(57)【要約】【課題】波が一時的に静まっても安定して発電を継続できる波力発電装置を提供する。【解決手段】    波力発電装置は、台座ユニット２、発電機３、波力伝達ユニット４、空圧動力ユニット５を具える。発電機３は台座ユニット２に設置されている。波力伝達ユニット４は、水面の起伏に伴って上下動できるように構成されたフロート４１と、一端がフロート４１に連結され他端が発電機３に連結されていると共に、フロート４１の上下動に伴って揺動できるように台座ユニット２に枢結されているアーム４２とを有する。空圧動力ユニット５は、発電機３と波力伝達ユニット４とに連結されていて、アーム４２の揺動を受けて空気を圧縮して貯存し、アーム４２の揺動が発電機３を駆動するに足りなくなった場合に、圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させて発電機３に伝えるように構成される。【選択図】        図１
2016033370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座ユニットと、
前記台座ユニットに設置されている発電機と、
水面に浮かび水面の起伏に伴って上下動できるように構成されたフロートと、一端が前記フロートに連結され、他端が前記発電機に連結されていると共に、前記フロートの上下動に伴って前記一端と前記他端とが上下に揺動できるように前記台座ユニットに枢結されているアームとを有し、前記アームの揺動により前記発電機を駆動する機械エネルギーを前記発電機に伝える波力伝達ユニットと、
前記発電機と前記波力伝達ユニットとに連結されていて、前記アームの揺動を受けて空気を圧縮し、その圧縮空気を貯存し、前記フロートの上下動が弱まって前記アームの揺動が前記発電機を駆動するに足りなくなった場合に、前記圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させ該機械エネルギーを前記発電機に伝えるように構成された空圧動力ユニットと、を具えることを特徴とする波力発電装置。
【請求項２】
前記フロートには、前記空圧動力ユニットが生じた圧縮空気を受けて貯存するための空気室が形成されている、請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項３】
前記空圧動力ユニットは、前記波力伝達ユニットの前記アームの前記他端側に連結され、前記アームの揺動により押圧を受けて空気を吸入・圧縮し前記圧縮空気とする増圧シリンダと、前記フロートの前記空気室から前記圧縮空気が流入し、該流入した前記圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させるように設けられた空圧アクチュエータとを有する、請求項２に記載の波力発電装置。
【請求項４】
前記フロートの前記空気室の下側におもりが配置されている、請求項３に記載の波力発電装置。
【請求項５】
前記台座ユニットは、ベース部材と、前記ベース部材に固定されているハウジング部材と、前記ベース部材に固定されている支柱とを有し、
前記発電機と前記空圧動力ユニットは前記ハウジング部材内に設けられ、前記アームは前記支柱に枢結されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の波力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電装置に関し、特には波力発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーを利用した発電方法のひとつに、波力発電がある。波力発電装置には、振動水柱式、てこ棒式などがある。
【０００３】
振動水柱式は、両端開口で下端が海面に没した筒により空気室を形成し、波で空気室内の水面が上下すると、上端の空気口に設置した空気タービンが気流で回転するようにしたものである。しかしこの方法は、タービンを回す流体に空気を使うので発電効率が悪く、また、波の状態に発電が直接左右されるので発電が不安定であるという欠点がある。
【０００４】
てこ棒式は、てこ棒の一端を海面に浮かべたフロートに繋ぎ、支点を挟んで他端を発電機に繋ぎ、波の運動エネルギーを発電機に伝えるようにしたものであるが、この方法も発電が不安定であり、波が小さくなると発電が止まってしまうという欠点がある。
【０００５】
図４は、特許文献１に示された波力発電装置の一例である。波力発電装置１は、固定部１１に発電機１２が連結され、発電機１２にてこ棒１３の一端が連結され、てこ棒１３の他端にフロート１４が設けられている。フロート１４は海面に浮かべられ、波を受けてフロート１４が上下すると、てこ棒１３が発電機１２に連結されている一端を中心に揺動するようになり、この運動により発電機１２が稼動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾登録実用新案第Ｍ４０１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の波力発電装置は、海が凪ぐと、フロート１４の上下動が止まり、たちまち発電が停まってしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、波が一時的に静まっても、安定して発電を続ける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】
【０００９】
上記目的を達成する手段として、本発明は、以下の手段を提供する。即ち：
台座ユニットと、
前記台座ユニットに設置されている発電機と、
水面に浮かび水面の起伏に伴って上下動できるように構成されたフロートと、一端が前記フロートに連結され、他端が前記発電機に連結されていると共に、前記フロートの上下動に伴って前記一端と前記他端とが上下に揺動できるように前記台座ユニットに枢結されているアームとを有し、前記アームの揺動により前記発電機を駆動する機械エネルギーを前記発電機に伝える波力伝達ユニットと、
前記発電機と前記波力伝達ユニットとに連結されていて、前記アームの揺動を受けて空気を圧縮し、その圧縮空気を貯存し、前記フロートの上下動が弱まって前記アームの揺動が前記発電機を駆動するに足りなくなった場合に、前記圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させ該機械エネルギーを前記発電機に伝えるように構成された空圧動力ユニットと、を具えることを特徴とする波力発電装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段によれば、フロートの上下動を機械エネルギーとして発電機に伝える波力伝達ユニットを具えるだけでなく、フロートの上下動を利用して圧縮空気を形成して貯存し、フロートの上下動が弱まった際にその圧縮空気を用いて機械エネルギーを発生させて発電機に供する空圧動力ユニットを具えるので、波が一時的に静まってフロートの上下動が弱まっても、空圧動力ユニットの作動により安定して発電を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る波力発電装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る波力発電装置の一実施形態を示す側視図である。
【図３】本発明に係る波力発電装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】従来の波力発電装置の一例が示される側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら具体的な実施形態を挙げて本発明を詳説する。
【００１３】
本発明に係る波力発電装置の一実施形態が、図１にて斜視図で、図２にて側視図でそれぞれ示されている。本実施形態において、波力発電装置は、台座ユニット２と、台座ユニット２に設置されている発電機３と、波力（水面の起伏）を受けて発電機３に機械エネルギーを伝える波力伝達ユニット４と、波力を受けて空気を圧縮して貯存し、波が静まって波力伝達ユニット４により発電機３に伝えられる機械エネルギーが発電機３を駆動するに足りなくなった（具体的には、後述するアーム４２の揺動が発電機３を駆動するに足りなくなった）場合に、その圧縮された空気の空圧により機械エネルギーを発生させ発電機３に伝える空圧動力ユニット５とを具える。以下、各ユニットを詳しく説明する。
【００１４】
台座ユニット２は、ベース部材２１と、ベース部材２１の上面に固定されているハウジング部材２２と、ベース部材２１の上面に固定されている複数の支柱２３とを有し、発電機３と空圧動力ユニット５とがハウジング部材２２内に設置されている。
【００１５】
発電機３は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換できるものであればよく、伝えられた機械エネルギーを例えばギアユニット（図示せず）によりダイナモ（図示せず）に伝えるように構成することができる。該ギアユニットはフリーホイールを含むことが好ましく、フリーホイールを用いれば波力伝達ユニット４による機械エネルギーの伝達が止まっても暫時発電を続けることができる。
【００１６】
波力伝達ユニット４は、水面に浮かび水面の起伏に伴って上下動できるように構成されたフロート４１と、一端がフロート４１に連結され、他端が発電機３に連結されていると共に、フロート４１の上下動に伴って上記一端と他端とが上下に揺動できるように台座ユニット２の支柱２３に枢結されているアーム４２とを有し、アーム４２の揺動により発電機３に機械エネルギーを伝える。また、フロート４１は、空圧動力ユニット５が生じた圧縮空気を受けて貯存するための空気室４１１がその内部に形成されており、空気室４１１の下側におもり４１２が配置されている。
【００１７】
空圧動力ユニット５は、図２および図３に示されているように、波力伝達ユニット４のアーム４２の上記他端側に連結され、アーム４２の揺動による押圧を受けて空気を外部から吸入して圧縮し圧縮空気としてフロート４１の空気室４１１に送り込む増圧シリンダ５２と、空気室４１１から圧縮空気が流入し、その流入した圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させるように設けられた空圧アクチュエーター５１とを有する。
【００１８】
なお、本実施形態においてはアーム４２が管状になっていて、空圧動力ユニット５とフロート４１の空気室４１１との間ではアーム４２を介して空気が流れるようになっている。しかしこれに限らず、空圧動力ユニット５とフロート４１との間に別にパイプを設けてもよい。更に、フロート４１において空気室４１１の形成は必須ではなく、空気室をフロート４１以外の箇所に設けて（例えば台座ユニット２上に設けて）空圧動力ユニット５が生じた圧縮空気を貯存するようにすることも可能である。
【００１９】
また、上述のように空圧動力ユニット５はアーム４２の揺動が発電機３を駆動するに足りなくなった場合に空圧アクチュエーター５１を作動させて発電機３に動力を提供する。そこで、アーム４２の揺動が発電機３を駆動するに足りなくなったかどうかを判断するため、本発明に係る波力発電装置は、例えば水位検知器によってフロート４１が浮かべられている水面の起伏を検知しアーム４２の揺動量を推算する構成を更に設けたり、あるいは電流計により発電機３の発電量を検知する構成を更に設けたりすることができるが、本発明において波力伝達ユニット４により発電機３に伝えられる機械エネルギーが発電機３を駆動するに足りているかどうかを判断する手段はこれらに限らない。
【００２０】
上述の構成を具えることにより、本発明に係る波力発電装置は、水面に起伏がある（即ち、波が立っている）ときには、波力伝達ユニット４のアーム４２の揺動によって、発電機３に機械エネルギーが伝わり発電すると同時に、空圧動力ユニット５が空気を圧縮して貯存する。そして、水面に起伏が起きなくなり（即ち、波が静まり）波力伝達ユニット４により発電機３に伝えられる機械エネルギーが不足したときには、貯存された圧縮空気の空圧により機械エネルギーを発生させて発電機３に伝えることができるので、発電機３による発電が継続される。即ち、本発明によれば、波が一時的に静まっても、安定して発電を続けることができる波力発電装置を提供することができる。
【００２１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明において、波力伝達ユニット４と空圧動力ユニット５の数量に制限はなく、図示のようにフロート４１およびアーム４２を複数設けて、それぞれのフロート４１が独立して上下動し、各フロート４１に個別に連結されたアーム４２によって設けられた各フロート４１の上下動を互いに干渉せずに別々に発電機３に伝えられるようにすることができる。
【００２２】
また、台座ユニット２は、ベース部材２１の上面が水面上にあるように海上に浮かべられていてもよく、あるいは陸側に設置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る波力発電装置は、例えば波力が不安定な海域にも設置しても安定して発電することができる波力発電装置として有用である。
【符号の説明】
【００２４】
２      ：    台座ユニット
２１      ：    ベース部材
２２      ：    ハウジング部材
２３      ：    支柱
３      ：    発電機
４      ：    波力伝達ユニット
４１      ：    フロート
４１１      ：    空気室
４１２      ：    おもり
４２      ：    アーム
５      ：    空圧動力ユニット
５１      ：    空圧アクチュエーター
５２      ：    増圧シリンダ
【図１】
2016033370.tif 000003
【図２】
2016033370.tif 000004
【図３】
2016033370.tif 000005
【図４】
2016033370.tif 000006