JP2013217284A - Floating body for gyroscope type wave-activated power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浮体の回転方向の動揺量を継続的に大きくすることが可能なジャイロ式波力発電装置用の浮体に関するものである。 The present invention relates to a floating body for a gyro wave power generator capable of continuously increasing the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body.
従来、波浪によるエネルギーを一旦空気等の流れに変換し、タービンを回転させる方式の波力発電装置が提案されている。しかし、流体を用いるタービン式の装置は、効率の良い発電ができる波浪の大きさ等の条件が限られている上、効率を上げるためには装置が大型化するという問題がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wave power generation apparatus has been proposed in which energy from waves is once converted into a flow of air or the like and a turbine is rotated. However, a turbine-type device using a fluid has a problem that the size of a wave that enables efficient power generation is limited, and the size of the device increases in order to increase efficiency.
そこで、近年、流体を用いない方式の装置として、例えば、浮体と、浮体に支持されたジャイロと、このジャイロのジンバル軸に増速手段を介して接続された発電機とを備え、波浪による浮体の揺動によりジャイロのジンバルを回転させて発電機を駆動するジャイロ式の波力発電装置が提案されている。 Therefore, in recent years, as a device that does not use a fluid, for example, a floating body, a gyro supported by the floating body, and a generator connected to the gimbal shaft of the gyro via a speed increasing means are provided. There has been proposed a gyro-type wave power generation device that drives a generator by rotating a gyro gimbal by swinging.
このジャイロ式の装置では、波浪による浮体の動揺をジャイロのジンバルの回転エネルギーに変換して発電するので、発電機の発電量は浮体の動揺量に依存する。そのため、発電効率を高めるために、より傾斜しやすい浮体の構造が種々提案されている。 In this gyro-type device, the fluctuation of the floating body caused by the waves is converted into the rotational energy of the gyro gimbal to generate electric power, so the power generation amount of the generator depends on the fluctuation amount of the floating body. For this reason, in order to increase power generation efficiency, various floating structures that are more easily inclined have been proposed.
例えば、特許文献1には、円筒状の装置収容体に少なくとも1個の鉛直なジンバル軸を有するジャイロを配設し、この装置収容体を内筒部に挿入・固定したドーナツ状の浮体を海面に浮遊させる構成が開示されている。
For example, in
また、特許文献2には、縦横の長さが異なる矩形環状の浮体の短辺の中央部からアンカーを吊り下げる構成が開示されている。また、特許文献3には、一端が海底に固定され、他端が海上に延設された支持構造物に、自在継手を介して揺動自在に浮体を固定する構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1〜3で提案された何れの浮体も、浮体の回転方向の動揺量を大きくするために、浮体の傾斜を補助することや、浮体の復原力を通常よりも増加させることは考慮されていない。
However, any of the floating bodies proposed in
すなわち、単純に浮体自体を傾斜しやすい構造とするだけでは、浮体の復原力は大きくならず、浮体の回転方向の動揺量を継続的に大きくすることはできない。また、浮体の傾斜により発生したジャイロモーメントが浮体の復原力に勝ってしまい、電力をロスしてしまう。 That is, simply by making the floating body itself easy to tilt, the restoring force of the floating body does not increase, and the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body cannot be continuously increased. In addition, the gyro moment generated by the inclination of the floating body overcomes the restoring force of the floating body, and power is lost.
本発明が解決しようとする問題点は、従来のジャイロ式波力発電装置用浮体は、浮体の傾斜を補助する機構や、浮体の復原力を増加させる機構がなく、浮体の回転方向の動揺量を継続的に大きくすることができなかった点である。 The problem to be solved by the present invention is that the conventional floating body for a gyro wave power generator does not have a mechanism for assisting the inclination of the floating body or a mechanism for increasing the restoring force of the floating body, and the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body It was a point that could not be continuously increased.
本発明のジャイロ式波力発電装置用浮体は、
浮体の傾斜を補助し、浮体の復原力を増加させて、浮体の回転方向の動揺量を継続的に大きくするために、
浮体と、この浮体に吊設機構を介して回動自在に吊設されたシンカーとを備え、波浪を受けて前記浮体が傾斜したときに、前記シンカーが振れることにより前記浮体の重心移動を促進させることを最も主要な特徴としている。
The floating body for the gyro wave power generator of the present invention is
In order to assist the tilting of the floating body, increase the restoring force of the floating body, and continuously increase the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body,
Provided with a floating body and a sinker that is pivotably suspended from the floating body via a suspension mechanism, and when the floating body is tilted in response to waves, the sinker shakes to facilitate the center of gravity movement of the floating body The most important feature is that
また、本発明は、上記本発明のジャイロ式波力発電装置用浮体において、
前記浮体と前記シンカーの双方に、波浪を受けて前記浮体が傾斜し前記シンカーが振れたときに、同極同士が近接するように浮体側磁石とシンカー側磁石を夫々配設し、前記浮体側磁石と前記シンカー側磁石の反発力により前記浮体の復原力を増加させることを特徴とするものである。
Moreover, the present invention provides a floating body for a gyro wave power generator of the present invention,
Both the floating body and the sinker are provided with a floating body side magnet and a sinker side magnet so that the same poles are close to each other when the floating body is inclined and the sinker is shaken by receiving waves. The restoring force of the floating body is increased by the repulsive force of the magnet and the sinker side magnet.
上記本発明によれば、波浪により浮体が傾斜したときに、吊設機構を介して浮体に回動自在に吊設されたシンカーが振れるので、浮体の重心移動が促進される。また、シンカーが振れたときに同極の磁石同士が近接するように、浮体とシンカーの双方に磁石が配設されているので、この磁石間の反発力により浮体が傾斜状態から水平状態に戻ろうとする復原力が増加する。 According to the present invention, when the floating body is inclined by the waves, the sinker that is pivotably suspended from the floating body is shaken via the suspension mechanism, so that the center of gravity of the floating body is moved. In addition, since the magnets are arranged on both the floating body and the sinker so that the magnets of the same polarity come close to each other when the sinker shakes, the floating body returns from the inclined state to the horizontal state due to the repulsive force between the magnets. Increases recovery power.
よって、上記本発明の構成によれば、浮体の回転方向の動揺量が継続的に大きくなるので、浮体に支持又は搭載されたジャイロ式波力発電装置の発電量が増加し、発電効率が高くなる。 Therefore, according to the configuration of the present invention described above, the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body is continuously increased, so the power generation amount of the gyro wave power generation device supported or mounted on the floating body is increased and the power generation efficiency is high. Become.
本発明では、浮体の傾斜を補助し、浮体の復原力を増加させて、浮体の回転方向の動揺量を継続的に大きくするという目的を、浮体にシンカーを吊設することや、浮体とシンカーの双方に反発し合う同極の磁石を配設することで実現した。
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図5を用いて詳細に説明する。
In the present invention, for the purpose of assisting the inclination of the floating body, increasing the restoring force of the floating body, and continuously increasing the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating body, It was realized by arranging magnets of the same polarity that repel both sides.
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1において、1は、波浪によって動揺し復原運動を行う浮体2と、この中央部がくり抜かれた矩形環状の浮体2に吊設機構3を介して回動自在に吊設され、振り子のように動作するシンカー4とを備えた本実施例のジャイロ式波力発電装置用浮体を示している。
In FIG. 1,
浮体2は、本実施例においては鋼製の浮体を用いており、中空構造とすることで必要な浮力を得ている。この浮体2は、漂流防止のために、係留索(不図示)で海底に係留されている。
In the present embodiment, the
矩形環状の浮体2の短辺の部分には、浮体側磁石(N極)5aと浮体側磁石(S極)5bが配置されている(以下、総称するときは、単に「浮体側磁石」という)。浮体側磁石5a,5bは永久磁石であり、具体的には、強力な磁力を持つネオジウム磁石を使用している。また、浮体側磁石5a,5bは、図1(a)〜(c)に示すように、浮体2の長手方向両端部でS極とN極が上下反対となるように配置されている。
A floating body side magnet (N pole) 5a and a floating body side magnet (S pole) 5b are arranged on the short side portion of the rectangular annular floating body 2 (hereinafter, collectively referred to as “floating body side magnet”). ). The floating
矩形環状の浮体2の対向する長辺の部分には、図2に示すように、支持台8が架設されている。この支持台8の下面には、図1(a)に示すように、係留環9が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a
シンカー4は、コンクリー卜製であり、図2に示すように、平面視の形状は楕円状である。また、シンカー4の回動方向(図2の紙面に向かって左右方向)の先端部を流線型に加工することで、水から受ける抵抗を低減し、シンカー4が海水中でも振れやすいようにしている。
The
シンカー4には、図1(b)及び(c)に示すように、チェーン11が2本取り付けられている。そして、このチェーン11は、アンカーシャックル10を介して係留環9に接続されている。よって、シンカー4は、係留環9を中心に回動自在に吊設された状態となっている。
As shown in FIGS. 1B and 1C, two
そのため、本発明では、波浪を受けて浮体2が傾斜したときに、シンカー4が係留環9を中心に振り子のように振れるので、浮体2の重心移動を促進し、浮体2の傾斜を補助することができる。
Therefore, in the present invention, when the
なお、チェーン11の本数を2本としたのは、チェーン11が1本の場合、シンカー4はチェーン11を軸として水平方向に回転するので、係留環9を中心に振り子のように振れる動作が阻害されるからである。また、チェーン11が捻じれを繰り返すと切断のおそれもあるからである。
The number of the
シンカー4の上部には、図1及び図2に示すように、シンカー側磁石(N極)6aとシンカー側磁石(S極)6bが配設されている(以下、総称するときは、単に「シンカー側磁石」という)。 As shown in FIGS. 1 and 2, a sinker side magnet (N pole) 6 a and a sinker side magnet (S pole) 6 b are disposed on the upper part of the sinker 4 (hereinafter collectively referred to as “ "Sinker side magnet").
このシンカー側磁石6a,6bは、波浪を受けて浮体2が傾斜し、シンカー4が係留環9を中心に回動したときに、浮体2の下部に設けた浮体側磁石5a,5bと同極の磁石同士が近接するように配置されている。具体的には、シンカー4の上部のうち、浮体側磁石(N極)5aと近接する図1(a)の紙面右側の部分には、シンカー側磁石(N極)6aが、浮体側磁石(S極)5bと近接する図1(a)の紙面左側の部分には、シンカー側磁石(S極)6bが配置されている。
The sinker-
また、このシンカー側磁石6a,6bは、永久磁石であり、本実施例では、浮体側磁石5a,5bと同一のネオジウム磁石を使用している。ネオジウム磁石は、大きな反発力が得られるので、鋼製の浮体2を間に挟んだとしても磁力が低下しない。
The sinker-
よって、波浪を受けて浮体2が傾斜し、シンカー4が振れたときに、浮体側磁石5a,5bとシンカー側磁石6a,6bの間に強い反発力が生じて、浮体2の復原力を増加させることができる。
Therefore, when the floating
7は、支持台8の上に固定されたジャイロ式波力発電装置を示している。ジャイロ式波力発電装置7の筐体内には波浪による揺動によって回転するシンバルや、シンバルの回転中心となるジンバル軸、シンバル軸を軸支するためのジンバル軸受台、ホイール支持軸を中心に回転するフライホイールなどの主要な駆動部と、ジンバル軸に増速手段を介して接続された発電機などが実装されている。
以上のように、本実施例のジャイロ式波力発電装置用浮体1は、
前記吊設機構3は、
前記浮体2に取り付けられ、ジャイロ式波力発電装置7を支持する支持台8と、
この支持台8の下方に取り付けた係留環9と、
前記シンカー4に取り付けられ、前記係留環9にアンカーシャックル10を介して接続されるチェーン11とで構成され、
前記シンカー4は、前記係留環9を中心に回動自在に吊設されるものである。
As described above, the floating
The
A
A
A
The
次に、図3及び図4を参照しながら、上記本実施例のジャイロ式波力発電装置用浮体1において、浮体2の傾斜に伴いシンカー4が回動して振れる様子をより詳しく説明する。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, the manner in which the
1) 静水時、シンカー4は、図3(a)に示すように、浮体2の中央部の真下に位置している。
1) At the time of still water, the
2) 浮体2が波浪を受けると、図3(b)に示すように、浮体2が例えば時計回りの方向に傾斜しようとするが、このとき、シンカー4が係留環9を中心に反時計回りの方向に振れることにより、浮体2が重心移動を起こし、浮体2の時計回りの方向の傾斜を補助する。
2) When the floating
3) シンカー4が振れて矩形環状の浮体2の短辺の部分に近づくと、図3(c)に示すように、浮体側磁石(N極)5aとシンカー側磁石(N極)6aが近接する。
3) When the
4) よって、N極の磁石5a,6a間の反発力によるモーメントが働くので、浮体2が水平状態に戻ろうとする復原力が増大する。また、図4(a)に示すように、浮体2が反時計回りの方向に傾斜しようとするが、このとき、シンカー4が係留環9を中心に時計回りの方向に振れることにより、浮体2が重心移動を起こし、浮体2の反時計回りの方向の傾斜を補助する。
4) As a result, a moment due to the repulsive force between the N-
5) シンカー4が振れて矩形環状の浮体2の短辺の部分に近づくと、図4(b)に示すように、浮体側磁石(S極)5bとシンカー側磁石(S極)6bが近接する。よって、S極の磁石5b,6b間の反発力によるモーメントが働くので、浮体2が水平状態に戻ろうとする復原力が増大する。
5) When the
以上のようにして、波浪を受けている間、浮体2は、上記2)〜5)の回転運動を繰り返すことになる。
As described above, the floating
図5は、チェーン11の長さ調整可能な実施例の説明図である。前述の実施例との構成上の違いは、支持台8の下方にチェーン11の長さを自在に変更可能な調整機構12を設けた点である。調整機構12は、チェーン11を例えば巻き上げることにより、その長さを調整する装置である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an embodiment in which the length of the
よって、第2実施例では、例えば荒天時はチェーン11の長さを短くし、シンカー4を浮体2に近づけて、浮体2の動揺を抑制することができる。よって、荒天時にシンカー4が浮体2に衝突して浮体2が破損するのを防止できる。
Therefore, in the second embodiment, for example, in the case of stormy weather, the length of the
以上説明したように、本発明のジャイロ式波力発電装置用浮体1は、波浪により浮体2が傾斜したときに、吊設機構3を介して浮体2に回動自在に吊設されたシンカー4が振れるので、浮体2の重心移動が促進される。また、シンカー4が振れたときに同極の磁石同士が近接するように、浮体2とシンカー4の双方に磁石5a,5b及び6a,6bが配設されているので、この磁石間の反発力により浮体2が傾斜状態から水平状態に戻ろうとする復原力が増加する。
As described above, the floating
よって、本発明によれば、浮体2の回転方向の動揺量が継続的に大きくなるので、浮体2に支持又は搭載されたジャイロ式波力発電装置7の発電量が増加し、発電効率が高くなる。
Therefore, according to the present invention, the amount of fluctuation in the rotational direction of the floating
また、本発明では、振り子のように運動するシンカー4による重心移動と、永久磁石による反発力を利用するので、これらの機構の制御に油空圧機器やモーターなどの動力源を必要としない。本発明では、浮体2に波浪が作用している間、自動的に回転運動を繰り返すので、発電効率は極めて良好になる。
Further, in the present invention, since the center of gravity is moved by the
本発明は、前記の実施例に限るものではなく、各請求項に記載の技術的思想の範疇であれば適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the embodiments may be changed as appropriate within the scope of the technical idea described in each claim.
例えば、前記実施例では、吊設機構3は、チェーン11をアンカーシャックル10で係留環9に取り付ける例を示したが、吊設機構3の構成はこれに限らない。例えば、接続部をヒンジ機構に換えて、シンカー4を回動させても良い。
For example, in the said Example, although the
また、前記実施例では、浮体2は矩形環状のものを示したが、浮体2は例えば円形、円筒形、半球形でも良く、形状は限定されない。
Moreover, in the said Example, although the floating
また、前記実施例では、鋼製で中空構造の浮体2を示したが、浮体2の材質は、例えば耐候性に優れた樹脂や繊維強化プラスチック(FRP)などを用いても良い。また、浮体2に係留索を設ける場合、例えば3点係留もしくは4点係留とすることが可能で、係留方法は限定されない。
In the embodiment, the floating
また、前記実施例では、矩形環状の浮体2の短辺部に浮体側磁石5a,5bを設ける例を示したが、浮体側磁石5a,5bを設ける位置は、浮体2の長辺部でも良い。
Moreover, in the said Example, although the example which provides the floating
また、前記実施例では、シンカー4はコンクリート製のものを示したが、シンカー4は例えば鋼製でも良く、材質は特に限定されない。
Moreover, in the said Example, although the
また、前記実施例では、シンカー4はチェーン11を用いて浮体2に吊設する例を示したが、シンカー4は、例えば繊維ロープやケーブルで吊設しても良い。
Moreover, in the said Example, although the
また、前記実施例では、支持台8上にジャイロ式波力発電装置7を固定する例を開示したが、ジャイロ式波力発電装置7は、例えば浮体2内に搭載されていても良い。
Moreover, in the said Example, although the example which fixes the gyro-type
1 ジャイロ式波力発電装置用浮体
2 浮体
3 吊設機構
4 シンカー
5a 浮体側磁石(N極)
5b 浮体側磁石(S極)
6a シンカー側磁石(N極)
6b シンカー側磁石(S極)
7 ジャイロ式波力発電装置
8 支持台
9 係留環
10 アンカーシャックル
11 チェーン
12 調整機構
DESCRIPTION OF
5b Floating body side magnet (S pole)
6a Sinker side magnet (N pole)
6b Sinker side magnet (S pole)
7 Gyro
Claims (4)
前記浮体に取り付けられ、ジャイロ式波力発電装置を支持する支持台と、
この支持台の下方に取り付けた係留環と、
前記シンカーに取り付けられ、前記係留環にアンカーシャックルを介して接続されるチェーンとで構成され、
前記シンカーは、前記係留環を中心に回動自在に吊設されることを特徴とする請求項1又は2に記載のジャイロ式波力発電装置用浮体。 The suspension mechanism is
A support base attached to the floating body and supporting a gyro wave power generator;
A mooring ring attached below the support,
A chain attached to the sinker and connected to the mooring ring via an anchor shackle;
The floating body for a gyro wave power generator according to claim 1, wherein the sinker is suspended so as to be rotatable about the mooring ring.
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JP2012088590A JP2013217284A (en) | 2012-04-09 | 2012-04-09 | Floating body for gyroscope type wave-activated power generation apparatus |
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2012
- 2012-04-09 JP JP2012088590A patent/JP2013217284A/en active Pending
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