CN102762847A

CN102762847A - 能量释放浮力致动器

Info

Publication number: CN102762847A
Application number: CN2010800262080A
Authority: CN
Inventors: 格雷格·约翰·艾伦; 鲁德·卡尔乔; 乔纳森·皮埃尔·菲耶韦; 戴维·克塞尔; 奈杰尔·拉克斯通; 劳伦斯·德鲁·曼; 马修·劳埃德·维格
Original assignee: Ceto IP Pty Ltd
Current assignee: Carnegie Wave Energy Ltd; Ceto IP Pty Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2012-10-31
Also published as: MX2011010530A; WO2010115241A1; AP2011005967A0; AU2010234221A1; IL215540A0; US20120141207A1; PE20121002A1; CO6450615A2; BRPI1015294A2; ZA201107911B; JP2012522933A; NZ596019A; CA2758989A1; AP3190A; KR20120042734A; EP2417348A1; ECSP11011438A; EP2417348A4

Abstract

浮力致动器(10)，其用于利用水体例如海洋中的波能的装置(11)中。浮力致动器(10)在水体(12)中使用，并响应于水体中的波动。浮力致动器(10)包括本体(101)和闸门装置(115)，本体(101)具有海水沿其流动的流动路径，闸门装置(115)用于控制沿流动路径的流动。闸门装置(115)包括多个封闭元件，所述封闭元件被设置来提供穿过本体(101)横穿流动路径的隔板(222)的门叶(221)。每个门叶(221)可移动地进入和离开其与其它门叶(221)相互配合来提供隔板(222)的状态。锁扣装置(231)被设置用于将每个门叶(221)可释放地保持在提供隔板(222)的状态。锁扣装置(231)包括磁性联结件。

Description

能量释放浮力致动器

技术领域

本发明涉及一种响应波动的能量释放浮力致动器，特别是用于将波动耦合到可响应波动来操作的装置的浮力致动器。本发明还涉及一种波能转换系统。

本发明已经被特别地但是并非必定唯一地设计成利用波能并将利用的波能转换成驱动例如流体泵或线性发电机等能量转换装置的浮力致动器。在这种设置中，浮力致动器可操作地连接到能量转换装置，该致动器有浮力地悬浮在水体内，但是通常在水表面以下。该浮力致动器实际上是一个水下漂浮物，其响应于水体内的波动来移动。

背景技术

下面背景技术的描述仅用来帮助理解本发明。该描述并不是对于所涉及的材料在本申请的优先权日时属于或已属于公知常识的一部分的供认和承认。

将波动耦合于可响应波动来操作的装置是已知的，一个示例是使用漂浮物来将波动转换成往复泵动作。通常，这种漂浮物具有实心结构并包括例如泡沫等浮力材料。

当被暴露于剧烈的海况时，通常是恶劣天气情形(例如在暴风雨的情形下)，漂浮物可能遭受极端的力。当暴露于这种情形时，已知的漂浮物可能易于损坏、破裂或分离。此外，在这种情形下，与漂浮物连接的绳索可能损坏或断裂。并且，可能需要控制浮力致动器的运动来限制泵的冲程和连接的设备上的载荷。

本发明针对该背景和相关的问题和难点而产生。因此，本发明的目的是解决先前已知的漂浮物的至少一个问题或难点，或至少提供一种有用的选择作为替代。

发明内容

根据本发明的第一个方面，提供一种响应波动的浮力致动器，其包括限定内部容积的本体，并包括改变浮力致动器对波动的响应的闸门装置。

优选地，所述闸门装置被限制在所述内部容积内。

优选地，所述闸门装置适于允许海水穿过所述浮力致动器的本体流动。

优选地，所述闸门装置响应于特定的海况。

在一种设置中，所述特定的海况是在恶劣天气情形下(例如暴风雨情形下)的剧烈海况。这样设置的目的是为了在暴露于这种情形下时保持浮力致动器及与浮力致动器连接的任何机构的整体性

优选地，所述闸门装置可包括至少一个封闭元件，所述封闭元件能够在其正常占据并阻碍海水穿过所述本体流动的闭合状态和其允许海水穿过所述本体流动的打开状态之间移动。

优选地，可释放的联结件被设置用于将所述封闭元件保持在闭合状态。

优选地，所述可释放的联结件适于致动来释放所述封闭元件，以允许其从所述闭合状态移动到所述打开状态来形成开口。该释放可通过海况或远程控制来致动。

优选地，所述可释放的联结件包括磁性联结件。所述磁性联结件可使用磁吸引力来将封闭元件保持在所述闭合状态。所述磁性联结件可包括多个磁体，所述磁体设置在各个封闭元件上和/或沿所述本体的一部分的相应位置上，封闭元件在处于闭合状态时位于本体的该部分上。这样，所述封闭元件将保持在所述闭合状态，直到作用在其上的力足够克服磁吸引，由此迫使门叶被释放并远离所述闭合状态摆动，以形成开口。

优选地，所述封闭元件包括门叶。

优选地，所述门叶能够在其正常占据并阻碍海水穿过所述本体流动的闭合状态和其向外摆动以允许海水穿过所述本体流动的打开状态之间枢转移动。

所述磁吸引力可被设置为通过改变下面的一些或更多来用于特定的波动：磁体的数目、磁体的强度和磁场贯穿来提供吸引力的间隙。

所述磁吸引力是可调的。

所述磁性连接装置可从远程位置调整。

优选地，所述磁性连接装置是电磁体。

所述磁性联结件可包括在所述封闭元件上邻近其内端的磁体装置和与所述磁体装置磁性吸引的对接部。所述对接部可包括撞击板。所述磁性联结件是可操作的来将各个封闭元件保持在闭合状态，直到作用于封闭元件的力足够克服磁吸引，由此迫使所述磁性联结件释放所述封闭元件并摆动远离所述闭合状态，以形成开口来允许海水穿过所述本体流动。

所述磁体装置可包括收容在壳体内的一个阵列的永久磁体。所述壳体适于将所述磁体与将要操作浮力致动器所处的海水环境相隔离。

所述壳体可包括非磁性、非渗透材料(例如塑料聚合物)，永久磁体被放置在其内。优选地，所述塑料聚合物材料可具有弹性，来提供一些物理阻尼。通常，所述永久磁体将被模塑到壳体内。因为这种设置还收容永久磁体并将磁体保持在壳体内的适当位置上，且相对彼此保持，所以这种设置是有利的。

所述壳体还具有面对所述磁性联结件的对接部的接触表面。所述永久磁体可相对于所述接触表面下凹，以在所述接触表面和所述永久磁体之间为所述壳体提供缓冲部。所述接触表面还可用作磨损表面，防止磁体装置和对接部之间接触时下凹的永久磁体受到磨损的影响。

典型地，根据需要，所述壳体是可移除的并可替换的。

所述缓冲部优选与所述壳体一体。在另一种设置中，所述缓冲部可由一层缓冲材料提供，所述缓冲材料被应用到所述壳体，与所述磁性联结件的对接部相接触。

优选地，所述至少一个封闭元件通过其自身的重力来封闭。但是，在另一种设置中，所述至少一个封闭元件可朝向其闭合状态偏置。这可通过使用偏置机构来实现，例如将弹簧结合到用于封闭元件的铰链。

在进一步的设置中，铰接的封闭元件可通过连接到至少一个门叶的自由端的橡胶弹簧机构来偏置到闭合状态。

典型地，所述闸门装置包括多个封闭元件。这是有利的，因为这使得浮力致动器对封闭元件故障是容错的。在正常操作中，如果一个封闭元件失效打开，将仍然不会形成用于海水进入然后离开浮力致动器的中空内部的足够大的流动通路以在一定程度上不利地影响其操作。由于存在不利地影响浮力致动器的操作的流动将需要打开至少两个封闭元件，相比于只有一个封闭元件失效打开的概率，两个封闭元件失效打开的概率是相当低的。

优选地，所述封闭元件被设置成相互配合来提供横穿流动路径经过所述本体的隔板，每个封闭元件可移动进入或离开其与其它封闭元件相配合来提供隔板的状态。所述隔板不需要完全阻挡穿过本体的流动，而是仅仅将流动阻碍到所需程度。

在一种设置中，由封闭元件所提供的隔板延伸越过所述流动路径，以基本垂直于海水穿过所述本体流动的方向。

在另一种设置中，所述隔板具有倾斜结构，使得在闭合状态，各个封闭元件向着海水穿过所述本体的流动方向倾斜。特别地，每个封闭元件可在朝向所述本体的开口上端的方向上倾斜；即，在闭合状态，每个封闭元件的内端比外端更接近所述本体的开口上端，但是仍位于所述本体内。这样，减小了所述封闭元件在完全闭合状态和完全打开状态之间的移动范围。通过这种设置，所述封闭元件在闭合状态提供具有倾斜并稍微圆锥形结构的隔板。

优选地，每个封闭元件的可释放联结件可由相同的海况来致动。

在一种设置中，所述本体可被设置成具有纵向长度并提供流动路径，海水能够沿着所述流动路径平行于所述本体的纵轴流动穿过所述本体。

在另一种设置中，所述本体可以是截头圆锥形结构，其具有上端、下端和在上端和下端之间延伸的侧部。通过这种设置，所述侧部是凸形的，并优选在中间部凸出。

优选地，所述本体具有模块化结构。

优选地，所述本体包括支撑外壳的内部结构，所述外壳限定上端、下端和侧部。

所述外壳可包括多个分段，这些分段被设置成适于连接在一起的面板。所述面板可被设置在至少两排(包括上排和下排)内。上排限定了所述本体的上端的上边缘，以及所述下排限定了下端的下边缘。上边缘限定了上端口以及下边缘限定了下端口。

优选地，设有两排：上排和下排，以及面板分别具有相同结构，使得任一个面板可被布置在任一排内的任一位置上。这是有利的，因为其有利于面板的低成本制造和面板到外壳的快速安装。

优选地，每个面板具有大致矩形结构。

优选地，在相邻的面板之间的连接包括半搭接接头。

所述本体可设有一个或多个锚定点，以便于浮力致动器放置在水中时的运动。

在水力条件和运动的水体内浮力致动器的运动的某些结合中，可能使用过大的力来关闭门叶，实际上门叶被猛烈关闭而不是轻轻关闭。为了减轻这个问题，可在接触表面之间设置某种形式的物理阻尼件。该阻尼件可采取具有适当能量阻尼特性的弹性材料的成型件，其被连接到任一或两个接触表面；例如，所述弹性材料可被连接到各个门叶或所述本体的对接部。

当然，其它阻尼装置也是可能的；例如，门叶的摆动运动可通过液压或电(涡流)阻尼控制来抑制。此外，在接触表面上的弹性阻尼以及通过液压或电(涡流)装置的摆动运动的阻尼均可提供。

适当的液压阻尼件可包括减震件，包括水的黏性流体从减震件中抽出，并排放到使用浮力致动器的海水环境中。所述减震件的活塞可被安装有用于接触各个门叶的弹性缓冲件，该装置是这样的，缓冲件的弹性提供一些最初缓冲到所述门叶的闭合运动。

根据本发明的第二个方面，提供一种响应波动的浮力致动器，其包括具有海水沿其流动的流动路径的本体，以及用于控制沿流动路径的流动的闸门装置，所述闸门装置包括多个封闭元件，所述封闭元件被设置成相互配合来提供横穿流动路径经过所述本体的隔板，每个封闭元件能够移动进入或离开其与其它封闭元件相配合来提供隔板的状态。所述隔板不需要完全阻塞穿过所述本体的流动，而是仅仅阻碍该流动到所需程度。

当一个或多个封闭元件已经移动离开其与其它封闭元件配合来提供隔板的状态时，所述隔板打开来允许流体穿过其流动。实际上，所述封闭元件被设置成能够打开和闭合的闸门，并且在处于闭合状态时提供隔板。当处于打开状态时，所述闸门分别提供隔板上的开口，海水能够流动穿过所述开口。

优选地，所述隔板被设置和布置在所述本体内。此外，构成所述隔板的封闭元件优选即使在处于完全打开的状态时也保持在所述本体内。

在一种设置中，所述封闭元件提供的隔板延伸穿过所述流动路径，以基本垂直于海水穿过所述本体的流动方向。

在另一种设置中，所述隔板具有倾斜结构，使得每个封闭元件在处于闭合状态时朝向穿过所述本体的海水的流动方向倾斜。特别地，每个封闭元件可沿朝向所述本体的开口上端的方向倾斜；即，当处于闭合状态时，每个封闭元件的内端比外端更接近所述本体的开口上端。这样，减小了所述封闭元件在完全闭合状态和完全打开状态之间的移动的范围。通过这种设置，所述封闭元件在处于闭合状态时提供倾斜并稍微圆锥形结构的隔板。

根据本发明的第三个方面，提供一种响应波动的浮力致动器，其包括具有支撑结构的本体，所述支撑结构适于收容多个分段，所述多个分段限定用于阻断海水穿过所述本体流动的腔室，其中所述支撑结构和所述多个分段适于运送并在现场组装。

所述本体可具有任何适当的形状，例如，圆柱形、球形、截头球形或截头圆锥形。所述本体的形状可由其上的成型部件限定。所述成型部件可具有浮力结构；通常由具有低比重的浮力材料形成，例如泡沫材料。

优选地，每个分段包括具有两个末端的框架，一末端适于收容壁部，而另一末端适于连接到所述支撑结构。

优选地，所述多个分段适于相互连接，来限定用于阻断海水穿过所述本体流动的腔室。

在一种设置中，浮力致动器的水力特性可以选择性地改变。这可以允许浮力致动器的工作特性根据在任何特定时间操作浮力致动器所处的环境(包括例如可能的海况)来被校准。

水力特性的变化可包括浮力的变化(积极地或消极地)或所述本体的响应区域的变化(例如容积或结构)，以及其组合。

当被改变的水力特性是浮力致动器的浮力时，该改变可通过增加或去除浮力致动器内的浮力材料来实现。例如，浮力材料的变化可包括向所述支撑结构增加浮力材料或从所述支撑结构去除浮力材料。这可以通过流体(液体或气体)的增加和去除以自动模式来实现。响应的变化可能需要所述本体的结构的变化。所述本体的结构可通过使用如上面所述的成型部件来改变。举例来说，浮力致动器的外部形状可通过例如将浮力材料连接到浮力致动器的外部表面来改变。

根据本发明的第四个方面，提供一种用于浸入水体中的浮力致动器，该浮力致动器包括限定中空内部的本体，所述中空内部收容来自周围水体的一定容积的海水，所述本体具有用于控制穿过所述中空内部的流动的流动控制装置，所述流动控制装置具有用于阻塞或至少阻碍流体穿过所述本体流动的第一状态和允许流体穿过所述中空内部流动的第二状态。

优选地，所述流动控制装置被限定在所述中空容积内。

优选地，所述流动控制装置是可调的。

在一种设置中，所述流动控制装置可远程调整。

根据本发明的第五个方面，提供用于组装浮力致动器的成套组件，所述成套组件包括支撑结构和多个分段，所述多个分段适于连接到支撑结构来组装所述浮力致动器。

根据本发明的第六个方面，提供响应波动的浮力致动器，其包括限定内部容积的本体，所述本体包括支撑限定所述内部容积的外壳的内部结构，所述外壳包括多个被设置成适于连接在一起的面板的分段。

根据本发明的第七个方面，提供一种响应波动的浮力致动器，其包括限定内部容积的本体，所述本体具有截头圆锥形结构，具有开口上端、开口下端和在两端之间延伸的侧部。通过这种设置，所述侧部是凸形的，并优选在中间部凸出。

根据本发明的第八个方面，提供一种响应波动的浮力致动器，其包括本体、闸门装置和锁扣装置。所述本体包括海水可沿其流动的流动路径，所述闸门装置用于控制沿所述流动路径的流动，所述闸门装置包括多个封闭元件，所述封闭元件提供横穿所述流动路径经过所述本体的隔板，所述封闭元件能够被移动进入或离开其与其它封闭元件配合来提供所述隔板的状态，所述锁扣装置用于将各个封闭元件可释放地保持在所述状态，所述锁扣装置包括磁性联结件。

根据本发明的第九个方面，提供一种波能转换系统，其包括至少一个根据上面提到的本发明的任一个前述方面的浮力致动器。

优选地，所述浮力致动器可操作地连接到能量转换装置(例如流体泵或线性发电机等)以转换波能。

根据本发明的第十个方面，提供一种利用水体内的波能的方法，该方法包括在水体内使用根据本发明的任一个前述方面的浮力致动器。

附图说明

通过参考下面关于附图中所示的几个具体实施例的描述可以更好地理解本发明，其中：

图1是根据第一实施方式的浮力致动器的透视图，其形成利用海洋波能的装置的一部分；

图2是浮力致动器的示意性透视图；

图3是浮力致动器的平面图；

图4是浮力致动器的一个分段的示意性透视图；

图5是图4中所示浮力致动器的所述分段的侧视图；

图6是图4的平面图，特别示出了浮力致动器的闸门装置；

图7是浮力致动器的闸门装置的平面图，示出了其打开状态；

图8是具有处于打开状态的闸门装置的浮力致动器的所述分段的示意性透视图；

图9是图8中所示的浮力致动器的所述分段的侧视图；

图10是支撑结构的内部的侧视图；

图11是支撑结构的示意性透视图；

图12是支撑结构的平面图；

图13是装置被组装的示意性透视图；

图14是图2中所示浮力致动器的剖视图；

图15是根据第二实施方式的浮力致动器的透视图，其形成利用海洋波能的装置的一部分；

图16是图15中所示配置的示意性侧视图；

图17是根据第二实施方式的浮力致动器的底视图；

图18是浮力致动器的侧视图；

图19是与图18相似的视图，但是部分示出了浮力致动器的内部结构；

图20是从下侧看到的浮力致动器的透视图；

图21是浮力致动器的另一侧视图；

图22是浮力致动器的另一底视图；

图23是浮力致动器的部分透视图，示出了形成浮力致动器的外壳的上排面板；

图24是图23中所示配置的侧视图；

图25是上排中的面板的爆炸图；

图26是上排中的面板的剖视图；

图27是浮力致动器的部分透视图，示出了形成外壳的下排面板；

图28是图27中所示配置的侧视图；

图29是外壳中的四个相互连接的面板的侧视图；

图30是图29中所示的相互连接的面板的剖视图；

图31是两个面板的示意性剖视图，特别示出了两个面板之间的接头；

图32是两个面板的另一剖视图，特别示出了两个面板之间的接头；

图33是从其内侧观察的一个面板的示意图；

图34是与图33相似的视图，但是从外侧观察；

图35是从上方观察的面板的透视图；

图36是从其底侧观察的浮力致动器的内部结构的透视图；

图37是内部结构的平面图；

图38是内部结构的侧视图；

图39是内部结构的部分透视图；

图40是图39中所示的配置的平面图；

图41是图39中所示的配置的侧视图；

图42是形成浮力致动器的一部分的门叶的透视图；

图43是门叶的平面图；

图44是门叶的侧视图；

图45是磁体装置的爆炸透视图，所述磁体装置用作浮力致动器的各个门叶的磁性联结件的一部分；

图46是磁体装置的变形的示意性平面图；

图47是图46中所示配置的示意性侧视图；

图48是根据第三实施方式的浮力致动器的侧视图；

图49是图48的浮力致动器的内部结构的一部分的侧视图；

图50是图49中所示内部结构的头部的示意性侧视图；

图51是根据第四实施方式的具有处于打开状态的门叶的浮力致动器的示意性侧视图；

图52是与图51相似的视图，除了门叶被显示为处于闭合状态来形成隔板；

图53是根据第五实施方式的浮力致动器的部分视图，特别示出了门叶处于闭合状态并与用于抑制门叶的闭合动作的阻尼装置相接合；

图54是与图53相似的视图，除了门叶被显示为处于其摆动离开所述阻尼装置的状态；

图55也是与图53相似的视图，除了门叶被显示为处于其返回路径并开始与阻尼装置相接触；以及

图56是波能转换系统的示意性平面图，其包含根据前面任一实施方式的浮力致动器。

具体实施方式

附图中所示的实施方式分别用于能量释放浮力致动器10，其用于利用海洋波能作动力的装置11中。

参考图1，装置11被安装并运行在具有水面13和海底14的海水体12中。装置11包括相对于海底14锚定的泵机构15。浮力致动器10可操作地连接到泵机构15，并悬浮在海水体12内，位于泵机构15以上，但是在水面13以下的一深度，使得其上表面通常低于中性吃水线几米。而且，浮力致动器10及被其有效连接的泵机构15的组合优选限定总长，当处于其最小状态(当浮力致动器处于其行程的最低点时)，适合在优选不小于10米且不大于100米水深中使用。浮力致动器10通过包括绳索17的联结件16有效连接到泵机构15。

现参考图2到图6，根据第一实施方式的浮力致动器10包括本体21，本体21具有支撑结构23和多个分段25。部分25围绕支撑结构23，限定具有外腔室壁26和内腔室壁28的大致环形结构的腔室24。浮力致动器10的两端被打开，允许水进入腔室24。

如图4所示，每个分段25包括框架27，框架27具有适于支撑壁部29的外端和适于连接到支撑结构23的内端。每个框架27的侧部适于相互连接，如图13所示。分段25限定了围绕支撑结构23的腔室24。每个分段25被闸门装置31横贯。闸门装置31适于在打开状态和闭合状态都被限制在浮力致动器内。这样设置的目的随后就会清楚。

框架27是包括钢支柱的结构。壁部29是金属板。替换地，框架27和壁部29可由适于承受海况的其它材料构成。

穿过腔室24在其开口端之间的水流可经由闸门装置31控制，该闸门装置31响应于施加在其上的、在中空内部和浮力致动器10浸入其中的周围水体之间的预定流体压力差来致动。该预定流体压力差产生于在浮力致动器受到剧烈的海况时施加在其上的提升运动。在其它设置中，浮力致动器的运动可通过闸门装置31的选择性操作来控制，以保持在特定的运动范围内。

闸门装置31包括设置成门叶33的封闭元件，门叶33通过铰链35枢轴连接到框架27的一侧(见图6)。铰链35被连接到门叶33的一侧。在门叶33的相对侧(自由端)，锁扣装置37可释放地保持门叶33在闭合状态。这阻碍水流穿过腔室24。锁扣装置37包括可释放的联结件39，在所示设置中，联结件39包括磁性联结件41和板43。板43位于框架27的相对侧上。磁性联结件41被吸引到板43，以将门叶33保持在闭合状态(见图4和图5)。磁性联结件41可包括在沿各个门叶33的自由边缘的位置上和/或在沿框架27的相应边缘的相应位置上设置的多个磁体(图8和图9)。这样，门叶33将保持在闭合状态，直到施加在其上的力足够大来克服磁吸引力，由此促使门叶33被释放并摆动离开闭合状态，以形成开口(见图7到图8)并允许水流穿过本体。

在本实施方式中，可释放的联结件39适于致动来释放门叶，以允许门叶响应恶劣天气条件从闭合状态移动到打开状态来形成开口。

磁吸引力是可调的。该磁吸引力可通过改变以下任一项被调整到适合特定波动：磁体的数目和强度；以及磁体和支柱的间距。

在另一种设置中，磁吸引力可从远程位置调整。在这种情形下，磁性连接装置可以是例如具有可变磁吸引力的电磁体。

门叶33可分别适于在特定的水流级在其自身重力的作用下闭合。可选地，每个门叶可朝向其闭合状态偏置。这可以通过使用弹簧装置来实现，例如在用于门叶的铰链中结合弹簧。

在另一设置中，铰接的门叶通过连接到至少一个门叶的自由端的橡胶弹簧装置被偏置到闭合状态。

在仅当海况已经减弱并且门叶仅仅上下摆动之后要促进封闭时，弹簧力需要相当地弱。但是，由于门叶可仅通过浮力致动器10的轻微运动来自动闭合，所以在门叶上装载弹簧也不是必须的。

如上所述，门叶33的打开允许水穿过腔室24，从而对于撞击在浮力致动器上的动水存在最小阻力。由于浮力致动器10并不与波浪提升同样高，并且其较轻，这消除了大量的势能，并且由于减少了质量(水不再陷入)以及减小了速度(因为浮力致动器不再提供反作用力到可能使其加速的波浪力)，这同时也减小了动能。使浮力致动器10对于水完全透明是不可能的，这是因为两者之间总是存在一些联结件，但是期望使用闸门装置31将施加到泵15和联结件21上的暴风负荷能够减弱到可接受的程度，从而不需要设计非常巨大(且昂贵)的结构来抵抗这些巨大的力。

浮力致动器10的一个特征是其对于门叶故障是容错的。在正常操作中，如果一个门叶33失效打开(例如，由于磁性锁合故障或铰链断裂)，这将仍然不会形成足够的流动通路来用于水进入然后离开浮力致动器10的中空内部以在一定程度上可能不利地影响其操作。由于将形成不利地影响浮力致动器10的操作的流动需要打开至少两个门叶，两个门叶失效打开的可能性要明显低于仅一个门叶失效打开的可能性。

在这一方面，闸门装置31限制在浮力致动器内是特别有利的。闸门装置31被保护免受外界海洋环境影响并且不会在浮力致动器10遇到碰撞的情形下容易受到损坏。这种设置允许使用网孔材料来关闭浮力致动器10的开口端，以阻止海洋物质进入腔室24。并且，可以使用抑制海洋生物生长的方法。例如，可以在闸门装置31的表面上应用涂层，以阻碍海洋生物聚集区域的形成。

上述的分段25与图2和图3中所示的浮力致动器的支撑结构23一起形成。

参见图10，支撑结构23包括中间芯部49和围绕中间芯部49的框架47。框架47包括3组支柱51。第一组和第二组支柱51从芯部40以一角度向外延伸，分别限定结构23内的圆锥形空间。第一组支柱51从芯部49的第一端延伸到芯部49的中间部；第二组从中间芯部49的中间部延伸到芯部的第二端。第三组支柱(不可见)从芯部49的第一端径向向外延伸。在这种设置中，支柱限定了五角棱镜。替换地，其它形状也是适当的。在图10所示的设置中，每组支柱包括10个支柱51，结构23的每一侧54对应一对支柱。凸耳59和61从中间芯部49的每一端纵向延伸。凸耳59、61可在浮力致动器10的操作、运输和组装过程中用作提升支撑装置。

此外，框架47包括一系列沿框架47的外围延伸的垂直对准的凸柱45(见图10到图12)。侧部面板53设于这一系列凸柱45之间。侧部面板53限定支撑结构的平面和内腔室壁26。末端面板55、57设于框架47的末端。该设置限定了图12中所示的支撑结构23内封闭的内部容积。凸柱45在侧部面板53之上延伸以收容分段25。

上面描述的设置限定了结构23内的空间。由于浮力致动器10的基本中空的特性，其相比于现有的漂浮物重量较轻。该空间被填满浮力材料来提供浮力致动器10总净浮力。该浮力材料可以是例如气体、包含气体的气囊、例如泡沫等低密度材料或者其它。该泡沫可以是闭孔灌注的聚氨酯泡沫材料(closed cell poured urethanefoam)，也可使用其他合适的材料。

该浮力在泵冲程中提供额外的提升。波浪施加向上的力，该向上的力与其施加给浮力致动器10的向下的力几乎相等。由于每个泵15只能沿一个方向作用，浮力致动器10内的浮力在向下冲程中作为势能存储，从而浮力和提升力都在向上冲程方向上作用在泵上。

浮力致动器的水力特性可通过选择性地改变结构23内的浮力来改变。对浮力的改变可包括向结构23增加浮力材料或从结构23去除浮力材料。并且，在其它设置中，浮力材料的类型可以改变。

在其它设置中，浮力致动器的水力特性可通过选择性地改变浮力致动器的外部形状来改变。这可以通过连接例如浮力材料到壁部29的外表面来实现。

对于具有单根绳索的浮力致动器，适合的形状可包括球形、截头球形、短的倒转圆锥形、截头圆锥形或短的圆柱形。当然，其它形状也是合适的。

由于球形的对称性，在波浪扰动和浮力致动器之间没有旋转的联结件，由此对绳索的线性张力提供了最佳的提升力转换，所以球形是最佳的。

当考虑到可制造性和强固性等其它因素时，球形、短的圆柱形和短的倒转圆锥形之间的能量聚集性能的区别并没有大到优选球形而排除这些形状。因此，在强固性方面存在一些具有可接受的能量聚集性能和可接受的级别的形状。

由于浮力致动器的模块化结构，其能够作为单独的部件来运输并在其最终目的地附近组装。实际上，该装置是种成套组件，其包括上面描述的支撑结构23和10个分段25。如图13所示，浮力致动器10通过将分段25固定于支撑结构23的凸柱45以及将相邻的分段25相互连接而形成。该操作可以在支撑结构23借助例如吊车从凸耳61垂直悬吊时进行。

组装的浮力致动器10(见图2)可通过凸耳61来提升，以部署到水体中。如前所述，在使用中，浮力致动器10通过包括绳索17的联结件16可操作地连接到泵机构15。绳索17被紧固到浮力致动器的凸耳59(见图10)。

泵15被锚定在水体12内，并适于通过浮力致动器10由波能来致动。泵15被有效连接到浮力致动器10，根据本实施方式，浮力致动器10悬浮在海水体12内位于泵以上但是水面13以下一深度，使得其通常低于中性吃水线几米。通过这种设置，泵15由浮力致动器10响应于波运的运动来致动。泵15可提供高压工作流体(例如，水)到闭环系统，在该闭环系统中，高压流体形式的能量被利用。

在使用中，波浪撞击在装置10上，引起浮力致动器10升高。该升高通过绳索17传递到泵15，使其进行泵送冲程。一旦波浪过去，施加到浮力致动器10上的上升力减小，浮力致动器在与其连接的各个组件(包括泵15的泵机构)的重力作用下降低，由此使泵15进行吸气冲程。随着活塞机构下降，泵15吸入已经进入吸入腔室的水。随着活塞机构下降，吸入腔室内的水流入活塞腔室和逐渐扩大的压水室。吸入止回阀允许水流入。这就补充了活塞腔室和排放腔室，以准备在浮力致动器10响应下一个波浪扰动上升时的下一个泵送冲程。

在剧烈海况的情形，通常是恶劣天气状况(例如暴风雨)下，浮力致动器10能够承受施加提升运动到浮力致动器10的最大力。在这种情形下，需要保护浮力致动器10免受损坏，并限制传递到装置11的其它组件的提升负荷。这是通过释放浮力致动器10的能量使其有效地不起作用或者通过允许水流动穿过浮力致动器以至少限制施加到其上的提升力来实现的。这具有使浮力致动器10对于其浸入的水体是穿透的效果；也就是说，浮力致动器10较其另外情形较少地响应海水的提升运动。这是通过打开闸门装置31来实现的。闸门装置31响应施加在其上的预定流体压力差来打开，由此允许水流向上穿过浮力致动器10。该预定流体压力差在浮力致动器10受到剧烈的海况时由施加到浮力致动器10上的向上提升运动产生。

在其它设置中，浮力致动器的运动可通过选择性地操作闸门装置31来控制，以保持在特定的运动范围内。

现参见图15到图45，示出了根据第二实施方式的浮力致动器10。如图15和图16所示，根据第二实施方式的浮力致动器10形成在海水体12中安装和操作的装置11的一部分，海水体12具有水表面和海底14。装置11包括相对于海底14锚定的泵机构15。根据第三实施方式的浮力致动器10可操作地连接到泵机构15，并悬浮在海水体12内位于泵机构15以上但是在水表面13以下，如根据第一实施方式的浮力致动器10的情形。浮力致动器10通过包括绳索17的联结件16可操作地连接到泵机构15。

根据第二实施方式的浮力致动器10包括截头圆锥形结构的本体101，其具有上端103、下端105和在两端之间延伸的侧部107。通过这种设置，侧部107为凸形的，并在中间部凸出。

本体101是中空的，上端103和下端105分别通向本体内的中空内部109。中空内部109限定腔室110，腔室110包含了可控的流动路径，当打开时，海水沿着流动路径在开口上端103和开口下端105之间流动穿过本体。上端103限定了通向腔室110的上端口104，下端105限定了通向腔室110的下端口106。

本体101包括支撑外壳113的内部结构111，外壳113限定本体的上端103、下端105和侧部107。

该内部结构111被设置与绳索17连接。

浮力致动器10这样设置，使得质量中心位于浮力中心以下。当在恶劣海况下使用时，这为浮力致动器提供了一些稳定性。在本实施方式中，内部结构111和外壳113的相对位置和结构实现了质量中心和浮力中心之间的这种关系。

内部结构111包括闸门装置115，闸门装置115用于控制在开口上端103的上端口104和在开口下端105的下端口106之间穿过本体101的流动，这将在下面详细描述。如同第一实施方式的情形，闸门装置115可响应施加在其上的预定流体压力差来操作，由此允许海水穿过浮力致动器10向上流动。该预定流体压力差在浮力致动器受到剧烈的海况时由施加到浮力致动器10上的向上提升运动产生。

本实施方式寻求提供一种设置，其能够获得穿过本体101的上、下端口104、106的最大可能的横截面流动区域，用于本体内的给定容纳海水的容积，本体的截头圆锥形结构有利于这种设置。

外壳113是模块化结构，包括被设置成适于连接在一起的面板123的多个分段121。在所示设置中，面板123被设置成两排，即上排125和下排127。上排125限定本体101的上端103的上边缘128，以及下排127限定在下端107的下边缘129。上、下边缘128、129在横截面轮廓上是圆形的。

上边缘128限制了上端口104，下边缘129限制了下端口106。

面板123分别具有相同结构，以使每个面板能够设置在任一排125、127的任一位置上。这便于面板123的低成本制造和面板123到外壳113的快速安装，因而是有利的。

每个面板123具有大致矩形结构，包括具有外表面133、内表面135和4个边缘137的面板本体131。4个边缘137包括外边缘139、内边缘141和两个相对的侧边缘143、145。

当各个面板123被安装在组装的外壳113内时，根据面板123是设置在组装的外壳113的上排125内或是设置在下排127内，面板的外边缘139限定外壳113的上边缘128的一部分，或外壳113的下边缘129的一部分。外边缘139是圆形的，以与外壳113的上边缘128和下边缘129的圆形轮廓相一致。

各个面板123的两个相对的侧边缘143、145被设置用于连接到在组装的外壳113内的同排面板内的相邻面板123的相邻边缘。这可参见图18所示，其示出了面板123a及其相邻的面板123b、123c。图29也示出了该设置，但是去除了面板123。面板123a具有相对的侧边缘143a和145a，侧边缘143a被连接到面板123b的侧边缘145b，侧边缘145a被连接到面板123c的侧边缘143c。

更具体地，各个面板123的侧边缘143、145被设置用于对接接合相邻面板的相应侧边缘。在所示设置中，侧边缘143、145被设置来提供面板123之间的半搭接接头147。通过这种设置，一个面板的侧边缘143和相邻面板的相应侧边缘145能够以重叠关系配合。配合的侧边缘143、145能够通过任何适当的方式固定在一起，例如通过机械固定、化学结合或焊接。在所示设置中，连接是使用例如螺栓或铆钉等紧固件149的机械固定。通过使用可移除的紧固件的机械固定的连接是有利的，这是因为这种连接有利于之后用于修理和维护目的所需的外壳113的拆卸。

半搭接接头147通过沿各个侧边缘143、145的半槽口151形成，以限定凸缘153和相邻的凹槽155。凸缘153和凹槽155被设置用于对接接合。通过这种设置，在两个面板之间的搭接头147内，第一面板123的侧边缘143上的凸缘153位于第二面板的侧边缘145上的相应凹槽155内，以及第二面板123的侧边缘145上的凸缘153位于第一面板的侧边缘143上的相应凹槽155内。

每个面板123的内边缘141被设置用于连接到组装的外壳113内的相邻排的面板中的相邻面板123的内边缘。这可参见图18和29所示，其中示出了上排125中的面板123a和下排127中的面板123d，它们各自的内边缘141a和141d相互邻近。

更具体地，各个面板123的内边缘141被设置用于对接并锁定接合组装的外壳113内的相邻排的面板中的相邻面板123的内边缘141。在所示设置中，内边缘141被设置来提供多个半搭接接头161。在本实施方式中，设有由各个内边缘141提供的两个半搭接接头，但是两个以上的半搭接接头也是可能的。

两个半搭接接头161通过在其相对两侧上沿内边缘141的第一和第二半槽口163、165形成。第一半槽口163限定外凸缘167和相邻的内凹槽169。相似地，第二半槽口165限定内凸缘171和相邻的外凹槽173。外凸缘167和外凹槽173是相邻的，以及内凹槽169和内凸缘171是相邻的。

外凸缘167和内凹槽169被设置用于对接接合，内凸缘171和外凹槽173也被设置用于对接接合。通过这种设置，在两个面板之间的搭接头147内，第一面板123的侧边缘143上的凸缘153位于第二面板的侧边缘145上的相应凹槽155内，以及第二面板123的侧边缘145上的凸缘153位于第一面板的侧边缘143上的相应凹槽155内。

在本实施方式中，在构成半搭接接头161的各个凸缘167、171和凹槽169、173之间的对接接合是摩擦配合接合，由此在面板123之间内边缘141处提供搭扣配合连接。

通过这种设置，一个面板的内边缘141和相邻面板的相应内边缘141以重叠关系配合。配合的内边缘141能够通过任何适当的方式固定在一起，例如通过机械固定、化学结合或焊接。在所示设置中，连接是使用例如螺栓或铆钉等紧固件175的机械固定。通过使用可移除的紧固件的机械固定的连接是有利的，这是因为这种连接有利于之后用于修理或维护目的所需的外壳113的拆卸。

外壳113具有浮力结构。为此，每个外壳面板123是有浮力的。这可以通过任何适当的方式实现，例如，通过在面板内形成一个或多个空间或在面板内封装例如泡沫等浮力材料。在本实施方式中，各个面板123的本体131具有包括壳体181的中空结构，壳体181具有限定外表面133的外壳部183和限定内表面135的内壳部185。外壳部183和内壳部185相互间隔开，以在其间限定封闭空间187。一个阵列的桥接部件189与外壳部183和内壳部185一体地形成，并在外壳部183和内壳部185之间延伸穿过空间187，以加固两个壳部。在本实施方式中，该空间包含空气，还可包含含有其它气体或泡沫材料的任何适当的浮力物质。

一个或多个锚定点190设置在外壳113的外部上，以便于浮力致动器10在运用到水中时的运动。通常，这种运动将表现为牵引运动。锚定点190被连接到内部结构111来提供稳固的设置。

内部结构111提供支撑外壳113的中间芯部201。内部结构111包括中间柱203和安装在中间柱203上的框架205。通常，中间柱203和框架205主要由金属构成，这有助于确保浮力致动器10的质量中心位于浮力中心以下。

中间柱203包括上部206和下部207。上部206包括围绕中间柱203的中间板208和在中间板208下方的安装支架209。

框架205包括从中间柱203的上部206径向延伸的臂部210，以及在中间柱203的下部207和臂部210的径向外端之间延伸的支柱211。每个臂部210包括在其径向内端安装在一个安装支架209上的框架部件213。各个框架部件213的径向外端由各个支柱211支撑。

框架205包括固定件215，外壳213可连接到固定件215。在所示设置中，固定件215包括在框架部件213的外端上的安装支架217，外壳213可螺接到其上。

框架205还可包括在中间柱203的下部和外壳203之间延伸的径向框架部件218，以将外壳支撑在内部结构111上的适当位置，如图20中最佳所示。

臂部210的径向设置限定了臂部之间的空间219，空间219形成穿过本体的流动路径的一部分，当打开时，海水能够沿着流动路径在上端口104和下端口106之间穿过本体流动。空间219具有大致三角形结构，顶点位于径向最内部。

闸门装置115可操作来调节海水在上端口104和下端口106之间穿过本体101的流动。

闸门装置115包括多个被设置成门叶221的封闭元件，门叶221适于相互配合，以提供穿过本体101横穿在上端口104和下端口106之间的流动路径的隔板222。隔板222不需要完全阻塞穿过本体101的流动，而是仅仅阻碍其流动。

每个门叶221被可移动地进入并离开其与其它门叶相互配合来223的磁体装置241和在中间柱203上的撞击板243。撞击板243具有与磁体装置241磁性吸引的材料(例如，钢或其它铁磁体材料)，并且在所示设置中，撞击板243由中间柱203的中间板208限定。

磁性联结件239是可操作的来将各个门叶221保持在闭合状态，直到作用在门叶上的力足够克服磁性吸引，由此迫使磁性联结件释放门叶并摆动离开闭合状态，以形成开口来允许海水穿过本体101流动。

本实施方式中的磁体装置241包括一个阵列的容纳在壳体247内的永久磁体245。永久磁体245可具有任何适当类型。具有良好老化特性的永久磁体是理想的。钕铁硼磁铁(还被称为NdFeB磁铁)被认为是特别合适的。

壳体247适于将磁体245与浮力致动器将被浸入的海水环境相隔离。

在水力条件和运动的水体内浮力致动器10的运动的某些结合中，可能使用过大的力来关闭门叶221，实际上门叶被猛烈关闭而不是轻轻关闭。如果这种情形没有缓和，可能导致过度地磨损或损坏门叶221本身、锁扣装置231和内部结构111的其它部分。为了减轻这个问题，可在接触表面之间设置某种形式的物理阻尼件。该阻尼件可采取具有适当能量阻尼特性的弹性材料的成型件，其被连接到任一或两个接触表面；例如，弹性材料可被连接到各个门叶221和/或内部结构111的对接部，例如撞击板243。

当然，其它阻尼装置也是可能的；例如，门叶221的摆动运动可通过液压或电(涡流)阻尼控制来抑制。实际上，在接触表面上设置弹性阻尼件并通过液压或电(涡流)装置来抑制摆动运动是有利的。

在图46和图47中，示出了磁体装置241的变形。该磁体装置241被设计来为永久磁体245提供保护，并在接触撞击板243时提供一些物理阻尼。在该变形中，壳体247包括非磁性、非渗透的材料(例如塑料聚合物)，永久磁体245被封装在其中。优选地，该塑提供隔板222的状态。当一个或多个门叶221已经移动离开该状态时，隔板222打开以允许流体穿过其间流动。实际上，门叶221被设置成能够打开和闭合的闸门，并在闭合状态提供隔板222。当处于打开状态时，闸门分别提供隔板上的开口，海水能够穿过开口流动。

在所示设置中，门叶221分别与各个空间219相关联，用于相对于流动来打开或封闭该空间。

门叶221被设置成与空间219的形状相一致。在所示设置中，各个门叶221包括内端223、外端225和两个相对的侧部227。图42、43和44中最佳地示出了门叶221的结构。侧部227包括内侧部227a和外侧部227b。侧部227这样设置，使得当门叶处于闭合状态时，相邻门叶221的内侧部227a相互紧密邻近，如图40中所示。这有利于获得有效的隔板222。

门叶221被枢轴安装在框架205上，用于相对各个空间219在打开状态和闭合状态之间摆动运动。在闭合状态，门叶221延伸越过空间219，由此形成隔板222并阻塞流动。由于其枢轴安装，各个门叶221能够摆动离开各自的空间219，以露出空间并由此打开隔板222以在其间流动。图36、37和39中示出了门叶221处于闭合状态。图19示出了门叶221部分地摆动离开闭合状态。

在所示设置中，各个门叶221通过铰链229邻近其外端225被枢轴安装在框架205上。当门叶221处于闭合状态时，内端223被支撑在中间板208上。

隔板222被设置和定位在外壳113的界限内。而且，构成隔板222的门叶221即使在处于完全打开状态时也保持在外壳113的界限内。

锁扣装置231与各个门叶221相关联，以将门叶保持在闭合状态来阻碍海水流动穿过本体101。锁扣装置231包括可释放的联结件238，在本实施方式中包括磁性联结件239。磁性联结件239提供各个门叶221的内端223和中间芯部201的相邻部分之间的磁性吸引力。在所示设置中，磁性联结件239包括在门叶221上邻近其内端料聚合物将具有一些弹性，以提供一些物理阻尼。对于壳体247，聚亚安酯、丙烯酸塑料和聚合物HMPE被认为是特别合适的塑料聚合物。

通常，永久磁体245将被模塑到壳体247内。这种设置还限制了永久磁体245并将其保持在壳体内的适当位置，并相对彼此定位，因而是有利的。

壳体247具有面对撞击板243的接触表面251。在所示设置中，永久磁体245相对接触表面251下凹，以为壳体提供在接触表面251和永久磁体245之间的缓冲部253。接触表面251还用作磨损表面，保护下凹的永久磁体245免受由于磁性装置241和撞击板243之间的接触引起的磨损。

通常，根据需要，壳体247是可移除并可替换的。

在本实施方式中，缓冲部253与壳体247一体。在另一设置中，缓冲可以由一层缓冲材料来提供，该缓冲材料应用到壳体247，用于接触撞击板253。

尽管没有示出，但是缓冲可以针对撞击板243来设置。举例来说，撞击板243可支撑在吸震安装装置上。该吸震安装装置可包括橡胶安装件，撞击板243被弹性支撑在其上。

在第二实施方式中，由门叶221提供的隔板222延伸越过腔室110，以基本垂直于在上端口104和下端口106之间穿过本体101的海水的流动方向。通常，门叶221能够在完全闭合状态和完全打开状态之间的移动中摆动通过大约90°的运动的弧。通过该运动范围，在水力条件和移动水体中的浮力致动器10的运动的一些结合中，门叶能够经受使用过大的力来闭合。如上面所暗示的，阻尼的设定试图减缓该潜在问题。

减轻使用过大力来闭合门叶221的问题的另一个方法是减小门叶在完全闭合状态和完全打开状态之间移动的范围，由此在门叶离开闭合状态时减少门叶受水力条件和移动水体中的浮力致动器10的运动的结合的影响的程度。

图48、49和50中示出了根据第三实施方式的浮力致动器10，其采用了这种方法。

根据第三实施方式的浮力致动器10在许多方面与根据第二实施方式的浮力致动器相似，并且相似的附图标记用来表示相似的部件。

在根据第三实施方式的浮力致动器10中，隔板222具有倾斜结构，这样每个门叶221在处于闭合状态时朝向在上端口104和下端口106之间穿过本体101的海水的流动方向倾斜。具体地，每个门叶221在朝向上端口104的方向上倾斜；即，如图48所示，当处于闭合状态时，每个门叶221的内端223比外端225更接近上端口104。这样，减小了门叶在完全闭合状态和完全打开状态之间移动的范围。

通过这种设置，门叶221在闭合状态提供具有倾斜和稍微圆锥形结构的隔板222。

包括中间柱203以及框架205的内部结构111被改变来适应这种设置。特别是，在其间限定空间219的臂部210是倾斜的。另外，中间柱203包括头部261，头部261在闭合状态时支撑门叶221的内端223并为作为锁扣装置231的磁性联结件239提供撞击板243。具体地，头部261包括多个部分263，每个部分限定各个撞击板243。

框架205包括具有倾斜的上框架部件273和倾斜的下框架部件275的轮辐结构271。上框架部件273和下框架部件275在它们的外端汇聚到安装板277，外壳113能够安装到安装板277上。通过这种设置，上框架部件273限定臂部210和其间的空间219。

现参见图51和52，其示意性示出了根据第四实施方式的浮力致动器10。浮力致动器包括本体301，本体301是中空的，并具有分别通向本体内的中空内部307的上端303和下端305。中空内部307限定结合可控的流动路径的腔室309，当打开时，海水能够沿该流动路径在开口上端303和开口下端305之间穿过本体流动。闸门装置311被设置用于控制在开口上端303和开口下端305之间穿过本体301的流动。如同前面的实施方式，闸门装置311可响应施加在其上的预定流体压力差来操作。该预定流体压力差在浮力致动器受到剧烈的海况时由施加到浮力致动器10上的向上提升运动产生。

闸门装置311包括多个门叶313，门叶313被设置成相互配合来提供在开口上端303和开口下端305之间穿过本体301横穿流动路径的隔板315。该隔板315不必然需要完全阻塞穿过本体301的流动，而是仅阻碍该流动。

每个门叶313可移动地进入并离开其与其它门叶配合来形成隔板315的状态。当一个或多个门叶313已经移开该状态时，隔板315打开以允许流体穿过其流动。如同前面的实施方式，门叶313被设置成能够打开和闭合的闸门，在闭合状态时提供隔板315。在打开状态时，闸门分别为隔板315提供开口，海水能够穿过开口流动。

在本实施方式中，门叶313被枢轴安装，以在打开和闭合状态之间摆动。在所示设置中，门叶313被枢轴安装在由安装在本体301上的铰链319限定的枢轴317上。门叶313可操作地连接到将门叶313偏置到闭合状态的浮力装置321。在所示设置中，浮力装置321设置在本体301的外部。限位件323与各个浮力装置321相关联，以限制装置在浮力作用下的向上运动。在门叶313响应施加在其上的压力差从闭合状态(图52)向上摆动到打开状态(图51)，浮力装置321相对施加在其上的浮力的影响向下移动远离限位件323。当门叶313上的压力差减少到足够程度时，施加在浮力装置321上的浮力将浮力装置返回到与限位件323相接合，由此将门叶313返回到闭合状态。

在本实施方式中，门叶313以悬臂形式支撑在腔室309内；即，门叶313以未支撑的方式从铰链319延伸到腔室309内。通过这种设置，门叶313能够被构造来具有一些固有弹性，由此允许门叶在闭合状态时响应向下的液体动力偏斜到一限定程度(如图52中虚线所示)。由于门叶313的弹性能够在门叶的闭合运动中提供一些缓冲，所以这是有利的。

如上面结合浮力致动器10的数个实施方式所述，可能在水力条件和浮力致动器10的运动的一些结合中，使用过大的力来闭合构成隔板的门叶，实际上被猛烈关闭，而不是轻轻关闭。已经公开了数个阻尼装置，包括通过液压装置来抑制。

现在参见图53、54和55，示意性地示出了根据第五实施方式的浮力致动器10的一部分。根据本实施方式的浮力致动器10包括闸门装置351，闸门装置351包括多个被设置成相互配合来提供横越流动路径的隔板的门叶353(仅示出其中之一)，如前面实施方式的情形。

根据本实施方式的浮力致动器10还包括液压阻尼器355，其适于以被缓冲的方式来帮助闭合各个门叶353。液压阻尼器355包括具有汽缸359和活塞361的减震器357。活塞361包括活塞头363和活塞轴365。活塞头363被收容在汽缸359内，以将汽缸分成两个腔室367、369。腔室367与活塞轴365相对，并包括适于将活塞361偏置到伸出状态下的弹簧371。腔室367还包括用于流体(在本实施方式中流体通常是来自周围的海水环境的水)的可控制的吸取和排放的端口373。活塞轴365的自由端被安装有用于接触各个门叶353的弹性减震件375。

当门叶353处于闭合状态时(如图53所示)，减震件375与门叶353接触，活塞361在汽缸359内处于收缩状态，以及弹簧371被压缩。当门叶353移动离开闭合状态时(如图54所示)，门叶353与减震件375分离，允许活塞361在压缩弹簧371的作用下伸展。活塞的伸展引起腔室367的逐渐扩大，这转而使得海水通过端口373被吸入腔室367内。在门叶353的返回运动时(如图55所示)，门叶353首先接合减震件375，这借助其弹性提供一些最初的缓冲。门叶353的持续返回运动施加力到活塞361，使其缩回。活塞361的缩回引起腔室367的逐渐缩小，这转而使得海水通过端口373从腔室367排出。端口373的大小被设置为调节海水从腔室367的排放速度，并由此提供不易流动的阻尼效果。因此，门叶353以可控的方式并且不用过大的力来完成其封闭运动。

现在参见图56，本发明的第六个实施方式涉及波能转换系统400，包括多个单元401，每个单元是一个根据前述实施方式的装置，并分别具有浮力致动器10。通过这种设置，各个浮力致动器10被布置在浮力致动器的阵列403内。可以在该阵列内设置任何数目的浮力致动器10。

在单元401之间的间隔和阵列403的样式是相对主要海况的实际波长和波浪的方向来最优化的特征。

根据各个实施方式的装置可结合闭环系统(未示出)来操作，在该闭环系统中，高压工作流体形式的能量被用来例如发电或海水淡化。

根据前述，显然地，每个实施方式提供了质量较轻并在恶劣条件下有效地不起作用以便于保存的能量释放浮力致动器。

此外，应该理解的是，本发明的范围并不限于公开的实施方式的范围。

尽管描述的实施方式分别具有模块化结构，应该理解的是，根据本发明的浮力致动器可被构造成单个单元，并在该情形下被运送到现场位置。

在说明书和权利要求中，除非本文另有规定，词语“包括”或类似意思的词语将被理解为其意味着包含所述物或物的组合，但并不意味着对任何其它物或其它物之组合的排除。

Claims

1.一种响应波动的浮力致动器，其包括本体，所述本体限定内部容积，并包括至少一个闸门装置，用于改变所述浮力致动器对波动的响应。

2.根据权利要求1所述的浮力致动器，其特征在于，所述闸门装置被封闭在所述内部容积内。

3.根据权利要求1或2所述的浮力致动器，其特征在于，所述闸门装置适于允许水穿过所述浮力致动器的所述本体流动。

4.根据权利要求1或2或3所述的浮力致动器，其特征在于，所述闸门装置响应于特定的海况。

5.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述闸门装置包括至少一个封闭元件，所述封闭元件在闭合状态和打开状态之间是可移动的，所述封闭元件通常处于所述闭合状态并且在所述封闭状态阻碍水穿过所述本体流动，所述封闭元件在所述打开状态允许水穿过所述本体流动。

6.根据权利要求5所述的浮力致动器，其特征在于，可释放的联结件被设置用于将所述封闭元件可释放地保持在所述封闭状态，所述可释放的联结件适于致动来释放所述封闭元件，以允许所述封闭元件从所述封闭状态移动到所述打开状态，以建立所述打开状态。

7.根据权利要求6所述的浮力致动器，其特征在于，所述可释放的联结件包括磁性联结件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述封闭元件包括门叶。

9.根据权利要求8所述的浮力致动器，其特征在于，所述门叶在闭合状态和打开状态之间是可枢轴移动的，所述活门通常处于所述闭合状态并阻碍水穿过所述本体流动，所述活门在所述打开状态向外摆动以允许水穿过所述本体流动。

10.根据权利要求7、8或9所述的浮力致动器，其特征在于，所述磁性联结件包括在所述封闭装置上邻近其内端的磁体装置和磁性吸引所述磁体装置的对接部。

11.根据权利要求10所述的浮力致动器，其特征在于，所述磁体装置包括收容在壳体内的永久磁体阵列。

12.根据权利要求11所述的浮力致动器，其特征在于，所述壳体具有面对所述磁性联结件的所述对接部的接触面，所述永久磁体相对于所述接触表面凹进。

13.根据权利要求12所述的浮力致动器，其特征在于，所述壳体提供在所述接触表面和所述永久磁体之间的缓冲部。

14.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述闸门装置包括多个封闭元件。

15.根据权利要求14所述的浮力致动器，其特征在于，所述封闭元件被设置成相互配合来提供穿过所述本体横穿流动路径的隔板，每个封闭元件可移动地进入和离开其与另外的封闭元件相互配合来提供所述隔板的状态。

16.根据权利要求15所述的浮力致动器，其特征在于，由所述封闭元件提供的所述隔板延伸穿过所述流动路径，以基本垂直于穿过所述本体的水流的方向。

17.根据权利要求14所述的浮力致动器，其特征在于，所述隔板具有倾斜结构，使得每个封闭元件在闭合状态时相对所述穿过所述本体的水流的方向倾斜。

18.根据权利要求17所述的浮力致动器，其特征在于，每个封闭元件沿朝向所述本体的开口上端的方向倾斜。

19.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述本体被设置成具有纵向长度并提供流动路径，水能够平行于所述本体的纵向轴线穿过所述本体沿着所述流动路径流动。

20.根据权利要求1到18中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述本体为截头圆锥形结构，其具有上端、下端和在这两端之间延伸的侧部。

21.根据权利要求20所述的浮力致动器，其特征在于，所述侧部是凸形的，并在中间凸出。

22.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述本体具有模块化结构。

23.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述本体包括支撑外壳的内部结构，所述外壳具有上端、下端和侧部。

24.根据权利要求23所述的浮力致动器，其特征在于，所述外壳包括多个分段，所述分段被设置成适于相互连接在一起的面板。

25.根据权利要求24所述的浮力致动器，其特征在于，每个面板具有大致矩形结构。

26.根据权利要求25所述的浮力致动器，其特征在于，在相邻的面板之间的连接件包括半搭接接头。

27.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述本体设有一个或多个锚定点，以便于所述浮力致动器在水中使用时的运动。

28.根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，还包括用于抑制每个封闭元件移动进入所述闭合状态的阻尼件。

29.根据权利要求15到28中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，由所述封闭元件提供的所述隔板延伸横穿所述流动路径，以基本垂直于穿过所述本体的水流的方向。

30.根据权利要求15到28中任一项所述的浮力致动器，其特征在于，所述隔板具有倾斜结构，使得每个封闭元件在闭合状态时相对所述穿过所述本体的水流的方向倾斜。

31.一种响应波动的浮力致动器，其包括本体和闸门装置，所述本体包括水沿其流动的流动路径，所述闸门装置用于控制沿所述流动路径的流动，所述闸门装置包括多个封闭元件，所述封闭元件被设置成相互配合来提供横穿穿过所述本体的所述流动路径的隔板，每个封闭元件可移动地进入和离开其与另外的封闭元件相互配合来提供所述隔板的状态。

32.根据权利要求31所述的浮力致动器，其特征在于，所述隔板被设置和定位在所述本体的界限内，所述封闭元件即使在所述完全打开状态也处于所述本体的界限内。

33.根据权利要求31或32所述的浮力致动器，其特征在于，由所述封闭元件提供的所述隔板延伸横穿所述流动路径，以基本垂直于所述穿过所述本体的水流的方向。

34.根据权利要求31或32所述的浮力致动器，其特征在于，所述隔板具有倾斜结构，使得每个封闭元件在闭合状态时相对所述穿过所述本体的水流的方向倾斜。

35.一种响应波动的浮力致动器，其包括本体，所述本体具有适于收容多个分段的支撑结构，所述分段限定腔室来阻断穿过所述本体的水流，其中所述支撑结构和多个分段适于被运送并现场组装。

36.一种用于浸入水体内的浮力致动器，所述浮力致动器包括限定中空内部的本体，所述中空内部适于收容来自周围水体的一定容积的水，所述本体具有流动控制装置用于控制穿过所述中空内部的流动，所述流动控制装置具有用于阻止或至少阻碍穿过所述本体的流体流动的第一状态和允许穿过所述中空内部的流体流动的第二状态。

37.根据权利要求36所述的浮力致动器，其特征在于，所述流动控制装置被限定在所述内部容积中。

38.一种响应波动的浮力致动器，其包括限定内部容积的本体，所述本体包括支撑外壳的内部结构，所述外壳限定所述内部容积，所述外壳包括多个被设置成适于连接在一起的面板的分段。

39.一种响应波动的浮力致动器，其包括限定内部容积的本体，所述本体为截头圆锥形结构，其具有开口上端、开口下端和在这两端之间延伸的侧部。

40.一种响应波动的浮力致动器，其包括本体、闸门装置和锁扣装置，所述本体包括水沿其流动的流动路径，所述闸门装置用于控制沿所述流动路径的流动，所述闸门装置包括提供横穿穿过所述本体的所述流动路径的隔板的多个封闭元件，所述封闭元件可移动地进入和离开其与另外的封闭元件配合来提供所述隔板的状态，所述锁扣装置用于可释放地将每个封闭元件保持在所述状态，所述锁扣装置包括磁性联结件。

41.一种成套组件，其用于组装根据前述权利要求中任一项所述的浮力致动器。

42.一种成套组件，其用于组装浮力致动器，所述成套组件包括支撑结构和多个分段，所述分段适于连接到所述支撑结构来组装所述浮力致动器。

43.一种波能转换系统，其包括至少一个根据权利要求1-40中任一项所述的浮力致动器。

44.一种利用水体内波能作动力的方法，该方法包括在水体内使用根据权利要求1-40中任一项所述的浮力致动器。

45.一种基本上参考附图在这里描述的浮力致动器。