TW201124617A - Hydraulic apparatus - Google Patents

Description

201124617 六、發明說明·· .【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種海浪能源轉換裝置。本發明雖然特別是 有關於海浪能源轉換裝置藉由波浪抽取能量’但是本發明亦適 用於其它海浪能源轉換裝置。 【先前技術】 藉由波浪以抽取能量之海浪能源轉換裝置係為已知的。例 如國際公開專利所揭露出的裝置：塞托科技所申請之案號 PCT/AU2006/001187 及 PCT/AU2007/001655 可納入本發明參 考。 習知藉由波浪以抽取能量之海浪能源轉換裝置，係包含： 基座，係s又於海床，一軸向液壓栗浦係設於基座上，使栗浦 可與基座樞接；一泵浦之活塞桿係藉由一繫繩與浮力致動器連 接。波浪及浮力致動器之正浮力跟隨水干擾的動作，使浮力致 動器被迫向上並拉動繫繩，並經由單向間排出液體，單向闕係 藉由泵浦進入歧管之壓力而使液體排出。波浪通過時，浮力致 動器因泵浦活塞之重力而下沉，該力量係來自入口壓力、並灌 注泵浦已作為下次浮力致動器的上推力。 駭錢計成侧合回職式運轉，使㈣藉由液壓栗浦 在高壓下被抽取至岸上，抽取之能量係有益生產，且減壓液體 係經由管路回流至海上的液壓泵浦以重新供給能量。 另-種習知海浪能源轉換裝置係與上述習知裳置相似，除 201124617 了它包含數姆壓泵浦，及數組浮力致動H，各浮力致動器係 與各泵浦之活塞桿連接。 上述典型習知裝置可特別訂做，以在特定地區的特定條件 下於相關位置作動’其包含海況及相關位置之_變化。這通 常包括製造#的不縣種，錢_設計用於特定地區，並 且與硬體配置以特殊方式作動，該特殊方式係適合用於該地 區。 需要設計及製造等非鮮硬私具，其係_簡化製造過 程’使低成本、高生產難以達成。 在這種背景及問題及相關困難下，遂有本發明產生。 【發明内容】 本發明之目的_於克服，或至少改良-個或多個上述習 知技術之缺點，或提供消費者幫助或商品選擇。 本發明之另-目的及優點係由下列描述而更為_，以附 圖說明’其中，經由圖示及舉例，以揭露本發明之最佳實施方 式。 依據本發明ϋ要誠，在此提供—轉換波能之海浪 能源轉換裝置。 該裝置係為-閉合回路海浪能_縣置為佳。 據本發月之第一主要觀點，在此提供—種控制海浪能源 轉換裝置之方法，該方法係依據本發明之第—主要觀點。 依據本發明之第三主要觀點，在此提供—種包含—最佳爐 4 201124617 波器以mm絲轉賊置之方法，該綠餘據本發明之 第一主要觀點。 依據本發明之第四主要觀點，在此提供—種包含一系浦以 經由裝置抽取液體之海浪能源轉換裝置’及一控制液體流動之 控制元件。 依據本發伙第五主魏點，在此提供—種㈣海浪能源 轉換裝置之方法’該方法雜據本發明之第—主要觀點，該方 法包含以下步驟： 控制裝置之Lx經由裝置抽取液壓液體；及 控制該控制元件用來控制液體流動。 泵浦為一軸向液壓泵浦為佳。 控制元件為一出口閥、入口閥、累加器及或減壓閥為佳。 該裝置包含一出口檢測閥為佳。 該裝置包含一入口檢測閥為佳。 該裝置包含一桿/調整/工作側累加器為佳。 該裝置包含一隱藏側累加器為佳。 該裝置包含一出口累加器為佳。 該裝置包含一入口累加器為佳。 該裝置包含一感測器為佳。 該裝置包含一控制器為佳。 該裝置為一閉合回路海浪能源轉換裝置為佳。 該海浪能轉換裝置用於抽取波動/轉換波能之能量為 201124617 佳。

J 優化六觀點，在此提供—蝴1換11的控制及 =海浪__，其包含：—__ 動力發射之錢轉締，雜H係·合魄模式中運轉， 閉合回路包含-具有縫設備出口管路及健入口液體管 路，液體軸合__環，㈣轉_至岸上，液體經 由屋力與流力以傳送能量，及具有—轉移岸上工作賴能量之 工具，其係藉由-難機械設鱗移，例如一渦輪錢力互換 引擎。 、 該海浪能_縣置包含岸上麟上之㈣元件為佳。 該控制元件包含以下為佳：調整岸上的出口管路及入口管 路之壓力及流力之檢觸；—位於海邊之減翻其位於入口 及出:管路之間；位於海上之液㈣加器；及位於岸上之液壓 累加器，其中之—與出口管路連接，另—個與人口管路連接； 及一位於岸上之減壓閥，其位於入口及出口管路之間。 -控制法顧於控㈣加||之複數液_及充氣壓力。 根據本發明第七主要觀點，在此提供—海浪能源轉換裂置 之控制法則’其減本發明第四主魏點。控制法則可執行一 個或多個以下功能或具有一個或多個以下屬性為佳： A、藉由塞扣皮能轉換器之累加器體積的變化（闕開啟或 閥閉合)之手段_整機_度，藉由活塞之兩末端以開啟或 閉合’關閉活塞係指活塞將受到微動，因為液壓液體被迫在液 6 201124617 壓&路内逆向移動，因此累加器可在允許的範圍内被調整；開 啟活^係指液體可在人口及“管關自由流動，且活塞作動 係依靠活塞本身的重量及外力影響下使活塞可自由移動； B、塞托縣浦的活塞之調整參考位置可在產生潮沙之深 水中慢慢調整。 C波月b轉換没備之控制元件調整係依據附近波浪測量儀 而即時輸入；例如’該裝置可記錄即時波浪高度、波浪週期、 波長範圍及其它任何棚參數，該參數係為海況及任何可提供 即時資料給運算法則； D、 C步驟的調整設定係動力p為瞬間最大值； E、 C步驟_整設定係動力p為賴最大值；例如，若 維修或檢查完鱗，可能產生令人滿意的情況； F、 C步獅調整設定係ρ大於―最小值pj—或然率

Pm ; G、 預先套用一模板F以限制控制元件3之值，其最大功 率係波能轉換器在時距!：傳送時； Η、该時距τ可為—變化範圍時距，該時距τε係由幾秒鐘 到幾分鐘賴树；例如，縣海上作㈣在二十分鐘連續且 不規則的海況及三小時的不佳海況。 I、 每個時距τε將與一單獨的模板，該模板&係定義一 集合工作點，且其施加的控制範圍為運算法則Α; J、 該控制運算法則A可包含—系列模板（例如1步驟的 201124617 ’使#.—_供她蝴轉長及最短之 間的任一時距；因此’運算法則Α永遠提供最大完整能量. K、特殊運_八也可在運算法則场漸移動，該運 异法則A,·包含藉，該⑽元件係具有町—個或更多的情 況· i· 一特殊地理位置； ϋ· 一特殊深水及深海測量術； 、平浪、岸邊或 出.一特殊波浪分類，例如··大浪、海上 综合以上之波浪； iv·年的特殊季郎，例如··冬季及夏季. v.—波能轉換器之特殊結構； vi·一波能轉換ϋ之特定物質結構，其包含—能量釋荷裝 置’例如：所述申請專利中之塞托波能轉換器； i-波能雜器之蚊物理狀態，雜波能轉換器之使 用時間、使用狀況及使用歷史相對應； ㈣·該時距τ可為一變化範圍時距，該時距Η係由幾秒 鐘到幾分鐘到幾小時； lx.年度主要海況’例如：西澳外海的花園島具有6至8 個海況；及 χ· 一特殊安全/緊急狀態。 依據本發明之第八主要觀點，在此提供—海浪能源轉換裝 /海/良此;轉換裝置包含複數彳_互^^接之波能轉換器， 8 201124617 並且與-具有共㈣人口及^ σ管路形成細合瞒海浪能 源轉換裝置並聯’其係、依據本發明第六或第七主觀任何一個。 依據本發明之第九主要觀點，在此提供—海浪能源轉換裝 置，其係依據本發明之第八主要觀點，其中，其中，該運算法 則Α之優化亦可偵測波長範圍；該運算法則Α及模板巧係不 同於單波月b轉換盗；多動力單元與單一單元的差別在於：多 動力單元的運算法則較單—單福於受控，其藉由介於單元間 之液屢介面控制。 依#本㈣之帛衫魏點，在此提供—海聽源轉換裝 置’其係依據本發明第六至第九主要觀點任何一個，其中，運 算法則Ai係依據一接近優化濾波器所產生。 依據本發明之第十-主魏點，在此提供—海浪能源轉換 裝置’其包含： 液觀浦，係包含-具有空腔之泵浦本體；及一活塞， 係將空腔區分為一工作側及一隱藏側；及 一隱藏侧液壓累加器係與空腔之隱藏側連接。 左該隱藏侧液壓累加器係與空腔之隱藏側並聯為佳。或者， 隱藏側液壓累加器與空腔之隱藏側串聯。 、該隱藏括-閉合隱藏驗壓㈣騎，其係包含隱藏 侧液壓累加器與空腔之隱藏侧。 ^該裳置包含—液體’其可在隱細液㈣加器及空腔之隱 藏側流動為佳。該液體為-高潤滑液體為佳。該液體為一健 201124617 度液體為佳。 該裝置包含-舖顏機雜尼_接之活塞為佳。該隱 藏侧機械阻尼器為一可伸縮阻尼器為佳，或者隱藏側機械阻^ 器為一彈簧。 該裝置包括-與工作測機械阻尼器固接之活塞為佳。該工 作侧機械阻尼器為—可伸縮阻尼器為佳^或者，該工作侧機械 阻尼器為一彈簧。 該裝置也包括-與空腔之卫作側連接之工作側液壓累加 器為佳。功側液壓累加器係與空腔之工作側並聯為佳。或 者，工作側液壓累加器與空腔之工作側串聯。 裝置可包含-與空腔之工作侧連接之出口檢測闕及一與 入口檢測職聯之出口檢綱。於某些實施例巾，人口檢測閱 係與空腔之隱_賴，裝置也包含―與·檢觸並聯之出 口液壓累加H為佳。裝置包含—與人並聯之入口液壓 累加器。 裝置可包含-液壓介面，其包含出口檢測閥、入口檢測 閥、出Π液壓累加器及人口液壓累加器為佳。液壓介面單元包 2隱藏側液壓累加器為佳。液壓介面單元包括工作舰壓累加 器為佳。液天介面單元包含一減壓閥為佳。 裝置包括-與出口檢測閥及人口檢測閥連接之液壓控制 器為佳。液Μ控制器包含-減壓閥為佳。裝置包含一高壓管 路’其與液壓控制器及出〇檢_連接為佳；及—低壓管路 201124617 係與液壓控制器及入口檢測閥連接。裝置包含—與液壓控制器 連接之液壓負载為佳。 裝置係一閉合回路海浪能源轉換裝置為佳。 裝置係用於抽取波動/轉換波能為佳。於—特定實施例 中，裝置包含一與活塞連結之活力致動器。 根據本發明之第十二主要觀點’在此提供—海浪能源轉換 裝置，其包含： 一液壓泵浦，係包含一具有空腔之泵浦本體，及一將空腔 區分為工作側及隱藏侧之活塞；及 一與空腔之工作側連接之工作側液壓累加器。 工作側液壓累加雜紐之卫作舰聯為佳。或者，工作 側液壓累加器與空腔之工作侧串聯。 裝置包含-與工侧機械阻尼器固結之活塞為佳。工作侧 機械阻尼雜-可伸縮阻尼料佳。或者，功側機械阻尼器 係為彈簧。 裝置包含一與隱藏側機械阻尼器固結之活塞為佳。側 機械阻尼n係-可伸縮阻尼器為佳。或者，隱藏側機_尼器 為彈簧。 裝置包含-隱細液壓累加H為佳。隱細顏累器與空 腔之隱藏舰聯為佳。或者，隱藏側賴累加器與空腔之隱藏 側串聯。 ~ 裝置包含-閉合隱藏側液堡管路為佳，其包括隱藏側液麼 201124617 累加器及空腔之隱藏側。 裝置包含-液體為佳，其可在隱藏側液壓累加器及空 隱藏側活動。液體係為-高爾液體為佳。液體係為一細度 裝置包含-與空腔之工作側連接之出口檢_，及— 1之入口液壓 口檢測閥並聯之出π檢測閥為佳。於某些實施例中，入口檢， 闊可與线之隱顏連接。裝置包含—與出口檢_並^ 口液壓累加II為佳。裝置包括—與人口檢測聯 累加器為佳。 裝置包括-液壓介面單元，其包括出口檢測間、入口檢測 閥、出口液塵累加器及入口液加累加器為佳。液壓介面單元包 括隱藏嫩加料佳。賴介面包紅作嫩㈣加器為 佳。液壓介面單元包含—減壓閥為佳。 。裝置包含-與人Π檢測閥及出口檢測閥連接之液壓控制 器為佳。液壓控制器包括_減麗閥為佳。裝置包含一高壓管 路〜、液壓控制器、出口檢測閥及低屋管路連接，低壓管路 〇液屋控制ϋ及人π檢綱連接為佳。裝置包含―與液麗控制 器連接之液壓負載。 裝置係為-閉合回路海浪能源轉換裝置為佳。 裝置係用來抽取能量，其絲自肋/轉換波能 。於一特 殊只施例中’裝置包含—與活塞連接之浮力致動器。 根據本發明之第十三主要觀點，在此提供一海浪能源轉換 12 201124617 201124617 置以循環液體之液壓泵浦，及一用來 裝置，其係包含一經由裴 控制裝置之液壓控制器。 液壓泵浦包含-具衫腔之㈣本體，及—將空腔 工作側及隱藏側之活塞為佳。 馮 震置包含—與空腔之隱藏側連接之隱藏倾壓累加巧為 佳。該隱藏舰壓累加器係與空腔之隱藏側並聯。或者 與空腔之隱藏側㈣。健包含-閉合隱藏側液 & ”包含11細液壓累加狀空腔之隱藏側為佳。 震置包含-液體’其可在隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏 側之間机動為佳。液體為高潤滑液體為佳。液體為低枯度液 佳0 … 裝置包含-與活塞固接之隱藏側機械阻尼器為佳。隱藏侧 顧阻尼器為-可伸縮式阻尼器為佳。或者，隱藏侧機械阻尼 器為一彈菁。 裝置也包含-與活塞固接之工作側機械阻尼器為佳。工作 侧機械阻尼器為-可伸縮阻尼器為佳。或者，工作側機械阻尼 器為一彈簧。 裝置包含-與空腔之卫作側連接之工作侧液壓累加器為 佳。工作側液壓累加器係與空腔之工作侧並聯為佳。或者，工 作側液壓累加器與空腔之工作側串聯。 裝置包含-與空腔之工作側連接之出口檢測間及一與入 口檢測閥並聯之出口檢_。於某些實施财，人口檢測闕可 201124617 包含一與出口檢測閥並聯之出口液 與入口檢測閥並聯之入口液壓累加 與空腔之隱藏侧連接。裝置 壓累加器為佳。裝置包含— 裔為佳。 器為佳。 裝置包3 -液麗介面單元，其包含出口檢測闕、入口檢測 間、出口液壓胸及人°剩加器為佳。液齡面單元包 含隱藏側祕累加n為佳。霞介面單元包紅作嫩壓累加 液壓控制器可按照控制法則控制裝置為佳。 液壓控制H雜出σ檢卿及人口檢觸為佳。裝置包含 :高壓管路，高Μ管路係與液壓控制器、出口檢測闊及一低壓 官路連接’健f路係與液壓控制器及入口檢測閥連接為佳。 裝置包含-顏負载為佳。負載包含一渦輪為佳。渦輪為 佩爾頓渦輪為佳。 裝置為一閉合回路海浪能轉換裝置為佳。 裝置用於抽取能量，能量係來自波動/轉換波能為佳。在 特定實施例中，裝置包含—與活塞連接之浮力致動器。 【實施方式】 明參閱帛卜3圖所示，—閉合回路海浪能源轉換裝置3〇 系藉由波動/轉換波麵量以吸取能量，其包含—轴向液壓栗 浦31該轴向液壓栗浦31包含一内部具一空腔泊之栗浦本 體32該果浦本體32包含一侧壁％，該侧壁抑具有一藉由 頁J 35以閉合之上端，及一藉由底壁祁以閉合之底端 。該底 201124617 壁36係用於連接基座37。 一活塞38係設於空腔33内’該活塞38將空腔33區分成 一桿體或工作侧39及一隱藏側40，以供活塞38在空腔33内 往復滑動。一密封條（未示於圖）介於活塞38及側壁34之間， 以抑制液體流過活塞38 ’其並介於工作侧39及隱藏側4〇之 間。理想地，空腔33内之工作侧39及隱藏侧40不與栗浦31 内部相通’使移動活塞38與泵浦31之側壁34完全的密封。 介於兩空腔之部份漏損物可被接受作為密封物。 一工作側機械阻尼器41係與活塞38連接，使阻尼器41 位於空腔33之工作侧39上。一隱藏側機械阻尼器42係與活 塞38連接，使阻尼器42位於空腔33之隱藏側40上。 一活塞桿43由活塞38延伸並且穿過位於泵浦本體32之 頂壁35之-P抓’使該活塞桿43與活塞38可對縣浦本體 32作前後移動。並以-密封條(未示關）抑做體經過開孔 由空腔33漏出。 -浮力致動H 44藉由-繫繩45與一活塞桿43之頂端連 接。 海浪能源轉換裝置30並且包含一隱藏側液壓管路46，該 液壓管路46包含皱33之輯側4G及—隱藏織壓累加器 47。該液壓管路46係封閉式，使液體只限於空腔犯之隱藏側 40及累加器47之間交流。該累加器47係藉由一管路48與腔 室33之隱藏側40連接’使液體可在累加器4?及腔室泊之隱 15 201124617 藏側40之間流動。該隱藏側顏累加器47除了緩衝地帶以外 於任何時候都具有最低阻抗’該緩衝地帶係藉由—活塞阻環以 控制泵浦口的阻塞物。 依據標準做法，於隱細祕管削6之㈣包含一液體 混合物及可職。該累加器47純粹作為—貯存器且最好不提 供任何阻尼。 位於隱藏側液壓管路46之液體可為—低贿液體。如同 許多活塞累加器-樣，該隱藏側可完全充滿可燃氣(如氮），與 液體相#χ之下，可減少液壓損耗。這也將使縣減少及可使用 較小之累加器。 於隱藏側液壓管路46之液體可與高潤驗體混合，使其 具礼月性。此潤滑能增長活塞密封壽命。此液體也能通過毛狀 s以潤滑桿體密封條(未示於圖）。由於潤滑液體所需的量較 低，所節訂來_外收人可用來抵銷維修費及停工期費用。 海浪此源轉換裝置3〇也包含一出口檢測閥49，係藉由一 官路50與空腔33之工作側39連接，使液體經由箭頭” a”的 私示方向由空腔33流過出口檢測閥49。一入口檢測閥5ι係 與出口檢測閥49及管路50並聯，使液體經由箭頭” B”的指 示方向流過入口檢測閥51再流入空腔33内。 一出口液壓累加器52係與出口檢測閥49並聯。一入口液 壓累加器53係與入口檢測閥51並聯。 租特別參閱第1圖所示，使用時，部份的海浪能源轉換裝 201124617 置3〇係設置於近岸的水域54上，例如：具有水面55及海平 面56的海洋。該液壓泵浦31係固定於基座37上，該基座37 係放置於錢54之躲57上，使絲壓mi可與基座π 枢接。該檢測闕49、檢測閥51及累加器47、52、53係位於 -液堡介面單元58上，且紐壓介面單元58躲岸邊。一液 麗介面58之高壓出—高歸道與—岸上工之高廢 入口連接，及一液壓介面58之低壓入口係藉一低壓管道與一 岸上工廠之低壓出口連接。 該浮力致絲44錄賴54+，时域54之波動及致 動器44之正浮力使它跟隨水波動作，使致動g 44被迫向上並 發力於繫繩45上，該繫繩45再施力於活塞38，使空腔33内 之活塞38向上朝泵浦本體32之頂f 35移動。當活塞38向上 移動時，空腔33之工作側39内之液體流經管路5〇及出口檢 測閥49並依箭頭Α的指示方向流出空腔33外。 部份液體之能量係經出口檢測閥46抽出且被儲存於出口 累加器52内’該出口累加器52令流動順暢的液體流過一由出 口檢測閥49及累加器52所構成的部份閉合回路液壓管路之高 壓部。液體流過周圍其餘的管路前，液體先依箭頭B的指示方 向流經一液壓管路之獨立分支倒流至泵浦31。 當在空腔33内之活塞38往上移動時’於閉合的隱藏側液 壓管路46之液體經由累加器47流經管路48再流入空腔33 之隱藏侧40内。該管路46内之液體係一高潤滑及低粘度液體。 17 201124617 ¥活塞38靠近泵浦本體32之頂壁％時，該工作側機械 阻尼器4〗抑制絲38之作動，以避免向上衝擊的活塞洲造 成活塞38縣浦本㈣補。_是，該工作麵械阻尼器 41可減少泵浦31及繫繩45在向上衝擊時的衝擊負載。 通過海浪能源轉換裝置3〇的波浪，使該浮力致動器私 根據活塞38的:’於閉合的》碰管路内及流回空腔 33之工作側39之液體流動力，係依照箭頭B的指示方向由流 丄入口仏;酬51及該官路50的液體所產生。部份的回流液體 =量係儲存於入σ累加器53，該入口累加器⑽令液體順暢的 流過閉合回路液壓管路之低壓部。 當空腔33内之活塞38往下移動時，於空腔33内之隱藏 側4〇之高潤滑及低枯度液體由空腔33經由管路48倒流至累 =47。理想地’該累加器47不提供任何液壓阻尼，但提供 簡單功能，例如：貯存器。 底壁時’該隱藏側機械阻尼器42抑制活塞38之作動，以避免 向下衝擊的活塞38造成活塞38及泵浦本體32損壞。特別是， 該隱藏侧機械阻尼器42可減少賴31及繫繩45在向下衝擊 時的衝擊負載。 每周期的波峰及波浪係反複流過海浪能源轉換裝置刈。 凊特別參閱第2圖所示，該海浪能源轉換裝置3〇可包含 數組與液壓介面單元58連接之錢31及_器44。 ^ 凊參閱第4騎示’一絲能源轉換裝置6Q係藉由波動/ 201124617 30。因 轉換波浪能量以吸取能量，其類似海浪能源轉換裝置 此’類似功能的海浪能源轉換裝置⑼及3_相同的元件符 號。 海浪能源轉換裝置60與海浪能源轉換裝置3〇不同之處在 ^海浪能源轉換裝置6〇能包含—工作侧液壓累加器Μ，該 ㈣係藉由管路5G與空腔33之工作侧39並聯，使液體 可在空腔33及工作侧液壓累加器61間流動。 此外’海域轉錄置6G包含—液齡酵⑽，复 ^隱藏側液編㈣、出口檢_ 49、人口檢測闕. 出口液壓累加器52、 厭 座累加器53及工作側液壓累加器 bl 〇 該液壓介面單元62包含—出心及—入口 . 悔線能源轉換 時可提做壓阻尼 1，加器61在活塞38向上衝擊 增加機械阻尼。鱗時軸由工作側機械阻尼41以 邊^面早兀62係與栗浦31及海浪能源轉換裳置6〇 之洋力致動器44-起設於岸邊。 轉換裳置6〇 請參閲第5圖所示，一海 轉換波伴旦、， 轉換裝置70係藉由波動/ 壓栗浦量’其包含—軸向液觀浦71，該液 7 ^己—限定空腔73之栗浦本體72。該泵浦本體72 包括一侧邊74,該侧純目士 汞浦本體72 肩邊74具有-項端，該頂端係藉由一頂壁 19 201124617 75閉合。一側壁μ之頂部76後 貝1化你較側邊74之低部77寬，使 腔室73之頂部78較腔室73之你# ^ 為n 又低。卩79窄小。該側邊74之頂 邰76包含一頂埠80及一底埠81。 基&絲人空腔73内，使活塞82將空腔73劃分為 ；"工作側83及—賴題，物编2可在空腔73内往復 動該活塞82包-頂部85及一寬低部86。與活塞82之低 P 6不同的疋’絲82之頂部奶係窄小的賴容入至空腔 73之頂。(5 78内’如第5圖所示。—凹邊π繞著活塞犯之頂 部85延伸。該凹邊87包括-垂直面88及-下斜面89。該凹 邊87可避免活塞82完全遮蓋頂埠8〇。 一密封條90，係介於活塞82及· %之間，該密封條 9〇可射懷騎人活塞8283及隱細84之間。 活塞桿91由活塞82延伸並且穿過泵浦本體72之頂壁 75之财’使桿91可隨著 82對縣浦本體72作往復移 動。一密封條92可限做體經由職75之開讀出空腔73 外。 工作側液壓累加器93係藉由一管路94與頂埠80連 接使液體可在空腔73之工作側83及工作側液壓累加器93 間往復流動。 s路95係與底埠81連接。高壓液體係依箭頭A之指 示方向由二腔73經由底埠81及管路％流出。且低壓液體係 可、’呈由底琿81及管路95依箭頭B的指示方向流入空腔73内。 20 201124617 〇月參閱第✓、圖所不，一閉合回·路海浪能源轉換裝置100 係藉由波浪作動/轉換波浪能量以提取能量，其係包含一液壓 負載’該液壓負載包含一佩爾頓渦輪1〇卜 海浪能源轉換裝置100也包含具有液壓泵浦31之海浪能 源轉換裝置60。泵浦31係經由海浪能轉換袭置100驅動满 輪101以抽取液體。 液壓控制器102係用以控制液體，該液體係由海浪能源 轉換裝置100藉由泵浦31抽取。尤其是，該控㈣⑽以海 浪能源轉換裝置1GG之縫部及低__液體之壓力及流 速。 抑一工制H 1G2之人口 1〇3係藉由—高壓管道⑽與液壓介 ，早讀之出口 63連接。-控制器⑽之出口 1〇5係藉由一 高壓管道Π)7與-渦輪m之入口⑽連接。一渦輪诎之出 口 108係错由一低壓管道m與控制器脱之入口⑽連接。 控制_之出口 m係藉由—低壓管道ιΐ2與液壓介面 62之入口 64連接。 閉合回路裝置之輔助物，例如第6圖所描述之裝置議， =科1全封_泵馳觀置。—控制運算法則，用以 =序上的液馳偏統之運作及海上波㈣置及液壓介面 m且推動及祕m，並可使人口及出叹浦壓 ^ _移），㈣#崎擊頂職部之衝擊力。 J並—同改善工廠動力輪出及減少泵浦的雜磨損。該 21 201124617 方法也將容_賴償’該__㈣由賴職_泵浦衝 擊以代替潮位變幅。 該裝置100在潮沙變化時，應保持浮力致動器内的水柱的 平均水位不變’這可藉由閉合回路控制裝置實現。 該控制運算法則係可選擇特殊地點，並且可合併有關當地 波浪動態及潮__資訊，並可提供波_換器在當地的最 佳運轉方法。例如，波能轉換器可配置西澳外海的海況，也可 配置歐财地及部份軸外海的海況。所有的地點可能具有不 同的潮位變《te及不同的波浪統計量。於特殊地點使用時，係以 特制的控制運算法則提供給一般相g的工薇及海上硬體，以優 化配置每個地區。 此外，匕也允許人工操作，或是偽造浮力致動器之浮力， k可藉由官理粟浦入口壓力以降低浮力致動器44之綜合物理 洋力而實現，此優點是’於小浪時的浮力致動器44亦可運轉 (向下作動）。出口壓力並不會更改浮力致動器之有效浮力，但 可用類似方式進行管理以確保在波浪範圍中運轉（向上作動）。 另外’它也允許液壓彈性度與繫繩的傳遞功能合併。該裝 置刚所需的剛度特性無法單獨藉由機械繫繩而實現，需藉由 液壓回路内的累加器提供液麼彈性以達到所需特性。 該裝置100可提供回收緩衝能量。裝置100之累加器可吸 收部份活塞作動緩衝期的缓衝能量。 上述每個特點可被裝置100個別或逐步應用。 22 201124617 亚且 丄述母個特點可應用於海浪能源轉 能源轉換妓外部祕，以抽取波動能量n s疋κ 於海浪能源轉換裝置或以下系統中具有： 他們可應用 1、可變化輸入力量之液壓泵浦； 2'可能因為液壓泉浦之極端動作所造成的損壞；以及 ^須於海浪能轉換裝置中補償的長期 /請參閱第7圖所示，-閉合回路海浪能源轉換裝置⑽ 係用於吸取波動/轉換波能，其包括一軸向液壓泵浦m，該 =m包括-具有挪123之泵浦本體122。該泵浦本體二 w側壁124 ’該側壁124具有—頂端，該頂端係藉由一頂 壁125閉合’及具有一末端’該末端係藉由-底壁126閉合， 底壁126侧於連接—基座(未示於圖）。 一活塞127係容入空腔123内，使該活塞127將空腔123 區^刀有一工作側128及一隱藏側129 ’使該活塞127可在空腔 123内前後滑動。一介於活塞127及側壁124㈤之密封條(未 示於圖），係可限制液體流過活塞127及工作側128與隱藏側 129 間。 " 一活塞桿130由活塞127延伸並且過泵浦本體122之頂壁 125之開孔，使該活塞桿13〇與活塞127可對應本體122作往 復移動。一密封條可限制液體由空腔123經開孔流出（未示於 圖）0 出口檢測閥131係經由一快速接頭132與空腔123之工 23 201124617 作側128連接。一入口檢測閥133係藉由快速接頭132與工作 侧128並聯。入口檢測閥133亦藉由一快速接頭134與空腔 123之隱藏側129並聯。一順序閥135係與出口檢測閥131及 入口檢測閥133並聯。 一液壓控制閥140係與出口液壓累加器141串聯。該液壓 控制閥140係與出口檢測閥131及順序閥135並聯。 一液壓控制閥142係與入口液壓累加器143串聯。該液壓 控制閥142係與順序閥135並聯。 一壓力感知器144係設於感測裝置12〇之高壓部，及一測 里液體流速之流量計145係設於裝置120内。 一對稱節流閥146係與流量計145串聯’及一壓力感知器 147 ’係可感測對稱來自對稱節流闊146之液體輸出壓力。 該對稱節_ 146係驅動-渦輪148並輸出液體，渦輪 148再驅動一抽水栗冷卻器149。 該渴輪148驅動一抽水栗150並輪出低壓液體，該抽水泵 150係用於冷卻倒流至_ 121之液體，並且流過一檢測闕 151 ’該檢測閥151係與順序閥135並聯。 液壓控制閥140及142、壓力感知器144及147、流量計 145/對稱節流閥146及順序閥135得'來自-部份控制器或控 制系統’用以控制閉合回路海浪能源轉換裝置運轉。 ^置120可提供溢出能量，也就是說，它可提供多餘的損 耗月t*里例如’假如渴輪148驅動一發電機以連接電網，而電 24 201124617 、周部故IV ’裝置⑽可她能量，㈣是使魏量旋轉滿輪 148。能量可經由裝置12〇錢浦空腔12〇運轉低壓而消耗， 雜由輯+的雜31，魏體31目顧加麟水而成為散 熱器。該順序閘135可省略渦輪148而運轉。 裝置30、60、70、100、120係在—閉合回路内運轉，以 容許所述眾多創新包括在内。 重要的是，在閉合回路模式下，該裂置的運轉係容許一普 遍的或標準化的硬體設定，以供全世界許多*同地區使用，每 個裝置的響應可即駐動靖，翁賊靖，⑽應不同的 海況及潮賴化…般而言，其原先職可能會發生的操作狀 況皆能適應在不同地區。 具有普遍的或標準的系統或泵浦組、浮力致動器、繫繩及 海浪能源轉換裝置的優點在於’製造這種設備能有效達成高生 產量進而降低成本。在現場gi置時’可藉紐制運算法則優化 母個裝置的没定，該控制運算法則係由閉合回路液壓系統操 作。每個地點可具有-自定義操作運算法則以控制液壓液體的 流動以響應當地的波浪及潮沙動力學。 參閱第8圖所示，一閉合回路海浪能源轉換裝置16〇係藉 由波動/轉換波能以抽取能量，其包括一軸向液壓泵浦161， 該泵浦161包含一具有空腔163之泵浦本體162。泵浦本體M2 包含一側壁164，該側壁164具有一頂端，該頂端係藉由一頂 璧165閉合，及一藉由底壁166以閉合之底端。該底壁166 25 201124617 係與一基座連接（未示於圖）’或是與海底的泵浦161連接。 一活塞167係容入空腔163内，使活塞167將空腔163 區分有工作侧168及一隱藏側169，使活塞167可在空腔163 内往復滑動。具一介於活塞167及側壁164之密封條（未示於 圖），以限制液體流過活塞167、工作側168及隱藏側169之 間。 -活塞桿170由活塞167延伸並穿過栗浦本體162之頂壁 165之·，使該活塞桿170與活塞167可對應栗浦本體脱

往復移動。-密封條(未示於圖）’可限制液體經由開孔由空腔 163流出。 I 系浦161也包含一出口檢測閥171，其係與果浦ΐ6ι之隱 藏側169連接。該檢酬171可避免液體朝栗浦ΐ6ι倒流。〜 雖然未示於圖，-浮力致動器係藉由—繫繩與活塞桿17〇 之頂端連接。 -調整紅作側液㈣加器172係藉由—管路⑺愈果浦 m之工作側i 68連接。一累加器！ 72係藉由_出口檢測間阢 與-出口顏累加器174連接，該檢測閥175係可防止液體朝 果浦161倒流。-可控制的出口檢測閥176係盘出口累加器 Π4及-熱傳導器177連接。—可控制人口檢測_係與一 入口檢測閥181連接，該入口檢測閱係歧浦i6i之工作側 168連接’避免液體流經工侧16δ或流出㈣⑻。—入口 液壓累加器182係藉由檢測閥181麵浦16ι之工作側⑽ 26 201124617 連接。一渦輪183及一檢測閥184與檢測閥176、熱傳導器 177、累加器178、檢測閥179及檢測閥18〇並聯。該渦輪 係用於驅動一發電機185。 一減壓閥186係與檢測閥176、熱傳導器177、累加器178 及檢測閥179並聯。運轉減壓閥186以防止裝置16〇之液壓回 路之高壓側過度加壓，該減壓閥186可為一可控制閥。 鎌測閥171係藉由—管路188與—排出/隱藏侧液壓累 加器187連接’並且也與一電動補給泵浦189連接。—檢測閥 190係與檢測閥181及累加器182並聯。該檢測閥19〇可避免 液體流入及避免液體往泵浦189流。 該泵浦189可抽取液壓液體，該液體係位於液壓回路之隱 藏側，該液壓回路包含累加器187，累加器187可倒流至液壓 回路之工作侧，該液壓回路之工作侧係與泵浦189之出口連 接。 請參閱第9圖所示，該發電機185可供給一充電裝置i9i 電力，該充電裝置191係與一外接電池充電模組192連接。該 充電裝置191及/或外接電池充電模組192係可供一電池I% 及194充電。一測試設備及控制系統/控制器丨％係由電池i93 供給電力。 複數個感測器196係與一個或多個控制器195之輸入端連 接。位於裝置160内之感測器196包含各類具有壓力、溫度、 及具有感測壓力、溫度及液壓液體流速之流量感測器。 27 201124617 出口檢測閥176、入口檢測閥18〇及電動補給栗浦⑽係 ”控制益195之輪出端連接，使控制器195可控制出口檢測間 人入口檢測閥18〇及栗浦189作動。控制器195可控制出 口檢測閥176、入π檢測謂及藉由感測器196感測栗浦⑽ 的回應壓力、溫度、流速。 +該減壓閥186亦可與控彻之輸出端連接，使該間186 可藉由控制器195控制其作動。 該控制器195可控制出口檢測閥m、入口檢測閥180、 泵浦189及/或減壓閥1δ6 ’使雜置⑽可抽取、轉換或轉 移-優化或趨近優化來自海域波動的能量。 液壓回路之可調式吸入及流出壓力在一定程度上可控制 活塞衝程。該活塞衝程的平均極限/活塞範圍可用來取代海浪 能源轉換裝置的範圍，例如裝置⑽具有_/姆平均控制 壓力（有效波高=G.45m ’ _翻，/—職不變海況之吸入 及流出壓力範圍之變化如圖1G所示。由此可看出，隨著吸入 最大值及勤範_少，活塞的最小位移細增加。對於其它 海況的類似圖表/圖形也可獲得。 該海浪能源轉換裝置⑽係一閉合回路海浪能源轉換震 置160 ’其可轉泵浦人σ及出口之適當壓力。當栗浦運轉 時，液伽路產生流量及壓力。該液壓回路賴力可藉由兩控 侧176、180控制；其中一控制閥(如出口檢泪例176)控制 28 201124617 一控制閥（如入口檢測閥18〇)控制泵

Π6、180係可遠程控制， 泵浦161的輸出壓力；另一 浦161的輪入壓力。這 土女役剌工具”。兩控制閥 以改變不同波浪狀態的壓力。對於 此海浪能源轉換裝置的配置，佩_渦輪係取代兩控制闕及熱 傳導器m ’並藉錄浦161作為消耗產生能量的工具。隱藏 侧169未有液體流動。一部分真空係在栗浦伸展時產生。假如 液體經由活塞密封條往内漏’該液體將經由排水孔及檢測闕 πι排出，以避免液體在泵浦/活塞167/活塞桿17〇伸展時倒 流入泵體161内。 該活塞桿/調整/工作侧液壓累加器172在優化的海浪能 源轉換裝置160中扮演重要的角色。累加器172之可調整的氣 體及體積，可控制流動功率。此外，它是閉合回路海浪能源轉 換裝置160之特色’其動力效應類似水錘，例如能量轉移效應 可藉由正確調整/工作側液壓累加器172、出口累加器174及 入口累加器182而緩和。此能量轉移效應可由一個或多個檢測 閥反彈而引起。 該減壓閥186可避免海浪能源轉換裝置ι6〇過度加壓。該 海浪能源轉換裝置160包括累加器172、174、178、182，該 泵浦161之活塞桿/工作侧168可儲存液壓能量且可控制壓力 變化。在液壓液體被重新加壓流入褒置160的主要液壓回路前 (例如：工作側），該排水/隱藏侧累加器187可儲存由栗浦或 29 201124617 系統内流出的液壓液體。該檢測閥171、175、179、181及184 可確保液壓液體流過液壓回路的正確方向。該調整/工作側液 壓累加器172位於粟浦出口檢測閥175前。以調整海浪能源轉 換裝置160及生產電力優化。 流經裝置160之液體可在柔軟及堅硬之間變化。在柔軟的 時候’係對應泵浦161最低負載，該減壓閥186係完全開啟使 相當比例的液體經由闊186抽出。在堅硬的時候，係對應果浦 161最高負載，該減壓閥186及入口檢測閥18〇係完全關閉， 且該出口檢測閥176係完全開啟。 使用小電池之泵浦（例如：電動補給泵浦189)，以吸回由 泵浦161之工作側168至泵浦161之隱藏侧169所流出之液體。 如圖9所示’所有工具/感測器196、檢測閥176、180及 回返/電動補給泵浦189與控制系統/控制器195部份連接。該 海浪能源轉換裝置160包含兩電池193、194。該主要電池(例 如：電池193)供應儀器及控制系統電力，控制系統包含工具/ 感測器196、檢測閥176、180及控制系統/控制器195。該第 二電池194係供應補給泵浦189及配套設備電力。 請參閱第11圖所示，一閉合回路海浪能源轉換裝置2〇〇 係用於抽取來自波動/轉換波能之能量，其包令—轴向液壓栗 浦201，該泵浦201包含一具有一空腔203之泵浦本體2〇2。 該泵浦本體202包含一具有頂端之側壁204，該頂端係藉由頂 壁205閉合，及一藉由底壁206閉合之底端。一基座係附著於 30 201124617 底壁206上（未示於圖），或穩固於泵浦201所位於之水域内。 一活塞207係容入空腔203内，藉由活塞207將空腔區分 .有一工作側208及一隱藏側209 ’且活塞207可在空腔内往復 滑動。一介於活塞207及側壁204間之密封條（未示於圖），係 可限制液體流過活塞207及工作側208與隱藏側209之間。 一活塞桿210係由活塞207延伸並且經由栗浦本體202 頂壁205之開孔穿出’該活塞桿210與活塞207係對應泵浦本 體202前後移動。一密封條(未示於圖），係可抑制經由開孔流 出空腔203之液體。 泵浦201亦包含一檢測閥211，其係與泵浦201之隱藏侧 209連接。 雖未示於圖，一浮力致動器係藉由一繫繩與活塞桿 之頂端連接。 一活塞桿/調整/工作侧液壓累加器212係藉由一管路213 與泵浦201之工作側208連接。累加器212係藉由一檢測閥 215與出口液壓累加器214連接。一可控制出口檢測闕216係 與出口累加器214及-渦輪或佩爾頓輪217連接，使流出檢測 閥216之液壓液體可驅轉渦輪或輪217。 該渦輪或輪217可與-發電機連接(未示於圖），使渦輪或 輪217之轉動可驅動發電機，使發電機生產或引起電能。該渴 輪或輪217之輸出或出口係與一貯存槽或貯存器217連接使 低壓液壓液體流出渦輪或輪217並依箭頭218之指示方向流入 3] 201124617 貯存器217。 琢肝存器係籍由一泵浦219、一 =、-檢測閥221及-管路213縣浦咖之工作側施： 接。該泵浦219係可被控制，可將液體抽出至栗浦謝。 間液壓累加器222係與泵浦201之工作侧咖連接，且與果浦 219及入口檢測閥220並聯。 …· 、一入口液«加H 223係與泵浦2〇1之工作側2〇8連接， 並與檢測閥221並聯。減朗224、225係與液壓回路之高壓 側連接’液壓回路之高壓側係與泵浦謝之工作側咖及= 回路之讎繼接4減_ 224及/_賴閥挪係可被 。該檢測閥221係藉由-管路227與—排水/隱藏側液㈣ 加器226連接，且亦與電動補給系浦228 it接…檢測閥2烈 係與泵浦228及貯存器217連接。該泵浦娜彳抽取累積在液 壓回路隱細之液驗體，練壓瞒之隱細包含由累加器 226倒流至貯存器217之液體，該貯存器217係位於液壓回路 之工作側，該液壓回路之工作侧係與泵浦228之出口連接。 裝置200的所有零件係設於截斷線230左邊，截斷線23〇 左邊係位於近海之水中，反之，裝置2〇〇截斷線23〇右邊的所 有零件係設於岸上。 雖然未示於第11圖，該裝置200也包含供應裝置2〇〇各 元件電力之工具。例如’若渦輪或佩爾頓輪217驅動一發電機 32 201124617 時’該發電機將供應充電裝置電力。該充電裝置與一充電電池 杈組可供裝置2〇〇的一個或多個電池充電，使裝置2〇〇之電池 . 可供應裝置200之各動力零件電力。 各氣體/充氣管路231係與累加器212、214、222、223、 226及一個或多個岸上可充氣體/天然氣資源連接。 如裝置160，裝置2〇〇也可包含一使用儀器及控制系統/ 控制器（未示於圖）。該控制器可藉由裝置200之電池提供電 力。 複數個感測器（未示於圖），係與裝置160之控制器的一個 或多個輸入端連接。位於裝置2〇〇内之感測器包含各類具有壓 力、溫度、及具有感測壓力、溫度及液驗體流速之流量减測 器。 口閥216、入口閥220、補給泵浦228、減壓閥224及/ ^咸壓閥225可藉由—控制器控制。該控制器可控制出口閱 閥220、補給泵浦228、減壓閥224及或減壓閥225 作動。且❹、之細與控彻之輸入端連接 。也就是說，該 5器可藉由各感測器所感測之壓力、溫度及流量控制出口閥 入口閥220、補給系浦228、減賴⑽及/或減 作相對回應。 該控制器可控制出口 _、入口閥22()、補給栗浦· 堅闊224及或減壓閥225，使該裝置200可抽取、轉換或轉 優化或接近優化能量’雜量係來自裝置·所處的海域波 33 201124617 動0 泵浦空腔203之工作側2〇8具有一獨立管線/管路/導管， 且該調整/王作嫩壓累加器212雜管路連接。轉水/隱藏 側液壓累加器226及電動補給栗浦228位於岸上以傳遞液體， 該液體係由泵浦201之隱藏側209至主液壓回路之入口管路漏 出，主液壓回路之入口管路係與泵浦2〇1之工作側連接。 該減壓闕224係與出口及主液壓回路之入口管路連接，主 液壓回路之入口管路係靠近栗浦2()1的岸邊末端回路。該減壓 閥224提供-安全裝置以對抗主液壓回路超壓。該減壓間找5 可設置或可核置，如果設置’係設於岸邊，以作為岸邊減壓 閥224之後備工具。 該液壓液體之出口水流/流量驅動該渦輪217，且消耗/低 壓液體係位於满輪217的出口，其液體係倒流入貯存/累積槽 217後再加麵倒流至泵浦2(n。設於岸上末端處之具有箭頭 標不的管路231皆可控制。可燃氣充入管路231内且各累加器 可按照岸上的控制算法而改變。 出口控綱216之功能可藉由一用於佩爾頓渦輪/輪217 之入口或茅閥來控制，在這種情況下，不再需要—獨立的出口 閥216 ’因為它被包含在佩爾頓渦輪/輪組合内。 清參閱第12圖所示’-閉合回路海浪能源讎裝置25〇 類似裝置200 ’係用於抽取來自波動/轉換波能之能量，但裝 置250係包括八組軸向液壓泵浦/波能轉換器(W£C)2〇卜各泵 34 201124617 浦2〇1具有一各別的調整/工作側晒加器212及檢測閥 215、221 ’並細2G1 W義連接省謂塑造 包含複數個塞托單元的全面系統。 各檢測閥215係與-歧管251連接，且各檢測_係與

It 251 哪咖214連接， 且該歧管252係與入口液壓累加H 223連接。 各泵浦201之隱藏侧可經由一個或多個管路及檢測闕 211與-個或多個排水/隱藏側液壓累加器226連接，且並亦 與一電動補給栗浦228連接，該泵浦228係經由一檢測闊挪 與裝置250之貯存器217連接。 各氣體/充氣管路231係以星號描述，並與裝置25〇之各 累加器212、214、222、223、226及-個或多個岸上可充氣體 /可燃氣之資源連接（未示於圖）。 裝置250之典型栗浦2〇1係可設置多組，但不會設置超過 三排。 泵浦201可為或可不為同一種泵浦。 典型的工薇/裝置如同第12圖所示，該裝置可包含在岸邊 相互連接並累積有液體之八組泵浦201，該液體可流至岸上的 渦輪/佩爾頓輪217。岸上的外部泵浦219可提供倒流至泵浦 之液體並驅動岸邊栗浦201之活塞向下。以第12圖所示，並 作為舉例。或者’渦輪/佩爾頓輪217可加壓於液壓液體使其 倒流至泵浦201，並驅動泵浦201之活塞向下。 35 201124617 I可操作的電力站可配置任意數量之波能轉換器之栗浦/ =座單元；其單元數量係由電力站的總功率輸出而決定。一尖 端波能轉換ϋ可視為任何波能轉換器，其為能量的單—點吸收 器。 ‘ 上述各種彡騎祕㈣及攸聽賴。該波能設備包 含一波能轉換器(WEQ，其係、利用一可發射液壓動力之波能轉 換器’如如塞托，塞托係波能轉換器的特殊類型。該波能轉換 器係在-閉合回路模式中運轉。該閉合回路包含一具有高廢設 備出口管路’及—低壓人口(倒流)液鮮路。雜體係於水中 的閉合回路内循環。流體提供轉移能量至岸上。流體藉由壓力 及流動轉移能量。此外，具有一移動能量的工具，係由岸上工 作液體經祕賊設備而移減量，像是—雌或壓力轉 換引擎。 該海浪能源轉換裝置可包括控制元件，該控制元件係位於 岸上及/或岸邊。該控制元件可包含調節壓力及流動的闕，該 閥係位於岸上的出σ及人口管路。此外，該控制元件可包含一 位於岸邊的減壓閥’其係位於入口及出口管路之間。該控制元 件也可包含位於岸邊壓蓄躲。此外，離制元件可包括 位於岸上的液壓累加器，其中之—係與出口管路連接，另外一 個係與入口管路連接。且’該控制元件可包含一位於岸上的減 麗閥’其係位於入口及出口管路之間。 該海浪能源轉換裝置可使用一控制運算法則以管理控制 36 201124617 元件。例如，假如控制元件包含液壓閥及可充填可然氣壓力的 累加器’該控制運算法則可用於控制它們。 S亥控制運算法則可實施一個或多個以下功能，或具有一個 或多個以下屬性： A、藉由塞托波能轉換器之累加器體積的變化（閥開啟或 閥閉合)之手段以調整機械剛度，藉由活塞之兩末端以開啟或 閉合；關閉活塞係指活塞將受到微動，因為液壓液體被迫在液 壓管路内逆向移動，因此累加器可在允許的範圍内被調整；開 啟活塞係指液體可在入口及出口管路間自由流動，且活塞作動 係依靠活塞本身的重量及外力影響下使活塞可自由移動； B塞托的泵浦的活塞之調整參考位置可在產生潮沙之深 水中慢慢調整。 C'波能轉換設備之控制元件調整係依據附近波浪測量儀 而即時輸人；例如’該裝置可記錄即時波浪高度、波浪週期、 波長範圍及其它任何細錄，鱗㈣為海況及任何可提供 即時資料給運算法則； D、 C步驟的調整設定係動力p為瞬間最大值； E、 C步驟的調整設定係動力p為瞬間最大值；例如，若 維修或檢查完鱗，可能產生令人滿意的情況； Γ、C步驟的調整設定係p大於一最小值&及一或然率 pm ; G、預先套用—模板F以限制控制元件3之值，其最大功 37 201124617 率係波能轉換器在時距!；傳送時； Η'該時距τ可為—變化範圍時距’該時距τε係由幾秒鐘 到幾分鐘顺小時；例如，縣海上健絲二十分鐘連續且 不規則的海況及三小時的不佳海況。 I、每個時距將與一單獨的模板，該模板以係定義一集合 工作點，且其施加的控制範圍為運算法則A; J'該控制運算法則A可包含一系列模板（例如r步驟的 模板呵’使每一模板一同提供最佳能量E隱輪出至最長及最 短之間的任-時距；因此，運算法則A永遠提供最大完整能量

Emax 9 十K、特殊運算法則A也可在運算法則墙漸移動，該運 算法則Αί包含元件，該特殊元件係具有以下-個或更多的情 況： a* —特殊地理位置； b. —特殊深水及深海測量術； c. —特殊波浪分類’例如：大浪、海上、平浪、岸邊或 综合以上之波浪； d·—年的特殊季節，例如：冬季及夏季； e•一波能轉換器之特殊結構； 波犯轉換器之特定物質結構，其包含一能量釋荷裝 置例如.所述申請專利中之塞托波能轉換器； S波讀換H之特定物雜態，健波能轉換器之使 38 201124617 用時間、使用狀況及使用歷史相對應； h.波能轉換器之任一結構變化; L年度主要海況，例如··西澳外海的花園島具有6至这 個海況；及 上一特殊安全/緊急狀態。 以上亦描述-海浪能源轉換裝置包含複數個相互連接之 波此轉換H ’且其與—組通狀口及出口管路朗而形成一如 上所述之閉合回路海浪能源轉換裝置。 海浪能源轉換裝置包含複數個波能轉換器，優化的運算法 則Α亦可侧波蝴姻算嶋i及她這此單 一波能機ϋ仰。請注意，複合單元不_在於，運算_ 與單一單元相比較，運算法則係藉由單元之間的液壓互動而被 一絲能轉棘置係爾财上料有根據—優化過 遽法而產生㈣法則4之驗能轉換裝置。 單點吸式波能賴H哺應，例如單—塞托單元可藉由功 精確料，其糾鱗辨原"理係 瞬間波鬲函數Η，瞬時週期油炎τ 叫波為Τ ’及瞬時波的傳播 3玄函數Ρτρ:為瞬時功率。 函數Ρ所產生_應可藉由下列方式實現： i.藉由激勵單-波能轉換器， ，、，、有一由脈衝列正弦波激 39 201124617 勵的已知週期T及振幅Η及由此產生的_測量功率p。 α在有限要素及/錢能態仿越财，藉由模擬輸 入至波1轉換n ’以精確描述這些魏辨的動力輸出。 上述過程產生_鱗的三維空間表_，以比對瞬時波 週及瞬時波高，俗稱權力矩陣。該權力矩陣係描寫系統的機械 響應’機械響應易受海況影響但可加哺制，如第3圖所示。 -假想正㈣線波祕時間之功率p _成，並於時間τ產生 平均能量，並树間τ釋放平均給—波高及—波週的既定 週期。 實際的海浪的波高及波週具有暫時性及空間概率性(隨機 性）變化。暫時性及空驗分佈函數制於表示這些變化的特 性以及它們之間的相關性。由此產生的分佈及觀察模型如同皮 爾森莫斯考維茲波譜，係輸出波高波譜分佈於單位頻率間隔 (波咼），單位為m/Hz。這些分佈函數的準確度可描寫並預 報典型的波況，該波況係在預定位置及年度預定時間，其取決 於當地真實的廣泛資料記錄或模擬數據。由資料所得的模範預 測力’使當地的廣泛的觀察資料或模擬資料具有較值得信賴的 統計標準。 波能轉換器的功率輸出統計預測性能於一預定地區及年 度預定時間係可獲得’其係由機械響應的迴旋(經由權力矩陣） 及波浪模型’因此’稱為迴旋函數。於時間τ的預期能量輪出 總和係經由迴旋函數的時間積分提供。 201124617

予個最大輸出，其係藉由波能轉換器提供能量。 若迴旋函數為穩固的， 的動力輸出，那廢 實施優化紐器的過程中，將㈣控制酬4及它們的 ^合控制奴點及控纖圍。優化驗財法學產生—控制法 則’其改魏能觀n讀麻件，使設備的輸丨能量可在時 距τ最小化。 用於產生優化濾'波器及衍生算法的方法如以下單一地區 之波況： 1·波能轉換器使用上述方法決定權力矩陣ρ。權力矩陣將 疋一海浪能源轉換裝置的狀態變量函數及時間函數。狀態變量 包括.出口及倒流回路的壓力及流量，及海浪能源轉換裝置的 充氣壓力及各累加器的體積。 ϋ·海況的最穩固波譜模型可由波能轉換器的實際位置決 定。上述方法中，最有可能的位置可藉由主要海況的固定數值 而描寫。 iii.具有權力矩陣的海況盤旋波譜密度。請注意，再此可 具有介於波高的狀態變量及波週間之天然相互關係。由此產生 的傳遞函數與單元的生產功率及波能轉換器的狀態變量有 41 201124617 關，也與料變化參财關。該函數可能受到_變化而結 合’以獲得波能轉換器在時距中所預測輸出的估計平均能量。 5亥估计能懿驗能轉換_的函雜化，該函數變化係由控制 運算法則管理，也可由海洋模式的參數而蚊，該海洋模式係 用於預測甘擾海洋波譜。 %執行複數優化能量函數(狀態變量）以找尋位置及實施 向量微積分及全球極值之技術’全球錄係標準程序，例 如牛頓-羅夫森關。這錄值分析技巧及㈣量優化將套用 這些相似的技巧及機械條件。 V.定義能量函數Emax的向量空間操作點及可靠的操作區 域，這將產生模板F。 vi.應用控㈣統轉移函數至狀_量喊生控制運算法 則A。 VU.執行控制運算法則之模擬以檢驗運算法則a及設定點 F之精確性及穩定性。 恤在不同海況時，重覆上述步驟^，以填補控制法則乂 所需的郎。錄體具有機械狀況的變化，職覆步驟i。 此運算法則的發展難及往後翻於波能觀器之重要 特性係可減發’也就是說，它具魏力可得知波能轉換器之 使用哥命。在-肢祕驗浪辑秘初雛赋可為非精 製，並且它__可信度可瞒_岐#，使波能轉換器 的運轉及一更詳細的海洋氣候統計圖可被建立。 42 201124617 此侍知能力係藉由在步驟ii給予的這些資訊並返回運算 法則之產生過程而實現。權力矩陣的啟發過程中具有一類似的 時機’可得知裝備的使用壽命並反饋至控制法則於i步驟的產 生過程。在這兩種情況下，啟發式的發展在波能轉換器的使用 壽命中引導一較完整的控制法則八及模板F在所有狀況下遭 遇時可將輸出能量優化。 上述5炎論及方法論可應用於相同的海浪發電薇或複數個 波能轉換器上。唯一的差異係狀態變量可被控制，因為工廠較 複雜；及 a、 相關角係與權力矩陣中的傳播有關； b、 於複數波能轉換器中，各單元之間具有相互效應；及 c、 海況的到達角的分配將必須包含模擬波浪。 關於優化的關係’討論係有益的。優化海浪能源轉換裝置 步驟為下： 1.首先’確定權力矩陣。 2·使用權力矩陣及一波浪模型發展及優化海浪能源轉換 襞置傳遞函數。 3.優化傳遞函數提供一特定地區使用的結實波譜模型。使 控制運算法則開始使用。

公式如下：Psys(W =Hsys( 0ύ ) * $ζ( ύΰ ) 、驅動波浪的裝置之泵浦係為不規則的輸入調節器，其意思 為裳置之泵浦係不規則驅動。因此，裝置需要被控制使輸出達 43 201124617 到取大值。優化it波奸控概置。海浪能源轉換裝置之參數 之設定係雜優化驗提供之製條。攸缝輯常不相同 或可變化，其係根據當地的裝置，或是季節，例如夏天及冬天 等。優化遽波器可藉由測試海浪能源轉換裝置獲得，而海浪能 源轉換裝置使料同參數及/或藉由使雌式。控繼置係依 據優化遽波n使能量在I置的功率曲線下達到最小化。 藉由這些技術加赠改及魏，使本發崎述，明顯不偏 離其中的精神及範圍。這些變化及修改可使熟知該技術領域的 人所瞭解，並視為在其所屬歧細之誠本發日种所陳述的 範圍之内。 由始至終的詳細說明與專利範圍除非文意另有所指” 包含”或變化的文？，例如”&含，，或，，包括，，將被理解並意味指 定的完整内容物體的組合’但並稍除任何其它内容物或 整體的組合。 由始至終的詳細說明與專利範圍，除非文意另有所指，術 語”大體上’’或”有關”將被理解因為術語之認定而不限於範圍 值。 本發明將被清楚瞭解’若本發明所指係習知公開技術，該 參考文獻係不被承認，在澳洲或其它國家係為常見一般的知識 技術領域之部份公開出版物。 【圖式簡單說明】 為了使本發難觀全瞭解及實施，II由紐的具體化並 44 201124617 參照附圖描述，其中 轉換裝置第一實施例之示意圖； =圖所示係雜能源轉換裝置第二實施例之示意圖； 立圖斤丁係如第1、2圖所示之海浪能源轉換裝置部份 =圖’其包括裝置之轴向液壓果浦之剖示側視圖； =圖所示係海浪能源轉換裝置第三實施例之示意圖，並 已3裝置之轴向液縣浦之剖示側視圖； 岡.第5圖所示係海浪能源轉換裝置第四實施例之剖示側視 圖， 第6圖所示係海浪能源轉換裝置第五實施例之示意圖，其 包括裝置之轴向液㈣浦剖示側視圖； 第7圖所示係海浪能源轉換裝置第六實施例之示意圖，其 包括裝置之軸壓泵浦剖示側視圖； 第8圖所示係海浪能源轉換裝置第七實施例之示意圖，其 包括裝置之麵液絲浦剖示側視圖； 第^圖卿魏壓姻儀狀控㈣統之示意圖，及如第 八圖所不之海浪能轉換錢電池充電系統； 第10圖所不係如第8、9圖所示之海浪能源轉換裝置之活 塞位移範g及各人p與心壓力範圍； 第U圖所示係海浪能源轉換裝置第八實施例示意圖，其 包括裝置之軸向液壓泵浦之剖示側視圖；及 第丨2圖所示係海浪能源轉換裝置第九實施例示意圖。 45 201124617 【主要元件符號說明】 閉合回路海浪能源轉換裝置30 轴向液壓泵浦31 泵浦本體32基座37 浮力致動器44 繫繩45 管路48 水域54 水面55 海平面56 海床57 液壓介面58 工廠59 活塞桿43 空腔33 工作侧39 頂壁35 側壁34 工作側機械阻尼器41 隱藏側機械阻尼器42累加器47 液壓管路46 出口檢測閥49 入口檢測閥51 出口液壓累加器52 入口液壓累加器53 管路50 箭頭A 箭頭B活塞38 隱藏側40底壁36 海浪能源轉換裝置60 工作側液壓累加器61 液壓介面單元62 出口 63 入口 64 海浪能源轉換裝置70 軸向液壓泵浦71空腔73 泵浦本體72 側邊74 頂壁75 頂部76 低部77 頂部78 低部79 頂埠80 底埠81 活塞82 工作侧83 隱藏侧84 頂部85 低部86 凹邊87 垂直面88 下斜面89 密封條90 活塞桿91 密封條92 工作側液壓累加器93 管路94 工作側液壓累加器93 管路95 閉合回路海浪能源轉換裝置100 佩爾頓渦輪101。 46 201124617 液壓控制器102 入口 103 高壓管道104 出口 105 高壓管道107 入口 106 出口 108 低壓管道110 入口 109 出口 111 低壓管道112 閉合回路海浪能源轉換裝置120 軸向液壓泵浦121 空腔123 泵浦本體122 側壁124 頂壁125 底壁126 活塞127 工作側128 隱藏側129 活塞桿130 出口檢測閥131 快速接頭132 入口檢測閥133 快速接頭132 入口檢測閥133 快速接頭134 順序閥135 液壓控制閥140 出口液壓累加器141 液壓控制閥142 入口液壓累加器143 壓力感知器144 流量計145 對稱節流閥146 壓力感知器147 渦輪148 抽水泵冷卻器149 抽水泵150 閉合回路海浪能源轉換裝置160 軸向液壓泵浦161 空腔163 泵浦本體162 側壁164 頂壁165 底壁166 活塞167 工作側168 隱藏側169 活塞桿170 出口檢測閥171 工作側液壓累加器172 管路173 出口檢測閥175 出口液壓累加器174 出口檢測閥176 熱傳導器177 入口檢測閥180 入口檢測閥181 入口液壓累加器182 渦輪183 檢測閥184 47 201124617 發電機185減壓閥186 管路188 排出/隱藏側液壓累加器187電動補給泉浦189 檢測閥190充電裝置191外接電池充電模組192 電池193、194控制系統/控制器195 感測器196 閉合回路海浪能源轉換裝置200 軸向液壓泵浦201 空腔203 泵浦本體202 側壁204 頂壁205 底壁206 活塞207 工作侧208 隱藏側209 活塞桿210 檢測閥211 活塞桿/調整/工作側液壓累加器212 管路213 檢測閥215出口液壓累加器214 可控制出口檢測閥216 佩爾頓輪217 箭頭218 栗浦219 可控制入口檢測閥220 檢測閥221 液壓累加器222 入口液壓累加器223 減壓閥224、225 管路227 排水/隱藏側液壓累加器226電動補給泵浦228 檢測閥229 截斷線230 氣體/可然氣充氣管路231 閉合回路海浪能源轉換裝置250 歧管251 48

Claims (1)

1. 201124617 七、申請專利範圍： 1. 一種轉換波浪能量之海浪能源轉換裝置，係一閉合回路的海 浪能源轉換裝置’海浪此源轉換裝置包含一藉由海浪能源轉 換裝置抽取液體之泵浦，及一控制液體流動之控制元件。 2. —種控制波能裝置之海浪能源轉換裝置，包含：一波能轉換 器’係利用具有液壓動力發射之波能轉換器，該轉換器係 以一閉合回路模式作動，閉合回路包含一高壓設備出口管路 及-低壓人π液體管路’液體时作為基礎並於閉合回路内 循環，液體並提供能量傳遞至岸上，液體經由壓力及流量傳 輸能量’及一藉由液壓機械設備以傳遞岸上工作液體能量之 工具，該機械設備可為一渦輪或壓力轉換引擎。 3. 如申請專利範’ 2項所述之控做絲置之海浪能源轉 換裝置，其中，該海浪能源轉換裝置包含岸上及海上控制元 件。 4. 如申請專娜圍第3項所述之控制波錄置之海浪能源轉 換襄置’其中，該控制元件包含：可調節岸上的出口管路及 入口苔路的壓力及流量之調節閥、一介於入口及出口管路間 之海上減壓閥、一位於海上之液壓累加器，及一位於岸上之 液壓累加器，其中一液壓累加器與出口管路連接，另一液壓 累加器與入口管路連接，及具一介於入口及出口管路之間且 位於岸上之減壓閥。 5. 如申請專利範圍第4項所述之優化控制波能裝置之海浪能 49 201124617 源轉換裝置，其中’具一控制運算法則，用於控制複數個液 壓閥及累加器之充氣壓力。 6·如申請專利範圍第5項所述之控制運算法則，其中，該運算 法則可完成一個或多個以下功能或具有一個或多個以下屬 性： A、藉由塞托波能轉換器之累加器體積的變化（閥開啟 或閥閉合）之手段以調整機械剛度，藉由活塞之兩末端以開 啟或閉合，關閉活塞係指活塞將受到微動，因為液壓液體 被迫在液壓管路内逆向移動，因此累加器可在允許的範圍 内被調整’開啟活塞係指液體可在入口及出口管路間自由 流動’且活塞作動係依靠活塞本身的重量及外力影響下使 活塞可自由移動； B、塞托的泵浦的活塞之調整參考位置可在產生潮汐之 深水中慢慢調整； C、 波能轉換設備之控制元件調整係依據附近波浪測量 儀而即時輸入；例如’該裝置可記錄即時波浪高度、波浪 週期、波長範圍及其它任何相關參數，該參數係為海況及 任何可提供即時資料給運算法則； D、 C步驟的調整設定係動力P為瞬間最大值； E C步驟的調整設定係動力p為瞬間最大值；例如， 若維修或檢查完成時，可能產生令人滿意的情況； F、C步驟_整設定係p大於_最小值Pm及一或然 201124617 率Pm ; G、預先套用—模細以限制控制元件之值，其最大功 率係波能轉換器在時間間隔τ傳送時； 該時距τ可為一變化範圍時距花，該時距花係由 幾秒鐘到幾分鐘顺小時；例如，鮮海上作業係在二十 分鐘連續且不規則的海況及三小時的不佳海況。 I、母個時距τε將與—單獨賴板，該模板以係定 義-集合jl作點’且其施加的控制翻為運算法則A ; J該控制運算法則A可包含一系列模板Ρε(例如j步驟 的模板FS)，使每一模板一同提供最佳能量Ε麵輸出至最長 及最短之間的任-時距；因此，運算法·永遠提供最大完 整能量£_; Κ、特殊運算關a也可在運算法則义漸漸移動，該 運算法則夂包含元件，該特殊元件係具有以下一個或更多 的情況： a. —特殊地理位置； b. —特殊深水及深海測量術； c. 一特殊波浪分類，例如：大浪、海上、平浪、岸邊 或综合以上之波浪； 土 一年的特殊季節，例如：冬季及夏季； e. —波能轉換器之特殊結構； f_ 一波能轉換器之特定物質結構，其包含一能量釋荷 51 201124617 聚置’例如：所述申請專利中之塞托波能轉換器； g. 一波能轉換器之特定物理狀態，係與波能轉換器之 使用時間、使用狀況及使用歷史相對應； h. 波能轉換器之任一結構變化； I年度主要海況，例如：西澳外海的花園島具有6至 8個海況；及 j· 一特殊安全/緊急狀態。 7. 如申4專利細第2或3或4或5項之海浪能源轉換裝置， 其中，該海浪能轉換裝置包含複數她互連接之波能轉換 裔’並且與-具有共同的入口及出口管路形成的閉合回路系 統並聯。 8. 如申請專利範圍第5或6項所述之海浪能源轉換裳置，其 中，該運算法則之優化亦可侧波長範圍，運算法則及模板 係不同於單-波能轉換H，㈣力單元與單—單元的差別在 於，多動力單元的運算法酿單—單元祕受控，其藉由介 於单元間之液屋介面控制。 9. 如申請專利細第5或6項所述之海浪能轉換裝置，其 中，該運算法則A,·係依據一最佳濾波法。 '、 W· —海浪能源轉換裝置包含： -液黯浦’其包含-具有空腔之栗浦本體；及一活 塞，係將空腔區別為一工作側及一隱藏侧；及 一隱藏側液壓累加器，係與空腔之隱藏側連接。 52 201124617 11. 一種海浪能源轉換裝置，係包含： 一液壓泵浦，係包括一具有空腔之泵浦本體，且以一活 塞將空腔區別為一工作側及一隱藏側；及 一工作侧液壓累加器，係與空腔之工作側連接。 12. —種海浪能源轉換裝置，係包含： 一液壓泵浦，係藉由海浪能源轉換裝置以循環液體；及一用 於控制海浪能源轉換裝置之液壓控制器。 53