【手続補正書】
【提出日】平成26年2月17日(2014.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012041934.tif 000001
【図２】
2012041934.tif 000002
【図３】
2012041934.tif 000003
【図４】
2012041934.tif 000004
【図５】
2012041934.tif 000005
【図６】
2012041934.tif 000006
【図７】
2012041934.tif 000007
【図８】
2012041934.tif 000008
【図９】
2012041934.tif 000009
【図１０】
2012041934.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロート２を分割して水路を設け、その水路を通る波のエネルギーで発電するシステム。（「図１」参照）
【請求項２】
波の上下運動による回転方向の違いを、一定方向に変える、回転感知用突起１１及びギアの組み合わせ。（「図８」参照）
【請求項３】
本体をフロートにする事で、潮の干満、更には地球温暖化による海水面上昇に影響されない構造。（「図３」参照）
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】波力発電（複胴式）
【技術分野】
【０００１】本発明は、無公害で原価償却期間の短い発電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】海には潮流、波、潮の干満等の要素が複雑に入り交じっており  更に台風、津波と云った自然災害にも見舞われる。
また、潮の干満、更には地球温暖化による海水面上昇も予想される。【０００３】再生可能エネルギーと呼ばれるソーラー、風力発電は原価償却期間が１１４〜１２６年と非常に長く、不経済である。（〔００１５〕参照）
東日本大震災で原子力発電に対する不信感が高まっている今、クリーンで安価な発電の可能性は海にしか残されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】波力発電は波高によって発電効率が決定される。
また、地球温暖化による海水面上昇にも配慮が必要とされる。【０００５】本体であるフロート２は軽く、更には上載荷重２０が掛かる為、転倒に対し不安定になる。
【課題を解決しようとする手段】
【０００６】フロート構造であるから潮の干満の影響を受けないし、地球温暖化による海水面上昇にも対処出来る。
【０００７】フロートを波に直角にして浮かべ、インカー３で固定する。（「図１」参照）
フロートは支保鋼３７にて接続する。
【０００８】浮体の回転方向１８を２つの浮体接続用ギア１０で制御し、発電機７の回転方向を一定にする。（「図６」参照）
【０００９】回転感知用突起１１によって発電機接続用ギア９は上下するが、ギア半径を大きくする事でその影響を少なくする。（「図７」参照）
【００１０】波の影響を低減する為に、上載荷重２０下部をバネ構造とし、波のエネルギーを吸収する。（「図２」参照）
【００１１】転倒を防止する目的で、フロートの細長比を決定する。
【００１２】波の仕組み
波の高さについて
▲１▼周期によって波高が異なる。
波高と周期の関係を表す「３／２乗則」を用いて検討する。
Ｈ＊＝Ｂ×Ｔ＊（３／２）乗−−−−−＞Ｔ＊＝（Ｈ  ／Ｂ）２／３
Ｈ＊：無次元波高
Ｂ  ：定数（０．０６２）
Ｔ＊：無次元周期
この式を紐解くと下記の様になる。
2012041934.tif 000011
よって波高２．０ｍの周期は１０．１３秒／１波となる。
この波高は９月〜翌年６月の有義波高である。
有義波高：水深５０ｍの場所に於いて波の高い降順に１／３の波高の平均値をいう。
▲２▼水深によって波高が異なる。
気象庁の発表する波の高さとは、有義波高と呼ばれるものである。
当案は、計画波高を高める目的と、管理上から水深を５ｍの場所で実施する、と仮定し検討を行う。
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よって水深５．０ｍでは
波高は３．６／２．７＝１．３３倍となる。−−−＞この時、周期に変化無し。
波長は８．２ｍであるから、浮体の長さは８．２ｍ／２以下とする。−−−＞３．０ｍで検討。
【００１３】計画波高について
９月〜翌年６月までの有義波高を２．０ｍとする。−−−  ７，８月は波高、低い。
（気象予報士は、このＨ＝２．００を比較的穏やか、と表現している。）
▲１▼有義波高の周期検討（３／２乗則）−−−１０．１３秒／波（前頁参照）
▲２▼水深による浅水変形−−−水深５０．０ｍと水深５．０ｍでは１．３３倍（前頁参照）
よって計画波高は、水深５．０ｍでは２．０ｍ×１．３３＝２．６６ｍとなる。（往復運動）
【００１４】原価償却期間の検討
検討条件
静岡市のメガフロート（Ｈ＝２．０ｍ）−−−１０万円／ｍ２（静岡市に問い合わせ）
波高２．０ｍ×１．３３＝２．６６で検討するため、安全を取って、フロート高さをＨ＝３．０ｍとする。−−−＞１５万円／ｍ２
発電機１基１５０万円，フロート１５０万円とする。（概算な為、未調査）
フロートの大きさ：  巾１２０ｍ、延長５０ｍとする。〔図１参照〕
水路巾：  巾１２．０ｍとする。（１列に浮体４基可能となる。）
浮体の検討
延長：  Ｌ＝３．０ｍ（前頁参照）
巾：    回転軸で浮体との、ねじれを考慮して  Ｂ＝３．０ｍ
高さ：  浮体の回転を考慮すると  面取りしても  Ｈ＝３．０ｍ
比重：  波は昇降するので、上下運動に同じエネルギーを期待し、０．５とする。
浮体  ６０基設置可能
１列３０ｍ：（４基）では浮体は４基×３列×５水路＝６０基
建設費：  １２０×５０×１５０，０００円／ｍ２＋（１，５００，０００＋１，５００，０００）×６０基＝１，０８０，０００，０００円≒１０．８億円
１基当たり位置エネルギーは、２．６６ｍの波高では、
Ｅ＝ｍｇｈ＝３．０３（浮体）×２．６６ｍ×２倍（往復）×０．５（比重）×９．８＝７０３．８４ｔ・ｍ／１基波の通過率を２／３と仮定すれば浮体１列（４基）では通過率は０に近づく。
よって１５縦列では１５基×７０３．８４＝１０５５７．６ｔ・ｍ
１周期１０．１３であるから１０５５７．６ｔ・ｍ／１０．１３＝１０４２．２１ｔ・ｍ／秒
電気料に換算するとＥ＝９．８×１０４２．２１ｔ・ｍ＝１０２１３．７ＫＷ／Ｈ
１軒の１時間当たりの電気使用量は３ＫＷ／Ｈ（東京電力調べ）であるから
３４０５軒分の電気が賄える事になる。
一般家庭の電気料金は１月当たり６９８７円（〔００１９〕参照）であるから３４０５軒×６９８７円×１２か月＝２８５，４８８，８２０円／年≒２．８５億円
建設費１０．８億円であるから、１０．８億／２．８５億＝３．８年で原価焼却出来る。
波は２４時間継続する。然し必要電力供給時間は８時間位いであろう。−−−＞３倍の供給能力がある。
よって３．８年／３＝１．３年となる。
更には有義波高以外の波を考慮すると、波力発電の原価償却期間は１年位いと想定される。
有義波高：  深度５０．０ｍの位置で浪の高さを計測し、上位１／３の平均値を言う。
【００１５】再生可能エネルギー原価償却期間の検討
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建設費  ２００〜２５０万円
実体  一般家庭の３，４割程度の供給で残りは電力会社から買っているのが現状である。（売電も含めて）（シャープ談）
寸評  一般家庭の電気料金は約６９８７円であるからソーラーで浮かせる金額は
６９８７円×０．３５（３〜４割）×１２ヶ月＝２９，３４５円
原価償却期間は２２５万円／２９，３４５円＝７６年となる。
実際には太陽が照らない日もある為、１．５倍の１１４年とする。
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建設費  一般的な風力発電の建設コストは３億円（三菱重工談）
実体：  １基で１０００ｋｗ／Ｈ位と聞いている。（風力１２．５ｍ／ｓで計算）
実際には７〜８ｍの風速が一般的であるとのこと。
寸評：高さ５０．ｍでの風速１２．５ｍ／ｓで、常に吹いている時の数字である。
１軒の１時間当たりの電気使用量は３ＫＷ／Ｈであるから３３３軒分の電気料を賄える。
実際には７〜８ｍの風速が一般的であると云うが、
風速８ｍを越した初めの北風を「木枯らし１号」と云う。この様な強風が毎日吹きますか？
またｍ＝ｓｖ×質量×（１−通過率）である。（「図１０」参照）
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７．０３／１２．５３＝０．１７（約２割）−−−風速７．０ｍ／ｓで計算
よって５７軒分の電気料が賄えることになる。
因みに３ｍの風速では３．０３／１２．５３＝０．０１４（メーカー発表数字の１／７７になる。）
よって  １基で１０００ｋｗ／Ｈ／７７＝１３ＫＷ／Ｈとなる。これではトラブル続出も頷ける。
５７軒×６９８７円／月×１２月＝４，７７９，１０８円／年
原価償却期間は３億円／４，７７９，１０８円＝６３年となる。
実際には風の吹かない日も多々ある原価償却期間は２倍の１２６年とする。（風速を考慮すると、この比ではない。）
【００１６】各電力の原価償却期間
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【００１７】  メンテナンス
油差し
既出願の「定水位給水器」を提案する。
粘性の強い油では疑問が残る。（更に受け皿の問題）
先行技術文献
（出願番号「特願  ２００７−１４６１４９」）
想定外
海上の施設である。よって土嚢には頼れない。
そこで「重力式水嚢」を提案する。
水を持って、水を制すシステムです。
先行技術文献
（出願番号「特願  ２００７−１４４１３０」）
【００１８】平均電気使用量想定
東京電力によると一般家庭の平均契約アンペア数は３４．１０Ａで、
平成１８年度の一般家庭１軒当たり電気使用量は２８７．８８ｋＷ／Ｈである。
【表１】
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平均電気使用量は２８７．８８×２１．０４＝６０５７円
よって合計電気料金は  ６９８７円／月／軒となる。
【発明の効果】
【００１９】他の発電方法と比較して原価償却期間が非常に短い発電方法となった。
更に使用電力の少ない時間帯には「地球環境改良システム」に電気を供給すれば地球温暖化、オゾン層破壊、及び海洋酸性化問題は簡単に解決するものと、思っている。
先行技術文献「地球環境改良システム」
（出願番号「特願  ２０１１−４３００２）
【産業上の利用可能性】
【００２０】海の波は常にあり（夏には落ち込む）、それに対し電気消費は時間限定である。
余った電気は、一般的にはコンデンサーに蓄電するところだがコンデンサーは容量に限度があり、また無駄が多く（放電）、非常に高く付く器機である。
せっかく原価償却期間の短い発電方法を提案しても、相殺されてしまう。
そこで、使用頻度の低い時間には、メタンガス生成に電力提供（「地球環境改良システム」参照）
−−−＞荒廃している地球環境の整備に充てる。
（減少している酸素、及び水素、メタンガス等の生成）
酸素生成はオゾン層修復に繋がる。
−−−＞緊急時には、その生成した水素、メタンガスを燃料にして発電する。
残りは地下に埋設すれば温暖化熱を封印し、更には二酸化炭素を減少出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】波力発電（複胴式）平面図
【図２】Ａ−Ａ断面図
【図３】Ｂ部拡大図
【図４】浮体鳥瞰図
【図５】浮体移動図
【図６】Ｃ部拡大図
【図７】発電機ギア部の上下移動検討図
【図８】ギア部鳥瞰図
【図９】Ｄ−Ｄ断面図
【図１０】時間帯による電気利用
【符号の説明】
【００２２】  １．波の流入方向
２．フロート
３．インカー
４．浮体
５．水路
６．浮体軸
７．発電機
８．発電機ギア
９．発電機接続用ギア
１０．浮体接続用ギア
１１．回転感知用突起
１２．ぶれ防止用ガイド
１３．ガイド誘導用突起
１４．浮体ギア
１５．回転軸を芯とした円弧
１６．面取り（回転対策）
１７．計画波高
１８．浮体の回転方向
１９．離れ距離
２０．上載荷重
２１．防潮板
２２．波（波長８．２ｍ）
２３．バネ構造
２４．海底
２５．Ｂ部
２６．水深
２７．Ｃ部
２８．波の上下運動で回転方向が逆になる。
２９．発電機ギアの半径を０．３０とすると、両ギアの移動量は０．００２ｍｍとなり、上下による影響は少ないものと思われる。
３０．半径：Ｒ＝０．３０とする。
３１．電気消費
３２．波力発電
３３．環境整備に！
３４．送電
３５．時間限定
３６．一日中
３７．支保鋼