JPH0323384A - 浮体式波動ポンプ - Google Patents

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ＩＦ） この発明は、波動エネルギーを利用し、駆動動力源を不
要にして例えば海水や空気などの流体を供給することの
できる浮体式波動ポンプの改良に関するものである． 〔従来の技術〕 波動エネルギーを利用し、駆動動力源を不要にして海水
や空気などの流体を供給できる波動ポンプとして、例え
ば、第８図に示す波動ポンプが既に創案されている． 第８図に示す従来の波動ポンプは次のような機構からな
っている． 即ち、下部円筒１０１に往復摺動自在に内蔵されたフロ
ートピストン１０３と上部円筒１０２に往復摺動自在に
内蔵された圧力ピストン１０４は、両端が開口した中空
軸１０５で連結され、該中空軸１０５の圧力ピストン１
０４側端面の開口部には吸込逆止弁１０６が設けられて
いる。下部円筒１０１の上面に設けられた上部円筒１０
２は下部円筒１０１に比べて小径となっており、上面に
吐出逆止弁１０７が設けられている． 下部円筒１０１の外側周面にはシリンダフロート１０８
が環状に取付けられ、下部円筒１０１の下面には海中に
没水している円形の波浪安定＃ｙｉ］０９が設けられて
いる。また、シリンダフロート１０８と波浪安定板１０
９の間の下部円ｍｌＯｌの外側周面ば開口されており、
この開口された下部円筒１０１の外側周面には放射状に
複数の波浪集合板１１０が取付けられて波浪取入口１１
１が形成されている． 波浪取入口１１１から下部円筒１０１内に流入した波は
、下部円筒１０１に内蔵されたフロートピストン１０３
に上下運動を与える．フロートピストン１０３が上昇す
るときは、中空輸１０５を介してフロートピストン１０
３と連動連結されている圧力ピストン１０４も上部円筒
１０２内を上昇し、圧力ピストン１０４に設けられてい
る吸込逆止弁１０６は閉じ、上部円筒１０２の上面に設
けられている吐出逆止弁１０７は開き、上部円筒１０２
内の水は上昇する圧力ピストン１０４によって開いてい
る吐出逆止弁１０７を通じて吐出される．フロートピス
トン１０３が下降するときは、上部円筒１０２の圧力ピ
ストン１０４は膨脹行程となり、吐出逆止弁１０７は閉
じ、吸込逆止弁１０６は開き、上部円筒１０２内は負圧
の状態となる．このため、下部円筒１０１内に流入して
フロートピストン１０３に上下運動を与えている海水の
一部が中空軸１０５を通って上部円筒１０２内に吸い上
げられる． このように、従来の波動ポンプは海水などの流体の吸入
と吐出が交互に繰り返される所謂間欠供給方式となって
いる． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述の如く、従来の波動ポンプは所謂間
欠供給方式であるため、海水などの流体を連続的に供給
することができず、供給流量が少ない欠点がある． また、ピストンおよびシリンダ間において、圧送行程で
は、水が漏れ、吸込行程では空気がシリンダ内に漏れて
、ポンプ効率を低下させる欠点がある． この発明は、上記のような問題点に鑑み、その問題点を
解決すべく創案されたものであって、その共通の目的と
するところは、濁水や空気などの流体の供給を連続的に
行い、ポンプの効率を倍増させ、ピストンのシール構造
を簡単にできる浮体式波動ポンプを提供することにある
． また、請求項１又は６記載の発明の他の目的はフロート
ピストンが内装される案内ガイドの製作を簡単にするこ
とのできる浮体式波動ポンプを提供することにある． 更に、請求項２又は３及び９記載の発明の他の目的は波
浪に対して安定性を高めると共に、ポンプの保守、点検
、耐風処置などの改善された浮体式波動ポンプを提供す
ることにある． 〔課題を解決するための手段〕 以上の目的を達成するために、請求項ｌ記載の発明は、
波動に追従する水面上のフロートピストンを波浪取入口
を有する案内ガイド内に往復動自在に配置し、案内ガイ
ドの側部を複数の脚柱で形成し、案内ガイドの上方にシ
リンダ室を設け、波動に追従するフロートピストンをシ
リンダピストンに連動連結し、フロートピストンの変動
に連動するシリンダピストンを密封状のシリンダ室内に
摺動自在に配置し、摺動するシリンダピストンによって
シリンダ室内を一室側と他室側に分け、二つに分けられ
るシリンダ室内の一室側に、外部の流体を一室内に流入
する第１吸入通路の一端と一室内の流体を外部に排出す
るバイパス通路の一端を各々接続し、シリンダ室内の他
室側に、外部の流体を他室内に流入する第２吸入通路の
一端と他室内の流体を外部に排出する吐出通路の一端を
各々接続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸入通路、バ
イパス通路、第２吸入通路及び吐出通路に各々設けた構
成よりなる． ここで、請求項１記載の発明は、バイパス通路の他端を
吐出通路に接続すると共に、バイパス通路と吐出通路に
設けられる逆止弁を同一とするのが好ましい．また、第
２吸入通路はフロートピストンとシリンダピストンを連
結する部材内に形成されているのが好ましい．更に、案
内ガイドの下方には上下動防止体と横揺れ防止体が設け
られているのが好ましい．更にまた、案内ガイドの側部
を形成する脚柱及び没水構造物は中空からなり、中空の
脚柱及び没水構造物内への海水の出入調整で波動ポンプ
の浮力の調整が可能であるのが好ましい． また、請求項２記載の発明は、波動に追従する水面上の
フロートピストンを波浪取入口を有する筒状の案内ガイ
ド内に往復摺動自在に配置し、案内ガイドの個周部にフ
ロートを設け、案内ガイドの上方にシリンダ室を設け、
波動に追従するフロートピストンをシリンダピストンに
連動連結し、フロートピストンの変動に連動するシリン
ダピストンを密封状のシリンダ室内に摺動自在に配置し
、摺動するシリンダピストンによってシリンダ室内を一
室側と他室側に分け、二つに分けられるシリンダ室内の
一室側に、外部の流体を一室内に流入する第１吸入通路
の一端と一室内の流体を外部に排出するバイパス通路の
一端を各々接続し、シリンダ室内の他室側に、外部の流
体を他室内に流入する第２吸入通路の一端と他室内の流
体を外部に排出する吐出通路の一端を各々接続し、下流
側に関く逆止弁を、第１吸入通路、バイパス通路、第２
吸入通路及び吐出通路に各々設けた構戒よりなる． ここで、請求項２記載の発明は、バイパス通路の他端を
吐出通路に接続すると共に、バイパス通路と吐出通路に
設けられる逆止弁を同一とするのが好ましい．また、第
２吸入通路はフロートピストンとシリンダピストンを連
結する部材内に形成されているのが好ましい。更に、案
内ガイドの下方には上下動防止体と横揺れ防止体が設け
られているのが好ましい． さらに、請求項３記載の発明は、波動に追従する水面上
のフロートピストンを波浪取入口を有する筒状の案内ガ
イド内に往復摺動自在に配置し、案内ガイドの上方にシ
リンダ室を設け、波動に追従するフロートピストンをシ
リンダピストンに連動連結し、フロートピストンの変動
に連動するシリンダピストンを密封状のシリンダ室内に
摺動自在に配置し、摺動するシリンダピストンによって
シリンダ室内を一室側と他室側に分け、二つに分けられ
るシリンダ室内の一室側に、外部の流体を一室内に流入
する第１吸入通路の一端と一室内の流体を外部に排出す
るバイパス通路の一端を各々接続し、シリンダ室内の他
室側に、外部の流体を他室内に流入する第２吸入通路の
一端と他室内の流体を外部に排出する吐出通路の一端を
各々接続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸入通路、バ
イパス通路、第２吸入通路及び吐出通路に各々設けると
共に、波動ポンプ本体を水面の干満速度程度の非常に緩
やかな速度で昇降可能に保持した構成よりなる． ここで、請求項３記載の発明は、バイパスｉ！！路の他
端を吐出通路に接続すると共に、バイパス通路と吐出通
路に設けられる逆止弁を同一とするのが好ましい．また
、第２吸入ｉａ！路はフロートピストンとシリンダピス
トンを連結する部材内に形成されているのが好ましい．
更に、案内ガイドの下方には上下動防止体と横揺れ防止
体が設けられているのが好ましい． さらにまた、請求項６記戦の発明は、波動に追従する水
面上のフロートピストンを波浪取入口を有する案内ガイ
ド内に往復動自在に配置し、案内ガイドの側部を複数の
脚柱で形成し、フロートピストンの下方にシリンダ室を
設け、波動に追従するフロートピストンとシリンダピス
トンを中空軸で連結し、中空軸の内部に排出通路を設け
、フロートピストンの変動に連動するシリンダピストン
を密封状のシリンダ室内に摺動自在に配置し、摺動する
シリンダピストンによってシリンダ室内を一室側と他室
側に分け、二つに分けられる各シリンダ室内に、外部の
流体を各室内に流入する各流入口と、各室内の流体を排
出通路に流出する各流出口とを各々設け、下流側に開く
逆止弁を、各流入口及び流出口に各々設けた構成よりな
る，ここで、請求項７記載の発明は、各流出口に設けら
れる逆止弁を同一とするのが好ましい．また、案内ガイ
ドの下方には上下動防止体と横揺れ防止体が設けられて
いるのが好ましい．更に、案内ガイドの側部を形成する
脚柱及び没水構造物は中空からなり、中空の脚柱及び没
水構造物内への海水の出入調整で波動ポンプの浮力の調
整が可能であるのが好ましい． Ｃ作用） 以上のような構或を有するこの発明は次のように作用す
る． すなわち、往復運動するシリンダピストンの両側で流体
の導入と圧送を同時に並行しておこなうことができるよ
うに作用し、また、シリンダピストンの両側に流体が充
満されているので、シリンダピストンとシリンダとの隙
間からの漏れが少なく、シリンダピストンのシールを簡
単にできるように作用する． また、請求項ｌ及び請求項６記載の発明は、案内ガイド
の側部を複数の脚柱で形成する横威により、案内ガイド
の製作が簡単にできるように作用する． 更に、請求項２記載の発明は、案内ガイドの側周部に環
状フロートを設ける横威により、波浪に対して安定性を
高めるように作用する．更にまた、請求項３記載の発明
は、波動ポンプ本体を水面の干満速度程度の非常に緩や
かな速度で昇降可能に保持する横戒により、波浪に対し
て上下動、重心廻り及び左右の揺れを防止するように作
用する． 〔実施例〕 以下、図面に記載の実施例に基づいてこの発明をより具
体的に説明する． 一第１実施例一 ここで、第１図は浮体式波動ポンプの斜視図、第２図は
浮体式波動ポンプの案内ガイドの横断面図である． 図において、連続供給用の浮体式波動ポンプ１は、海面
上に浮遊する浮体案内ガイド２、浮体案内ガイド２内に
往復動自在に配置されたフロートピストン３、浮体案内
ガイド２の上方に設けられたシリンダ室４、シリンダ室
４内に摺動自在に配置されたシリンダピストン５などか
ら構威されている． 浮体案内ガイド２の側部は複数（図面では４個）の脚柱
２ａで形成されており、各脚柱２ａは上下方向に取付け
られ、これらの４個の脚柱２ａで囲まれる内側にはフロ
ートピストン３が往復動自在に配置されている．フロー
トピストン３は海水の浮力により浮き、波動に追従して
昇降する．これらの４個の脚柱２ａはその上端が上部ガ
イド連結板２ｂに連結され、又それらの下端は後述する
上下動防止体ｌ４に連結されている．更に、各脚柱２ａ
はその中間が４個のフロート２ｃで連結されている．脚
柱２ａ，フロート２Ｃ及び後述する没水構造物である上
下動防止体１４、横揺れ防止体１５及び２次的な上下運
動防止板及びウェイト１６は内部が空洞になっており、
図示しないポンプなどによって、必要に応してこれらの
内部に海水を注入し又は排出したりしながら、浮体式波
動ボンプ１の浮心の高さを調整して、浮体式波動ボンプ
ｌの安定性及び浮沈が可能になるように図られている．
なお、上記のフロート２Ｃは波浪のオーバフローを防止
する機能も果たし、上昇時のフロートピストン３の上面
が波浪によって押圧抵抗を受けて、フロートピストン３
の上昇力が弱まるのを防いでいる． シリンダ室４と浮体案内ガイド２は上部ガイド連結板２
ｂによって仕切られ、この上部ガイド連結板２ｂの中央
には連通孔２ｄが形成され、この連通孔２ｄを貫通して
中空軸６が摺動自在に往復運動できるように取り付けら
れている．連通孔２ｄの周縁には軸受けシール２ｅが設
けられ、この軸受けシール２ｅに中空軸６は摺動自在に
支持されている． この中空軸６の上端側には前記シリンダピストン５が連
結され、又下端側にはフロートピストン３が連結され、
シリンダピストン５とフロートピストン３は中空軸６に
よって一体的に連結されている．中空軸６は内部が空洞
でその両端も開口されており、この中空軸６を通してシ
リンダ室４と浮体案内ガイド２内のフロートピストン３
の下部水面は連通状態にある．中空軸６のシリンダ室４
との開口部にはシリンダ室４内側に開く逆止弁７が取り
付けられている．この逆止弁７は、シリンダ室４内が圧
縮状態のとき閉じ、負圧状態のとき開くように取り付け
られている． シリンダ室４内は上下方向に冶動するシリンダピストン
５によって二つに分けられ、このうち、シリングピスト
ン５の上側となる上部シリンダ室４ａの上端面の中央は
開口されて吐出管８に接続している．この開口部には吐
出管８側に開く逆止弁９が取り付けられている．吐出管
８は連続供給用の浮体式波動ポンプｌのポンプ作用によ
って吸い込まれた海水や空気などを外部に排出する通路
となる． また、シリンダピストン５の下側となる下部シリンダ室
４ｂの側面の下端の両側には、バイパス管１０の入口と
吸入管１１の出口がそれぞれ開口されている。バイパス
管ｌＯは下部シリンダ室４ｂと上記吐出管８とをつなぐ
通路で、バイパス管ｌＯの出口は吐出管８に接続してい
る．この出口には吐出管８側に開く上記逆止弁９が取り
付けられている．この逆止弁９は吐出管８とバイパス管
ｌＯの開閉及び吐出管８と上部シリンダ室４ａの開閉を
兼ねており、吐出管８とバイパス管１０が開のとき、吐
出管８と上部シリンダ室４ａとを閉とし、吐出管８とバ
イパス管１０が閉のとき、吐出管８と上部シリンダ室４
ａとを開とするように取り付けてある．吸入管ｌ１はポ
ンプ作用によって吸い込まれる海水や空気などの流入通
路となり、この出口にも下部シリンダ室４ｂ側に開く逆
止弁ｌ２が取り付けられている．吸入管ｌ１には先端側
が海水や空気に直に接しているフレキシブルな吸入バイ
ブ１３が接続されている． 脚柱２ａの下端が連結されている上下動防止体ｌ４は、
浮体式波動ポンプｌの上下方向の播れに対して抵抗とし
て働く装置で、脚柱２ａの下端が直接連結される２個の
船形構造物１４ａと、左右の船形構造物１４ａを連結す
る防止Ｆｉ．１４ｂから形成されているが、これが一体
円形構造物から形成されていてもよい． また、上下動防止体ｌ４の下方には横揺れ防止体１５が
取付け．られている．横揺れ防止体１５は浮体式波動ポ
ンプ１の頭振り運動（左右・前後方向の運動）に対して
、その抵抗として働く装置で、防止板が放射状に設置さ
れている．更に、横揺れ防止体ｌ５の下端には、２次的
な上下運動防止板及びウェイトｌ６が設けられている． そして、没水構造物である上記の上下動防止体１４，横
揺れ防止体１５及び２次的な上下運動防止板及びウェイ
トｌ６は、隔壁を有する中空構造で、水の出入が可能と
なっている， 次に上記第１実施例の構戒に基づく作用について以下説
明する． 波浪エネルギーは各脚柱２ａの間から浮体案内ガイド２
内に入り、浮体案内ガイド２内に往復動自在に挿，入さ
れているフロートピストン３に衝突し、この時、波高と
運動のエネルギーがフロートピストン３の軸方向の運動
に変えられ、フロートピストン３をシリンダ室４側に押
圧する．フロートピストン３と中空軸６で連結されてい
るシリンダピストン５は、押圧されて（図面では上方に
）移動するフロートピストン３によってシリンダ室４の
上部シリンダ室４ａ内を圧縮する方向に移動する． シリンダピストン５が上方に移動するとき、上部シリン
ダ室４ａ内は圧縮側となり、逆止弁７は閉し、吐出管８
の逆止弁９は開き、上部シリンダ室４ａと吐出管８は連
通状態となり、上部シリンダ室４ａ内の水は吐出管８内
に圧送され、吐出管８から外部に排出される．この時、
吐出管８と上部シリンダ室４ａとを開の状態とした逆止
弁９は、その一方でバイパス管１０と吐出管８とを閉の
状態にし、上部シリンダ室４ａから吐出管８に圧送され
た水の一部がバイパス管１０内に逆流するのを防止する
． 上部シリンダ室４ａ６１が圧縮過程においては、下部シ
リンダ室４ｂ側は膨脹過程となって負圧状態となり、吸
入管１１の出口の逆止弁１２は下部シリンダ室４ｂ側に
開き、吸入バイブｌ３から海水が負圧状態となった下部
シリンダ室４ｂ内に吸い込まれる． 次に波が退いて、浮体案内ガイド２内の海水が海中に戻
り始めると、シリンダピストン５及びフロートピストン
３はその自重によってシリンダ室４内及び浮体案内ガイ
ド２内をそれぞれ降下する．シリンダピストン５が降下
すると、上部シリンダ室４ａ側は膨脹過程となって負圧
の状態となり、吐出管８と上部シリンダ室４ａとを連通
状態にしていた逆止弁９は閉じ、逆止弁７は開く．この
時、逆止弁９が吐出管８と上部シリンダ室４ａとを閉じ
ると、バイパス管ｌＯと吐出管８は開の状態となる．逆
止弁７が開くと、中空軸６を介して上部シリンダ室４ａ
と浮体案内ガイド２内のフロートピストン３の下部水面
は連通状態となる．上部シリンダ室４ａ内が負圧の状態
にあるため、浮体案内ガイド２内の海水は吸引されて中
空軸６を通って上部シリンダ室４ａ内に流入する． 一方、下部シリンダ室４ｂ側は圧縮過程となり、逆止弁
ｌ２は閉し、上述の如くバイパス管１０と吐出管８を開
閉する逆止弁９は開き、下部シリンダ室４ｂ内の海水は
バイパス管１０を遣って吐出管８に圧送され、吐出管８
から外部に排出される．このように、上部シリンダ室４
ａ内の膨脹負圧を利用して、吐出管８と上部シリンダ室
４ａ’とを閉とし、又吐出管８とバイパス管１０を開の
状態にすることができる． 上記の説明で理解されるように、シリンダピストン５の
往復運動により引き起こされる圧縮と膨脹を同時に利用
して、海水の圧送と同時に吸入を行い、この行程を繰り
返すので、シリンダピストン５の上下往復運動の何れの
工程においても、海水を吐出管８から圧送して排出する
ことができ、連続的に海水の供給を行うことが可能とな
り、流量特性が倍増する． 次に波浪中の浮体式波動ポンプ１の安定性について説明
する． 浮体としての波動ポンプ１の運動は、波の円運動に基づ
く、上下動、左右および前後動に分解される．浮体の上
下運動に対しては、水平海面と平行に適切な面積を有す
る没水中の上下動防止体ｌ４を設定しておけば、周波数
の大きい波に対しては、上下運動を防止することができ
る．，周波数の低いうねりに対しては、上下動が大きく
なり、これを完全に防止することは困難である．結局、
剛体としての重心のまわりの円運動をしているわけだか
ら、頭振り運動となり、前後・左右に対する運動にも同
様な傾向となる．この頭振り運動を防止するには、例え
ば第１図の符号が１５のような、その方向の運動に対し
て流動抵抗となるような横播れ防止体ｌ５を放射状に複
数個設置しておけば良い．このようにすると、浮体式波
動ポンプｌの重心の廻りの円運動は防止され、吐出管８
の頭振り運動が減少する． 実験によれば、没水中の上下動防止体ｌ４の面積を小さ
くすると、上下動よりもむしろ頭振り運動が増加する傾
向がある．これを防止するには、後述する第３実施例に
示す（第４図参照）ように、横揺れ防止体３３の面積を
大きくし、同時に没水中の下部上下動防止体３４の面積
も大きくして、上部上下動防止体３２と二段階抵抗を与
えるようにする．このように、浮体の重心より遠く離れ
た位置に抵抗体を付設することは、海水のｏｒｂｉｔａ
ｌ■ｏｔｉｏｎは深くなるにつけて小さくなるので運動
防止効果が大きくなる． 一第２実施例一 ここで、第３図は浮体式波動ポンプの側断面図である． 第２実施例は、前記第１実施例の構成中、浮体案内ガイ
ド２及び波動ポンブ１の上下、左右、前後の揺れ防止機
構の構威が異なり、これ以外の他の構或は前記第１実施
例の構戒と同一であるので、同一の構成には同一の符号
を付してその説明を省略する． 図において、浮体案内ガイド２０には例えばケーソンが
使用されている．そしてケーソンからなる浮体案内ガイ
ド２０にはフロートピストン３が摺動自在に往復運動で
きるように挿入されている．浮体案内ガイド２０の下部
側面は開口して波浪取入口２０ａが形成されており、波
浪が浮体案内ガイド２０内に取り入れられるようになっ
ている．また、浮体案内ガイド２０の内部底面側には没
水斜板２０ｂが設けられていて、波浪が流入し易いよう
になっている．一方、シリンダ室４とケーソンからなる
浮体案内ガイド２０は空気抜き孔２ｌａを有する隔壁２
ｌによって仕切られ、この隔壁２ｌの中央には前述の連
通孔２ｄが形成されている． ケーソンからなる浮体案内ガイド２０の外側周面には環
状フロート２２が設けられている．没水部に大きな容積
を有する浮体は、浮力の中心が重心より下方に下がるた
め安定性が悪くなるので、出来るだけ重心を下げ、浮心
を上げる必要があるが、この環状フロート２２により、
浮体式波動ポンプ１の安定性を向上させることができる
．ケーソンからなる浮体案内ガイド２０の下方には上部
播動防止体２３および下部播動防止体２４が設けられて
いる．下部描動防止体２４は上部揺動防止体２３の更に
下方に設けられており、又その大きさは上部遥動防止体
２３に比べかなり小さい．上部揺動防止体２３および下
部揺動防止体２４は水平平板の周縁に垂直な流動抵抗板
２３ａ２４ａを囲繞した形状から構威されている．水平
平板と流動抵抗板２３ａ，２４ａで囲繞された範囲内の
海水は上部播動防止体２３および下部播動防止体２４と
あたかも一体となって移動するので、この水平平板と流
動抵抗板２３ａ，２４ａで囲繞された範囲内の海水も浮
体式波動ポンプ１（７）＄１動に対して流動抵抗となり
、揺動を低下させることができる． 第２実施例の横威に基づく作用は前記第１実施例の作用
と略同様であるので、その説明を省略する． 一第３実施例一 ここで、第４図は浮体式波動ポンプの側断面図、第５図
は浮体式波動ポンプの設置状態の斜視図である． 第３実施例は、前記第２実施例の構成中、環状フロート
２２がなく、又浮体式波動ポンプｌは保持されており、
更に波動ボンプ１の上下、左右、前後の揺れ防止機構の
構成が異なり、これ以外の他の構或は前記第２実施例の
構威と同一であるので、同一の構成には同一の符号を付
してその説明を省略する． 図に示すように、浮体式波動ボンプ１は水面の干満速度
程度の非常に緩やかな速度で昇降可能に保持されている
．即ち、浮体式波動ポンプｌの自重つまり静的荷重に対
しては保持されている部分の側方力がゼロになるように
支持されている。

例えば第４図及び第５図の左側に示すように、シリンダ
室４の外信周が保持材３０で保持されている．保持材３
０はシリンダ室４の外側周を緩やかに摩擦支持している
． 又は第５図の右側に示すような保持もある．この場合に
は、浮体案内ガイド２０の外側から支持棒３ｌを上方に
延ばし、支持棒３１の上端側の外周を摩擦支持して、非
常に緩やかな速度で支持棒３ｌが移動できる程度に保持
する。このようにして、浮体式波動ポンプｌを保持する
ことにより、頭振り運動と同時に上下動も防止でき、固
定した場合と同様の特性が得られる一方で、潮の干満時
の支持の問題も同時に解決することができる．ケーソン
からなる浮体案内ガイド２０の下方には上部上下動防止
体３２が設けられ、この上部上下動防止体３２の下方に
は放射状に横揺れ防止体３３が設置され、更に横濡れ防
止体３３の下方に下部上下動防止体３４が設けられてい
る．下部上下動防止体３４は上部上下動防止体３２ほど
ではないが、浮体案内ガイド２０の外径より大きく、上
下動に対する抵抗は大きい．上部上下動防止体３２およ
び下部上下動防止体３４は浮体から構戒されている．な
お、浮体式波動ポンブ１は保持材３０などにより保持さ
れており、播動が防止されるので、これらの揺動防止機
構を省略してもよい．第３実施例の構成に基づく作用は
前記第１実施例の作用と略同様であるので、その説明を
省略する． 一第４実施例一 ここで、第６図は浮体式波動ポンプの斜視図、第７図は
浮体式波動ポンプの側断面図である。

第４実施例が前記第１実施例と大きく異なるのは、シリ
ンダ室４がフロートピストン３の下方に設けられている
点である．その結果、浮体式波動ポンブｌの浮心は上方
になり、又重心は下方になり、前記第１実施例の構成の
場合に比べ浮体式波動ポンプｌは安定性が向上している
．なお、前記第１実施例と同一の構或には同一の符号を
付して説明を省略する． 即ち、シリンダ室４は浮体案内ガイド２内に設けられ、
しかも、フロートピストン３の下方に設けられている．
そして、シリンダ室４内のシリンダピストン５とフロー
トピストン３は中空軸４０によって一体的に連結されて
いる．中空軸４０はフロートピストン３の中央を貫通し
て上方に延び、中空軸４０の上端側は上部ガイド連結板
２ｂの中央に形成された連通孔２ｄを貫通して水面上に
出ている． 中空軸４０の内部は空洞で排出通路４０ａが形成されて
おり、中空軸４０の上端にはフレキシブルな排水パイブ
４１が取付けられている．又中空軸４０内の排出通路４
０ａの下端側はシリンダ室４内の上部シリンダ室４ａ及
び下部シリンダ室４ｂと連通状態にある．そして、排出
通路４０ａの下端側と上部シリンダ室４ａ及び下部シリ
ンダ室４ｂとの連通部には双方を反対状態に開閉する逆
止弁４２が取付けられている．この逆止弁４２は上部シ
リンダ室４ａと排出通路４０ａを連通ずる流出口４２ａ
が開のとき、下部シリンダ室４ｂと排出通路４０ａを連
通ずる流出口４２ｂとを閉じ、下部シリンダ室４ｂと排
出通路４０ａを連通ずる流出口４２ｂが開のとき、上部
シリンダ室４ａと俳出通路４０ａを連通ずる流出口４２
ａを閉じるように設けられている． また、上部シリンダ室４ａの上端には海水を流入させる
ための上部流入口４３が形成され、この上部流入口４３
には上部シリンダ室４ａ内が膨脹時に開き且つ圧縮時に
閉しる逆止弁４４が取付けられている．又下部シリンダ
室４ｂの下端には海水を流入させるための下部流入口４
５が形成され、この下部流入口４５には下部シリンダ室
４ｂ内が膨脹時に開き且つ圧縮時に閉しろ逆止弁４６が
取付けられている． 浮体案内ガイド２の脚柱２ａの下端及びシリンダ室４の
下端は上下動防止体４７に連結されている．上下動防止
体４７は、浮体式波動ポンブ１の上下方向の揺れに対し
て抵抗として働く装置で、その内部は中空となっており
、連通孔４７ａによって同様に内部が中空な脚柱２ａと
連通している。

また、浮体案内ガイド２内の下方で上下動防止体４７の
上面には横揺れ防止体４８が設けられている．横揺れ防
止体４８が中空なものから戒っているときには、横揺れ
防止体４８の内部は上下動防止体４７の内部と連通状態
にある．この上下動防止体４７及び横揺れ防止体４８は
没水構造物であり、これらの中空な脚柱２ａ及び没水構
造物内には水の出入が可能となっている． 上下動防止体４７の周縁は外側に水平平板状に突出して
おり、その突出した周縁には垂直に流動抵抗板４７ｂが
形成されている．この上下動防止体４７及び流動抵抗板
４７ｂは前記第２実施例の場合と同様な機能を発揮する
． 次に上記第４実施例の構威に基づく作用について以下説
明する． 波浪エネルギーは各脚柱２ａの間から浮体案内ガイド２
内に入り、ｄ体案内ガイド２内に往復動自在に挿入され
ているフロートピストン３に衝突し、この時、波高と運
動のエネルギーがフロートピストン３の軸方向の運動に
変えられる。

波高と運動のエネルギーによってフロートピストン３が
上方に移動するときには、フロートピストン３と中空軸
４０で連結されているシリンダピストン５は、シリンダ
室４の上部シリンダ室４ａ内を圧縮する方向に移動する
． シリンダピストン５が上方に移動するとき、上部シリン
ダ室４ａ内は圧縮側となり、逆止弁４４は上部流入口４
３を閉じ、逆止弁４２は流出口４２ａを開き上部シリン
ダ室４ａと排出通路４０ａ側を連通状態にする．このた
め、上部シリンダ室４ａ内の水は流出口４２ａを経て排
出通路４０ａ内に圧送され、排出通路４０ａから排水バ
イブ４１を経て外部に排出される．この時、流出口４２
ａを開の状態とした逆止弁４２は、その一方で流出口４
２ｂを閉じて、上部シリンダ室４ａから排出通路４０ａ
に圧送された水の一部が下部シリンダ室４ｂに逆流する
のを防止する． 上部シリンダ室４ａ側が圧縮過程においては、下部シリ
ンダ室４ｂ側は膨脹過程となって負圧伏態となり、下部
流入口４５の逆止弁４６は下部シリンダ室４ｂ側に開き
、下部流入口４５から海水が負圧状態となった下部シリ
ンダ室４ｂ内に吸い込まれる． 次に波が退いて、浮体案内ガイド２内の海水が海中に戻
り始めると、シリンダピストン５及びフロートピストン
３はその自重によってシリンダ室４内及び浮体案内ガイ
ド２内をそれぞれ降下する．シリンダピストン５が降下
すると、上部シリンダ室４ａ側は膨脹過程となって負圧
の状態となり、流出口４２ａを開いていた逆止弁４２は
閉じ、上部流入口４３の逆止弁４４は開き、上部流入口
４３から上部シリンダ室４ａに海水が流入する．この時
、逆止弁４２が排出通路４０ａと上部シリンダ室４ａと
の流出口４２ａを閉じると、排出通路４０ａと下部シリ
ンダ室４ｂとの流出口４２ｂは開の状態となる． 一方、下部シリンダ室４ｂ側は圧縮過程となり、下部流
入口４５の逆止弁４６は閉じ、上述の如く排出通路４０
ａと下部シリンダ室４ｂの流出口４２ｂを開閉する逆止
弁４２は開き、下部シリンダ室４ｂ内の海水は流出口４
２ｂを経て排出通路４０ａに流出し、排出通路４０ａを
通って排水パイブ４ｌから外部にυト出される． なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし
得ることは勿論である．〔発明の効果〕 以上の記載より明らかなように、この発明に係る浮体式
波動ポンプによれば、シリンダ室内のシリンダピストン
の往復運動において、圧縮行程と膨脹行程が常に゛シリ
ンダピストンの両側のシリンダ室内で同時に達戒される
ことを利用して、圧縮側を流体の吐出に使用し、膨脹側
を流体の吸入に使用することによって、流体の供給と吸
入を同時に行うことができ、これにより、流体を連続的
に供給し続けることが可能となり、流量特性を倍増する
ことができる． しかも、シリンダピストンを境とした圧縮側と膨脹側に
は常に流体が充満するから、流体の漏れが少なく、この
ため、シリンダピストンのシールが極めて簡単となる． これらの効果と相俟って、請求項ｌ記載の発明によれば
、案内ガイドの側部を複数の脚柱で形成したから、筒状
の構造のようにフロートピストンとの摺動性を考慮して
製作する必要がなく、その製作が非常に簡単に行うこと
ができる．また、没水部の大きな容積を有する浮体は、
浮力の中心が重心より下方に下がるため安定性が悪くな
るので、出来るだけ重心を下げ、浮心を上げる必要があ
るが、請求項２記載の発明によれば、案内ガイドの側周
部にフロートを設けたから、重心より上方にフロートが
あり、浮心が上がるので、波浪に対して浮体式波動ポン
プの安定性を高めることができる． 同様に、請求項３記載の発明によれば、浮体式波動ポン
プ本体を水面の干満速度程度の非常に緩やかな速度で昇
降可能に保持することにより、波浪に対して波動ポンプ
の安定性を高めることができると共に、水面の干満に対
して追従でき、常に安定した波動エネルギーを得ること
ができる．また、請求項６記載の発明によれば、前記請
求項ｌ記載の発明と同様な効果を有すると共に、更に、
シリンダ室が水中であるので、内部の水が漏れにくい．
しかも、浮体式波動ポンプの重心位置が下がり、又浮心
が上がるので、静的及び動的な波浪応答特性を高めるこ
とができる．更に、中空軸径のセンタリングが良くなる
． 更に、請求項４、５又は８記戦の発明によれば浮体式波
動ポンプの構造を一部簡単にできる．請求項７記載の発
明によれば、案内ガイドの下方に上下動防止体と横揺れ
防止体が設けられている場合には浮体式波動ポンプの安
定性に寄与することができる．請求項９記載の発明によ
れば、浮体式波動ポンプの浮心の高さを調整できると同
時に、台風時の水没退避又は保守、点検時の陸上げなど
、浮体式波動ポンプの運転、保守に寄与することができ
る．

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明に係る浮体式波動ポンプの実
施例を示すものであって、第１図は第１実施例の浮体式
波動ポンプの斜視図、第２図は第１実施例の浮体式波動
ポンプの案内ガイドの横断面図である．第３図は第２実
施例の浮体式波動ポンプの側断面図である．第４図は第
３実施例の浮体式波動ポンプの側断面図、第５図は第３
実施例の浮体式波動ポンプの設置状態の斜視図である．
第６図は第４実施例の浮体式波動ポンプの斜視図、第７
図は第４実施例の浮体式波動ポンプの側断面図である． 第８図は従来の波動ポンプの一部切り欠き斜視図である
． 〔符号の説明〕 １：浮体式波動ポンプ　２：浮体案内ガイド２ａ；脚柱
　　　　　　　２ｂ＝上部ガイド連結板２ｃ：フロート
２ｄ：連通孔 ２ｅ：軸受けシール　　　３：フロートピストン４：シ
リンダ室　　　　４ａ：上部シリンダ室４ｂ：下部シリ
ンダ室　　５：シリンダピストン６：中空軸　　　　　
　７：逆止弁 ８：吐出管　　　　　　９：逆止弁 ｌＯ：バイパス管　　　　ｌ１：吸入管１２：逆止弁　
　　　　　ｌ３：吸入バイブｌ４：上下動防止体　　ｌ
４ａ：船形構造物１４ｂ＝防止仮　　　　　　１５：横
揺れ防止体１６：２次的な上下運動防止板及びウェイト
２０：案内ガイド　　　２０ａ　：波浪取入口２０ｂ：
没水斜板　　　　　２ｌ：隔壁２１ａ　：空気抜き孔　
　　　２２：ＩＩｌ状フロート２３：上部揺動防止体　
２３ａ：流動抵抗板２４：下部揺動防止体　２４ａ：流
動抵抗板３０：保持材　　　　　　３ｌ：支持棒３２：
上部上下動防止体　３３：横揺れ防止体３４：下部上下
動防止体 ４０：中空軸　　　　　４０ａ：排出通路４１：排水パ
イブ　　　　４２：逆止弁４２ａ：流出口　　　　　４
２ｂ：流出口４３：上部流入口　　　　４４：逆止弁４
５：下部流入口　　　　４６：逆止弁４７：上下動防止
体　　４７ａ：連通孔４７ｂ：流動抵抗板　　　　４８
：横揺れ防止体第１図 第２図 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、波動に追従する水面上のフロートピストンを波浪取
   入口を有する案内ガイド内に往復動自在に配置し、案内
   ガイドの側、部を複数の脚柱で形成し、案内ガイドの上
   方にシリンダ室を設け、波動に追従するフロートピスト
   ンをシリンダピストンに連動連結し、フロートピストン
   の変動に連動するシリンダピストンを密封状のシリンダ
   室内に摺動自在に配置し、摺動するシリンダピストンに
   よってシリンダ室内を一室側と他室側に分け、二つに分
   けられるシリンダ室内の一室側に、外部の流体を一室内
   に流入する第１吸入通路の一端と一室内の流体を外部に
   排出するバイパス通路の一端を各々接続し、シリンダ室
   内の他室側に、外部の流体を他室内に流入する第２吸入
   通路の一端と他室内の流体を外部に排出する吐出通路の
   一端を各々接続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸入通
   路、バイパス通路、第２吸入通路及び吐出通路に各々設
   けたことを特徴とする浮体式波動ポンプ。 ２、波動に追従する水面上のフロートピストンを波浪取
   入口を有する筒状の案内ガイド内に往復摺動自在に配置
   し、案内ガイドの側周部にフロートを設け、案内ガイド
   の上方にシリンダ室を設け、波動に追従するフロートピ
   ストンをシリンダピストンに連動連結し、フロートピス
   トンの変動に連動するシリンダピストンを密封状のシリ
   ンダ室内に摺動自在に配置し、摺動するシリンダピスト
   ンによってシリンダ室内を一室側と他室側に分け、二つ
   に分けられるシリンダ室内の一室側に、外部の流体を一
   室内に流入する第１吸入通路の一端と一室内の流体を外
   部に排出するバイパス通路の一端を各々接続し、シリン
   ダ室内の他室側に、外部の流体を他室内に流入する第２
   吸入通路の一端と他室内の流体を外部に排出する吐出通
   路の一端を各々接続し、下流側に開く逆止弁を、第１吸
   入通路、バイパス通路、第２吸入通路及び吐出通路に各
   々設けたことを特徴とする浮体式波動ポンプ。 ３、波動に追従する水面上のフロートピストンを波浪取
   入口を有する筒状の案内ガイド内に往復摺動自在に配置
   し、案内ガイドの上方にシリンダ室を設け、波動に追従
   するフロートピストンをシリンダピストンに連動連結し
   、フロートピストンの変動に連動するシリンダピストン
   を密封状のシリンダ室内に摺動自在に配置し、摺動する
   シリンダピストンによってシリンダ室内を一室側と他室
   側に分け、二つに分けられるシリンダ室内の一室側に、
   外部の流体を一室内に流入する第１吸入通路の一端と一
   室内の流体を外部に排出するバイパス通路の一端を各々
   接続し、シリンダ室内の他室側に、外部の流体を他室内
   に流入する第２吸入通路の一端と他室内の流体を外部に
   排出する吐出通路の一端を各々接続し、下流側に開く逆
   止弁を、第１吸入通路、バイパス通路、第２吸入通路及
   び吐出通路に各々設けると共に、波動ポンプ本体を水面
   の干満速度程度の非常に緩やかな速度で昇降可能に保持
   したことを特徴とする浮体式波動ポンプ。 ４、バイパス通路の他端を吐出通路に接続すると共に、
   バイパス通路と吐出通路に設けられる逆止弁を同一とし
   た請求項１、２又は３記載の浮体式波動ポンプ。 ５、第２吸入通路はフロートピストンとシリンダピスト
   ンを連結する部材内に形成されている請求項１、２又は
   ３記載の浮体式波動ポンプ。 ６、波動に追従する水面上のフロートピストンを波浪取
   入口を有する案内ガイド内に往復動自在に配置し、案内
   ガイドの側部を複数の脚柱で形成し、フロートピストン
   の下方にシリンダ室を設け、波動に追従するフロートピ
   ストンとシリンダピストンを中空軸で連結し、中空軸の
   内部に排出通路を設け、フロートピストンの変動に連動
   するシリンダピストンを密封状のシリンダ室内に摺動自
   在に配置し、摺動するシリンダピストンによってシリン
   ダ室内を一室側と他室側に分け、二つに分けられる各シ
   リンダ室内に、外部の流体を各室内に流入する各流入口
   と、各室内の流体を排出通路に流出する各流出口とを各
   々設け、下流側に開く逆止弁を、各流入口及び流出口に
   各々設けたことを特徴とする浮体式波動ポンプ。 ７、案内ガイドの下方には上下動防止体と横揺れ防止体
   が設けられている請求項１、２、３又は６記載の浮体式
   波動ポンプ。 ８、各流出口に設けられる逆止弁を同一とした請求項６
   記載の浮体式波動ポンプ。 ９、案内ガイドの側部を形成する脚柱及び没水構造物は
   中空からなり、中空の脚柱及び没水構造物内への海水の
   出入調整で波動ポンプの浮力の調整が可能である請求項
   １又は６記載の浮体式波動ポンプ。