KR20090092794A - 동적 유체 에너지 변환 시스템 및 그 이용 방법 - Google Patents

Abstract

유체 바디의 동적 에너지(dynamic energy)를 이용하기 위한 시스템 및 프로세스는 전력을 생성하는데 이용될 수 있다. 특별한 구현에서, 유체 바디의 동적 에너지를 이용하기 위한 시스템 및 프로세스는 유체 바디의 이동을 따르고 그 이동을 따름에 의해 유체의 부피를 가압하는 능력을 포함한다. 유체의 가압된 부피는 전기 생성기(40)를 구동하는데 이용될 수 있다.

Description

동적 유체 에너지 변환 시스템 및 그 이용 방법 {DYNAMIC FLUID ENERGY CONVERSION SYSTEM AND METHOD OF USE}

이 출원은 2006년 11월 6일 출원된 미국 가출원 제 60/864,560호; 2006년 12월 28일 출원된 미국 가출원 제 60/877,973호; 2007년 10월 2일 출원된 미국 가출원 제 60/977,006호; 및 2007년 10월 30일 출원된 미국 유틸리티 출원 제 11/929,138호를 우선권으로 주장하고, 이들 각각은 여기서 전체가 참조로 인용된다.

본 발명은 유체 바디의 동적 에너지를 이용에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 유체 바디의 동적 작용을 유체 가압 작용으로 변환시키기 위한 시스템, 프로세스, 및 기술에 관한 것이며, 이는 전력을 생성하는데 이용될 수 있다.

세계 인구는 사회적 그리고 경제적 개발을 위해 더 많은 에너지를 점진적으로 계속하여 요구하고 있다. 또한, 세계 인구는 계속하여 증가하고 있다. 따라서, 에너지에 대한 요구는 꾸준히 증가하고 있다.

에너지를 생산하기 위한 많은 전통적인 기술들(예를 들어 석탄 및 천연 가스를 연소시킴)은 증가된 에너지 요구와 함께 매우 비싸지고 있다. 또한, 이러한 기술들 뿐만 아니라 대체 기술들(예를 들어 원자력)은 다양한 환경적 단점들을 갖고 있다. 다른 전통적인 기술들(예를 들어 수력발전 및 풍력)은 요구를 맞출 수 없는 실정이다.

도 1은 예시적인 전력 생성기 시스템의 사시도이다.

도 2는 도 1의 다수의 펌핑 기구의 사시도이다.

도 3은 도 1의 펌핑 기구의 측면도이다.

도 4는 도 1의 펌핑 기구의 부이(buoy)의 상세도이다.

도 5는 부이를 위한 예시적인 내부 구조의 상세도이다.

도 6은 예시적인 펌핑 기구의 사시도이다.

도 7은 도 6의 펌핑 기구의 측면도이다.

도 8은 제거된 하우징의 부품을 구비한 채 도시된 다른 예시적인 펌핑 기구의 사시도이다.

도 9는 도 8의 펌핑 기구의 측면도를 도시한다.

도 10은 예시적인 펌핑 기구의 측면도이다.

도 11은 도 10의 펌핑 기구를 도시하고, 이 경우 외부 케이싱의 일부분이 제거된다.

도 12는 도 10의 펌핑 기구의 사시도이다.

도 13은 예시적인 구현에 따른 펌핑 기구를 동작시키기 위한 샤프트의 상세도이다.

도 14는 예시적인 펌핑 기구의 부분 상세도이다.

도 15는 도 14의 펌핑 기구의 일정한 내부 구성요소의 상세도를 도시한다.

도 16은 도 14의 펌핑 기구의 내부 구성요소의 추가적인 상세도를 도시한다.

도 17은 예시적인 펌핑 기구의 내부 짜임을 도시하는 상세도이다.

도 18은 도 17의 펌핑 기구의 내부 짜임의 다른 상세도를 도시한다.

도 19는 펌핑 실린더의 열의 상응하는 피스톤 및 아래 부분을 도시한다.

도 20은 추가적인 예시적 펌핑 기구의 부분 상세도이다.

도 21은 도 20의 펌핑 기구의 일정한 내부 구성요소의 상세도이다.

도 22는 도 20의 펌핑 기구의 일정한 내부 구성요소의 다른 상세도이다.

도 23은 도 20의 펌핑 기구의 일정한 내부 짜임을 도시하는 상세도이다.

도 24는 도 20의 펌핑 기구의 일정한 내부 짜임을 도시하는 다른 상세도이다.

도 25는 펌핑 실린더의 열 그리고 관련된 입구 다기관 및 출구 도관을 도시한다.

도 26은 아래 부분 및 펌핑 실린더의 열의 상응하는 피스톤을 도시한다.

도 27은 다른 예시적 펌핑 기구의 내부 구성요소를 도시한다.

도 28은 도 27의 펌핑 기구의 내부 구성요소의 일부의 상세도이고, 우회 도관(bypass conduit)에서의 폐쇄된 밸브를 포함한다.

도 29는 도 27의 펌핑 기구의 내부 구성요소의 일부의 다른 상세도이고, 여기서 밸브는 개방 위치에 있다.

도 30은 폐쇄 위치에 있는 우회 도관의 밸브의 상세도를 도시한다.

도 31은 폐쇄 위치에 있는 우회 도관의 밸브의 상세도를 도시한다.

도 32는 다른 예시적 전력 생성기 시스템의 사시도이다.

도 33은 도 32의 전력 생성기 시스템의 다른 사시도이다.

도 34는 개방 위치에 있는 밸브의 단면도를 도시한다.

도 35는 폐쇄 위치에 있는 도 34의 밸브의 단면도를 도시한다.

도 36은 전력 생성기 시스템의 다른 실시예의 사시도를 도시한다.

도 37은 도 36의 전력 생성기 시스템의 다른 사시도를 도시한다.

도 38은 다른 예시적 펌핑 기구의 사시도이다.

도 39는 뚜껑이 제거된 상태의 도 38에서 도시된 펌핑 기구의 사시도이다.

도 40은 도 38의 펌핑 기구의 단면도이고, 이 경우 아암은 윗방향으로 편향된 위치에서 도시된다.

도 41은 도 38의 펌핑 기구의 단면도이고, 이 경우 아암은 아래 방향으로 편향된 위치에서 도시된다.

도 42는 도 38의 펌핑 기구의 내부 구성요소의 상세도이다.

도 43은 도 38의 펌핑 기구의 내부 구성요소의 다른 상세도이다.

도 44는 도 38의 펌핑 기구의 예시적인 밀봉 베어링을 도시한다.

도 45는 도 44의 밀봉 베어링 내에서 회전 가능한 예시적인 샤프트를 도시한다.

도 46은 샤프트의 단부에 부착되어 이용 가능한 피니언 기어(pinion gear)를 도시한다.

도 47은 펌핑 탱크의 단부로부터 연장하는 래크 기어(rack gear)를 도시한다.

도 48은 예시적인 펌핑 기구의 펌핑 탱크를 도시한다.

도 49는 예시적인 펌핑 기구의 베이스 및 뚜껑을 도시한다.

도 50 및 51은 베이스의 단면도이고, 이는 펌핑 기구의 일정 구성요소들 및 일정 부피의 유체를 수용하기 위한 챔버를 도시한다.

도 52는 베이스로부터 연장하는 유체 출구 및 유체 입구를 가진 도 38의 펌핑 기구의 베이스의 사시도이다.

도 53은 예시적인 펌핑 기구의 파이핑 배열체를 따라 연장하는 래크 기어를 구비한 탱크의 상세도이다.

도 54는 예시적인 펌핑 기구의 부이의 상세도이다.

도 55는 부이의 내부 구조를 도시하는 부이의 단면도이다.

도 56은 예시적인 펌핑 기구의 부이, 아암, 밀봉 베어링, 회전 가능한 샤프트 그리고 피니언 기어의 어셈블리를 도시한다.

도 57은 예시적인 탱크의 부분 상세도이다.

도 58은 전력을 생성하는 방법에 대한 흐름도이다.

이 명세서는 예를 들어 전력을 만들기 위해 유체 바디의 동적 에너지를 이용하는 것에 관한 것이다. 특히, 유체 바디의 움직임은 전기 생성기를 구동하기 위해 펌핑 유체를 가압하는데(예를 들어 펌프하는데) 이용될 수 있다.

하나의 일반적인 태양에서, 전력을 생성하기 위해 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템은 제 1 펌핑 기구를 포함할 수 있다. 제 1 펌핑 기구는 이동 가능한 부재, 유체 펌프 및 하우징을 포함할 수 있다. 이동 가능한 부재는 유체 바디의 이동을 따르도록 이루어질 수 있고, 유체 펌프는 이동 가능한 부재에 커플링되며 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어질 수 있다. 하우징은 내부 챔버를 포함할 수 있고, 이 내부 챔버에 유체 펌프가 위치하며 내부 챔버로부터 유체 펌프가 가압되는 유체를 가져온다.

특별한 구현에서, 챔버는 펌핑 유체를 위한 저장부로서 작용할 수 있다. 유체 펌핑 기구는 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠길 수 있다.

이동 가능한 부재는 세장형 부재 및 부유성 부재를 포함할 수 있다. 부유성 부재는 세장형 부재의 단부에 인접하여 세장형 부재에 피봇 가능하게 커플링될 수 있고 유체 바디 이동을 따르도록 이루어질 수 있다. 부유성 부재는 유체 바디 이동과 부유성 부재를 정렬시키도록 이루어진 핀을 포함할 수 있다.

일정한 구현들은 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어진 센서 및 센서에 커플링된 밸브 시스템을 포함할 수 있다. 펌핑 유체의 오염이 탐지될 때 이 센서는 밸브 시스템을 활성화시킬 수 있다. 예를 들면 밸브 시스템은 활성화될 때 챔버로 가압된 펌핑 유체를 순환시킬 수 있다.

유체 펌프는 내부에 수용된 이동 가능한 피스톤을 가진 탱크를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 유체 입구 도관은 탱크에 커플링될 수 있고, 제 1 일방향 밸브가 적어도 하나의 유체 입구 도관에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 유체 출구 도관은 펌핑 탱크에 커플링될 수 있고, 제 2 일방향 밸브는 적어도 하나의 유체 출구 도관에 부착될 수 있다.

특별한 구현들은 이동 가능한 부재로부터 유체 펌프로 전력을 수송하도록 이루어진 전력 전송 기구를 포함할 수 있다. 전력 전송 기구는 이동 가능한 부재 및 유체 펌프 사이에 커플링 된 피봇팅 기구를 포함할 수 있다. 일정한 구현에서, 전력 전송 시스템은 피봇팅 기구에 커플링된 피니언 기어 및 유체 펌핑 기구에 커플링된 래크 기어를 포함할 수 있고, 피니언 기어 및 래크 기어는 서로 맞물린다.

유체 펌프는 펌핑 유체를 펌프하도록 이루어진 다수의 펌핑 실린더 및 유체 바디 이동을 따르는 이동 가능한 부재에 응하여 이 실린더를 구동시키도록 이루어진 회전 가능한 캠을 포함할 수 있다. 펌핑 실린더는 캠 주위로 방사상으로 배열된 다수의 축방향 열을 형성할 수 있고, 캠은 다수의 펌핑 실린더에 대해서 회전 가능할 수 있으며, 실린더의 내부로 향하는 단부는 캠의 외부면을 따르도록 이루어진다. 적어도 하나의 제 1 체크 밸브는 펌핑 실린더의 입구의 상류에 제공될 수 있고, 적어도 하나의 제 2 체크 밸브는 펌핑 실린더의 출구의 하류에 제공될 수 있다. 펌핑 실린더의 제 1 축방향 열(axial row)이 펌핑 유체의 부피를 흡입할 수 있고, 펌핑 실린더의 제 2 축방향 열은 캠이 회전할 때 펌핑 유체의 부피를 동시에 방출할 수 있다.

또한, 시스템은 제 2 펌핑 기구를 포함할 수 있다. 제 2 유체 펌핑 기구는 유체 바디의 이동을 따로도록 이루어진 이동 가능한 부재, 이동 가능한 부재에 커플링되며 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프, 및 내부 챔버를 포함한 하우징을 포함할 수 있고, 내부 챔버에 유체 펌핑 기구가 위치하며 이 내부 챔버로부터 유체 펌핑 기구가 가압되는 유체를 가져온다. 도관 시스템은 제 1 펌핑 기구 및 제 2 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 합칠(combine) 수 있다.

일정한 구현에서, 제 1 펌핑 기구가 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급하면서 제 2 유체 펌핑 기구가 가압된 펌핑 유체의 공급을 중지시킬 수 있다. 제 1 펌핑 기구가 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급하면서 예를 들어 제 2 펌핑 기구가 교체될 수 있다.

다른 일반적인 태양에서, 전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하기 위해 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템은 유체 바디에 위치한 제 1 펌핑 기구를 포함할 수 있다. 이 펌핑 기구는 이동 가능한 부재, 유체 펌프 및 하우징을 포함할 수 있다. 이동 가능한 부재는 유체 바디의 이동을 따르도록 이루어질 수 있고, 유체 펌프는 이동 가능한 부재에 커플링되며 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어질 수 있다. 하우징은 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버, 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구, 그리고 펌핑 유체를 수용하기 위한 유체 입구를 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 전력 생성기 및 유체 바디의 해안가측에 위치한 회전 가능한 부재를 포함할 수 있다. 회전 가능한 부재는 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 수송하는 제 1 도관 시스템 및 펌핑 유체를 다시 펌핑 기구로 수송하는 제 2 도관 시스템에 커플링될 수 있다. 전력 생성기는 회전 가능한 부재에 커플링되며 이에 의해 구동될 수 있다.

일정한 구현에서, 하우징의 챔버는 펌핑 유체를 위한 저장부로서 작용한다. 유체 펌프는 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠길 수 있다.

또한, 이 시스템은 센서 및 밸브 시스템을 포함할 수 있다. 센서는 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어질 수 있고, 밸브 시스템은 센서에 커플링될 수 있고, 밸브 시스템은 센서에 커플링될 수 있다. 밸브 시스템은 펌핑 유체에서의 오염을 탐지하는 센서에 의해 활성화될 때 챔버로 가압된 펌핑 유체를 순환시킬 수 있다.

특별한 구현에서, 유체 펌프는 펌핑 유체를 펌프하도록 이루어진 다수의 펌핑 실린더 및 이 실린더를 구동하도록 이루어진 회전 가능한 캠을 포함할 수 있다. 캠은 유체 바디 이동을 따르는 이동 가능한 부재에 응하여 펌핑 실린더를 구동할 수 있다.

추가적으로, 이 시스템은 제 2 펌핑 기구를 포함할 수 있다. 제 2 펌핑 기구는 또한 유체 바디에 위치할 수 있고, 유체 바디의 이동에 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재, 이동 가능한 부재에 커플링되며 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프, 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버를 포함한 하우징, 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구, 및 펌핑 유체를 수용하기 위한 유체 입구를 포함할 수 있다. 제 1 도관 시스템은 회전 가능한 부재를 구동시키기 위해 제 1 펌핑 기구 및 제 2 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 합칠 수 있다.

제 1 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급하면서 제 2 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 펌프하는 것을 중지할 수 있다. 예를 들면, 제 1 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급하면서 제 2 펌핑 기구는 교체될 수 있다.

또한, 이 시스템은 제 1 도관 시스템 및 제 2 도관 시스템과 소통하는 우회 도관을 포함할 수 있다. 우회 밸브는 우회 도관에 커플링될 수 있고, 펌핑 유체의 예정된 압력이 탐지될 때 제 1 및 제 2 도관 시스템 사이에서 가압된 펌핑 유체의 유동을 가능하게 할 수 있다.

특별한 태양에서, 전력을 생성하기 위해 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템은 유체 바디의 해안가측으로부터(from a shore of) 다양한 거리에서 유체 바디에 위치한 다수의 펌핑 기구를 포함할 수 있다. 각각의 펌핑 기구는 부유성 부재 및 세장형 부재를 가진 이동 가능한 부재를 포함할 수 있다. 부유성 부재는 세장형 부재의 단부에 인접하여 세장형 부재에 피봇 가능하게 커플링되며 유체 바디의 이동을 따르도록 이루어질 수 있다. 부유성 부재는 또한 유체 바디 이동과 부유성 부재를 정렬시키도록 이루어진 핀을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 펌핑 기구는 유체 펌프, 전력 전송 기구, 및 하우징을 포함할 수 있다. 유체 펌프는 이동 가능한 부재에 커플링되며 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어질 수 있다. 전력 전송 기구는 이동 가능한 부재로부터 펌핑 기구로 전력을 수송하도록 이루어질 수 있다. 하우징은 저장부로서 기능을 하며 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버를 포함할 수 있고, 이 내부 챔버로부터 유체 펌프는 가압되는 펌핑 유체를 가져온다. 유체 펌프는 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠길 수 있고, 하우징은 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구 및 펌핑 유체를 받기 위한 유체 입구를 포함할 수 있다. 펌핑 기구는 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어진 센서 및 센서에 커플링된 밸브 시스템을 포함할 수 있다. 밸브 시스템은 펌핑 유체의 오염을 탐지하는 센서에 의해 활성화될 때 챔버로 가압된 펌핑 유체를 순환시키도록 이루어질 수 있다. 또한, 시스템은 회전 가능한 부재 및 전력 생성기를 포함할 수 있다. 회전 가능한 부재는 유체 바디의 해안가측에 위치할 수 있고 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 수송하는 제 1 도관 시스템 및 펌핑 기구로 다시 펌핑 유체를 수송하는 제 2 도관 시스템에 커플링될 수 있다. 전력 생성기는 회전 가능한 부재에 의해 구동되며 이에 커플링될 수 있다. 펌핑 기구 중 적어도 하나는 나머지 펌핑 스테이션이 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급하는 동안 중단되고 교체될 수 있다. 우회 도관은 제 1 및 제 2 도관 시스템 사이에 커플링될 수 있고, 우회 밸브는 우회 도관에 커플링될 수 있다. 우회 밸브는 펌핑 유체의 예정된 압력이 탐지될 때 제 1 및 제 2 도관 시스템 사이에서 가압된 펌핑 유체의 유동을 가능하게 하도록 이루어질 수 있다.

다른 일반적인 태양에서, 전력을 생성하기 위해 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 프로세스는, 유체 바디의 이동에 응하여 저장부의 펌핑 유체를 가압하는 단계, 유체 바디의 해안가측에 위치한 전력 생성기를 위해 회전 가능한 부재로 가압된 펌핑 유체를 수송하는 단계, 및 펌핑 유체를 저장부로 수송하는 단계를 포함할 수 있다. 펌핑 유체를 가압하는 단계는 예를 들면 유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재(element)로 유체 바디의 이동을 따르는 단계, 및 이동 가능한 부재(element)에 커플링된 펌핑 기구를 동작하는 단계를 포함할 수 있다. 저장부는 펌핑 기구를 포함할 수 있고, 펌핑 기구는 저장부의 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠길 수 있다.

또한, 프로세스는 이동 가능한 부재로부터 유체 펌프로 전력을 수송하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 프로세스는 펌핑 유체의 오염을 탐지하는 단계 및 펌핑 유체의 오염이 탐지되는 경우에 밸브 시스템을 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다. 밸브 시스템은 활성화된 때 저장부로 가압된 펌핑 유체를 순환시킬 수 있다.

유체 바디의 이동에 응하여 저장부에서 펌핑 유체를 가압하는 단계는, 제 1 일방향 밸브를 가진 탱크의 유체 입구로 펌핑 유체를 가져오는 단계, 펌핑 유체를 가압하도록 탱크에 수용된 피스톤을 이동시키는 단계, 및 제 2 일방향 밸브를 가진 유체 출구를 통해 가압된 펌핑 유체를 방출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 유체 바디의 이동에 응하여 저장부의 펌핑 유체를 가압하는 단계는, 그 방사상 둘레 주위로 다수의 펌핑 실린더를 가진 회전 가능한 캠을 구동시키는 단계를 포함할 수 있다.

추가적으로, 프로세스는 유체 바디의 이동에 응하여 제 2 저장부의 제 2 펌핑 유체를 가압하는 단계, 가압된 제 2 펌핑 유체를 회전 가능한 부재로 수송하는 단계, 및 제 2 펌핑 유체를 제 2 저장부로 수송하는 단계를 포함할 수 있다. 제 1 펌핑 유체를 제 1 저장부로 수송하는 단계는 제 1 펌핑 유체의 적어도 일부를 제 1 저장부로 수송하는 단계를 포함할 수 있다. 추가적으로, 이 프로세스는 회전 가능한 부재로 가압된 제 1 펌핑 유체 및 가압된 제 2 펌핑 유체를 수송하기 이전에 가압된 제 1 펌핑 유체 및 가압된 제 2 펌핑 유체를 합치는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 프로세스는 가압된 제 1 펌핑 유체를 계속 수송하면서 가압된 제 2 펌핑 유체의 수송을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다. 가압된 제 1 펌핑 유체를 공급하는 제 1 펌핑 기구가 가압된 제 1 펌핑 유체를 계속 공급하면서 가압된 제 2 펌핑 유체를 공급하는 제 2 펌핑 기구는 교체될 수 있다.

다양한 구현들이 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 예를 들면, 화석 연료(예를 들어 석탄)를 태우는 것을 통해 전력을 생성하는 것과 반대로, 전력은 최소 공기 오염으로 재생 가능한 에너지 소스를 이용하여 생성될 수 있다. 따라서, 에너지 소스는 거의 무한정 이용될 수 있고 공기 품질에 작은 영향을 미친다. 다른 예로서, 에너지 소스는 다양한 나라에서 다양한 위치에서 발견될 수 있다. 따라서, 전력 생성기는 필요에 따라 스케일될 수 있고 넓은 이용을 가질 수 있다. 추가적인 예로서, 개시된 시스템 및 기술을 이행하는데 이용된 기구는 향상된 윤활 및 보호에 의해 연장된 수명 사이클을 가질 수 있다. 또한, 나쁜 환경 상태를 나타내고 및/또는 일으킬 수 있는 상태들이 모니터될 수 있고 탐지된다면 포함될 수 있다.

하나 이상의 구현들의 상세한 설명이 첨부된 도면 및 이하의 상세한 설명에서 설명된다. 다른 특징들은 상세한 설명 및 도면으로부터 그리고 청구항으로부터 명확하게 나타날 것이다.

유체의 바디의 동적 에너지는 다양한 시스템 및 기술에 의해 이용될 수 있고 이에 의해 전력을 생산하는 것과 같은 유용한 일을 생산한다. 특별한 구현에서, 유체 바디의 동적 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 시스템 및 기술은 동적 에너지를 이용하여 펌핑 유체를 가압하고 가압된 유체를 이용하여 터빈을 구동하는 능력을 포함한다. 다른 시스템 및 기술도 가능하다.

도 1은 유체 에너지를 전력으로 변환하기 위한 전력 생성 시스템(10)의 일례를 도시한다. 이 시스템(10)은 파일링(30) 상에서 지지되며 전력 생성기(40)에 커플링된 하나 이상의 유체 펌핑 기구("펌핑 기구")(20)를 포함한다. 펌핑 기구(20)는 부이(50) 및 아암(60)을 포함하고 유압식 오일과 같은 펌핑 유체를 가압한다(예를 들어 펌프한다). 각각의 아암(60)은 세장형 부재의 적어도 일부분을 형성하고, 각각의 부이(50)는 부유성 부재의 적어도 일부분을 형성한다. 함께, 부이(50) 및 아암(60)은 유체 바디의 이동을 따르기 위한 펌핑 기구(20)의 이동 가능한 부재의 적어도 일부를 형성한다. 가압된 펌핑 유체는 생성기(40)의 샤프트(80)에 부착된 하나 이상의 터빈(70)을 회전시킨다.

도 1-3에서 도시된 것처럼, 다수의 펌핑 기구(20)가 함께 이용될 수 있다. 또한, 도 2에서 도시된 것처럼, 예를 들어 인접한 펌핑 기구(20)는 대향 방향으로 배향될 수 있고 이에 의해 부이(50)가 서로 방해하는 것을 금지하며 다수의 펌핑 기구(20)에 의해 차지된 공간을 감소시킨다. 이러한 펌핑 기구(20)의 구성은 상이한 펌핑 기구(20)의 상이한 펌핑 사이클에 의해 펌핑 유체의 더욱 연속적인 유동을 만들 수 있다. 그러나, 펌핑 기구(20)가 서로에 대해서 동일한 방향으로 또는 어떠한 방향으로 배향될 수 있다는 것은 이 명세서의 범위 내에 있다.

부이(50)는 부이(50)에 의해 효과적으로 유체가 통과하는 것을 가능하게 하기 위한 유선형 형태를 가질 수 있다. 도 1-4는 유선형 형태를 가진 예시적인 부이(50)를 도시한다. 그러나, 부이(50)는 예를 들어 구형, 타원형, 사각형, 피라미드형, 또는 직사각형과 같은 어떠한 형태일 수도 있다. 또한, 부이(50)는 내부 구조물(90)을 가질 수 있고, 이러한 예는 도 5에서 도시된다. 내부 구조물(90)은 이렇게 제한되는 것은 아니고 부이(50)에 강성을 제공하는 어떠한 형태를 가질 수 있으며 또한 부이(50)가 부유성(buoyant)로 남아 있는 것을 가능하게 한다. 예를 들어 폴리우레탄 포움(foam)과 같은 포움 또는 에어가 부이(50)에 포함될 수도 있다. 부이는 아암(60)이 유체 바디의 이동에 의해 동작되게(articulate) 할 수 있고, 이는 유체 바디 이동의 파동, 팽창, 및/또는 다른 적절한 형태를 포함할 수 있다.

아암(60)은 스테인리스강, 알루미늄, 또는 다른 적절한 금속과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 아암(60)은 콘크리트, 파이버글라스(fiberglass), 나무, 탄소 파이버, 폴리아라미드 파이버 또는 다른 적절한 복합물 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 아암(60)은 환경으로부터 아암(60)을 보호하고 부식을 제한 또는 방지하도록 코팅될 수 있다.

부이(50)는 다양한 방식으로 아암(60)에 회전 가능하게 또는 고정적으로 부착될 수 있다. 도 6 및 7을 참고하면, 아암(60)은 제 1 프레임 부재(100)를 포함한다. 제 1 프레임 부재(100)는 피봇(120)을 통해 제 2 프레임 부재(110)에 피봇 가능하게 부착되고, 이에 의해 제 2 프레임 부재(110)는 축(130) 주위로 피봇 가능하다. 부이(50)는 부이(50)의 대향 측부에서 피봇(140)을 통해 제 2 프레임 부재(110)에 피봇 가능하게 부착된다. 따라서, 부이(50)는 피봇(140)에 의해 형성된 축(150) 주위로 피봇한다. 결과적으로, 부이(50)는 도 6에서 도시된 방향으로 동작될 수 있다. 따라서, 예를 들어 부이(50)는 유체 바디의 이동에 상응하는 방향으로 배향될 수 있다.

도 8 및 9는 다른 예의 방식을 도시하고, 이 경우 부이(50)는 아암(60)에 커플링될 수 있다. 도시된 것처럼, 부이(50)는 프레임 부재(160)로 아암(60)에 부착된다. 프레임 부재(160)는 피봇(170)을 통해 아암(20)에 부착되고, 이에 의해 피봇(170)의 종축(180) 주위로 프레임 부재(160) 및 부이(50)를 피봇 가능하게 한다. 부이(50)는 부이(50)의 대향부에 배치된 피봇(190)으로 프레임 부재(160)에 부착된다. 결과적으로, 부이(50)는 피봇(190)에 의해 형성된 중앙축(200) 주위로 피봇 가능하다. 화살표(210, 220)는 부이(50)가 각각 피봇(170, 190)의 결과로 피봇할 수 있는 방향을 도시한다.

또한, 부이(50)는 예를 들어 도 8 및 9에서 도시된 것처럼 유체 바디의 유동 방향으로 부이(50)를 배향시키도록 작동 가능한 하나 이상의 방향성 부재(230)(예를 들어 베인(vanes), 핀(fins), 또는 킬(keels))를 포함할 수 있다. 결과적으로, 부이(50)의 방향은 예를 들어 아암(60)과의 관계에서 변할 수 있고, 이에 의해 유체 바디의 움직임에 더욱 잘 맞게 순응시키며 이는 시간에 따라 변할 수 있다.

추가적인 예에 따르면, 부이(50)는 내부 구조물(90)을 통해 아암(60)에 단단하게 커플링될 수 있다. 도 10-11 그리고 54-56에서 도시된 것처럼, 아암(60)은 부이(50)를 통해 연장하는 내부 구조물(90)의 일부에 부착된다.

부이(50)를 아암(60)에 커플링하는 상이한 구현은 오직 예로서 제공되고 본 발명의 명세서의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 또한, 여기서 나타난 전력 생성 시스템(10)의 상이한 구현들은 특별한 방식으로 부이(50)를 아암(60)에 커플링하는 것으로 설명되었지만, 전력 생성 시스템(10) 구현들 중 부이(50) 및 아암(60)은 어떠한 원하는 방식으로 커플링될 수 있다.

펌핑 기구(20)는 부이 방출 기구를 포함할 수도 있다. 방출 기구는 부이(50) 및 아암(60) 사이에서 연장하는 케이블, 로프 또는 다른 가요성 부재를 포함할 수 있다. 방출 기구는 펌핑 기구(20)에 손상을 일으킬 수 있는(예를 들어 큰 각 변위에 걸쳐 매우 빠르게 아암을 동작시킴에 의해) 유체 바디 환경, 또는 허리케인, 쓰나미 또는 다른 날씨와 같은 열악한 날씨에서 이용될 수 있다. 트리거될 때, 방출 기구는 부이(50)가 아암(60)으로부터 방출되게 한다. 그러나, 부이(50)는 부이(50) 및 아암(60) 사이에서 연장하는 가요성 부재에 의해 분리되어 떠돌아다니는 것이 막아진다.

가요성 부재는 아암(60)이 동작되는 것을 막으면서 동시에 부이(50)가 유체 바디의 이동과 함께 솟아오르고 내려오는 것을 허용하는 어떠한 적절한 길이를 가질 수 있다. 큰 파도 또는 다른 극한 상태들을 거칠 때 방출 기구는 자동적으로 트리거될 수 있다. 예를 들면, 파동 움직임에 의해 부이(50) 상의 힘이 예정된 값을 초과할 때, 볼트 또는 다른 구조물은 전단되거나 또는 그렇지 아니하면 분리될 수 있고, 이에 의해 부이(50)를 아암(60)으로부터 방출시킨다.

도 1-3을 다시 참고하면, 펌핑 기구(20)는 파일링(30)에 장착되고, 파일링은 바다 또는 대양과 같은 유체 바디의 바닥부에 앵커될 수 있다. 파일링(30)은 나무, 콘크리트, 금속 또는 다른 적절한 물질로 형성될 수 있다. 펌핑 기구(20)는 일반적으로 유체 표면 위에 있을 수 있다. 그러나, 펌핑 기구(20)는 특히 조수, 파도 등의 변화에 의해 유체 바디에 완전히 잠기거나 또는 부분적으로 잠길 수 있다.

펌핑 기구(20)는 하우징(240) 및 이로부터 연장하는 샤프트(250)를 포함하고, 여기에 아암(60)이 부착된다. 각각의 부이(50)가 아래에서 설명된 파동 움직임에 따라 솟아오르고 내려옴에 따라, 관련 아암(60)은 피봇하고 이로써 관련 샤프트(250)를 회전시킨다. 아래에서 설명된 것처럼, 샤프트(250)는 펌핑 유체를 가압 및/또는 펌프하도록 작동 가능한 펌핑 기구(20)의 일부에 직접 또는 간접적으로 커플링될 수 있다("유체 펌프" 또는 "펌프"는 교환 가능하게 지칭됨). 펌프는 이하에서 더욱 자세하게 설명된다. 결과적으로, 샤프트(250)는 펌핑 유체를 펌프하기 위해 아암(60)으로부터 전력을 송신하도록 작동 가능한 전력 전송 기구의 적어도 일부를 형성한다. 도 13 및 그 설명은 전력 전송 기구의 추가적인 상세한 내용들을 설명한다.

도 12-13은 일 구현에 따른 샤프트(250)에 아암(60)을 부착시키는 것을 도시한다. 샤프트(250)의 제 1 단부는 펌핑 기구(20)에 인접한 파일링(30)으로 연장하고, 샤프트(250)의 대향 단부는 아래에서 설명된 펌프를 구동하기 위한 펌핑 기구로 연장한다. 시일(260)이 펌핑 기구(20)의 내부로 그리고 파일링(30)으로 유체의 침입을 막도록 제공된다. 또한, 시일(260)은 샤프트(250)를 위한 베어링(270)으로의 유체의 침입을 막는다. 샤프트(250), 시일(260), 및 베어링(270)은 일 구현에 따라서 전력 전송 기구의 적어도 일부분을 형성한다.

일 구현에 따르면, 각각의 펌핑 기구(20)는 유지보수, 수리 또는 교체를 위해서 제거될 수 있다. 이러한 구현에서, 샤프트(250)는 죔쇠와 고정된 두 개의 메이팅(mating) 플랜지와 같은 분리 기구를 포함할 수 있다. 따라서, 펌핑 기구(20)가 제거될 때, 메이팅 플랜지는 죔쇠의 제거에 의해 분리될 수 있고 이에 의해 펌핑 기구(20)는 단일 유닛으로서 제거 가능할 수 있다.

펌핑 기구(20)의 내부 작동은 도 14-19를 참고하여 설명된다. 샤프트(250)의 단부는 캠(280)에 부착된다. 캠(280)은 다수의 피크 및 밸리(300, 310)를 갖는 채널(290)을 포함한다. 피크 및 밸리(300, 310)는 예를 들어 사인 곡선 방식(sinusoidal fashion)일 수 있다. 일 구현에 따르면, 인접한 피크(300)(및 밸리(310)) 사이의 각 측정은 약 30˚이다. 그러나, 피크(300)(및 밸리(310)) 사이의 각 측정이 30˚ 초과 또는 미만인 것은 본 명세서의 범위 내에 있다. 또한, 일 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)는 1:1 상호관계가 있다면 샤프트(250) 및 아암(60)의 약 16˚ 회전에 의해 동작될 수 있다. 즉, 일정한 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)는 아암(60)의 최소 16˚ 동작으로 작동 가능하다. 그러나, 펌핑 기구(20)는 16˚보다 크거나 또는 작은 아암(60)의 회전으로 작동될 수 있다.

펌핑 실린더(330)의 제 1 단부(320)는 채널(290)을 따라서 캡쳐되고 이동 가능하다. 일 구현에 따르면, 실린더(330)의 제 1 단부(320)는 롤러(340)를 포함하고, 이 롤러는 캠(280)이 회전할 때 채널(290)을 따라서 회전한다. 실린더(330)는 캠(280) 주위로 방사상으로 제공된 축방향 열(350)에 배열된다. 도시된 것처럼, 각각의 열(350)은 4개의 실린더(330)를 포함하고, 각각의 열(350)에 더 적거나 또는 더 많은 실린더(330)를 포함시키는 것은 본 발명의 명세서의 범위 내에 있다. 각각의 실린더(330)는 상부(360), 상부(360) 내에서 슬라이드 가능한 하부(370), 그리고 상부(360) 내에서 슬라이드 가능하며 하부(370)에 부착된 피스톤(380)을 포함한다. 실린더(330) 및 캠(280)은 전력 생성기(40)로 펌핑 유체를 펌프하도록 작동 가능한 펌프의 적어도 일부를 형성한다.

실린더(330)의 각각의 열(350)은 제 1단부(320)에 대해 대향한 실린더(330)의 제 2 단부(400)에서 공통 입구 다기관(390)과 소통한다. 또한, 실린더(330)의 각각의 열(350)은 공통 출구 챔버 또는 도관(410)과 소통한다. 각각의 출구 도관(410)은 실린더(330)의 제 2 단부(400)에서 입구 다기관(390)에 인접하여 제공된다. 각각의 입구 다기관(390)은 입구(430)에 제공된 밸브(420)(예를 들어 체크 밸브)를 포함하고, 각각의 출구 다기관(410)은 출구(440)에서 밸브(420)(예를 들어 체크 밸브)를 포함한다. 각각의 출구 도관(410)의 출구(440)는 출구 다기관(450)과 소통하고, 이 다기관은 펌핑 기구(20)가 작동할 때 실린더(330)로부터 빠져나오는 펌핑 유체를 수집한다. 또한, 출구 다기관(450)은 출구 도관(470)을 통해 터빈(70)으로 펌핑 기구(20)에 의해 펌프된 가압된 펌핑 유체를 전하기 위한 출구(460)를 포함한다. 다수의 실린더(330), 입구 다기관(390), 출구 도관(410), 및 출구 다기관(450)은 도 14에서 도시된 지지 부재(480)로 고정된 것과 같이 펌핑 기구(20)의 하우징(240) 내에서 고정되어 지지된다.

작동 동안, 부이(50)는 유체 바디의 파동 움직임을 따라가고, 이에 의해 부이(50)는 솟아오르고 내려오며, 아암(60)은 샤프트(250)의 종축에 대해 피봇된다. 차례로 샤프트(250)는 아암(60)의 회전과 함께 피봇하고, 이에 의해 캠(140)이 아암(60) 및 부이(50)의 작용에 따라 회전한다. 일 구현에 따르면, 캠(280)은 샤프트(250)에 직접 부착되고, 샤프트(250)는 아암(60)에 직접 부착되며 이에 의해 캠(280)의 각회전량은 아암(60)의 각회전량과 동일하다. 따라서, 아암(60) 및 샤프트(250)가 제 1 방향으로 회전할 때 캠(280)도 제 1 방향으로 회전한다. 유사하게, 아암(60) 및 샤프트(250)가 제 2 방향으로 회전할 때 캠(280)도 제 2 방향으로 회전한다. 다른 구현에 따르면, 샤프트(60) 및 캠(280)은 기어링(gearing)을 통해 연결되고, 이에 의해 샤프트(60) 및 캠(280)은 유체 바디의 파동 움직임에 응하여 상이한 각의 양만큼 회전한다.

특별한 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)의 내부는 펌핑 유체로 채워진 저장부(490)를 형성하고, 이에 의해 펌핑 기구(20)의 내부 구성요소의 적어도 일부는 펌핑 유체에 잠긴다. 따라서, 펌핑 유체는 펌핑 기구(20)에 의한 펌핑을 위해서뿐만 아니라 펌핑 기구의 구성요소를 위한 보호제로서 및/또는 펌핑 기구(20)의 이동 부분을 위한 윤활제로서 이용될 수 있다. 또한, 펌핑 유체는 펌핑 유체의 순환에 의해 펌핑 기구의 구성요소를 위한 냉각 기능을 제공할 수 있다.

캠(280)이 회전할 때, 실린더(330)는 채널(290)을 따르고, 이에 의해 실린더(330)는 연장하고 수축하며, 이는 캠(280)의 움직임 그리고 채널(290)을 따라 주어진 실린더(330)의 위치에 의존한다. 따라서, 실린더(330)의 열(350)이 캠(280)이 회전하기 시작할 때 채널(290)의 피크(300)에 위치한다면, 실린더(330)의 제 1 단부(190)는 채널(290)의 밸리(310)를 향해 이동하기 시작한다. 결과적으로, 실린더(330)의 피스톤(380) 및 하부(370)는 상부(360)에 대해서 아래 방향으로 이동할 것이고, 이에 의해 펌핑 유체가 저장부(490)로부터 밸브(420)를 통해서 입구 다기관(390)으로 그리고 피스톤(380)의 위의 상부(360)에 형성된 부피로 유도된다. 펌핑 유체는 출구(440)에서 밸브(420)가 펌핑 유체의 역류를 막기 때문에 출구 다기관(450) 및 출구 도관(410)을 통해 실린더(330)로 들어오는 것이 금지된다.

이후, 캠(280)은 유체 바디의 파동 작용에 응하여 반대 방향으로 회전할 수 있다. 결과적으로, 예시적인 실린더(330)의 하부(370)는 실린더(330)의 제 1 단부(320)가 밸리(310)로부터 피크(300)로 이동할 때 상부(220)에 대해서 윗 방향으로 이동할 수 있다. 결과적으로, 피스톤(380)은 실린더(330)로부터 출구 도관(410)을 통해 출구 다기관(450)으로 펌핑 유체를 드라이브 한다. 펌핑 유체는 입구 다기관(390)의 입구(430)에 제공된 밸브(420)에 의해 입구 다기관(390)을 통해 외부로 유동하는 것이 방지된다. 각각의 펌핑 기구(20)로부터 출력된 펌핑 유체는 상응하는 출력 도관(470)으로 출구(460)를 통해 전해진다.

부이(50) 및 아암(60)의 윗방향 또는 아래방향 이동 동안, 일정한 실린더(330)가 대응하는 입구 다기관(390)으로부터 펌핑 유체를 유도할(drawing) 것이고, 다른 실린더(330)는 각각의 실린더(330)가 캠(280)의 채널(290)을 따라 위치한 위치에 따라서 대응하는 출구 도관(410)을 통해 동시에 펌핑 유체를 방출한다. 결과적으로, 펌핑 기구(20)는 유체 바디의 파동 상태에 따라서 펌핑 유체의 본질적으로 일정한 출력을 만들 수 있다.

전력 생성 시스템(10)은 다양한 특징들을 갖는다. 예를 들면, 화석 연료(예를 들어 석탄)를 태움으로써 전력을 생성하는 것과 반대로, 전력은 거의 공기 오염 없이 재생 가능한 에너지 소스를 이용하여 생성될 수 있다. 따라서, 에너지 소스는 거의 무한하게 이용될 수 있고 공기 품질에 작은 영향을 미친다. 다른 예로서, 에너지 소스는 다양한 나라에서 다양한 곳에서 찾을 수 있다. 따라서, 전력 생성은 필요에 따라 스케일될 수 있고 넓은 이용을 가질 수 있다. 추가적인 예로서, 유체 생성 시스템(10)은 향상된 윤활 및 보호에 의해 확장된 수명 사이클을 가질 수 있다.

전력 생성 시스템(10)의 다른 구현은 추가적인 특징들을 가질 수 있다. 예를 들면, 불리한 환경 조건을 나타내고 및/또는 일으킬 수 있는 조건들은 모니터되고 탐지된다면 억제될 수 있다. 예를 들면, 적절한 센서들은 펌핑 유체의 오염/누수를 탐지할 수 있고 분리 기구(예를 들어 밸브)를 이용하여 유체 펌핑 기구(20) 또는 터빈(70)으로부터 및/또는 이들 부품으로의 펌핑 유체의 유동을 막는다. 다른 예로서, 펌핑 유체는 생물 분해 가능한 것일 수 있다. 따라서, 전력 생성 시스템(10)은 문제가 일어난다면 환경 상에 최소의 영향을 미칠 수 있다.

상세하게 논의되지만, 펌핑 기구(20)는 전력 생성 시스템(10)에 대한 펌핑 기구의 오직 하나의 구현만을 나타낸다. 펌핑 기구(20)의 많은 변형들이 가능하고, 또한 적절한 유체 펌핑을 이룬다. 추가적으로, 다른 유형의 펌핑 기구들(예를 들어 단일-작용 또는 이중-작용 피스톤-탱크 배열)이 가능하다. 따라서, 펌핑 유체를 펌프하기 위한 적절한 펌프가 이용될 수 있다.

도 20-26은 펌핑 기구(20)의 다른 구현을 도시한다. 도 20은 펌핑 기구(20)의 내부 구성요소의 일부를 도시하도록 하우징(240)의 일부가 제거된 상태의 펌핑 기구(20)를 도시한다. 도 21-22를 참고하면, 캠(280)은 휠-형태를 갖고, 샤프트(250)(미도시)를 수용하는 중앙 허브(510) 및 다수의 스포크(spokes)(500)를 포함한다.

도 23-24는 펌핑 기구(20)의 상세도를 도시한다. 캠(280)은 외부 실린더 부재(520); 캠(280)의 외부 지름을 따라 연장하며 다수의 피크 및 밸리를 갖는 상승 부재(530); 캠(280)의 외부 에지(550) 근처에 제공된 두 개의 채널 부재(540); 그리고 채널 부재(540)의 안쪽으로 상승 부재(530)의 대향 측부에 배치된 두 개의 슬롯형 부재(560)를 포함한다. 도시된 것처럼, 실린더(330)는 캠(380) 주위로 방사상으로 제공된 축방향 열(350)에 배열된다. 도시된 것처럼 각각의 열(350)은 4개의 실린더(330)를 포함하지만, 다른 구현에서 각각의 열(350)은 더 많은 혹은 더 적은 실린더(330)를 포함할 수 있다. 실린더(330)의 각각의 열(350)은 공통 입구 다기관(390) 및 공통 출구 도관(410)과 소통한다. 실린더(330)의 제 1 단부(320)에 제공된 롤러(340)는 캠(280)이 동작됨에 따라서 상승 부재(530)의 외부면(570)을 따라서 구른다. 최와곽 롤러(580)는 채널 부재(540) 상에 제공된 립(lips; 590)과 접촉한다. 또한, 립(590)은 피크(600) 및 밸리(610)를 포함한다. 상승 부재(530)의 피크 및 밸리는 채널 부재(540)의 피크(600) 및 밸리(610)와 정렬된다. 립(590)은 롤러(580)와 상호작용하고 이에 의해 롤러(340)는 외부면(570)과 접촉한다. 슬롯형 부재(560)는 다수의 방사상 슬롯(615)을 포함한다. 최외곽 롤러(580)에 인접한 롤러(340)는 슬롯(615)에서 유지된다. 따라서, 슬롯(615)은 캠(280)이 회전할 때 방사상 움직임으로의 실린더(330)의 하부(370)의 이동을 제한한다. 즉, 슬롯(615)은 캠(280)의 반경을 따라서 선형 이동에 대해서 실린더(330)의 하부(370)를 제한한다. 슬롯(615)은 하부의 전체 궤적에 걸쳐 하부(370)의 이동을 제한할 수 있다.

따라서, 캠(280)이 회전할 때, 외부 실린더 부재(520), 상승 부재(530) 및 채널 부재(540)도 회전한다. 상승 부재(530)는 다수의 피크 및 밸리를 포함하고, 롤러(340)는 상승 부재(530)의 외부면(570)을 따르며, 결과적으로 실린더(330)의 하부(370)는 슬롯(615)에 의해 형성된 방사상 방향을 따라서 상부(360) 안으로 그리고 이로부터 밖으로 이동한다. 실린더(330)의 롤러(340)는 피크를 향해 외부면(570)의 경사부를 따라서 이동하기 때문에, 상승 부재(530)는 실린더의 하부(370)를 실린더(330)의 상부(360)를 향해 강제하고, 이에 의해 실린더(330)가 압축되게 한다. 결과적으로, 펌핑 유체는 실린더(330)로부터 밖으로 그리고 출구 도관(410)으로 강제된다. 상기에서 설명된 것처럼, 펌핑 유체는 입구 다기관(390)의 입구(430)에 제공된 밸브(420)에 의해 입구 다기관(390)으로부터 빠져나가는 것이 금지된다. 롤러(340)가 밸리를 향해 외부면(570)의 경사부를 따라 이동할 때, 립(590)은 최외곽 롤러(580)와 상호작용하고, 이에 의해 실린더(330)의 상부(360)로부터 멀리 아래 방향으로 실린더(330)의 하부(370)를 구동시킨다. 결과적으로, 실린더(330)는 입구 다기관(390)으로부터 펌핑 유체를 유도한다. 유체는 출구 도관(410)의 출구(440)에 제공된 밸브(420)에 의해 출구 도관(410)으로부터 유동하는 것이 금지된다.

출구 도관(410)을 통해 실린더(330)를 빠져나가는 펌핑 유체는 출구 다기관(450)으로 들어간다. 펌핑 유체는 이후 상기에서 설명된 방식과 유사하게 펌핑 기구(20)로부터 빠져나간다.

도 25는 실린더(330)의 열(350)과 관련된 입구 다기관(390) 및 출구 다기관(410)의 상세도를 도시한다. 도 26은 관련된 피스톤(380) 및 롤러(340, 580)를 따라서 실린더(330)의 열(350)의 하부(370)를 도시한다.

펌핑 기구(20)의 상기 구현은 도 27-29에서 도시된 다른 구현에 따라서 출구 다기관(450)보다는 공통 출구 다기관(450)으로의 펌핑 유체로서 설명되었지만, 각각의 출구 다기관(410)은 대응 도관(630)에 연결된다. 개별적인 도관(630)은 각각의 출구 도관(410)에 연결되는 것으로 도시되지만, 둘 이상의 출구 도관(410)은 공통 도관(630)에 연결될 수 있다.

도 27-29는 이러한 구현에 따라서 예시적인 펌핑 기구(20)의 내부 구성요소의 일부를 도시한다. 상기에서 설명된 것처럼, 입구 다기관(390)은 저장부(490) 및 실린더(330)의 열(350) 사이에서 유체 소통을 제공한다. 그러나, 도 27-29에서 도시된 것처럼, 출구 다기관(450) 보다는 다수의 도관(630)이 펌핑 기구(20)로부터 멀리 유체를 수송하도록 제공된다.

도관(630)의 제 1 세트는 제 1 수집기(640)와 유체 소통하도록 부착되고, 도관(630)의 제 2 세트는 제 2 수집기(650)와 유체 소통하도록 부착된다. 제 1 및 제 2 수집기(640, 650)는 도관(660)에 결합된다. 도관(660)은 하우징(240)의 개구를 통해 연장하고 출력 도관(470)에 커플링된다. 도관(660)은 제 1 및 제 2 수집기(640, 650) 모두에 의해 수집된 유체를 수용하고 이 유체를 출력 도관(470)으로 수송한다.

도 28-31을 참고하면, 하우징(240) 내에서, 도관(660)은 제 1 및 제 2 수집기(640, 650)의 하류에 배치된 밸브(670)를 포함할 수도 있다. 정상 작동 상태 동안, 밸브(670)는 로크(680)에 의해서와 같이 폐쇄된 위치에서 고정될 수 있다. 밸브(670)는 도관(660)으로부터 아래 방향으로 연장할 수 있는 우회 도관(690)의 단부에 제공된다. 또한, 센서(700)는 하우징(240) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 센서(700)는 하우징(240)의 내벽 표면에 고정될 수 있다. 센서(700)는 저장부(490)에 포함된 유체에 완전히 또는 부분적으로 잠길 수 있거나 또는 그렇지 아니하면 유체의 오염을 탐지하도록 위치할 수 있다. 센서(700)가 유체의 오염을 탐지할 때, 센서(700)는 로크(680)를 릴리스하는(release) 액츄에이터(710)로 신호를 보낼 수 있고, 이에 의해 밸브(670)를 개방시킨다. 예를 들면, 밸브(670)는 게이트 밸브일 수 있다. 밸브(670)가 개방될 때, 펌핑 기구(20)에 의해 펌프되는 유체는 우회 도관(690)을 통해 다시 저장부(490) 안으로 방향이 변한다(diverted). 따라서, 펌프되는 유체는 저장부(490)로부터 실린더(330)를 통해 그리고 궁극적으로는 밸브(670)를 통해 저장부(490) 안으로 다시 순환된다. 결과적으로, 유체는 하우징(240)을 떠나는 것이 금지되고, 펌프 기구(20)는 계속 작동하며, 이는 오염된 유체가 터빈(70)에 도달하는 것을 막는다. 밸브(670)는 우회 도관(690)의 단부에서 이동 가능한 부재로서 도시되지만, 밸브(670)는 우회 도관(690)을 통해서 유체 유동을 제어하도록 선택적으로 개방 및/또는 폐쇄 함에 의해서와 같이 유체 유동을 제어하도록 작동 가능한 어떠한 밸브일 수 있다.

도 1을 다시 참고하면, 각각의 펌핑 기구(20)로부터의 펌핑 유체는 대응하는 출력 도관(470)을 통해서 예를 들어 터빈(70)과 같은 대응하는 회전 가능한 부재로 향해진다. 터빈(70)은 샤프트(80)에 고정되고 출력 도관(470)으로부터 가압된 펌핑 유체에 의해 회전 가능하다. 따라서, 가압된 펌핑 유체가 터빈(70)을 회전시킬 때, 샤프트(80)도 회전한다. 결과적으로 샤프트(80)의 회전은 생성기(40)를 구동시켜 전력을 생성한다.

4개의 펌핑 기구(20)가 도시되지만, 다른 구현은 샤프트(80) 및 대응 터빈(70)을 통해 하나 이상의 생성기(40)와 결합된 더 적은 또는 추가적인 펌핑 기구(20)를 포함할 수 있다. 또한, 일정한 구현에서, 둘 이상의 펌핑 기구(20)가 터빈(70)과 함께 다수-대-하나 대응에 이용될 수 있고, 그 예는 이하에서 설명될 것이다. 특별한 구현에서, 예를 들면, 샤프트(80)가 오직 하나의 터빈(20)에 의해 구동될 수 있고, 이는 하나 이상의 펌핑 기구(20)에 의해 구동될 수 있다.

펌핑 유체가 생성기(40)를 통해 전력을 생성하는데 이용된 이후, 펌핑 유체는 귀환 도관(620)을 통해서 펌핑 기구(20)로 귀환한다. 도 1-2에서 도시된 것처럼, 출력 도관(470)은 하우징(240)의 측부로부터 연장하고, 귀환 도관(620)은 하우징(240)의 상부로 연장한다. 그러나, 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)의 각각은 하우징(240)의 상부, 바닥부 또는 측부와 같이 하우징(240)의 어떠한 일부에 연결된다는 것은 본 명세서의 범위 내에 있다. 예를 들면, 귀환 도관(620)은 하우징(240)의 측부를 통해 연결될 수 있고, 출력 도관(470)은 하우징(240)의 상부를 통해 연결될 수 있다. 다른 예에서, 출력 및 귀환 도관(470, 620) 모두는 하우징(240)의 상부에 연결될 수 있거나 또는 출력 및 귀환 도관(470, 620) 모두는 펌핑 기구(20)의 측부에 연결될 수 있다. 귀환 도관(620)의 유체는 포지티브 압력, 네거티브 압력 및/또는 중력을 통해서 저장부(490)로 귀환될 수 있다.

귀환 도관(620)을 통한 펌핑 유체의 귀환은 펌핑 유체에 대해 냉각 프로세스를 제공할 수 있고, 이는 차례로 펌핑 기구(20)의 구성요소를 냉각시킬 수 있다. 일 구현에서, 냉각은 귀환 도관(620) 주위의 에어와 열교환에 의해 수행될 수 있다. 특히 연안계 위치에서, 그러나 다른 위치에서도, 적절하게 일정한 바람이 존재할 수 있는 경우, 이는 향상된 냉각을 제공할 수 있다. 일정한 구현에서, 귀환 도관(620)은 그 길이의 적어도 일부에 걸쳐서 유체 바디(예를 들어 대양)를 통해 경로지어질 수 있고, 이에 의해 냉각 프로세스를 향상시킨다.

도시된 것처럼, 출력 도관(470)은 귀환 도관(620)보다 작은 지름을 갖는데, 왜냐하면 출력 도관(470)을 통과하는 펌핑 유체가 귀환 도관(620)을 통과하는 펌핑 유체보다 더 높은 유체 압력을 갖기 때문이다. 그러나, 도관(470, 620)은 어떠한 크기일 수 있다. 예를 들면, 출력 도관(470)은 귀환 도관(620)보다 클 수 있거나 또는 그 반대일 수 있다. 대안적으로, 도관(470, 620)은 동일한 크기일 수 있다.

상기에서 설명된 것처럼, 펌핑 기구(20)는 유지보수, 수리 또는 교체를 위해 제거 가능할 수 있다. 따라서, 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)은 도관의 일단부를 다른 단부로부터 분리시키기 위한 서로 또는 다른 기구와 접하는 한 쌍의 플랜지된 단부들일 수 있는 디스커넥트(disconnect)의 대향 측부 상애 배치된 차단 밸브(shut-off valves)(이 구현에서는 미도시)를 포함할 수 있다. 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)으로부터 펌핑 기구(20)를 분리시킬 때, 차단 밸브는 폐쇄될 수 있고 디스커넥트는 커플링되지 않는다. 결과적으로, 펌핑 유체는 펌핑 기구(20) 또는 출력 혹은 귀환 도관(470, 620)으로 들어가거나 또는 이를 떠나는 것이 금지된다.

또한, 펌핑 기구(20)는 하우징(240) 내부에 포함되거나 또는 트랩된(trapped) 어떠한 가스(예를 들어 에어)를 대기로 릴리스하기 위한 가스 릴리스를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 이러한 가스 릴리스는 압력 릴리스 밸브 및 도관을 포함할 수 있고 이에 의해 가스를 대기로 수송한다.

펌핑 기구(20) 뿐만 아니라 터빈, 도관, 샤프트 및 생성기는 의도된 이용에 따라서 크기를 맞출 수 있고, 이 경우 생성되는 전력의 양, 거치는 평균 유체 바디 이동(예를 들어 파도)의 크기, 펌핑 기구(20)의 해안으로부터의 거리, 펌핑 기구(20)로부터 터빈으로의 높이차 등과 같은 인자들을 고려한다. 따라서, 일반적으로 펌핑 기구는 해안(shore)으로부터 다양한 거리에 위치할 수 있다. 또한, 일정한 구현에서, 하나 이상의 펌핑 기구(20)가 해안으로부터 멀리 떨어져 이용될 수 있다. 예를 들면, 파일링(30)은 유체 바디의 깊이 내에서 펌핑 기구(20)를 지지할 수 있고, 연관된 생성기(40)는 해안에서 떨어진 플랫폼(offshore platform) 상에 제공될 수 있다.

도 32-33은 상기에서 설명된 시스템(10)과 유사한 방식으로 작동하는 전력 생성 시스템(10')의 다른 구현을 도시한다. 시스템(10')은 상기에서 설명된 펌핑 기구(20)와 같은 하나 이상의 펌핑 기구(20)를 포함한다. 도시된 것처럼, 시스템(10')은 4개의 펌핑 기구(20)를 포함하고, 더 많은 또는 더 적은 펌핑 기구(20)가 포함될 수 있다.

또한, 시스템(10')은 전력 생성기(40)를 포함한다. 펌핑 기구(20)는 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)을 포함한 도관 시스템을 통해 전력 생성기(40)에 커플링된다. 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)은 각각의 펌핑 기구(20)와 유체 소통한다. 도시된 것처럼, 출력 도관(470)은 공통 다기관(720)에 결합된다. 공급 도관(730)은 공통 다기관(720) 및 터빈(70) 사이에서 연장한다. 또한, 귀환 도관(620)은 공통 다기관(740)에 연결되고, 이 공통 다기관은 귀환 도관(750)을 통해서 터빈(70)에 연결된다. 우회 도관(760)은 공통 다기관(720, 740) 사이에서 연장하고 그 내부에 배치된 밸브(770)를 포함한다. 밸브(770)는 예를 들어 압력 해제 밸브일 수 있다. 결과적으로, 공통 다기관(720) 내의 압력이 선택 압력을 초과한다면, 밸브(770)는 개방될 수 있고, 이에 의해 펌핑 유체의 전부 또는 일부가 공통 다기관(740)으로 수송되게 한다.

각각의 귀환 도관(620)은 밸브(780) 및 밸브(790)를 포함할 수 있다. 밸브(780)는 센서 구동식 밸브일 수 있고, 예를 들어 하우징(240) 내부에 제공된 센서로부터 신호에 응하여 구동될 수 있다. 밸브(790)는 수동적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 밸브(790)는 핸드-크랭크(hand-crank)를 통해 구동될 수 있다. 이하에서 더욱 자세하게 설명되는 것처럼, 예정된 상태가 펌핑 기구(20)에서 탐지될 때 밸브(780)는 귀환 도관(620)을 통해 펌핑 유체의 유동을 정지시키도록 작동될 수 있다. 예를 들면, 밸브(780)는 물 또는 다른 오염물질의 선택된 양이 펌핑 유체에서 탐지되거나 또는 누수가 탐지될 때 폐쇄될 수 있다.

도 34-35는 바디(800) 내에서 피봇 가능한 게이트(830)와 제 1 및 제 2 개구(810, 820)를 가진 바디(800)를 포함하는 예시적인 밸브(780)를 도시한다. 정상 작동 동안, 게이트(830)는 제 1 및 제 2 개구(810, 820) 사이에서 개방 소통을 제공하도록 개방 위치에서 고정될 수 있다. 오염 또는 누수가 탐지된다면, 게이트(830)가 릴리스될 수 있고 폐쇄 위치로 아래 방향으로 피봇되며, 이에 의해 유체가 밸브(780)를 통해 통과하는 것을 막는다. 도 34 및 35에서 도시된 예시적 밸브에 따르면, 게이트(830)는 그로부터 연장하는 부속물(840)을 포함한다. 따라서, 상태가 탐지될 때, 액츄에이터(850)는 부속물(840)에 형성된 개구를 통해 연장하는 핀(860)을 수축시키고, 게이트(830)는 아래 방향으로 피봇하여 밸브(780)를 밀봉시킨다.

정상 작동 동안, 밸브(790)는 개방 위치에 있을 수 있고, 이를 통해 유체가 유동하는 것을 허용한다. 그러나, 밸브(790)는 폐쇄될 수 있고, 이에 의해 하우징(240)으로의 유체의 유동을 금지시킨다. 예를 들면, 밸브(790)는 폐쇄될 수 있고 이에 의해 밸브(780) 및/또는 펌핑 기구(20) 상의 유지보수를 수행하거나 또는 제거한다. 결과적으로, 하나 이상의 밸브(780, 790)의 폐쇄는 적어도 부분적으로 대응하는 펌핑 기구(20)를 고립시킨다.

추가적으로, 센서(700)(도 28 및 29와 관련되어 상기에서 설명된)는 또한 신호를 밸브(780)의 액츄에이터(850)로 보내어 밸브(780)를 폐쇄할 수 있으며, 이에 의해 밸브(780) 및 밸브(670) 모두는 유체에서의 오염이 탐지될 때 펌핑 기구(20)를 고립시키도록 함께 작용한다. 밸브(670)와 함께 센서(700), 그리고 선택적으로 센서(780)는 펌핑 기구(20)가 계속 작동하면서 펌핑 기구(20)로부터 전력 생성기(40)로 유체의 유동을 정지시키도록 작동 가능하다.

도 33을 참고하면, 각각의 펌핑 기구(20)는 또한 밸브(870)를 포함할 수 있다. 밸브(870)는 펌핑 기구(20) 안으로 또는 밖으로 펌핑 유체의 유동을 막도록 구동될 수 있다. 예를 들면, 밸브(870)는 체크 밸브일 수 있고, 이 밸브는 펌핑 기구(20)로부터 밖으로 그리고 출력 도관(470) 안으로 펌핑 유체의 유동을 허용하지만 출력 도관(470)을 통해 펌핑 기구(20) 안으로의 펌핑 유체의 유동을 막는다. 또한, 밸브(870)는 센서에 커플링될 수 있고 이에 의해 밸브(870)는 예정된 상태의 결정시 구동한다. 예를 들면, 밸브(870)는 센서(700)에 커플링될 수 있고, 예정된 상태가 일어날 때 펌핑 기구(20)의 안으로 또는 밖으로 펌핑 유체의 유동을 금지 또는 감소시키도록 구동될 수 있다. 예정된 상태는 예를 들어 펌핑 유체의 오염의 탐지일 수 있다. 따라서, 예정된 상태가 탐지될 때 밸브(670, 780, 870) 및 센서(700)는 전력 생성 시스템(10')의 나머지로부터 펌핑 기구(20)를 고립시키도록 상호작용할 수 있다.

센서(700)는 예정된 상태의 발생시 하나 이상의 밸브를 구동시킬 수 있다. 또한, 다른 밸브들이 전력 생성 시스템(10')의 다른 위치에 제공되어 펌핑 유체의 유동을 감소 또는 정지시킬 수 있고, 하나 이상의 예정된 상태를 탐지하도록 하나 이상의 상이한 센서 및/또는 센서(700)로 커플링될 수 있다. 따라서, 전력 생성 시스템(10')은 펌핑 유체와 관련된 다양한 이슈에 의한 문제점들(예를 들어 오염 및 누수)을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 다른 프로세스(예를 들어 유지보수, 수리 및/또는 교체)에 대해서도 가능하다.

센서(700), 하나 이상의 밸브(670, 780, 870), 또는 다른 소자에 대한 전력은 예를 들어 전력 라인, 배터리 또는 태양 전력과 같은 다른 전력 소스에 의해 제공될 수 있다. 또한, 센서(700)는 예정된 상태가 탐지될 때 알람 신호를 제공하도록 이루어질 수 있다. 예를 들면, 센서(700)는 알람 신호를 펌핑 기구(20) 상에 배치된 하나 이상의 라이트에 보낼 수 있다. 또한, 알람 시스템은 와이어 또는 와이어리스 연결을 통해 원격 사용자에게 전송될 수 있으며 이에 의해 예정된 상태의 발생을 표시한다.

도 32 및 33을 다시 참고하면, 각각의 펌핑 기구(20)는 출력 도관(470)에 제공된 유동 속도 센서(880) 및 귀환 도관(620)에 제공된 유동 속도 센서(890)를 포함할 수 있다. 유동 속도 센서(880, 890)는 각각 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)을 통해 통과하는 펌핑 유체의 유동 속도를 측정하도록 작동 가능하다. 일정한 구현에 따르면, 유동 속도 센서(880, 890)는 제어기로 펌핑 유체의 측정된 유동 속도를 표시하는 신호를 전송할 수 있다. 유동 속도 측정은 비교될 수 있고, 유동 속도 측정 사이의 차이가 선택된 양을 초과한다면 알람이 트리거될 수 있다. 예를 들면, 유동 속도 센서(880, 890)는 유동 속도 측정을 중앙 제어기로 전송할 수 있고, 중앙 제어기는 측정값들을 비교하고 존재하는 차이가 예를 들어 누수를 나타낼 수 있는 예정된 양을 초과하는지를 결정할 수 있다. 또한, 제어기는 하나 이상의 밸브(670, 780, 870)를 개방 또는 폐쇄할 수 있고, 이에 의해 펌핑 기구(20)로의 또는 이로부터 수송된 펌핑 유체의 양을 제어하거나, 또는 펌핑 기구(20)로 또는 이로부터 펌핑 유체의 유동을 정지시키거나, 또는 둘 모두를 조정한다. 중앙 제어기는 사람 이용자일 수 있거나 또는 신호를 수신, 분석 및 전송하도록 작동 가능한 기계 또는 전자 소자일 수 있다.

도 36 및 37은 다른 예시적인 전력 생성 시스템(10") 및 그 구성요소를 도시한다. 전력 생성 시스템(10")은 다수의 펌핑 기구(20)를 포함하고, 이 기구는 상기에서 설명된 펌핑 기구와 유사한 방식으로 작동한다. 도시된 것처럼, 4개의 펌핑 기구(20)는 전력 생성기(40)에 커플링되고, 더 적은 또는 더 많은 펌핑 기구(20)가 이용될 수 있다. 상기에서 설명된 구현에서 처럼, 각각의 펌핑 기구(20)는 대응하는 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)을 갖는다.

우회 도관(900)은 대응하는 출력 도관(470) 및 귀환 도관(620)의 각각의 사이에 배치된다. 우회 밸브(910)는 우회 도관(900)에 배치되고(도 37에서 도시됨) 이하에서 더욱 자세하게 설명된다. 도시된 것처럼, 귀환 도관(900)은 대응하는 펌핑 기구(20)의 하우징(240)의 상부에 연결되어 거기로 펌핑 유체를 귀환시킨다. 그러나, 귀환 도관(900)은 대신 하우징(240)의 측부와 같이 하우징의 다른 부분에 연결될 수 있다.

출력 도관(470)은 공급 도관(730)을 통해 전력 생성기(40)에 연결된 공통 다기관(720)에 결합된다. 귀환 도관(620)은 귀환 도관(750)을 통해 전력 생성기(40)에 연결된 공통 다기관(740)에 결합된다. 따라서, 펌핑 기구(20)는 대응하는 출력 도관(470)을 통해서, 공통 다기관(720) 및 공급 도관(730)을 통해서, 그리고 전력 생성기(40) 안으로 유체를 펌프한다. 유체는 귀환 도관(750), 공통 다기관(740), 및 개별적인 귀환 도관(620)을 통해서 펌핑 기구(20)로 귀환된다.

상기에서 설명된 것처럼, 펌핑 기구(20)는 또한 센서(이 구현에서는 도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 센서는 출력 도관(470), 우회 도관(900), 또는 귀환 도관(620) 중 하나 이내에 또는 우회 밸브(910)를 수용하는 인클로저 내에 또는 펌핑 기구(20)의 저장부 내에 배치될 수 있다. 센서는 펌핑 유체 내에서의 오염물질과 같이 하나 이상의 예정된 상태를 탐지하도록 작동가능할 수 있다. 오염 물질은 예를 들어 먼지, 물, 또는 화학적 불순물을 포함할 수 있다. 센서는 우회 밸브(910)에 소통적으로 커플링될 수 있다. 예정된 상태가 펌핑 기구(20)에서 탐지된다면, 센서는 우회 밸브(910)로 신호를 보낼 수 있고 이에 의해 그 위치를 조정한다. 예를 들면, 센서는 우회 밸브(910)에 명령을 내릴 수 있고 이에 의해 폐쇄하거나 또는 그렇지 않으면 펌핑 유체의 유동 방향을 변경시킨다. 예를 들면, 센서는 우회 밸브(910)의 위치를 조정할 수 있고, 이에 의해 펌프된 유체가 우회 도관(900)을 통해서 귀환 도관(620)으로 통과하는 것을 일으킨다. 결과적으로, 오염이 탐지될 때, 펌프된 유체는 전력 생성기(40)로 수송되는 것이 금지될 수 있고, 또한 펌핑 기구(20)로 되돌아가도록 순환될 수 있다. 따라서, 오염의 경우에, 펌핑 기구(20)는 유체 바디의 움직임에 응하여 계속 작동할 수 있고, 펌핑 유체는 전력 생성기(40)로 수송되는 것이 금지된다. 일정한 구현에서, 우회 밸브(910)는 유체의 귀환 밸브(620)로의 유동이 없는 채로 하우징(240)으로 펌핑 유체를 귀환시킬 수 있다.

도 38-39는 유체 소스의 동적 에너지를 이용하기 위한 일 구현에 따른 펌핑 기구(20)의 다른 구현을 도시한다. 예를 들면, 펌핑 기구(20)는 유체를 펌프하기 위해 큰 유체 바디(예를 들어 대양, 바다, 또는 호수)의 파동 움직임을 펌핑 움직임으로 변환시키도록 이용될 수 있다. 도 38을 참고하면, 펌핑 기구(20)는 뚜껑(1110)에 인접한 개구를 갖는 챔버(1100)를 에워싸도록 베이스(1090) 및 뚜껑(1110)을 포함한다(도 39-41 그리고 50-51에서 도시됨). 특별한 구현에서, 베이스(1090) 및 뚜껑(1110)은 콘크리트로 형성된다. 그러나, 베이스(1090) 및 뚜껑(1110)은 바닷물을 포함한 하나 이상의 유체에 대해 저항성이 있고 펌핑 기구(20)를 보호하고 앵커하기에 충분한 강도를 갖는 다른 적절한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 베이스는 금속, 바위와 같은 천연 발생 물질, 또는 다른 적절한 물질로 형성될 수도 있다. 일 구현에 따라서, 방수 시일이 뚜껑(1110) 및 베이스(1090) 사이에 형성된다.

아암(60)은 베이스(1090)로부터 연장하고, 그 단부에 커플링된 부이(50)를 갖는다. 부이(50)는 일정한 형태로 형성될 수 있고 내부 구조물을 포함할 수 있다. 상기에서 설명된 것처럼, 부이(50)는 도 55에서 도시된 내부 구조물(90)을 포함할 수 있다. 부이(50)는 예를 들어 상기 설명된 하나 이상의 방식에 따라서 아암(60)의 단부에 고정적으로 또는 피봇 가능하게 부착될 수 있다.

도 39-41 및 50-51을 다시 참고하면, 챔버(1100)는 베이스(1090)에 형성되고 이에 의해 펌핑 기구(20)의 내부 구성요소를 수용할 뿐만 아니라 펌핑 유체를 위한 저장부로서 작용한다. 따라서, 펌핑 유체는 펌핑 기구(20)에 의해 펌프하기 위해서 뿐만 아니라 펌핑 기구의 구성요소를 위한 보호제로서 및/또는 펌핑 기구(20)의 부품들을 이동시키기 위한 윤활제로서 이용될 수 있다. 또한, 펌핑 유체는 펌핑 유체의 순환에 의해 펌핑 기구의 구성요소를 위한 냉각 기능을 제공할 수도 있다. 일 구현에 따르면, 펌핑 유체는 유압식 오일이고, 펌핑 유체는 다른 적절한 유체일 수 있다.

챔버(1100)는 베이스(1090)로부터 뚜껑(1110)을 제거함에 의해 접근될 수 있다. 또한, 베이스(1090)는 챔버(1100)에 인접한 슬롯(1105)을 포함한다. 도 52를 참고하면, 펌핑 기구는 또한 베이스(1090)에 형성된 개별적인 개구들을 통해 연장하는 유체 출구 도관(1140) 및 유체 입구 도관(예를 들어 파이프)(1130)을 포함한다. 입구 도관(1130)은 챔버(1100) 및 슬롯(1105) 사이의 베이스(1090)의 벽에 형성된 출구(1120)를 포함한다. 그러나, 출구(1120)는 챔버(1100)의 다른 위치에 제공될 수 있다. 입구 도관(1130)의 유체는 포지티브 압력, 네거티브 압력, 및/또는 중력을 통해서 챔버(1130) 안으로 유도될 수 있다.

도 42-48을 참고하면, 펌핑 기구(20)는 또한 밀봉된 베어링(1040); 피니언 기어(1060); 일단부에서 밀봉된 베어링(1040)에 회전 가능하게 부착되고 대향 단부에서 피니언 기어(1060)에 부착된 샤프트(1050); 펌핑 탱크(1080); 파이핑 배열체; 및 래크 기어(1070)를 포함한다. 아암(60)은 샤프트(1050)의 길이를 따른 위치에서 샤프트(1050)에 커플링된다. 아암(60)은 아암(60)의 제 1 단부에 인접한 샤프트(1050)에 커플링되고, 부이(50)는 샤프트(1050)에 대향하여 아암(60)의 단부에 인접하여 커플링된다. 피니언 기어(1060) 및 래크 기어(1070)는 펌핑 탱크(1080)에 수용된 피스톤으로 아암(60)으로부터의 이동을 전송하기 위한 전력 전송 시스템의 적어도 일부를 형성한다. 도 39를 참고하면, 피니언 기어(1060), 래크 기어(1070), 펌핑 탱크(1080), 파이핑 배열체의 일부, 그리고 샤프트(1050)의 일부는 챔버(1100) 내에 존재한다. 밀봉된 베어링(1040)은 슬롯(1105)을 형성하는 벽에 리세스되거나 또는 부착될 수 있다. 따라서, 샤프트(1050)는 슬롯(1105) 및 챔버(1100)를 분할하도록 베이스(1090)의 벽을 통해 형성된 개구(미도시)를 통해서 그리고 슬롯(1105)을 가로질러 연장한다. 특별한 구현에 따르면, 방수 시일이 샤프트(1050) 및 베이스(1090) 사이에 형성되고, 방수 시일은 다른 구현에서 베이스(1090) 및 샤프트(1050) 사이에 형성될 필요는 없다. 아암(60)은 슬롯(1105)에서 피봇 가능하다. 피니언 기어(1060) 및 펌핑 탱크(1080)는 피니언 기어(1060) 및 래크 기어(1070)의 기어 톱니가 서로 맞물리도록 배열된다.

일정한 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)는 또한 챔버(1110)에 위치한 브레이스(brace; 1150)를 포함한다(도 57). 도시된 구현에서, 브레이스(1150)는 결합된 수직 부재를 포함한다. 브레이스(1150)는 래크 기어(1070)의 일부와 슬라이딩 접촉하도록 남아 있을 수 있고, 이에 의해 래크 기어(1070)는 펌핑 탱크(1080)의 펌핑 작용 동안 브레이스(1150)에 대해서 슬라이드하며, 이는 이하에서 설명된다. 일 구현에 따르면, 브레이스(1150)는 래크 기어(1070) 및 피니언 기어(1060)가 서로 맞물리는(engage) 곳에 인접한 곳에서 래크 기어(1070)와 접촉한다.

도 53 및 57은 펌핑 탱크(1080)의 두 대안적인 구현 및 연관된 파이핑 배열체를 도시한다. 도 57에서 도시된 것처럼, 예를 들어 래크 기어(1070)는 펌핑 탱크(1080)의 내부에 배치된 피스톤(1160)에 커플링된다. 또한, 피스톤(1160) 및 래크 기어(1070)는 상호작용 방식과 같이 펌핑 탱크(1080)에서 이동 가능하다. 피스톤(1160) 및 펌핑 탱크(1080)는 펌핑 유체를 가압 및/또는 펌프하도록 작동 가능한 펌핑 기구의 펌프의 적어도 일부를 형성한다. 제 1 입구 도관(1170)은 펌핑 탱크(1080)의 제 1 부분에 부착되고, 제 2 입구 도관(1180)은 펌핑 탱크(1080)의 제 2 부분에 부착된다. 제 1 출구 도관(1190)은 펌핑 탱크(1080)의 제 1 부분에 부착되고, 제 2 출구 도관(1200)은 펌핑 탱크(1080)의 제 2 부분에 부착된다. 제 1 및 제 2 입구 도관(1170, 1180) 모두는 펌핑 탱크(1080)의 상류에 배치된 일-방향 (체크) 밸브(1210, 1220)를 포함한다. 유사하게, 제 1 및 제 2 출구 도관(1190, 1200) 모두는 펌핑 탱크(1080)의 하류에 배치된 일 방향 밸브(1230, 1240)를 포함한다. 도 53의 구현에서 도시된 것처럼, 제 1 및 제 2 입구 도관(1170, 1180)은 입구 도관(1170, 1180) 사이에서 연장하는 도관에 의해 일 방향 (체크) 밸브(1230, 1240)의 상류에 결합될 수 있다. 대안적으로, 도 57에서 도시된 것처럼, 제 1 및 제 2 입구 도관(1170, 1180)은 결합될 수 없다. 또한, 도 57에서 도시된 것처럼, 제 1 입구 도관(1170)의 입구는 탱크(1080)로부터 멀리 향해질 수 있다(예를 들어 아래 방향으로). 결과적으로, 펌핑 유체의 레벨이 제 1 입구 도관(1170)의 출구와 인접하지 않을 때 제 1 입구 도관(1170)은 펌핑 유체에서 유도될 수 있다.

특별한 구현에 따르면, 제 1 및 제 2 출구 도관(1190, 1200)은 일방향 밸브들(1220) 모두로부터 하류의 위치에서 합체되고 출구 도관(1140)과 결합한다.

도 53 및 57에서 도시된 구현에 따르면, 펌핑 탱크(1080)는 이중 작용 기능성을 갖는다. 즉, 펌핑 탱크(1080)는 피스톤(1160)의 위로의 그리고 아래로의 움직임 모두 동안 펌핑 유체의 일부를 동시에 흡입 및 방출한다. 대안적으로, 펌핑 탱크(1080)는 오직 단일 작용 기능성을 가질 수 있다. 즉, 펌핑 탱크(1080)는 피스톤(1160)의 위로 또는 아래로의 움직임 중 하나 동안 오직 유체를 흡입할 수 있고, 위로 또는 아래로의 움직임 중 나머지 동안 오직 유체를 배출할 수 있다. 따라서, 이러한 구현은 단일 입구 도관 및 단일 출구 도관 만을 필요로 할 수 있다. 이러한 입구 및 출구 도관들은 펌핑 탱크(1080)의 제 1 부분 또는 제 2 부분에 부착될 수 있다. 또한, 이러한 구현에서 입구 및 출구 도관들은 상기에서 설명된 일 방향 밸브와 같이 각각 일 방향 밸브를 포함할 수 있다.

펌핑 기구(20)는 부이(50)가 유체 바디의 표면에서 떠있는 것을 가능하게 하는 깊이에서 유체 바디에 배치될 수 있다. 작동시, 부이(50)는 파동 작용과 같은 유체 바디의 움직임에 따라 올라오고 내려간다. 따라서, 부이(50)는 유체 바디의 표면의 움직임을 따르고, 이에 의해 부이(50)는 베이스(1090)에 대해 올라오고 내려간다. 부이(50)의 움직임은 아암(60)이 샤프트(1050)와 함께 피봇할 때 회전 이동으로 변형된다. 따라서, 아암(60)은 샤프트(1050)에 레버 같은 움직임(lever-like action)을 제공할 수 있다. 샤프트(1050)가 회전할 때, 피니언 기어(1060) 또한 회전하고, 이에 의해 펌핑 탱크(1080) 내에서 래크 기어(1070) 및 피스톤(1160)이 올라오고 내려가게 한다. 따라서, 유체 바디의 표면 레벨이 올라올 때, 부이(50) 또한 올라오고, 이에 의해 피니언 기어(1060)를 회전시키며 아래 방향으로 피스톤(1160)을 구동시킨다. 결과적으로, 피스톤(1160) 아래의 펌핑 탱크(1080) 내의 유체는 제 2 출구 도관(1200)을 통해서, 일방향 밸브(1240)을 통해서 그리고 출구 도관(1140)을 통해서 밖으로 강제된다. 유체는 일 방향 밸브(1220)에 의해 제 2 입구 도관(1180)을 통해 이동하는 것이 금지된다. 동시에, 피스톤(1160)의 아래 방향 이동 동안, 유체는 제 1 유체 입구 도관(1170)을 통해 피스톤(1160) 위에서 펌핑 탱크(1080)의 제 1 피스톤으로 유도된다. 유체는 일 방향 밸브(1230)에 의해 제 1 출구 도관(1190)으로부터 핌핑 탱크(1080) 안으로 유도되는 것이 금지된다.

유체 바디의 표면이 내려갈 때, 부이(50) 및 아암(60)은 아래 방향으로 이동한다. 결과적으로, 피니언 기어(1060)는 래크 기어(1070) 및 피스톤(1160)의 윗방향으로 이동을 일으킨다. 결과적으로, 피스톤(1160) 위의 펌핑 탱크(1080)의 유체는 제 1 출구 도관(1190)을 통해, 일방향 밸브(1230)를 통해, 그리고 출구 도관(1140)을 통해서 밖으로 강제된다. 유체는 일방향 밸브(1210)에 의해 제 1 입구 도관(1170)의 밖으로 강제되는 것이 금지된다. 동시에, 유체는 일방향 밸브(1220) 및 제 2 입구 도관(1180)을 통해서 피스톤(1160) 아래에서 펌핑 탱크(1080)의 피스톤으로 유도된다. 유사하게, 유체는 일방향 밸브(1240)에 의해 제 2 출구 도관(1200)을 통해서 펌핑 탱크(1080)로 유도되지 않는다.

따라서, 펌핑 기구(20)의 이중 작용의 결과로, 유체 유동은 출구 도관(1140)을 통해 펌프될 수 있다. 일 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)에 의해 펌프된 유체는 전기를 생성하기 위해 생성기를 구동하도록(예를 들어 회전시키도록) 이용되고 수송될 수 있다.

래크 기어(1070) 및 피스톤(1160)은 래크 기어(1070) 및 브레이스(1150) 사이에서 슬라이딩 접촉에 의해 펌핑 탱크(1080)의 종축과 거의 평행하게 유지된다.

일 구현에 따르면, 펌핑 기구(20)는 예를 들어 물의 큰 바디와 같은 유체 바디에 위치하고, 이에 의해 펌핑 기구(20)는 낮은 조수 및 높은 조수 상태 모두에서 작동 가능하다. 높은 조수 상태에서, 피스톤(1160)은 펌핑 탱크(1080)의 제 2 부분에서 위로 그리고 아래로 이동한다. 반대로, 낮은 조수 상태에서, 피스톤(1160)은 펌핑 탱크(1080)의 제 1 부분에서 위로 그리고 아래로 이동한다.

일 구현에서, 펌핑 기구(20)는 챔버(1100)에 커플링된 블래더(bladder)를 포함할 수 있다. 블래더는 유체(예를 들어 에어)를 채우고 방출할 수 있으며, 예를 들어 부이(50)가 크게 변위될 때 챔버(1100) 내에서 진공의 형성을 금지시키고, 이에 의해 펌핑 탱크(1080)에서 피스톤(1160)의 대응하는 큰 변위를 일으킨다. 따라서, 블래더는 펌핑 탱크(1080)를 통해 유체의 더욱 연속적인 유동을 제공할 수 있다.

또한, 도 57에서 도시된 구현에서 도시된 것처럼, 입구 도관(1170, 1180)은 출구 도관(1190, 1200)보다 큰 지름을 가질 수 있다. 큰 지름 도관은 유체가 펌핑 탱크(1080)로 유도될 때 캐비테이션(cavitation)을 일으킬 위험을 감소시킨다. 또한, 큰 지름 입구 도관의 이용은 챔버(1100) 내에서 진공의 형성을 막을 수 있고, 이에 의해 블래더에 대한 필요를 제거한다.

추가적인 구현에 따르면, 입구 도관(1130)은 펌핑 탱크(1080)의 하나 이상의 입구 도관에 직접 커플링된다. 결과적으로, 챔버(1100)는 유체를 위한 저장부로서 작용하지 않는다.

일 구현에 따르면, 입구 도관(1170, 1180)은 6-인치 지름 도관이고, 입구 도관(1170, 1180)에 배치된 일 방향 밸브(1210, 1200)는 6-인치 지름 밸브이다. 입구 도관(1130)은 또한 6-인치 지름을 갖는다. 또한, 피스톤(1160)은 10-인치 지름을 갖고, 출구 도관(1190, 1200) 및 대응하는 일 방향 밸브(1230, 1240)는 지름에서 3인치이다. 베이스의 풋프린트(footprint)는 2미터 곱하기 3미터이고, 부이(50)는 4톤의 물을 배수할 크기일 수 있다. 일반적으로, 이러한 펌핑 기구는 해안에서 일 킬로미터 이하로 떨어져 있을 수 있다. 물론, 펌핑 기구(20)의 구성요소는 그 이용에 따라서 상이한 크기일 수 있다.

다수의 펌핑 기구가 해안선의 섹션을 따라서 배열될 수 있다. 펌핑 기구는 상이한 시간에서 구동되도록 위치할 수 있다. 예를 들면, 펌핑 기구는 해안으로부터 상이한 거리에 배열될 수 있고, 이에 의해 파도에 의해 상이한 시간에서 구동된다. 또한, 펌핑 기구는 파동 움직임의 변화를 이용하도록 해안선을 따라 분포될 수 있다. 펌핑 기구는 집합적으로 작동될 수 있고, 이에 의해 예를 들어 펌핑 기구의 출력은 합쳐지며 전기 에너지를 생성하도록 생성기에 주입된다. 예를 들면, 생성기는 펌핑 기구로부터의 유동에 의해 구동될 수 있다. 펌핑 기구의 합쳐진 출력은 전력을 생성하고 생성기를 구동하도록 불변의(steady) 유체 유동을 제공할 수 있다.

또한, 도 38-57에서 도시된 펌핑 기구(20)의 구현은 파일링에 고정되고, 예를 들어 도 1에서 도시된 것처럼 전력을 생성하기 위한 생성기로 펌핑 유체를 수송하도록 배열될 수 있다.

도 58은 전력을 생성하기 위한 프로세스(1300)를 도시하는 흐름도이다. 1310에서 예를 들어 펌핑 기구의 부유성 부분이 유체 바디의 움직임을 따를 때 펌핑 기구가 동작된다(articulated). 예를 들면, 펌핑 유체는 펌핑 기구에 의해 가압될 수 있다. 펌핑 유체는 펌핑 기구가 배치되는 저장부에 배치될 수 있다. 결과적으로, 펌핑 유체는 펌핑을 위해 이용되는 유체일 뿐만 아니라 펌핑 기구로 윤활을 제공하도록 이용될 수 있다. 펌핑 기구는 예를 들어 회전식 부재의 캠 움직임에 의해 구동되는 이중 작용 펌프 또는 회전식 펌프일 수 있다. 1320에서, 펌핑 기구의 동작은 펌핑 유체를 전력 생성기로 펌프시킨다. 전력 생성기는 해안가측에서 떨어진 위치에서와 같이 펌핑 기구와 거의 동일한 위치에 제공될 수 있다. 대안적으로, 전력 생성기는 펌핑 기구로부터 멀리 떨어진 육지쪽의 위치에서와 같이 펌핑 기구로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 1330에서, 펌프된 유체는 전력 생성기의 회전 가능한 부재(예를 들어 터빈 샤프트)를 회전시킨다. 회전 가능한 부재의 회전은 전력으로 변환될 수 있다. 또한, 회전은 기계적 에너지로 직접 이용될 수 있거나 또는 다른 방식으로 유용한 일을 수행하도록 이용될 수 있다. 1340에서, 펌핑 유체는 펌핑 기구로 귀환된다. 상기에서 설명된 것처럼, 펌핑 유체는 펌핑 기구가 배치된 저장부로 귀환될 수 있다. 결과적으로, 펌핑 유체는 이후의 이용을 위해 저장되고 펌핑 기구는 펌핑 유체에 의해 윤활 작용을 받는다.

도 58은 전력을 생성하기 위한 프로세스를 도시하고, 다른 프로세스들이 다양한 다른 작동 및/또는 배열을 가질 수 있다. 예를 들면, 프로세스(1300)는 유체 바디의 움직임에 따라서 매우 일관성 있는 방식으로 반복될 수 있다. 따라서, 전력 생성 시스템은 반복적으로 사이클될 수 있다. 또한, 제 2 사이클을 위한 작동은 제 1 사이클을 위한 작동이 완료되기 이전에 시작할 수 있다. 다른 예로서, 다른 프로세스들은 펌핑 유체와 관련된 문제점(예를 들어 오염 또는 누수)을 탐지하는 단계를 포함할 수 있다. 문제가 탐지되면, 펌핑 유체는 회전 가능한 부재로 유동되는 것이 금지될 수 있다. 추가적인 예로서, 다수의 펌핑 기구가 동작되고 전력 생성기를 구동하도록 이용될 수 있다. 또한, 문제점이 펌핑 기구 중 하나에서 탐지된다면, 펌핑 기구는 펌핑 유체를 공급하는 것을 금지시킬 수 있고 다른 펌핑 기구들은 계속하여 펌핑 유체를 공급한다. 펌핑 기구는 또한 펌핑 유체를 공급하는 금지시킬 수 있고 반면에 다른 펌핑 기구들은 서비스되고 수리되며 또는 교체되는 펌핑 기구를 위해 펌핑 유체를 계속 공급한다. 일정한 구현에서, 펌핑 기구의 둘 이상으로부터의 펌핑 유체가 합쳐지고 회전 가능한 부재를 구동시키는데 이용될 수 있다. 다양한 다른 작동 및/또는 배열이 존재한다.

다수의 구현이 설명되었고, 다수의 다른 구현들이 언급되거나 또는 제안되었다. 또한, 이러한 구현들에 대한 다양한 추가, 제거, 교체, 및/또는 수정이 동적 유체 에너지 변환을 이루는데 있어서 당업자에게 쉽게 제안될 것이다. 따라서, 동적 유체 에너지 변환에 대한 다양한 구현들은 본 명세서의 범위 및 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 아니한 채 얻어질 수 있다. 또한, 보호 가능한 대상의 범위는 청구항에 기초하여 판단되고, 이는 하나 이상의 구현의 하나 이상의 태양을 포함할 수 있다.

Claims (39)

1. 전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템으로서,

   유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재;

   상기 이동 가능한 부재에 커플링되며 상기 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프; 및

   내부 챔버를 포함하는 하우징;을 포함한,

   제 1 펌핑 기구를 포함하고,

   상기 유체 펌프가 상기 내부 챔버에 존재하며 상기 내부 챔버로부터 유체를 가져와 가압하는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 챔버는 상기 펌핑 유체를 위한 저장부로서 이용되고,

   상기 제 1 펌핑 기구는 상기 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠기는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 가능한 부재가 세장형(elongated) 부재 및 부유성(buoyant) 부재를 포함하고,

   상기 부유성 부재는 상기 세장형 부재의 단부에 인접하여 상기 세장형 부재에 피봇 가능하게 커플링되며 유체 바디 이동을 따르도록 이루어지고,

   상기 부유성 부재는 유체 바디 이동과 상기 부유성 부재를 정렬시키도록 이루어진 핀(fin)을 포함하는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어진 센서; 및

   상기 센서에 커플링된 밸브 시스템을 추가로 포함하고,

   상기 펌핑 유체의 오염이 탐지될 때 상기 센서가 상기 밸브 시스템을 활성화하도록 이루어진,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 밸브 시스템은 활성화된 때 상기 챔버로 가압된 펌핑 유체를 순환시키는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 유체 펌프가,

   내부에 수용된 이동 가능한 피스톤을 가진 탱크;

   상기 탱크에 커플링된 하나 이상의 유체 입구 도관;

   상기 하나 이상의 유체 입구 도관에 부착된 제 1 일방향 밸브;

   상기 펌핑 탱크에 커플링된 하나 이상의 유체 출구 도관; 및

   상기 하나 이상의 유체 출구 도관에 부착된 제 2 일방향 밸브를 포함하는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 가능한 부재로부터 상기 유체 펌프로 전력을 수송하도록 이루어진 전력 전송 기구를 추가로 포함하는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 전력 전송 기구는 상기 이동 가능한 부재 및 상기 유체 펌프 사이에 커플링된 피봇팅 기구를 포함하는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 전력 전송 기구는 상기 피봇팅 기구에 커플링된 피니언 기어(pinion gear) 및 상기 유체 펌핑 기구에 커플링된 래크 기어(rack gear)를 포함하고, 상기 피니언 기어 및 상기 래크 기어가 서로 맞물리는,

   전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 유체 펌프가,

    상기 펌핑 유체를 펌프하도록 이루어진 다수의 펌핑 실린더; 및

    유체 바디 이동에 따르는 상기 이동 가능한 부재에 응하여 상기 펌핑 실린더를 구동하도록 이루어진 회전 가능한 캠을 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 펌핑 실린더는 상기 캠 주변에 방사상으로 배열된 다수의 축방향 열을 형성하고, 상기 캠은 상기 다수의 펌핑 실린더에 대해 회전 가능하며, 상기 펌핑 실린더의 내부로 향하는 단부는 상기 캠의 외부면을 따르도록 이루어지고,

    상기 펌핑 실린더의 입구의 상류에 하나 이상의 제 1 체크 밸브가 제공되며,

    상기 펌핑 실린더의 출구의 하류에 하나 이상의 제 2 체크 밸브가 제공되고,

    캠이 회전할 때 펌핑 실린더의 제 1 축방향 열은 펌핑 유체의 부피를 흡입하도록 이루어지며 펌핑 실린더의 제 2 축방향 열은 펌핑 유체의 부피를 동시에 방출하도록 이루어지는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
12. 제 1 항에 있어서,

    유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재;

    상기 이동 가능한 부재에 커플링되며 상기 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프; 및

    내부 챔버를 포함하는 하우징;을 포함한,

    제 2 펌핑 기구를 포함하고,

    유체 펌핑 기구가 상기 내부 챔버에 존재하며 상기 내부 챔버로부터 유체를 가져와 가압하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 펌핑 기구 및 상기 제 2 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 합치기 위한 도관 시스템을 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 1 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 계속 공급하면서, 상기 제 2 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 공급을 중지시킬 수 있는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체를 계속 공급하면서, 상기 제 2 펌핑 기구는 교체될 수 있는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
16. 전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템으로서,

    유체 바디 내에 위치한 제 1 펌핑 기구로서,

    유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재;

    상기 이동 가능한 부재에 커플링되며 상기 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프; 및

    상기 펌핑 유체를 수용하기 위한 유체 입구 및 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구를 포함하며 상기 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버를 포함한 하우징을 포함하는, 제 1 펌핑 기구;

    상기 유체 바디의 해안가측에 위치하며, 상기 제 1 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 수송하는 제 1 도관 시스템 및 상기 제 1 펌핑 기구로 다시 펌핑 유체를 되돌아가도록 수송하는 제 2 도관 시스템에 커플링되는, 회전 가능한 부재; 및

    상기 회전 가능한 부재에 의해 구동되며 상기 회전 가능한 부재에 커플링된 전력 생성기를 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 내부 챔버가 상기 펌핑 유체를 위한 저장부로서 작용하고,

    상기 유체 펌프가 상기 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠기는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어진 센서; 및

    상기 센서에 커플링되며, 상기 펌핑 유체에서의 오염을 탐지하는 센서에 의해 활성화될 때 상기 챔버로 가압된 펌핑 유체를 순환시키도록 이루어진 밸브 시스템을 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
19. 제 16 항에 있어서,

    상기 유체 펌프가,

    상기 펌핑 유체를 펌프하도록 이루어진 다수의 펌핑 실린더; 및

    유체 바디 이동을 따르는 이동 가능한 부재에 응하여 상기 펌핑 실린더를 구동하도록 이루어진 회전 가능한 캠을 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
20. 제 16 항에 있어서,

    상기 유체 바디에 위치한 제 2 펌핑 기구를 추가로 포함하고,

    상기 제 2 펌핑 기구는,

    유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재;

    상기 이동 가능한 부재에 커플링되며 상기 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어진 유체 펌프; 및

    상기 펌핑 유체를 수용하기 위한 유체 입구 및 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구를 포함하며 상기 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버를 포함한 하우징을 포함하는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 제 1 도관 시스템은 상기 회전 가능한 부재를 구동시키기 위해 상기 제 1 펌핑 기구 및 상기 제 2 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 합치는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
22. 제 20 항에 있어서,

    상기 제 1 펌핑 기구가 가압된 펌핑 유체를 계속 공급하면서 상기 제 2 펌핑 기구는 가압된 펌핑 유체의 펌핑을 중지시킬 수 있는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 제 1 펌핑 기구가 가압된 펌핑 유체를 계속 공급하면서 상기 제 2 펌핑 기구가 교체될 수 있는,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
24. 제 16 항에 있어서,

    상기 제 1 도관 시스템 및 상기 제 2 도관 시스템과 소통하는 우회 도관; 및

    상기 우회 도관에 커플링된 우회 밸브를 추가로 포함하고,

    상기 우회 밸브는 상기 펌핑 유체의 예정된 압력이 탐지될 때 상기 제 1 도관 시스템 및 상기 제 2 도관 시스템 사이에서 가압된 펌핑 유체의 유동을 허용하도록 이루어진,

    전력을 생성하기 위해 펌핑 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
25. 전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템으로서,

    유체 바디의 해안가측으로부터 다양한 거리에서 유체 바디 내에 위치한 위치한 다수의 펌핑 기구로서, 각각의 펌핑 기구가,

    세장형 부재 및 부유성 부재를 포함한 이동 가능한 부재로서, 상기 부유성 부재는 상기 세장형 부재의 단부에 인접하여 상기 세장형 부재에 피봇 가능하게 커플링되며 유체 바디 이동을 따르도록 이루어지고, 상기 부유성 부재는 유체 바디 이동과 상기 부유성 부재를 정렬시키도록 이루어진 핀을 포함하는, 이동 가능한 부재;

    상기 이동 가능한 부재의 움직임에 응하여 펌핑 유체를 가압하도록 이루어지며 상기 이동 가능한 부재에 커플링된 유체 펌프;

    상기 이동 가능한 부재로부터 상기 펌핑 기구로 전력을 수송하도록 이루어진 전력 전송 기구;

    저장부로서 작용하며 상기 유체 펌프를 에워싸는 내부 챔버를 포함한 하우징으로서, 상기 내부 챔버로부터 상기 유체 펌프가 상기 펌핑 유체를 가져와 가압하고, 상기 유체 펌프는 상기 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠기며, 상기 하우징은 상기 가압된 펌핑 유체를 수송하기 위한 유체 출구 및 상기 펌핑 유체를 수용하기 위한 유체 입구를 포함한, 하우징;

    상기 펌핑 유체의 오염을 탐지하도록 이루어진 센서; 및

    상기 센서에 커플링된 밸브 시스템으로서, 상기 펌핑 유체에서의 오염을 탐지하는 센서에 의해 활성화될 때 상기 가압된 펌핑 유체를 상기 챔버로 순환시키도록 이루어진 밸브 시스템을 포함한, 다수의 펌핑 기구;

    상기 유체 바디의 해안가측에 위치하며, 상기 펌핑 기구로부터 가압된 펌핑 유체를 수송하는 제 1 도관 시스템 및 상기 펌핑 유체를 상기 펌핑 기구로 다시 수송하는 제 2 도관 시스템에 커플링된 회전 가능한 부재;

    상기 제 1 도관 시스템 및 상기 제 2 도관 시스템 사이에서 커플링된 우회 도관;

    상기 우회 도관에 커플링된 우회 밸브로서, 상기 펌핑 유체의 예정된 압력이 탐지될 때 상기 제 1 도관 시스템 및 상기 제 2 도관 시스템 사이에서 가압된 펌핑 유체의 유동을 가능하게 하도록 이루어진, 우회 밸브; 및

    상기 회전 가능한 부재에 커플링되며 상기 회전 가능한 부재에 의해 구동되는 전력 생성기를 포함하고,

    상기 펌핑 기구 중 하나 이상이 정지되고 교체되는 동안 상기 펌핑 기구 중 나머지는 가압된 펌핑 유체를 계속하여 공급할 수 있는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 시스템.
26. 전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법으로서,

    유체 바디의 이동에 응하여 저장부의 펌핑 유체를 가압하는 단계;

    상기 유체 바디의 해안가측에 위치한 전력 생성기를 위한 회전 가능한 부재로 가압된 펌핑 유체를 수송하는 단계; 및

    상기 펌핑 유체를 상기 저장부로 수송하는 단계를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 저장부가 펌핑 기구를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 펌핑 기구가 상기 저장부의 펌핑 유체에 적어도 부분적으로 잠기는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
29. 제 26 항에 있어서,

    상기 펌핑 유체를 가압하는 단계가,

    유체 바디의 이동을 따르도록 이루어진 이동 가능한 부재(element)로 상기 유체 바디의 이동을 따르는 단계; 및

    상기 이동 가능한 부재(element)에 커플링된 펌핑 기구를 동작시키는 단계를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 이동 가능한 요소로부터 상기 유체 펌프로 전력을 수송하는 단계를 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
31. 제 26 항에 있어서,

    상기 펌핑 유체의 오염을 탐지하는 단계; 및

    상기 펌핑 유체의 오염이 탐지될 때 밸브 시스템을 활성화시키는 단계를 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 밸브 시스템이 활성화된 때 상기 저장부로 가압된 펌핑 유체를 순환시키는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
33. 제 26 항에 있어서,

    상기 유체 바디의 이동에 응하여 저장부의 펌핑 유체를 가압하는 단계가,

    상기 펌핑 유체를 제 1 일방향 밸브를 가진 탱크의 유체 입구로 가져오는 단계;

    상기 펌핑 유체를 가압하도록 상기 탱크 내에 수용된 피스톤을 이동시키는 단계; 및

    제 2 일방향 밸브를 가진 유체 출구를 통해 가압된 펌핑 유체를 방출하는 단계를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
34. 제 26 항에 있어서,

    상기 유체 바디의 이동에 응하여 저장부의 펌핑 유체를 가압하는 단계가,

    방사상 둘레 주위로 다수의 펌핑 실린더를 갖는 회전 가능한 캠을 구동하는 단계를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
35. 제 26 항에 있어서,

    상기 유체 바디의 이동에 응하여 제 2 저장부의 제 2 펌핑 유체를 가압하는 단계;

    제 2 회전 가능한 부재로 가압된 제 2 펌핑 유체를 수송하는 단계; 및

    상기 제 2 저장부로 제 2 펌핑 유체를 수송하는 단계를 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
36. 제 35 항에 있어서,

    상기 회전 가능한 부재로 가압된 제 1 펌핑 유체 및 가압된 제 2 펌핑 유체를 수송하기 이전에, 가압된 제 1 펌핑 유체 및 가압된 제 2 펌핑 유체를 합치는 단계를 추가로 포함하고,

    상기 제 1 회전 가능한 부재 및 상기 제 2 회전 가능한 부재가 동일한,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
37. 제 36 항에 있어서,

    상기 저장부로 펌핑 유체를 수송하는 단계가, 상기 제 1 저장부로 제 1 펌핑 유체의 적어도 일부를 수송하는 단계를 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
38. 제 35 항에 있어서,

    가압된 제 1 펌핑 유체를 계속 수송하면서, 가압된 제 2 펌핑 유체의 수송을 중지시키는 단계를 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.
39. 제 35 항에 있어서,

    가압된 제 1 펌핑 유체를 공급하는 제 1 펌핑 기구가 가압된 제 1 펌핑 유체를 계속 공급하면서, 가압된 제 2 펌핑 유체를 공급하는 제 2 펌핑 기구를 교체하는 단계를 추가로 포함하는,

    전력을 생성하기 위한 유체를 가압하도록 유체 바디의 이동을 이용하기 위한 방법.