(57)【要約】【課題】海岸へ打ち寄せる波から効率良くタンク内に圧縮空気を発生させ、その圧縮空気の力で発電する寄せ波発電装置を提供する。【解決手段】海岸沿の海中Ｕに設置され、両側面部１ａ、1ｂ、陸側背面部及び海側前面部１ｆを底面部１ｄの周辺から立ち上げて上面部１ｃで上部を覆い、海側前面部１ｆの下部には波受け口２を設け、上面部１ｃにはパイプ接続孔を設け、上部側にはパイプ接続孔と下部側とを除いた全周囲が密閉されたタンク上部空間を形成した波受けタンク１と、波受けタンク１の下部から中間部にかけての両側面部１ａ、1ｂから海側に向けて末広がりに突出させると共に海底から立ち上げた両波受け板３、４と、パイプ接続孔に上部から接続させたパイプ５と、パイプ５に接続されてパイプ５に流れる空気の圧力を受けて回転する回転装置６と、回転装置６に接続されて回転装置６の回転を受けて発電する発電機７とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海岸沿の海中に設置され、寄せ波を受けて波受け口が閉ざされた際に密閉空間が形成される波受けタンクと、
該波受けタンクの前記波受け口に寄せ波を集める波受け板と、
前記波受け口から入り前記密閉空間で盛り上がる海水に押されて圧縮される前記波受けタンク内の空気の圧力を受けて発電する発電機と、
を備えたことを特徴とする寄せ波発電装置。
【請求項２】
波受けタンクが、底面部、上面部、両側面部、陸側背面部及び海側前面部で囲われ、
波受け口が前記海側前面部の下部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の寄せ波発電装置。
【請求項３】
波受けタンクの上面部又は上面部近傍面にパイプ接続孔設けられ、該波受けタンクの上部側には該パイプ接続孔と下部側とを除いた全周囲が密閉されたタンク上部空間が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の寄せ波発電装置。
【請求項４】
パイプ接続孔に上部から接続させたパイプと、該パイプに接続されて該パイプに流れる空気の圧力を受けて回転する回転装置と、該回転装置に接続されて該回転装置の回転を受けて発電する発電機とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の寄せ波発電装置。
【請求項５】
パイプ接続孔と回転装置との間のパイプに圧縮空気を一時貯える圧縮気体供給タンクを設けると共に前記パイプに圧縮気体供給タンク方向にみに開く逆止弁を設けたことを特徴とする請求項４に記載の寄せ波発電装置。
【請求項６】
波受け板が、波受けタンクの下部から上部又は中間部にかけての両側面部から海側に向けて平行又は末広がりに突出されると共に海底から立ち上げられたことを特徴とする請求項２から５のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【請求項７】
波受け板が、波受けタンクの下部から上部又は中間部にかけての陸側背面部の両側辺縁から両側方に張出し部を突出させて該張出し部の先端部から海側に向けて平行又は末広がりに突出されると共に海底から立ち上げられたことを特徴とする請求項２から５のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【請求項８】
波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設けたことを特徴とする請求項７に記載の寄せ波発電装置。
【請求項９】
波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設け、該側面開口部に電気的に制御可能な電磁開閉蓋を設けたことを特徴とする請求項２から７のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【請求項１０】
波受け口を常時開放された下側部分と開閉可能な上側部分とに分割し、該上側部分には該上側部分の開口面積を拡大又は縮小可能とした開閉板を備えたことを特徴とする請求項１から９のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【請求項１１】
上側部分の両側部にガイドレールを設けると共に該ガイドレールに前記下側部分の上部から下部に向かって遮断可能にスライドする上下開閉板を装着し、海側前面部の波受け口２上端部よりも上部に前記上下開閉板を上下に昇降させる開閉駆動部を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の寄せ波発電装置。
【請求項１２】
上側部分の両側部に上下間隔を置いて対向させた枢支部を設けると共に該枢支部に上下連続して複数の横長羽板を平行に吊り下げ、各横長羽板の下部辺縁がその下の横長羽板の上部辺縁枠に内側から夫々気密状態に重なり合うように当たって停止するルーバー状の擺動開閉板を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の寄せ波発電装置。
【請求項１３】
波受けタンクの上部に開口部を設け、該開口部にタンク上部空間内の空気の加圧で閉じ且つ減圧で開く逆止蓋を装着したことを特徴とする請求項１から１１のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【請求項１４】
波受けタンクの底面部に、陸側が競り上がる内弧状の湾曲面とするか又は平面状の傾斜面とした寄せ波誘導面を形成したことを特徴とする請求項１から１２のうちいずれかに記載の寄せ波発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波のエネルギーを利用して発電する装置に関し、より詳しくは、岸辺に打ち寄せて盛り上がる波によりタンク内に圧縮空気を得て、その圧縮空気によって発電機を稼動させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海岸の高い防波堤を乗り越える程の大きなエネルギーを持っている寄せ波を見て、本発明者は寄せ波から圧縮空気を得ればその圧縮空気によって発電機を稼動させることが可能となるはずであるとの着想を得た。
【０００３】
従来、岸辺の波から圧縮空気を得て発電機を稼動させる各種の装置が提案されている。
例えば、下記特許文献１には、ケーシング外側に発生する波によりケーシング内側の水位を上下変動させ、この水位変動によりケーシング内の気圧を変化させ、その変化する空気圧により発電機を稼動させようとする「固定式波力発電システム」が提案されている。
しかし、この装置では、ケーシング内の空気が漏れないようにケーシング下端部が海面下に没入し、寄せ波の谷部となる高さよりもさらに低い位置に海水を受け入れる開口部が下に向けて設けられている。このため、岸辺に打ち寄せる波の岸に向う運動エネルギーがケーシングの側面に当たって打ち消されてしまい、寄せ波の持つ運動エネルギーを効率良く利用することができない。
更に、この装置ではケーシング内部に水平面的な広がりを有しているので、波が引いてケーシング外に出ていくのに時間を要し、寄せた波が引き終わらないうちに次の波が打ち寄せてしまい、寄せ波と引き波が干渉しあって寄せ波の運動エネルギーを消耗しケーシング内部に大きな高低さが得られない。この点でも波のエネルギーを効率良く利用することができない。
【０００４】
又、下記特許文献２には、海岸の護岸壁に打ち寄せる波を集波ラッパ管で受けてその管内に圧縮空気を得、その圧縮空気によりエアータービンを回転させて発電しようとする「波動風洞発電システム内蔵の沿岸広域防潮防波護岸帯システム」が提案されている。
しかし、該システムでは、波を受ける部分が護岸壁に設けたラッパ管であり、該ラッパ管は径がテーパー状に減少して細くなる管であり、波を受け入れる空間的容量が寄せ波の大きさに比して極めて小さい。このため岸辺に打ち寄せて盛り上がる波の運動エネルギーを有効に利用することができず、効率良く電力を得ることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２９０８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−８５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献等の従来の装置では、海岸に打ち寄せる寄せ波を受け入れて高く盛り上げる構造がないため、寄せ波の運動エネルギーの大きさに較べて得られる電気エネルギーは極めて小さく、寄せ波から効率良く大容量で高圧の圧縮空気を得ることができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、海岸に向かって打ち寄せる波の運動エネルギーを受け入れてタンク内に海水を高く盛り上げることでタンク内に大容量で高圧となる圧縮空気を繰り返し得、その圧縮空気から大きな電気エネルギーを得ることが可能となる寄せ波発電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】
上記課題を解決するため、本発明の寄せ波発電装置は、請求項１の発明にあっては、海岸沿の海中に設置され、寄せ波を受けて波受け口が閉ざされた際に密閉空間が形成される波受けタンクと、該波受けタンクの前記波受け口に寄せ波を集める波受け板と、前記波受け口から入り前記密閉空間で盛り上がる海水に押されて圧縮される前記波受けタンク内の空気の圧力を受けて発電する発電機と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンクが、底面部、上面部、両側面部、陸側背面部及び海側前面部で囲われ、前記波受け口が前記海側前面部の下部に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンクの上面部又は上面部近傍面にパイプ接続孔設けられ、該波受けタンクの上部側には該パイプ接続孔と下部側とを除いた全周囲が密閉されたタンク上部空間が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明にあっては、上記発明において、前記パイプ接続孔に上部から接続させたパイプと、該パイプに接続されて該パイプに流れる空気の圧力を受けて回転する回転装置と、該回転装置に接続されて該回転装置の回転を受けて発電する発電機とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明にあっては、上記発明において、前記パイプ接続孔と回転装置との間のパイプに圧縮空気を一時貯える圧縮気体供給タンクを設けると共に前記パイプに圧縮気体供給タンク方向にみに開く逆止弁を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明にあっては、上記発明において、前記波受け板が、波受けタンクの下部から上部又は中間部にかけての両側面部から海側に向けて平行又は末広がりに突出されると共に海底から立ち上げられたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明にあっては、上記発明において、前記波受け板が、波受けタンクの下部から上部又は中間部にかけての陸側背面部の両側辺縁から両側方に張出し部を突出させて該張出し部の先端部から海側に向けて平行又は末広がりに突出されると共に海底から立ち上げられたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設け、該側面開口部に電気的に制御可能な電磁開閉蓋を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明にあっては、上記発明において、前記波受け口を常時開放された下側部分と開閉可能な上側部分とに分割し、該上側部分には該上側部分の開口面積を拡大又は縮小可能とした開閉板を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明にあっては、上記発明において、前記上側部分の両側部にガイドレールを設けると共に該ガイドレールに前記下側部分の上部から下部に向かって遮断可能にスライドする上下開閉板を装着し、海側前面部の波受け口２上端部よりも上部に前記上下開閉板を上下に昇降させる開閉駆動部を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明にあっては、上記発明において、前記上側部分の両側部に上下間隔を置いて対向させた枢支部を設けると共に該枢支部に上下連続して複数の横長羽板を平行に吊り下げ、各横長羽板の下部辺縁がその下の横長羽板の上部辺縁枠に内側から夫々気密状態に重なり合うように当たって停止するルーバー状の擺動開閉板を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンクの上部に開口部を設け、該開口部にタンク上部空間内の空気の加圧で閉じ且つ減圧で開く逆止蓋を装着したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の発明にあっては、上記発明において、前記波受けタンクの底面部に、陸側が競り上がる内弧状の湾曲面とするか又は平面状の傾斜面とした寄せ波誘導面を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は上記の如き構成であり、沖から海岸に向かって打ち寄せる波は波受け板に当たって更に進み、その波が波受け口の上端部に遮られることなく波受け口から波受けタンク内に勢い良く飛び込む。
その際、波受け板は海側に向けて突出されているので、岸に打ち寄せる波をより多く捕らえ、その波は波受け口に集められ、直接波受け口に入った波と一緒になって、陸側背面部に当たりタンク上部空間内の海水を繰り返し高く盛り上げる。
【００２３】
その高く盛り上げられた海水により波受け口が閉ざされ、その際に波受けタンク内に密閉空間が形成され、さらに海水が高く盛り上げられると波受けタンク上部の密閉空間内の空気が圧縮される。
その圧縮空気の圧力を受けて発電機が稼動し発電される。
即ち、寄せ波の運動エネルギーは空気の圧縮エネルギーに転換され、その圧縮エネルギーのエネルギーが電気エネルギーに転換される。
【００２４】
寄せ波は間欠的に海岸に押し寄せ、その都度タンク上部空間内を上昇し、繰り返し海水を高く盛り上げ、タンク上部空間内の空気を繰り返し圧縮する。
そして、波が引くときにはタンク上部空間内の海水が波受け口から排出され、内部の水位が低くなるが、このとき海水は重力で垂直に下降するので引き足が早く、次に波が寄せるまでに水位は最低にまで低下する。
このためタンク上部空間内には海水の水位の大きな高低差が生まれる。
この繰り返しで、その都度タンク上部空間内の空気が大きく圧縮され効率良く発電が行われる。
海が凪状態では寄せ波が発生しないので発電できないが、海が荒れて大きな寄せ波が発生するとタンク上部空間内には海水面の大きな高低差が得られるので空気の圧縮量が大きくなり、より大きな電力が得られる。
【００２５】
請求項２の発明においては、前記波受けタンクが、底面部、上面部、両側面部、陸側背面部及び海側前面部で囲われるので、前記海側前面部の下部に対して前記波受け口が広く確実に設けられ、又寄せ波は前記陸側背面部に突き当たって、タンク上部の密閉空間内を上昇し、繰り返し海水を高く盛り上げ、空気の圧縮量が大きくなり、より大きな電力が得られる。
【００２６】
請求項３の発明においては、海水が高く盛り上げられた海水で圧縮されたタンク上部空間内の空気が他に漏れることなく前記波受けタンクの上部側に設けたパイプ接続孔に集中させることができる。
【００２７】
請求項４の発明においては、海水で圧縮されたパイプ接続孔に集中したタンク上部空間内の空気が該パイプ接続孔に接続させたパイプを通過し、該パイプに接続された回転装置に圧送される。そして、その空気の圧力を受けて回転装置が回転し、その回転で発電機が稼動される。
即ち、寄せ波の運動エネルギーから転換された空気の圧縮エネルギーが回転エネルギーへと転換され、最終的にその回転エネルギーが電気エネルギーに転換される。
【００２８】
請求項５の発明においては、タンク上部空間内に発生した圧縮空気が圧縮気体供給タンクに一旦貯えられ、圧縮空気が安定的に送り出されることで発電機の稼動を安定させることが可能となる。
寄せ波で圧縮されたタンク上部空間内の圧縮空気を前記回転装置に送る前に一旦圧縮気体供給タンク内に貯蔵可能となる。そして、該圧縮気体供給タンク内が高圧状態である間は安定して前記回転装置に圧縮空気を送り続けることが可能となり、安定した電力を得ることが可能となる。
【００２９】
請求項６の発明においては、沖から海岸に向かって打ち寄せる波は波受け板に当たるが該波受け板は海側に向けて平行又は末広がりに突出されているので、寄せ波をより多く捕らえ、更に波受け板の張出し部に当たり、海水は行き場がなくなり海水内の圧力が高まり高く盛り上がる。その際、圧力が高められた海水は側面開口部から波受けタンク内に入る。
【００３０】
請求項７の発明においては、沖から海岸に向かって打ち寄せる波は直接波受け口に入るが、その際、張出し部に当たって側面開口部から入った海水と一緒になってタンク上部空間内の海水をより高く盛り上げる。このため、タンク上部空間内の空気が大きく圧縮され、より大きな発電を行うことが可能となる。
【００３１】
請求項８の発明においては、張出し部を有する形態において、前記波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設けられているので、前記波受け口の常時開放された下側部分からは海水が自由に流入すし海水が高く盛り上がるのを助ける。
又、波は引くときには、高く盛り上がった波受けタンク内の海水が、波受け口から排出されるのに加えて前記側面開口部からも同時に排出されるので足早な排出が可能となり、引く波と寄せる波とが波受けタンク内で衝突し合うことが避けられる。
【００３２】
請求項９の発明においては、前記波受けタンク下部の両側面部に側面開口部を設け、該側面開口部に電気的に制御可能な電磁開閉蓋を設けることによって、波は引くときに蓋を強制的に開き、高く盛り上がった波受けタンク内の海水が、波受け口から排出されるのに加えて前記側面開口部からも同時に排出されるので足早な排出が可能となり、引く波と寄せる波とが波受けタンク内で衝突し合うことが避けられる。
【００３３】
寄せ波が細かいピッチで押し寄せる波の場合には、引き波と寄せ波とが波受けタンク内で衝突し合い、海水を盛り上げるための運動エネルギーが減殺され、波受けタンク内で盛り上がる波の大きな高低差を得られなくなるおそれがある。
その際、波は引くときに、高く盛り上がった波受けタンク内の海水が、波受け口から排出されるのに加えて前記側面開口部からも同時に排出されるので足早な排出が可能となり、引く波と寄せる波とが波受けタンク内で衝突し合うことが避けられる
この結果、細かいピッチの寄せ波であっても、波受けタンク内に海水が繰り返し大きく盛り上げられ、大きな発電の維持が可能となる。
【００３４】
請求項１０の発明においては、前記波受け口を常時開放された下側部分と開閉可能な上側部分とに分割し、該上側部分には該上側部分の開口面積を拡大又は縮小可能とした開閉板を備えたことを特徴とする。
そして、上側部分は開閉板により該上側部分の開口面積が拡大又は縮小される。そして寄せ波の流入する量を調節することで、タンク上部空間内の空気の圧縮量を増加させ、効率良く発電させることが可能となる。
前記波受け口の常時開放された下側部分からは海水が自由に流入し、且つ上側部分は開閉板により該上側部分の開口面積が拡大又は縮小され。流入する海水の量を調節することで、タンク上部空間内の空気の圧縮量を増加させ、効率良く発電させることが可能となる。
【００３５】
請求項１１の発明においては、開閉駆動部で上下開閉板を上下に操作し、発生する寄せ波の山部の高さに応じて、波受け口の開口部の上端位置を調節することが可能となる。
そして、流入する海水の量を調節することで、所望の発電量を得ることが可能となる。
【００３６】
請求項１２の発明においては、海面の昇降変化と、波受け口の上端部を寄せ波の山部の高さに応じて、海岸に向かう運動エネルギーを持って外部から寄せ波が横長羽板に当たってその部分の横長羽板を内側に開き、その開いた横長羽板の下から波受けタンク内に流入する。
それより上の横長羽板は内側からの空気の圧力を受けて閉じられ、更に海水が大きく盛り上げられるとその部分の横長羽板は内側からの海水の圧力を受けて閉じられた状態を維持する。
このため、海水の盛り上がりで得られた圧縮空気が横長羽板部分から波受けタンクの外部に漏れてタンク上部空間内の空気が減圧されてしまうことが防止できる。
この形態では、波の山部の水位が上下に大きく変化しても寄せ波の運動エネルギーが横長羽板に妨げられることなく、またタンク上部空間内の空気が漏れることがないので、常に自動的に山部の高低変化に対応してタンク上部空間内の海水が高く盛り上げられ、効率良く発電量を増大させることが可能となる。
【００３７】
請求項１３の発明においては、タンク上部空間内に盛り上がった海水が引き波で下降する際、タンク上部空間内が減圧されて逆止蓋が開き、開口部から空気がタンク上部空間内に入る。このためタンク上部空間内の減圧状態が解消され、タンク上部空間内に盛り上がっていた海水が波受け口から速やかに排出される。
そして、次の寄せ波が最低水位の位置から高く盛り上がることで、タンク上部空間内の海水の大きな高低差が得られる。この結果、タンク上部空間内の空気は大きく圧縮されて大きなエネルギーが発生し、より大きな電力を得ることが可能となる。
【００３８】
請求項１４の発明においては、前記波受け口から入る寄せ波が底面部の傾斜した寄せ波誘導面に当たって上方へ進路が変えられ、タンク上部空間内により高い海水の盛り上がり得られる。この結果、タンク上部空間内の空気がより強く圧縮され、その圧縮空気により大きな電力が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の上下開閉板を設けた形態を示す斜視図である。
【図２】波受け板に張出し部を備えた形態を示す斜視図である。
【図３】寄せ波誘導面を形成した形態を示す斜視図である。
【図４】摺動開閉板を設けた形態を示す斜視図である。
【図５】図２の形態を示す縦断側面図である。
【図６】図４の形態を示す縦断側面図である。
【図７】寄せ波誘導面のない形態を示す縦断側面図である。
【図８】逆止蓋のない形態を示す縦断側面図である。
【図９】圧縮気体供給タンクを有する形態を示す縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、風で海が荒れるなどして発生する寄せ波の大きな運動エネルギーにより、海岸に当たり大きく盛り上がる海水を利用して空気を圧縮させ、その圧縮空気で発電機を稼動させようとするものであり、以下本発明の寄せ波発電装置の実施形態を図を参照して説明する。
【００４１】
本発明は、図１〜４に示すように、海Ｕと岸Ｋとの境である海岸線Ｌの近くの海底Ｇに波受けタンク１の下部の底面部１ｄを固定し、図５〜図９に示すように、両側面部１ａ、1ｂと陸側背面部１ｅと海側前面部１ｆを前記底面部１ｄの周辺から海上に立ち上げてその上部を上面部１ｃで覆い、該波受けタンク１の上部は、盛り上がる寄せ波Ｗの高さｈよりも高い位置となる高になるように海上に突出させる。
【００４２】
前記波受けタンク１の陸側背面部１ｅは、直立させるか又は上部側を岸Ｋ側へ傾斜させることができる（図省略）。これは、海Ｕから岸Ｋへと進行する寄せ波Ｗが陸側背面部１ｅを駆け上がって海面よりも上方に高くなるように導いて海水の盛り上がる高さを大きくするためである。しかしこの逆に上部側を海Ｕ側へ傾斜させると、波は上方へは駆け上がらず陸側背面部に当たって斜め下向きに打ち返され、前記波受け口２から出て行ってしまうので好ましくない。
【００４３】
該波受けタンク１の下部の底面部１ｄは、自然の海底（図省略）とするか又は各図に示すように、人工の平面とすることができる。
自然の海底とする場合には、波受けタンク１内に突出する岩などは、海水流入の障害となるので除去しておく。
【００４４】
そして、前記波受けタンク１の海側前面部１ｆの下部に波受け口２を設ける。
該波受け口２は、図５〜図９に示すように、縦幅を底面部１ｄから想定される寄せ波Ｗの山部の高さまでの間とし、横幅は図１〜図４に示すように、両側面部１ａ、1ｂ間をできるだけ広く開口させる。
寄せ波Ｗの山部までの広い開口としたのは、岸方向に向かう運動エネルギーを持った波をできるだけ多量に取り込むためである。
【００４５】
例えば、前記波受け口２の上端部２ｃを寄せ波Ｗの谷部に合わせると、波の本体部分の殆どが前記波受けタンク１の海側前面部１ｆに当たって弾き返され、岸方向の運動エネルギーが波受けタンク１内に入ることなく消滅してしまうので好ましくない。
【００４６】
寄せ波の大きさは気象により時事刻々変化するが、毎日２回の潮の干満による海面高さの変化は一定である。
このため波受け口２を固定する場合は、例えば、波の大きさを考慮せず、潮の干満の間の海面の平均的位置となるように波受け口２の上端部２ｃの位置を設定すれば１日のうちで４回は最適位置となる。この場合は、満潮では寄せ波Ｗの谷部が波受け口２の上端部２ｃを越えてしまい、又、干潮の状態では寄せ波Ｗの山部が波受け口２の上端部２ｃから下方へ離れてしまうので寄せ波があっても充分に効率を上げることはできない。
【００４７】
そして、図５に示すように、前記波受けタンク１の上面部１ｃにパイプ接続孔１ｈを設ける。
該パイプ接続孔１ｈの位置は、各図では前記波受けタンク１の上面部１ｃに設けた態様を示したが、盛り上がった海水が届かない位置であれば上面部１ｃよりも下となる壁面部分に設けても良い。
そして、前記波受けタンク１の上部には、前記パイプ接続孔１ｈ及び下部側を除いた全周囲を密閉してタンク上部空間１ｇを形成する。
【００４８】
前記パイプ接続孔１ｈには、図５に示すように、その上部からパイプ５を設け、該パイプ５が前記波受けタンク１の上部のタンク上部空間１ｇと連通可能に接続する。
更に、該パイプ５の上部には、該パイプ５に接続されて該パイプ５に流れる圧縮空気の圧力を受けて回転する回転装置６を設ける。該回転装置６は例えばエアータービンなどが使用できる。
又、該回転装置６には回転に使用した圧縮空気を外部に排出するための排気口１９を接続する。そして、前記回転装置６を回転させた空気は該排気口１９から排出されるようにする。
そして更に、該回転装置６には該回転装置６の回転を受けて発電する発電機７を接続する。
前記発電機７は前記波受けタンク１の上に直接載せて設置しても良く、又前記波受けタンク１から離して設置しても良い。
又前記発電機７は前記回転装置６と一体のタービン式発電機を用いても良い。
【００４９】
又、図１〜図４に示すように、前記波受けタンク１の両側面部１ａ、1ｂの外側には波受け板３、４を設ける。
該波受け板３、４は、図１に示すように、波受けタンク１の下部から上部又は中間部にかけての両側面部１ａ、1ｂの波受け口２近傍から直接海側に向けて平行又は末広がりに突出させると共に海底から立ち上げる形態と、図２に示すように、該波受けタンク１の下部から上部又は中間部にかけての陸側背面部１ｅの両側辺縁から両側方に張出し部３ａを突出させて両側面部１ａ、1ｂから海側の板面を離し、該張出し部３ａの先端部から海側に向けて平行又は末広がりに突出させると共に海底から立ち上げる形態とが可能である。
【００５０】
後者の該張出し部３ａのある形態では、図２に示すように、前記波受けタンク１の側面部１ａ、１ｂの下部に側面開口部９、１０を設けることができる。
この形態では、寄せ波は波受けタンク１の両側面部１ａ、1ｂの側方と前記波受け板３、４との間に打ち寄せて高く盛り上がるが、その際、盛り上がり下部の海水の高い水圧で海水が側面開口部９、１０に進入し、波受けタンク１内の海水の盛り上がりを助勢しより高く盛り上げる。その結果、タンク上部空間１ｇの空気がより強く圧縮されることとなる。
又、一旦波が引くときにはタンク上部空間１ｇ内の海水が波受け口２から排出されると共に、側面開口部９、１０からも排出されるので、一気に内部の水位が低くなる。
即ち、波の引き足が早いので、ピッチの短い寄せ波でも、次に波が寄せるまでに水位は最低にまで低下する。このため、波は引くときに、高く盛り上がった波受けタンク１内の海水が、波受け口２から排出するのに加えて前記側面開口部９、１０からも排出されるので足早な排出が可能となり、引く波と寄せ波とが波受けタンク１内で衝突し合うことによる寄せ波の運動エネルギーの減衰が避けられて、高い発電の維持が可能となる。
【００５１】
なお、タンク上部空間１ｇ内の海水の引き足を早めるに、波受け板３、４を波受けタンク１の両側面部１ａ、1ｂの海側の波受け口２近傍から直接海側に向けた図１に示す態様に対して、側面に引き水排出口２２を設ける場合には、図３に示すように、該引き水排出口２２に電磁開閉装置２４により開閉制御を行う開閉板２３を設けることができる。
該電磁開閉装置２４にはタンク上部空間１ｇ内に海水の圧力を感知する感圧センサーを設け、設定した水圧を感知したら自動的に開くようにすることで、開閉板２３の開閉の自動化が可能となる。
【００５２】
海岸に押し寄せる波の力は大きく、軽量で強度が小さいものでは破壊されてしまうおそれがある。このため前記波受けタンク１及び前記波受け板３、４は金属やコンクリートなど強度と耐久性の優れた素材で形成すると良い。
【００５３】
又、図１〜図７に示すように、前記波受けタンク１の上部に開口部１１を設け、該開口部１１にタンク上部空間１ｇ内の空気の加圧で閉じ且つ減圧で開く逆止蓋１２を装着する。
例えば、該逆止蓋１２は開口部１１の下に枢支部２０で枢支し、上向きに逆止蓋１２が閉じる程度の弱いバネ２１を装着することでタンク上部空間１ｇ内の空気の加圧で閉じ且つ減圧で開く逆止蓋１２が可能である。
該逆止蓋１２付きの開口部１１の設置場所は、最上部の空間に臨ませ、盛り上がった海水が当たらない位置、即ち、波受けタンク１の上部の側面部１ａ、１ｂ又は上面部１ｃに設けることができる。
なお、図８で示した形態はこのような逆止蓋１２のない形態である。
【００５４】
又、図１、図３、図４、図６及び図９に示すように、海岸近くの海底Ｇに下部を固定した波受けタンク１の下部に、底面部１ｄの陸側が競り上がる寄せ波誘導面８を形成することもできる。
該寄せ波誘導面８は海から岸へと進行する寄せ波を上方に導くためのものであり、底面部１ｄの陸側が競り上がる内弧状に湾曲するか又は平面状に傾斜させて設けることができる。
図３、図４及び図６では内弧状に湾曲させて形成したものを示し、図１〜図９は平面状の傾斜面を形成したものを示す。
【００５５】
前記寄せ波誘導面８のある形態では前記寄せ波が前記波受けタンク１の底面部１ｄの寄せ波誘導面８に当たって進路を上方に変え、海水をより高く上昇させる。
このためタンク上部空間１ｇ内により大きな海水の盛り上がりが得られる。この結果、タンク上部空間１ｇ内の上部空間の空気は大きな圧縮量となってより大きなエネルギーが発生し、発電量を大きくすることができる。
【００５６】
本発明では、図７に示すように、波受け口２に何も設けずに全面的に開放した形態と、この他に、波受け口２を開放された下側部分と、開閉可能とした上側部分とに分割させて該上側部分には該上側部分の開口面積を拡大又は縮小可能とした開閉板を設けた形態が可能である。
その内、上側部分に開閉板を設けた形態を次に説明する。
【００５７】
この形態ででは、図１に示すように、前記波受け口２の上側部分を、設置場所での寄せ波Ｗの山部の高さの計測データから、波受け口２の上端部２ｃを長期的計測データの最高値付近の高さに設定し、下部を長期的計測データの最低値付近の高さに設定する。
この設定は、発電効率を上げるため、前記波受け口２で受け入れる可能性の最大限度と最小限度を決めるためである。
【００５８】
前記上側部分に開閉板を備えた形態として、図１の上下開閉板１４を設けた形態と、図４の擺動開閉板１３を設けた形態とが実施可能である。
【００５９】
そのうち先ず前記上下開閉板１４を設けた形態を説明する。
この形態では、図１〜図３に示すように、前記波受け口２の上側部分の両側部にガイドレール２５を設けると共に該ガイドレール２５に前記下側部分の上部から下部に向かって遮断可能にスライドする上下開閉板１４を装着し、海側前面部１ｆの波受け口２の上端部２ｃよりも上部に前記上下開閉板１４を上下に昇降させる開閉駆動部１５を設ける。
又この形態では、前記計測データから、図５に示すように、前記波受け口２の上端部２ｃを寄せ波の山部の想定される最高の高さに合わせて設定し、前記開閉駆動部１５で前記上下開閉板１４を該山部の最高の高さから想定される最低の高さまでの間の開口部に、波受け口２の開口高さを調節できるようにする。
【００６０】
前記開閉駆動部１５は、昇降ロッド１８の下端部を開閉板１４に固定し、該昇降ロッド１８の上部を内蔵したモータで引上げて開閉板１４を引上げ可能とし、内部のモータの稼動は遠隔操作可能に設ける。なお遠隔操作用の回路や配線は一般的な操作回路が使用できる（該回路配や線図は省略）。
その操作により、海側前面部１ｆの波受け口２の上端部２ｃよりも上部に上側部分の開口部分を上部から下部に向かって前記上下開閉板１４で遮断できるようになる。
【００６１】
次に、波受け口の上側部分に擺動開閉板１３を設けた形態について説明する。
この形態は、図４及び図６に示すように、擺動開閉板１３は複数の横長羽板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを備える。
その枚数は、波受け口の上側部分の縦幅の大小に応じて、横長羽根の強度を勘案して各個の幅の選択と共に最適な数を選択することができる。
該横長羽板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは上側部分の両側部に上下間隔を置いて対向させた枢支部を設けると共に該枢支部に上下連続して複数の横長羽板１３ａ、１３ｂを平行に吊り下げ、各横長羽板１３ａの下部辺縁がその下の横長羽板１３ｂの上部辺縁枠１７に内側から夫々気密状態に重なり合うように当たって停止するルーバー状とすることが可能である。
なお、各横長羽板１３ａの下部辺縁とその下の横長羽板１３ｂの上部辺縁枠１７との簡には空気が漏れないようにゴム板等を挟着させて気密性を高めることも可能である。
【００６２】
この形態では、前記波受け口２は上端部２ｃを寄せ波Ｗの谷部に合わせると、波本体の運動エネルギーが有効には取り込めなくなるおそれがある。
波の大きさは時事刻々変化するが、この形態は、図４及び図６に示すように、前記波受け口２の上端部２ｃを寄せ波の山部の想定される最高の高さに合わせて設定する。そして、該山部の最高の高さから想定される最低の高さまでの間の開口部に、下開きに上下連続して平行に吊った複数の横長羽板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを、タンク内側に向かっては外側から進入する波で、下側の横長羽板１３ｄから上方へ順に枢支部１６を中心に自由に開閉する。しかし、どの横長羽板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄも前記上部辺縁枠１７でタンク外側に向かっては開かないように停止され、内側の圧力で垂れ下がった横長羽板１３で開口部の一部が上部から順に塞がれる。
このため、大きな圧縮量となってより大きなエネルギーが発生し、発電量も大きくなる。
【００６３】
この形態では、寄せ波が当たって横長羽板１３が開くが、引き波のときは横長羽板１３が自動的に閉じられるので、海水の排出量が入るときより少なくなる。このため、盛り上がった海水の全量が排出されるのに時間がかかるおそれがある。このいため、図３に示す形態と同様に波受けタンク１の両側面部１ａ、1ｂの下部の引き水排出口２２を設け、該引き水排出口２２に電磁開閉装置２４により開閉制御を行う開閉板２３を設けることで対応することが可能となる。この場合には該電磁開閉装置２４にはタンク上部空間１ｇ内に海水の圧力を感知する感圧センサーを設け、設定した水圧を感知したら自動的に開くようにする。
又、前記横長羽板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの枢支部に一旦開いた開閉板を一定時間は間閉じないように制御する開閉装置を設けることでもピッチの短い寄せ波の海水の排出を速やかに行えるようにすることが可能となる。
【００６４】
又、前記パイプ接続孔１ｈと回転装置６との間のパイプ５には、図９に示すように、圧縮空気を貯える圧縮気体供給タンク２６を設けると共に該パイプ５には圧縮気体供給タンク２６方向にみに開く逆止弁２８を設けることが可能である。
この圧縮気体供給タンク２６内に寄せ波で圧縮されたタンク上部空間１ｇ内の圧縮空気が一旦前記圧縮気体供給タンク２６内に貯蔵されてから前記回転装置６に送り出されるため安定して前記回転装置６に圧縮空気が送られることで安定した電力が得られる。
【００６５】
次に、本装置の各部の作用について説明する。
風等で海水に運動エネルギーを得て沖から岸に向かい上下に振れて進行する寄せ波は、特に荒れた海での運動エネルギーは極めて大きく、前記波受け板３、４内に至った波は波受け口２に向かって集められ、該波受け口２から前記波受けタンク１内に進んで行く。
前記波受け板３、４を側方へ広げ下部に側面開口部９、１０を設けた形態では、寄せ波は波受けタンク１の両側面部１ａ、1ｂの側方と前記波受け板３、４との間に打ち寄せて高く盛り上がり、その際、盛り上がり下部の海水の高い水圧で海水が側面開口部９、１０に進入し、波受けタンク１内の海水の盛り上がりを助勢してより高く盛り上げる。
【００６６】
その寄せ波が波受け口２に入ると陸側背面部１ｅに突き当たり、運動エネルギーはそこから方向を変えて上方に向かい、タンク上部空間１ｇの水面を大きく上に盛り上げる。
この結果、前記タンク上部空間1ｇ内の空間は縮小して空気が圧縮される。
その圧縮された空気は、タンク上部のパイプ５に導かれて回転装置６へと送られ、該回転装置６が回転しその回転で前記発電機７による発電が行われる。
【００６７】
その後、タンク上部空間１ｇ内に盛り上がっていた海水は盛り上がるエネルギーを失い海水の重力により下降し、波受け口２や側面開口部９、１０から排出される。
又、一旦波が引くときにはタンク上部空間1ｇ内の海水が波受け口から排出されると共に、側面開口部９、１０からも排出されるので、一気に内部の水位が低くなる。波の引き足が早いので、ピッチの短い寄せ波でも、次に波が寄せるまでに水位は最低にまで低下する。
なお、図３に示す引き水排出口２２を備えた態様では、一旦波が引くときにはタンク上部空間１ｇ内の海水が波受け口から排出されると共に、電磁開閉装置２４で引き水排出口２２の開閉板２３が開き、ここからも海水が排出されるので、一気に内部の水位が低くなる。波の引き足が早いので、ピッチの短い寄せ波でも、次に波が寄せるまでに水位は最低にまで低下する。
【００６８】
海水の下降の際、波受けタンク１の上部にタンク上部空間１ｇ内の空気の加圧で閉じ且つ減圧で開く逆止蓋１２付きの開口部１１を設けた形態では、前記タンク上部空間１ｇ内の海水の下降で内部の空気が減圧され、逆止蓋１２が開いて前記開口部１１から空気が入り込み、減圧状態が解除され前記タンク上部空間１ｇ内の海水が円滑に下降可能となる。
なお、前記タンク上部空間１ｇが高圧となったときには逆止蓋１２が閉じて、高圧空気が逆止蓋１２からは外部に漏れず、高圧のまま送られるので効率良く回転装置６の回転が行われる。
【００６９】
本発明は、上記の如く寄せ波でタンク上部空間１ｇ内に海水面の大きな高低さが得られ、寄せ波は大きいほど大きな圧縮量となってより大きなエネルギーが発生し、そのエネルギーによって効率良く発電できるようになる。
波受けタンク１は、陸側背面部と海側前面部との間の距離が発生する寄せ波の山部の間隔より小さいと、前記タンク上部空間１ｇで得られる圧縮空気の容積も小さくなる。又、発生する寄せ波の山部の間隔より大きいと、先の波が引き終わらないうちにその後の波が寄せてきてしまうので、寄せ波と引き波はぶつかり合って干渉し、前記タンク上部空間１ｇ内に盛り上がる海水の高さが低くなる。
寄せ波は均一なピッチで発生するものではないので、全の波の大きさに適合させることはできないが、一定時間を見れば似たような波が切り替えし発生し、その間に大小が極端に異なる寄せ波も殆どできない。
したがって、設置場所での平均的な波の大きさに対応させて設計することが好ましい。
なお、海の寄せ波は繰り返し押し寄せ、その度に寄せ波で間欠的に発電されることとなるので一定の発電を継続的に得ることができない。このため、前記回転装置６にフライホイール等を組み込むことで回転を一定の速度に保たせ、安定した電力を得ることが可能となる
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、寄せ波の来る海岸近くの海底に設けられるが、設置場所は海岸を掘削して設けて設置することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  波受けタンク
１ａ、１ｂ  側面部
１ｃ  上面部
１ｄ  底面部
１ｅ  陸側背面部
１ｆ  海側前面部
１ｇ  タンク上部空間
１ｈ  パイプ接続孔
２  波受け口
２ａ、２ｂ  側部
２ｃ  上端部
２ｄ  下端部
３  波受け板
３ａ  張出し部
４  波受け板
４ａ  張出し部
５  パイプ
６  回転装置
７  発電機
８  寄せ波誘導面
８ａ  内弧状の湾曲面
８ｂ  平面状の傾斜面
９  側面開口部
１０  側面開口部
１１  上面開口部
１２  逆止蓋
１３  擺動開閉板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  横長羽板
１４  上下開閉板
１５  開閉駆動部
１６  枢支部
１７  上部辺縁枠
１８  昇降ロッド
１９  排気口
２０  枢支部
２１  バネ
２２  引き水排出口
２３  開閉板
２４  電磁開閉装置
２５  ガイドレール
２６  圧縮気体供給タンク
２７  パイプ
２８  逆止弁
G  海底
Ｗ  寄せ波
ｈ  寄せ波上昇幅
Ｋ  岸
Ｕ  海
Ｌ  海岸線
【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】
2015040540.tif 000008
【図７】
2015040540.tif 000009
【図８】
2015040540.tif 000010
【図９】
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