CN102803708B - 波浪能电力发电系统 - Google Patents

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Abstract

波浪能电力发电系统具有相应于波浪运动的浮动主体和关联的、相对地竖直的静止主体，压缩器，压力调节器，和脉冲空气涡轮/发电组。压缩器具有活塞，其相对于气缸往复运动以交替地压缩在相对腔中的空气。压力调节器罐限定了与压缩器连通的腔用于交替接收来自于相对的压缩腔的压缩空气，在罐内的漂浮活塞施加压力至腔内的压缩空气，压力调节器控制由活塞施加至压缩空气的压力，以及与漂浮活塞耦合的液压系统，以限制不期望的活塞的竖直运动，用于以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流。

Description

波浪能电力发电系统
技术领域
本公开涉及波浪能转换装置，更具体地，用于转换波浪能以产生电力的装置。
背景技术
已知通过转换波浪能以产生电力的装置，例如，Wells的U.S.4,383,414；Houser等人的U.S.5,411,377；Fredriksson等人的U.S.6,140,712；以及Hirsch的U.S.7,199,481。
发明内容
根据本公开的一个方面，波浪能电力发电系统包括：响应于竖直波浪运动的浮动主体和关联的、相对地竖直地静止主体；工作压缩器，其包括压缩器气缸和压缩器活塞，安装压缩器活塞用于相对于压缩器气缸的往复运动以交替地压缩在相对的空气压缩腔中的空气；压力调节器，其包括限定了调节器腔的压力调节器罐，压力调节器腔与压缩器气缸连通用于交替地容纳来自于每个相对的空气压缩器腔的压缩空气，设置在压力调节器罐内并安装以施加压力至容纳在调节器腔中的压缩空气的漂浮活塞；与漂浮活塞连接的压力控制器用于控制由漂浮活塞施加至调节器腔中的压缩空气的压力，以及与漂浮活塞耦合的液压减振系统用于限制不期望的漂浮活塞的竖直振荡，为了以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流；以及与压力调节器连通的脉冲空气涡轮和发电机组用于以相对恒定的压力接收来自于压力调节器的压缩空气流的输出以转动脉冲空气涡轮来驱动发电机产生电力。
本公开的该方面的实施方式可以包括一个或者多个接下来的特征。压缩器进一步包括一对滚动膜，其在压缩器活塞和压缩器气缸的相对的壁之间延伸以允许压缩器活塞相对于压缩器气缸进行高效的、几乎无摩擦的往复运动从而交替地压缩在相对空气压缩腔中的空气；压力调节器进一步包括一对滚动膜，其在漂浮活塞和压力调节器罐的相对的壁之间延伸，以允许漂浮活塞相对于压力调节器罐进行高效的、几乎无摩擦的往复运动。关联的、相对地竖直地静止主体包括相对竖直的静止中性浮力活塞，压缩器气缸被安装用于随着浮动主体进行竖直运动，且压缩器活塞被安装至相对地竖直的静止中性浮力活塞。压缩器气缸被安装至浮动主体，从而响应于在水表面上的竖直波浪运动进行竖直的运动，且压缩器活塞被安装至关联的、相对地竖直的静止的中性浮力活塞。关联的、相对的竖直地静止主体包括陆地或者海岸线装备，压缩器气缸被设置在陆地或者海岸线装备上，压缩器活塞被安装至响应于水的主体的表面的竖直运动的浮动主体。该浮动主体设置在响应于水的主体的表面的竖直运动的压缩空气的体积上。该浮动主体设置在响应于水的表面的往复运动的压缩空气的闭合的柱体上，以及系统进一步包括与压缩空气的闭合的柱体连通且适于增加和减少在闭合的柱体内的空气的量的空气处理器，用于调节随着潮汐中的变化的浮动主体的基线位置。在陆地或者海岸线布置，压缩气缸包括限定了上和下压缩腔的上和下相对的圆形的、端部开放的圆柱体构件，以及压缩器活塞和第一圆形的端部开放的圆柱体构件每个限定包含密封剂液体的圆形液体槽，圆形液体槽由活塞限定且设定尺寸和配置为接收上圆形的，端部开放的圆柱构件的边缘壁，其在交替的压缩和吸入行程期间与密封剂液体密封接合，以及圆形液体槽，其由下圆形的、端部开放的圆柱构件限定并设定尺寸和配置为接收活塞构件的边缘壁，其在交替的吸入和压缩行程期间与密封剂液体密封接合。压缩器活塞的压缩行程产生大约+20英寸(+50.8cm)W.C.的压缩或者压力。关联的液体槽包含密封剂液体，其具有特定的近似1.0的重量以及提供至少大约20英寸(50.8cm)的密封深度。压缩器活塞的吸入冲程产生大约-3英寸(-7.6cm)W.C.的吸力。关联的液体槽包含密封剂液体，其具有近似1.0的比重，提供至少大约3英寸(7.6cm)的密封深度。波浪能电力发电系统进一步包括以提升活塞形式的浮动主体，该提升活塞用于在活塞气缸内的竖直的往复运动，活塞气缸包括限定了上和下活塞腔的上和下相对的圆形、端部开放的圆柱构件，以及上和下圆形的端部开放的圆柱构件一同限定了容置密封剂液体的圆形液体槽，圆形液体槽由上和下圆形，端部开放的圆柱构件限定并设定尺寸和配置为接收提升活塞的边缘壁，在提升活塞的往复竖直运动期间与密封剂液体密封接合。上活塞腔与外部周围大气连通。下活塞腔与响应于竖直波浪运动的压缩空气的闭合的柱体连通。浮动主体设置在响应于水表面的往复运动的压缩空气的闭合的柱体上，以及该系统进一步包括与压缩空气的闭合的柱体连通且适于调整在闭合的柱体内的空气的量的空气处理器，用于调节随着潮汐中的变化的浮动主体的基线位置。空气处理器包括用于增加容置在空气的闭合的柱体中的空气的量的空气泵。空气处理器包括用于减少容置在空气的闭合的柱体中的空气的量的减压阀。
根据本公开的另一个方面，波浪能电力发电系统包括：响应于水的表面上的竖直波浪运动的浮动主体，和关联的、相对地竖直的静止中性浮力活塞；工作压缩器，其包括安装用于随着浮动主体竖直运动的压缩器气缸和安装至相对静止的中性浮力活塞的的压缩器活塞，以及一对滚动膜，其在压缩器活塞和压缩器气缸的相对的壁之间延伸以允许压缩器活塞相对于压缩气缸进行高效的、几乎无摩擦的往复运动从而交替地压缩在相对空气压缩腔中的空气；压力调节器，其包括限定了调节器腔的压力调节器罐，压力调节器腔与压缩器气缸连通用于交替容纳来自于每个相对的空气压缩器腔的压缩空气，漂浮活塞，其设置在压力调节器罐内并安装以施加压力至容纳在调节器腔中的压缩空气；与漂浮活塞耦合的压力控制器用于控制由漂浮活塞施加至调节器腔中的压缩空气的压力以及与漂浮活塞耦合的液压减振系统用于限制不期望的漂浮活塞的竖直振荡，为了以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流，以及一对滚动膜，其在漂浮活塞和压力调节器罐的相对的壁之间延伸，以允许漂浮活塞相对于压力调节器罐进行高效的、几乎无摩擦的往复运动；以及设置与压力调节器连通的脉冲空气涡轮和发电机组用于接收来自于压力调节器的压缩空气流的输出以转动脉冲空气涡轮以驱动发电机产生电力。
本公开的上述方面的任一实施方式可以包括一个或者更多个如下特征。在压缩器活塞和压缩器气缸的相对的壁之间延伸的一对滚动膜限定了闭合的压缩器区域，以及系统进一步包括与闭合的压缩器区域连通的真空泵。真空泵对闭合的压缩器区域减压至预定的压力。预定的压力是-6英寸(-15.2cm)W.C.的等级。在漂浮活塞和压力调节器罐的相对的壁之间延伸的滚动膜限定了闭合的调节器区域，以及该系统进一步包括与闭合的调节器区域连通的真空泵。真空泵将闭合的调节器区域减压至预定的压力。预定的压力是-6英寸(-15.2cm)W.C.的等级。波浪能发电系统进一步包括闭合的空气系统，其包括：用于接收、存储和输送的空气的闭合系统的贮存器，以及用于输送压缩器，压力调节器，脉冲空气涡轮，以及贮存器中的空气的导管的闭合系统。闭合的空气系统贮存器包括：限定用于接收、储存和传输闭合系统空气的柔性囊，以及容置柔性囊并限定柔性囊外部的周围空气区域的罐。导管的闭合系统包括用于控制空气流进入和离开压缩器的检查阀。压力调节器以及压缩器通过压缩空气导管连通。压缩空气导管包括用于控制在压缩器和压力调节器之间的空气流方向的检查阀。波浪能发电系统进一步包括空气泵。液压减震系统包括与浮动活塞耦合并响应于在压力调节器腔内的漂浮活塞的竖直速度的双作用活塞，其用于控制液压压力流至双作用活塞的每一侧的流率，用于限制漂浮活塞的不期望的竖直振荡。压缩器活塞被安装在中心杆上的压缩器气缸中，中心杆在压缩器活塞的一侧上具有与对应的方形孔接合的方形横截面部分，以为了抵抗压缩器活塞和压缩器气缸之间的相对转动。漂浮活塞被安装在中心杆上的调节器罐中，中心杆在漂浮活塞的至少一侧上具有与对应的方形孔接合的方形横截面部分，以为了抵抗漂浮活塞和调节器罐之间的相对转动。波浪能发电系统进一步包括用于传输所发的电力用于远程消耗的装置。阻止活塞在气缸内转动的其它方法，诸如滑动轴键或者单个平台可以替换使用。
本公开因此特写了改进的波浪能电力发电系统，其适于在浮动主体和在海岸上单个或者多个单元的操作。有效的和有效率的密封，例如闭合空气系统的有效的和高效的密封，可以在使用一对滚动膜密封的系统压缩器/系统压力调节器的移动构件之间提供，例如，在真空下的密封区域，或者在圆形液体密封槽中使用密封剂。从压缩器的相对腔交替传输的压缩空气被传输进入压力调节器，以及压力调节器，其可以包括压力控制器和/或液压减震系统，轮流以相对恒定的压力传输持续的压缩空气流至脉冲空气涡轮用于驱动关联的发电机。用于适应或者调节由于潮汐改变的水表面高度中的改变的系统也可以被提供。
本公开的一个或者多个实施方式的细节出现在附图和下面的说明中。本公开的其它特征、目标和优点会从说明书和附图以及从权利要求变得明显。
附图说明
图1是本公开的波浪能电力发电系统的某种程度图解表示；
图2是图1的电力产生系统的空气压缩器的某种程度的图解侧平面视图，具有安装至中心杆用于相对于气缸竖直运动的活塞，该活塞和气缸通过减压的滚动膜密封在一起；
图3和图3A是图2的空气压缩器的分别的侧和顶截面视图，示出正方形轴和正方形孔的内部接合，其用于抵抗活塞相对于压缩器气缸的旋转运动；
图4和5是可替换的用于安装上滚动膜的内边缘至活塞，从而在压缩器的容积内在活塞和气缸之间延伸的夹具装置的侧截面视图；
图6是用于安装上滚动膜的外边缘至活塞从而再次在压缩器的容积内在活塞和气缸之间延伸的夹具装置的类似的侧截面视图；
图7是穿过气缸壁的真空入口的侧截面图，其用于使由上和下滚动膜限定边界的在活塞和气缸之间的区域减压；
图8表示了滚动膜的上/外边缘和底/内边缘的径向尺寸的计算例子；
图9和9A是图1的电力产生系统的压力调整器的侧和俯视截面视图，示出正方形轴和正方形孔的内部接合，其用于抵抗活塞相对于调整器罐的漂浮运动；
图9B是穿过罐壁的真空入口的侧截面视图；
图10是本公开的另一种波浪能电力发电系统的海岸线装备的某种程度的图解侧截面表示；
图11是图10的波浪能电力发电系统的海岸线装备的多个构件的可扩展配置的某种程度的图解俯视平面表示；
图12是用于图10的波浪能电力发电系统的海岸线装备的另一种实施方式的空气压缩器的某种程度的图解侧平面视图；
图12A是图12的空气压缩器的分解视图，以及图12B和12C，图12D和12E，以及图12F和12G分别是图12的空气压缩器的压缩器顶部腔构件、压缩器中间活塞构件、以及压缩器底座腔构件的顶和底平面视图；
图13是用于图10的波浪能电力发电系统的海岸线装备的再另一种实施方式的空气压缩器的某种程度的图解侧平面视图，其装配有以漂浮罐形式的交替潮汐调整机构；
图14是用于图10的波浪能电力发电系统的海岸线装备的又另一种实施方式的空气压缩器组件的某种程度的图解侧平面视图，装配有以通过空气压力上升和下降的中性浮力活塞形式的交替潮汐调整机构，且使用图12和12A的可替换液体密封装置；
图14A是用于图14的波浪能电力发电系统的海岸线装备的实施方式的空气压缩器组件的某种程度的图解截面侧平面视图，使用另一种可替换的液体密封装置；
图15是图14的波浪能电力发电系统海岸线装备的另一种实施方式的某种程度的图解侧平面视图，图15A至15H表示了用于表示图15的空气压缩器和潮汐调整机构组件的计算例子；
图16是图1的电力产生系统的空气压缩器的另一种实施方式的侧截面视图，具有用于空气流动进入压缩器气缸和流动离开压缩器气缸的管道。
在不同的附图中相同的附图标记表示相同的构件。
具体实施方式
参照图1以及以下各页，本公开的波浪能电力发电系统10具有锚定至海底S的直径为D的大漂浮浮筒12，直径例如大约15英尺。圆柱形壁14在浮筒12下面延伸以限定紧密配合的腔16。该腔壁在中性浮力活塞20的上面和下面限定了多个打开的水流动孔18，中性浮力活塞20以相对地竖直静止的位置定位在狭窄的塞孔22的区域中。
漂浮浮筒12的上主体部分24限定了腔26，在其中布置为了产生电用于转换波浪能的系统10的部件，包括空气压缩器28、压力调整器30、闭合的空气贮存器32以及脉冲空气涡轮和发电机组34。
简而言之，海洋表面波浪W的运动，引起漂浮浮筒12上升和下落，而中性浮力活塞20保持相对地竖直静止。空气压缩器28具有闭合的罐或者气缸36，其在腔26内固定地安装至的漂浮浮筒12，也响应于海洋波浪的运动随着漂浮浮筒的运动上升和下落。气缸36限定了压缩器腔38，在其中布置了压缩器活塞40。压缩器活塞安装至中心杆42，其在它的低端部处连接至保持相对竖直静止的中性浮力活塞20(即，作为对抗漂浮浮筒和压缩器气缸的上升和下落的波浪运动)。
参照图2、3和3A，在气缸36的顶部，中心杆42，在它的上端部处43被接收进闭合的管44中，以提供空气密封。该杆端部43和管44横截面都可以是方形，因此以抵抗活塞40相对于气缸36的旋转。中心杆42的下端部45在气缸36的底部延伸穿过管46。该下面的管46是打开的，但是设置有水和气密封。在一个实施方式中，压缩器活塞40具有竖直高度HP，例如，4英尺6英寸(1.37m)，具有距离压缩器气缸36的每个顶端和底端的竖直间隙HC，例如4英尺(1.22m)，当系统静止时，例如在平静状态下，压缩器腔具有高度HT，例如12英尺6英寸(3.81m)。也可以设置液压减震器(未示出)以抵抗压缩器活塞40与气缸36的顶和底端部的不期望的冲击，例如，在恶劣天气期间。
压缩器活塞40相对于压缩器气缸腔38的运动，即在压缩器腔内的压缩器活塞的往复竖直运动，交替地轮流压缩在压缩器气缸36的腔38的上腔部分38A和下腔部分38B内所包含的空气的体积。在腔部分中的空气的体积在压缩下通过压缩空气导管48传输，通过检查阀50或51(例如，具有+3英寸(+7.6cm)W.C.破裂压力)进入压力调节器罐60的下腔56。同时，来自于闭合的空气贮存器32的柔性囊124的空气和/或来自于脉冲空气涡轮和发电机组34的脉冲空气涡轮62的由空气泵58泵送的用过的空气通过空气入口导管52通过过检查阀53或54传输进入压缩器气缸36相对的腔部分(也例如，具有+3英寸(+7.6cm)W.C.破裂压力)。
也参照图2和4-6，上和下柔性滚动膜64、66，分别地，例如：0.035英寸(0.9mm)厚聚氨酯，被安装至在压缩器活塞40和压缩器气缸36的壁37之间延伸。例如，参照图4和5，在第一个实施方式中，滚动柔性膜64的内/底边缘78结合在由活塞40的上壁表面限定的凹口80中，并且通过螺栓84(示出一个)与夹具环82固定。在图5中示出的另一个实施例中，滚动柔性膜64的内/底边缘78接合在夹具环86、88之间，由螺栓90固定(再一次，示出一个螺栓)至活塞的表面。在图6中，滚动柔性膜64的外/顶边缘接合在夹具环134、136之间，由螺栓138(再一次，示出一个螺栓)固定在由凹槽板140限定的凹槽中，凹槽板140固定至压缩器气缸36的壁。再次参照图2，适合的设计和操作的这些或者其它的夹具环或者类似构件92可以应用于固定上和下柔性滚动膜64、66的内/底边缘78和外/顶边缘79分别与压缩器活塞40和与压缩器气缸36密封接合。柔性滚动膜的外/顶边缘也可以在除了例如图2所示的位置处固定至压缩器气缸。
滚动柔性膜64、66因此允许在气缸36中，活塞40进行高效地几乎没有摩擦的往复运动，而不损失压力。由气缸36的壁37和活塞40的相对的表面之间的柔性滚动膜64、66限定的密封区域68，由动作通过导管72，此后动作穿过真空端口74(图7)和在压缩器气缸36的壁37的真空分配板76(图3)的真空泵70保持在-6英寸(-15.2cm)W.C.，在进气行程期间，该密封区域用作抵抗滚动膜密封的破裂。它也保持密封形状，例如，当系统空气压力落入大气条件时，当海平静时。使用柔性滚动膜64、66也消除了对保持紧尺寸公差的机器表面的需要。例如，压缩器28(以及压力调节器30)的表面和公差可以仅需要是那些通常在上述领域制造中生产的类似尺寸的储存罐，以及真空空间间隙C(图4)，例如，两英寸(5.1cm)，可以保持在压缩器气缸36和活塞40的相对表面之间。滚动膜的内(或底)边缘78以及外(或顶)边缘79的径向尺寸的计算的例子可以在图8中看见。
现在参照图1、9和9A，压力调节器罐60的下腔56中，来自于压缩器28的压缩的空气被保持在通过漂浮和顶部活塞的压力之下，漂浮和顶部活塞安装在调节器罐60中在竖直杆98上。活塞94固定安装至该杆，因此抵抗从下腔穿过活塞94和杆98之间的任何孔的压缩空气的泄露。竖直杆由上和下轴承支撑和滑动轴承96支撑至调节器罐。在调节器罐的下腔内的压力水平通过容积、即，在可变容积水压舱物罐100中的水的重量来控制，可变容积水压舱物罐100通过水泵102被传输至活塞94或者从活塞94移除，穿过水导管104和软管106(其示出盘绕以适应漂浮活塞94的竖直运动)，便于以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流。
漂浮活塞是内部带有障板(未示出)的以抵抗在压舱物罐100中的水的漏出，当漂浮浮筒12由于波浪作用前后晃动时。该布置有助于保证不平均的向下的力不不利地影响用于漂浮活塞94的滑动轴承支撑96的性能。如在压缩器28的情况中，竖直杆98的一个端部，例如上端部，和相应的限定在调节器罐的顶部的接收孔99(图9B)可以横截面都是方形的，因此以抵抗漂浮活塞94相对于调节器罐60的旋转。
用于限制漂浮活塞94的不期望的竖直振荡以及维持以相对恒定的压力的压缩气体的持续流动的输出的液压减振系统105包括双作用活塞107。该活塞与漂浮活塞耦合并响应于漂浮活塞的竖直速度，其用于控制液压压力流至双作用活塞107的每一侧的流率。该配置可以便于以相对恒定的压力的压缩气体的持续流动的输出。
参照图9、9A和9B，如空气压缩器28的情况，有效的和有效率的密封通过滚动柔性膜108、110保持在漂浮活塞94和压力调节器罐60的相对壁之间，其允许在调节器罐60内使活塞94进行高效的、几乎没有摩擦的往复运动，而不损失压力。由气缸60的壁和活塞94的相对的表面之间的柔性膜108、110限定的密封区域112由动作通过导管72，此后动作穿过真空端口114(图9B)和在调节器罐60的壁中的真空分配板116(图9)的真空泵70保持在-6英寸(-15.2cm)W.C.。在活塞的运动期间，在真空中的操作用作抵抗滚动膜密封的破裂，以及也保持了密封形状，例如，当系统空气压力落入大气条件时，诸如当海平静时。如上所述，柔性滚动膜108、110的使用也消除了对保持紧尺寸公差的机器表面的需要，因为该表面和公差可以仅需要是那些通常在上述领域制造的类似尺寸的储存罐。
通过导管119，压力调节器罐60的上腔118连接至闭合的空气系统区域132与闭合的空气贮存器32的柔性囊124。该配置允许空气流动进入腔118和流动离开腔118以适应在调节器罐60，漂浮活塞94的竖直运动而在罐的上腔内保持周围的压力。
当每一次从压缩器28输出的压缩空气达到0时，压缩器活塞40与波浪的运动反转方向，压力调节器30以恒定的压力传递来自于压力调节器罐60的下腔56的受压气体持续的流动，以驱动脉冲空气涡轮和发电机组34中的空气脉冲涡轮62的旋转，以驱动用于产生电的发电机120，所产生的电通过适合的海下电缆(未示出)被传输至海岸的电网。在优选实施例中，脉冲空气涡轮62可以装配有用于速度控制的可充气的螺旋管节流阀，以及耦合发电机120可以具有可变的载荷控制。
空气泵58，与导管122连通，从柔性囊124抽出余下的空气或者传输周围的空气至闭合系统空气贮存器32的囊以保持期望的系统压力。在封闭的系统中的空气的总的体积保持相对恒定，然而，取决于所选择以驱动脉冲涡轮的操作压力，总的空气数量会通常不同。期望的是操作压力会在+6英寸(+15.2cm)W.C.和+20英寸(+50.8cm)W.C.之间变化。在系统启动和选择+6英寸(+15.2cm)W.C.的压力且由压力调节器30控制时，外部的空气必须被添加到系统以弥补压缩到+6英寸(+15.2cm)W.C.水平的空气的体积。对于在+6英寸(+15.2cm)W.C.处的每一个100立方英尺(2.83立方米)空气，空气泵58必须在大气压下流入1.5立方英尺(4.2×10-2立方米)以保持在脉冲涡轮62的排放侧的大气压力。所选择的每个额外的+4英寸(+10.2cm)W.C.增加会需要1.0立方英尺(2.8×10-2立方米)的空气泵入系统中。相反地，系统会从系统抽出空气以保持内部的压力等于大气压力，当测定压力下降时。上升的测定气压会发出需要泵入额外的空气以保持不同于大气压的期望的±1英寸(2.5cm)W.C.的信号。柔性囊124提供可充气的贮存器用于暂时储存在闭合的空气系统中使用的空气体积。以这种方式，闭合体积的空气，例如已经处理的空气，例如干燥的或者润滑的可以被保存和使用通过重复的循环。相比较，在囊124外部的空气贮存罐126的周围的空气区域130中的空气，响应于柔性囊124的闭合的空气系统区域132的体积的变化流入或者流出穿过周围的空气孔和过滤器128，可以从大气抽取并且不用预处理而使用。
在此参照图1及下面的页面，如上所述的本公开的波浪能电力发电系统10，可以安装在锚定在海底的大漂浮浮筒12中。圆柱形壁14在浮筒下面延伸以限定紧密配合的腔16。
漂浮浮筒腔24静止在海面O上，优选具有位移X，例如大约6英寸(15.2cm)的位移，以提供用于压缩在压缩器28中的空气至+28英尺(+71.1cm)W.C.的力。海面波浪W的运动引起漂浮浮筒12上升和下降。响应于海波浪的运动，在腔26内安装至漂浮浮筒的空气压缩器气缸36也随着漂浮浮筒的运动上升和下降，而在压缩器气缸腔38中，且安装至与中性浮力活塞20连接的中心杆42的压缩器活塞40保持相对地竖直静止。
压缩器气缸腔38相对于压缩器活塞40的运动，即，压缩器活塞在压缩器腔内的往复竖直运动，交替依次压缩压缩器气缸的上腔38A和下腔38B内所包含的空气的体积。在腔内的空气的容积在压缩下经由压缩空气导管48，通过检查阀50或51传输进入压力调节器罐60的下腔。同时，来自于柔性囊124中的闭合的空气贮存器132的空气和从脉冲空气涡轮62排放的持续的空气流经由导管52通过检查阀53或54传输进入压缩器气缸的相对腔。限定保持-6英寸(-15.2cm)W.C.的闭合区域68，安装在压缩器活塞40和压缩器气缸36的壁之间的柔性滚动膜64、66，允许高效的、几乎没有摩擦的在气缸内的活塞的往复运动，而不损失压力。在真空下由压缩器气缸或者罐36的壁和活塞40的相对表面之间的柔性膜64、66限定的保持的区域用作抵抗在吸入形成的密封的失败，也保持了密封的形状，例如，当系统空气压力落入大气条件，诸如当海是平静的。使用柔性滚动膜也消除了对保持紧地尺寸公差的机器表面的需要。例如，表面和公差可以仅需要是那些通常在上述领域制造的类似尺寸的存储罐。
在压力调节器罐60中，来自于压缩器罐28的压缩空气在压力下通过漂浮或者顶活塞94保持在下腔部分56，漂浮或者顶活塞94通过在竖直杆98上的滑动轴承支撑96安装在调节器罐60中。在调节器罐60的下腔部分56中的压力水平通过调节容积控制，即，水压舱物的重量，水压舱物从在活塞94中的可变容积水压舱物罐100通过操作水泵102，穿过导管104和软管106被传输，导管104和软管106盘绕以适应漂浮活塞94的竖直运动。漂浮活塞94是内部带有障板的以抵抗在压舱物罐中的水的漏出，当漂浮浮筒由于波浪作用前后晃动时。该配置有助于保证不平均的向下的力不会不利地影响用于漂浮活塞的滑动轴承支撑96。当在压缩器中，有效的和高效的密封通过柔性滚动膜108、110保持在漂浮活塞94和罐60的壁之间，在漂浮活塞94和压力调节罐60的壁之间的柔性滚动膜之间的区域112通过动作穿过导管72、真空端口74和真空分配板76的真空泵70保持在-6英寸(-15.2cm)W.C.。真空条件允许有效率的，几乎没有摩擦的活塞在罐内的往复运动，而不用损失压力，并不需要机器表面保持紧的尺寸公差。压力调节器罐60的上腔部分118通过导管119连接至柔性囊124的闭合的系统空气区132，允许(处理的)空气流动进入和离开腔以适应于调节器罐60内的漂浮活塞94的竖直运动，而保持在调节器罐的上腔118中的周围压力。
当每次压缩空气从压缩器28输出达到0，压缩器活塞40与波浪的运动反转方向，压力调节器30从压力调节器罐60的下腔56以恒定的压力传输持续的压缩空气流。持续的压缩流驱动具有速度控制的可充气的螺旋管充气阀的空气脉冲涡轮62，耦合的发电机120，具有可变的载荷控制，用于产生通过适合的海底电缆(未示出)传输至海岸上的电网的电。
在另一个实施方式中，本公开的波浪能电力发电系统具有闭合的海岸线装备的形式，如图10和11所示，其将在下面描述。
特别地，海岸线装备200的空气压缩器228定位在切入例如花岗岩海岸的海岸204的竖直气缸202上。第一或者下水平连接通路206(在图13中看见得更为清除)在低潮SL处的海表面下的高度被切入海岸，第二或者上水平连接通道208在高潮SH处的海表面上的高度切入海岸。下通道206允许海水SW进入和离开竖直的气缸202，相应于抵靠海岸的波浪W的动作升高和降低竖直气缸SI内的水的高度。上通道208允许空气A自由运动进入和离开气缸202，当内部的海水表面竖直上升和下降时。
通常定位在竖直气缸202上方的空气压缩器228包括安装在海岸上并限定了压缩器腔238的固定的压缩器罐结构236。压缩器活塞240定位在腔238内，并安装在与竖直气缸202中的漂浮主体229连接的中心杆242上。漂浮主体229通过在竖直气缸202中随着上升的波浪海水高度移动增长的水的深度在压缩器活塞240上施加力。该力通过在竖直气缸202中随着下降的波浪海水高度移动减少的水的深度被倒转以在压缩器活塞240上向下拉。
如上所述(例如，参照图2)，压缩器228使用在竖直移动的压缩器活塞240和固定的压缩器罐228之间的滚动柔性膜密封264、266以适于在漂浮主体229的活塞上的潮汐影响。如上，在柔性膜264、266之间限定的密封区域268优选保持在-6英寸(-15.2cm)W.C.以在腔238内，活塞240的上下压缩行程期间，控制滚动膜。
再一次如上所述，特别地参照图1和2，在本公开的波浪能电力发电系统的闭合的海岸线装备201的操作期间，在吸入行程期间，清洁的干燥空气依次传递通过闭合的导管和检查阀系统252、254(图11)，进入腔238的上和下部分的每一个。在压缩行程期间，清洁的干净空气接着被压缩并且通过闭合的导管和检查阀系统248、250传递进入恒定压力储存罐260(图11)。压缩活塞240的每一行程产生压缩或压力PC，例如，在压缩行程下在压缩腔内，大约+24英寸(+61.0cm)W.C.，(仅通过例子，活塞240示出为向下压缩行程，如箭头F所指示的)，并产生吸力或真空，VC，例如，在吸入行程下在压缩腔内，大约-3英寸(-7.6cm)W.C.的吸力或真空。在一个所述的系统的实施方式中，活塞240移动等于大约6％空气柱体高度的竖直距离以产生+24英寸(+61.0cm)W.C.的压力(在那里1大气压等于大约+406.8英寸(+1033.2cm)W.C.)。
参照图10，压缩器228的罐236必须设定尺寸以提供活塞240具有足够的活塞上和活塞下的两者的间隙高度，以允许活塞240相对于气缸236的向上和向下竖直运动。对于系统201的实施方式，在那里漂浮主体229构建具有固定数量的浮力，活塞240具有高度HP，其等于高潮和低潮加最大的预期波浪高度之间的差的数量，而额外的活塞上和活塞下的两者的间隙高度HC等于高潮和低潮加1/2的最大的波浪高度之间的1/2的差的数量。压缩腔的整个高度HT因此是高潮和低潮加两倍最大波浪高度之间的差的两倍的数量。
也参照图11，由大量波浪能电力发电系统201组成的系统200可以沿着海岸204安装，每个在竖直切入气缸202上(图10)，气缸202与用于吸入和排出海水的下水平管206(图13)连接并且与用于吸入和排出空气A的上水平管208(图10)连接。每个系统201具有浮动从动压缩器228，由海洋波浪W的动作举起和下降，以提供压缩空气以驱动大脉冲涡轮262，经由多个恒定压力储存罐260，或者经由适合的单个，非常大压力调节器/储存器罐(261，以虚线假设)，以驱动发电器220。为了清洁、干净空气的返回，闭合的空气系统包括连接压缩器228至压力调节器230的导管248(具有检查阀250)，连接调节器至脉冲空气涡轮/发电机组234的导管系统221，以及连接脉冲空气涡轮262至浮动从动压缩器228的导管252(具有检查阀254)。
参照图12和12A，示出了在本公开的波浪能电力发电系统的另一个闭合的海岸线装备301中，液体槽密封装置304，例如，为了在上述的滚动膜的位置中使用。在该实施方式中，空气压缩器328由底部部分350，顶部部分360以及中间活塞部分370组成。底部部分350由圆形的，端部开放的底部圆柱形构件352，其具有限定了下压缩腔部分356的直立的圆柱形内壁354，以及直立的圆柱形外壁358组成，圆柱形外壁358与内圆柱壁354一起限定了圆形液体密封槽390。顶部分360由反向的，圆形的端部开放的底部圆柱形构件362，限定了上压缩腔部分366的向下垂的圆柱形壁364组成。中间活塞部分367由限定了活塞主体372的圆形的闭合的中心圆柱形构件、直立的圆柱形壁374，限定了液体密封槽392的活塞主体的相对壁376，以及外向下垂的圆柱形外壁378组成。
也参照图12B至12F，底部部分350和中间活塞部分370被互相地设定尺寸和构建以允许活塞部分370的向下垂的圆柱形壁378容纳在由底部部分350限定的液体槽中，与容置在那里的密封剂液体306密封接合，在向下压缩行程，活塞主体372前进以压缩在压缩腔部分356中的空气。顶部部分360和中间活塞部分370也互相设定尺寸和构建以允许顶部部分360的向下垂的圆柱形壁364容纳在由活塞部分350限定的液体槽392中，与容置在那里的密封剂液体306密封接合，活塞主体372在向上压缩行程前进以压缩在压缩腔部分366中的空气。如上所述，在底部部分350、顶部部分360和/或活塞部分370之间的相对往复竖直运动(例如底部和顶部部分可以相对固定，活塞部分相对其移动，或者活塞可以固定，顶部和底部部分相对其移动，或者其它的相对运动的组合可得以实施)。
参照图1和2，如上所述，在压缩行程期间，在上或者下压缩腔内部，压缩的空气穿过介入导管248和检查阀250进入压力调节器罐，而空气被抽取进入相对的下或者上压缩腔，在吸入期间，穿过导管252和检查阀254。该配置利用了由密封剂液体306设置的密封304，密封剂液体306位于一对圆形的液体槽390、392中，进入该槽，圆形的、端部开放的圆柱形壁364、378被中心地定位以提供从由压缩器活塞构件372相对的竖直运动产生的正或负压分离周围空气的屏障。
在液体密封的压缩器328和驱动浮动主体329之间的竖直距离是可以调整的，例如，通过潮汐补偿调节机构310，以使得通过超过压缩器活塞372的全部竖直行程的圆形液体槽，潮汐海高度变化不径向影响所需的高度。例如，压缩器活塞372的每个行程产生了压力PC的压缩，例如，在压缩腔部分中，在压缩行程时，大约+20英寸(+50.8cm)W.C.的压力，(仅通过示例，活塞372也示出在向下压缩行程，如有箭头G所指示的)，并产生了吸力或者真空VC，例如，在压缩腔部分中，在吸入行程时，大约-3英寸(-7.6cm)W.C.的吸力或真空。结果，在吸入行程上需要最小的液体密封高度LS，例如3英寸(7.6cm)的液体密封高度，在压缩行程上需要最小的液体密封高度LC，例如20英寸(50.8cm)的液体密封高度。(这些最小液体密封高度应用于基于水和其它具有近似1.0的特定的重量的密封剂液体且可以被调整用于其它特定重量的密封剂液体)。例如，水银(在以下说明作为可能的可替换的密封剂液体)具有特定的13.6的重量，在吸入行程，需要调整的最小液体密封高度LS，大约0.2英寸(5.11mm)，在压缩行程，需要调整的最小液体密封高度LC，大约1.5英寸(3.8cm)。
密封剂液体306被选择以具有相对低的蒸汽压力和高的特定密度，加抗冻特性，例如所有与淡水和海水相比，以为了减少所必需的以实施密封的区别的液体高度。合适的可替换密封剂液体的一个例子是水银，但是其它适合的密封剂液体也可以使用。
本公开的大量的实施方式已经在上文中描述。然而，应该理解的是在不偏离本公开的精神和范围的各种可以进行改进。
例如，在图10的实施方式中表示的闭合的漂浮主体系统中，压缩器罐236必须具有大的竖直尺寸以为了适应在两种潮汐高度中(例如，在高潮和低潮之间)和波浪高度中(例如，在波浪的顶峰和波浪的波谷之间)的相当大的变化。该问题可以通过潮汐调整机构310处理，例如如图12所示的，或者如接下来参照图14所描述的。
参照图13，在可替换的实施方式中，水压舱物可以从漂浮主体229’添加或移除以为了建立中性漂浮高度N，(或者漂浮范围NR，例如从漂浮主体加上或者减去12英寸(30.5cm)，因此为了潮汐变换，以基准或者平均水高度调整)。以这种方式，用于压缩器(在上文参照图10所讨论的)所需要的竖直尺寸的潮汐部件的一半可以在活塞高度和间隙高度消除。本公开的波浪能电力发电系统的闭合的海岸线装备201会因此更接近地模仿参照图1及下页所述的漂浮浮筒系统10。
在图10和13中，穿过上连接通道208，由海水的潮汐流动穿过下连接通道206产生的空气A的流动(吸入和排出)，也可以被排出作为额外的能量源。
仍参照图13，压缩器228示出具有在活塞240和压缩器罐236之间的滚动柔性膜密封，例如，如图10中所应用的，但是液体密封系统，例如，如上文中参照图12和12A至12G所述的，也可以应用用于闭合的海岸线装备。
例如，接下来参照图14，在本公开的波浪能电力发电系统的闭合的海岸线装备401的另一个可替换的实施方式中，压缩器304，如上所述参照图12及下面的页面，由较大的往复运动的或者提升活塞402驱动，活塞402由压缩空气轮流驱动。活塞402设置在定位在切入海岸408的竖直气缸406上的闭合的活塞气缸404中。当波浪来到岸上穿过水平连接通道414时，与提升活塞气缸的下腔418连通的在海岸线波浪波动腔412上的闭合的柱体内的空气，由升高的液体的高度压缩。如上所述，响应于波浪W抵靠海岸的动作，连接通道114允许海水SW进入和排出竖直气缸406，升高和降低竖直气缸SI内的水的高度。压缩器304具有液体密封配置，例如，如参照图12及下页所述，在参照图10上文所述的滚动膜的位置。在图中所示的实施方式中，活塞402也具有液体密封配置，如现在将要描述的。
仍然参照图14，第一气缸416限定了与空气柱体410连通的下腔418。第二倒转气缸420在第一气缸416上延伸并限定了通过周围释放端口424与周围大气连通的上腔422。倒转活塞气缸426在第一气缸416上延伸且在第二倒转气缸420内，具有由液体428以分别限定在第一和第二气缸416、420之间的液体槽密封430提供的密封，以抵抗活塞气缸404的下和上腔418、422之间的泄露。倒转活塞气缸限定了容纳中心杆342的孔432(例如：圆柱的或方形的)，中心杆342与压缩器304的活塞372连接，套筒434围绕连接至压缩器活塞372的中心杆342，中心杆342延伸进入中心孔的密封液体436以抵抗活塞的上腔422和压缩器304的下压缩腔部分356之间的空气泄露。响应于由于波浪和潮汐的运动的穿过通道414的水流的上升和下落，闭合的空气柱体410通过空气压力轮流升高和降低该提升活塞402，以升高和降低压缩器活塞372，其通过中心活塞杆342牢固耦合至提升活塞402的往复。
包括空气鼓风机438和减压阀440的空气处理器439通过导管系统442与闭合的空气柱体410连通，为了根据需要，增加和减少在空气的闭合柱体410和与潮汐的高度改变协同的下往复活塞腔418中的空气的量，以调整活塞402的基线或者平均位置。例如，也参照图15，在入流的潮汐上，当水WM的平均高度或者高度(离开了波浪运动)在竖直气缸406上升高，空气通过减压阀440从腔410释放，减少了空气的量，假设中性浮力往复活塞402与牢固耦合的压缩器活塞372和轴342的组合的重量保持相对恒定，中性浮力活塞402的平均位置保持相对恒定，中性浮力活塞402反作用(即，上升和下降以交替的方式引起在压缩器上腔和接着下腔中的空气压缩)主要仅响应于在波浪波动腔412中，由于波浪动作的水高度的波动和跌落。类似地，在出流潮汐上，空气鼓风机438引入空气进入闭合的空气柱体410，增加了空气的量且引起中性浮力活塞402相对于水WM的平均高度或者高度升高，在竖直柱体406中，保持相对于压缩器304的高度相对恒定的高度，再一次，中性浮力活塞402反作用(即：上升和下降以交替的方式引起在压缩器上腔和接着下腔中的空气压缩)，主要仅响应于在波浪波动腔412中，由于波浪动作的水高度的波动和跌落。
由活塞配置驱动的往复压缩空气取代了参照图13如上所述的漂浮主体配置，通过调整在闭合的空气柱体410中的空气的体积(重量)以在波动腔412中，在中点上或者水表面高度WM的平均高度上，建立用于压缩器304的平均的静止处(at-rest)的中点。
参照图14A，示出了本公开的波浪能电力发电系统的闭合的海岸线装备中(例如在图14中示出的闭合的海岸线装备401中)用于空气压缩器328’的液体槽密封配置304’的另一种实施方式。例如，使用在如上所述的滚动膜的位置(图10中)。在这个实施方式中，空气压缩器328’(以截面视图示出)由中间活塞部分370’，其设置用于在具有内底部部分350’和外顶部部分360’的固定的圆柱体压缩器主体349’内往复竖直运动，内底部部分350’是具有向下垂的圆柱体内壁352’的倒转的，圆形的，端部开放的底部圆柱体构件。顶部部分360’是具有向下垂的圆柱体壁362’的倒转的，圆形的，端部开放的底部圆柱体构件。相对的，主体349’的向下垂的圆柱体壁352’、362’通过水平壁367’被连接在底部处，向下垂的圆柱体壁352’、362’，与水平底部壁367’一同，一同限定了圆形液体密封槽390’。中间活塞部分370’由限定活塞主体372’的倒转的、圆形的、端部开口的中心圆柱体构件与向下垂的圆柱形外壁378’组成。内底部部分350’和中间活塞部分370’一起限定了下压缩腔部分356’。外顶部部分360’和中间活塞部分370’一起限定了上压缩腔部分366’。
压缩器主体的内底部部分350’和外顶部部分360’是349’是相对于往复中间活塞主体372’互相设定尺寸且构建以允许中间活塞370’的向下垂的圆柱形壁378’以被容纳进由压缩器主体349’限定的液体槽390’，与容置在那里的密封剂液体306’密封接合。中间活塞主体372’和中心轴342’在固定的圆柱形压缩器主体349’内往复运动，在向下压缩行程(箭头D)以压缩在下压缩腔部分356’中的空气，和向上压缩行程(箭头U)以压缩在压缩腔部分366’中的空气之间。如上所述，例如，参照图1和2，在上或者下压缩腔366’、356’中，在压缩行程期间，压缩空气被传递通过中间导管248’和检查阀250’进入压力调节器罐(未示出)，而空气被抽入相对的下或者上压缩腔，在吸入期间，穿过导管252’和检查阀254’。该配置利用了在圆形的、液体槽390’中的密封剂液体306’设置的密封，进入该液体槽，活塞的圆形的端部开放的圆柱形壁378’被中心定位以提供从由压缩器活塞构件372’相对的竖直运动产生的正或负压分离周围压力的屏障。
在压缩器628’的一个实施方式中，压缩器气缸具有有效的高度HT，例如大约194英寸(16英尺，2英寸；4.93m)的高度，假定间隙高度HC，例如大约40英寸(1.02m)的高度，用于相对于压缩器气缸，压缩器活塞372’的上和下竖直运动，活塞具有整个行程高度HF，例如大约80英寸(2.03m)的行程高度。(所有尺寸仅通过例子提供。)压缩器活塞372’的每个行程产生压缩或者压力PC，例如大约+14英寸(+35.6cm)W.C.的压力或者压缩，在压缩器腔部分，在压缩冲程期间，并且产生了吸力或真空VC，例如大约-3英寸(-7.6cm)W.C.的吸力或真空，在压缩腔部分，在吸入冲程期间。结果，在吸入行程上需要最小的液体密封高度LS，例如3英寸(7.6cm)的液体密封高度，在压缩行程上需要最小的液体密封高度LC，例如14英寸(35.6cm)的液体密封高度。(如上，这些最小液体密封高度应用于基于水和其它具有近似1.0的特定的重量的密封剂液体且可以被调整用于其它特定重量的密封剂液体)。
现在参照图15和图15A至15H。图15是图14的波浪能电力发电系统海岸线装备的表示的实施方式的某种程度的图解侧平面视图，图15A至15H表示了为了用于该表示的空气压缩器和潮汐调整机构组件的构件设定尺寸的计算例子。
在图15的表示系统中，压缩器304具有878lbs.(398kg)的重量以及例如20英寸(50.8cm)W.C.的输出压力。压缩器也具有2.00m的直径，近似3.14m2的面积，压缩器活塞具有2.0m的行程，12.28m3每波浪的最大容积。中性浮力/提升活塞402具有2，432lbs.(1，103kg)的重量(以下图15C所计算的)。提升活塞也具有2.83m的直径，近似6.28m2的面积，压缩器活塞具有2.0m的行程。竖直气缸406的吸入腔412具有2.83m的直径，近似6.28m2的面积，6.6英寸(16.8cm)W.C.的中性压力，21.0英寸(53.3cm)W.C.的向上压力，以及4.5英寸(11.4cm)W.C.的向下压力。
图15A表示了压缩器活塞的重量的计算例子，包括用于密封的一米深的侧气缸，例如，在液体密封槽中或者具有滚动膜，假设壁厚0.200英寸(5.1mm)。在图中示出的计算例子中，压缩器活塞的总的重量是878磅(398kg)。
图15B表示了提升活塞重量(WT)加压缩空气至+20英寸(+50.8cm)W.C.和在吸入侧上在空气中抽取至-3英寸(-7.6cm)W.C.所需要的力的计算例子。在图中示出的计算例子中，提升活塞重量(WT)加压缩空气至+20英寸(+50.8cm)W.C.和在吸入侧上在空气中抽取至-3英寸(-7.6cm)W.C.所需要的力是4，883磅(2，215kg)。
图15C表示了提升活塞在2.83M.O.D(111.5英寸(2.83cm))的重量的计算例子，假设壁厚0.200英寸(5.1mm)，加6英寸(15.2cm)O.D.的重量，由4英寸(10.2cm)I.D.近似18英尺(5.49m)长的中心轴。在图中示出的计算例子中，中性浮力提升活塞和中心轴的总的重量是2,432磅(1，103kg)。
图15D表示了用于向上压缩行程所需要的力的计算例子。在图中示出的计算例子中，用于向上压缩行程所需要的力是7,315磅(3,318kg)。
图15E表示了用于向上压缩行程所需要的压力(以W.C.)的计算例子。在图中示出的计算例子中，用于向上压缩行程所需要的压力是20.1英寸(53.3cm)W.C.。
图15F表示了用于向下压缩行程所需要的力的计算例子。在图中示出的计算例子中，用于向下压缩行程所需要的力是1,573磅(714kg)。
图15G表示了用于向下压缩行程所需要的压力(以W.C.)的计算例子。在图中示出的计算例子中，用于向下压缩行程所需要的压力是4.51英寸(11.5cm)W.C.。
图15H表示了在闭合的空气柱体中的中性压力(以W.C.)的计算例子。在图中示出的计算例子中，在闭合的空气柱体中的中性压力是10.1英寸(25.7cm)W.C.。
最后参照图16，在压缩器28’的另一个实施方式中，压缩器活塞可以具有直径或者宽度WP，例如2.4m，而压缩器气缸36’具有内直径或者宽度WC，例如2.5m，以及活塞具有竖直高度Hp，例如1.20m，而压缩器气缸具有有效高度HT，例如3.20m，假设间隙高度HC，例如1.00m，用于压缩器活塞相对于压缩器气缸的上和下竖直运动。
为了便于理解本公开，上文的波浪能电力发电系统10已经在上文描述具有单个压缩器、调节器、空气贮存器、和脉冲空气涡轮/发电机组、根据本公开会认识到其它数量的系统和/或系统部件也可以被结合、包括在一组或者多组漂浮浮筒中或者在海岸线装备中。
因此，其它实施方式在接下来的权利要求的范围内。

Claims (36)

1.一种波浪能电力发电系统，包括：
响应于竖直波浪运动的浮动主体和关联的、相对地竖直地静止主体；
工作压缩器，其包括压缩器气缸和压缩器活塞，所述压缩器活塞安装用于相对于所述压缩器气缸的往复运动以交替地压缩在相对的空气压缩腔中的空气；
压力调节器，包括：
压力调节器罐，其限定了调节器腔，所述调节器腔与压缩器气缸连通，从而交替地容纳来自于每个相对的空气压缩腔的压缩空气，
漂浮活塞，其设置在所述压力调节器罐内并安装，以施加压力至容纳在所述调节器腔中的压缩空气；
压力控制器，其与漂浮活塞耦合，用于控制由所述漂浮活塞施加至所述调节器腔中的压缩空气的压力，以及液压减振系统，其与所述漂浮活塞耦合，用于限制不期望的所述漂浮活塞的竖直振荡，为了以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流；以及
脉冲空气涡轮和发电机组，其设置成与所述压力调节器连通，从而以相对恒定的压力接收来自于所述压力调节器的压缩空气流的输出以转动所述脉冲空气涡轮来驱动所述发电机组产生电力。
2.根据权利要求1所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩器进一步包括一对滚动膜，其在所述压缩器活塞和所述压缩器气缸的相对的壁之间延伸以允许所述压缩器活塞相对于所述压缩器气缸进行高效的、几乎无摩擦的往复运动，从而交替地压缩在相对空气压缩腔中的空气。
3.根据权利要求1所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压力调节器进一步包括一对滚动膜，其在漂浮活塞和所述压力调节器罐的相对的壁之间延伸，以允许所述漂浮活塞相对于所述压力调节器罐进行高效的、几乎无摩擦的往复运动。
4.根据权利要求1所述的波浪能电力发电系统，其中：所述关联的、相对地竖直的静止主体包括相对竖直的静止中性浮力活塞，所述压缩器气缸被安装用于随着所述浮动主体进行竖直运动，且所述压缩器活塞被安装至所述相对地竖直的静止中性浮力活塞。
5.根据权利要求4所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩器气缸被安装至浮动主体，从而响应于在水表面上的竖直波浪运动进行竖直地运动，且所述压缩器活塞被安装至关联的、相对地竖直的静止的中性浮力活塞。
6.根据权利要求1所述的波浪能电力发电系统，其中：所述关联的、相对地竖直的静止主体包括陆地或者海岸线装备，所述压缩器气缸被设置在所述陆地或者海岸线装备上，所述压缩器活塞响应于水的主体的表面的竖直运动被安装至所述浮动主体。
7.根据权利要求6所述的波浪能电力发电系统，其中：所述浮动主体响应于水的主体的表面的竖直运动设置在压缩空气的柱体上。
8.根据权利要求7所述的波浪能电力发电系统，其中：所述浮动主体响应于水的表面的往复运动设置在压缩空气的闭合的柱体上，以及所述波浪能电力发电系统进一步包括与所述压缩空气的闭合的柱体相连通并且适于增加和减少在所述闭合的柱体内的空气的量的空气处理器，用于调节随着潮汐中的变化的所述浮动主体的基线位置。
9.根据权利要求1所述的波浪能电力发电系统，在所述压缩器气缸的陆地或者海岸线布置中，其中：所述压缩器气缸包括限定了上压缩腔和下压缩腔的相对的上圆形的端部开放的圆柱构件和下圆形的端部开放的圆柱构件，以及
所述压缩器活塞和下圆形的端部开放的圆柱构件每个限定包含密封剂液体的圆形液体槽，
第一圆形液体槽，由所述压缩器活塞限定，且设定尺寸和配置为接收所述上圆形的端部开放的圆柱构件的边缘壁，该第一圆形液体槽在交替的压缩和吸入行程期间与密封剂液体密封接合，以及
第二圆形液体槽，由所述下圆形的端部开放的圆柱构件限定，并设定尺寸和配置为接收所述压缩器活塞的边缘壁，该第二圆形液体槽在交替的吸入和压缩行程期间与密封剂液体密封接合。
10.根据权利要求9所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩器活塞的压缩行程产生+20英寸W.C.的压力。
11.根据权利要求10所述的波浪能电力发电系统，其中：第一或第二圆形液体槽包含具有1.0的比重的密封剂液体，提供至少20英寸的密封深度。
12.根据权利要求9或10所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩器活塞的吸入冲程产生-3英寸W.C.的吸力。
13.根据权利要求12所述的波浪能电力发电系统，其中：第一或第二圆形液体槽包含具有1.0的比重的密封剂液体以及提供至少3英寸的密封深度。
14.根据权利要求1或7所述的波浪能电力发电系统，进一步包括：以提升活塞形式的浮动主体，所述提升活塞被配置用于在活塞气缸内进行竖直的往复运动，
所述活塞气缸包括限定上活塞腔和下活塞腔的相对的上圆形的端部开放的圆柱构件和下圆形的端部开放的圆柱构件，以及
所述上圆形的端部开放的圆柱构件和下圆形的端部开放的圆柱构件共同限定容置密封剂液体的圆形液体槽，
所述圆形液体槽由所述上圆形的端部开放的圆柱构件和下圆形的端部开放的圆柱构件限定，并设定尺寸和配置为接收提升活塞的边缘壁，在所述提升活塞的往复竖直运动期间与密封剂液体密封接合。
15.根据权利要求14所述的波浪能电力发电系统，其中：所述上活塞腔与外部周围大气连通。
16.根据权利要求14所述的波浪能电力发电系统，其中：所述下活塞腔响应于竖直波浪运动而与压缩空气的闭合的柱体连通。
17.根据权利要求14所述的波浪能电力发电系统，其中：所述浮动主体响应于水表面的往复运动设置在压缩空气的闭合的柱体上，所述波浪能电力发电系统进一步包括与所述压缩空气的闭合的柱体连通且适于调整在所述闭合的柱体内的空气的量的空气处理器，从而调节随着潮汐中的变化的所述浮动主体的基线位置。
18.根据权利要求17所述的波浪能电力发电系统，其中：所述空气处理器包括用于增加所述压缩空气的闭合的柱体中所包含的空气的质量的空气泵。
19.根据权利要求17或18所述的波浪能电力发电系统，其中：所述空气处理器包括用于减少所述压缩空气的闭合的柱体中所包含的空气的质量的减压阀。
20.一种波浪能电力发电系统，包括：
响应于水的表面上的竖直波浪运动的浮动主体，和关联的、相对地竖直的静止中性浮力活塞；
工作压缩器，包括：
安装用于随着所述浮动主体竖直运动的压缩器气缸，
安装至相对地静止的中性浮力活塞的压缩器活塞，以及
一对滚动膜，其在所述压缩器活塞和所述压缩器气缸的相对的壁之间延伸以允许所述压缩器活塞相对于所述压缩器气缸进行高效的、几乎无摩擦的往复运动，从而交替地压缩在相对空气压缩腔中的空气；压力调节器，包括：
限定调节器腔的压力调节器罐，所述调节器腔与所述压缩器气缸连通，从而交替地容纳来自于每个相对的空气压缩腔的压缩空气，
漂浮活塞，其设置在所述压力调节器罐内并安装，以施加压力至容纳在所述调节器腔中的压缩空气；
与所述漂浮活塞耦合的压力控制器，用于控制由所述漂浮活塞施加至所述调节器腔中的压缩空气的压力，以及与所述漂浮活塞耦合的液压减振系统，用于限制不期望的所述漂浮活塞的竖直振荡，从而以相对恒定的压力输出持续的压缩空气流，以及
一对滚动膜，其在所述漂浮活塞和所述压力调节器罐的相对的壁之间延伸，以允许所述漂浮活塞相对于所述压力调节器罐进行高效的、几乎无摩擦的往复运动；以及
设置成与所述压力调节器连通的脉冲空气涡轮和发电机组，用于接收来自于所述压力调节器的压缩空气流的输出以转动所述脉冲空气涡轮，从而驱动所述发电机组产生电力。
21.根据权利要求2或20所述的波浪能电力发电系统，其中：在所述压缩器活塞和所述压缩器气缸的相对的壁之间延伸的该对滚动膜限定闭合的压缩器区域，以及所述波浪能电力发电系统进一步包括与所述闭合的压缩器区域连通的真空泵。
22.根据权利要求21所述的波浪能电力发电系统，所述真空泵将所述闭合的压缩器区域减压至预定的压力。
23.根据权利要求22所述的波浪能电力发电系统，其中：所述预定的压力为-6英寸W.C.。
24.根据权利要求2或20所述的波浪能电力发电系统，其中：在所述漂浮活塞和所述压力调节器罐的相对的壁之间延伸的该对滚动膜限定闭合的调节器区域，以及所述波浪能电力发电系统进一步包括与所述闭合的调节器区域连通的真空泵。
25.根据权利要求24所述的波浪能电力发电系统，所述真空泵将所述闭合的调节器区域减压至预定的压力。
26.根据权利要求25所述的波浪能电力发电系统，其中：所述预定的压力为-6英寸W.C.。
27.根据权利要求1或20所述的波浪能电力发电系统，进一步包括闭合的空气系统，该闭合的空气系统包括：
贮存器，用于接收、存储和输送该闭合的空气系统中的空气，以及
闭合的导管系统，用于输送所述压缩器、所述压力调节器、所述脉冲空气涡轮、以及所述贮存器之间的空气。
28.根据权利要求27所述的波浪能电力发电系统，其中：所述闭合的空气系统的贮存器包括：
限定用于接收、储存和传输所述闭合的空气系统中的空气的柔性囊，以及
容置所述柔性囊并限定所述柔性囊外部的周围空气区域的罐。
29.根据权利要求27所述的波浪能电力发电系统，其中：所述闭合的导管系统包括用于控制空气流进入和离开所述压缩器的单向阀。
30.根据权利要求29所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压力调节器以及所述压缩器通过压缩空气导管连通。
31.根据权利要求30所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩空气导管包括用于控制空气流到所述压缩器和所述压力调节器之间的方向的单向阀。
32.根据权利要求28或29所述的波浪能电力发电系统，进一步包括空气泵。
33.根据权利要求1或20所述的波浪能电力发电系统，其中：所述液压减振系统包括与所述漂浮活塞耦合并响应于在所述调节器腔内的所述漂浮活塞的竖直速度的双作用活塞，用于控制液压压力流至双作用活塞的每侧的流率，用于限制所述漂浮活塞的不期望的竖直振荡。
34.根据权利要求1或20所述的波浪能电力发电系统，其中：所述压缩器活塞被安装在中心杆上的所述压缩器气缸中，所述中心杆在所述压缩器活塞的一侧上具有与对应的方形孔接合的方形横截面部分，从而抵抗所述压缩器活塞和所述压缩器气缸之间的相对转动。
35.根据权利要求1或20所述的波浪能电力发电系统，其中：所述漂浮活塞被安装在中心杆上的所述调节器罐中，所述中心杆在所述漂浮活塞的至少一侧上具有与对应的方形孔接合的方形横截面部分，从而抵抗所述漂浮活塞和所述调节器罐之间的相对转动。
36.根据权利要求1或权利要求20所述的波浪能电力发电系统，进一步包括用于传输所发的用于远程消耗的电力的装置。
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