(57)【要約】【課題】  複合な自然エネルギーを一体系で構成される装置で電気変換ができる。且つ、安価な電力が提供できる。【解決手段】  母体に回転軸を介して上面に太陽電池を配した翼の一端が連結され他端が上下の揺動を可能にして、海面に浮かべられた可動翼による可動翼手段と、前記、可動翼によって海面の波に風力を相関させて翼の上下運動を増幅する揺動増幅手段と、前記可動翼には流体加圧のポンプのピストンと揺動制御装置の一端を各々接続して、母体に設けられた支持管には、流体の循環系を含む流体加圧のポンプのシリンダーと揺動制御装置の他端が各々接続された流体加圧手段と、前記シリンダーの循環系からの加圧流体によって作動装置の回転軸を回転駆動させ連結する発電機の回転軸を回転駆動させ発電をする第一の発電手段と、前記可動翼の上面に配された太陽電池で太陽光から発電をする第二の発電手段と、で装置が構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2009097494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体に回転軸を介して上面に太陽電池を配した翼の一端が連結され、他端が上下の揺動を可能にして海面に浮かべられた可動翼による可動翼手段と、
前記、可動翼によって海面の波に風力を相関させて翼の上下運動を増幅する揺動増幅手段と、
前記、可動翼には流体加圧のポンプのピストンと揺動制御装置の一端を各々接続して、母体に設けられた支持管には、流体の循環系を含む流体加圧のポンプのシリンダーと揺動制御装置の他端が各々接続された流体加圧手段と、
前記、シリンダーの循環系からの加圧流体によって作動装置の回転軸を回転駆動させ、連結する発電機の回転軸を回転駆動させ発電をする第一の発電手段と、
前記、可動翼の上面に配された太陽電池で太陽光から発電をする第二の発電手段と、
で装置が構成されたことを特徴とする海上発電装置。
【請求項２】
可動翼手段、揺動増幅手段および流体加圧手段からなる一体系を、単体または複数体の体系で構成されることを特徴とする請求項１記載の海上発電装置
【請求項３】
揺動制御装置は、ばねまたはエアースプリングまたはマグネットであることを特徴とする請求項１、２いずれか記載の海上発電装置
【請求項４】
流体は、空気または水またはシリコン油であることを特徴とする請求項１、２、３いずれか記載の海上発電装置
【請求項５】
母体は、陸地または洋上構造体または船体であることを特徴とする請求項１、２、３、４いずれか記載の海上発電装置
【請求項６】
可動翼が伸縮および折りたたみの機構を備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５いずれか記載の海上発電装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、海上の波力、風力および太陽光を用いた電気変換に係り、複合な自然エネルギーを一体系で構成される装置で電気変換が実現できるもの。また、安価な電力が提供できる。
【背景技術】
【０００２】主な自然エネルギー利用は、太陽光発電、風力発電、波力発電がある。太陽光発電と風力発電はすでに実用化されている。しかし、太陽光発電は、太陽電池パネルの高コストな課題があり、また、風力発電では、高コストの他、設置場所が特定されるほか広い敷地面積を要するなどの問題がある。【０００３】波力発電では、膨大で高密度なエネルギー源としながらも本格的な実用化に至っていない。波力発電には種々の方式が提案され、多くは、大きな波の上下運動を利用して、空気または水の流れをつくり、その流れをダクトによって集め、タービンを回転させるもの。【０００４】しかし、流体を用いる波力発電装置では、高圧な流体の運動エネルギーに変換できないため、発電量を高めるためにはある程度大規模なシステムが必要となり、設備が大型化し経済的でない。【０００５】また、効率の良い波力発電装置を実現するために、海上の浮体の揺れをコントロールモーメントジャイロで受け止め、そのエネルギーを利用して発電するジャイロ式波力発電装置が提案されている。しかし、この発電方式では、構造的に複雑でありコストも高い欠点がある。【０００６】このような文献資料としては、以下が知られている。
【特許文献１】特開平６−２８０２４０号、
【特許文献２】特開平５−１６４０３６号
【特許文献３】特開２００５−２０７３３２
【特許文献４】国際公開ＷＯ  ０２／０７７３６９  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】従って本発明は、従来技術の課題である複数の自然エネルギーを一体系の装置で電気変換して、安価な電力を提供することにある。他の目的は、広域分野で適用でき、利便性もよく、景観や漁業などに貢献できる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明では、母体に回転軸を介して上面に太陽電池を配した翼の一端が連結され他端が上下の揺動を可能にして、海面に浮かべられた可動翼による可動翼手段と、可動翼によって海面の波に風力を相関させて翼の上下運動を増幅する揺動増幅手段と、可動翼には流体加圧のポンプのピストンと揺動制御装置の一端を各々接続して、母体に設けられた支持管には、流体の循環系を含む流体加圧のポンプのシリンダーと揺動制御装置の他端が各々接続された流体加圧手段と、シリンダーの循環系からの加圧流体によって作動装置の回転軸を回転駆動させ連結する発電機の回転軸を回転駆動させ発電をする第一の発電手段と、可動翼の上面に配された太陽電池で太陽光から発電をする第二の発電手段と、で装置が構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】膨大な海洋のエネルギーである波力、風力および太陽光を一体系の装置で効率よく電力に変換できる利点があり、軽量化、電力の低コストなどを可能とする。また、海上の移動体（船）にも適用できる。且つ、地球環境保全においては、地球温暖化防止にも功を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】従来の円筒形や箱形などのフロートによる波力エネルギーの電気変換では、フロートを波に浮かべれば、波の凹凸の変化によってフロートは上下運動を発生するが、風力による上下運動は発生しないため、波力による上下運動だけは電気変換される。本発明の可動翼においては、従来フロートとの大きな相違点として、平面的な翼が波間に張り出すことで風溜りを形成し、風力により翼を持ち上げることで波の凹凸間の落差を拡大させ、可動翼の揺動運動を増幅できることにある。【００１１】可動翼は、長辺に対して直角方向に移り行く波の凸部上にある時、次の波の凸部との間に可動翼の面が張り出すため、ここに風溜りが形成され風力が回り込み可動翼を押し上げながら波間の凹部の底は風圧によって押し下げられ、次いでこの風溜りの凹部へ可動翼が乗り移るとき凹部の底部まで降下する。この場合の落差は、周囲の波の凹凸間の落差に比べ風圧が相関した分だけ大きくできる。【００１２】また、可動翼の長辺に対して平行で母体に直角に向かってくる波の場合でも同様に、波間に風力を回り込ませ波の凹みに風圧がかかることによって、可動翼を下から押し上げると同時に波間の底部を押し下げることができる。【００１３】また、可動側として、母体に回転軸を介して一端が連結され他端が上下の揺動を可能にして可動翼が海面に浮かべて設けられ、可動翼には流体加圧のポンプのピストンと揺動制御装置の一端を各々接続して、他方、固定側としては、母体に設けられた支持管には、流体の循環系を含む流体加圧のポンプのシリンダーと揺動制御装置の他端が各々接続されたことによって、可動翼の揺動運動が固定側と可動側によるポンプ構成によって、流体を揺動のポンプ作用で高圧に加圧することができる。【００１４】また、揺動制御装置は、通常では可動翼を上昇行程から降下行程に変わるときに上昇運動の慣性モーメントを速やかに消滅させて可動翼を降下させ、次の上昇工程（流体の加圧）に移ることができるため、波の凹凸の移り変わりが速い、例えば、小波や海面の風が強いときのほか、母体側が船のような移動体においても都合が良い。【００１５】また、循環系をふくむポンプおよび可動翼からなる装置の一体系を複数連携した体系で構成して、作動装置と発電機の回転軸を連結して作動装置を回転駆動させることで、作動装置が小型でも効率よく大電力を得ることができる。【００１６】また、可動翼の上面に設ける太陽電池によって、太陽光、波力、風力の複合エネルギーから一体系の装置で電気変換することができる。【００１７】また、可動翼は飛行機の翼で提供されているように、構造上伸縮機構や折りたたみ機構の採用が容易から、台風時の高波、海面のうねりなど、海面の状況に合わせて可動翼を変化させ安定した電力を得ることができる。【００１８】このように装置規模に関わらず、海上の膨大な太陽光、波力、風力といった複数の自然エネルギーから一体系の装置で発電することができ、陸地、海上構造体、船体など広域な分野で適応することができる。且つ、電気変換量を高め、低コストから安価な電力を得るという目的を、最小の部品点数でコンパクトに実現した。
【実施例１】
【００１９】図１、図２によって説明すると、図１は、本発明装置の全体概要を示し、図２は可動翼の断面であり波力と風力の相関な作用を示す。
母体２、可動翼３、太陽電池４、ピストン８、揺動制御装置１０、支持管１５、シリンダー１６、逆止弁２０、２２、作動装置２５、発電機２６、変電装置２８などから装置が構成されている。【００２０】上面に太陽電池４が配された翼の可動翼３は、くぼみ３５の内部に母体２と接続される回転軸７を介して可動翼３の一端が連結され、可動翼３の他端が上下の揺動を可能にして海面５に浮かべて設けられている。【００２１】可動翼３は、波の凹凸間の落差によって揺動運動が発生しやすく波の衝撃にも耐えられるように、軽量な樹脂材など用いられ断面は平面的で内部は空隙を多くして、可動翼３の他端は、船首のように円弧をもたせて製造されている。【００２２】また、可動翼３は、図示はないが母体側に電動による伸縮機構と中央あたりに折りたたみ機構を設けられることによって、台風時の高波、海面のうねりなど、海面の状況に合わせて運転がされている。【００２３】母体２と接続される側の可動翼３の内部には、流体加圧のポンプを構成するピストン８と揺動制御装置１０の一端を各々可動にして接続されている。また、流体の流入と流出の循環系のパイプを取り付けた流体加圧ポンプのシリンダー１６のヘッドと揺動制御装置１０の他端は、母体２から突き出した支持管１５の先端部に接続されて設けられている。【００２４】シリンダー１６のヘッドに取り付けられる流体の流入と流出の循環系のパイプは、持管支１５の内部に配置され、それぞれ逆止弁２０、２２を介して高圧流体４０および低圧流体５０の配管へ接続連通されて、空気、水、シリコン油など目的に適応した材質が選択された流体が循環している。【００２５】揺動制御装置１０は、機能として可動翼３の適度な押し下げと揺動運動域の制限ができるもので、金属のばねまたはエアースプリングのほかマグネットなどが採用され装置が構成されて、必要に応じて単体または複数の揺動制御装置が設けられている。【００２６】また、可動翼３の内部へ支持管１５が挿入される部分は、各々運動方向が自由にできるようにジャバラ状に防水効果のあるゴム系材料などの柔軟材で密封に接合して、運動による摩擦などの障害が防止できるように回転軸７の上部もしくは交差位置に設けられている。【００２７】高圧流体４０の配管は、回転軸が発電機２６と連結される作動装置２５の入力口に接続され、他方、作動装置２５の出力口に接続される低圧流体５０の配管は、必要数が設けられた流体加圧ポンプのシリンダー１６の配管系と各々接続され、流体が循環できるように接続連通されている。【００２８】ここで、可動翼３による波力と風力の相関な作用を図２によって説明する。Ｘ地点の断面において、可動翼３の長辺に対し直角方向に流れる風力の進行方向をＷ、波の凹凸の進行方向をＭとし、海面５の波の凹凸は、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの順で可動翼３に向かっている。【００２９】可動翼３が波の凸部５ａにあるとき、可動翼３の面の張り出しによって波間５ｂに風溜りをつくり風力を回り込ませることで、風圧により可動翼３に揚力が働き下から押し上げて、同時に波間５ｂの底部を押し下げている。【００３０】次いで可動翼３が波の５ｂに移るとき、通常は５ｄの深さであるのに比べ風圧によって５ｂの方が深くなっているため、可動翼３は相当に降下したのち、次の５ｃでは上昇して揺動の一行程が終了する。このように波間に風力を作用させることで揺動の行程距離を増幅することができる。【００３１】電気変換系は、波力と風力は、流体の循環圧に変換され作動装置２５連結する発電機２６の回転によって起電され、他方太陽光は、太陽電池によって起電され、ともに変電装置２８を経た電力６０が電力需要装置へ配電されている。【００３２】このように可動翼３を用いて装置が構成されたことで、波力、風力および太陽光の複合エネルギーを効率よく電気へ変換することができる。太陽電池４にあっては、ｐｎ結合型の半導体太陽電池または色素増感型太陽電池であっても同様に用いることができる。【００３３】本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】以上説明したように、このように装置規模に関わらず、海上の膨大な波力、風力、太陽光といった複数の自然エネルギーを一体系の装置で利用することができ、陸地、海上構造体、船体など広域な目的にも適応することができる。且つ、電気変換量を増大し、安価な電力を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例の全体概要を示している。（実施例１）
【図２】本発明の可動翼の断面を示している。（実施例１）
【符号の説明】
【００３６】２  母体
３  可動翼
４  太陽電池
５  海面
８  ピストン
１０  揺動制御装置
１５  支持管
１６  シリンダー
２５  作動装置
２６  発電機
２８  変電装置
２９  制圧弁
４０  高圧流体
５０  低圧流体
６０  電力
【図１】
2009097494.tif 000003
【図２】
2009097494.tif 000004