[發明專利]浮力致動器

無效

• 申請號: 201310435168.0
• 申請日: 2007-11-02
• 公開（公告）號: CN103498754A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 艾倫·羅伯特·伯恩斯
• 申請（專利權）人: 刻托知識產權有限公司
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B15/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英;邵桂禮

本申請是申請號為200780049172.6，申請日為2007年11月02日，發明名稱為“浮力致動器”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及波動能量的提取，更特別地，涉及對波動產生反應的浮力致動器以及該致動器的操作方法。本發明同樣涉及波能轉換系統和該系統的操作方法。

盡管并非一定是獨一無二地，本發明被特別地設計成能針對波動作出反應并將波動結合到可操作的裝置上的致動器。本發明致動器的一種特別應用涉及海洋波能的利用和將被利用的能量轉換成驅動能量轉換裝置的線性運動，該轉換裝置例如可以是流體泵或線性發電機。在這樣的布置中，該致動器可以被可操作地連接到能量轉換裝置，該致動器懸浮在所述轉換裝置上方的海水體中，但一般位于水面下方。通過該布置，波動的動力提升被轉換成用于操作能量轉換裝置的單軸力。

本發明實際上包括浮標，該浮標在某些情況下被當成致動器，因為該浮標具有水體上擾動的大部分波長的尺寸，并且在靠近水體表面處攔截大部分波動的能流。

背景技術

獲取海洋波的能量是世界上迅速發展起來的業務，大量商業的波能裝置在海上試驗并進行小規模的商業應用。這些裝置中比較重要的一類是通過轉變海洋的升降運動來進行操作以產生機械裝置的線性運動，該機械裝置隨后被用于驅動能量轉換裝置(例如流體泵或線性發電機)。

對于通過反滲透膜來直接脫鹽和制造電力的高壓海水來說，波能的獲取和轉化是幾個早期建議的焦點，這些建議尤其包括在PCT/AU2006/001187中公開的建議，在此處其內容通過引用的方式被并入。

在海洋環境中技術的成功應用、操作和維護所遇到的問題被那些從事近海工業的人，特別是從事石油和天然氣工業的人所了解，并且該知識能夠被應用到如海洋波能轉換這樣的新技術中。最初的海洋能量系統的工程設計是十分復雜的任務，其需要探尋最大的能量獲取和轉換，同時要將結構的成本保持在合理的水平，并且要保證所有者的花費在整個技術生命周期中是可以接受的。在維護成本方面，必須對關鍵受損部件的可靠性和系統的故障模式有徹底的了解。

如何控制暴風雨環境的問題可能也需要被提及。特別地，需要波能轉換系統能夠響應海水狀態的變化，并且在超過最大運行水平時，其能夠回復成安全備用模式，優選地，其能夠自動回復。一旦海水狀態已經退回到正常運行水平，該裝置理想地應該自身重新裝配以用于正常操作，優選地，其會自動重新裝配。由例如暴風雨事件引起的任何對部分機械的持續傷害不應該阻止裝置的剩余功能部分的運行。換而言之，波能轉換系統的所有故障模式都應該是“軟”的。

浮力致動器具有這些特征將會是十分有利的。

浮力致動器可以是大型實體結構，該結構的直徑或線性尺寸范圍達到10米，并且排水體積達到一千立方米。為了滿足大規模商業的電力需要，波能設備會需要包括大量(通常為數百個)這樣的致動器，該致動器用于一批數百個的海水泵或能量轉換裝置。當個別裝置具有大概是一兆瓦的功率輸出能力而整個元件場地具有幾百兆瓦的瞬時輸出功率時，這批裝置有必要按比例提升功率輸出。

將數百個浮力致動器運輸到應用位置會造成很大的困難，并且如果它們不得不以實際尺寸來運輸，將花費巨大。

同樣十分有利的是，浮力致動器在陸地上被制造，并隨后被折疊和包裝以用于將其運輸到近海位置，在此浮力致動器可被配置成實際尺寸并在之后被應用。

本發明針對背景技術產生。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種響應波動的浮力致動器，該浮力致動器包括本體，該本體形成了用于容納物質的腔體，所述本體的流體動力性能可通過改變腔體內的物質來有選擇地變化。

流體動力性能的變化可以包括浮力的變化(增加或者減少(either?positively?or?negatively))，或者本體的響應區域的變化(例如體積或形狀)，也可以是這兩種變化的組合。

所述物質的變化可以包括向腔體添加物質或從腔體中取出物質。

所述物質可以包括固體、液體或氣體，也可以是這些物質的組合。

該物質可以采用任何合適的形式。舉例來說，該物質可以由空氣、水(特別包括從致動器的運行環境中提取的水)構成，或者由一個或多個固體插入物構成，例如固體球體或其它分離元件，也可以是這些物質的組合。