(57)【要約】      （修正有）【課題】波によって発生する力でタービンを回して持続的に電気を生産することにより、発電効率を向上させることのできる波力発電システムに関する。【解決手段】波によって海水が流入または流出するように海岸に設けられる複数の海水流出入管１０と、海水が海水流出入管に流入したとき海水流出入管の内部に発生する加圧力から連続した加圧力を形成することができるよう海水流出入管に比べて内径が小さく形成され、排出方向チェック弁が設けられる圧力排出管２０と、海水が海水流出管から流出するとき発生する吸入力によって海水流出入管へ空気を案内し、海水流出入管に比べて内径が小さく形成されるとともに吸入方向チェック弁が設けられる圧力吸入管３０と、加圧力によって回転するとともに上記海水流出入管の内部に発生する吸入力によって回転する回転体４０と、上記回転体に中心軸が結合されて電気を生産するタービン５０と、を含んで構成される。【選択図】図１
2013024241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波によって海水が流入または流出するように海岸に設けられる複数の海水流出入管と、
前記海水流出入管に連結されて海水が海水流出入管に流入したとき海水流出入管の内部に発生する加圧力の伝達を受け、伝達された加圧力から連続した加圧力を形成することができるよう海水流出入管に比べて内径が小さく形成される圧力排出管と、
前記海水流出入管に連結され、海水が海水流出入管から流出するとき発生する吸入力によって海水流出入管へ空気を案内し、海水流出入管に比べて内径が小さく形成される圧力吸入管と、
前記圧力排出管から提供された加圧力によって回転するとともに、前記海水流出入管の内部に発生する吸入力によって回転する回転体と、
前記回転体に中心軸が結合されて電気を生産するタービンと、を含んで構成されたことを特徴とする波力発電システム。
【請求項２】
前記圧力排出管と前記圧力吸入管には、それぞれ排出方向チェック弁と吸入方向チェック弁が設けられて、海水流出入管から発生する加圧力は圧力排出管側に伝達され、圧力吸入管へ案内される空気は海水流出入管へ伝達されることを特徴とする請求項１に記載の波力発電システム。
【請求項３】
前記圧力排出管は、複数の海水流出入管に連結される複数の排出連結ホースと、前記複数の排出連結ホースが連結される排出合流管と、前記排出合流管に連結され前記回転体に加圧力を提供する加圧力提供ホースと、で構成され、
前記圧力吸入管は、前記回転体側で空気を吸入案内する吸入連結ホースと、前記吸入連結ホースが連結される吸入合流管と、前記吸入合流管に連結され、前記複数の海水流出入管に連結される複数の吸入力提供ホースと、で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の波力発電システム。
【請求項４】
前記回転体は、中央が前記タービンの中心軸に結合される円盤状の本体と、前記本体の円周面に一定の間隔で形成された複数の羽と、で構成され、
前記加圧力提供ホースと吸入連結ホースの端には一定の曲率に丸くなるよう形成されて前記回転体の羽の一部分を囲むケーシングが設けられることを特徴とする請求項３に記載の波力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波力発電システムに関するもので、特に、波によって発生する力でタービンを回して持続的に電気を生産することにより、発電効率を向上させることのできる波力発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な発電方法として、水力発電、火力発電、原子力発電などが挙げられるが、このような発電方法は、大規模の発電設備が必要となり、火力発電の場合、発電設備を稼動させるために非常に多い量の石油または石炭のような化石燃料が必須として供給されなければならないため、化石燃料を枯渇しつつある現時点では様々な問題が予見されており、公害も大きな問題とされている。また、原子力発電の場合は、放射能の流出と核廃棄物の処理が深刻な問題となっている。従って、このような一般的な発電方法より低価、且つ、安全で、画期的な発電方法が求められている。
【０００３】
一方、石油や石炭資源を必要とせず、放射能や核廃棄物の問題もない発電方法としては、太陽熱発電、波力発電、潮力発電、風力発電など多様であり、この中でも潮水干満の差によって潮水が水平移動する力を用いた潮力発電と、波浪エネルギーを用いて発電を行う波力発電が水力を用いた水力発電の形として代表的に使われている。
【０００４】
一方、上述したような水力発電の方式のうち、潮水干満の差を用いる潮力発電方式は、潮水干満の差を用いているという点で、場所の選定に難しいところがあり、また、長い建設期間と高い建設コストが伴うという問題点がある。
【０００５】
従って、海で常時生成および消滅する波の運動エネルギーを利用して電力を生産することができる波力発電がその代案として注目されている。しかし、従来に開発された波力発電システムは、発電の効率が劣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】
【０００６】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するために導き出されたもので、波が海水流出入管へ流入したときに発生する力と、流出するときに発生する力を両方とも利用し、散らばっている波力エネルギーを合流および集中させて、連続した活用度の高いエネルギーを利用することで、安定して効率の高い電気を生産する波力発電システムを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明による波力発電システムは、波によって海水が流入または流出するように海岸に設けられる複数の海水流出入管と、上記海水流出入管に連結されて海水が海水流出入管に流入するとき、海水流出入管の内部に発生する加圧力の伝達を受け、伝達された加圧力から連続した加圧力を形成することができるよう海水流出入管に比べて内径が小さく形成され、排出方向チェック弁が設けられた圧力排出管と、上記海水流出入管に連結され、海水が海水流出管から流出するとき発生する吸入力によって海水流出入管へ空気を案内し、海水流出入管に比べて内径が小さく形成されるとともに、吸入方向チェック弁が設けられた圧力吸入管と、上記圧力排出管から提供された加圧力によって回転するとともに、上記海水流出入管の内部に発生する吸入力によって回転する回転体と、上記回転体に中心軸が結合されて電気を生産するタービンと、を含んで構成される。
【０００８】
そして、上記圧力排出管は、複数の海水流出入管に連結される複数の排出連結ホースと、上記複数の排出連結ホースが連結される排出合流管と、上記排出合流管に連結され、上記回転体に加圧力を提供する加圧力提供ホースと、で構成され、上記圧力吸入管は、上記回転体側で空気を吸入案内する吸入連結ホースと、上記吸入連結ホースが連結される吸入合流管と、上記吸入合流管に連結され、上記複数の海水流出入管に連結される複数の吸入力提供ホースと、で構成される。
【０００９】
さらに、上記回転体は、中央が上記タービンの中心軸に結合される円盤状の本体と、上記本体の円周面に一定の間隔で形成された複数の羽と、で構成され、上記加圧力提供ホースと吸入連結ホースの端には、一定の曲率に丸くなるよう形成されて上記回転体の羽の一部分を囲むケーシングが設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成される本発明の波力発電システムは、海水が海水流出入管に流入するときと流出するときに発生する加圧力及び吸入力を同時に使用することができ、散らばっている波力エネルギーを合流させて安定かつ持続的な電気を生産して発電効率を向上させることができるという利点がある。
【００１１】
また、圧力排出管と圧力吸入管にチェック弁を設けて回転体を回転することができる力が分散することを防ぐとともに、圧力排出管と圧力吸入管の内径を海水流出入管の内径より小さくして集中した力を活用度の高い動力源として使用して発電効率をさらに向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明による波力発電システムを示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明による波力発電システムの回転体を示した斜視図である。
【図３】図３は、本発明による波力発電システムの回転体が回転する姿を示した図面である。
【図４】図４は、本発明による波力発電システムの回転体を示した他の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による波力発電システムの実施例と図面を用いて詳しく説明する。
【００１４】
図１は、本発明による波力発電システムを示した斜視図で、図２は、本発明による波力発電システムの回転体を示した斜視図であり、図３は、本発明による波力発電システムの回転体が回転する姿を示した図面である。
【００１５】
また、図４は、本発明による波力発電システムの回転体を示した他の斜視図である。
【００１６】
本発明による波力発電システムは、海水流出入管１０と、上記海水流出入管１０に連結される圧力排出管２０と、上記海水流出入管１０に連結される圧力吸入管３０と、上記圧力排出管２０及び圧力吸入管３０から発生する力によって回転する回転体４０と、上記回転体４０に連結されて発電するタービン５０とを含んで構成される。
【００１７】
上記海水流出入管１０は、海岸に沿って複数設けられ、その形態は円形管や多角形管など、ある特定の形に限られない。このような海水流出入管１０は、その一端は開放させて海水が流入するようにし、他端は密閉された形態を有するが、海水が円滑に流入するように海水面に対して１０〜３０の角度に傾斜するように設ける。また、海水流出入管１０に常に海水が流入するようにするため、海岸が最低海水面の水位の際に、開放された一端が海水に浸されるようにする。
【００１８】
上記圧力排出管２０は、上記海水流出入管１０の端、さらに詳しくは、海水流出入管１０の密閉された他端に連結され、管路上には排出方向チェック弁２１ａが設けられる。海水が海水流出入管１０に流入するときは、海水流出入管１０の内部に加圧力が発生する。すなわち、海水流出入管１０の内部に流入した海水によって海水流出入管１０の内部の空気が押されて力が発生するが、このような力は、海水流出入管１０の他端に連結された圧力排出管２０を通じて海水流出入管１０の外部へ伝達される。
【００１９】
このような圧力排出管２０は、海水流出入管１０から伝達された加圧力から連続した加圧力を形成することができるよう、海水流出入管１０に比べて内径が小さく形成される。
【００２０】
さらに詳しく説明すると、上記圧力排出管２０は、複数の排出連結ホース２１と、排出合流管２２と、加圧力提供ホース２３と、で構成される。
【００２１】
上記排出連結ホース２１は、上記複数の海水流出入管１０の密閉された他端にそれぞれ連結されたもので、海水流出入管１０に流入した海水によって発生した加圧力が最初に伝達される部分である。このような排出連結ホース２１の管路上には、排出方向チェック弁２１ａが設けられて海水流出入管１０から発生した加圧力が圧力排出管２０側に、すなわち、排出連結ホース２１側に伝達されるようにする。
【００２２】
上記排出合流管２２は、上記複数の排出連結ホース２１が連結される構成要素である。排出連結ホース２１は、海岸に設けられる複数の海水流出入管１０にそれぞれ一つずつ設けられるため、海水流出入管１０と同じ数で存在することとなり、このような複数の排出連結ホース２１を通じて供給される加圧力を一つに合流するのが排出合流管２２である。このように複数の排出連結ホース２１を通して排出合流管２２へ供給された加圧力は、排出合流管２２の中で相互乱れを起こしてさらに大きい加圧力が生成されることが期待できる。ここで、上記排出合流管２２を一つまたは複数にすることは、状況に合わせた作業者の選択事項である。
【００２３】
上記加圧力提供ホース２３は、上記排出合流管２２に連結されて上記回転体４０に加圧力を提供する。このような加圧力提供ホース２３は、排出合流管２２より内径が小さく形成されて、均一かつ連続しており、大きなエネルギーを有する加圧力を回転体４０へ提供する。
【００２４】
上記のような加圧力提供ホース２３の端には、一定の曲率に丸くなるよう形成されたケーシング２３ａが設けられる。
【００２５】
上記圧力吸入管３０は、上記海水流出入管１０の端、さらに詳しくは、海水流出入管１０の密閉された他端に連結され、管路上には吸入方向チェック弁３３ａが設けられる。海水が海水流出入管１０から流出するときは、海水流出入管１０の内部に吸入力が発生する。すなわち、海水流出入管１０の内部に流入していた海水が外部へ流出する場合には、海水流出入管１０の内部に吸入力が発生するが、このような吸入力は、回転体４０に隣接した圧力吸入管３０まで影響を及ぼして回転体４０の周りの空気を吸い込んで圧力吸入管３０の内部へ案内する。回転体４０の周りの空気を吸い込むと、その力によって回転体４０が回転することとなる。そして、圧力吸入管３０は、均一かつ連続した吸入力で回転体４０に影響を与えるために、海水流出入管１０よりその内径を小さく形成する。
【００２６】
上記のような圧力吸入管３０は、吸入連結ホース３１と、吸入合流管３２及び複数の吸入力提供ホース３３で構成される。
【００２７】
上記吸入連結ホース３１は、一端が上記回転体４０に隣接して配置されるだけでなく、一定の曲率に丸くなるように形成されたケーシング３１ａが設けられる。このような吸入連結ホース３１は、上記吸入合流管３２より内径が小さく形成されて、均一かつ連続した吸入力で回転体４０の周りの空気を吸い込む。
【００２８】
上記吸入合流管３２は、上記吸入連結ホース３１より直径が大きく形成され、上記吸入連結ホース３１に連結されて吸入連結ホース３１で吸入した空気を上記吸入力提供ホース３３へ中継する。ここで、上記吸入合流管３２を一つまたは複数にすることは状況に合わせた作業者の選択事項である。
【００２９】
上記吸入力提供ホース３３は、上記吸入合流管３２に連結され、複数の海水流出入管１０にそれぞれ一つずつ設けられる。さらに詳しくは、海水流出入管１０の密閉された他端に連結され、その管路上には吸入方向チェック弁３３ａが設けられる。従って、海水流出入管１０から発生する吸入力を吸入合流管３２へ提供し、その吸入力によって吸い込んだ空気を海水流出入管１０へ案内する。
【００３０】
上記回転体４０は、上記圧力排出管２０の加圧力提供ホース２３から提供された加圧力によって回転するとともに、上記海水流出入管１０の内部に発生する吸入力によって周辺の空気が上記圧力吸入管３０の吸入連結ホース３１の内部へ吸入されることで回転する。
【００３１】
このような回転体４０は、本体４１と、上記本体４１の円周面に形成された羽４２とで構成される。
【００３２】
上記本体４１は、円盤状に形成され、中央部が上記タービン５０に連結される。
【００３３】
上記羽４２は、本体４１の円周面に一定の間隔で複数形成されるが、上記加圧力提供ホース２３で加圧力によって圧縮された空気が提供される方向と、上記吸入連結ホース３１で吸入力によって空気が吸い込まれる方向に向いて、一定の曲率に丸くなるよう形成される。このように丸くなるように形成することで、加圧力と吸入力からさらに大きく影響を受けることとなり、それだけ回転体４０の回転が円滑になる。
【００３４】
上記タービン５０は、中心軸５１が回転体４０の中央に結合されて電気を生産する。即ち、回転体４０が回転するとき、タービン５０の中心軸５１が同時に回転しながら電気を生産する。
【００３５】
一方、図４に図示されたとおり、回転体４０の羽４２に加圧力提供ホース２３のケーシング２３ａと吸入連結ホース３１のケーシング３１ａの２つをそれぞれ隣接するように設けて海水流出入管１０から発生する加圧力と吸入力をさらに効率的に利用して発電効率を向上させることが可能である。勿論、図４には、加圧力提供ホース２３のケーシング２３ａと吸入連結ホース３１のケーシング３１ａが２つずつ設けられているものと図示したが、その設置数は状況に合わせて作業者が選択できるということはいうまでもない。そして、加圧力提供ホース２３のケーシング２３ａと吸入連結ホース３１のケーシング３１ａの複数が回転体４０の周りに設けられると、加圧力提供ホース２３に連結された排出合流管２２と吸入連結ホース３１に連結された吸入合流管３２もその数に合わせて複数となる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  海水流出入管
２０  圧力排出管
２１  排出連結ホース
２１ａ  排出方向チェック弁
２２  排出合流管
２３  加圧力提供ホース
２３ａ  ケーシング
３０  圧力吸入管
３１  吸入連結ホース
３１ａ  ケーシング
３２  吸入合流管
３３  吸入力提供ホース
３３ａ  吸入方向チェック弁
４０  回転体
４１  本体
４２  羽
５０  タービン
５１  中心軸
【図１】
2013024241.tif 000003
【図２】
2013024241.tif 000004
【図３】
2013024241.tif 000005
【図４】
2013024241.tif 000006