JP5982371B2 - 波エネルギー変換システム - Google Patents
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Description
本発明は、以下の実施形態から構成されている。
[実施形態1]
浮力装置は、外部表面を呈する中空本体であって、動作中、水面下に持続的に位置するように適合されている、中空本体と、該中空本体をテザーに接続するために前記中空本体に関連した制動手段であって、前記中空本体と前記テザーとの間にしなやかに弾性的な接続を提供する、制動手段とを備え、前記テザーを含む継手によって別個のポンプに動作可能に接続可能である、浮力装置。
[実施形態2]
前記制動手段は、前記本体と前記テザーとの間の負荷が規定された負荷を超えるときまで、前記本体と前記テザーとの間の実質的に強固な接続を維持するように構成され、それにより、前記制動手段は、前記負荷を逃がすために前記本体と前記テザーとの間の制限された相対的運動を容易にする、実施形態1に記載の浮力装置。
[実施形態3]
前記制動手段は、前記中空本体内に収容される、実施形態1又は2に記載の浮力装置。
[実施形態4]
前記制動手段は、制動機構と、抵抗流体を通して前記制動機構に動作可能に結合されたアキュムレータとを備える、実施形態1ないし3のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態5]
前記制動機構は、キャビティを画定する本体と、前記キャビティ内に収容されるピストン組立体とを備え、前記本体及び前記ピストン組立体は、協働して、前記キャビティ内に作業チャンバを画定し、該作業チャンバは、前記ピストン組立体と前記本体との相対的運動によって体積が可変であり、前記アキュムレータは、前記抵抗流体を通して前記作業チャンバに動作可能に結合される、実施形態1ないし4のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態6]
前記アキュムレータは、前記ピストン組立体にかかる負荷が前記規定された負荷を超えるときまで、前記ピストン組立体の運動に抵抗する所定の流体圧力負荷を前記作業チャンバ内の前記ピストン組立体に提供し、それにより、前記ピストン組立体は、該ピストン組立体にかかる負荷に応答して運動を起こし、前記作業チャンバの連続した縮小が、前記運動にしなやかに抵抗する前記抵抗流体に作用するようにさせる、実施形態4又は5に記載の浮力装置。
[実施形態7]
前記ピストン組立体は、前記キャビティを作業側とブラインド側とに分割し、前記作業側は前記作業チャンバを画定する、実施形態5又は6に記載の浮力装置。
[実施形態8]
前記ブラインド側は閉鎖される、実施形態7に記載の浮力装置。
[実施形態9]
前記作業側と前記ブラインド側との間に連通経路が設けられる、実施形態7に記載の浮力装置。
[実施形態10]
前記ピストン組立体は、前記キャビティ内に収容されるピストンヘッド及び前記キャビティから延在するピストンロッドを備える、実施形態5ないし9のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態11]
前記本体はシリンダバレルを備え、該シリンダバレルは前記中空本体に接続され、前記ピストンロッドは前記テザーに接続するために適合される、実施形態10に記載の浮力装置。
[実施形態12]
前記アキュムレータは、前記中空本体内に収容される、実施形態4ないし11のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態13]
前記シリンダバレルは、前記浮力装置の縦軸を横切る軸の回りの旋回運動のために搭載される、実施形態12に記載の浮力装置。
[実施形態14]
前記中空本体は、上側セクション、下側セクション、及び該上側セクションと該下側セクションとの間の中央セクションを提供するように構成される、実施形態1ないし13のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態15]
前記上側セクション及び前記下側セクションは切頭構成である、実施形態14に記載の浮力装置。
[実施形態16]
前記上側セクションは一番上の表面を呈し、前記下側セクションは一番下の表面を呈する、実施形態14又は15に記載の浮力装置。
[実施形態17]
前記中空本体の中空内部内への水の流入を可能にする穴が、前記中空本体内に設けられる、実施形態14ないし16のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態18]
前記穴は、前記中央セクション内に設けられる、実施形態17に記載の浮力装置。
[実施形態19]
前記中空本体は、切頭球として構成される、実施形態12ないし18のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態20]
前記中空本体は、切頭扁平回転楕円体として構成される、実施形態12ないし18のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態21]
前記中空本体の前記中央セクションは、円柱構成である、実施形態12ないし18のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態22]
前記中空本体の前記中央セクションは、多角形構成である、実施形態12ないし18のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態23]
前記中空本体は、1つ又は複数の浮力チャンバが設けられる、実施形態1ないし22のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態24]
前記1つ又は複数の浮力チャンバは、前記中空本体内に収容される、実施形態23に記載の浮力装置。
[実施形態25]
前記中空本体の浮力を選択的に変動させるための対策を更に備える、実施形態1ないし24のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態26]
前記浮力の選択的な変動は、前記浮力チャンバ内への浮力制御流体の導入又は前記浮力チャンバからの浮力制御流体の除去を含む、実施形態25に記載の浮力装置。
[実施形態27]
前記中空本体は、内部フレーム構造と、前記外部表面を提供する周囲スキンとを備える、実施形態1ないし26のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態28]
前記シリンダバレルは、前記内部フレーム構造内の中心に位置する、実施形態27に記載の浮力装置。
[実施形態29]
前記中空本体は、前記中空本体の前記内部が、陸上と水中の両方でアクセス可能であるように構成される、実施形態1ないし28のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態30]
浮力装置であって、外部表面を呈する中空本体であって、動作中、水面下に持続的に位置するように適合され、上側セクション、下側セクション、及び該上側セクションと該下側セクションとの間の中央セクションを提供するように構成される、中空本体を備え、前記中空本体の中空内部内への水の流入を可能にするための、前記中空本体内の穴を更に備え、該穴は、前記中央セクション内に設けられる、浮力装置。
[実施形態31]
前記上側セクション及び前記下側セクションは切頭構成である、実施形態30に記載の浮力装置。
[実施形態32]
前記上側セクションは一番上の表面を呈し、前記下側セクションは一番下の表面を呈する、実施形態30又は31に記載の浮力装置。
[実施形態33]
浮力アクチュエータとして構成される、実施形態1ないし32のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態34]
浮力装置であって、外部表面を呈する中空本体であって、動作中、水面下に持続的に位置するように適合されている、中空本体と、前記中空本体内に収容された1つ又は複数の浮力チャンバと、前記浮力チャンバのうちの少なくとも1つの浮力チャンバ内の浮力制御流体の変動を通して前記中空本体の浮力を選択的に変動させるための手段とを備える、浮力装置。
[実施形態35]
波エネルギー変換システムを備える実施形態1ないし34のいずれか1項に記載の浮力装置。
[実施形態36]
波エネルギー変換システムであって、浮力装置と、ポンプと、油圧回路に関連する手段とを備え、前記浮力装置は、外部表面を呈する中空本体であって、動作中、水面下に持続的に位置するように適合されている、中空本体と、前記中空本体内に収容された1つ又は複数の浮力チャンバと、前記中空本体に水が流入することを可能にする前記本体内の開口手段とを備え、前記ポンプは、波運動に応答してポンプ動作を起こすために前記浮力装置に動作可能に接続され、該ポンプによって流体がそれに沿って送出される前記油圧回路に組込まれ、前記油圧回路に関連する手段は、第1のポート及び第2のポートを有する前記ポンプによって送出される前記流体の特性を制御するためのものである、波エネルギー変換システムにおいて、前記ポンプは、前記作業チャンバが最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のポートと前記作業チャンバとの間の連通を遮断するように構成され、それにより、前記第2のポートが遮断されると、前記縮小する作業チャンバから前記流体が放出できるレートが制限され、それにより、前記作業チャンバ内に依然として残っている前記流体の部分がはるかに速いレートで圧縮されるようにされるため、前記ピストンヘッドの継続する運動に対してはるかに大きな抵抗を送出する、波エネルギー変換システム。
[実施形態37]
前記中空本体は、上側セクション、下側セクション、及び該上側セクションと該下側セクションとの間の中央セクションを備え、前記開口手段は、前記中央セクション内に複数のアパーチャを備える、実施形態36に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態38]
前記制御される流体の特性は、前記ポンプの送出サイクル中に前記流体圧力が増加するレートを含み、それにより、前記ポンプの送出サイクル中に前記流体圧力が増加するレートの制御は、前記波エネルギー変換装置にかかる過剰な負荷を逃がすためのシステムを提供する、実施形態36に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態39]
前記油圧回路は、前記ポンプの前記送出サイクルに油圧的に抵抗するためのアキュムレータを含む、実施形態36ないし38のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態40]
前記アキュムレータは、前記ポンプの前記送出サイクルに対する油圧抵抗のレートが前記送出サイクル中に徐々に増加するように構成される、実施形態39に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態41]
前記ポンプは、往復式ピストンポンプを備える、実施形態36ないし40のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態42]
前記ポンプは、キャビティを画定する本体と、前記キャビティ内に収容されるピストン組立体とを備え、前記本体及び前記ピストン組立体は、協働して、前記キャビティ内に作業チャンバを画定し、該作業チャンバは、前記ピストン組立体と前記本体との相対的運動によって体積が可変であり、前記アキュムレータは、前記抵抗流体を通して前記作業チャンバに動作可能に結合される、実施形態41に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態43]
前記ピストン組立体は、前記キャビティを作業側とブラインド側とに分割し、前記作業側は前記作業チャンバを画定する、実施形態42に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態44]
前記ピストン組立体は、前記キャビティ内に収容されるピストンヘッド及び前記キャビティから延在するピストンロッドを備える、実施形態42又は43に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態45]
前記本体はシリンダバレルを備える、実施形態42ないし44のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態46]
前記シリンダバレルは、水域の底に設置される係留装置に接続され、前記ピストンロッドは、前記テザーに接続するために適合される、実施形態45に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態47]
前記第2のポートは、流体流路に連通する、実施形態36ないし46のいずれか一項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態48]
前記キャビティは、大きな直径の第1のキャビティセクション及び小さな直径の第2のキャビティセクションを備え、前記第1のキャビティセクションと前記第2のキャビティセクションとの間に画定された肩部を有するように構成され、前記第1のキャビティセクションは前記ピストンヘッドを収容し、前記第2のキャビティセクションは前記作業チャンバ内に組込まれる、実施形態42ないし47のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態49]
前記第2のキャビティセクションは、前記第2のポートがその上で開口する側壁を有し、前記肩部は、環状面を画定し、該環状面は、前記第1のキャビティセクションに面し、また、前記環状面上で、前記第1のポートが、前記第1のキャビティセクションに連通するために開口する、実施形態48に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態50]
前記第2のキャビティセクションは、前記ピストンヘッドではなく前記ピストンロッドを収容できるサイズであり、前記ピストンロッドは、前記ピストンヘッドから延在し、前記第2のキャビティセクションを通過する、実施形態48又は49に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態51]
前記ピストンロッドは、隠蔽スリーブを組込み、該隠蔽スリーブは、前記ピストンヘッドに隣接して配設され、また、該スリーブは、前記作業チャンバが該作業チャンバの最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のキャビティセクションに入り、それにより、前記第2のキャビティセクションに入ると、前記第2のキャビティセクションの前記側壁と協働し、前記第1のキャビティセクションから前記第2のポートを隠蔽するように構成される、実施形態48ないし50のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
[実施形態52]
ポンプであって、キャビティを画定する本体と、前記キャビティ内に収容されたピストン組立体とを備え、前記本体及び前記ピストン組立体は、協働して、前記キャビティ内に作業チャンバを画定し、該作業チャンバは、前記ピストン組立体と前記本体との相対的運動によって体積が可変であり、前記ピストン組立体は、前記キャビティを、前記作業チャンバを画定する作業側、アキュムレータに連通するための第1のポート、及び、前記作業チャンバの体積拡大による流体取込み及び前記作業チャンバの体積縮小による流体送出のために流体流路に連通するための第2のポートに分割し、該ポンプは、前記作業チャンバが最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のポートと前記作業チャンバとの間の連通を遮断するように構成される、ポンプ。
[実施形態53]
前記ポンプは、前記ピストン組立体の構成によって、前記作業チャンバが最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のポートと前記作業チャンバとの間の連通を遮断するように構成される、実施形態52に記載のポンプ。
[実施形態54]
前記ピストン組立体は、前記作業チャンバが前記最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のポートと前記作業チャンバとの間の連通を遮断するための隠蔽スリーブを備える、実施形態53に記載のポンプ。
[実施形態55]
実施形態52ないし54のいずれか一項に記載のポンプを備える波エネルギー変換システム。
[実施形態56]
添付図面を参照して本明細書において実質的に述べられる浮力装置。
[実施形態57]
添付図面を参照して本明細書において実質的に述べられる波エネルギー変換システム。
[実施形態58]
添付図面を参照して本明細書において実質的に述べられるポンプ。
Claims (28)
- 波エネルギー変換システムであって、浮力装置と、テザーと、制動手段と、ポンプとを備え、前記浮力装置は、外部表面を呈する中空本体であって、動作中、水面下に持続的に位置するようになっている中空本体を備え、且つ前記浮力装置は、前記テザーによって前記ポンプに動作可能に接続しており、前記制動手段は、波運動の結果としての前記浮力装置及び前記テザー間の応力負荷を逃がすように配置されている制動機構を備え、
前記制動機構は、前記ポンプによって送出される前記流体の特性を制御するための、前記油圧回路に関連する手段をさらに備え、
前記ポンプは、前記ポンプによって流体がそれに沿って送出される油圧回路に組込まれており、
前記ポンプは、前記作業チャンバが最小体積状態に近づくにつれて、前記第2のポートと前記作業チャンバとの間の連通を遮断するように構成され、それにより、前記第2のポートが遮断されると、前記縮小する作業チャンバから前記流体が放出できるレートが制限され、それにより、前記作業チャンバ内に依然として残っている前記流体の部分がはるかに速いレートで圧縮されるように構成されており、前記ピストンヘッドの継続する運動に対してはるかに大きな抵抗を送出することを特徴とする
波エネルギー変換システム。 - 前記制動手段は制動機構を備える、請求項1に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記制動手段は、抵抗流体を通して前記制動機構に動作可能に結合されたアキュムレータをさらに備える、請求項2に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記制動機構は、キャビティを画定する本体と、前記キャビティ内に収容されるピストン組立体とを備え、前記本体及び前記ピストン組立体は、協働して、前記キャビティ内に作業チャンバを画定し、前記作業チャンバは、前記ピストン組立体と前記本体との相対的運動によって体積が可変である、請求項2から3のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記制動機構は前記ポンプである、請求項4に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記アキュムレータは、前記抵抗流体を通して前記作業チャンバに動作可能に結合されている、請求項3に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記ピストン組立体は、前記キャビティを作業側とブラインド側とに分割し、前記作業側は前記作業チャンバを画定する、請求項4に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記作業側と前記ブラインド側との間に連通経路が設けられる、請求項7に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記ピストン組立体は、前記キャビティ内に収容されるピストンヘッド及び前記キャビティから延在するピストンロッドを備える、請求項4から8のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記本体はシリンダバレルを備える、請求項4から8のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記中空本体は、内部フレーム構造と、前記外部表面を提供する周囲スキンとを備える、請求項1から10のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記中空本体は、前記中空本体の内部が、陸上と水中の両方でアクセス可能であるように構成される、請求項1から11のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記中空本体は、上側セクション、下側セクション、及び前記上側セクションと前記下側セクションとの間の中央セクションを提供するように構成される、請求項1から12のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記中空本体の中空内部に水が流入することを可能にするために、開口手段が前記中空本体に設けられている、請求項1から13のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記開口手段は、前記中央セクションに設けられている、請求項14に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記浮力装置には、1つ又は複数の浮力チャンバが設けられている、請求項1から15のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記浮力装置は、前記浮力装置の浮力を選択的に変動させるための手段をさらに備える、請求項1から16のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記浮力の選択的な変動は、前記浮力チャンバ内への浮力制御流体の導入又は前記浮力チャンバからの浮力制御流体の除去を含む、請求項17に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記ポンプは、第1のポート及び第2のポートを有する、請求項1に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記ポンプは、往復式ピストンポンプを備える、請求項5から19のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記制動手段は、前記中空本体内に配置される、請求項6から18のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記アキュムレータは、前記ピストンにかかる負荷が規定された負荷を超えるときまで、前記ピストン組立体の運動に抵抗する所定の流体圧力負荷を前記作業チャンバ内の前記ピストン組立体に提供し、それにより、前記ピストン組立体は、前記ピストン組立体にかかる負荷に応答して運動を起こし、前記作業チャンバの連続した縮小が、前記運動にしなやかに抵抗する前記抵抗流体に作用するようにさせる、請求項21に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記ブラインド側は閉鎖される、請求項21又は22に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記シリンダバレルは前記中空本体に接続され、前記ピストンロッドは前記テザーに接続するために適合される、請求項21から23のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記アキュムレータは、前記中空本体内に収容される、請求項21から24のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記シリンダバレルは、前記浮力装置の縦軸を横切る軸の回りの旋回運動のために搭載される、請求項21から25のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記シリンダバレルは、前記内部フレーム構造内の中心に位置する、請求項11に記載の波エネルギー変換システム。
- 前記制動手段は、前記中空本体と前記テザーとの間の規定された負荷を超えるときまで、前記中空本体と前記テザーとの間の実質的に強固な接続を維持するように構成され、それにより、前記制動手段は、前記負荷を逃がすために前記中空本体と前記テザーとの間の制限された相対的運動を容易にする、請求項21から27のいずれか1項に記載の波エネルギー変換システム。
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