(57)【要約】本発明は、波の上下運動及び波動エネルギーを用いて発電機を駆動して、電気エネルギーに変換させる波力発電装置に関する。より詳細には、波の上下運動を用いて浮力体が上側に移動するときに、動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、同時に、波の側面方向の力による浮力体の運動エネルギーを動力伝達軸に伝達して発電を行える波力発電装置に関する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力によって海水面に浮揚される浮力体１００と、
前記浮力体１００に一端が結合される動力伝達ロープ２１０と、
前記浮力体１００の下側に一定距離離隔して構成され、前記動力伝達ロープ２１０が巻き取られて一方向にのみ回転力が伝達される動力伝達手段３００と、
前記動力伝達手段３００から動力を伝達されて回転する動力伝達軸４００と、
前記動力伝達軸４００の一側に連結される発電機５００と、
前記動力伝達手段３００に一端が巻き取られる復帰ロープ２２０と、
前記復帰ロープ２２０の他端が結合される復帰装置６００と、を含み、
前記動力伝達ロープ２１０、復帰ロープ２２０及び動力伝達軸４００は、前記動力伝達手段３００によって結合され、前記動力伝達軸４００は、前記動力伝達ロープ２１０が一側に引っ張られるときにのみ回転することを特徴とする波力発電装置。
【請求項２】
前記浮力体１００は、１つ以上の浮力体をまとめて１つの浮力体１００に形成されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項３】
前記浮力体１００は、内部に隔室が形成されることを特徴とする請求項２に記載の波力発電装置。
【請求項４】
前記浮力体１００は、内部が中空となるように形成され、前記浮力体１００の一側に形成され、空気の流入を調節する弁を含むことを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項５】
前記動力伝達手段３００は、一方向ラチェットクラッチ３１０であることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項６】
前記一方向ラチェットクラッチ３１０は、
円板型の一面に中空部が形成され、その内周面に複数個のラチェット１１が形成されるラチェットホイール１０と、
円板型のポール固定板２０と、
前記ポール固定板２０一面の一定の円周上に一側がヒンジ３１で結合される複数個のポール３０と、を含み、
前記ポール固定板２０の一面に結合される複数個のポール３０が、前記ラチェットホイール１０のラチェット１１が形成される内側に挿設され、前記複数個のポール３０は、前記ポール固定板２０と接する面の半径方向の内側にそれぞれ安置溝３２が形成されて、前記安置溝３２に弾性手段４０が挿入されることを特徴とする請求項５に記載の波力発電装置。
【請求項７】
前記弾性手段４０は、Ｏリングであることを特徴とする請求項６に記載の波力発電装置。
【請求項８】
前記ポール３０は、端部３３に回転ローラー３４が結合されることを特徴とする請求項６に記載の波力発電装置。
【請求項９】
前記一方向ラチェットクラッチ３１０は、前記ラチェットホイール１０の一側に２段プーリー３１１が形成され、
前記動力伝達ロープ２１０は、浮力体１００に一端が結合され、他端が前記２段プーリー３１１のうち１つのプーリーに巻き取られ、
前記復帰ロープ２２０は、一端が復帰装置６００に結合され、他端は、前記２段プーリー３１１のうち他の１つのプーリーに巻き取られ、
前記動力伝達ロープ２１０及び前記復帰ロープ２２０は、前記２段プーリー３１１に巻き取られる方向が互いに異なることを特徴とする請求項６に記載の波力発電装置。
【請求項１０】
前記２段プーリー３１１の一側に備えられ、前記２段プーリー３１１に巻き取られる動力伝達ロープ２１０または復帰ロープ２２０を押して密着させる密着ローラー部３２０をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の波力発電装置。
【請求項１１】
前記復帰装置６００は、固定板６１０の一面に重量錘の役割が可能になるように一対の非対称振り子６２０をそれぞれヒンジ６１１で結合し、前記振り子６２０の両端部にローラー６２１が結合され、前記復帰ロープ２２０が、前記ローラー６２１の間を通過して、前記非対称振り子６２０の振り子運動によって、前記復帰ロープ２２０の長さが調節されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１２】
前記非対称振り子６２０のヒンジ６１１側にギア６２３が結合され、互いに噛み合うように形成されることを特徴とする請求項１１に記載の波力発電装置。
【請求項１３】
前記復帰装置６００は、前記固定板６１０に一側が固定され、前記振り子６２０に他側が固定されるトーションバネ６２２を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の波力発電装置。
【請求項１４】
前記復帰装置６００は、復帰ロープ２２０の他端が結合される重量錘６３０であることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１５】
前記復帰装置６００は、ローラー６４０の内側に中空部６４１が形成され、ゼンマイバネ６５０が挿入されて、前記ゼンマイバネ６５０の一端は、前記ローラー６４０に固定され、他端は、軸６４２に固定され、復帰ロープ２２０は、前記ローラー６４０に巻き取られることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１６】
前記復帰装置６００は、内部が中空となるように形成されるパイプ６６０と、
前記パイプ６６０の内部に備えられるコイルバネ６７０と、
前記コイルバネ６７０と接して前記パイプ６６０の内部に備えられ、復帰ロープ２２０が固定される摺動ブロック６８０と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１７】
前記波力発電装置は、前記動力伝達手段３００と復帰装置６００との間に構成される減速プーリー８４１をさらに含み、前記減速プーリー８４１は、第１プーリー８４１ａ及び第２プーリー８４１ｂで構成され、前記第２プーリー８４１ｂは、第１プーリー８４１ａよりも小径に形成され、前記復帰ロープ２２０は、前記動力伝達手段３００と減速プーリー８４１との第１プーリー８４１ａに両端が巻き取られ、第２復帰ロープ２３０の一端が第２プーリー８４１ｂに巻き取られ、他端は、前記復帰装置６００に結合されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１８】
前記波力発電装置は、前記動力伝達手段３００と復帰装置６００との間にギア減速装置をさらに含み、ギア減速装置のプーリーに復帰ロープ２２０の一端が巻き取られ、復帰ロープ２２０の他端は、前記復帰装置６００に結合されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項１９】
前記復帰装置６００の一側に構成され、復帰ロープ２２０が結合される浮力体上下移送装置７００をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項２０】
前記動力伝達手段３００、動力伝達軸４００、発電機５００及び復帰装置６００が、内部に収容される本体８００と、
前記本体８００の外側に結合されるフレーム９００と、を含み、
前記フレーム９００または本体８００の一側に形成されるバランスタンク８２０をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項２１】
前記波力発電装置は、本体８００に多数個の移動車輪８１０が形成され、前記移動車輪８１０は、内部に中空部８１１が形成されることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２２】
前記本体８００及びフレーム９００は、海底面の底から一定高さに離隔して浮揚され、前記本体８００またはフレーム９００は、海底面の底とフレーム支持ロープ９５０とで連結されることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２３】
前記本体８００またはフレーム９００の一側に形成されるフレーム上下調節装置９６０を含み、前記フレーム上下調節装置９６０は、海底面の底とフレーム支持ロープ９５０とで連結されることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２４】
前記フレーム９００と海底面の底は、水平方向に形成される多数個のフレーム支持ロープ９５０で連結されることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２５】
前記フレーム９００は、複数個が平行に積層されるフレームセル９１０と、
前記フレームセル９１０のうち、最外郭フレームセル９１０の外面の両側に結合されるエンドプレート９２０と、
前記フレームセル９１０とエンドプレート９２０とに貫設される締結手段９３０と、
を含むことを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２６】
`  前記フレーム９００は、多数個のフレームセル９１０と本体フレームセル９１５とが平行に積層され、前記フレームセル９１０と本体フレームセル９１５とを貫通するように貫通ロープ９１３が結合され、
前記本体フレームセル９１５は、内部に中空であるパイプ９１６と、貫通ロープ９１３が固定されるように、固定具９１４によって本体フレームセル９１５に連結されたロープ固定部９１０ａとを含むことを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２７】
前記フレーム９００は、四角パイプまたは中空状のパイプで形成され、その内部にバランスタンク８２０が含まれることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２８】
前記フレーム９００は、複数個のフレームで一定距離離隔して平行に並列配置され、浮力体１００は、前記それぞれの波力発電装置１０００に動力伝達ロープ２１０で連結されることを特徴とする請求項２０に記載の波力発電装置。
【請求項２９】
前記フレーム９００が、複数個が長手方向に配置され、それぞれのフレーム９００の両先端は、ヒンジ９４０で結合されることを特徴とする請求項２７に記載の波力発電装置。
【請求項３０】
前記フレームセル９１０は、弾性体であることを特徴とする請求項２５に記載の波力発電装置。
【請求項３１】
前記波力発電装置１０００が平行に多数個連結されて構成され、
前記動力伝達手段３００、前記動力伝達軸４００、前記発電機５００及び前記復帰装置６００が、本体８００の内部に収容されて、多数個の本体８００が互いに連結され、
それぞれの浮力体１００は、互いに浮力体支持ロープ１１０で連結され、
前記本体８００の動力伝達手段３００に一側が巻き取られ、他側は、隣り合う浮力体１００に結合され、傾斜して多数個の傾斜動力伝達ロープ２１０ａが結合されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項３２】
前記浮力体１００の下側に一定距離離隔してメイン支持ロープ１２０が水平に配されて、一端または両端が海底面に固定され、
前記浮力体１００と前記メイン支持ロープ１２０とに両端が結合される幹支持ロープ１３０が傾斜して連結されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３３】
前記浮力体１００は、下面に垂直に延びる衝突板１４０が形成されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３４】
前記衝突板１４０は、一側が前記浮力体１００にヒンジ１５０で結合され、弾性手段１６０の両端が、前記浮力体１００の一側と前記衝突板１４０の他側とに結合されることを特徴とする請求項３３に記載の波力発電装置。
【請求項３５】
前記浮力体１００は、一側が傾斜している、あるいは、ラウンド型であることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３６】
前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、上面に流出口１０２が形成され、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３７】
前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、下面に流出口１０２が形成され、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３８】
前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、上面と下面とにそれぞれ流出口１０２が形成され、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項３９】
前記動力伝達ロープ２１０または傾斜動力伝達ロープ２１０ａが通過されるローラー８３１の両側に一定距離離隔してラッパ型ガイド８５０が形成されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【請求項４０】
前記復帰装置６００の一側に構成され、移動ブロック７２０の一側に形成されるローラー７３０に前記復帰ロープ２２０が引っ掛かるように結合され、前記移動ブロック７２０は、浮力体上下移送装置７００に連結され、前記浮力体上下移送装置７００の作動によって、前記浮力体１００の高さが調節されることを特徴とする請求項３１に記載の波力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波の上下運動及び波動エネルギーを用いて発電機を駆動して、電気エネルギーに変換させる波力発電装置に関する。より詳細には、波の上下運動を用いて浮力体が上側に移動するときに、動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、同時に、波の側面方向の力による浮力体の運動エネルギーを動力伝達軸に伝達して発電を行うことができる波力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、波力発電装置は、波の上下運動エネルギーを用いて動力を得て発電する装置であって、波力からエネルギーを得るための作動原理によって、一般的に、可動物体型、振動水柱型、越波型に分類することができる。
【０００３】
まず、可動物体型の波力発電は、水面の動きによって敏感に反応するように考案された器具を使って、波浪エネルギーを器具に直接伝達して器具の動きを電気エネルギーに変換する方式である。例えば、振り子を内蔵した浮標を水に浮かべて波の揺れによって揺動させて浮標内に装置した振り子の動きを回転運動に変え、ギアを通じて発電機を回転させることができる。この方式では、波高４０ｃｍで１０Ｗ程度の電力が得られ、電灯をつける、または音を出すようにして、危険な航路の標識として利用する、または安全航路の案内に使うことができる。波浪エネルギーが直接器具に作用するので、波浪による外力に耐えなければならないという点で、構造的に安全性が脆弱であるという短所があるが、波浪エネルギーを直接吸収するので、エネルギー変換効率は相対的に有利である。
【０００４】
そして、振動水柱型波力発電は、ウォーターカラムの内部に流入された波浪によって生じる空間の変化を内部空気の流動に変換し、これを誘導管に流入して空気の流れを生成させ、誘導管内に設けられたタービンを回転させて電気を得る方式である。入射波が装置の前面から反射されると、重複波が形成され、この際、水面の上部ノズル部に空気の流れが発生するという原理である。
【０００５】
また、越波型波力発電は、波浪の進行方向の前面に斜面を置いて、運動エネルギーによって波浪が斜面を越えると、運動エネルギーが位置エネルギーに変換されて貯水された後、形成された水頭差を用いて貯水された海水を貯水池の下部に流し、通路の下部に設けられた水車タービンを回転させて発電する方式である。
【０００６】
図１は、従来の波力発電装置を示す概略図である。
【０００７】
前記波力発電装置の一例として、海水面に浮かんでいる本体に波の上下動きによって回転する回転羽根が一定間隔に多数個設けられて、連続して発電を行う波力発電装置は、発電軸１０が内部に設けられ、水平に長く設けられた本体１１と、前記本体１１の両端部にそれぞれ連結固定され、浮力によって浮上し、何れか１つの内部には、発電軸１０と連結された発電機１２が設けられた浮遊タンク１３と、波の上下運動によって一方向にのみ回転し、本体１１の上部と下部とにそれぞれ交互に一定間隔に設けられた多数個の回転羽根２０と、を含むように構成される。前記浮遊タンク１３または本体１１は、海底面に設けられた固定体３０と固定紐３１とで連結され、波によって本体１１などが流失されることはないが、設置場所で連続して発電を行うことは限界がある。
【０００８】
そして、前記回転羽根２０は、回転軸の一側端部に設けられ、回転軸は、軸受で本体１１に支持され、回転軸の他側端部には、一方向軸受を介して傘歯車が設けられ、傘歯車は、発電軸１０の傘歯車と歯合される。したがって、回転羽根２０が回転すれば、回転軸に回転力が伝達され、傘歯車の歯合によって発電軸１０を回転させ、前記発電軸１０の一端に連結された発電機１２が発電を行う。しかし、前記のような波力発電装置は、連続した発電のために発電軸及び本体が長く形成されると共に、海水面に設けられることによって、波が直接器具に作用するので、波による外力に耐えなければならないという点で、構造的に安全性が低いという問題点がある。
【０００９】
前記波力発電装置の他の実施形態として、図２を参照すると、波浪エネルギーを伝達されるように、海水面に接する浮遊体４０と、前記浮遊体４０の上側に延びる中心軸４１と、前記中心軸４１を中心に左右両側に延びるように構成される振り子支持台６０と、前記振り子支持台６０の左右両側にそれぞれ搖れ可能に結合される振り子７０と、前記振り子支持台から動力を印加されて回転する回転体６１と、前記回転体６１の回転力によって発電する発電機と、を含むように構成され、前記振り子支持台６０と回転体６１は、動力伝達手段５０によって結合され、前記回転体６１は、前記振り子支持台６０の駆動によって回転して、一方向にのみ回転するように構成される。
【００１０】
しかし、前記波力発電装置も、津波のように波が強い場合に、前記中心軸４１及び振り子支持台６０などに波が直接作用するので、波による外力に耐えなければならないという点で、前者の実施形態と同様に、依然として構造的に安全性が低いという問題点がある。潮水干満の差が激しい場合、使用できず、また、振り子の自由落下荷重を受ける方式であることから、波の加速度を活用することもできないので、効率が低いという短所がある。
【００１１】
そして、前述した可動物体型波力発電装置のうち、現在実用化されているものとして、ペラミス（ｐｅｌａｍｉｓ）社の可動物体型波力発電装置があるが、図３のように、海水面上に浮揚されるように複数個の円筒状の浮力体８０をジョイント９０で連結させた後、波が揺らめく度に連結部が上下または左右に折れた開かれる力を用いて円筒状浮力体８０の内部に構成される油圧シリンダーと油圧ポンプとを使って、発電機を駆動させて電気を生産する方式である。
【００１２】
しかし、前記波力発電装置も、波が激しい場合、大きなモーメントの作用で破損の恐れがあり、波が適当であるとしても、突風によって波が来る方向と風の方向とが直角である場合、構造物の深刻な破損の恐れがあると知られている。また、油圧シリンダーと油圧ポンプとを経て発電機に伝達する間接動力生産方式であるので、直接動力生産方式に比べて、効率が落ちる。さらに、前記の発電のための設備が浮力体にいずれも内在されているので、浮力体の効率が低下するという問題点がある。
【００１３】
また、前記のような波力発電装置は、波の上下運動を用いて発電を行うことができるが、寄せて来る波の波動エネルギーを利用できない短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたものであって、浮力によって海水面に浮揚される浮力体と、前記浮力体に一端が結合される動力伝達ロープと、前記浮力体の下側に一定距離離隔して構成され、前記動力伝達ロープが巻き取られて一方向にのみ回転力が伝達される動力伝達手段と、前記動力伝達手段から動力を伝達されて回転する動力伝達軸と、前記動力伝達軸の一側に連結される発電機と、前記動力伝達手段に一端が巻き取られる復帰ロープと、前記復帰ロープの他端が結合される復帰装置と、を含み、前記動力伝達ロープ、復帰ロープ及び動力伝達軸は、前記動力伝達手段によって結合されて、前記動力伝達軸は、前記動力伝達ロープが一側に引っ張られる時にのみ回転するように構成される。前記浮力体が上側に移動するときに、前記動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、下側に移動するときに、前記復帰装置によって動力伝達ロープが巻き取られながら復元されるように構成したものである。従って、本発明の目的は、連続して発電を行いながらも、波による外力に関係なく構造的に安定性が向上した波力発電装置を提供することにある。
【００１５】
また、前記波力発電装置が平行に多数個連結されて構成され、前記動力伝達手段、前記動力伝達軸、前記発電機及び前記復帰装置が、前記本体の内部に収容されて、多数個の本体が互いに連結され、それぞれの浮力体は、互いに浮力体支持ロープで連結され、前記本体の動力伝達手段に一側が巻き取られ、他側は、隣り合う浮力体に結合され、傾斜して多数個の傾斜動力伝達ロープが結合され、前記浮力体の下側に一定距離離隔してメイン支持ロープが水平に配置され、一端または両端が海底面に固定され、前記浮力体と前記メイン支持ロープとに両端が結合される幹支持ロープが傾斜して連結される。波の上下運動を用いて浮力体が上側に移動するときに、動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、同時に、波の側面方向の力による浮力体の運動エネルギーを動力伝達軸に伝達して発電を行うことができる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】
【００１６】
浮力によって海水面に浮揚される浮力体１００と、前記浮力体１００に一端が結合される動力伝達ロープ２１０と、前記浮力体１００の下側に一定距離離隔して構成され、前記動力伝達ロープ２１０が巻き取られて一方向にのみ回転力が伝達される動力伝達手段３００と、前記動力伝達手段３００から動力を伝達されて回転する動力伝達軸４００と、前記動力伝達軸４００の一側に連結される発電機５００と、前記動力伝達手段３００に一端が巻き取られる復帰ロープ２２０と、前記復帰ロープ２２０の他端が結合される復帰装置６００と、を含み、前記動力伝達ロープ２１０、復帰ロープ２２０及び動力伝達軸４００は、前記動力伝達手段３００によって結合され、前記動力伝達軸４００は、前記動力伝達ロープ２１０が一側に引っ張られるときにのみ回転することを特徴とする。
【００１７】
また、前記波力発電装置１０００が平行に多数個連結されて構成され、前記動力伝達手段３００、前記動力伝達軸４００、前記発電機５００及び前記復帰装置６００が、前記本体８００の内部に収容され、多数個の本体８００が互いに連結され、それぞれの浮力体１００は、互いに浮力体支持ロープ１１０で連結され、前記本体８００の動力伝達手段３００に一側が巻き取られ、他側は、隣り合う浮力体１００に結合されて、傾斜して多数個の傾斜動力伝達ロープ２１０ａが結合されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の波力発電装置は、浮力によって海水面に浮揚される浮力体と、前記浮力体に一端が結合される動力伝達ロープと、前記浮力体の下側に一定距離離隔して構成され、前記動力伝達ロープが巻き取られて一方向にのみ回転力が伝達される動力伝達手段と、前記動力伝達手段から動力を伝達されて回転する動力伝達軸と、前記動力伝達軸の一側に連結される発電機と、前記動力伝達手段に一端が巻き取られる復帰ロープと、前記復帰ロープの他端が結合される復帰装置と、を含み、前記動力伝達ロープ、復帰ロープ及び動力伝達軸は、前記動力伝達手段によって結合されて、前記動力伝達軸は、前記動力伝達ロープが一側に引っ張られるときにのみ回転するように構成される。前記浮力体が上側に移動するときに、前記動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、下側に移動するときに、前記復帰装置によって動力伝達ロープを巻き取りながら復元させる。従って、前記動力伝達軸に複数個の動力伝達手段を結合し、複数個の浮力体を動力伝達ロープで連結することにより、連続して発電を行うことができる。
【００１９】
また、浮力体の高さ調節が可能であって、潮水干満の差が激しい所でも、効率的な発電が可能である。
【００２０】
また、本発明は、大型化した多数の浮力体が津波の波動エネルギーと衝突して、津波の波動エネルギーを運動（波）エネルギーに変換及び吸収することによって、津波の威力を減衰させ、しかも、このような過程が海岸から離れた遠海で進行すれば、津波の力と速度とを減らすことによって、津波の遮蔽の役割も可能である。
【００２１】
また、波の上下運動を用いて浮力体が上側に移動するときに、動力伝達軸に回転力が伝達されて発電を行い、同時に、波の側面方向の力による浮力体の運動エネルギーを動力伝達軸に伝達して発電を行うことができる。
【００２２】
また、浮力体の下面に形成される衝突板によって、波の側面方向の力を浮力体の運動エネルギーに変えて、傾斜動力伝達ロープを通じて動力伝達軸に伝達して発電を行うことができ、エネルギーの生産効率が向上する。
【００２３】
また、浮力体の側面を傾斜して、またはラウンド型で形成する、あるいは浮力体の側面と上下面とに海水が流動するように流路を形成して、波の側面方向の流れを浮力体の上下運動に転換させて発電し、浮力体の安定性の向上及び寄せて来る波を弱くして、波による海岸の浸蝕を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の波力発電装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】従来の波力発電装置を他の実施形態を示す概略図である。
【図３】従来の波力発電装置をさらに他の実施形態を示す概略図である。
【図４】本発明の波力発電装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の波力発電装置を示す正面図である。
【図６】本発明の波力発電装置の側面概略図である。
【図７】本発明の一方向ラチェットクラッチを示す分解斜視図である。
【図８】本発明の一方向ラチェットクラッチが結合された状態を示す正面図である。
【図９】図７のＡＡ’方向及びＢＢ’方向の正面図である。
【図１０】図７のＡＡ’方向及びＢＢ’方向の正面図である。
【図１１】図８の正面断面図である。
【図１２】図７のＣＣ’方向の断面図である。
【図１３】図７のＣＣ’方向の断面図である。
【図１４】本発明によるポールに回転ローラーが結合された状態を示す概略図である。
【図１５】本発明によるポールに回転ローラーが結合された状態を示す概略図である。
【図１６】本発明によるポールに回転ローラーが結合された状態を示す概略図である。
【図１７】図１６のＤＤ’方向の断面図である。
【図１８】本発明による密着ローラー部を示す概略図である。
【図１９】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２０】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２１】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２２】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２３】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２４】本発明による復帰装置を示す概略図である。
【図２５】本発明の波力発電装置を設置した状態を示す概略図である。
【図２６】本発明によるフレーム上下調節装置を示す概略図である。
【図２７】本発明の波力発電装置の実施形態及び移動車輪を示す斜視図である。
【図２８】本発明による本体及びフレームを底に固定した上側平面図である。
【図２９】本発明によるフレームを示す概略図である。
【図３０】本発明の波力発電装置を直列に連結した上面図である。
【図３１】本発明の波力発電装置を直列に連結した上面図である。
【図３２】本発明の波力発電装置を直列に連結した側面概略図である。
【図３３】本発明の波力発電装置を直列に連結した概略図である。
【図３４】本発明の波力発電装置を並列に連結した概略図である。
【図３５】本発明によるフレームセル及び貫通ロープを利用した固定方法を示す概略図である。
【図３６】本発明によるフレームセル及び貫通ロープを利用した固定方法を示す概略図である。
【図３７】本発明によるフレームセル及び貫通ロープを利用した固定方法を示す概略図である。
【図３８】本発明の波力発電装置の実施形態を示す斜視図である。
【図３９】本発明の波力発電装置の実施形態を示す斜視図である。
【図４０】図３９の部分拡大斜視図である。
【図４１】本発明の複数個の波力発電装置を連結して構成した概略図である。
【図４２】本発明の波力発電装置の実施形態を示す概略図である。
【図４３】本発明の波力発電装置の実施形態を示す概略図である。
【図４４】本発明の波力発電装置の実施形態を示す概略図である。
【図４５】本発明の波力発電装置の実施形態を示す概略図である。
【図４６】本発明の波力発電装置を設置した状態を示す概略図である。
【図４７】本発明による浮力体の衝突板を示す概略図である。
【図４８】本発明による浮力体の衝突板を示す概略図である。
【図４９】本発明による浮力体の実施形態を示す断面図である。
【図５０】本発明による浮力体の実施形態を示す断面図である。
【図５１】本発明による浮力体の実施形態を示す断面図である。
【図５２】本発明によるローラー及びラッパ型ガイドを示す斜視図である。
【図５３】本発明によるローラー及びラッパ型ガイドを示す断面図である。
【図５４】本発明による浮力体上下移送装置を示す概略図である。
【図５５】本発明によるフレームを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の内容を添付図面を参照にして、詳細に説明する。
【００２６】
図４及び図５は、本発明の波力発電装置を示す概略図である。
【００２７】
図４及び図５に示されるように、本発明の波力発電装置は、浮力によって海水面に浮上する浮力体１００と、前記浮力体１００に一端が結合される動力伝達ロープ２１０と、前記浮力体１００の下側に一定距離離隔して構成され、前記動力伝達ロープ２１０が巻き取られて一方向にのみ回転力が伝達される動力伝達手段３００と、前記動力伝達手段３００から動力を伝達されて回転する動力伝達軸４００と、前記動力伝達軸４００の一側に連結される発電機５００と、前記動力伝達手段３００に一端が巻き取られる復帰ロープ２２０と、前記復帰ロープ２２０の他端が結合される復帰装置６００と、を含み、前記動力伝達ロープ２１０、復帰ロープ２２０及び動力伝達軸４００は、前記動力伝達手段３００によって結合され、前記動力伝達軸４００は、前記動力伝達ロープ２１０が一側に引っ張られるときにのみ回転するように構成される。
【００２８】
まず、前記浮力体１００は、浮力によって海水面に浮揚されるように、中空構造を有するゴム、金属体などで形成される、あるいは、スタイロフォーム又は発砲プラスチック樹脂などを利用できる。
【００２９】
前記動力伝達ロープ２１０は、一端が前記浮力体１００に固定されて下側方向に延設される。
【００３０】
そして、図６のように、前記動力伝達ロープ２１０は、前記浮力体１００の下側に一定距離離隔して構成される動力伝達手段３００の一側に形成される２段プーリーのうち一のプーリーに巻き取られ、他のプーリーには、復帰ロープ２２０が動力伝達ロープ２１０と逆方向に巻き取られて復帰装置６００に連結される。この際、前記復帰装置６００は、前記動力伝達手段３００の下側に構成することもできる。
【００３１】
また、前記動力伝達手段３００に前記動力伝達軸４００が結合され、前記動力伝達軸４００の一側に前記発電機５００が結合される。この際、前記動力伝達軸４００は、前記動力伝達手段３００が一方向に回転するときにのみ前記動力伝達軸４００に回転力が伝達されるように結合される。すなわち、前記動力伝達手段３００は、前記浮力体１００が波によって上昇して、前記動力伝達ロープ２１０が引っ張られるとき、回転する方向にのみ前記動力伝達軸４００に回転力を伝達するように構成される。
【００３２】
そして、前記復帰装置６００は、前記復帰ロープ２２０が連結されて、前記浮力体１００が上昇して、前記動力伝達ロープ２１０が引っ張られたとき、原位置に復帰させる役割を果たす。
【００３３】
そうして、図４のように、前記浮力体１００が浮力によって海水面に浮かんでいる状態で波によって上昇すると、前記動力伝達ロープ２１０が引っ張られながら、前記動力伝達手段３００が回転し、前記動力伝達手段３００は、前記動力伝達軸４００に回転力を伝達して、前記発電機５００が駆動されて電気が生産される。
【００３４】
逆に、図５のように、波が下降して、前記浮力体１００が下がると、前記動力伝達ロープ２１０は延びる。この際、前記復帰装置６００によって、前記動力伝達ロープ２１０は、常に引っ張られてピンと張った状態を保持する。
【００３５】
前記のような波力発電装置１０００は、多様な変形実施が可能であり、以下で詳しく説明する。
【００３６】
浮力体１００は、１つの単一体で作る場合、船舶及び海上浮遊物と浮力体１００との衝突による破損で浮力体の機能を全部失うこともある。このような最悪の状況を防止するために、前記浮力体１００は、１つ以上の浮力体１００をまとめて１つの浮力体１００で作る、あるいは、浮力体内に隔室を形成することによって、隔室から空気を抜く又は隔室に空気を入れて浮力を調節することもでき、あるいは、水中に待避が容易になるように空気を全部抜くこともできることを特徴とする。
【００３７】
また、前記浮力体１００は、内部が中空となるように形成され、前記浮力体１００の一側に形成されて、空気の流入を調節する弁（図示せず）を含むことを特徴とし、選択的に、バランスタンク（図示せず）をさらに含むこともある。前記弁或いはバランスタンクは前記浮力体１００の浮力を調節させ、波が強い場合、前記浮力体１００を海水面の下に待避させるためである。
【００３８】
この際、浮力体上下移送装置７００を用いて、より容易に前記浮力体１００を待避させることができる。詳しい内容は、以後に説明する。
【００３９】
そして、前記動力伝達手段３００として一方向ラチェットクラッチ３１０が使われる。
【００４０】
前記一方向ラチェットクラッチ３１０は、図７及び図８のように、円板型の一面に中空部が形成され、その内周面に複数個のラチェット１１が形成されるラチェットホイール１０と、円板型のポール固定板２０と、前記ポール固定板２０の一面の一定の円周上に一側がヒンジ３１で結合される複数個のポール３０と、を含み、前記ポール固定板２０の一面に結合される複数個のポール３０が、前記ラチェットホイール１０のラチェット１１が形成される内側に挿設されうる。
【００４１】
まず、前記ラチェットホイール１０は、円板状に形成され、その一面に中空部が形成され、その内周面に複数個のラチェット１１が形成される。前記ラチェット１１は、回転歯車の形態に形成されて内側に突出した部分であり、一定の間隔に形成され、一定の角度を成す。また、前記ラチェット１１が形成された軸方向の内側に内側溝１２が形成されて、内部に空間が形成されうる。前記ポール３０が挿入されたとき、前記ポール３０の一面が、前記ラチェットホイール１０の内側面に触れないようにして干渉を防止するためである。
【００４２】
そして、前記ポール固定板２０は円板状に形成され、動力伝達軸４００とポール固定板２０は、キー２２によって動力を伝達し、前記ポール固定板２０の一面に前記複数個のポール３０が結合される。この際、前記ポール３０は、前記ポール固定板２０の一面に同じ円周上に多数個が同じ角度で配列される。
【００４３】
また、前記ラチェット１１と前記ポール３０の数は同じ数である、あるいは、前記ラチェット１１が前記ポール３０の倍数になるように形成されることが望ましい。
【００４４】
そして、前記ポール３０は、一側がそれぞれヒンジ３１で固定されて、前記ヒンジ３１を中心に回転可能になるように結合されて、前記ポール３０の端部３３が、前記ポール固定板２０の半径方向の内側と外側とに回転する。
【００４５】
そうして、前記のように、ポール固定板２０に複数個のポール３０が結合され、図８のように、前記ポール固定板２０に結合される複数個のポール３０が、前記ラチェットホイール１０に挿設されて一方向に回転時に、回転力が伝達され、逆転時に、空転するように構成される。
【００４６】
そして、図９を参照すると、前記ラチェットホイール１０は、中空となった内周面に沿って複数個のラチェット１１が形成されるが、前記ラチェット１１は、前記ラチェットホイール１０の中心方向と一定の角度を成すように形成されて、前記ポール３０が、前記ラチェット１１に引っ掛かった状態で回転時に、中心方向に抜けないように形成されることが望ましい。
【００４７】
また、図７のように、前記ポール３０の端部３３は、前記ラチェット１１に正確に引っ掛かるように、前記ラチェット１１に対応する角度で形成されることが望ましい。
【００４８】
そして、前記複数個のポール３０は、前記ポール固定板２０と接する面に半径方向の内側にそれぞれ安置溝３２が形成され、前記安置溝３２には弾性手段４０が挿入され得る。
【００４９】
すなわち、図１０及び図１１のように、前記ポール３０が、前記ポール固定板２０に接する面に半径方向の内側にそれぞれ安置溝３２が形成される。
【００５０】
そして、前記ポール３０の安置溝３２に円状の弾性手段４０が挿入されて、１つの弾性手段４０によって複数個のポール３０が支持されて、図１２のように、前記ラチェットホイール１０が、逆時計回り方向に回転時に、外側に前記ポール３０を押し出して、前記ラチェットホイール１０のラチェット１１にポール３０が引っ掛かる状態になる。
【００５１】
そうして、引っ掛かる状態で、前記ラチェットホイール１０、ポール３０及びポール固定板２０が共に回転するので、前記ラチェットホイール１０に回転力を加えれば、前記ポール固定板２０に回転力が伝達されて共に回転する。この際、前記弾性手段４０は、前記ポール３０を外側に押し出した状態なので、図１２のように、円状の状態になる。
【００５２】
逆に、図１３のように、前記ラチェットホイール１０が、時計回り方向に回転するとき、中心側に前記ポール３０が集まり、前記ラチェットホイール１０のラチェット１１をポール３０が滑りながら移る状態になる。この際、前記弾性手段４０は、前記ポール３０によって内側に集められ、図１３のように、潰れる形態になって、前記ポール３０を外側に押し出す弾性が作用する状態になる。
【００５３】
また、前記弾性手段４０は、Ｏリング（Ｏ−ｒｉｎｇ）であってもよい。この際、前記Ｏリングは、前記ポール３０の安置溝３２に挿入されて、前記ポール３０が自在に動くように、前記Ｏリングの素線の直径が、前記安置溝３２の幅よりも小さくなければならない。前記Ｏリングの外径は、前記ポール３０の安置溝３２に前記Ｏリングが挿入されて、前記ポール３０が外側に押されている状態で前記ラチェットホイール１０のラチェット１１に引っ掛かるサイズであることが望ましい。
【００５４】
そして、前記Ｏリングは、前記ポール３０を持続的に外側に押し出すように弾性に優れるものを使うことが望ましく、一般的な天然ゴムまたは合成ゴム材、あるいは、酸、アルカリ、海水に強い合成樹脂またはフッ素樹脂材が望ましい。
【００５５】
そうして、前記のような、ラチェットホイール、ポール及びポール固定板の構成により、構造が簡単であり、かつ製作コストを節減することができるという長所がある。
【００５６】
また、ポールに安置溝を形成し、その中に弾性手段を挿入して、１つの弾性手段で複数個のポールを同時に支持させるので、構造が簡単でありながらも、確実な回転力の断続がなされるという長所がある。
【００５７】
そして、前記弾性手段としてＯリングを利用することによって、耐久性と耐腐蝕性などが向上して、水中及び海水中でも使用が可能であるという長所がある。
【００５８】
また、前記ポール３０は、端部３３に回転ローラー３４が結合されることを特徴とする。前記回転ローラー３４は、前記ポール３０が前記ラチェット１１と接触する面に提供される。前記ポール３０の端部に溝が形成され、前記回転ローラー３４は、前記溝の中に挿入され、一部を突出させて、ピンまたは軸に回転可能に固定され、前記ポール３０に連結される。
【００５９】
すなわち、前記ラチェットホイール１０が時計回り方向に回転するとき、前記ポール３０は前記ラチェット１１上を滑りながら摩擦を起こし、図１４ないし図１７のように、前記回転ローラー３４は前記ポール３０の端部３３の外側に一部が半径方向に突出するように連結されるので、前記ラチェット１１及びポール３０の摩耗を防止して、使用寿命を増大させることができる。
【００６０】
この際、図１４のように、前記ラチェットホイール１０が逆時計回り方向に回転するとき、前記ポール３０の端部が、前記ラチェット１１に引っ掛かるように、前記回転ローラー３４が突出する高さを選定して連結することが望ましい。
【００６１】
また、前記ラチェットホイール１０は、中心に軸貫通孔１３が形成され、前記ポール固定板２０は、中心に軸取付孔２１が形成されうる。すなわち、前記ラチェットホイール１０は、前記動力伝達軸４００が貫通されるように、中心に軸貫通孔１３が形成され、前記ポール固定板２０は、前記動力伝達軸４００が挿設されるように、中心に軸取付孔２１が形成される。
【００６２】
そうして、前記一方向ラチェットクラッチ３１０に前記動力伝達軸４００が結合されたとき、前記ラチェットホイール１０は、動力伝達軸４００と分離された状態であり、前記ポール固定板２０は、動力伝達軸４００に固定されて共に回転できる状態になる。
【００６３】
この際、前記ラチェットホイール１０に一方向に回転力が加えられれば、前記ラチェットホイール１０のラチェット１１にポール３０が引っ掛かった状態では、前記ポール固定板２０と共に固定された動力伝達軸４００が回転して回転力が伝達され、逆に、前記ラチェット１１を乗ってポール３０が滑る状態では、前記ラチェットホイール１０のみ空転する。
【００６４】
また、前記ラチェットホイール１０またはポール固定板２０に動力伝達軸４００を固定する方法としては、通常利用されるキーとボルト、テーパープーリーまたはパワーロックのような多様な固定方法を使い、これについての詳しい内容は省略する。
【００６５】
そして、前記ラチェットホイール１０に軸貫通孔１３を形成して、動力伝達軸４００が貫通された状態で円滑に空転するように、前記ラチェットホイール１０の軸貫通孔１３を大きく形成し、軸受を挿設することもできる。
【００６６】
また、前記ラチェットホイール１０及びポール固定板２０に動力伝達軸４００が貫通または挿設されるとき、前記ポール３０が円状配列された状態で半径方向の内側に集められて、前記ラチェット１１に引っ掛からない状態で、前記ポール３０が動力伝達軸４００と干渉されないように内側面を形成させることが望ましい。
【００６７】
また、前記ラチェットホイール１０とポール固定板２０とが互いに接する面は摩擦を減らすように、一面にオイルレスブッシュまたは黒煙板などを挿入するか、結合して使うこともでき、軸方向に負荷が大きく作用する場合には、前記ラチェットホイール１０とポール固定板２０とが接する面にそれぞれ溝を形成し、スラスト軸受を結合して使うこともできる。
【００６８】
そして、前記一方向ラチェットクラッチ３１０は、図６ないし図８のように、一側に２段プーリー３１１が形成され、前記動力伝達ロープ２１０は、前記浮力体１００に一端が結合され、他端は、前記２段プーリー３１１のうち１つのプーリーに巻き取られる。前記復帰ロープ２２０は、一端が前記復帰装置６００に結合され、他端は、前記２段プーリー３１１のうち他の１つのプーリーに巻き取られる。前記動力伝達ロープ２１０及び復帰ロープ２２０は、前記２段プーリー３１１に巻き取られ、ロープの巻取られた方向が互いに異ならせて構成することができる。
【００６９】
すなわち、前記一方向ラチェットクラッチ３１０に２段プーリー３１１を形成して、前記動力伝達ロープ２１０と復帰ロープ２２０が、第１プーリー３１１ａと第２プーリー３１１ｂそれぞれで反対方向に巻き取られ、一のロープが巻き取られると、他のロープが繰り出されるように構成した。このような構成は、１本のロープを使って連結したものと同じ原理であるが、２本のロープで構成すると、Ｖベルト及びＶベルトプーリーで構成される動力伝達手段のように滑らず、動力損失なしに正確に作動することができる。
【００７０】
また、前記動力伝達手段３００として一方向ラチェットクラッチ３１０を使うので、従来の動力伝達手段である軸受タイプの一方向クラッチと比較して、腐蝕を防止することができ、海水での可動性が著しく改善する効果も有する。
【００７１】
そして、本発明の装置は、前記２段プーリー３１１の一側に備えられ、前記２段プーリー３１１に巻き取られる動力伝達ロープ２１０または復帰ロープ２２０を密着させる密着ローラー部３２０をさらに含む。密着ローラー部３２０は、浮力体１００が下側に移動する場合、動力伝達ロープ２１０が緩みながら、前記２段プーリー３１１に巻き取られると、縒れる、または、縺れる可能性がある。前記密着ローラー部３２０は、動力伝達ロープ２１０をプーリーに密着させて、縒れ又は縺れを防止することができる。この際、図１８のように、前記密着ローラー部３２０は、中心軸３２２を中心にローラー３２１の反対側に重量錘３２３を形成するか、中心軸３２２にトーションバネ３２４を構成して、ローラー３２１が動力伝達ロープ２１０または復帰ロープ２２０を２段プーリー３１１に密着させることができる。
【００７２】
そして、前記復帰装置６００の一実施形態として、図１９のように、前記復帰装置６００は、固定板６１０の一面に重量錘の役割が可能になるように非対称振り子６２０がヒンジ６１１で結合され、両端部に形成されるローラー６２１を含み、前記復帰ロープ２２０が、前記ローラー６２１の間を通過して非対称振り子の振り子運動によって復帰ロープ２２０の長さが調節されることを特徴とし、復帰ロープ２２０の先端は、固定板６１０に固定させるか、ロープ固定軸７１０と浮力体上下移送装置７００とに連結してコントロールすることができる。この際、前記振り子６２０は、複数個で構成することもでき、図１９では、前記振り子６２０が一対で構成されたものを示した。
【００７３】
そして、前記振り子６２０は、一側に偏った部分に前記ヒンジ６１１で結合されて、自重によって前記復帰ロープ２２０を押している状態を保持し、前記浮力体１００が、波によって上昇すれば、図２０のように、前記復帰ロープ２２０が引っ張られながら、前記振り子６２０がヒンジ６１１を中心に回転しながら上昇する。
【００７４】
逆に、前記浮力体１００が下降すると、動力伝達ロープ２１０が垂れ、前記振り子６２０が重量錘の役割で回転して下降し、前記復帰ロープ２２０を押して、前記動力伝達ロープ２１０は、ピンと張った状態に保持される。
【００７５】
そして、前記非対称振り子６２０のヒンジ６１１側にギア６２３が結合されて互いに噛み合うように形成される。従って、前記一対の非対称振り子６２０がギア６２３で噛み合うように結合されて、一対が同時に作動するように形成されて、前記一対の非対称振り子６２０がさらに円滑に作動するように構成される。
【００７６】
ここで、前記固定板６１０に一側が固定され、前記振り子６２０に他側が固定されるようにトーションバネ６２２を構成して、弾性による追加的な復帰力が得られうる。
【００７７】
また、前記波力発電装置は、前記動力伝達手段３００と復帰装置６００との間に構成される減速プーリー８４１をさらに含んでなるが、前記減速プーリー８４１は、第１プーリー８４１ａ及び第２プーリー８４１ｂで構成され、前記第２プーリー８４１ｂは、第１プーリー８４１ａよりも小径に形成され、前記復帰ロープ２２０は、前記動力伝達手段３００と減速プーリー８４１との第１プーリー８４１ａに両端が巻き取られ、第２復帰ロープ２３０の一端が第２プーリー８４１ｂに巻き取られ、他端は、前記復帰装置６００に結合されるように構成することができる。
【００７８】
従って、波による浮力体１００の上下移動によって動力伝達ロープ２１０が巻き取られればならない長さに比べて、復帰装置６００を通じて引っ張られる復帰ロープ２２０の長さが短い。すなわち、空間上の制約で復帰ロープ２２０が引っ張られる長さが短くなる。
【００７９】
そうして、図２１のように、直径が大きい第１プーリー８４１ａと、これよりも小径の第２プーリー８４１ｂとで構成された減速プーリー８４１をさらに設置し、復帰ロープ２２０の両端をそれぞれ前記動力伝達手段３００と第１プーリー８４１ａとに両端が巻き取られるようにし、第２復帰ロープ２３０の一端は、第２プーリー８４１ｂに巻き取られ、他端は、前記復帰装置６００に結合させることによって、浮力体１００の上下移動によって動力伝達ロープ２１０が巻き取られる、あるいは繰り出される長さが長いとしても、減速プーリー８４１を通じて復帰装置６００によって引っ張られなければならない復帰ロープ２２０の長さを短くできて、復帰装置６００のコンパクトな構成が可能になる。
【００８０】
また、減速ギアを用いて、図２１に示される減速プーリーの効果を得る方法が、図４２を参照してさらに詳しく説明される。減速ギアは、前記動力伝達手段３００と復帰装置６００との間にギア減速装置を含み、減速装置プーリーの先端に復帰ロープ２２０の一端が巻き取られ、復帰ロープ２２０の他端は、前記復帰装置６００に結合するように構成したものである。
【００８１】
そして、前記復帰装置６００を含んでなる前記波力発電装置１０００は、前記復帰装置６００の一側に構成され、前記復帰ロープ２２０が結合される浮力体上下移送装置７００をさらに含んでなりうる。前記波力発電装置は、前記復帰装置６００のローラー６２１の間を通過した前記復帰ロープ２２０を前記浮力体上下移送装置７００に固定したものであって、前記浮力体上下移送装置７００を作動させて、前記復帰ロープ２２０を巻く、あるいは繰り出して、海水面の変化によって、前記浮力体１００の高さを調節できるように構成したものである。
【００８２】
したがって、前記浮力体上下移送装置７００を用いて、前記浮力体１００を上昇または下降させることができ、潮水干満の差によって海水面の高さが変わっても、前記浮力体１００の高さを調節して効率的な発電を行うことができる。そして、波が激しい場合に、前記浮力体上下移送装置７００を作動させて、前記復帰ロープ２２０を最後まで引っ張れば、前記浮力体１００を簡単に海水面の下に待避させることができる。この際、前記浮力体１００に形成された弁及びバランスタンクを用いて、前記浮力体１００の浮力を調節すれば、より容易に海水面の下に待避させうる。
【００８３】
そして、前記復帰装置６００の他の例として、図２２を参照すると、前記復帰装置６００は、前記復帰ロープ２２０の他端が結合される重量錘６３０であってもよい。すなわち、前記復帰ロープ２２０の一端が、前記動力伝達手段３００に巻き取られ、他端に前記重量錘６３０が結合されて、前記重量錘６３０の自重によって、前記復帰ロープ２２０が復帰されるように構成したものである。この際、図２２では、ローラーを用いて前記動力伝達手段３００の下側に重量錘を構成したものであるが、前記動力伝達手段３００の側面に構成することもできて、構造が簡単であって、製作しやすく、故障の発生が少ないという長所がある。
【００８４】
前記復帰装置６００のさらに他の例として、図２３のように、前記復帰装置６００は、ローラー６４０の内側に中空部６４１が形成され、ゼンマイバネ６５０が挿入されて、前記ゼンマイバネ６５０の一端は、前記ローラー６４０に固定され、他端は、軸６４２に固定され、前記復帰ロープ２２０は、前記ローラー６４０に巻き取られるように構成することができる。すなわち、前記浮力体１００が上昇すれば、前記ローラー６４０に巻き取られた前記復帰ロープ２２０によって、前記ローラー６４０が回転し、前記軸６４２が固定された状態で、前記ゼンマイバネ６５０に弾性が作用し、前記浮力体１００が下降すれば、動力伝達ロープ２１０が垂れて、前記ゼンマイバネ６５０の弾性によって、前記ローラー６４０が回転して、前記復帰ロープ２２０が前記ローラー６４０に巻き取られて弾力のある状態を保持する。
【００８５】
前記復帰装置６００のさらに他の例として、図２４のように、前記復帰装置６００は、内部が中空となるように形成されるパイプ６６０と、前記パイプ６６０の内部に備えられるコイルバネ６７０と、前記コイルバネ６７０と接して、前記パイプ６６０の内部に備えられ、前記復帰ロープ２２０が固定される摺動ブロック６８０と、を含む。すなわち、前記摺動ブロック６８０に固定される前記復帰ロープ２２０が引っ張られれば、前記コイルバネ６７０が圧縮されて弾性が発生し、動力伝達ロープ２１０が垂れれば、前記コイルバネ６７０の弾性によって、前記復帰ロープ２２０が引っ張られ、復元されて弾力のある状態を保持するように構成される。
【００８６】
また、前記波力発電装置１０００は、図２５のように、前記動力伝達手段３００、動力伝達軸４００、発電機５００及び復帰装置６００が、本体８００に収容され、複数個の本体８００を支持し、一側にバランスタンク８２０とフレーム上下調節装置９６０とが形成されるフレーム９００を含んでなり、前記フレーム９００または本体８００の一側に形成されるバランスタンク８２０をさらに含んでなりうる。
【００８７】
この際、前記バランスタンク８２０は、浮力を発生させるように内部が空いている形態に形成されて、その内部に空気が満たされているように形成されることもでき、前記バランスタンク８２０の一側に弁（図示せず）が形成されて、空気を注入する、あるいは抜くように構成することもできる。また、前記バランスタンク８２０は、浮力を発生させるように、その内部にスタイロフォームなどが満たされることもでき、前記バランスタンク８２０を２つの空間に分けて、１つの空間は、常に浮力が発生するように空気が満たされた状態に形成し、他の１つの空間は、一側に弁を形成して浮力を調節できるように構成することもできる。
【００８８】
前記フレーム９００は、複数個が平行に積層される前記フレームセル９１０と最外郭フレームセル９１０との外面の両側に結合されるエンドプレート９２０に貫設される締結手段９３０を含んでなることを特徴とする。
【００８９】
そして、図２６ないし図３０のように、前記フレーム９００は、一対のフレームセル９１０の間を板で連結し、その空間に本体と浮力を調節することができるバランスタンクとフレーム上下調節装置９６０などを含み、両先端をヒンジで連結されうる。
【００９０】
また、前記フレーム上下調節装置９６０は、海底面の底とフレーム支持ロープ９５０とで連結されて、前記フレーム上下調節装置９６０によって、前記フレーム９００と海底面の底とを連結した前記フレーム支持ロープ９５０の長さを調節することによって、潜水または修理のために、前記本体８００及びフレーム９００を浮上させるように構成される。
【００９１】
また１つのフレーム９００の骨格の形態は、Ｈビームを使うこともできるが、四角パイプまたは中空状のパイプで形成し、その内部にバランスタンク８２０が含まれることにより、構造学的に有利な特徴を有する。
【００９２】
また１つのフレーム９００の骨格は、両端部にステンレス板を付け、その間に弾性材の板を複数個の長いボルトとナットとで密着結合し、両先端は（関節）継手を含む。この場合、フレーム自体がフレキシブルな弾性を有して、波によって発生した構造的なモーメントが骨格の内部で相殺される特性を発揮して、波力発電システムの安定性を高めることを特徴とする。
【００９３】
また、前記フレーム９００は、長く１つで作ることもできるが、製作を容易にし、故障による修理時にも、故障が発生した部分のみを修理できるように、フレームを複数個作ってフレームの両先端をヒンジ９４０で結合して使うことが望ましい。
【００９４】
さらに他のフレーム９００の使用に関する実施形態として、前記フレーム９００は、複数個のフレームで一定距離離隔して平行に並列配置され、浮力体１００は、前記それぞれの波力発電装置１０００に動力伝達ロープ２１０で連結される様態を有する。
【００９５】
前記様態は、波力発電が非常に大型であって、浮力体１００も大型である場合、浮力体１００の下にある長いフレーム９００を浮力体１００の幅ほど広く構成せず、一定間隔に並列に複数個設置することができる方法である。浮力体１００の幅が非常に長くても、フレーム９００の幅は小サイズに複数個設置することができ、移動するときには、動力伝達ロープ２１０を最後まで引っ張れば、浮力体１００とフレーム９００とが１つの形態で密着させ、これによって全体の発電システムを１つの形態で密着させた後、移動させうる構造である。この際、並列に設けられたフレームは、フレーム同士で互いに連結せずとも良い。
【００９６】
図２５及び図２６を参照すると、前記フレーム上下調節装置９６０は、海底面と連結されたフレーム支持ロープ９５０の長さを調節して、フレーム９００を水面に浮かせる、あるいは、海底の底に移動させることができる。水面に浮かせるために、バランスタンク８２０に空気を入れ、フレーム支持ロープ９５０を解いて水上に上げた後、波力発電システムの修理が可能である。この際、前記浮力体１００は、波に押し流されないように浮力体支持ロープ１１０で連結される。
【００９７】
また、フレーム上下調節装置９６０は、油圧によって、又は減速装置を利用することによって、作動させることもできる。ウォーム減速装置を活用する場合には、ウォーム減速装置が駆動軸でのみ稼動され、被動軸では、動かないので、円滑な作動と固定する役割（ブレーキ役割）とを兼用することができる。この場合、前記フレーム９００の一側に空気を注入できるように、弁及びバランスタンク８２０を構成して、発電時には、前記フレーム９００が海底面上または水中に設けられて運用される。発電システムの故障時には、前記バランスタンク８２０に空気を注入し、フレーム上下調節装置９６０を用いてフレーム支持ロープ９５０を解いて水面上に浮上させた後、移送船舶で引いて修理所に移動させるためである。
【００９８】
そうして、波力発電装置の故障時または異常発生時に、直接フレーム９００の修理のために海底面に直接潜水する必要なしに水上で点検及び修理が非常に容易となるという長所を有する。
【００９９】
また、前記波力発電装置は、本体８００に多数個の移動車輪８１０が形成され、前記移動車輪８１０は、内部に中空部８１１が形成されうる。
【０１００】
図２７のように、波力発電装置１０００の本体８００に多数個の移動車輪８１０を形成して、製作後、装置が海に設置される前に移動を容易にする。前記移動車輪８１０の内部に形成される中空部８１１は、波力発電装置が海中に設けられたとき、本体８００及びフレーム９００が海底面の底とフレーム支持ロープ９５０とで連結されて、底から一定高さで浮かんでいる状態に保持されるように浮力を発生させる役割を果たす。すなわち、移動車輪８１０の中空部８１１は、バランスタンクの役割を果たせる。
【０１０１】
また、前記フレーム９００と海底面の底は、水平方向に形成される多数個のフレーム支持ロープ９５０で連結されうる。
【０１０２】
すなわち、図２８のように、フレーム９００の側面と海底面の底とを水平方向の多数個のフレーム支持ロープ９５０で連結して、潮流によるフレーム９００の移動及び流失を防止し、また、フレーム９００が長く形成される場合、潮流によるフレーム９００の折りを防止することができる。この際、バランスタンク８２０の浮力を調節すれば、フレーム上下調節装置９６０を利用せずとも、本体８００及びフレーム９００が海底面の底で浮かんでいる、あるいは、底に沈んでいる状態で調節することもできる。
【０１０３】
また、前記フレーム９００は、複数個が平行に積層されるフレームセル９１０と、前記フレームセル９１０のうち、最外郭フレームセル９１０の外面の両側に結合されるエンドプレート９２０と、前記フレームセル９１０とエンドプレート９２０とに貫設される締結手段９３０と含む。
【０１０４】
そして、前記フレーム９００が、複数個が長手方向に配されて、それぞれのフレーム９００は、ヒンジ９４０で結合されて長く形成され、前記フレームセル９１０は、弾性体から形成されてもよい。
【０１０５】
すなわち、図２９のように、前記フレームセル９１０を多数個積層した後、前記締結手段９３０であるボルト９３１を貫通させて、両側をナット９３２で固定して、フレーム９００が形成され、前記フレーム９００のエンドプレート９２０に連結ブラケット９４１を形成し、ピン９４２で結合して長く連結し、前記フレームセル９１０を弾性体であるウレタンなどを使えば、より柔軟にフレーム９００を形成しうる。
【０１０６】
この際、前記フレーム９００は、全体を１つで作ることもできるが、硬い素材で長く作る場合には、構造力学的な側面で少ない力の作用にも大きなモーメントが生成されて、構造的な脆弱点が台頭する。このような問題を解決するために、短いフレームを複数個作り、フレームとフレームとの間を関節継手すれば、大きなモーメントの発生を防止し、故障修理時に、故障部分のみを抜いて修理することができる長所がある。
【０１０７】
そして、前記フレーム９００は長い１つのフレームに作ることもでき、製作を容易にし、故障による修理時にも故障が発生した部分のみを修理できるように、フレームを複数個作って、フレームの両先端をヒンジで連結して使うことが望ましい。
【０１０８】
そうして、図３０を参照すると、複数個のフレームセル９１０を積層し、エンドプレート９２０と締結手段９３０とで固定して、一対のフレーム９００を形成し、前記フレーム９００の間に本体８００を構成し、その一側にバランスタンク８２０を形成しうる。
【０１０９】
そして、フレーム上下調節装置９６０を本体８００の一側に形成し、動力伝達軸４００を本体８００の外側に延長して波力発電装置を構成した後、前記波力発電装置を複数個で連結することができる。すなわち、フレーム９００は、ヒンジ９４０で連結し、フレーム支持ロープ９５０をフレーム上下調節装置９６０と海底面の底とにそれぞれ連結し、動力伝達軸４００をユニバーサルジョイント４１０で連結して、複数個の波力発電装置が直列に連結されるように構成することができる。この際、フレーム９００または本体８００の一側に、さらに他のフレーム支持ロープ９５０を連結し、海底面に固定して、波力発電装置が水勢によって押し流されないように固定させることができる。
【０１１０】
また、図３１及び図３２のように、フレーム９００は、中空状のパイプで形成し、その内部にバランスタンク８２０が含まれるように構成することもできる。
【０１１１】
また、図３３及び図３４のように、一対の波力発電装置１０００が一定距離離隔して平行に並列配置され、浮力体１００は、前記それぞれの波力発電装置１０００に動力伝達ロープ２１０で連結されるように構成することができる。すなわち、波力発電装置が大型である場合、複数個の波力発電装置が直列に長く連結されるように形成し、これを再び並列に平行に配置した後、複数個の浮力体１００を前記それぞれの波力発電装置の動力伝達手段３００に動力伝達ロープ２１０で連結させたものである。
【０１１２】
また、前記フレーム９００は、多数個のフレームセル９１０が平行に積層され、前記フレームセル９１０を貫通するように貫通ロープ９１３が結合され、フレームセル９１０のうち、一部は内部が中空となり、ロープ固定部９１０ａが形成されて、固定具９１４によってフレームセル９１０に貫通ロープ９１３が固着されうる。
【０１１３】
図２７、図３５ないし図３７及び図４３を参照すると、最も外側に配されるか、本体８００と結合される部分のフレームセル９１０は、貫通ロープ９１３を固定できるように、本体フレームセル９１５の内部にロープ固定部９１０ａが形成され、その間に配されるフレームセル９１０は、ウレタンのような弾性材のフレームセル９１０を配置して、貫通ロープ９１３を貫通させた後、本体フレームセル９１５の固定部９１０ａに固定具９１４で固定することによって、本体フレームセル９１５と貫通ロープ９１３とが結合されうる。この際、前記ロープ固定部９１０ａは、本体フレームセル９１５の内部にパイプ９１６状に形成されて、一側に切開部が形成されるように構成することができる。また、前記固定具９１４は、前記切開部の部分の貫通ロープ９１３を押してパイプ９１６に密着固定させ、貫通ロープ９１３を押す押圧板、パイプを取り囲むＵボルト及び前記押圧板とＵボルトとを結合して密着させるナットで構成することができる。
【０１１４】
以下、前記のような本発明の波力発電装置の実施形態の構成及び作動関係を説明する。
【０１１５】
本発明の波力発電装置の一実施形態として、図３８を参照すると、まず、本体８００の内部に動力伝達手段３００、動力伝達軸４００、発電機５００、復帰装置６００及び浮力体上下移送装置７００が収容されるように構成され、前記本体８００の一側の上部に一定距離離隔して浮力体１００が構成される。
【０１１６】
そして、前記浮力体１００には、動力伝達ロープ２１０が連結されて、連結板８３０に形成されるローラー８３１を経て前記動力伝達手段３００に巻き取られ、前記動力伝達手段３００に復帰ロープ２２０が巻き取られて、前記復帰装置６００を経てロープ固定軸７１０に固定される。この際、前記動力伝達ロープ２１０と復帰ロープ２２０は、それぞれ前記動力伝達手段３００に巻き取られる方向が異なって、一方のロープが繰り出されると、他方のロープが巻き取られるように構成される。
【０１１７】
そして、前記ロープ固定軸７１０は、前記浮力体上下移送装置７００と結合されて、前記浮力体上下移送装置７００によって回転して、前記復帰ロープ２２０を巻く、あるいは繰り出すことができて、これと連結された浮力体１００を水中に待避させることもできる。
【０１１８】
また、前記動力伝達手段３００は、一方向ラチェットクラッチ３１０を使って一方向にのみ回転するときに、前記動力伝達軸４００に回転力が伝達されるように構成される。
【０１１９】
そうして、前記浮力体１００が浮力によって海水面に浮かんでいる状態で、波によって上昇すれば、前記動力伝達ロープ２１０が引っ張られながら、前記一方向ラチェットクラッチ３１０と連結した第１プーリー３１１ａから繰り出され、前記復帰ロープ２２０は、第２プーリー３１１ｂで巻き取られながら、前記復帰装置６００の振り子６２０を持ち上げる。この際、前記一方向ラチェットクラッチ３１０が回転して、この回転力が、前記動力伝達軸４００に伝達されて、前記発電機５００が駆動される。
【０１２０】
そして、波が下降して、前記浮力体１００が下がれば、前記動力伝達ロープ２１０は弛む。この際、前記復帰装置６００の上昇した振り子６２０が下降しながら、前記復帰ロープ２２０を押して引いて、前記動力伝達ロープ２１０が、前記一方向ラチェットクラッチ２６０と連結された第１プーリー３１１ａに巻き取られてピンと張った状態を保持する。
【０１２１】
また、本発明の波力発電装置の他の実施形態として、図３９及び図４０を参照すると、まず、本体８００の内部に動力伝達手段３００、動力伝達軸４００及び復帰装置６００が収容されるように本体８００が構成され、本体８００と本体８００との間を支持し、連結できるようにフレーム９００を形成し、前記フレーム９００の上部に一定距離離隔して浮力体１００が配される。そして、前記動力伝達軸４００の両側に複数個の動力伝達手段３００が結合され、前記動力伝達軸４００の一端に発電機５００が結合される。
【０１２２】
また、前記動力伝達手段３００は、一方向ラチェットクラッチ３１０を使って一方向にのみ回転するとき、前記動力伝達軸４００に回転力が伝達されるように構成される。この際、前記動力伝達手段３００の一側に一定距離離隔して補助ローラー８４０が構成される。
【０１２３】
そして、前記浮力体１００に連結される動力伝達ロープ２１０が前記補助ローラー８４０を経て前記一方向ラチェットクラッチ３１０に巻き取られ、前記復帰ロープ２２０の両端が前記一方向ラチェットクラッチ３１０と補助ローラー８４０とに巻き取られ、そして、第２復帰ロープ２３０が、前記補助ローラー８４０の一側に連結されて、前記復帰装置６００と連結される。
【０１２４】
この際、前記復帰装置６００は、コイルバネ６７０の弾性と振り子６２０の自重とを共に利用できるように、前記第２復帰ロープ２３０を延長し、方向転換用ローラーを使って構成することもできる。
【０１２５】
そうして、前記浮力体１００が波によって上昇すると、前記動力伝達ロープ２１０が引っ張られながら、前記一方向ラチェットクラッチ３１０と連結された第１プーリー３１１ａから前記動力伝達ロープ２１０が繰り出される。第２プーリー３１１ｂは、反対方向に巻き取られるので、前記復帰ロープ２２０は巻き取られながら、前記補助ローラー８４０が回転し、前記補助ローラー８４０に連結された第２復帰ロープ２３０が、前記復帰装置６００を引っ張る。この際、前記一方向ラチェットクラッチ３１０が回転して、この回転力が、前記動力伝達軸４００に伝達されて、前記発電機５００が駆動される。
【０１２６】
そして、波が下降して、前記浮力体１００が下がると、前記動力伝達ロープ２１０は弛む。この際、前記復帰装置６００によって、前記第２復帰ロープ２３０が引っ張られ、前記補助ローラー８４０を回転させ、前記補助ローラー８４０によって、前記一方向ラチェットクラッチ３１０と連結された第１プーリー３１１ａに前記動力伝達ロープ２１０が巻き取られてピンと張った状態を保持する。
【０１２７】
そして、本発明の波力発電装置１０００は、図４１のように、複数個の波力発電装置１０００を連結して構成することもできる。すなわち、前記波力発電装置１０００に複数個の浮力体１００を連結して構成し、これを平行に複数個配置した後、前記動力伝達軸４００をユニバーサルジョイント４１０で連結して長く構成して、防波堤の役割を兼ねた波力発電装置を構成することができる。前記波力発電装置１０００において、長くて大きな浮力体１００を多数使う場合には、津波によって寄せて来る波動エネルギーが浮力体１００と衝突しながら、運動（波）エネルギーに変換される過程で水位が上昇し、その上昇した津波の運動エネルギーが浮力体１００を動かして電気エネルギーとして使い果たされることによって、海辺に寄せて来る津波の移動速度を減らして、津波の遮蔽の役割を兼ねた波力発電装置を構成しうる。
【０１２８】
そして、本発明の波力発電装置の実施形態として、図４２及び図４３のように、一方向ラチェットクラッチ３１０と減速プーリー８４１とを歯数が異なるギアで連結して、歯数比によって動力伝達ロープ２１０が一方向ラチェットクラッチ３１０に巻き取られる長さと復帰ロープ２２０が減速プーリー８４１に巻き取られる長さとを異ならせて構成することができる。すなわち、浮力体１００が、上下に移動する長さが長い場合でも、復帰装置６００である重量錘６３０の移動長さを短くできて、本体８００を海底面の底から低く設置することができる。
【０１２９】
そして、本発明の波力発電装置は、多様な形態で構成され、図４４のように、一定距離離隔して平行に形成される２列のフレーム９００の間に本体８００が結合されるように構成されることもできる。また、図４５のように、本体８００が長く直列に構成されて、動力伝達軸４００は、ユニバーサルジョイントなどで連結されて、２列に配され、その間に浮力体上下移送装置７００、フレーム上下調節装置９６０及びバランスタンク８２０が形成されるように構成することもできる。
【０１３０】
また、本発明の波力発電装置は、図４６のように、前記波力発電装置１０００が平行に多数個連結されて構成され、前記動力伝達手段３００、動力伝達軸４００、発電機５００及び復帰装置６００が、本体８００の内部に収容されて、多数個の本体８００が互いに連結されでもよい。それぞれの浮力体１００は、互いに浮力体支持ロープ１１０で連結され、前記本体８００の動力伝達手段３００に一側が巻き取られ、他側は、隣り合う浮力体１００に結合されて、傾斜して多数個の傾斜動力伝達ロープ２１０ａが結合されてもよい。
【０１３１】
まず、前記のような波力発電装置１０００が平行に多数個連結されるように構成され、前記動力伝達手段３００、動力伝達軸４００、発電機５００及び復帰装置６００は、本体８００の内部に収容される。そして、前記本体８００は、海底面の上側に配されて、多数個の本体８００が互いに連結されるように構成され、それぞれの浮力体１００は、互いに浮力体支持ロープ１１０で連結されて、一定距離以上開かれないように互いに連結される。
【０１３２】
そして、前記本体８００の動力伝達手段３００に傾斜動力伝達ロープ２１０ａの一側が巻き取られ、斜めに構成されて隣り合う浮力体１００に他側が結合される。
【０１３３】
すなわち、前記傾斜動力伝達ロープ２１０ａは、本体８００の垂直上方に位置する浮力体１００と連結されるものではなく、斜めに隣り合うか、遠く離れている浮力体１００に連結されて、傾斜して構成される。そうして、浮力体１００が、側面方向に力を受けたとき、前記傾斜動力伝達ロープ２１０ａが引っ張られながら、動力伝達軸４００が回転して、発電機５００を回す。
【０１３４】
そして、前記浮力体１００の下側に一定距離離隔してメイン支持ロープ１２０が水平に配されて、一端または両端が海底面に固定され、前記浮力体１００と前記メイン支持ロープ１２０とに両端が結合される幹支持ロープ１３０が傾斜して連結されるように構成することができる。前記浮力体１００の下側には、一定距離離隔してメイン支持ロープ１２０が水平に配されて、一端または両端が海底面に固定される。前記浮力体１００は、前記メイン支持ロープ１２０に幹支持ロープ１３０によって傾斜して連結されて、浮力体１００が波が流動する側面方向に一定距離以上は移動しないように固定される。すなわち、弛んだ状態の幹支持ロープ１３０がピンと張られるように引っ張られる範囲内で前記浮力体１００が側面方向に移動しながら、傾斜動力伝達ロープ２１０ａを引っ張って動力伝達軸４００を回転させて発電を行うことができる。
【０１３５】
そうして、本発明の波力発電装置は、波の上下運動によって浮力体１００が動力伝達ロープ２１０を引っ張るとき、発電を行い、また、波の側面方向の流動によって浮力体１００が側面方向に移動して傾斜動力伝達ロープ２１０ａを引っ張るときにも、発電を行うことができる。したがって、波の上下運動と側面方向に作用する波の力とを同時に利用することができて、さらに効率的に発電を行えるという長所がある。
【０１３６】
以下、浮力体１００の多様な実施形態について説明する。
【０１３７】
図４７のように、前記浮力体１００は、下面に垂直に延びる衝突板１４０が形成されうる。前記衝突板１４０は、前記浮力体１００の下面に垂直に延びるように形成されて、波が側面方向から寄せて来るとき、その力を浮力体１００の運動エネルギーに転換させる役割を果たし、その運動エネルギーが、傾斜動力伝達ロープ２１０ａを通じて動力伝達手段３００に伝達されて、動力伝達軸４００を回転させることによって、発電機５００を回すことができる。したがって、波の方向に作用する波をさらに効率的に用いて発電を行うことができ、エネルギーの生産効率をさらに増加させることができる。
【０１３８】
この際、図４８のように、前記衝突板１４０は、一側が前記浮力体１００にヒンジ１５０で結合され、ヒンジで結合された部分は、弾性手段１６０であるトーションバネが結合され、前記弾性手段１６０の一側は浮力体１００に結合され、他側は前記衝突板１４０に結合されるように構成することができる。そして、前記衝突板１４０が、前記浮力体１００にヒンジ１５０で結合されて、側面方向で波による力が作用するとき、前記衝突板１４０に過度な外力が作用する場合、前記衝突板１４０が折れるように構成されるものであり、波が弱くなったときには、再び弾性手段１６０によって、再び衝突板１４０を垂直である状態に復帰させる。すなわち、波が強い場合には、前記衝突板１４０が一定の角度で折れて抵抗を減らすことによって、破損を防止し、波が弱くなった場合には、再び垂直である状態を保持して、波の側面方向で作用する力を利用できるように構成される。この際、前記弾性手段１６０は、トーションバネ、コイルバネ、油圧装置またはアブソーバーなどを使って多様な形態で変形実施可能である。
【０１３９】
また、前記浮力体１００は、一側が傾斜している、あるいはラウンド型に形成されうる。図４７及び図４８のように、一側が傾斜して形成されれば、前記浮力体１００の側面方向で作用される力を一定部門上下方向の力に変えることができて、動力伝達ロープ２１０を引っ張って発電を行い、前記浮力体１００の一側がラウンド型に形成されれば、前記浮力体１００に側面方向に力が作用するとき、前記浮力体１００が移動する方向への抵抗を減らしうる効果がある。
【０１４０】
また、前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、上面に流出口１０２が形成されて、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されるように形成されうる。波が側面方向に流動するとき、図４９のように、前記浮力体１００の一側に形成される流入口１０１に海水が流入され、内部に形成される流路１０３に沿って流動して、前記浮力体１００の上面に形成される流出口１０２を通じて排出されるように構成される。そうして、側面方向に流動する波を弱められ、波による海岸の浸蝕を防止し、防波堤の役割を行い、浮力体１００の上側に海水を噴射させることができ、噴水のような外観的な効果も得られる。この際、前記流出口１０２は、流入口１０１よりも小さく形成されると高い水流を打ち上げることができる。
【０１４１】
また、前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、下面に流出口１０２が形成され、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されるように構成してもよい。このような構成で、前述したように、側面方向に流動する波を弱くできて、波による海岸の浸蝕を防止し、防波堤の役割を果たすことができる。そして、図５０のように、前記流出口１０２が、浮力体１００の下面に形成されるので、前記流出口１０２に排出される海水による反作用で浮力体１００が上昇して、動力伝達ロープ２１０を引っ張って発電を行うこともできる。この際、浮力体１００の上面にも、穴を形成し、一側にヒンジで結合された上板で塞がっているように設置して、弾性手段で上板が押された状態を保持させれば、強い波が作用したとき、上板が開かれながら、海水が一部の上面に形成される穴に抜け出ることができ、浮力体１００及び他の装置の破損を防止することができる。
【０１４２】
また、前記浮力体１００は、一側に流入口１０１が形成され、上面と下面とにそれぞれ流出口１０２が形成され、前記流入口１０１及び流出口１０２が連通されるように構成してもよい。前記２種の浮力体１００を組み合わせた形態であり、図５１のように、前記流入口１０１に流入される海水が、同時に上下面の流出口１０２に排出されるので、前記浮力体１００の安定性が向上し、浮力体１００の側面方向に作用する過度な力を減らして、装置の破損を防止することができる効果もある。
【０１４３】
また、図５２及び図５３のように、前記動力伝達ロープ２１０または傾斜動力伝達ロープ２１０ａが通過されるローラー８３１の両側に一定距離離隔してラッパ型ガイド８５０が形成されてもよい。波の上下運動または側面方向への流動によって、前記動力伝達ロープ２１０または傾斜動力伝達ロープ２１０ａが弛んだ状態になる場合に、前記ローラー８３１に沿ってロープが巻回されながら、離脱されうることを前記ラッパ型ガイド８５０が防止することができる。この際、前記ラッパ型ガイド８５０は、ローラーの間をロープが通過される部分であれば、任意の位置に設けることが可能である。
【０１４４】
そして、本発明の波力発電装置は、満ち潮と引き潮とによる海水面の高さによって、浮力体１００の高さを調節できるように、浮力体上下移送装置７００が構成される。前記浮力体上下移送装置７００は、前記復帰装置６００の一側に構成され、移動ブロック７２０の一側に形成されるローラー７３０に、前記復帰ロープ２２０が引っ掛かるように結合され、前記移動ブロック７２０は、浮力体上下移送装置７００に連結されて、前記浮力体上下移送装置７００の作動によって、前記浮力体１００の高さが調節されるように構成することができる。これは、図５４のように、動力伝達手段３００と復帰装置６００との間に連結された復帰ロープ２２０が、移動ブロック７２０に形成されたローラー７３０に引っ掛かるように構成され、前記移動ブロック７２０は、ガイドレールに沿って移動するように構成されて、前記移動ブロック７２０を浮力体上下移送装置７００に結合されたロープ固定軸７１０にロープなどで連結して、前記浮力体上下移送装置７００を回転させてロープを巻く、あるいは繰り出して前記移動ブロック７２０を移動させることによって、動力伝達ロープ２１０を引っ張る、あるいは繰り出すことができるように構成される。この際、図５４のような状態では、浮力体１００が最も高い位置に置かれ、前記移動ブロック７２０が下側に移動すれば、復帰装置６００は弾性力を有しているので、復帰装置６００側の復帰ロープ２２０は引っ張れず、動力伝達手段３００側の復帰ロープ２２０が引っ張られて連結される浮力体１００を下降させうる。そうして、満ち潮または引き潮時に、波の高さによって、浮力体１００の高さを調節することができるので、波の高さに関係なく発電を行えるという長所がある。
【０１４５】
また、本体８００は、外側にフレーム９００が結合されうる。この際、１つの本体８００に１つのフレーム９００を結合させ、それぞれのフレーム９００をヒンジで連結して、多数個の本体が長く連結される形態で構成されうる。多数個の本体８００が、１つの長く形成されるフレーム９００に結合されることもできる。この際、前記フレーム９００は、全体を１つで作ることもできるが、硬い素材で長く作る場合には、構造力学的な側面で少ない力の作用でも大きなモーメントが生成されて、構造的な脆弱点が台頭する。このような問題を解決するために、短いフレームを複数個作り、フレームとフレームとの間を関節継手すれば、大きなモーメントの発生を防止し、故障修理時に、故障部分のみを抜いて修理することができるという長所がある。
【０１４６】
そして、前記フレーム９００は、１つの長いフレームに作ることもできるが、製作を容易にし、故障による修理時にも、故障が発生した部分のみを修理できるように、フレームを複数個作って、フレームの両先端をヒンジで連結して使うことが望ましい。
【０１４７】
そして、前記フレーム９００は、両端にステンレス板を付け、その間に弾性材のフレームセル９１０を複数個の長いボルトとナットとで密着結合して固定してもよい。この場合、フレーム自体がフレキシブルな弾性を有して、波によって発生した構造的なモーメントが骨格の内部で相殺される特性を発揮して、波力発電システムの安定性を高めうる。また、図５５のように、前記フレーム９００は、フレームセル９１０を多数個積層させ、前記それぞれのフレームセル９１０は、外側に溝９１１を形成して、ロープまたはワイヤなどの結束手段９１２で束ねて固設しうる。
【０１４８】
本発明は、前記実施形態に限定されず、適用範囲が多様であることはいうまでもなく、請求範囲で請求する本発明の要旨を外れずに、当業者ならば、誰でも多様な変形実施が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１４９】
１０００：（本発明の）波力発電装置
１０：ラチェットホイール
１１：ラチェット
１２：内側溝
１３：軸貫通孔
２０：ポール固定板
２１：軸取付孔
２２：キー
２３：キー溝
３０：ポール
３１：ヒンジ
３２：安置溝
３３：端部
３４：回転ローラー
４０：弾性手段
１００：浮力体
１０１：流入口
１０２：流出口
１０３：流路
１１０：浮力体支持ロープ
１２０：メイン支持ロープ
１３０：幹支持ロープ
１４０：衝突板
１５０：ヒンジ
１６０：弾性手段
２１０：動力伝達ロープ
２１０ａ：傾斜動力伝達ロープ
２２０：復帰ロープ
２３０：第２復帰ロープ
３００：動力伝達手段
３１０：一方向ラチェットクラッチ
３１１：２段プーリー
３１１ａ：第１プーリー
３１１ｂ：第２プーリー
３２０：密着ローラー部
３２１：ローラー
３２２：中心軸
３２３：重量錘
３２４：トーションバネ
４００：動力伝達軸
４１０：ユニバーサルジョイント
５００：発電機
６００：復帰装置
６１０：固定板
６１１：ヒンジ
６２０：振り子
６２１：ローラー
６２２：トーションバネ
６２３：ギア
６３０：重量錘
６４０：ローラー
６４１：中空部
６４２：軸
６５０：ゼンマイバネ
６６０：パイプ
６７０：コイルバネ
６８０：摺動ブロック
７００：浮力体上下移送装置
７１０：ロープ固定軸
７２０：移動ブロック
７３０：ローラー
８００：本体
８１０：移動車輪
８１１：中空部
８２０：バランスタンク
８３０：連結板
８３１：ローラー
８４０：補助ローラー
８４１：減速プーリー
８４１ａ：第１プーリー
８４１ｂ：第２プーリー
８５０：ラッパ型ガイド
９００：フレーム
９１０：フレームセル
９１０ａ：ロープ固定部
９１１：溝
９１２：結束手段
９１３：貫通ロープ
９１４：固定具
９１５：本体フレームセル
９１６：パイプ
９２０：エンドプレート
９３０：締結手段
９３１：ボルト
９３２：ナット
９４０：ヒンジ
９４１：連結ブラケット
９４２：ピン
９５０：フレーム支持ロープ
９６０：フレーム上下調節装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【国際調査報告】
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