JP2005315193A - Floating body type water surface wave energy conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水面の波の持つエネルギーを機械的なエネルギーに変換する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for converting energy of waves on a water surface into mechanical energy.
浮体を吊り下げ、この上下動から回転力を得る方式が古くから試されているが、この方式では海流によって浮体が流されないようにガイドレールを設ける必要がある。
また、この方式で大きなエネルギーを得るためには浮体を重くする必要があるが、重い浮体は慣性力も強いため小さい波では上下動し難い。このように、浮体の下降時のエネルギーを変換する方式では、効率を上げることが困難である。
A method of suspending a floating body and obtaining rotational force from this vertical movement has been tried for a long time, but in this method, it is necessary to provide a guide rail so that the floating body is not washed away by the ocean current.
In order to obtain large energy with this method, it is necessary to make the floating body heavy. However, since the heavy floating body has strong inertia, it is difficult to move up and down with a small wave. Thus, it is difficult to increase the efficiency in the method of converting the energy when the floating body descends.
岸壁に軸と軸受を設置し、軸から海面上に伸びたレバーの先端に浮体を取り付ける方式も考案されているが、得られる回転角が非常に小さいという欠点がある。この欠点を補うために高い増速比の変速装置が必要になる。レバーのたわみによる効率の悪化も大きく、レバーの剛性を高めれば重量が重くなるため小さい波では稼動し難い。 Although a method has been devised in which a shaft and a bearing are installed on the quay and a floating body is attached to the tip of a lever extending from the shaft to the sea surface, there is a drawback that the obtained rotation angle is very small. To compensate for this drawback, a transmission with a high speed ratio is required. Degradation of the efficiency due to the deflection of the lever is also great, and increasing the rigidity of the lever increases the weight, making it difficult to operate with small waves.
従来の技術は、そのほとんどが海岸線を占有するものであり、他の施設と併用することが不可能または困難であった。また、付近の景観を損ねる問題もあった。
従来の技術では波の弱い水域で稼動できない。また、装置を設置する地域を占有するため他の目的と併用できない。また、景観を損ねる問題もあった。 The conventional technology cannot be operated in water areas with weak waves. Moreover, since it occupies the area where the device is installed, it cannot be used together with other purposes. There was also a problem that damaged the landscape.
弱い波のエネルギーを動力に変換するためには、浮体を可能な限り軽くしなければならない。しかし、軽い浮体は下降時のエネルギーが小さいため下降時のエネルギーを動力に変換すると下降の速度が著しく遅くなるか、あるいは下降しなくなる。浮体が上昇したままで下降しなければ装置は稼動しない。
これを防止するため、浮体の下降時は自由に下降させ、上昇時のエネルギーのみを動力に変換する様に構成する。
In order to convert weak wave energy into power, the floating body must be as light as possible. However, since the light floating body has a small energy at the time of descent, if the energy at the time of descent is converted into power, the descent speed will be remarkably slow or will not descent. The device will not operate unless the floating body is raised and lowered.
In order to prevent this, it is configured such that when the floating body is lowered, it is lowered freely and only the energy at the time of rising is converted into power.
波長の短い波のエネルギーを動力に変換するために浮体の大きさは、小さいほうが望ましい。しかし小さい浮体は、その浮力も小さいため上昇時のエネルギーも小さくなり、結果として動力を得ることなく波は反射、又は通過することになる。これを防止するため、浮体の上昇時の微弱なエネルギーを回転力に変換した後、ばね等の弾性体に一時的に蓄える様に構成する。装置を稼動させるに十分なエネルギーが蓄えられると、装置は自然に稼動を始める。また、この機構によって不規則で断続的な波の運動を、変動の少ないエネルギーに変換することができる。 In order to convert short wave energy into power, it is desirable that the size of the floating body be small. However, since a small floating body has a small buoyancy, the energy at the time of rising is also small, and as a result, waves are reflected or passed without obtaining power. In order to prevent this, after the weak energy at the time of rising of the floating body is converted into a rotational force, it is configured to be temporarily stored in an elastic body such as a spring. Once enough energy is stored to operate the device, the device will begin to operate naturally. Also, this mechanism can convert irregular and intermittent wave motion into energy with little fluctuation.
海面波から変換したエネルギーを陸上の設備で利用するためには、変換装置は海岸に設置する事が望ましい。しかし既に多くの海岸は様々な目的に利用されており、また自然環境保護の観点からも新たな開発は好ましくない。本発明においては変換装置自体を水面に浮かべ、潮位の上下にあわせて変換装置が上下するようにした。これにより変換装置の高さを低くできるため、装置の上部を住宅、港、工場、遊園地、道路など多目的に利用することが出来る。また付近の景観を損ねることもない。 In order to use the energy converted from sea surface waves in onshore facilities, it is desirable to install the converter on the coast. However, many coasts have already been used for various purposes, and new development is not preferable from the viewpoint of protecting the natural environment. In the present invention, the converter itself is floated on the surface of the water so that the converter moves up and down according to the tide level. As a result, the height of the conversion device can be reduced, and the upper portion of the device can be used for various purposes such as a house, a port, a factory, an amusement park, and a road. Also, the nearby scenery is not damaged.
水面波の運動は単純な上下方向のみではなく、傾いた水表面を流れ落ちる運動や、表面張力による微小な運動がある。このように水表面に起こる様々な方向の運動を浮体の上昇運動に変換するため、浮体は水面に対して傾斜角をもつ形状とした。 The motion of the water surface wave is not only a simple vertical direction, but also a motion that flows down the inclined water surface and a minute motion due to surface tension. Thus, in order to convert the movements in various directions that occur on the water surface into the rising movement of the floating body, the floating body has a shape having an inclination angle with respect to the water surface.
本発明は微小な水面波の運動を機械的なエネルギーに変換できるように構成した為、波の弱い入り江や港湾において稼動できる。また、機械装置の高さが低い為、上部を様々な目的に利用でき、付近の景観を損ねることもない。 Since the present invention is configured so as to convert the motion of minute water surface waves into mechanical energy, it can be operated in a bay or a port where waves are weak. Moreover, since the height of the mechanical device is low, the upper part can be used for various purposes, and the surrounding scenery is not impaired.
本発明は水面波から機械的な動力を得るものである為、海面上に設置する。得られた動力を有効に活用するためには装置の上部、又は付近の施設の動力源として利用する。回転力を直接、施設の動力源として利用しても良いが、利用範囲を広げるために発電機やエアーコンプレッサーの動力源とすることも考えられる。 Since the present invention obtains mechanical power from water surface waves, it is installed on the sea surface. In order to make effective use of the obtained power, it is used as a power source in the upper part of the apparatus or in a nearby facility. The rotational force may be used directly as a power source for facilities, but it is also conceivable to use it as a power source for generators and air compressors in order to expand the range of use.
図1は、本発明装置の駆動ユニットの略図である。駆動用浮体5、駆動用ガイドレール23、駆動ラック6、は波によって上下運動する。駆動ラック6の上昇運動は、駆動ピニオン7、駆動ワンウェイクラッチ8を介して駆動軸9に伝達される。駆動軸9の一端は、固定ワンウェイクラッチ10を介して駆動ユニット本体12に取り付けられる。駆動軸9の他端は、弾性体11を介して中間軸24に連結され、駆動スプロケット13に回転力を伝える。一方、駆動用浮体5の下降時は、駆動ワンウェイクラッチ8は空転する。また、弾性体11に蓄えた回転力は固定ワンウェイクラッチによって保持される為、駆動用浮体5は自重により速やかに下降する。
FIG. 1 is a schematic view of a drive unit of the device of the present invention. The driving floating
図2は、本発明装置の正面図であって駆動ユニット1が本体フレーム15に、複数取り付けられる。各駆動ユニット1と本体ピニオン20の回転力は、チエーン18を介して集合軸14に伝達される。集合軸14の回転は変速機19によって最適な回転に変換され、発電機3を稼動させる。 FIG. 2 is a front view of the apparatus of the present invention, and a plurality of drive units 1 are attached to the main body frame 15. The rotational force of each drive unit 1 and main body pinion 20 is transmitted to the collective shaft 14 via the chain 18. The rotation of the collective shaft 14 is converted into an optimum rotation by the transmission 19 and the generator 3 is operated.
図3は、本発明装置の実施例の外観である。装置全体を水面に浮かべているので、潮位の上下にかかわらず装置は水面から一定の距離を保つことができる。この為、駆動ラック6、駆動ガイドレール23の長さを短く出来るので装置全体の高さも低く出来、装置の上部に施設を設けることが出来る。また、駆動ラック6、駆動ガイドレール23の長さを短くすることで浮体の慣性力を小さくすることが出来るため、装置の効率が向上する。岸壁2には固定ラック16、係留ガイドレール22が固定され、本体ピニオン20がこれにかみ合いながら上下動する為、水位の上下運動が回転運動に変換される。
FIG. 3 is an external view of an embodiment of the apparatus of the present invention. Since the entire device floats on the water surface, the device can maintain a certain distance from the water surface regardless of the tide level. For this reason, since the length of the
臨海地域にある住宅、工場、その他様々な施設のエネルギー供給源として利用できる。又、波浪による海岸の浸食や船舶の損傷など様々な災害を軽減できる。 It can be used as an energy supply source for houses, factories, and various other facilities in the coastal area. In addition, various disasters such as coastal erosion and ship damage caused by waves can be reduced.
1 駆動ユニット
2 岸壁
3 発電機
4 本体支持浮体
5 駆動用浮体
6 駆動ラック
7 駆動ピニオン
8 駆動ワンウェイクラッチ
9 駆動軸
10 固定ワンウェイクラッチ
11 弾性体(ばね、ゴム等)
12 駆動ユニット本体
13 駆動スプロケット
14 集合軸
15 本体フレーム
16 固定ラック
17 住宅、工場など
18 チェーン
19変速機
20本体ピニオン
21ケーブル
22係留ガイドレール
23駆動ガイドレール
24中間軸
25集合軸スプロケット
1 Drive unit
2 Quay
3 Generator
4 Body support floating body
5 Driving float
6 Drive rack
7 Drive pinion
8 drive one-way clutch
9 Drive shaft
10 Fixed one-way clutch
11 Elastic body (spring, rubber, etc.)
12 Drive unit body
13 Drive sprocket
14 Collective axis
15 Body frame
16 Fixed rack
17 Housing, factory, etc.
18 chain
19 transmission
20 body pinion
21 cable
22 Mooring guide rail
23 Drive guide rail
24 intermediate shaft
25-shaft sprocket
Claims (5)
体の上昇時のエネルギーのみを回転運動に変換、活用する変換装置。 A conversion device that uses a one-way clutch to move freely by the weight of the floating body when the floating body descends, and convert and utilize only the energy when the floating body rises to rotational motion.
A conversion device that converts the vertical movement of the water surface into a rotational motion by installing a rack on the quay and moving the pinion attached to the floating body while meshing with the rack.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004135058A JP2005315193A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Floating body type water surface wave energy conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004135058A JP2005315193A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Floating body type water surface wave energy conversion device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005315193A true JP2005315193A (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35442876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004135058A Pending JP2005315193A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Floating body type water surface wave energy conversion device |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2005315193A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102384014A (en) * | 2011-11-04 | 2012-03-21 | 上海瑞华(集团)有限公司 | Wave sensitive power generating device floating on water |
CN103266980A (en) * | 2013-05-22 | 2013-08-28 | 江苏中蕴风电科技有限公司 | Combined-floating-block-type sea wave power generation system |
-
2004
- 2004-04-30 JP JP2004135058A patent/JP2005315193A/en active Pending
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CN103266980A (en) * | 2013-05-22 | 2013-08-28 | 江苏中蕴风电科技有限公司 | Combined-floating-block-type sea wave power generation system |
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