CN103403342A - 波动力发电装置的固有振动调整机构 - Google Patents

Abstract

一种波动力发电装置（1），其能与变化的波周期对应而调整固有周期（固有振动频率），包括：重锤（3），其经由弹簧（4）被安装在浮体（2）的内部，与水面（7）的变动对应而进行往复直线运动；发电机（8），其基于重锤（3）的往复直线运动而被驱动进行发电。对重锤（3）的质量，具有将质量附加的附加质量体（6）。

Description

波动力发电装置的固有振动调整机构

技术领域

本发明涉及一种波动力发电装置。

背景技术

作为波动力发电装置，已知有使两个物体在上下方向相互进行相对运动，从而驱动发电机的装置（例如，参照专利文献1、2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特表2009-535560号公报

专利文献2：（日本）特表2009-518568号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献1、2公开的装置，需要与波周期一致地选定质量以及弹簧。

但是，实际海域的波周期主要在3-10秒的程度内大幅地变化，即使选定了规定的质量以及弹簧，能够共振发电的周期带也被限定，无法应对变化的波周期，具有设备利用率降低的问题。

此外，对于浮体，在其固有周期比波周期大的情况下，设想浮体不摇动，因此将浮体的固有周期设计成比设计波周期小。但是，实际海域的波周期主要在3-10秒的程度内大幅地变化，根据情况实际海域的波周期比浮体的固有周期大幅变大，具有浮体无法有效摇动，波动力发电装置的设备利用率降低的问题。

进一步地，通常波的周期为长周期，需要使用长度长的弹簧，使弹簧常数变小。因此，具有导致设备大型化的问题。

本发明鉴于上述问题，旨在提供一种能够与变化的波周期对应而调整固有周期（固有振动频率）的波动力发电装置。

此外，本发明旨在提供一种使用弹簧常数大，长度短的弹簧，从而能够谋求小型化的波动力发电装置。

解决技术问题的技术手段

为了解决上述技术问题，本发明的波动力发电装置采用以下技术手段。

本发明的第一形态涉及的波动力发电装置，具有：振动体，其经由弹簧被安装在浮体的内部，与水面的变动对应而进行往复直线运动；发电机，其基于所述振动体的往复直线运动而被驱动进行发电，其特征在于，对所述振动体的质量，具有将质量附加的附加质量体。

经由弹簧被安装在浮体内部的振动体，与水面的变动对应而进行往复直线运动。基于该往复直线运动驱动发电机，进行发电。根据本发明的上述第一形态涉及的波动力发电装置，在设振动体的质量为m，附加质量体的质量为Δm的情况下，频率fn能够从下式（1）求出。

即，在将频率fn设定成与以往的波动力发电装置相同的值的情况下，能够使弹簧常数k变大。由此，能够使弹簧变短，从而使波动力发电装置小型化。

[式1]

$\mathrm{fn}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k}{m+\mathrm{\Δm}}}\·\·\·\left(1\right)$

本发明的发电机，只要是基于振动体的往复直线运动而被驱动进行发电即可，传递到发电机的驱动力可以从振动体直接获得（例如线性发电机），或者可以经由其他的机构间接地获得，进一步地，可以经由附加质量体获得驱动力。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述附加质量体的附加质量能够被调整。

即，通过改变附加质量体的质量Δm，能够改变频率fn。

通过适当调整附加质量体的质量Δm，能够使振动体的质量变小，能够使波动力发电装置进一步小型化。

本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置，优选地，具有：转换机构，其将所述振动体的往复直线运动转换为旋转运动；旋转体，其利用经由所述转换机构输出的旋转力进行旋转，并且驱动所述发电机，所述附加质量体被安装在所述旋转体。

通过转换机构将振动体的往复直线运动转换为旋转运动，以该转换后的旋转力旋转旋转体，由此驱动发电机。而且，对旋转体安装附加质量体，通过将附加质量体旋转时的惯性力矩作为附加质量进行利用，提高了附加质量效果。

此外，对旋转体安装附加质量体，将附加质量体旋转时的惯性力矩作为附加质量进行利用，因此能够不将附加质量的重量直接作用于安装在振动体的弹簧。由此，能够使弹簧的自然长度以及弯曲变小，从而使波动力发电装置进一步小型化。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述附加质量体具有：移动锤，其被安装成与所述旋转体一起旋转，并且能够从旋转中心向半径方向移动；移动手段，其使该移动锤向半径方向移动。

将附加质量体安装成与旋转体一起旋转，将附加质量体旋转时的惯性力矩作为附加质量进行利用。

本发明的第一形态涉及的附加质量体具有能够从旋转中心向半径方向移动的移动锤，通过移动手段将该移动锤向半径方向移动，使其位于成为希望的附加质量的位置。具体地，如果使移动锤位于半径方向外侧，则因重心向半径方向外侧移动，惯性力矩变大，能够使附加质量增大；相反地，如果使移动锤位于半径方向内侧，则因重心向半径方向内侧移动，惯性力矩变小，能够使附加质量减小。

本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置，优选地，具有：转换机构，其将所述振动体的往复直线运动转换为旋转运动；旋转体，其经由所述转换机构输出的旋转力进行旋转，并且驱动所述发电机，所述附加质量体被安装成与所述旋转体一起旋转，并且相对于水中能够进退。

通过转换机构将振动体的往复直线运动转换为旋转运动，以该转换后的旋转力旋转旋转体，由此驱动发电机。而且，将附加质量体安装成与旋转体一起旋转，并且相对于水中能够进退。在浸水前，由附加质量体增加的附加质量是附加质量体的惯性力矩和搅拌周围流体（典型的有空气）的抵抗力。附加质量体浸入水中时，抵抗力因水的粘性以及比重变得更大，附加质量增大。由此，通过附加质量体相对于水中进退，能够调整附加质量。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述附加质量体具有叶片，该叶片基端部被安装在所述旋转体，并且在半径方向延伸。

作为附加质量体，具有叶片，该叶片基端部被安装在旋转体，并且在半径方向延伸。因为叶片在半径方向延伸，使水中的抵抗变得更大，能够使附加质量的调整幅度变大。

作为附加质量体，可以仅由叶片构成，或者，由叶片和用于获得惯性力矩的例如圆板状的旋转板状体组合而成。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述叶片的仰俯角能够改变。

通过改变叶片的仰俯角，能够在水中改变相对于水的迎角。由此，能够使附加质量的调整幅度进一步变大。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述附加质量体是固定在所述旋转体的旋转板状体，在该旋转板状体设有翼片。

通过在板状体安装翼片，能够增大水中的抵抗。由此，能够使附加质量的调整幅度变大。

在本发明的第一形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述翼片能够相对于所述旋转板状体进退。

通过使翼片能够相对于旋转板状体进退，能够调整水中的抵抗。由此，能够使附加质量的调整幅度进一步变大。

此外，优选地，将翼片分割，使其能够个别地进退，能够细微地设定附加质量的调整幅度。

在本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置中，优选地，作为转换机构适用滚珠丝杠或者齿条齿轮。

在本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置中，优选地，在所述浮体的内部沿着往复直线运动方向设有导轨，并且在该导轨与所述振动体之间设有球体，由所述导轨、振动体以及球体构成直动引导部。

根据上述结构，振动体在进行往复直线运动时的抵抗（机械损失）降低，因此能够提高发电效率。

本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置，优选地，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，该电力输出机构被配置成其轴线与通过所述浮体重心的竖直轴线一致。

将电力输出机构的轴线配置成与通过浮体重心的竖直轴线一致，因此能够将浮体升沉方向的运动高效地转换成电力。

本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置，优选地，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，该电力输出机构被配置成其轴线在从通过所述浮体重心的竖直轴线位移的位置平行地配置。

将电力输出机构的轴线配置成在从通过浮体重心的竖直轴线位移（偏移）的位置平行，因此能够将浮体滚动方向、仰俯方向的运动成分高效地转换成电力。

此外，优选地，电力输出机构设有多个，被大致等间距地配置。

本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置，优选地，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，该电力输出机构被配置成其轴线成为水平。

将电力输出机构的轴线在水平方向配置，因此能够将浮体水平方向的运动成分（偏转（ヨー）、颠簸（サージ）、摇摆（スウェイ））高效地转换成电力。

此外，优选地，电力输出机构设有多个，被大致等间距地配置。

本发明的第一形态涉及的上述任一波动力发电装置，优选地，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体与所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，该电力输出机构被配置成其轴线相对于竖直方向倾斜。

将电力输出机构的轴线配置成相对于竖直方向倾斜，能够将浮体的一切方向（升沉（ヒーブ）、摇摆（スウェイ）、颠簸（サージ）、滚动（ロール）、仰俯（ピッチ）、偏转（ヨー））的运动成分高效的转换成电力。

此外，优选地，电力输出机构设有多个。

本发明的第二形态涉及的波动力发电装置，其特征在于，包括：浮体，其浮在水面上；振动体，其经由弹簧被安装在该浮体的内部，与水面的变动对应而进行往复直线运动；发电机，其基于所述振动体的往复直线运动而被驱动进行发电，所述浮体的浮体质量、浮体的附加水质量以及浮体的浮力弹簧系数中的至少任一个能够被调整。

与水面的变动，即，与波周期对应，浮体进行摇动，基于该浮体的摇动其内部的振动体进行往复直线运动，基于该往复直线运动驱动发电机，进行发电。在设浮体的质量为m_b，浮体的附加水质量为m_ba，浮体的浮力弹簧系数为k_b的情况下，浮体的固有频率为fn’能够从下式（2）求出。

[式2]

${\mathrm{fn}}^{\′}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_b}{m_b+m_{\mathrm{ba}}}}\·\·\·\left(2\right)$

即，通过改变浮体的质量为m_b，浮体的附加水质量为m_ba以及浮体的浮力弹簧系数为k_b中的任一个，能够改变浮体的固有频率fn’。

根据本发明的第二形态涉及的波动力发电装置，能够调整浮体的浮体质量m_b、浮体的附加水质量m_ba、以及浮体的浮力弹簧系数k_b中的至少任一个，因此能够调整浮体的固有频率，使浮体与变化的实际海域的波周期对应而摇动。由此，能够提高波动力发电装置的设备利用率。

本发明的发电机，只要基于振动体的往复直线运动而被驱动进行发电即可，传递到发电机的驱动力可以从振动体直接获得（例如线性发电机），或者可以经由其他的机构间接地获得，进一步地，可以经由附加质量体获得驱动力。

在本发明的第二形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述浮体具有从其侧面向外方突出的突出体，通过改变该突出体的姿态，在水面的浮体截面面积能够被调整。

浮体的浮力弹簧系数为k_b，能够通过下式（3）表示。

k_b=ρgA_b…(3)

在此，ρ是水（例如海水）的密度，g是重力加速度，A_b是在水面的浮体截面面积。

从式（3）可知，通过改变浮体截面面积A_b，能够改变浮体弹簧系数k_b。在本发明中，设置从浮体的侧面向外方突出的突出体，通过改变该突出体的姿态，能够调整浮体截面面积。由此，能够调整浮体的浮力弹簧系数k_b，其结果是，能够调整浮体的固有频率。

作为改变突出体的姿态的方法，能够适应各种方法，例如，从浮体的侧面观察时，可以将突出体的形状设为非圆形（例如椭圆形或者长圆形），使该突出体围绕突出方向的轴线旋转，从而设定到希望的角度位置，或者，可以使突出体在突出方向进退。

在本发明的第二形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，所述突出体在上下方向设有多个。

通过将突出体在上下方向设置多个，即使相对浮体的水面相对位置发生变化，也能够容易地调整浮体截面面积。此外，没入水中的突出体，也能够用于调整浮体的附加水质量。

在本发明的第二形态涉及的上述任一波动力发电装置中，优选地，所述浮体内设有收容水的水收容部，该水收容部的保有水量能够被调整。

在浮体内设置水收容部，使水收容部内的保有水量能够被调整。由此，能够改变浮体的质量，其结果是，能够改变浮体的固有振动频率。

作为水收容部，可以利用浮体本体的底部空间，或者，可以在浮体的侧部设置水箱。

在本发明的第二形态涉及的上述波动力发电装置中，优选地，利用水击泵作为从所述浮体的外部将水引入所述水收容部内，并且/或者，将所述水收容部内的水向外部排出的泵。

作为在浮体的外部与水收容部之间输送水的泵，利用了水击泵。水击泵因为通过水击作用驱动而不需要电力，不无用地消耗通过波动力发电的电力，不降低波动力发电装置的发电效率。

在本发明的第二形态涉及的上述任一波动力发电装置中，优选地，对所述振动体的质量，具有将质量附加的附加质量体，该附加质量体的附加质量能够被调整。

发明效果

根据本发明，能够调整附加质量体的附加质量，因此能够相对波周期调整振动体的固有周期。因此，能够提高波动力发电装置的设备利用率。

此外，本发明的浮力发电装置，能够调整浮体的质量m_b、浮体的附加水质量m_ba、以及浮体的浮力弹簧系数k_b中的至少任一个，因此能够调整浮体的固有频率，使浮体与变化的实际海域的波周期对应而摇动。由此，能够提高波动力发电装置的设备利用率。

进而，根据本发明涉及的波动力发电装置，能够使用弹簧常数高，长度短的弹簧，具有能够谋求装置小型化的效果。

附图说明

[图1]图1是表示本发明的第一实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构的立体图。

[图2]图2是表示图1的附加质量体的俯视图。

[图3]图3是表示图1的波动力发电装置的振动模型的图。

[图4]图4是表示附加质量体的第一变形例的俯视图。

[图5]图5是表示附加质量体的第二变形例的侧视图。

[图6]图6是表示本发明的第二实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构的立体图。

[图7]图7是表示图6的附加质量体的叶片进退的立体图

[图8]图8是表示图7的附加质量体的第一变形例的立体图。

[图9]图9是表示图7的附加质量体的附加质量体的第二变形例的立体图。

[图10]图10是表示图7的附加质量体的附加质量体的第三变形例的立体图。

[图11]图11是表示本发明的第三实施方式涉及的波动力发电装置的立体图。

[图12]图12是表示图11的波动力发电装置的内部的部分剖面立体图。

[图13A]图13A是表示图11的波动力发电装置的突出体的姿态变化的侧视图。

[图13B]图13B是表示图11的波动力发电装置的突出体的姿态变化的侧视图。

[图14]图14是表示图11的波动力发电装置的振动模型的图。

[图15]图15是表示波动力发电装置的变形例的立体图。

[图16]图16是表示本发明的第四实施方式涉及的波动力发电装置的纵剖视图。

[图17]图17是表示图16的波动力发电装置的变形例的纵剖视图。

[图18]图18是表示本发明的第五实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构的图。

[图19]图19是表示包括图18的浮体的整体振动***模型的图。

[图20]图20是从侧方观察本发明的第六实施方式涉及的波动力发电装置的剖视图。

[图21]图21是表示图20的波动力发电装置的大体结构的图。

[图22]图22是表示包括图20的浮体的整体振动***的图。

[图23]图23是表示在滚珠丝杠轴的上下设置发电机的结构的剖面立体图。

[图24]图24是表示本发明的第七实施方式涉及的波动力发电装置转换机构的大体结构的纵剖视图。

[图25]图25是表示图24的振动体单元的纵剖视图。

[图26]图26是表示图24的转换机构的侧剖视图。

[图27]图27是表示本发明的第七实施方式的变形例的纵剖视图。

[图28]图28是表示本发明的第八实施方式涉及的波动力发电装置转换机构的大体结构的纵剖视图。

[图29]图29是表示图28的电力输出机构的纵剖视图。

[图30]图30是表示图28的波动力发电装置的横剖视图。

[图31]图31是表示偏转方向运动的图。

[图32]图32是表示图28的波动力发电装置的第一变形例的纵剖视图。

[图33]图33是表示图28的波动力发电装置的第二变形例的纵剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明涉及的实施方式。

[第一实施方式]

下面，就本发明的第一实施方式进行说明。

在图1中，表示了第一实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构。

波动力发电装置1具有箱形的浮体2，其上部露出在海洋的水面7上。在浮体2内，具有：重锤（振动体）3，其经由弹簧4被安装在浮体2内；滚珠丝杠轴（旋转体）5，其相对于重锤3旋转；附加质量体6，其被固定在滚珠丝杠轴5；发电机8，其被滚珠丝杠轴5驱动而进行发电。

重锤3，通过波动力引起的水面7的上下运动获得浮体2的上下振动，以规定的固有频率在上下方向进行往复直线运动。在进行往复直线运动时，由于引导部（未图示），重锤3不进行旋转而进行上下运动。重锤3被弹簧4支承，使其能够相对浮体2进行相对运动。

滚珠丝杠轴5由于重锤3的往复直线运动，围绕其轴线进行旋转。在滚珠丝杠轴5的下端固定有附加质量体6，使其与滚珠丝杠轴5一起旋转。

发电机8设置在滚珠丝杠轴5的上端，通过滚珠丝杠轴5的旋转使发电机8向一个方向或者其相反方向旋转而产生电力。

附加质量体6被设在基板9下方的空气室内。如图2所示，附加质量体6包括：环体10，其具有与滚珠丝杠轴5相同的旋转中心；四条移动锤用滚珠丝杠轴12，在如图2的俯视图中，其向上下左右方向延伸；移动锤14，其被设在各移动锤用滚珠丝杠轴12；移动用电动机（移动手段）16，其驱动移动锤用滚珠丝杠轴12围绕其轴线进行旋转。

移动用滚珠丝杠轴12，其一端相对于滚珠丝杠轴5固定，并且在半径方向延伸而贯穿***环体10，另一端与移动用电动机16连接。

与移动锤用滚珠丝杠轴12的旋转对应，移动锤14在半径方向上产生位移。

移动用电动机16由来自未图示的控制部的指令驱动，相对于环体10被固定。

在附加质量体6中，在移动锤14的半径位置被移动用电动机16确定的状态下，环体10、移动锤用滚珠丝杠轴12、移动锤14以及移动用电动机16一体地与滚珠丝杠轴5一起旋转。因此，由附加质量体6旋转时的惯性力矩产生的附加质量，能够与移动锤14的半径方向位置对应而变化，具体地，如果使移动锤14位于半径方向外侧（环体10侧），则因为重心向半径方向外侧移动，能够使惯性力矩变大，附加质量增大，反之，如果使移动锤14位于半径方向内侧（滚珠丝杠轴5侧），则因为重心向半径方向内侧移动，能够使惯性力矩变小，附加质量减小。

具有上述结构的波动力发电装置1，在波的振动被输入到浮体2时，由于与波周期对应地调节移动锤14的半径位置的附加质量体6的附加质量，重锤3以规定的固有振动频率在上下方向振动。基于该振动引起的往复直线运动驱动发电机8进行发电，从而输出电力。

下面，参照图3对本实施方式的波动力发电装置1的工作原理进行说明。

图3表示图1所示的波动力发电装置1的振动***模型。

在图中各符号如下。

z_m：重锤3的位移

z_b：浮体2的位移

m_m:重锤3的质量

m_b：浮体2的质量

k：浮体2-重锤3之间的弹簧常数

k_b：浮力弹簧常数

c：浮体2-重锤3之间的衰减常数（例如发电机8）

c_b：兴波衰减常数

c_f：附加质量体6的衰减常数

I：附加质量体6的惯性力矩

m_ba：附加水质量

F_f：波动外力

运动方程如下式所示。

[式3]

浮体

$(m_b+m_{\mathrm{ba}}){\stackrel{..}{z}}_b=-c_b{\stackrel{.}{z}}_b-k_b{z}_b+F_f-F_{b\→m}\·\·\·\left(4\right)$

F_b→m:从浮体传递到振动体的力

振动体

$m_m{\stackrel{..}{z}}_m=-c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)-k(z_m-z_b)-F_{\mathrm{\Δm}}=F_{b\→m}\·\·\·\left(5\right)$

F_b→m:从浮体传递到振动体的力

F_Δm：从振动体传递到旋转体部的力

惯性盘

$I\stackrel{..}{\mathrm{\θ}}=-c_f\stackrel{.}{\mathrm{\θ}}+F_{\mathrm{\Δm}}\×\frac{L}{2\mathrm{\π}}\mathrm{\η}\·\·\·\left(6\right)$

F_Δm：从振动体传递到旋转体部的力

L：滚珠丝杠的导程

η：滚珠丝杠的转换效率

在此，因为附加质量体6的旋转角θ如下式（7）所示，式（6）能够变成式（8）所示。

[式4]

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{L}(z_m-z_b)\·\·\·\left(7\right)$

$\⇒\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^{2}I({\stackrel{..}{z}}_m-{\stackrel{..}{z}}_b)+\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^2{c}_f({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)=F_{\mathrm{\Δm}}\·\·\·\left(8\right)$

将式（8）代入式（5），变成下式。

[式5]

$m_m{\stackrel{..}{z}}_m=-c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)-k(z_m-z_b)$

$-\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^{2}I({\stackrel{..}{z}}_m-{\stackrel{..}{z}}_b)-\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^2{c}_f({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)=F_{b\→m}$

在此，设

[式6]

$\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^{2}I=\mathrm{\Δm},\frac{1}{\mathrm{\η}}{\left(\frac{2\mathrm{\π}}{L}\right)}^2{c}_f=\mathrm{\Δc}$

则，成为下式。

[式7]

$m_m{\stackrel{..}{z}}_m=-c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)-k(z_m-z_b)-\mathrm{\Δm}({\stackrel{..}{z}}_m-{\stackrel{..}{z}}_b)-\mathrm{\Δc}({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)=F_{b\→m}\·\·\·\left(9\right)$

将式（9）代入下式（4），成为下式。

[式8]

$(m_b+m_{\mathrm{ba}}){\stackrel{..}{z}}_b=$

$-c_b{\stackrel{.}{z}}_b-k_b{z}_b+F_f+c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)+k(z_m-z_b)+\mathrm{\Δm}({\stackrel{..}{z}}_m-{\stackrel{..}{z}}_b)+\mathrm{\Δc}({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)\·\·\·\left(10\right)$

将式（10）进行整理，成为下式。

[式9]

$(m_b+m_{\mathrm{ba}}+\mathrm{\Δm}){\stackrel{..}{z}}_b-\mathrm{\Δm}{\stackrel{..}{z}}_m$

$+(c_b+c+\mathrm{\Δc}){\stackrel{.}{z}}_b-(c+\mathrm{\Δc}){\stackrel{.}{z}}_m+(k_b+k)z_b-{\mathrm{kz}}_m=F_f\·\·\·\left(11\right)$

利用式（9）的左边以及中边进行整理，成为下式。

[式10]

$-\mathrm{\Δm}{\stackrel{..}{z}}_b+(m_m+\mathrm{\Δm}){\stackrel{..}{z}}_m-(c+\mathrm{\Δc}){\stackrel{.}{z}}_b+(c+\mathrm{\Δc}){\stackrel{.}{z}}_m-{\mathrm{kz}}_b+{\mathrm{kz}}_m=0\·\·\·\left(12\right)$

利用式（11）以及式（12）进行矩阵表示，变成如下式所示。

[式11]

$\left[\begin{array}{cc}{m}_b+m_{\mathrm{ba}}+\mathrm{\Δm}& -\mathrm{\Δm}\\ -\mathrm{\Δm}& m_m+\mathrm{\Δm}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{..}{z}}_b\\ {\stackrel{.}{z}}_m\end{array}\right]$

$+\left[\begin{array}{cc}{c}_b+c+\mathrm{\Δc}& -c-\mathrm{\Δc}\\ -c-\mathrm{\Δc}& c+\mathrm{\Δc}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{.}{z}}_b\\ {\stackrel{.}{z}}_m\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{k}_b+k& -k\\ -k& k\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{z}_b\\ z_m\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{F}_f\\ 0\end{array}\right]\·\·\·\left(13\right)$

在此，设

[式12]

$M=\left[\begin{array}{cc}{m}_b+m_{\mathrm{ba}}+\mathrm{\Δm}& -\mathrm{\Δm}\\ -\mathrm{\Δm}& m_m+\mathrm{\Δm}\end{array}\right],C=\left[\begin{array}{cc}{c}_b+c+\mathrm{\Δc}& -c-\mathrm{\Δc}\\ -c-\mathrm{\Δc}& c+\mathrm{\Δc}\end{array}\right]$

$K=\left[\begin{array}{cc}{k}_b+k& -k\\ -k& k\end{array}\right],x=\left[\begin{array}{c}{z}_b\\ z_m\end{array}\right],F=\left[\begin{array}{c}{F}_f\\ 0\end{array}\right]$

则成为下式。

[式13]

$M\stackrel{..}{x}+C\stackrel{.}{x}+\mathrm{Kx}=F\·\·\·\left(14\right)$

如上所述，本实施方式具有下述作用效果。

通过改变附加质量体6中移动锤14的半径方向位置，改变附加质量体6的惯性力矩I，能够调整附加质量Δm。由此，从式（1）以及式（14）可知，能够调整重锤3的固有振动频率，因此能够与变化的波周期对应而使重锤3共振，其结果是，能够提高波动力发电装置1的设备利用率。

此外，作为通过改变移动锤14的半径位置来调整附加质量体6的附加质量Δm形态，能够像图4以及图5一样变形。

在图4中，使移动锤14在环状体10的外周侧，与图2相同地通过移动锤用滚珠丝杠轴12以及移动用电动机16，调整移动锤14的半径位置。如图4所式，通过使移动锤14位于环状体10的外周侧，能够使惯性力矩比图2的情况增大。

在图5中，通过连杆机构调整移动锤14的半径位置。具体地，设置有：与滚珠丝杠轴5一起旋转的固定部20，和相对于固定部20在滚珠丝杠轴5的轴线方向进行往复移动的滑动部21。在固定部20，左右对称地安装有能够摇动的第一臂体22，在各第一臂体22的另一端可旋转地安装有第二臂体23的一端。两个第二臂体23以在滑动部21交叉的状态被销支承，其各自的前端安装有移动锤14。根据上述结构，如果通过未图示的促动器使滑动部21相对于固定部20进退，则能够调整移动锤14的半径位置。

[第二实施方式]

下面，参照图6以及图7说明本发明的第二实施方式。

在本实施方式中，重锤3进行往复直线运动，在发电机8进行发电的结构与第一实施方式相同，因此标注相同的符号并省略说明。在本实施方式的波动力发电装置30中，附加质量体的结构与第一实施方式不同，在此进行说明。

附加质量体32具有与滚珠丝杠轴5一起旋转的圆板状惯性盘33，和叶片34。

惯性盘33被固定在滚珠丝杠轴5，与滚珠丝杠轴5一起旋转。因此，由惯性盘33产生的附加质量是圆板的惯性力矩，为固定值。

叶片34，其基端部被固定在滚珠丝杠轴5的下端部，在半径方向上延伸。叶片34的数目在图6中是两片，但其数目可以是三片以上。

浮体2的圆筒外壳的下端2a成为开放端。因此，附加质量体32被安装的空间，即，从浮体2的从基板9开始的下方空间成为空气室，水面位于浮体2的圆筒外壳的下端2a的位置。

在本实施方式中，叶片34能够相对于浮体2的下端2a下方的水中进退。在浸水前，通过附加质量体32获得的附加质量是惯性盘33以及叶片34的惯性力矩和叶片34搅拌空气的抵抗力。而且，如图7的右图所示，当叶片34浸在水中时，由于水的粘性以及比重，施加在叶片34的抵抗力变得更大，附加质量增大。由此，通过使附加质量体32的叶片34相对于水中进退，能够调整附加质量。

进一步地，如图8所示，优选地使浸在水中的叶片34的仰俯角改变。具体地，如图8的右图所示，改变仰俯角使其迎角比图8的左图更大，则水的抵抗增大，附加质量进一步增大。如上所述，通过在水中改变叶片34相对于水的迎角，能够使附加质量的调整幅度进一步变大。

此外，如图9所示，优选地对惯性盘33追加作为附加抵抗物的翼片35。具体地，安装翼片35使其从惯性盘33的下表面向下方突出。从下方观察惯性盘33时，翼片35被安装成大致十字形状。但是，翼片35的安装形态并不限于该大致十字形状。

通过设在惯性盘33的下表面的翼片35，增大在水中的抵抗力，谋求调整附加质量。此外，翼片35与附加重量体32一体形成，因此简化了装置结构。

进而在图9的结构基础上，如图10所示，优选地，分割尘设在惯性盘33的下表面的翼片35，使其个别地进退。图中，在半径方向将翼片35分割为多个，能够在每个半径位置进退。由此，在希望获得大的附加质量的情况下使位于半径方向外侧的翼片35进出，在希望获得小的附加质量的情况下使位于半径方向内侧的翼片35进出。由此，能够细微地设定附加质量的调整幅度。

[第三实施方式]

下面，对本发明的第三实施方式进行说明。

图11以及图12表示第三实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构，图11表示了外观立体图，图12表示了显示其内部的剖面立体图。

在本实施方式中，重锤进行往复直线运动，在发电机进行发电的结构与第一实施方式相同，因此省略其说明。在本实施方式中，重锤103通过下端被固定在基板109的弹簧104支承，使其能够相对于浮体102进行相对运动。

在浮体102的上部设有从其侧面向外方突出的突出体110。突出体110的高度位置被确定成使水面7位于突出体110的高度范围内。突出体110在浮体102的外周以大约90°的间距设置。突出体110的数目、间隔（间距（ピッチ））是任意的，根据所需的浮体截面面积决定。

在从浮体102的侧面观察的情况下，突出体110的形状为椭圆形状或者长圆形状。该形状只要不是正圆，则能够适用各种形状。

突出体110通过设在浮体102内的旋转电动机112，围绕向水平方向延伸的旋转轴线L1进行旋转。通过驱动该旋转电动机112，能够使突出体110的长轴方向位于如图13A所示的朝向竖直方向的位置，或者，使突出体110的长轴方向位于如图13B所示的朝向水平方向的位置。由此，能够调整浮体102的浮力弹簧系数。

浮体102的浮力弹簧系数k_b，能够由下式（3）表示。

k_b=ρgA_b…(3)

在此，ρ是水（例如海水）的密度，g是重力加速度，A_b是在水面的浮体截面面积。

从式（3）可知，通过改变浮体截面面积A_b，能够改变浮体弹簧系数k_b。

因此，如果位于图13A所示的位置，在水面7的浮体截面面积A_b变小，浮力弹簧系数变小。另一方面，如果位于图13B所示的位置，在水面7的浮体截面面积A_b变大，浮力弹簧系数变大。如上所述，通过使突出体110围绕轴线L1旋转而固定在规定的角度位置，改变浮体截面面积A_b，能够调整浮力弹簧系数k_b以及在下式（2）中表示的浮体2的固有振动频率fn’（或者固有周期）。

[式14]

${\mathrm{fn}}^{\′}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_b}{m_b+m_{\mathrm{ba}}}}\·\·\·\left(2\right)$

突出部110的旋转角度由未图示的控制部决定。具体地，控制部根据通过波高计等波周期计测手段获得的实际海域的波周期，基于事先获得突出体110的旋转角度的映射或者函数进行计算，控制旋转电动机112使突出体110变成规定的旋转角度。

具有上述结构的波动力发电装置101，当波的振动被输入到浮体102时，通过突出体110的旋转角度与波周期对应而调整了固有周期的浮体102进行摆动，进而通过与该浮体102一起与波周期对应而调整的附加质量体106的附加质量，重锤103以规定的固有振动频率在上下方向振动。基于该振动引起的往复直线运动驱动发电机108进行发电，从而输出电力。

下面，对本实施方式的波动力发电装置101的工作原理进行说明。

与第一实施方式的图3相似，在图14表示本实施方式的振动***模型。

在图中，各符号如下所述。

z_m：重锤103的位移

z_b：浮体102的位移

m_m:重锤103的质量

m_b：浮体102的质量

k：浮体102-重锤103之间的弹簧常数

k_b：浮力弹簧常数

c：浮体102-重锤103之间的衰减常数（例如发电机108）

c_b：兴波衰减常数

c_f：附加质量体106的衰减常数

I：附加质量体106的惯性力矩

m_ba：附加水质量

F_f：波动外力

该运动方程与第一实施方式的式（13）以及式（14）相同。

本实施方式具有以下作用效果。

设置多个从浮体的侧面向外方突出的突出体110，通过旋转所述突出体110，调整浮体截面面积A_b。由此，能够调整浮体的浮力弹簧系数k_b，其结果是，能够调整浮体的固有频率fn。因此，调整浮体的固有频率，使浮体与变化的实际海域的波周期对应而摇动，能够使重锤103有效地进行往复直线运动，提高波动力发电装置的设备利用率。

此外，从式（13）以及式（14）可知，附加质量（Δm）是附加在作为振动体的重锤103的质量。由前面所示的式（1）可知，在获得相同的固有振动频率时，如果附加了附加质量（Δm），能够增加弹簧常数。即，能够使用硬而短的弹簧104。由此，能够使波动力发电装置101小型化。

此外，能够通过适当调整附加质量体106的质量减小重锤103的质量，使波动力发电装置进一步小型化。

此外，本实施方式能够进行以下变形。

如图15所示，优选地，将突出体110在上下方向设置多段（在图中是两段）。由此，即使相对于浮体102的水面7的相对位置发生了变化，也能够容易地调整浮体截面面积A_b。此外如图所示，在俯视图中，优选地，使一段中的各突出体110的周向配置相对于其他段中的突出体110的周向配置错开。

进一步地，没入水中的突出体110能够用于调整浮体102的附加水质量m_ba（参照式（2））。

此外，在本实施方式的突出体110围绕水平轴线L1进行旋转以改变浮体截面面积，但是作为替代或者以此为基础，使其构成在突出体110的突出方向（浮体102的半径方向）上进退的结构，从而改变浮体截面面积。

[第四实施方式]

下面，参照图16说明本发明的第四实施方式。

在本实施方式中，由于获得浮体102的摇动，使重锤103进行往复直线运动，通过发电机108输出电力的结构是相同的，所以对于相同结构标注相同符号并省略说明。本发明的特征在于，通过调整浮体102的质量m_b（参照式（2））来调整浮体的固有频率（或者固有周期）。

在浮体102的中央位置立设筒体114，在该筒体114内收纳重锤103、弹簧104、滚珠丝杠轴105、附加质量体106以及发电机108等进行往复直线运动从而发电的机构。筒体114被水密设置，使水不从外部进入内部。

在浮体102的下部，设有取水口116以及取水阀117。海水经由所述取水口116以及取水阀117被导入至浮体102内。浮体102的底部形成用于收容海水的水收容部115，以贮存被引入到该水收容部115的海水。

在浮体102的底部，设有用于抽取贮存海水的泵119。通过泵119抽取贮存在水收容部115的海水，经由排水管120从排水口121向浮体102的外部排出。作为泵119适用水击泵。水击泵因为通过水击作用驱动而不需要电力，具有不无用消耗由波动力发电的电力，不降低波动力发电装置101的发电效率的优点。

通过结合取水阀117的开闭以及泵119的动作，能够调整贮存在水收容部115内的保有水量。浮体102的质量m_b根据该保有水量变化，因此能够调整浮体102的固有振动频率fn’（参照式（2））。

取水阀117以及泵119的控制由未图示的控制部进行。具体地，控制部根据通过波高计等波周期计测手段获得的实际海域的波周期，基于予先获得希望的保有水量的映射或者函数进行计算，控制取水阀117以及泵119达到希望的保有水量。

如上所述，根据本实施方式，通过改变贮存在浮体102内的保有水量来调整浮体102的质量m_b，因此能够调整浮体102的固有振动频率（或者固有周期）。因此，调整浮体的固有频率，使浮体与变化的实际海域的波周期对应而摇动，能够使重锤103有效地进行往复直线运动，因此能够提高波动力发电装置的设备利用率。

此外，本实施方式能够进行如图17所示的变形。即，在浮体102的中央以水密状态贯穿***筒体114，使筒体114的上部向浮体的上方突出，并且，使浮体114的下部向浮体102的下方突出。由此，能够通过筒体114的上部或者下部从外部接触筒体114的内部，因此发电机108、附加质量体106等的更换、维护变得容易。

[第五实施方式]

图18是表示第五实施方式涉及的波动力发电装置的大体结构。

波动力发电装置201具有：浮体202，其上部露出漂浮在水面7上；振动体203，其经由弹簧204被安装在浮体202内；附加质量体206，其对振动体203直接安装。虽然没有图示，波动力发电装置具有基于振动体203的往复直线运动而被驱动进行发电的发电机。

振动体203，设其质量为m_m，通过波动力引起的水面7的上下运动获得产生的浮体202的上下振动，以规定的固有频率在上下方向进行往复直线运动。振动体203被弹簧204支承，使其能够相对于浮体202进行相对运动。此外，浮体202与振动体203之间设有规定的衰减要素205。衰减要素205作为振动模型表示，例如包含发电机的抵抗力。

附加质量体206，设其质量为Δm，对振动体203直接安装，例如可安装拆卸。此外，优先地，与波动力状况对应，能够交换具有不同质量的附加质量体206。

这样，当波的振动被输入到浮体202时，在波动力发电装置201中，振动体203以适当调节的固有振动频率在上下方向振动。并且，基于该振动引起的往复直线运动驱动发电机进行发电，从而输出电力。

图19表示图18所示的波动力发电装置201的振动***模型。

在图中各符号如下。

z_m：振动体203的位移

z_b：浮体202的位移

m_m:振动体203的质量

m_b：浮体202的质量

k：浮体202-振动体203之间的弹簧常数

k_b：浮力弹簧常数

c：浮体202-振动体203之间的衰减常数

c_b：兴波衰减常数：

Δm：附加质量

m_ba：附加水质量

F_f：波动外力

图19所示的振动***整体的运动方程如下式所示。

[式15]

浮体

$(m_b+m_{\mathrm{ba}}){\stackrel{..}{z}}_b=-c_b{\stackrel{.}{z}}_b-k_b{z}_b+F_f-F_{b\→m}\·\·\·\left(15\right)$

F_b→m:从浮体传递到振动体的力

振动体+附加质量

${(m_m+\mathrm{\Δm})\stackrel{..}{z}}_m=-c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)-k(z_m-z_b)=F_{b\→m}\·\·\·\left(16\right)$

F_b→m:从浮体传递到振动体的力

由式（16）可将式（15）表示成如下式所示。

[式16]

$(m_b+m_{\mathrm{ba}}){\stackrel{..}{z}}_b=-c_b{\stackrel{.}{z}}_b-k_b{z}_b+F_f+c({\stackrel{.}{z}}_m-{\stackrel{.}{z}}_b)+k(z_m-z_b)\·\·\·\left(17\right)$

整理式（16）以及式（17），成为下式。

[式17]

$\begin{array}{c}(m_b+m_{\mathrm{ba}}){\stackrel{..}{z}}_b+(c_b+c){\stackrel{.}{z}}_b-c{\stackrel{.}{z}}_m+(k_b+k)z_b-{\mathrm{kz}}_m=F_f\\ (m_m+\mathrm{\Δm}){\stackrel{..}{z}}_m-c{\stackrel{.}{z}}_b+c{\stackrel{.}{z}}_m-{\mathrm{kz}}_b+{\mathrm{kz}}_m=0\end{array}\·\·\·\left(18\right)$

将上式表示为矩阵，则成为下式。

$\left[\begin{array}{cc}{m}_b+m_{\mathrm{ba}}& 0\\ 0& m_m+\mathrm{\Δm}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{..}{z}}_b\\ {\stackrel{.}{z}}_m\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{c}_b+c& -c\\ -c& c\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\stackrel{.}{z}}_b\\ {\stackrel{.}{z}}_m\end{array}\right]+\left[\begin{array}{cc}{k}_b+k& -k\\ -k& k\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{z}_b\\ z_m\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{F}_f\\ 0\end{array}\right]\·\·\·\left(19\right)$

在此，设

[式19]

$M=\left[\begin{array}{cc}{m}_b+m_{\mathrm{ba}}& 0\\ 0& m_m+\mathrm{\Δm}\end{array}\right],C=\left[\begin{array}{cc}{c}_b+c& -c\\ -c& c\end{array}\right],K=\left[\begin{array}{cc}{k}_b+k& -k\\ -k& k\end{array}\right],$

$x=\left[\begin{array}{c}{z}_b\\ z_m\end{array}\right],F=\left[\begin{array}{c}{F}_f\\ 0\end{array}\right]$

则成为下式。

[式20]

$M\stackrel{..}{x}+C\stackrel{.}{x}+\mathrm{Kx}=F\·\·\·\left(20\right)$

这样，从式（19）以及式（20）可知，附加质量体206的附加质量（Δm）是附加在振动体203的质量。由前面所示的式（1）可知，在获得相同的固有振动频率时，如果附加了附加质量（Δm），则能够增加弹簧常数。即，能够使用硬而短的弹簧。由此，能够使弹簧变短，从而使波动力发电装置小型化。

此外，通过适当调整附加质量体的质量Δm，能够使振动体的质量m_m变小，能够使波动力发电装置进一步小型化。

[第六实施方式]

下面，对本发明的第六实施方式进行说明。本实施方式在利用附加质量Δm的方面与第五实施方式相同，但与第五实施方式的区别在于，不像第五实施方式那样对振动体203直接安装附加质量体206，而是对由振动体进行旋转的旋转体安装附加质量体。

如图20或者图21中至少任一个所示，本实施方式涉及的波动力发电装置210具有浮体211、外壳（浮体）212、电力输出机构213。

浮体211是，例如纵向（在图20中沿与纸面垂直方向的长度）为5m，横向（在图20中沿左右方向的长度）为5m，高度（在图20中沿上下方向的长度）为20m，外观大体为长方形状的中空或者实心的部件。在浮体211的纵向以及横向的中央部设有贯通孔223，其连通浮体211的上表面221和下表面222，并且在其内部（内侧）收容外壳212的上端部（上半部）。贯通孔223与收容在贯通孔223内部的外壳212的上端部一致地形成。

外壳212是中空圆柱状（圆筒状）或者中空角柱状的部件，其上端部被收容在贯通孔223内，在其内部收容电力输出机构213。此外，形成于外壳212上端的开口由（第一）盖体231闭塞，形成于外壳212下端的开口由（第二）盖体232闭塞，在外壳212的内部形成有密闭空间S。

电力输出机构213具有：发电机241、滚珠丝杠轴（旋转体：转换机构）242、重锤（振动体）243、弹簧244、惯性盘（附加质量体）245。

发电机241通过使旋转轴251向一个方向或者其相反方向旋转而产生电力（电能），经由（第一）支承板（架）252被安装在外壳212内。

支承板242是其外周面与外壳212的内周面一致的板状部件，在其中央部形成贯通孔253，该贯通孔253在板厚方向贯通，并且使发电机241的旋转轴251可自由旋转地贯穿***。此外，支承盘252经由托架254被固定在外壳212的内周面，由此，发电机241被安装在位于外壳212的上端部的密闭空间S内。

滚珠丝杠轴242是在外周面形成外螺纹部261的棒状部件，经由（第二）支承板（架）262以及（第三）支承板（架）263被安装在外壳212内。滚珠丝杠轴242的上端经由耦合部264与发电机241的旋转轴251下端结合，滚珠丝杠轴242的上端部经由（第一）轴承265相对于支承盘262可自由旋转地被轴支承，滚珠丝杠轴242的下端部经由（第二）轴承266相对于支承盘263可自由旋转地被轴支承。

此外，在滚珠丝杠轴242的下端安装（固定）有惯性盘245。

上方的支承板262是其外周面与外壳212的内周面一致的板状部件，在其中央部形成收容轴承265的贯通孔267。此外，支承盘262经由托架268被固定在外壳212的上端部，并且，被固定在支承盘252的下方位置。

下方的支承板263是其外周面与外壳212的内周面一致的板状部件，在其中央部形成收容轴承266的贯通孔269。此外，支承板263经由托架270被固定在外壳212的下端部。

重锤243，其在外壳212的长度方向（上下方向）上，沿着在外壳212的内周面朝向长度方向延伸设置的导轨（转换机构）281，不围绕滚珠丝杠轴242的轴旋转，而在密闭空间S内在上下方向振动（进行往复直线运动），并且，是具有质量m的振动体。在重锤243与滚珠丝杠轴242之间（即，重锤243的内周缘部）设有未图示的球体，所述重锤243、滚珠丝杠轴242以及球体构成滚珠丝杠（转换机构）。此外，在重锤243与导轨281之间（即，重锤243的外周缘部）设有构成滚珠丝杠的球体以外的球体（未图示），这些重锤243、导轨281以及球体构成直动引导部（转换机构）。

弹簧244，其上端被安装（被固定）在重锤243的下表面，下端被安装（被固定）在支承盘263的上表面。

惯性盘245被安装在滚珠丝杠轴242的下端，与滚珠丝杠轴242一起旋转，并且，是具有质量Δm的板状部件，俯视图（仰视图）中的形状为圆形状或者多边形状。

在此，弹簧244的弹簧常数k、重锤243的质量m、惯性盘245的质量Δm被设定（确定）为：将其带入前述式（1）时，频率fn为0.1Hz～0.5Hz。

此外，图20中的符号282表示限制重锤243朝向上方移动的止挡件。

下面，图22表示本实施方式的振动***模型。

在图中各符号如下。

z_m：重锤243的位移

z_b：浮体211的位移

m_m:重锤243的质量

m_b：浮体211的质量

k：浮体211-重锤243之间的弹簧常数

k_b：浮力弹簧常数

c：浮体211-重锤243之间的衰减常数

c_b：兴波衰减常数

c_f：旋转体部衰减常数

I：旋转体的惯性力矩

m_ba：附加水质量

F_f：波动外力

该运动方程与第一实施方式的式（13）以及式（14）相同。

如上所示，本实施方式具有下述作用效果。

根据本实施方式的波动力发电装置210，从式（13）以及式（14）可知，附加质量（Δm）是附加在振动体的质量。由前面所示的式（1）可知，在获得相同的固有振动频率时，如果附加了附加质量（Δm），则能够增加弹簧常数。即，能够使用硬而短的弹簧244。由此，能够使波动力发电装置210小型化。

此外，通过适当调整附加质量体的质量，能够使振动体的质量变小，能够使波动力发电装置进一步小型化。

此外，根据本实施方式涉及的波动力发电装置210，由安装在滚珠丝杠轴242的惯性盘向滚珠丝杠轴242施加惯性力，因此能够使滚珠丝杠轴242的惯性力矩变大，能够提高附加质量效果。

此外，根据本实施方式涉及的波动力发电装置210，在重锤243与滚珠丝杠轴242之间设有球体，由于能够使重锤243在进行往复直线运动时的抵抗（机械损失）减少，所以能够进一步提高发电效率。

此外进一步地，对滚珠丝杠轴242安装了惯性盘245，将惯性盘旋转时的惯性力矩作为附加质量利用，因此惯性盘245的重量不对安装在重锤243的弹簧244直接作用。由此，能够使弹簧244的自然长度以及弯曲变小，从而使波动力发电装置进一步小型化。

此外，根据本实施方式涉及的波动力发电装置210，在导轨281与重锤243之间设有球体，由于能够使重锤243在进行往复直线运动时的抵抗（机械损失）减少，所以能够进一步提高发电效率。

本发明并不限于上述实施方式，能够根据适当需要进行变形、变更。

例如，在图20所示的第六实施方式中，发电机241仅设在滚珠丝杠轴242的一端（上端），但也可以如图23所示，将发电机241a、241b设在滚珠丝杠轴242的上下两端。由此，即使滚珠丝杠轴241的旋转方向改变，也不需要复杂的机构来驱动发电机241a、241b。

例如，如下假设的情况：当重锤243向上方移动时，滚珠丝杠轴242顺时针旋转，当重锤243向下方移动时，滚珠丝杠轴242逆时针旋转。在这种情况下，上方的发电机241a是经由单向离合器仅向顺时针方向被旋转驱动进行发电的结构，下方的发电机241b是经由单向离合器仅向逆时针方向被旋转驱动进行发电的结构。通过采用上述结构，当重锤243向上方移动时，上方的发电机241a发电，当重锤243向下方移动时，下方的发电机241b发电，因此在进行往复直线运动的重锤243在移动的时候，总是有任一发电机241a、241b能够进行发电。

[第七实施方式]

下面，参照图24～26说明本发明的第七实施方式。

在上述第六实施方式中，将重锤243在上下方向进行往复直线运动，滚珠丝杠242进行旋转的转换机构作为一个具体例子进行了说明，但本实施方式采用其他的转换机构，即齿条和齿轮。此外，与浮体的振动对应，重锤（振动体）进行往复直线运动从而进行发电的结构与上述实施方式相同，省略其说明。

如图24所示，外壳212内设有在上下方向延伸的齿条272。齿条272相对于外壳212固定。

在齿条272的两侧，设有将作为振动体的振动体单元274在上下方向引导的导轨276。各导轨276相对于外壳212固定。在导轨276与振动体单元274之间设有球体（未图示），以在振动体单元274进行往复直线运动时减少抵抗（机械损失）。

振动体单元274被弹簧244从下方支承。弹簧244的上端被固定在振动体单元274的下表面，弹簧244的下端被固定在外壳212的下端。如图25所示，振动体单元274与第六实施方式相同地在筐体275内具有：发电机241、重锤（振动体）243以及惯性盘（附加质量体）245。

重锤243被固定在筐体275的底部。重锤243的质量与实际海域的波周期对应而适当调整。此外，对于重锤243的设置位置，只要对筐体275进行安装就可以，其设置位置可以是任意的。此外，也可以通过调整筐体275的质量，省略重锤243。

发电机241以及惯性盘245被固定在向水平方向延伸的旋转轴（旋转体）277。旋转轴277，其一端（图中左端）经由向心轴承279固定在筐体275。发电机241在旋转轴277的另一端（图中右端）被固定在筐体275侧。在旋转轴277固定有齿轮278，使旋转轴277通过齿轮278进行旋转。如图26所示，齿轮278对于齿条272啮合，与齿条272的上下方向相对位移对应而进行旋转。

这样，根据本实施方式，通过齿条齿轮结构，能够从振动体的往复直线运动输出电力。

此外，如图27所示，本实施方式能够进行以下变形。如图中所示，在左右设置两条齿条272a、272b，对各齿条272a、272b啮合齿轮278a、278b。齿轮278a、278b被安装在一条旋转轴277，通过旋转轴277使中央的发电机241发电。

此外，本发明涉及的波动发电装置不限于像第六实施方式、第七实施方式那样通过滚珠丝杠、齿条齿轮将往复直线运动转换为旋转运动进行发电，也可以基于振动体（重锤）的往复直线运动被驱动而发电。例如，传递到发电机的驱动力可以直接从振动体获得（例如，线性发电机），或者可以经由其他的机构间接地获得，进一步地，可以经由附加质量体获得驱动力。

[第八实施方式]

下面，参照图28～31说明本发明的第八实施方式。

本实施方式，不仅像上述各实施方式那样在竖直方向进行升沉运动，也能够利用其他方向（滚动、仰俯、颠簸、摇摆）的运动。此外，与浮体的振动对应，重锤（振动体）进行往复直线运动从而进行发电的结构与上述实施方式相同，省略其说明。

如图28所示，在浮体211’内固定设置多个电力输出机构213。如图29的其放大图所示，电力输出机构213与参照图20说明的第五实施方式的电力输出机构213是相同的结构。在本实施方式中，电力输出机构213的外壳212不像第五实施方式那样成为浮体，而是成为收纳在浮体211’内的容器。

与第五实施方式相同地，电力输出机构213具有：发电机241、滚珠丝杠轴242、重锤243以及惯性盘245等主要结构。

如图30所示，浮体211’是具有圆筒形横截面的容器。电力输出机构213沿着在浮体211’内的外周被大致等间距设置。电力输出机构213向竖直方向设置，通过重锤243在上下方向的往复直线运动输出电力。

如上所述，在本实施方式中，电力输出机构213被配置在从通过浮体211’的重心的竖直轴线L1偏移的位置。因此，在浮体211’摇动时不仅是升沉运动（竖直轴线L1方向），作为与竖直轴线L1正交的围绕轴线的运动成分的滚动、仰俯运动，也能够使电力输出机构213内的重锤243振动。由此，能够使波的能量高效地转变为动能从而进行发电。

此外，如图32所示，为了利用图31所示的围绕竖直轴线L1的偏转运动，优选地，将电力输出机构213’以轴线方向在水平横躺的状态配置。进一步地，如图33所示，优选地，将电力输出机构213”的轴线以倾斜状态配置，能够输出一切方向（升沉、摇摆、颠簸、滚动、仰俯、偏转）的运动成分。

如上所述，根据本实施方式，不限于向第五实施方式～第七实施方式那样重锤（振动体）203、243在上下方向进行往复直线运动的情况，在从通过浮体211’的重心的竖直轴线L1偏移的位置配置电力转换机构213，能够利用滚动、仰俯等运动成分，因此能够使波的能量高效地转变为动能从而进行发电。此外，采用将电力转换机构213’在水平方向设置，使重锤243在水平方向进行往复直线运动的结构，或者采用使电力转换机构213”相对于竖直方向倾斜，使重锤243在倾斜方向进行往复直线运动的结构，因此能够使波的能量高效地转变为动能从而进行发电。

符号说明

1,30,101,201,210波动力发电装置2,102,202,211,211’浮体3,103,203重锤（振动体）4,104,204,244弹簧5,105滚珠丝杠轴（旋转体）6,32,106,206附加质量体7水面8,108,241发电机14移动锤16移动用电动机（移动手段）33惯性盘34叶片35翼片110突出体115水收容部119泵212外壳（浮体）213,213’213”电力输出机构242滚珠丝杠轴（旋转体：转换机构）243重锤（振动体：转换机构）245惯性盘（附加质量体）272齿条274振动体单元（振动体）276,281导轨（转换机构）277旋转轴（旋转体）278齿轮。

Claims (21)

1.一种波动力发电装置，具有：

振动体，其经由弹簧被安装在浮体的内部，与水面的变动对应而进行往复直线运动；

发电机，其基于所述振动体的往复直线运动而被驱动进行发电，其特征在于，

对所述振动体的质量，具有将质量附加的附加质量体。

2.如权利要求1所述的波动力发电装置，其特征在于，所述附加质量体的附加质量能够被调整。

3.如权利要求1或者2所述的波动力发电装置，其特征在于，具有：

转换机构，其将所述振动体的往复直线运动转换为旋转运动；

旋转体，其利用经由所述转换机构输出的旋转力进行旋转，并且驱动所述发电机，

所述附加质量体被安装在所述旋转体。

4.如权利要求3所述的波动力发电装置，其特征在于，所述附加质量体具有：移动锤，其被安装成与所述旋转体一起旋转，并且能够从旋转中心向半径方向移动；移动手段，其使该移动锤向半径方向移动。

5.如权利要求3所述的波动力发电装置，其特征在于，所述附加质量体被安装成与所述旋转体一起旋转，并且相对于水中能够进退。

6.如权利要求5所述的波动力发电装置，其特征在于，所述附加质量体具有叶片，其基端部被安装在所述旋转体，并且在半径方向延伸。

7.如权利要求6所述的波动力发电装置，其特征在于，所述叶片的仰俯角能够改变。

8.如权利要求5所述的波动力发电装置，其特征在于，所述附加质量体是固定在所述旋转体的旋转板状体，在该旋转板状体设有翼片。

9.如权利要求8所示的波动力发电装置，其特征在于，所述翼片能够相对于所述旋转板状体进退。

10.如权利要求3至9中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，所述转换机构为滚珠丝杠或者齿条齿轮。

11.如权利要求3至10中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，在所述浮体的内部沿着往复直线运动方向设有导轨，并且在所述导轨与所述振动体之间设有球体，由所述导轨、振动体以及球体构成直动引导部。

12.如权利要求3至11中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，

该电力输出机构被配置成其轴线与通过所述浮体重心的竖直轴线一致。

13.如权利要求3至11中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，

该电力输出机构被配置成其轴线在与从通过所述浮体重心的竖直轴线位移的位置平行地配置。

14.如权利要求3至13中任一项所述的波动力充电装置，其特征在于，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，

该电力输出机构被配置成其轴线成为水平。

15.如权利要求3至14中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，具有电力输出机构，该电力输出机构具有所述振动体和所述发电机，并且在该振动体的往复直线运动方向具有轴线，

该电力输出机构被配置成其轴线相对于竖直方向倾斜。

16.一种波动力发电装置，其特征在于，包括：

浮体，其浮在水面上；

振动体，其经由弹簧被安装在该浮体的内部，与水面的变动对应而进行往复直线运动；

发电机，其基于所述振动体的往复直线运动而被驱动进行发电，

所述浮体的浮体质量、浮体的附加水质量以及浮体的浮力弹簧系数中的至少任一个能够被调整。

17.如权利要求16所述的波动力发电装置，其特征在于，所述浮体具有从其侧面向外方突出的突出体，

通过改变该突出体的姿态，在水面的浮体截面面积能够被调整。

18.如权利要求17所述的波动力发电装置，其特征在于，所述突出体在上下方向设有多个。

19.如权利要求16至18中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，所述浮体内设有收容水的水收容部，

该水收容部的保有水量能够被调整。

20.如权利要求19所述的波动力发电装置，其特征在于，利用水击泵作为从所述浮体的外部将水引入所述水收容部内，并且/或者，将所述水收容部内的水向所述浮体外部排出的泵。

21.如权利要求16至20中任一项所述的波动力发电装置，其特征在于，对所述振动体的质量，具有将质量附加的附加质量体，

该附加质量体的附加质量能够被调整。

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