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公開番号2025087458
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023202135
出願日2023-11-29
発明の名称揺動振り子式波力発電装置及び回転伝達装置
出願人Yellow Duck株式会社
代理人個人,個人
主分類F03B 13/20 20060101AFI20250603BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】揺動振り子式の波力発電装置における発電効率を向上させることを課題とする。
【解決手段】本波力発電装置は、浮体部10と、浮体部に支持され、軸方向が互いに異なる複数の回転軸部32,42と、複数の回転軸部それぞれの軸回りで振り子運動する共通振り子部50と、共通振り子部における各回転軸部の軸回りの振り子運動によって発電する発電部60,70と、を備える。これにより、発電部における波力による発電効率を向上させることができる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
浮体部と、
前記浮体部に支持され、軸方向が互いに異なる複数の回転軸部と、
前記複数の回転軸部それぞれの軸回りで振り子運動する共通振り子部と、
前記共通振り子部における各回転軸部の軸回りの振り子運動によって発電する発電部と、
を備えることを特徴とする波力発電装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
請求項１に記載の波力発電装置において、
前記複数の回転軸部のうちの一の回転軸部の軸回りで前記共通振り子部を振り子運動可能に支持する第一支持部と、
前記複数の回転軸部のうちの他の回転軸部の軸回りで前記第一支持部を振り子運動可能に支持する第二支持部とを備えることを特徴とする波力発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記発電部は、
少なくとも１つの回転軸部の軸回りにおける前記共通振り子部の振り子運動によって正転及び逆転の回動を繰り返す入力軸と、
前記入力軸上に設けられる１つの入力傘歯車と、
前記入力軸の軸方向に対して直交する方向に延びる出力軸と、
前記出力軸上に設けられ、互いに対向する一対の出力傘歯車と、
前記一対の出力傘歯車の各々と前記出力軸との間に設けられる一方向回転伝達部と、を備えた回転伝達機構を有し、
前記回転伝達機構は、前記入力傘歯車が前記一対の出力傘歯車のすべてに噛み合うように構成され、前記入力軸の正転時には、前記一対の出力傘歯車のうちの一方の出力傘歯車が前記一方向回転伝達部を介して前記出力軸を規定方向へ回転させるとともに他方の出力傘歯車が空転し、かつ、前記入力軸の逆転時には、前記他方の出力傘歯車が前記一方向回転伝達部を介して前記出力軸を前記規定方向へ回転させるとともに前記一方の出力傘歯車が空転するように構成されている、ことを特徴とする波力発電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の波力発電装置において、
前記回転伝達機構は、前記出力軸又は前記出力軸よりも回転伝達方向下流側に、フライホイールを有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記複数の回転軸部は、軸方向が互いに直交する２つの回転軸部であることを特徴とする波力発電装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記浮体部は、外部側面の周囲を囲うように配置される波受け部を備えることを特徴とする波力発電装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記共通振り子部は、蓄電部を有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記複数の回転軸部のうちの少なくとも１つの回転軸部の軸回りにおける前記共通振り子部の振り子運動の上死点からの折り返しの際に駆動力を付与して、該共通振り子部の速度を増速させる振り子増速部を有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の波力発電装置において、
前記共通振り子部に配置される重り部を前記複数の回転軸部に対して接離する方向へ変位させる重り変位機構を有することを特徴とする波力発電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の波力発電装置において、
前記浮体部の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部の検出結果に基づいて、前記複数の回転軸部のうちの少なくとも１つの回転軸部の軸回りにおける前記共通振り子部の振り子運動の振幅が増大するように、前記重り変位機構により前記重り部を変位させる制御部と、を備えることを特徴とする波力発電装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、波（あるいは波浪）の力を利用して発電する波力発電装置及び回転伝達装置に関する。
続きを表示（約 4,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、浮体部に支持された回転軸部の軸回りで揺動（振り子運動）する振り子部の振り子運動によって発電する揺動振り子式の波力発電装置が知られている。このような揺動振り子方式の波力発電装置は、波の動きによって浮体部が揺れ動くことにより、振り子部に振り子運動を生じさせ、その振り子運動から電力を発生させる。振り子部の振り子運動から電力を発生させる方式には、例えば、振り子部の振り子運動をラチェットを介して弾み車に伝えて発電する方式（特許文献１）、振り子部の振り子運動から油圧モータを利用して発電する方式（特許文献２）、振り子部の振り子運動から電磁誘導により発電する方式（特許文献３）などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実開昭６０－１５９８８６号公報
特開２０１８－０４０３４２号公報
特開２０１７－０３１８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の揺動振り子式の波力発電装置は、波の動きに対する浮体部の姿勢や向きなどによっては、振り子部を効率よく振り子運動させることができず、発電効率が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、波力発電装置であって、浮体部と、前記浮体部に支持され、軸方向が互いに異なる複数の回転軸部と、前記複数の回転軸部それぞれの軸回りで振り子運動する共通振り子部と、前記共通振り子部における各回転軸部の軸回りの振り子運動によって発電する発電部と、備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、揺動振り子式の波力発電装置における発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態１における波力発電装置の外観斜視図。
同波力発電装置の内部構造を示す斜視図。
同波力発電装置の垂直方向断面図。
同波力発電装置の装置本体部を上方から見た外観斜視図。
同装置本体部を下方から見た外観斜視図。
同装置本体部の平面図。
同装置本体部の正面図。
同装置本体部の側面図。
図７中符号Ｂ－Ｂの断面を示す水平方向断面図。
図８中符号Ｃ－Ｃの断面を示す垂直方向断面図。
同装置本体部の第一発電機構部の要部を示す水平方向断面図。
同装置本体部における振り子部の振り子角度と発電機の回転速度との関係の間の時間経過を示すグラフ。
フライホイールの他の配置例に係る発電機構部を示す説明図。
波の動きによる海面傾斜の変化に倣って実施形態１の波力発電装置のケースの姿勢が変化する様子を示す説明図。
実施形態２における波力発電装置の垂直方向断面図。
同波力発電装置の水平方向断面図。
図１５中符号Ｄ－Ｄの断面を示す垂直方向断面図。
図１７に示す断面を部分的に拡大した振幅増幅機構の一例を示す断面図。
同振幅増幅機構の制御方法の一例を示すフローチャート。
実施形態の波力発電装置の筐体（外郭部）形状の例を列挙した説明図。
防水排気弁の一例を示す説明図。
防水排気弁の配置例を示す説明図。
浮体蓄電装置や電力取り出し型波力発電装置の電力取り出し手段の一例である防水ケーブルコネクターの構造と、電力取り出し型波力発電装置の連続接続を示す説明図。
浮体蓄電装置や電力取り出し型波力発電装置の電力取り出し手段の他の例である防水ケーブルコネクターの構造と、電力取り出し型波力発電装置の連続接続を示す説明図。
浮体蓄電装置や電力取り出し型波力発電装置の電力取り出し手段の更に他の例である防水ケーブルコネクターの構造と、電力取り出し型波力発電装置の連続接続を示す説明図。
浮体蓄電装置や電力取り出し型波力発電装置の電力取り出し手段の更に他の例である防水ケーブルコネクターの構造と、電力取り出し型波力発電装置の連続接続を示す説明図。
電力取り出し型波力発電装置や浮体蓄電装置の筐体に取り付けられた防水ケーブルコネクターと、防水導電ケーブルと、ケーブル固定手段であるケーブル固定具の設置状態を示す説明図。
防水ケーブルコネクターとケーブル固定手段の設置位置の一例を示す説明図。
波力発電装置の制御システムの一例を説明するための図。
他の例に係る波力発電装置内の状態を変える波力発電装置状態可変手段の例としての振動抑制機構と発電機構回転機構とを示す正面説明図。
同振動抑制機構と同発電機構回転機構とを示す側面説明図。
同発電機構回転機構の発電用錘の動きを示す側面説明図。
（Ａ）～（Ｄ）は、同発電用錘の動きを示す説明図。
同発電機構回転機構を模式的に表わした断面図。
同発電機構回転機構を模式的に表わした平面図。
他の例に係る波力発電装置内の状態を変える波力発電装置状態可変手段の例としての重心調整機構を示す説明図。
他の例に係る波力発電装置内の状態を変える波力発電装置状態可変手段の例としての振動周期調整機構を示す説明図。
波力発電装置に太陽光発電手段を取り付けた一例を示す説明図。
波力発電装置に太陽光発電手段を取り付けた他の例を示す説明図。
移動手段が水上ドローンである波力発電装置の例を示す説明図。
ウォータージェット型推進手段を有している波力発電装置の例を示す説明図。
電動モーターとスクリューからなる推進手段を有している波力発電装置の例を示す説明図。
衝突防止手段付きの波力発電装置を示す説明図。
振動強化手段である風受け部材付き波力発電装置を示す説明図。
波力発電装置で水上携帯電話基地局を構築した一例を示す説明図。
波力発電装置で水上携帯電話基地局を構築した他の例を示す説明図。
波力発電装置で水上携帯電話基地局を構築した更に他の例を示す説明図。
波力発電装置で水上携帯電話基地局を構築した更に他の例を示す説明図。
波力発電装置で水上携帯電話基地局を構築した更に他の例を示す説明図。
波力発電装置で水上気象観測所や水上潮流観測所を構築した例を示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する一例を示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する更に他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する更に他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する更に他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する更に他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を集魚灯として利用する更に他の例をそれぞれ示す説明図。
波力発電装置を用いた生けすシステムの例を示す説明図。
波力発電装置の連結具と連結手段である連結ロープの例を示す説明図。
複数の波力発電装置が集合した波力発電装置集合体を船舶で牽引移動する状況を示す説明図。
波力発電装置集合体を係留している状況を示す説明図。
複数の電力取り出し型波力発電装からなる波力発電装置集合体システムの一例を示す説明図。
複数の電力取り出し型波力発電装からなる波力発電装置集合体システムの他の例を示す説明図。
複数の電力取り出し型波力発電装からなる波力発電装置集合体システムの更に他の例を示す説明図。
複数の電力取り出し型波力発電装置からなる波力発電装置集合体を係留手段に係留し、フロート上に設けた蓄電手段に各電力取り出し型波力発電装置が発電した電力を蓄電する波力装置集合体システムの例を示す説明図。
複数の電力取り出し型波力発電装置からなる波力発電装置集合体と浮体蓄電装置とからなる波力発電装置集合体システムの例を示す説明図。
自己移動可能浮体蓄電装置を有する波力発電装置集合体システムの例を示す説明図。
自己移動可能な波力発電装置集合体システムの一例を示す説明図。
自己移動可能な波力発電装置集合体システムの他の例を示す説明図。
所定の数の波力発電装置で構成された波力発電装置集合体システムを並行配置して係留している波力発電装置集合体の並列係留配置の例を示す説明図。
所定の数の波力発電装置で構成された複数波力発電装置集合体の係留を連続配置した波力発電装置集合体の連続係留を複数段設けた水上パワーステーションの一例を示す説明図。
漂流型水上（洋上）パワーステーションの一例を示す説明図。
係留型水上（洋上）パワーステーションの一例を示す説明図。
自己移動型水上パワーステーションの一例を示す説明図。
複数波力発電装置の運搬船を示している。
波力発電装置集合体の複数列を運搬可能な運搬船の一例を示す説明図。
波力発電装置の陸上管理施設の一例を示す説明図。
水上構造物である洋上風力発電装置の土台に波力発電装置を係留配置した状態を示す説明図。
水上構造物である橋の橋脚に波力発電装置集合体を係留配置している状態を示す説明図。
陸上構造物である灯台に波力発電装置を係留配置している状態を示す説明図。
海上構造物である灯台の土台、もしくはその周辺に波力発電装置が係留配置されている状態を示す説明図。
水上太陽光発電プラントと波力発電装置集合体を係留配置している状態を示す説明図。
電力取り出し型波力発電装置集合体を係留配置した水上太陽光発電プラントを水上風力発電装置に着脱可能に係留するとともに、別の電力取り出し型波力発電装置集合体の一端をこの洋上風力発電装置に着脱可能に係留し、他端を別の洋上波力発電装置に係留している状態を示す説明図。
自然物間や自然物と人工物間における波力発電装置の係留配置の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る波力発電装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
以下の説明では、波力発電装置を洋上（海上）で使用する場合を例に挙げて説明するが、流体の波あるいは波浪が生じる場所であれば、洋上（海上）に限らず、川や湖などの水面上、沿岸、プールなどの人工物に貯留された流体上などで使用されてもよい。
【０００９】
〔実施形態１〕
まず、本発明に係る波力発電装置の一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
図１は、本実施形態１における波力発電装置の外観斜視図である。
図２は、本実施形態１における波力発電装置の内部構造を示す斜視図である。
図３は、本実施形態１における波力発電装置の垂直断面図である。
本実施形態１の波力発電装置１は、主に、装置本体部２と、浮体部１０と、から構成される。
【００１０】
浮体部１０は、中空球形状の筐体であるケース１１と、トーラス形状の浮き輪部１２と、を備えている。浮体部１０は、波力発電装置１に海上での浮力を与えるもので、海面に浮かべられる。ケース１１の内部空間には、装置本体部２が配置される。ケース１１の形状には特に制限はなく、矩形状でも、卵型でも、他の形状でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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