(57)【要約】  本発明は、水面に設置されるブイ（ＢＵＯＹ）と、ブイの内側に密閉収容されて電源を発電させる発電部材とを含み、発電部材は、電源を発電させる発電機と、波力による両方向の運動を単方向の運動に変換させる少なくとも１つのウエーブアクチュエータと、ウエーブアクチュエータから伝達される単方向の運動によって回転力を発生させるトルクジェネレータと、トルクジェネレータの回転力を加速させて発電機を稼働させるアクセラレータとを含む、カプセルブイ型波力発電機を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面に設置されるブイ（ＢＵＯＹ）（１）と、
ブイの内側に密閉収容され、電源を発電させる発電部材（１００）とを含み、
発電部材（１００）は、
電源を発電させる発電機（１４０）と、
波力による両方向の運動を単方向の運動に変換させる少なくとも１つのウエーブアクチュエータ（１１０）と、
ウエーブアクチュエータ（１１０）から伝達される単方向の運動によって回転力を発生させるトルクジェネレータ（１２０）と、
トルクジェネレータ（１２０）の回転力を加速させて発電機（１４０）を稼働させるアクセラレータ（１３０）とを含む、カプセルブイ型波力発電機。
【請求項２】
ウエーブアクチュエータ（１１０）は、
重量物で出来ており、直立した状態を維持する固定錘（１１６）と、
固定錘（１１６）に連結され、両方向に回転する第１軸（１１１）と、
第１軸（１１１）に連結され、両方向に回転する第２軸（１１２）と、
第１軸（１１１）の反対方向の回転時に力の伝達を受けて一方向に回転し、トルクジェネレータ（１２０）に反対方向の力を伝達する第３軸（１１３）と、
第２軸（１１２）の反対方向の回転時に力の伝達を受けて一方向に回転し、トルクジェネレータ（１２０）に反対方向の力を伝達する第４軸（１１４）とを含む、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【請求項３】
トルクジェネレータ（１２０）は、
１つまたはそれ以上のウエーブアクチュエータ（１１０）に同時連結され、ウエーブアクチュエータ（１１０）から伝達される単方向の回転力によって回転する第２トルクギア（１２２）と、
直立形成され、第２トルクギア（１２２）によって伝達された回転力で回転するトルク軸（１２３）とを含む、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【請求項４】
アクセラレータ（１３０）は、
互いに異なるギア比を持つ複数個のギアを順次回転させてトルクジェネレータ（１２０）の回転力を加速させることを特徴とする、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【請求項５】
アクセラレータ（１３０）は、
トルクジェネレータ（１２０）のトルク軸（１２３）に設置される少なくとも１つのギアを備える第１ギア手段と、
直立した固定軸（１３８）と、
第１ギア手段とは異なるギア比をもって固定軸（１３８）に回転可能に設置され、第１ギア手段の回転力を加速させる少なくとも１つのギアを備える第２ギア手段とを含む、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【請求項６】
防水可能な材質で出来ており、内側に発電部材（１００）を密閉収容してブイ（１）の内側に固定される収容部材（３００）をさらに含む、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【請求項７】
発電部材（１００）を収容する第１収容ボール（３１０）と、第１収容ボール（３１０）を内側に密閉収容してブイ（１）の内側に固定される第２収容ボール（３２０）とを備えた収容部材（３００）をさらに含み、
第１収容ボール（３１０）の外面と第２収容ボール（３２０）の内面は互いに離隔していることを特徴とする、請求項１に記載のカプセルブイ型波力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセルブイ型波力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
波力発電とは、波浪のエネルギーを利用した発電であって、海洋新再生エネルギーの１つの分野に該当する。
【０００３】
波力発電は、可動物体型波力発電と、振動水柱型波力発電と、越波型波力発電に大別される。
【０００４】
これらの中でも、可動物体型波力発電は、水面の動きに応じて反応するように設計された器具を用いて波浪エネルギーを器具に直接伝達する方式であって、例えば、浮標中に装置した振り子の動きを回転運動に変え、ギアを介して発電機を作動させることができる。この方式は、波高４０ｃｍから１０Ｗ程度の電力が得られる。
【０００５】
ところが、可動物体型波力発電は、波浪エネルギーが直接器具に作用するので、外力に耐えなければならないという点で、構造的な安定性に脆弱であるという問題点がある。
【０００６】
また、振動水柱型波力発電は、水柱の内部に流入し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するように誘導管に流入させた後、空気の流れを形成して、誘導管内に設置されたタービンを回転させて電気を得る方式である。
【０００７】
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き、斜面を越えた波浪を貯水して水車タービンを回転させて発電する。特に、貯水領域内の２次変換装置が波の運動を受けないため波浪の衝撃に対する危険が少なく、相対的に発生電力の変動性が小さくて制御が容易であるという利点がある。
【０００８】
しかし、振動水柱型波力発電及び越波型波力発電は、大型構造物の設置が不可欠であるので、施工時に周辺環境を損なうおそれがあり、運営時にも周辺環境、例えば潮流の変化などに影響されるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、かかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、波浪／波エネルギーを直接利用してエネルギー効率を最大に高めることができるカプセルブイ型波力発電機を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、海水と発電装置との完全な分離設計を実現することができるため、機械的な安定性を保障することができるカプセルブイ型波力発電機を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、簡単な構造を持つようにして、移転、設置、追加および／または縮小設置が容易なカプセルブイ型波力発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、下記の実施形態を含むことができる。
【００１３】
本発明の実施形態は、水面に設置されるブイ（ＢＵＯＹ）と、ブイの内側に密閉収容され、電源を発電させる発電部材とを含み、発電部材は、電源を発電させる発電機と、発電機で発電された電源を充電するバッテリーと、波力によって発生した両方向の振り子運動を単方向の運動に変換させる少なくとも１つのウエーブアクチュエータと、ウエーブアクチュエータから伝達される単方向の運動によって回転力を発生させるトルクジェネレータ、及びトルクジェネレータの回転力を加速させて発電機を稼働させるアクセラレータを含む、カプセルブイ型波力発電機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、本発明は、波浪／波エネルギーを直接利用してエネルギーを発電させることにより、エネルギー効率を最大化することができるという効果がある。
【００１５】
また、本発明は、海水と発電装置を完全に分離設計することにより、機械的な安定性が保障されるという効果がある。
【００１６】
また、本発明は、モジュール化されたカプセルブイ型に実現することにより、設置および移転が容易であり、周辺環境の毀損が防止されるうえ、拡張性が容易であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るカプセルブイ型波力発電機を簡略に示す斜視図である。
【図２】本発明の発電部材を示すブロック図である。
【図３】ブイの断面図である。
【図４】発電部材を示す斜視図である。
【図５】ウエーブアクチュエータを示す分解斜視図である。
【図６】トルクジェネレータを示す図である。
【図７】アクセラレータを示す正面図である。
【図８】図７の背面図である。
【図９】ウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す平面図である。
【図１０】ウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す平面図である。
【図１１】ウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す平面図である。
【図１２】ウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す平面図である。
【図１３】ウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す平面図である。
【図１４】本発明の使用例を示す図である。
【図１５】本発明の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように本発明の実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明する。
【００１９】
しかし、本発明は、さまざまな異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態及び実施例に限定されず、明細書及び請求の範囲で使用された用語や単語は、通常的または辞典的な意味に限定解釈されず、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されるべきである。
【００２０】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００２１】
以下、本発明に係るカプセルブイ型波力発電機の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明に係るカプセルブイ型波力発電機を簡略に示す斜視図、図２は本発明の発電部材を示すブロック図、図３はブイの断面図である。
【００２３】
図１を参照すると、本発明は、水面または水中で波浪／波（以下、波浪エネルギーという）によって浮遊するブイ（ＢＵＯＹ）１と、ブイ１の内側で波浪エネルギーによる波力で電気エネルギーを生産する発電部材１００と、ブイ１の内側で発電部材１００を収容する収容部材３００とを含む。
【００２４】
ブイ１は、円錐形に直立した尖端部２１０と、外側に拡張され、内側に収容部材３００及び発電部材１００を収容する空間を形成する拡張部２２０とを含む。
【００２５】
ここで、ブイ１は、一般的に公知されたブイと同様のものであって、内側に収容部材３００を収容することができる防水可能な密閉空間を設けていることに違いがある。
【００２６】
図２及び図３を参照すると、収容部材３００は、発電部材１００を収容する第１収容ボール３１０と、第１収容ボール３１０を内側に収容する第２収容ボール３２０とを含むことができる。
【００２７】
第１収容ボール３１０及び第２収容ボール３２０は、それぞれ防水処理され、内側に収容された発電部材１００を海水の流入、及び波浪エネルギーによる衝撃から保護する役割を果たす。
【００２８】
このため、第１収容ボール３１０の外面と第２収容ボール３２０の内面との間には、離隔した空間を持つように内部支持構造が形成できる。例えば、第１収容ボール３１０と第２収容ボール３２０は、相互に連通している固定ピン３３０によって、離隔した空間を持つように固定できる。
【００２９】
また、第１収容ボール３１０は、内側が球面を成すことにより、例えば、立方体からなる発電部材１００のハウジング１７０が締り嵌めで締結できる。このために、第１収容ボール３１０は、弾性材質で製造されることが好ましい。
【００３０】
また、第１収容ボール３１０及び第２収容ボール３２０は、相互分割が可能であり、固定ピンやネジなどの治具などによって結合されるか、或いは互いに締り嵌めで締結される締結構造も可能である。
【００３１】
また、発電部材１００は、ウエーブアクチュエータ１１０、トルクジェネレータ１２０、アクセラレータ１３０、発電機１４０、バッテリー１５０、発光部１６０及びハウジング１７０を含む。
【００３２】
これらの中で、ウエーブアクチュエータ１１０は、波浪エネルギーを単方向の回転エネルギーに変換させてトルクジェネレータ１２０を駆動させる。より詳細な説明は、図４及び図５を参照して後述する。
【００３３】
トルクジェネレータ１２０は、ウエーブアクチュエータ１１０の単方向の回転エネルギーによって駆動され、アクセラレータ１３０を駆動させる。
【００３４】
アクセラレータ１３０は、ギア比の調整に応じてトルクジェネレータ１２０の回転力を加速して発電機１４０を発電させる。
【００３５】
発電機１４０は、アクセラレータ１３０によって回転子１４１が回転しながら電力を生産する。
【００３６】
バッテリー１５０は、発電機１４０によって生産された電気エネルギーを充電して発光部１６０に電源を供給する。ここで、バッテリー１５０は、他のブイ１の発電部材１００に設置されたバッテリー１５０に並列または直列接続できる。このような発電部材１００間の接続は、水面下で延びるケーブルによって行われる。
【００３７】
発光部１６０は、ＬＥＤ、または複数のＬＥＤからなるＬＥＤランプが選択でき、上述したように、尖端部２１０の先端または外面に１つまたはそれ以上が設置できる。
【００３８】
ここで、本発明は、バッテリー１５０なしに発電機１４０で発電された電源を直接発光部１６０に供給することができる。つまり、波力エネルギーは、絶え間なく発生するものであるので、別のバッテリー１５０を備えず、発電機１４０から直接発光部１６０に電源を供給することができる。すなわち、本発明のバッテリー１５０は、事業者または設計者の意図に応じて選択的に適用できる。
【００３９】
従って、発光部１６０は、バッテリー１５０から供給された電源または発電機１４０から直接供給された電源で発光し、このために、供給電源を変換させることができるようにＤ／ＤコンバータまたはＡ／Ｄコンバータを備えることができる。または、バッテリー１５０が追加された場合には、バッテリー１５０の充電量を検知することができるバッテリー検知手段（図示せず）をさらに含むことができる。このような発光部１６０の駆動装置は、一般的に公知された装置を適用することにより、その説明を省略する。
【００４０】
また、発電部材１００は、バッテリー１５０の充電状況や位置情報を確認することができるように、ＧＰＳ手段との通信のために通信装置（図示せず）をさらに含むことができる。
【００４１】
また、本発明は、発電部材１００の位置情報またはバッテリー１５０の充電状況を遠隔地でモニタリングすることができるようにブイ１との通信が可能なサーバおよび／またはモバイル端末（図示せず）をさらに含むことができる。
【００４２】
例えば、モバイル端末は、ブイ１の位置情報とバッテリー１５０の充電状況を確認することができるように、アプリケーションがインストールできる。したがって、ユーザーは自分のモバイル端末にインストールされたアプリケーションによって実行されたアプリを介してブイ１の位置情報とバッテリー１５０の充電状況を遠距離で確認することができる。
【００４３】
以下、ウエーブアクチュエータ１１０、トルクジェネレータ１２０及びアクセラレータ１３０の詳細な構成をより詳細に説明する。
【００４４】
図４は発電部材を示す斜視図、図５はウエーブアクチュエータを示す分解斜視図である。
【００４５】
図４及び図５を参照すると、ウエーブアクチュエータ１１０は、ハウジング１７０の外側に固定される固定錘１１６と、固定錘１１６に連結され、両方向の回転力を単方向の回転力に変換させるクラッチアセンブリ１１１〜１１４とを含む。
【００４６】
固定錘１１６は、図示されたところを例として説明すると、扇形の形状をし、ハウジング１７０の外側で波浪エネルギーの周期に関係なく直立した状態を維持することができる重量を持つ。例えば、固定錘１１６は、クラッチアセンブリが回転可能に連結されることにより、波や風の方向による運動エネルギーが加わっても自重によって元の状態を維持する。すなわち、固定錘１１６は、運動エネルギーの方向に関係なく、元の位置／形状／姿勢を維持することにより、クラッチアセンブリに両方向の回転力を発生させる。
【００４７】
クラッチアセンブリ１１１〜１１４は、運動エネルギーの方向に沿って両方向に回転しながら単方向の回転力に変換させる。つまり、クラッチアセンブリは、一方向の運動エネルギーが加わると反対方向に回転してトルクジェネレータ１２０に一方向の回転力を伝達し、反対方向の運動エネルギーが加わるとトルクジェネレータ１２０に一方向の回転力を伝達する。
【００４８】
すなわち、クラッチアセンブリ１１１〜１１４は、波浪／波力による運動エネルギーの方向に関係なく、同じ単方向の回転力をトルクジェネレータ１２０に伝達する。
【００４９】
より具体的には、クラッチアセンブリは、固定錘１１６に連結される第１軸１１１、第１軸１１１に噛み合って回転する第２軸１１２、及び第１軸１１１と第２軸１１２の下側で回転する第３軸１１３と第４軸１１４を含む。ここで、第１軸１１１は第２軸１１２と第３軸１１３に連結され、第２軸１１２は第１軸１１１と第４軸１１４に連結され、第３軸１１３と第４軸１１４は後述するトルクジェネレータ１２０の第１トルクギア１２１に連結される。
【００５０】
第１軸１１１は、固定錘１１６に連結されて両方向に回転する。ここで、第１軸１１１は、隣接の第２軸１１２と下側の第３軸１１３に噛み合うギア歯１１１ａを含む。
【００５１】
第２軸１１２は、第１軸１１１と対向する位置に固定され、第１軸１１１の両方向の回転時に力を受け、第４軸１１４に力を伝達するギア歯１１２ａを備える。したがって、第２軸１１２は、第１軸１１１が一方向及び反対方向の回転時に反対方向及び一方向に回転しながら第４軸１１４に力を伝達する。
【００５２】
第３軸１１３は、第１軸１１１が反対方向に回転するときにのみ力を受ける単方向ベアリング１１３ａと、トルクジェネレータ１２０に力を伝達するギア歯１１３ｂとを含む。単方向ベアリング１１３ａは、第１軸１１１のギア歯１１１ａに噛み合って第１軸１１１が反対方向に回転するときにのみ力を受け、一方向への回転時に空転する。また、第３軸１１３のギア歯１１３ｂは、単方向ベアリング１１３ａに力が伝達されると回転してトルクジェネレータ１２０に反対方向の力を伝達する。
【００５３】
すなわち、第３軸１１３は、第１軸１１１が反対方向に回転するときにのみ一方向に回転し、第１軸１１１が一方向に回転するときには単方向ベアリング１１３ａが空転することにより回転しない。
【００５４】
第４軸１１４は、第２軸１１２が反対方向に回転するときにのみ力を受ける単方向ベアリング１１４ａと、トルクジェネレータ１２０のギア歯１２１ａに連結されるギア歯１１４ｂとを含む。したがって、第４軸１１４の単方向ベアリング１１４ａは、第２軸１１２が反対方向に回転するときにのみ第２軸のギア歯１１２ａから力を受けて一方向に回転し、第２軸１１２が一方向に回転するときには空転する。
【００５５】
すなわち、第３軸１１３と第４軸１１４は、第１軸１１１と第２軸１１２のギア歯１１１ａ、１１２ａにそれぞれ噛み合う単方向ベアリング１１３ａ、１１４ａをそれぞれ含んでおり、両方向に回転する第１軸１１１と第２軸１１２の回転力の伝達を受けて単方向に変換させる。
【００５６】
次に、トルクジェネレータ１２０を図６を参照して説明する。
【００５７】
図６はトルクジェネレータを示す側面図である。
【００５８】
図６を参照すると、トルクジェネレータ１２０は、第１トルクギア１２１、第２トルクギア１２２及びトルク軸１２３を含む。
【００５９】
第１トルクギア１２１は、第３軸１１３と第４軸１１４のギア歯１１３ｂ、１１４ｂにそれぞれ噛み合う第１ギア歯１２１ａと、第２トルクギア１２２のギア歯（図面符号が付いていない）に噛み合う第２ギア歯１２１ｂとを含む。
【００６０】
第１ギア歯１２１ａは、第３軸１１３のギア歯１１３ｂと第４軸１１４のギア歯１１４ｂにそれぞれ噛み合うことにより、第１軸１１１が一方向に回転すると、第４軸１１４によって伝達される力で回転し、第１軸１１１が反対方向に回転すると、第３軸１１３によって伝達される力で回転する。ここで、第３軸１１３と第４軸１１４から伝達される回転力は、同一方向の回転力である。よって、第１トルクギア１２１は、固定錘１１６の回転方向に関係なく、単方向に回転する。
【００６１】
すなわち、第１トルクギア１２１は、第３軸１１３と第４軸１１４の単方向ベアリング１１３ａ、１１４ａによって単方向に変換されて回転力が伝達される。
【００６２】
第２ギア歯１２１ｂは、第１トルクギア１２１の水平に延びた端部から後方に延びるほど厚さが増加して斜面に形成された端部の外面に形成され、第２トルクギア１２２に回転力を伝達する。
【００６３】
第２トルクギア１２２は、平面型であって、中心部にトルク軸１２３が締結される溝または貫通孔が形成され、表面に第２トルクギア１２１の第２ギア歯１２１ｂと噛み合うギア歯（図面番号が付いていない）が形成される。よって、第２トルクギア１２２は、第１トルクギア１２１から伝達される回転力によって回転してトルク軸１２３を回転させる。
【００６４】
ここで、第２トルクギア１２２は、ギア歯（図面番号が付いていない）が形成された表面が斜面からなり、尖端から下向きの溝または貫通孔が形成され、これにトルク軸１２３が設けられる。
【００６５】
また、本発明において、第１トルクギア１２１は、トルクジェネレータ１２０の構成として分類して説明したが、これに限定されず、ウエーブアクチュエータ１１０の第５軸（第１トルクギア）として区分することも可能である。すなわち、ウエーブアクチュエータ１１０は上記の第１トルクギア１２１を含むことができる。
【００６６】
このように、第１トルクギア１２１を含むウエーブアクチュエータ１１０は、複数個が１つのトルクジェネレータ１２０の第２トルクギア１２２に同時連結され、回転力を伝達することができる。このとき、それぞれのウエーブアクチュエータ１１０は、互いに異なる方向に設置できる。これは図９乃至図１３を参照して説明する。
【００６７】
図９乃至図１３は本発明のウエーブアクチュエータの様々な実施形態を簡略に示す図である。
【００６８】
本発明は、図９を参照すると、１−ＷＡＹ方式であって、１つのウエーブアクチュエータ１１０とトルクジェネレータ１２０を備えることができ、図１０乃至図１３に示すように、２−ＷＡＹ乃至４−ＷＡＹ方式、６−ＷＡＹ方式でウエーブアクチュエータ１１０を実現することもできる。
【００６９】
ここで、２−ＷＡＹ方式は、図１０を参照すると、相互に対向する位置に設置された２つのウエーブアクチュエータ１１０と１つのトルクジェネレータ１２０で実現される。
【００７０】
３−ＷＡＹ方式は、図１１を参照すると、３つのウエーブアクチュエータ１１０と１つのトルクジェネレータ１２０で構成される。
【００７１】
４−ＷＡＹ方式は、図１２を参照すると、４つのウエーブアクチュエータ１１０と１つのトルクジェネレータ１２０で構成される。
【００７２】
６−ＷＡＹ方式は、図１３を参照すると、６つのウエーブアクチュエータ１１０と１つのトルクジェネレータ１２０で実現できる。
【００７３】
すなわち、本発明は、１つのトルクジェネレータ１２０に対して複数のウエーブアクチュエータ１１０を提供することができるので、必要な発電容量による設計変更が非常に容易であり、それによるコストの差が少ない。また、上述した１−ＷＡＹ方式乃至６ＷＡＹ方式に限定されるものではなく、ユーザーの必要に応じてウエーブアクチュエータ１１０の数をさらに増加させることも可能である。
【００７４】
さらに好ましくは、ウエーブアクチュエータ１１０の数に応じてハウジング１７０を互いに異なる傾斜角で延びる複数の壁面で形成し、それぞれの壁面に１つまたは２つ以上のウエーブアクチュエータ１１０を設置することができる。
【００７５】
例えば、ウエーブアクチュエータ１１０は、ハウジング１７０の壁面を球状に形成して東西南北の方向の４壁面にそれぞれウエーブアクチュエータ１１０を設置して４−ＷＡＹ方式で実現するか、或いはハウジング１７０を球状に製作して互いに異なる方向に固定錘１１６が露出するようにして複数個が設置できる。
【００７６】
すなわち、本発明は、１つまたは複数のウエーブアクチュエータ１１０が１つのトルクジェネレータ１２０に連携でき、ハウジング１７０の形状と連携して全方向にわたって加わる波浪／波力エネルギーに直接作用してエネルギーを発電させることができる。
【００７７】
アクセラレータ１３０は、トルクジェネレータ１２０の回転力を加速して発電機１４０の回転子１４１を稼動させる。より詳細な構成は図７及び図８を参照して説明する。
【００７８】
図７はアクセラレータ１３０を示す正面図、図８は図７の背面図である。
【００７９】
図７及び図８を参照すると、アクセラレータ１３０は、第１乃至第７ギア１３７と、固定された固定軸１３８とを含む。ここで、第１乃至第７ギア１３７は、トルク軸１２３に設置される第１ギア手段と、固定軸１３８に設置され、第１ギア手段のギアとは異なるギヤ比を持つように形成されて加速させる第２ギア手段に区分できる。
【００８０】
すなわち、第１ギア手段は、第１ギア１３１、第４ギア１３４及び第５ギア１３５であって、トルク軸１２３の外面に一体型または回転可能に固定され、第２ギア手段は、第２ギア１３２、第３ギア１３３、第６ギア１３６及び第７ギア１３７であって、固定軸１３８の外面に回転可能に設置される。
【００８１】
具体的には、第１ギア１３１は、トルク軸１２３と一体型に形成され、固定軸１３８の外面に回転可能に固定された第２ギア１３２に連結される。よって、第１ギア１３１は、トルク軸１２３と同じ速度で回転しながら第２ギア１３２を回転させる。
【００８２】
第２ギア１３２は、固定軸１３８の外面に回転可能に固定され、第１ギア１３１によって回転する。ここで、第２ギア１３２は、第１ギア１３１に比べて少ないギヤ比を持つことにより、第１ギア１３１の回転速度を加速させる。
【００８３】
第３ギア１３３は、固定軸１３８の外面に第２ギア１３２と一体型に形成されることにより、第２ギア１３２と同じ速度で回転する。すなわち、第３ギア１３３は、第２ギア１３２で加速された速度で回転する。
【００８４】
第４ギア１３４は、トルク軸１２３の外面に回転可能に固定され、好ましくは、第３ギア１３３と同じギア比を持つように形成される。よって、第４ギア１３４は、第３ギア１３３と同じ速度で回転する。
【００８５】
第５ギア１３５は、第４ギア１３４と一体型に形成される。よって、第５ギア１３５は、第４ギア１３４と同じ速度で回転しながら第６ギア１３６に回転力を伝達する。
【００８６】
第６ギア１３６は、固定軸１３８の外面に回転可能に固定され、第５ギア１３５に比べて少ないギヤ比を持つように形成されることにより、第５ギア１３５から伝達された回転力で加速する。
【００８７】
第７ギア１３７は、第６ギア１３６と一体型に形成され、発電機１４０の回転子１４１に連結される。よって、第７ギア１３７は、第６ギア１３６と同じ速度で回転して発電機１４０の回転子１４１に回転力を伝達する。
【００８８】
つまり、アクセラレータ１３０は、最初のトルクジェネレータ１２０から発生した回転力を第１ギア１３１と第２ギア１３２間、第５ギア１３５と第６ギア１３６間のギヤ比の調整で順次加速させることができる。
【００８９】
このように加速された回転力は、発電機１４０の回転子１４１を回転させることにより、エネルギーの発電効率を高めることができるようにする。
【００９０】
本発明は、上述したような構成を含み、以下では、上述した構成によって達成される本発明の作用を説明する。
【００９１】
図１４及び図１５は本発明の実施形態を示す図である。
【００９２】
本発明によるカプセルブイ型波力発電機は、図１４に示すように、水面上に設置される。よって、カプセルブイ型波力発電機は、波の高さと方向に応じて前後左右の方向に傾くことを繰り返し行う。
【００９３】
ここで、本発明は、図１５に示すように、複数のブイ１、１’、１’’が水面上でケーブルによって連結されるか、或いは水面下で複数個が互いに異なる高さに位置してケーブルによって連結され得る。
【００９４】
それぞれのブイ１、１’、１’’に設置されたバッテリー１５０は、互いに並列または直列連結されることにより、充電可能な電気エネルギーの容量を増大させることができるため、ブイ１に設置された発光素子以外に他の負荷に電源を供給することも可能である。
【００９５】
ここで、複数個のウエーブアクチュエータ１１０は、波による揺れに伴い、振り子運動してすべて同じ方向の回転力を発生させてすべて同じトルクジェネレータ１２０に回転力を伝達する。
【００９６】
具体的には、それぞれのウエーブアクチュエータ１１０は、ハウジング１７０の外側に露出した固定錘１１６が直立した状態を維持することにより連結された第１軸１１１が一方向と反対方向に振り子運動を始める。このとき、ウエーブアクチュエータ１１０は、固定錘１１６に連結された第１軸１１１が一方向に回転すると、第２軸１１２と第４軸１１４が回転しながら第１トルクギア１２１を回転させ、固定錘１１６に連結された第１軸１１１が反対方向に回転すると、第３軸１１３が回転して第１トルクギア１２１を回転させる。
【００９７】
したがって、トルクジェネレータ１２０の第１トルクギア１２１は、前述したように波浪エネルギーの運動方向に関係なく、同じ単方向の回転力の伝達を受ける。そして、第２トルクギア１２２は、複数個のウエーブアクチュエータ１１０から伝達される単方向の回転力によって回転するので、波が発生しない瞬間まで絶え間なく回転して発電機１４０を稼働させることができる。
【００９８】
また、アクセラレータ１３０は、トルク軸１２３から伝達された回転力を加速して発電機１４０の回転子１４１を回転させて発電機１４０を稼動させる。
【００９９】
すなわち、第１ギア１３１は、トルク軸１２３と一体型に形成されることにより、トルク軸１２３と同じ速度で回転し、第１ギア１３１に連結された第２ギア１３２は、第１ギア１３１に比べて少ないギヤ比を持つことにより、トルク軸１２３に伝達された回転力をより加速させる。
【０１００】
そして、第３ギア１３３は、第２ギア１３２と一体型に形成されることにより、第２ギア１３２と同じ速度の回転力を、トルク軸１２３の外面に回転可能に固定された第４ギア１３４へ伝達する。
【０１０１】
このとき、第５ギア１３５は、第４ギア１３４と一体型に形成されることにより、第４ギア１３４と同じ速度で回転しながら第６ギア１３６に回転力を伝達する。第６ギア１３６は、第５ギア１３５の回転力をより加速し、第７ギア１３７は、第６ギア１３６に一体型に形成されることにより、第７ギア１３７で加速された回転力によって発電機１４０の回転子１４１を稼動させる。よって、発電機１４０は電力を生産する。
【０１０２】
このように、本発明は、水面に浮遊するブイ（ＢＵＯＹ）１に発電装置を備え、複数個のウエーブアクチュエータ１１０が１つのトルクジェネレータ１２０を回転させることにより、波がなくならない限り、連続的に発電可能であって、エネルギー発電効率が高く、小さいサイズをもって水面および／または水中に設置することにより、大規模な土木工事を必要とせず、追加設置および移転が非常に容易である。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月21日(2020.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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【国際調査報告】
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