(57)【要約】【課題】本発明は、フラップやヒンジ軸等の動作部分を設けることなく一方向へのみ水の通過を可能とし、装置の耐久性を向上させることができる波力エネルギー変換装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、水の流入室、及び水の流出室を有する水室を備え、前記流入室は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きな水流入用開口をもつ側壁、前記流出室は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きな水流出用開口をもつ側壁を、それぞれ同じ側面に有し、前記流入室と前記流出室の間に通水部が形成されるとともに、前記通水部にタービンが配設されてなり、前記流入室から前記通水部を通過して前記流出室へ向かう水流により前記タービンを駆動することを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の流入室、及び水の流出室を有する水室を備え、
前記流入室は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きな水流入用開口をもつ側壁、前記流出室は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きな水流出用開口をもつ側壁を、それぞれ同じ側面に有し、
前記流入室と前記流出室の間に通水部が形成されるとともに、前記通水部にタービンが配設されてなり、
前記流入室から前記通水部を通過して前記流出室へ向かう水流により前記タービンを駆動することを特徴とする波力エネルギー変換装置。
【請求項２】
前記水室は、前記流入室と前記流出室を上下方向に対で備え、
前記水流入用開口及び前記水流出用開口は、上下方向に対で配置されるスリット状の流路である請求項１記載の波力エネルギー変換装置。
【請求項３】
前記水室は、前記流入室と前記流出室を横方向に対で備え、
前記水流入用開口及び前記水流出用開口は、横方向に対で配置されるスリット状の流路である請求項１記載の波力エネルギー変換装置。
【請求項４】
前記水室は、前記流入室と前記流出室が同じ側の側壁に前記開口を有し、前記両側壁が波の進行方向と平行になるよう配設される請求項１乃至３のいずれかに記載の波力エネルギー変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波力エネルギーを電気的エネルギー等の他のエネルギーに変換することができる波力エネルギー変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波力エネルギーは、再生可能エネルギーの中で水力に次いで安定で賦存量に恵まれ、しかも装置の陸域占有が小さく、実用化が切望されているエネルギーである。
【０００３】
従来、高レベル貯水器と低レベル貯水器とを形成する構造体を備え、前記高レベル貯水器から前記低レベル貯水器への水の流れによってタービンを駆動することで、波からエネルギーを抽出する装置が提案されている（特許文献１を参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載された装置は、前記高レベル貯水器の側壁に設けられ、前記高レベル貯水器への水の通過は許容するが該貯水器からの戻りは阻止する第１逆止弁と、前記低レベル貯水器の側壁に設けられ、前記低レベル貯水器からの水の通過は許容するが該貯水器への戻りは阻止する第２逆止弁とを備え、前記高レベル貯水器から前記低レベル貯水器への水の流れを生じさせ、前記タービンを駆動するものである。
【０００５】
ところで、前記特許文献１に記載された装置は、前記各逆止弁がフラップを備え、前記フラップが垂直軸又は水平軸にヒンジ止めされるものであるが、前記フラップに作用する水圧がヒンジ軸方向に一様でなく、前記フラップや前記ヒンジ軸に捩れ力を発生するため、に耐久性の面で問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５２−１５１４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、フラップやヒンジ軸等の動作部分を設けることなく一方向へのみ水の通過を可能とすることで、装置の耐久性を向上させることができる波力エネルギー変換装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の波力エネルギー変換装置は、
水の流入室、及び水の流出室を有する水室を備え、
前記流入室は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きな水流入用開口をもつ側壁、前記流出室は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きな水流出用開口をもつ側壁を、それぞれ有し、
前記流入室と前記流出室の間に通水部が形成されるとともに、前記通水部にタービンが配設されて構成され、
前記流入室から前記通水部を通過して前記流出室へ向かう水流により前記タービンを駆動することを特徴とする。
【０００９】
本発明の波力エネルギー変換装置は、
前記水室が、前記流入室と前記流出室を上下方向に対で備え、
前記水流入用開口と前記水流出用開口が、上下方向に対で配置されるスリット状の流路であることが好ましい。
【００１０】
本発明の波力エネルギー変換装置は、
前記水室が、前記流入室と前記流出室を横方向に対で備え、
前記水流入用開口と前記水流出用開口が、横方向に対で配置されるスリット状の流路であることが好ましい。
【００１１】
本発明の波力エネルギー変換装置は、
前記水室は、前記流入室と前記流出室が同じ側の側壁に前記開口を有し、前記両側壁が波の進行方向と平行になるよう配設されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の波力エネルギー変換装置は、流入室は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きな水流入用開口をもつ側壁、流出室は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きな水流出用開口をもつ側壁を有するので、前記流入室には側壁から水が流入し易いが流出し難く、前記流出室からは側壁から水が流出し易いが流入し難くなる。
【００１３】
そして、本発明の波力エネルギー変換装置は、波が発生している状況では、水圧の差により、水が前記流入室から前記通水部を通過して前記流出室へと向い、この水流により前記タービンを駆動して、例えば発電機を回すことにより電気的エネルギーを獲得することができる。
【００１４】
したがって、本発明の波力エネルギー変換装置によれば、前記流入室の側壁に有する前記水流入用開口及び前記流出室の側壁に有する前記水流出用開口により、一方向へのみ水の通過を可能とするので、側壁にフラップやヒンジ軸等の動作部分を設ける従来の装置に比べ、耐久性を各段に向上させることができる。
【００１５】
本発明の波力エネルギー変換装置は、前記水室が、前記流入室と前記流出室を上下方向に対で備え、前記水流入用開口及び前記水流出用開口が、上下方向に対で配置されるスリット状の流路であることとすれば、ベルマウスによると同じ整流作用を利用するために動作部分がなく、構造が簡単で製作も容易なことから低コストで実用化に有利である。
【００１６】
本発明の波力エネルギー変換装置は、前記水室が、前記流入室と前記流出室を横方向に対で備え、前記水流入用開口及び前記水流出用開口が、横方向に対で配置されるスリット状の流路であることとすれば、ベルマウスによると同じ整流作用を利用するために動作部分がなく、構造が簡単で製作も容易なことから低コストで実用化に有利である。
【００１７】
本発明の波力エネルギー変換装置は、前記水室が、前記流入室と前記流出室が同じ側の側壁に前記開口を有し、前記両側壁が波の進行方向と平行になるよう配設されることとすれば、波の衝撃が水室側壁や水室内に直接及ぶことがないため、前記水室側壁や水室内に配設されるタービン等の衝撃に弱い機器を波の衝撃から守ることができる。
【００１８】
本発明の波力エネルギー変換装置は、前記水室を海岸線とほぼ直角に岸沖方向に複数個連続して配置することとすれば、短い海岸線の延長部分を利用して大きな波エネルギーを獲得することができる。この配置形態は、エネルギー利得の面だけでなく、陸域空間の有効利用、船舶停泊水域の静穏化による荷役作業の軽減、船舶航行などの面で大きなメリットをもつ。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】水室を岸沖方向に配置する場合の概念図。
【図２】水の流入室と流出室を上下方向に対で備える水室の概略斜視図。
【図３】図２の水室の概略正面図。
【図４】図２の水室の概略側面図。
【図５】図２の水室の流入室の概略平面図。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図８】水の流入室と流出室を横方向に対で備える水室の概略平面図。
【図９】水の流出室の概略平面図。
【図１０】孔あき平板の正面図
【図１１】スリット体を備える水室の概略平面図。
【図１２】スリット体を備える水室の概略側面図。
【図１３】水室を複数個連続して配置する場合の概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、水室を海岸線とほぼ直角に岸沖方向に複数個連続して配置する場合の概念図を示す。
図１において、波力エネルギー変換装置を構成する水室２は、後述するスリット状の流路３１，４１を有する側壁が波の進行方向Ｗと平行となるよう、海岸線の岸壁等１からほぼ直角に岸沖方向に複数個連続して配置される。
【００２１】
図２は水の流入室と流出室を上下方向に対で備える水室の概略斜視図を示す。図３は図２の水室の概略正面図を示す。図４は図２の水室の概略側面図を示す。図５は図２の水室の流入室の概略平面図を示す。図６は図３のＡ−Ａ断面図を示す。図７は図５のＢ−Ｂ断面図を示す。
前記水室２は、直方体形状であって、上部に水の流入室３、下部に水の流出室４を備える。前記流入室３は、上方が開放されてなり、対向する一対の側壁に上下方向に形成される複数のスリット状の流路３１を有する。また、前記流出室４は、前記流入室と板部材５により仕切られてなり、対向する一対の側壁に上下方向に形成される複数のスリット状の流路４１を有する。
【００２２】
前記流入室３の前記両側壁は、水平方向に配設される上下の補剛枠６の外側面に複数の半円柱部材３２が上下方向に向けてボルトなどにより固定され、前記各半円柱部材３２，３２の間に前記スリット状の流路３１が形成されている。また、前記流出室４の前記両側壁は、水平方向に配設される上下の補剛枠６の内側面に複数の半円柱部材４２が上下方向に向けてボルトなどにより固定され、前記各半円柱部材４２，４２の間に前記スリット状の流路４１が形成されている。
【００２３】
前記水室２は、上部の流入室３と下部の流出室４が前記板部材５により仕切られており、前記板部材５には、前記流入室３と前記流出室４を連通する矩形状の開口７が形成される。
また、前記流出室４には、前記開口７付近にタービン８が配設されるとともに、前記タービンにより回される発電機９が配設されている。
【００２４】
ここで、前記板部材５には、前記流入室３と前記流出室４を連通する矩形状の開口７が形成されることとしたが、前記開口７は円形状などとすることもできる。
【００２５】
本発明の実施の形態において、前記水室２は、前記スリット状の流路３１，４１をもつ側壁が波の進行方向と平行になるよう配設されることが好ましい。前記側壁が波の進行方法と平行となるよう配設されれば、波の衝撃が前記水室２の側壁や内部に直接及ぶことがないため、前記水室２の側壁や内部に配設されるタービン５や発電機９等の衝撃に弱い機器を波の衝撃から守ることができる。
【００２６】
本発明の実施の形態において、前記流入室３は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きなスリット状の流路３１をもつ側壁を有するので、前記流入室３には前記側壁から水が流入し易いが流出し難い。他方、前記流出室４は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きなスリット状の流路４１をもつ側壁を有するので、前記流出室４からは前記側壁から水が流出し易いが流入し難い。
したがって、波が発生している状況では、水圧の差により、水は常に前記流入室３から前記開口７を通過して前記流出室４へと向い、この水流により前記タービン７を駆動して前記発電機８を回すことにより電気的エネルギーを獲得することができる。
【００２７】
本発明の実施の形態において、前記流入室３は外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きなスリット状の流路３１をもつ側壁を有し、前記流出室４は内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きなスリット状の流路４１をもつ側壁を有するので、一方向へのみ水の通過を可能とする側壁としてベルマウスによると同じ整流作用を利用するために動作部分がなく、構造が簡単で製作も容易なことから、低コストで実用化に有利である。
【００２８】
上記本発明の実施の形態において、前記スリット状の流路３１，４１は、半円柱部材３２，４２の間に形成されることとしたが、前記流入室３においては外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きなスリット状の流路、前記流出室４においては内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きなスリット状の流路を形成できるのであれば、例えば三角柱部材などの他の柱状部材の間に形成されることとしてもよい。
【００２９】
上記本発明の実施の形態において、前記流入室３においては外側の開口面積が内側の開口面積よりも大きな流路、前記流出室４においては内側の開口面積が外側の開口面積よりも大きな流路を形成できるのであれば、流路は必ずしもスリット状である必要はなく、例えば矩形状の流路とすることもできる。
【００３０】
本発明の実施の形態において、前記水室２は、流入室３と流出室４を一体として製作することもできるし、上下を別々に製作し、下部の流出室４を設置した後に上部の流集室３を設置することもできる。また、前記水室２は、最低限の骨格部分のみ堅固な鋼材やコンクリートなどで作り、他の部分は軽量な材料で作ることができる。
【００３１】
図８は他の実施の形態における水の流入室と流出室を横方向に対で備える水室の概略平面図を示す。
上記本発明の実施の形態では、前記水室２は、上部に水の流入室３、下部に水の流出室４を備えることとしたが、図８に示すように、水の流入室と水の流出室を横方向、即ち水平方向に隣接して備えることもできる。その場合、前記水の流入室と前記水の流出室を仕切る板部材に前記両室を連通する開口が形成される。
【００３２】
図９は他の実施の形態における水の流出室の概略平面図を示す。
上記本発明の実施の形態では、前記流出室４の前記両側壁は、水平方向に配設される上下の補剛枠６の内側面に複数の半円柱部材４２が上下方向に向けて固定されることとしたが、図９に示すように、前記補剛枠６の外側面に複数の半円柱部材４２，４２を上下方向に向けてボルトなどにより固定することもできる。
【００３３】
図１０は孔あき平板の正面図を示す。
本発明の実施の形態において、前記水室２は、前記スリット状の流路３１，４１をもつ側壁部分であって波に接する部分に、図１０に示す孔あき平板２１を配設することができる。
前記水室２が、前記側壁部分に孔２２を有する孔あき平板２１を配設することとすれば、波に抵抗せず、前記スリット状の流路３１，４１からの水の流入出に影響しない。
【００３４】
図１１は孔あき平板を利用したスリット体を備える水室の概略平面図を示す。図１２は前記スリット体を備える水室の概略側面図を示す。
前記孔あき平板２１は、図１１及び図１２に示すように、前記補剛枠６及び前記半円柱部材３２，４２とボルトなどにより一体化されたスリット体２２として、前記水室２の側壁部分に配設することができる。
前記水室２が、前記スリット体２２を側壁として角落としの形式で取り付けることとすれば、前記スリット体２２に海洋生物が付着したときにスリット体２２を一式取り換えることができる。
なお、前記スリット体は、付着した海洋生物を除去すれば再利用することが可能である。
【００３５】
図１３は水室を複数個連続して配置する場合の概略斜視図を示す。
本発明の実施の形態において、前記水室２は、前記スリット状の流路３１，４１をもつ側壁が波の進行方向と平行となるよう、複数個連続して配置することができる。その場合、各水室２に前記タービン８及び前記発電機９を配設すればよい。
前記水室２を複数個連続して配置することとすれば、短い海岸線であっても大きな波エネルギーを獲得することができる。
【００３６】
また、波を迎える方向の先端に位置する水室２には、図１１に示すように導波壁１０を設けることができる。前記水室２の先端に導波壁１０を設けることとすれば、波の衝撃を緩和することができる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態において、前記水室２は、海岸線の岸壁等１からほぼ直角に岸沖方向に配置される場合に限るものでなく、沿岸海域に等深線と直角方向に配置することや、海底に係留されるものとすることや、浮遊体とすることもできる。前記浮遊体として、前記水室２を複数個連続して有する水室群を構成することとすれば、前記水室群の長手方向が波の進行方向と同じ方向に向くこととなる。
【００３８】
本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、波力エネルギーを電気的エネルギー等の他のエネルギーに変換することができる波力エネルギー変換装置であって、装置の耐久性を向上させることができるものであり極めて実用性が高い。
【符号の説明】
【００４０】
１      海岸線の岸壁等
２      水室
２１      孔あき平板
２２      孔
２３      スリット体
３      流入室
３１      スリット状流路
３２      半円柱部材
４      流出室
４１      スリット状流路
４２      半円柱部材
５      板部材
６      補剛枠
７      開口
８      タービン
９      発電機
１０      導波壁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018091254.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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