(57)【要約】【課題】より効率に波の力を発電に使用することができ、更に耐久性が向上する波力発電機の提供。【解決手段】水域から陸地へ前進する波を受けることにより発電する波力発電機であって、所定の水域の岸辺に設置される保持手段３１と、前記水域の水面変化に対応して上下することができるように前記保持手段３１に保持されるフレーム３２と、前記フレーム３２の周囲に、前記水域から押し寄せる波を受けると、前記フレーム３２の周りを回ることができるように取り付けられる回転手段５と、前記フレーム３２に設置される上、前記回転手段５に該回転手段５の回転に連動して発電することができるように連接される発電装置４と、から組み合わされてなることを特徴とする波力発電機。【選択図】図４
2017101674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水域から陸地へ押し寄せる波を受けることにより発電する波力発電機であって、
所定の水域の岸辺に設置される保持手段と、
前記水域の水面変化に対応して上下することができるように前記保持手段に保持されるフレームと、
前記フレームの周囲に、前記水域から陸地へ押し寄せる波を受けると、前記フレームの周りを回ることができるように取り付けられる回転手段と、
前記フレームに設置される上、前記回転手段に対して、前記回転手段の回転に連動して発電することができるように連接される発電装置と、から組み合わされてなることを特徴とする波力発電機。
【請求項２】
前記回転手段は、
水域から陸地へ押し寄せる波が進む方向と平行し且つ水面と直交する面において、前記フレームの周りを、水面において波が押し寄せる方向を前進方向として従って前進してから水面下へ戻るように向きを変え、更にこれらの動作を繰り返すように、前記フレームに配置されるベルト手段と、
水域から陸地へ押し寄せる波を受けると、前記ベルト手段と共に前記フレームの周りを回り、且つそれぞれの自由端が揺動できるように、前記ベルト手段に沿って所定の距離を開けながら設置される複数のプレートと、
前記ベルト手段に、前記複数のプレートの、前記ベルト手段の前記前進方向に従って前進する際に水域から陸地へ押し寄せる波によって前記ベルト手段の前記前進方向へ傾く揺動を、前記ベルト手段の前記前進方向の反対方向から、該当の各プレートが前記ベルト手段の面に対して直立する状態で受け止めることができるように設置されている複数の係止部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の波力発電機。
【請求項３】
前記複数の係止部は、それぞれ前記複数のプレートに当接し前記ベルト手段に設置され、また、各プレートにおける該当する係止部の反対側に、該当のプレートの、前記ベルト手段の水面下へ戻る動作に従って戻る際の前記ベルト手段の前記前進方向へ傾く揺動を、該当のプレートが前記直立の方向と所定の角度を挟むまで止めることができるように該当のプレートと所定距離を空きながらブロックが設置されることを特徴とする請求項２に記載の波力発電機。
【請求項４】
前記保持手段は、岸辺の地形に応じて満潮線より上の位置から干潮線より下の位置へ延伸すると共に、水域から陸地へ押し寄せる波が進む方向に沿って左右両側にそれぞれ設置される一対のレールを更に有し、
前記フレームは、連接部が介在して前記一対のレールに摺動できるように搭載されて前記摺動により前記上下の方向における位置を移動させることができることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の波力発電機。
【請求項５】
前記一対のレールは、開口が互いに向き合う上、断面がＣ字状になっているものであり、
前記フレームと前記一対のレールとの間に介在する前記連接部は、前記フレームの両側からそれぞれ外側へ突出して前記レールに挿入する延伸棒と、前記延伸棒の先端に前記レールに沿って摺動することができ、前記レールの前記開口から離脱しないように形成されている摺動ブロックと、を有することを特徴とする請求項４に記載の波力発電機。
【請求項６】
前記フレームには、注排水ができるように構成される浮力調整用タンクが設置されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の波力発電機。
【請求項７】
前記フレームは、
同じ水平面において陸地から水域へ互いに平行に延伸するように、水域から陸地へ押し寄せる波の前進方向における左右両側のそれぞれに配置される２つの水平延伸棒と、
前記２つの水平延伸棒それぞれの陸地に近い端部から互いに平行に、且つ陸地から水域へ斜め下に延伸する２つの斜め延伸棒と、
前記２つの水平延伸棒の水域に近い端部を連接する第１の水平棒と、
前記２つの斜め延伸棒の水域に近い端部を連接する第２の水平棒と、
前記２つの斜め延伸棒の陸地に近い端部を連接する第３の水平棒と、
前記２つの水平延伸棒と前記２つの斜め延伸棒との同じ側の端部のそれぞれを連接する２つの垂直棒と、により構成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の波力発電機。
【請求項８】
前記フレームには、
前記垂直棒が前記水平延伸棒または前記斜め延伸棒と接続する処の外側それぞれに設置される４つの第１のプーリーと、
前記水平延伸棒が前記斜め延伸棒と接続する処の外側に設置される２つの第２のプーリーと、が設置され、
前記ベルト手段は、前記フレームの左右両側のそれぞれに設置される２つの前記第１のプーリーと前記第２のプーリーとを回転させることができるようにその２つの前記第１のプーリーと前記第２のプーリーとに掛け渡される一対のタイミングベルトであり、
前記発電装置は、
発電機と、
前記２つの第２のプーリーのそれぞれの外側に前記第２のプーリーと共に回転できるように設置されている２つの伝動プーリーと、
前記２つの伝動プーリーの回転を前記発電機に伝動して発電するように、前記２つの伝動プーリーのそれぞれと前記発電機とに掛け渡される２つの伝動ベルトと、により構成されることを特徴とする請求項７に記載の波力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波力発電機に関し、具体的には岸辺に設置される波力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている波力発電機は、図１に示されるように、海面に浮くように延伸方向に沿って長方箱状に構成されている本体１１と、本体１１内に設置されている発電機（図示せず）と、本体１１から水平に外側へ延伸する延伸部１３１と、波を受けると回転する羽根１３４を有するように延伸部１３１に固定されている羽根手段１３２と、羽根手段１３２の羽根１３４の回転を発電機に伝動して発電することができる伝動手段１３３と、により構成されている。
【０００３】
羽根手段１３２は、羽根１３４の回転により、波の衝撃の一部を吸収できるが、残った波の衝撃は、そのまま固定されている羽根手段１３２に与え、発電に利用できなくなる。また、羽根手段１３２が固定されているので、受けた波の衝撃を受け流すことができず、壊れやすい欠点がある。
【０００４】
なお、本体１１の延伸方向と略直交する横方向から来る波を受けると、本体１１全体が海面に浮いているので、本体１１が該横方向に流される恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】台湾実用新案公告第２５６３１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題点に鑑みて、本発明は、従来の波力発電機よりもより効率的に波の力を発電に使用することができ、更に耐久性が向上する波力発電機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明は、水域から陸地へ押し寄せる波を受けることにより発電する波力発電機であって、所定の水域の岸辺に設置される保持手段と、前記水域の水面変化に対応して上下することができるように前記保持手段に保持されるフレームと、前記フレームの周囲に、前記水域から陸地へ押し寄せる波を受けると、前記フレームの周りを回ることができるように取り付けられる回転手段と、前記フレームに設置される上、前記回転手段に対して、前記回転手段の回転に連動して発電することができるように連接される発電装置と、から組み合わされてなることを特徴とする波力発電機を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段により、本発明の波力発電機は、フレームの周囲に、水域から押し寄せる波を受けると、フレームの周りを回ることができるように取り付けられる回転手段を有するにより、波の力をフレームの周りを回る力に転換できるので、より効率的に波の力を発電に使用することができる。また、回転手段が固定されず、波を受けると回転手段がフレームの周りを回るので、回転手段の耐久性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の波力発電機を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の波力発電機の一部を示す断面図である。
【図３】上記の波力発電機を示す上視図である。
【図４】上記の波力発電機を示す斜視図である。
【図５】上記の波力発電機を示す断面図である。
【図６】上記の波力発電機のプレートの揺動を示す側視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の波力発電機を示す上視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各図面を参照しながら、本発明の各好ましい実施形態について詳しく説明する。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図２は本発明の第１の実施形態の波力発電機の一部を示す断面図である。図３は上記の波力発電機を示す上視図である。図４は上記の波力発電機を示す斜視図である。図５は上記の波力発電機を示す断面図である。図６は上記の波力発電機のプレートの揺動を示す側視図である。
【００１２】
本発明は、図２と図５に示されるように、水域から陸地へ前進する波を受けることにより発電する波力発電機であって、保持手段３１と、フレーム３２と、回転手段５と、発電装置４と、から組み合わされてなる。
【００１３】
保持手段３１は、図２に示されるように、所定の水域の岸辺に設置され、該岸辺の地形に応じて満潮線より上の位置から干潮線より下の位置へ延伸すると共に、水域から陸地へ押し寄せる波が進む方向に沿って左右両側にそれぞれ設置される一対のレール３１１と、一対のレール３１１に対して、相対する端部側からそれぞれ支持する二対のレール設置棒３１２と、を更に有して構成されている。
【００１４】
一対のレール３１１は、開口が互いに向き合う上、断面がＣ字状になっているものである。
【００１５】
この実施形態において、レール設置棒３１２は垂直に設置されているが、波の衝撃を緩和するために、岸辺に向かって斜めに設置することもできる。
【００１６】
フレーム３２は、前記水域の水面変化に対応して上下することができるように保持手段３１に保持される。
【００１７】
詳しい構成について、フレーム３２は、図３及び図４に示されるように、同じ水平面において陸地から水域へ互いに平行に延伸するように、水域から陸地へ押し寄せる波が進む方向における左右両側のそれぞれに配置される２つ水平延伸棒３２１と、２つの水平延伸棒３２１のそれぞれの陸地に近い端部から互いに平行に、且つ陸地から水域へ斜め下に延伸する２つの斜め延伸棒３２２と、２つの水平延伸棒３２１の水域に近い端部を連接する第１の水平棒３２４と、２つの斜め延伸棒３２２の水域に近い端部を連接する第２の水平棒３２５と、２つの斜め延伸棒３２２の陸地に近い端部を連接する第３の水平棒３２６と、２つの水平延伸棒３２１と２つの斜め延伸棒３２２との同じ側の端部のそれぞれを連接する２つの垂直棒３２３と、水平延伸棒３２１と斜め延伸棒３２２と第１の水平棒３２４と第２の水平棒３２５と第３の水平棒３２６と垂直棒３２３とを接続する６つの接続部３５と、垂直棒３２３が水平延伸棒３２１または斜め延伸棒３２２と接続する処の外側のそれぞれに設置される４つの第１のプーリー３６と、水平延伸棒３２１が斜め延伸棒３２２と接続する処の外側に設置される２つの第２のプーリー３７と、２つ水平延伸棒３２１を渡るように設置され、注排水ができるように構成される浮力調整用タンク３４と、２つの斜め延伸棒３２２のそれぞれに４つずつ有し、斜め延伸棒３２２から外側へ突出する８つの連接部３３と、により構成される。
【００１８】
この実施形態において、図４に示されるように、第１の水平棒３２４と第２の水平棒３２５と第３の水平棒３２６との両端のそれぞれは、略立方体に形成された接続部３５の相対する二つの面の間を貫通するように、外側へ突出していて、すべての第１のプーリー３６及び第２のプーリー３７は上記各水平棒の外側へ突出する部分に設置されている。
【００１９】
水平延伸棒３２１と斜め延伸棒３２２と第１の水平棒３２４と第２の水平棒３２５と第３の水平棒３２６と垂直棒３２３とを接続する方法は、この実施形態に限らず、溶接やリベットを用いて接続することもできる。
【００２０】
水平延伸棒３２１と斜め延伸棒３２２と垂直棒３２３とを結び合わせると側面視において、略三角形となる（図４を参照）。
【００２１】
連接部３３は、図２〜図４に示されるように、フレーム３２の両側から、第１の水平棒３２４と同じ方向にそれぞれ突出してレール３１１に挿入する延伸棒３３１と、延伸棒３３１の先端にレール３１１に沿って摺動することができ、レール３１１の前記開口から離脱しないように形成されている楕円状の摺動ブロック３３２と、を有する。フレーム３２は、連接部３３が介在して一対のレール３１１に摺動できるように搭載されて前記摺動により上下の方向における位置を移動させることができる。摺動ブロック３３２の形状は、この実施形態に限らず、円球状や立方体に形成しても良い。
【００２２】
浮力調整用タンク３４は、図２に示されるように、２つの水平延伸棒３２１を渡るように設置される頂板３４３と、上方へ向く開口を有する箱状に形成され、頂板３４３と共に浮力空間３４４を画成するように頂板３４３の下表面に設置される収容部３４１と、浮力空間３４４を区切るように頂板３４３と直交して設置される区切り板３４２と、により構成される。
【００２３】
回転手段５は、フレーム３２の周囲に、水域から押し寄せる波を受けると、図２に示される方向Ｔのように、フレーム３２の周りを回ることができるように取り付けられる。
回転手段５は、図２〜図４に示されるように、ベルト手段５１と、複数のプレート５２と、複数の係止部５３と、ブロック５４と、を有する。
【００２４】
ベルト手段５１は、水域から陸地へ押し寄せる波が進む方向と平行し且つ水面と直交する面において、フレーム３２の周りを、水面において波が押し寄せる方向を前進方向として従って前進してから水面下へ戻るように向きを変え、更にこれらの動作を繰り返すように、前記フレーム３２に配置される。
【００２５】
複数のプレート５２は、水域から陸地へ押し寄せる波を受けると、ベルト手段５１と共にフレーム３２の周りを回り、且つそれぞれの自由端が係止部５３とブロック５４の間で揺動できるように、ベルト手段５１に沿って所定の距離を開けながら設置される。
【００２６】
複数の係止部５３は、ベルト手段５１に、複数のプレート５２におけるベルト手段５１の前記前進方向に従って前進する際に水域から陸地へ押し寄せる波によってベルト手段５１の前記前進方向へ傾く揺動を、ベルト手段５１の前記前進方向の反対方向から、該当の各プレート５２がベルト手段５１の面に対して直立する状態で受け止めることができるように、それぞれ複数のプレート５２に当接し前記ベルト手段５１に設置されている。
【００２７】
ブロック５４は、各プレート５２における該当する係止部の反対側に、該当のプレート５２の、ベルト手段５１の水面下へ戻る動作に従って戻る際の該ベルトの前記前進方向へ傾く揺動を、該当のプレート５２が前記直立の方向と所定の角度を挟むまで止めることができるように該当のプレート５２と所定距離を空きながら設置される。
【００２８】
この実施形態において、ベルト手段５１は、フレーム３２の左右両側のそれぞれに設置される２つの第１のプーリー３６と第２のプーリー３７とを回転させることができるようにその２つの第１のプーリー３６と第２のプーリー３７とに掛け渡される一対のタイミングベルトである。
【００２９】
発電装置４は、図２及び図３に示されるように、フレーム３２に設置される上、回転手段５に対して、回転手段５の回転に連動して発電することができるように連接される。
【００３０】
具体的に、発電装置４は、発電機４１と、発電機４１を支持するようにフレーム３２に設置される発電機支持フレーム４２と、２つの第２のプーリー３７のそれぞれの外側に第２のプーリー３７と共に回転できるように設置されている２つの伝動プーリー４３と、伝動プーリー４３の回転を発電機４１に伝動して発電するように、２つの伝動プーリー４３のそれぞれと発電機４１とに掛け渡される２つの伝動ベルト４４と、により構成される。
【００３１】
第２のプーリー３７と伝動プーリー４３とのピッチ径の大きさは、発電環境に応じて、適宜に設計または変更することができる。
【００３２】
本発明の波力発電機を所定の水域の岸辺に設置する際に、水平延伸棒３２１が該水域の水面と略同一の平面になるように、浮力調整用タンク３４でフレーム３２全体の浮力を調整し、且つ、一対のレール３１１とフレーム３２の斜め延伸棒３２２の勾配を該岸辺の地形に応じて、フレーム３２の摺動が該岸辺の地形に妨害されないように、調整した後に設置する。
【００３３】
そして、フレーム３２は摺動可能に一対のレール３１１に設置されているので、本発明の波力発電機を海岸に設置すると、フレーム３２は潮汐と共に上下に移動して、効率に発電できる位置に位置することができる。なお、楕円状の摺動ブロック３３２は、レール３１１の内部に当たって係止する効果があるので、波による突発的な上下の移動を係止することができる。
【００３４】
設置した後、上記の構成により、回転手段５のプレート５２は、図６Ａ〜図６Ｃに示されるように、該当水域から陸地へ押し寄せる波を受けると、係止部５３によりプレート５２の回転が制限されて、水平延伸棒３２２が設けられた向きに対して直交する状態となり、水平延伸棒３２１と斜め延伸棒３２２と垂直棒３２３とにより構成されているフレーム３２の周りを、水面における波が押し寄せる方向に従ってベルト手段５１と共に前進する。そして、プレート５２は、ベルト手段５１と共に水面下へ戻るように向きを変える際に、プレート５２が水の抗力により、前記係止により回転が制限された方向とは反対の方向に回転して最終的にブロック５４に当接するまで搖動する。プレート５２は、水面下へ戻るように向きを変える際、水からの抗力に逆らわない方向に回転し、加えて前進方向に従って前進する際には、係止部５３と相俟って、押し寄せる波の力を効率的に受け止めて直立した状態となり発電効果を高めることができる効果がある。
【００３５】
上記一対のタイミングベルトにより構成されているベルト手段５１がフレーム３２の周りを回ることにより、第１のプーリー３６と第２のプーリー３７と伝動プーリー４３とが連動して回転し、伝動ベルト４４により伝動プーリー４３の回転を発電機４１に伝動して発電する。
【００３６】
プレート５２がフレーム３２の周りを回ることにより、波からの衝撃をより効率的に回転による発電に変換するので、壊れにくくなる。また、中空状に形成されているフレーム３２には、波からの発電に役立たない衝撃を受ける部分が少なく、壊れにくくなる。従って、従来の波力発電機よりも効率的に波の力を発電に使用することができ、更に耐久性が向上することになった。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
本発明の波力発電機の第２の実施形態は、上記第１の実施形態と多くの構成が共通するので、ここでは詳しい説明を省略し、その相違点のみを説明する。
【００３８】
図７は本発明の第２の実施形態の波力発電機を示す上視図である。
【００３９】
この実施形態において、図７に示されるように、フレーム３２の左右の幅は、第１の実施形態より長く構成されている。すなわち、第１の水平棒３２４と、第２の水平棒３２５と、第３の水平棒３２６と、プレート５２とが長く形成され、一対のレール３１１の間の距離も合わせて離れる。浮力調整用タンク３４の頂板３４３は、水の抗力を減少するために小さく形成され、且つ２つの水平延伸棒３２１それぞれから水平に延伸して頂板３４３の左右両側のそれぞれに固定されている４本の支持棒９により支持されている。
【００４０】
フレーム３２は、第１の水平棒３２４及び第２の水平棒３２５の中央位置のそれぞれに設置されている２つの第１のプーリー３６と、第３の水平棒３２６の中央位置に設置されている第２のプーリー３７と、を更に有する。
【００４１】
プレート５２の支持力を増えるために、ベルト手段５１は、中央位置に設置されている２つの第１のプーリー３６と第２のプーリー３７とに掛け渡される三本目のタイミングベルトを更に有する。該三本目のタイミングベルトにも係止部５３とブロック５４とが設置されている。
【００４２】
この実施形態の構成により、本発明の波力発電機は岸の長さに合わせて、左右の幅を調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の波力発電機は、効率に波の力を発電に使用することができ、更に耐久性が向上するので、コストを低減でき、波力発電をより広く利用することになる。
【符号の説明】
【００４４】
３１  保持手段
３１１  レール
３１２  レール設置棒
３２  フレーム
３２１  水平延伸棒
３２２  斜め延伸棒
３２３  垂直棒
３２４  第１の水平棒
３２５  第２の水平棒
３２６  第３の水平棒  
３３  連接部
３３１  延伸棒
３３２  摺動ブロック
３４  浮力調整用タンク
３４１  収容部
３４２  区切り板
３４３  頂板
３４４  浮力空間
３５  接続部
３６  第１のプーリー
３７  第２のプーリー
４  発電装置
４１  発電機
４２  発電機支持フレーム
４３  伝動プーリー
４４  伝動ベルト
５  回転手段
５１  ベルト手段
５２  プレート
５３  係止部
５４  ブロック
９  支持棒
【図１】
2017101674.tif 000003
【図２】
2017101674.tif 000004
【図３】
2017101674.tif 000005
【図４】
2017101674.tif 000006
【図５】
2017101674.tif 000007
【図６】
2017101674.tif 000008
【図７】
2017101674.tif 000009