JPH0286969A

JPH0286969A - 波動ポンプ

Info

Publication number: JPH0286969A
Application number: JP23730488A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yamaguchi; 山口　正記; Yoshinori Nitta; 新田　良典; Akira Yamazaki; 晶山崎
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1988-09-21
Filing date: 1988-09-21
Publication date: 1990-03-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〉本発明は、波の水頭差と移動で生じる波力からなる波エ
ネルギを駆動力として、揚水、空気供給等に利用する波
動ポンプに関するものである。

〈従来の技術〉波エネルギを利用する装置等としては、波力発電装置か
よく知られている。そして近年ては、更に有効に利用し
ようとして、例えば海水揚水発電システム、エアレーシ
ョンによる海水浄化システム、深層水取水に利用すべく
個別の動力要素であるポンプとしての研究開発が行なわ
れている。

具体的には、フロートを利用して波による浮体運動を駆
動力とした揚水ポンプ（先行技術イ）が提案されている
。

この揚水ポンプは、海水中から貯水池まで延設して固定
したパイプに逆止弁を設け、このパイプに摺動可能に外
挿すると共に逆止弁を設けた外パイプを海面に浮遊する
フロートに取付けて構成したものからなっている。これ
によれば、フロートが下降したときに海水を外バイブか
ら吸込み、フロートが上昇したときに上記吸込んだ海水
を固定側のパイプに送り込み、もって上記貯水池まで揚
水することが開示されている。フロートの上下動と逆止
弁の作用で海水を貯水池まて連続的に圧送するものであ
る。

また、特開昭５８−１７２４７５号公報（先行技術口）
には、岸壁、防波堤等の波打ち際に設ける消波ポンプか
開示されている。これは、波により海水が打ち寄せ、ま
た海水が引くことを利用して、海水の重量差で海水量は
部に連結したピストンを動作させるポンプとしたもので
ある。

更に、特開昭５１−６９２０１号公報（先行技術ハ）に
は、フロートの上下動によりピストンを往復動作させる
波動ポンプか開示されている。

〈発明か解決しようとする課題〉しかしながら、これら従来提案されている技術は、未だ
波エネルギを充分有効に利用しているものてはない。

即ち、個別的に考察すれば、先行技術イとハは何れもフ
ロートを利用して、波の上下動のみをポンプ作用に利用
したものである。波の上下動の利用とは、波の頂点（波
頭）から谷までの落差、換言すれば水頭差による位置エ
ネルギの利用をいうものである。先行技術イとハは、こ
の位置エネルギを利用している。

ところて波エネルギには、上記水頭差による位置エネル
ギの外、圧力エネルギ及び特に岸辺で明瞭な波の打ち寄
せの如き移動による波力がある。

フロートによる波エネルギの利用は、上記圧力エネルギ
及び波力の部分を利用していないので、波エネルギの部
分的な利用ということになる。

また、先行技術口には、波力と海水の重量の変化により
ポンプを動作させることか開示されているか、駆動エネ
ルギの主たるものは海水の重量変化と別途設けたスプリ
ングの作用である。上記波力は海水量は部に海水を流入
させる為に利用しているもので、ポンプの駆動エネルギ
としての利用てはない。そして海水の流入て下降する海
水量は部に引っ張りスプリンタで上昇力を付勢しておく
ことにより、ピストンの往復動作を得るようにしている
。

この技術においては、上記の通り、海水の重量変化のみ
を利用しているのではなく、スプリンタによる動力も必
要としている。従って、耐久性的に前記三者よりも不利
てあり、また、時宜に応じたスブリンクカの自動調整が
困難である為、設備場所に制限を受けるものである。例
えば、干満の差が大きい場所ては海水の流入量が変動し
やすいので、ポンプ動作ができなくなる不安がある。即
ち、実用性にも問題点を有している。

以上のような従来の問題点を解決すべく提供するのが本
発明である。

本発明の目的は、波の水頭差と波力で得られる波エネル
ギを従来に比べてより一層有効に利用できる波動ポンプ
を提供することにある。

く課題を解決する為の手段〉上記目的を達成するために、本発明は、水頭差と波力に
よる波エネルギを利用して駆動する波動ポンプであって
、吸込管と吐出管は、ピストンを内蔵するシリンダを介
して連通ずると共にピストンの往復動作による圧力差で
開閉する逆止弁をそれぞれ設け、上記ピストンは、水深
方向に立設して一端側をヒンジ支持とした受圧板の揺動
動作に連動して進退するロッドに連結したものである。

この場合、シリンダの両端に吐出管と吸込管を二組設け
、ピストンの往復両工程て常に吸込みと吐出作用を行な
わせる構成とすることもてきる。

また、上面に通気開口を有するコンクリートケーソンの
内部にシリンタ、吸込管等を配設すると共に、コンクリ
ートケーソンの側面の一部を開口して受圧板をこの開口
の蓋状に取付けることにより、ユニット的に構成するこ
ともできる。

〈作用〉受圧板に波か打ち寄せると、その波力と水頭差による圧
力が作用して、受圧板をヒンジ支点により揺動させる。

この揺動か、ロッドを介してピストンを押圧する方向で
あれば、ピストンはシリンダ内を圧縮するように移動す
る。シリンダ内に海水が満たされていれば、この圧縮に
よる海水圧により吐出管側の逆止弁か開成する。これに
より、シリンダ内の海水は吐出管に流出し、吐出管から
所要場所に供給される。

次に、受圧板に対し上記とは逆方向に波エネルギが作用
すると、ピストンはシリンダ容積を拡張するように移動
する。そうするとシリンダ内が負圧になるのて、吐出管
側の逆止弁か閉成すると共に吸込管側の逆止弁か開成す
る。これにより吸込管の開口から海水が吸込まれてシリ
ンダ内を満たすことになる。

波エネルギは、自然の周期て往復運動を繰り返す。従っ
て海水の吸込みと吐出のポンプ作用は上記の周期で半永
久的に繰り返すことができる。

この場合、シリンダの両端に吐出管と吸込管を二組設け
ると、ピストンの往復によりその両側で吸込みと吐出が
同時にできることになる。前記−組の場合を単動型とす
れば、二組は複動型として二倍の効率でポンプ作用を行
なわせることかできる。

また、波動ポンプをコンクリートケーソンに組み込んで
ユニット的に一体とすれば、海上での設備工事を容易に
行なうことができる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の基本的構成を動作と共に示
す第一実施例と第二実施例である。第一実施例は、ピス
トンの一方向移動てシリンダ内の海水を吐出し、他方向
移動でシリンダ内に海水を吸込む単動型を示し、第二実
施例は往復両工程で吐出と吸込みをそれぞれ同時に行な
う複動型を示している。

第１図において、１はシリンダであり、その−端側には
吸込管２と吐出管３を連通して接続している。吸込管２
はその他端を海中の適宜深さに開口させ、吐出管３はそ
の他端を海上の適宜位置に開口させている。吐出管３の
開口位置は、例えば揚水発電システムにおいては貯水槽
であり、或は人工養魚池であり、或は海水浄化の場合の
供給水域部である等、海水を利用する場所である。そし
て、吸込管２のシリンダｌへの接続近傍には、シリンダ
１側の一方向に開成する逆止弁４を設けている。また、
吐出管３のシリンダｌへの接続近傍には、吐出開口側の
一方向に開成する逆止弁５を設けている。この両逆止弁
４，５は、それぞれシリンダｌに内蔵するピストン６の
往復動作によるシリンダ１内の圧力変化に応動して開閉
するものである。６ａは、ピストン６とシリンダ１の摺
接部を密にする止水リンクである。尚、シリンダ１及び
／又はピストン６にはその摺接を円滑にする為に摩擦を
軽減する処理、例えばフッソ系樹脂をコーティングして
おく。

７は受圧板であり、水深方向に立設して上端又は下端の
一端側をヒンジ７ａて支持して、ヒンジ支点により揺動
するようにしている。この受圧板７は軽くて剛性のある
部材て形成するのが望ましい。モして受圧板７の一部が
海水Ｗの平均的波頭より露出する程度の位置に配置する
。また、ヒンジ７ａはシリンダ１等を固定する為の図示
しないベース部材に取付ける。

この受圧板７の適宜位置と前記ピストン６はロッド８を
介して連結している。この実施例においては、受圧板７
が揺動してその任意の定点が円弧運動し水平レベルに対
して上下に位置が変化することになる。従って、直線運
動のピストン６と受圧板７を連結するロッド８は受圧板
７とをヒンジ９による連結として上記位置変化を吸収す
るようにしている。

これにより受圧板７が波エネルギて揺動じたときに、ロ
ッド８が連動して軸方向に進退し、即ちピストン６が往
復動作する。

この構成によれば、第１図（Ａ）に矢印で示すように、
海水Ｗの波エネルギが受圧板７に対して作用した場合、
受圧板７は揺動して連結したピストン６をシリンダ１内
を拡張するように移動させる。これによりシリンダｌ内
が負圧になるので、吸込管２の逆止弁４が開成し、海水
かシリンダｌ内に吸込まれて流入する。次に、第１図（
Ｂ）に示すように、波エネルギか上記とは逆の方向から
作用した場合は、受圧板７の揺動によりピストン６はシ
リンダ１内を圧縮する方向に移動する。そうすると、吸
込管２の逆止弁４がその圧縮圧て閉成し、同時に吐出管
３の逆止弁５が開成する。これにより海水Ｗは吐出管３
から所要の場所へ供給されることになる。受圧板７が波
エネルギの往復作用によりヒンジ７ａを支点として交互
に揺動することて、上記ピストン６、シリンダ１等のポ
ンプ作用は半永久的に繰り返される。

受圧板７が利用する波エネルギは、波の頂と谷による水
頭差により生しる圧力及び波の移動による波力である。

従って、フロート装置のように波の水頭差により得られ
る位置エネルギのみを利用する場合に比べて、高効率の
波エネルギの利用とすることかてきる。

次に、第２図はシリンタ１０の構成を変えた波動ポンプ
を示している。即ち、シリンダ１０の両端部に、吸込管
１１，１２と吐出ｖ１３．１４及び逆止弁１５．１６，
１７．１８をそれぞれ設けた構成としている。

これによれば、ピストン６が往復動作するときにそれぞ
れの動作工程に対応する側の逆止弁が開閉して、常に揚
水動作を行なわせることがてきる。

従って、前記第１実施例と比較すると単純には二倍の動
作効率となる。

第３図〜第５図は、本発明の第一実施例に係る波動ポン
プを利用して更に具体的に構成した実施例を示す側面図
、正面図及び平面図である。

図において、２０はコンクリートケーソンである。この
コンクリートケーソン２０は上面に通気開口２１す形成
し、また側面の一部に開口２２を形成している。そして
この開口２２に蓋状として受圧板７を配置し、下端をヒ
ンジ７ａでコンクリートケーソン２０に取付けている。

また、シリンダｌ、吸込管２等はコンクリートケーソン
２０内に配設し、吐出管３はコンクリートケーソン２０
の上面から延出して所要の場所に臨ませている。　この
構成によれば、波動ポンプとしてユニット的に一体にす
ることがてきるので、取扱いが容易となり、海上での設
備工事等の作業が迅速にできることになる。

尚、上記の実施例においては、何れも吸込み、吐出物と
して海水を説明したか、ポンプ機部としてはこれに限ら
れるものでなく、空気でもよいことは明らかである。

〈発明の効果〉以上詳細に説明してきたように、本発明によれば、波エ
ネルギをより一層有効に利用することがてきる。このこ
とは、従来の波動ポンプと比較した場合、例えば揚水量
、揚程等の性能を同様とするときは、本発明の波動ポン
プは従来のそれよりも小型化てきることを示唆している
。従って、性能的、経済的に有利な実用性に優れた波動
ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）・（Ｂ）は、本発明に係る波動ポンプの基
本的構成を動作と共に示す第一実施例の説明図、第２図（八）・（Ｂ）は、本発明に係る波動ポンプの基
本的構成を動作と共に示す第二実施例の説明図、第３図〜第５図は、本発明の第一実施例に係る波動ポン
プを利用して更に具体的に構成した実施例を示す側面図
、正面図及び平面図である。１．１０・・・シリンダ、　　２，１１．１２・・・吸
込管。３．１３．１４・・・吐出管。４　、５　、１５．１６，１７．１３・・・逆止弁。６・・・ピストン、　　７・・・受圧板。７ａ、９・・・ヒンジ、　　８・・・ロッド。２０・・・コンクリートケーソン、　　２１・・・通気
開口。２２・・・開口。

Claims

【特許請求の範囲】水頭差と波力による波エネルギを利用して駆動する波動
ポンプであって、吸込管と吐出管は、ピストンを内蔵するシリンダを介し
て連通すると共にピストンの往復動作による圧力差で開
閉する逆止弁をそれぞれ設け、上記ピストンは、水深方
向に立設して一端側をヒンジ支持とした受圧板の揺動動
作に連動して進退するロッドに連結してなることを特徴
とする波動ポンプ。