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公開番号2025014081
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-29
出願番号2021195679
出願日2021-12-01
発明の名称波力利用装置及び波力利用装置の制御方法
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F03B 13/14 20060101AFI20250122BHJP(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】波の持つ運動エネルギーを活用して、圧縮空気を生成することを可能とする波力利用装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】波受け箱101に波導入部103を備え、圧縮管105を空気圧縮部106と空気圧縮手段107で構成し、押し波初期には波導入部103を開放し、空気圧縮可能な速度を持った波201が波受け箱101に流入する際に波導入部103を閉鎖することにより、波を波受け箱101に引き込み、空気圧縮手段107を押し上げることで、波の運動エネルギーを圧縮空気に変換し圧縮空気貯蔵タンク111に貯蔵し、発電などに活用することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
海水の波の押し引きを受ける波受け箱入口部を備え、前記波受け箱入口部から流入する海水が充填される空間を備え、前記空間に流入した前記海水により開閉する波導入部を備える波受け箱と、
前記波受け箱内に連通するように接続され、下部開口が上部開口よりも流路断面積が広く設定され、前記下部開口と前記上部開口とをテーパ状に接続する絞り部を備え、前記波受け箱内に引き込まれた前記波を前記絞り部を介して受け、鉛直方向沿いに上下に移動可能な空気圧縮手段と、前記空気圧縮手段により空気を圧縮する空気圧縮部とを備える中空の圧縮管と、
前記空気圧縮部の上部に接続され、開動作時に空気が前記空気圧縮部に対して流入出可能とする空気導入部と、
前記空気圧縮部の前記上部に接続され、前記空気圧縮部からの下流側の方向のみの空気の流れを許容する逆止弁を備える空気排出管と、
前記空気排出管の流路の下流側に接続されて、前記空気圧縮部で圧縮された空気が充填される圧縮空気貯蔵タンクと、
前記空気圧縮部に空気を導入する空気導入手段と、
前記空気導入手段と前記空気圧縮部とを接続する空気導入配管と、
前記空気導入配管の途中に開閉動作可能に備えられ、開動作時に前記空気導入手段から前記空気圧縮部に空気導入可能な空気導入開閉弁と、
前記圧縮空気貯蔵タンクの下流側の流路に設けられ、圧縮空気を活用する圧縮空気活用部と、を有する波力利用装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記波導入部は、前記空間に流入した海水の圧力によって開閉動作する弁体を有して、前記弁体の開動作時に海水が流入出可能とする、請求項１に記載の波力利用装置。
【請求項３】
前記空気導入部は、前記空気圧縮手段により押し込まれた前記空気圧縮部の空気の圧力によって開閉動作する弁体を有して、前記弁体の開動作時に空気が流入出可能とする、請求項１又は２に記載の波力利用装置。
【請求項４】
前記空気圧縮手段は、前記空間に流入した海水の力を受けて押し上げられ、前記空気圧縮部の空気を押し込むことを可能とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の波力利用装置。
【請求項５】
海水の波の押し引きを受ける波受け箱入口部を備え、前記波受け箱入口部から流入する海水が充填される空間を備え、前記空間に流入した前記海水により開閉する波導入部を備える波受け箱と、
前記波受け箱内に連通するように接続され、下部開口が上部開口よりも流路断面積が広く設定され、前記下部開口と前記上部開口とをテーパ状に接続する絞り部を備え、前記波受け箱内に引き込まれた前記波の力を前記絞り部を介して受けて鉛直方向沿いに上下に移動可能な空気圧縮手段と、前記空気圧縮手段により空気を圧縮する空気圧縮部とを備える中空の圧縮管と、
前記空気圧縮部の上部に接続され、開動作時に空気が前記空気圧縮部に対して流入出可能とする空気導入部と、
前記空気圧縮部の前記上部に接続され、前記空気圧縮部からの下流側の方向のみの空気の流れを許容する逆止弁を備える空気排出管と、
前記空気排出管の流路の下流側に接続されて、前記空気圧縮部で圧縮された空気が充填される圧縮空気貯蔵タンクと、
前記空気圧縮部に空気を導入する空気導入手段と、
前記空気導入手段と前記空気圧縮部とを接続する空気導入配管と、
前記空気導入配管の途中に開閉動作可能に備えられ、開動作時に前記空気導入手段から前記空気圧縮部に空気導入可能な空気導入開閉弁と、
前記圧縮空気貯蔵タンクの下流側の流路に設けられ、圧縮空気を活用する圧縮空気活用部と、を有する波力利用装置の制御方法であって、
前記空気導入開閉弁を開けて引き波の際に前記空気導入開閉弁から空気が前記圧縮管外部から前記圧縮管内部に吸入され、前記空気導入開閉弁を閉じて押し波の際に前記波受箱に空気圧縮可能な速度を持った波が流入し、
流入した前記波が前記波導入部を閉じて前記空気圧縮手段を押し上げることによって前記空気圧縮部で前記空気を圧縮する、波力利用装置の制御方法。
【請求項６】
引き波の際と押し波の際とに、前記空気圧縮部に設置されて前記空気圧縮部内の圧力を検知する圧力検知手段によって検知された前記空気圧縮部内の圧力により、前記空気導入部及び前記空気導入開閉弁の開閉を制御部で制御する、請求項５に記載の波力利用装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し寄せる波のエネルギーを広く活用するため、波のエネルギーから圧縮空気を生成及び貯蔵する波力利用装置及び波力利用装置の制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
世界のエネルギー消費量は年々増え続けている。そして、石油、石炭、及び天然ガスといった化石燃料の利用が増大したことによるＣＯ
２
排出量の増加に伴う、地球温暖化が問題となっている。一方で、これらの化石燃料は、枯渇による不足が懸念されている。このような状況の中で、世界では再生可能エネルギーの活用が積極的に推進されている。その再生可能エネルギーの中でも、自然現象から得られる自然エネルギーには、太陽光及び熱、風力、潮力、波力、並びに、地熱などがあり、枯渇の心配のないクリーンなエネルギー資源として期待されている。
【０００３】
自然エネルギーの中でも、太陽光発電及び風力発電は、外部要因でその発電量が大きく左右されるのに対し、波力発電は比較的安定性に優れ、面積効率が数倍から数十倍といわれている。また、島国である日本は、その海洋エネルギー活用に高いポテンシャルがある。
【０００４】
しかしながら、海洋に設置するための設置コスト、海水に常時触れていることによる腐食、貝又はフジツボ又はゴミなどの異物付着の定期的なメンテナンスといった長期信頼性確保に伴う維持管理コスト、及び、台風などの異常気象に対しての安全性に課題がある。
【０００５】
従来の打ち寄せる波の力を利用して発電するシステムとしては、ケーシングを用いて波の上下動によってケーシング内の空気を圧縮させて空気流を発生し、その空気流を用いてタービンを回すことで、発電するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図８は、特許文献１に記載された従来の波力利用の発電方法を示す図である。
【０００７】
波力エネルギー導入部６０１は、水上で下面が開口しているケーシング６０２及び通気ライン６０３で構成されている。通気ライン６０３の先にはバッファタンク６０４が配置され、さらにタービン６０５、発電機６０６と連結されている。
【０００８】
波力エネルギー導入部６０１に波が押し寄せ、ケーシング６０２内において海水面が上下動することにより、ケーシング６０２内の空気を押し込み、押し込まれて圧縮された空気は通気ライン６０３を通過してタービン６０５に吹き付けられ、タービン６０５を回転させることで発電機６０６が発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１３－２９０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記従来の構成では、押し寄せる波によって発生するケーシング６０２内の海水面の上下動を利用して、ケーシング６０２内の空気を圧縮して空気の流れを発生している。
（【００１１】以降は省略されています）

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