JPH06280732A - 圧電素子撓曲型波力発電装置 - Google Patents

圧電素子撓曲型波力発電装置

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JPH06280732A
JPH06280732A JP5095614A JP9561493A JPH06280732A JP H06280732 A JPH06280732 A JP H06280732A JP 5095614 A JP5095614 A JP 5095614A JP 9561493 A JP9561493 A JP 9561493A JP H06280732 A JPH06280732 A JP H06280732A
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JP
Japan
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piezoelectric element
wave
sea surface
floating body
power generating
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Withdrawn
Application number
JP5095614A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Kinoshita
哲夫 木下
Yukihisa Matsumoto
享久 松本
Makoto Kido
良 木戸
Hirotada Kasai
宏直 葛西
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

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  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、海洋観測ブイや海上作業台等で用
いるのに適した波力発電装置に関し、特に波浪のエネル
ギーを広範囲の波浪特性にわたり電気エネルギーに変換
できるようにしたものである。 【構成】 波浪海面7に浮かぶ浮体5の上下動に伴い、
鉛直部材4の波状カム4aも上下動し、同カム4aに接
触するローラ3を介して、片持梁状に支持壁8から突設
された支持部材2が撓曲変形する。そして、支持部材2
と一体に圧電素子1が撓曲変形することにより発電作用
が行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波浪のエネルギーによ
り発電を行なう波力発電装置に関し、特に海洋観測ブイ
や海上作業台,浮体式人工島等に設けるのに適した波力
発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の波力発電装置の一例を図3に示
す。図3において符号21は波浪海面を示し、22は浮体
(または波浪発電船)、23は浮力部、24は浮体内部に設
けられた空気室、25は二次空気室、26は空気タービン、
27はタービン軸に直結された回転軸、28は回転軸27によ
って駆動される発電機、29は発電電力を取り出すための
電線を示している。また符号30は浮体内波面、31は吸入
弁、32は排気弁を示す。この従来の装置では、波浪海面
21の変動に伴って浮体22が動揺し、波面と浮体との間に
相対運動が生じて、空気室24内では波面30の上下動が生
じる。ここで波面30が相対的に上昇すると、空気室24内
で空気が圧縮されるが、この空気は二次空気室25から排
気弁32を通して浮体22の外へ導かれる。このとき生じる
空気の流れで空気タービン26が駆動され、これに伴い発
電機28で発電が行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来の波力発電装置では、海面の上下動により空気の
流れを作りウェルズタービン等の空気タービン26を駆動
させることにより発電が行なわれるが、次のような問題
点がある。 (1) 浮体の主寸法が固定的であるため、波浪応答性も固
定的であり、このため波高,波周期が違ういかなる波浪
海面に対しても汎用的に適用可能にはならない。換言す
れば浮体はある特定の波浪範囲に対して選択的に設計さ
れるものであり、回収エネルギー範囲が限定されて、広
い波浪範囲に対する適用性を有していない。 (2) 発電装置として弁装置や空気タービン,機械的軸系
装置,発電機等の高度な機械装置を必要とする。 (3) エネルギーの1次変換(圧縮空気),2次変換(発
電機)の段階を経る際の効率低下が大きく、波のエネル
ギーを電気エネルギーに変換する効率が低い。
【0004】本発明は、上述のような問題点の解消をは
かろうとするもので、波浪特性の広い範囲にわたり効率
よく波浪エネルギーを電気エネルギーに変換できるよう
にし、構造が簡素でしかもエネルギー変換効率の高い圧
電素子撓曲型波力発電装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明の圧電素子撓曲型波力発電装置は、波浪海面
と交叉する支持壁と、波浪海面の上方で上記支持壁から
ほぼ水平に突設された片持梁状の支持部材と、同支持部
材の先端に装着された減摩部材と、同減摩部材と接触し
て上下方向に延在する波状カムを形成された鉛直部材
と、同鉛直部材を上下に案内するように上記支持壁に取
付けられたスライド軸受と、上記鉛直部材を支持して上
記波浪海面に浮かぶ浮体とが装備されるとともに、上記
浮体の上下動に伴い上記支持部材と一体に撓曲して発電
する圧電素子が設けられたことを特徴としている。
【0006】
【作用】上述の本発明の圧電素子撓曲型波力発電装置で
は、波浪により浮体が上下動するのに伴い、鉛直部材も
上下動し、これにより鉛直部材の波状カムと支持部材先
端の減摩部材との相互作用で同支持部材の撓曲変形が行
なわれる。そして、上記支持部材と一体に圧電素子が撓
曲変形するので、同圧電素子による発電が行なわれる。
【0007】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
圧電素子撓曲型波力発電装置について説明すると、図1
はその全体構成を模式的に示す側面図、図2はその配線
回路図である。図1に示すように、浮体式人工島の岸壁
のごとき支持壁8が、波浪海面7と交叉するように設け
られ、波浪海面7の上方において支持壁8から片持梁状
の支持部材2がほぼ水平に突設されている。そして、支
持部材2の先端には減摩部材としてのローラ3が装着さ
れている。また、ローラ3と係合して上下方向に延在す
る波状カム4aを形成された鉛直部材4が、波浪海面7
に浮かぶ浮体5に支持されるようにして設けられてい
る。
【0008】さらに、鉛直部材4を上下に案内するよう
にスライド軸受6が支持壁8に取付けられていて、これ
により波状カム4aを有する鉛直部材4と浮体5とがふ
らつくのを防止できるようになっている。支持部材2に
は、撓曲変形により発電を行なう圧電素子(ピエゾ素
子)12(図2参照)を含んだ発電曲げ要素1が、接着等
の手段で取付けられており、発電曲げ要素1は圧電素子
12(図2参照)を内蔵し周囲とは絶縁加工されている。
そして、圧電素子12で発生した電力は、電線ケーブル11
を通じ整流回路9を経由して負荷または蓄電池10に送ら
れるようになっている。(図2参照)
【0009】本実施例の圧電素子撓曲型波力発電装置は
上述のように構成されているので、波浪海面7において
浮体5が上下に動くと、鉛直部材4の波状カム4aも上
下運動を行なうことになる。これに伴いローラ3が波状
カム4aに接触しながら転動し、支持部材2を撓曲変形
させるようになる。そして、発電曲げ要素1内の圧電素
子12も支持部材2と一体に撓曲変形するので、圧電素子
12の歪により電力が発生し、電線ケーブル11および整流
回路9を経由して負荷または蓄電池10に送られる。
【0010】上述のように、本実施例では波浪海面7に
おける波のエネルギーを浮体5の上下動として直接吸収
するので、広範囲の波浪特性(波高,波周期等)に対応
することができ、波浪のエネルギーを的確に電気エネル
ギーに変換することができる。また従来の空気タービン
や発電機等の高度な機械装置が不要となるほか、波の動
きを簡素なメカニズムで圧電素子(ピエゾ素子)に伝え
て同素子を歪ませることができるので、波浪のエネルギ
ーを効率よく電気エネルギーに変換できるようになり、
高い発電効率が得られるようになる。
【0011】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧電素子
撓曲型波力発電装置によれば、次のような効果が得られ
る。 (1) 波の上下動を浮体で直接吸収するので、波浪特性の
広い範囲にわたり波浪から電気エネルギーを回収するこ
とが可能である。 (2) 空気タービン,発電機等の高度な機械装置が不要と
なる。 (3) 波の上下動を簡単なメカニズムを介して圧電素子の
歪に直接変換することができるので、波浪エネルギーを
電気に変換する効率が高くなり、発電効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例としての圧電素子撓曲型波力
発電装置の全体構成を模式的に示す側面図である。
【図2】図1の装置の配線回路図である。
【図3】従来の波力発電装置を示す断面図である。
【符号の説明】
1 発電曲げ要素 2 支持部材 3 ローラ 4 鉛直部材 4a 波状カム 5 浮体 6 スライド軸受 7 波浪海面 8 支持壁 9 整流回路 10 負荷または蓄電池 11 電線ケーブル 12 圧電素子
フロントページの続き (72)発明者 葛西 宏直 長崎市深堀町5丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波浪海面と交叉する支持壁と、波浪海面
    の上方で上記支持壁からほぼ水平に突設された片持梁状
    の支持部材と、同支持部材の先端に装着された減摩部材
    と、同減摩部材と接触して上下方向に延在する波状カム
    を形成された鉛直部材と、同鉛直部材を上下に案内する
    ように上記支持壁に取付けられたスライド軸受と、上記
    鉛直部材を支持して上記波浪海面に浮かぶ浮体とが装備
    されるとともに、上記浮体の上下動に伴い上記支持部材
    と一体に撓曲して発電する圧電素子が設けられたことを
    特徴とする、圧電素子撓曲型波力発電装置。
JP5095614A 1993-03-30 1993-03-30 圧電素子撓曲型波力発電装置 Withdrawn JPH06280732A (ja)

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