JP2022084902A - 流体からエネルギを抽出するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
に配置された複数のブレードと、を備えるロータを含み、前記ロータは、前記流路に接続されたハウジング内に配置され、前記ブレードの形状および前記ハブに対する向きが、前記ハウジングを通る前記作動流体の一方向の軸方向流れに応じて前記タービンのロータの一方向の回転を促す。この一形態において、発電機が、前記タービンによって回転して電気エネルギを発生させるように構成されている。特定の実施形態では、駆動軸が、当該駆動軸の近位端で前記ハブに連結され、当該駆動軸の遠位端で前記発電機に連結されている。
を備え、前記流路は、前記第1の部分を通って流れた後の前記到来波から受け取る水の最大水位の上方で延在する前記第2の部分の領域によって画定される。
(a)振動水柱を受けるための少なくとも1つのダクトであって、(i)第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受信するように配置された開口部を有する、第1の部分と、(ii)第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置され、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのものである、第2の部分と、を備え、使用時に、前記ダクト内外への水の繰り返しの移動の結果として振動水柱がダクト内に形成され、前記ダクト外への水の流れは、前記開口部を介して且つ前記到来波の方向とは反対の方向に流れる、ダクトと、
(b)前記ダクトの前記第2の部分内に配置された流路と直接に流体連通する回転可能な空気タービンと、
(c)前記流路と直接に流体連通する少なくとも1つの流れ制御装置であって、使用時に
おいて、前記流れ制御装置は、第1の構成と第2の構成とを動作させることができ、前記第1の構成は、前記装置が開くことによって、前記ダクトの前記第2の部分の中に前記振動水柱が受け取られるときに、変位した空気の流れが前記流路を出ることができ、前記第2の構成は、前記装置が前記第2の部分の中へ流れる空気を制限することによって、前記振動水柱が前記ダクトから前記反対方向に流出すると、前記回転可能な空気タービンを介して空気流が前記流路に引き戻される、流れ制御装置と、を備える。
特定の実施形態では、第2の態様のシステムは、第1の態様で記載された装置を含む。
(a)前記振動水柱を受けるためのダクトを配置するステップであって、前記ダクトが、(i)第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている前記水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受信するように配置された開口部を有する、第1の部分と、(ii)第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置され、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのものである、第2の部分と、を備え、使用時に、前記ダクト内外への水の繰り返しの移動の結果として前記振動水柱がダクト内に形成され、前記ダクト外への水の流れは、前記開口部を介して且つ前記到来波の方向とは反対の方向に流れる、ステップと、
(b)前記MSLの上方に延在する前記ダクトの前記第2の部分の内部の流路と直接に流体連通する少なくとも1つの流れ制御装置の構成を変更するステップであって、使用時において、前記装置は、第1の構成と第2の構成とを動作させることができ、前記第1の構成は、前記装置が開くことによって、前記ダクトの中に前記振動水柱が受け取られるときに、変位した空気の流れが前記第2の部分の前記流路を出ることができ、前記第2の構成は、前記装置が前記第2の部分の前記流路を通って内部へ流れる空気を制限し、前記ダクトに出入りする前記振動水柱の周波数が、前記水域からの出入りする波の周波数に実質的に対応する。
化に応じて前記少なくとも1つの流れ制御装置の構成を連続的に調整するステップをさらに含む。この一形態では、使用時に、前記制御機構は、前記1つまたは複数を流れ制御装置を前記第1の構成と前記第2の構成とで選択的に動作させる。
特定の実施形態において、第5の態様の装置は、その他の点では第1の態様において記載された通りである。
、前記方法は、
(i)前記振動する作動流体を受け取る流路を画定するハウジングを少なくとも部分的に波を有する水域に配置するステップと、
(ii)前記振動する作動流体と流体連通するようにエネルギ変換ユニットを配置するステップと、
(iii)アクティブ構成とバイパス構成とで前記流路の構成を選択的に変更するための流れ制御手段を提供するステップであって、前記アクティブ構成は、第1の所定の方向に流れるときに前記作動流体が前記エネルギ変換ユニットに作用し、前記バイパス構成は、第2の所定方向に流れるときに前記作動流体が前記エネルギ変換ユニットを迂回する、ステップと、
を含む。
(i)前記装置自体が浮揚補助具を備えており、前記装置を、動作可能な水中浮遊式のプラットフォームに配置し、
(ii)前記プラットフォームと前記装置とを前記水域に浮かべ、
(iii)前記プラットフォームと前記装置とを前記水域内の所定の位置に移動させ、
(iv)前記プラットフォームを水没させて前記装置から分離させ、それにより前記装置を前記浮揚補助具によって前記水域に浮かせた状態にし、
(v)前記装置が部分的に水没して意図された動作使用のために前記所定の位置で水域の床上に静止することができるように、前記浮遊補助具を取り外す、ことを含む。
添付の図面は、説明される様々な実施形態の理解を容易にする。
Lの上に実質的に延びるように配置され、その細長い軸が第1の導管12の軸に対してほぼ垂直となるように配向され、第1の導管12を通って流れた後の到来波から水を受け取るように配置されている。到来波が第1の導管12を通ってダクトの第2の導管14に入った後、第2の導管14から第1の導管12を介して自由に逆流して水域16に戻ることにより、水域16の海岸線における波の出入りの流れと一致するように設けられるダクト10内に振動する水流を生じさせる。第2の導管14は、第1の導管12を通って流れた後に到来波から受けた最大水位32を超える高さまで延びる。最大水位32より上に位置する気体(典型的には空気)は、簡単に後述するように、第2の導管14の最上部領域から追い出され、その後引き戻され得る。
弁38を閉じて閉鎖し、それによって流路40内に空気圧の頭が確立されるようにすることができる。このような「離調」は、海洋からの最も強い波がダクトの中に届いて遠くまで到達することを排除することによって安全機能として働くことができ、そうすることで、弁およびタービンを嵐の被害から守ることができる。
て装置を位置決めする方法を考案した。図8~図13のシーケンスを参照されたい。
波エネルギ変換器(WEC)としての振動水柱(OWC)の本実施形態についての実験的性能結果が示される。本装置の動作原理は、空気弁を利用し、正圧時に開くことによって空気チャンバを通気し、空気チャンバ圧力が負になったときに閉鎖することによって一方向空気タービンのパワーテイクオフ(PTO)を通して空気を引き込む。結果は、通常の海と不則の海の両方で示されている。
OWCの空気圧によって引き起こされる空気流から電力を抽出するために、従来のステータプラスロータ型タービン設計が発明者によって開発された。単段タービンは、広範囲の圧力降下条件にわたって一方向の空気流入に対して作動する。タービンの差分空気圧(Δp)に対する予測タービン効率は、Aoleus平均線タービン性能解析で生成された図16に示されている。-30kPa(トルクに角速度を掛け、圧力損失と体積流量の積で割って測定された)までの代表的な運転範囲における加重平均タービン効率は、650RPMの一定のタービン回転速度に基づいて77%である。
発明者によって採用された幾何学的設計の特徴は、図5に最も明確に示されている傾斜した前方リップと尖った弓の導入を含む。これらの幾何学的な機能強化は、水力性能を改善し、OWC前面の波荷重を軽減する観点を含む。
キング島は、バス海峡の西海岸に位置し、タスマニアとオーストラリア本土の間にほぼ等距離にある。島の人口は約1700人で、風力タービン、幾らかの太陽光発電、蓄電池で構成され、ディーゼル発電で補完された独自のグリッドシステムによって発電されている。
ルで、公称ピーク発電能力は1MWである。この場所の波浪気候は45kW/mを超えており、波エネルギ資源の点において世界で最も優れていると評価されている。適切なグリッド接続の近くに位置する提案場所の水深測量調査と海底プロファイリングが完了している。
長さ35m、幅12m、深さ1mが可能であるが333mmの深さが満たされ、試作品の実物大で10mの深さに相当するオーストラリア海事大学のモデル試験流域(MTB)で実験を行った。MTBは、一端に16ピストンタイプの波作成器パドル、他端に受動ビーチを備えている。モデルは波作成器から12mのMTBの中心に配置した。
示すことがわかった(たとえば、図18を参照)。チャンバの水面の高さは6つの抵抗波プローブによって観測した。波プローブは、HR Wallingford波プローブ信号調整ボックスを介してデータ取得システムに接続した。
A.海の状態
本解析では、規則的な波と不規則な波の両方を調査した。フルスケール等価不規則波(JONSWAP)を表1にまとめた。テストされた不規則波条件は、キング島の試験領域で
発生すると予想されるものに基づいて選択された。試験された規則的な波は、不規則な波の高さおよび周波数をカバーするように選択された。波キャリブレーションテストは、流域でWECモデルなしで実施された。
空気圧は次のように計算される。
選択されたモデルスケール(1:30)のため、空気圧縮率は無視できると考えられる。空気流入量は、次式を使用して空気チャンバ差圧から計算される。
次式によって中間水深計算を利用する線形理論で規則的な波のパワーが計算される。
結果は表II(λ=30)のように単純化したFroude Similitudeスケーリングを使用してフルスケールにスケーリングし、水密度の差は無視した。
エネルギ収支とは、エネルギ源から一時的な貯蔵部へ、そして最終的にシンクへのエネルギの流れを視覚的に表現したものである。図17は、空気弁用の追加経路を有するOWCのエネルギ収支を示す。実線と矢印は、システム内のエネルギの流れの可能な方向を示している。破線は、あまり重要ではないエネルギフロー接続を示している。100%の空気圧変換効率のためには、すべてのエネルギが入力波(ソース)からパワーテイクオフ(シンク)まで流れなければならない。
反射またはWECを回折する。任意のタイプのOWC WECの主なエネルギ経路は、到来波から水柱上昇へ、そして空気チャンバと大気との間の圧力差によって駆動されるパワーテイクオフ(エアタービン)への経路である。双方向エアタービンを備えたOWCでは、空気弁が存在しないため、圧力差がサイクル全体でタービンを駆動する。
次のセクションでは、規則的な波と不規則な波の両方にさらされたときの向い波での装置の電力性能について結果を示す。実物大の推定結果と効率の結果の両方が示されている。
図19は、フルスケールに外挿した規則的な波の空気圧パワーの結果を示す。結果は波作成器の237の別々の実行からまとめられた。発生した波の高さが所望のものからずれているので、空気圧パワーに対する線形補正(1+(hD-hA)/hD、ここで、hDは所望の高さであり、hAは実際の山から谷までの高さ)が適用された。より大きな波高(2.7および3.0m)では、出力はいくらか不安定に思われ、これは、チャンバと前方リップを通り過ぎる大気との間の別個の大気接続のためにチャンバ内の水位が十分に低下したために、チャンバからの圧力損失が影響していることがわかった。
予測されたフルスケール空気パワー行列結果が、2次元線形補間を実行するためにグリッドデータ関数を使用して合計47の異なる波記録から計算された。規則的な波の結果と同様であり、空力発電は、11~13秒のピーク期間(T)pの間に発生するピーク平均発電量で、より低い周期の波に向かって最良であった。同様に、効率は13秒以下のすべてTpで0.5を大幅に超えた。
空気圧縮率は、フルードスケールの外挿モデル試験結果と比較して、実際の海域での空気圧性能が低いことが知られている。他の研究者たちは、3D数値コードを使ってこの問題を調査し、従来のOWC PTOでは過大評価が12%程度であることを発見した。この単純な補正は、結果に応じて空気圧力推定結果を減らすことによって性能推定値に適用することができる。しかしながら、効率の低下は空気圧縮性容積に関係することも知られている。本開示の新しい構想のOWCはチャンバの水位をより高く上昇させるので、結果
としてチャンバの空気量は減少する。ただし、この構想には、レアファクションのみが含まれ、圧縮性は含まれないため、12%の推定誤差が多少極端になる可能性がある。さらに、スケーリングの問題を補正するために、保守的な流動係数0.6(計算された0.691ではなく)が十分に保守的な見積もりであると考えられる。
1kWhあたり0.13ドルであることを示す。同じ技術を利用した、25メガワット以上のマルチユニットプロジェクトのスケールメリットは、LCOEが1kWhあたり0.07ドル以下であることを示す。
新しい技術革新を取り入れたOWC技術の詳細が示された。この技術は、効率的な一方向空気タービンと共に使用するためのOWCの空気整流の問題に取り組んでいる。特注の形状変更と組み合わせた改正システムは、規則的な波と不規則な波の両方においてモデルスケールでテストされました。不規則な海での性能結果は83%のピーク空気圧効率をもたらした。規則的な波ではピーク空気圧変換効率は100%を超えることが分かった。これは、装置と入射波との共振が原因で局部波面が変化するためである。この現象は、OWCの前面に自然に入射するよりも多くのエネルギを装置に引き込むことになる。
- 入射波面との共鳴を達成するように動作することができる(タービン減衰特性をOW
Cに一致させる)。
- 柱/ダクトの寸法は、OWC構造の最適な流体力学的変換効率を用いて設計すること
ができる(想定される入射波フィールドに対する部位特定のOWC設計)。
- 予想される圧力/流量特性に対するタービン性能/効率を最適化できる。
- 装置は、弁を閉じることによって損傷を防ぐために暴風雨状態で機械的に隔離するこ
とができる。堅牢な構造のため、嵐の中で吹き飛ばされることはない。
- 振動水柱(OWC)装置の実験的性能は、広範囲の波の周波数にわたって非常に良好
な環境発電能力を示し、以前の双方向OWCと比較して出力に顕著な改善をもたらした。
- 波の作用のかなり上に安全に配置することができ、極端な条件に耐えるために、コン
クリートケーソンによって要素から保護することができる、より単純でより効率的な一方向空気タービン。例示的な装置は、20メートル×20メートル、高さ18メートルである。このうち、水上線から8メートルのみが突出する。発電ユニットは一般に、水深10メートルで、海岸からある程度の距離に位置する。
- 近距離波エネルギ変換器のファーム(またはアレイ)を使用できると考えれる。これ
らの装置を沿岸防波堤(または防波堤)として使用することで、地域社会と産業に電力と保護された港の両方を提供しながら、大幅なコスト共有と節約を実現し得る。
- 技術全体の中で唯一の可動部品は、タービンといくつかの単純な既製の弁であり、そ
れらはすべて水位線のはるかに上方に位置する。水の中または下に可動部分はない。つまり、メンテナンスは海のすぐ上のアクセスしやすい地域でのみ実行すればよい。他の多くの波力エネルギ装置の動作は水中で行われ、それらを塩水の腐食性および損傷作用にさらされたままにし、装置の維持または修理することを困難にする。タービンと発電機は水面より上に保たれているので、メンテナンスが少なく、どんな修理もスキューバ機器を必要とせずに実行できる。
- 水中には可動部分がないため、海洋生物への傷害が防がれる。油や汚染物質を放出す
ることがない。
- 海洋波の信頼性と予測可能性は、太陽光や風力よりも大きな利点である。例えば、気
象学やサーフィンのウェブサイトの多くはすでに1週間前までに正確に波の状態を予測している。
- したがって、この再生可能エネルギ源は補完的なベースロード電力と考えることがで
きる。
Claims (44)
- 振動する作動流体からエネルギを抽出するための装置であって、前記作動流体のための流路と、タービンと、流れ制御装置とを備え、前記タービンおよび前記流れ制御装置のそれぞれは前記流路と直接流体連通しており、使用時において、前記流れ制御装置は、第1の構成と第2の構成とを選択的に動作させることができ、前記第1の構成は、前記流れ制御装置が開くことによって前記作動流体の流れが当該流れ制御装置を通って前記流路を出ることができ、前記第2の構成は、前記流れ制御装置が当該流れ制御装置を通る流れを制限することによって、前記作動流体が前記タービンを介して前記流路に入る、装置。
- 前記流れ制御装置は、前記振動する作動流体の圧力および/または流れの方向の変化に応じて前記流路へのアクセスの構成を変える、請求項1に記載の装置。
- 前記流れ制御装置は、前記第2の構成において、前記タービンのみを介して前記作動流体の流れを促すように完全に閉鎖可能である、請求項1または2に記載の装置。
- 前記流れ制御装置が、前記第1の構成と前記第2の構成との動作を制御するための制御機構を備えている、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記流れ制御装置は、前記作動流体の流れに対して開閉するように前記制御機構によって動作可能な要素を有する、請求項4に記載の装置。
- 前記要素は、ヒンジ式、スライド式、または回転式の可動式であり、前記流れ制御装置の断面開口通路を覆う形状のものである、請求項5に記載の装置。
- 前記流れ制御装置は、バタフライ弁またはチェック弁のうちの1つである、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記タービンが、中央ハブと、前記ハブの周囲から延在するように配置された複数のブレードと、を備えるロータを含み、前記ロータは、前記流路に接続されたハウジング内に配置され、前記ブレードの形状および前記ハブに対する向きが、前記ハウジングを通る前記作動流体の一方向の軸方向流れに応じて前記タービンのロータの一方向の回転を促す、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
- 発電機が、前記タービンによって回転して電気エネルギを発生させるように構成されている、請求項8に記載の装置。
- 駆動軸が、当該駆動軸の近位端で前記ハブに連結され、当該駆動軸の遠位端で前記発電機に連結されている、請求項9に記載の装置。
- 前記作動流体が空気であり、前記空気の流れが、前記流路と流体連通しており且つダクト内に位置する振動水柱の振動によって発生する、請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ダクトは、
a.第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受けるように配置された開口部を有する、第1の部分と、
b.第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置され、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのもの
である、第2の部分と、
を備え、
前記流路は、前記第1の部分を通って流れた後の前記到来波から受け取る水の最大水位の上方で延在する前記第2の部分の領域によって画定される、
請求項11に記載の装置。 - 前記ダクトの前記第1の部分および前記第2の部分は、当該第1の部分および当該第2の部分の中間にある流れ方向制御セグメントを介して接続され、前記流れ方向制御セグメントは、接続部に配置されて前記第1の部分と前記第2部分との間に延びる平面傾斜部分によって画定される、請求項12に記載の装置。
- 前記ダクトの前記第1の部分および前記第2の部分は概して細長い導管であり、前記第1の部分は、前記第2の部分の断面積より大きい断面積を有する、請求項12または13に記載の装置。
- 前記第1の部分の開口部における断面積は、当該第1の部分の残りの部分よりも大きい断面積であり、前記導管は、前記水域から前記ダクト内への前記到来波の流れを加速するように、前記開口部の外側進入口領域から前記第2部分に向かう方向に移動するときに断面積が小さくなる、請求項14に記載の装置。
- 前記第1の部分の前記外側進入口領域は、水域から前記ダクト内への入射波の流れをより大きく捕捉するように、当該第1の部分が使用時に位置する水域の前記MSLの上方に延在するように配置される、請求項15に記載の装置。
- 前記ダクトは、当該ダクトが配置されている水域の底に位置するように動作可能である、請求項12から16のいずれか一項に記載の装置。
- a.振動水柱を受けるための少なくとも1つのダクトであって、
i.第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受信するように配置された開口部を有する、第1の部分と、
ii.第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置され、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのものである、第2の部分と、を備え、
使用時に、前記ダクト内外への水の繰り返しの移動の結果として振動水柱がダクト内に形成され、前記ダクト外への水の流れは、前記開口部を介して且つ前記到来波の方向とは反対の方向に流れる、ダクトと、
b.前記ダクトの前記第2の部分内に配置された流路と直接に流体連通する回転可能な空気タービンと、
c.前記流路と直接に流体連通する少なくとも1つの流れ制御装置と、
を備え、
使用時において、前記流れ制御装置は、第1の構成と第2の構成とを動作させることができ、前記第1の構成は、前記装置が開くことによって、前記ダクトの前記第2の部分の中に前記振動水柱が受け取られるときに、変位した空気の流れが前記流路を出ることができ、前記第2の構成は、前記装置が前記第2の部分の中へ流れる空気を制限することによって、前記振動水柱が前記ダクトから前記反対方向に流出すると、前記回転可能な空気タービンを介して空気流が前記流路に引き戻される、波エネルギ抽出システム。 - 前記流れ制御装置は、前記振動する作動流体の圧力および/または流れの方向の変化に応じて、前記第2の部分へのアクセスの構成を変える、請求項18に記載のシステム。
- 前記タービンによって回転して電気エネルギを発生させるように構成された発電機をさらに備える、請求項18または19に記載のシステム。
- 前記タービンが、中央ハブと、前記ハブの周囲から延在するように配置された複数のブレードと、を備えるロータを含み、前記ロータは、前記第2の部分に接続された前記流路内に配置され、前記ブレードの形状および前記ハブに対する向きが、前記流路を通って前記第2の部分に入る軸方向空気流に応じて前記タービンのロータの一方向の回転を促す、請求項20に記載のシステム。
- 駆動軸が、当該駆動軸の近位端で前記ハブに連結され、当該駆動軸の遠位端で前記発電機に連結されている、請求項21に記載のシステム。
- 1つ又は複数の前記流れ制御装置の前記第1の構成と前記第2の構成との選択的な動作によって前記MSLの上方に延在する前記第2の部分の表面領域の割合として前記流れ制御装置の断面積を変えることによって、使用時の前記振動水柱の周波数を変えることができる、請求項18から22のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記MSLの上方に延在する前記第2の部分の表面領域の割合としての前記流れ制御装置の断面積が15パーセント未満であるように構成される、請求項23に記載のシステム。
- 前記割合が10パーセント未満になるように構成される、請求項24に記載のシステム。
- 請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の装置を含む、請求項18から請求項24のいずれか一項に記載のシステム。
- 振動水柱の水の移動の周波数を、当該柱と流体連通している水域にて出入りする波の周波数に実質的に対応するように制御する方法であって、
a.前記振動水柱を受けるためのダクトを配置するステップであって、前記ダクトが、
i.第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている前記水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受信するように配置された開口部を有する、第1の部分と、
ii.第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置され、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのものである、第2の部分と、
を備え、使用時に、前記ダクト内外への水の繰り返しの移動の結果として前記振動水柱がダクト内に形成され、前記ダクト外への水の流れは、前記開口部を介して且つ前記到来波の方向とは反対の方向に流れる、ステップと、
b.前記MSLの上方に延在する前記ダクトの前記第2の部分の内部の流路と直接に流体連通する少なくとも1つの流れ制御装置の構成を変更するステップであって、使用時において、前記装置は、第1の構成と第2の構成とを動作させることができ、前記第1の構成は、前記装置が開くことによって、前記ダクトの中に前記振動水柱が受け取られるときに、変位した空気の流れが前記第2の部分の前記流路を出ることができ、前記第2の構成は、前記装置が前記第2の部分の前記流路を通って内部へ流れる空気を制限し、
前記ダクトに出入りする前記振動水柱の周波数が、前記水域からの出入りする波の周波数に実質的に対応する、方法。 - 制御機構を用いて、前記出入りする波の周波数の変化に応じて前記少なくとも1つの流
れ制御装置の構成を連続的に調整するステップをさらに含む、請求項27に記載の方法。 - 使用時に、前記制御機構は、前記1つまたは複数を流れ制御装置を前記第1の構成と前記第2の構成とで選択的に動作させる、請求項28に記載の方法。
- 前記ダクト、前記流れ制御装置、及び前記制御機構は、請求項1から17のいずれか一項に記載の通りである、請求項29に記載の方法。
- 振動水柱を受けるためのダクトであって、
a.第1の部分であって、使用時に当該第1の部分が配置されている水域の平均表面レベル(MSL)よりも下方で実質的に水没するように配置され、前記水域からの到来波を受信するように配置された開口部を有する導管を備える、第1の部分と、
b.第2の部分であって、前記第1の部分から延び、使用時に前記MSLの上方に延在するように配置される更なる導管を備え、前記第1の部分を通った後の前記到来波から水を受け取るためのものである、第2の部分と、を備え、
前記第1の部分の前記開口部の入口は、前記水域から前記ダクト内への到来波の流れをより大きく捕捉するように、当該第1の部分が使用時に配置される水域の前記MSLの上方で部分的に延在するように配置される、
ダクト。 - 前記第1の部分は、前記第1の部分の残りの部分よりも前記開口部においてより大きな断面積を有し、前記導管は、前記水域から前記ダクト内への前記到来波の流れを加速するように、前記開口部の前記入口から前記第2の部分へ向かう方向に移動するときに断面積が小さくなる、請求項31に記載のダクト。
- 前記第1の部分の前記入口の使用時の最上部および最外部領域は、使用時に、前記水域の前記MSLの上方で部分的に延在するように配置される、請求項31または32に記載のダクト。
- 前記第1の部分の最上面は、前記開口部の前記入口から前記第2の部分に向かう方向に移動するときに下方に傾斜する、請求項31から33のいずれか一項に記載のダクト。
- 他の点において請求項1から19のいずれか一項に記載されている通りである、請求項33から請求項36のいずれか一項に記載のダクト。
- 振動する作動流体からエネルギを抽出するための装置であって、
- 前記作動流体の流路を画定するハウジングと、
- 使用時に前記流路内の前記作動流体と流体連通するように前記ハウジングに配置され
たエネルギ変換ユニットと、
- 前記流路と流体連通する流れ制御手段であって、使用時にアクティブ構成とバイパス
構成とで前記流路の構成を選択的に変更可能であり、前記アクティブ構成は、前記作動流体がエネルギ変換ユニットに作用し、前記バイパス構成は、前記作動流体が前記エネルギ変換ユニットを迂回する、流れ制御手段と、
を備える装置。 - 使用時に、前記流れ制御手段および前記エネルギ変換ユニットは、作動流体の流れが前記流れ制御手段を介して前記流路を出るように、および作動流体の流れが前記エネルギ変換ユニットを介して前記流路に入るように、順次的に動作するように構成される、請求項36に記載の装置。
- 前記ハウジングは、海に隣接して位置する振動水柱を含むように構成され、前記エネルギ変換ユニットに作用する前記作動流体の方向は、通過する波の落下に関連する、請求項37に記載の装置。
- 前記エネルギ変換ユニットがタービンロータを含む、請求項36から38のいずれか一項に記載の装置。
- 他の点では請求項2から17のいずれか一項に記載の通りである、請求項36から39のいずれかに記載の装置。
- 振動する作動流体からエネルギを抽出する方法であって、
(i)前記振動する作動流体を受け取る流路を画定するハウジングを少なくとも部分的に波を有する水域に配置するステップと、
(ii)前記振動する作動流体と流体連通するようにエネルギ変換ユニットを配置するステップと、
(iii)アクティブ構成とバイパス構成とで前記流路の構成を選択的に変更するための流れ制御手段を提供するステップであって、前記アクティブ構成は、第1の所定の方向に流れるときに前記作動流体が前記エネルギ変換ユニットに作用し、前記バイパス構成は、第2の所定方向に流れるときに前記作動流体が前記エネルギ変換ユニットを迂回する、ステップと、
を含む方法。 - 他の点では請求項28から30のいずれか一項に記載の通りである、請求項41に記載の方法。
- 振動波柱エネルギ捕捉装置を水域の沖合位置に配置する方法であって、
(i)前記装置自体が浮揚補助具を備えており、前記装置を、動作可能な水中浮遊式のプラットフォームに配置し、
(ii)前記プラットフォームと前記装置とを前記水域に浮かべ、
(iii)前記プラットフォームと前記装置とを前記水域内の所定の位置に移動させ、
(iv)前記プラットフォームを水没させて前記装置から分離させ、それにより前記装置を前記浮揚補助具によって前記水域に浮かせた状態にし、
(v)前記装置が部分的に水没して意図された動作使用のために前記所定の位置で水域の床上に静止することができるように、前記浮遊補助具を取り外す、
方法。 - 前記エネルギ捕捉装置は、他の点では請求項1から17、又は請求項36から40のいずれか一項に記載のものである、請求項43に記載の方法。
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