(57)【要約】【課題】海辺、湖辺等の波エネルギーを利用して、波が有るときだけに限らず、波と波との間の時間でも発電可能な波力発電方法及び波力発電装置を提供する。【解決手段】発電装置は波のエネルギーを運動エネルギーとして受ける為の部分１、部分１のエネルギーを運動エネルギーとして部分3に渡す為の部分２、部分３の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する部分４で構成する。この３、４部分を合わせてリニア発電機と言う。摩擦によるエネルギー損失を低減するために部分５設けている。また波によって部分3が一方向に得られる運動エネルギーによって、波が無い時でも部分３を繰り返し往復運動させるために部分６、７、８を設けてある。部分3と部分６または部分７、８の間に行う、一時的なエネルギー変換時に生じる損失を減少する為に部分９、１０、１１、１２を設けてある。発電装置の外箱は部分１３で、電圧や周波数などの調整回路もその中に組み込んである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波からのエネルギーによって発電するリニア発電機能を持つ発電装置において、波が有るとき、波によって一方向にリニア発電機の可動子が持つ運動エネルギーを逆方向にリニア発電機の可動子が持つ運動エネルギーに方向を変更により繰り返し動かすことによって、波と波との間の時間でも電気の供給が出来ることを特徴とした波力発電装置。
【請求項２】
請求項１の発電装置において、波が有るとき波から得られたエネルギーによって、リニア発電機の可動子が一方向に持つ運動エネルギーを逆方向の運動エネルギーに変換可能な構造を設けた波力発電装置。
【請求項３】
請求項１の発電装置において、波が有るとき波から得られたエネルギーを気圧または油圧に変換し、それによってリニア発電機の可動子を移動することで発電する発電装置。
【請求項４】
波力発電装置以外のリニア発電機能を持つ発電装置において、エネルギー供給が有るときそれによって、一方向にリニア発電機の可動子が持つ運動エネルギーを逆方向にリニア発電機の可動子が持つ運動エネルギーに方向を変更により、繰り返し動かすことによって、エネルギー供給が無い時でも、電気の供給が出来ることを特徴とした発電装置。
【請求項５】
請求項４の発電装置において、エネルギー供給が有るときそれによって、リニア発電機の可動子が一方向に持つ運動エネルギーを逆方向の運動エネルギーに変換可能な構造を設けた発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海辺、湖辺等の波の移動力又は圧力により発電する波力発電方法及び波力発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
福島原子力発電所の事故により原子力発電の危険性に付いて世界的に不安がある。また火力発電では排気ガス、燃料コストと燃料の有限性に問題がある。
【０００３】
波力は世の中に無限に存在する自然エネルギーなので経済的である。また非排出ガスで環境にも優しい新エネルギー資源である。
【０００４】
従来の波力発電方法又は波力発電装置では、発電可能な時間は波がある時だけに限られていた。その結果波の間では発電が出来ず、波力発電は発電効率の悪い発電方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許4778026
【特許文献２】特開2010-071275
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
海辺、湖辺等の波の移動力又は圧力によるエネルギーを利用し、波がある時だけに限らず波の間でも発電可能な、波力発電方法と波力発電装置が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決する為のものである。それは海、湖等の波力エネルギーの有効使用により、波がある時に限らず波の間でも発電可能な波力発電方法と波力発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の波力発電装置は、海や湖等の波力エネルギーによってリニア発電機の可動子部分を移動さして、摩擦による損失の低減と発電装置両端で可動子部分の移動を逆方向に変更することによって、繰り返し移動し、波が有無に関係なく連続的に発電ができることを特徴とする。
【０００９】
図1は提案する波力発電装置の縦断面図である。それは図１に示すように合計１３部分で構成している。波の移動力または圧力を運動エネルギーとして受ける為に部分１、部分１の運動エネルギーを運動エネルギー又は圧力による位置エネルギーに変換する為に部分２を設けてある。また部分１と部分２は、パスカルの原理によって部分１に与える小さな力を部分２が持つ大きな力に変更可能な構造でも良い。
【００１０】
部分２からのエネルギーを運動エネルギーとして受け取る部分３、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換する部分４で構成する。この部分３と部分４を合わせてリニア発電機と言う。それは部分３が永久磁石と部分４がコイルの構造か、もしくは部分４が永久磁石と部分３がコイルとした繰り返した構成である。また部分３が固定で部分４が移動する構造でも良い。
【００１１】
リニア発電機の横断面の構造が図２で示している、丸形でも、図３で示している長方形の形でも、それ以外の形でも良い。その他に図１の部分２は無く、部分１が直接部分３に接続した構造でも良い。
【００１２】
図１の部分３は図４で示している一体型構造でも、図５で示している二つに分離した構造でも、それ以上に分離した構造でも良い。また図１の部分４は図６で示している一体型構造でも、図７で示している二つに分離した構造でも、それ以上に分離した構造でも良い。
【００１３】
図１の部分５は、摩擦による部分3の運動エネルギーからの損失を低減するために設けている。また波によって部分3が一方向に得られる運動エネルギーを有効活用化によって、波が無い時でも部分３を繰り返し往復運動させるために部分６、７、８を設けてある。
【００１４】
部分３が一方向に持つ運動エネルギーを部分６または部分７、８の位置エネルギーに一時的に変換し、それによって部分６または部分７、８が得た位置エネルギーを部分３が逆方向に持つ運動エネルギーに変換することによって繰り返し往復運動を行う。
【００１５】
リニア発電機の可動子部分と部分６または部分７、８の間に行う、一時的なエネルギー変換時に生じるエネルギー損失を減少する為に部分９、１０、１１、１２を設けてある。また部分９、部分１０、部分１１と部分１２が部分３と接続した構造でも良い。
【００１６】
リニア発電機の可動子部分が永久磁石の場合、部分６と部分７、８の代わりに近い可動子部分と反極性の永久磁石を使用し、永久磁石間の反発力によって往復運動を行うことが出来る。永久磁石間の反発力を使う場合、部分９、１０、１１と１２が不要。
【００１７】
発電装置の外箱は部分１３であり、それによって外力から発電装置を保護する。また波力により発電した電気の電圧や周波数などを調整する為に、パワーエレクトロニクス技術を使用した調整回路を部分１３に組み込んだ構造になってある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無限に存在する自然エネルギーの一つである波力により、非排気ガスで環境に優しく、経済的に発電が出来る。また従来の発電装置と変わって、波があるときだけに限らず、波と波との間の時間でも発電が出来ることにより、発電効率が向上し、それにより安定して電気を供給することが出来る。
【００１９】
波力発電装置以外のリニア発電機能を持つ発電装置においても、エネルギー供給が有るときだけに限らず、エネルギー供給が無い時間でも、電気の供給が出来ることによって安定して電気を供給することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は波力発電装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】図２は図１のAB間の横断面図を示す一例である。
【図３】図３は図１のAB間の横断面図を示すもう一つの例である。
【図４】図４は図１の部分３が一体型時の構造を示す図である。
【図５】図５は図１の部分３が二つに分離した構造を示す図である。
【図６】図６は図１の部分４が一体型時の構造を示す図である。
【図７】図７は図１の部分４が二つに分離した構造を示す図である。
【図８】図８は第１の実施形態に係る波力発電装置の構造を示す図である。
【図９】図９は第２の実施形態に係る波力発電装置の構造を示す図である。
【図１０】図１０は第３の実施形態に係る波力発電装置の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図８は、第１の実施形態に係る波力発電装置の構成を示す図である。これは海辺、湖辺等の横波の移動力を使用して発電する。横波と同方向にリニア発電機の可動子が移動するように波力発電装置を設置する。波の移動力又は圧力によって、それと同方向に部分１を移動させ、それによって波からのエネルギーを、部分１が運動エネルギーとして受け取る。
【００２２】
部分１と部分２が衝突によって波の移動方向に部分１が持つ運動エネルギーを波の移動方向に部分２が持つ運度エネルギーに換える。その後、衝突によって部分１が持つ跳ね返るの力、又は軽いバネ成分を加えそれによって、部分１を元の位置に戻す。部分２と部分３が衝突することによって、部分２が波の移動方向に持つ運度エネルギーを部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーに変換する。
【００２３】
この部分３は永久磁石で、リニア発電機の可動子に当たる部分である。また部分４はコイルでリニア発電機の固定部分に当たる。このリニア発電機部分では、部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーにより、部分４に対して相対的な動きをすることによって起電力が発生し、それによって発電する。部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーによって、波の移動方向に移動し、部分９、部分１０と衝突する。
【００２４】
この部分９と部分１０は部分６と接続していることによって部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分６が持つ位置エネルギーに変換する。その後部分６が持つ位置エネルギーを部分３が逆方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を波の移動と逆方向に移動させる。それによってまた発電が可能になる。部分３が波の移動と逆方向に持つ運動エネルギーによって移動し、部分１１と部分１２に衝突する。この部分１１と部分１２は部分７、部分８と接続していることによって部分３が波の移動と逆方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分７、部分８が持つ位置エネルギーに変換する。
【００２５】
その後部分７、部分８が持つ位置エネルギーを部分３が波の進行方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を波の移動に移動させる。これを繰り返し行うことによって、波と波との間の時間でも発電が可能になることによって発電効率が向上する。また部分５によって、部分３の往復移動時の摩擦によるエネルギー損失を低減させる。部分１３に周波数と電圧調整回路を設置し、それによって周波数と電圧の調整を行う。またこの部分１３によって、外力から発電装置を保護する。
【００２６】
＜第２の実施形態＞
図９は、第２の実施形態に係る波力発電装置の構成を示す図である。縦波の移動方向と直角方向にリニア発電機の可動子が移動するように波力発電装置を設置する。縦波の移動力又は圧力によって、それと同方向に部分１を移動させ、それによって波からのエネルギーを、部分１が運動エネルギーとして受け取る。
【００２７】
部分１の移動によってと部分２の圧力変換し、それによって波の移動方向に部分１が持つ運動エネルギーを部分２が持つ位置エネルギーに換える。圧力変更によって、部分２が持つ位置エネルギーを部分３が波の移動と直角方向に持つ運動エネルギーに変換する。この部分３は永久磁石で、リニア発電機の可動子に当たる部分である。また部分４はコイルでリニア発電機の固定部分に当たる
【００２８】
このリニア発電機部分では、部分３が波の移動と直角方向に持つ運動エネルギーにより、部分４に対して相対的な動きをすることによって起電力が発生し、それによって発電する。部分３が波の移動と直角方向に持つ運動エネルギーによって、波の移動と直角方向に移動し、部分９、部分１０と衝突する。この部分９と部分１０は部分６と接続していることによって部分３が波の移動と直角方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分６が持つ位置エネルギーに変換する。
【００２９】
その後部分６が持つ位置エネルギーを部分３が逆方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を逆方向に移動させる。それによってまた発電できる。部分３が逆方向に持つ運動エネルギーによって移動し、部分１１と部分１２に衝突する。この部分１１と部分１２は部分７、部分８と接続していることによって部分３が逆方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分７、部分８が持つ位置エネルギーに変換する。その後部分７、部分８が持つ位置エネルギーを部分３が波の進行方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を元の方向に移動させる。
【００３０】
これを繰り返し行うことによって、波と波との間の時間でも発電が可能になることによって発電効率が向上する。また部分５によって、部分３の往復移動時の摩擦によるエネルギー損失を低減させる。部分１３に周波数また電圧調整回路を設置し、それによって周波数また電圧の調整を行う。またこの部分１３によって、外力から発電装置を保護する。
【００３１】
＜第３の実施形態＞
図１０は、第３の実施形態に係る波力発電装置の構成を示す図である。これはパスカルの原理によって部分１に与える小さな力を部分３に大きな力として渡せる構造になっている。
【００３２】
横波を使用して発電を行う構造になっている。縦波を使って発電を行う場合は、部分１、部分２１、部分２２、部分２３と部分２４を90度反時計方向に回転した構造にする。図１０の部分２１、部分２２、部分２３、部分２４、部分２５と部分２６を全部合わせると、図１の部分２に当てはまる部分である。またこの内部分２４が無く、部分２２が直接部分２５に接続した構造でも良い。
【００３３】
横波と縦波両方ではリニア発電機の可動子が横方向に移動するように波力発電装置を設置する。波の移動力又は圧力によって、それと同方向に部分１を移動させ、それによって波からのエネルギーを、部分１が運動エネルギーとして受け取る。それによって部分１に接続した部分２１が波の移動方向に運度エネルギーを持つ。その後、衝突によって部分１が持つ跳ね返るの力、又は軽いバネ成分を加えそれによって、部分１を元の位置に戻す。
【００３４】
部分２と部分３が衝突することによって、部分２が波の移動方向に持つ運度エネルギーを部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーに変換する。この部分３は永久磁石で、リニア発電機の可動子に当たる部分である。また部分４はコイルでリニア発電機の固定部分に当たる。このリニア発電機部分では、部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーにより、部分４に対して相対的な動きをすることによって起電力が発生し、それによって発電する。
【００３５】
部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーによって、波の移動方向に移動し、部分９、部分１０と衝突する。この部分９と部分１０は部分６と接続していることによって部分３が波の移動方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分６が持つ位置エネルギーに変換する。その後部分６が持つ位置エネルギーを部分３が逆方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を波の移動と逆方向に移動させる。それによってまた発電できる。
【００３６】
部分３が波の移動と逆方向に持つ運動エネルギーによって移動し、部分１１と部分１２に衝突する。この部分１１と部分１２は部分７、部分８と接続していることによって部分３が波の移動と逆方向に持つ運動エネルギーを一時的に部分７、部分８が持つ位置エネルギーに変換する。その後部分７、部分８が持つ位置エネルギーを部分３が波の進行方向に持つ運動エネルギーに換えることによって、部分３を波の移動に移動させる。
【００３７】
これを繰り返し行うことによって、波と波との間の時間でも発電が可能になることによって発電効率が向上する。また部分５によって、部分３の往復移動時の摩擦によるエネルギー損失を低減させる。部分１３に周波数また電圧調整回路を設置し、それによって周波数また電圧の調整を行う。またこの部分１３によって、外力から発電装置を保護する。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・波からのエネルギーを入力部分、２・・・部分１のエネルギーを部分３に渡す為の部分、３・・・リニア発電機の可動子部分もしくは固定部分、４・・・リニア発電機の固定部分もしくは可動子部分、５・・・摩擦を低減する為の部分、６・・・一時的なエネルギー変換によって部分３の移動方向を逆方向に変更する部分、７・・・一時的なエネルギー変換によって部分３の移動方向を逆方向に変更する部分、８・・・一時的なエネルギー変換によって部分３の移動方向を逆方向に変更する部分、９・・・部分６又は部分７、８によって部分３の運動方向を変更時のエネルギー損失を低減する為の部分、１０・・・部分６又は部分７、８によって部分３の運動方向を変更時のエネルギー損失を低減する為の部分、１１・・・部分６又は部分７、８によって部分３の運動方向を変更時のエネルギー損失を低減する為の部分、１２・・・部分６又は部分７、８によって部分３の運動方向を変更時のエネルギー損失を低減する為の部分、１３・・・発電装置の外箱、１４・・・リニア発電機の移動部分、１５・・・リニア発電機の移動部分、１６・・・リニア発電機の固定部分、１７・・・リニア発電機の固定部分、１８・・・横波、１９・・・縦波、２０・・・装置を横に設置した場合横波、また装置を縦に設置した場合縦波、２１・・・小力入力ピストン、２２・・・容器の小力入力側、２３・・・油またはガス、２４・・・小力入力側と大力出力側の接続部分、２５・・・容器の大力出力側、２６・・・大力出力ピストン
【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】
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