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公開番号2025111252
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005563
出願日2024-01-17
発明の名称波力発電装置及び波力発電システム
出願人Yellow Duck株式会社
代理人個人,個人
主分類F03B 13/20 20060101AFI20250723BHJP(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】浮体部に支持される発電用回転軸部の軸回りで回動部が回動することにより発電する波力発電装置において、波の動きによる浮体部の上下運動を効率よく電力に変換する。
【解決手段】流体面Sに浮かべられる浮体部2と、浮体部に支持される発電用回転軸部23の軸回りで回動する回動部3と、回動部における発電用回転軸部の軸回りの回動によって発電する発電部4と、を備える波力発電装置1であって、浮体部は、浮体部の浮心に対して水平方向へ偏心した位置を通る偏心回転軸部23の軸回りで回転可能に構成されており、流体面の上下動(流体面の上昇や下降)により浮体部の上下動(上下運動)が生じるときの偏心回転軸部の上下動(上下運動)を抑制する抑制部81を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流体面に浮かべられる浮体部と、
前記浮体部に支持される発電用回転軸部の軸回りで回動する回動部と、
前記回動部における前記発電用回転軸部の軸回りの回動によって発電する発電部と、を備える波力発電装置であって、
前記浮体部は、該浮体部の浮心に対して水平方向へ偏心した位置を通る偏心回転軸部の軸回りで回転可能に構成されており、
前記流体面の上下動により前記浮体部の上下動が生じるときの前記偏心回転軸部の上下動を抑制する抑制部を備えることを特徴とする波力発電装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の波力発電装置において、
前記発電用回転軸部は、前記偏心回転軸部と同軸上に設けられ、
前記回動部は、前記浮体部と一体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３】
請求項２に記載の波力発電装置において、
前記浮体部の形状は、前記偏心回転軸部の軸に平行な中心軸に対して回転対称であ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、
前記中心軸に対して前記偏心回転軸部の反対側に重り部が設けられていることを特徴とする波力発電装置。
【請求項５】
請求項４記載の波力発電装置において、
前記重り部は、前記発電部の少なくとも一部を備えていることを特徴とする波力発電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の波力発電装置において、
前記抑制部は、前記浮体部よりも下方の流体中に配置され、上方及び下方の少なくとも一方の高さ変化に対して流体抵抗を生じさせる流体抵抗部を含むことを特徴とする波力発電装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の波力発電装置において、
前記抑制部は、前記浮体部よりも上方に配置され、前記偏心回転軸部の上方への高さ変化を抑制する錘部材を含み、
前記錘部材の底部形状は、下方に向かって先細る形状であることを特徴とする波力発電装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の波力発電装置において、
前記発電部は、
前記発電用回転軸部の軸回りにおける前記回動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９】
請求項８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１０】
複数の波力発電装置を備える波力発電システムであって、
前記波力発電装置は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載される波力発電装置であり、
前記複数の波力発電装置における前記偏心回転軸部を所定の位置関係が維持されるように支持して、該複数の波力発電装置を互いに連結する支持連結部材を有し、
前記支持連結部材は、前記複数の波力発電装置における前記抑制部として機能することを特徴とする波力発電システム。
（【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波力発電システムに関する。
続きを表示（約 5,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水面や海面などの流体面に浮かべられる浮体部に支持された回転軸部（発電用回転軸部）の軸回りで回動部が回動することにより発電を行う波力発電装置が知られている。このような波力発電装置は、波の動きによって浮体部に軸回りの回動が生じることにより、浮体部に支持された回転軸部の軸回りで回動部が回動し、その回動運動から電力を発生させる（特許文献１～３など）。
【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、浮体部に支持される発電用回転軸部の軸回りで回動部が回動することにより発電する従来の波力発電装置は、波の動きによって浮体部が上下動する上下運動を効率よく電力に変換することが難しいという課題がある。
【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、流体面に浮かべられる浮体部と、前記浮体部に支持される発電用回転軸部の軸回りで回動する回動部と、前記回動部における前記発電用回転軸部の軸回りの回動によって発電する発電部と、を備える波力発電装置であって、前記浮体部は、該浮体部の浮心に対して水平方向へ偏心した位置を通る偏心回転軸部の軸回りで回転可能に構成されており、前記流体面の上下動により前記浮体部の上下動が生じるときの前記偏心回転軸部の上下動を抑制する抑制部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、浮体部に支持される発電用回転軸部の軸回りで回動部が回動することにより発電する波力発電装置において、波の動きによる浮体部の上下運動を効率よく電力に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態における波力発電ユニットの主要部を示す斜視図。
同波力発電ユニットを設けられる波力発電装置の斜視図。
同波力発電装置の側面図。
同波力発電装置を図２とは別方向から見たときの斜視図。
同波力発電装置の動きを説明するための説明図。
（ａ）は、同波力発電ユニットの全波力発電装置が波の無い海面上に浮かべられた場合の１つの波力発電装置の姿勢を示す説明図。（ｂ）は、同波力発電ユニットのいずれかの波力発電装置の海面が上昇した場合の当該波力発電装置の姿勢を示す説明図。（ｃ）は、同波力発電ユニットのいずれかの波力発電装置の海面が下降した場合の当該波力発電装置の姿勢を示す説明図。
同波力発電ユニットの本体部を模式的に示す側面図。
同波力発電ユニットの本体部を模式的に示す平面図。
同波力発電ユニットの本体部の断面図。
同波力発電ユニットにシーアンカーを設けた例を示す説明図。
同波力発電ユニットに太陽光パネルを設けた例を示す説明図。
ＬＥＤからなる発光部を設けた波力発電ユニットの一例を示す電気回路図。
同波力発電ユニットに漁礁を設けた例を示す説明図。
同波力発電ユニットを水中翼船の船底に設けた例を示す説明図。
（ａ）及び（ｂ）は、複数の波力発電ユニットの各配置例を示す説明図。
波力発電ユニットにおける複数の波力発電装置の配置例を示す説明図。
ユニットベース部の先端部を先細り形状とした変形例における波力発電ユニットの本体部を模式的に示す平面図。
実施形態における波力発電システムの全体を示す説明図。
同波力発電システムの一部を模式的に示す平面図。
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。
浮体式波力発電装置の具体例を示す説明図。
浮体式波力発電装置の具体例を示す説明図。
浮体式波力発電装置の具体例を示す説明図。
浮体式波力発電装置を個々のパワーセルとした水上パワーステーションと水素製造装置とを連結した水素生産システムを示す説明図。
オンサイト型水電解水素製造装置のブロック図。
水上浮体式プラットフォーム上で水素の製造と貯蔵とを行う無人水上水素製造プラットフォームの例を示す説明図。
水上パワーステーションと水素吸蔵合金型液体電池とを組みあわせた例を示す説明図。
水素吸蔵合金型液体電池タンクを有する電気運搬船の例を示す図。
蓄電池内蔵型浮体式波力発電装置からなる洋上パワーステーションの例を示す説明図。
水素貯蔵タンクが設置されている水素運搬船の例を示す図。
洋上パワーステーションから複数種類のエネルギーを回収し輸送している状況を示す説明図。
日本の領海に配置される複数の洋上パワーステーションと、洋上パワーステーションの発電規模を説明するための説明図。
洋上メタネーションプラットフォームを示す説明図。
海水電気分解装置とメタネーション装置の仕組みを説明するためのブロック図。
大気中から二酸化炭素を分離・回収する乾式ＤＡＣ技術を説明するための説明図。
大気中から二酸化炭素を分離・回収する湿式ＤＡＣ技術を説明するための説明図。
【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】
まず、本発明に係る波力発電装置を複数備えた波力発電ユニットの一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態における波力発電ユニットの主要部を示す斜視図である。
図２は、本実施形態の波力発電ユニットを設けられる波力発電装置の斜視図である。
図３は、本実施形態の波力発電装置の側面図である。
図４は、本実施形態の波力発電装置を図２とは別方向から見たときの斜視図である。
【００１０】
本実施形態の波力発電装置１は、図１に示すように、波力発電ユニット８０の支持連結部材としてのユニットベース部８１に支持され、複数の波力発電装置１が互いに連結されて使用される。もちろん、波力発電装置１は、他の波力発電装置１とは連結せずに、単体で使用することも可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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