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技術 浮力と重力方向の力の両方向の力を発生し液面との位置を一定に保つ構造の浮体装置

出願人 渡部靖志
発明者 渡部靖志
出願日 2001年8月22日 (19年2ヶ月経過) 出願番号 2001-250958
公開日 2003年2月26日 (17年8ヶ月経過) 公開番号 2003-056442
状態 未査定
技術分野 船体構造 係船・載荷 波力利用等のその他の液体機械又は機関
主要キーワード 機械運動 取り付け姿勢 波力エネルギー 平衡位置 地理的条件 波力発電 浮体構造 移送ポンプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年2月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

浮子を使用する波力機関では、浮子を上向きに押し上げ運動しか利用出来ず変換効率が低く後段の装置の利用率も低い。効率と利用率を向上させるためには、浮力と同等の重力方向の力を浮力と相殺せずに発生させることが課題となる。

解決手段

浮体装置で、浮力と重力方向の力の両方を得られる構造とするため2つの区域を上下に固定し、上の区域は比重の小さい充填材充填する。下の区域は水中にあるときは浮力を相殺せず、浮体装置が水面との平衡位置より上昇したときに重力方向の力が生じるように、浮体装置の設置される場所に近い比重の充填材を充填する。以上により浮体が水面との平衡位置より昇降したときに平衡位置に向かう力を発生させる。

概要

背景

概要

浮子を使用する波力機関では、浮子を上向きに押し上げ運動しか利用出来ず変換効率が低く後段の装置の利用率も低い。効率と利用率を向上させるためには、浮力と同等の重力方向の力を浮力と相殺せずに発生させることが課題となる。

浮体装置で、浮力と重力方向の力の両方を得られる構造とするため2つの区域を上下に固定し、上の区域は比重の小さい充填材充填する。下の区域は水中にあるときは浮力を相殺せず、浮体装置が水面との平衡位置より上昇したときに重力方向の力が生じるように、浮体装置の設置される場所に近い比重の充填材を充填する。以上により浮体が水面との平衡位置より昇降したときに平衡位置に向かう力を発生させる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

液面に設置して使用する浮体装置で、浮力重力方向の力の両方向の力を得られる構造とするため、2つの区域を上下に固定した構造の浮体装置。上下それぞれの区域は単数または複数の室で構成し、上の区域は浮力を得るために比重の小さい充填材充填する。下の区域は液中にあるときは浮力を相殺する重力方向の力を生じさせず、浮体装置が液面との平衡位置より上昇したときに重力方向の力が生じるように、浮体装置の設置される場所の液、またはそれに近い比重の充填材を充填する。以上の構造により、浮体装置が液面との平衡位置より上昇したときは重力方向に力が働き、浮体装置が液面との平衡位置より下降したときは浮力が働くことで、浮体装置と液面が一定の高さを保つように働くことを特徴とした浮体装置。

請求項2

請求項1に記載する浮体装置の上下の区域に充填する充填材を各区域よりそれぞれ出し入れする装置または機構を設けて、上の区域で発生する浮力や下の区域で発生する重力方向の力を加減するような機能を追加した浮体装置。

技術分野

0001

波力ポンプ波力発電などの波力機関装置に波のエネルギーを供給するため、請求項1または請求項2の装置を使用して波の上下運動機械運動に変換し、波力機関に伝達する。また、請求項1または請求項2の装置を他の浮体に取り付けることにより浮体を水面上の安定した位置に保つ事が出来る。

0003

および

0004

多くの波力ポンプおよび波力発電などの波力機関の設置方法は、

0005

請求項1について。波の運動エネルギーを浮体の上下運動に変換して取り出す方法では浮子が使用される例が多い。この場合に、浮子を上向きに押し上げる時に変換された波の運動のみがエネルギーを伝達でき、浮子が下降する時はエネルギーは伝達されない。この浮子からの力を利用する波力ポンプや波力発電などの変換装置では波の半周期の間は空白時間となるため機関全体利用率が低下する。また、必要なエネルギーを半周期において変換するために、全周期で変換する場合に比べ、浮子を含めた機構部は2倍の力が加わることになり、それに応じた構造や強度にする必要がある。これを補うため

発明が解決しようとする課題

0006

特許第2729096号のように浮子を使用して波の上下運動エネルギーを機械運動に変換し利用する機構において、浮子の運動が伝達され使用される波力ポンプや波力発電等の変換装置は海底より築かれた構造物または上に設置される。これは、

0007

請求項2について。波力ポンプや波力発電等の波力機関では周期や大きさの一定しない波を利用してエネルギーを取り出すため、浮子の受ける力は常に変動している。また、荒天時には通常の何倍もの加重を受ける可能性もある。これに対処するためには、浮子の受ける力を加減させる事が課題となる。

0008

水面に設置される浮体装置で、浮力重力方向の力の両方向の力が得られる構造とするため、

課題を解決するための手段

0009

この構造で構成された浮体装置は、平常時は上下の区域の中間位置が水面の高さで平衡する。浮体装置に重力方向の加重が加わったり、水面が上昇した場合、浮力を発生する上の区域aが液中に入ることにより容積に相当した浮力が発生し、浮体装置を押し上げる。また、浮体装置を持ち上げる方向に力が加わったり、液面が下降した場合、重力方向の力を発生する下の区域bが空中に出て、容積に相当する下向きの力が発生し、浮体装置を押し下げる。このように浮体装置は常に水面に対して一定の位置を保つ方向に力を発生する。

0010

請求項1に記載する浮体装置で

0011

また、請求項1に記載する浮体装置で

0012

0013

波力ポンプや波力発電などの変換装置部3は

0014

本発明では請求項1または請求項2の装置を波の運動エネルギー変換装置として使用することにより、波の上下運動エネルギーを機械運動エネルギーとして変換する事が出来る。これは今まで浮子によって上向きの運動エネルギーのみを取り出していた場合の2倍の変換効率である。また上方向のみの期間に変換していたのが、上下両方向の期間に変換されることで、発電機などの機関の利用率も2倍に向上する。また、波の上下運動エネルギーを気体液体の運動エネルギーに変換、さらに機械運動エネルギーや電気エネルギーに変換する方法に比べ変換効率にも優れ機構も簡単である。

発明の効果

0015

発電機やポンプなどを構成する運動の変換装置部に請求項1または請求項2の装置を取り付け姿勢の一定した浮体装置とする事により、変換装置部を設置するための陸地または水底からの構造物を必要としない。これは波力機関を設置する地理的条件が非常に緩和される。また、設置のための構造物を建設するための費用も必要としない。固定した場所に設置して使用する場合、浮体装置の移動を防止するアンカーさえあれば良い。

0016

全体が完全な浮体構造の波力機関となっているので、波力エネルギーを利用した移動体を構成することが可能となった。

0017

波の強さの変動や周期の変動に対して、上向き下向きそれぞれの力を調節できることにより波力機関に入力する運動エネルギーを適正に調節出来、発電機やポンプなどを効率よく運転できる。また、荒天時など必要なときには、上向き下向きそれぞれの力が加わらないようにして、装置を空中または水中に退避させることが出来る。

0018

0019

図1発明を実施した構成図
図2発明を実施した構成図
図3発明を実施した構成図
図4従来技術の説明補足
図5従来技術の説明補足図
図6解決しようとする課題の説明補足図
図7解決しようとする課題の説明補足図
図8請求項1の構成図
図9請求項1の構成図
図10請求項1の構成図
図11請求項1の構成図
図12請求項2の構成図
図13請求項2の構成図

図面の簡単な説明

0020

1−−−−請求項1の装置
2−−−−連結部
3−−−−ポンプや発電機などの変換装置
4−−−−請求項2の装置
5−−−−浮子
6−−−−弾性体
7−−−−
8−−−−単体空体
9−−−−閉じていない空体
10−−−単数の室の空体
11−−−複数の室の空体
12−−−充填材移送ポンプ
13−−−充填材の種類の切り替え充填排出を制御するハ゛ルフ゛
14−−−各室開閉する為の機構
a−−−−浮力を発生する区域
b−−−−重力方向の力を発生する区域
ア−−−−区域を分けた室
イ−−−−区域を分けた室
ウ−−−−区域を分けた室

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