JP2023526612A - 水素生産及び運搬システム - Google Patents

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Abstract

Figure 2023526612000001
海洋波力からのエネルギーが水素に変換されるシステム及び方法であって、その水素は、エネルギー消費装置によって、電気エネルギー及び機械エネルギーであることを明示させるために使用されるシステム及び方法。発生した電力の一部分は水電解槽へ伝えられ、水電解槽は、水から酸素及び水素を気体として生産する。生成された水素ガスの少なくとも一部分は、ホース運搬、遠隔操作機(又はそうでなければ無人機)を介して輸送船へ移送され、それに続いて、エネルギー消費モジュール又は基幹施設へ移送され、そこで、水素の一部分が、電気エネルギーの生成、機械的な動き、及び/又は化学反応を明示させるために、消費される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年5月18日出願の米国特許出願第63/026,670号;2020年8月3日出願の米国特許出願第63/060,145号;及び2021年5月10日出願の米国特許出願第63/186,709号の優先権を主張し、それらの内容全体を本明細書に参照することにより援用する。
本開示は、限定されるものではないが:海洋波からのエネルギーのコスト効率の高い抽出;エネルギー消費者(特に、陸上のエネルギー消費者)への海洋から抽出されたエネルギーの伝送;及び多数のエネルギー消費者への相当量のエネルギーの配給を含む、長年にわたって切実に必要とされている複数のことに取り組み、及びそれを解決する。
海洋には、特に海洋の表面を横断する波には、あり余る量のエネルギーが存在していることを多くの人が認識してきた。しかしながら、本開示より前に、そのエネルギーのコスト効率の高い収穫(harvesting)、収集、獲得(capture)、変換、及び/又は抽出は、可能ではなかった。従来技術の波力エネルギー変換(WEC:Wave energy conversion)装置は、一般に、様々な非現実的な設計に頼っており、及び様々な非現実的な要素、例えば、限定されるものではないが:波動に応答して動く構造部材であって、嵐の間に壊れる傾向があるような構造部材、波の通過に応答して曲がる可撓性膜であって、疲労に応答して裂ける及び/又は故障する傾向があるような可撓性膜、並びに波動に応答して動く及び/又は回転する非効率的な機構であって、高価であり及び頻繁に保守を要する傾向があるような機構を組み込む傾向がある。
低コストで波力エネルギーを獲得及び変換して、例えば、安価な電力又は化学燃料を生産する装置、及び/又は技術が必要とされてきた。
本開示より前に、海洋波から収穫、収集、獲得、変換、及び/又は抽出されたエネルギーの利用は、一般に、海底及び陸上の電力ケーブルによる波力発電電力(wave-generated electrical power)の伝送に頼ってきた。しかしながら、海底電力ケーブルは、展開コストが高い傾向があり、及びWEC装置の展開を海岸線に非常に近い比較的浅水域に限定する傾向がある。これは、波が最も勢いづく傾向がある、海岸から遠く離れた深海部分へのそのような装置の展開を妨げる傾向があった。
WEC装置から例えば陸上のエネルギー消費者へエネルギーを伝送するための技術及び/又は方法が、必要とされてきており、及び従来技術が提供できなかったものであり、ここでは、そのエネルギー伝送技術及び/又は方法は、海底又は地上の電力ケーブルを必要としない又は利用しない。
本開示より前に、海洋波から収穫、収集、獲得、変換、及び/又は抽出されたエネルギーの利用は、一般に、波力のエネルギーが抽出されてきた水域の境界となる海岸線に隣接して位置する(例えば、そのような水域の100マイル以内)エネルギー消費者に限定されてきた。内陸のエネルギー消費者は、有義波動によって特徴づけられる海洋から比較的遠くに位置しており、しばしば、典型的とは言わないまでも、波力発電のエネルギーの消費の恩恵から除外され、その代わりに、他のエネルギー源、例えば、化石燃料、風力、及び太陽から得られるエネルギーを消費せざるを得ない。これらの代替的なエネルギー源のいくつか、例えば化石燃料及び核分裂は、有毒である。他のもの、例えば風力及び太陽光は、断続的であり、当てにならない。
海で動作するWEC装置から、世界中のどこに位置するエネルギー消費者へも、エネルギー消費者の海岸線への近さに関わらず、エネルギーの伝送を可能にする技術及び/又は方法が必要とされてきている。
豊かで、現在利用率が低い、天然の、及び再生可能な海の波力エネルギー資源が、海岸から離れて効率的に収穫されることを可能にし、並びに抽出されたエネルギーに関し、効率的に収集され、それに続いて、地球上のどこにでも、エネルギー消費者へ効率的に輸送されることを可能にする機構、技術、機器、システム、及び方法の実施形態が開示されている。それにより、本開示は、エネルギー消費者が、海洋波力エネルギーを十分効果的に応用できるようにし、それにより、有毒なエネルギー源及び断続的なエネルギー源が、安価で再生可能であり且つ信頼性の高い深海波力エネルギーに取って代わることを促す傾向がある。
本明細書で開示するシステム、機器、及び方法の実施形態は、少なくとも一部には、新規の波力エネルギー変換(WEC)装置と;新規の水素収集及び輸送船舶(すなわち水素用船舶)と;水素用船舶がWEC装置に流体接続及び/又は柔軟に接続できるようにして、そこから、WEC装置によって生成及び/又は合成される水素ガスの供給、収納(repository)、及び/又は貯留させた一部分を取り出し、並びにWEC装置への淡水の供給量を補充して、水素ガスの追加的な供給の将来的な生成を可能にする及び/又は容易にするようにする新規の装置及び/又は機構(すなわち自己推進水素ホース)とを包含する。
以下の概要の説明は、本開示の、必ずしも全てではなく、少なくとも1つの実施形態に関連する。本開示の全ての実施形態が、この簡潔な要約で説明される全ての要素を含む又は全ての特徴を示すわけではないことを理解されたい。さらに、1つ又は複数の本発明の範囲の限定は、この簡潔な要約の提供によって意図されるものではないことを理解すべきである。読者は、本開示の範囲を理解するために、詳細な図面の説明及び特許請求の範囲を参考するように助言される。
本明細書で開示する新規のWEC装置は、少なくとも部分的に中空ブイ及び少なくとも1つの(及びおそらくは2つ以上の)名目上ほぼ垂直の水管で構成される。水管は、最上端に狭窄部を含む。水管の上方口は中空ブイ内に位置決めされて、そこから水管が垂れ下がっている。水管の最下端は、ブイの下位に位置決めされ、及び下方口を含み、そこを通して、水が水管の内部と装置が浮かんでいる水との間で流れる。中空ブイ内の水の貯留部(すなわち、第1の水貯留部又は水バラスト)は、装置の慣性を増す傾向があり、並びにブイ内の圧縮及び/又は加圧空気のポケットに起因して、ブイの第1の水貯留部内の水も、加圧される傾向がある。
波が通り過ぎる水域面に浮かんでいるとき、本開示のWEC装置は、それらの通過波によって垂直方向に動かされる及び/又は振動される傾向があり、装置の水管内の水が、水管の狭窄部によって下方へ押される傾向がある。装置、及びその第1の水貯留部/水バラストの慣性は、相当である傾向があり、並びに装置が、波頭から、接近する波の谷の方へ落ちると、水管の狭窄した部分内に位置するいずれの水にも相当な下向きの力を加える傾向があり、それにより、WEC装置の水管内の水を加圧させ、及び下向きに加速される(少なくとも一部には)。それに続いて、WEC装置が、波の谷から、接近する波頭の方へ向かって上昇すると、水管内の水は、その下降を失速させる傾向があり、そのため、水管内の水の均衡レベルの遥か下の位置から狭窄部の方へ向かって跳ね返り及び/又は弾性式に上向きに加速させる。水管内の上向きに動く水が再度下向きに動く狭窄部(波頭から落ちるときに下向きに動くWEC装置内にある)に到達する及び/又は衝突すると、水管の狭窄した部分内の水は、加圧される傾向があり、及びその水の一部分が水管の上方口から噴き上がる、噴出される、及び/又は流れ出て、それにより、装置の中空ブイ内の加圧された第1の水貯留部に堆積される。WEC装置の第1の水貯留部内からの加圧水は、流出物アパーチャ及び/又はパイプを通って装置から流れ出て、そのパイプ内には、水車、電磁流体発電機、又は流量を管理する(govern)他の手段(例えば、第1の水貯留部からブイの外側の水域への圧力降下を維持する機器)が位置決めされる。水車を使用する実施形態では、水車は、流れ出る流出物からエネルギーを抽出し、及び結果として生じる水車の回転によって、動作可能に接続された発電機が電力を生産するようにする。
開示のWEC装置の水車及び発電機によって生み出された電力の一部分は、第2の水貯留部内に位置決めされた水電解槽に伝送され、第2の水貯留部は、好ましくは、溶解イオン及び/又は他の溶質のない水を含んでいる。水電解槽は、液体水分子を、酸素及び水素のガス状分子に変換する傾向がある。電解によって生成された水素ガスの一部分が、WEC装置内に獲得され及び/又は捕捉され、及び水素貯留部(いくつかの実施形態では、第2の水貯留部と同じタンク内に含まれる)内に蓄積される。
WEC装置は水素ポートを含み、それは、受動的に及び/又は手動で作動される雌型水素ホース接続弁を組み込む、包含する(comprises)、利用する及び/又は含む(includes)。雌型水素ホース接続弁は、水素流出物パイプ、チャンネル、ホース、及び/又はチューブによってWEC装置の水素貯留部に流体接続される。水素流出物パイプを通る水素ガスの流れが、作動された水素放出弁によって追加的に制御、制限、調整、及び/又は可能にされ、作動された水素放出弁を通って、弁が開放されると又は開放しているとき、捕捉された水素ガスの装置の貯留部分が、水素貯留部から雌型水素ホース接続弁へ、及びそこを通ってWEC装置から流れ出ることができる。対照的に、作動された水素放出弁が閉鎖されて、開放していないとき、捕捉された水素ガスの装置の貯留部分は、水素貯留部内に捕捉される及び/又は捕捉されたままとなり、及び水素貯留部から流れ出る及び/又は逃げることができない。
WEC装置は、その第1の水貯留部から出て、及びその水車から離れるように流れる水流出物を利用して、WEC装置を流出物が流れ出る方向とは反対方向に動かす傾向があるスラストを生成する。流出物アパーチャの外側の舵は、WEC装置のコントローラがWEC装置を、それが浮かんでいる水域面にわたっていずれの所望の方向にも、及び/又はその上のいずれの所望のロケーションの方へ向かって操舵することを可能にする。
本明細書で開示する水素用船舶は、WEC装置から回収された水素ガスの蓄積、及び船舶への構造強度の提供の双方のために、複数の圧力容器、タンク、キャニスター、及び/又はチャンバーを組み込み、及びそれに頼る。水素用船舶は、それが収集及び輸送する水素の一部分によって、その推進力及び/又はそのプロパルサー(propulsors)、例えば、プロペラ、ダクテッドファンなどを付勢し得るが、それはまた、水素ではなく、例えばディーゼル燃料である燃料のチャンバー、タンク、及び/又は貯留部を組み込み得る。
水素用船舶は、可撓性ホース及び/又はケーブル(すなわち水素移送ホース)を装備し、それを通して、WEC装置からそれ自体へと水素ガスを引く、取り出す、及び/又は移送させる。水素移送ホースの遠位端部には、ホース接続「遠隔操作機」(ROV:remotely-operated vehicle)があり、それは、ホースを水域にわたって推進させ、並びにホースの端部をWEC装置へ固定する。
WEC装置への適切な、好適な、許容可能な、及び/又は十分な近さに到達する水素用船舶(自律的に及び/又はそこにいるオペレータによって)は、その水素移送ホースを解放し及び/又はほどき、それにより、水素移送ホース、及びその取り付けられたホース接続ROVが、水素用船舶が浮かんでいる水域に入ることを可能にする。水に入ると、水素移送ホースの遠位端部にあるホース接続ROVは、そのプロパルサー、例えばプロペラを用いて及び/又はそれらによって生成されたスラストを生成し、調整し、生じ、及び/又は制御して、近接したWEC装置の外面の方へ向かって接近し、動き、及びそれと接触するようにする。
一実施形態では、WEC装置のハル(hull)は、金属性であるため、磁場に及び/又はそれによって引きつけられる(例えば、ハルは、強磁性又は常磁性である)。そのようなある実施形態に対し、WEC装置の金属性ハルに隣接した位置に到達すると、例えば、金属性ハルは強磁性又は常磁性であり、ホース接続ROVは、第1の磁場強度の磁場を生成するために電磁石を第1の電流及び電圧で付勢するため、ホース接続ROVをハルに、十分な名目上の力で当てて、前記ROVが、ハルの表面の辺りを周方向及び/又は接線方向に動くことができるようにする。
WEC装置の水素ポートを取り囲むハルの一部分には、WEC装置の水素ポートの周りに放射状に配列された複数の案内溝が刻まれている。ホース接続ROVの一実施形態では、ホース接続ROVの下位にあるハル面のカメラ及びレーザ照明器によって、ホース接続ROVのコントローラ(図示せず)が、彫られた案内溝を検出して、それぞれのWEC装置の水素ポートの位置を突き止めるためにそれらを使用することを可能にする。
WEC装置の案内溝を検出する及び/又はその位置を突き止めると、ホースコネクタROVは、それ自体をそれらの溝の1つ以上に対して平行に動かす。案内溝は放射状に配列されているため、隣接する案内溝の部分間の間隙は、案内溝が放射状に延びる水素ポートからのそれらの部分及び/又はスポットの距離に比例する傾向がある。それゆえ、1つ以上の案内溝に対して平行な初期の動きの後に及び/又はそれに続いて、ホース接続ROVコントローラが、隣接する対の溝間の分離が大きくなっていると決定する場合、ホース接続ROVコントローラは、進路ホース接続ROVの進路を逆にし、及びそれを、磁力によってそれが緩く取り付けられるWEC装置の水素ポートの方へ向かって動かす。他方では、1つ以上の案内溝に対して平行な初期の動きの後に及び/又はそれに続いて、ホース接続ROVコントローラが、隣接する対の溝間の分離が狭くなっていると決定する場合、ホース接続ROVは、水素ポートのすぐ上側を覆う位置に到着するまで、WEC装置の水素ポートの方へ向かう案内溝に従い続ける。
ホース接続ROVの代替的な実施形態によって明示され得る、この又は任意の数の潜在的な代替的な帰巣行動は、最終的には、ホース接続ROV自体を、それが緩く取り付けられるWEC装置の水素ポートのすぐ上に位置決めさせる。
WEC装置の水素ポートの上方に位置決めされると、ホース接続ROVは、その雄型水素ホース接続弁の侵入部分を作動させ及び/又は延ばし、それにより、雄型水素ホース接続弁のその侵入部分を、水素ポートの雌型水素ホース接続弁上及び/又は内の相補的な雌型の、受け入れる、かみ合う水素ホース接続弁、及び/又は相補的なオリフィスに押し入れる。雄型水素ホース接続弁及び相補的な雌型水素ホース接続弁が接合及び/又は相互接続されると、水素用船舶の水素移送ホースは、それぞれのWEC装置の水素流出物パイプに流体接続される。
水素移送ホースが水素流出物パイプに流体接続された後、水素用船舶は、WEC装置に、例えば、符号化された無線信号によって、信号を送って、WEC装置のコントローラに、水素貯留部とWEC装置の水素流出物パイプとの間の水素ガスの流れを制御する電気作動型副水素放出弁を開放するように命令し、それにより、水素貯留部からの水素ガスが水素貯留部から水素用船舶へ、水素貯留部と、水素流出物パイプと、雌型水素ホース接続弁と、雄型水素ホース接続弁と、水素移送ホースとの遮るもののない結合及び/又は接続によって生じたチャンネルを通って、流れることを可能にする。
WEC装置の水素貯留部内に捕捉された水素ガスの圧力は、その水素ガスの一部分を、WEC装置から水素用船舶へ、接続している水素移送ホースに通すように受動的に引き起こす、押し進める、押す、駆動する、及び/又は推進するのに十分とし得、そこで、水素ガスは、水素用船舶上及び/又は内の加圧水素タンク内に獲得される。遅くとも、WEC装置の水素貯留部内の水素ガスの圧力が閾値圧力まで落ちる及び/又は下回ると、水素用船舶のポンプが、WEC装置の水素貯留部から追加的な水素ガスを能動的にポンプで送り込み、引き、吸い込み、及び/又は引き出し、及びその水素ガスを水素用船舶上及び/又は内の加圧水素タンクに堆積させる。
水素ガスの必要な、十分な、標的の、適切な、及び/又は最大の部分及び/又は量が、ホース接続ROV及びそれに流体接続された水素ホースを経由して、WEC装置の水素貯留部から水素用船舶上及び/又は内の水素タンクへ移送された後、水素用船舶は、淡水、例えば、脱イオン、蒸留及び/又は溶質のない水を、水素移送ホースを通して、及び流体接続された水素貯留部中へポンプで送り込み、水素貯留部は、第2の水貯留部に流体接続される(WEC装置の水電解槽が位置決めされ、及び水電解槽は、酸素及び水素のガスを作る及び/又は作り続けるために水分子を分ける)。
水電解槽によって作り出された水素ガスは水素貯留部内に捕捉されるが、酸素ガスは、中空ブイの圧縮空気ポケットに通気され、それにより、その内部の圧縮空気の圧力を上昇させ続ける傾向がある。しかしながら、相補的に、中空ブイ内の圧縮空気ポケット内のガスの圧力は、電気的に制御される空気ポケットガス放出弁の作動によって、連続的に及び/又は周期的に低下され得る。このようにして、圧縮空気ポケット内のガスの圧力は、かなりの量の電気エネルギーを消費することなく、上昇、低下、及び/又はそうでなければ調整される。
その圧縮空気ポケット内のガスの圧力を連続的に調整及び/又は調節するWEC装置の能力には、有用性がある。圧縮空気ポケット内のガスの一部は、例えば、第1の水貯留部内の水を溶解させ、その後、その水と一緒にWEC装置から流れ出ることによって、吸収され、及びWEC装置から、第1の水貯留部内の水と一緒に、取り出され得る。水電解槽の廃棄物(すなわち、酸素)のみを及び/又はそれを主に使用してその圧縮空気ポケットを補充するWEC装置の能力によって、その空気ポケットの圧力を補充するために追加的な大気を圧縮空気ポケットに引き入れるために、ポンプを給電する追加的な電気エネルギーを消費する必要性を回避する。
さらに、その圧縮空気ポケット内のガスの圧力を連続的に調整及び/又は調節するWEC装置の能力によって、WEC装置コントローラ(例えば、コンピュータ、並びにWEC装置内の及び/又はその動作及び処理を制御する関連のセンサー及びアクチュエータ)が、第1の水貯留部内の水の容積、質量、及び/又は慣性を調整できるようにし(より高い空気ポケット圧力は、WEC装置からより迅速に水を吐出する傾向があり、それにより、第1の水貯留部内の水の容積及び質量を減らす)、それにより、コントローラに、WEC装置の喫水を調整する能力を与え、WEC装置の喫水の変化は、水線面積及び辺り一面の波に曝されるブイハル表面積を変更させる傾向があり、それにより、それらの波からのWEC装置のエネルギーの吸着を変更させる傾向がある。
本明細書には、機器及び方法が開示されており、その機器及び方法によって、海洋波力のエネルギーが電力に変換され、発生した電力が、水を水素ガス及び酸素ガスに電解するために使用され、水素ガスは、船舶に収集され及び蓄積され及び集められ、船舶は、次に、その水素ガスを、別の船、港、UAV、AUV、及び/又は任意の他の機構、ロケーション、受領者、機器、船舶、及び/又はプロセスまで移送し、運び、及び/又は輸送し得、及び水素ガスは、有用な結果、プロセス、及び/又は製品を達成するために消費される。いくつかの実施形態では、船舶による水素ガスの収集は、自己推進及び自己接続ホースによって容易にされ、それにより、活動的な波の条件において二艘の船舶を互いに近くにすることに関連するリスクを低下させる。
新規の船-対-WEC相互接続及び水素移送機器及び方法が、本明細書で開示されており、ここでは、WEC装置からの水素ガスの取り出し、及び/又はWEC装置への淡水の提供に適合されたホースは、水素収穫船の水素移送ホースの遠位端部に取り付けられたホース接続ROVによって、標的WEC装置のハル及び水素ポートの方へ引かれてそれに接続され、それにより、水素収穫船、すなわち水素用船舶がそれ自体を、特に近い及び/又は短い距離及び/又は分離で直接WEC装置に係留する必要性をなくし、その近い及び/又は短い距離での係留は、WEC装置が一般に展開される及び/又はWEC装置がそれら自体を一般に推進させる(自律的に及び/又は遠隔からの命令によって)活動的な波気候の種類によって特徴づけられる海において潜在的に危険な状況を生み出し得る。
本開示の範囲は、その構成要素、部品、及び/又は部片のうちのいずれかの正確な幾何学的形状によっても;構成要素、部品、及び/又は部片が作製される材料によっても、限定されない。本開示の範囲は、WEC装置全体、水素用船舶、ホース接続ROVの、本明細書で開示する任意の他の構成要素、部品、及び/又は部片の相対的又は絶対的なサイズによって限定されない。
本開示の範囲は、WEC装置、水素(輸送)船舶、化学燃料移送機構、方法、及び/又は装置の特定の幾何学的形状、設計、アーキテクチャ、製作材料に限定されない。
本開示の範囲は、エネルギーが水の波力から収穫され、化学燃料に変換され、エネルギー消費機構、装置、及び/又はシステムへ輸送され、並びにそれにより消費される任意の機構、装置、システム、及び/又は方法に及ぶ、及び/又はそれらを含む。
本開示の範囲は、吸収及び/又は消費される波力エネルギーから発生する中間代替エネルギー及び/又はパワー、中間代替エネルギー及び/又はパワーを発生する機構、方法、及び/又は装置の特定の機構及び/又はタイプ、例えば限定されるものではないが、水車及び発電機に限定されない。
本開示の範囲は、合成された化学燃料、化学燃料が生成される、合成される、生産される、及び/又は作られる機構及び/又は方法、それらの化学燃料が獲得される、蓄積される、蓄えられる(cached)、及び/又は溜められる機構及び/又は方法の1つ又は複数の特定のタイプに限定されない。
本開示の範囲は、生成及び/又は合成された化学燃料がエネルギー消費者へ移送、輸送、及び/又は伝送される特定の機構及び/又は方法に限定されない。
本開示の範囲は、生成及び/又は合成された化学燃料が利用及び/又は消費される特定の機構及び/又は方法に限定されない。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、WEC装置は:
任意のサイズ、直径、含まれる容積、変位、水線面積、喫水、任意の横断面に対する形状の中空ブイ、並びに任意の材料又は材料の組み合わせで製作された中空ブイ;
陽圧、大気圧、又は陰圧に関わらず、ガスの任意の圧力、任意のガスの容積、任意のガスの質量、任意の最大ガス圧力によって特徴づけられる任意の数の内部の加圧空気ポケットを有する、取り囲む、捕捉する、及び/又は含む(containing)中空ブイ(中空ブイの壁及び/又は空気ポケットチャンバーは、構造上の欠陥なく、取り囲むような設計にされる)であって、並びに任意のガス又はガスの組み合わせ、例えば、限定されるものではないが:大気、酸素、窒素、二酸化炭素、水素、及びアンモニアを組み込む、含む、及び/又は包含する中空ブイ;
任意の数の内部バラスト、及び/又は任意の数の第1の水貯留部を有する、取り囲む、捕捉する、及び/又は含む中空ブイであって、ここでは、バラスト及び/又は第1の水貯留部は、任意の容積、任意の質量、任意の重量、任意の比重、任意の形状、任意のサイズによって特徴づけられ、並びにバラストは、任意のタイプのバラスト材料、物質、及び/又は化合物、及びバラスト材料の任意の組み合わせ、例えば、限定されるものではないが:水、海水、岩、レンガ、砂利、砂、セメント、セメント系材料、鉄、鋼、及び/又は金属を組み込む、含む、及び/又は利用する中空ブイ;及び
それらそれぞれの加圧空気ポケット内のガスの圧力が、上昇、低下、安定、調整、及び/又は制御される、任意の機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法、例えば、限定されるものではないが:弁、電気作動弁、弁の前後の閾値圧力差に応答して受動的に及び/又は自律的に作動される弁、ポンプ、冷却機若しくはエア・コンディショナ(ガス冷却用)、加熱器、事前加圧ガスのタンク(そこから追加的なガスが空気ポケット中へ放出され得る)、及びある実施形態が浮かんでいる水域に空気ポケットを流体接続する中空チューブであって、そのような中空チューブの上方口は、空気ポケットの真ん中に位置決めされ、及びそのような中空チューブの下方口は、ある実施形態が浮かんでいる水域に、それぞれの加圧空気ポケット内のガスの所望の最大圧力に等しい上部圧力によって特徴づけられる深さで位置決めされる、中空チューブを組み込む、含む、及び/又は利用する中空ブイ
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、WEC装置は:
任意の数の水管、例えば、限定されるものではないが:任意の数の狭窄部、任意の程度の狭窄部(相対的又は絶対的な)、任意の数、大きさ、それぞれの水管の長手方向及び/又は流体の流れの軸に対して垂直な断面に関する断面積の絶対的及び/又は相対的変動及び/又は変更を含む水管;
任意の傾斜度(angularity)、任意の狭窄率(長手方向位置に対して)、滑らか及び/又は線形から、中断する、一定しない、一様でない、及び/又は変化にとんだ又は可変に及ぶ狭窄率における連続性の任意の程度によって特徴づけられる及び/又は規定される、狭窄した部分を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水管;
それぞれの中空ブイのそれぞれの直径及び/又は幅に対して任意の長さの水管;それぞれの水管のそれぞれの直径及び/又は幅に対して任意の長さの水管;水域に浮かんでいるそれぞれのWEC装置に対して任意の公称喫水によって特徴づけられる水管;任意の絶対長の水管;任意の密閉容積の水管;
任意の製作材料を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水管;及び
任意の断面積、サイズ、及び/又は形状の下方口及び/又はアパーチャを組み込む、含む、及び/又は利用する水管;任意の断面積、サイズ、及び/又は形状の上方口及び/又はアパーチャを組み込む、含む、及び/又は利用する水管;並びに、任意の形状のチューブ縁、例えば、限定されるものではないが、滑らかで及び/又は長手方向チューブ軸に対して垂直な横断面によって規定されるもの、及びギザギザであり及び/又はある範囲の長手方向に分離された横断面に広がる縁の変化によって規定されるものによって規定される、上方又は下方口及び/又はアパーチャを組み込む、含む、及び/又は利用する水管
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数の水車;任意のサイズ、タービン掃引領域、直径、ブレード設計、ブレード形態、ブレード方位、公称ブレード迎え角、ブレードの数、逆回転ブレードの組の数、公称上流/下流圧力差、製作材料、公称回転速度、公称及び/又は最大エネルギー抽出効率及び/又は流体流の圧力及び/又は運動エネルギーの、機械的エネルギー、例えば回転運動エネルギーへの変換効率の水車;
タービンブレードが取り付けられるハブを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水車であって、ここで、ハブ、及びそれに取り付けられたブレードは、そのブレードを通って流れる流体に応答して回転し、名目上は、それぞれの取り付けられたタービンシャフトの回転を引き起こす、水車;ハブのない設計を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水車であって、タービンブレードが、環状及び/又はシリンダー状の構造に取り付けられており、これは、そのブレードを通って流れる流体に応答して回転する、水車;
それぞれの第1の水貯留部に流体接続され、及びそれぞれのWEC装置内又はWEC装置の外側内のどこにでも位置決めされる(例えば、それぞれの第1の水貯留部の流出物ポート又はアパーチャの外側であり、及びそれぞれのWEC装置が浮かんでいる水域に漬かっている)水車;それぞれのWEC装置の水管に流体接続される水車;単一方向に回転する水車;2つの方向に回転する及び/又は反対方向に回転する水車;二方向及び/又は回転タービンブレードを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水車;弁によって開閉される流出物アパーチャ、パイプ、チャンネル、及び/又はポートに位置決めされ、それにより、それぞれの水車への水の流れが、それぞれのWEC装置のコントローラによって能動的に遮られる又は遮るもののない及び/又は圧力作動型機構によって受動的に遮られる又は遮るもののないようにすることができる、水車;並びに、相補的な導電体内に電流及び/又は電圧を引き起こすように(例えば、それにより、別個の及び/又は機械的に連結された発電機の必要性を取り除く)、中心ハブ上及び/又は内に、又は回転式の環状若しくはシリンダー状の構造上及び/又は内(ハブのないタービンブレードのように)に位置決めされた磁石を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水車;及び
任意のタイプの水車であって、例えば、限定されるものではないが:Impulseタービン、Pelton水車、Turgo水車、Crossflowタービン、案内羽根のあるImpulseタービン、Reactionタービン、Propellerタービン、Bulbタービン、Tubeタービン、Kaplanタービン、Francisタービン、及び/又は任意の他の水流-対-機械的エネルギー又は水流-対-電気エネルギー変換機として特徴づけられるもののような水車
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数の発電機;任意のサイズ、公称電気出力(例えばキロワット単位)、銘板容量、電気出力のタイプ、例えば、限定されるものではないが:交流電流、三相交流電流、及び直流の発電機;任意のタイプ、設計、カテゴリー、スタイル、及び/又はモデルの発電機、例えば、限定されるものではないが:交流発電機、発電機、及び/又は任意の他の電力発生装置、例えば、限定されるものではないが、電磁流体発電機(これは、タービンには未接続とし得るが、単に、そこを通る水の流れによって動作される)及び単極発電機;
電力、加圧された流体圧流体、圧縮空気を発生させ、及び/又は機械的エネルギーの入力に応答して、何らかの他の有用な仕事を行うか又は何らかの他の有用な製品を生産する、任意の装置、機械、モジュール、及び/又はシステム;
エネルギーを1つの形から別の形へ変換する任意の発電機、交流発電機、又は他の機構、装置、及び/又は構成要素、例えば、限定されるものではないが、水車のシャフトの回転運動又は何らかの他の構成要素の繰り返しの運動を電力へ変換する任意の機構、装置、及び/又は構成要素;
それぞれの水車を通って流れる水からエネルギーが抽出される率を制御、調整、変化、変更、及び/又は最適にするために、それぞれの動作可能に接続された水車に加えられる抵抗トルクの量、程度、及び/又は大きさが、WEC装置のコントローラによって能動的に制御され得る任意の機構、装置、及び/又は構成要素;及び
それぞれのWEC装置内又はWEC装置の外側のどこにでも位置決めされる発電機(例えば、第1の水貯留部の流出物ポート又はアパーチャの外側にあって、それぞれのWEC装置が浮かんでいる水域に漬かっている)
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数の水電解槽;任意のサイズ、公称入力電圧、公称入力電流、電解槽及び/又は水素生成効率及び入力電圧及び/又は電流との関係、及び公称水素生成及び/又は出力率の水電解槽;
任意のタイプの陰極、任意の材料、化合物、元素、鉱物、及び/又は分子タイプを組み込む及び/又はそれで製作される陰極を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;任意のタイプの陽極、任意の材料、化合物、元素、鉱物、及び/又は分子タイプを組み込む及び/又はそれで製作される陽極を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;
任意の機械的、電気的、及び/又は構造的設計、形態、アーキテクチャ、及び/又は配置構成を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;
任意の相補的な、関連付けられた、及び/又は流体接続された第2の水貯留部を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;任意の数の流体接続された第2の水貯留部、並びに任意の容積、設計、形状、サイズである、及び/又は任意の材料で製作された第2の水貯留部を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;それぞれのWEC装置内に任意の相対及び/又は絶対位置を有する、流体接続された第2の水貯留部、例えば、WEC装置の外側に位置決めされて、それぞれのWEC装置が浮かんでいる水域に漬かるようにする第2の水貯留部を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水電解槽;それぞれのWEC装置及び/又はそれぞれの第2の水貯留部に剛接続、及び柔軟に接続される水電解槽;及び
切り離し可能な船舶、例えば自律的な自己推進船舶に組み込まれた及び/又はそこに埋め込まれた水電解槽であって、それにより、それぞれのWEC装置からの、そのような水電解槽によって生成された水素の取り出し、及びそれぞれの水素用船舶による、そのように生成された水素の回収、並びに、水電解槽及び/又はその内部にある陽極、陰極、及び/又は他の構成要素の検査、試験、保守、及び/又は交換を容易にする、水電解槽
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数の水素貯留部;任意のサイズ、任意の容積、任意の形状である、及び/又は任意の材料で製作された水素貯留部;
水素貯留部、並びにそれらそれぞれの、関連付けられた、及び/又は相補的な水電解槽の第2の水貯留部の双方によって共有される及び/又はそれらに共通の船舶、チャンバー、エンクロージャ、及び/又はタンクによって囲まれる及び/又は規定される水素貯留部;第2の水貯留部によって共有されない及び/又はそれと共通ではない船舶、チャンバー、エンクロージャ、及び/又はタンクによって囲まれる及び/又は規定されるが、例えば、その代わりに、パイプ、チューブ、ホース、チャンネル、及び/又は導管によって第2の水貯留部に流体接続される水素貯留部;
任意の公称ガス圧力、及び/又は任意の範囲のガス圧力にわたって水素を捕捉する、蓄える、蓄積する、及び/又は取り囲む水素貯留部;それぞれの水電解槽から水素を引き出し及びその水素を強制的にそれぞれの加圧水素貯留部に入れ、それにより水素を圧縮するポンプに流体接続される水素貯留部;例えば、水素ガスが、それぞれの水電解槽から離れるように泡立つことが可能であり、それにより、それぞれの流体接続された水素貯留部内に受動的に獲得されて増分的に圧縮されることによって、水素を受動的に捕捉する、蓄える、蓄積する、及び/又は取り囲む水素貯留部;
それぞれのWEC装置内に及び/又はそれらが流体接続されるそれぞれの水電解槽及び/又は第2の水貯留部に対して任意の相対及び/又は絶対位置を有する水素貯留部、例えば、WEC装置の外側に位置決めされて、それらが、それぞれのWEC装置が浮かんでいる水域に漬かるようにする、水素貯留部;それぞれのWEC装置及び/又はそれぞれの第2の水貯留部及び/又は水電解槽に剛接続、及び柔軟に接続される水素貯留部;及び
切り離し可能な船舶、例えば、自律的な自己推進船舶に組み込まれ及び/又は埋め込まれ、それにより、それぞれのWEC装置からのそれらの取り出し及びそれぞれの水素用船舶によるそれらの回収を容易にする水素貯留部
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数のコントローラ;任意の数、タイプ、カテゴリー、程度、及び/又は範囲の動作タスク、プロセス、アクション、手順、目的、マイルストーン、及び/又は事象の対処能力がある、その任務を負う、及び/又は責任を負うコントローラ;任意の数、タイプ、カテゴリー、程度、及び/又は範囲の戦略的及び/又は計画タスク、プロセス、アクション、手順、目的、マイルストーン、及び/又は事象の対処能力がある、その任務を負う、及び/又は責任を負うコントローラ;任意の数、タイプ、カテゴリー、程度、及び/又は範囲の予測(forecasting、predictive)タスク、プロセス、アクション、手順、目的、マイルストーン、及び/又は事象の対処能力がある、その任務を負う、及び/又は責任を負うコントローラ;任意の数、タイプ、カテゴリー、程度、及び/又は範囲の分析及び/又は分析的タスク、プロセス、アクション、手順、目的、マイルストーン、及び/又は事象の対処能力がある、その任務を負う、及び/又は責任を負うコントローラ;任意の数、タイプ、カテゴリー、程度、及び/又は範囲の診断及び/又は問題解決タスク、プロセス、アクション、手順、目的、マイルストーン、及び/又は事象の対処能力がある、その任務を負う、及び/又は責任を負うコントローラ;
任意のタイプ、カテゴリー、アーキテクチャ、及び/又は設計の計算回路、ハードウェア、構成要素、周辺機器、プロセッサー、アセンブリ、及び/又はネットワークを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するコントローラ;任意のタイプ、カテゴリー、アーキテクチャ、及び/又は設計のメモリ及び/又はデータ貯蔵回路、ハードウェア、構成要素、周辺機器、プロセッサー、アセンブリ、及び/又はネットワークを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するコントローラ;任意のタイプ、カテゴリー、アーキテクチャ、及び/又は設計のデータ共有及び/又はデータ伝送回路、ハードウェア、構成要素、周辺機器、プロセッサー、アセンブリ、及び/又はネットワークを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するコントローラ;
任意の様式、タイプ、及び/又は程度の熱冷却、伝導、対流、及び/又は散逸、例えば、限定されるものではないが:WEC装置内の及び/又はそれを用いずに水に近接する、WEC装置内の及び/又はそれを用いずに空気、気体、及び/又は大気に近接する熱伝導性エンクロージャ壁、相変化材料、パッシブ熱交換器、アクティブ熱交換器(水を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する熱交換器は熱交換媒体を有する)を利用する、任意の材料で製作及び/又は作製されたエンクロージャ、チャンバー、シェル、ボックス、及び/又はキャビネット内に収納されたコントローラ;及び
動作、条件、及び/又は物理的及び/又は環境的状態の品質及び/又は特性、例えば、限定されるものではないが:温度、圧力、振動、ねじれ、音、電磁放射、容量、方位、絶対位置、相対位置、速度、加速度、電圧、電流、抵抗、磁場強度、静電場強度、密度、及び塩分に関する及び/又はそれを特定する測定値、値、データ、読み取り値、及び/又は入力をコントローラに提供する1つ以上のセンサーにつながれた、それと通信する、及び/又はそこから符号化及び/又はアナログ信号を受信するコントローラ
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数のエネルギー貯蔵装置;エネルギー貯蔵装置、機構、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法、例えば、限定されるものではないが:バッテリー、Li-イオンバッテリー、鉛酸バッテリー、コンデンサー、スーパーコンデンサー、誘導コイル、フライホイール、及び燃料電池;
WEC装置内に又はそれを用いずにどこにでも設置される及び/又は位置決めされるエネルギー貯蔵装置;及び
本開示の範囲は、それらが合成する化学燃料以外の及び/又はそれとは別の任意のエネルギー貯蔵装置を組み込まない、含まない、及び/又は利用しないWEC装置の実施形態を含むこと
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
任意の数の通信装置;通信装置、機構、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法、例えば、限定されるものではないが、無線、光、電磁波、Wi-fi、及び手旗信号の伝送に埋め込まれた符号化又はアナログ信号によって通信するもの;
限定されるものではないが、ASCII文字を符号化したデータ、バイナリコード、動作コード(operational codes)、地理空間座標、WEC装置ステータスコード、診断コード、危険警報、天気予報、暗号化データ、公開鍵及び/又は秘密鍵で暗号化されたデータ、対称暗号化鍵で暗号化されたデータ、1回限りのルックアップテーブルで暗号化されたデータ、ブロックチェーンハッシュコード、ブロックチェーンnonce値、WEC装置で実行されるべき計算タスク、及びWEC装置で実行された計算タスクの結果を含む信号を送信及び/又は受信する通信装置;
衛星、地上中継局、陸塊、海洋、海、船、飛行機、潜水艦、自律船舶、AUV、UAV、UUV、宇宙空間、及び/又は宇宙ステーションに組み込まれた及び/又は設置されたリモートトランシーバ、無線(radio)、アンテナ、及び/又は計算装置へ信号を伝送する、及び/又はそこから信号を受信する通信装置;
任意のタイプ、カテゴリー、サイズ、範囲、長さ、及び公称方位のアンテナによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
無給電アンテナ、例えば、限定されるものではないが:Yagi-Udaアンテナ、Quadアンテナ、ワイヤアンテナ、ループアンテナ、ダイポールアンテナ、半波長ダイポールアンテナ、奇数倍の半波長ダイポールアンテナ、短いダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、電気的な小形ループアンテナ、電気的な大形ループアンテナ、対数周期アンテナ、ボウタイアンテナ、一直線の複数のアンテナ素子からなりその1つのみが被駆動素子である(すなわち、送信機又は受信機に接続される)エンドファイヤアレイ(endfire arrays)、及び対数周期ダイポールアレイによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
進行波アンテナ、例えば、限定されるものではないが:ヘリカルアンテナ、及びYagi-Udaアンテナによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
マイクロ波アンテナ、例えば、限定されるものではないが:方形マイクロストリップアンテナ、及び平面逆F形アンテナによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
反射鏡アンテナ、例えば、限定されるものではないが:コーナリフレクタアンテナ、パラボラ反射鏡(parabolic reflector)アンテナ、マルチバンドアンテナ、並びに別個の送信及び受信アンテナによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
1つ以上のタイプのアンテナアレイ、例えば、限定されるものではないが、ヘリカルアンテナの被駆動アレイによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
1つ以上のタイプのブロードサイドアンテナアレイ、例えば、限定されるものではないが、コリニアアレイによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
1つ以上のタイプの平面アンテナアレイ、例えば、限定されるものではないが、単指向性アンテナで構成されるものによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
1つ以上のタイプの反射型のアンテナアレイ、例えば、限定されるものではないが:反射スクリーンの前側にある半波長ダイポールアンテナ、カーテンアレイ、及びマイクロストリップアンテナ(例えば、パッチアンテナのアレイで構成される)によって信号を送信及び/又は受信する通信装置;
1つ以上のタイプのフェーズドアンテナアレイ、例えば、限定されるものではないが:アナログ及び/又はデジタルビーム形成を備えるもの、交差ダイポールを備えるもの、パッシブ電子走査アレイ、アクティブ電子走査アレイ、低プロファイル及び/又はコンフォーマルアレイ、スマートアンテナ、再構成可能なアンテナ、及び/又は電波の到来方向を推定してその受信に適応させるように放射パターンを電子的に最適にする受信アレイが、その方向においてメインローブを合成するアダプティブアレイによって信号を送信及び/又は受信する通信装置;及び
無線、セル式携帯電話電磁チャンネル、レーザ、量子で符号化されたチャンネル、及び/又はありとあらゆる他の通信モダリティによって信号を送信及び/又は受信する通信装置
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み(限定されるものではないが)、WEC装置は:
10~10,000平方メートルの水線面積;
10~350メートルの喫水;
3~2,000平方メートルの平均断面積(それぞれの水車の長手方向軸、及び/又は流体流軸に対して垂直な断面に対して)を有する水管;
10~300メートルの長さの水管(それぞれの水管の長手方向軸、及び/又は流体流軸に対して平行な軸に沿って);
50~40,000立方メートルの容積を有する第1の水貯留部;
50,000~4千万キログラムの質量のバラストを内部に有する第1の水貯留部;
それぞれのWEC装置の実施形態のそれぞれの「乾燥」部分の質量(すなわち、構造的な構成要素などの、剛体である及び/又は水で構成されていない、それぞれのWEC装置の実施形態の部品の質量)の100%~10,000%に等しい相対質量のバラストを内部に有する第1の水貯留部;
例えば、限定されるものではないが:1、2、3、5、7、9、15、25、50、90、100、150、200、250、300、400、500、及び700気圧の圧力で水素ガスを保持できる水素貯留部;
例えば、限定されるものではないが:10、20、50、100、500、1000(すなわち1k)、5k、10k、20k、50k、100k、150k、200k、300k、500k、及び1,000kキログラムの質量を有する水素ガスの容量を保持できる水素貯留部;及び
1.0メートル以上の有義波高、及び5秒以上の主波又は有義波周期の海洋波力にさらされると、0.5kW~10MWの電力を発生させる能力
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は、それら自体を、少なくとも一部には:硬帆、軟帆、Flettnerロータ、竜骨の形のチューブチャンバー、舵、ダクテッドファン、プロペラ、プロペラ駆動型水中スラスタ、水力学的ポンプ作用又は被駆動モータの実施形態によって加圧水又は空気が供給される水管又は空気管からの指向性の流出、水ジェット、水面下にある波-うねり-駆動型フラップ、水面下にあるテザーで繋留された航空機様の凧及び/又はドローン、膨張性の水で満たされた袋、並びに海錨及び/又はドロウグ(drogues)によって、推進できる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
WEC装置当たり任意の数の水素ポート、WEC装置内の及び/又はそれを用いない水素ポートの任意の配置構成、WEC装置の水素ポートの任意の相対及び/又は絶対位置、任意のサイズの水素ポート、任意のタイプの弁、任意のカテゴリーの弁、任意のタイプの作動型弁、任意のタイプの受動的に開閉される弁、任意の数の弁、並びに任意の数の弁アセンブリ及び/又はサブアセンブリ;
任意のタイプのリンク機構、コネクタ、設計、任意の数の構成する雄型及び/又は雌型コネクタを組み込む、含む、及び/又は利用する水素ポート(又は、雄型又は雌型の指定によって特徴づけられないコネクタ);
任意のタイプの雄型ドライ・ディスコネクト、及び任意のタイプの雌型ドライ・ディスコネクトを組み込む、含む、及び/又は利用する水素ポート;及び
任意の他のタイプのリンク機構、コネクタ、弁、チャンネル、ハーネス、ホース、チューブ、及び/又はパイプとリンク-及び/又は接続が適合する水素ポート
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は、名目上の最下アパーチャを含む水素貯留部を組み込み、含み、及び/又は利用し、その最下アパーチャを通して、その水素貯留部及びその内部の水素ガスが全て、それぞれのWEC装置が浮かんでいる水域に流体接続され、それにより、その下方アパーチャによって(例えば、アパーチャを通して挿入され、水素貯留部から水素ガスが引き出される及び/又は吸い取られるホース又はパイプによって)その内部の水素ガスの一部分の取り出し及び/又は収穫を許可、容易、及び/又は可能にする。
本開示の範囲は、化学燃料を合成するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、ここで、WEC装置は:
手動又は自律的操作型機構が、それ自体を、それぞれのWEC装置の水素ポートを見つける、及び/又はそこに向かって進むために、位置づける、接近する、そこへと誘導することができるようにする、任意のタイプ、様式、カテゴリー、設計の、及び/又は様々な構造、信号、フィードバック、及び/又はビーコン、例えば、限定されるものではないが、磁石、磁場(例えば、電流が流れる導電体の周りに生み出されるもの)、光導波路(例えば、第1の色で塗装された水素ポートから生じ及び/又はそこに集中し、第2の色が重ねられる及び/又はそれらの間に塗装される放射状ライン)、リッジ、溝、隆起、隆起パターン、水素ポートの方へ向かって位置合わせされた及び/又は向くエンボス加工された及び/又は彫られた三角形のシンボル、水素ポートにおける及び/又はその周りの音響信号、WEC装置のハル内のボイドであって、そのようなボイドのないハルの一部分に応答することから生じる音響応答とは別個の及び/又は識別可能に異なる音響応答及び/又はエコーを生じるようなボイド(例えば、ソレノイド駆動型タッピング機構によって検出される)、水素ポートにある及び/又はその周りに配列される光(例えば、LED光)、抵抗、水素ポートにおいて、その近くで、又はその周りでWEC装置のハルに入って、WEC装置のハルを貫通して外部装置、ROV、及び/又は他の機構に接続される電気信号から生じる電圧及び/又は電流であって(例えば、その後、WEC装置が浮かんでいる水域(例えば海水)を介して電気信号源に接続される及び/又は接地される)、WEC装置ハルに信号の入る点と外部装置を受け入れる及び/又は接続するその通過とのハル-距離によって、距離固有の電圧及び/又は電流を生じる、電圧及び/又は電流を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するもの
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、水素移送及び/又は輸送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、水素移送及び/又は輸送船舶は:
任意の数の水素移送及び/又は輸送船舶;任意のサイズ、任意の変位、任意の幾何学的形状、推進力の任意のモード又は方法(帆、プロペラ、ジェット)の水素移送及び/又は輸送船舶;及び
任意のサイズ、容積、形状、幾何学的形状、材料、製作方法、及び/又は最大内部ガス圧力によって特徴づけられる、水素貯蔵船舶、タンク、チャンバー、エンクロージャ、圧力容器、及び/又はコンテナーによって特徴づけられる、を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水素移送及び/又は輸送船舶
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、水素移送及び/又は輸送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、水素移送及び/又は輸送船舶は:
水素移送船舶が、WEC装置から水素(又は任意の他の気体又は液体)を取り出し、抽出、移送、及び収穫することができる任意の機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、WEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み、WEC装置は:
WEC装置が、水素(又は任意の他の気体又は液体)を水素移送船舶へ吐出、移送、出力、伝送する、運ぶ(port)、及び/又は送ることができるようにする任意の機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法、
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は、水素(又は任意の他の気体又は液体)がWEC装置から水素輸送船舶へ、及び/又は水素輸送船舶から別の船、受け入れ港湾施設、及び/又は水素(又は任意の他の気体又は液体)の何らかの他の消費者へ移送される機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法であって:
ホース、チューブ、ケーブル、チャンネル、及び/又はパイプをWEC装置及び/又は水素輸送船舶へ運び、引き、動かし、位置合わせし、及び/又は接続し、そのホースを通して水素(又は任意の他の気体又は液体)が移送される及び/又は一方から他方へ流れる、任意のタイプ、サイズ、設計、数、及び/又は種類の取り付け船舶であって;限定されるものではないが:自律水中船舶(AUV:autonomous underwater vessels)、遠隔操作型船舶(ROV:remotely-operated vessels)、及び/又は無人水中船舶(UUV:unmanned underwater vessels)を含み得る、取り付け船舶
によって特徴づけられる機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、水素(又は任意の他の気体又は液体)が移送される及び/又は流れるホース、チューブ、ケーブル、チャンネル、及び/又はパイプを組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含み:
任意のタイプ、サイズ、直径、長さ、設計、数、及び/又は種類のホース又はケーブル;
任意の設計、スキーム、及び/又は方法によって製作されたホース又はケーブル;
任意の材料を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース又はケーブル;
任意の数のチャンネルを組み込むホース又はケーブルであって、そのそれぞれを任意の気体、液体、電気信号、光信号、データタイプが流れる、ホース又はケーブル;及び
任意の種類のエネルギー、例えば、限定されるものではないが:電気エネルギー、化学薬品エネルギー、及び/又は圧ポテンシャルエネルギーが流れるホース又はケーブル
によって特徴づけられる。
本開示の範囲は:
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の船舶、例えば、限定されるものではないが:バルク運搬船、コンテナー船、クルーズ/旅客船、液化天然ガス(LNG:liquified natural gas)輸送船、潜水艦、及び軍艦;
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の自律水船舶、例えば、限定されるものではないが:自律水上船舶(ASV:autonomous surface vessels)、自律水中船舶(AUV)、及び無人水中船舶(UUV);
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の自律飛翔体(flying vessel)、例えば、限定されるものではないが:無人航空機(UAV:unmanned aerial vehicles);
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の陸上にある設備、例えば、限定されるものではないが:沿岸電力及び/又はエネルギー貯蔵又は分配設備、島のエネルギーステーション、及び天然ガス分配施設;
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の海上プラットフォーム、例えば、限定されるものではないが:石油掘削装置、天然ガス抽出プラットフォーム、水産養殖の生育、生産、及び収穫施設、鉱物収穫施設及び/又は作業場、及びシーステディング(seasteading)プラットフォーム及び/又はコミュニティ;
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の水素燃料動力の運送手段(vehicle)、例えば、限定されるものではないが:個人用自動車、バス、トラック、トラクター-トレイラートラック、ビッグリグ(big rigs)、及び列車;
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の水素燃料動力の航空機;
任意のタイプ、サイズ、種類、及び/又は設計の水素燃料動力のロケット;
及び、水素を電力へ変換するために使用される1つ以上の燃料電池の利用
によって特徴づけられる、受け取る、標的とする、受領する、及び/又は供給されるエネルギー消費者を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意の化学燃料、例えば、限定されるものではないが:水素ガス、液化水素、アンモニア、水素過酸化物、メタン、エタン、プロパン、任意の分子を含有する炭素及び水素、任意の化石燃料、亜酸化窒素、任意の分子を含有する窒素及び水素、並びに任意の分子を含有する窒素及び酸素を生産する、合成する、作り出す、生成する、及び/又は製造する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意の栄養分子、食物、ビタミン、又は栄養補助剤、例えば、限定されるものではないが:アミノ酸、L-アルギニン、L-ヒスチジン、L-フェニルアラニン、タンパク質、炭水化物、糖、グルコース、スクロース、ビタミン、ビタミンA、Bビタミン、ビタミンC、ビタミンD3、及びビタミンEを生産する、合成する、作り出す、生成する、及び/又は製造する実施形態を含む。
本開示の範囲は、違法行為、活動、事象、及び/又は損失、例えば、限定されるものではないが:WEC装置の盗難又はそれへの損傷、水素輸送船舶の盗難又はそれへの損傷、水素(又は、WEC装置によって合成される任意の他の気体又は液体)の盗難又は損失、及び海賊行為に関連するようなものを防止するように設計される、それが意図される、できる、及び/又は防止する機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、違法行為、活動、事象、及び/又は損失、例えば、限定されるものではないが:知的財産及び/又は所有権のある知識の盗難、並びに企業秘密の盗難に関連するようなものを防止するように設計される、それが意図される、できる、及び/又は防止する機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、防衛措置、能力、反応、及び/又は行動、例えば、限定されるものではないが:盗難又は他の海賊行為の試みの検出に応答して自動的に及び/又は遠隔でトリガされる全ての水素(又は、WEC装置によって合成された任意の他の気体又は液体)の放出、盗難又は他の海賊行為の試みの検出に応答して自動的に及び/又は遠隔でトリガされる全ての水素(又は、WEC装置によって合成された任意の他の気体又は液体)の点火、盗難又は他の海賊行為の試みの検出に応答して自動的に及び/又は遠隔でトリガされるWEC装置又は水素輸送船舶の沈没又は慌てて逃げること(scuttling)、海賊及び/又は海賊船舶を特定できるビデオ、写真、画像、音、無線伝送、及び他のデータの自動記録、並びに海賊及び/又は海賊船舶を特定できるビデオ、写真、画像、音、無線伝送、及び他のデータを記録できるドローンの展開(例えば、AUV及び/又はUAV)によって、違法行為、活動、事象、海賊行為、及び/又は損失を防止するように設計される、それが意図される、できる、及び/又は防止する機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、代替的なエネルギー消費機構、例えば、限定されるものではないが、電力を発生させる、スラストを生成する、有用な化学薬品を生成及び/又は合成する、計算タスク(例えば、リモートロケーションでダウンロードされるものなど)を実施する、及びBitcoinブロックチェーンブロック、ブロックチェーンブロック、及び/又はBitcoinハッシュ値、及び/又はnonce値を計算するために化学燃料の一部分を消費するものを付勢するために、化学燃料、例えば、限定されるものではないが、WEC装置によって生成及び/又は合成された1種又は複数種の化学燃料を利用できる、WEC装置、水素輸送船舶、及び/又は他の船舶及び/又は物体の実施形態を含む。
任意の材料
本開示の範囲は、任意の材料で構成される、製作される、それを組み込む、及び/又はそれで作製される実施形態を含む。本開示の範囲は、限定されるものではないが、少なくとも一部には、鋼、アルミニウム、別の金属、コンクリート、別のセメント系材料、繊維性材料(例えば、竹、又はセルロース)、又はプラスチックで製作される実施形態を含む。
自律船舶の利用
本開示のある実施形態は、柔軟に接続された自律水上船舶(ASV)、例えば、自動ボート又は引き舟(tug)によって推進される。本開示の実施形態は、それらに組み込まれたモジュール、システム、機構、及び/又は機械によっても、並びにそれらに固定して取り付けられたモジュール、システム、機構、及び/又は機械によっても、推進される必要はない。推進力は、それらの推進力がそれらそれぞれの1つ又は複数の実施形態へ伝送される接続の様式、方法、及び/又はタイプに関わらず、任意の手段、装置、船舶、及び/又は他の外部エネルギー消費機械によってもたらされ得る。
代替的な実施形態
本開示、並びにそれに関する説明は、海洋面上にある、そこにある、又はそれに隣接する波力エネルギー変換器を参照してなされる。しかしながら、本開示の範囲は、等しい力及び等しい利益で、内海、湖、及び/又は任意の他の水域又は流体の表面上にある、そこにある、又はそれに隣接する波力エネルギー変換器及び/又は他の装置に応用される。
本明細書で開示する一般的発明の設計、構造、システム、及び/又は方法のサイズ、形状、厚さ、材料、方位の取り得る全ての変形例、及び/又は他の実施形態特有の変形例は、本開示の範囲内に含まれ、及び当業者に明らかになる。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、他の実施形態と通信する;飛行機と通信する;海岸局と通信する;衛星と通信する;及び/又はネットワークと通信する実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、無線、レーザ、量子符号化チャンネル、及び/又は他の通信モダリティによって通信する実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、様々なナビゲーション装置、ノード、技術(例えば、レーダ、ソナー、LIDARS)を含む、組み込む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、様々なセンサー(例えば、カメラ、レーダ、ソナー、LIDARS、エコー探知器、磁気)を含む、組み込む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが:
風、波、流れすなわち海流や気流(currents)、大気圧、相対湿度、及び/又は他の環境要因;
潜在的危険性、例えば、船、氷山、浮遊ごみ(floating debris)、油膜、水深、地下地形、海岸線、礁など;
対象生態学的物体、例えば、クジラ、亀、魚、鳥、プランクトンなど;及び/又は
環境悪化及び/又は生態系の退化、例えば、汚染、不法漁業、不法投棄など
を測定する、特徴づける、及び/又は評価するセンサーを含む、組み込む、及び/又は利用する実施形態を含む。
全ての派生した実施形態、実施形態の組み合わせ、及びそれらの変形例は、本開示の範囲内に含まれる。
本開示のある実施形態は、WEC装置の水車が水電解槽を直接付勢する(すなわち、発電機による電力の中間的な発生がない状態で)WEC装置を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、磁歪材料及び/又は金属のその組み込み、含むこと、及び/又は利用によって、水素ガス及び酸素ガスを生産する。
本開示のある実施形態は、水域面の波からエネルギーを抽出し、及びその抽出されたエネルギーの一部分を使用して、水素ガス以外の化学燃料、例えば、限定されるものではないが:アンモニア、亜酸化窒素、メタノール、エタノール、ガソリン、ディーゼル、オイル、及び、ヒドラジンを生産するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、2個の水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。本開示の別の実施形態は、3個の水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。及び、本開示の別の実施形態は、4個の水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示の範囲は、任意の数、及び任意の様々な水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。本開示の範囲は、WEC装置が浮かんでいる水域内で、WEC装置が浮かんでいる水域面において、及び/又はWEC装置が浮かんでいる水域の上方の大気内で、他の船舶が動作する、及び/又は位置決めされるかに関わらず、WEC装置から他の船舶への合成化学燃料の移送を容易にする任意の機構、装置、機器、技術、技法、方法、及び/又は手段を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示のある実施形態は、第2の水貯留部、例えば、水電解槽及び/又は水電解槽がパイプ、チャンネル、チューブ、及び/又はホースによって内部に位置決めされるチャンバーに接続される第2の水貯留部とは別個である水素貯留部を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、ここでは、WEC装置のコントローラによって開閉される弁は、水電解槽及び/又はチャンバーに流体接続され(ここでは、水電解槽は、弁が開放されているときに位置決めされる)、並びに水電解槽及び/又はチャンバーには流体接続されない(ここでは、水電解槽は、弁が閉鎖されるときに位置決めされる)。
本開示のある実施形態は、第2の水貯留部を補充する、再蓄積する、増大させる、及び/又はその満たされた状態を保つ、海水及び/又は水蒸留、精製、脱イオン化、及び/又は淡水抽出機構、装置、機器、システム、構成要素、手段、及び/又は方法を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、水素用船舶、ホース接続ROV、及び水素移送ホースがWEC装置の水電解槽によってWEC装置の第2の水貯留部へ消費、処理、及び/又は変更用の淡水及び/又は溶質のない水をポンプで送り込むことができる、水素流出物パイプとは別個のホース、パイプ、導管、及び/又はチャンネルを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、WEC装置の水素貯留部から水素ガスを取り出すために水素流出物パイプを使用する前又は使用した後、水素用船舶、ホース接続ROV、及び水素移送ホースがWEC装置の水電解槽によってWEC装置の第2の水貯留部へ消費、処理、及び/又は変更用の淡水及び/又は溶質のない水をポンプで送り込むことができる、その同じ水素流出物パイプを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水素ポートを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、中空ブイの上方部分に流体接続された空気ポケットガス放出弁を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するWEC装置を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、そこでは、圧縮空気のポケットが、中空ブイの上方部分に位置決め、設定、捕捉され、流れに乗って運ばれ(entrained)、及び/又は囲まれ、並びに中空ブイの上方部分を取り囲む、囲む、及び/又は確立する壁に及び/又は壁内に位置決め、設定、及び/又は埋め込まれる。
本開示のある実施形態は、WEC装置を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、ここで、空気ポケットガス放出弁が第1の閾値空気ポケット圧力に応答して受動的に作動されて、第1の閾値空気ポケット圧力以上の圧力のへWEC装置の空気ポケット内のガスの圧力の上昇によって、弁を、空気ポケット内のガスの圧力が第2の閾値空気ポケット圧力以下に低下するまで、弁が開放して、WEC装置の空気ポケットからガスを放出するようにトリガする、それに引き起こさせる、及び/又はそれを作動させる。本開示のある実施形態は、第1の閾値空気ポケット圧力が第2の閾値空気ポケット圧力に等しいWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。本開示のある実施形態は、第1の閾値空気ポケット圧力が第2の閾値空気ポケット圧力を上回るWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、例えば、コントローラによって受信される、例えば、WEC装置の空気ポケット内のガスの圧力が第1の閾値の空気ポケット以上の圧力であることを示す、圧力センサーからの信号に応答して、WEC装置のコントローラによって、空気ポケットガス放出弁が能動的に作動、及び/又は開放されるWEC装置を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、それにより、例えば、圧力センサーが、空気ポケット内のガスが第2の閾値空気ポケット圧力以下であることを検出するまで、例えば、及びコントローラに信号を送るまで、弁が、WEC装置の空気ポケットからガスを放出するようにする。本開示のある実施形態は、第1の閾値空気ポケット圧力が第2の閾値空気ポケット圧力に等しいWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。本開示のある実施形態は、第1の閾値空気ポケット圧力が第2の閾値空気ポケット圧力を上回るWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、水電解槽によって生成、合成、及び/又は生産される酸素ガス及び水素ガスの双方が、共通の、共有の、及び/又は同じガス貯留部(例えば、水素貯留部)内に収集、捕捉、及び/又は蓄積されるWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。そのようなWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する本開示のある実施形態は、水素ガスがWEC装置から取り出される、抽出される、及び/又は移送される予定であり、例えば、そのプロセスにおいてWEC装置から酸素ガスを噴出させるときに、酸素ガスから水素ガスをフィルタリングして、それにより、分離する。そのようなWEC装置を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する本開示の別の実施形態は、複合ガス(すなわち、水素及び酸素の双方を含む)をそれぞれの水素用船舶へ移送、放出、及び/又は伝送し、及び水素用船舶は、その加圧水素貯蔵タンク内への水素ガスのその貯蔵前に、酸素ガスから水素ガスをフィルタリングし、それにより分離する。
本開示のある実施形態は、プロペラ、帆、硬帆、Flettnerロータ、水素燃焼ジェット、及び水中翼のうちの少なくとも1つを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する水素用船舶を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、その推進システム及び/又は機構は、ホース接続ROVをそのそれぞれの水素用船舶に接続するそれぞれの水素移送ホース内に埋め込まれる、組み込まれる、及び/又は含まれる及び/又はそれに取り付けられる1つ以上の電線用導管、導体、ワイヤ、及び/又はケーブルによってそのそれぞれの水素用船舶から受け取る電力によって給電、付勢、及び/又は可能にされる。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、その推進システム及び/又は機構は、取り付けられた水素移送ホースから水素ガスを受け取る燃料電池によって発生される電力によって給電、付勢、及び/又は可能にされる。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、その推進システム及び/又は機構は、エネルギー貯蔵装置、例えばバッテリー又はコンデンサーによって供給される電力によって給電、付勢、及び/又は可能にされる。
本開示のある実施形態は、それぞれのWEC装置が浮かんでいる水域面下に沈むことができる、及び/又は水中にある間に名目上は動作する水素用船舶を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、永久磁石を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、ホース接続ROVはその永久磁石を、それ自体をWEC装置のハルに磁気的に取り付けるために、使用する。WEC装置のハルへの取り付けを容易にするために永久磁石を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する本開示の同様の実施形態はまた、ソレノイド駆動型の脱離スパーを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、ソレノイド駆動型の脱離スパーは、作動時に、延びて、それをWEC装置ハルに保持してその係合解除を防止する磁力にもかかわらず、ホース接続ROVをすぐ近くのWEC装置から十分な分離距離押して、ホース接続ROVがそれ自体をWEC装置から離れるように、及び/又はそのそれぞれの水素用船舶まで推進できるようにする。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROVのスラスタによってホース接続ROVとハルとの間に生み出される吸引及び/又は陰圧を使用してWEC装置のハルに当てるホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示は、本開示の範囲内に入る取り得る実施形態の範囲のサブセットを説明するために提供される例、図面、及び説明文を含む。これらの例、図面、及び説明文は、本開示の範囲に限定されない。
以下の図面の説明に関して、「捕捉された水」への言及は、チャンバー内の水が、その起源であるチャンバー、典型的には、持ち上げられた水の起源である水域に対して、及び/又は水がその増分的な流れの「上り勾配」を始める第1のチャンバーに対して、及び/又は水が最終的に流れる水車の高さに対して、より平均高さが低いチャンバーまで、及び/又はその中へ、後方へ流れることができないこと、又は統計上起こりそうにないことを指す。
本開示の性質及び目的をより十分に理解するために、以下の詳細な説明を、図面と併せて、参照するべきである。
本開示のある実施形態の側面の斜視図を示す。 図1に示されている、本開示の同じ実施形態の側面図を示す。 図1及び図2に示されている、本開示の同じ実施形態の上面を見下ろした図を示す。 図1~3に示されている、本開示の同じ実施形態の側面図を示す。 図1~4に示されている、本開示の同じ実施形態の側面図を示す。 図1~5に示されている水素用船舶と同一の、本開示のある実施形態の水素用船舶の側面の斜視図を示す。 図6に示されている水素用船舶と同一の、本開示のある実施形態の水素用船舶の側面図を示す。 図1~5に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態の波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面の斜視図を示す。 図8に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。 図8及び図9に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。 図8~10に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。 図8~11に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の上面を見下ろした図を示す。 図8~12に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の底部を見上げた図を示す。 図8~13に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面の断面図を示し、縦断面図は、図12及び図13において特定されており、及び断面は、線14-14に沿って取られている。 図14に示されている、本開示のある実施形態のWEC装置の同じ側面の断面図の斜視図を示す。 本開示のある実施形態のWEC装置のハル内に組み込まれた水素ポートの拡大図を示す。 図8~15に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面の斜視図を示す。 本開示のある実施形態のWEC装置のハルに埋め込まれた水素ポートに接近するホース接続ROVの拡大斜視図を示す。 図18に示されている、本開示のある実施形態の同じホース接続ROVの斜視図を示す。 図18及び図19に示されている、同じホース接続ROVの斜視図を示す。 図18~20に示されている、同じホース接続ROVの側面図を示す。 図18~21に示されている、同じホース接続ROVの前方の側面図を示す。 図18~22に示されている、同じホース接続ROVの背面の及び/又は水素移送ホース側の図を示す。 この場合にはバルク輸送船である、水素ガスをエネルギー消費者へ分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶を示す。 この場合には潜水艦である、水素ガスをエネルギー消費者へ分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶を示す。 この場合には自律無人航空機(UAV)である、水域の上面に浮かんでおり、及び水素ガスをエネルギー消費者へ分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶を示す。 水中受入れホース、チューブ、パイプ、及び/又はチャンネルを経由して、水素ガスをエネルギー消費者へ分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶を示す。 桟橋、埠頭、波止場、及び/又は沿岸施設に隣接する水域の上面に浮かんでおり、ここで、海底の上方の水域面の高さが比較的低い、及び/又は水が比較的浅い、本開示のある実施形態の水素用船舶を示す。 水素移送ホース及びその取り付けられたホース接続ROVによって水素生産波力-エネルギー変換器(WEC)に流体接続された水素用船舶を包含する、本開示のある実施形態の上面を見下ろした図を示す。 水素移送ホース及びその取り付けられたホース接続ROVによって、水素生産波力エネルギー変換器(WEC)に流体接続された水素用船舶を包含する、本開示のある実施形態の側面の断面図を示す。 本開示のある実施形態の水素生産浮体式風車(FWT:floating wind turbine)装置の側面の斜視図を示す。 図31に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置の側面図を示す。 図31及び図32に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置の側面図を示す。 図31~33に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置の上面を見下ろした図を示す。 水素移送ホース及びその取り付けられたホース接続ROVによって水素生産浮体式風車(FWT)装置に流体接続された水素用船舶を包含する、本開示のある実施形態の上面を見下ろした図を示す。 水素移送ホース及びその取り付けられたホース接続ROVによって、水素生産浮体式風車(FWT)装置に流体接続された水素用船舶を包含する、本開示のある実施形態の側面の断面図を示す。 図8~15に示されているWEC装置と同様の、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面の斜視図を示す。 図37に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面図を示す。 図37及び図38に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の上面を見下ろした図を示す。 図37~39に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面の断面図を示し、縦断面図は、図39において、線40-40に沿って取った断面で特定されている。 図40に示されており、及び図37~40に示されているものと同じWEC装置である、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面の断面図の斜視図を示す。 図37~41に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の水管の下方端部分の外側の外面位置に取り付けられた及び/又は接続された水電解槽アセンブリの斜視的な拡大図を示す。 図37~42に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の水管の下方端部分の外側の外面位置に取り付けられた及び/又は接続された水電解槽アセンブリの側面の拡大図を示す。 図37~43に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の水管の中間外面部分に取り付けられた及び/又はそこに組み込まれた水素及び水ポート差込口の側面の拡大斜視図を示す。 図37~44に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の水管の中間外面部分に取り付けられた及び/又はそこに組み込まれた水素ポート差込口の拡大断面図を示す。 図37~45に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の水管の中間外面部分に取り付けられた及び/又はそこに組み込まれた水素ポート差込口の拡大断面図を示す。 本発明の生成された化学燃料を輸送するための第1の好ましい方法のフローチャートである。
図1は、本開示のある実施形態の側面の斜視図を示す。波力-エネルギー変換(WEC)装置100は、WEC装置が浮かんでいる水域面101を横断する波からエネルギーを得る、抽出する、収穫する、受け取る、及び/又は収集する。通過波からWEC装置が抽出するエネルギーの一部分は、水車(不可視)及び発電機(不可視)によって電力に変換される。発生した電力の一部分は、WEC装置内の水電解装置(不可視)を付勢し、WEC装置(不可視)の貯留部内に入れられた水の一部分を水素ガスへ変換する。合成された水素ガスの一部分が、WEC装置内の水素貯留部(不可視)内に獲得される。
周期的に、水素用船舶102がWEC装置100に接近して、それ自体をWEC装置の近くに位置決めする。WEC装置の十分に近くになると、水素用船舶は、水素移送ホース104の第1の端部に取り付けられたホース接続遠隔操作機(ホース接続ROV)103を展開する。ホース接続ROVは、水素移送ホースをWEC装置へ引く。ホース接続ROVは、それ自体を、移動できるように、WEC装置のハルに取り付け、及びそれ自体を、WEC装置の水素ポート(不可視)の上方に及び/又はその上側を覆って位置決めされるまで、WEC装置のハル上をあちこち動かす。その後、ホース接続ROVは、それ自体及び取り付けられた水素移送ホースを、WEC装置の水素ポートに接続し、それにより、WEC装置から水素ガスが取り出され及び/又はそこから水素用船舶へ流れることを可能にし、そのため、そこで、水素用船舶の及び/又は水素用船舶上にある加圧水素貯蔵タンクの1つ以上に蓄積される。WEC装置内に蓄積される水素の圧力が、水素用船舶の流体接続された水素貯蔵タンク内の圧力よりも高い場合には、WEC装置からその水素用船舶への水素の前記移送が、移送時に能動的にポンプで送り込む必要なく、受動的に発生する。
図2は、図1で説明されている本開示の同じ実施形態の側面図を示す。WEC装置100には、流出物アパーチャ、ポート、パイプ、及び/又はチャンネル105があり、そこを通って、WEC装置内の第1の水貯留部(不可視)内の加圧水が、最初に水車(不可視)を通って流れた後、WEC装置から流れ出る。流出用水車の流出物は、WEC装置を反対方向に、例えば、図2に示す水素用船舶の方へ向かって押す傾向のあるスラストを生じる。舵106がWEC装置に可動式に接続される。舵の垂直回転軸(及び/又はヒンジ)に対する舵の角度方位が、WEC装置のハルの最上部分に取り付けられたWEC装置コントローラ107によって制御される。舵の方位の調整によって、コントローラは、WEC装置が浮かんでいる水域面101において新しいロケーションの方へ向かう航路に従うようにWEC装置を操舵することができ、ここで、新しいロケーションは、WEC装置の現在のロケーションとは異なる地理空間目的地にある。
水素用船舶102が、WEC装置100に隣接して好適に位置決めされると、WEC装置のハルに接近してそれと接触するために、スラスタ(不可視)を使用するホース接続ROV103を展開する。ホース接続ROVはWEC装置の方へ向かって移動し、ホース接続ROVに流体接続された水素移送ホース104が、引っ張られて、水素用船舶の後端及び/又は船尾276から(例えば、そこに回転自在に取り付けられたホースドラムから)解放される(例えば巻き出される)。
WEC装置から取り出され、且つホース接続ROV103及び水素移送ホース104を通して水素用船舶へ送られた水素ガスは、水素用船舶102に取り付けられた及び/又は組み込まれた複数の加圧水素貯蔵タンク、例えば108内に蓄積される。図示の実施形態では、前記水素貯蔵タンクは、積み重ねられて相互に剛接続された細長いシリンダー状の圧力容器である。
水素用船舶102の運行中、断続的に、及び/又は連続的に、水素用船舶102のいくつかのより低い圧力の加圧水素貯蔵タンク内の水素は、水素用船舶102のより高い圧力の水素貯蔵タンクへポンプで送られ得るため、水素は、ホース接続ROVの取り付けが行われているとき、WEC装置から水素用船舶への水素の受動的な移送を容易にするためにいくつかのより低い圧力の水素貯蔵タンクがより低い圧力に保たれている間でも、前記より高い圧力の水素貯蔵タンク内に溜まり得る。
図3は、図1及び図2に示す、本開示の同じ実施形態の上面を見下ろした図を示す。
図4は、図1~3に示す本開示の同じ実施形態の側面図を示す。
図5は、図1~4に示す本開示の同じ実施形態の側面図を示す。
図6は、図1~5に示す水素用船舶と同一の、本開示のある実施形態の水素用船舶の側面の斜視図を示す。水素移送ホース104は、水素移送ホースドラム109に巻き取られており、並びに水素用船舶102の後端、船尾、及び/又は後方端にあるベベル付き垂直スリットアパーチャ110によって、水素移送ホースの解放及びその引き込みは誘導され、且つ水素移送ホースが損傷される可能性は低下する。水素移送ホース104は、水素移送ホースドラム109に巻き取られ、並びに水素移送ホースドラムに巻き取られている水素移送ホースの展開及び回収は、水素用船舶102の後端、船尾、及び/又は後方端にあるベベル付き垂直スリットアパーチャ110によって容易にされる。水素移送ホースの展開は、水素移送ホースの遠位端部に取り付けられるホース接続ROV103によって容易にされる。水素移送ホースの回収は、水素移送ホースドラムの電動回転によって容易にされ、これは、水素移送ホースドラムへの水素移送ホースの能動的な巻き戻しを生じる。
水素用船舶102は、自律的であり、且つ通信塔及びアンテナ111を通して、リモート動作制御ステーションから、他の水素用船舶から、及び/又はWEC装置から動作コマンド、ステータスアップデートのリクエスト、並びに他のデータを受信する;及び水素用船舶は、リモート動作制御ステーションへ、他の水素用船舶へ、及び/又はWEC装置へ、動作ステータスアップデート、地理空間ロケーションのリクエスト、並びに他のデータを送信する。通信塔及びアンテナは、他の実施形態の船舶に対して直接データを送り及び受信する。通信塔及びアンテナは、他の実施形態の船舶、第三者の船舶、地上の動作制御ステーションなどに対して、衛星へ及びそこから送信される符号化電磁信号を介して間接的にデータを送り及び受信し得る。
水素用船舶102は、それが浮かんでいる水域面101におけるその地理空間ロケーションを、ハル貫通(through-hull)スラスタ112及び113、並びに前方スラスタ114及び115によって、変え得る。
別の実施形態の水素用船舶102は、配置されている人員及び乗組員によって制御される。
図7は、図6に示す水素用船舶と同一の、本開示のある実施形態の水素用船舶の側面図を示す。図7の図の観点は、ハル貫通スラスタ112及び113の観察を容易にする。図7の図では、関連のハル貫通チャンネル内に位置決めされたタービン/プロペラを見ることが可能である。スラスタ112及び113は、水素用船舶を横方向に(すなわち、スラスタプロペラが回転される方向に依存して、左舷又は右舷の方へ向かって)動かすことを可能にする。スラスタ112及び113はまた、水素用船舶が、その前方スラスタ、例えば114によって前進させられているときに、水素用船舶が左舷又は右舷の方に向くことを可能にする。
前方スラスタ、例えば114はまた、水素用船舶を後退させるように、逆方向に、すなわち、それぞれのプロペラが逆方向に回転される状態で、動作され得る。
水素用船舶102はまた、その船尾に、前方向又は後方向に巡航しているときに、同様に、横方向の動きを実行する水素用船舶の能力、並びに左舷又は右舷の方に向くその能力を手助けする、ハル貫通スラスタ116を有する。
図7に示す、ホース接続ROV103、及びその取り付けられた水素移送ホース104の形態は、それらの展開直後のホース接続ROV及びその取り付けられた水素移送ホースの位置、幾何学的形状、及び/又は形態を示す。図7はまた、それらの回収完了直前の、ホース接続ROV及びその取り付けられた水素移送ホースの位置、幾何学的形状、及び/又は形態を示す。
図8は、図1~5に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態の波力-エネルギー変換装置(WEC装置)の側面の斜視図を示す。
WEC装置は、上方中空ブイ117及び下方水管118で構成される。水域の上側面面101に隣接して浮かんでいるとき、WEC装置の水管は、その最下端に、下方口、開口、及び/又はアパーチャ119が位置決めされており、そこを通して、水が、WEC装置が浮かんでいる水域と水管の内部との間を通り過ぎ得る及び/又は流れ得る。
中空ブイ117の内部に位置決めされた上方口(不可視)から噴出される水は、中空ブイ内の第1の水貯留部(不可視)に溜まる。第1の貯留部内の水、並びに第1の貯留部の上方で中空ブイに捕捉された空気ポケット(不可視)は、WEC装置の外側及び上方の大気を名目上上回る圧力へ加圧される。第1の水貯留部内の加圧水は、流出物アパーチャ105を通ってWEC装置から流れ出て、そのようにするときに、水車(不可視)を通って流れる。舵106が、舵の広い面が流出物の流出と平行にそろえられないときに、WEC装置に回転トルクを与えるために、WEC装置から流れ出る流出物水と相互作用する。
舵は、垂直軸及び/又はヒンジの周りで回転し、この垂直軸及び/又はヒンジは、舵の上方支柱120と下方支柱121との間に位置決めされ、並びにそれら支柱によってWEC装置に回転自在に接続されて固定される。舵上方支柱内の舵スクリューロッド(不可視)は、ステッピングモータによって駆動及び/又は作動され、このステッピングモータは、WEC装置コントローラ107によって制御され、及びコントローラが、流出物の流出の長手方向及び/又は流れの軸に対して舵の相対的な角度方位を調整すること、それにより、WEC装置を操舵することを可能にする。流出物の流出によって、WEC装置に前方へのスラストをもたらすとき、コントローラによる、上方及び下方舵スクリューロッドの調整、変更、変化、及び/又は修正によって、コントローラが、WEC装置が浮かんでいる水域面101における所望の、特定の、及び/又は標的の地理空間ロケーションへWEC装置を操舵することを可能にする。
コントローラ107の上方部分にアンテナ122が付着されており、そのアンテナによって、コントローラは、他の船舶及び/又は海岸にある受信機と符号化電磁信号を交換し得る。コントローラには、フェーズドアレイアンテナが埋め込まれており、そのフェーズドアレイアンテナによって、コントローラは、他の船舶、陸上、及び衛星にある受信機と符号化電磁信号を交換し得る。
図9は、図8に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。
図10は、図8及び図9に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。
図11は、図8~10に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面図を示す。WEC装置のハルには、(WEC装置が浮かんでいる水域面101とWEC装置のハルとの交差点にある)平均水位線の下方の位置に、水素ポート123が埋め込まれており、そこに、水素用船舶をWEC装置の水素貯留部と流体接続するために、ホース接続ROVを接続し得る。
図12は、図8~11に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の上面を見下ろした図を示す。
図13は、図8~12に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の底部を見上げた図を示す。水管118の底部にある下方アパーチャ及び/又は口を通して、水管の狭窄されている部分124の内部、及び/又は狭窄部が明示されている水管の部分を見ることができる。水管118の頂部には、水管の上方アパーチャ及び/又は口125を見ることができ、そこを通して、水管の水が周期的に噴出され、その後、中空ブイ117の第1の水貯留部(不可視)に溜められる。
水管118の上方口125を通して、コントローラ107の最下側面を見ることができる。コントローラは、電力ケーブル126によって発電機(不可視)及び水電解槽(不可視)に接続される。コントローラは、弁作動ケーブル127によって、作動された水素放出弁(不可視)に接続される。
図14は、図8~13に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面の断面図を示し、ここで、縦断面図は、図12及び図13において特定され、及び断面は、線14-14に沿って取られている。
WEC装置100が、WEC装置が浮かんでいる水域面101を波が通り過ぎることに応答して上下に動くとき、水管118の内部に流れに乗って運ばれた(entrained)及び/又は閉じ込められた水129が上下に動くため、水管内の水129の上面134も上下に動く135。
水管の内部の水が水管に対して下方へ動くとき(すなわち、水が水管の下方口及び/又はアパーチャ119の方へ向かって動くとき)、その下向きに動く水129の一部分が、水管から出るように流れて130、WEC装置の外側にある水域101に入る。水管の内部の水129が水管に対して上方へ動くとき、追加的な水が、WEC装置の外側の水域101から、水管の下方口119を通って水管中へと流れる133。
水管の内部の水129が水管に対して上方へ動くとき(すなわち、水が水管の上方口及び/又はアパーチャ125の方へ向かって動くとき)、水管内の水129の上面134は、十分な速度、運動量、及び/又はパワーで上向きに動き、その上向きに動く水の一部分が、水管の上方口から流れ出て、及び/又は噴出され131、その結果、第1の水貯留部132の上面144に落下し、それにより、そこに入って、捕捉される。中空ブイ117内に捕捉され且つ第1の水貯留部の上方にそれと隣接して位置決めされた空気ポケット136が、WEC装置の外側の大気の圧力を名目上上回る圧力(例えば、1気圧を上回る圧力)まで加圧される。
水管(及びそれが一部となっているWEC装置)が下方へ動くとき、例えば、WEC装置が、波頭から、接近してくる谷の方へ向かって落ちるとき、水管118の狭窄した及び/又は狭くなった部分124は、水管内の水129を下方へ押し、その水に、下向きの力及び運動量を与える傾向があり、それにより、水管内で水を下向きに運ぶ。そのため、WEC装置が、接近してくる波頭の方へ向かって上向きに加速し始めると、WEC装置及びその水管は、上方へ、及び下向きに動く水129から離れるように動いて、その水の上面134が水管の上方口125から離れるように動くようにする。水管内の水は水管内で下方へ動くため、その下向きの動きが、水管の下方口119の外側の水の圧力によって抵抗され、妨害され、最終的には逆転される。すぐに、水管内の水はその動きを逆転させて、上向きを加速し始める。これとほぼ同時に、WEC装置は、時には、波頭を越えて移動して、接近する波の谷の方へ向かってそれが落ち始める傾向がある。下向きに動くWEC装置、及びその狭窄した水管124が、水管内の上向きに動く水129と出くわすと、上向きに動く水が水管の下向きに動く狭窄部124に結果として「衝突」する又は当たることによって、狭窄部に最も近い水の圧力を局所的に高めるか、及び/又はそうでなければ、狭窄部に近い水を上向きに加速させる。
衝突によって引き起こされた、水管118の狭窄した部分内の水の加圧に応じて、及び/又は他の理由で、加圧された水は、十分な速度、運動量、及び/又はエネルギーで、水管の比較的狭い上方部分143を周期的に上方へ動いて、中空ブイ117の加圧内部中へその水の一部分を噴出131させ、その噴出された水の一部分を第1の水貯留部内へ捕捉する。
時間と共に、WEC装置は通過波の真っただ中で上下に動くため、水管を通って、加圧された第1の水貯留部132中へ流れる、水の正味の上向きの流れとなる傾向がある。
第1の水貯留部への水の周期的な追加と、第1の水貯留部132から出る並びに流出物パイプ105、チャンネル、及び/又はアパーチャを通ってWEC装置100から出る加圧水の流れ137の規則的な、絶え間ない、滑らかな、及び/又はほぼ一定のストリームとのバランスを取る。第1の水貯留部からの水が流出物パイプから流れ出るとき、その水は水車138を通って流れ、それにより、水車を回転させる(例えばそのシャフト139の周りで)。水車は、共有及び/又は共通のシャフト139によって発電機140に動作可能に接続され、その結果、第1の水貯留部からの水の流出に応答する水車の回転によって、発電機に電力を生み出させるようにする。
発電機によって生み出された電力の一部分は、ケーブル141を通してケーブル126へ伝送され、並びにそれを通して水電解槽142及びWEC装置コントローラ107の双方へ伝送される。適切なパワーエレクトロニクスが、当然ながら、発電機によって供給される電圧を、電解槽に適切な範囲の電圧に調整する(buck down)ために設けられる必要がある(特に、どのように多くの電解セルが電気的に直列にされるかに依存して)。
発電機140によってもたらされた電力に応答して、水電解槽142は水分子を水素と酸素に分ける。一対の同心の環状チャンバー:水素貯留部145(陰極側)及び酸素貯留部146(陽極側)が、それらのチャンバーの下方共有部分147につきものである。各チャンバーの最下部分は、水(好ましい実施形態では脱イオン又は溶質のない水)を入れて及び/又は取り囲んでおり、並びに好ましい実施形態では、膜(例えばプロトン交換膜)が、一方のチャンバーの最下部分を他方のチャンバーの最下部分から分離し、プロトンが陽極側から陰極側へ通過することを可能にし、及びまた水が一方の側から他方の側へ(例えば、差圧の影響下で陰極側から陽極側へ、及び/又は電圧が印加されている期間中の差圧及び/又はプロトンドラッグ(proton drag)の影響下で陽極側から陰極側へ)拡散することを可能にする。通常のPEM電解法の実施に従って関連の水分解反応を促すために、膜の両側に触媒層が設けられ得る、及び好ましい実施形態では設けられる。水電解槽142は、1つ以上の電池で構成され得る。電解槽が複数のセルで構成される場合、これらのセルは、(物理的とはいわないまでも、電気的な)スタックを形成するように直列に電気的に構成され得る。或いは、セルは、冗長性を増すために並列に構成され得る。少なくとも1つの電解セルに十分に高い電圧が印加されると(例えば発電機140から適切なパワーエレクトロニクスを経由して、及び/又は発電機140が電圧を生じていない期間中でも少なくとも1つの電解セルに少なくとも最小電圧を維持する構成にされた少なくとも1つのバッテリーから)、電流が流れて、陽極及び陰極にガスが発生されて、各チャンバーの最上部分に湧き出る傾向があり、並びにそれらガスは、同心の環状チャンバーを分離する1つ又は複数の不浸透性壁(例えば158)によって分離されたままとなる傾向がある。
水素貯留部及び酸素貯留部の上方壁は、プレート154及び/又は平面の構造部材であり、これは、外側ハル117から水管の上方部分143へWEC装置の内部に広がっている。名目上垂直なチューブ状の壁158が、水素貯留部と酸素貯留部を分離している。
水電解槽142は、水素ガスの分子が最も外側の環状チャンバー145中へと放出され、作られ、合成され、及び/又は生成され、その後、気泡、例えば147として、そのチャンバーの最上部分148へ上昇して、その内部で、水素貯留部内の水素ガスの容積及び/又は圧力を増大させる傾向があるようにするような構成にされている。
水電解槽142は、酸素ガスの分子が最も内側の環状チャンバー146中へと放出され、作られ、合成され、及び/又は生成され、その後、気泡、例えば149として、そのチャンバーの最上部分150へ上昇して、その内部で、酸素貯留部内の酸素ガスの容積及び/又は圧力を増大させる傾向があるようにするような構成にされている。
周期的に、酸素貯留部146の最上部分150内の酸素ガスの容積が十分に大きい、及び/又は閾値容積よりも大きくなるとき(例えば、フロートを組み込むセンサー(図示せず)、音響センサー、圧力センサーなどによって検出されるように)、WEC装置コントローラ107は、ケーブル127及び151を介して、弁152を作動させ及び/又は開放し、それにより、酸素貯留部146の最上部分150内に捕捉された酸素ガスの一部分を放出する。コントローラは、酸素貯留部内の酸素ガスの一部分が放出された後、弁152を閉鎖する。放出された酸素ガスは、第1の水貯留部の上方にある空気ポケット136に入るまで、気泡、例えば153として上昇する傾向があり、それにより、空気ポケット内のガスの容積、質量、及び/又は圧力を増大させる。
異なる実施形態では、受動調整弁(弁152に置き換わって、その位置に置かれ得る)が、最上部分150内の酸素の圧力が最上部分148内の水素の圧力以上になるとき、最上部分150から空気ポケット136へ酸素を放出し、それにより、水電解槽142の膜(例えばPEM)の前後にほぼ均圧を維持する。
空気ポケット136内のガスの圧力が閾値を上回るとき、及び/又はWEC装置コントローラが、空気ポケットの圧力の低下が、辺り一面の波からのエネルギーの獲得に関して好都合であると決定するとき、コントローラは、弁128を作動させ及び/又は開放し、その弁を通って、加圧ガスが空気ポケットから逃げて、WEC装置の外側の大気に入り得る。コントローラが、空気ポケット内のガスの圧力が所望の及び/又は好都合な圧力以下であると決定するとき(例えば、図示しないセンサーによって)、コントローラは弁128を閉鎖する。
ケーブル126及び141を介して、WEC装置コントローラ107は、電動制御部155(例えば、ステッピングモータ)を作動させ、それにより、舵上方支柱120内の舵スクリューロッド(不可視)を変更させ、調整し、構成し、制御し、及び/又は回転させ、それにより、コントローラが、流出物パイプ105からの流出物水の流れ137の長手方向及び/又は流れの軸に対して舵106の相対的な角度方位を調整できるようにする。舵が、その左舷側及び右舷側で流出物の流れを異なるように妨害する角度方位に変えられると、舵は、WEC装置を回転させるのに十分なトルクを生み出してWEC装置に加えるので、コントローラが、WEC装置が浮かんでいて動いている水域面101上の標的ロケーションの方へ向かう航路に沿ってWEC装置を操舵することができるようにする。
水素用船舶(図4の102)がWEC装置の近くになり、及びそのホース接続ROV(図4の103)、及び取り付けられている水素移送ホース(図4の104)を展開すると、ホース接続ROVは、WEC装置の水素ポート123に接続し、それにより、水素移送ホースを水素流出物パイプ156へ流体接続する。水素用船舶が、水素ガスの受け取り準備が整っていることを示す信号を、そのアンテナ(図6の111)によってWEC装置のアンテナ122へ送信すると、WEC装置コントローラ107は水素放出弁157作動させ及び/又は開放し、それにより、水素貯留部148を水素用船舶102へ流体接続し、及び水素貯留部内の水素ガスが(例えば、WEC装置の水素貯留部内で上昇した圧力の影響下で受動的に)水素用船舶102の低圧タンクへ流れることができるようにし、そこから、その後、水素用船舶102の高圧タンクへとさらにポンプで送り込まれ(すなわちさらに圧縮される)、その後、1箇所以上のエネルギー消費者(例えば、沿岸の発電及び/又は配電設備)へ輸送され得る。
その期間中、水素用船舶102の少なくとも1つのタンクがホース接続ROV103を介してWEC装置の水素ポート123に流体接続されるとき、脱イオン水が、電解用の追加的な「原料」の水を供給するために、水素用船舶から水素移送ホースを介してWEC装置の水素貯留部へポンプで送り込まれ得る及び/又は他の方法で移送され得る。この移送を容易にするために、水ポンプが水素用船舶102に乗せて設けられ得る。
周囲の海水をWEC装置へ移送するための脱イオン水に変えるために、脱イオン化装置が水素用船舶102に乗せて設けられ得る。一実施形態では、水素用船舶102に設けられた水処理装置が、少なくとも一部には、前記水素用船舶に装着された水素燃料電池からの廃熱を使用して水を蒸留及び/又は脱イオン化し、前記燃料電池は、前記水素用船舶のスラスタ、プロペラ、及び又はポンプジェットに給電するための電気を提供するために使用されている。
異なる実施形態では、水素用船舶102は、陸上の水素処理基幹施設へ水素を降ろすためにドックに入っているようなときに、陸上の脱イオン化施設から脱イオン水が供給される。
本開示の1つの方法の実施形態では、水素は、波力エネルギーを使用して海で生産されて、以下の方法に従って海岸まで運ばれる:(1)水素用船舶102が陸上の施設から離れて、複数のWEC装置までの旅を開始する、(2)複数のWEC装置までのその旅の最中に、水素用船舶は水を脱イオン化する(例えば、一部には、燃料電池からの廃熱を蒸留装置へ加えることによって(ここで、前記燃料電池は、同時に、水素用船舶のスラスタへ電気を提供する))、(3)水素用船舶102は、第1のWEC装置のロケーションの近くに到着し、減速する及び/又は停止する、(4)水素用船舶は、ホース接続ROV103を解放する、(5)ホース接続ROV103は、推進スラストを生成して(例えば、プロペラを使用して)、水素ホースを前記第1のWEC装置の方へ向かって運ぶ、(6)ホース接続ROVは、前記第1のWEC装置のハル面に磁気的に結合し、及び前記第1のWEC装置の、ハルに装着された水素ポート(例えば123)の近くに位置決めされるまで、前記第1のWEC装置の前記ハル面をあちこち移動する(例えば、電動全方向ホイールを使用して)、(7)ホース接続ROVは、第1のWEC装置の前記水素ポートを介して第1のWEC装置の水素タンクへの流体接続を開始する(例えば、雌型水素ポートに雄型コネクタを挿入することによって)、(8)前記第1のWEC装置によって海洋波から発生された電気を使用して電解によって生産されて、前記第1のWEC装置の水素貯留部内の圧力下で蓄積された水素は、前記第1のWEC装置から、前記ホース接続ROVによって運ばれる水素ホースを介して、水素用船舶へ降ろされる、(9)脱イオン水は、水素用船舶から第1のWEC装置の水タンクへ移送される、(10)ホース接続ROVは第1のWEC装置から切り離される、(11)水素用船舶102は、それ自体を第2のWEC装置の近くへと推進させる、(12)第2のWEC装置に関してステップ5~10が繰り返される、(13)水素用船舶102は、それ自体を第3のWEC装置の近くへと推進させる、(14)第3のWEC装置に関してステップ5~10が繰り返される、(15)水素用船舶は、ホース接続ROVを積み込み位置へ引き込む、(16)水素用船舶は、海岸までの旅を開始し、2つのWEC装置から陸上の施設へ降ろされる水素を運び、並びにそこで、処理及び陸上の水素消費者へ運搬するために水素を降ろす。
図15は、図14に示されている、本開示のある実施形態のWEC装置の同じ側面の断面図の斜視図を示す。
図16は、本開示のある実施形態のWEC装置のハル内に組み込まれた水素ポートの拡大図を示す。
雄型ドライ・ディスコネクト159が、窪んだシリンダー状ハウジング161の最も内側の及び/又は近位端部160(それぞれのWEC装置の中心に対して)に位置決めされる。窪んだシリンダー状ハウジングの最も外側の及び/又は遠位端部は開放しており、及び外向きの及び/又は拡張するベベル付き及び/又はテーパ付き誘導壁162によって囲まれており、この壁は、ホース接続ROVよる雄型弁コネクタの挿入を容易にする。ベベル付き壁の最も広い及び/又は最も外側の縁は、ほぼ平ら及び/又は平面の環状プレート163によって囲まれており、その環状プレートは、少なくとも複数のボルト、例えば165によって、それぞれのWEC装置のハル164に固定されている。
図17は、図8~15に示すWEC装置と同一の、本開示のある実施形態のWEC装置の側面の斜視図を示す。図17に示されているWEC装置は、接近するホース接続ROVと連結する及び/又はそれと接続するような構成にされている。
図18は、本開示のある実施形態のWEC装置のハル164に埋め込まれている水素ポート123に接近するホース接続ROV103の拡大斜視図を示す。
ホース接続ROV103は、6個のスラスタ、例えば166からのスラストを使用して、水素ポート123に接近し、且つホース接続ROVに取り付けられて流体接続されている水素移送ホース104を引く。そのスラスタのそれぞれによって生じるスラストを変えることによって、ホース接続ROVは、航路を操舵し、並びに水素ポートの方へ向かうその軌道167を調整する、変更させる、訂正する、及び/又は制御することができる。
WEC装置のハル164と接触した後、ホース接続ROV103は、同一とは言わないまでも、Mecanumホイールと同様の、6個の全方向ホイール、例えば168によって、そのハルの外面に可動式に接続される。各全方向ホイールは、それぞれの各ホイールをそのアクスルの周りでいずれかの回転方向に回転させることができるそれぞれのモータに動作可能に接続され、並びにそのそれぞれのモータによって制動される(少なくとも一部には)。そのどのローラも(サブホイール要素)、それ自体のアクスルの周りで自由に回転することができる。図18に示されているホース接続ROVは、Mecanumホイールを組み込む、含む、及び/又は利用する。別の実施形態のホース接続ROVは、全方向ホイールを組み込む、含む、及び/又は利用する。
全方向ホイール、標的設定及び/又は誘導システム、及びホース接続ROVコントローラ(図示せず)のその使用によって、ホース接続ROVは、特に電磁石(不可視)、及び/又はスラスタ、例えば166からのスラストを使用して前記ハルに当てられているとき、それぞれのWEC装置の水素ポートを探し、並びにそれ自体をそれぞれのWEC装置の水素ポートのすぐ上に及び/又はそれに隣接して設置して位置決めするまで、WEC装置のハルの外面上をあちこち移動することができる。
ホース接続ROV103のスラスタは、ホース接続ROVがそれ自体を、水中を通ってWEC装置の方へ向かって推進させるときに、抗力を減らすために空気力学的に流線形にされている断面形状を備える環状リング169に取り付けられる。環状リングは、6本の放射状に向けられた支柱、例えば171によって、中心接続機器170に取り付けられ、それら支柱も、抗力を減らすために空気力学的に流線形にされている。
図18には、標的の水素ポート123の上方にホース接続ROVを最善に位置決めできるようにするための横方向の動きを選択するためにホース接続ROV103、及びそのそれぞれのホース接続ROVコントローラを支援する水素ポート誘導特徴を図示しない。
ある実施形態は、水素ポートから出現してそれぞれの標的のWEC装置のハルの外面に塗装された放射状ラインによって、標的の水素ポートを設置する。ホース接続ROV上の光学センサーがラインを検出し、及びそれぞれのホース接続ROVコントローラは、それらの塗装された放射状ラインの検出部分の角度関係のその分析によって、標的の水素ポートの相対座標を計算及び/又は推定する。
ある実施形態は、それぞれの標的のWEC装置のハルの外面にそれぞれエンボス加工された及び/又はエッチングされた放射状リッジ及び/又は溝によって、標的の水素ポートを設置し、放射状リッジ及び/又は溝は、水素ポートから出現するような向きにされている。圧力、距離(例えば超音波)、テクスチャーなどを測定する、ホース接続ROVに装着された及び/又は組み込まれたセンサーは、リッジ及び/又は溝を検出し、及びそれぞれのホース接続ROVコントローラは、それらリッジ及び/又は溝の検出部分の角度関係のその分析によって、標的の水素ポートの相対座標を計算及び/又は推定する。
他の実施形態は、ホース接続ROVをそれらそれぞれの水素ポートへと支援する、促す、助ける、誘導する、及び/又は引き寄せるために、他の手段、方法、機構、技法、構造、形態、適応性、光学的パターン、構造パターン、音響パターン、電気パターン、磁気パターン、又は他の標的設定特徴を利用する。全てのそのような誘導特徴、及びそれらの利用方法は、本開示の範囲内に含まれる。
図19は、図18に示されている、本開示のある実施形態の同じホース接続ROV103の斜視図を示す。ホース接続ROVは、水素移送ホース104(水素用船舶に接続されている)に動作可能に接続される。各全方向ホイール168は、それぞれの双方向モータ172によって、起動、付勢、駆動、推進、及び/又は作動される。選択した全方向ホイールの回転の速度及び方向のその調整によって、ホース接続ROVコントローラ(それぞれの水素用船舶に位置決めされている)は、それぞれの水素ポートを探してWEC装置のハルにわたってどの横方向(すなわち周方向又は接線方向)にもホース接続ROVを動かすことができる。ホース接続ROVは、6個の電磁石、例えば173によって生成された磁場によってWEC装置のハルに可動式に取り付けられたままである。
電磁石173及び全方向ホイール168(及び全方向ホイールモータ168)は、緩衝吊りステージ174に取り付けられている。及び吊りステージは、12個の緩衝ばね175によって、放射状支柱当たり2個のばねで、6本の放射状に向けられた支柱、例えば171に接続される。
ホース接続ROV103がWEC装置の外側ハルに接触した後、電磁石173は、それぞれの水素移送ホース内の導体によってホース接続ROV及びその電磁石に伝送される第1の電流及び第1の電圧によって、第1の磁場強度及び/又は第1の磁性アタッチメント強度に付勢され、ここで、第1の磁場強度及び/又は第1の磁性アタッチメント強度は、全方向ホイール168へ十分なけん引をもたらすようにホース接続ROVをハルに当てるのに十分に強く、ROVが、ハルの外面の周りで動くことができるようにする。
ホース接続ROV103がWEC装置の水素ポートの上方に位置決めされた後、ホース接続ROVコントローラ(図示せず)は、雌型ドライ・ディスコネクト177を延ばし、その結果、それが上側を覆って位置決めされる雄型ドライ・ディスコネクト(図16の159)と物理的に接続する。雌型ドライ・ディスコネクトと雄型ドライ・ディスコネクトの物理的な接続によって、それぞれの水素用船舶(図4の102)の水素移送ホース104及びホース接続ROV(図4の103)をそれぞれのWEC装置の水素流出物パイプ(図14の156)に流体接続する。
水素用船舶がWEC装置から十分な量の水素ガスを回収した後、水素用船舶のホース接続ROVは、その電磁石を消勢させ、並びにそのそれぞれの水素用船舶へのその戻り、及び/又はそれによる回収を容易にするように(例えば、水素用船舶のドラムへのそのホースの引き込みによる)、そのスラスタを作動及び/又は付勢させる。
本開示のある実施形態は、永久磁石を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用して、WEC装置ハルへのその取り付けを容易にする。
本開示のある実施形態は、そのスラスタを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用して、WEC装置のハルにそれ自体を十分な力で押し付け、水素ポートを探して横方向に動く間、そこにそれを保持し、その後、その全方向ホイールが引き込まれるときには、緩衝ステージがWEC装置ハルに直接押し付けられるように、しっかりとそれを適所に保持するようにする。
本開示のある実施形態は、ソレノイド駆動及び/又は作動型の台座を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用して、例えば、全方向ホイールをWEC装置ハルから離れるように持ち上げることによって、WEC装置のハルへのその取り付けを容易にする。
本開示のある実施形態は、全方向ホイールを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、その全方向ホイールは、引き込み可能なプラットフォーム及び/又はステージに装着されているため、ホース接続ROVがWEC装置の水素ポートの上方に位置決めされると、全方向ホイールは、ある距離及び/又はクリアランスまで引き込まれてもよく、それにより、WEC装置ハルの表面を横切るホース接続ROVの横方向の動きを容易にするそれらの能力をなくす。
本開示のある実施形態は、ブレーキを有する全方向ホイールを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示の他の実施形態は、ホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、このホース接続ROVは、それらのホース接続ROVを、水素ポートを探して動いている間にそれらの標的WEC装置ハルに当てておくための他の及び/又は代替的な手段、方法、機構、装置、構成要素、システム、機器、及び/又は技法、及び/又はそれらのホース接続ROVを、それらの標的水素ポートの上方に位置決めされるときに、それらの標的WEC装置ハルに固定して及び/又はしっかりと当てるための代替的な手段、方法、機構、装置、構成要素、システム、機器、及び/又は技法を組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、弁付きのノズルから分配される及び/又は放出される加圧水のジェットを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、加圧水の一部分は、水素用船舶によって供給され、及びそれぞれの水素移送ホース内に組み込まれた1つ以上の流体チャンネルを経由してホース接続ROVへ送られる。前方へのスラストをもたらすように構成された及び/又はそのような向きにされた個々の水ジェットが、水ジェットを通る加圧水の流れを遮る程度を調節する、調整する、制御する、変更する、及び/又は変化させることによって、それぞれのホース接続ROVは、ホース接続ROVをWEC装置及びそのそれぞれの水素ポートへ誘導できる。同様に、横方向スラストをもたらすように構成された及び/又はそのような向きにされた個々の水ジェットが、水ジェットを通る加圧水の流れを遮る程度を調節する、調整する、制御する、変更する、及び/又は変化させることによって、それぞれのホース接続ROVは、WEC装置の外面上を横切ってホース接続ROVを横方向に誘導して、WEC装置をそれぞれの水素ポートの上方に位置決めさせることができる。
本開示のある実施形態は、それぞれのホース接続ROVをそれぞれの水素ポートの上方に位置決めするために必要で十分な横方向の動きをもたらすように、モータ駆動型摩擦ローラの直交配置のセットによって作動及び/又は駆動される全方向ローラボールを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用するホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、中心接続機器170内に位置決めされ及びそれぞれの水素用船舶によってそれぞれの水素移送ホース内の導電体を通して供給される電力によって付勢される自律システムによって制御されるホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、それぞれの水素用船舶上に及び/又はその内部に位置決めされる自律システムによって制御されるホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、それぞれの標的のWEC装置上に及び/又はその内部に位置決めされる自律システムによって制御されるホース接続ROVを組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、制御信号は、無線によって水素用船舶へ、その後、その水素用船舶上の及び/又はその内部のホース接続ROVコントローラへ、及び/又はそれぞれのホース接続ROV内に位置決めされたホース接続ROVコントローラへ、それぞれの水素移送ホース内の電導体及び/又は光導体によってそれぞれの水素用船舶からそれぞれのホース接続ROVへ制御信号を中継することによって、中継される。
本開示のある実施形態は、それぞれの水素用船舶に乗船している人によって制御されるホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
本開示のある実施形態は、オペレータの制御ステーションによって水素用船舶及び/又はWEC装置と交換される信号によって、それぞれのWEC装置及び水素用船舶から遠く離れている人間オペレータによって遠隔制御されるホース接続ROVを組み込む、含む、包含する、及び/又は利用する。
図20は、図18及び図19に示されている同じホース接続ROV103の斜視図を示す。各スラスタ166は、プロペラ176を組み込み、含み、包含し、及び/又は利用し、そのプロペラ176の回転によってスラストを生成する(それぞれのプロペラが回転される方向に依存して、前方又は後方のいずれか)。
雌型ドライ・ディスコネクト177は、水素ポートの上方にそれ自体を首尾よく位置決めした後、緩衝吊りステージ174の中心にあるアパーチャを通して延ばされ、それにより、それぞれの水素ポートの対応する及び/又は相補的な雄型ドライ・ディスコネクトに係合及び接続する傾向がある。
図21は、図18~20に示されている同じホース接続ROV103の側面図を示す。ホース接続ROVが、ホース接続ROVの電磁石によって生成された適度な及び/又は強い引力によって、強制的にそれぞれのWEC装置の外面に接するようにされるときでも、WEC装置のハルとの接触は、全方向ホイール168に限定されている。各全方向ホイールは、それぞれのホース接続ROVの水素移送ホースから、ホース接続ROVの任意の他の構成要素又は部分が延ばされるよりも遠くに延ばされることに留意されたい。モータ(例えば172)による前記全方向ホイールの電動回転は、Mecanumホイール及び他のタイプの全方向ホイールの様式で電気的に制御されるべきであることを理解されたい。
図22は、図18~21に示されている同じホース接続ROV103の前方の側面図を示す。ホース接続ROVの6個の全方向ホイールのそれぞれは、各ホイールが回転するアクスル及び/又は軸が、ホース接続ROVの中心にある雌型ドライ・ディスコネクト177に対して放射状に向けられるように、構成及び/又は整列されている。換言すると、各ホイールは、ホース接続ROVに対して及び/又はその取り付けられた水素移送ホース(不可視)の長手方向軸に対して接線である平面178で回転する。
前方回転と後方回転とを組み合わせることによって、ホース接続ROVの6個の全方向ホイールは、WEC装置の外側ハル面にわたっていずれの横方向にもホース接続ROVを動かすことができる。複数の全方向ホイールによってホース接続ROVに与えられる動きの柔軟性は、ホース接続ROVコントローラが、水素ポートの上方の及び/又はその上側を覆う位置へ、それぞれのホース接続ROVを動かす能力を手助けする。
図23は、図18~22に示されている同じホース接続ROV103の背面図、及び/又は水素移送ホース側の図を示す。
図24は、この場合にはバルク輸送船179であるエネルギー消費者へ水素ガスを分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶102を示す。水素用船舶及びバルク輸送船の双方共、水域の上面101に浮かんでいる。水素用船舶は、そのホース接続ROV103を解放し、ホース接続ROVはそれ自体をバルク輸送船まで推進させ、それを用いて、その取り付けられた水素移送ホース104を引っ張る。ホース接続ROVは、それ自体を、バルク輸送船のハルへ磁気的に取り付け、及びそれぞれのホース接続ROVコントローラは、バルク輸送船のハルに埋め込まれた相補的な及び/又は適合する水素ポート(ホース接続ROVの下方にあって不可視)の上側を覆ってホース接続ROVを位置決めするように、ホース接続ROVの全方向ホイールを制御した。
この場合には、水素ガスを引き寄せるために水素移送ホース104を使用する代わりに、水素用船舶102は、ここでは、水素移送ホースを、水素ガスをその搭載加圧水素貯蔵タンク108からバルク輸送船へ(例えば、その搭載加圧水素タンクへ)移送させるために使用している。水素ガスの移送完了後、ホース接続ROV103は、バルク輸送船のハルから外れ、及び水素用船舶へ引き戻される。及び、水素用船舶からの水素によるその燃料補給後、バルク運搬船179は、その推進システム(例えば、燃料電池及び電気モータを用いる)を付勢させて別のロケーション(例えば、その積荷を降ろす港)まで巡航するために、水素用船舶から受け取った水素ガスの一部分を使用する。
図25は、この場合には潜水艦180(及び/又はAUV又はUUV)であるエネルギー消費者へ水素ガスを分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶102を示す。水素用船舶は、水域の上面101に浮かんでいる。潜水艦は浮かんでいる及び/又はその水域内で動いているが、名目上はその水面101下にいる。
水素用船舶102は、そのホース接続ROV103を解放し、これは、潜水艦180まで下方へそれ自体を推進させており、それを用いて、その取り付けられた水素移送ホース104を引っ張る。ホース接続ROVは、それ自体を、潜水艦のハルへ磁気的に取り付け、及びそれぞれのホース接続ROVコントローラは、潜水艦のハルに埋め込まれた相補的な及び/又は適合する水素ポート(ホース接続ROVの下方にあって不可視)の上側を覆ってホース接続ROVを位置決めするように、ホース接続ROVの全方向ホイールを制御した。
水素用船舶102は、その水素移送ホース104を、水素ガスをその搭載加圧水素貯蔵タンク108から潜水艦(例えば、その搭載及び/又は船内の加圧水素タンク)へ移送させるために使用している。水素ガスの移送完了後、ホース接続ROV103は、潜水艦のハルから外れて、水素用船舶へ引き戻される。及び、水素用船舶からの水素によるその燃料補給後、潜水艦180は、その推進システム(例えば、燃料電池及び電気モータを用いる)を付勢させて水域101内の別のロケーションまで巡航するために、水素用船舶から受け取った水素ガスの一部分を使用する。
図26は、水域の上面101に浮かんでおり、並びにこの場合には自律無人航空機181(UAV)であるエネルギー消費者へ水素ガスを分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶102を示す。この水素用船舶は、UAV着陸及び再充電プラットフォーム182を装備される、取り付けられる、そのように構成される、及び/又は適合される。再充電プラットフォームの床183は、UAV内、UAV上及び/又はUAV中の一対の加圧水素貯蔵タンク184に流体接続し、並びに水素用船舶の水素貯蔵タンク108から引き出される加圧水素ガスによってそれらのタンクを補給するように適合される。
図27は、水域の上面101に浮かんでおり、並びに水中受入れホース185、チューブ、パイプ、及び/又はチャンネルを経由して水素ガスをエネルギー消費者へ分配する及び/又は移送する、本開示のある実施形態の水素用船舶102を示す。例えば、エネルギー消費者は沿岸電力設備とし得、その沿岸電力設備は、ホース185を経由して受け取った水素ガスを陸上の加圧水素貯蔵タンク内に蓄積し、その後、燃料電池を付勢させて電力を作り出すためにその水素ガスを使用し、その電力は、地上の送電網へと方向付けられる及び/又は伝送される。
水素用船舶102が、浮かんでいる水面下にある接続ドングル186の上側を覆う及び/又はそれに隣接する位置に到達すると、水素用船舶は、そのホース接続ROV103を解放し、ホース接続ROVはそれ自体を接続ドングルまで推進させ、その4つの名目上垂直な面のうちの1つに取り付き、及びその横方向移動能力を使用して、それ自体を、接続が適合する及び/又は相補的な水素ポート、例えば187の雄型ドライ・コネクタの上側を覆って設置及び位置決めする。
図27の図では、水素用船舶102のホース接続ROV103は、それ自体を、接続ドングル186の水素用船舶に対面する側にある下部の水素ポート(不可視)の上側を覆って位置決めし、及びその延長できる雌型ドライ・コネクタをそこに接続している。水面下にある接続ドングル186への流体接続を固定した後、水素用船舶は、その水素移送ホース104を通して、ドングル186によってドングル用受入れホース188中へ水素ガスを放出する及び/又はポンプで送り込む。
ドングル用受入れホース188中へ放出された及び/又はポンプで送り込まれた水素ガスは、海底190に載置されるドングル定着ベース189内のチャンネルを通って流れ、そこを通って水中受入れホース185中へ流れ、及びそこを通って水中受入れホースの遠位端部のエネルギー消費者へ流れる。
図28は、例えば、海底192の上方の水域面101の高さが比較的低い、及び/又は水が比較的浅い、桟橋、埠頭、波止場、及び/又は沿岸施設191に隣接する水域の上面101に浮かんでいる、本開示のある実施形態の水素用船舶102を示す。
沿岸施設191に係留された後、陸上の水素移送ホース193が使用されて(例えば、港湾労働者によって船に手動で接続される)、水素用船舶の加圧水素貯蔵タンク108をポンプ及び/又はインターフェースコネクタ194に流体接続し、それにより、その後、受け取った水素ガスを陸上の加圧水素貯蔵タンク195中へ方向付ける。その後、陸上の貯蔵タンク195内に蓄積された水素ガスは、地上及び/又は地下のパイプを経由してエネルギー消費者、例えば、限定されるものではないが、住宅、自動車の燃料補給ステーション、及び産業施設へポンプで送り込まれる。
図29は、水素移送ホース104及びその取り付けられたホース接続ROV103によって水素生産波力エネルギー変換器(WEC)に流体接続された水素用船舶102を包含する、本開示のある実施形態の上面を見下ろした図を示す。この図は、WECから水素用船舶への水素の移送及び水素用船舶からWECへの淡水の移送の記述及び説明を容易にするために、WECが水素用船舶の非常に近くで示されていることを除いて、図3と同様である。実際に及び/又は通常の動作では、水素用船舶及びWECが互いにそのように近くにあるときにそのような水素又は水の移送を試みることは、これにより衝突を生じる可能性があるため、賢明ではない。
図30は、水素移送ホース104及びその取り付けられたホース接続ROV103によって水素生産波力エネルギー変換器(WEC)に流体接続された水素用船舶102を包含する、本開示のある実施形態の側面の断面図を示す。図14の水素生産WEC装置の断面の実施形態は、図3及び図29に示す水素生産WEC装置の実施形態と同一であり、ここで、縦断面図は、図29において特定されており、断面は、線30-30に沿って取られている。
本開示の水素生産WEC装置100は、時間と共に、波の作用及びその内部電解槽の付勢に応答して、水素ガス148を生産して、その水素貯留部145内に、一般に圧縮して、溜める傾向がある。本開示の水素用船舶102は、周期的にWEC装置を訪れて、WEC装置を、そのホース接続ROV103、及びそれに取り付けられた水素移送ホース104に接続する。WEC装置へ接続後、水素用船舶は、水素用船舶に搭載された圧縮機及び/又はポンプに係合し及び/又はそれらを作動させて、WEC装置内に蓄積された、圧縮された水素ガス148の一部分を水素用船舶へ引くようにし、その後、回収された及び/又は吸引された水素ガスを、水素用船舶上の複数の加圧水素貯蔵タンク、例えば108のうちの1つ以上へ押し込む。
WEC装置100から水素用船舶102への水素ガスの移送完了後、水素用船舶は、水ポンプを起動し、それにより、水素用船舶に搭載された淡水の貯留部から、WEC装置内の水素貯留部145へ及びその中へ淡水及び/又は溶質のない水をポンプで送り込み、それにより、その淡水の貯留部を補充し、それを用いて、水を電解して、水素ガス148の追加部分を生産し続け得る。
WEC装置への十分な容積の淡水の移送完了後、水ポンプは、電源を切られ、水素移送ホース104は、水素移送ホースドラム109に引き込まれて巻き戻され、水素移送ホースの引き込みは、ホース接続ROV103によってもたらされた相補的なスラスト及び操舵によって容易にされる。
本開示の水素生産WEC装置100は、WEC装置が浮かんでいる水域面101を通り過ぎる波に応答して上下に動く。それが垂直方向に動く及び/又は振動するとき、WEC装置の水管118内に流れに乗って運ばれた水129は、上下に動く。時折及び/又は周期的に、水管内の水129は、水管内で、十分な速度及び/又は運動量で上向きに動いて、水管の狭窄した部分に直面する及び/又は入るときに、上向きが十分に加速されて、その加速した水の一部分が、水管の上方口145から噴出され、それにより、WEC装置の第1の水貯留部132に入るようにする。
第1の水貯留部の水132によって中空ブイ117内に捕捉された、加圧空気ポケット136の結果、第1の水貯留部内の水132の圧力は、WEC装置の外側にある水101に対してその水の有効上部圧力を増幅させる及び/又は上げる。それゆえ、WEC装置の流出物アパーチャ、ポート、パイプ、及び/又はチャンネル105中へ流入し及びそこかれ流出する水132は、かなりの量のエネルギーを、その流出物パイプ内に位置決めされた水車138へ移送する。流出物によって引き起こされた水車の回転の結果、動作可能に接続された発電機140が電力を生み出す。
WEC装置の発電機140によって生み出された電力の一部分は、電解槽142を付勢するために使用され、それゆえ、その電解槽は、WEC装置の水素貯留部145内の淡水を電解して、水素貯留部の上方端部分のポケット内に集まる傾向がある水素ガスを生産する。水素貯留部は、名目上は封止されているため、水素ガスの新しい各部分の生産は、水素貯留部の頂部に捕捉された水素ガス148の圧力を上げる傾向がある。水素ガスの生産は、水分子の溶解に起因し、これは時間と共に水素貯留部内の水の容積を減らす傾向があり、生産される水素ガスのガス状の性質によって、そのように生産されたガス内にかなりの量の圧力を生じる傾向がある。
本開示のある実施形態は、1バールから最大30バール及び/又は3,000kPaの範囲の圧力の水素ガスを生産して捕捉するように設計及び意図された水素貯留部及び電解槽を包含する。他の実施形態は、異なる範囲の圧力の水素ガスを生産して捕捉するように設計及び意図された水素貯留部及び電解槽、例えば、限定されるものではないが、10バール、20バール、40バール、50バール、70バール、90バール、100バール、120バール、150バール、170バール、及び200バールの最大圧力までの水素ガスを生産して捕捉するものを包含する、含む、組み込む、及び/又は利用する。
生産されて溜まった水素ガスを取り出し、及び電解に適している淡水を補充することがない場合、本開示のWEC装置は、水素ガスのその生産を停止するために必要とされ、それにより、その第1の水貯留部内の流体エネルギー(例えば加圧水)の全て又はほとんどを、単に流出物として推進力のために使用する(例えば、そこから、あったとしてもごくわずかのエネルギーが抵抗性水車によって取り出されている)。それゆえ、各WEC装置が、水素用船舶によって周期的に訪れられ、船舶へ、その溜まった水素ガスのかなりの部分を移送させ、及び船舶から、追加的な電解を支援するために十分な淡水の一部分を受け取ることが、本水素生産及び配給方法の名目要素である。
WEC装置が、ある容積の水素ガスを、WEC装置によって及び/又はその特性で支持される最大容積並びに圧力で、蓄積するとき、又はWEC装置が、近い将来に、水素ガスのそのような最大量及び圧力に到達することが期待されるときのいずれかに、WEC装置は、そのアンテナ122から、その水素用船舶の必要性、その地理空間座標、その方向及び速度(及び/又は予想航路)、並びに追加的な水素ガスを生産及び/又は蓄積するその容量を使い切ったと予測される時間を指示する及び/又は符号化する信号196を出す。信号196は、衛星へ、及びそこを通してリモートコマンド及び制御ステーション(図示せず)へ方向付けられ得る。
リモートコマンド及び制御ステーションは、水素用船舶によるWEC装置への訪問の予定を決めることによってそのような信号に応答し得る。リモートコマンド及び制御ステーションは、選択した水素用船舶へ、WEC装置と集合するべき時間及び地理空間座標、並びにWEC装置から降ろす予定とし得る水素ガス量、及びWEC装置が必要とし且つWEC装置へ移送する予定とし得る淡水量を指示する及び/又は符号化する信号を送信し得る(例えば衛星を経由して)。
リモートコマンド及び制御ステーションは、さらに、WEC装置へ、それと会うように割り当てられた水素用船舶と直接接触し得る頻度、並びに水素用船舶と集合する予定とするべきである時間及び地理空間座標を指示する及び/又は符号化する信号を送信する(例えば衛星を経由して)ことによって、そのような信号に応答し得る。
本開示の代替的な実施形態では、複数のWEC装置及び水素用船舶の活動を連係させるリモートコマンド及び制御ステーションではなく、各WEC装置は、1艘以上の水素用船舶に共通した周波数で、その地理空間座標、その方向及び速度、並びにその溜まった水素ガス供給量を降ろすその用意ができていることを放送し、並びにそれら水素用船舶は、どの水素用船舶がWEC装置と集合するか、並びにいつ及びどこでそのような集合が行われるかを、個別に又は集団として決定するように直接行動する。
水素用船舶102がWEC装置100の推定されたロケーションへ接近すると、WEC装置へ信号を送信して、WEC装置からその現在の地理空間ロケーション及び方角上の方位(directional orientation)を要求し、並びにそれに水素用船舶の現在の地理空間ロケーション、航路、及び速度を知らせる。水素用船舶がWEC装置に接近するとき、水素用船舶及びWEC装置は、信号を周期的に交換して、互いに、それらの現在の位置、方向、及び速度を知らせる。及び、WEC装置へのその最終的な接近時に、水素用船舶は、WEC装置へ、水素用船舶の船尾に対してその水素ポート123を好都合な方位に配置する特定の方角上の方位を仮定及び維持するWEC装置へのリクエストを符号化する信号を送信する。
水素用船舶102は、それ自体を、その船尾がそれぞれのWEC装置100の近位に、及びそれらの方へ向かって位置決めされるように、操作する。そのため、水素用船舶は、船舶からそのホース接続ROV103を解放し、同時にまた、水素移送ホースドラム109を解放するため、自由にほどかれるようにし、それにより、そこに巻かれている水素移送ホース104を引き出す(dispense)、出す(feed out)、延ばす、及び/又は展開する。ホース接続ROV103は、そのスラスタ(図18の166)を使用して、取り付けられた水素移送ホース104をWEC装置の方へ引き、最終的に、その電磁石173を使用してWEC装置のハル117に取り付ける。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素が、ホース接続ROV内に埋め込まれた及び/又はホース接続ROV上にある計算制御システム(図示せず)によって自律的に制御される。ROVの自律的制御システムは、WEC装置のその位置確認、発見、及び/又は標的設定、並びにROVとWEC装置との最終的な結合を容易にするために、それぞれのWEC装置の相対位置、及びホース接続ROVの相対位置に関する情報及び/又はデータが提供される(例えば、展開される水素移送ホース104の長さ、並びに水素用船舶に搭載された映像システム及び/又はカメラから得られた視覚追跡データによって決定されるような)。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素が、水素用船舶102内に埋め込まれた及び/又は水素用船舶上にある計算制御システム(図示せず)によって自律的に制御される。水素用船舶の自律的ROV制御システムは、そのWEC装置の位置確認、発見、及び/又は標的設定、並びにROVとWEC装置との最終的な結合を容易にするために、それぞれのWEC装置の相対位置、及びホース接続ROVの相対位置に関する情報及び/又はデータが提供される(例えば展開される水素移送ホース104の長さ、並びに水素用船舶に搭載された映像システム及び/又はカメラから得られた視覚追跡データによって決定されるような)。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素が、WEC装置100内に埋め込まれた及び/又はWEC装置上にある計算制御システム(図示せず)によって自律的に制御される。WEC装置の自律的ROV制御システムは、そのWEC装置の位置確認、発見、及び/又は標的設定、並びにROVとWEC装置との最終的な結合を容易にするために、それぞれのWEC装置の相対位置、及びホース接続ROVの相対位置に関する情報及び/又はデータが(例えば符号化された無線信号によって)提供される(例えば展開される水素移送ホース104の長さ、並びに水素用船舶に搭載された映像システム及び/又はカメラから得られた視覚追跡データによって決定されるような)。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素が、水素用船舶102に乗船している人間によるオペレータによって制御される。人間オペレータは、それぞれのWEC装置及びホース接続ROVの相対位置に関する情報及び/又はデータを利用でき、人間オペレータがWEC装置に対してROVを方向付けるのを支援する。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素が、リモートコマンド及び制御ステーションに位置する人間オペレータであって、リモートコマンド及び制御ステーションと、WEC装置、ROV、及び水素用船舶との間で交換される無線信号及び/又は衛星信号によって、WEC装置、ROV、及び水素用船舶に搭載されたセンサー及び/又はカメラとつながれ、並びにROVのスラスタ、電磁石、及び他の構成要素につながれている人間オペレータによって、制御される。
本開示のある実施形態は、1つ以上の特定の周波数の音を周期的にとどろかせる音響トランスデューサ(スピーカ)を組み込む、含む、及び/又は利用するホース接続ROV103を組み込む、含む、及び/又は利用する。この実施形態では、各WEC装置は、マイクロホンのアレイを含む。ROVが音響パルスを出す時点(人間及び/又はROVの自律コントローラに分かるような)と、WEC装置上の各マイクロホンがそれらのパルスを検出する時点との差によって、人間及び/又はROVの自律コントローラは、WEC装置に対してROVの位置をある程度の精度で決定することが可能になり、並びにWEC装置の方へ向かう、特にWEC装置の水素ポート123の方へ向かうROVの方向付け及び/又は操舵を容易にする。
本開示のある実施形態は、1つ以上の特定の周波数で音を周期的にとどろかせる1つ以上の音響トランスデューサ(スピーカ)を組み込む、含む、及び/又は利用するWEC装置100を組み込む、含む、及び/又は利用する。この実施形態では、各ホース接続ROV103は少なくとも1つのマイクロホンを含み、そのマイクロホンは、WEC装置によって発せられた音響パルスを検出できる。ROVが、WEC装置によって発せられた音響パルスを検出する時点(WEC装置によって送信された符号化された無線信号によって人間及び/又はROVの自律コントローラによって分かるような)と、WEC装置上のマイクロホンがそれらWEC装置-ロケーション-特定パルスのそれぞれを検出する時点との差によって、人間及び/又はROVの自律コントローラは、WEC装置に対してROVの位置をある程度の精度で決定することが可能になり、並びにWEC装置の方へ向かう、特にWEC装置の水素ポート123の方へ向かうROVの方向付け及び/又は操舵を容易にする。
同様に、本開示のある実施形態は、WEC装置100及びホース接続ROV103を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのWEC装置及びホース接続ROVの一方は音響トランスデューサを組み込み、含み、及び/又は利用し、並びにWEC装置及びホース接続ROVの他方は1つ以上のマイクロホンを組み込む、含む、及び/又は利用するため、一方によって発せられ、生成され、及び/又は出され、並びに他方によって検出された周期的な及び/又は連続的な音響信号(例えば、周波数特有の、音量特有の、及び/又は変調特有の音響信号)が、WEC装置の水素ポート123の方へ向かうホース接続ROVの動きを促す。
本開示のある実施形態は、2つ以上のホース接続ROV103、及び対応する水素移送ホース104を組み込む、含む、及び/又は利用する水素用船舶を組み込み、含み、及び/又は利用して、2つ以上の水素ポート123で単一のWEC装置100に接続すること、同時に2つ以上のWEC装置に接続すること、及び/又は第1のホース接続ROV及び/又はその取り付けられた水素移送ホースが故障する及び/又は操作不可能になる場合でも操作可能なままの状態であることができるようにする。
本開示のある実施形態は、ホース接続ROV123を組み込み、含み、及び/又は利用し、そのホース接続ROVは、そのスラスタ166によって生じたスラスト(例えば、ROVがそれ自体をそのそれぞれの水素用船舶からWEC装置へ推進させるために使用するものと同じスラスト)を使用して、電磁石173の代わりに、又はそれに加えて、それ自体をWEC装置のハルの水中にある部分に当てて保持する。
WEC装置のハル117へのその取り付け後、ホース接続ROV103は、その電磁石173を使用する(及び/又はそのスラスタ166によって生じたスラストを使用する)ハルへの移動可能な接続を維持しながら、その全方向ホイール168を使用してハル上をあちこち動く。ROVは、WEC装置の水素ポート123を見つけるために、及び見つけるまで、WEC装置のハル上をあちこち動く。ROVは、それ自体を及びその雌型ドライ・ディスコネクト177のコネクタを、WEC装置の水素ポートの雄型ドライ・ディスコネクト・コネクタのすぐ上側を覆うように位置決めする。水素ポートの上側を覆って適切に位置決めされると、ROVのコントローラ(人間でも又は自律的でも)が、リニアアクチュエータ(図示せず)を起動及び/又は作動し、それにより、ROVの雌型ドライ・ディスコネクトを、ROVの緩衝吊りステージ174の中心にあるアパーチャを通して延ばし、それにより、ROVの雌型ドライ・ディスコネクトをWEC装置の水素ポートの相補的な雄型ドライ・ディスコネクトに係合及び/又は接続する。
水素用船舶をWEC装置と相互接続している間中、水素用船舶は、その前方スラスタ114及び115並びに横方向(ハル貫通)スラスタ112、113、及び116を使用して、WEC装置からほぼ一定の距離、及びそれに対する方位を維持する。同様に、WEC装置は、そのタービン流出物137、及びその舵106を使用して、水素用船舶からほぼ一定の距離、及びそれに対する方位を維持する。水素用船舶及びWEC装置は、符号化された無線伝送196及び197の交換によってそれらのステーション保持操作を連係させる。
水素用船舶102とWEC装置の水素貯留部145との間に流体接続を形成するために、WEC装置の雄型ドライ・ディスコネクトとホース接続ROVの103雌型ドライ・ディスコネクトのその接続後、水素用船舶は、WEC装置へ、その水素放出弁157を開放するように要求する符号化信号を送信し197、それにより、水素貯留部内の加圧水素ガス148をWEC装置の水素流出物パイプ156に流体接続する。
WEC装置100から加圧水素ガスの一部分を受け取ることに備えて、水素用船舶102は、その水素ポンプ弁198を閉鎖し、及びその水ポンプ弁199を開放する。加圧水素ガス148は、水素貯留部145から、水素流出物パイプ156を通って、水素移送ホース104を通って、及び水素吸入パイプ200中へと強制的に押し進むことはできない。異なるWEC装置への淡水の以前の移送に起因して、水素ガスが水素用船舶に向かっている途中で、様々なホース、弁、及びパイプの中を押し進み始めるときに、ある量の淡水が水素移送ホース内にあるかもしれない。それゆえ、水ポンプ弁199は開放されており、並びに水素吸入パイプ200からの及び/又はそこを通る、大部分は又は完全に水とし得る流体の初期流入は、水ポンプ201を通り、及び水ポンプ吸入パイプ202を通り、水素用船舶の水貯留部203中へと方向付けられ、そこで、全ての水が水貯留部へ戻され、及び全ての水素ガスが、水204の上方の水素ガスのポケット203に加えられる(それにより、水貯留部203の中身を加圧する傾向がある)。
水素吸入パイプ200内の及び/又はそれに接続されたセンサー(図示せず)が、それ以上の水が水貯留部中へ流れないと決定すると、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水ポンプ弁199を閉鎖し、及び水素ポンプ弁198を開放する。この時点で、水貯留部204内の水素ガス203の圧力は、WEC装置に由来する水素ガスの圧力と等しい必要がある。
水素ポンプ弁の開放後、水素用船舶コントローラは、WEC装置の水素貯留部145からの加圧水素ガス148が、水素ポンプ205を通って、及び水素ポンプ流出物パイプ206を通って受動的に流れることを可能にし、水素用船舶の水素貯蔵タンク108内に既に蓄積されている水素ガスの圧力よりも高いその水素ガスの圧力によって駆動される。
水貯留部の中身203/204の圧力が、WEC装置から水素用船舶へ流れる水素ガスの圧力と平衡を保たれる前に、水素移送ホース104からの水の排出は完了していなかったかもしれないため、その水素移送ホース内には依然として水があってもよく、及びその水の一部分は、水素用船舶の水素貯蔵タンク108中へ移送され得る。及び、水素貯蔵タンクから顧客へ水素ガスを降ろすのに続いて、水素貯蔵タンク内に存在する全ての水は、水素用船舶コントローラによって開放されるタンク特異弁(図示せず)によって及び/又はそれを通して除去される。
水素吸入パイプ200内の及び/又はそれに接続されたセンサー(図示せず)が、水素用船舶102の水素貯蔵タンク108中へ受動的に流れている水素ガスの流量が閾値容積流量に到達する又はそれを下回ることを決定するとき、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素ポンプ205を起動及び/又は作動し、それにより、水素吸入パイプ200及び最終的に接続される水素貯留部145からの追加的な水素ガスを部分真空によって吸い込む、及び/又は引く。水素ポンプ205によって引かれる水素ガスは、圧力によって、水素ポンプ流出物パイプ206中へ及びそれを通って、並びにそこを通して水素用船舶の水素貯蔵タンク108中へ、押し流される。
WEC装置100上のセンサー(図示せず)が、水素貯留部145内に留まっている水素ガス148の圧力が閾値圧力に到達した及び/又はそれを下回ったことを信号で送るとき、及び/又は水素用船舶102上のセンサー(図示せず)が、水素吸入パイプ200を通過する水素ガスの圧力及び/又は流量が閾値圧力及び/又は流量に到達した及び/又はそれを下回ったことを信号で送るとき、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素ポンプ弁198を閉鎖し、及び水ポンプ弁199を開放する。
水素移送ホース104内に留まっている減圧水素ガスが、十分に低圧である場合(図示しないセンサーで測定されるように)、水貯留部203内の水204は、水ポンプ吸入パイプ202中へ、水ポンプ201、水ポンプ弁199、水素吸入パイプ200、水素移送ホース104、水素ポート123、水素流出物パイプ156、水素放出弁157を通って受動的に流れ、及びそこを通って水素貯留部145に入り、それにより、その内部の淡水の容積及び/又は供給量を補充する。
水素移送ホース104内のガス圧力が高くて、水素用船舶の水貯留部203からWEC装置の水素貯留部145中への水204の十分に速い受動的な動き、移送、及び/又は流れをもたらす場合、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水ポンプを起動及び/又は作動させて、水貯留部203から水ポンプ吸入パイプ202を通して水204を引き、及びそれを、上昇した圧力で水ポンプ弁199中へ、並びに水素吸入パイプ200中へ及びそれを通してポンプで送り込み、そこで、WEC装置の水素貯留部145中へ流れるようにする。
WEC装置100上のセンサー(図示せず)が、水素貯留部145内の水の容積、質量、及び/又は量が閾値レベルに到達した及び/又はそれを上回ったことを信号で送るとき、WEC装置は、符号化信号196を水素用船舶に送信して、水ポンプ201の電源を切り、及び水ポンプ弁199を閉鎖する。
水素用船舶コントローラ(図示せず)が水ポンプ201の電源を切り、及び水ポンプ弁199を閉鎖したとき、コントローラは、符号化信号197をWEC装置へ送信して、水素放出弁157を閉鎖する。
水素の降ろし及び水の補充プロセスの完了、並びにそのプロセスの最中に開放された弁の閉鎖に続いて、ホース接続ROVコントローラ(図示せず)は、ホース接続ROV103に、WEC装置100のハル117へのその磁性アタッチメントを放し、そのスラスタを、ホース接続ROVを水素用船舶102の方へ推進させる傾向のあるスラストを生成する方向で係合するように信号で送り、それにより、WEC装置からのホース接続ROVの分離を加速させ、それにより、分離したホース接続ROVとWEC装置との間の、波によって誘発された衝突の危険性を最小限にする傾向がある。
水素用船舶コントローラ(図示せず)が、別のWEC装置からの水素の取り出しを決定し、計画し、及び/又はその予定を決めた場合、水素用船舶コントローラは、前方スラスタ114及び116と、ハル貫通スラスタ112~113及び116を係合し(操舵に必要なため)、それが訪れる次のWEC装置の地理空間ロケーションまで動く及び/又は航海する。この場合、水素用船舶102が、水素を取り出したWEC装置から離れるように航海し、及び水素を取り出す別のWEC装置の方へ向かって航海する場合、水素用船舶コントローラは、航海前も航海中も、水素移送ホース104を回収せず、巻き戻さず、及び/又は引き戻さず、その代わりに、展開した水素移送ホース及びその取り付けられたホース接続ROV103を「引きずり」、それにより、それらを回収して、その後それらを再展開するために必要な時間及びエネルギーを節約する。
対照的に、水素用船舶コントローラ(図示せず)が、顧客、受領者、港、船、潜水艦、及び/又は他の船舶へのその蓄積した水素の移送を決定し、計画し、及び/又はその予定を決め、それゆえ、別のWEC装置からの水素の取り出しを決定しなかった、計画しなかった、及び/又はその予定を決めなかった場合、水素用船舶コントローラは、水素移送ホースが海洋101から引かれるようにする傾向のある方向に水素移送ホースドラム109を回転させるモータ(図示せず)に係合することによって、水素移送ホース104を回収する、巻き戻す、及び/又は引き戻す。水素移送ホースが完全に引き込まれて、水素移送ホースドラムの周りに巻き戻され(水素用船舶102の名目上の操作の特性の最大限まで)、それにより、ホース接続ROV103を、水素用船舶の船尾にあるその名目上の位置へ引く時点で、水素用船舶コントローラは、前方スラスタ114及び116とハル貫通スラスタ112~113及び116を係合し(操舵に必要なため)、その水素の一部分を移送する、意図した、指定の、予想される、標的の、及び/又は特定の顧客、受領者、港、船、潜水艦、及び/又は他の船舶の地理空間ロケーションまで動く及び/又は航海するようにする。
水素移送ホース104が引き込まれている及び/又は回収されている最中、その遠位端部に取り付けられたホース接続ROV103は、水素移送ホースを水素用船舶102の後ろ側に位置合わせする傾向があり、及び水素移送ホースに張力を維持する傾向があり、それにより水素移送ホースの回収、巻き戻し、及び/又は引き込みを容易にする様式、モード、及び/又はパターンで、スラストを生成するように信号が送られる。
本開示のある実施形態では、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、その水素の一部分を移送する、別のWEC装置か、又は顧客、受領者、港、船、潜水艦、及び/又は他の船舶かに関わらず、任意の新しい地理空間ロケーションへのその航海前及び/又は航海中に、それぞれの水素用船舶とそれぞれのWEC装置との間の水素及び淡水の各移送の完了に続いて、水素用船舶102がその水素移送ホース104及び取り付けられたホース接続ROV103を引き込むようにする。
水素用船舶コントローラ(図示せず)が、水素用船舶の水貯留部203内に蓄積される淡水(例えば溶質のない水)204のレベル、容積、及び/又は質量は、閾値レベル、容積、及び/又は質量以下であると(例えば、センサーからの信号に応答して)、及び水素用船舶102は、WEC装置からの水素の移送又はWEC装置への淡水の移送に能動的に係合されていないと決定するときはいつでも、水素用船舶コントローラは、脱塩機構、モジュール、及び/又は装置207を起動、動作、作動、及び/又は付勢する。
脱塩機構207は、起動、動作、及び/又は付勢されると、水素用船舶102が浮かんでいる水域101から、脱塩吸入パイプ209中へ及びそれを通って脱塩機構中へ水を引き入れ208、そこで、その塩及び他の溶質が取り除かれる。脱塩機構によって生産された及び/又は隔離された脱塩水は、脱塩機構によって、淡水パイプ210を通って水素用船舶の水貯留部203中へポンプで送り込まれ、それにより、その貯留部204内の淡水203のレベル、容積、及び/又は質量を増やす。
水素用船舶コントローラ(図示せず)が、水素用船舶の水貯留部203内の淡水204のレベル、容積、及び/又は質量は閾値レベル、容積、及び/又は質量以上に増えたと、又は水素用船舶102は、WEC装置からの水素の移送又はWEC装置への淡水の移送を始める準備が整っていると決定するとき(例えば、センサーからの信号に応答して)、水素用船舶コントローラは、脱塩機構、モジュール、及び/又は装置207を動作停止、及び/又は消勢させる。
水のその脱塩の最中に脱塩機構207によって生産された、濃縮された塩水及び/又は他の廃棄物は、脱塩吸入パイプ209を通して、水素用船舶102が浮かんでいる水域101に戻される。本開示のある実施形態の脱塩機構は、それぞれの水素用船舶の水貯留部203に蓄積されている脱塩水204の一部分で洗い流すことによって、濃縮された塩水及び/又は溶質溶液を入れているその蓄積部、蓄え部(cache)、及び/又はタンクを洗い流す。
本開示のある実施形態の水素用船舶コントローラ(図示せず)は、その水素の一部分を移送する、意図した、指定した、予想される、標的の、及び/又は特定の顧客、受領者、港、船、潜水艦、及び/又は他の船舶へ航海している最中ではなく、WEC装置へ、そこから、及び/又はそれらの間を航海している最中に、そのそれぞれの脱塩機構207を優先的に起動、付勢、及び動作させる。
本開示のある実施形態の水素用船舶コントローラ(図示せず)は、その蓄積された水素の一部分を移送する港湾施設、船、及び/又は他の受領者から淡水のその蓄積物、蓄え物、及び/又は供給物を優先的に充填する、補充する、及び/又は受け取る。
水素用船舶102の電子及び/又は電気構成要素、モジュール、機構、及び/又は部品、並びにホース接続ROV103の電子及び/又は電気構成要素、モジュール、機構、及び/又は部品は、燃料電池水素吸入パイプ212を経由して水素用船舶の複数の加圧水素貯蔵タンク108のうちの1つから水素を受け取る燃料電池211から、電気エネルギー及び/又は電力を受け取る。水素のその消費の最中に及び/又は消費の結果、燃料電池によって生産された淡水は、図示しないポンプ及びパイプによって、水素用船舶の水貯留部203へ移送される及び/又は追加される。
燃料電池211から電気エネルギー及び/又は電力を受け取る及び/又は引き出す、水素用船舶102の電子及び/又は電気構成要素、モジュール、機構、及び/又は部品は、限定されるものではないが:水素ポンプ205(導電体、ワイヤ、及び/又はケーブル213を介して);水ポンプ201及び脱塩機構207(導電体、ワイヤ、及び/又はケーブル214を介して);船尾ハル貫通スラスタ116(導電体、ワイヤ、及び/又はケーブル215を介して);船首ハル貫通スラスタ112及び113(導電体、ワイヤ、及び/又はケーブル216を介して);ホース接続ROV103、並びにその内部の電磁石(図19の173)、スラスタ(図19の166)、及び双方向モータ(図19の172)(図示しない、水素移送ホース104に埋め込まれている導電体、ワイヤ、及び/又はケーブルを介して);並びに、図示しない導電体、ワイヤ、及び/又はケーブルを介して:前方ハル貫通スラスタ(図6の114及び115);巻く方向及びほどく方向の双方に水素移送ホースドラム109を回転させるモータ(図示せず);水素ポンプ弁198;水ポンプ弁199;水素用船舶の動作制御部及び/又はコンソール217(水素用船舶の運転キャビン220内の、第1の床及び/又は甲板219の上方に位置する第2の床及び/又は甲板218に位置決めされた);並びに、運転キャビンの上甲板218の側面に沿った窓のパネル、例えば221の上方の、水素用船舶の運転キャビンの上面に取り付けられた無線及び/又は衛星トランシーバ111)を含む。
図31は、本開示のある実施形態の水素生産浮体式風車(FWT:floating wind turbine)装置220の側面の斜視図を示す。FWT装置は、下方の浮揚円柱ブイ221、及び上方の風車222で構成される。風車は、タワー223の上方端部分に回転自在に接続及び/又は装着され、タワーの下方端部分は、浮揚円柱ブイの上方部分に固定して取り付けられている。風車は、タービンナセル225に回転自在に接続されるタービンロータ224で構成される。タービンロータは、複数のタービンブレード226で構成され、そのそれぞれは、タービンロータのハブ227に接続される。
風が吹く水域の上面101に隣接して浮かんでいるとき、気流が、タービンブレード226及び/又はタービンロータ224の掃引領域を通って流れる傾向があり、それにより、タービンロータ及びそのハブを回転させる傾向があり、それにより、次に、風車のナセル225内の発電機(不可視)に電気エネルギーを生み出させる傾向がある。
FWT装置220の円柱ブイ221は、その比較的小さい水線面積(すなわち、それが浮かんでいる水域面101の水平横断面に対して)の結果、通過波の上下揺れ(heave)に応答する、著しい垂直方向の動き又は運動を示す傾向がない。同様に、FWT装置の円柱ブイは、その比較的小さい側面積(すなわち、縦断面に対して)の結果、通過波の前後揺れ(surge)に応答する著しい動き又は傾斜を示す傾向がない。
本開示のFWT装置220は、図11、及び図13~18に示されているWEC装置の水素ポート(図11の123)と同様の機能を果たす水素ポート228を有する。
図32は、図31に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置220の側面図を示す。
図33は、図31及び図32に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置220の側面図を示す。
図34は、図31~33に示されている、本開示の同じ水素生産浮体式風車(FWT)装置220の上面を見下ろした図を示す。
図35は、水素移送ホース104及びその取り付けられたホース接続ROV103によって水素生産浮体式風車(FWT)装置220に流体接続された水素用船舶102を包含する、本開示のある実施形態の上面を見下ろした図を示す。ホース接続ROV、及び水素移送ホースは、FWT装置の水素ポート(図33の228)に動作可能に接続される。
図36は、水素移送ホース104及びその取り付けられたホース接続ROV103によって水素生産浮体式風車(FWT)装置に流体接続された水素用船舶102を包含する、本開示のある実施形態の側面の断面図を示す。図35及び図36に示されている水素生産FWT装置は、図31~34に示されている水素生産FWT装置と同一であり、及び図36の縦断面図は、図35において、線36-36に沿って取った断面で特定されている。図35及び図36に示されている水素用船舶は、図1~7及び図29~30に示されている水素用船舶と同様であるが、図36に示されている水素用船舶は、水素用船舶によって及び/又はそれを通して処理される水素及び水用の代替的な管理及び移送機構及び/又はアーキテクチャを包含する。
風が、FWT装置220が浮かんでいる水域の上面101を横切って及び/又はその上側を吹く229とき、その風の一部分が、風車(図31の222)のブレード226を通って流れ、それらにエネルギーを与え、それにより、風車のロータ(図31の224)及びハブ227を回転させる。風車のハブの回転によって、取り付けられたタービンシャフト230を回転させ、それにより、回転エネルギーを、風車のナセル225内に位置決めされた発電機231へ伝送し、及びそれらの共有のタービンシャフトによってタービンハブに動作可能に接続される。風車発電機231によって生み出された電力は、発電機に電気的に接続された電力調節モジュール232によって、整えられ(conditioned)、変更され、調整され、変化させられ、及び/又は修正される。
風229が吹く方向の変化に応答して、タービンのロータ(図31の224)及びその接続されたナセル225は、タービンナセルを風車タワー223に回転自在に接続するナセル軸受233の周りで回転して、タービンロータの回転軸と風の方向をほぼ合わせるようにする。
風車の発電機231によって生み出され及び風車の電力調節モジュール232によって整えられた電力の一部分は、風車の中空タワー223を通過してFWT装置220の浮揚円柱ブイ221の中空上方部分235に入る電気ケーブル234を通して伝送される。そのため、電気ケーブルは、プラグ236において、加圧水素タンク237の壁を通過し、及び水素タンク内の水電解槽239に接続する242。
風車の発電機231及びその電力調節モジュール232からの電気エネルギーは、電気ケーブル234を通して、電気接続部及び/又はコネクタ242を介して水電解槽239へ伝送される。及び、発電機及び電力調節モジュールから電解槽への電気エネルギーの伝送に応答して、水電解槽は、電気-エネルギーによって誘発される液体水の分子の分離を引き起こし、これは、水電解槽を囲む水の貯留部240に蓄積され、それにより、ガス状の水素の分子を生み出し、それは、気泡238として上昇する傾向があり、圧縮水素のそれぞれのポケット241内に捕捉される。
ほぼシリンダー状の及び/又は円錐台状の水素-酸素-分離チューブ243が、水電解槽239の上縁及び/又は上面を圧縮水素タンク237の上方壁の下面へ接続し、それにより、ほぼ放射対称性のチューブ状水素貯蔵空間、チャンバー、及び/又は区画室241を作り出し、その中へ、水電解槽の内側面及び/又は内側部分に、それに沿って、及び/又はそれにわたって水電解槽239によって生成、及び/又は生産された水素が、溜められる、捕捉される、蓄積される、及び圧縮される(例えば、固定容積のチャンバーへ水素を連続的に追加することによって圧縮される)。
水素-酸素-分離チューブの外壁243と圧縮水素タンク237の内壁との間は、ほぼ放射対称性の環状の酸素貯蔵空間、チャンバー、及び/又は区画室245であり、その中へ、水電解槽の外側面及び/又は外側部分に、それに沿って、及び/又はそれにわたって水電解槽239によって生成、及び/又は生産された酸素が、溜められる、捕捉される、蓄積される、及び圧縮される。
シリンダー状に配列された水電解槽239の下縁は、水素-酸素-分離チューブの下方口及び/又はアパーチャを構成し、これは、その底部244で開口しており、及びそのアパーチャを横切って及び/又はそこを通って環状の酸素貯蔵チャンバー245に流体接続されているチューブ状水素貯蔵チャンバー241をもたらす及び/又は生じる。それゆえ、水素貯蔵チャンバー内の水素及び水の圧力は、酸素貯蔵チャンバー内の酸素及び水の圧力とほぼ等しいままとなる傾向がある。
図示の実施形態では、酸素貯蔵チャンバーの容積は、水素貯蔵チャンバーの容積を下回る。さらに、水電解槽239によって生産された酸素ガスの分子毎に、水素ガスの2つの分子が生産される。それゆえ、水電解槽によって生産及び/又は生成されたガスは、それぞれの各貯蔵チャンバー内の水位246及び247、及び/又は水の上面に、同等でない調整、変化、変更、及び/又は動きを生じる。
水電解槽239が酸素ガス及び水素ガスを生産するとき、酸素貯蔵チャンバー245内の水位247は、水素貯蔵チャンバー241内の水位246に対して下方へ動く傾向がある。酸素貯蔵チャンバー内の水位センサー(図示せず)が酸素貯蔵チャンバー内の水位247が、水電解槽239の上縁に隣接する及び/又はそれと等しい閾値レベルに到達することを検出するとき及び/又は検出している間、酸素放出弁248が開放して、酸素貯蔵チャンバー245内の加圧酸素ガスが酸素流出物パイプ249に入って、そこを通って流れ、その次に及び/又はその後、FWT装置220の外側の大気中へ入る及び/又は流れる250ことを可能にする。このようにして、水電解槽によって生産された酸素は、酸素貯蔵チャンバーから増分的に及び/又は周期的に放出される及び/又は除去される。対照的に、水電解槽によって生産された水素は、水素用船舶102によって取り出されるまで、水素貯蔵チャンバー内に保存される、保持される、溜められる、及び/又は蓄積される。
非浮揚の重り、質量、及び/又はバラスト材料251、すなわち水の密度よりも高い密度を有する材料が、浮体式風車の円柱ブイ221の変位に寄与し、及び、円柱ブイの中空部分235によってもたらされる浮力と組み合わせてまた、FWT装置220に垂直方向の安定性をもたらし、それにより、FWT装置が浮かんでいる水面101の上方に、及びそこから離れて取り得る最大距離に、風車のロータ(図31の224)を位置決めする、FWT装置の好都合な方位を保つ傾向がある。
周期的に、水素用船舶102がそれ自体をFWT装置220の近くに位置決めし、及びそのホース接続ROV103を、水素用船舶が浮かんでいる水域101で、FWT装置の円柱ブイ221に隣接した位置にそれ自体を推進させるように方向付け、その後、それ自体をその円柱ブイのハルの外面に磁気的に取り付ける。FWT装置のハルに磁気的に取り付けた後、水素用船舶のホース接続ROVは、円柱ブイのハル上をあちこち動き、それ自体、及びその雌型ドライ・ディスコネクト(図20の177)をFWT装置の水素ポート(図31~34の228)、及びそこに組み込まれた雄型ドライ・ディスコネクト252の上方に位置決めする。FWT装置の水素ポートの上側を覆う及び/又はそれに隣接する満足のいく相対位置を達成した後、ホース接続ROVは、FWT装置の雄型ドライ・ディスコネクト上へ、その上側を覆って、及び/又はその周りにその雌型ドライ・ディスコネクトを延ばし、それにより、水素用船舶102の水素移送ホース104を、水素貯蔵チャンバー241の内部及びそこに入っている加圧水素と流体連通する水素流出物パイプ253に流体接続する。
水素貯蔵チャンバー241の内部、及びそこに入っている加圧水素へ水素移送ホース104が首尾よく流体接続されたことを指示する信号を、ホース接続ROV103上のセンサーから、及び/又はホース接続ROVコントローラ(図示せず)から受信した後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素吸入弁254を開放し、それにより、水素移送ホース104、及び水素吸入パイプ200の流体内容物(気体及び/又は液体)が、水/水素サンプタンク255中へと流れることができるようにする。
別のFWT装置から水素ガスを取り出した、収穫した、抽出した、及び/又は移送した後、水素用船舶102が接続される図36のFWT装置220からの水素ガスの取り出し、収穫、抽出、及び/又は移送の開始前に、水素移送ホース104は、以前のFWT装置の水貯留部240の補給及び/又は補充が停止されたときに、水素移送ホースを通って流れていた水を含む傾向がある。それゆえ、現在流体接続されているFWT装置からの水素ガスの取り出し、収穫、抽出、及び/又は移送が始まるとき、あるスラグ、分量(measure)、量、容積、及び/又は質量の水が、現在流体接続されているFWT装置の水素貯蔵チャンバー241内の加圧水素ガスのいずれかが水素用船舶に到達する前に、水素移送ホースから排出される、及び/又は流れ出る。
水素吸入弁254が開放された後、流体接続されているFWT装置220の水素貯蔵チャンバー241内の加圧水素ガスの圧力は、水素ガスを水素貯蔵チャンバーから水素移送ホース104中へと及びそこを通して、並びに水素吸入パイプ200中へと及びそこを通して押し流す傾向がある。しかしながら、最初に水素移送ホース、及び水素吸入パイプを通って流れる、あるスラグ、分量、量、容積、及び/又は質量の水がある傾向がある。その初期のスラグの水(もしある場合には)は、水素吸入弁254を通って、水/水素サンプタンク255中へと流れ、そこで、既にそこに蓄積され、捕捉され、溜められ、及び/又は存在する水256の容積及び質量を増大及び/又は増加させる。
水素吸入弁254の開放後又はそれと同時に、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素ポンプ吸入パイプ(符号を付さず)内に位置決めされた水素ポンプ吸入弁257を開放し、それにより、水/水素サンプタンク255/256内の水素ガスのポケット255を、水素用船舶102に搭載された及び/又は水素用船舶内にある複数の加圧水素貯蔵タンク108の1つ以上と流体接続する。FWT装置220の水素貯蔵チャンバー241内にある水素の圧力が、水素ポンプ吸入弁が流体接続される複数の加圧水素貯蔵タンクのうちの1つ以上内の水素の圧力を上回っている間及び/又はその場合、水素ガスは、FWT装置の水素貯蔵チャンバーから、水/水素サンプタンクの上方部分255内の水素ガスのポケットを通って、及び水素ポンプ吸入弁が流体接続される複数の加圧水素貯蔵タンクのうちの1つ以上中へと受動的に流れる傾向がある。
他方では、FWT装置220の水素貯蔵チャンバー241内の水素の圧力が、水素ポンプ吸入弁257が流体接続される複数の加圧水素貯蔵タンクのうちの1つ以上内の水素の圧力以下となるとき、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素ポンプ205を起動、作動、付勢、及び/又は始動させ、水素ガスを(そこを流れる水素ガスの圧力の局所的な低下によって)、水/水素サンプタンク255から、それによりFWT装置の水素貯蔵チャンバーから引き出し、及びその水素ガスを、それが流体接続される複数の加圧水素貯蔵タンク108のうちの1つ以上中へポンプで送り込む。
水位センサー258が、水/水素サンプタンク255/256内の水256の高さを測定する。水位センサーが、水素用船舶コントローラ(図示せず)へ、水/水素サンプタンク内の水位が高すぎる(例えば、水256が、水素ポンプ吸入パイプ及び水素ポンプ吸入弁257に入り、及びそれらを通って、水素ポンプ205及び水素ポンプが接続されている加圧水素貯蔵タンク108に入ることができる可能性がある)という信号を送るとき及びその間中、水素用船舶コントローラは、水ポンプ放出弁259を開放し、並びに水ポンプ260を起動、作動、付勢、及び/又は始動させる。
起動されてポンプで送り込まれている間、水ポンプ260は、水/水素サンプタンク255/256から水ポンプ吸入パイプ261中へ及びそれを通して水256を引き入れ、水ポンプ放出パイプ262、及び水ポンプ放出弁259中へ及びそれを通して水をポンプで送り込み、それにより、水/水素サンプタンクから、水素用船舶102が浮かんでいる水域101へ水を噴出、移送、及び/又は放出する263。
水素用船舶コントローラ(図示せず)が、ホース接続ROV103から、水素ポンプ205から、及び/又は水素移送ホース104、水素吸入パイプ200、及び/又は水素がFWT装置220から水素用船舶102上の加圧水素貯蔵タンク108に流れる任意の他のチャンネル、パイプ、若しくは導管に接続された圧力センサー(図示せず)から、信号を受信するとき、水素用船舶コントローラは、水素ポンプ吸入弁257を閉鎖し、並びに水素ポンプ205を遮断、停止、消勢、及び/又は動作停止する。水素用船舶コントローラは、その次に、同時に、又はその後、水素吸入弁254を閉鎖し、それにより、水/水素サンプタンク255/256中への及び/又はそこからの水素及び/又は水のさらなる流れを防止する。
FWT装置220から水素用船舶102への水素の移送中止後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水ポンプ流出物弁264を開放し、それにより、水ポンプ260によって放出された及び/又はポンプで送り込まれた水の一部分を水素吸入パイプ200中へと方向付け、そこを通して、水素移送ホース104及び水素流出物パイプ253中へと流れ、及びそれらを通って、FWT装置220の加圧水素タンク237内の水素貯蔵チャンバー241に堆積される。
加圧水素ガスがFWT装置220の加圧水素タンク237の水素貯蔵チャンバー241から取り出されるとき、酸素貯蔵チャンバー245内の酸素ガスの圧力は、酸素貯蔵チャンバー245内の水位247を下向きに押すことによる、水素ガスの取り出し、及びそれに続くそのガスの圧力の低下に応答する傾向がある。しかしながら、これを行うとき、酸素貯蔵チャンバー内の水位センサー(図示せず)が、水素ガスの排出中におそらく何回も、酸素貯蔵チャンバー内の水位247が、水電解槽239の上縁に隣接する及び/又はそれと等しい閾値レベルに到達することを検出し、酸素放出弁248を開放させ、及びそれに続いて及び/又は結果として、酸素貯蔵チャンバー内の水位247が上昇して、及びそれを閾値水位に又はそれを上回るように保つのに十分な程度まで酸素貯蔵チャンバー内の酸素ガスの圧力及び容積が減らされるまで、酸素貯蔵チャンバー内の酸素の一部分をFWT装置外の空気へ通気させる。
圧力センサー(図示せず)が、水素用船舶コントローラへ、水素吸入パイプ200内の水素ガスと水の流体混合物の圧力を報告し及び/又は信号を送り、その圧力はまた、FWT装置220の水素貯蔵チャンバー241、水素移送ホース104、水素吸入パイプ200、及び/又は水素がFWT装置220から水素吸入パイプ200まで流れる任意の他のチャンネル、パイプ、若しくは導管内に留まっている水素ガスの圧力である。及び、酸素貯蔵チャンバー内の水位センサー(図示せず)の予想された名目上のふるまい、並びに、水素貯蔵チャンバー241からの水素ガスの排出の最中の結果的な及び/又は結果として生じる酸素放出弁248の開閉に起因して、酸素貯蔵チャンバー内の酸素の容積は、閾値水位によってより低い値に縛られると仮定及び/又は推定され得るため、酸素貯蔵チャンバー内の酸素ガスの圧力及び容積も、計算及び/又は推定され得る。
水素ガス移送プロセスの休止後の水素吸入パイプ200内の水素ガスと水の流体混合物の圧力を記録することによって、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、酸素貯蔵チャンバー245内の酸素ガスの圧力及び容積、並びに水素貯蔵チャンバー241内、及び水素貯蔵チャンバーを水素吸入パイプ200に流体接続する様々なホース、パイプ、及びチャンネル内の水素ガスの圧力を決定及び/又は推定し得る。しかしながら、水素貯蔵チャンバー内、並びに水素貯蔵チャンバーを水素吸入パイプに流体接続する様々なホース、パイプ、及びチャンネル内の水の容積、質量、及び/又は量が分からないため、水素用船舶コントローラは、水素貯蔵チャンバー内、並びに水素貯蔵チャンバーを水素吸入パイプに流体接続する様々なホース、パイプ、及びチャンネル内の水素ガスの容積、量、及び/又はモル数を計算、推定、及び/又は決定するために追加的な情報を必要とする。
流れ及び/又は流量センサー(図示せず)が、水素用船舶コントローラ(図示せず)へ、水ポンプ260によって送り込む水のいずれかの間隔後に、水素用船舶コントローラがポンプで送り込まれた水の量を計算できるようにするデータを報告する及び/又は信号を送る。水素用船舶102及び/又は水素用船舶コントローラの以前の及び/又は前の較正は、水素用船舶コントローラに、水ポンプ260をホース接続ROV103に接続する流体流チャンネル、すなわち「ポンプからROVまでの流体チャンネル」の容積を知らせる。
水ポンプ260による水の送り込みを開始する前に、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素吸入パイプ200内の水素ガスと水の流体混合物の圧力を記録する。及び、水ポンプ260をホース接続ROV103に接続する流体流チャンネルの、事前に較正された、分かっている、仮定された、及び/又は測定された容積と等しい第1の量、容積、質量、及び/又は分量の水をポンプで送り込み、それにより、ポンプからROVまでの流体チャンネル内の水素ガスを全て、ポンプからROVまでの流体チャンネルから排出させ、及びFWT装置220の水素貯蔵チャンバー241へ戻す傾向にし、それにより、ポンプからROVまでの流体チャンネルに水のみが確実に充填されるようにする傾向にした後、水素用船舶コントローラは、追加的な1立方メートルの水を水素吸入パイプにポンプで送り込み(代替的な実施形態では、異なる量の追加的な水をポンプで送り込む)、それにより、FWT装置220の加圧水素タンク237内に既に存在する水240に、及び/又はそれに加えて、ほぼ1立方メートルの水を堆積させることが期待される。
第1の量の及び追加的な1立方メートルの水をポンプで送り込む前及びその後の双方に、水素吸入パイプ200内の水素ガスと水の流体混合物の圧力を記録することによって、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、ポンプでの送り込み後に水素貯蔵チャンバー241に存在する水素ガスの容積、量、質量、及び/又はモル数を計算できる(水素貯蔵チャンバーを水素吸入パイプに流体接続する様々なホース、パイプ、及びチャンネル内に存在するいずれの水素ガスも、強制的に水素貯蔵チャンバー内へ水をポンプで送り込んだと仮定される)。
それゆえ、第1の量の及び追加的な1立方メートルの水をポンプで送り込んだ後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、FWT装置220の加圧水素タンク237内の酸素ガス及び水素ガスの双方の容積及び圧力を計算できる。加圧水素タンクの容積のその前の知識と併せて、この差圧情報によって、水素用船舶コントローラが、第1の量の及び追加的な1立方メートルの水をポンプで送り込んだ後の加圧水素タンク内の水の容積を計算することを可能にする。
水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水素ガスのその現在の圧力を前提として(例えば、より低い水素ガス圧力は、より多い初期の水の容積と関連付けられる傾向がある)、加圧水素タンク237内の名目上及び/又は好ましい容積の水を保有する、及び/又はそれにアクセスできる。FWT装置220の加圧水素タンク237内の現在の水の容積を計算、決定、及び/又は推定後、水素用船舶コントローラは、加圧水素タンク内の水の量を、その内部にある水素ガスの現在の圧力に関連付けられた名目上の、好ましい、必要な、及び/又は特定のレベルまで増やすために必要な追加的な水の量(もしあれば)を計算、決定、及び/又は推定する。その後、水素用船舶コントローラは、水ポンプ260を再起動、再付勢、及び/又は再始動させ、且つその動作を、流れ及び/又は流量センサー(図示せず)が、水素用船舶コントローラへ、所望の、名目上の、必要な、及び/又は好ましい、追加的な容積、質量、分量、量、及び/又は部分の水がFWT装置の加圧水素タンクに追加されたことを指示するデータを報告する及び/又は信号を送るまで、続ける。
所望の、必要な、及び/又は好ましい、追加的な容積、質量、分量、量、及び/又は部分の水がFWT装置220の加圧水素タンク237に追加された後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、水ポンプ260を動作停止、消勢、及び/又は停止し、及び水ポンプ流出弁264を閉鎖する。
水素用船舶102で消費された、全てではないとしてもほとんどの電力が、加圧水素貯蔵タンク108から燃料電池水素吸入パイプ212を通して水素ガスの供給を受け取る燃料電池211によって発生される。燃料電池は、電力を発生させるために水素を消費するため、熱も生成する傾向がある。燃料電池は、生成する熱の一部分を、蒸留チャンバー265へと伝導的に移送でき、そこで、追加された熱は、そこに入っている脱塩水266の蒸発及び/又は沸騰を促す傾向がある。
水蒸気(水266の上方の曲がりくねった線によって示す)は、蒸留チャンバー265内で上昇して、冷却及び/又は凝縮パイプ267に入り、ここでは、蒸気は冷えて、液体水へ凝縮する傾向がある。凝縮した液体水及び/又は凝縮物は、凝縮パイプの開放端部267から、水/水素サンプタンク255/256中へ流れる傾向があり、そこで、その内部の水256の容積、質量、及び/又は量が増える。
水位センサー258が、水素用船舶コントローラ(図示せず)へ、水/水素サンプタンク255/256内の淡水及び/又は溶質のない水256のレベルが閾値レベルを上回るという信号を送るとき、水素用船舶コントローラは、水ポンプ放出弁259を開放し、且つ水ポンプ260を起動、作動、付勢、及び/又は始動させて、水/水素サンプタンク255/256内の水256の一部分を、水素用船舶102が浮かんでいる水域101中へと放出及び/又は噴出させる263。
水素用船舶102がFWT装置220から水素ガスを取り出さず、及び水位センサー268が、水素用船舶コントローラ(図示せず)へ、蒸留チャンバー265内の脱塩水266のレベルが閾値レベルを下回っているという信号を送るとき、水素用船舶コントローラは、脱塩水弁269を開放して、脱塩モジュール270を始動、付勢、及び/又は起動させる。脱塩モジュールは、水素用船舶102が浮かんでいる水域101から脱塩吸入パイプ272を通って水(例えば海水)を吸い込む271。その後、その水を脱塩し、及び脱塩水を、脱塩流出物パイプ273を通して及びそれに接続された脱塩水弁を通して、蒸留チャンバー265中へとポンプで送り込み、それにより、蒸留チャンバー265内の脱塩水の容積、質量、レベル、及び/又は量を増やす。
水位センサー268が、水素用船舶コントローラ(図示せず)に、水/水素サンプタンク255内の脱塩水266のレベルが、閾値レベルであるか又はそれを上回っているという信号を送るとき、水素用船舶コントローラは脱塩水弁269を閉鎖し、及びその脱塩動作の最中に生産された塩水を、脱塩吸入パイプ272を通してその塩水をポンプで送り込み、及びそれを、それが吸い込まれた水域101へ戻す271ように噴出させることによって、脱塩モジュールが追い出すように命令する信号を脱塩モジュール270へ送り、及び脱塩モジュールがそのような塩水を全て廃棄した後、脱塩モジュールを停止、中止、消勢、及び/又は動作停止させる信号を水素用船舶コントローラへ送る。
FWT装置220の加圧水素タンク237に水の名目上の容積、及び/又は量を再蓄積した後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、ホース接続ROV103に、FWT装置のハルから外す信号を送り、これにより、FWT装置220の水素ポート(図31の228)内の雄型ドライ・ディスコネクト弁252及びホース接続ROV103内の雌型ドライ・ディスコネクト弁(図20の177)の双方を受動的に閉鎖し、それにより、FWT装置の水素貯蔵チャンバー241から、並びに加圧水素タンク237から、水素ガスが逃げるのを防止し、且つまた、水素移送ホース104から残留淡水が逃げるのを防止する。
ホース接続ROV103がFWT装置220から外れた後、水素用船舶コントローラ(図示せず)は、船舶の前方スラスタ(図6の114及び115)を、並びに、操舵に必要な時には、ハル貫通スラスタ112、113、及び116を起動して、水素用船舶102をFWT装置から離れるように動かし、その後、別のFWT装置のロケーションの方へ向かって及び/又はそこまで航海させ、その別のFWT装置から水素ガスを取り出して、その複数の加圧水素貯蔵タンク108内に蓄積された水素の貯留部分を増やす;又はその後、その蓄積された水素ガスの一部分を降ろす及び/又は移送する港又は船舶の方へ向かって及び/又はそこまで航海させる。
水素用船舶が、ある量、分量、部分、容積、及び/又は質量の水素ガスを分配する、降ろす、移送する、及び/又は提供する、目的地の港又は船舶に到達及び/又は到着すると、受け取る側の港又は船舶は、移送ホース(図示せず)をコネクタ274(例えば雌型ドライ・ディスコネクト・コネクタ)に接続し、その後、水素用船舶コントローラ(図示せず)が、承認された信号に応答して水素放出弁275を開放でき、それにより、水素用船舶の複数の加圧水素貯蔵タンク108内に蓄積された加圧水素ガスを水素放出弁に接続された移送ホース中へ及びそこを通して、受領側の港又は船舶へ流すことができる。
水素用船舶が構成される、全てではないにしても多くの、電気的構成要素、モジュール、システム、機構、及び機器が、燃料電池211によって発生された電気によって付勢される。水素用船舶の電気的構成要素のいくつかへのその電気的接続のいくつかが、図36に破線、例えば216で示されている(図30に示されている破線の電気的コネクタと同様)。
図37は、図8~15に示されているWEC装置と同様である、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の側面の斜視図を示す。実施形態は、装置及び/又は機構のアセンブリの一部であり、そのアセンブリは、一緒に、水の波からのエネルギーの獲得、水素などの化学燃料へのそのエネルギーの変換、消費場所(陸上の施設、陸上のエネルギー設備、又は船など)へのその化学燃料の送達、及び機構(例えば運送手段(vehicle)、又は燃料電池)又はプロセス(例えば鋼又はアンモニア生産プロセス)によるその燃料のそれに続く使用を行うことができるようにする。図37には、水素移送ホース308及び水移送ホース311のそれぞれ他方の端部が接続されている、図6及び図7に示しているものと同様の水素用船舶は図示していない。また、図37には、図24~28に示すものなどの化学燃料及び/又は成分消費者は図示していない。
図37に示すWEC装置に関して、この実施形態と関連付けられた水素用船舶は、図6及び図7に示す水素用船舶とは、図6及び図7に示されている実施形態の1つのホース及びホース接続ROV(水素及び水の双方の移送に使用される)ではなく、それが2つの別個のホース及びホース接続ROV-一方は水素移送用、及び他方は水移送用-を含むこと及び/又はその利用が、異なる。
図8~15に示されているWEC装置と同様に、図37に示されているWEC装置300は、水域面に浮かんでおり、及び衝突する波に応答して動く傾向がある。それが動くとき、WEC装置の中空の球形ブイ302から垂れ下がる、狭窄したチューブ301内に部分的に獲得された水(その狭窄部は、装置の外側ハル内にあるため、図37では不可視)は、チューブ301の長手方向及び/又は垂直軸に沿って振動する傾向があり、中空ブイ302内に位置決めされた上方のチューブの口(不可視)から周期的に水のジェットを出す。噴出された水のジェットの複数の部分が、ブイ302の中空内部に捕捉され、及び中空ブイ内の水の貯留部(不可視)に加えられる。また、中空ブイ内には、及び水貯留部の上方に、気体で満たされた(例えば空気で満たされた)ポケットがある。好ましい実施形態では、空気貯留部及び水貯留部の双方が、WEC装置外の大気を上回る圧力まで加圧される。
中空ブイ302内の水貯留部内からの加圧水が、水貯留部からの水の流出に応答して、電力を発生させる、ハブのない水車発電機303を通って流れ出る。水車発電機によって生み出された電力は、その電力の一部分を水電解槽305へ運ぶ電気ケーブル304に加えられ、及びそれによって伝導され、これは、水の分子(例えば、水分子の自然溶解から生じるヒドロニウムイオン及び水酸化物イオンの)を、水素及び酸素の分子へ変換することによって、電力の提供に応答する。水電解槽によって合成された水素は、水素貯留タンク306へ送られ、図6及び図7に示されているものと同様の水素用船舶(図示せず)によって回収される、取り出される、及び/又は降ろされるまで、そこに蓄積される。
水素用船舶、又は他の回収用船舶、飛行船・小船舶(craft)、機構、及び/又は対象が、図示のWEC装置300からの水素の取り出し準備が整っているとき、水素移送ホース308に流体接続され、及びそれを引いて位置決めする水素ホース接続遠隔操作機307(水素ホース接続ROV)を展開する。その取り付けられた水素移送ホースをWEC装置へ引くと、水素ホース接続ROVは水素ポート差込口309とドッキングし、するとすぐ、水素ホース接続ROV上の及び/又はその内部にある水素ソケット、オリフィス、弁、及び/又はアパーチャ(不可視)が、水素ポート差込口309内のその基部にある相補的な水素侵入(penetrator)弁及び/又はプラグ(不可視)とかみ合って対となる及び/又は接合する。水素ホース接続ROVの水素ソケット弁と水素ポート差込口の水素侵入弁の接合に続いて、WEC装置の水素貯留タンク306内に蓄積された、蓄えられた、及び/又は捕捉された水素はすべて、水素移送ホースへ、その中へ、及びそこを通って、並びにそこを通ってそれぞれの水素用船舶、飛行船・小船舶、機構、及び/又は対象へ自由に流れ得、そこで、例えば加圧ガスとして、液体として、又はイオン結合した化合物及び/又はスラリーとして、蓄積される。
水素用船舶、又は他の回収用船舶、飛行船・小船舶、機構、及び/又は対象が、その水素の生産中に、図示の装置300によって消費された淡水を補充する、再蓄積する、補足する、増大させる、及び/又は入れ替える準備が整っているとき、水移送ホース311に流体接続され、及びそれを引いて位置決めする水ホース接続遠隔操作機310(水ホース接続ROV)を展開する。その取り付けられた水移送ホースをWEC装置へ引くと、水ホース接続ROVは、水ポート差込口312とドッキングし、そこで、水ホース接続ROV上及び/又は内の水ソケット、オリフィス、弁、及び/又はアパーチャ(不可視)が、水ポート差込口312内のその基部にある相補的な水侵入弁及び/又はプラグ(不可視)とかみ合って対となる及び/又は接合する。水ホース接続ROVの水ソケット弁と水ポート差込口の水侵入弁の接合に続いて、水(例えば淡水)は、水素用船舶(図示せず)から水貯留タンク(不可視)へ流体接続式水移送ホースを経由して移送される。
WEC装置300の水電解槽305、水素貯留タンク306、及び水貯留タンク(不可視)は、WEC装置の水管301の下方外側部分に位置決めされる、取り付けられる、装着される、及び/又は付着される。これらの構成要素が生み出す、経験する、及び/又はWEC装置に与える抗力を減らすために、それらは、上方分流器313と下方分流器314との間に位置決めされ、それら分流器は、一対のトラス、例えば315によって構造的に支持及び/又は強化される。他の実施形態では、これらの構成要素は、WECの内部にある、例えば中空ブイ302内に装着されるとし得る。
水電解槽305が位置決めされる深さによって、水素ガスを自然の展開で発生させて(at evolution)圧縮させ(大気圧に対して)、及びその深さの水の周囲圧力とほぼ等しい圧力で蓄積し、それにより、補足的な圧縮及び圧縮機の必要性を省く。しかしながら、本開示の範囲は、実施形態、及び/又は開示の実施形態の変形例を含み、これらは、それらそれぞれの水電解槽をWEC装置内及び/又はその周りの他のロケーション、及び/又は装置が浮かんでいる水面下の他の深さに位置決めする。別の実施形態は、水管の下方端部分の水深周囲圧力によって与えられる圧力よりも高い圧力で水素を受動的に蓄積するために、その水電解槽を、支柱、トラス、又は他の機械的な構造によって、垂れ下がっている水管301の下方口及び/又は端部の下方に取り付ける。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、それらが構成される水車のタイプ、サイズ、及び/又は数によって及び/又はそれに限定されない。本開示の実施形態は、限定されるものではないが:それぞれのタービンシャフトによってそれぞれの発電機に回転式に接続された軸流水車;ハブのない水車;及び電磁流体発電機を包含するものを含む。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、WEC装置と船舶との間で流体を移送するために使用される流体移送ホースの数、タイプ、設計、及び/又は形態によって及び/又はそれに限定されない。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、流体移送ホースをWEC装置へ運搬する、位置決めする、及び/又は固定するために使用されるROVの数、タイプ、設計、及び/又は形態によって及び/又はそれに限定されない。本開示の範囲は、流体移送ホースをWEC装置へ運搬する、位置決めする、及び/又は固定するために遠隔操作される並びに自律的な運送手段、例えば、水中で推進する、WEC装置の外側ハルを登る(例えば大気中へ)、及び/又はWEC装置まで飛ぶことができる運送手段を利用する実施形態を含む。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、WEC装置によって生産及び/又は合成される化学燃料のタイプ、種類、及び/又は数によって及び/又はそれに限定されない。本開示のある実施形態は、2種類以上の化学燃料を生成でき、ここでは、生産される各種の化学燃料の絶対量及び/又は相対量は、それぞれのWEC装置に搭載された制御システムによって、及び/又は例えば水素用船舶及び/又は衛星伝送からのWEC装置が受信した遠隔からの信号によって、特定される及び/又は決定づけられる。本開示のある実施形態は、化学燃料、例えば水素を作り出し、これは、標準温度と圧力(STP:standard temperature and pressure)ではガス状である傾向がある。本開示のある実施形態は、化学燃料、例えばアンモニアを作り出し、これは、STPで又はSTPよりもわずかにのみ高い圧力では、液体である傾向がある。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、合成された化学燃料がWEC装置及び/又は化学燃料収穫、収集、及び/又は回収船舶に蓄積されるタイプ、方法、様式、システム、及び/又は機構によって及び/又はそれに限定されない。本開示の実施形態は、限定されるものではないが:圧縮及び/又は加圧ガス;液体;並びに化学中間物及び/又は複合体、例えばそれぞれのガス状化学燃料が基質にイオン結合されて、その組み合わせが固体、液体、又はスラリーとなるようにするような、合成化学燃料を蓄積する、WEC装置及び/又は化学燃料収穫船舶を包含するものを含む。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、WEC装置によって合成され並びに化学燃料収穫船舶によって収集及び輸送される化学燃料を消費するエネルギー消費者のタイプ及び/又は種類によって及び/又はそれに限定されない。
本開示、及び図37~46に示されている実施形態の本開示の範囲は、水素(又は他の化学燃料)の合成に利用される水のタイプ、種類(kind、variety)、及び/又は源によって及び/又はそれに限定されない。本開示の実施形態は、限定されるものではないが、水素を生産するために使用される水が:水素用船舶から得られること;それぞれのWEC装置上で、その内部で、及び/又はそれによって蒸留によって生産されること;水素用船舶上で生産されること(例えば、WEC装置へ移行する最中に);陸上で生産され、及びドックに入った水素用船舶へ移送されること;並びに海水であることを含む。
図38は、図37に示されている、本開示のある実施形態の同じ水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の側面図を示す。WEC装置は、名目上は、波が通り過ぎる水域の上面316に隣接して浮かんでいる。
WEC装置300の水電解槽305、水素貯留タンク306、及び水貯留タンク(不可視)は、WEC装置の水管301の下方外側部分に位置決めされ、取り付けられ、装着され、及び/又は付着され、並びに一対のトラス315及び317によって構造的に支持及び/又は強化される上方分流器313と下方分流器314との間に位置決めされる。
水電解槽(図37の305)によって消費された水(例えば淡水)は、水貯留タンク318に蓄積され、及びそこから分配される。水は、水貯留タンクへ加えられ、例えば、水電解槽によって消費された水を、水入れ替えパイプ339を通して入れ替え、水入れ替えパイプは、340において水管301のハルを通過し、その後、水貯留タンクを、水ホース接続ROV(図37の310)から及び/又は水移送ホース(図37の311)から水を受け取り得る水ポート差込口312内の水侵入弁と流体接続する。
水貯留タンク318からの水は、水供給パイプ341を通って水電解槽(図376の305)中へと流れる。水電解槽によって生産された酸素は、水供給パイプ中へ及びそこを通って流れ、それにより、水貯留タンク内に捕捉されてそこを加圧する。閾値圧力では(例えば、水貯留タンク外の圧力に対して、及び/又は水貯留タンクの深さにおける水の深さ-圧力に対して)、水貯留タンクの頂上にある圧力逃し弁342が開放し、それにより、水貯留タンク内の圧力が閾値放出圧力を下回るまで、酸素を放出する傾向がある。酸素は水貯留タンクから放出されるが、少量の水(例えば淡水)も放出されることが可能である。
図37及び図38に示されているWEC装置の代替的な実施形態では、圧力逃し弁342(酸素がそこを通って及び/又はそれによって水貯留タンク318から周期的に放出される)は、中空ブイの内部に流体接続される(例えばパイプによって)ため、圧力逃し弁、又はその一部分によって放出された酸素は、WEC装置の中空ブイ302内の空気ポケットに加えられる。この実施形態では、中空ブイの外側ハルの上方部分にある圧力逃し弁は、閾値圧力が上回るときはいつでも、又はWEC装置制御システムが、最適なガス-ポケット圧力が現在のガス-ポケット圧力を下回ると決定するときはいつでも、ブイの加圧内部からガスを放出する。
図39は、図37及び図38に示されている、本開示のある実施形態の同じ水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の上面を見下ろした図を示す。
図40は、図37~39に示されている、本開示のある実施形態の同じ水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の側面での断面図を示し、及び縦断面図は、図39において、線40-40に沿って取った断面で特定されている。
WEC装置が浮かんでいる水域面316を横切る波の通過に応答して、WEC装置が上下に動くとき、WEC装置の水管301内に部分的に捕捉及び/又は拘束された水319は、上下に動く傾向がある。水管内の水が上下に動くとき、水は、水管の下方端部分、すなわちWEC装置の中空ブイ302に対して最も遠位の水管の端部において、下方口及び/又はアパーチャ321を通ってその内外へ動く320傾向がある。及び、水管内の水が上下に動くとき、その水319の上面322も、上下に動く323傾向がある。
周期的に、水管内の水が上下に動くとき、水は、水管301の狭窄した部分324を通って上向きに動き、これは、その水の上向きの速度及び/又は運動量を加速させる傾向がある。時折、上向きに加速された水の流れが、水管301の上方部分325を通って上方へ、並びに水管の上方口及び/又はアパーチャを通って上方へ流れ、それにより、上向きに加速された水の一部分の噴出327を生じる。
水管の上方口326の上方に位置決めされたほぼ円錐状の分流器328が、水の噴出の流れをその上方口から横方向にそらす傾向があり、それは、そのように噴出された水の一部又は全てを、中空ブイの内部に捕捉されたままにする傾向があり、それにより、そこに水329の貯留部分を生み出す及び/又は増大させる。水管の上方口326から噴出された水327は、水貯留部の上面330内に落ちる傾向があり、それにより、その上面を上昇させ、及び水貯留部329の深さを深くする傾向がある。
加圧空気のポケット331が、中空ブイの内部を加圧し、及び中空ブイ中へ噴出した水327は、少なくとも同じ程度まで加圧される。及び水貯留部内の水は、空気ポケット331の圧力及び水貯留部内の任意の特定の点の深さ-圧力とほぼ等しい圧力まで加圧される。
中空ブイ302を包含するハルは、シーム点、結合点、溶接点、及び/又は接合点332において、水管301を構成するハルと接合、合体、及び/又は接続する。
水素ポート差込口309と首尾よくドッキングすると、水素ホース接続ROV、及びその流体接続された水素移送ホース308は、水素輸出パイプ333との間の接続及び/又は相互接続334によって、水素輸出パイプに流体接続される。水素ホース接続ROVと水素輸出パイプの流体接続は、それらそれぞれの水素ソケット弁及び水素侵入弁の接続によって、達成される。
WEC装置の水素輸出パイプ333は、WEC装置の水素貯留タンク306の上方端部分、及び水素ポート差込口309の下方端部分内に位置決めされた水素侵入弁の下方端部分に流体接続される。水素輸出パイプは、水管壁に、水管の外部から内部への通過点335で、及び水管の内部から外部への通過点336で、侵入し、その後、水素ポート差込口の内部の下方部分334へ入る。様々なケーブル、パイプ、ポート差込口、水電解槽、水素貯留タンク、及び水貯留タンクの位置決め、経路決定、配置、及び/又は経路は、図37~39に示されている実施形態で利用される特定のタイプのROVが、水中にあるポート差込口を必要とすることを除いて、自由裁量による。図示のWEC装置設計に対するありとあらゆる変形例を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態が、本開示の範囲内に含まれる。
水電解槽305内で及び/又はそれによって生産された、合成された、発生された(evolved)、及び/又は作り出された水素ガスは、水素流出物パイプ337の下方端部分に入り、そこを通って、水素貯留タンク306内へ流れ、及びそこに捕捉及び/又は蓄積される。
図41は、図40に示されており、及び図37~40に示されているものと同じWEC装置である、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の側面での断面図の斜視図を示す。
WEC装置300の水車338が、図40の図では見えないが、図41の斜視図では見え、その水車を通って、水がWEC装置の中空ブイの内側から外側へ流れる。WEC装置の水貯留部(図示せず)内の加圧水(例えば圧力が1.5絶対ATMである水)が、流れ出て、水車を通って、WEC装置が浮かんでいる水域に及び/又はその中へ戻り、それにより、水車に電力を生み出させ、その少なくとも一部分が水電解槽305へ伝送され、それにより、WEC装置の淡水蓄積部(WEC装置の水貯留タンク(図38の318)に蓄積された淡水)から、水電解槽が水素ガスを生み出すことができるようにする。
図42は、図37~41に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の水管301の下方端部分の外側の外面位置に取り付けられた及び/又は接続された水電解槽アセンブリの斜視的な拡大図を示す。
淡水は、水素用船舶から受け取られ、及び水ホース接続ROV(図37の310)を経由して及び/又は水移送ホース(図37の311)からWEC装置へ送られる。受け取った水は、水素用船舶の水ホース接続ROVから水侵入弁で受け取るとき、水入れ替えパイプ(図38の339)を通って、水貯留タンク318中へ流れる。必要なとき及び/又は要求に応じて、水貯留タンクからの水は、水供給パイプ341中へ及びそこを通って、並びに水電解槽305中へ流れ、そこで、その水の一部分が水素原子と酸素原子に分解され、それらは、その後、再結合されて、それぞれ水素ガス及び酸素ガスを合成する。
水電解槽305内で生成された酸素ガスは、水供給パイプ341を後退して水貯留タンク318中へ移動し、そこで、タンクの頂部に溜まる傾向がある。水貯留タンクの内容物及び/又は内部が、閾値圧力(例えばWEC装置が浮かんでいる周囲の外側水域に対する)に到達する又はそれを上回るとき、圧力逃し弁342が開放して、水貯留タンクの内容物の一部分を、WEC装置を囲む水域中へ放出できるようにする。電解で生成した酸素は、圧力逃し弁に隣接した水貯留タンクの頂部に溜まる傾向があるため、水貯留タンク内の圧力が、淡水ではなく、主に酸素ガスで構成される放出によって再蓄積される場合となる傾向がある。しかしながら、ある程度の淡水も、この圧力逃しプロセスの最中に、時折及び/又は不注意に放出され得る。
水電解槽305内で生成された水素ガスは、水素流出物パイプ337を上へ移動し、そこを通って、水素貯留タンク306中へ流れ、並びにそこに捕捉及び/又は蓄積される。
水素用船舶の水素ホース接続ROV(図37の307)が、WEC装置の水素ポート差込口309と接続及び/又はドッキングし、それにより、その取り付けられた水素移送ホース(図37の308)を、水素ポート差込口内の基部にあるWEC装置の水素侵入弁に流体接続すると、水素貯留タンク306内の加圧水素は、WEC装置の水素輸出パイプ333(切り欠き部343を通して、図42では見える)を通って、及び水素移送ホースを通って、流体接続された水素用船舶まで流れる。
図43は、図37~42に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の水管301の下方端部分の外側の外面位置に取り付けられた及び/又は接続された水電解槽アセンブリの側面の拡大図を示す。
水ポート差込口(図37の312)内に位置するその水侵入弁において及び/又はそこを通してWEC装置によって受け取られた水は、340(切り欠き部344を通して、図43では見える)において、水管301のハルに侵入する水入れ替えパイプ339を通って、下へ、及び水貯留タンク318中へ流れる。水貯留タンク内の水は、水供給パイプ341を通って水電解槽305中へ流れる。
図44は、図37~43に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の水管301の中間外面部分に取り付けられた及び/又はそこに組み込まれた、水素ポート差込口309及び水ポート差込口312の側面の拡大斜視図を示す。
水素ポート差込口309は、下方端部分内に、ドッキングされた水素ホース接続ROV、例えば307への流体接続性をもたらす水素侵入弁(不可視)を組み込んでいる。水素侵入弁は、水管301の外部から336において内部へ入る水素輸出パイプ333に流体接続される。
水ポート差込口312は、下方端部分内に、水ポート差込口と適切にドッキングされると水ホース接続ROV、例えば310への流体接続性をもたらす水侵入弁(不可視)を組み込んでいる。水侵入弁は、水管301の外部から345において内部に入る水入れ替えパイプ339に流体接続される。
各水素ホース接続ROV、例えば307、並びに各水ホース接続ROV、例えば310は、かみ合って対となる、接続する、及び/又は接合するために、それぞれの侵入弁に対して相補的なソケット弁(図示せず)を含む、包含する及び/又は組み込む。各ホース接続ROVのそれぞれのソケット弁は、その先端部、例えば346に位置する。
各水素ホース接続ROV、例えば307、並びに各水ホース接続ROV、例えば310は、1組の3つのスラスタ、例えば347を含み、包含し、及び/又は組み込み、それらスラスタは、一緒に、それらのそれぞれのホース接続ROVの方位、方向、速度、及び位置を制御する必要があるときに前方又は後方スラストをもたらすように作用する。各スラスタは、スラストを達成するために、電気-モータ駆動型プロペラ又はタービンを包含し得る。各スラスタは、それぞれのジェットを通る水の流れる方向及び流量、並びにノズルの狭窄の程度を制御する、電気的に制御されるノズルによる水ジェットを包含し得る。各スラスタは、それぞれのスラスタを通る水の流れる方向及び流量を制御するために電磁流体ポンプ及びノズルを包含し得る。本開示の範囲は、任意の機構、装置、機器、及び/又は技術によって、それらそれぞれのホース接続ROVにスラスト及び/又は位置制御をもたらすホース接続ROVスラスタを含む。
図45は、図37~44に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の水管301の中間外面部分に取り付けられる及び/又はそこに組み込まれる、水素ポート差込口309の拡大断面図を示す。図45の拡大断面図は、図40に示す全断面図から取った拡大図である。しかしながら、図45では、水素ホース接続ROV307は、まだそれぞれの水素ポート差込口内に完全に載置されていない。及び、図40のように、水素ホース接続ROVは断面にされていない。
図示の水素ホース接続ROV307の先端部、前方端部、及び/又は遠位端部346には、それぞれの水素ポート差込口309の下方及び/又は最低端部に位置決めされたそれぞれの水素侵入弁348に相補的な水素ソケット弁(不可視)が含まれる、組み込まれる、及び/又は利用される。水素侵入弁348の基部には、例えばドッキングされている間中水素ホース接続ROVが載せられ得る台座及び/又は構造支持体をもたらすことによって、水素ホース接続ROVにドッキングする、かみ合う、及び/又は接続される際の載置及び/又は位置安定性を促す停止部、及び/又は環状リング349がある。
水ポート差込口312と水ホース接続ROV310は同じ設計であり、水素ポート差込口309及び水素ホース接続ROV307を特徴づけている。
図46は、図37~45に示されている、本開示のある実施形態の水素合成・波力-エネルギー変換装置(WEC装置)300の水管301の中間外面部分に取り付けられる及び/又はそこに組み込まれる水素ポート差込口309の拡大断面図を示す。図45の拡大断面図は、図40に示されている全断面図から取った拡大図である。図46では、水素ホース接続ROV307は断面にされていない。及び、図45の拡大断面図とは異なり、図46の図は、その相補的な及び/又はそれぞれの水素ポート差込口に完全に載置されている水素ホース接続ROVを示す。
水素ホース接続ROV307の先端部346は、水素侵入弁(図45の348)のすぐ下に位置決めされた環状リング349に載り、及び/又はそこで停止されることに留意されたい。水素移送ホース308は、ここでは、WEC装置の水素輸出パイプ333に流体接続され、及び水素移送ホースの他方の端部が接続される水素用船舶(図示せず)は、ここで、WEC装置から水素を取り出すことができる。
水素用船舶102がWEC装置及び/又はFWT装置から水素ガスを収穫する、回収する、取り出す、移送する、及び/又は獲得する様々な機構、システム、設計、及び/又はアーキテクチャは、事実上、制限がない。図30及び図36に示す例は、説明及び図示のために提供され、且つ本開示の範囲内に含まれるタイプ、種類、及び/又は特定の機構、システム、設計、及び/又はアーキテクチャに関し、なんら限定しない。図30及び図36に示されている例示的な機構、システム、設計、及び/又はアーキテクチャの変形例、修正例、及び異なるバージョンは、当業者に明らかになり、及び全てのそのような取り得る変形例及び修正例は、本開示の範囲内に含まれる。
開示の水素用船舶の平凡な、通常の、及び/又は典型的な要素、例えば推進スラスタのタイプ、それらの数及び配置などは、本開示の範囲に限定されない。全ての変形例、修正例、代替例、及び/又は異なる水素用船舶102の設計、アーキテクチャ、及び/又は形態は、それらの変形例、修正例、代替例、及び/又は差異が、従来技術で公知であり、及び/又は自己推進型の浮体式船舶の典型的な及び/又は通常の要素を伴う及び/又はそれに関する限りにおいて、本開示の範囲外である。
本開示の範囲は、波力-エネルギー装置及び浮体式風車装置だけでなく、直接又は間接的に水素ガス又は任意の他の化学薬品-液体又はガス状-例えば、限定されるものではないが、電力を生み出すもの(その電力は、電解槽を付勢して、水を水素に変換する、又は別の機構、機器、又は装置を付勢して、ガス状又は液体に関わらず任意の第1の化学物質を、ガス状又は液体に関わらず任意の第2の化学物質へ変換するために使用される)を生産する、任意の他の種類、カテゴリー、及び/又はタイプの装置も包含する実施形態を含む。本開示の範囲は、どのタイプ、カテゴリーの、及び/又は様々な化学薬品が生産、蓄積、及び船舶へ移送されるかに限定されない;又は、そのような化学薬品が生産、生成、合成、及び/又は製造される様式、方法、機構、及び/又は技法にも限定されない。
本開示の範囲は、化学薬品が生産、生成、合成、及び/又は製造されるエネルギー及び/又は化学薬品生産装置にも、そこから化学薬品が船舶へ移送されるエネルギー及び/又は化学薬品生産装置のタイプにも限定されない。本開示の範囲は、限定されるものではないが、任意の種類、タイプ、設計、及び/又は数の:太陽光パネル、潮力(tidal)タービン(水面にあるか又は水中にあるかに関わらず)、海流タービン(水面にあるか又は水中にあるかに関わらず)、風車(海底にしっかり固定されているか、海底に係留されているか、又は浮遊しているかに関わらず)、海洋波力エネルギー装置(海底にしっかり固定されているか、海底に係留されているか、又は浮遊しているかに関わらず)、水素変換器への直射日光、及び海洋熱エネルギー変換器を包含する、組み込む、及び/又は含む、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を包含する、組み込む、及び/又は含む実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、任意の種類、タイプ、設計、及び/又は数の波力-エネルギー変換器、例えば、限定されるものではないが:ポイントアブソーバ、越水装置、振動水柱、波減衰装置、振動波サージ変換器(oscillating wave surge converter)(例えば揺動パドル)、ウェーブターミネータ(wave terminators)、倒立振り子装置、水中圧力差装置、流体圧フラッピング(hydraulic flapping)装置、隆起波(bulge wave)装置、及び回転質量装置を包含する、組み込む、及び/又は含む、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を包含する、組み込む、及び/又は含む実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、任意の種類、タイプ、設計、及び/又は数の風力-エネルギー変換器及び/又は風車、例えば、限定されるものではないが:水平軸風車、及び垂直軸風車を包含する、組み込む、及び/又は含む、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を包含する、組み込む、及び/又は含む実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、浮遊している、自己推進する、海底に係留されている、川底に係留されている、プラットフォームに係留されている、船又は船舶に係留されている、他の装置に係留されている、並びに海洋、川、又は他の水域に隣接して位置決めされる、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を包含する、組み込む、及び/又は含む実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意の設計、サイズ、タイプ、カテゴリーの、及び/又は様々なホース渡し(hose-ferrying)、ホース誘導、及び/又はホース引きの船舶を含み、この船舶は、化学薬品伝送ホース、チューブ、チャンネル、ケーブル、及び/又はパイプの端部を、水域に又は水域内に浮かんでいる、係留されている、しっかり固定されている、及び/又は隣接して位置決めされているエネルギー及び/又は化学薬品生産装置へ引き寄せ、並びに化学薬品生産装置へ及び/又は化学薬品の収納庫へのそのホース端部の接続を容易にし、それらの中へ化学薬品生産装置がその化学製品を伝送する。本開示の範囲はホース渡し船舶を含み、ここでは、それらのホース渡し船舶が、特徴、特性、及び/又は動作特質を保有するタイプを構成し、タイプを包含し、及び/又はタイプであり、遠隔操作機(ROV)、自律水上船舶(ASV)、自律水中船舶(AUV)、無人水中船舶(UUV)、手動操作型船舶、遠隔制御型船舶、及び/又は遠隔操作型船舶であると表示されている及び/又は称されている船舶と一致する。
本開示の範囲は、任意の特定の様々なホース渡し船舶に又はそれによって限定されず、及び本開示の範囲は、ありとあらゆる種類のそのようなホース渡し船舶を含む。
本開示の範囲は、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置の位置を自律的及び自動的に突き止めて接近する水素用船舶を含む。本開示の範囲は、化学薬品運送、案内、及び/又は移送ホースを水素用船舶からエネルギー及び/又は化学薬品生産装置へ引き寄せるホース渡し船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する、水素用船舶を含む。本開示の範囲は、テザーで繋留された船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する、並びにテザーで繋留されていない及び/又は自己推進船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する、水素用船舶を含み、それにより、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置へのそれぞれの化学薬品運送、案内、及び/又は移送ホースの接続を容易にする、作動させる、実行する、完了する、及び/又は達成する。
本開示の範囲は、テザーで繋留された接続促進船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する、並びにテザーで繋留されていない及び/又は自己推進接続促進船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する、水素用船舶を含み、それにより、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置に、上に、及び/又は内にある相補的なホースコネクタへのホース渡し及び/又は接続促進船舶の動きを容易にし、作動させ、実行し、完了し、及び/又は達成し、及び/又はエネルギー及び/又は化学薬品生産装置へのそれぞれの化学薬品運送、案内、及び/又は移送ホースの接続を容易にする、作動させる、実行する、完了する、及び/又は達成するが、これは、接続促進船舶上の演算回路に埋め込まれるか、水素用船舶に搭載されるか、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置に搭載されるか、遠隔制御型コンピュータ内にあるか、及び/又は遠隔制御ステーションにあるかに関わらず、任意の方法、アルゴリズム、及び/又はプロセスによる利用、応用、実行、及び/又は実現によって、行われる。
本開示の範囲は、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置、並びに任意のタイプ、サイズ、設計、種類、カテゴリー、及び/又は数の化学薬品移送ホースコネクタ、並びに任意のタイプ、サイズ、設計、種類、カテゴリー、及び/又は数の化学薬品移送ホースを組み込む、含む、及び/又は利用するホース渡し及び/又は接続促進船舶を含む。
本開示の範囲は、水素、アンモニア、メタン、メタノール、及び/又は任意の他のガス状若しくは液体の化学物質、材料、及び/又は燃料を生成及び/又は合成するために生産するエネルギーを使用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意のタイプの発電機及び/又は発電システム、任意のタイプの電磁流体発電機、任意のタイプの単極発電機、及び/又は任意のタイプの電気生産及び/又は発生機構、機器、構成要素、部品、モジュール、及び/又はシステムを組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意の最大圧力に格付けされ、任意の特定圧力で任意の最大量のそれぞれの化学製品を蓄積できる化学薬品(例えば水素)貯蔵チャンバーを組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置、並びにそれぞれの化学製品が製造、合成、生産、及び/又は蓄積される船舶、ブイ、プラットフォーム、及び/又はハウジングに剛接続されていない、及び/又はそこから切断できる、船舶、受取り器、及び/又は収納庫へのそれぞれの化学製品の交換、移送、降ろし、動き、及び/又は流出をできるようにする、容易にする、可能にする、許可する、及び/又は支持する任意の機構、方法、機器、コネクタ、接続スキーム、相互接続スキーム、流体コネクタ、弁、導管、調節器、及び/又は他のシステム、構成要素、モジュール、又はサブシステムを組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、限定されるものではないが、プロペラ、帆、硬帆、Flettnerロータ、水ジェット、ダクテッドファン、及びドロウグ(例えば、海流と一緒に動く、及び/又はそれによって引きずられるための)を組み込む、含む、及び/又は利用するものを含む、任意の手段、方法、及び/又はタイプの推進力を組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置、及び/又は化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意の手段、方法、及び/又はタイプのエネルギー貯蔵機構、機器、構成要素、部品、モジュール、及び/又はシステム(それぞれの装置及び/又は船舶によって生産及び/又は収穫されたそれぞれの化学製品によって与えられた、及び/又はもたらされた潜在的なエネルギー貯蔵量に加えて)、例えば、限定されるものではないが:バッテリー、鉛酸バッテリー、リチウムイオンバッテリー、液体化石燃料、エタノール、炭化水素、アルコール、ガソリン、及びディーゼルを組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置、及び/又は化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は:任意の設計、サイズ、タイプ、カテゴリーの、及び/又は様々な電解機構、機器、構成要素、部品、モジュール、及び/又はシステム;任意の設計、サイズ、タイプ、カテゴリーの、及び/又は様々な水貯留部及び/又は電解水提供及び/又は供給機構、機器、構成要素、部品、モジュール、及び/又はシステム;及び/又は任意の設計、サイズ、タイプ、カテゴリーの、及び/又は様々な水素(又は化学製品)貯蔵、蓄え、及び/又は圧縮機器、構成要素、部品、モジュール、及び/又はシステムを組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、そのような及び/又は前記エネルギー貯蔵、蓄積船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステムが浮遊しているか、自己推進しているか、海底、湖底、及び/又は川底に係留されているか、取り付けられているか、及び/又は載せられているか、及び/又は陸地に(例えば水域に隣接して)取り付けられているか、及び/又は載せられているかに関わらず、任意の化学薬品エネルギー貯蔵、蓄積船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステムから移送、及び/又はそれらへ移送する実施形態を含む。
本開示の範囲は、それぞれの化学薬品が、それぞれの船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステム上で及び/又はそれによって生成されるか、又は船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステムへ移送され、及び別の及び/又は異なる船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステムで生成、生産、及び/又は合成されるかに関わらず、任意の化学薬品エネルギー貯蔵、蓄積船舶、物体、プラットフォーム、機構、機器、及び/又はシステムから化学薬品を移送する、及び/又はそれらへ化学薬品を移送する実施形態を含む。
図14、図15、図30及び図36に示されている電解及び/又は化学薬品生産機構は、変更可能な及び/又は構成可能な流体連続性及び/又は接続の弁、又は他の導管の開放がない及び/又はそれが欠如しているという意味で、「閉鎖」されており、そのような電解及び/又は化学薬品生産機構の化学薬品内容物、例えば、限定されるものではないが、機構内の、水、水素、及び酸素を含む内容物は、逃げることができず、及びいずれの化学的前駆体も追加できない。図14、図15、図30及び図36に示されている電解及び/又は化学薬品生産機構に関して、機構は、変更可能な及び/又は構成可能な流体連続性及び/又は接続の弁又は他の導管の開放に応答して及び/又はそれと併せて、化学薬品が別の船舶へ移送されるような時点まで、化学薬品生産が行われるチャンバー、並びに化学製品の少なくとも一部分、例えば水素が、捕捉される、蓄積される、溜められる、及び/又は蓄えられるチャンバーの双方の機能を果たす。
しかしながら、本開示のある実施形態は、底部が開放したエンクロージャ中へ自然に及び/又は受動的に流れる海水を水素又は別のガス状化学薬品に変換し、それらは、その後、そのような底部が開放した、例えば同じ底部が開放した、エンクロージャの上方部分に受動的に上昇して、例えば泡立って、集まり、別の船舶へ移送されるまで、そこに捕捉及び/又は蓄積されたままとなり得るような、「開放」電解及び/又は化学薬品生産機構を包含する。
本開示のある実施形態は、底部が開放したシリンダー状のエンクロージャの下方部分に位置決めされた海水電解装置を包含し、ここでは、シリンダー状のチューブの開放底端部は、数十メートルの深さに位置決めされて(ありとあらゆるそのような底部チューブ深さが、本開示の範囲内に含まれる)、チューブの下方部分内で及び/又はそれに隣接して海水から電解された水素は、チューブの開放した底部端部の深さに起因して、上昇して、チューブの上方部分に収集する傾向があり、上方端部分に収集した水素は、チューブの開放した底部口に隣接する水の圧力とほぼ等しい圧力に加圧される傾向がある。
本開示の別の実施形態は、図14、図15、及び図30に示すものと同様の波力エネルギー変換装置の水バラスト内に位置決めされた電解槽を包含する。そのため、電解槽によって生産及び/又は生成された水素(又は他のガス状化学薬品)は、水バラストから上昇して、ガスポケット(例えば図14の136)に収集される、集められる、及び/又は蓄積される傾向があり、ROV-制御式水素(又は他の化学薬品)移送ホースによって別の船舶へ移送されるまで、そこに留まる。
本開示の範囲は、任意のサイズ、任意の数、任意の生成能力、任意の生成率、任意の公称電圧、任意の公称電流、及び/又はブイ、船舶、プラットフォーム、及び/又は機器内の任意の位置の電解槽を有する実施形態を含む。本開示の範囲は、限定されるものではないが:電解槽が接続されるブイ、船舶、プラットフォーム、又は機器内に位置決めされた;ブイ、船舶、プラットフォーム、又は機器の外側ハル又は面に位置決めされた及び/又は取り付けられた;電解槽がテザー、電気ケーブル、及び/又は係留ライン、鎖、又はリンク機構によって接続される副ブイ、船舶、プラットフォーム、又は機器内に位置決めされた;並びに任意の深さに及び/又は任意の周囲の水又はガス圧力内に位置決めされた電解槽を有する実施形態を含む。
本開示の範囲は、生産される水素ガス及び酸素ガスが、それらの生産時点で分離される(図14に示す実施形態など);水素ガス及び酸素ガスが、それぞれの水素生産装置内に一緒に収集され、溜められ、及び/又は蓄積され、並びに水素がそれぞれの収集船舶へ移送される時点で及び/又はそのプロセスの一部として分離される;水素ガス及び酸素ガスが、それぞれの水素生産装置内に一緒に収集され、溜められ、及び/又は蓄積され、並びに双方共、それぞれの収集船舶へ混合物として移送され、その後、水素がそれぞれの収集船舶内のタンク及び/又は加圧チャンバーに追加される時点で及び/又はそのプロセスの一部として分離される;並びに水素ガス及び酸素ガスが、それぞれの水素生産及び水素収集及び移送装置内に一緒に収集され、溜められ、移送され、及び/又は蓄積され、並びに双方共、それぞれの受け取り船舶、港、及び/又は他の消費者に混合物として移送される、水素生産装置を包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、水素ガス及び酸素ガスが、それぞれの水素及び酸素貯蔵チャンバー内に収集され、蓄積され、溜められ、及び/又は獲得され、そこでは、水素及び酸素がほぼ等しい圧力で蓄積される;水素及び酸素が異なる圧力で蓄積される;水素の圧力が酸素の圧力を上回る;及び水素の圧力が酸素の圧力を下回る、水素生産装置を包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、電解槽の水素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧が、電解槽の酸素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧を上回る;電解槽の水素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧が、電解槽の酸素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧を下回る;及び電解槽の水素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧が、電解槽の酸素-生成側面、表面、及び/又は部分の水圧とほぼ等しい、電解チャンバー、機構、モジュール、及び/又はシステムを包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、それぞれの電解槽を付勢するために使用される電気エネルギー及び/又は電力が、任意の種類、タイプ、設計、及び/又は数の電力調節回路、モジュール、機構、及び/又はシステムによって整えられる、水素生産装置を包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、化学薬品生成、化学薬品移送、化学薬品貯蔵、及び/又は化学薬品輸送のプロセスを監視、調整、調節、及び/又は制御するために任意のタイプ、数、位置、及び/又は種類(varieties、kinds)のセンサーを組み込む、含む、及び/又は利用する、エネルギー及び/又は化学薬品生産装置、及び/又は化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、任意のサイズ、質量、容積、水線面積、変位、設計、タイプ、種類(variety)、及び/又はカテゴリーのエネルギー及び/又は化学薬品生産装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。本開示の範囲は、任意のタイプ、重量、質量、配置、分配、数、及び/又は相対位置のバラスト材料、例えば、限定されるものではないが、少なくとも一部には:水、海水、岩、セメント系材料、砂、砂利、金属、炭酸カルシウム、及び鉄で構成されたバラストを包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する浮体式エネルギー及び/又は化学薬品生産装置を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、降ろされた化学薬品を蓄積する、及び/又は降ろされた化学薬品の貯蔵品を異なる貯蔵タンク、チャンバー、エンクロージャ、及び/又は船舶内に及び/又はそれらの間で分配する、任意の配置構成、設計、システム、ネットワーク、及び/又はアーキテクチャの弁、パイプ、導管、及び/又はタンクを組み込む、含む、及び/又は利用する化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示の範囲は、接続するエネルギー及び/又は化学薬品生産装置に提供する、それら自体の脱塩水を生産する、化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。本開示の範囲は、それら自体の脱塩水を生産する化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態であって、それに続いて、その脱塩水を、それらが接続するエネルギー及び/又は化学薬品生産装置に提供するための脱塩水によって与えられる及び/又はその特性のものよりも高い純度、及び/又は低い溶質密度及び/又は濃度の水に水蒸気蒸留を行う化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。本開示の範囲は、少なくとも一部には燃料電池の水素の消費及び電力の生産の過程において燃料電池によって生産された水の収集によって、それら自体の精製水を生産し、水は、その後、それらが接続するエネルギー及び/又は化学薬品生産装置へ提供される、化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。本開示の範囲はまた、港湾施設及び/又は他の船舶から脱塩及び/又は精製水を得る、化学薬品降ろし及び/又は移送船舶であって、それに続いて、蓄積し、輸送し、及びそれらが接続するエネルギー及び/又は化学薬品生産装置へ分け与える、化学薬品降ろし及び/又は移送船舶を組み込む、含む、及び/又は利用する実施形態を含む。
本開示のある実施形態は、自己推進化学薬品移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブが取り付く、及び/又は接続することができるコネクタを包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置であって、それにより、生成、生産、及び/又は合成された化学薬品の一部分を、コネクタを通して、並びに化学薬品移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブを通して移送できるようにする、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置を包含する。
本開示のある実施形態は、化学薬品蓄積装置にある相補的な及び/又は適合するコネクタに取り付け、及び/又は接続し、その後、化学薬品蓄積装置から、接続された移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブを通って、化学薬品蓄積装置内に蓄積された化学薬品の一部分を移送することができる、自己推進化学薬品移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブを包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する船舶を包含する。
本開示のある実施形態は、化学薬品移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブを包含し、その一方の端部は、船舶に取り付けられ及び/又は接続され、並びに別の端部は、自己推進され、且つ水域を通って化学薬品蓄積装置まで動いて、その後、化学薬品蓄積装置に取り付ける、及び/又は接続するように構成され、それにより船舶を、取り付けられる及び/又は接続される一方の端部に、及び化学薬品蓄積装置を、取り付けられる及び/又は接続される他方の端部に、流体接続する。
本開示のある実施形態は、第1の端部において、化学薬品移送ホースが、接続される及び/又は取り付けられる、自己推進化学薬品移送ホース、チャンネル、パイプ、及び/又はチューブと、第2の端部において、化学薬品移送ホースが接続される及び/又は取り付けられる化学薬品蓄積装置とを包含する、組み込む、含む、及び/又は利用する船舶を包含し、及び化学的流体(気体又は液体)は、化学薬品移送ホースを通して化学薬品蓄積装置から船舶へ移送される。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動く船舶へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶を包含し、及びその化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動く船舶は、推進力を生成する及び/又は推進自体を発生させるために、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動く自律的な船舶又は運送手段へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動く自律的な船舶又は運送手段は、推進力を生成する及び/又は推進自体を発生させるために、移送された化学燃料の蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動く潜水艦へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶又は運送手段を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動く潜水艦は、推進力を生成する及び/又はそれ自体を推進させるために、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動く航空機へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶又は運送手段を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動く航空機は、推進力を生成する及び/又は推進自体を発生させるために、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動く自動車へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶又は運送手段を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動く自動車は、推進力を生成する及び/又は推進自体を発生させるために、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料で動くトラックへ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶又は運送手段を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料で動くトラックは、推進力を生成する及び/又は推進自体を発生させるために、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、化学燃料貯蔵施設へ、蓄積されている化学燃料の一部分を移送する化学薬品移送船舶を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、化学燃料貯蔵施設は、移送された化学燃料内に蓄積されているエネルギーの一部分を消費する、及び/又は消費のために移送する。
本開示のある実施形態は、直接又は間接的に、鉄還元炉を包含する及び/又はそれを操作するものなどの化学薬品合成工場へ、蓄積されている化学薬剤の一部分を移送する化学薬品移送船舶を包含し、その化学燃料は、少なくとも一部には、化学薬品生成、生産、及び/又は合成装置から得られたものであり、ここでは、その後、鉄還元炉を包含する及び/又はそれを操作するものなどの化学薬品合成工場は、移送された化学薬剤の一部分を消費する。

Claims (27)

  1. 水素タンク;
    前記水素タンクに流体接続される水素移送ホース;
    少なくとも1つのスラスタを包含し、及び前記水素移送ホースの第1の端部の位置を移動させるように適合されているホース運搬機
    を包含する、水素収穫船であって、
    前記ホース運搬機は、前記水素移送ホースを、浮揚水素生産プラットフォームの水面下にある水素出力ポートに流体接続するように適合されている、水素収穫船。
  2. 前記ホース運搬機は、さらに、前記浮揚水素生産プラットフォームのハルを引きつけるための電磁石を包含する、請求項1に記載の水素収穫船。
  3. 前記ホース運搬機は、さらに、前記浮揚水素生産プラットフォームのハルに乘るように適合されている電動ホイールを包含する、請求項1に記載の水素収穫船。
  4. さらに、前記水素移送ホースの一部分を引き込むように適合されている回転スプールを包含する、請求項1に記載の水素収穫船。
  5. 前記ホース運搬機は遠隔操作される、請求項1に記載の水素収穫船。
  6. 前記ホース運搬機は、無人水中機である、請求項1に記載の水素収穫船。
  7. さらに、前記水素移送ホースから複数の水素タンクへ水素を移送させるように適合されている水素タンクマニホールドを包含する、請求項1に記載の水素収穫船。
  8. 化学燃料ホースと;
    前記化学燃料ホースの第1の端部に結合され、少なくとも1つのスラスタを包含する遠隔操作機と;
    前記遠隔操作機にある取り付けポートと
    を包含する、能動的な自動位置移動化学燃料導管であって、
    前記遠隔操作機は、前記化学燃料ホースを、水中を通って、前記取り付けポートを浮揚化学燃料生産プラットフォームの水面下にある化学燃料ポートに取り付けるために引っ張る構成にされている、能動的な自動位置移動化学燃料導管。
  9. 前記遠隔操作機は、さらに、前記浮揚化学燃料生産プラットフォームのハルに取り付けるための構成にされている電磁石を包含する、請求項8に記載の能動的な自動位置決め化学燃料導管。
  10. さらに、前記浮揚化学燃料生産プラットフォームのハルに乘るように適合されている電動ホイールを包含する、請求項8に記載の能動的な自動位置決め化学燃料導管。
  11. 前記取り付けポートは、水素ガスを受け取るための気密接続部を提供するように適合されている、請求項8に記載の能動的な自動位置決め化学燃料導管。
  12. 前記化学燃料ホースは確実に浮揚性である、請求項8に記載の能動的な自動位置決め化学燃料導管。
  13. 前記遠隔操作機は、前記化学燃料ホースも運ぶテザーを通って伝送される電気によって給電される、請求項8に記載の能動的な自動位置決め化学燃料導管。
  14. 化学燃料を生産及び輸送するための方法であって:
    水域中へ、化学燃料合成機及び化学燃料輸出ポートを有する浮体式波力エネルギー変換船舶を配置することと;
    前記水域中へ、化学燃料貯蔵機器、化学燃料受入れホース、及び化学燃料受入れホース接続機を有する化学燃料収穫船舶を配置することであって、前記化学燃料受入れホース接続機は、少なくとも1つのスラスタを含み、及び前記化学燃料受入れホースの第1の端部を輸送するように適合されている、配置することと;
    海洋波力から獲得されるエネルギーを用いて、前記浮体式波力エネルギー変換船舶に積載される化学燃料を合成することと;
    前記化学燃料受入れホース接続機を前記化学燃料輸出ポートへと操舵することと;
    前記化学燃料受入れホース接続機を使用して、前記化学燃料受入れホースを前記化学燃料輸出ポートへ流体接続することと;
    前記化学燃料受入れホースを通して、前記浮体式波力エネルギー変換船舶から前記化学燃料貯蔵機器へ前記化学燃料を移送することと
    を包含する、方法。
  15. 前記化学燃料は水素ガスである、請求項14に記載の方法。
  16. さらに、前記化学燃料収穫船舶から前記浮体式波力エネルギー変換船舶へ水を移送することを包含する、請求項14に記載の方法。
  17. 前記水は、前記化学燃料受入れホースを経由して、前記化学燃料収穫船舶から前記浮体式波力エネルギー変換船舶へ移送される、請求項16に記載の方法。
  18. 前記受け取りステーションは海港である、請求項14に記載の方法。
  19. 前記受け取りステーションは浮体式海洋プラットフォームである、請求項14に記載の方法。
  20. 前記受け取りステーションは、水素を動力とする船である、請求項14に記載の方法。
  21. 前記化学燃料受入れホース接続機は、前記化学燃料輸出ポートへ遠隔で操舵される、請求項14に記載の方法。
  22. 前記化学燃料受入れホース接続機は、搭載されたコンピュータシステムによって、前記化学燃料輸出ポートへと自律的に操舵される、請求項14に記載の方法。
  23. 前記化学燃料受入れホース接続機は、衛星から受信される電磁制御信号によって、前記化学燃料輸出ポートへと操舵される、請求項14に記載の方法。
  24. 前記化学燃料受入れホース接続機は、テザーを通って伝送される電気制御信号によって前記化学燃料輸出ポートへと操舵される、請求項14に記載の方法。
  25. 前記テザーは前記化学燃料受入れホースを含む、請求項24に記載の方法。
  26. 前記化学燃料合成機は、水素ガスを発生させる電解槽である、請求項14に記載の方法。
  27. 前記化学燃料受入れホース接続機は、無人水中機である、請求項14に記載の方法。
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