JP4628844B2 - Wave energy utilization device - Google Patents
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Description
本発明は、水面側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面を有し、中心部に開口を有する本体と、該本体の中心部から傾斜面上を周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤とを備え、本体を水面に浮かせ、波の動きにともなって中心部から進入する水を利用する波エネルギー利用装置に関し、特に、波力を利用して発電するものに関する。 The present invention includes a main body having an inclined surface inclined upward from the peripheral edge on the water surface side toward the central portion, and an opening in the central portion, and radially extending from the central portion of the main body toward the peripheral edge on the inclined surface. A wave energy utilization device that uses water that is provided with a converging dam for converging waves, floats the main body on the water surface, and uses water that enters from the center as the waves move. It relates to what generates electricity.
従来から地球温暖化問題や様々な環境破壊問題などが叫ばれてきたが、これらの問題は近年になってますます大きな問題になっている。これらは、エネルギー問題とも密接に関連している。そのエネルギー問題には石油ピーク問題、化石エネルギー資源の枯渇化問題などエネルギー資源そのものの量的問題があり、省エネルギー、省資源が全世界的な課題になっている。 The global warming problem and various environmental destruction problems have been screamed in the past, but these problems have become increasingly serious in recent years. These are also closely related to energy issues. There are quantitative problems of energy resources such as oil peak problem and fossil energy resource depletion problem, and energy and resource conservation are global issues.
また、エネルギーの利用には環境破壊問題に直結する面があり、地球温暖化の一因であるエネルギー消費にともなう二酸化炭素の排出問題や原子力利用にともなう放射能の問題その他がある。原子力利用に関する問題としては、原子力発電所などの原子炉の老朽化などに伴って発生し得る放射能漏れ事故がある。放射能は生態環境への悪影響が大きく、放射能漏れ事故が発生したときには地域住民の生活環境への被害が甚大になる虞がある。 In addition, the use of energy is directly related to the problem of environmental destruction, and there is a problem of carbon dioxide emission due to energy consumption that contributes to global warming, a problem of radioactivity due to the use of nuclear power, and others. Problems related to the use of nuclear power include radiation leakage accidents that can occur with the aging of nuclear reactors such as nuclear power plants. Radioactivity has a great adverse effect on the ecological environment, and when a radioactivity leakage accident occurs, there is a risk that damage to the living environment of local residents will be serious.
また、現在人の住めないような無人島、例えば尖閣諸島や沖ノ鳥島、竹島、小笠原諸島などの島々への居住を可能にし、釣り場や観光地としての可能性を高めるために、或いは離島における石油などの運搬費とエネルギー資源の節約や観光、水産業などの拡大による島民の生活向上や利便性の向上などを図るために波エネルギー資源を有効に利用する装置が望まれていた。 In addition, it is possible to live on uninhabited islands where people cannot live, such as the Senkaku Islands, Okinotorishima, Takeshima, Ogasawara Islands, etc. There has been a demand for a device that effectively uses wave energy resources in order to improve the lives and conveniences of islanders by saving transportation costs such as oil and energy resources, expanding tourism, and the fishing industry.
また、養殖場などにおいては、生産高を上げるために海水交換を良好にして汚染や酸素不足などの問題を解決する必要があり、そのためには養殖設備を水深の深い沖合いへ設けざるを得なかったが、そのような海域では大波浪があるので、消波と発電ができて海水交換ができる装置が望まれていた。 In addition, in aquaculture farms, it is necessary to improve the seawater exchange to solve problems such as pollution and oxygen shortage in order to increase production. For this purpose, aquaculture facilities must be installed offshore deep in the water. However, since there is a big wave in such a sea area, a device capable of exchanging waves and generating power and exchanging seawater has been desired.
つぎに沖合い人工島や火力、原子力発電所、基地や飛行場、港湾建設などにおいても、外海は大波浪のため、これらの建設時には、安全でしかも安価に製作できる仮設消波装置などが必要とされていた。 Next, offshore artificial islands, thermal power, nuclear power plants, bases, airfields, port construction, etc., because the open sea is a big wave, a temporary wave breaker that can be manufactured safely and inexpensively is required for these constructions. It was.
このような状況の中で、地球環境に負荷のかからないクリーンな自然エネルギー、例えば海洋、ダム、湖沼などにおける風力や波力、また、ソーラーなどの有効利用が広がっている。 Under such circumstances, the effective use of clean natural energy that does not burden the global environment, such as wind power and wave power in the ocean, dams, lakes, and the like, and solar is spreading.
自然エネルギーを利用したものとして、例えば、波力の利用を実用化した波浪エネルギー変換装置、例えば消波装置などがある。また、波力発電など波エネルギー変換装置がある。さらに、波のエネルギーで送水する波力ポンプなど(特許文献1)がある。 Examples of utilizing natural energy include a wave energy conversion device, for example, a wave extinguishing device, in which the use of wave power is put into practical use. There are also wave energy conversion devices such as wave power generation. Furthermore, there is a wave power pump that supplies water with wave energy (Patent Document 1).
しかしながら、消波装置は、一旦海に設置すると大波時、小波時に区別なく波を消波することだけを目的として稼動させなくてはならないために、多様性に乏しくその割には製造コストや維持コストが高いために、費用対効果の割合が非常に高くついてしまうという問題点がある。 However, once installed in the sea, the wave-dissipating device must be operated only for the purpose of wave-dissipating in the case of large waves and small waves. Due to the high cost, there is a problem that the ratio of cost effectiveness is very high.
また、波力発電などの波エネルギー変換装置は、波エネルギーを空気エネルギーに変換して発電するために非常に効率の悪い装置となっている。 Further, wave energy conversion devices such as wave power generation are very inefficient devices for generating electric power by converting wave energy into air energy.
また、波力ポンプにおいても、特許文献1に開示されているように一基で送水できる水量は少ない。 Also in the wave pump, as disclosed in Patent Document 1, the amount of water that can be sent by a single unit is small.
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、波のエネルギーを利用して効率よく発電できる波エネルギー利用装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a wave energy utilization device that can efficiently generate power using wave energy.
また、本発明は、波のエネルギーを利用して大量に送水できる波エネルギー利用装置を提供することを目的とする。 Moreover, an object of this invention is to provide the wave energy utilization apparatus which can send water in large quantities using the energy of a wave.
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。 The gist of the present invention for achieving the object lies in the inventions of the following items.
[1] 水面下端側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面(3b)を有し、前記中心部に開口(3a)を有する本体(10,10A,10B)と、該本体(10,10A,10B)の前記傾斜面(3b)上に前記中心部から前記傾斜面(3b)上を前記下端側の周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤(11)とを備え、前記中心部が水面(S)上に出るように前記本体(10,10A,10B)を水面(S)に浮かせて、波の動きにともなって前記中心部から進入する水を利用する波エネルギー利用装置(1,1A,1B)において、
前記開口(3a)から下方に設けられ、水中側に連通する連通部(15)を有するプール(6)と、前記連通部(15)に配置された水車(16)と、該水車(16)の回転に連動して発電する発電機(18)とを備え、
前記水車(16)の回転軸(17)は、前記収斂堤(11)の延長線上に配設されており、
前記収斂堤(11)に区切られた前記傾斜面(3b)を遡上して前記開口(3a)から前記プール(6)内に進入した水の水位と本体(10,10A,10B)外部の水の水位との水位差によって前記水車(16)を回転させて、前記発電機(18)に発電させることを特徴とする波エネルギー利用装置(1,1A,1B)。
[1] A main body (10, 10A, 10B) having an inclined surface (3b) inclined upward from the peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the center, and having an opening (3a) in the center, 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B) Converging dams for converging waves, which are erected on the inclined surface (3 b) from the center and radially on the inclined surface (3 b) toward the peripheral edge on the lower end side ( 11), and the main body (10, 10A, 10B) is floated on the water surface (S) so that the central portion comes out on the water surface (S), and water enters from the central portion along with the movement of waves. In the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) using
A pool (6) provided below the opening (3a) and having a communication portion (15) communicating with the underwater side, a water wheel (16) disposed in the communication portion (15), and the water wheel (16) A generator (18) that generates power in conjunction with the rotation of the
The rotating shaft (17) of the water wheel (16) is disposed on an extension line of the converging dam (11),
The level of water entering the pool (6) from the opening (3a) by going up the inclined surface (3b) divided by the converging dam (11) and the outside of the main body (10, 10A, 10B) A wave energy utilization device (1, 1A, 1B) characterized in that the water turbine (16) is rotated by a water level difference from the water level to cause the generator (18) to generate power.
[2] 水面下端側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面(3b)を有し、前記中心部に開口(3a)を有する本体(10,10A,10B)と、該本体(10,10A.10B)の前記傾斜面(3b)上に前記中心部から前記傾斜面(3b)上を前記下端側の周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤(11)とを備え、前記中心部が水面(S)上に出るように前記本体(10,10A,10B)を水面(S)に浮かせて、波の動きにともなって前記中心部から進入する水を利用する波エネルギー利用装置(1,1A,1B)において、
前記開口(3a)から下方に設けられ、水中側に連通する連通部(15)を有するプール(6)と、前記連通部(15)に配置された水車(16)と、該水車(16)の回転に連動して発電する発電機(18)と、前記本体(10,10A,10B)の周縁を囲んで垂下する、吊り上げ可能なスカート(5)とを備え、
前記収斂堤(11)に区切られた前記傾斜面(3b)を遡上して前記開口(3a)から前記プール(6)内に進入した水の水位と本体(10,10A,10B)外部の水の水位との水位差によって前記水車(16)を回転させて、前記発電機(18)に発電させることを特徴とする波エネルギー利用装置(1,1A,1B)。
[3] 水面下端側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面(3b)を有し、前記中心部に開口(3a)を有する本体(10,10A,10B)と、該本体(10,10A,10B)の前記傾斜面(3b)上に前記中心部から前記傾斜面(3b)上を前記下端側の周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤(11)とを備え、前記中心部が水面(S)上に出るように前記本体(10,10A,10B)を水面(S)に浮かせて、波の動きにともなって前記中心部から進入する水を利用する波エネルギー利用装置(1,1A,1B)において、
前記開口(3a)から下方で上下に画成された上部収容室(6a)と下部収容室(6b,6c)とからなり、これら上下の収容室(6a,6b,6c)を連通する連通部(15)を有するプール(6)と、前記連通部(15)に配置された水車(16)と、該水車(16)に連動して発電する発電機(18)と、前記下部収容室(6b,6c)内の水を前記本体(10,10A,10B)から放水する、前記下部収容室(6b,6c)から前記傾斜面(3b)まで通じた放水部(22,31)と、該放水部(22,31)を塞いで前記本体(10,10A,10B)外部から前記下部収容室(6b,6c)内への水の浸入を防止する逆止弁(24,34,36)とを備え、
前記収斂堤(11)に区切られた前記傾斜面(3b)を遡上して前記開口(3a)から前記プール(6)の上部収容室(6a)内に進入した水の水位と本体(10,10A,10B)外部の水の水位との水位差によって前記水車(16)を回転させて前記発電機(18)に発電させるとともに、前記下部収容室(6b、6c)内の水が前記水位差によって前記放水部(22,31)から前記本体(10,10A,10B)の外に放水されることを特徴とする波エネルギー利用装置(1,1A,1B)。
[2] A main body (10, 10A, 10B) having an inclined surface (3b) inclined upward from the peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the center, and having an opening (3a) in the center, 10, 10A.10B) Converging dams for converging waves, which are erected radially on the inclined surface (3b) from the central portion toward the peripheral edge on the lower end side on the inclined surface (3b). 11), and the main body (10, 10A, 10B) is floated on the water surface (S) so that the central portion comes out on the water surface (S), and water enters from the central portion along with the movement of waves. In the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) using
A pool (6) provided below the opening (3a) and having a communication portion (15) communicating with the underwater side, a water wheel (16) disposed in the communication portion (15), and the water wheel (16) A generator (18) that generates power in conjunction with the rotation of the main body (10), and a skirt (5) that can be lifted around the periphery of the main body (10, 10A, 10B).
The level of water entering the pool (6) from the opening (3a) by going up the inclined surface (3b) divided by the converging dam (11) and the outside of the main body (10, 10A, 10B) A wave energy utilization device (1, 1A, 1B) characterized in that the water turbine (16) is rotated by a water level difference from the water level to cause the generator (18) to generate power.
[ 3 ] A main body (10, 10A, 10B) having an inclined surface (3b) inclined upward from the peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the center, and having an opening (3a) in the center, 10, 10 </ b> A, 10 </ b> B) Converging dams for converging waves, which are erected on the inclined surface (3 b) from the center and radially on the inclined surface (3 b) toward the peripheral edge on the lower end side ( 11), and the main body (10, 10A, 10B) is floated on the water surface (S) so that the central portion comes out on the water surface (S), and water enters from the central portion along with the movement of waves. In the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) using
The upper storage chamber (6a) and the lower storage chamber (6b, 6c) defined vertically below the opening (3a), and a communication portion for communicating the upper and lower storage chambers (6a, 6b, 6c) A pool (6) having (15), a water turbine (16) disposed in the communication portion (15), a generator (18) that generates power in conjunction with the water turbine (16), and the lower housing chamber ( 6b, 6c) for discharging water from the main body (10, 10A, 10B), a water discharge part (22, 31) from the lower housing chamber (6b, 6c) to the inclined surface (3b), A check valve (24, 34, 36) for blocking the water discharge part (22, 31) and preventing water from entering the lower housing chamber (6b, 6c) from the outside of the main body (10, 10A, 10B); With
The water level and the main body (10) that has moved up the inclined surface (3b) partitioned by the converging dam (11) and entered the upper storage chamber (6a) of the pool (6) from the opening (3a). , 10A, 10B) The water turbine (16) is rotated by the difference in water level from the external water level to cause the generator (18) to generate power, and the water in the lower housing chambers (6b, 6c) The wave energy utilization device (1, 1A, 1B) is characterized in that water is discharged from the water discharge portion (22, 31) to the outside of the main body (10, 10A, 10B) due to the difference.
[4] 前記逆止弁(34)は、前記下部収容室(6c)と前記放水部(31)との境に設けたことを特徴とする[3]に記載の波エネルギー利用装置(1,1A,1B)。 [ 4 ] The wave energy utilization device (1, 2) according to [ 3 ], wherein the check valve (34) is provided at a boundary between the lower accommodation chamber (6c) and the water discharge section (31). 1A, 1B).
[5] 前記逆止弁(24,36)は、前記放水部(22,31)から放水される前記傾斜面(3b)の放水口(23,35)に設けたことを特徴とする[3]または[4]に記載の波エネルギー利用装置(1,1A,1B)。 [5] The check valve (24, 36) is characterized in that the provided outlet water of the inclined surface that is water discharge from water discharge portion (22 and 31) (3b) (23, 35) [3 ] Or the wave energy utilization apparatus (1, 1A, 1B) described in [ 4 ].
[6] 水面下端側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面(3b)を有し、前記中心部に開口(3a)を有する本体(10C)と、該本体(10C)の前記傾斜面(3b)上に前記中心部から前記傾斜面(3b)上を前記下端側の周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤(11)とを備え、前記中心部が水面(S)上に出るように前記本体(10C)を水面(S)に浮かせて、波の動きにともなって前記中心部から進入する水を利用する波エネルギー利用装置(1C)において、
前記開口(3a)から下方で上下に画成された上部収容室(6a)と下部収容室(6b)とからなるプール(6)と、該プール(6)の下部収容室(6b)に水中から水を取り込む取水管(48)と、該取水管(48)から前記下部収容室(6b)に取り込んだ水を本体(10C)の外に放水するための放水管(49)と、前記取水管(48)から水を取り込むとともに前記放水管(49)に水を送り込む送水手段とを備え、
前記送水手段は、前記上部収容室(6a)に配置した第1水車(43)と、前記下部収容室(6b)に配置した、前記第1水車(43)に連動して回転する第2水車(46)とを有し、
前記収斂堤(11)に区切られた前記傾斜面(3b)を遡上して前記開口(3a)から前記プール(6)内に進入した水の水位と本体(10C)外部の水の水位との水位差によって前記第1水車(43)を回転させるとともに、前記第1水車(43)の回転に連動して回転する前記第2水車(46)が前記取水管(48)から前記下部収容室(6b)に取り込んだ水を前記放水管(49)に送り込んで前記本体(10C)の外へ放水することを特徴とする波エネルギー利用装置(1C)。
[ 6 ] A main body (10C) having an inclined surface (3b) inclined upward from the peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the center, and having an opening (3a) in the center, and the main body (10C) A converging ridge (11) for converging waves, which is provided on the inclined surface (3b) so as to radiate from the central portion toward the peripheral edge on the lower end side from the central portion. In the wave energy utilization device (1C) that floats the main body (10C) on the water surface (S) so that the portion comes out on the water surface (S), and uses the water that enters from the central portion along with the movement of the wave,
A pool (6) composed of an upper storage chamber (6a) and a lower storage chamber (6b) defined vertically below the opening (3a) and a lower storage chamber (6b) of the pool (6) A water intake pipe (48) for taking water from the water intake pipe (48), a water discharge pipe (49) for discharging water taken from the water intake pipe (48) into the lower housing chamber (6b) to the outside of the main body (10C); Water supply means for taking water from the water pipe (48) and sending water to the water discharge pipe (49);
The water supply means includes a first water wheel (43) disposed in the upper housing chamber (6a) and a second water wheel rotating in conjunction with the first water wheel (43) disposed in the lower housing chamber (6b). (46)
The water level of water entering the pool (6) from the opening (3a) by going up the inclined surface (3b) partitioned by the converging dam (11) and the water level outside the main body (10C) The first water turbine (43) is rotated by the water level difference between the first water wheel and the second water wheel (46) rotating in conjunction with the rotation of the first water wheel (43) from the intake pipe (48) to the lower receiving chamber. The wave energy utilization device (1C), wherein the water taken into (6b) is sent to the water discharge pipe (49) and discharged outside the main body (10C).
[7] 前記プール(6)の上部収容室(6a)は水中側に連通する第1連通部(50)を有し、
前記プール(6)の下部収容室(6b)は前記放水管(49)に連通する第2連通部(47)を有し、
前記第1水車(43)は、前記上部収容室(6a)の第1連通部(50)に配置され、
前記第2水車(46)は、前記下部収容室(6b)の第2連通部(47)に配置され、
前記第1水車(43)を回転させた水は、前記第1水車(43)によって前記第1連通部(50)から水中側へ放出され、前記第2水車(46)の回転によって前記下部収容室(6b)に取り込まれた水は、前記第2水車(46)によって前記第2連通部(47)から前記放水管(49)に送り込まれて前記本体(10C)の外に放水されることを特徴とする[6]に記載の波エネルギー利用装置(1C)。
[ 7 ] The upper storage chamber (6a) of the pool (6) has a first communication portion (50) communicating with the underwater side,
The lower storage chamber (6b) of the pool (6) has a second communication part (47) communicating with the water discharge pipe (49),
The first water turbine (43) is disposed in the first communication portion (50) of the upper accommodation chamber (6a),
The second water turbine (46) is disposed in the second communication portion (47) of the lower housing chamber (6b),
The water obtained by rotating the first water turbine (43) is discharged from the first communication part (50) to the underwater side by the first water wheel (43), and the lower housing is accommodated by the rotation of the second water wheel (46). The water taken into the chamber (6b) is fed into the water discharge pipe (49) from the second communication part (47) by the second water wheel (46) and discharged outside the main body (10C). Wave energy utilization apparatus (1C) as described in [ 6 ] characterized by these.
[8] 水面下端側の周縁から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面(3b)を有し、前記中心部に開口(3a)を有する本体(10D)と、該本体(10D)の前記傾斜面(3b)上に前記中心部から前記傾斜面(3b)上を前記下端側の周縁に向って放射状に立設した、波を収斂するための収斂堤(11)とを備え、前記中心部が水面(S)上に出るように前記本体(10D)を水面(S)に浮かせて、波の動きにともなって前記中心部から進入する表面水を利用する波エネルギー利用装置(1D)において、
前記開口(3a)から下方に設けられ、水中側に連通する連通部(15)を有するプール(6)と、該プール(6)の下方に設けられ、前記表面水と深部の水との水温差を利用して発電する温度差発電装置(100)を配設した発電室(55)と、前記温度差発電装置(100)内に流通させる、表面水よりも水温の低い深部の冷水を水中から取り込むための取水管(57)と、該取水管(57)から冷水を取水して前記温度差発電装置(100)内に送り込む送水手段と、該送水手段が送り込む冷水を前記温度差発電装置(100)に流通させてから前記本体(10D)の外に放出する冷水流通手段と、前記プール(6)から表面水を前記温度差発電装置(100)に流通させてから前記本体(10D)の外に放出する表面水流通手段と、を備え、
前記送水手段は、前記プール(6)の連通部(15)に配置した第1水車(160)と、前記取水管(57)側に配置した、前記第1水車(160)に連動して回転する第2水車(56)とを有し、
前記収斂堤(11)に区切られた前記傾斜面(3b)を遡上して前記開口(3a)から前記プール(6)内に進入した表面水の水位と本体(10D)外部の水の水位との水位差によって前記第1水車(160)を回転させるとともに表面水流通手段を流通し、前記第1水車(160)の回転に連動して回転する前記第2水車(56)が前記取水管(57)から前記冷水流通手段に冷水を流通し、前記表面水流通手段を流通する表面水と前記冷水流通手段を流通する冷水との温度差によって前記温度差発電装置(100)が発電することを特徴とする波エネルギー利用装置(1D)。
[ 8 ] A main body (10D) having an inclined surface (3b) inclined upward from the peripheral edge at the lower end of the water surface toward the center, and having an opening (3a) in the center, and the main body (10D) A converging ridge (11) for converging waves, which is provided on the inclined surface (3b) so as to radiate from the central portion toward the peripheral edge on the lower end side from the central portion. In the wave energy utilization device (1D) that floats the main body (10D) on the water surface (S) so that the portion comes out on the water surface (S), and uses the surface water entering from the center with the movement of the wave ,
A pool (6) provided below the opening (3a) and having a communicating part (15) communicating with the underwater side, and provided between the surface water and deep water provided below the pool (6) A power generation chamber (55) in which a temperature difference power generation device (100) that generates power using a temperature difference is arranged, and cold water at a deeper temperature lower than the surface water that is circulated in the temperature difference power generation device (100). A water intake pipe (57) for taking in water, water supply means for taking cold water from the water intake pipe (57) and feeding it into the temperature difference power generation apparatus (100), and cold water fed by the water supply means for the temperature difference power generation apparatus A cold water circulation means that circulates to (100) and then discharges to the outside of the main body (10D); and surface water from the pool (6) circulates to the temperature difference power generation device (100) and then the main body (10D). Surface water circulation means for discharging to the outside, Provided,
The water supply means rotates in conjunction with the first water turbine (160) disposed in the communication part (15) of the pool (6) and the first water wheel (160) disposed on the intake pipe (57) side. A second water turbine (56)
The water level of the surface water that entered the pool (6) from the opening (3a) by going up the inclined surface (3b) partitioned by the converging dam (11) and the water level outside the main body (10D) The first water turbine (160) is rotated by the difference in water level and the surface water circulation means is circulated, and the second water turbine (56) rotating in conjunction with the rotation of the first water turbine (160) is the intake pipe. The temperature difference power generation device (100) generates electricity from the temperature difference between the surface water flowing through the surface water circulation means and the cold water flowing through the cold water circulation means. Wave energy utilization device (1D) characterized by
[9] 前記温度差発電装置(100)は、作動流体を凝縮させる凝縮器(59)と、該凝縮器(59)によって凝縮された作動流体を蒸発させる蒸発器(63)と、前記凝縮された作動流体を前記蒸発器(63)に送るポンプ(71)と、前記蒸発器(63)によって蒸発した作動流体によって回転するタービン(72)と、該タービン(72)の回転に連動して発電する発電機(74)と、前記凝縮器(59)、前記ポンプ(71)、前記蒸発器(63)および前記タービン(72)を前記作動流体が循環するよう配設した配管構造(68,70,73,75)と、を備え、
前記冷水流通手段は、前記取水管(57)側から前記凝縮器(59)を経由して前記本体(10D)の外に通じる流通管(58,60)を有し、前記表面水流通手段は、前記プール(6)側から前記蒸発器(63)を経由して前記本体(10D)の外に通じる流通管(64a,64b)を有し、
前記凝縮器(59)によって凝縮された作動流体が前記蒸発器(63)によって気化され、気化した作動流体が前記凝縮器(59)に戻る前に前記タービン(72)を回転させることにより、前記発電機(74)が発電することを特徴とする[8]に記載の波エネルギー利用装置(1D)。
[ 9 ] The temperature difference power generation device (100) includes the condenser (59) for condensing the working fluid, the evaporator (63) for evaporating the working fluid condensed by the condenser (59), and the condensation. The pump (71) for sending the working fluid to the evaporator (63), the turbine (72) rotated by the working fluid evaporated by the evaporator (63), and power generation in conjunction with the rotation of the turbine (72) Generator (74), and a piping structure (68, 70) in which the working fluid circulates through the condenser (59), the pump (71), the evaporator (63), and the turbine (72). 73, 75), and
The cold water circulation means has a circulation pipe (58, 60) that communicates from the intake pipe (57) side to the outside of the main body (10D) via the condenser (59), and the surface water circulation means The circulation pipes (64a, 64b) communicating from the pool (6) side to the outside of the main body (10D) via the evaporator (63),
The working fluid condensed by the condenser (59) is vaporized by the evaporator (63), and the turbine (72) is rotated before the vaporized working fluid returns to the condenser (59). The wave energy utilization device (1D) according to [ 8 ], wherein the generator (74) generates electric power.
[10] 前記水車(16,43,160)を通過する水量を制御するための制御弁(77)を設けたことを特徴とする[1],[2],[3],[4],[5],[6],[7],[8]または[9]に記載の波エネルギー利用装置(1,1A,1B,1C,1D)。 [ 10 ] [1], [2], [3], [4], characterized in that a control valve (77) for controlling the amount of water passing through the water turbine (16, 43, 160) is provided. The wave energy utilization device (1, 1A, 1B, 1C, 1D) according to [5], [6], [7] , [8] or [ 9 ].
[11]
前記本体(10,10A,10B,10C,10D)の周縁を囲んで垂下する、吊り上げ可能なスカート(5)を備えたことを特徴とする[1],[3],[4],[5],[6],[7],[8],[9]および[10]に記載の波エネルギー利用装置(1,1A,1B,1C,1D)。
[1 1 ]
[1] , [ 3], [4], [5, characterized in that the main body (10, 10A, 10B, 10C, 10D) includes a skirt (5) that can be lifted around the periphery. ], [6], [7], [8] , [9] and the wave energy utilization apparatus described in [ 10 ] (1, 1A, 1B, 1C, 1D).
前記本発明は次のように作用する。 The present invention operates as follows.
[1]から[4]に記載の波エネルギー利用装置(1,1A,1B)は、本体(10,10A,10B)を水底(海底)(SG)から係留装置(2)により係留して、水面(S)上に浮遊させておく。この波エネルギー利用装置(1,1A,1B)に向って来た波(W)は、収斂堤(11)で仕切られた傾斜部(3)の傾斜面(3b)に上がり、本体(10,10A,10B)の中心部に進む。波(W)は、中心部に近付くにつれて収斂堤(11)によって収斂されているので、傾斜面(3b)を上がる波は、収斂作用を受けて波高が大きくなって開口(3a)からプール(6)内に入る。 The wave energy utilization device (1, 1A, 1B) according to [1] to [4], the main body (10, 10A, 10B) is moored from the water bottom (sea floor) (SG) by the mooring device (2), Float on the water surface (S). The wave (W) that has traveled toward the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) rises to the inclined surface (3b) of the inclined portion (3) partitioned by the converging dam (11), and the main body (10, 10A, 10B). Since the wave (W) is converged by the convergent embankment (11) as it approaches the center, the wave rising on the inclined surface (3b) is subjected to the convergence effect, and the wave height increases and the pool ( 6) Enter.
プール(6)内に入った水は、傾斜部(3)の傾斜面(3b)を遡上した水位と本体(10,10A,10B)の外部の水の水位との水位差によって、プール(6)の底部(8)もしくはプール(6)を仕切る仕切り板(19)に設けた連通部(15)内の水車(16)を回転させて放水ホース(25)もしくは放水部(22,31)を通り波エネルギー利用装置(1,1A,1B)の外部へ放水される。 The water that has entered the pool (6) is caused by the water level difference between the water level that has run up the inclined surface (3b) of the inclined portion (3) and the water level outside the main body (10, 10A, 10B). 6) The water turbine (16) in the communication part (15) provided in the bottom part (8) or the partition plate (19) partitioning the pool (6) is rotated to rotate the water discharge hose (25) or the water discharge part (22, 31). The water is discharged to the outside of the wave energy utilization device (1, 1A, 1B).
水車(16)が回転すると回転軸(17)に連結された発電機(18)が連動して発電する。以上の繰り返しによって発電がされるとともに、水の循環が促され、また、波のエネルギーの変換および傾斜部(3)の傾斜面(3b)上で波の収斂、波打ち作用、砕波現象などの繰り返しによって波エネルギー利用装置(1,1A,1B)の後方側では消波される。放水ホース(25)は、海底(SG)近くまで垂下させておくことが好ましいが、波エネルギー利用装置(1,1A,1B)による消波も必要とする場合には、放水ホース(25)を曲げ、スカート(5)の側壁部を貫通させて波エネルギー利用装置(1,1A,1B)の側部に放水することにより、一層に消波効果を高めることができる。 When the water turbine (16) rotates, the generator (18) connected to the rotating shaft (17) generates power in conjunction with it. By repeating the above generation of electricity, water circulation is promoted, and wave energy conversion and wave convergence, wave action, wave breaking phenomenon, etc. on the inclined surface (3b) of the inclined portion (3) are repeated. Therefore, the wave energy is dissipated on the rear side of the wave energy utilization device (1, 1A, 1B). The water discharge hose (25) is preferably suspended close to the sea floor (SG). However, when the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) also needs to be extinguished, the water discharge hose (25) is used. Bending and penetrating the side wall of the skirt (5) to discharge water to the side of the wave energy utilization device (1, 1A, 1B) can further enhance the wave-dissipating effect.
本体(10A,10B)にプール(6)内の水を排出する放水部(22,31)を設け、逆止弁(24,34,36)によって放水部(22,31)を塞いだり、開いたりすることにより、プール(6)からの水の放水を妨げることなく、本体(10A,10B)外部からプール(6)内への水の浸入を防止することができる。 The main body (10A, 10B) is provided with a water discharge part (22, 31) for discharging the water in the pool (6), and the water discharge part (22, 31) is closed or opened by the check valve (24, 34, 36). Intrusion of water into the pool (6) from the outside of the main body (10A, 10B) can be prevented without hindering water discharge from the pool (6).
[5]および[6]に記載の波エネルギー利用装置(1C)は、開口(3a)からプール(6)内に進入した水がプール(6)の上部収容室(6a)に配置した第1水車(43)を回転させると、下部収容室(6b)に配置した第2水車(46)が連動して回転し、一旦、取水管(48)から下部収容室(6b)に取り込んだ水を第2連通部(47)を介して放水管(49)から本体(10C)の外に放水する。これにより、所望の領域にある水を所望の場所で放水することができる。 In the wave energy utilization device (1C) according to [5] and [6], the water that has entered the pool (6) from the opening (3a) is disposed in the upper storage chamber (6a) of the pool (6). When the water wheel (43) is rotated, the second water wheel (46) disposed in the lower housing chamber (6b) rotates in conjunction with the water once taken into the lower housing chamber (6b) from the water intake pipe (48). Water is discharged from the water discharge pipe (49) to the outside of the main body (10C) through the second communication part (47). Thereby, water in a desired region can be discharged at a desired location.
[7]および[8]に記載の波エネルギー利用装置(1D)は、傾斜面(3b)を遡上してプール(6)に進入した表面水が第1水車(160)を回転させることにより、この第1水車(160)の回転に連動した第2水車(56)を回転させて海底(SG)付近から比較的温度の低い冷水を取水管(57)を通じて汲み上げる。この冷水は、温度差発電装置(100)の凝縮器(59)に供給される。凝縮器(59)は、作動流体を凝縮して液化する。この液化した作動流体はポンプ(71)によって蒸発器(63)に送られる。 In the wave energy utilization device (1D) according to [7] and [8], the surface water that has gone up the inclined surface (3b) and entered the pool (6) rotates the first water turbine (160). Then, the second water turbine (56) interlocked with the rotation of the first water turbine (160) is rotated to draw cold water having a relatively low temperature from the vicinity of the sea floor (SG) through the water pipe (57). This cold water is supplied to the condenser (59) of the temperature difference power generation device (100). The condenser (59) condenses and liquefies the working fluid. The liquefied working fluid is sent to the evaporator (63) by the pump (71).
蒸発器(63)には、第1水車(160)を回転させた温度の高い表面水が供給されており、凝縮した作動流体を気化させる。気化した作動流体はタービン(72)に送られて、タービン(72)を回転させる。このタービン(72)の回転によって発電機(74)が駆動して発電する。 The evaporator (63) is supplied with high-temperature surface water obtained by rotating the first water turbine (160), and vaporizes the condensed working fluid. The vaporized working fluid is sent to the turbine (72) to rotate the turbine (72). The generator (74) is driven by the rotation of the turbine (72) to generate electricity.
本発明にかかる波エネルギー利用装置によれば、傾斜面を遡上してプールに入った水の水位差を利用して水車を回転させることができる。この水車の回転力を発電機に伝達して発電機を駆動することにより、自然エネルギーである波のエネルギーを利用した効率の良い発電をすることができる。また、傾斜部の斜面を遡上する側の波やスカートの網目を通過する波を消波することができる。 According to the wave energy utilization apparatus concerning this invention, a water turbine can be rotated using the water level difference of the water which went up the inclined surface and entered the pool. By transmitting the rotational force of the water turbine to the generator to drive the generator, it is possible to generate power efficiently using wave energy that is natural energy. Moreover, the wave which goes up the slope of an inclination part, and the wave which passes the mesh | network of a skirt can be quenched.
また、水車の回転力を水の汲み上げに利用することにより、大量の水を積極的に送水することができる。この大量送水と上記発電とは同時に達成することもできる。 In addition, a large amount of water can be actively sent by using the rotational force of the water wheel for pumping water. This mass water supply and the power generation can be achieved simultaneously.
また、温度差発電装置を備え、汲み上げた冷水を温度差発電装置の凝縮器に供給し、プールに入る温度の高い表面水を温度差発電装置の蒸発器に供給することにより、温度差発電装置による発電をすることができる。 Also provided with a temperature difference power generation device, pumped cold water is supplied to the condenser of the temperature difference power generation device, and high temperature surface water entering the pool is supplied to the evaporator of the temperature difference power generation device. Can generate electricity.
以下、図面に基づいて本発明の好適な各種の実施の形態を説明する。
図1から図4までは、本発明の第1の実施の形態を示している。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置の内部構造を示す縦断面図であり、図2は、図1の波エネルギー利用装置の平面図である。
波エネルギー利用装置1(以下、単に装置1とも記す。)は、波の発生する水域に浮遊するように設置して波のエネルギーを変換して利用したり、消波したりするものである。
Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a first embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the wave energy utilization device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the wave energy utilization device of FIG.
The wave energy utilization device 1 (hereinafter also simply referred to as the device 1) is installed so as to float in a water area where waves are generated, and converts the wave energy to use or quench the wave.
図1に示したように、本発明の波エネルギー利用装置1は、本体10が水底SGから係留装置2により係留されており、水面S上に浮遊している。水面Sに浮遊した本体10は、中心部が水面Sよりやや上方に突き出すように浮力を調整してある。水面下側の下端側周縁(水面下端側の周縁)から上向きに中心部に向って傾斜した傾斜面3bを成すように板状の傾斜部3を有している。
As shown in FIG. 1, in the wave energy utilization device 1 of the present invention, the
図2に示したように、傾斜部3全体の平面形状は、下端側周縁がほぼ均等な長さの辺からなり、ほぼ正多角形をなしている。この平面形状は、四角形、円形、楕円形などにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the planar shape of the entire
波エネルギー利用装置1のほぼ中心部、すなわち、傾斜部3の中心部には開口3aが形成されている。この開口3aの周縁から傾斜面3b上を傾斜部3の下端側周縁に向ってほぼ均等の角度をもって放射状に板状の収斂堤11が立設されている。この収斂堤11の内部には浮力室12が形成されている。但し、この浮力室12は、必ずしも必要ではない。
An
傾斜部3の下端側周縁は屈曲して側壁4を形成している。この側壁4は、波浪などによる動揺性などの改善のための重りを兼ねるものであり、肉厚の厚い鋼板や鋼材等の比較的しっかりとした、重量の稼げる素材で製作されている。これにより、側壁4は装置全体の合成重心の位置を低くする役目を果たしているので、装置1全体の安定性を保つことができる。この側壁4は、後述するスカート5によって囲まれるように配設されている。
The peripheral edge on the lower end side of the
図3は、本体の下端側周縁の一部を拡大して示す拡大平面図である。
傾斜部3の傾斜面3b上に立設されている収斂堤11の最先端部にはガイドレール82が設けられている。ガイドレール82には、取付け台14(図1参照)が設けられており、この取付け台14にバランス浮体13が取り付けられている。取付け台14へのバランス浮体13の取付けは、例えば、バンドやロープによる締付け、ボルト締め、あるいは溶接などによる。このバランス浮体13は、傾斜部3の下端側周縁の全周にわたって取り付けられている。
FIG. 3 is an enlarged plan view showing a part of the lower end side periphery of the main body in an enlarged manner.
A
バランス浮体13は、約半分程度が水面S上に出て、残りの約半分は水面S下に没する程度に設定されている。これにより、設置水域に大波などが発生しても装置1全体が転倒しにくくなると同時に、船などに衝突された場合の緩衝装置の役目も果たしている。なお、このバランス浮体13は、必ずしも必要なものではない。
About half of the
図3および図4に示したように、ガイドレール82と側壁4との間には、スカート5の格子83が着脱可能に装着されている。スカート5は、側壁4の周縁を囲むように取り付けられている。スカート5は、可動或いは着脱可能なものであり、波エネルギー利用装置1の運搬時には上方に吊り上げたり、取り外したりしておくことができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
スカート5の上縁部には吊り金具85が設けられており、側壁4に設けられた不図示のフックに掛けられている。スカート5の格子83は互いに向き合うガイドレール82によって、ガイドされながら上下に動かすことができる。スカート5には、格子83がガイドレール82をスライドしたときに抜け落ちないように不図示のストッパーと締付け金具84が設けられている。格子83は、格子状に組んだ骨組みと各格子を覆う網目状の金網やプラスチック網から成っている。
A suspension fitting 85 is provided on the upper edge of the
このスカート5は、水面Sに浮遊している稼動時には本体10の側壁4から水中に吊り下げておく。スカート5を吊り下げておくことにより、波による動揺や振動、傾きなどを抑制して本体10の安定性を向上させることができる。また、スカート5の網目を通過する波を消波できるので、装置1全体による消波効果等を高めることができる。装置1による消波の例としては、波の来る側で傾斜部3の傾斜面3bを遡上する波の収斂、波打ち作用、砕波現象などの繰り返しによって成される消波がある。
The
スカート5は上記のように網目形状を有しており、波の水粒子の運動が波エネルギー利用装置1内に進入することを防止すると共に、水の流通を良くすることができる。スカート5は、潮汐や海流、水の流れなどの抵抗をできるだけ減ずることができるものを使用することが望ましい。また、波エネルギー利用装置1の姿勢の安定性を向上させるためにスカート5の下方には重り5bを設けてもよい(図1参照)。
The
このスカート5に囲まれた内側には、本体10の傾斜部3の中心部に設けた開口3aの下方に位置するプール6が配設されている。このプール6は、開口3aの周縁近傍から下方に延びるプール側壁7と該プール側壁7から続くプール底部8とによって形成されており、開口3aとほぼ同心に配設されている。プール底部8は、下から見た外形をコニカル状などにして、波エネルギー利用装置1の下方から来る波の揚圧力を減ずることが好ましい。
Inside the
プール底部8には貫通孔15aが穿設された連通部15が設けられており、この連通部15には放水ホース25が取り付けられている。この放水ホース25は、サクションホースのような骨材が組み込まれているので、装置1外部の波浪の影響などを比較的受けにくい。この放水ホース25は海底SG近くまで延びており、これにより、プール6は水中側と連通している。放水ホース25は、途中から曲げてスカート5の側壁部を貫通させて装置1の側方に放水することにより、一層に消波効果を高めることができる。連通部15には、水車16が配設されている。
The pool bottom portion 8 is provided with a
水車16の回転軸17は連通部15の軸心方向を上方に向って延びており、水面上で発電機18に連結されている。水車16の回転力は、回転軸17を介して発電機18に伝えられる。貫通孔15aに入って水車16を回転させた水は、放水ホース25を介して波エネルギー利用装置1の外部へ放水される。
The rotating
プール6のプール側壁7の外側には、このプール側壁7を囲む浮力室9が形成されている。この浮力室9は、プール側壁7と傾斜部3の下面と底部9aとによって密閉可能な空間として形成されている。浮力室9には浮力の調整のためのバラスト水が出入りする、不図示のノズルや通気配管ならびにポンプ装置、波浪の大小による装置の浮沈コントロール設備などが設けられている。
A
したがって、波エネルギー利用装置1は、水中で装置1の下方に位置する傾斜部3の周縁や側壁4、スカート5、重り5bなどの「重り」と、水面S上に設けられたバランス浮体13、本体10の中心部近くに設けられ、比較的水面S近くに位置する浮力室9や、収斂堤11内でほぼ水面S上に位置する浮力室12などの関係などから、浮心と重心の位置を算出し、起き上がりこぼしの原理や、やじろべえなどの原理を踏まえた上で、装置1全体が転倒しないように設計されている。
Therefore, the wave energy utilization device 1 includes a weight, such as a peripheral edge of the
次に作用を説明する。
波エネルギー利用装置1は、水面S上に浮かぶ浮遊物体であると同時に、傾斜部3の傾斜面3bが渚と同様の作用をする浮遊渚と言えるものであり、波の発生する水域に設置される。波エネルギー利用装置1の平面形状は、傾斜部3が均等なリング状の多角形をなしているために、波がどの方向から来てもほぼ同様の作動ができ、ほぼ同様の効果が得られるので、特定の設置方向はない。
Next, the operation will be described.
The wave energy utilization device 1 is a floating object floating on the water surface S, and at the same time, the
設置した波エネルギー利用装置1に向って、例えば図1の紙面上で左方向から波Wが来たとすると、先ず、バランス浮体13に波Wが当たるか直接に傾斜部3の傾斜面3bすなわち、渚に上がる。バランス浮体13は前記したとおり、所定の間隔を保ちながら収斂堤11の延長線上に配置されているので、バランス浮体13に当たった波Wはバランス浮体13の両側に分かれて側壁4の上を通過して収斂堤11で仕切られた傾斜部3の傾斜面3bに上がる。
For example, if the wave W comes from the left direction on the paper surface of FIG. 1 toward the installed wave energy utilization device 1, first, the wave W hits the
波は各々の収斂堤11で仕切られた各々の傾斜面3bを、中心部に向って夫々の角度に屈折し、夫々の時間差を持って上昇する。傾斜面3bは、本体10の中心部に進むに従って収斂堤11によって収斂されているので、傾斜面3bを遡上する波Wは、絞り上げられるような収斂作用の現象で収斂されて波高が大きくなる。波は、各々の渚における傾斜部3の傾斜面3b上で波の収斂、波打ち作用、砕波現象などを繰り返しながら最後に傾斜部3の頂点を越波して開口3aからプール6内に入る。
The waves refract the respective
したがって波の進行方向に対して浮遊渚の正面の傾斜面3bに入った波Wと、収斂堤11を境にした隣りの傾斜面3bに入った波Wとでは、入射時の時間差があると同時に波Wの入射角度(屈折角度)が異なることから、越波時には時間差が生じることになる。
Therefore, there is a time difference at the time of incidence between the wave W entering the
波エネルギー利用装置1の作動を一定の時間で区切り、その間の水の流れを見れば、時計の針が回るようにある程度の均等な角速度をもって時計回りの流れと半時計回りの流れとが同時に起こるような現象でプール6内に入ることになる。このような現象はある程度の平滑化された入力とみなすこともできる。
If the operation of the wave energy utilization device 1 is divided at a certain time and the flow of water between them is seen, a clockwise flow and a counterclockwise flow occur at a certain uniform angular velocity at the same time as the clock hands rotate. It will enter into the
これにより、大海にぽっかり浮かんだ小島のように、大海全体としてはある程度一定の方向に波が進行している場合でも、小島の中に立って小島そのものの波打ち際を見ればある程度方向性はあるものの、全周囲からその小島に波が押し寄せてくる。たとえば、大海の波の進行方向とは全く逆方向の下手側においても、波はある程度小波にはなっているものの、その側からもその小島に廻り波、返し波のような現象でその海岸線に打ち寄せてくる。この現象を本発明の装置1に利用して、どのような方向からどのような状況で入射してくる波であっても、効率よく収斂堤11で区切られた傾斜部3の傾斜面3b上に、すなわち浮遊渚内に有効に取り入れ、次々と越波してくる波を効率良くプール6内、すなわちプール6の上部収容室6a内に取り入れることができる。
As a result, even if a wave is traveling in a certain direction as a whole, like a small island floating in the ocean, there is some direction if you stand in the island and look at the beach of the island itself. , Waves rush to the small island from all around. For example, even on the lower side, which is completely opposite to the traveling direction of the ocean waves, the waves are somewhat small, but from that side, they travel around the small islands and return to the coastline due to phenomena such as return waves. I'll come to you. Using this phenomenon in the apparatus 1 of the present invention, even if the wave is incident from any direction and in any situation, the wave is incident on the
プール6内に入った水は、傾斜面3bを遡上した所での水位と本体10の外部の水の水位との水位差によって、すなわち、傾斜部3のヘッド差により、プール6の底部8に設けた連通部15内の水車16を回転させて放水ホース25を通り波エネルギー利用装置1の外部へ放水される。これは、装置1外部の波におけるほぼ円形をなした水粒子の運動を、傾斜面3bを使って破壊させると同時に傾斜面3bによる水のヘッド差に変換したものである。
The water that has entered the
水車16は回転軸17とともに回転するので、回転軸17に連結された発電機18は、水車16の回転に連動して発電する。以上の繰り返しによって波のエネルギーが発電機18によって発電された電気エネルギーに変換され、また、水の循環が促されるので、最終的には波のエネルギーの消費と傾斜部3の傾斜面3bによる作用とで装置1の後方側は消波される。
Since the
水中のスカート5は、波の水粒子がスカート5の網目を通過するときに水粒子の運動を破壊し、波による揚圧力を押さえて波エネルギー利用装置1の上下動を減少させている。同時に、スカート5の自重による装置1全体の姿勢の安定性を向上させている。
The
このように、本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1によれば、波のエネルギーを利用して発電ができる。 Thus, according to the wave energy utilization apparatus 1 concerning this Embodiment, it can produce electric power using the energy of a wave.
また、水面上の酸素リッチな表面水を水中の下層に送ることによって上下の水の鉛直交換や海水交換による養殖場、港湾、閉鎖性水域などにおける貧酸素水塊の防除ができ、延いては水質浄化ができることとなる。 Also, by sending oxygen-rich surface water on the surface of the water to the lower layers of the water, it is possible to control anoxic water mass in aquaculture farms, harbors, closed water areas, etc. by vertical exchange of upper and lower water and seawater exchange. Water purification will be possible.
また、波における水粒子の運動を破壊させる事により、消波効果を著しく高めることができる。このため、沖合い人工島や港湾、空港、発電所建設等の海洋土木建設事業などの土木建設分野、ならびに海洋開発などの分野において利用することができる。 Moreover, the wave-dissipating effect can be remarkably enhanced by destroying the motion of water particles in the wave. Therefore, it can be used in civil engineering construction fields such as offshore artificial islands, harbors, airports, power plant construction, and other civil engineering construction fields, as well as in marine development.
次に、図5から図8までを参照しながら第2の実施の形態について説明する。
なお、第1の実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
図5は、本発明の第2の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置の縦断面図である。図6は、図5の波エネルギー利用装置の平面図である。本実施の形態では、水車16を回した水を水中側に連通する放水ホース25を備えず、水車16を回した水を収容する下部収容室6bとこの下部収容室6bから傾斜部3の傾斜面3bまで通じた放水路22(放水部)とを備え、この放水路22から水を本体10Aの外に放水するようにしたものである。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part same as 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a wave energy utilization device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the wave energy utilization device of FIG. In the present embodiment, there is no
本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Aの本体10Aの平面上の外形は、第1の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1の外形と同様にほぼ正多角形をなしている。本体10Aには、開口3a、傾斜部3の傾斜面3b上に設けられた収斂堤11も第1の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1のものと同様である。
The external shape on the plane of the
本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Aは、本体10Aの中心部に有る開口3aの下方に設けられたプール6が上下2段に画成された上部収容室6aと下部収容室6bとからなっている。上部収容室6aと下部収容室6bとは、仕切板19によって仕切られている。上部収容室6aの外周を囲むように浮力室9が形成されている。
The wave
プール側壁7のうち下部収容室6bの部分には下部収容室6bから水を放水路22側に流すための排水穴21が穿設され、傾斜面3bには放水路22を流れてきた水を本体10Aの外に放水するための放水穴23が穿設されている。これら穴21,23は放水路22(放水部)によって繋がれている。放水路22は、下部収容室6b側の排水穴21から傾斜面3b側の放水穴23に向って断面積が拡大した末広がりに形成されている。傾斜面3bには、放水穴23に外部の水が浸水することを防止するための逆止弁24が設けられている。このような穴21,23と放水路22と逆止弁24とが、収斂堤11によって区切られた各傾斜面3bごとに2段に構成されている。なお、この穴21,23と放水路22と逆止弁24とは、各傾斜面3bごとに2組に限らず、1組であってもよいし、3組以上を設けてもよい。
A
プール6の仕切り板19には、貫通孔15aが穿設された連通部15が2つ設けられており、上部収容室6aと下部収容室6bとを連通している。この連通部15には、水車16が配設されている。なお、連通部15の数は2つに限定する必要はない。
The
図7は、水車16を配設した連通部15およびその近傍を示す拡大図である。図8は、図7の水量制御弁77の近傍を示す平面図である。
図7に示したように、連通部15の貫通孔15a内には、水車16が収容された円筒状のケーシング76が固定されている。ケーシング76は、水車16よりも下方の下端部に離隔部分76aを有し、この離隔部分76aにケーシング76の軸心方向に交差する方向から出入りしてケーシング76の下端部を開閉できる水量制御弁77(制御弁)が配設されている。
FIG. 7 is an enlarged view showing the
As shown in FIG. 7, a
水量制御弁77は、連通部15の近傍に配設された回動軸80を中心にして回動することができる。水量制御弁77は、ケーシング76の径よりも大きい径を有し、ケーシング76を塞ぐことができる大径部分77aとこの大径部分77aから延びて端部が回動軸80に固定されたアーム77bとを有している。ケーシング76の外側には大径部分77aを上下から挟むようにして水量制御弁77の動作をガイドする弁座78が設けられている。弁座78は水量制御弁77の可動範囲全域で水量制御弁77をガイドするが、ケーシング76と交差する部分は貫通している。
The water
この弁座78は、複数のステー79によって挟まれるようにして支持されている。このステー79は、図8に示すように弁座78の周縁部を複数個所で支持している。
The
水量制御弁77の回動軸80は、仕切り板19にしっかりと固着された軸受81を通って上部収容室6a側に延びている。この軸受81の回転によって水量制御弁77は回転し、大径部分77aの中心がケーシング76の中心軸線上のX点にある位置で連通部15を塞ぐことができ、大径部分77aの中心が弁座78のY点にあるときは連通部15が完全に開口されて水車16からの吐出水を上部収容室6aから下部収容室6bに流すことができる。回動軸80を回転させて水量制御弁77を開閉制御する自動制御装置(図示せず)が装置1A上部に配設されている。この水量制御弁77によって、連通部15を通り抜ける水の量を制御することができる。
The rotating
図5に示したように、紙面上で本体10Aの中心線より左側に波の山部があるときには左側の逆止弁24は閉じている。一方、本体10Aの右側では波の谷部があり、逆止弁24は開いて下部収容室6b内の水は外部へ放出される。
As shown in FIG. 5, when there is a wave peak on the left side of the center line of the
次に作用を説明する。
先ず、水面S上では波エネルギー利用装置1Aの外部より装置内に入ってきた波は収斂堤11にガイドされ、絞り上げられるような収斂作用の現象で波高を大きくしながら、傾斜部3の傾斜面3b上を遡上する。この波が傾斜面3b、すなわち浮遊渚上で波の収斂、砕波、波打ち作用などを発現させながら本体10Aの頂点部の開口3aより越波してプール6の上部収容室6a内に入る。
Next, the operation will be described.
First, on the water surface S, the wave entering the apparatus from the outside of the wave
この上部収容室6a内に入ったこの水は、プール6の仕切り板19に開けた貫通孔15a内の連通部15内に配設したケーシング76内に設けた水車16を回転させてプール6の下部収容室6bに流れる。水車16が回転すると、第1の実施の形態について説明したように水車16の回転軸17に連動して発電機18が発電する。
The water that has entered the
下部収容室6bに流れたこの水は、本体10A外部の水面Sが低い側、すなわち波の谷部がある側の傾斜面3bに向って放水路22を通り、逆止弁24を押し開けて放水穴23から本体10Aの外部へ放出される。このとき逆止弁24の付近では、波の谷部であるために水粒子の運動は、波の谷部から山部に向って水を引き上げる方向に流れていることから、放水路22内の水に吸引作用を生じさせると同時に、逆止弁24の背圧を減少させることができるために、たとえ逆止弁24が水中に没している場合でも水を効率良く本体10Aから外部へ放出することができる。
The water that has flowed into the
このときさらに波の水面が下がって逆止弁24よりも下になった場合、すなわち波の山谷が図5に示した状態と同様の状態が円周上のどこかで生じている場合においては、これも放出水は無負荷で水面S上に放出されるために、非常に効率良く下部収容室6bから水を放水できる。したがって本発明の装置1Aは波が傾斜面3b上を上昇することによる水位の上昇と、波の谷部における水粒子の吸引作用による放出水の水位の降下により、双方で大幅な水位差を確保することができる。一方、波の山がある側の逆止弁24は水をかぶっている部分が多いことと、水粒子の運動が逆止弁24を閉じる(押圧する)方向に働くことのために、その圧力で逆止弁24はしっかりと閉ざされる。
At this time, when the water level of the wave further falls below the
次に波の谷部における水の放出作用は、本体10Aの左側すなわち、波の進行方向の上流側や両サイドなど装置1Aの全周囲で発生することが多い。このように逆止弁24は波の進行に応じて本体10Aの全周囲で変化し、波の山がある部分では閉じ、谷がある部分では開く。したがって、本体10Aの開口3aよりプール6の上部収容室6aに入った水はプールされ、やや平滑化した入力水の水位と、逆止弁24などから放出される放出水の水位差で水車16を回転させることから、比較的大きな水位差で比較的安定した水車16の回転が得られて効率よく発電が可能となる。
Next, the action of releasing water in the wave valley often occurs on the left side of the
また、放水路22が放水穴23に向って末広がりとすることにより、放水時には放水穴23における流速は小さくても排水穴21における流速を上げるのに都合よい効果がある。またその反面、傾斜部3の外部より放水路22内に水が逆流しようとする場合には、放水穴23における流速に対し、排水穴21の流速を上昇させることが抵抗となり排水穴21の流速が上がりにくくなる。したがって放水時には放水量を上昇させやすく、逆流時には逆流防止効果がある。ただし、波エネルギー利用装置1Aの経済性や施工上などの面から、この放水路22の断面を末広がりにせず、ストレート管のようにしてもよい。
Further, by making the
図9は、第2の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Aの変形例を示す断面図である。この変形例では、逆止弁24を配設した位置が異なる。上記の波エネルギー利用装置1Aでは、放水路22の出口である放水穴23が形成された傾斜面3b上に逆止弁24が配設されているが、この変形例のように、放水路22の入口である排水穴21側に逆止弁24を配設してもよい。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modification of the wave
次に、図10および図11を参照しながら第3の実施の形態について説明する。
なお、上記の各実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
図10は、本発明の第3の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置の縦断面図である。図11は、図10の波エネルギー利用装置の平面図である。本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Bは、上記第2の実施の形態と同様のプール6の上部収容室6aを備え、下部収容室6bとは異なる下部収容室6cを備え、下部収容室か6cからの放水手段が異なっている。プール6を上下に仕切る仕切り板19の下方には下部収容室6cが設けられている。下部収容室6cは、底板29とこの底板29から続く側壁30によって形成されている。この側壁30には、下部収容室6c内の水を次に説明する放水路31(放水部)に流すための排水穴33が穿設されている。下部収容室6cの側壁30の外側には本体1Bの周縁に向って半径方向に複数の放水路31が形成されている。各放水路31は、傾斜部3の各傾斜面3bの下面と、底面部32と、側壁30と、浮力室9の外壁とから形成されている。側壁30には排水穴33を開放したり塞いだりするための逆止弁34が設けられている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part of the same kind as said each embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a wave energy utilization device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a plan view of the wave energy utilization device of FIG. The wave
放水路31を塞ぐ傾斜面3bには、放水路31を通ってきた水を本体10Bの外に放水するための複数の放水穴35が開けられており、それぞれの放水穴35には放水穴35を開閉する逆止弁36が設けられている。尚、逆止弁34と逆止弁36とはプール6の下部収容室6c内の水を傾斜面3bの上面方向に流すことはできるが、その反対方向の水の流れは止めることができるように設けられている。
A plurality of water discharge holes 35 for discharging water that has passed through the
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
図10の紙面上において図示したように波エネルギー利用装置1B(以下、装置1Bとも記す。)の左手より波が到来したとする。すると傾斜面3bを遡上してきた波(水)は傾斜部3の開口3aよりプール6の上部収容室6a内に入る。この水は水車16を回転させて仕切り板19の下方の下部収容室6c内に流れる。このとき装置1Bの左側にある逆止弁34と複数の逆止弁36は閉じている。下部収容室6c内に流れた水は下部収容室6cの右側の側壁30にあけられた排水穴33を開閉する逆止弁34を開いて放水路31に流れる。
Assume that a wave has arrived from the left hand of the wave
放水路31を流れてきた水は、右側の傾斜面3bに開けられた複数の放水穴35の逆止弁36のどれかを開けて本体10Bの外へ放水する。このような一連の水の流れにおいて、水車16とともに回転軸17が回転すると回転軸17の回転に連動した発電機18が駆動して発電する。
The water flowing through the
このとき波が大きくなればなるほど下方の逆止弁36、例えば最下位の逆止弁36が大きく開くことになり、プール6の上部収容室6a内の水位と最下位の放水穴35での水位との水位差を大きくすることができるため、発電効率の上昇に繋がる。
At this time, as the wave becomes larger, the
図11に示したように本体10Bの外形はほぼ円形であり、波がどちらの方向から来ても同様の動作をして、同様の効果が得られる。例えば中心線より左方向から波が来て傾斜面3b上に波が入り最下位の逆止弁36より順次に進み、本体10Bの中心を過ぎて反対側の最上位の逆止弁36から順次に進み、最下位の逆止弁36の方まで進んできたものとする。このとき波の山は装置1Bの中心線より右側にあり、左側には波の谷が来ている。波の山の部分では逆止弁36は水中に没し、谷の部分では逆止弁36は空気中に露出する。前記したプール6の水位とこの谷の部分の水位差で水はプール6から逆止弁34を開けて流れる。
As shown in FIG. 11, the outer shape of the
ここで波は刻々と進行するものであるために、どこかで谷の部分が発生し、その部分の逆止弁36が開くことになる。すなわち、傾斜部3の頂点部を越波し、プール6に入った水の水位とどこかで開いた逆止弁36における水の水位差がこの波エネルギー利用装置1Bの水の落差となる。したがって一般的な装置では、傾斜部3の傾斜面3bで持ち上げた水位と静水面の水位差が装置の水の落差となるが、本発明では波の谷の部分で逆止弁36の開けるところまでの部分が水の落差となるため、水の落差が非常に大きくなり結果的には著しい発電効率のアップとなる。
Here, since the wave travels every moment, a valley portion occurs somewhere, and the
次に、図12を参照しながら第4の実施の形態について説明する。
図12は、第4の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Cを示す縦断面図である。なお、上記の各実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Cは、取水と送水の双方を積極的に行うことができるものである。傾斜部3の傾斜面3bを越波した波が入るプール6は仕切板19によって上部収容室6aと下部収容室6bとに仕切られている。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a wave
The wave energy utilization apparatus 1 </ b> C according to the present embodiment can actively perform both water intake and water supply. The
上部収容室6aには、水中側に連通する連通部50(第1連通部)が設けられており、連通部50それぞれの水中側端部には放水ホース51が接続されている。下部収容室6bの底部のほぼ中央には、水中から水を取り込む取水ホース48(取水管)がノズルを介して取り付けられている。取水ホース48の取水口側の先端部は、取水目的の水がある海底SGに置かれている。
The
また、下部収容室6bは、取水ホース48から下部収容室6bに取り込んだ水を本体10Cの外に放水するための放水ホース49(放水管)に連通している。放水ホース49の放水口側の先端部は、放水を目的とする海底SGの所定位置に置かれている。
Further, the
プール側壁7の外側には、下部収容室6bと放水ホース49とを連通させるリング管47(第2連通部)が環状に設けられている。放水ホース49は、ノズルによってリング管47に接続されている。リング管47は下部収容室6b内に開口部分を有している。なお、リング管47は、プール側壁7の内側に環状に設けてもよい。
On the outside of the
それぞれの連通部50内の上部収容室6a側には、水車43(送水手段の第1水車)が配設されている。この水車43が取り付けられた回転軸44は、仕切り板19を貫通するように取り付けられた軸受45を通って下部収容室6b側まで延びている。回転軸44の下部収容室6b側の端部内には水車46(送水手段の第2水車)が取り付けられている。水車46は、水車43とともに回転して、取水ホース48から下部収容室6bに取り込んだ水をリング管47を介して放水ホース49に送り込むものである。
A water wheel 43 (a first water wheel of water supply means) is disposed on the side of the
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
上記の各実施の形態について説明したように収斂堤11に区切られた傾斜面3bを遡上して開口3aからプール6内の上部収容室6aに入った水は、傾斜面3bを遡上した水の水位と本体10Cの外部の水の水位との水位差によって水車43を回転させた後、放水ホース51より放水される。
As described in each of the above embodiments, the water that has gone up the
このとき水車43の回転は回転軸44を介して水車46に伝えられ水車46が回転する。この回転によって取水ホース48を介して目的の水が取水され、下部収容室6bに取り込まれる。下部収容室6b内の水は、さらに水車46の回転によってリング管47に送られる。
At this time, the rotation of the
リング管47に送り込まれた水は、放水ホース49に入って放水口から放水される。
以上のようにして、本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Cは、水車43の回転に連動して回転する水車46によって水中から積極的に取水できるとともに、送水することができる。
The water fed into the
As described above, the wave energy utilization apparatus 1 </ b> C according to the present embodiment can actively take water from the water and can supply water by the water wheel 46 that rotates in conjunction with the rotation of the
なお、放水ホース49は、波エネルギー利用装置1Cとは別の施設、例えば、タンク、プール、養殖場などに延ばして、そこで放水して水を供給するようにしてもよい。
The
以上のように、本発明にかかる波エネルギー利用装置によれば、積極的に大量に取水して送水することができるので、貧酸素水塊の防除や水質浄化、環境改善ができる。さらに、離島の港湾や半島端などに離岸堤として常設し、港湾などの浮消波装置として作動させておきながら、電力を得たり、深層水の取水拡散、養殖場への給水、換水、浄化或いは海水淡水化装置の動力源などを一基で複合的に賄ったりすることができて、離島や半島端におけるエネルギーセンターとしての役目を果たすことができる。 As described above, according to the wave energy utilization apparatus according to the present invention, a large amount of water can be actively taken in and sent, so that it is possible to control anoxic water masses, purify water, and improve the environment. Furthermore, it is permanently installed as a breakwater at the harbor or peninsula edge of a remote island, and it is operated as a floating wave breaker at the harbor, etc., while obtaining power, spreading and taking in deep water, supplying water to the farm, A single power source for purification or seawater desalination equipment can be provided in a complex manner, and it can serve as an energy center on a remote island or peninsula.
次に、図13および図14を参照しながら第5の実施の形態について説明する。
図13は、第5の実施の形態にかかる波エネルギー利用装置を示す縦断面図である。
本実施の形態にかかる波エネルギー利用装置1Dは、波エネルギーを温度差発電に利用したことを特徴としている。なお、上記の各実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 13: is a longitudinal cross-sectional view which shows the wave energy utilization apparatus concerning 5th Embodiment.
The wave energy utilization apparatus 1D according to the present embodiment is characterized in that wave energy is utilized for temperature difference power generation. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part of the same kind as said each embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
開口3aから下方に設けられたプール6には本体10Dの外部の水中側に連通する連通部15が設けられている。プール6の下方には表面水と深部の水との水温差を利用して発電する温度差発電装置100を配設した発電室55が設けられている。発電室55は、浸水しないように密閉されている。温度差発電装置100については、後述する。
The
発電室55には、表面水よりも水温の低い深部の冷水を水中から取り込むための取水ホース57(取水管)が連結されている。この取水ホース57は、発電室55の中央部に設けられたノズルを介して連結されている。取水ホース57には、後述する水車56(送水手段の第2水車)の回転によって取水した冷水を温度差発電装置100の凝縮器59内に流通させる送水管58(冷水流通手段の流通管)が連結されている。
The power generation chamber 55 is connected with a water intake hose 57 (water intake pipe) for taking in cold water at a deeper temperature lower than the surface water from the water. The water intake hose 57 is connected via a nozzle provided in the center of the power generation chamber 55. The water intake hose 57 has a water supply pipe 58 (a distribution pipe of the cold water distribution means) that distributes cold water taken by rotation of a water turbine 56 (second water wheel of the water supply means) described later into the
送水管58は、冷水を温度差発電装置100に流通させるために、発電室55の底部から発電室55内に入って凝縮器59に連結されている。凝縮器59には冷水を発電室55の外部に放出するための送水管60(冷水流通手段の流通管)が連結されている。送水管60は傾斜部3の傾斜面3bに形成された放水口61に通じている。
The
また、発電室55には、プール6内に収容された温度の高い表面水を温度差発電装置100内の蒸発器63内に流通させる送水管64a(表面水流通手段の流通管)が配管されている。送水管64aの温水取水口62がプール6内に配置されている。蒸発器63には表面水を発電室55の外部に放出するための送水管64b(表面水流通手段の流通管)が連結されている。
Further, the power generation chamber 55 is provided with a
連通部15内には、水車160(送水手段の第1水車)が配置されている。この水車160の回転軸52は、軸受などを介してプール6の底板54を貫通し、更に発電室55を貫通して取水ホース57側のノズル内に達している。回転軸52には、ノズル内で上記の水車56が取り付けられている。したがって、水車160が回転すると、これに連動して水車56も回転する。
A water wheel 160 (a first water wheel of water supply means) is disposed in the
図14は、図13の発電室に配設される温度差発電装置を示すブロックである。
図14に示した温度差発電装置100は海洋温度差発電における一般的、代表的な基本サイクル(ランキンサイクル)を実行するものであるが、他にカリ−ナサイクル、ウエハラサイクルを実行するものであってもよい。
FIG. 14 is a block diagram showing a temperature difference power generation device disposed in the power generation chamber of FIG.
The temperature difference
温度差発電装置100は、作動流体を凝縮させる凝縮器59と、この凝縮器59によって凝縮された作動流体を蒸発させる蒸発器63と、凝縮された作動流体を蒸発器63に送るポンプ71と、蒸発器63によって蒸発した作動流体によって回転するタービン72と、このタービン72の回転に連動して発電する発電機74と、を備えている。作動流体は、例えば純粋なアンモニア、アンモニアと水との混合物などである。
The temperature difference
凝縮器59のチューブ側には、冷水が送られてくる送水管58と使用された冷水を送り出す送水管60とが接続されている。凝縮器59のシェル側には、タンク69と連通する管68が接続されている。凝縮器59で凝縮された作動流体は凝縮器59から管68を通してタンク69へ送られる。
Connected to the tube side of the
タンク69は管70によってポンプ71を介して蒸発器63のシェル側に連結されている。ポンプ71は、タンク69の作動流体を蒸発器63へ十分に送ることができるだけの吐出能力を備えている。蒸発器63のチューブ側には、温水取水口62から取水した温度の高い表面水が送られてくる送水管64aと使用された表面水を送り出す送水管64bとが接続されている。
The
蒸発器63は、管73を介してタービン72に連結されている。タービン72の出力軸72aは発電機74の回転軸と連結されている。したがって、タービン72が回転すると発電機74が回転して発電することができる。タービン72の出口ノズルと凝縮器59とは管75によって結ばれている。すなわち、作動流体が凝縮器59、タンク69、ポンプ71、蒸発器63、タービン72から凝縮器59へと循環するものであり、これらの構成要素がランキンサイクルを構成するように配管構造をなしている。
The
次に、作用を説明する。
上記各実施の形態と同様に波がプール6に入る。この波は水車160を回転させた後、管66を介して放水口67より放水される。このとき水車160の回転とともに水車56が回転する。この回転により、取水ホース57を介して海底SG付近の冷水が取水される。
Next, the operation will be described.
A wave enters the
この冷水は、送水管58を通り、凝縮器59内を流通してから送水管60を通り放水口61から放水される。これにより、作動流体であるアンモニアガスは冷やされ、凝縮して液体となる。液体となった作動流体は、タンク69に流れ、ポンプ71によって蒸発器63へ送られる。
This cold water passes through the
蒸発器63では、温水取水口62で取水した温水が送水管64aを通して蒸発器63に送られ、蒸発器63内を流通して送水管64bを通して放水口65から放水される。これにより、蒸発器63内で作動流体との熱交換が行われる。作動流体である冷温アンモニア液はここで温海水に暖められ蒸発し、液体から気体へ変わる。気化された作動流体は管73でタービン72に送られここでタービン72を回転させて発電機74を駆動させる。これにより、発電機74が発電する。作動流体は凝縮器59へ戻される。この一連のサイクルにより継続的に発電することができる。
In the
例えば伊豆諸島や小笠原、屋久島のような急深な海域で、これ以上ケーソンの設置が不可能とされてきた港湾でも、本装置における離岸提と発電装置の併用により、離島での電源確保と高速艇の入港稼働率を上昇させることができ、観光開発の促進や過疎化の防止が期待できる。 For example, even in harbors where it is impossible to install caissons in deep waters such as the Izu Islands, Ogasawara, and Yakushima, it is possible to secure power on the remote islands by using the shore breaker and the power generator together. It is possible to increase the port availability rate of high-speed boats, and to promote tourism development and prevent depopulation.
S…水面
SG…海底
W…波
1,1A,1B,1C,1D…波エネルギー利用装置
2…係留装置
3…傾斜部
3a…開口
3b…傾斜面
4…側壁
5…スカート
5b…重り
6…プール
6a…上部収容室
6b…下部収容室
6c…下部収容室
7…プール側壁
8…プール底部
9…浮力室
9a…底部
10,10A,10B,10C,10D…本体
11…収斂堤
12…浮力室
13…バランス浮体
14…取付け台
15…連通部
15a…貫通孔
16…水車
17…回転軸
18…発電機
19…仕切り板
21…排水穴
22…放水路(放水部)
23…放水穴
24…逆止弁
25…放水ホース
29…底板
30…側壁
31…放水路(放水部)
32…底面部
33…排水穴
34,36…逆止弁
35…放水穴
37…側壁
43…水車
44…回転軸
45…軸受
46…水車
47…リング管(第2連通部)
48…取水ホース(取水管)
49…放水ホース(放水管)
50…連通部(第1連通部)
51…放水ホース
52…回転軸
54…底板
55…発電室
56…水車
57…取水ホース(取水管)
58…送水管
59…凝縮器
60…送水管
61…放水口
62…温水取水口
63…蒸発器
64a…送水管
64b…送水管
65…放水口
66…管
67…放水口
68…管
69…タンク
70…管
71…ポンプ
72…タービン
72a…出力軸
73…管
74…発電機
75…管
76…ケーシング
76a…離隔部分
77…水量制御弁
77a…大径部分
77b…アーム
78…弁座
79…ステー
80…回動軸
81…軸受
82…ガイドレール
83…格子
84…締付け金具
85…吊り金具
100…温度差発電装置
160…水車
S ... Water surface SG ... Sea floor W ...
23 ...
32 ...
48 ... Intake hose (intake pipe)
49 ... Water discharge hose (water discharge pipe)
50. Communication part (first communication part)
51 ... Water discharge hose 52 ... Rotating shaft 54 ... Bottom plate 55 ... Power generation chamber 56 ... Water wheel 57 ... Water intake hose (water intake pipe)
58 ...
Claims (11)
前記開口から下方に設けられ、水中側に連通する連通部を有するプールと、前記連通部に配置された水車と、該水車の回転に連動して発電する発電機とを備え、
前記水車の回転軸は、前記収斂堤の延長線上に配設されており、
前記収斂堤に区切られた前記傾斜面を遡上して前記開口から前記プール内に進入した水の水位と本体外部の水の水位との水位差によって前記水車を回転させて、前記発電機に発電させることを特徴とする波エネルギー利用装置。 A main body having an inclined surface inclined upward from a peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the central portion, and an opening in the central portion; and on the inclined surface of the main body, the lower end extends from the central portion to the inclined surface. A converging dam for converging waves, erected radially toward the peripheral edge of the side, the main body is floated on the water surface so that the central portion comes out on the water surface, and the center as the wave moves In the wave energy utilization device that uses water entering from the section,
A pool provided below from the opening and having a communication portion communicating with the underwater side, a water wheel disposed in the communication portion, and a generator that generates electric power in conjunction with rotation of the water wheel,
The rotating shaft of the water wheel is disposed on an extension line of the converging levee,
The water turbine is rotated by the water level difference between the water level entering the pool through the opening and the water level outside the main body after going up the inclined surface divided by the converging levee, to the generator A wave energy utilization device characterized by generating electricity.
前記開口から下方に設けられ、水中側に連通する連通部を有するプールと、前記連通部に配置された水車と、該水車の回転に連動して発電する発電機と、前記本体の周縁を囲んで垂下する、吊り上げ可能なスカートとを備え、A pool provided below the opening and having a communication part communicating with the underwater side, a water wheel disposed in the communication part, a generator for generating power in conjunction with the rotation of the water wheel, and surrounding the periphery of the main body With a skirt that can be lifted,
前記収斂堤に区切られた前記傾斜面を遡上して前記開口から前記プール内に進入した水の水位と本体外部の水の水位との水位差によって前記水車を回転させて、前記発電機に発電させることを特徴とする波エネルギー利用装置。The water turbine is rotated by the water level difference between the water level entering the pool through the opening and the water level outside the main body after going up the inclined surface divided by the converging levee, to the generator A wave energy utilization device characterized by generating electricity.
前記開口から下方で上下に画成された上部収容室と下部収容室とからなり、これら上下の収容室を連通する連通部を有するプールと、前記連通部に配置された水車と、該水車に連動して発電する発電機と、前記下部収容室内の水を前記本体から放水する、前記下部収容室から前記傾斜面まで通じた放水部と、該放水部を塞いで前記本体外部から前記下部収容室内への水の浸入を防止する逆止弁とを備え、
前記収斂堤に区切られた前記傾斜面を遡上して前記開口から前記プールの上部収容室内に進入した水の水位と本体外部の水の水位との水位差によって前記水車を回転させて前記発電機に発電させるとともに、前記下部収容室内の水が前記水位差によって前記放水部から前記本体の外に放水されることを特徴とする波エネルギー利用装置。 A main body having an inclined surface inclined upward from a peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the central portion, and an opening in the central portion; and on the inclined surface of the main body, the lower end extends from the central portion to the inclined surface. A converging dam for converging waves, erected radially toward the peripheral edge of the side, the main body is floated on the water surface so that the central portion comes out on the water surface, and the center as the wave moves In the wave energy utilization device that uses water entering from the section,
A pool having an upper storage chamber and a lower storage chamber defined vertically below the opening and having a communication portion that communicates with the upper and lower storage chambers, a water wheel disposed in the communication portion, and the water wheel A generator that generates power in conjunction, a water discharge unit that discharges water in the lower storage chamber from the main body, and a water discharge unit that leads from the lower storage chamber to the inclined surface, and the lower storage unit that is closed from the main unit by closing the water discharge unit. With a check valve to prevent water from entering the room,
The power generation is performed by rotating the water wheel according to the water level difference between the water level entering the upper storage chamber of the pool and the water level outside the main body after going up the inclined surface partitioned by the converging levee A wave energy utilization device characterized in that the water is discharged from the water discharge portion to the outside of the main body due to the water level difference while causing the machine to generate power.
前記開口から下方で上下に画成された上部収容室と下部収容室とからなるプールと、該プールの下部収容室に水中から水を取り込む取水管と、該取水管から前記下部収容室に取り込んだ水を本体の外に放水するための放水管と、前記取水管から水を取り込むとともに前記放水管に水を送り込む送水手段とを備え、
前記送水手段は、前記上部収容室に配置した第1水車と、前記下部収容室に配置した、前記第1水車に連動して回転する第2水車とを有し、
前記収斂堤に区切られた前記傾斜面を遡上して前記開口から前記プール内に進入した水の水位と本体外部の水の水位との水位差によって前記第1水車を回転させるとともに、前記第1水車の回転に連動して回転する前記第2水車が前記取水管から前記下部収容室に取り込んだ水を前記放水管に送り込んで前記本体の外へ放水することを特徴とする波エネルギー利用装置。 A main body having an inclined surface inclined upward from a peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the central portion, and an opening in the central portion; and on the inclined surface of the main body, the lower end extends from the central portion to the inclined surface. A converging dam for converging waves, erected radially toward the peripheral edge of the side, the main body is floated on the water surface so that the central portion comes out on the water surface, and the center as the wave moves In the wave energy utilization device that uses water entering from the section,
A pool composed of an upper storage chamber and a lower storage chamber defined vertically below the opening, a water intake pipe for taking water from the water into the lower storage room of the pool, and a water intake pipe from the water intake pipe into the lower storage room A water discharge pipe for discharging the water outside the main body, and water supply means for taking water from the water intake pipe and sending water to the water discharge pipe,
The water supply means includes a first water wheel disposed in the upper housing chamber and a second water wheel disposed in the lower housing chamber and rotating in conjunction with the first water wheel.
The first water turbine is rotated by the difference in water level between the water level entering the pool through the opening and the water level outside the main body after going up the inclined surface partitioned by the converging levee, A wave energy utilization device, wherein the second water turbine rotating in conjunction with the rotation of one water turbine feeds water taken into the lower housing chamber from the water intake pipe into the water discharge pipe and discharges the water outside the main body. .
前記プールの下部収容室は前記放水管に連通する第2連通部を有し、
前記第1水車は、前記上部収容室の第1連通部に配置され、
前記第2水車は、前記下部収容室の第2連通部に配置され、
前記第1水車を回転させた水は、前記第1水車によって前記第1連通部から水中側へ放出され、前記第2水車の回転によって前記下部収容室に取り込まれた水は、前記第2水車によって前記第2連通部から前記放水管に送り込まれて前記本体の外に放水されることを特徴とする請求項6に記載の波エネルギー利用装置。 The upper storage chamber of the pool has a first communication portion communicating with the underwater side,
The lower storage chamber of the pool has a second communication portion communicating with the water discharge pipe,
The first water wheel is disposed in a first communication portion of the upper accommodation chamber,
The second water turbine is disposed in a second communication portion of the lower housing chamber;
The water that has rotated the first water turbine is discharged from the first communicating portion to the underwater side by the first water wheel, and the water taken into the lower housing chamber by the rotation of the second water wheel is the second water wheel. The wave energy utilization device according to claim 6 , wherein the wave energy utilization device is sent to the water discharge pipe from the second communication portion and discharged to the outside of the main body.
前記開口から下方に設けられ、水中側に連通する連通部を有するプールと、該プールの下方に設けられ、前記表面水と深部の水との水温差を利用して発電する温度差発電装置を配設した発電室と、前記温度差発電装置内に流通させる、表面水よりも水温の低い深部の冷水を水中から取り込むための取水管と、該取水管から冷水を取水して前記温度差発電装置内に送り込む送水手段と、該送水手段が送り込む冷水を前記温度差発電装置に流通させてから前記本体の外に放出する冷水流通手段と、前記プールから表面水を前記温度差発電装置に流通させてから前記本体の外に放出する表面水流通手段と、を備え、
前記送水手段は、前記プールの連通部に配置した第1水車と、前記取水管側に配置した、前記第1水車に連動して回転する第2水車とを有し、
前記収斂堤に区切られた前記傾斜面を遡上して前記開口から前記プール内に進入した表面水の水位と本体外部の水の水位との水位差によって前記第1水車を回転させるとともに表面水流通手段を流通し、前記第1水車の回転に連動して回転する前記第2水車が前記取水管から前記冷水流通手段に冷水を流通し、前記表面水流通手段を流通する表面水と前記冷水流通手段を流通する冷水との温度差によって前記温度差発電装置が発電することを特徴とする波エネルギー利用装置。 A main body having an inclined surface inclined upward from a peripheral edge on the lower end side of the water surface toward the central portion, and an opening in the central portion; and on the inclined surface of the main body, the lower end extends from the central portion to the inclined surface. A converging dam for converging waves, erected radially toward the peripheral edge of the side, the main body is floated on the water surface so that the central portion comes out on the water surface, and the center as the wave moves In the wave energy utilization device using surface water entering from the section,
A pool having a communication portion provided below from the opening and communicating with the underwater side, and a temperature difference power generation device provided below the pool and generating electricity using a water temperature difference between the surface water and deep water. A power generation chamber disposed; a water intake pipe for circulating cold water having a lower water temperature than the surface water to be circulated in the temperature difference power generation apparatus; and the temperature difference power generation by taking cold water from the intake pipe. Water supply means for feeding into the apparatus, cold water distribution means for circulating the cold water sent by the water supply means to the temperature difference power generation apparatus and then releasing it out of the main body, and surface water from the pool to the temperature difference power generation apparatus And a surface water circulation means for discharging to the outside of the main body,
The water supply means includes a first water wheel arranged at a communication portion of the pool, and a second water wheel arranged on the intake pipe side and rotating in conjunction with the first water wheel,
The first water turbine is rotated by the difference in water level between the water level of the surface water entering the pool from the opening after going up the inclined surface divided by the converging dam and the surface water. The surface water and the cold water that circulate through the circulation means and the second water turbine that rotates in conjunction with the rotation of the first water turbine circulates the cold water from the intake pipe to the cold water circulation means, and circulates through the surface water circulation means. The wave energy utilization device, wherein the temperature difference power generation device generates power by a temperature difference with cold water flowing through the circulation means.
前記冷水流通手段は、前記取水管側から前記凝縮器を経由して前記本体の外に通じる流通管を有し、前記表面水流通手段は、前記プール側から前記蒸発器を経由して前記本体の外に通じる流通管を有し、
前記凝縮器によって凝縮された作動流体が前記蒸発器によって気化され、気化した作動流体が前記凝縮器に戻る前に前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電することを特徴とする請求項8に記載の波エネルギー利用装置。 The temperature difference power generation device includes a condenser that condenses the working fluid, an evaporator that evaporates the working fluid condensed by the condenser, a pump that sends the condensed working fluid to the evaporator, and the evaporator A turbine that is rotated by the working fluid evaporated by the generator, a generator that generates electric power in conjunction with the rotation of the turbine, and a pipe that is disposed so that the working fluid circulates through the condenser, the pump, the evaporator, and the turbine. A structure,
The cold water circulation means has a circulation pipe that leads from the intake pipe side to the outside of the main body via the condenser, and the surface water circulation means passes from the pool side to the main body via the evaporator. Has a distribution pipe that leads to the outside,
The working fluid condensed by the condenser is vaporized by the evaporator, and the generator generates electricity by rotating the turbine before the vaporized working fluid returns to the condenser. 8. The wave energy utilization apparatus according to 8 .
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