(57)【要約】【課題】  マグナス効果を用いた高稼働率な波力発電装置を提供する。【解決手段】  天候等の条件によって大幅に変動する波浪エネルギーから安定して電力を供給するためには種々な波の大きさや周期に合わせた運転が必要となる。本装置は海面波の上下運動により装置自体を上下に運動させることにより生ずる海中の相対的な流体の移動により発電を行う浮体式の波力発電装置である。発電タービンの回転にはブレードの自転によるマグナス効果を用いることとし、ブレードの自転速度を変化させることにより、発電タービンのトルクを調節することができ、種々な波の条件において安定した運転が期待できる。また、波の運動方向は周期的に変化するが、ブレードの自転方向を波と同期して変化させることにより、タービンの回転方向を常に一定にすることが可能となる。【選択図】図１
2009293608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレード自身を回転させることにより、揚力を得ることのできるマグナス効果をタービンの回転に利用した波力発電装置。
【請求項２】
波の運動方向に刻して、ブレード自身の回転方向を変えることにより、波の上昇時にも下降時にも同一方向にタービンを回転させることのできる請求項１に記載の波力発電装置。
【請求項３】
ブレード自身の回転制御において回転方向切替時に回生制御を行うことにより、ブレードの回転に必要なエネルギーの消費を抑えることのできる請求項１及び請求項２に記載の波力発電装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２及び請求項３の波力発電装置を２台以上並列運転する場合、これらを偶数台並行して接続し，それぞれのタービンの回転方向を逆向きにすることにより，タービンの回転により生ずる浮体自身の回転を防ぐことができ、浮体の回転を防止するためのアンカーを必要とせず，漂流防止用のアンカーのみで運用可能な請求項１、請求項２及び請求項３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、天候等に左右されない高い稼働率を有する波力発電装置及び波力発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  波力発電装置は高効率だけでなく、天候に左右されない安定した電力供給を行えることが望まれている。【０００３】  天候等により大幅に変動する波浪エネルギーより、安定した電力供給をおこなう方法として、海面に設置された浮体が受ける波の運動を海底に設置されたリニア発電装置に伝えて発電する波力発電装置や（例えば、特許文献１参照。）、波の上下運動により動作する振動子の相対運動により、これに取り付けられた発電機を駆動して発電する波力発電装置などが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。【０００４】
【特許文献１】  特開２００５−５３１７０７号
【０００５】
【特許文献２】  特開２００７−２９７９２９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  このように種々な工夫を施された波力発電装置は優秀なものであり、効率も良好となるが、装置がやや複雑となる。また、大幅に変動する波浪エネルギーより安定した電力供給を行うためには様々な波の大きさや周期に合わせた運転を可能とする必要がある。【０００７】  本発明は、より簡易な機構を用いた、高稼働率の波力発電装置の実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本第１発明は回転する物体に流体が作用すると物体の回転方向に従った方向に揚力を得る、マグナス効果を利用した波力発電装置である。浮体とそれに接続されたロータとで構成される本装置は波の運動により浮体が移動することにより生ずる相対的な流体の移動によりタービンを回転させる。タービンに作用するトルクとして、ブレード自体を回転させることにより生ずるマグナス効果による揚力を利用する。【０００９】  本第２発明は運転方法である。波力発電装置として例えばプロペラを用いた場合、流体の上下運動により生ずるタービンのトルクの方向は流体の運動の方向により交互に変化することとなり、安定した運転が困難となる。本装置におけるタービンのトルクの方向はブレード形状によらず、ブレード自身の回転方向で決定されるため、これを制御することにより、常に同一方向にタービンを回転させることが可能となる。【００１０】  ブレードの回転機構としては傘歯車（ブレードが１対の場合は傘歯車は３つ）を用いた簡易な構造とし、その駆動は浮体に設置された電動機により行われる。また、ブレードの回転は正回転、停止、逆回転を繰り返すため、効率を考慮し回生運転をおこなうものとする。【００１１】  ブレードの回転数を波の条件により変化させることにより、より安定した運転を可能とする。
【発明の効果】
【００１２】  本発明はマグナス効果を利用したブレード並びにタービンを用いた波力発電装置であり、ブレードの回転速度の制御により種々な条件の波に対して高い稼働率が期待できる。また、ブレードの回転方向を波の運動に合わせて変更することにより、安定した運転が可能となる。さらに、電気設備を海上の浮体に設置することにより、保守点検が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  本発明装置は経済性や保守性を考慮した場合、１対のブレードを有するものが有利であると考えられる。また、波の運動によりブレードの回転方向を変化させる方式としては機械的なものよりも電気的なものほうが保守の面から有利になると思われる。【００１４】  以下、図を用いて実施形態を説明する。図１は本発明における波力発電装置構成図である。同装置について説明する。ブレード駆動用モータ１を回転させるとギア２を介してベアリング３によって固定された内部シャフト４が回転する。そのトルクは傘歯車５によりブレード軸６に伝達され、ブレード７が回転する（他方のブレードは傘歯車５の働きによりブレード７に対し逆回転する）。ブレード７がマグナス効果によって揚力を受けると、その力は外部シャフト８に伝わり、ベアリング９やギア１０を介して発電機１１を回転させ、発電を行う。また、発電機やモータを海水から守るためカバー１２で防水を行い、外部シャフト８や傘歯車５を包むカバー１４は流体の抵抗を軽減するため風車のノーズコーンのような形状とする。さらに同装置は浮体１３により海面に浮上しており、単機運転の場合には漂流防止用のアンカー１５及びワイヤー１６を２つ以上用いることにより、浮体の回転を防止する必要がある。【００１５】  図２に同波力発電装置のブレードを図１のＡ−Ａ面より見た断面図を示す。同図を用いて装置の進行方向、ブレード７の回転方向に対するブレードの受ける揚力の方向について説明する。流体は相対的に装置の進行方向と逆向きに動作する。装置が降下する場合、流体は下方から上方へと移動する。このときにブレード７を時計回りに回転させればブレードは左方向に揚力を受け、タービンは回転することとなる。これとは逆に装置が上昇する場合にもブレードに左方向の揚力を発生させるためにはブレード７を反時計回りに回転させればよい。【００１６】  図３に本装置を複数台並列運転する場合の構成を示す。本装置は単機運転の場合、上述したように漂流防止用アンカーを２つ以上用いて浮体自体の回転を防止する必要があった。しかしながら図示のように複数台並列運転（偶数台）を行う場合にはタービンの回転方向が逆向きとなるようにそれぞれの装置を運転することにより、浮体を回転させようとするそれぞれのトルクが相殺するため、浮体自体の回転を防ぐ（もしくは軽減）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態例であるブレードが一対の波力発電装置構成図である。
【図２】装置の進行方向に対するブレードの自転方向と回転方向の関係図である。
【符号の説明】
１・・・ブレード駆動用モータ
２・・・ギア
３・・・ベアリング
４・・・内部シャフト
５・・・傘歯車
６・・・ブレード軸
７・・・ブレード
８・・・外部シャフト
９・・・ベアリング
１０・・・ギア
１１・・・発電機
１２・・・カバー
１３・・・浮体
１４・・・カバー
１５・・・漂流防止用のアンカー
１６・・・ワイヤー
【図１】
2009293608.tif 000003
【図２】
2009293608.tif 000004
【図３】
2009293608.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態例であるブレードが一対の波力発電装置構成図である。
【図２】装置の進行方向に対するブレードの自転方向と回転方向の関係図である。
【図３】本発明装置を複数台並列運転する場合の構成図である。