CN115298434A - 用于波能转换器的动力输出设备，和包括其的波能转换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于点式吸收器类型的波能转换器的动力输出设备，所述动力输出设备包括：圆筒(1)，所述圆筒(1)适于附接至浮动装置并且包括第一上部端部和第二下部端部；活塞(5)，所述活塞(5)布置成在所述圆筒(1)内侧往复式运动并且具有活塞杆(6)，所述活塞杆(6)适于附接至系泊件；至少一个导水管(13)，所述至少一个导水管(13)布置成平行于所述圆筒(1)并且包括第一下部部段和第二上部部段，所述第一下部部段通过第一开口与所述圆筒(1)的所述第二端部流体连通，所述第二上部端部包括第二开口；外壳(16)，所述外壳(16)布置于所述圆筒(1)的所述第一端部上方，其中所述外壳(16)通过所述第二开口与所述导水管(13)流体连通，并且通过所述外壳(16)的底部的第三开口与所述圆筒(1)的所述第一端部流体连通，使得所述圆筒(1)、所述至少一个导水管(13)和所述外壳(16)一起形成了所述动力输出设备中的工作流体的闭合环路；和水轮机(4)，所述水轮机(4)布置于所述外壳(16)内侧并且取向成使得通过所述第二开口从所述至少一个导水管(13)进入所述外壳(16)的工作流体引起所述水轮机(4)的旋转，以驱动连接至其的发电机(15)。还公开了一种包括此类动力输出设备的波能转换器。

Description

用于波能转换器的动力输出设备，和包括其的波能转换器

技术领域

本公开整体涉及一种用于从波浪采集能量的动力输出(PTO)设备，更具体地，用于点式吸收器类型的波能转换器(WEC)中。

背景技术

众所周知的，潜在海浪中的巨大力可用于提取电能。例如，用于采集这种潜能的波能转换器的实例公开于例如WO98/20253、EP0265594、WO2009/093988、US2004/160060、GB2472055、US5,701,740和WO2017/217919中。

然而，关于本领域的已知动力输出系统的一个潜在问题在于，它们将海水用作工作流体，该工作流体吸入至圆筒中，通过导水管从圆筒泵送至水轮机，并且返回至大海。此类解决方案具有数个缺点：含盐海水对于PTO系统的部件为高度腐蚀的，从而减少了PTO系统的寿命和/或必须更换部件。添加添加剂(诸如调节剂、润滑剂和抗腐蚀剂)无法长期缓解这种问题，因为添加剂将由穿过PTO系统的海水冲走。此外，系统(密封件、金属、轴承、渗漏)内的此类添加剂以及颗粒将从圆筒或涡轮机外壳的上部开口排出；随着时间推移，此类添加剂以及颗粒可造成周围海水的污染。以更耐腐蚀材料(诸如不锈钢)制造所有部件可为一种替代方案，但由于不同部件的关于电化腐蚀的严重挑战以及相关的较高金属成本，这种解决方案为不可行的。

此外，海水的吸入可导致污染和/或碎屑，以及海洋生物有机物，该海洋生物有机物通过圆筒中的开口进入系统。这可导致残留物在圆筒内侧的结垢、积垢和累积，从而需要定期清洁。此外，保护措施将为必要的，以保护海洋生物免于强力间歇性水下吸力。用以克服这些障碍的预防补救措施包括在进水口和出水口两者的高容量过滤和清洁设施。此类高容量过滤/清洁系统将增加重量并且降低技术性能，从而增加PTO系统的制造和服务成本。

因此，存在对于改善动力输出系统的需求，以克服上文所述及的缺陷和缺点。

发明内容

本公开的一个目标是提供一种解决了上文所列出问题的解决方案。该目标以本发明的第一方面来实现，其中提供了一种用于点式吸收器类型的波能转换器的动力输出设备，该动力输出设备包括圆筒，该圆筒适于附接至浮动装置并且包括第一上部端部和第二下部端部；活塞，该活塞布置成在圆筒内侧往复运动并且具有活塞杆，该活塞杆适于附接至系泊件；至少一个导水管，该至少一个导水管布置成平行于圆筒并且包括第一下部端部和第二上部端部，该第一下部端部通过第一开口与圆筒的第二端部流体连通，该第二上部端部包括第二开口；外壳，该外壳布置于圆筒的第一端部上方，其中该外壳通过第二开口与导水管流体连通；和水轮机，该水轮机布置于外壳内侧并且取向成使得通过第二开口从至少一个导水管进入外壳的工作流体引起水轮机的旋转以驱动连接至其的发电机；其中存在于活塞下方的圆筒的第二端部中的工作流体将在活塞相对于圆筒的向下行程期间通过第一开口进入至少一个导水管并且通过第二开口离开该至少一个导水管；其中外壳通过外壳的底部的第三开口与圆筒的第一端部流体连通，使得圆筒、至少一个导水管和外壳一起形成了动力输出设备中的工作流体的闭合环路；并且其中动力输出设备还包括至少一个正向导管，该至少一个正向导管具有至少一个单向阀，该至少一个单向阀布置成在活塞相对于圆筒的向上行程期间允许工作流体仅在从活塞上方的圆筒的第一端部至活塞下方的圆筒的第二端部的方向上穿过该至少一个正向导管。

根据本公开的装置提供了一种闭合环路系统，以将工作流体包括于动力输出设备内。通过活塞相对于圆筒的上下往复运动，工作流体泵送至至少一个导水管中，并且还引导朝向水轮机以引起旋转并生成电能。随后，工作流体通过重力的影响在外壳内侧下落朝向圆筒的第一上部端部，从而完成了闭合环路。因此，PTO系统的内部部件将未暴露于海水，该海水包括腐蚀性盐和生物有机体。这防止了部件的结垢和劣化或使之最小化，从而减少了对于服务和维护的需求，并且延长了PTO系统的寿命。新颖PTO设备避免了对于过滤/清洁以及腐蚀保护的需求，并且从而确保了维持长期性能。此外，闭合系统确保了，工作流体和其中存在的任何颗粒(例如，由于内部部件的磨损而产生)不会被排入并污染周围环境，从而实现了一种改善环境友好解决方案以用于采集波能。此外，由于消除了强大水下吸力的风险，闭合系统提供了海洋野生动物的改善保护。

相对于其它海洋能量装置，根据本公开的PTO设备的其它优点为巨大上升力，该巨大上升力使得与以下情况组合成为可能：例如WEC系统中的矩形漂浮物(简单地将缓慢波浪的移动转换至发电机的高速旋转移动)，水力发电站的充分验证迭代(锁定于波谷的简单方法)以及非谐振行为(避免了谐振理念在不规则波浪中的其它非常复杂调整)。

在一个实施例中，至少一个正向导管布置于活塞中。这种解决方案消除了圆筒外部的额外管道，并且提供了动力输出设备的紧凑配置。另选地，至少一个正向导管包括布置于圆筒外部的回流管线。

在一个实施例中，动力输出设备还包括调节器单元，该调节器单元布置成与由圆筒、导水管和外壳所形成的闭合环路流体连通；其中该调节器单元布置成以工作流体补充动力输出设备的闭合环路、监测工作流体、清洁工作流体和/或将添加剂添加至工作流体，该添加剂可降低动力输出设备的摩擦和/或腐蚀。优选地，调节器单元包括流体分析腔室、混合腔室、过滤器、废弃物腔室，和/或添加剂腔室。调节器单元实现了动力输出设备的改善性能，因为润滑剂和/或抗腐蚀剂提供了最佳工作流体，该最佳工作流体降低了维护频率并因而降低了成本。可对工作流体的状态执行连续监测，并且可在必要时进行工作流体的清洁或补充，以确保动力输出设备的最佳工作条件。

在一个实施例中，动力输出设备还包括飞轮，该飞轮布置成与水轮机的旋转轴线共轴地旋转，其中水轮机和飞轮通过外壳内侧的分隔壁来分开。飞轮布置成与水轮机共同旋转，以存储旋转能量并从而在活塞的向上行程期间维持水轮机的旋转；并且工作流体未作用于水轮机上，即，当波能转换器的浮动装置随着波浪向下移动时。

在一个实施例中，动力输出设备还包括压力罐，该压力罐布置于水轮机和至少一个导水管之间，其中压力罐布置成为工作流体提供大体连续且恒定压力，该工作流体递送至水轮机。通过提供压力罐，可以在大体恒定压力下提供工作流体的大体连续流以作用于水轮机上，从而允许减少飞轮的重量或释放全部飞轮。

在一个实施例中，发电机布置成使水轮机旋转，以当工作流体未引起水轮机的旋转时控制水轮机的旋转速度。通过使发电机充当马达来使水轮机旋转，例如，在波浪的下降阶段期间，当工作流体未离开一个或多个导水管驱动水轮机时，水轮机可以相对于工作流体撞击水轮机的斗叶的速度而维持在最佳RPM水平，从而减少能量损失并且实现较高动力转换效率。

在一个实施例中，动力输出设备还包括至少一个阀，该至少一个阀布置于至少一个导水管中并且配置成使得工作流体仅在从至少一个导水管的第一下部端部至第二上部端部的方向上穿过。例如，通过将单向阀提供于至少一个导水管中，工作流体在活塞的向上行程期间得以防止回流至圆筒。另外，这种定向流可以通过电气/液压/气动或以其它方式操作的阀来保证，该阀当漂浮物在波浪中向下移动时关闭并且当需要向上至喷嘴的流时打开。该阀还可与喷嘴进行组合，通常为矛状阀。

在一个实施例中，动力输出设备还包括至少一个第一旁路导管，该至少一个第一旁路导管布置成与至少一个导水管和水轮机下方的外壳或圆筒的第一端部流体连通，其中该至少一个第一旁路导管包括第一泄压阀，该第一泄压阀配置成在预定压力下打开以允许工作流体从至少一个导水管穿过至少一个第一旁路导管至水轮机下方的外壳或至圆筒的第一端部。

在一个实施例中，动力输出设备还包括至少一个第二旁路导管并且具有第一下部端部和第二上部端部，该第一下部端部与圆筒的第二端部流体连通，该第二上部端部与水轮机下方的外壳或圆筒的第一端部流体连通，其中该至少一个第二旁路导管包括第二泄压阀，该第二泄压阀配置成在预定压力下打开以允许工作流体从活塞下方的圆筒的第二端部穿过至少一个第二旁路导管至水轮机下方的外壳或至活塞上方的圆筒的第一端部。任选地，至少一个第二旁路导管布置于活塞中，从而提供一种紧凑旁路解决方案。

通过在沿着闭合环路系统的一个或多个位置结合泄压阀提供与各种部件流体连通的旁路导管，在工作流体的流动受阻碍或堵塞的情况下，动力输出设备可以实现针对积聚压力的冗余保护。这种故障安全机制确保了，动力输出设备的部件未由于活塞的持续上下移动(由袭来波浪所引起)而受损。

在一个实施例中，动力输出设备还包括圆筒隔板，该圆筒隔板将圆筒的第二端部分成两个空间，其中隔板包括具有围绕活塞杆的高压密封件的开口，并且圆筒的底部壁包括具有围绕活塞杆的低压密封件的开口，其中下部空间通过至少一个第三旁路导管与圆筒的第一端部流体连通以允许工作流体在从下部空间至圆筒的第一端部的方向上穿过。通过分隔圆筒的第二下部端部，并且提供围绕活塞杆的高压密封件和低压密封件，进而最小化周围的水的潜在泄露，以及延长了高压密封件的寿命。

在一个实施例中，活塞杆包括第一部段、第二部段和第三部段，该第一部段从上方附接至活塞，该第二部段在外部与第一部段平行地布置至圆筒，该第三部段结合圆筒上方的第一部段和第二部段，其中圆筒包括一对滑动联接件，该滑动联接件布置成允许圆筒沿着活塞杆的第二部段滑动。利用从上方附接至活塞的活塞杆的另选配置，圆筒不再需要下部端部处的密封件，从而确保工作流体不可从闭合环路系统逸出，并且反之，海水不可进入闭合环路系统。这种配置的优点在于，通过使活塞杆进入圆筒的部分向上延伸，圆筒和活塞杆之间的密封件可放置成不与海水直接接触。

在一个实施例中，活塞杆布置成附接至独立离岸结构，诸如石油钻井平台的一个或多个腿部。这允许波能转换器利用已有安装设施，并且与安装部位的水深度无关，因为活塞杆之后将通过附接至离岸结构而相对于海底大体固定。利用常规向下取向的活塞杆以及具有上文所描述的向上取向活塞杆的新颖反向配置，活塞杆至独立离岸结构的这种附接为可能的。

在本公开的第二方面，提供了一种点式吸收器类型的波能转换器，该波能转换器包括浮动装置和根据第一方面的动力输出设备。

在本公开的第三方面，提供了根据第一方面的动力输出设备在点式吸收器类型的波能转换器中的用途，以从水体的波能生成电能。

在一个实施例中，发电机用于使水轮机旋转，以当工作流体未引起水轮机的旋转时控制水轮机的旋转速度。通过经由充当马达的发电机而控制水轮机的旋转速度，使得水轮机可以相对于工作流体撞击水轮机的斗叶的速度而维持在最佳RPM水平，从而减少能量损失并且实现较高动力转换效率。

附图说明

本发明现参考附图通过实例的方式进行描述，其中：

图1示出了根据本公开的第一实施例的动力输出设备的示意性剖视图；

图2示出了根据本公开的第二实施例的动力输出设备的示意性剖视图；

图3示出了根据本公开的一个实施例的包括压力罐的动力输出设备的示意性剖视图；

图4示出了根据本公开的一个实施例的包括调节器单元的动力输出设备的示意性剖视图；

图5示出了图4的调节器单元的示意性近观图；

图6示出了根据本公开的一个实施例的包括另选活塞的动力输出设备的示意性剖视图；

图7示出了如从上方所见的图6的动力输出设备的零件的透视图；

图8示出了根据本公开的一个实施例的动力输出设备的外壳的局部剖面透视图；以及

图9示出了根据本公开的一个实施例的具有动力输出设备的浮动平台的示意图。

具体实施方式

在下文中，展示了根据本公开的用于点式吸收器类型的波能转换器的动力输出设备的详细描述。在附图中，类似附图标号命名了数个图中的等同或对应元件。应当理解，这些图仅出于说明目的，并且不以任何方式限定或限制本公开的范围。

根据本公开的动力输出设备依据与上文所述及WO 2017/217919中所公开的相同或类似的原理工作，该专利的内容以引用方式并入本文。在下文中，术语“动力输出(设备)”和其缩写“PTO”，以及“波能转换器”和其缩写WEC将互换地使用。

现参考图1，根据本公开的一个实施例示出了一种动力输出设备。PTO系统包括四个主要部件和多个辅助/任选部件，以及本领域已知的监测/感测装置，以确保设备的功能和安全。主要部件包括活塞-圆筒布置，该活塞-圆筒布置包括活塞5和活塞杆6，活塞5和活塞杆6以往复运动方式布置于圆筒1内侧；一个或多个导水管13，一个或多个导水管13布置成平行于圆筒1；外壳16，外壳16布置于圆筒1的上部端部上方；和水轮机4，水轮机4布置于外壳16内侧。圆筒1、至少一个导水管13和外壳16布置成彼此流体连通，以形成工作流体的闭合环路，该工作流体响应于浮动装置(未示出)在海浪中的向上和向下移动而流动通过PTO，该PTO可附接至浮动装置。

参考图9，示出了点式吸收器类型的波能转换器的实例，该波能转换器并入了根据本公开的动力输出设备。圆筒1可以允许PTO大体竖直地取向的方式通过轴承3连接至浮动装置或平台66，而不考虑浮动平台随波浪改变的取向。这可通过回转连接来实现，该回转连接允许绕着一个或两个大体水平旋转轴线(彼此独立)的旋转，任选地用于回转移动，通常适用于自由浮动装置。然而，对于圆筒1的其它固定方式也为适用的，例如，在更固定的结构或框架中，其中圆筒和漂浮物固定在一起作为一个单元，或通过其它方式使水力产生上升力。可与本公开的动力输出设备一起使用的一种示例性浮动装置公开于WO 2017/160216中，该专利以引用方式并入本文。其它形状的浮动装置也涵盖于本公开中。

活塞5存在于圆筒1内侧，活塞5优选地具有活塞环(未示出)，该活塞环适合于与所选圆筒材料一起工作。由于活塞5相对于圆筒1的向上和向下行程大多数会每2至8秒改变方向，加上速度为0.5至1.5米/秒，活塞环无需完美地密封。这是因为工作流体的体积和速度将很少受到轻微压缩渗漏的影响。在一个实施例中，活塞5包括形成于其中的一个或多个正向导管，其各自具有布置于其中或连接至其的单向阀17，从而当活塞5相对于圆筒1向上移动通过一定体积的常备工作流体时允许工作流体穿过正向导管，该常备工作流体存在于活塞5上方的圆筒1的上部端部中。当活塞5在相对方向上移动时，一个或多个阀17将闭合，从而引起圆筒1的下部端部的压缩。所述一个或多个阀17可位于活塞自身中，或位于其上方或下方，也可加载弹簧以支持闭合。这个/这些阀17还可并入安全压力阀，使得在高于特定压力时，工作流体将能够向上穿过活塞5。

活塞5连接至活塞杆6，活塞杆6在圆筒1的下部端部处的轴衬中滑动，并且通过其中的开口向下延伸离开圆筒1。该轴衬的一个目标是将活塞杆6在圆筒1的中心保持稳定。其还包括下部刮环以将活塞杆6保持清洁，以及包括离缸体1内侧最近的压缩环/高压密封件51以防止工作流体至周围大海的渗漏。

如图1中可看出，导水管13布置成平行于圆筒1并且通过第一下部开口在圆筒1的下部端部处与其内部流体连通。导水管13沿着圆筒1延伸朝向其上部端部，并且结束于第二上部开口，该第二上部开口进入外壳16中以建立其间的流体连通。外壳16更详细地示出于图8中。至少一个矛状阀12或具有类似切断/接通和/或调整功能的另一阀布置于导水管13的上部开口中，有可能与独立的泄压阀7组合，或组成一体。泄压阀7可为电气地、液压地或通过空气压力所驱动的鼓式、球式或电磁阀。此外或另选地，单向阀11可布置于导水管13中。矛状阀12在外壳16中取向为朝向水轮机4以引导工作流体的流动来驱动水轮机4。当获得用于水轮机4的最佳操作的特定压力时，阀7和阀12将打开。因此，工作流体将以高速流动离开矛状阀12，从而撞击水轮机4的斗叶或冲力叶片，以最佳速度驱动水轮机4。

可能并值得建议的是，将泄压阀24提供于导水管13的顶部部段中，该导水管13通向导水管泄压管20形式的旁路导管(从导水管13至水轮机4下方的外壳16)或直接地通向圆筒1的上部端部。在矛状阀12应堵塞的情况下，导水管13中的积聚压力可通过经由导水管泄压管20将工作流体直接地倾倒于外壳16或圆筒1中来释放，从而有效地绕过矛状阀12。

水轮机4、飞轮14和发电机15(优选地布置于相同轴线上)的RPM以牵引至电网或其它接收单元(诸如，例如位于船上的制氢组件，或船上或岸上的电池存储装置)的负荷进行调节，使得工作流体速度和RPM处于优选比率。以较简单但较低效方式，PTO系统也将利用导水管13的第二上部开口处的固定孔口喷嘴起作用，并且仅以布置于其中或沿着导水管13布置的单向阀11起作用。因此，其将不能够完全地锁定于波谷处，但通过喷嘴的阻力，能够建立相当大压力并且还递送高功率输出。然而，在大多数波浪条件下，切断/接通功能的能力产生了较高输出。

在另一个实施例中，可利用水轮机4和飞轮14(在一些情况下，以及发电机15)的共同轴线的连续旋转和甚至RPM的调整，以完美地匹配压力和因而匹配撞击水轮机4的工作流体的速度、电池或电网的电流消耗。发电机15在该阶段期间将替代地充当马达以使水轮机4旋转。在该解决方案中，在波浪的下降阶段，不存在电力至电网的递送，但利用波能转换器阵列中的大约十个以上的单元，这不会影响电流至电网的稳定递送，因为功率利用较大数量的WEC单元进行校平。这方面的优点源于以下事实：即涡轮机的最佳RPM直接关联于涡轮机的周长速度。例如，出于最佳效率的目的，Pelton涡轮机需要工作流体相对于斗叶的两倍速度。

通过具有较小飞轮(可能不具有飞轮)，RPM可调整以匹配下一袭来波浪。因为每个袭来波浪具有特定高度，在锁定释放之前存在漂浮物的最佳吃水，或在未锁定的情况下，存在矛状阀的喷嘴的最佳孔口尺寸。通过测量袭来波浪高度，迅速地调整RPM以匹配工作流体的预期压力和速度，涡轮机的效率可增加。为实现最佳输出，放置于浮动装置的侧部上或远程浮标上或海底处的测量装置可测量最近袭来波浪，以调整适合每个单波的完美设定，而非仅调整平均波浪。

外壳16布置于圆筒1上方，通过外壳16的底部处的第三开口与圆筒1的上部端部流体连通，使得工作流体将在重力影响下落入圆筒1中。圆筒1的内部空间、至少一个导水管13和外壳16一起形成了闭合环路系统以用于工作流体在其中的循环。优选地，外壳16至少在通常将接触工作流体的表面区域为流体密封的，以防止渗漏。如图1中可看出，外壳16优选地在向下方向上渐缩朝向圆筒1的上部端部，以使工作流体漏出。这种配置还允许容纳大于外壳16中圆筒1的直径的设备。

在外壳16内侧的圆筒1上方，安装有水轮机4，优选地脉冲式涡轮机，诸如Pelton轮/涡轮机类型或以类似原理操作的水轮机(例如，Turgo涡轮机)。另选地，可使用反应式涡轮机(诸如Francis涡轮机或类似浸没式涡轮机)，仅需外壳16为轻微较大的，以增加外壳隔板18(充当分隔底板)下方的湿润部段的高度。换句话讲，利用Pelton涡轮机，工作流体水平将约与圆筒1的顶部齐平；利用Francis涡轮机，工作流体水平将另选地高于水轮机轮。可选的，驱动液压泵的涡轮机为可行的。Pelton涡轮机具有能够在水上工作的优点，即，未完全地浸没，以及在广泛范围的压力和流速条件下均具有出色性能。

在操作中，当浮动装置开始向下移动时，导水管13中的压力和工作流体流量趋于零；导水管13的上部端部中的单向阀11将闭合(如果安装的话)，以及鼓式/球式/电磁阀7将闭合(如果安装的话)。如果流量的关闭和打开仅由矛状阀12进行，那么该流量将闭合。因为存在用于闭合工作流体流量的所述及数种选项，所以主要目的实际上是当浮动装置下降时避免工作流体体积的逆转，并且这可以如上文所解释的数种方式来进行。当浮动装置下降时，活塞5将开始相对于圆筒1向上移动。活塞5之中、上方或下方的单向阀17(其还可进行弹簧加载)将打开并且允许工作流体从上方至下方穿过活塞5。工作流体水平将保持相当恒定，因为活塞5以这种方式仅使工作流体移动通过。因为其它阀关闭，活塞5下方将存在吸力，从而还额外地将工作流体保持于近乎相同位置。还需注意参考图2的描述，图2概述了管道输送工作流体流量的另选方式，但具有相同效果。

导水管中的单向阀11可省略，因为矛状阀12或鼓式/球式/电磁阀7的闭合将具有类似效果。同样，通过仅具有单向阀11来控制流量，可能的是在无鼓式/球式/电磁阀7或闭合矛状阀12的情况下使系统运行。如果使用这种解决方案，那么矛状阀12的固定或可调整打开将解决系统中的压力增加问题，尽管如下文所述，锁定为不可能的。

在浮动装置的下降结束时，即，在波浪的谷部，活塞5将处于其向上行程的结束时的最上部位置。圆筒1将始终填充工作流体，使得活塞5相对于工作流体向上移动，同时浮动装置正在下降。在具有外侧回流管线19的另选解决方案的情况下，如参考下文图2所描述，圆筒1也将在活塞5上方和下方始终填充工作流体；但由于通过活塞5的相对向上行程所形成的吸力，工作流体将在下降阶段从活塞5的顶部移动至活塞5下方。

随后，当浮动装置随着波浪向上移动时，圆筒1随之一起移动，同时活塞5保持静止。活塞5周围的工作流体质量也主要地保持静止。移动的工作流体为这样的工作流体：该工作流体进行压缩并且挤压离开圆筒1的下部部分中的至少一个开口，进入至少一个导水管13；当矛状阀12和/或鼓式阀7打开时，向上按压通过导水管13并且引导朝向水轮机4，并且允许工作流体流动。换句话讲，绝大部分的工作流体相对于周围工作流体保持静止，意味着仅将吸取少量能量以用于该工作。在活塞5自身中和/或在回流管线19中，可存在一个或多个单向阀17。可设想的是，将至少一个导水管13也布置于圆筒1内侧，尽管在这种下，活塞5必须进行重新设计。

在工作流体已撞击水轮机4之后，其将通过外壳16和圆筒1的上部端部之间的第三开口自由下落于圆筒1中，从而将工作流体水平保持相对恒定的(这也通过由活塞5所形成的吸力来促进)，相对于圆筒1向下行进。从圆筒1的下部端部推出的等量工作流体将通过这个原理在闭合环路中返回运行至圆筒1的上部端部。

普通水电站的寿命在30年以上。如果海水用作工作流体，那么必须使用略微不同等级的不锈钢，以避免水轮机4的斗叶和其它零件的孔蚀。添加2％的钼为一种通常方法。以其它方式，可使用现成涡轮机概念。

然而，由于本公开提出了一种闭合系统，淡水(可能具有一些添加剂)相比于海水为更合适工作流体，但两者都是可用的。因此，所用的工作流体对于PTO的部件可为较低腐蚀性的，从而增加寿命和/或减少维护和服务的频率，以保持PTO在最佳条件下操作。除了提供紧凑闭合环路系统，用于将水轮机4直接地安装于圆筒1上方的另一原因是避免使用具有更有限寿命的任何柔性管，并且直接地使用工作流体压力的能量来减少功率损失。因此，导水管13优选地由刚性材料制成，以承受工作流体的高压力。

圆筒1、活塞5、活塞单向阀17和活塞杆6的材料可具有数种选项，诸如金属或例如包括增强纤维的聚合物复合材料。钢或铝以及复合物为一种替代方案，因为其因而相对于重量将为坚固的且薄的。如果这样，那么由于较小重量，制造和安装也为较容易的。然而，大型材料(例如钢，在内侧上钻出正确镗孔，以及在外侧车削，从而匹配局部应力)也为有效选项。

现参考图2，示出了另一个实施例，其中活塞5中的具有单向阀17的至少一个正向导管由回流管线19取代，回流管线19从圆筒1的上部端部行进至下部端部并且包括单向阀17，从而防止工作流体向上流动。在图2中，可选地，泄压阀21位于活塞5中，但一个或多个泄压阀8可位于如图1所示的泄压管9中以彼此互补。泄压阀21的原理可与单向阀17进行组合，单向阀17布置于活塞5中，或布置于相同阀中，或定位成彼此相邻。通过将漂浮物设计成使得水下方的空气净体积和最大上升力等于PTO和漂浮物的最大负荷，其将自身充当安全阀。换句话讲，如果上文所述及泄压阀的任一者未打开，那么漂浮物将浸没于水下方，从而避免对于漂浮物或PTO的结构损坏。由于风暴生存为至关重要的，周知解决方案是当风暴出现时迫使WEC处于水下方。这可通过将泄压阀21/24超控至恒定闭合位置来实现，并且此后如同在波谷的正常操作闭合阀7或阀12，但未允许它们如同其它正常情况在特定压力下打开。这将使漂浮物主要地保持浸没于波浪移动的较高部分中，从而避免波浪的较高侧向涌动力。为适应这种选项，漂浮物的上部侧部至外壳16的下部侧部之间的距离应延长。

现参考图3，示出了压力罐40，压力罐40布置成与导水管13和水轮机4之间的动力输出设备的闭合环路流体连通。更具体地，在该实施例中，工作流体在穿过矛状阀12并且冲击水轮机4之前从导水管13穿行至压力罐40中。压力罐40的目的是为工作流体提供大体连续且恒定压力，该工作流体递送至水轮机4以维持其旋转。为此，压力罐40包括具有活塞或膜41的气体/空气腔室45，该活塞或膜41将空气与工作流体分开。另选地，活塞或膜41为不重要的，并且图4中的线41可简单地表示工作流体水平。气体/空气压力传感器42连续地监测压力，并且在压力过高或过低的情况下发出信号，使得可在必要时通过气体/空气重新填充盖44来进行重新填充或排空。当工作流体水平达到该高度时，水位/活塞传感器43发出信号，然后该信号触发了(例如，电磁)阀46的闭合，使得气体不可逸出，而是等待新周期中的另一压力积聚。

现参考图4，为使工作流体至周围海水的损失最小化，可设想的是具有圆筒1下方的低压部段，从而收集通过上述高压密封件51所渗漏的任何工作流体。为此，圆筒1的下部端部通过圆筒隔板53分成两个空间，圆筒隔板53具有用于活塞杆6的贯穿开口，高压密封件51位于该观察开口中以提供针对活塞杆6的密封件。因此，在圆筒隔板53下方形成了下部空间50，下部空间50经由至少一个泄压管9与圆筒1或外壳16的上部端部流体连通，泄压管9通过沿着圆筒1在外部延伸的管道来形成。圆筒1的底部壁具有用于活塞杆6的贯穿开口，低压密封件52位于该贯穿开口中。通过至少一个泄压管9，通过高压密封件51渗漏至下部空间50的任何工作流体将输送至圆筒1的上部端部。这样，工作流体向外至环境的任何潜在少量渗漏将进一步减少。

此外，在图4中，示出了调节器单元30，调节器单元30位于图的右侧，连接至导水管13。然而，调节器单元30可放置于与PTO的闭合环路流体连通的任何位置处，以允许与工作流体的交互作用，如下文将解释。

现参考图5，更详细地示出了调节器单元30，调节器单元30包括流体分析腔室31、混合腔室32、过滤器33、废弃物腔室34和添加剂腔室35。在流体分析腔室31中，提供了一个或多个传感器(未示出)以分析工作流体的状态，例如与透明度/浊度、化学成分、固体的存在和尺寸相关的状态，等等。混合腔室32与添加剂腔室35流体连通，添加剂腔室35包括添加剂，诸如润滑剂、防腐蚀剂，或用于增强PTO的操作的其它介质。添加剂可根据需要添加至工作流体，并且在进入PTO的闭合环路之前在混合腔室32中与工作流体混合。

另外，调节器单元30包括废弃物腔室34，以用于使固体颗粒与工作流体分离，这些固体颗粒来源于例如PTO的部件磨损。工作流体可通过具有止回阀的独立导管(未示出)泵送至废弃物腔室34中，并且通过过滤器33返回至闭合环路，以确保碎屑保留于废弃物腔室34中。

由于随着时间的推移可能存在一些损失，调节器单元30配置成补充工作流体。当工作流体的高度低于特定水平时，处于圆筒1的上部部分中的工作流体水平传感器22将触发，并且调节器单元30然后将根据需要以水和/或流体补充工作流体。雨水可为重新填充源。另选地，小电泵可在圆筒1的上部区域处供应流体。

在调节器单元30的入口和出口端口附近，可提供整流罩或隔板，该整流罩或隔板延伸至导水管13中以使一些工作流体从导水管13偏转，并且从而形成穿过调节器单元30的自动流动。

在一些实施例中，调节器单元30还可包括用于与外部控制站通信的器具，该外部控制站例如位于岸上并且监测一个或多个WEC单元。优选地，通信在无线连接上执行或通过互联网光纤来执行，该无线连接建立于WEC单元和如本领域已知的控制站之间，该互联网光纤包括于通往海岸的海底电缆中。调节器单元30还可包括用于生成警报和/或将指示需要服务的信号发送至控制站的器具，需要服务的情形包括例如，如果工作流体已污染，添加剂已耗尽，废弃物腔室34已满，工作流体的水平已太低，阀的任一者堵塞或故障或与动力输出设备、闭合环路或部件任一者的功能相关的其它可能情形。合适传感器(例如，压力、工作流体水平等)可用于确定适当预定阈值已超出以触发警报的时间。

活塞杆6在下部端部处直接地连接至U形接头23，以抵消浮动装置的水平移动。U形接头23的原理与任何套筒扳手组或汽车推进轴相同。还可使用其它灵活解决方案。如果PTO安装于框架或类似物中，那么在仅竖直移动的情况下，需要硬性连接。U形接头或球形接头23继而连接至海底上的吸力锚/吸力斗叶/桩/系泊重物10，另选地，螺钉或杆可钻入并紧固至海底岩石中。然而，用于使活塞杆6相对于海底固定以抵消活塞5和圆筒1之间由于波浪的相对移动的其它解决方案也为可设想的，并且落入本公开的范围内。

如果漂浮物为非圆形形状，那么由于波浪方向的变化，浮动装置66的旋转移动也形成了圆筒1的类似旋转移动。活塞环和活塞5(连接至大体静止活塞杆6，活塞杆6附接至海底)仍可在圆筒1内侧旋转，因为摩擦通过组合竖直运动得以缓解。为减少PTO上的负荷和磨损，设想出用于促进活塞5和圆筒1之间的旋转的解决方案。例如，活塞5可提供有轴承以有利于相对于圆筒1的旋转。另一替代方案是在U形接头23上方或下方引入旋转接头。

现参考图6，示出了另一实施例，其中活塞杆6包括第一部段61、第二部段62和第三部段63，第一部段61附接至活塞5并且从上方延伸至圆筒1中，第二部段62平行于第一部段61在外部布置至圆筒1，第三部段63结合圆筒1上方的第一部段61和第二部段62。为容纳活塞杆6的第一部段61，外壳16已以具有倾斜壁的偏置配置进行设计，使得水轮机4的旋转轴线相对于圆筒1的纵向轴线偏心地定位。图6中的虚线表示浮动装置66，本公开的动力输出设备附接至浮动装置66以形成WEC单元。浮动装置66可具有不同形状，合适浮动装置的一个实例公开于WO 2017/160216中，其全文并入本文。

现参考图7，示出了PTO的外壳16，如从上方所见。在该视图中，仅活塞杆6的第三部段63为可视的，位于圆筒1和外壳16上方。用于将波能转换至电能的部件(即，水轮机4、飞轮14和发电机15)的偏置位置在图7的右侧可视化。在PTO的实际应用中，这些部件将由合适盖来覆盖以防止水进入。在活塞杆6的这种反向配置中，外壳16包括贯穿开口，以用于第一部段61从上方进入圆筒1中。

活塞杆6的第二部段62可适于通过下部端部处的合适接口65附接至海底，例如，经由吸力锚/吸力斗叶/桩/系泊重物10，或间接地经由如上文所述及的接头23和/或系泊件。下部端部接口65可直接地捶入海底，或可为吸力锚、桩或重物，然后连接第二部段62。圆筒1包括一对滑动联接件64，滑动联接件64在其外部表面上布置成纵向地隔开并且连接至第二部段62，以允许圆筒1沿着活塞杆6的第二部段62的滑动。利用从上方附接至活塞5的活塞杆6的另选配置，圆筒1不再需要下部端部处的密封件，从而确保工作流体不可从闭合环路系统逸出至周围水中，并且反之，海水不可进入闭合环路系统。

在一个另选实施例中，替代具有附接至海底的WEC单元，活塞杆6可附接至独立离岸结构，例如，附接至浸没与水表面下方的石油钻井平台的一个或多个腿部上。这种解决方案允许改装PTO以利用现有离岸安装设施，并且具有以下优点：安装部位处的水深变得无关紧要，因为石油钻井平台和类似合适离岸结构(具有其显著重量和吃水)相对于海底保持大体静止。在如上文结合图6所讨论的活塞杆6的反向配置中，活塞杆6的第二部段62然后将平行地布置并且刚性地附接至石油钻井平台的腿部。

矛状阀12控制撞击水轮机4的斗叶的工作流体的压力和流量，如果在每个波浪周期中也关闭或调整的情况下，该矛状阀12必须略微加强，因为移动次数相比于常规使用将为较高的。在紧邻矛状阀12之前设置独立阀可为一种选项，以减轻标准矛状阀的磨损和撕裂。该独立阀可例如为鼓式或球式阀7、电磁阀，或能够在特定压力下闭合和打开工作流体流的其它解决方案。该阀7可例如以电气方式、液压方式或通过空气压力进行操作。尤其在具有多个喷嘴的情况下，水轮机4可以以固定喷嘴而非可调整矛状阀进行操作，并且因此可使用独立阀7来允许加压工作流体进入提供于水轮机4周围的入口管道。

对于系统的更精细微调和优化，矛状阀12的打开面积可调整以匹配每个袭来波浪的尺寸，并且甚至在波浪的向上移动期间进行调整。后者用以实现尽可能接近工作流体速度的比率，该工作流体速度为水轮机斗叶的速度的两倍。为获得最大输出，当波浪处于其最低时，矛状阀12或鼓式阀7作为液压锁将系统保持锁定。当波浪上升时，浮动装置保持静止，使得其部分地或甚至完全地浸没，从而将大量的空气捕集与水下方，因而增加了浮力并且进而还增加了施加于工作流体上的压力。波浪越高，浮动装置越有可能较大吃水，但例如，在大多数区域，实际情况的最大值为三米。圆筒1的下部部段以及导水管13的上部部段中的压力传感器64将信息提供至控制系统。当达到与相关波浪高度有关的期望压力时，鼓式阀7或矛状阀12打开，从而将高压力工作流体释放至水轮机，并且同时允许浮动装置向上上升。该过程称为锁定，并且相对于其它海洋解决方案而言，在这个概念中能以非常简单方式来实现。对于更简单且更小的WEC单元，它们还可以固定喷嘴、无鼓式阀7并且无压力传感器64的布置工作，但具有较低效率。

水轮机4连接至发电机15，优选地竖直轴线置于圆筒1的顶部上的外壳16中，或水平轴线与驱动轴一起连接至浮动装置上的发电机。在后者情况下，该连接可优选地为推进轴。任选的飞轮14可布置成连接水轮机4和发电机15。来自导水管13的工作流体的最佳压力将取决于浮动平台的尺寸和提升力、波浪高度和波浪速度、圆筒1直径、内部流动阻力，以及飞轮14和发电机15中的阻力。由于工作流体在每次起伏运动期间以高力冲击涡轮机4，发电机15将经历相当快的加速力，即使通过飞轮14进行阻尼。这可通过水轮机4和发电机15之间的扭力或扭矩联接件进行阻尼，类似于风能应用中的解决方案。如果选择以浮动装置上的发电机15的解决方案，其可以不同于圆筒1的模式移动，那么对于发电机15需要柔性连接。这通过推进轴来完成，该推进轴在两个端部或端部附近具有U形接头。优选地，花键提供于中部区域。这样，U形接头将负责波浪的频繁和较大移动，该波浪撞击矩形平台的长侧，而当波浪从短侧使平台移动时，花键将处理较小移动。可安装与推进轴连接的扭力或扭矩联接件，类似于风能应用中所用的概念。

还完全可行的是具有水平轴线涡轮机、飞轮和发电机，其作为非对称单元均位于圆筒1上方的外壳16中。这种配置的优点在于，不需要驱动轴，外壳16中由于飞溅工作流体产生的噪音较低，以及由于水扰动的损失较小。外壳16应分成用于水轮机4的湿润部段，以及用于发电机15和控制系统的干燥部段。这可通过竖直外壳隔板(未示出)来实现。

采用竖直轴线涡轮机(流道轮水平地定位)和使水轮机4直接地位于圆筒1的顶部上方(其中水直接地落入圆筒1中)，将是更紧凑的解决方案，参见图1。水轮机4可具有一个至数个喷嘴，以及一个至数个流道。在该实施例中，发电机15可直接地位于水轮机4的顶部上。在这种设置中，飞轮14处于下部流道轮正下方、处于发电机15的顶部上，或处于两者之间是一种实用的解决方案。外壳16分成用于水轮机4的湿润部段，以及用于发电机15和控制系统的干燥部段。这可通过水平外壳隔板18来实现，如图1所示。还可设想的是具有两个或更多个涡轮机转轮4(也具有不同直径并且具有不同斗叶尺寸)以适应不同波浪高度，并且从而甚至进一步增加效率。

圆筒1和平台的外侧可涂布有防污涂料。圆筒1的深色内侧将不会吸引很多有机生物生长。胜任该领域的专家顾问指出，这将为小问题或中等问题，因为有机生物通常吸引至较明亮区域。由于工作流体将处于恒定移动，其显著地降低了该区域的任何主要挑战的可能性。最可能地，添加剂将添加至工作流体，以不仅避免这个问题而且还可能减少摩擦，并且从而减少部件的磨损。在任何可能渗漏的情况下，添加剂应为环境友好的。为积极地减少吸引至圆筒1壁的生物体，使用陶瓷涂层的处理是有利的。

然而，活塞5可/应具有上部和下部刮环以移除在圆筒壁上生长的残留物。由于正常操作的行程长度将远远低于最大长度，上部和下部区域中的残留物需要定期地清除。这可通过释放接头23并且使活塞上下移动完整距离来完成。释放一个或多个锚定线也将活塞5牵拉至向下位置，使得圆筒1的下部部段也是如此。另一选项是额外将小高度但相同直径的刮削活塞安装于上部区域中，还可能安装于下部区域中，并且使它们不时地移动朝向中心。

关于活塞杆6的清洁，可行解决方案是将可移动刷安装于活塞杆周围；该可移动刷通过浮力向上驱动，并且经由重物10上的转轮以其自身重量或线向下驱动，然后向上驱动至浮动装置。其还可以加压空气、加压水或通过电动马达圆形地以及上下地移动。第五选项将为可移动高压水喷嘴或机器人，其由潜水员从外侧进行操纵或从船上的远程控制件进行操纵。

用以运行这些系统的电力可从发电机15获取，并且经由转换器引向电池，从而向这些系统供电。另选地，简单小型风能或太阳能单元也可向电池供应足够电力，因为大海零风的周期为十分短的。电网的反向电流也为可能的。

在任何技术系统中，存在零件故障或剪切的风险。除了上文所述及的泄压阀8、21、24，可或应安装更多安全部件。这些安全部件可包括爆炸筒或较弱点，以在活塞卡住和/或阀的阻塞或故障的情况下使活塞杆6或轴承连接部断开。类似解决方案可适用于一些系泊链，以使平台从该位置侧向地移动，从而在发生剪切或零件卡住的情况下避免超出必要限度的零件碰撞。同样，经由泄压阀8、21、24卸载压力的控制特征避免超出压力的最大巴值·，或在一些限定故障的情况下完全地卸载压力。连接至灭火系统以及舱底泵的警报传感器也将为相关的。在未列出所有选项的情况下，将需要的是如在航运和空运中的类似保守设置，尤其在较大和较昂贵型式的这种平台和动力输出概念中。

上文已公开了用于点式吸收器类型的波能转换器的动力输出设备的优选实施例。然而，本领域的技术人员意识到，该动力输出设备可在附属权利要求书的范围内改变而不脱离本发明理念。

上文所描述的所有另选实施例或实施例的多个部分可彼此自由地组合或单独地采用，而不脱离本发明理念，只要组合为非互相矛盾的。

附图标号列表

1 圆筒

3 用于连接至漂浮物的轴承

4 水/液压涡轮机

5 活塞

6 活塞杆

7 鼓式/球式/电磁阀

8 圆筒泄压阀

9 泄压管

10 海底、重物、吸力锚或桩

11 单向阀

12 矛状阀

13 导水管

14 飞轮

15 发电机

16 外壳

17 一个或多个活塞单向阀

18 外壳隔板(分隔底板、湿润部段以及干燥部段)

19 备用回流管线

20 导水管泄压管

21 活塞泄压阀

22 工作流体水平传感器

23 u形接头/球接头

24 导水管泄压阀

25 上部压力传感器

26 下部压力传感器

30 调节器单元

31 流体分析腔室

32 混合腔室

33 过滤器

34 废弃物腔室

35 添加剂腔室

40 压力罐

41 活塞/膜，或工作流体水平

42 气体/空气压力传感器

43 水位传感器

44 气体/空气重新填充盖

45 气体/空气腔室

46 电磁阀闭合

50 低压腔室

51 高压轴衬/密封件

52 低压轴衬/密封件

53 圆筒隔板

61 活塞杆的第一部段

62 活塞杆的第二部段

63 活塞杆的第三部段

64 滑动联接件

65 接口

66 浮动装置

Claims (18)

1.一种用于点式吸收器类型的波能转换器的动力输出设备，所述动力输出设备包括：

—圆筒(1)，所述圆筒(1)适于附接至浮动装置并且包括第一上部端部和第二下部端部；

—活塞(5)，所述活塞(5)布置在所述圆筒(1)内侧作往复式运动并且具有活塞杆(6)，所述活塞杆(6)适于附接至系泊件；

—至少一个导水管(13)，所述至少一个导水管(13)布置成平行于所述圆筒(1)并且包括第一下部部段和第二上部部段，所述第一下部部段通过第一开口与所述圆筒(1)的所述第二端部流体连通，所述第二上部端部包括第二开口；

—外壳(16)，所述外壳(16)布置于所述圆筒(1)的所述第一端部上方，其中所述外壳(16)通过所述第二开口与所述导水管(13)流体连通；和

—水轮机(4)，所述水轮机(4)布置于所述外壳(16)内侧并且取向成使得通过所述第二开口从所述至少一个导水管(13)进入所述外壳(16)的工作流体引起所述水轮机(4)的旋转，以驱动与所述水轮机(4)连接的发电机(15)；

其中在所述活塞(5)相对于所述圆筒(1)的向下行程期间，存在于所述活塞(5)下方的所述圆筒1的所述第二端部中的工作流体将通过所述第一开口进入所述至少一个导水管(13)并且通过所述第二开口离开所述至少一个导水管(13)；

其特征在于，

所述外壳(16)通过所述外壳(16)的底部中的第三开口与所述圆筒(1)的所述第一端部流体连通，使得所述圆筒(1)、所述至少一个导水管(13)和所述外壳(16)一起形成了用于所述动力输出设备的工作流体的闭合环路；和

所述动力输出设备还包括至少一个正向导管，所述至少一个正向导管具有至少一个单向阀(17)，所述至少一个单向阀(17)布置成在所述活塞(5)相对于所述圆筒(1)的向上行程期间允许所述工作流体仅在从所述活塞(5)上方的所述圆筒(1)的所述第一端部至所述活塞(5)下方的所述圆筒(1)的所述第二端部的方向上穿过所述至少一个正向导管。

2.根据权利要求1所述的动力输出设备，其中所述至少一个正向导管和所述至少一个单向阀(17)布置于所述活塞(5)中。

3.根据权利要求1所述的动力输出设备，其中所述至少一个正向导管包括布置于所述圆筒(1)外部的回流管线(19)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括调节器单元(30)，所述调节器单元(30)布置成与由所述圆筒(1)、导水管(13)和外壳(16)所形成的所述闭合环路流体连通，其中所述调节器单元(30)布置成以工作流体补充所述闭合环路、监测所述工作流体、清洁所述工作流体，和/或将用于降低所述动力输出设备的摩擦和/或腐蚀的添加剂添加至所述工作流体。

5.根据权利要求4所述的动力输出设备，其中所述调节器单元(30)包括流体分析腔室(31)、混合腔室(32)、过滤器(33)、废弃物腔室(34)和/或添加剂腔室(35)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括飞轮(14)，所述飞轮(14)布置成与所述水轮机(4)的旋转轴线共轴地旋转，其中所述水轮机(4)和所述飞轮(14)通过所述外壳(16)内侧的分隔壁(18)来分开。

7.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括压力罐(40)，所述压力罐(40)布置成与所述水轮机(4)和所述至少一个导水管(13)之间的所述闭合环路流体连通，其中所述压力罐(40)布置成为所述工作流体提供大体连续且恒定压力，所述工作流体递送至所述水轮机(4)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，其中所述发电机(15)布置成使所述水轮机(4)旋转，以当所述工作流体未引起所述水轮机(4)旋转时控制所述水轮机(4)的旋转速度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括至少一个阀(11)，所述至少一个阀(11)布置于所述至少一个导水管(13)中并且配置成允许工作流体仅在从所述至少一个导水管(13)的所述第一下部端部至所述第二上部端部的方向上穿过。

10.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括至少一个第一旁路导管(20)，所述至少一个第一旁路导管(20)布置成与所述至少一个导水管(13)和所述水轮机(4)下方的所述外壳(16)或所述圆筒(1)的所述第一端部流体连通，其中所述至少一个第一旁路导管(20)包括第一泄压阀(24)，所述第一泄压阀(24)配置成在预定压力下打开以允许所述工作流体从所述至少一个导水管(13)穿过所述至少一个第一旁路导管(20)至所述水轮机(4)下方的所述外壳(16)或至所述圆筒(1)的所述第一端部。

11.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括至少一个第二旁路导管(9)并且具有第一下部端部和第二上部端部，所述第一下部端部与所述圆筒(1)的所述第二端部流体连通，所述第二上部端部与所述水轮机(4)下方的所述外壳(16)或所述圆筒(1)的所述第一端部流体连通，其中所述至少一个第二旁路导管(9)包括第二泄压阀(8、21)，所述第二泄压阀(8、21)配置成在预定压力下打开以允许所述工作流体从所述活塞(5)下方的所述圆筒(1)的所述第二端部穿过所述至少一个第二旁路导管(9)至所述水轮机(4)下方的所述外壳(16)或至所述活塞(5)上方的所述圆筒(1)的所述第一端部。

12.根据权利要求11所述的动力输出设备，其中所述至少一个第二旁路导管(9)与所述第二泄压阀(21)布置于所述活塞(5)中。

13.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，还包括圆筒隔板(53)，所述圆筒隔板(53)将所述圆筒(1)的所述第二端部分成两个空间，其中所述隔板包括具有围绕所述活塞杆(6)的高压密封件(51)的开口，并且所述圆筒(1)的底部壁包括具有围绕所述活塞杆(6)的低压密封件(52)的开口，其中下部空间(50)通过至少一个第三旁路导管(9)与所述圆筒(1)的所述第一端部流体连通以允许所述工作流体在从所述下部空间(50)至所述圆筒(1)的所述第一端部的方向上穿过。

14.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，其中所述活塞杆(6)包括第一部段(61)、第二部段(62)和第三部段(63)，所述第一部段(61)从上方附接至所述活塞(5)，所述第二部段(62)在外部与所述第一部段平行地布置至所述圆筒(1)，所述第三部段(63)结合所述圆筒(1)上方的所述第一部段和所述第二部段，其中所述圆筒(1)包括一对滑动联接件(64)，所述滑动联接件(64)布置成允许所述圆筒(1)沿着所述活塞杆(6)的所述第二部段(62)滑动。

15.根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备，其中所述活塞杆(6)布置成附接至独立离岸结构。

16.一种点式吸收器类型的波能转换器，所述波能转换器包括浮动装置(66)和根据前述权利要求中任一项所述的动力输出设备。

17.根据权利要求1至15中任一项所述的动力输出设备在点式吸收器类型的波能转换器中的用途，以从水体的波能生成电能。

18.根据权利要求17所述的用途，其中所述发电机(15)用于使所述水轮机(4)旋转，以当所述工作流体未引起所述水轮机(4)旋转时控制所述水轮机(4)的旋转速度。

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