TWI542783B - 液壓裝置 - Google Patents

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TWI542783B TW099139227A TW99139227A TWI542783B TW I542783 B TWI542783 B TW I542783B TW 099139227 A TW099139227 A TW 099139227A TW 99139227 A TW99139227 A TW 99139227A TW I542783 B TWI542783 B TW I542783B
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勞倫斯 朱魯 曼
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Description

液壓裝置
本發明係涉及一種液壓裝置藉由波動抽取能量。
藉由波動以抽取能量之液壓裝置係為已知的。例如國際公開專利所揭露出的裝置：塞托(CETOTM)科技所申請之案號PCT/AU2006/001187及PCT/AU2007/001685可納入本發明參考。
習知藉由波動以抽取能量之液壓裝置，係包含：一基座，係設於一水域之海床；一軸向液壓泵浦係設於基座上，使泵浦可與基座樞接；一泵浦之活塞桿係藉由一繫繩與浮力致動器連接。波動及浮力致動器之正浮力導致它跟隨水干擾的而動作，使浮力致動器被迫向上，且施加力量於繫繩上，並在來自泵浦進入歧管之壓力下，經由單向閥排出液體。在波谷通過期間，浮力致動器因泵浦活塞之重量以及來自泵浦入口壓力的力量而下沉，並灌注泵浦用以備妥下次浮力致動器的上推力。
裝置係設計成以閉合迴路模式運轉，在此模式中處於高壓狀態之液體藉由液壓泵浦被抽取至岸上，能量被萃取成有用的機械功，且該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。
另一種習知液壓裝置係與上述習知裝置相似，除了它包含整齊陣列之液壓泵浦，及整齊陣列之浮力致動器，各浮力致動器係與各泵浦之活塞桿拴繫連接。
上述習知裝置通常需要特別訂做，以用在與某一特定地點相關的特定狀況下運作，其包含波浪狀況以及該地點相關之潮汐變化。這通常不僅牽涉到大量製造特別設計用於特定地點的非標準硬體設備，而且亦涉及以適合於該地點之特殊方式來配置硬體設備用以作動。
設計及製造諸如此類之非標準硬體工具的需求意味著其係難以使製造過程有效率，而達成低成本高生產量。
在這種背景及問題及相關困難下，遂有本發明產生。
本發明之目的係用於克服，或至少改良一個或多個上述習知技術之缺點，或係用以提供消費者做有用的或商業性的選擇。
本發明之另一目的及優點係由下列結合附圖之描述而更為清楚，其中，經由圖示及舉例之說明，以揭露本發明之較佳實施方式。
依據本發明之第一主要特徵，在此提供一轉換海浪能量之閉合迴路液壓裝置。該裝置包括：一泵浦，用以抽吸液體通過該裝置，該泵浦包括一具有一空腔之泵浦本體，及一活塞，該活塞將空腔分割為工作側與隱藏側；一被連結到活塞的浮力致動器；一入口，該入口係被連結到空腔工作側，致使液體可從入口流進空腔的工作 側；一出口，該出口係被連結到空腔的工作側，致使液體可從空腔的工作側流到出口；及一液壓控制器，該控制器藉由控制入口及出口的液體壓力來控制泵浦，以便對應潮汐變化及/或海洋狀態，使泵浦的輸出最優化，在入口及出口之液體壓力係依據一控制運算法而受控制，其中，該控制運算法係依據一最佳濾波器方法所產生的整套運算法所制訂，而且其中之最佳濾波器及控制運算法係由以下的步驟所產生：
(i)決定一幕次矩陣。
(ii)為海洋狀況決定一最強韌的波譜模式，該模式係適用於裝置的實體位置。
(iii)將海洋狀況波譜密度與幕次矩陣一起運算，得一結式傳遞函數。
(iv)執行能量函数的多參數最佳化，該函數係來自於隨時間累計之傳遞函數的總和。
(v)定義能量函數的向量空間操作點及可靠的操作區域，用以產出模組。
(vi)應用一控制系統傳遞函數以說明該裝置之變數，用以產出控制運算法
(vii)運算一模擬之控制運算法以查核該運算法及該點模組之精確度與穩定性；以及
(viii)根據需要，以不同的海洋狀況重複步驟(i)及(vii)，用以填補必要的控制運算法的空間。
第一較佳形式液壓控制器包括：一入口液壓累加器；一輸入液壓控制閥，該控制閥被連結到入口及一入口液壓累加器；一出口液壓累加器；一輸出液壓控制閥，該控制閥被連結到出口及出口液壓累加器；一連續閥，該閥被連結到入口及出口；一第一出口壓力轉換器，該轉換器被連結到出口；一流量計，係被連結到出口；一比例控制節流器，係被連結到流量計；以及一第二出口壓力轉換器，該轉換器係被連結到比例控制節流器。
第二較佳形式液壓控制器包括：一工作側液壓累加器，該累加器被連結到空腔的工作側；一出口液壓累加器，該累加器被連結到出口；一入口液壓累加器，該累加器被連結到入口；一出口閥，該閥被連結到出口；一入口閥，該閥係被連結到入口；一減壓閥，該閥係被連結到出口及入口閥；一中間液壓累加器，該累加器係被連結到入口閥；一控制系統；及多數個感測器，其中控制系統可用來控制出口閥及入口閥，以響應感測器的輸出。
第三較佳形式液壓控制器包括：一工作側液壓累加器，該累加器係被連結到空腔的工作側；一出口液壓累加器，該累加器係被連結到出口；一入口液壓累加器，該累加器係被連結到入口；一減壓閥，係被連結到出口及入口；一出口閥係被連結到出口；一入口閥係被連結到入口；及一中間液壓累加器，該累加器係被連結到入口閥。
液壓控制器亦包括另一減壓閥，該減壓閥係被連結到出口及入口為佳。
液壓控制器亦包括：一控制系統；及多數個感測器，其中控制系統可控制出口閥、入口閥及減壓閥，以響應感測器的輸出為佳。
感測器以包括壓力、溫度及流量感測器為佳。
一氣體灌注器，係併列於工作側液壓累加器、出口液壓累加器、入口液壓累加器及中間液壓累加器，上述累加器會依據控制運算法而有所差異。
出口閥係以一佩爾頓水輪機(Pelton wheel)專用之矛式閥(a spear valve)為佳。
裝置更進一步以下列組成為佳：多數個泵浦，用以抽取液體通過裝置；多數個浮力致動器，係被連結到這些泵浦的活塞；多數個入口，係被連結到這些泵浦空腔的工作側；及多數個出口，係被連結到這些泵浦空腔的工作側；以及液壓控制器包括多數個工作側液壓累加器，該累加器係被連結到這些泵浦空腔的工作側。
這些泵浦係以整齊陣列，以不超過三列深為佳。
這些泵浦係以相同一致的泵浦為佳。
控制運算法被調諧以提供最大的整合能量為佳。
假若整體的控制運算法或控制運算法的空間有包括機械/裝置狀態差異者，以如同步驟(viii)的部分重複步驟(i)為佳。
控制運算法的產生以經驗式(heuristic)為佳。
最佳化係由下列達成為佳：決定一幕次矩陣。
發展和最佳化控制系統傳遞函數，係應用幕次矩陣及一波浪模式；以及最佳化特定實體地點的傳遞函數，係使用一強韌的物理波譜模式在該實體地點上。
依據本發明之第二主要特徵，在此提供一方法用以產生一最佳濾波器及一整套控制運算法，以用於一轉換波浪能量之閉合迴路液壓裝置，該方法由下列步驟組成：
(i)決定一幕次矩陣。
(ii)為海洋狀況決定一最強韌的波譜模式，該模式係適用於裝置的實體位置。
(iii)將海洋狀況波譜密度與幕次矩陣一起運算，得一結式傳遞函數。
(iv)執行能量函數的多參數最佳化，該函數係來自於隨時間累計之傳遞函數的總和。
(v)定義能量函數的向量空間操作點及可靠的操作區域，用以產出模組。
(vi)應用一控制系統傳遞函數以說明該裝置之變數，用以產出控制運算法。
(vii)運算一模擬之控制運算法以查核該運算法及該點模組之精確度與穩定性；以及
(viii)根據需要，以不同的海洋狀況重複步驟(i)到(vii)，用以填補必要的控制運算法的空間。
假若整體的控制運算法或控制運算法的空間有包括機械/裝置狀態差異者，以如同步驟(viii)的部分重複步驟(i)為佳。
控制運算法的產生以經驗式(heuristic)為佳。
最佳化係由下列達成為佳：
(i)決定一幕次矩陣。
(ii)發展和最佳化控制系統傳遞函數，係應用幕次矩陣及一波浪模式；以及
(iii)最佳化特定實體地點的傳遞函數，係使用一強韌的物理波譜模式在該實體地點上。
該轉換波浪能量之閉合迴路液壓裝置以包含液壓裝置為佳，係依據本發明之第一主要特徵。
根據本發明之第三主要特徵，提供一方法，用以控制液壓裝置，係依據本發明之第一主要特徵。
依據本發明之第四主要特徵，在此提供一種獲得一最佳濾波器以控制液壓裝置之方法，係依據本發明之第一主要特徵。
依據本發明之第五主要特徵，在此提供一種包含一泵浦用以抽取液體通過該裝置之液壓裝置，及一控制液體流動之控制元件。
依據本發明之第六主要特徵，在此提供一種控制液壓裝置之方法，係根據本發明之第五主要特徵，該方法包含以下步驟： 操作裝置之泵浦以抽取液壓液體通過該裝置；及控制該控制元件用以控制液體流動。
泵浦為一軸向液壓泵浦為佳。
控制元件係一出口閥、入口閥、累加器及/或減壓閥為佳。
該裝置亦包含一出口止回閥為佳。
該裝置亦包含一入口止回閥為佳。
該裝置亦包含一桿/調整/工作側累加器為佳。
該裝置亦包含一隱藏側累加器為佳。
該裝置亦包含一出口累加器為佳。
該裝置亦包含一入口累加器為佳。
該裝置亦包含一感測器為佳。
該裝置亦包含一控制器為佳。
該裝置係一閉合迴路液壓裝置為佳。
該液壓裝置係用以抽取波動/轉換波能之能量為佳。
依據本發明之第七特徵，在此提供一系統，用以控制及優化一海浪能量裝置，其包含：一波能轉換器，係利用一具有液壓動力外送器之波能轉換器，轉換器係於閉合迴路模式中運轉，該閉合迴路包含一在高壓之設備出口管路及一在實質上低壓之入口液體管路，於閉合迴路內循環之液體基本上係為水，液體轉移能量至岸上，液體經由壓力與流力以傳送能量，及一用以轉移岸上工作液體能量之工具，其係藉由一水力機械設備轉移，例如一渦輪或壓力互換引擎。
該系統包含岸上及海上之控制元件為佳。
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止回閥；一離岸減壓閥，其位於入口及出口管路之間；位於離岸之液壓累加器；及位於岸上之液壓累加器，其中之一與出口管路連接，另一個與輸入管路連接；及一減壓閥，其位於岸上之入口及出口管路之間。
一控制運算法用於控制累加器之內之多數個液壓閥及氣體壓力灌注器。
根據本發明第八主要特徵，在此提供一用於系統之控制運算法，其係根據本發明第五主要特徵。該控制運算法以可執行一個或多個以下函數或具有一個或多個以下屬性為佳：
A、藉由介於，且包括，限制活塞和自由活塞這二個極端之間的塞托波能轉換器(CETOTM WEC)之累加器容積的變化(閥開啟或閥閉合)之方法以調整機械剛度；限制活塞係指活塞將經驗最小作動的情況，因為液壓液體被迫在液壓迴路內逆向作動，其作動係在調整累加器(the tuning accumulator)所允許的範圍內；自由活塞係指液體可在入口及出口迴路間自由流動，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、就塞托的波能轉換器(CETOTM WEC)而言，調整泵浦的活塞之基準位置以適應緩慢的水深變化，其水深係可產生潮汐之深水。
C、依據附近波浪測量儀之即時輸入調整波能轉換設 備之控制元件；該裝置可記錄即時波浪高度(H)、波浪週期(T)、波長範圍(θ)及其它任何相關參數，該參數係為海況及任何可提供給運算法之即時資料；
D、調整C步驟的設定使功率P為瞬間最大值；
E、調整C步驟的設定使功率P為瞬間最小值；若維修或檢查完成時，可能產生此一令人滿意的情況；
F、調整C步驟的設定使P大於一最小值Pm以對應一或然率pm；
G、套用一預先設定之模組F以限制控制元件之值，其在時距τ時使一波能轉換器(WEC)輸送的總功率最大量化；
H、該時距τ可為一多變化的時距範圍，該時距τε係由幾秒鐘到幾分鐘到幾小時；例如，標準海上作業實務，以連續且不規則的海況而言係為二十分鐘，而以極不佳海況而言係為三小時。
I、每個時距τε將與一獨特的模組F ε相關聯，該模板Fε為運算法A定義一裝置操作點，且由運算法A行使控制範圍；
J、該控制運算法A可包含一系列如步驟I中之模組F ε，使每一模組相配合以提供在最長及最短之間的任一時距之最佳能量輸出Emax；即，運算法A總是被調節以提供最大整合能量；其運算式如下
K、特殊運算法A也可從整體運算法Ai獲得，該整體運算法Ai包含一個或多個下列狀況所獨有之元素：
i.一特殊地理位置；
ii.一特殊深水及海深(測量術)；
iii.特殊波浪活動分類，例如：高能的、離岸的、平緩的、向陸的或以上之綜合；
iv.一年的特殊時間，例如：冬季、及夏季；
v.一波能轉換器之特殊結構；
vi.一波能轉換器之特定物理結構，其包含一能量釋除機制，如在申請專利中之塞托(CETOTM)波能轉換器之申請書所述；
vii.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；
viii.波能轉換器之任一結構變化；
ix.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
x.一特殊安全/緊急狀態。
依據本發明之第九主要特徵，在此提供一系統，該系統包含一整齊陣列相互連接之波能轉換器，其與一組通用的入口及出口管路並聯形成一閉合迴路系統，其係依據本發明第七至第八項之任何一項特徵。
依據本發明之第十主要特徵，在此提供一系統，其係依據本發明之第九主要特徵，其中，優化的運算法A亦可偵測波長範 圍；該運算法Ai及模組Fε係與這些單一波能轉換器明顯不同；請注意，相較於單一機組，運算法之不同處係複合機組係藉由機組之間的液壓互動而被控制。
依據本發明之第十一主要特徵，在此提供一系統，其係依據本發明第七至第十項之任何一項主要特徵，其中，運算法Ai係依據一最佳濾波器方法所產生。
依據本發明之第十二主要特徵，在此提供一液壓裝置，其包含：一液壓泵浦，係包含一具有空腔之泵浦本體；及一活塞，係將空腔區分為一工作側及一隱藏側；及一隱藏側液壓累加器係與空腔之隱藏側連接。
該隱藏側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。
該裝置亦包括一閉合隱藏側液壓回路為佳，其係包含隱藏側液壓累加器與空腔之隱藏側。
該裝置亦包含一液體，其可在隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏側流動為佳。
該液體係一高潤滑液體為佳。該液體係一低粘度液體為佳。
該裝置亦包含一與活塞固接之隱藏側機械阻尼器為佳。該隱藏側機械阻尼器係一彈性阻尼器為佳；或者，隱藏側機械阻尼器係一彈簧。
該裝置亦包括一與活塞固接之工作測機械阻尼器為佳。該工作側機械阻尼器係一彈性阻尼器為佳；或者，該工作側機械阻尼器係一彈簧。
該裝置也包括一與空腔之工作側連接之工作側液壓累加器為佳。該工作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。
該裝置可包含一與空腔之工作側連接之出口止回閥，及一與出口止回閥並聯之入口止回閥。於某些實施例中，入口止回閥係與空腔之隱藏側連接。該裝置也包含一與出口止回閥並聯之出口液壓累加器為佳。該裝置包含一與入口止回閥並聯之入口液壓累加器為佳。
該裝置亦包含一液壓介面單元，其包含出口止回閥、入口止回閥、出口液壓累加器及入口液壓累加器為佳。該液壓介面單元亦包括隱藏側液壓累加器為佳。該液壓介面單元亦包括工作側液壓累加器為佳。該液壓介面單元亦包含一減壓閥為佳。
該裝置亦包括一與出口止回閥及入口止回閥連接之液壓控制器為佳。該液壓控制器包含一減壓閥為佳。該裝置亦包含一高壓管路，其與液壓控制器及出口止回閥連接為佳；及一低壓管路，係與液壓控制器及入口止回閥連接為佳。該裝置亦包含一與液壓控制器連接之液壓負載為佳。
該裝置係一閉合迴路液壓裝置為佳。
該裝置係用於抽取波動/轉換波能為佳。於一特定形 式中，該裝置亦包含一與活塞拴繫連結之浮力致動器。
根據本發明之第十三主要特徵，在此提供一液壓裝置，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側之活塞；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。
該裝置亦包含一與活塞固接之工作側機械阻尼器為佳。工作側機械阻尼器係一彈性阻尼器為佳。或者，工作側機械阻尼器係為彈簧。
該裝置亦包含一與活塞固接之隱藏側機械阻尼器為佳。隱藏側機械阻尼器係一彈性阻尼器為佳。或者，隱藏側機械阻尼器係為彈簧。
該裝置亦包含一隱藏側液壓累加器為佳。隱藏側液壓累器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。
該裝置亦包含一閉合隱藏側液壓回路為佳，其包括隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏側。
該裝置亦包含一液體為佳，其可在隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏側之間活動。該液體係為一高潤滑液體為佳。該液體係為一低粘度液體為佳。
該裝置亦包含一與空腔之工作側連接之出口止回閥，及一與出口止回閥並聯之入口止回閥為佳。於某些實施例中，入口止回閥可與空腔之隱藏側連接。該裝置亦包含一與出口止回閥並聯之出口液壓累加器為佳。該裝置亦包括一與入口止回閥並聯之入口液壓累加器為佳。
該裝置亦包括一液壓介面單元，其包括出口止回閥、入口止回閥、出口液壓累加器及入口液加累加器為佳。該液壓介面單元亦包括隱藏側液壓累加器為佳。液壓介面亦包含工作側液壓累加器為佳。該液壓介面單元亦包含一減壓閥為佳。
該裝置包含一與入口止回閥及出口止回閥連接之液壓控制器為佳。該液壓控制器包括一減壓閥為佳。該裝置亦包含一高壓管路，其將液壓控制器連接至出口止回閥，且包含一低壓管路連接，其將液壓控制器連接至入口止回閥為佳。該裝置亦包含一與液壓控制器連接之液壓負載為佳。
裝置係為一閉合迴路液壓裝置為佳。
該裝置係用以抽取能量，其係來自波動/轉換波能為佳。於一特殊較佳形式中，該裝置亦包含一與活塞拴繫連接之浮力致動器。
根據本發明之第十四主要特徵，在此提供一液壓裝置，其係包含一液壓泵浦，用以循環液體經過裝置，及一用來控制裝置之液壓控制器。
該液壓泵浦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側之活塞為佳。
該裝置包含一與空腔之隱藏側連接之隱藏側液壓累加器為佳。該隱藏側液壓累加器係與空腔之隱藏側並聯為佳。或者，該隱藏側液壓累加器與空腔之隱藏側串聯。該裝置亦包含一閉合隱藏側液壓回路，其包含隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏側為佳。
該裝置亦包含一液體，其可在隱藏側液壓累加器及空腔之隱藏側之間流動為佳。該液體係一高潤滑液體為佳。該液體係一低粘度液體為佳。
該裝置亦包含一與活塞固接之隱藏側機械阻尼器為佳。隱藏側機械阻尼器為一彈性阻尼器為佳。或者，隱藏側機械阻尼器係一彈簧。
該裝置也包含一與活塞固接之工作側機械阻尼器為佳。工作側機械阻尼器為一彈性阻尼器為佳。或者，工作側機械阻尼器係一彈簧。
該裝置亦包含一與空腔之工作側連接之工作側液壓累加器為佳。該工作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。
該裝置亦包含一與空腔之工作側連接之出口止回閥，及一與出口止回閥並聯之入口止回閥。於某些實施例中，入口止回閥可與空腔之隱藏側連接。該裝置亦包含一與出口止回閥並聯之出口液壓累加器為佳。該裝置亦包含一與入口止回閥並聯之入口液壓累加器為佳。
該裝置亦包含一液壓介面單元，其包含出口止回閥、入口止回閥、出口液壓累加器及入口液壓累加器為佳。該液壓介面單元亦包含隱藏側液壓累加器為佳。該液壓介面單元包含工作側液壓累加器為佳。
該液壓控制器可按照運算法控制該裝置為佳。
該液壓控制器係與出口止回閥及入口止回閥連接為佳。該裝置亦包含一高壓管路，高壓管路係將液壓控制器連接至出口止回閥，且包含一低壓管路，低壓管路係將液壓控制器連接至入口止回閥為佳。
該裝置包含一液壓負載為佳。該負載包含一渦輪為佳。該渦輪為佩爾頓渦輪(Pelton turbine)為佳。
該裝置係一閉合迴路液壓裝置為佳。
該裝置係用於抽取能量，能量係來自波動/轉換波能為佳。在一特定較佳形式中，該裝置亦包含一與活塞拴繫連接之浮力致動器。
30‧‧‧閉合迴路液壓裝置
31‧‧‧軸向液壓泵浦
32‧‧‧泵浦本體
37‧‧‧基座
44‧‧‧浮力致動器
45‧‧‧繫繩
48‧‧‧管路
54‧‧‧水域
55‧‧‧水面
56‧‧‧海水位
57‧‧‧海床
58‧‧‧液壓介面單元
59‧‧‧機具
43‧‧‧活塞桿
33‧‧‧空腔
39‧‧‧工作側
35‧‧‧頂壁
34‧‧‧側壁
41‧‧‧工作側機械阻尼器
42‧‧‧隱藏側機械阻尼器
47‧‧‧累加器
46‧‧‧液壓回路
49‧‧‧出口止回閥
51‧‧‧入口止回閥
52‧‧‧出口液壓累加器
53‧‧‧入口液壓累加器
50‧‧‧管路
A‧‧‧箭頭
B‧‧‧箭頭
38‧‧‧活塞
40‧‧‧隱藏側
36‧‧‧底壁
60‧‧‧液壓裝置
61‧‧‧工作側液壓累加器
62‧‧‧液壓介面單元
63‧‧‧出口
64‧‧‧入口
70‧‧‧液壓裝置
71‧‧‧軸向液壓泵浦
73‧‧‧空腔
72‧‧‧泵浦本體
74‧‧‧側邊
75‧‧‧頂壁
76‧‧‧頂部
77‧‧‧低部
78‧‧‧頂部
79‧‧‧低部
80‧‧‧頂埠
81‧‧‧底埠
82‧‧‧活塞
83‧‧‧工作側
84‧‧‧隱藏側
85‧‧‧頂部
86‧‧‧低部
87‧‧‧凹邊
88‧‧‧垂直面
89‧‧‧下斜面
90‧‧‧密封條
91‧‧‧活塞桿
92‧‧‧密封條
93‧‧‧工作側液壓累加器
94‧‧‧管路
95‧‧‧管路
100‧‧‧閉合迴路液壓裝置
101‧‧‧佩爾頓渦輪
102‧‧‧液壓控制器
103‧‧‧入口
104‧‧‧高壓管路
105‧‧‧出口
107‧‧‧高壓管路
106‧‧‧入口
108‧‧‧出口
110‧‧‧低壓管路
109‧‧‧入口
111‧‧‧出口
112‧‧‧低壓管路
120‧‧‧閉合迴路液壓裝置
121‧‧‧軸向液壓泵浦
123‧‧‧空腔
122‧‧‧泵浦本體
124‧‧‧側壁
125‧‧‧頂壁
126‧‧‧底壁
127‧‧‧活塞
128‧‧‧工作側
129‧‧‧隱藏側
130‧‧‧活塞桿
131‧‧‧出口止回閥
132‧‧‧速斷器
133‧‧‧入口止回閥
134‧‧‧速斷器
135‧‧‧順序閥
140‧‧‧液壓控制閥
141‧‧‧出口液壓累加器
142‧‧‧液壓控制閥
143‧‧‧入口液壓累加器
144‧‧‧壓力轉換器
145‧‧‧流量計
146‧‧‧比例控制節流器
147‧‧‧壓力轉換器
148‧‧‧渦輪
149‧‧‧抽水泵
150‧‧‧抽水泵
160‧‧‧閉合迴路液壓裝置
161‧‧‧軸向液壓泵浦
163‧‧‧空腔
162‧‧‧泵浦本體
164‧‧‧側壁
165‧‧‧頂壁
166‧‧‧底壁
167‧‧‧活塞
168‧‧‧工作側
169‧‧‧隱藏側
170‧‧‧活塞桿
171‧‧‧出口止回閥
172‧‧‧工作側液壓累加器
173‧‧‧管路
175‧‧‧出口止回閥
174‧‧‧出口液壓累加器
176‧‧‧可控制出口止回閥
177‧‧‧換熱器
180‧‧‧可控制入口止回閥
181‧‧‧入口止回閥
182‧‧‧入口液壓累加器
183‧‧‧渦輪
184‧‧‧止回閥
185‧‧‧發電機
186‧‧‧減壓閥
188‧‧‧管路
187‧‧‧排出/隱藏側液壓累加器
189‧‧‧電動補給泵浦
190‧‧‧止回閥
191‧‧‧充電裝置
192‧‧‧外接電池充電模組
193、194‧‧‧電池
195‧‧‧控制系統/控制器
196‧‧‧感測器
200‧‧‧閉合迴路液壓裝置
201‧‧‧軸向液壓泵浦
203‧‧‧空腔
202‧‧‧泵浦本體
204‧‧‧側壁
205‧‧‧頂壁
206‧‧‧底壁
207‧‧‧活塞
208‧‧‧工作側
209‧‧‧隱藏側
210‧‧‧活塞桿
211‧‧‧止回閥
212‧‧‧活塞桿/調整/工作側液壓累加器
213‧‧‧管路
215‧‧‧止回閥
214‧‧‧出口液壓累加器
216‧‧‧可控制出口止回閥
217‧‧‧佩爾頓水輪
2170‧‧‧貯存槽或貯存器
218‧‧‧箭頭
219‧‧‧泵浦
220‧‧‧可控制入口止回閥
221‧‧‧止回閥
222‧‧‧液壓累加器
223‧‧‧入口液壓累加器
224、225‧‧‧減壓閥
227‧‧‧管路
226‧‧‧排水/隱藏側液壓累加器
228‧‧‧電動補給泵浦
229‧‧‧止回閥
230‧‧‧截斷線
231‧‧‧氣體/充氣管路
250‧‧‧閉合迴路液壓裝置
251‧‧‧歧管
為了使本發明能被完全瞭解及實施，較佳實施例將參照附圖描述說明，其中：第1圖所示係液壓裝置第一實施例之示意圖；第2圖所示係液壓裝置第二實施例之示意圖；第3圖所示係如第1、2圖所示之部份液壓裝置之詳細示意圖，其包括裝置之軸向液壓泵浦之截面正視圖； 第4圖所示係液壓裝置第三實施例之示意圖，並包含裝置之軸向液壓泵浦之截面正視圖；第5圖所示係液壓裝置第四實施例之截面正視圖；第6圖所示係液壓裝置第五實施例之示意圖，其包括裝置之軸向液壓泵浦截面正視圖；第7圖所示係液壓裝置第六實施例之示意圖，其包括裝置之軸向液壓泵浦截面正視圖；第8圖所示係液壓裝置第七實施例之示意圖，其包括裝置之軸向液壓泵浦截面正視圖；第9圖所示係一示意圖，描繪一液壓使用儀器及控制系統，及液壓裝置電池充電系統，如第八圖所示；第10圖所示係一圖表，描繪如第8、9圖所示之液壓裝置之活塞位移範圍，及其相對之不同之吸入與釋出壓力範圍；第11圖所示係液壓裝置第八實施例示意圖，其包括裝置之軸向液壓泵浦之截面正視圖；及第12圖所示係液壓裝置第九實施例示意圖。
請參閱第1~3圖所示，一閉合迴路液壓裝置30係藉由波動/轉換波浪能量以吸取能量，其包含一軸向液壓泵浦31，該軸向液壓泵浦31包含一內部具一空腔33之泵浦本體32。該泵浦本體32包含一側壁34，該側壁34具有一由頂壁35封閉之上端，及一由底壁36封閉之底端，該底壁36係用於連接基座37。
一活塞38係設於空腔33內，該活塞38將空腔33區分成一桿體或工作側39及一隱藏側40，以供活塞38在空腔33內往復滑動。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，其並防止液體於工作側39及隱藏側40之間流動。 理想地，由於移動活塞38與泵浦31之側壁34完全的密封，因此空腔33內之工作側39及隱藏側40於泵浦31內部是互不相通。介於兩空腔間之滲漏物可被視為密封磨損物。
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之工作側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之開口，如此使活塞桿43與泵浦本體32相關的活塞38可同步前後移動。一密封條(未示於圖)抑制液體經由開口從空腔33漏出。
一浮力致動器44藉由一繫繩45與一活塞桿43之頂端連接。
液壓裝置30亦包含一隱藏側液壓回路46，該液壓回路46包含空腔33之隱藏側40及一隱藏側液壓累加器47。該液壓回路46係為封閉式，使液體只限於空腔33之隱藏側40及累加器47之間交換。該累加器47係藉由一管路48與空腔33之隱藏側40連接，使液體可在累加器47及空腔33之隱藏側40之間流動。該隱藏側液 壓累加器47除了緩衝區以外於任何時候都具有最低阻抗，該緩衝區經由泵浦出入口的阻隔以一活塞阻環控制。
依據標準實作規範，於隱藏側液壓回路46之液體包含液體及氣體的混合物。該累加器47純粹作為一貯存器且最好不提供任何阻尼。
位於隱藏側液壓回路46之液體可為一低粘度液體。如同許多活塞累加器一樣，該隱藏側可完全充滿像氮氣一樣的氣體，與液體相較之下，可減少流體動力損耗。這也將使成本減少及可使用較小之累加器。
位於隱藏側液壓回路46之液體可與高潤滑液體混合，使其具潤滑性。此潤滑性能增長活塞密封壽命。此液體也能透過毛細管來潤滑桿體密封(未示於圖)。由於潤滑液體所需的量相對較低，額外的費用將藉由維修及停機時間所節省的費用所抵消。
液壓裝置30也包含一出口止回閥49，係藉由一管路50與空腔33之工作側39連接，使液體經由箭頭”A”的指示方向由空腔33流經過閥49。一入口止回閥51係與出口止回閥49及管路50並聯，使液體經由箭頭”B”的指示方向流經過閥51再流入空腔33內。
一出口液壓累加器52係與出口止回閥49並聯。一入口液壓累加器53係與入口止回閥51並聯。
請特別參閱第1圖所示，使用時，部份的液壓裝置30係設置於水域54的離岸上，例如：具有水面55及有一平均海水位56 的海或海洋。該液壓泵浦31係固定於基座37上，該基座37係潛坐於水域54之海床57上，泵浦31被固定在基座37上，使該泵浦31可與基座37樞接。該止回閥49及51以及累加器47、52、53係位於一液壓介面單元58中，且該液壓介面單元58係位於離岸。一液壓介面單元58之高壓出口係藉一高壓管路與一岸上機具59之高壓入口連接，及一液壓介面單元58之低壓入口係藉一低壓管路與一岸上機具之低壓出口連接。
該浮力致動器44位於水域54中，因水域54之波動及致動器44之正浮力使它跟隨水干擾動作，使致動器44被迫向上並施加力於繫繩45上，該繫繩45再施力於活塞38，使空腔33內之活塞38向上朝泵浦本體32之頂壁35移動。當活塞38向上移動時，在空腔33之工作側39之液體流經管路50及出口止回閥49並依箭頭A的指示方向流出空腔33外。
部份液體之能量係經出口止回閥49抽出且被儲存於出口累加器52內，該出口累加器52可使液體平順流經過由出口止回閥49及累加器52所構成的部份閉合迴路液壓回路之高壓區。在液體流回泵浦31之前，液體會依照箭頭B所指示的方向通過一回路的獨立支管，流過回路的其餘部分。
當活塞38在空腔33內往上移動時，於閉合的隱藏側液壓回路46之液體經由累加器47流經管路48再流入空腔33之隱藏側40內。該回路46內之液體係一高潤滑且係低粘度液體。
當活塞38靠近泵浦本體32之頂壁35時，該工作側機械阻尼器41抑制活塞38之作動，以避免向上衝擊的活塞38造成活塞38及泵浦本體32損壞。特別是，該工作側機械阻尼器41可減少泵浦31及繫繩45在向上衝擊時的震動負載。
在波谷通過液壓裝置30的期間，該浮力致動器44在活塞38的重量下而下沉，流體力於閉合的液壓回路內流動，並且依照箭頭B所指示的方向流經入口止回閥51及管路50而流回空腔33之工作側39。部份的回流液體能量係儲存於入口累加器53，該入口累加器53令液體順暢的流過閉合迴路液壓回路之低壓區。
當活塞38在空腔33內往下移動時，於空腔33內之隱藏側40之高潤滑及低粘度液體由空腔33經由管路48流回至累加器47。理想地，該累加器47不提供任何液壓阻尼，但單純係一貯存器的功能。
當活塞38接近泵浦本體32之底壁36時，該隱藏側機械阻尼器42抑制活塞38之作動，以避免活塞38於向下衝擊期間造成活塞38及泵浦本體32損壞。特別是，該隱藏側機械阻尼器42可減少泵浦31及繫繩45在向下衝擊時的震動負載。
循環重複著每周期波峰及波浪反複流過液壓裝置30。
請特別參閱第2圖所示，該液壓裝置30可包含一整齊陣列之泵浦31及浮力致動器44，係連接到液壓介面單元58。
請參閱第4圖所示，一液壓裝置60係藉由波動/轉換波浪能量以吸取能量，其類似裝置30。因此，請就相似的參考標號參照液壓裝置60及30的類似特徵。
裝置60與裝置30不同之處在於，液壓裝置60包含一工作側液壓累加器61，該累加器61係藉由管路50與空腔33之工作側39並聯，使液體可在空腔33及工作側液壓累加器61間流動。
此外，裝置60包含一液壓介面單元62，其包括隱藏側液壓累加器47、出口止回閥49、入口止回閥51、出口液壓累加器52、入口液壓累加器53及工作側液壓累加器61。
該液壓介面單元62包含一出口63及一入口64。
該液壓裝置60之運作方式幾乎與液壓裝置30之運作方式相同，除了累加器61在活塞38向上衝擊時可提供液壓阻尼，向上衝擊時係藉由工作側機械阻尼41以增加機械阻尼。
該液壓介面單元62係與泵浦31及液壓裝置60之浮力致動器44一起設於離岸邊。
請參閱第5圖所示，一液壓裝置70係藉由波動/轉換波浪能量以吸取能量，其包含一軸向液壓泵浦71，該液壓泵浦71包含具有一空腔73之泵浦本體72。該泵浦本體72包括一側邊74，該側邊74具有一頂端，該頂端係藉由一頂壁75閉合。一側壁74之頂部76係較側邊74之低部77厚，使空腔73之頂部78較空腔73之低部79窄。該側邊74之頂部76包含一頂埠80及一底埠81。
一活塞82係容入空腔73內，使活塞82將空腔73劃分為一工作側83及一隱藏側84，且使該活塞82可在空腔73內往復滑動。該活塞82包括一頂部85及一寬低部86。與活塞82之低部86不同的是，活塞82之頂部85係窄小的足夠被容入至空腔73之頂部78內，如第5圖所示。一凹邊87繞著活塞82之頂部85延伸。該凹邊87包括一垂直面88及一下斜面89。該凹邊87可避免活塞82完全遮蓋頂埠80。
一密封條90，係介於活塞82及側壁74之間，該密封條90可抑制液體流經活塞82並且抑制液體在工作側83及隱藏側84之間流動。
一活塞桿91由活塞82延伸並且穿過泵浦本體72之頂壁75之開口，使桿91可與對應泵浦本體72之活塞82作往復移動。一密封條92可防止液體經由頂壁75之開口滲漏流出空腔73外。
一工作側液壓累加器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。
一管路95係與底埠81連接。高壓液體係依箭頭A之指示方向由空腔73經由底埠81及管路95排出。且低壓液體係可經由底埠81及管路95依箭頭B的指示方向流入空腔73內。
請參閱第六圖所示，一閉合迴路液壓裝置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(Pelton turbine)101。該負載亦可包括一藉由渦輪101所驅動之發電機(未標示描述)。
液壓裝置100也包含具有液壓泵浦31之液壓裝置60。 泵浦31係經由液壓裝置100驅動渦輪101以抽取液體。
一液壓控制器102係用以控制液體，該液體係由液壓裝置100藉由泵浦31抽取。尤其是，該控制器102控制在液壓裝置100之高壓區及低壓區內之液體壓力及流速。
一控制器102之入口103係藉由一高壓管路104與液壓介面單元62之出口63連接。一控制器102之出口105係藉由一高壓管路107與一渦輪101之入口106連接。一渦輪101之出口108係藉由一低壓管路110與控制器102之入口109連接。一控制器102之出口111係藉由一低壓管路112與液壓介面單元62之入口64連接。
有閉合迴路裝置之輔助物，例如第6圖所描述之裝置100，具有一完全封閉的泵浦控制裝置是有可能的。一控制運算法，用以管理岸上的液壓控制系統及海上波能裝置31之運作，並且隨著力的輸入及泵浦之排出，液壓介面單元62可使入口及出口泵浦壓力達到最大輸出(排出)，並可減少泵浦衝擊頂部與底部之衝擊力。該運算法不僅改善機具動力輸出並且減少泵浦31的損壞/磨損。該方法也將容許補償潮汐作動，該潮汐作動補償係泵浦衝擊要長到足夠覆蓋潮汐變幅範圍。
該裝置100應保持一恆定不變的潛坐位置，其係關於在一水層中之浮力致動器的平均水位，以響應潮汐變化。這可藉由閉合迴路控制裝置實現。
該控制運算法係可為地點而特定，並且可整合有關當地波浪動態及潮位變幅的資訊，並可提供波能轉換器在當地的最佳運作方法。例如，波能轉換器可配置在西澳沿海，也可配置歐洲當地及部份法國海外領域。所有的地點可能具有不同的潮位變幅及不同的波浪統計量。運用地點特性，係以特制的控制運算法提供相同屬性的機具及海上硬體，能最佳化被配置在每個地點。
此外，它也允許人工操作，或是虛擬，浮力致動器之浮力控制，這可藉由管理泵浦入口壓力以綜合之方法降低浮力致動器44之物理浮力而實現。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”伸展”度與繫繩的傳遞函數合併。該裝置100所需的剛度特性無法單獨藉由機械繫繩伸展而實現，需藉由液壓回路內的累加器提供液壓”伸展”以達到所需特性。
該裝置100可提供回收緩衝能量。裝置100之累加器可吸收一些活塞作動緩衝期的緩衝能量，並且能夠藉由運作之液體將能量送回到後續的吸收系統。
上述每個特點可被個別或逐步應用到裝置100上。
並且，上述每個特點可應用於液壓裝置或是液壓裝置外部系統，以抽取波動能量。例如，他們可應用於液壓裝置或以下系統中具有：1、可變力輸入液壓泵浦；2、可能因為液壓泵浦之極端動作所造成的損壞；以及3、須於系統中補償校正的長期磨損或洩漏。
請參閱第7圖所示，一閉合迴路液壓裝置120係用於吸取波動/轉換波能，其包括一軸向液壓泵浦121，該泵浦121包括一具有空腔123之泵浦本體122。該泵浦本體122包含一側壁124，該側壁124具有一頂端，該頂端係藉由一頂壁125閉合，及具有一底端，該底端係藉由一底壁126閉合，底壁126係用於連接一基座(未示於圖)。
一活塞127係容入空腔123內，使該活塞127將空腔123區分有一工作側128及一隱藏側129，使該活塞127可在空腔123內前後滑動。一介於活塞127及側壁124間之密封條(未示於圖)，係可防止液體流過活塞127及防止液體在工作側128與隱藏側129之間流動。
一活塞桿130由活塞127延伸並且通過泵浦本體122之頂壁125之開口，使該活塞桿130與對應本體122之活塞127一起往復移動。一密封條(未示於圖)可防止液體由空腔123經開口滲漏流出。
一出口止回閥131係經由一速斷器132與空腔123之工作側128連接。一入口止回閥133係藉由速斷器132與工作側128並聯。入口止回閥133亦藉由一速斷器134與空腔123之隱藏側129並聯。一順序閥135係與出口止回閥131及入口止回閥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係與出口止回閥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。
一壓力轉換器144感測裝置120之高壓區之壓力，及一測量液體流速之流量計145係設於裝置120內。
一比例控制節流器146係與流量計145串聯，及一壓力轉換器147，係可感測來自比例控制節流器146之液體輸出壓力。
該由比例控制節流器146輸出之液體驅動一渦輪148，渦輪148再驅動一抽水泵149當作冷卻器。
從渦輪148輪出之低壓液體驅動一抽水泵150，該抽水泵150係用於冷卻回流至泵浦121之液體，並且流過一止回閥151，該閥151係與順序閥135並聯。
一液壓控制閥140及142、壓力轉換器144及147、流量計145、比例控制節流器146及順序閥135形成部份控制器或控制系統，用以控制裝置120運轉。
控制裝置120可提供能量溢流，也就是說，它可消耗多餘的能量。例如，假如渦輪148驅動一連接電網之發電機，而有一網格故障，裝置120可消耗能量，而不是使用能量轉動(rotate)渦輪148。 能量可經由裝置120在泵浦空腔123運轉低壓而消耗，或藉由利用泵浦31所在之水體，將該水體當做機械式加熱水的散熱器。該順序閘135可繞過渦輪148而運轉。
一控制裝置30、60、70、100、120係在一閉合迴路內運轉，產生如文所述及之眾多創新。
重要的是，在閉合迴路模式下，該裝置的運轉係容許一普遍的或標準化的硬體設定，以供全世界許多不同地區使用，每個裝置的運作反應可即時主動調節，或者預先設定，以適應不同的海況，要考慮到潮汐變化而且，一般而言，要能處理一大範圍之會發生在不同地區之可料想到的操作事態。
具有普遍的或標準的系統或系列化的泵浦、浮力致動器、繫繩及液壓裝置的優點在於，大量製造這種設備能有效率並達成高生產量進而降低成本。在現場配置時，可藉由操作在閉合迴路液壓系統之控制運算法優化每一組裝置。每個地點可具有一訂製的操作運算法，係運算法係控制液壓液體的作動以響應當地的波浪及潮汐動態，最佳化能量的輸出以及最小化離岸設備的磨損與損害。
參閱第8圖所示，一閉合迴路液壓裝置160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162包含一側壁164，該側壁164具有一頂端，該頂端係藉由一頂壁165閉合，及一藉由底壁166閉合之底端。該底壁166係與一基座連接(未示於圖)，該基座係潛坐或是被固接在泵浦161所在之水底。
一活塞167係容入空腔163內，使活塞167將空腔163區分有工作側168及一隱藏側169，並且使活塞167可在空腔163內往復滑 動。一介於活塞167及側壁164間之密封條(未示於圖)，用以防止液體流過活塞167，且防止液體在工作側168及隱藏側169之間流動。
一活塞桿170由活塞167延伸並穿過泵浦本體162之頂壁165之開口，使該活塞桿170能與對應泵浦本體162之活塞167一起往復移動。一密封條(未示於圖)，可防止液體經由開口由空腔163滲漏流出。
泵浦161也包含一出口止回閥171，其係與泵浦161之隱藏側169連接。該止回閥171可避免液體經過它朝泵浦161倒流。
雖然未示於圖，一浮力致動器係藉由一繫繩與活塞桿170之頂端連接。
一調整或工作側液壓累加器172係藉由一管路173與泵浦161之工作側168連接。累加器172係藉由一出口止回閥175與一出口液壓累加器174連接，該閥175係防止液體經過它朝泵浦161倒流。一可控制出口止回閥176係連接出口累加器174到一換熱器177。該換熱器177藉由一止回閥179連接到一中間液壓累加器178，止回閥179係防止液體經過它朝換熱器177倒流。一可控制入口止回閥180係與一入口止回閥181連接，該入口止回閥係與泵浦161之工作側168連接，避免液體流經它而流出泵浦161。一入口液壓累加器182係藉由止回閥181與泵浦161之工作側168連接。一渦輪183及一止回閥184與止回閥176、換熱器177、累加器178、止回閥179及止回閥180並聯。該渦輪183係用於驅動一發電機185。
一減壓閥186係與止回閥176、換熱器177、累加器178及止回閥179並聯。減壓閥186係用以防止裝置160之液壓回路之高壓區之過度加壓，該減壓閥186可為一可控制閥。
該止回閥171係藉由一管路188與一排出/隱藏側液壓累加器187連接，並且也與一電動補給泵浦189連接。一止回閥190係與泵浦189並聯連接到止回閥181及累加器182。該止回閥190防止液體流經過它而往泵浦189倒流。
該泵浦189可抽取累積在含有累加器187之液壓回路之隱藏側之液壓液體，使之倒流至與泵浦189之出口連接之液壓回路之工作側。
請參閱第9圖所示，該發電機185可供給一充電裝置191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193及194充電。電池194可供給電動泵浦189電力。一儀器設備及控制系統/控制器195係由電池193供給電力。
多數個感測器196係與一個或多個控制器195之輸入端連接。感測器196包含各類具有壓力、溫度、及流量感測器，該流量感測器係能感測裝置160內之液壓液體的壓力、溫度及流速。
出口止回閥176、入口止回閥180及電動補給泵浦189係與控制器195之輸出端連接，使控制器195可控制出口止回閥176、入口止回閥180及泵浦189作動。控制器195可控制出口止回檢176、入口止回閥180及泵浦189，以響應感測器196的輸出。換言之，控制器195 可控制出口止回閥176、入口止回閥180及及泵浦189，以響應由感測器196所感測到的壓力、溫度以及流速。
該減壓閥186亦可與控制器之輸出端連接，使該閥186之作動可被控制器195控制。
該控制器195可控制出口止回閥176、入口止回閥180、泵浦189及/或減壓閥186，使該裝置160可抽取、轉換或轉移一優化或趨近優化的能量總量，該能量係來自裝置160所在之海域的波動。
改變液壓回路之吸入及流出之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/一液壓裝置之活塞位移範圍，例如裝置160相關/相對平均控制壓力(絕對波高=0.45m，顯著周期=3s)/一週期不變海況之各種不同的吸入及釋出壓力範圍如圖10所示。 由此可看出，隨著最大吸入值及壓力範圍減少，活塞的最小位移範圍增加。其它海況的類似圖表/圖形也可獲得。
該液壓系統/裝置160概念係一閉合迴路系統/裝置160，其可維持泵浦入口及出口之適當壓力。當泵浦運轉時，液壓回路產生流量及壓力。該液壓回路的壓力可藉由兩控制閥176、180控制；其中一控制閥(即出口止回閥176)控制泵浦161的輸出壓力；另一控制閥(即入口止回閥180)控制泵浦161的輸入壓力。這些(出口止回閥176及入口止回閥180)為系統/裝置160的兩主要控制”工具”。兩控制閥176、180皆可遠程控制，用以改變壓力以適應不同的波浪狀態。對於此系統的配置，兩控制閥及換熱器177取代佩爾頓渦輪(Pelton turbine)，以作為消耗由泵浦161所產生的能量的工具。隱藏側169未有液體移轉。一部分真空係在泵浦伸展時產生。假如液體經由活塞密封條往內漏，該液體將經由一滲漏排水孔被排出，而且止回閥171將防止液體在泵浦/活塞167/活塞桿170伸展時倒流入泵體161內。
該桿/調整/工作側液壓累加器172在優化系統/裝置160中扮演重要的角色。調整氣體灌注器及累加器172之容積，可控制功率流及其動態。此外，閉合迴路系統/裝置160之特色，係其動力效應類似水錘，即衝力轉移效應，可藉由審慎校正調整/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止回閥反彈而引起。
該減壓閥186可避免系統/裝置160過度加壓。該系統/裝置160包括在泵浦161之桿/工作側168之累加器172、174、178、182，用以儲存液壓能量且控制壓力變化。在液壓液體被重新加壓流入裝置160的主要液壓回路前(即工作側)，該排水/隱藏側累加器187儲存由泵浦或系統階層內滲漏流出的液壓液體。該止回閥171、175、179、181及184可確保液壓液體依正確方向流過液壓回路。也有一調整/工作側液壓累加器172就位於泵浦出口止回閥175前，以調整系統/裝置160及優化被產出的電力。
流經裝置160之液體流可在一”柔軟”狀態及一”堅硬”狀態之間變化。在”柔軟”狀態的時候，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閥186抽出。在” 堅硬”狀態的時候，係對應泵浦161最高負載，該減壓閥186及入口止回閥180係完全關閉，且該出口止回閥176係完全開啟。
使用小電池之泵浦(即電動補給泵浦189)使消損的液體回流，因為由泵浦161之工作側168之內部的泵浦滲漏流至泵浦161之隱藏側169。
如圖9所示，所有工具/感測器196、止回閥176、180及回返/電動補給泵浦189與一當地設置的控制系統/控制器195連接。該系統/裝置160包含兩電池193、194。該主要電池(即電池193)供應儀器及控制系統電力，控制系統包含工具/感測器196、止回閥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，一閉合迴路液壓裝置200係用於抽取來自波動/轉換波能之能量，其包含一軸向液壓泵浦201，該泵浦201包含一具有一空腔203之泵浦本體202。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。底壁206係固接在一基座(未示於圖)上，該基座係潛坐或被固接到泵浦201所在之水域內之水底。
一活塞207係容入空腔203內，藉由活塞207將空腔203分割成一工作側208及一隱藏側209，且活塞207可在空腔203內往復滑 動。一介於活塞207及側壁204間之密封條(未示於圖)，係可防止液體流過活塞207並且防止液體在工作側208與隱藏側209之間流動。
一活塞桿210由活塞207延伸並且經過泵浦本體202之頂壁205之開口，使該活塞桿210與對應泵浦本體202之活塞207一起前後移動。一密封條(未示於圖)，係抑制液體經由開口滲流出空腔203。
泵浦201亦包含一止回閥211，其係與泵浦201之隱藏側209連接。
雖未示於圖，一浮力致動器係藉由一繫繩與活塞桿210之頂端連接。
一活塞桿/調整/工作側液壓累加器212係藉由一管路213與泵浦201之工作側208連接。累加器212係藉由一止回閥215與一出口液壓累加器214連接。一可控制出口止回閥216將出口累加器214連接到一渦輪或佩爾頓水輪(Pelton wheel)217，使從止回閥216流出之液壓液體可驅轉渦輪或水輪217。
該渦輪或水輪217可與一發電機連接(未示於圖)，使渦輪或水輪217之轉動可驅動發電機，用以使發電機製造或產生電能。 該渦輪或水輪217之輸出或出口係與一貯存槽或貯存器2170連接，使流出渦輪或水輪217的低壓液壓液體依箭頭218之指示方向流入貯存器2170。該貯存器2170係藉由一泵浦219、一可控制的入口止回閥220、一止回閥221及一管路213與泵浦201之工作側208連接。該泵浦219係 可被控制將液體抽出至泵浦201。一中間液壓累加器222係與泵浦201之工作側208連接，且與泵浦219及入口止回閥220並聯。
一入口液壓累加器223係與泵浦201之工作側208連接，並與止回閥221並聯。減壓閥224、225係在液壓回路之高壓區與液壓回路之低壓區之間連接，該液壓回路之高壓區係與泵浦201之工作側208連接。該減壓閥224及/或該減壓閥225係可被控制。
該止回閥221係藉由一管路227與一排水/隱藏側液壓累加器226連接，且亦與電動補給泵浦228連接。一止回閥229係與泵浦228及貯存器2170連接。該泵浦228可抽取累積在含有累加器226之液壓回路之隱藏側之液壓液體，使之回流至貯存器2170，該貯存器2170係位於與泵浦228之出口連接之液壓回路之工作側。
裝置200設於截斷線230左邊的所有零件，係位於水域之離岸處，反之，裝置200設於截斷線230右邊的所有零件係位於岸上。
雖然未示於第11圖，該裝置200也包含供應裝置200各元件電力之工具。例如，若渦輪或佩爾頓水輪(Pelton wheel)217驅動一發電機時，該發電機將供應充電裝置電力。該充電裝置帶有一充電電池模組可供裝置200的一個或多個電池充電，使裝置200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係各與累加器212、214、222、223、226及一個或多個岸上灌充氣體/充氣來源連接。
如裝置160，裝置200也可包含一使用儀器及控制系統/控制(未示於圖)。該控制器可藉由裝置200之電池提供電力。
多數個感測器(未示於圖)，係與裝置160之控制器的一個或多個輸入端連接。感測器包含各類具有壓力、溫度、及流量之感測器，該流量感測器係能感測裝置200內之液壓液體的壓力、溫度及流速。
出口閥216、入口閥220、補給泵浦228、減壓閥224及/或減壓閥225可藉由一控制器控制。該控制器可控制出口閥216、入口閥220、補給泵浦228、減壓閥224及/或減壓閥225之作動，以響應連接到控制器之輸入端之感測器之輸出。也就是說，該控制器可對應各感測器所感測之壓力、溫度及流量，用以控制出口閥216、入口閥220、補給泵浦228、減壓閥224及/或減壓閥225的作動，做相對回應。
該控制器可控制出口閥216、入口閥220、補給泵浦228、減壓閥224及/或減壓閥225，使該裝置200可抽取、轉換或轉移一優化或接近優化能量，該能量係來自裝置200所處的海域的波動。
有一往泵浦空腔203之工作側208之獨立管線/管路/導管，且該調整/工作側液壓累加器212係與該管路連接。該排水/隱藏側液壓累加器226及電動補給泵浦228，係位於岸上，以轉移由泵浦201之隱藏側209滲漏流至主液壓回路之入口管路之液體，該主液壓回路之入口管路係與泵浦201之工作側連接。
該減壓閥224係與主液壓回路之出口及入口管路連接，該主液壓回路係在靠近泵浦201的迴路之離岸端。該減壓閥224提供一故障安全裝置以對抗主液壓回路超壓。該減壓閥225，係可設置或可不設置，如果設置，係設於岸邊，以作為萬一離岸減壓閥224發生故障之備份工具。
該液壓液體之出口水流/流量驅動該渦輪217，且位於渦輪217的出口之消耗/低壓液體係倒流入貯存器/累積槽2170再加壓並再回流至泵浦201。具有箭頭標示的管路231係往岸上延伸且係為控制點。按照控制運算法，在各不同的累加器之管路231內之氣體注充器或許不同於岸上的。
出口控制閥216之功能可藉由一用於佩爾頓渦輪/水輪217之入口或茅式閥來執行，在這種情況下，不再需要一獨立的出口閥216元件，因為它被包含在佩爾頓渦輪/水輪組合217內。
請參閱第12圖所示，一閉合迴路液壓裝置250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係包括八組一陣列之軸向液壓泵浦/波能轉換器(WEC)201，各泵浦201具有一各別的調整/工作側液壓累加器212及止回閥215、221，與泵浦201之工作側208連接。裝置250係示範一全尺寸系統，其包含複數個塞托(CETOTM)波能轉換器機組。
各止回閥215係與一歧管251連接，且各止回閥221係與一歧管252連接。該歧管251係與出口液壓累加器214連接，且該歧管252係與入口液壓累加器223連接。
各泵浦201之隱藏側可經由一個或多個管路227及止回閥211與一個或多個排水/隱藏側液壓累加器226連接，且其亦與一電動補給泵浦228連接，該泵浦228係經由一止回閥229與裝置250之貯存器2170連接。
各氣體/充氣管路231，係以星號描述，將裝置250之各累加器212、214、222、223、226連接到一個或多個岸上空氣/氣體注充之來源(未示於圖)。
裝置250之典型泵浦201係要以不超過三列深整齊陣列。
泵浦201可為或可不為相同一致的泵浦。
典型的機具/裝置如同第12圖所示，該裝置由八組泵浦201相互連接組成之一復合陣列設於離岸端，並隨著離岸累積所供給之流體流至岸上的渦輪/佩爾頓水輪(Pelton wheel)217。岸上的外部泵浦219可提供流體倒流至泵浦以驅動離岸泵浦201之活塞向下。以第12圖所示，並作為舉例。或者，在渦輪/佩爾頓水輪217加壓的液壓液體可被用來供應該流體倒流至泵浦201，以驅動泵浦201之活塞向下。
一可操作的能量站，係利用泵浦/點波能轉換器，可配置任意數量之機組；其機組數量係由能量站所需的總能量輸出而決定。一點波能轉換器可被視為任何波能轉換器，其如同一能量的單一點吸收器。
上述各種系統係用於控制及優化波能設備。該波能設備包含一波能轉換器(WEC)，其係利用一具有液壓動力外送器之波能轉換器，例如塞托(CETOTM)波能轉換器，其係波能轉換器的特殊類型。 該波能轉換器係在一閉合迴路模式中運轉。該閉合迴路包含一在高壓時之設備出口管路，及一在低壓時之入口(倒流)液體管路。在閉合迴路內循環之液體基本上係為水。液體提供轉移能量至岸上。液體藉由壓力及流動轉移能量。此外，有一移動能量的工具，係由岸上工作液體經由一水力機械設備而移動能量，像是一渦輪或壓力轉換引擎。
該系統可包括控制元件，該控制元件係位於岸上及/或離岸邊。該控制元件可包含調節壓力及流動的閥，該閥係位於岸上的出口及入口管路。此外，該控制元件可包含一位於離岸邊的減壓閥，其係位於入口及出口管路之間。該控制元件也可包含位於離岸邊的液壓累加器。此外，該控制元件可包括位於岸上的液壓累加器，其中之一係與出口管路連接，另外一個係與輸入管路連接。且，該控制元件可包含一位於岸上的減壓閥，其係位於入口及出口管路之間。
該系統可使用一控制運算法以管理控制元件。例如，假如控制元件包含在累加器中的液壓閥及氣體壓力注充器，該控制運算法可用於控制它們。
該控制運算法可實施一個或多個以下函數，或具有一個或多個以下屬性：
A、藉由介於，且包括，限制活塞和自由活塞這二個極端之間的塞托波能轉換器(CETOTM WEC)之累加器容積的變化(閥開啟或閥閉合)之手段以調整機械剛度。限制活塞係指活塞將經驗最小作動的情況，因為液壓液體被迫在液壓迴路內逆向移動，以達到調整累加器所允許的範圍；自由活塞係指液體可在入口及出口迴路間自由流動，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、以塞托的波能轉換器(CETOTM WEC)而言，調整泵浦的活塞之基準位置以適應緩慢的水深變化，其水深係會產生潮汐之水深。
C、依據附近波浪測量儀之即時輸入調整波能轉換設備之控制元件；該裝置可記錄即時波浪高度(H)、波浪週期(T)、波長範圍(θ)及其它任何相關參數，該參數係為海況及任何可提供給運算法之即時資料；
D、調整C步驟的設定使功率P為瞬間最大值；
E、調整C步驟的設定使功率P為瞬間最小值；若維修或檢查完成時，可能產生此一令人滿意的情況；
F、調整C步驟的設定使P大於一最小值Pm以對應一或然率pm；
G、套用一預先設定之模組F以限制控制元件之值，其在時距τ時使一波能轉換器(WEC)輸送的總功率最大量化；
H、該時距τ可為一多變化的時距範圍，該時距τε係由幾秒鐘到幾分鐘到幾小時；例如，標準海上作業實務，以連續且不規則的海況而言係為二十分鐘，而以極不佳海況而言係為三小時。
I、每個時距τ ε將與一獨特的模組F ε相關聯，該模組Fε為運算法A定義一裝置操作點，且由運算法A行使控制範圍；
J、該控制運算法A可包含一系列如步驟I中之模組F ε，使每一模組相配合以提供在最長及最短之間的任一時距之最佳能量輸出Emax；即，運算法A總是被調節以提供最大整合能量Emax，其運算式如下
K、特殊運算法A也可從整體運算法Ai獲得，該整體運算法Ai包含一個或多個下列狀況所獨有之元素：a.一特殊地理位置；b.一特殊水深及海深(測深術)；c.一特殊波浪活動分類，例如：高能的、離岸的、平緩的、向陸的或以上之綜合；d.一年的特殊時間，例如：冬季、夏季； e.一波能轉換器之特殊結構；f.一波能轉換器之特定物理結構，其包含一能量釋除機制，如申請專利中之塞托(CETOTM)波能轉換器之申請書所述；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。
以上亦描述一系統包含一整齊陣列相互連接之波能轉換器，其與一組通用之入口及出口管路並聯而形成一如上所述之閉合迴路系統。
在包含一整齊列陣之波能轉換器之系統中，優化的運算法A亦可偵測波長範圍。該運算法Ai及模組Fε係與這些單一波能轉換器明顯不同。請注意，相較於單一機組，運算法之不同處係複合機組係藉由機組之間的液壓互動而被控制。
且所述之系統係一依據所有上述系統所載之系統，在其中根據一最佳濾波器方法而產生運算法Ai。
單點吸收器波能轉換器(WEC)的響應，例如單一塞托(CETOTM)波能轉換器機組，可藉由功率函數P(H,T,θ)的輔助而以數學式精確描述，其指出原則上瞬時功率係一函數，該函數係為瞬間波高H，瞬時波週期為T，及瞬時波的指向角(instantaneous angle of spread of waves)。實際的海洋可具有多個波向、風浪、湧浪及其它可能構成要素。
該函數P示為瞬時功率。
函數P所產生的響應可藉由下列方式實現：
i.藉由以波浪振幅H及一已知之週期T之正弦波勵磁之脈波列激發單一波能轉換器，並測量其結式瞬時功率P。
ii.以有限要素模式及/或動能態仿真模式，藉由模擬輸入至波能轉換器，該模式將功率輸出精確地描述成一函數，該函數係這些變數的函數。
上述過程產生一瞬時功率對瞬時波週期及瞬時波高，俗稱幕次矩陣，之三次元曲面圖。如上所述，該幕次矩陣係說明系統的機械響應，其受制於海況以及如上所述之可被運用之操控裝置。一假想之正弦波擾動時間τ之函數P的集成，產生於時間τ傳送的平均能量，以作為波高及波週期的給定值。
實際的海浪的波高及波週期具有時間性及空間機率性(隨機性)變化。時間性及空間性分佈函數係用於表示這些變化的特性以及它們之間的相關性。由此產生的分佈及實驗模式，例如皮爾森莫斯考維茲波譜(Pierson Moskowitz spectrum)，係波高波譜分佈於(波高)2每一單位頻率區間，單位為m2/Hz。這些分佈函數可描述並預報在一指定位置及一年度指定時間的典型波況的準確度，其取決於所獲得的當地真實的或模擬數據的資料記錄有多廣泛而定。一地點的觀 察記錄或模擬數據愈廣泛，其由資料所得的模範預測力的統計上信賴度愈強。
統計上所預測的效能，就波能轉換器於一指定地區及年度指定時間的功率輸出而言，係可從機械響應的迴旋積(經由幕次矩陣)及波浪模式獲得；即，迴旋(卷積)函數。於時間τ的預期能量輸出總和係經由迴旋函數的時間積分提供。
若迴旋函數為穩固的，也就是，假如它可預期具有高度統計信賴度的動力輸出，那麼，藉由將此函數當成一優化濾波器來應用，該函數可用來優化波能轉換器的響應(即閉合迴路液壓裝置，如裝置160、200、250)。一最佳濾波器使用系統特性的知識以及驅動它的擾動的波譜特性，本件係指波浪，以最大化一指定之輸出，本件係指藉由波能轉換器產出之能量。
實施優化濾波器的過程產生控制運算法Ai及它們的相關聯的控制設定點及控制範圍，以上述之F代表。優化濾波器方法學產生一控制運算法則，其改變波能轉換器(該波能轉換器如前所述)之控制元件，使設備的輸出能量可在時距τ最大化。
用以產生優化濾波器及衍生運算法的方法，係用於單一波浪地點位置，如下：
i.使用上述概述之方法為波能轉換器決定幕次矩陣P。幕次矩陣係為系統的狀態變數函數及時間函數。狀態變數包括：在出口及倒流回路中的壓力及流量，及系統中的充氣壓力及各累加器的容積。
ii.為海洋狀況決定一最強韌的波譜模式，該模式係適用。
於波能轉換器的實體位置。運用上述方法。最有可能，任何位置皆可藉由主要海況的固定數值而被描述。
iii.將海洋狀況波譜密度與幕次矩陣一起運算。請注意介於波高及波週期變數之間可能有的自然關連性。結式傳遞函數將機組的功率產能與波能轉換器的狀態變數以及海洋變化參數連結。該函數可經歷時間被整合，以獲得波能轉換器在時距中被預測輸出的平均能量的推定值。該能量推定值係為波能轉換器狀態變數的函數，控制運算法透過該函數運作，而且該推定值也可由海洋模式的參數而決定，該海洋模式係用於預測海洋擾動之波譜。
iv.執行優化能量函數的多參數(狀態變數)，係應用向量微積分之技術，並且找出當地的及全球的極值，係使用標準程序，例如牛頓-羅夫森法則(Newton-Raphson method)。這些數值分析領域所屬之技術及多變數優化係為世所周知的技術，而且他們會在數學的條件下被運用。
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.應用控制系統傳遞函數至狀態變數以產生控制運算法A。
vii.執行控制運算法之模擬以檢驗運算法則A及設定點F之精確性及穩定性。
viii.在不同海況時，係需要填補必要的控制運算法Ai的空間時，從步驟ii開始重覆上述步驟。若整體亦具有機械狀況的變化，則從步驟i開始重覆。
此運算法的發展過程及後續應用於波能轉換器之重要特性係為它可被啟發經驗式(heuristic)，也就是說，波能轉換器在其使用壽命期間具有學習能力。在一指定地點的波浪統計的初始模式估算值相對而言可能不夠精製，它們的預測信賴度能夠隨著時間改善，因為波能轉換器運轉而一更詳細的海洋氣候統計圖即被建立。此學習能力係藉由給予的這些資訊並回饋到運算法之產生過程之步驟ii而實現。幕次矩陣的經驗式(heuristic)過程中具有一類似的時機，即在使用壽命期間收集設備因時間過去而發生的變化的資料並反饋至運算法產生過程之步驟i。在這兩種情況下，經驗式(heuristic)的發展產生一較完整的運算法Ai及模板F，用以優化在波能轉換器的使用壽命期間會遭遇的所有狀況之能量輸出。
上述討論及方法論可應用於相同的海浪發電廠或整齊陣列之複數個波能轉換器上。其唯一的差異係有更多的狀態變數被控制，因為發電廠較具複雜性；及a、角相依性，係與幕次矩陣中的”擴散(spread)”有關；b、於整齊陣列之波能轉換器中之各機組之間具有交互作用效應(interaction effects)；及 c、海況的入射角(arrival angles)的分配將必須被包含在波浪模式中。
關於優化的關係，討論係有益的。優化系統之步驟為下：
1.首先，決定幕次矩陣。
2.使用幕次矩陣及一波浪模式發展及優化系統傳遞函數。
3.為一特定地點優化傳遞函數，係使用一強韌之波譜模式於一實體地點。此即控制運算法開始運行之所在。
公式如下：
驅動裝置泵浦的波浪係為一不規則輸入調節器，其意思為裝置之泵浦係不規則驅動。因此，裝置需要被控制使輸出達到最大值。優化濾波器可控制裝置。系統/裝置之參數之設定係根據優化濾波提供之製作法。優化濾波器通常不相同或可變化，其係根據裝置的位置，或是季節，例如夏天及冬天等。優化濾波器可藉由使用不同參數及/或藉由使用模式以測試系統/裝置而獲得。控制裝置係依據優化濾波器使能量在裝置的功率曲線下達到最大化。
本領域技術人員應理解文中所述及之本發明所作之變更和修改係顯而易見不偏離其精神及範圍。這些變化及修改顯而易見 應為該技術領域的專業人士所瞭解，並應被視為包含在其所屬之更廣泛之範圍及本發明所陳述的範圍之內。
由始至終的詳細說明與專利範圍，除非文意另有所指，否則”包含”一詞或該詞之變化的同義詞，例如”包含”或”包括”應被理解其隱含完整內容物或整體的組合，但並不排除任何其它內容物或整體的組合。
由始至終的詳細說明與專利範圍，除非文意另有所指，否則術語”大體上；實質上”或”有關”應將被理解其不受限於該術語認定之等同值(詞)之範圍。
應清楚瞭解，若本發明涉及習知公開技術，該參考文獻係不構成承認該公開係形成在澳洲或其它國家所屬該領域中具通常知識者之普通一般知識技術之一部份。
30‧‧‧閉合迴路液壓裝置
31‧‧‧軸向液壓泵浦
32‧‧‧泵浦本體
37‧‧‧基座
44‧‧‧浮力致動器
45‧‧‧繫繩
48、50‧‧‧管路
54‧‧‧水域
55‧‧‧水面
56‧‧‧海水位
57‧‧‧海床
58‧‧‧液壓介面
59‧‧‧機具

Claims (17)

  1. 一種轉換波浪能量之閉合迴路液壓裝置，包含一泵浦，藉以抽取液體通過該裝置，該泵浦包含一具有一空腔之泵浦本體，及一活塞，該活塞將空腔分割成一工作側及一隱藏側；一浮力致動器連接到活塞；一入口與空腔之工作側連接，使液體能夠從入口流進空腔之工作側；一出口與空腔之工作側連接，使液體能夠從空腔之工作側流到出口；及一液壓控制器，係與前述入口及出口連接，且該控制器係藉由控制在入口及出口之液體壓力而控制該泵浦；該液壓控制器包含一出口閥、一入口閥、一控制系統及複數個感測器，其中，該出口閥被連接至該出口；該入口閥被連接至該入口；該控制系統可控制該出口閥及該入口閥，以響應前述感測器的輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之閉合迴路液壓裝置，其中液壓控制器包含：一入口液壓累加器；一輸入液壓控制閥，該控制閥被連結到入口及入口液壓累加器；一出口液壓累加器；一輸出液壓控制閥，該控制閥被連結到出口及出口液壓累加器；一連續閥，該閥被連結到入口及出口；一第一出口壓力轉換器，該轉換器被連結到出口；一流量計，係被連結到出口；一比例控制節流器，係被連結到流量計，以及一第二出口壓力轉換器，該轉換器係被連結到比例控制節流器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該液壓控制器更包括：一工作側液壓累加器，該累加器被連結到空腔的工作側；一出口液壓累加器，該累加器被連結到出口；一入口液壓累加器，該累加器被連結到入口；一減壓閥，該閥係被連結到出口及入 口閥；及一中間液壓累加器，該累加器係被連結到入口閥。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該液壓控制器包含：一工作液壓累加器，該累加器係被連結到空腔的工作側；一出口液壓累加器，該累加器係被連結到出口；一入口液壓累加器，該累加器係被連結到入口；一減壓閥，係被連結到出口及入口；及一中間液壓累加器，該累加器係被連結到入口閥。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該液壓控制器亦包含：另一連結到出口及入口之減壓閥。
  6. 如申請專利範圍第4至5項之任何一項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該控制系統可控制出口閥、入口閥及減壓閥，以響應感測器的輸出。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該感測器包括壓力、溫度及流量感測器。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，一氣體灌注器，係併列於工作側液壓累加器、出口液壓累加器、入口液壓累加器及中間液壓累加器，上述累加器的設置係可變動的。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該出口閥係一佩爾頓水輪機(Pelton wheel)專用之矛式閥(a spear valve)。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該裝置更進一步包括：多數個泵浦，用以抽取液體通過裝置；多數個浮力致動器，係被連結到這些泵浦的活塞；多數個入口，係被連結 到這些泵浦空腔的工作側；及多數個出口，係被連結到這些泵浦空腔的工作側；以及液壓控制器包括多數個工作側液壓累加器，該累加器係被連結到這些泵浦空腔的工作側。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該泵浦要以不超過三列深整齊陣列。
  12. 如申請專利範圍第10或11項所述之閉合迴路液壓裝置，其中，該泵浦皆相同。
  13. 一方法用以產生一最佳濾波器及一整套控制運算法，係用在一轉換波浪能量之閉合迴路液壓裝置，該方法包含下列步驟：(i)決定一幕次矩陣；(ii)為海洋狀況決定一最強韌的波譜模式，該模式係適用於裝置的實體位置；(iii)將海洋狀況波譜密度與幕次矩陣一起運算，得一結式傳遞函數；(iv)執行能量函數的多參數最佳化，該函數係來自於隨時間累計之傳遞函數的總和；(v)定義能量函數的向量空間操作點及可靠的操作區域，用以產出模組；(vi)應用一控制系統傳遞函數以說明該裝置之變數，用以產出控制運算法；(vii)運算一模擬之控制運算法以查核該運算法及該點模組之精確度與穩定性；以及 (viii)根據需要，以不同的海洋狀況重複步驟(i)到(vii)，用以填補必要的控制運算法的空間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中，假若整體的控制運算法或控制運算法的空間有包括裝置狀態差異者，以如同步驟(viii)的部分重複步驟(i)。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中，該控制運算法的產生係經驗式(heuristic)。
  16. 如申請專利範圍第13所述之方法，其中，最佳化係由下列達成：(i)決定一幕次矩陣；(ii)發展和最佳化控制系統傳遞函數，係應用幕次矩陣及一波浪模式；以及(iii)最佳化特定實體地點的傳遞函數，係使用一強韌的物理波譜模式在該實體地點上。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中，該轉換波浪能量之閉合迴路液壓裝置包含如申請專利範圍第1項所述之液壓裝置。
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