JP5982371B2 - 波エネルギー変換システム - Google Patents

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Description

本発明は、波エネルギー変換に関する。特に、本発明は、波運動からエネルギーを取出すための装置に関する。
本発明はまた、浮力装置及びこうした浮力装置を組込む波エネルギー変換システムに関する。
一配置構成では、上記浮力装置は、波運動に応答する浮力アクチュエータ、より詳細には、波運動を、波運動に応答して動作可能なデバイスに結合するための浮力アクチュエータとして構成されることができる。こうした配置構成では、浮力装置を、水面下で水域内に浸漬することができる。別の配置構成では、浮力装置は、浮遊ブイとして構成されることができる。
本発明は、必ずしも、専用にではないが、特に、波エネルギーを動力化し、また、流体ポンプ又はリニア発電機等のエネルギー変換デバイスを駆動するために、動力化されたエネルギーを直線運動に変換するための浮力アクチュエータとして考案された。こうした配置構成では、浮力アクチュエータは、水域内で（しかし、通常、水面下で）浮力によって懸垂保持されている状態でエネルギー変換デバイスに動作可能に接続されることができる。こうして、浮力アクチュエータは、事実上、水域内の波運動に応答して移動する水中式フロートである。
本発明はまた、波運動に応答してポンプ動作を起こすように適合された流体ポンプを備える波エネルギー変換装置に関する。
背景技術の以下の論議は、単に本発明の理解を容易にすることを意図される。論議は、参照される材料がいずれも、本出願の優先日において共通の一般的知識の一部である又は一部であったという承認又は認定ではない。
波運動を、波運動に応答して動作可能なエネルギー変換デバイスに結合することが知られており、その一例は、波運動をエネルギー変換デバイスにおける往復式動作に変換する浮力アクチュエータの使用である。
アグレッシブな海の状態、通常、不利な天候状態（嵐状態等）にさらされると、浮力アクチュエータは、極端な力を受け得る。知られている浮力アクチュエータは、こうした状態にさらされると、損傷又は離脱を受ける傾向があり得る。さらに、浮力アクチュエータが結合されるシステム及び構成要素は、過剰な負荷を受け得る。こうした浮力アクチュエータを組込む波エネルギー変換システムの場合、種々の構成要素（ポンプ、ポンプが固定される土台、及び浮力アクチュエータとポンプとの間の継手）が、過剰な負荷を受け得る。
波エネルギー変換システム内の土台、ポンプ、及び継手構成要素にかかる過剰な負荷を、不利な海の状態におけるそれらの損傷を回避するために逃がすための種々の提案が存在している。１つのこうした提案は、不利な天候状態に対する浮力アクチュエータの暴露に応答して浮力アクチュエータを通して水が流れることを可能にするように、浮力アクチュエータの内部を選択的に開口することを含む。水が浮力アクチュエータの内部を通過することができるため、浮力アクチュエータに衝突する、移動する水に対する抵抗が減少する。これは、浮力アクチュエータが波によってそれほど上下動しないため、ポテンシャルエネルギーの多くを取除く。さらに、それは、（水が浮力アクチュエータ内にもはや捕捉されないため）影響を受けやすい質量（susceptible mass）が減少し、（浮力アクチュエータが、波の力に対して、浮力アクチュエータを加速させるような反応をもはや提供しないため）速度が減少するため、同時に、運動エネルギーも減少させる。こうして、ポンプ及び関連する継手（テザーを含む）にかかる負荷は、許容可能なレベルまで減衰させられ、これを、許容可能な短期間で達成することができる。
本発明が開発したものはこの背景に反している。
国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００１８５３号 国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００３９８号
本発明は、上記課題を解決し、波エネルギー変換システムを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様によれば、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、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、浮力装置が提供される。
好ましくは、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。
好ましくは、前記制動手段は、前記中空本体内に収容される。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
前記アキュムレータは、前記ピストン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。
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することができ、前記作業側は前記作業チャンバを画定する。
一配置構成では、前記ブラインド側は閉鎖されることができる。別の配置構成では、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ことができる。
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ことができる。
前記本体はシリンダバレルを備えることができる。
好ましくは、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。
好ましくは、前記アキュムレータは、前記中空本体内に収容される。
好ましくは、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に旋回運動のために搭載される。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
好ましくは、前記穴は、前記中央セクション内に設けられる。
前記中空本体は、任意の適切な構成を有することができる。一配置構成では、前記中空本体は、切頭球又は切頭扁平回転楕円体として構成されることができる。別の配置構成では、前記中空本体の前記中央セクションは、円柱又は多角形であることができる。
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ことができる。
前記浮力チャンバは、前記中空本体内に収容されることができる。
前記中空本体の浮力を選択的に変動させるための対策が存在することができる。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によって達成することができる。
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ことができる。
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ことができる。
好ましくは、中空本体の内部は、メンテナンス並びに機器の設置及び取外し等の種々のオペレーションの場合に、陸上と水中の両方でアクセス可能である。
一配置構成では、制動手段は、テザーにかかる過剰な負荷を逃がすための唯一のリリーフ手段を提供することができる。
別の配置構成では、浮力装置は、テザーにかかる過剰な負荷を逃がすための更なるリリーフ手段を提供することができる。更なるリリーフ手段は、任意の適切な形態をとることができる。例えば、更なるリリーフ手段は、浮力装置を通して水が流れることを可能にするために、浮力装置の内部を選択的に開口するための手段を備えることができる。
こうした更なるリリーフ手段の例は、その内容が引用することにより本明細書の一部をなすものとする国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２００８／００１８５３号及び国際出願ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００３９８号に開示されている配置構成を含む。
浮力装置がテザーを通して接続されるシステムはまた、テザーにかかる過剰な負荷を逃がすためのリリーフ手段を組込むことができる。
本発明の第２の態様によれば、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、浮力装置が提供される。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
本発明の前述した態様のうちのいずれか１つによる浮力装置は、浮力アクチュエータとして構成されることができる。
本発明の第３の態様によれば、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、浮力装置が提供される。
本発明の第４の態様によれば、本発明の前述した態様のうちのいずれか１つによる浮力装置を備える波エネルギー変換システムが提供される。
本発明の第５の態様によれば、波エネルギー変換システムであって、ポンプと、浮力装置と、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が提供される。
好ましくは、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。
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むことができる。
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、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。この配置構成によって、過剰な負荷を回避するために、動作中に波エネルギー変換装置から油圧式に放出することができる。
好ましくは、油圧回路は、アキュムレータを含む。このアキュムレータは、ポンプの送出サイクルに油圧式に抵抗するように機能することができる。
好ましくは、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。
ポンプの送出サイクル中に送出される流体のエネルギーの幾らかは、アキュムレータに蓄積することができ、このアキュムレータは流体の流れをスムーズにするように機能する。
好ましくは、前記ポンプは、往復式ピストンポンプを備える。
好ましくは、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。
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することができ、前記作業側は前記作業チャンバを画定する。
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ことができる。
前記本体はシリンダバレルを備えることができる。
好ましくは、前記シリンダバレルは、水域の底に設置されるベース等の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。
好ましくは、前記第２のポートは、流体流路に連通する。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
好ましくは、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。これは、作業チャンバとアキュムレータとの間の連通を第１のポートによるものであるように効果的に制限する。
本発明の第７の態様によれば、波エネルギー変換装置が提供され、波エネルギー変換装置は、動作中、水面下に持続的に位置するように適合された浮力装置と、波運動に応答してポンプ動作を起こすように適合されたポンプであって、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る、ポンプと、ポンプによって送出される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とを備える。
本発明の第８の態様によれば、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、ポンプが提供される。
好ましくは、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。
好ましくは、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。
本発明の第７の態様によるポンプは、本発明の第５の態様による波エネルギー変換システム内のポンプに関して上記で参照した特徴の任意のうちの１つ又は複数を組み込むことができる。
本発明の第８の態様によれば、本発明の第７の態様によるポンプを備える波エネルギー変換システムが提供される。
本発明は、添付図面に示される本発明の幾つかの特定の実施形態の以下の説明を参照してよりよく理解されるであろう。
第１の実施形態による海洋波エネルギーを動力化するための装置の略図である。 第１の実施形態による装置に組込まれる浮力アクチュエータの略側面図である。 図２に示す浮力アクチュエータの平面図である。 内部特徴を見せるために所定部品が取除かれた状態の浮力アクチュエータの更なる平面図である。 図４のライン５−５に沿う断面図である。 浮力アクチュエータの外部スキンの構成を示す略斜視図である。 浮力アクチュエータの外部構成を示す図６と同様の図である。 浮力アクチュエータの外部構成を示す更なる斜視図である。 内部特徴を見せるために外部スキンの一部が取除かれた状態の浮力アクチュエータの略斜視図である。 浮力アクチュエータの内部に収容された制動手段を示す浮力アクチュエータの略断面図である。 浮力アクチュエータの一部の略断面図である。 特に制動機構及びアキュムレータを示す制動手段の略図である。 第１の実施形態による装置の一部を形成するポンプの略部分図である。 ポンプの送出ストローク中のポンプ内の圧力上昇のグラフィカル表現である。 第２の実施形態による、海洋波エネルギーを動力化するための、装置内に組込まれた浮力アクチュエータ用の制動手段を示す略図である。 第３の実施形態による、海洋波エネルギーを動力化するための、装置内に組込まれた浮力アクチュエータ用の制動手段を示す部分略図である。 第４の実施形態による、海洋波エネルギーを動力化するための、装置内に組込まれた浮力アクチュエータの略側部断面図である。 第５の実施形態による、海洋波エネルギーを動力化するための装置内に組込まれた浮力アクチュエータの略側面図である。 図１８に示す浮力アクチュエータの略斜視図である。 第６の実施形態による、海洋波エネルギーを動力化するための装置内に組込まれた浮力アクチュエータの略側面図である。 図２０に示す浮力アクチュエータの斜視図である。
図面に示す実施形態はそれぞれ、海洋波エネルギーを動力化するための装置１０を対象とする。
図１を参照して、装置１０は、水面１２及び海底１３を有する水域１１内のオフショアに設置される。装置１０は、浮力アクチュエータ１４及び係留装置１６に固定されたポンプ１５を含み、係留装置１６は、示す配置構成では、海底１３に設置されたベースを備える。ポンプ１５は、ポンプが係留装置に対して旋回できるように係留装置１６に固定される。
装置１０は、閉ループモードで動作するように設計され、閉ループモードでは、高圧の流体が、ポンプ１５によって陸に向かって圧送され、エネルギーが、オンショアプラント１７にて有効な仕事として取出され、結果として得られる圧力が減った流体が、再びエネルギーを与えられるためにオフショアポンプ１５に戻される。
浮力アクチュエータ１４は、ポンプ１５に動作可能に接続され、ポンプ１５の上の水域１１内であるが、水面１２の下で、浮力アクチュエータ１４の上側表面が、通常、平均海水面１２ａより数メートル下になるような深さに浮力によって懸垂保持される。
浮力アクチュエータ１４は、テザー１９を含む継手１８によってポンプ１５に動作可能に接続される。
ここで図２〜図１２を参照して、第１の実施形態による装置１０に組込まれた浮力アクチュエータ１４は、外部表面２７を提供する周囲スキン２５を支持する内部フレーム構造２３を有する中空本体２１を備える。中空本体２１は、内部フレーム構造２３が収容される内部２９を画定する。中空本体２１の内部２９は、メンテナンス並びに機器の設置及び取外し等の種々のオペレーションの場合に、陸上と水中の両方でアクセス可能である。中空本体２１の持上げ及び展開を容易にするために、中空本体２１上に種々の取付け具を設けることができる。通常、こうした取付け具は、内部フレーム構造２３に固定されることになる。
中空本体２１は、上側セクション３１、下側セクション３３、及び上側セクション３１と下側セクション３３との間の中央セクション３５を提供するように構成される。
上側セクション３１は、切頭構成であり、テーパ付き上側側面部分３６及び一番上の表面３７を備える。下側セクション３３は、切頭構成であり、テーパ付き側面部分３８及び一番下の表面３９を備える。一番上の表面３７及び一番下の表面３９は、平坦でかつ閉鎖される。この構成は、水波の上下運動に対するカップリングを最適化するために一番下の表面にとって特に有利である。
中空本体２１は、一番上の表面３７と一番下の表面３９との間で中空本体２１を通して延在する中心縦軸（図示せず）を有する。
示す配置構成では、中央セクション３５は、複数の小面４１を呈する多角形構成である。上側セクション３１及び下側セクション３３は、相応して、テーパ付き上側側面部分３６が複数の上側小面４３を呈し、テーパ付き下側側面部分３８が複数の下側小面４５を呈するように構成される。
中空本体２１は、スキン２５内に丸窓４７を設けることによって中空本体２１の中空内部２９内への水の流入を可能にするように構成される。この実施形態では、丸窓４７は、中央セクション３５において、通常、小面４１のそれぞれのうちの少なくとも１つの小面４１に設けられる。丸窓４７は、水が、中空本体２１の内部２９に流入し内部２９から流出することを可能にし、それにより、浮力アクチュエータ１０に対する水の側方流の影響を減少させる。特に、丸窓４７は、中空本体２１の内部２９が水で満たされることを可能にし、また、浮力アクチュエータ１４が水平に移動するとき、内部２９に入りまた内部２９から出る水の僅かなラフィングを同様に可能にするサイズである。この僅かな水流は、浮力アクチュエータ１４にかかる側方負荷を減少させ、したがって、側方運動を制限するのに十分とすることができる。継手１８、ポンプ１５、及び係留装置１６にかかる側方負荷を制限するために側方運動を制限することが望ましい。この配置構成によって、浮力アクチュエータ１４が影響を受けやすい側方運動は、丸窓４７のサイズの適切な選択によって或る程度制御することができる。
浮力チャンバ５１は、浮力アクチュエータ１０に浮力を与えるために、中空本体２１の内部２９内に収容される。示す配置構成では、中空本体２１の中心縦軸の周りに配設された４つの浮力チャンバ５１が等間隔の関係で存在する。選択的な、浮力チャンバ内への浮力制御流体の導入又は浮力チャンバからの浮力制御流体の除去によって浮力アクチュエータ１４の浮力を選択的に変動させるための対策が存在する。
浮力アクチュエータ１４は、中空本体２１とテザー１９との間にしなやかに弾性的な接続（yieldingly resilient connection）を提供するように適合された接続手段６１を設けられている。
接続手段６１は、中空本体２１とテザー１９との間の負荷が規定された負荷を超えるときまで、中空本体２１とテザー１９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た制動手段６３を備え、それにより、制動手段６３は、負荷を逃がすために中空本体２１とテザー１９との間の制限された相対的運動を容易にする。単に例として、制動手段６３は、最大テザー引張負荷を例えば１４０トンに制限し、テザー引張負荷が例えば１００トンに達すると動作し始めるように構成されることができる。この例では、制動手段６３は、テザー引張負荷が１００トン未満であるとき、動作しないことになり、その場合、中空本体２１とテザー１９との間に強固な接続が効果的に存在することになる。テザー引張負荷が１００トンに達すると、制動手段６３は、動作し始め、テザー負荷にしなやかに抵抗することになり、テザー負荷を１４０トンの最大値に制限する。制動手段６３は、もちろん、テザー負荷の選択された任意の範囲内で動作するように構成されることができ、先の例は、単に説明のために提供された。
制動手段６３は、中空本体２１の内部２９内に収容され、油圧制動機構６５及び油圧アキュムレータ６７を備える。油圧制動機構６５及び油圧アキュムレータ６７は、油圧制動機構６５と油圧アキュムレータ６７との間に延在する流れライン６９を通過することができる抵抗流体を通して相互接続される。この実施形態では、抵抗流体は、空気又は乾燥気体等の弾性的に圧縮可能な流体を含む。
制動機構６５は、キャビティ７３を画定する本体７１を備える。示す配置構成では、本体７１は、側壁７５及び２つの対向する端壁７７、７９を有するシリンダバレル７４として構成されている。ピストン組立体８１は、キャビティ７３内に収容される。ピストン組立体８１は、ピストンヘッド８３及びピストンロッド８５を備える。
ピストンヘッド８３は、キャビティ７３内に摺動式かつ密閉式に位置して、キャビティを作業側９１とブラインド側９３とに分割する。作業側９１はキャビティ７３内の作業チャンバ９５を画定し、作業チャンバ９５は、ピストン組立体８１とシリンダバレル７４との相対的運動によって体積が可変である。制動機構６５のブラインド側９３は閉鎖される。
ピストンロッド８５は、キャビティ７３から端壁７９を通して延在する。
シリンダバレル７４は中空本体２１に接続され、ピストンロッド８５はテザー１９に接続するように適合される。より詳細には、シリンダバレル７４は、中空本体２１の中心縦軸と整列して中空本体２１内で中心に位置し、ピストンロッド８５の外側端は、テザー１９用の取付け点９７を提供するように構成される。ピストンロッド８５は、テザー１９に接続するために、中空本体２１のスキン２５の一番下の表面３９を超えて下に延在する。
アキュムレータ６７は、窒素チャージピストンアキュムレータ等の任意の適切なタイプとすることができる。
アキュムレータ６７は、プリチャージされて、テザー１９によって伝達されるピストンロッド８５にかかる負荷が上記規定された負荷を超えるときまで、作業チャンバ９５内で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ピストン組立体８１に提供し、それにより、ピストン組立体８１は、ピストンロッド８５にかかる負荷に応答して運動を起こし、作業チャンバ９５の連続した縮小が、こうした運動にしなやかに抵抗する抵抗流体に作用するようにさせる。作業チャンバ９５は、連続して縮小するため、アキュムレータ６７に連通する抵抗流体を連続して更に加圧する。これは、浮力アクチュエータ１４とテザー１９との間の引張負荷を逃がすのに役立ち、浮力アクチュエータ１４が制御された方法で減速するための時間を提供する。引張負荷が低下するにつれて、アキュムレータ６７によって送出される流体圧力は、その影響を回復し、ピストン組立体に戻り運動を起こさせる。
シリンダバレル７４は、ベース１０１上に支持され、ベース１０１は、中空本体２１の中心縦軸を横切る軸の回りに旋回運動するためのヒンジ１０３を通して内部フレーム構造２３の一部を形成する。旋回式搭載配置構成は、中空本体２１が、制動機構６５とテザー１９との間の整列を維持しながら傾斜することを可能にする。
ここで図１３及び図１４を参照して、ポンプ１５は、高圧送出パイプライン及び低圧戻りラインに連通する流れライン１２２によってオンショアプラント１７に接続された出口１２１を有する。高圧送出パイプライン及び低圧戻りラインはそれぞれ、出口１２１に連通し、低圧流体はポンプの取込みストロークによって導入され、高圧流体はポンプの送出ストロークによって排出される。
ポンプ１５は、キャビティ１３３を画定する本体１３１を備える。示す配置構成では、本体１３１は、側壁１３５及び２つの対向する端壁（それらのうちの１つの端壁１３９だけが示される）を有するシリンダバレル１３４として構成されている。ピストン組立体１４１が、キャビティ１３３内に収容される。ピストン組立体１４１は、ピストンヘッド１４３及びピストンロッド１４５を備える。
ピストンヘッド１４３は、キャビティ１３３内に摺動式かつ密閉式に設置されて、キャビティを作業側１５１とブラインド側１５３とに分割する。作業側１５１はキャビティ１３３内の作業チャンバ１５５を画定し、作業チャンバ１５５は、ピストン組立体１４１とシリンダバレル１３４との相対的運動によって体積が可変である。ポンプ１５のブラインド側１５３は閉鎖される。
シリンダバレル１３４は係留装置１６に接続され、ピストンロッド１４５はテザー１９に接続するために適合される。
ポンプ１５は、第１のポート１６１及び第２のポート１６２を有し、それぞれがキャビティ１３３に連通する。第１のポート１６１は、アキュムレータ流れライン１６７を通してアキュムレータ１６５に連通する。第２のポート１６２は出口１２１を提供する。
アキュムレータ１６７は、窒素チャージピストンアキュムレータ等の任意の適切なタイプとすることができる。
アキュムレータ流れライン１６７は、１方向弁１６９を組込むバイパスライン１６８を通して流れライン１２２に連通する。
アキュムレータ１６５は、窒素チャージピストンアキュムレータ等の任意の適切なタイプとすることができる。
キャビティ１３３は、大きな直径の第１のキャビティセクション１７１及び小さな直径の第２のキャビティセクション１７２を備え、第１のキャビティセクション１７１と第２のキャビティセクション１７２との間に肩部１７３が画定されるように構成される。第１のキャビティセクション１７１はピストンヘッド１４３を収容し、第２のキャビティセクション１７２は作業チャンバ１５５内に組込まれる。
第２のキャビティセクション１７２は、第２のポート１６２がその上で開口する側壁１７５を有する。
肩部１７３は、環状面１７７を画定し、環状面１７７は、第１のキャビティセクション１７１に面し、また、環状面１７７上で、第１のポート１６１が、第１のキャビティセクション１７１に連通するために開口する。
第２のキャビティセクション１７２は、ピストンヘッド１４３ではなくピストンロッド１４５を収容できるサイズである。ピストンロッド１４５は、ピストンヘッド１４３から延在し、第２のキャビティセクション１７２を通過する。ピストンロッド１４５は、端壁１３９内の開口を通してキャビティ１３３から延在し、流体シール１８１がピストンロッドと端壁との間に存在する。
ピストンロッド１４５は、隠蔽スリーブ（obscuring sleeve）１８３を組込み、隠蔽スリーブ１８３は、ピストンヘッド１４３に隣接して配設され、また、作業チャンバ１５５が作業チャンバ１５５の最小体積状態に近づくにつれて、第２のキャビティセクション１７２に入るように構成される。スリーブ１８３は、第２のキャビティセクション１７２に入ると、図１３に示すように第２のキャビティセクションの側壁１７５と協働し、第１のキャビティセクション１７１から第２のポート１６２を隠蔽する。これは、作業チャンバ１５５と流れライン１２２との間の連通を効果的に制限する。作業チャンバ１５５内に保持される流体は、作業チャンバ１５５に暴露したままである第１のポート１６１を通してアキュムレータ１６５に連通する。保持される流体の圧力は、図１４にグラフで示すように急激に上昇する。これは、ピストン組立体１４１に対する緩衝作用を提供し、エネルギーを消散させ、浮力装置１１の運動を弱める。
ポート１６２を通る流れライン１２２への流体の流れ及びポート１６１を通るアキュムレータ１６５への流体の流れは、協働して、制動機構についての圧力ストローク特性を規定する。この特性は、第２のキャビティセクション１７２の体積等の設計パラメータの１つ又は複数を変えることによって任意の特定の制動状況に適するように適合されることができる。
制動の目的でエネルギーを消散するためのポンプ１５の制御部が、効果的にポンプとともに配置され、それにより、その効果を高めることが、先の配置構成の特徴である。
ここで図１５を参照して、第２の実施形態による、装置１０内に組込まれた浮力アクチュエータ用の制動手段６３が示される。第２の実施形態による、装置１０内の浮力アクチュエータ用の制動手段６３は、第１の実施形態の制動手段と同様であるため、同様の参照符号が、同様の部品を特定するために使用される。この実施形態の制動機構６５は、ブラインド側９３が閉鎖されない点で第１の実施形態の制動機構と異なる。むしろ、ブラインド側９３は、弁２１３を組込むバイパスライン２１１によって画定されるバイパス通路２１０を通して作業側９１に連通する。弁２１３は、ピストンヘッド８３の周りのシールを通り、ブラインド側９３に入るように漏洩した可能性がある流体が作業チャンバ９５に戻ることを可能にする。
ここで図１６を参照して、第３の実施形態による、装置１０内に組込まれた浮力アクチュエータ用の油圧制動手段６３が示される。第３の実施形態による、装置１０内の浮力アクチュエータ用の油圧制動手段６３は、第１の実施形態の制動手段と同様であるため、同様の参照符号が、同様の部品を特定するために使用される。図１６に示す制動機構６３では、油圧アキュムレータ６７は、第１のポート２２１及び第２のポート２２２を通して制動機構６５内の作業チャンバ９５に連通する。
制動機構６３は、作業チャンバが最小体積状態に近づくにつれて、第２のポート２２２と作業チャンバ９５との間の連通を遮断するように構成される。第２のポート２２２が遮断されると、縮小する作業チャンバ９５から抵抗流体が放出できるレートが制限され、それにより、作業チャンバ内に依然として残っている抵抗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、ピストンヘッド８３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。
キャビティ７３は、大きな直径の第１のキャビティセクション２２５及び小さな直径の第２のキャビティセクション２２７を備え、第１のキャビティセクション２２５と第２のキャビティセクション２２７との間に肩部２２９が画定されるように構成される。第１のキャビティセクション２２５はピストンヘッド８３を収容し、第２のキャビティセクション２２７は作業チャンバ９５内に組込まれる。
第２のキャビティセクション２２７は、第２のポート２２２がその上で開口する側壁２３１を有する。
肩部２２９は、環状面２３３を画定し、環状面２３３は、前第１のキャビティセクション２２５に面し、また、環状面２３３上で、第１のポート２２１が、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。
第２のキャビティセクション２２７は、ピストンヘッド８３ではなくピストンロッド８５を収容できるサイズである。ピストンロッド８５は、ピストンヘッド８３から延在し、第２のキャビティセクション２２７を通過する。ピストンロッド８５は、端壁７９内の開口を通してキャビティ７３から延在し、流体シール２３７がピストンロッドと端壁との間に存在する。
ピストンロッド８５は、隠蔽スリーブ２４１を組込み、隠蔽スリーブ２４１は、ピストンヘッド８３に隣接して配設され、また、作業チャンバ９５が作業チャンバ９５の最小体積状態に近づくにつれて、第２のキャビティセクション２２７に入るように構成される。スリーブ２４１は、第２のキャビティセクション２２７に入ると、図１６に示すように第２のキャビティセクション２２７の側壁２３１と協働し、第１のキャビティセクション２２５から第２のポート２２２を隠蔽する。これは、作業チャンバ９５とアキュムレータ６１との間の連通を、第１のキャビティセクション２２５上で開口するため隠蔽されない第１のポート２２１によるものであるように効果的に制限する。
アキュムレータ６７と制動機構６５との間の流れライン６９は、第１の流れラインセクション６９ａ及び第２の流れラインセクション６９ｂに分岐する。第１の流れラインセクション６９ａは第１のポート１２１に連通し、第２の流れラインセクション６９ｂは第２のポート１２２に連通する。第２の流れラインセクション６９ｂは、反対方向への流れを防止しながら、第２のポート２２２からアキュムレータ６７への流れを可能にするように適合された１方向弁２４３を組込む。
ポート２２１及び２２２を通るアキュムレータ６７への流体の流れは、協働して、制動機構についての圧力ストローク特性を規定する。この特性は、チャンバ９５とアキュムレータ６７との間の制限量を変えることによって任意の特定の制動状況に適するように適合されることができる。
前述の実施形態では、浮力アクチュエータ１４に関連した油圧制動手段６３及び制動の目的でエネルギーを消散させるためのポンプ１５の制御部は、それぞれ、テザー１９にかかる過剰の負荷を逃がすためのリリーフ配置構成を提供する。これは、過剰の負荷のリリーフに冗長性を提供するため有利である。
他の実施形態では、リリーフは、（油圧制動手段６３の組込みによる）浮力アクチュエータ１４に関連する油圧制動だけによって提供されることができる。すなわち、制動の目的でエネルギーを消散させるためのポンプ１５の制御についての対策が存在しない場合がある。
更に他の実施形態では、リリーフは、制動の目的でエネルギーを消散させるためのポンプ１５の制御だけによって提供されることができる。すなわち、浮力アクチュエータに関連する油圧制動についての対策が存在しない場合がある。
ここで図１７を参照して、制動手段６３を組込む浮力アクチュエータ１４が示される。浮力アクチュエータ１４用の制動手段６３は、第１の実施形態の制動手段と同様であるため、同様の参照符号が、同様の部品を特定するために使用される。特に、制動手段６３は、前述の実施形態の場合にそうであったように、中空本体２１の内部２９内に収容され、油圧制動機構６５及び油圧アキュムレータ（図示せず）を備える。
この配置構成では、不利な天候状態に対する浮力アクチュエータの暴露に応答して更なる水が浮力アクチュエータを通して流れることを可能にするために、浮力アクチュエータ１４の内部の選択的な開口を可能にするように中空本体２１が構成される。更なる水が浮力アクチュエータの内部を通過できるため、浮力アクチュエータに衝突する、移動する水に対する抵抗の更なる低減、したがって、過剰の負荷に応答する更なるリリーフが存在する。この実施形態では、中空本体２１は、更なるリリーフを送出するために、ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００３９８号に記載され示される浮力アクチュエータの特徴を組込む。
浮力アクチュエータ１４は、更なる制動手段が１次リリーフシステム又は２次リリーフシステムを提供するように構成されることができる。
ここで図１８〜２１を参照して、本発明による装置１０内の浮力アクチュエータ１４に関して適宜利用することができる中空本体２１の種々の構成が示される。
本発明の範囲が、述べる実施形態の範囲に限定されないことが認識されるべきである。
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。
特に、本明細書で述べられ示される実施形態の種々の形態の浮力アクチュエータが、海洋波エネルギーを動力化するための装置１０での使用に限定される必要がないことが認識されるべきである。浮力アクチュエータは、種々の他の配置構成に対して用途があるとすることができる。
さらに、本明細書で述べられ示されるポンプ１５が、海洋波エネルギーを動力化するための装置１０での用途に限定される必要がないことが認識されるべきである。制動の目的でエネルギーを消散させるための、ポンプ及びポンプの制御のための関連する対策は、種々の他の配置構成に対して用途がある場合とすることができる。
変更及び改善は、本発明の範囲から逸脱することなく行われることができる。
明細書及び特許請求の範囲全体を通して、文脈が別途必要としない限り、言葉「備える（comprise）」という語又は「備える（comprises）」若しくは「備える（comprising）」等の変形は、述べられる完全体（integer）又は完全体の群の包含を意味するが、任意の他の完全体又は完全体の群の排除を意味しないと理解されるであろう。

Claims (28)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  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、請求項４に記載の波エネルギー変換システム。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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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