TOP > 国内特許検索 > 流体力発電装置および発電方法

流体力発電装置および発電方法

国内特許コード P110004625
整理番号 S2010-0296-N0
掲載日 2011年7月25日
出願番号 特願2010-001388
公開番号 特開2011-140894
登録番号 特許第5376326号
出願日 平成22年1月6日(2010.1.6)
公開日 平成23年7月21日(2011.7.21)
登録日 平成25年10月4日(2013.10.4)
発明者
  • 伊藤 智博
出願人
  • 公立大学法人大阪府立大学
発明の名称 流体力発電装置および発電方法
発明の概要

【課題】流体の流速の変動や流れの方向の変化に影響されにくく、流体のエネルギーを効率的かつ安定して電気エネルギーに変換する流体力発電装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、少なくとも2つの円柱体と、各円柱を揺動可能に支持する支持体と、各円柱の揺動を直線往復運動に変換可能な変換部と、変換された直線往復運動を電気エネルギーに変換する電気エネルギー変換部と、を備える流体力発電装置が提供される。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、自然エネルギー、特に海洋のエネルギーを利用した発電として、海洋上の風力を利用した風力発電や波浪を利用した波浪発電が知られている。これらの発電をはじめ、海洋を利用した発電として海面の潮位を利用した発電や海水の温度差を利用した発電等の研究開発が進められ、実用化が進みつつある。このような技術の一つに、海洋の流れ、つまり、流体の流れの中に構造体を配置し、この流体の流れによる構造体の振動を利用することにより発電を行う方法が知られている。この方法について、図を用いて説明する。図17は、流体の流れの中に構造体を配置したときの、この構造体(例えば、円柱又は円柱群)の振動の振幅と流体の流速との関係を示す図である。図17において、横軸が流体の流速、縦軸が構造体の振動の振幅である。
図17に示すように、流体の流速が増加するとともに流体の流れを受ける構造体が行う振動の振幅は大きくなり、ある流速(図17のA)になると、その振動の振幅がピークに達する。この振動のピークは、渦振動(カルマン渦)と呼ばれる共振現象によるものである。そして、さらに、流体の流速が増すと、一旦構造体の振動の振幅は小さくなり、その後、徐々に振幅が大きくなり,ある流速以上になると振幅が急増する。つまり、構造体は、一度弱い振動を示し、その後、流体の流速が増すに従い、自励振動と呼ばれる、強い振動(振幅が大きい振動)を行うようになる。このように、構造体(例えば円柱群)を流体の流れの中に配置したとき、構造体は互いに振動して相対的な運動をすることになる(例えば、非特許文献1乃至3参照)。この相対的な運動を電気エネルギーに変換することにより発電を行うことができる。
この相対的な運動のうち渦振動と呼ばれる共振現象を利用した様々な発電方法や装置が提案されている。例えば、流れている流体からのエネルギーを抽出する方法として、流体流中にフォイルの列を配置し、該フォイルを自由度が少なくとも2であるように支持構造体に載置し、前記フォイルをフラッタ振動させるために前記流体流を該フォイルに通し、該フラッタ振動を安定化させ維持するために該フォイルの列に慣性を与えることを含む方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。

産業上の利用分野


この発明は、流体力発電装置に関し、特に、潮流で発電する流体力発電装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも2つの円柱体と、
各円柱体を揺動可能に支持する支持体と、
各円柱体の揺動を直線往復運動に変換可能な変換部と、
変換された直線往復運動を電気エネルギーに変換する電気エネルギー変換部と、
を備え
前記支持体は、各円柱体の軸が同一平面上を揺動可能に支持し、
前記変換部は、その直線往復運動を円柱体の軸の揺動平面と異なる平面上の運動に変換することを特徴とする流体力発電装置。
【請求項2】
前記変換部が4節リンク装置である請求項に記載の流体力発電装置。
【請求項3】
少なくとも2つの円柱体と、
各円柱体を揺動可能に支持する支持体と、
各円柱体の揺動を直線往復運動に変換可能な変換部と、
変換された直線往復運動を電気エネルギーに変換する電気エネルギー変換部と、
を備え、
前記支持体は、各円柱体の軸が同一平面上を揺動可能に支持し、
前記変換部は、その直線往復運動を円柱体の軸の揺動平面と異なる平面上の運動に変換する第1の変換部と、その直線往復運動を円柱体の軸の揺動平面と同一平面上の運動に変換する第2の変換部とを備える流体力発電装置。
【請求項4】
前記円柱体はその揺動が流体によって生じる自励振動である請求項1~3のいずれか1つに記載の流体力発電装置。
【請求項5】
前記支持体が円柱体の半径とほぼ同じ間隔で少なくとも2つの円柱体を支持する請求項1~4のいずれか1つに記載の流体力発電装置。
【請求項6】
前記円柱体が中空である請求項1~のいずれか一つに記載の流体力発電装置。
【請求項7】
前記電気エネルギー変換部が前記変換部に連結された磁石と、前記磁石の周辺に配置されたコイルとにより構成される請求項1~のいずれか一つに記載の流体力発電装置。
【請求項8】
前記支持体は、流体に浮く浮体構造体を備える請求項1~のいずれか一つに記載の流体力発電装置。
【請求項9】
前記円柱体は、海水中で浮揚する円柱体である請求項1~のいずれか一つに記載の流体力発電装置。
【請求項10】
前記円柱体が水中に配置されるように、請求項1~9のいずれか1つに記載の流体力発電装置を設置し、水流によって前記円柱体に自励振動を生じさせることにより発電する発電方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2010001388thum.jpg
出願権利状態 登録
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close