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振動水柱型波力発電装置用動力変換装置 新技術説明会

国内特許コード P09A014560
掲載日 2009年7月10日
出願番号 特願2006-338569
公開番号 特開2008-150997
登録番号 特許第4054880号
出願日 平成18年12月15日(2006.12.15)
登録日 平成19年12月21日(2007.12.21)
発明者
  • 羽田野 袈裟義
  • 専徳 博文
出願人
  • 山口大学
発明の名称 振動水柱型波力発電装置用動力変換装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】振動水柱型波力発電装置用動力変換装置においてエネルギー変換効率を損なうことなく一定の向きに回転する軸の運動の動力を獲得する。
【解決手段】空気室と連絡した、または空気室の一部を構成する筒体内に配置されたタービンの回転軸にラチェット機構を連結し、水面変動により筒体内に発生する流体の往復流から一定の向きに回転する軸の動力として取り出し、発電機を回して発電する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】水面波のエネルギーを利用するシステムは、水面波のエネルギーを他の力学的エネルギーに変換するための1次変換装置、1次変換装置により得られたエネルギーを電気等の利用し易いエネルギーに変換する2次変換装置等で構成される。(例えば、非特許文献1、非特許文献2)1次変換装置をエネルギー変換の観点から分類すると、可動物体型、水流型、振動水柱型等に分類される。このうち、振動水柱型は波力発電の方式の主要な方式であり、多くの技術者がその研究に取り組んでいる。振動水柱型波力発電装置は、容器を海面に伏せた形式で、水面波により空気室内に水位変動と圧力変動を作り空気室内外の圧力差によりタービンを回して発電する。タービンを通過する空気などの流体の流れは空気室内の圧力変動のため往復動を繰り返すが、ウェールズタービンや衝動タービンなど特殊なタービンでは、気流、水流の往復流の動力を一方向に回転する軸の動力に変換し、その動力を取り出している。そして、タービンを通過する流体の流れの往復動の両方の時間帯においてエネルギー変換するが、エネルギー変換は空気室内の水位変動に伴う空気室内の圧力の大気圧からの偏差圧力によりなされるため、エネルギー変換する状態では空気室内の水位変動とタービンを通過する流体の往復運動は拘束される。このため、空気室内の水位変動と流体の往復運動のストロークはエネルギー変換を行なわない自由状態に比べて小さい。また、ウェールズタービンや衝動タービンなど特殊なタービンは、タービンの翼自体がラチェット機構と同じ機能を有するが、この機能をもたせるためにエネルギー変換効率が犠牲になっており、50%弱の最大効率を与える回転数帯以外の回転数域では効率がかなり低い。
【非特許文献1】「気象利用研究」、気象利用研究会、NO.15.2002、波浪エネルギー利用技術の現状、12~16頁
【非特許文献2】「自然エネルギー利用学」(改訂版)、清水幸丸編、パワー社、1999年、第7章波力発電、161~194頁
産業上の利用分野 本発明は、水面波のエネルギーを回転のエネルギーに変換することにより発電を行う振動水柱型波力発電装置用動力変換装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 空気室の一部を構成する筒体と、前記筒体内に配置されて前記筒体内の流体の往復流により回転し、前記往復流の動力を回転の動力に変換するタービンと、前記タービンの回転軸と、前記回転軸に連結されたラチェット機構と、前記ラチェット機構により作動する伝導機構と、前記伝導機構により一方向に回転する軸と、を備え、前記筒体内で発生する前記往復流から前記伝導機構により一方向に回転する前記軸の回転運動のエネルギーに変換する振動水柱型波力発電装置用動力変換装置において、 水面波の運動により生じる前記空気室内の圧力変動において、前記空気室内が加圧状態の時間帯にはエネルギー変換を行なわず、減圧状態の時間帯にのみエネルギー変換することを特徴とする振動水柱型波力発電装置用動力変換装置。
【請求項2】 前記空気室内の断面積について、前記タービンの稼働部の部分の断面積を水面上下動部分の断面積よりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の振動水柱型波力発電装置用動力変換装置。
【請求項3】 前記ラチェット機構の後段にフライホイールを挿入して前記回転軸の回転の速度の変動を抑えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動水柱型波力発電装置用動力変換装置。
産業区分
  • その他原動機
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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