１ａの一方の端部と、第２流路１２１ｂの一方の端部とを接続する接続部である。第２接続部１２２ｂは、戻し流路９０の下流側の端部と、第１流路１２１ａの他方の端部と、第３流路１２１ｃの一方の端部とを接続する接続部である。第３接続部１２２ｃは、上昇流路５０の上流側の端部と、第２流路１２１ｂの他方の端部と、第４流路１２１ｄの一方の端部とを接続する接続部である。第４接続部１２２ｄは、第２連通流路４５のブリッジ流路１２０側の端部と、第３流路１２１ｃの他方の端部と、第４流路１２１ｄの他方の端部とを接続する接続部である。これら第１接続部１２２ａから第４接続部１２２ｄは、例えば公知のジョイント部材を用いてそれぞれ構成されている。
【００７０】
第１弁１２３ａは、第１接続部１２２ａから第２接続部１２２ｂへの流体Ｆの流入を制限する弁であり、第１流路１２１ａ内に配置されている。第２弁１２３ｂは、第３接続部１２２ｃから第１接続部１２２ａへの流体Ｆの流入を制限する弁であり、第２流路１２１ｂ内に配置されている。第３弁１２３ｃは、第４接続部１２２ｄから第２接続部１２２ｂへの流体Ｆの流入を制限する弁であり、第３流路１２１ｃ内に配置されている。第４弁１２３ｄは、第３接続部１２２ｃから第４接続部１２２ｄへの流体Ｆの流入を制限する弁であり、第４流路１２１ｄ内に配置されている。これら第１弁１２３ａから第４弁１２３ｄは、例えば公知の弁体を用いて構成されている。
【００７１】
（構成−運搬部−上昇流路）
上昇流路５０は、送出流路４０からブリッジ流路１２０の第２流路１２１ｂ又は第４流路１２１ｄを介して送出された流体Ｆを所定の高さ位置まで送る流路であり、ブリッジ流路１２０の第３接続部１２２ｃに接続されており、具体的には、図２に示すように、上昇流路５０の上流側の端部が第３接続部１２２ｃと接続されている。
【００７２】
（構成−送り部）
送り部７０は、図２に示すように、下降流路８０及び戻し流路９０を備えている。このうち、戻し流路９０は、下降流路８０から送られた流体Ｆをブリッジ流路１２０の第２接続部１２２ｂに向けて送る流路であり、下降流路８０と第２接続部１２２ｂとに接続されており、具体的には、図２に示すように、当該戻し流路９０の上流側の端部が第２下降流路８４の下流側の端部と接続されていると共に、当該戻し流路９０の下流側の端部が第２接続部１２２ｂと接続されている。
【００７３】
以上のような発電システム１０１により、実施の形態１に係る発電システム１と同様に、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬しながら発電を行うことができる。特に、浮遊体１０が波力によって上移動及び下移動した場合でも、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬することができるので、運搬部２０及び送り部７０の各々における流体Ｆの流動性を向上させることができる。よって、実施の形態１に係る発電システム１に比べて、発電量を高めることが可能となる。
【００７４】
（発電システムの作用）
このように構成された発電システム１０１の作用について説明する。図３は、波の波高が低い場合の発電システム１０１における流体Ｆの流動状態を示す図である。図４は、波の波高が低い場合の発電システム１０１における流体Ｆの流動状態を示す図である。
【００７５】
まず、波の波高が高くなることによって浮遊体１０の下面が波力を受けると、図３に示すように、収容流路４３内の流体Ｆのうち流動部本体３１よりも上方側の流体Ｆは、流動部３０によって押圧されることで収容流路４３から第１連通流路４４を介してブリッジ流路１２０の第２流路１２１ｂに送出されて、当該第２流路１２１ｂ及び上昇流路５０を介して所定の高さ位置まで送られた後、上昇流路５０から下降流路８０に向けて下方に送られる。これにより、下降流路８０の収容部８５に収容された発電部１１０のダイナモは、当該下降流路８０に送られた流体Ｆの位置エネルギーによって駆動されることで発電を行うことができる。一方、上記流動部本体３１よりも上方側の流体Ｆは、第１連通流路４４を介してブリッジ流路１２０の第１流路１２１ａに送出されるものの、ブリッジ流路１２０の第１弁１２３ａによって戻し流路９０への流入が制限される。次に、上記下降流路８０に送られた流体Ｆは、戻し流路９０を介してブリッジ流路１２０の第３流路１２１ｃに送られた後、当該第３流路１２１ｃ及びの第２連通流路４５を介して収容流路４３における流動部本体３１よりも下方側の部分に送られる。一方、この上記下降流路８０に送られた流体Ｆは、戻し流路９０を介してブリッジ流路１２０の第１流路１２１ａに送られるものの、第１連通流路４４を介して第１流路１２１ａに送出された流体Ｆによって第１弁１２３ａが押圧されていることで第１連通流路４４への流入が制限される。
【００７６】
また、波の波高が低くなることによって浮遊体１０の下面が波力を受けなくなると、図４に示すように、収容流路４３内の流体Ｆのうち流動部本体３１よりも下方側の流体Ｆは、流動部３０によって押圧されることで収容流路４３から第２連通流路４５を介してブリッジ流路１２０の第４流路１２１ｄに送出されて、当該第４流路１２１ｄ及び上昇流路５０を介して所定の高さ位置まで送られた後、上昇流路５０から下降流路８０に下方に向けて送られる。これにより、下降流路８０の収容部８５に収容された発電部１１０のダイナモは、当該下降流路８０に送られた流体Ｆの位置エネルギーによって駆動されることで発電を行うことができる。一方、上記流動部本体３１よりも下方側の流体Ｆは、第２連通流路４５を介してブリッジ流路１２０の第３流路１２１ｃに送出されるものの、ブリッジ流路１２０の第３弁１２３ｃによって戻し流路９０への流入が制限される。次に、上記下降流路８０に送られた流体Ｆは、戻し流路９０を介してブリッジ流路１２０の第１流路１２１ａに送られた後、当該第１流路１２１ａ及びの第１連通流路４４を介して収容流路４３における流動部本体３１よりも上方側の部分に送られる。一方、この上記下降流路８０に送られた流体Ｆは、戻し流路９０を介してブリッジ流路１２０の第３流路１２１ｃに送られるものの、第２連通流路４５を介して第３流路１２１ｃに送出された流体Ｆによって第３弁１２３ｃが押圧されていることで第２連通流路４５への流入が制限される。
【００７７】
（効果）
このように実施の形態２によれば、運搬部２０が、第１流路１２１ａと、第２流路１２１ｂと、第３流路１２１ｃと、第４流路１２１ｄと、第１弁１２３ａと、第２弁１２３ｂと、第３弁１２３ｃと、第４弁１２３ｄと、流動部３０によって流動された流体Ｆを第２流路１２１ｂ又は第４流路１２１ｄに向けて送出する送出流路４０と、送出流路４０から第２流路１２１ｂ又は第４流路１２１ｄを介して送出された流体Ｆを所定の高さ位置まで送る上昇流路５０と、を備え、送り部７０が、運搬部２０から送られた流体Ｆが下方に向けて流動することによって発電部１１０を駆動させる下降流路８０と、下降流路８０から送られた流体Ｆを第２接続部１２２ｂに向けて送る戻し流路９０と、を備えたので、浮遊体１０が波力によって上移動及び下移動した場合でも、流体Ｆを所定の高さ位置まで運搬することができる。よって、運搬部２０及び送り部７０の各々における流体Ｆの流動性を向上させることができ、発電量を高めることが可能となる。
【００７８】
〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この形態は、発電システムを流路に設けた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００７９】
（構成）
最初に、実施の形態３に係る発電システムの構成について説明する。図５は、実施の形態３に係る発電システムを示す概要図であり、（ａ）は後述する流出部１３２が回転していない状態を示す図であり、（ｂ）は後述する流出部１３２が回転した状態を示す図である。図５（ａ）に示すように、実施の形態３に係る発電システム２０１は、浮遊体１０、運搬部２０、送り部７０、発電部１１０、及び貯水部１３０を備えている。なお、実施の形態３に係る発電システムにおいては、流動部本体３１を略板状体にて形成していることから、浮遊体１０の体積の設定は、実施の形態１に係る流動部本体３１の体積の設定と略同様となるように設定されている。
【００８０】
（構成−貯水部）
貯水部１３０は、流路１３５の上流側から流入した水を一時的に貯める貯水手段である。この貯水部１３０は、浮遊体１０及び運搬部２０の近傍に設けられており、図５（ａ）に示すように、貯水部本体１３１及び流出部１３２を備えている。
【００８１】
（構成−貯水部−貯水部本体）
貯水部本体１３１は、貯水部１３０の基本構造体である。この貯水部本体１３１は、上面が開放された箱状体（又は中空の円柱状体等）であり、例えば樹脂材、防錆処理された金属材、木材、コンクリート材等にて形成されている。また、この貯水部本体１３１は、浮遊体１０及び運搬部２０を収容するように設けられており、設置面に対して固定具等によって固定されている。
【００８２】
（構成−貯水部−流出部）
流出部１３２は、貯水部本体１３１の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水部本体１３１にて貯められた水を流路１３５の下流側に流出させる流出手段である。ここで「所定値」とは、例えば、貯水部本体１３１の内部水位の最高水位の値、又は最高水位よりも若干低い水位の値等が該当する。この流出部１３２は、例えば樹脂材、防錆処理された金属材、木材等にて形成された厚肉の板状体であり、貯水部本体１３１の下流側の側部の上端（図５（ａ）では、貯水部本体１３１の左側部の上端）に設けられており、具体的には、図５（ａ）に示すように、前後方向及び上下方向に沿うように配置され、図示しない支持部材に対して固定具等によって回転可能に固定されている。
【００８３】
このように構成された貯水部１３０の作用は、以下の通りとなる。すなわち、貯水部本体１３１の内部水位が所定値未満の場合には、図５（ａ）に示すように、流出部１３２が回転することなく、流路１３５の上流側から流入した水が貯水部１３０に貯め続けられる。また、貯水部本体１３１の内部水位が所定値以上となった場合には、図５（ｂ）に示すように、流出部１３２が回転することで、貯水部１３０に貯められた水が流路１３５の下流側に流出される。これにより、流出部１３２を設けない場合に比べて、貯水部本体１３１内で波が立ちやすくなるため、流動部３０を効果的に動作させることが可能となる。
【００８４】
（効果）
このように実施の形態３によれば、貯水部１３０が、当該貯水部１３０の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水部１３０にて貯められた水を流路１３５の下流側に流出させる流出部１３２を備えたので、流出部１３２を設けない場合に比べて、貯水部１３０内で波が立ちやすくなるため、流動部３０を効果的に動作させることが可能となる。
【００８５】
〔実施の形態４〕
次に、実施の形態４について説明する。この形態は、発電システムを岸壁に設けた形態である。なお、実施の形態１と略同様の構成要素については、必要に応じて、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を付してその説明を省略する。
【００８６】
（構成）
最初に、実施の形態４に係る発電システムの構成について説明する。図６は、実施の形態４に係る発電システムを示す概要図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態４に係る発電システム３０１は、浮遊体１０、収集部１４０、運搬部（図示省略）、送り部（図示省略）、及び発電部（図示省略）を備えている。
【００８７】
（構成−浮遊体）
浮遊体１０は、例えば樹脂材、ゴム材、防錆処理された金属材等にて形成されており、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、浮遊体本体１２及び伝達部１３を備えている。
【００８８】
浮遊体本体１２は、浮遊体１０の基本構造体であり、略箱状体にて形成されており、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、水面上に浮遊している。
【００８９】
伝達部１３は、浮遊体本体１２が波力を受けた場合に、当該波力を後述する運搬部の回転力変換部に伝達する伝達手段である。この伝達部１３は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、長尺な略棒状体であり、浮遊体本体１２の上面に複数立設されており、浮遊体本体１２に対して固定具等によって固定されている。
【００９０】
（構成−収集部）
収集部１４０は、当該収集部１４０に流入した波の波力を収集する収集手段である。この収集部１４０は、例えば樹脂材、防錆処理された金属材、木材、コンクリート材等にて形成されており、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、収集部本体１４１、収容空間部（収容部分）１４２、押し上げ部１４３、及び波除部１４４を備えて構成されている。
【００９１】
収集部本体１４１は、収集部１４０の基本構造体であり、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、平面形状が略Ｃ字状である直方体にて形成されており、当該収集部本体１４１の凹部分に波が流入出可能な位置に設けられ、設置面に対して固定具等によって固定されている。
【００９２】
収容空間部１４２は、浮遊体１０を収容する空間部であり、平面形状が浮遊体１０の平面形状よりも大きい形状となる直方体にて形成されており、図６（ａ）に示すように、当該収集部本体１４１の凹部分の最底部及びその近傍部分に設けられている。
【００９３】
押し上げ部１４３は、収容空間部１４２に流入した波を上げるものであり、上面が傾斜状となる中実体又は中空体（図６（ｂ）では、中空の三角柱状体等）にて形成されており、図６（ｂ）に示すように、収容空間部１４２の下端部又はその近傍に設けられており、収集部本体１４１に対して接続されている。また、この押し上げ部１４３の上面の具体的な形状については、実施の形態４においては、収容空間部１４２の奥側（図６（ｂ）の左側）に向かうにしたがって上方に向けて傾斜する形状（例えば、サイクロイド曲線状、クロソイド曲線状、カブナリー曲線状等）にて形成している。このような形状により、押し上げ部１４３が平坦状に形成された場合に比べて、収集部本体１４１の凹部分によって収集された波の波力を後述する回転力変換部に対して効果的に伝達することが可能となる。なお、押し上げ部１４３によって上げられた波によって収容空間部１４２内の水面が傾斜しやすくなることから、これを回避するために、例えば、収容空間部１４２の平面形状の大きさを、当該水面を平坦状にすることが可能な大きさに設定することが好ましい。
【００９４】
波除部１４４は、浮遊体１０に波がかかることを抑制するための波除手段であり、厚肉の板状体にて形成されている。また、この波除部１４４は、浮遊体１０よりも波が流入する側（図６（ａ）、（ｂ）の右側）に設けられており、具体的には、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上下方向及び前後方向に沿うように配置され、収集部本体１４１に対して固定具等によって接続されている。
【００９５】
（構成−運搬部）
運搬部は、回転力変換部及び汲み上げ部を備えている（いずれも図示省略）。
【００９６】
（構成−運搬部−回転力変換部）
回転力変換部は、浮遊体１０が収集部１４０にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段であり、例えばモータ等の公知の駆動装置を用いて構成されている。また、この回転力変換部は、伝達部１３と接触可能な位置に設けられており、図示しない固定部材に対して回転可能に固定されている。
【００９７】
（構成−運搬部−汲み上げ部）
汲み上げ部は、回転力変換部にて変換された回転力を利用して、流体を所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段であり、例えば、公知の汲み上げ装置（一例として、流体が収容可能な容器をベルトコンベア（又は滑車等）を用いて上方に向けて搬送する装置等）を用いて構成されている。また、この汲み上げ部は、当該汲み上げ部における流体を運搬する部分（例えば、ベルトコンベア等）が回転力変換部に取り付けられた状態で、下降流路に汲み上げ部にて汲み上げられた流体を送ることが可能な位置に設けられている。
【００９８】
以上のような発電システム３０１により、収集部１４０を設けない場合に比べて、浮遊体１０が受ける波力の大きさを高めることができる。よって、回転力変換部に対して大きな波力を伝達できるので、汲み上げ部を効果的に動作させることが可能となる。
【００９９】
（効果）
このように実施の形態４によれば、運搬部が、浮遊体１０が収集部１４０にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換部と、回転力変換部にて変換された回転力を利用して、流体を所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ部と、を備えたので、収集部１４０を設けない場合に比べて、浮遊体１０が受ける波力の大きさを高めることができる。よって、回転力変換部に対して大きな波力を伝達できるので、汲み上げ部を効果的に動作させることが可能となる。
【０１００】
〔ＩＩＩ〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【０１０１】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【０１０２】
（形状、数値、構造、時系列について）
実施の形態や図面において例示した構成要素に関して、形状、数値、又は複数の構成要素の構造若しくは時系列の相互関係については、本発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。
【０１０３】
（流体について）
上記実施の形態１から４では、流体が水であると説明したが、これに限られず、例えば、流体が各種の流路を流れる際に生じる摩擦抵抗を低減させることが可能な添加剤（いわゆるトムズ効果が生じるような添加剤）を含む混合物（一例として、鎖状高分子を含む混合水、石鹸水等）であってもよい。これにより、流体が水である場合に比べて、上記摩擦抵抗を低減することができ、発電システムを効率良く動作させることが可能となる。
【０１０４】
（運搬部について）
上記実施の形態１から３では、運搬部２０の送出流路４０の流路径の大きさを、流動部本体３１の外径の大きさよりも大きく設定していると説明したが、これに限られず、例えば、送出流路４０の流路径の大きさを、流動部本体３１の外径の大きさと略同一に設定してもよい。
【０１０５】
（送り部について）
上記実施の形態１から４では、送り部が、戻し流路を備えていると説明したが、これに限られず、例えば、戻し流路を省略してもよい。また、上記実施の形態１から４では、送り部が、収容部を備えていると説明したが、これに限られず、例えば、第１下降流路内又は第２下降流路内に発電部が設けることができる場合には、収容部を省略してもよい。
【０１０６】
また、上記実施の形態１から４では、送り部には、２つの貯め部が設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、１つ貯め部のみが設けられてもよく、あるいは、３つ以上の貯め部が設けられてもよい。なお、この貯め部は、例えば、水平方向に向けて複数並設して、それぞれ連結してもよい。この場合には、隣接する貯め部間で流体の移動が可能となるように、各貯め部に連通口が設けられてもよい。
【０１０７】
（第１弁、第２弁について）
上記実施の形態１、３では、発電システムに、第１弁６０及び第２弁１００が設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、第１弁６０又は第２弁１００の少なくともいずれか一方を省略してもよい。
【０１０８】
また、上記実施の形態１、３では、第１弁６０が、第２接続口５１よりも上方に配置されていると説明したが、これに限られず、例えば、第２接続口５１よりも下方に配置されてもよい。
【０１０９】
（発電部について）
上記実施の形態１から３では、発電部１１０が、送り部７０の第１下降流路８２のみに設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、送り部７０の第２下降流路８４、運搬部２０の上昇流路５０、又は送り部７０の戻し流路９０等に設けられてもよい。
【０１１０】
（貯水部について）
上記実施の形態３では、貯水部１３０が、流出部１３２を備えていると説明したが、これに限られず、例えば、流出部１３２を省略してもよい。
【０１１１】
（収集部について）
上記実施の形態４では、収集部１４０は、波除部１４４を備えていると説明したが、これに限られない。図７、図８は、実施の形態４に係る発電システム３０１の変形例を示す図であり、図６（ａ）に対応する領域を示す図である。例えば、図７に示すように、波除部１４４を省略してもよい。あるいは、図８に示すように、波除部１４４に代えて、反射部１５０を備えてもよい。反射部１５０は、収集部本体１４１にて反射された波を反射するための反射手段であり、例えば中空又は中実の方形状体（一例として中空の三角柱状体）にて形成されており、反射部１５０の浮遊体１０側の側部が収集部本体１４１の凹部分と対向するように（より具体的には、反射部１５０の浮遊体１０側の側部の焦点が凹部分の焦点と一致するように）、相互に間隔を隔てて設けられている。このような反射部１５０により、収集部本体１４１と反射部１５０との相互間の水位を増幅させることができ、浮遊体１０が受ける波力の大きさを一層高めることができる。
【０１１２】
（波除部について）
上記実施の形態４では、発電システム３０１に、波除部１４４が設けられていると説明したが、これに限られず、例えば、実施の形態に係る発電システム１に波除部１４４が設けられてもよい。この場合には、波の高さが通常の高さである場合に波除部１４４の下端部に波が当たらない位置に、波除部１４４を設置することが望ましい。
【０１１３】
（付記）
付記１の発電システムは、波力によって所定の高さ位置まで上げられた流体の位置エネルギーを発電手段を介して電気に変換する発電システムであって、浮遊体と、前記浮遊体が波力を受けた場合に、当該波力によって前記流体を前記所定の高さ位置まで運搬する運搬手段と、前記運搬手段にて運搬された前記流体を下方に向けて送る送り手段と、を備え、前記発電手段は、前記送り手段にて送られた前記流体の位置エネルギーによって当該発電手段が駆動されることにより発電を行う。
【０１１４】
また、付記２の発電システムは、付記１に記載の発電システムにおいて、前記運搬手段は、前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記浮遊体が波力を受けた場合に前記流体を流動させる流動手段と、前記流動手段によって流動された前記流体を送出する送出流路と、前記送出流路から送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、前記上昇流路の流路径を、前記送出流路の流路径よりも小さくした。
【０１１５】
また、付記３の発電システムは、付記２に記載の発電システムにおいて、前記送り手段は、前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、前記上昇流路と前記下降流路とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該上昇流路に向けて送る戻し流路と、を備えた。
【０１１６】
また、付記４の発電システムは、付記３に記載の発電システムにおいて、前記上昇流路から前記送出流路への前記流体の流入を制限する第１弁と、前記戻し流路から前記上昇流路への前記流体の流入を制限する第２弁と、を備えた。
【０１１７】
また、付記５の発電システムは、付記１に記載の発電システムにおいて、前記運搬手段は、前記浮遊体に接続された流動手段であって、前記流体を流動させる流動手段と、第１流路と、前記第１流路の一方の端部に接続された第２流路と、前記第１流路の他方の端部に接続された第３流路と、前記第２流路における前記第１流路側とは反対側の端部と、前記第３流路における前記第１流路側とは反対側の端部とに接続された第４流路と、前記第１流路内に配置された第１の弁であって、前記第１流路と前記第２流路とを接続する第１接続部から、前記第１流路と前記第３流路とを接続する第２接続部への前記流体の流入を制限する第１弁と、前記第２流路内に配置された第２弁であって、前記第２流路と前記第４流路とを接続する第３接続部から、前記第１接続部への前記流体の流入を制限する第２弁と、前記第３流路内に配置された第３弁であって、前記第３流路と前記第４流路とを接続する第４接続部から、前記第２接続部への前記流体の流入を制限する第３弁と、前記第４流路内に配置された第４弁であって、前記第３接続部から前記第４接続部への前記流体の流入を制限する第４弁と、前記第１接続部と、前記第４接続部とに接続された送出流路であって、前記流動手段によって流動された前記流体を前記第２流路又は前記第４流路に向けて送出する送出流路と、前記第３接続部に接続された上昇流路であって、前記送出流路から前記第２流路又は前記第４流路を介して送出された前記流体を前記所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、前記送り手段は、前記発電手段が設けられた下降流路であって、前記運搬手段から送られた前記流体が下方に向けて流動することによって当該発電手段を駆動させる下降流路と、前記下降流路と前記第２接続部とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた前記流体を当該第２接続部に向けて送る戻し流路と、を備えた。
【０１１８】
また、付記６の発電システムは、付記２から５のいずれか一項に記載の発電システムにおいて、水が流れる流路に設けられた当該発電システムであって、前記浮遊体及び前記運搬手段を収容するように設けられた貯水手段であって、前記流路の上流側から流入した前記水を一時的に貯める貯水手段を備え、前記貯水手段は、当該貯水手段の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水手段にて貯められた前記水を前記流路の下流側に流出させる流出手段を備えた。
【０１１９】
また、付記７の発電システムは、付記１に記載の発電システムにおいて、前記浮遊体を収容するように設けられた収集手段であって、当該収集手段に流入した波の波力を収集する収集手段を備え、前記運搬手段は、前記浮遊体が前記収集手段にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段と、前記回転力変換手段にて変換された前記回転力を利用して、前記流体を前記所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段と、を備えた。
【０１２０】
（付記の効果）
付記１に記載の発電システムによれば、浮遊体が波力を受けた場合に、当該波力によって流体を所定の高さ位置まで運搬する運搬手段と、運搬手段にて運搬された流体を下方に向けて送る送り手段と、を備え、発電手段は、送り手段にて送られた流体の位置エネルギーによって当該発電手段が駆動されることにより発電を行うので、流体を所定の高さ位置まで運搬しながら発電を行うことができるので、従来技術に比べて発電量を向上させることが可能となる。また、流体を所定の高さ位置まで運搬する動力として波力を用いるので、従来技術のように上記動力として電力を用いる必要がないことから、電力コストを削減でき、ランニングコストを低減することが可能となる。
【０１２１】
付記２に記載の発電システムによれば、上昇流路の流路径を、送出流路の流路径よりも小さくしたので、上昇流路の流路径の大きさを送出流路の流路径の大きさと同一以上に設定した場合に比べて、送出流路の流体の重さによる負荷を小さくでき、所定の高さ位置を比較的高く設定した場合でも、送出流路から上昇流路を介して所定の高さ位置まで流体を確実に送ることが可能となる。
【０１２２】
付記３に記載の発電システムによれば、送り手段が、上昇流路と下降流路とに接続された戻し流路であって、当該下降流路から送られた流体を当該上昇流路に向けて送る戻し流路を備えたので、上昇流路、下降流路、及び戻し流路によって流体を循環させる流路を形成でき、流体の再利用を図ることが可能となる。
【０１２３】
付記４に記載の発電システムによれば、上昇流路から送出流路への流体の流入を制限する第１弁と、戻し流路から上昇流路への流体の流入を制限する第２弁と、を備えたので、下降流路から上昇流路への流体の流入を回避できると共に、上昇流路から送出流路への流体の流入を回避できるので、発電システムを安定して動作させることが可能となる。
【０１２４】
付記５に記載の発電システムによれば、運搬手段が、第１流路と、第２流路と、第３流路と、第４流路と、第１弁と、第２弁と、第３弁と、第４弁と、流動手段によって流動された流体を第２流路又は第４流路に向けて送出する送出流路と、送出流路から第２流路又は第４流路を介して送出された流体を所定の高さ位置まで送る上昇流路と、を備え、送り手段が、運搬手段から送られた流体が下方に向けて流動することによって発電手段を駆動させる下降流路と、下降流路から送られた流体を第２接続部に向けて送る戻し流路と、を備えたので、浮遊体が波力によって上移動及び下移動した場合でも、流体を所定の高さ位置まで運搬することができる。よって、運搬手段及び送り手段の各々における流体の流動性を向上させることができ、発電量を高めることが可能となる。
【０１２５】
付記６に記載の発電システムによれば、貯水手段が、当該貯水手段の内部水位が所定値以上となった場合に、当該貯水手段にて貯められた水を流路の下流側に流出させる流出手段を備えたので、流出手段を設けない場合に比べて、貯水手段内で波が立ちやすくなるため、流動手段を効果的に動作させることが可能となる。
【０１２６】
付記７に記載の発電システムによれば、運搬手段が、浮遊体が収集手段にて収集された波力を受けた場合に、当該波力を回転力に変換する回転力変換手段と、回転力変換手段にて変換された回転力を利用して、流体を所定の高さ位置まで汲み上げる汲み上げ手段と、を備えたので、収集手段を設けない場合に比べて、浮遊体が受ける波力の大きさを高めることができる。よって、回転力変換手段に対して大きな波力を伝達できるので、汲み上げ部を効果的に動作させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１２７】
１  発電システム
１０  浮遊体
１１  挿通孔
１２  浮遊体本体
１３  伝達部
２０  運搬部
３０  流動部
３１  流動部本体
３２、３３  接続部
３４  埋め込み部材
４０  送出流路
４１  挿通口
４２  第１接続口
４３  収容流路
４３ａ  第１挿通口
４３ｂ  第２挿通口
４３ｃ  第１接続口
４３ｄ  第２接続口
４４  第１連通流路
４５  第２連通流路
５０  上昇流路
５１  第２接続口
６０  第１弁
７０  送り部
８０  下降流路
８１  第１貯め部
８１ａ  第１接続口
８２  第１下降流路
８２ａ  第２接続口
８３  第２貯め部
８３ａ  第３接続口
８４  第２下降流路
８５  収容部
９０  戻し流路
１００  第２弁
１０１  発電システム
１１０  発電部
１２０  ブリッジ流路
１２１ａ  第１流路
１２１ｂ  第２流路
１２１ｃ  第３流路
１２１ｄ  第４流路
１２２ａ  第１接続部
１２２ｂ  第２接続部
１２２ｃ  第３接続部
１２２ｄ  第４接続部
１２３ａ  第１弁
１２３ｂ  第２弁
１２３ｃ  第３弁
１２３ｄ  第４弁
１３０  貯水部
１３１  貯水部本体
１３２  流出部
１３５  流路
１４０  収集部
１４１  収集部本体
１４２  収容空間部
１４３  押し上げ部
１４４  波除部
１５０  反射部
２０１  発電システム
３０１  発電システム
Ｆ  流体
【図１】
2018066367.tif 000003
【図２】
2018066367.tif 000004
【図３】
2018066367.tif 000005
【図４】
2018066367.tif 000006
【図５】
2018066367.tif 000007
【図６】
2018066367.tif 000008
【図７】
2018066367.tif 000009
【図８】
2018066367.tif 000010