エネルギー解放式浮力アクチュエータ
海洋のような水域において波エネルギーを取り込むための装置（１１）に用いられる浮力アクチュエータ（１０）である。浮力アクチュエータ（１０）は、水域（１２）内に配備され、該水域において、波運動に応じるようになっている。浮力アクチュエータ（１０）は、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体（１０１）と、該流路に沿った流れを制御するためのゲート手段（１１５）と、を備えている。ゲート手段（１１５）は、本体（１０１）を通る流路を横切るバリア（２２２）をもたらすフラップ（２２１）として構成された複数の蓋要素を備えている。各フラップ（２２１）は、該フラップ（２２１）が他のフラップ（２２１）と協働してバリア（２２２）をもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている。バリア（２２２）をもたらす状態に各フラップ（２２１）を離脱可能に保持するために、ラッチ機構（２３１）が設けられている。ラッチ機構（２３１）は、磁気連結具を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波運動に応じるエネルギー解放式浮力アクチュエータに関し、さらに詳細には、波運動に応じて動作可能な装置に波運動を取り込ませるためのこのような浮力アクチュエータに関する。また、本発明は、波エネルギー変換システムに関する。
【０００２】
本発明は、必ずしもこれのみに制限されるものではないが、特に、波エネルギーを取り込み、取り込んだエネルギーを、流体ポンプまたは線形発電機のようなエネルギー変換装置を駆動するための線形運動に、変換するための浮力アクチュエータとして、考案されている。このような構成では、浮力アクチュエータは、水域内にて、典型的には、水面下にて、浮力によって浮遊している状態で、エネルギー変換装置に操作可能に接続されているとよい。浮力アクチュエータは、実質的には、水域内の波運動に応じて運動する水没式の浮体である。
【背景技術】
【０００３】
背景技術の以下の検討は、本発明の理解を容易にすることのみを意図している。この検討は、参照した資料のいずれかがこの出願の優先日に一般的な知識の一部であるかまたはあったことを承認または認知するものではない。
【０００４】
波運動に応じて動作可能な装置に波運動を取り込ませることは、知られている、この一例として、浮体を利用して、波運動を往復ポンプ作用に変換する方法が挙げられる。典型的には、このような浮体は、中実構造を有しており、発泡体のような浮力材料を含んでいる。
【０００５】
激しい海の状態、典型的には、（嵐の状態におけるような）悪天候の状態に晒されると、浮体は、極端な力を受けることがある。このような状態に晒されると、周知の浮体は、損傷するか、崩壊するか、または離脱しがちである。さらに、このような状態では、浮体が接続されている繋ぎ紐も、損傷または破損する可能性がある。また、ポンプストロークおよび取り付けられた機器への負荷を制限するために、浮力アクチュエータの運動を制御することが望ましい場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、この背景技術および背景技術に関連する問題および困難さに対して、開発されたものである。従って、本発明の目的は、従来から知られている浮体の問題および困難さの少なくとも１つに対処し、または代替案として、有用な選択肢を少なくとも提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータであって、波運動に対する浮力アクチュエータの応答を変化させるゲート手段を備える内部空間を画定している本体を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【０００８】
好ましくは、ゲート手段は、内部空間内に閉じこめられている。
【０００９】
好ましくは、ゲート手段は、水が浮力アクチュエータの本体を通って流れることを可能にするように構成されている。
【００１０】
好ましくは、ゲート手段は、特定の海の状態に応じるようになっている。
【００１１】
一構成では、特定の海の状態は、（嵐の状態におけるような）悪天候状態における激しい海の状態である。これは、このような状態に晒されたときの浮力アクチュエータおよび浮力アクチュエータが連結されている任意の機構の保全性を維持することを目的としている。
【００１２】
好ましくは、ゲート手段は、少なくとも１つの蓋要素を備えているとよく、蓋要素は、蓋要素が通常時に塞いでいる閉状態であって、本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、蓋要素が本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で移動可能になっているとよい。
【００１３】
好ましくは、蓋要素を閉状態に離脱可能に保持するために、離脱可能な連結具が設けられている。
【００１４】
好ましくは、離脱可能な連結具は、蓋要素を離脱させ、蓋要素を閉状態から開状態に移動させ、開状態をもたらすように、動作するように適合されている。離脱は、海の状態によって行われてもよいし、または遠隔制御によって行われてもよい。
【００１５】
好ましくは、離脱可能な連結具は、磁気連結具を含んでいる。磁気連結具は、磁気吸引力を利用して、蓋要素を閉状態に保持するようになっているとよい。磁気連結具は、それぞれの蓋要素上および／または蓋要素が閉状態にあるときに配置される本体の一部に沿った対応する位置に設けられた複数の磁石を備えているとよい。このようして、蓋要素は、蓋要素に対する力が磁気吸引力を十分に上回るまで、閉状態にとどまることになり、該力が十分に上回ると、この力によって、フラップは、離脱して閉状態から離れる方に揺動し、開口をもたらすように、付勢されることになる。
【００１６】
好ましくは、蓋要素は、フラップを備えている。
【００１７】
好ましくは、フラップは、フラップが通常時に塞いでいる閉状態であって、本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、フラップが外方に揺動して本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で旋回可能になっている。
【００１８】
磁気吸引力は、以下のもの、すなわち、磁石の数、磁石の強度、および吸引力をもたらすために磁場が横断する間隙のいずれかまたは複数を変化させることによって、特定の波運動に対して設定されるようになっているとよい。
【００１９】
磁気吸引力は、調整可能になっているとよい。
【００２０】
磁気取付け手段は、遠隔地から調整されるようになっている。
【００２１】
好ましくは、磁気取付け手段は、電磁石式である。
【００２２】
磁気連結具は、蓋要素上のその内端に隣接する箇所に位置する磁石手段と、磁石手段が磁気的に吸引されるようになっている相手部品と、を備えているとよい。相手部品は、衝撃プレートを備えているとよい。磁気連結具は、蓋要素に対する力が磁気吸引力を十分に上回るまで、各蓋要素を閉状態に保持するように動作可能になっており、該力が十分に上回ると、この力によって、磁気連結具は、蓋要素を離脱させて閉状態から離れる方に揺動させ、本体を通る水の流れを可能にする開口をもたらすように、付勢されることになる。
【００２３】
磁石手段は、ハウジング内に収容された永久磁石のアレイを備えているとよい。ハウジングは、浮力アクチュエータが運転されることになる水環境から磁石を隔離するように適合されている。
【００２４】
ハウジングは、非磁性かつ多孔性材料（例えば、プラスチックポリマー）から構成され、該ハウジング内に、永久磁石が包み込まれるようになっているとよい。好ましくは、プラスチックポリマーは、いくらかの物理的緩衝をもたらすために、いくらかの弾性特性を有している。典型的には、永久磁石は、ハウジング内に鋳込まれている。このような構成は、ハウジングが、永久磁石を閉じ込めると共に、永久磁石をハウジング内の適切な箇所でかつ互いに対しても適切な箇所に保持することができるので、有利である。
【００２５】
ハウジングは、磁気連結具の相手部品と直面する接触面を有しているとよい。永久磁石は、接触面と永久磁石との間のクッション部分をハウジングにもたらすために、接触面に対して凹んだ箇所に位置しているとよい。接触面は、磁石手段と相手部品とが接触したときに凹んでいる永久磁石を摩耗の影響から保護する摩耗面として機能するようになっていてもよい。
【００２６】
典型的には、ハウジングは、必要に応じて、取外し可能および交換可能になっている。
【００２７】
クッション部分は、好ましくは、ハウジングと一体になっている。他の構成では、クッション材は、磁気連結具の相手部品と接触するためにハウジングに付着されたクッション材料の層によって設けられるとよい。
【００２８】
好ましくは、少なくとも１つの蓋要素は、その自重によって閉じるようになっている。しかし、他の構成では、少なくとも１つの蓋要素は、閉状態に付勢されるようになっていてもよい。これは、付勢機構を用いることによって、例えば、蓋要素ごとにヒンジ内にバネを組み込むことによって、達成されるとよい。
【００２９】
さらに他の構成では、ヒンジ付き蓋要素は、少なくとも１つのフラップの自由端に取り付けられたゴム製バネ機構を介して閉状態に付勢されるようになっていてもよい。
【００３０】
典型的には、ゲート手段は、複数の蓋要素を備えている。これは、蓋要素の故障に対する耐故障特性を浮力アクチュエータにもたらすので、有利である。もし１つの蓋要素が通常運転にて誤って開いた場合でも、浮力アクチュエータの作動に悪影響を与える程度まで、水を浮力アクチュエータの中空内部に進入させるのに十分に大きい流路は、まだもたらされないだろう。というのも、浮力アクチュエータの作動に悪影響を与える流れが生じるには、少なくとも２つの蓋要素が開いている必要があるが、２つの蓋要素が誤って開く確率は、１つのみの蓋要素が機能しなくなる確率よりも著しく小さいからである。
【００３１】
好ましくは、蓋要素は、互いに協働して本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成されており、各蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になり、かつ該状態から離脱するように、移動可能になっている。バリアは、必ずしも、本体を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを必要な量だけ単純に妨げるようになっていればよい。
【００３２】
一構成では、蓋要素によってもたらされるバリアは、本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように流路を横切って拡がるようになっている。
【００３３】
他の構成では、バリアは、閉状態にある各蓋要素が本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有している。具体的には、各蓋要素は、本体の開上端に向かう方向に傾斜しているとよい。すなわち、閉状態にあるとき、各蓋要素の内端は、本体の境界内において、外端よりも本体の開上端の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間の蓋要素の運動の範囲が狭められることになる。この構成によれば、閉状態にある蓋要素は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリアをもたらすことになる。
【００３４】
好ましくは、各蓋要素の離脱可能な連結具は、同じ海の状態によって動作されるようなっているとよい。
【００３５】
一構成では、本体は、長手方向の拡がりを有するように、かつ流路であって、該流路に沿って、水が本体の長軸と平行に本体を通って流れることができる、流路をもたらすように、構成されているとよい。
【００３６】
他の構成では、本体は、上端、下端、および２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状であるとよい。この構成では、側面は、凸形状を有しており、好ましくは、中央が膨らんでいる。
【００３７】
好ましくは、本体は、モジュール式構造を有している。
【００３８】
好ましくは、本体は、上端、下端、および側面を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えている。
【００３９】
シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えているとよい。パネルは、上列および下列を備える少なくとも２列に配列されているとよい。上列は、本体の上端に上縁を画定しており、下列は、下端に下縁を画定している。上縁は、上側ポータルの境界を定めており、下縁は、下側ポータルの境界を定めている。
【００４０】
好ましくは、２つの列、すなわち、上列および下列が設けられており、パネルは、各々、同じ形状を有している。従って、どのようなパネルが、いずれの列内のどの位置に配置されてもよいことになる。これは、パネルのコスト効率のよい製造、およびシェルを得るためのパネルの迅速な組立を容易にするので、有利である。
【００４１】
好ましくは、各パネルは、略矩形構造を有している。
【００４２】
好ましくは、互いに隣接するパネル間の接続部は、半重ね継手を備えている。
【００４３】
本体は、海水内に配備された時点で浮力アクチュエータの運動を容易にする１つまたは複数の係留点を備えているとよい。
【００４４】
流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータの運動との組合せによっては、フラップが、過剰な力によって閉じること、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じることがある。この問題を軽減させるために、ある種の物理的緩衝材が、接触面間に設けられているとよい。この緩衝材は、接触面の片面または両方のいずれかに取り付けられた適切なエネルギー緩衝特性を有する弾性材料の成型片の形態にあるとよい。例えば、この弾性材料は、各フラップまたは本体の相手部品に取り付けることができる。
【００４５】
勿論、他の緩衝構造も可能である。例えば、フラップの揺動は、流体力学的にまたは電気的（渦電流）緩衝制御を介して、緩衝されてもよい。さらに、接触面の弾性緩衝と共に、流体力学的または電気的（渦電流）手段による揺動の緩衝の両方が行われてもよい。
【００４６】
適切な流体圧緩衝器の例として、粘性流体が、浮力アクチュエータが配備されている水環境から吸入かつ該水環境に排出される水からなる、ダッシュポットが挙げられる。ダッシュポットのピストンは、各フラップと接触する弾性バンパーを備えているとよい。この構成では、バンパーの弾性特性によって、フラップの閉鎖運動にいくらかの初期緩衝が与えられることになる。
【００４７】
本発明の第２の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、流路に沿った流れを制御するためのゲート手段と、を備えており、ゲート手段は、互いに協働して本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数の蓋要素を備えており、各蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている、浮力アクチュエータが提供されている。バリアは、必ずしも、本体を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを必要な量だけ単純に妨げるようになっていればよい。
【００４８】
１つまたは複数の蓋要素が、該要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらしている状態から離脱するように移動したとき、バリアが開き、バリアを通る流体の流れを可能にしている。実質的に、蓋要素は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリアをもたらすようになっている。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になっている。
【００４９】
好ましくは、バリアは、本体の境界内にあるように構成され、かつ位置決めされている。さらに、バリアをもたらす蓋要素は、完全な開状態にあるときでさえ、本体の境界内にとどまるようになっている。
【００５０】
一構成では、蓋要素によってもたらされるバリアは、本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように流路を横切って拡がるようになっている。
【００５１】
他の構成では、バリアは、閉状態にある各蓋要素が本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有している。具体的には、各蓋要素は、本体の開上端に向かう方向に傾斜しているとよい。すなわち、閉状態にあるとき、各蓋要素の内端は、外端よりも本体の開上端の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間の蓋要素の運動の範囲が狭められることになる。この構成によれば、閉状態にある蓋要素は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリアをもたらすことになる。
【００５２】
本発明の第３の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体を通る水の流れを妨げるためのチャンバを画定している複数の区分を受け入れるように適合された支持構造体を有している本体を備えており、支持構造体および複数の区分は、輸送され、現地で組み立てられるように適合されている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００５３】
本体は、どのような適切な形状、例えば、円筒、球、切頭球、または切頭円錐の形状を有していてもよい。本体の形状は、輪郭付けされた要素を本体上に設けることによって、得られるとよい。輪郭付けされた要素は、典型的には発泡材料のような低比重を有する浮力材料から形成された浮力構造であるとよい。
【００５４】
好ましくは、各区分は、２つの端を有するフレームを備えており、一端は、壁部分を受けるように適合されており、他端は、支持構造体に接続されるように構成されている。
【００５５】
好ましくは、複数の区分は、本体を通る水の流れを妨げるチャンバを画定するように、互いに連結されるように構成されている。
【００５６】
一構成では、浮力アクチュエータの流体力学的特性は、選択的に変更されるようになっているとよい。これによって、浮力アクチュエータがどのような特定の時期に稼働している環境（例えば、生じ得る海の状態）にも応じて、浮力アクチュエータの性能特性を較正することができる。
【００５７】
流体力学的特性の変更の例として、浮力の変更（追加または除去のいずれか）または本体の応答領域の変更（例えば、容積または形状）、ならびにこれらの組合せが挙げられる。
【００５８】
変更される流体力学的特性が浮力アクチュエータの浮力である場合、この変更は、浮力アクチュエータに対する浮力材料の追加または除去によって達成されるとよい。例えば、浮力材料の変更として、支持構造体への浮力材料の追加または該支持構造体からの浮力材料の除去が挙げられる。これは、流体（液体またはガス）の追加または除去によって、自動的に達成されてもよい。応答領域の例として、本体の形状の変更が挙げられる。本体の形状は、前述したような輪郭付け要素を用いることによって、変更されるとよい。一例を挙げると、浮力アクチュエータの外形は、例えば、浮力アクチュエータの外面に浮力材料を取り付けることによって、変更されるとよい。
【００５９】
本発明の第４の態様によれば、水域内に浸漬されるようになっている浮力アクチュエータにおいて、周囲の水域から一定量の水を受け入れるように適合された中空内部を画定している本体を備えており、本体は、中空内部を通る流れを制御するための流れ制御手段を有しており、流れ制御手段は、本体を通る流体の流れを塞ぐかまたは少なくとも妨げる第１の状態と、中空内部を通る流体の流れを可能にする第２の状態と、を有している、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６０】
好ましくは、流れ制御手段は、内部空間内に閉じ込められている。
【００６１】
好ましくは、流れ制御手段は、調整可能になっている。
【００６２】
一構成では、流れ制御手段は、遠隔的に調整可能になっているとよい。
【００６３】
本発明の第５の態様によれば、浮力アクチュエータを組み立てるためのキットにおいて、支持構造体と、浮力アクチュエータを組み立てるように支持構造体に接続されるように適合された複数の区分と、を備えている、キットが提供されている。
【００６４】
本発明の第６の態様によれば、内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体は、内部空間を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えており、シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６５】
本発明の第７の態様によれば、内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体は、開上端、開下端、および２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有している、浮力アクチュエータが提供されている。この構成では、側面は、凸形状を有しており、好ましくは、中央が膨らんでいる。
【００６６】
本発明の第８の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、流路に沿った流れを制御するためのゲート手段であって、ゲート手段は、本体を通る流路を横切るバリアをもたらす複数の蓋要素を備えており、蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている、ゲート手段と、各蓋要素を前記状態に離脱可能に保持するためのラッチ手段であって、磁気連結具を備えている、ラッチ手段と、を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６７】
本発明の第９の態様によれば、前述した本発明の先行する態様のいずれか１つに記載の少なくとも１つの浮力アクチュエータを備えている波エネルギー変換システムが提供されている。
【００６８】
好ましくは、浮力アクチュエータは、（流体ポンプまたは線形発電機のような）エネルギー変換装置に操作可能に接続され、波運動を該エネルギー変換装置に伝達するようになっている。
【００６９】
本発明の第１０の態様によれば、水域内の波エネルギーを取り込む方法において、本発明の先行する態様のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータを水域内に配備することを含んでいる、方法が提供されている。
【００７０】
本発明は、添付の図面に示されているような本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の説明を参照することによって、さらにいっそう理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】海洋波エネルギーを取り込むための装置の一部をなす第１の実施形態による浮力アクチュエータの斜視図である。
【図２】浮力アクチュエータの略斜視図である。
【図３】浮力アクチュエータの平面図である。
【図４】浮力アクチュエータの一部の略斜視図である。
【図５】図４に示されている浮力アクチュエータの一部の側面図である。
【図６】浮力アクチュエータのゲート手段を特に示す、図４の平面図である。
【図７】浮力アクチュエータのゲート手段の開状態を示す、該ゲート手段の平面図である。
【図８】ゲート手段が開状態にある浮力アクチュエータの一部の略斜視図である。
【図９】図８に示されている浮力アクチュエータの一部の側面図である。
【図１０】支持構造体の内部の側面図である。
【図１１】支持構造体の略斜視図である。
【図１２】支持構造体の平面図である。
【図１３】組み立てられた装置の略斜視図である。
【図１４】図２に示されている浮力アクチュエータの断面図である。
【図１５】海洋波エネルギーを取り込むための装置の一部をなす第２の実施形態による浮力アクチュエータの斜視図である。
【図１６】図１５に示されている構造の略側面図である。
【図１７】第２の実施形態による浮力アクチュエータの底面図である。
【図１８】浮力アクチュエータの側面図である。
【図１９】浮力アクチュエータの内部構造体を断面で示す、図１８と同様の図である。
【図２０】底側から見た、浮力アクチュエータの斜視図である。
【図２１】浮力アクチュエータのさらなる側面図である。
【図２２】浮力アクチュエータのさらなる底面図である。
【図２３】浮力アクチュエータのシェルを形成する上パネル列を示す、浮力アクチュエータの部分的斜視図である。
【図２４】図２３に示されている構造の側面図である。
【図２５】上パネル列のパネルの分解図である。
【図２６】上パネル列のパネルの断面図である。
【図２７】シェルを形成する下パネル列を示す、浮力アクチュエータの部分斜視図である。
【図２８】図２７に示されている構造の側面図である。
【図２９】シェルにおける４つの相互接続されたパネルの側面図である。
【図３０】図２９に示されている相互接続されたパネルの断面図である。
【図３１】２つのパネル間の継手を特に示す、該２つのパネルの略断面図である。
【図３２】２つのパネル間の継手を特に示す、該２つのパネルのさらなる断面図である。
【図３３】パネルの１つをその内側から見た立面図である。
【図３４】外側から見た、図３３の同様の図である。
【図３５】上から見た、パネルの斜視図である。
【図３６】浮力アクチュエータの内部構造体をその底側から見た斜視図である。
【図３７】内部構造体の平面図である。
【図３８】内部構造体の側面図である。
【図３９】内部構造体の部分斜視図である。
【図４０】図３９に示されている構造の平面図である。
【図４１】図３９に示されている構造の側面図である。
【図４２】浮力アクチュエータの一部をなすフラップの斜視図である。
【図４３】フラップの平面図である。
【図４４】フラップの側面図である。
【図４５】浮力アクチュエータの各フラップ用の磁石連結具の一部として用いられる磁石手段の分解斜視図である。
【図４６】磁気手段の変形形態の略平面図である。
【図４７】図４６に示されている構造の略側面図である。
【図４８】第３の実施形態による浮力アクチュエータの側面図である。
【図４９】図４８の浮力アクチュエータの内部構造体の一部の側面図である。
【図５０】図４９に示されている内部構造体のヘッド部分の略側面図である。
【図５１】フラップが開状態で示されている第４の実施形態による浮力アクチュエータの略側面図である。
【図５２】フラップがバリアをなしている閉状態で示されている以外、図５１と同様の図である。
【図５３】閉状態にあり、かつフラップの閉動作を緩和するために緩衝手段と係合しているフラップを特に示す、第５の実施形態による浮力アクチュエータの部分図である。
【図５４】フラップが緩衝手段から離れる方に揺動している状態で示されている以外、図５３と同様の図である。
【図５５】フラップがその戻り経路において緩衝手段と接触を開始している状態で示されている以外、図５３と同様の図である。
【図５６】先の実施形態のいずれかによる浮力アクチュエータを組み込んでいる波エネルギー変換システムの略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
図面に示されている実施形態は、各々、海洋波エネルギーを取り込むための装置１１に用いられるエネルギー解放式浮力アクチュエータ１０に向けられている。
【００７３】
図１を参照すると、装置１１は、水面１３および海底１４を有する海水域１２内に設置され、運転されるようになっている。装置１１は、海底１４に係留されたポンプ機構１５を備えている。浮力アクチュエータ１０は、ポンプ機構１５に操作可能に接続されており、海水域１２内にて、ポンプ機構１５の上方で水面１３の下方の位置、典型的には浮力アクチュエータ１０の上面が中立の水位線から数メートル下の深さの位置に、浮力によって浮遊している。さらに、浮力アクチュエータ１０と浮力アクチュエータ１０が操作可能に接続されたポンプ機構１５との組合せは、好ましくは、以下の全長、すなわち、その全長が最小の状態（浮力アクチュエータがその可動域の最下点にある状態）にて、好ましくは１０メートル以上から１００メートル以下の水深に配備されるのに適する全長を画定している。浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介して、ポンプ機構１５に操作可能に接続されている。
【００７４】
図２−６を参照すると、第１の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、支持構造体２３および複数の区分２５を有する本体２１を備えている。これらの区分２５は、支持構造体２３を包囲しており、外側チャンバ壁２６および内側チャンバ壁２８を有する略環状形状のチャンバ２４を画定している。浮力アクチュエータ１０の両端は、開いており、チャンバ２４内への水の進入を可能にしている。
【００７５】
図４に示されているように、各区分２５は、フレーム２７を備えている。フレーム２７は、壁部分２９を支持するように構成された外端と、支持構造体２３に取り付けられるように適合された内端と、を有している。各フレーム２７の両側は、図１３に示されているように互いに連結するように構成されている。これらの区分２５は、構造体２３を包囲しているチャンバ２４を画定している。各区分２５は、ゲート手段３１によって横断されている。ゲート手段３１は、開状態および閉状態のいずれにおいても浮力アクチュエータ内に閉じ込められるように、構成されている。この目的は、後に明らかになるだろう。
【００７６】
フレーム２７は、鋼ストラットを備える構造を有している。壁部分２９は、金属シートである。代替的に、フレーム２７および壁部分２９は、海洋環境に耐えるのに適する他の材料から構成されていてもよい。
【００７７】
チャンバ２４の開端間にてチャンバ２４内を通る水流は、ゲート手段３１を介して制御されるようになっているとよい。ゲート手段３１は、該ゲート手段に加えられる所定の流体差圧、すなわち、中空内部と浮力アクチュエータ１０が浸漬している周囲の水域との間の所定の流体差圧に応じて、動作するようになっている。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータが激しい海の状態に晒されたとき、該浮力アクチュエータに加えられるうねり運動によって生じることになる。他の構成では、浮力アクチュエータの運動は、特定の運動範囲内にとどまるようにゲート手段３１を選択的に動作させることによって、制御されてもよい。
【００７８】
ゲート手段３１は、ヒンジ３５（図６参照）を介してフレーム２７の片側に旋回可能に接続されたフラップ３３として構成された蓋要素を備えている。ヒンジ３５は、フラップ３３の片側に取り付けられている。フラップ３３の反対側（自由端）では、ラッチ機構３７がフラップ３３を閉状態に離脱可能に保持するようになっている。これによって、チャンバ２４を通る水流が妨げられることになる。ラッチ機構３７は、図示されている構成では、磁気連結具４１からなる離脱可能な連結具３９と、プレート４３と、を備えている。プレート４３は、フレーム２７の反対側に配置されている。磁気連結具４１は、フラップ３３を閉状態に保持するようにプレート４３に吸引されている（図４、図５参照）。磁気連結具４１は、それぞれのフラップ３３の自由端に沿った位置および／またはフレーム２７の対応する縁に沿った対応する位置に設けられた複数の磁石を備えているとよい（図８，９参照）。このようにして、フラップ３３は、フラップ３３に対する力が磁気吸引力を上回るほど十分大きくなるまで、閉状態に保持されることになり、該力が十分に大きくなると、この力によって、フラップ３３は、離脱して閉状態から離れる方に揺動するように付勢され、これによって、開口（図７、図８参照）が形成され、水が開口を通って流れることが可能になる。
【００７９】
この実施形態では、離脱可能な連結具３９は、悪天候の状態に応じて、フラップを離脱させ、閉状態から開状態に移動させて開口を形成すべく、動作するように構成されている。
【００８０】
磁気吸引力は、調整可能になっていてもよい。磁気吸引力は、磁石の数および磁石の強度ならびに磁石と支材との間の間隔のいずれかを変化させることによって、特定の波運動に対して調整されるようになっていてもよい。
【００８１】
他の構成では、磁気吸引力は、遠隔地から調整されるようになっている。この場合、磁気取付け手段は、例えば、可変磁気吸引力をもたらす電磁石であるとよい。
【００８２】
フラップ３３は、各々、特定の水流レベルにおいてその自重の影響を受けて閉じるように構成されているとよい。代替的に、各フラップは、その閉状態に付勢されるようになっていてもよい。これは、バネ機構を用いることによって、例えば、フラップごとにヒンジ内にバネを組み込むことによって、達成されるとよい。
【００８３】
さらに他の実施形態では、ヒンジ付きフラップは、少なくとも１つのフラップの自由端に取り付けられたゴム製バネ機構を介して閉状態に付勢されている。
【００８４】
バネ力は、海の状態が沈静化し、フラップがまさにはためくようになった後でしか閉鎖を促進してはならないという意味において、比較的弱くしておく必要がある。しかし、必ずしも、フラップにバネ負荷を与える必要がない。何故なら、フラップは、浮力アクチュエータ１０の穏やかな運動のみによって、自己閉鎖することができるようになっているからである。
【００８５】
前述したように、フラップ３３を開くことによって、水がチャンバ２４内を流れることが可能になるので、移動する水が浮力アクチュエータに衝突する抵抗が、最小限に抑えられることになる。これによって、位置エネルギーの殆どが排除される。何故なら、浮力アクチュエータ１０は、波によってそれほど大きく持ち上げられることがなく、またより軽くなっているからである。同時に、運動エネルギーも低減することになる。何故なら、（水がもはや閉じ込められていないので）質量が減少し、（浮力アクチュエータがもはや浮力アクチュエータを加速させる波力に対するこのような反力をもたらすことがないので）速度が減少するからである。浮力アクチュエータ１０を水が完全に通り抜けるようにさせることは不可能である。何故なら、浮力アクチュエータ１０と水との間には、いくつかの連結具が常に存在しているからである。しかし、ポンプ１５および連結具２１への嵐による負荷は、ゲート手段３１を用いることによって、許容レベルまで減衰されることが見込まれるので、これらの大きな力に耐える極めて嵩張った（かつ高価な）構造物を設計する必要がないことになる。
【００８６】
フラップの故障に対する耐故障特性を有していることが、浮力アクチュエータ１０の１つの特徴である。もし１つのフラップ３３が、（例えば、磁気ラッチの故障またはヒンジの破損によって）、通常運転にて誤って開いた場合でも、浮力アクチュエータ１０の作動に悪影響を与える程度まで、水を浮力アクチュエータ１０の中空内部に進入させるのに十分に大きな流路は、まだもたらされないだろう。というのも、浮力アクチュエータ１０の作動に悪影響を与える流れが生じるには、少なくとも２つのフラップが開いている必要があるが、２つのフラップが誤って開く確率は、１つのみのフラップが機能しなくなる確率よりも著しく小さいからである。
【００８７】
この点に関して、ゲート手段３１が浮力アクチュエータ内に閉じこめられているのは、特に有利である。ゲート手段３１は、外部の海洋環境から保護されており、浮力アクチュエータ１０が衝突に巻き込まれた場合でも損傷を受けるほど露出していない。この構成では、メッシュ材料を用いて、浮力アクチュエータ１０の開端を閉じ、チャンバ２４内への海洋材料の侵入を阻止することができる。また、海洋生物の成長を阻止する方法を用いることもできる。例えば、海洋生物の群体の生成を阻止するために、ゲート手段３１の表面に被膜が施されてもよい。
【００８８】
前述した区分２５は、支持構造体２３と一緒に、図２および図３に示されている浮力アクチュエータを形成している。
【００８９】
図１０を参照すると、支持構造体２３は、中心コア４９および中心コア２３を包囲しているフレーム４７を備えている。フレーム４７は、ストラット５１の３つのグループを備えている。ストラット５１の第１および第２のグループは、コア４０から傾斜して外方に延在しており、各々、構造体２３内に円錐状の空間を画定している。ストラット５１の第１のグループは、コア４９の第１の端からコア４９の中間区域に延在しており、第２のグループは、中心コア４９の中間からコアの第２の端区域に延在している。（図では見えていない）ストラットの第３のグループは、コア４９の第１の端から半径方向外方に延在している。この構成では、ストラットは、５角柱を画定している。代替的に、他の形状であってもよい。図１０に示されている構成では、ストラットのグループにつき、１０本のストラット５１が、１対のストラットが構造体２３の各側面５４に対応するように、設けられている。ラグ５９，６１が、中心コア４９の各端から長手方向に延在している。ラグ５９，６１は、浮力アクチュエータ１０の運転中、輸送中、および組立中に、持上げ手段および支持手段として役立つものである。
【００９０】
さらに、フレーム４７は、フレーム４７の周辺に沿って延在している一連の垂直方向に整列したスタブ４５を備えている（図１０〜図１２参照）。一連のスタブ４５間に配置されているのは、側パネル５３である。側パネル５３は、支持構造体および内側チャンバ壁２６の小平面を画定している。各パネル５５，５７は、フレーム４７の両端に配置されている。この構成によって、図１２に示されている構造体２３内の閉じた内部空間が画定されている。スタブ４５は、区分２５を受け入れるために、側パネル５３から上方に延在している。
【００９１】
前述した構成では、構造体２３内に空洞が画定されている。浮力アクチュエータ１０の実質的に中空の特性によって、浮力アクチュエータ１０は、既知の先行技術の浮体と比較して軽量である。空洞は、浮力アクチュエータ１０に総正味の浮力をもたらすために、浮力材料によって満たされている。浮力材料は、とりわけ、空気、空気を含む浮袋、発泡体のような低密度材料であればよい。発泡体は、独立気泡を含むウレタンフォームであるとよい。しかし、他の適切な材料が用いられてもよい。
【００９２】
浮力は、ポンピングストローク中に付加的な浮上りをもたらすことになる。波は、浮力アクチュエータ１０に下向き力と殆ど同程度の大きな上向き力を加えている。しかし、各ポンプ１５は、一方向にしか作動しないので、浮力アクチュエータ１０内の浮力は、下降ストローク中に蓄えられた位置エネルギーとして作用することになる。従って、上昇ストローク中、浮力および浮上り力の両方が、ポンプに作用することになる。
【００９３】
浮力アクチュエータの流体力学的特性は、構造体２３内の浮力を選択的に変化させることによって、変更されてもよい。浮力を変化させる例として、構造体２３への浮力材料の追加または構造体２３からの浮力材料の除去が挙げられる。また、他の構成では、浮力材料の種類が変更されてもよい。
【００９４】
他の構成では、浮力アクチュエータの流体力学的特性は、浮力アクチュエータの外形を選択的に変化させることによって、変更されてもよい。これは、例えば、浮力材料を壁部分２９の外面に取り付けることによって達成されるとよい。
【００９５】
単一の繋ぎ紐を有する浮力アクチュエータの場合、その適切な形状の例として、球、切頭球、短寸逆円錐、切頭円錐、または短寸円筒が挙げられる。勿論、他の形状であってもよい。
【００９６】
球形状は、最適である。何故なら、球形状は、その対称性によって、波擾乱と浮力アクチュエータとの間に回転結合が生じないので、うねり力を繋ぎ紐の直線張力に最適に変換させることができるからである。
【００９７】
球、短寸円筒、および短寸逆円錐の間でのエネルギー蓄積性能の差は、製造のしやすさおよび構造安定性のような他の因子も考慮した場合、球を優先して他の形状を排除するほど大きなものではない。従って、許容されるエネルギー貯蔵性能と構造安定性の許容レベルとを有するさまざまな形状が考えられる。
【００９８】
浮力アクチュエータは、そのモジュール構造から、個別の構成要素として輸送され、最終目的地の近くで組み立てられることが可能である。この構成は、実質的に、前述した支持構造体２３および１０個の区分２５を備えるキットである。図１３に示されているように、浮力アクチュエータ１０は、区分２５を支持構造体２３のスタブ４５に留め、互いに隣接する区分２５を互いに連結することによって、形成されることになる。この作業は、支持構造体２３が、例えば、クレーンによってラグ６１から垂直に懸垂された状態で行われるとよい。
【００９９】
組み立てられた浮力アクチュエータ１０（図２参照）は、水域内に配備するために、ラグ６１を介して持ち上げられとよい。前述したように、作業時に、浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介して、ポンプ機構１５に操作可能に接続されることになる。繋ぎ紐１７は、浮力アクチュエータのラグ５９（図１０参照）に留められるようになっている。
【０１００】
ポンプ１５は、水域１２内に係留され、浮力アクチュエータ１０を介して波エネルギーによって作動されるように構成されている。ポンプ１５は、海水域１２内のポンプの上方で水面１３の下方にて典型的には中立の水位線から数メートル下の深さの位置に浮力によって浮遊している実施形態による浮力アクチュエータ１０に操作可能に接続されることになる。この構成によって、ポンプ１５は、波運動に応じる浮力アクチュエータ１０の運動によって、作動されることになる。ポンプ１５は、高圧流体の形態にあるエネルギーを利用する閉ループシステムに高圧作動流体（例えば、高圧水）を供給するようになっているとよい。
【０１０１】
運転時において、装置１１に衝突する波によって、浮力アクチュエータ１０の浮上りが生じる。この浮上りは、繋ぎ紐１７を介してポンプ１５に伝達され、ポンプ１５にポンピングストロークを行わせる。いったん波が通過すると、浮力アクチュエータ１０に加えられた浮上り力が減少し、浮力アクチュエータは、浮力アクチュエータに接続された種々の構成部品、例えば、ポンプ１５のポンピング機構の重量によって下降し、これによって、ポンプ１５に吸入ストロークを行わせる。ピストン機構は、下降すると、吸入チャンバ内に進入している水内に押し込まれる。ピストン機構が下降するにつれて、吸入チャンバ内の水は、ピストンチャンバ内に流れ、ポンピングチャンバを徐々に拡張する。吸入逆止弁によって、水の流入が可能になっている。これによって、次の波擾乱に応じる浮力アクチュエータ１０の浮上り時に行われる次のポンピングストロークに備えて、ピストンチャンバおよび吐出チャンバが水で充填されることになる。
【０１０２】
激しい海の状態、典型的には、（嵐の状態におけるような）悪天候の状態では、浮力アクチュエータ１０が極端な力を受け、この極端な力が浮力アクチュエータにうねり運動を加えることがある。このような状態では、浮力アクチュエータ１０を損傷しないように保存し、装置１１の他の構造部品に伝えられるうねり負荷を制限する必要がある。これは、浮力アクチュエータ１０のエネルギーを解放し、浮力アクチュエータ１０を事実上非作動とすることによって、または浮力アクチュエータ内に水を貫流させることによって、浮力アクチュエータ１０に加えられたうねり力を少なくとも制限することによって、達成されるようになっている。これは、浮力アクチュエータ１０をこの浮力アクチュエータが浸漬している水域に対して通り抜けさせる効果、すなわち、浮力アクチュエータ１０が、どのような手段も取られていない場合におけるよりもわずかしか、水の浮上り運動に応じないようにさせる効果を有している。これは、ゲート手段３１の開口によって達成されることになる。ゲート手段３１は、ゲート手段３１に加えられた所定の流体差圧に応じて開き、これによって、水が浮力アクチュエータ１０を通って上方に流れることを可能にする。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたとき、浮力アクチュエータ１０に加えられる上向きのうねり運動によって生じることになる。
【０１０３】
他の構成では、浮力アクチュエータの運動は、特定の運動範囲内にとどまるようにゲート手段３１を選択的に動作させることによって、制御されてもよい。
【０１０４】
図１５〜図４５を参照すると、第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０が示されている。図１５および図１６に示されているように、第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、水面および海底１４を有する海水域１２内に設置されて運転されるようになっている装置１１の一部をなしている。装置１１は、海底１４に係留されたポンプ機構１５を備えている。第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、第１の実施形態による浮力アクチュエータ１０の場合と同じように、ポンプ機構１５に操作可能に接続されており、海水域１２内にて、ポンプ機構１５の上方で水面１３の下方に、浮力によって浮遊している。浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介してポンプ機構１５に操作可能に接続されている。
【０１０５】
第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、上端１０３、下端１０５、およびこれらの２つの端間に延在している側面１０７を有する切頭円錐形状の本体１０１を備えている。この構成では、側面１０７は、凸形状を有しており、その中央が膨らんでいる。
【０１０６】
本体１０１は、中空であり、上端１０３および下端１０５は、各々、本体内の中空内部１０９の方に開いている。中空内部１０９は、チャンバ１１０を画定している。チャンバ１１０は、制御された流路を内蔵している。この流路が開いているとき、水が流路に沿って開上端１０３と開下端１０５との間にて本体内を流れることができる。上端１０３は、チャンバ１００内に開いている上側ポータル１０４を画定しており、下端１０５は、チャンバ１１０内に開いている下側ポータル１０６を画定している。
【０１０７】
本体１０１は、内部構造体１１１を備えている。内部構造体１１１は、本体の上端１０３、下端１０５、および側面１０７を画定しているシェル１１３を支持している。
【０１０８】
内部構造体１１１は、繋ぎ紐１７が該内部構造体に取り付けられるように、構成されている。
【０１０９】
浮力アクチュエータ１０は、質量の中心が浮力の中心の下方にあるように、構成されている。これによって、激しい海の状態で運転するとき、浮力アクチュエータに一定の安定性をもたらすことができる。この実施形態では、質量の中心と浮力の中心との間のこの関係は、内部構造体１１１およびシェル１１３の相対的な位置決めおよびそれらの構造によって、達成されるようになっている。
【０１１０】
内部構造体１１１は、ゲート手段１１５を組み入れている。ゲート手段１１５は、以下にさらに詳細に述べるように、開上端１０３における上側ポータル１０４と開下端１０５における下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る流れを制御するためのものである。ゲート手段１１５は、第１の実施形態の場合と同じように、ゲート手段１１５に加えられた所定の流体差圧に応じて動作可能であり、これによって、水が浮力アクチュエータ１０を通って上方に流れることができるようになっている。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたとき、浮力アクチュエータ１０に加えられる上向きのうねり運動によって生じることになる。
【０１１１】
この実施形態は、本体１０１内に閉じ込められる所定の水量に対して、本体１０１の上側ポータル１０４および下側ポータル１０６を通り抜ける最大通水断面を達成することができる構造をもたらすことを意図しており、このような構造を得るのに、本体の切頭円錐形状が役立っている。
【０１１２】
シェル１１３は、複数の区分１２１を備えるモジュール構造を有している。区分１２１は、一緒に接続されるように適合されたパネル１２３として構成されている。図示されている構成では、パネル１２３は、２列、すなわち、上列１２５および下列１２７に配列されている。上列１２５は、本体１０１の上端１０３に上縁１２８を画定しており、下列１２７は、下端１０７に下縁１２９を画定している。上下縁１２８，１２９は、丸められた断面輪郭を有している。
【０１１３】
上縁１２８は、上側ポータル１０４の境界を定めており、下縁１２９は、下側ポータル１０６の境界を定めている。
【０１１４】
パネル１２３は、各々、同じ形状を有しており、これによって、どのようなパネルがいずれの列１２５，１２７内のどの位置に配置されてもよい。これは、パネル１２３のコスト効率の良い製造、およびシェル１１３を得るためのパネル１２３の迅速な組立を容易にするので、有利である。
【０１１５】
各パネル１２３は、外面１３３、内面１３５、および４つの縁１３７を有するパネル本体１３１を備える略矩形構造を有している。４つの縁１３７は、外縁１３９、内縁１４１、および２つの互いに向き合った側縁１４３，１４５から構成されている。
【０１１６】
各パネル１２３が取り付けられ、シェル１１３が組み立てられると、パネル１２３が組立シェル１１３の上列１２５または下列１２７のいずれに配置されているかによって、パネルの外縁１３９は、シェル１１３の上縁１２８またはシェル１１３の下縁１２９のいずれかの一部を画定することになる。外縁１３９は、シェル１１３の上下縁１２８，１２９の丸められた輪郭に一致するように丸められている。
【０１１７】
各パネル１２３の２つの互いに向き合った側縁１４３，１４５は、組立シェル１１３内の同一パネル列における隣接するパネル１２３の隣接する縁に接続されるように構成されている。これは、パネル１２３ａがその隣接するパネル１２３ｂ，１２３ｃと一緒に示されている図１８を参照すれば、分かるだろう。また、図２９は、パネル１２３ｂが省かれた構造を示している。パネル１２３ａは、互いに向き合った縁１４３ａ １４５ａを有しており、側縁１４３ａは、パネル１２３ｂの側縁１４５ｂに接続されており、側縁１４５ａは、パネル１２３ｃの側縁１４３ｃに接続されている。
【０１１８】
さらに詳細には、各パネル１２３の側縁１４３，１４５は、隣接するパネルの対応する側縁と嵌合するように構成されている。図示されている構成では、側縁１４３，１４５は、パネル１２３間に半重ね継手１４７をもたらすように構成されている。この構成では、１つのパネルの側縁１４３および隣接するパネルの対応する側縁１４５は、重なって嵌合することが可能である。嵌合された側縁１４３，１４５は、どのような適切な方法、例えば、機械的な固定、化学的結合、または溶接によって、一緒に固定されてもよい。図示されている構成では、この接続は、ボルトまたはリベットのような締付け具１４９を用いる機械的な固定である。取外し可能な締付け具を用いる機械的な固定による接続は、修理または保守のために後で必要とされるシェル１１３の分解が容易になるので、有利である。
【０１１９】
半重ね継手１４７は、各側縁１４３，１４５に沿った切込み１５１によって形成されている。切込み１５１は、フランジ１５３および隣接する凹部１５５を画定している。フランジ１５３および凹部１５５は、嵌合に適するように形作られている。このような構成によれば、２つのパネル間の半重ね継手１４７において、第１のパネル１２３の側縁１４３のフランジ１５３は、第２のパネルの側縁１４５の対応する凹部１５５内に配置され、第２のパネル１２３の側縁１４５のフランジ１５３は、第１のパネルの側縁１４３の対応する凹部１５５内に配置されることになる。
【０１２０】
各パネル１２３の内縁１４１は、組立シェル１１３内の隣接するパネル列における隣接するパネル１２３の内縁に接続されるように、構成されている。これは、図１８および図２９を参照すれば、分かるだろう。これらの図では、上列１２５のパネル１２３ａ、下列１２７のパネル１２３ｄが、それぞれの内縁１４１ａ，１４１ｄが互いに隣接している状態で示されている。
【０１２１】
さらに詳細には、各パネル１２３の内縁１４１は、組立シェル１１３内の隣接するパネル列における隣接するパネル１２３の内縁１４１に嵌着するように、構成されている。図示されている構成では、内縁１４１は、複数の半重ね継手１６１をもたらすように構成されている。この実施形態では、２つの半重ね継手が各内縁１４１によってもたらされているが、３つ以上の半重ね継手も可能である。
【０１２２】
２つの半重ね継手１６１は、内縁１４１の互いに向き合った内縁１４１に沿って設けられた第１の切込み１６３および第２の切込み１６５によって形成されている。第１の切込み１６３は、外側フランジ１６７および隣接する内側凹部１６９を画定している。同様に、第２の切込み１６５は、内側フランジ１７１および隣接する外側凹部１７３を画定している。外側フランジ１６７および外側凹部１７３は、連続しており、内側凹部１６９および内側フランジ１７１も、連続している。
【０１２３】
外側フランジ１６７および内側凹部１６９は、嵌合に適するように形作られており、内側フランジ１７１および外側凹部１７３も、嵌合に適するように形作られている。このような構成によれば、２つのパネル間の半重ね継手１４７において、第１のパネル１２３の側縁１４３のフランジ１５３は、第２のパネルの側縁１４５の対応する凹部１５５に配置され、第２のパネル１２３の側縁１４５のフランジ１５３は、第１のパネルの側縁１４３の対応する凹部１５５内に配置されることになる。
【０１２４】
この実施形態では、半重ね継手１６１を構成しているそれぞれのフランジ１６７，１７１および凹部１６９，１７３間の嵌合は、摩擦嵌めであり、これによって、パネル１２３の内縁１４１間にスナップ嵌合をもたらすことが可能となる。
【０１２５】
この構成では、１つのパネルの内縁１４１および隣接するパネルの対応する内縁１４１は、重なって嵌合されることが可能になっている。嵌合された内縁１４１は、どのような適切な方法、例えば、機械的な固定、化学結合、または溶接によって、一緒に固定されてもよい。図示されている構成では、この接続は、ボルトまたはリベットのような締付け具１７５を用いる機械的な固定である。取外し可能な締付け具を用いる機械的な固定による接続は、修理または保守のために後で必要とされるシェル１１３の分解が容易になるので、有利である。
【０１２６】
シェル１１３は、浮力構造を有している。この目的のために、各シェルパネル１２３は、浮揚性を有している。これは、どのような適切な方法によって、例えば、パネル内に１つまたは複数の空洞を形成することによって、またはパネル内に発泡体のような浮力材料を封入することによって、達成されてもよい。この実施形態では、各パネル１２３の本体１３１は、中空構造を有している。該中空構造は、外面１３３を画定している外側スキン区域１８３と内面１３５を画定している内側スキン区域１８５とを有するスキン１８１を備えている。外側スキン区域１８３および内側スキン区域１８５は、互いに離間した関係にあり、それらの間に閉じた空間１８７を画定している。ブリッジ要素１８９のアレイが外側スキン区域１８３および内側スキン区域１８５と一体に形成されており、空間１８７を横切ってそれらの区域間に延在しており、これによって、２つのスキン区域を補強している。この実施形態では、空間は、空気を含んでいるが、どのような適切な浮力材料、例えば、他のガスまたは発泡材料を含んでいてもよい。
【０１２７】
水中に配備された時点での浮力アクチュエータ１０の移動を容易にするために、１つまたは複数の係留点１９０が、シェル１１３の外部に設けられている。典型的には、このような移動は、曳航の形態でなされる。係留点１９０は、強固なものとするために、内部構造体１１１に接続されている。
【０１２８】
内部構造体１１１は、シェル１１３を支持している中心コア２０１を備えている。内部構造体１１１は、中心カラム２０３および中心カラム２０３上に取り付けられたフレーム２０５を備えている。典型的には、中心カラム２０３およびフレーム２０５は、主に金属から構成されており、これは、浮力アクチュエータ１０の質量の中心が浮力の中心の下方に位置することを確実にするのに役立つことになる。
【０１２９】
中心カラム２０３は、上区分２０６および下区分２０７を備えている。上区分２０６は、カラム２０３を包囲している中心プレート２０８と、中心プレート２０８の下方の取付けブラケット２０９と、を備えている。
【０１３０】
フレーム２０５は、中心カラム２０３の上区分２０６から半径方向に延在しているアーム２１０と、中心カラム２０３の下区分２０７とアーム２１０の半径方向外端との間に延在しているストラット２１１と、を備えている。各アーム２１０は、フレーム要素２１３を備えている。フレーム要素２１３は、その半径方向内端にて、取付けブラケット２０９の１つに取り付けられている。各フレーム要素２１３の半径方向外端は、ストラット２１１のそれぞれによって支持されている。
【０１３１】
フレーム２０５は、シェル２１３が取り付け可能になっているマウント２１５を備えている。図示されている構成では、マウント２１５は、フレーム要素２１３の外端の取付けブラケット２１７を備えており、これらの取付け可能なブラケット２１７にシェル２１３がボトル締め可能になっている。
【０１３２】
フレーム２０５は、図２０に最もよく示されているように、シェルを内部構造体１１１の適所に固定するために、中心カラム２０３の下区分とシェル２１３との間に延在している半径方向フレーム要素２１８も備えている。
【０１３３】
アーム２１０の半径方向の配置によって、アーム間に空間２１９が画定されることになる。空間２１９は、本体内を通る流路の一部をなしており、該流路の一部が開くと、水が該流路の一部に沿って上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体内を流れることが可能になる。空間２１９は、半径方向最内端を頂点とする略三角形の形状を有している。
【０１３４】
ゲート手段１１５は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る水の流れを調整するように、動作可能である。
【０１３５】
ゲート手段１１５は、フラップ２２１として構成された複数の蓋要素を備えている。フラップ２２１は、互いに協働して、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１内を通る流路を横切るバリア２２２をもたらすように、構成されている。バリア２２２は、必ずしも本体１０１内を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを単純に妨げるようになっていればよい。
【０１３６】
各フラップ２２１は、他のフラップと協働してバリア２２２をもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能である。１つまたは複数のフラップ２２１が該状態から離脱するように移動すると、バリア２２２が開き、バリアを通る流体の流れを可能にする。実質的に、フラップ２２１は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリア２２２をもたらすようになっている。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になる。
【０１３７】
図示されている構成では、フラップ２２１は、各々、空間２１９の各々を流れに対して開閉するように、該空間２１９に関連付けられている。
【０１３８】
フラップ２２１は、空間２１９の形状と一致するように形作られている。図示されている構成では、各フラップ２２１は、内端２２３と、外端２２５と、２つの互いに向き合った側面２２７と、を備えている。フラップ２２１の形状は、図４２、図４３および図４４に最もよく示されている。側面２２７は、内側面区域２２７ａおよび外側面区域２２７ｂを備えている。側面２２７は、図４０に示されているように、互いに隣接するフラップ２２１が閉状態にあるとき、これらのフラップ２２１の内側面区域２２７ａが互いに密に隣接して位置するように、構成されている。これによって、効果的なバリア２２２が容易に達成されることになる。
【０１３９】
フラップ２２１は、それぞれの空間２１９と関連させて開状態と閉状態との間で揺動するように、フレーム２０５上に旋回可能に取り付けられている。閉状態では、フラップ２２１は、空間２１９を横切って延在しており、これによって、バリア２２２をもたらし、流れを妨げることになる。旋回可能に取り付けられているので、各フラップ２２１は、その該当する空間２１９から離れる方に揺動して空間を露出させることができ、これによって、バリア２２２が開き、流れが該バリアを通ることができる。図３６、図３７および図３９では、閉状態にあるフラップ２２１が示されている。図１９は、閉状態から離れる方に部分的に揺動したフラップ２２１を示している。
【０１４０】
図示されている構成では、各フラップ２２１は、フレーム２０５上の外端２２５に隣接する箇所に、ヒンジ２２９によって旋回可能に取り付けられている。フラップ２２１が閉状態にあるとき、内端２２３は、中心プレート２０８上に支持されている。
【０１４１】
バリア２２２は、シェル１１３の境界内に収まるように構成され、かつ位置決めされている。さらに、バリア２２２を構成することになるフラップ２２１は、完全な開状態にあるときでも、シェル１１３の境界内にとどまるようになっている。
【０１４２】
フラップ２２１を閉状態に保持し、本体１０１内を通る水の流れを妨げるために、ラッチ機構２３１が各フラップ２２１に付随している。ラッチ機構２３１は、離脱可能な連結具２３８を備えている。連結具２３８は、この実施形態では、磁気連結具２３９から構成されている。磁気連結具２３９は、各フラップ２２１の内端２２３と中心コア２０１の隣接する部分との間に吸引力をもたらすものである。図示されている構成では、磁気連結具２３９は、フラップ２２１上の内端２２３に隣接する箇所に位置する磁石手段２４１と、中心カラム２０３上の衝突プレート２４３と、を備えている。衝突プレート２４３は、（鋼または他の強磁性材料のような）材料から作製されており、磁石手段２４１が該衝突プレート２４３に磁気的に吸引されるようになっている。衝突プレート２４３は、図示されている構成では、中心カラム２０３の中心プレート２０８によって画定されている。
【０１４３】
磁気連結具２３９は、フラップに対する力が磁気吸引力に打ち勝つのに十分な大きさになるまで、各フラップ２２１を閉状態に保持するように動作可能になっており、フラップに対する力が十分に大きくなると、この力によって、磁気連結具は、フラップを離脱させて閉状態から離れる方に揺動させ、水が本体１０１内を流れることを可能にする開口をもたらすように、付勢されることになる。
【０１４４】
この実施形態における磁石手段２４１は、ハウジング２４７内に収容された永久磁石２４５のアレイを備えている。永久磁石２４５は、どのような適切な種類のものであってもよい。良好な経時変化特性を有する永久磁石が望ましい。（ＮｄＦｅＢ磁石としても知られている）ネオジウム磁石が特に適切であると考えられる。
【０１４５】
ハウジング２４７は、浮力アクチュエータが運転されることになる水環境から磁石２４５を隔離するように構成されている。
【０１４６】
流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せによっては、フラップ２２１が、過剰な力によって閉じること、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じることがある。もしこの状態が緩和されないなら、フラップ２２１自体のみならず、ラッチ機構２３１および内部構造１１１の他の部品の過剰な摩耗および損傷をもたらすことになるだろう。この問題を軽減させるために、ある種の物理的緩衝材が、接触面間に設けられているとよい。この緩衝材は、接触面の片面または両方のいずれかに取り付けられた適切なエネルギー緩衝特性を有する弾性材料の成型片の形態にあるとよい。例えば、この弾性材料は、各フラップ２２１または衝突プレート２４３のような内部構造１１の相手部品のいずれかまたは両方に取り付けられているとよい。
【０１４７】
勿論、他の緩衝構造も可能である。例えば、フラップ２２１の揺動は、流体力学的にまたは電気的（渦電流）緩衝制御を介して、緩衝されてもよい。実際には、接触面の弾性緩衝を行うと共に、流体力学的または電気的（渦電流）手段による揺動の緩衝を行うと、有利である。
【０１４８】
図４６および図４７には、磁石手段２４１の変形形態が示されている。この変形形態は、永久磁石２４５を保護すると共に、衝突プレート２４３に接触したときにいくらかの物理的緩衝をもたらすように、考案されている。この変形形態では、ハウジング２４７は、非磁性かつ非多孔性材料（例えば、プラスチックポリマー）から構成されており、該ハウジング２４７内に、永久磁石２４５が包み込まれている。好ましくは、プラスチックポリマー材料は、いくらかの物理的緩衝をもたらすために、いくらかの弾性特性を有している。ポリウレタン、アクリル樹脂、および高分子ＨＭＰＥが、ハウジング２４７に特に適するプラスチックポリマーであると考えられる。
【０１４９】
典型的には、永久磁石２４５は、ハウジング２４７内に鋳込まれている。このような構成は、ハウジング２４７が、永久磁石２４５を閉じ込めると共に、永久磁石２４５をハウジング内の適切の箇所でかつ互いに対しても適切な箇所に保持することができるので、有利である。
【０１５０】
ハウジング２４７は、衝突プレート２４３と直面する接触面２５１を有している。図示されている構成では、永久磁石２４５は、接触面２５１に対して凹んだ箇所に位置しており、接触面２５１と永久磁石２４５との間に位置するクッション部分２５３をハウジングにもたらしている。接触面２５１は、磁石手段２４１と衝撃プレート２４３とが接触したときに凹んでいる永久磁石２４５を摩耗の影響から保護する摩耗面としても、機能している。
【０１５１】
典型的には、ハウジング２４７は、必要に応じて取外し可能および交換可能になっている。
【０１５２】
この実施形態では、クッション部分２５３は、ハウジング２４７と一体になっている。他の構成では、クッション材は、衝撃プレート２４３と接触するためにハウジング２４７に付着されたクッション材料の層によって設けられていてもよい。
【０１５３】
図示されていないが、クッション材は、衝突プレート２４３との関連で設けられていてもよい。一例では、衝突プレート２４３は、衝撃吸収取付け構造上に支持されるようになっていてもよい。衝撃吸収取付け構造は、ゴムマウントから構成され、該ゴムマウント上に衝突プレート２４３が弾性的に支持されるようになっているとよい。
【０１５４】
この第２の実施形態では、フラップ２２１によってもたらされるバリア２２２は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１内を流れる水の流れの方向と実質的に直交するように、チャンバ１１０を横断して拡がるようになっている。典型的には、フラップ２２１は、完全な閉状態と完全な開状態との間にて約９０°の円弧を描いて揺動することができる。このような運動の範囲によって、フラップは、流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せの下で、過剰な力により閉鎖しやすくなる。上記の説明において示唆されているように、緩衝をもたらすことによって、この潜在的な問題を軽減することが可能になる。
【０１５５】
過剰な力によってフラップ２２１を閉じる問題を軽減する他の手法は、完全な閉状態と完全な開状態との間のフラップの運動の範囲を小さくし、これによって、フラップが閉状態から離脱しているとき、フラップが流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せによって影響される程度を低減させることである。
【０１５６】
図４８、図４９および図５０に示されている第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、このような手法を取り入れている。
【０１５７】
第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、多くの点において、第２の実施形態による浮力アクチュエータと類似しているので、同様の参照番号を用いて、同様の部品を示すことにする。
【０１５８】
第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０では、バリア２２２は、傾斜構造を有している。この構造では、閉状態にある各フラップ２２１は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る水の流れの方向に対して傾斜している。詳細には、各フラップ２２１は、上側ポータル１０４に向かう方向に傾斜している。すなわち、図４８に示されているように、閉状態にあるとき、各フラップ２２１の内端２２３は、外端２２５よりも上側ポータル１０４の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間のフラップの運動の範囲が狭まることになる。
【０１５９】
この構成によって、閉状態にあるときのフラップ２２１は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリア２２２をもたらすことになる。
【０１６０】
中心カラム２０３およびフレーム２０５を備えている内部構造体１１１は、この構成に適合するように修正されている。具体的には、空間２１９を間に画定しているアーム２１０は、傾斜している。加えて、中心カラム２０３は、閉状態にあるときにフラップ２２１の内端２２３を支持するヘッド部分２６１を組み込んでおり、ラッチ機構２３１として機能する磁気連結具２３９用の衝突プレート２４３も備えている。具体的には、ヘッド部分２６１は、複数のセグメント２６３を備えており、これらのセグメント２６３の各々が衝突プレート２４３のそれぞれを画定している。
【０１６１】
フレーム２０５は、傾斜した上側フレーム要素２７３および傾斜した下側フレーム要素２７５を備えるクモ状構造体２７１を備えている。フレーム要素２７３，２７５の外端は、取付けプレート２７７の外端に収束しており、該取付けプレート２７７に、シェル１１３が取り付け可能になっている。この構成によれば、上側フレーム要素２７３が、アーム２１０およびそれらの間の空間２１９を画定している。
【０１６２】
図５１および図５２を参照すると、第４の実施形態による浮力アクチュエータ１０が概略的に示されている。この浮力アクチュエータは、本体３０１を備えている。本体３０１は、中空であり、上端３０３および下端３０５を有している。上端３０３および下端３０５の各々は、本体内の中空内部３０７に向かって開いている。中空内部３０７は、制御された流路を内蔵するチャンバ３０９を画定している。この制御された流路が開いたとき、水が、該流路に沿って開上端３０３と開下端３０５との間にて本体内を流れることができる。開上端３０３と開下端３０５との間にて本体３０１を通る流れを制御するためのゲート手段３１１が設けられている。先の実施形態と同じように、ゲート手段３１１は、該ゲート手段３１１に加えられる所定の流体差圧に応じて動作可能である。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたときに、浮力アクチュエータ１０に加えられるうねり運動によって生じることになる。
【０１６３】
ゲート手段３１１は、複数のフラップ３１３を備えている。フラップ３１３は、互いに協働して、開上端３０３と開下端３０５との間にて本体３０１を通る流路を横切るバリア３１５をもたらすよう構成されている。バリア３１５は、必ずしも本体３０１を通る流れの全体を塞ぐ必要はなく、該流れを単に妨げるようになっていればよい。
【０１６４】
各フラップ３１３は、該フラップ３１３が他のフラップと協働してバリア３１５をもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている。１つまたは複数のフラップ３１３が該状態から離脱するように移動すると、バリア３１５が開き、流体がバリアを通って流れることが可能になる。先の実施形態と同じように、フラップ３１３は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリア３１５をもたらすことになる。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア３１５内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になる。
【０１６５】
この実施形態では、フラップ３１３は、開状態と閉状態との間で揺動するように旋回可能に取り付けられている。図示されている構成では、フラップ３１３は、本体３０１に取り付けられたヒンジ３１９によって画定されている旋回軸３１７上に旋回可能に取り付けられている。フラップ３１３は、該フラップ３１３を閉状態に付勢する浮力装置３２１に操作可能に接続されている。浮力装置３２１は、図示されている構成では、本体３０１の外部に配置されている。浮力の影響による浮力装置３２１の上向きの運動を制限するために、ストッパ３２３が各浮力装置３２１に付随している。フラップ３１３に加えられた差圧に応じて、フラップ３１３が（図５２に示されているような）閉状態から（図５１に示されているような）開状態に上向きに揺動すると、浮力装置３２１は、浮力装置３２１に加えられている浮力の影響に対抗して、ストッパ３２３から離れて下方に移動することになる。フラップ３１３への差圧が十分に低下すると、浮力装置３２１に加えられている浮力が、浮力装置３２１を戻し、ストッパ３２３に係合させ、これによって、フラップ３１３が閉状態に戻ることになる。
【０１６６】
この実施形態では、フラップ３１３は、チャンバ３０９内において片持ち梁のように支持されている。すなわち、フラップ３１３は、ヒンジ３１９からチャンバ３０９内に支えられずに延在している。この構成によれば、フラップ３１３は、いくらかの固有の弾性を有しており、これによって、閉状態にあるときに、フラップが（図５２に破線によって描かれているように）下向きの流体力学的な力に応じて、限られた量だけ撓むことができるように、構成されている。これは、フラップ３１３の撓みがフラップの閉鎖運動時にいくらかのクッションをもたらすことができるので、有利である。
【０１６７】
浮力アクチュエータ１０のいくつかの実施形態に関して前述したように、流体力学的条件と浮力アクチュエータ１０の運動とのいくつかの組合せによっては、バリアを構成することになるフラップが過剰な力によって閉じる可能性、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じる可能性がある。流体圧手段による緩衝に関して、いくつかの緩衝構造がすでに開示されている。
【０１６８】
図５３、図５４および図５５を参照すると、第５の実施形態による浮力アクチュエータ１０の一部が概略的に示されている。この実施形態による浮力アクチュエータ１０は、ゲート手段３５１を備えている、ゲート手段３５１は、先の実施形態の場合と同じように、互いに協働して流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数のフラップ３５３（１つのみが示されている）を備えている。
【０１６９】
この実施形態による浮力アクチュエータ１０は、各フラップ３５３を緩衝しながら閉鎖するのを容易にするように適合された流体圧緩衝器３５５をさらに備えている。流体圧緩衝器３５５は、シリンダ３５９およびピストン３６１を有するダッシュポット３５７を備えている。ピストン３６１は、ピストンヘッド３６３およびピストンシャフト３６５を備えている。ピストンヘッド３６３は、シリンダ３５９を２つのチャンバ３６７，３６９に分割するために、シリンダ３５９内に収容されている。チャンバ３６７は、ピストンシャフト３６５の反対側にあり、ピストン３６１を延びた状態に付勢するように適合されたバネ３７１を備えている。チャンバ３６７は、流体、この実施形態では、典型的には、周囲の海水環境からの水を制御して吸入および排出するための出入口３７３も備えている。ピストンシャフト３６５の自由端は、各フラップ３５３と接触するようになっている弾性バンパー３７５を備えている。
【０１７０】
フラップ３５３が（図５３に示されているような）閉状態にあるとき、バンパー３７５は、フラップ３５３に接触しており、ピストン３６１は、シリンダ３５９内に後退し、バネ３７１は、圧縮されている。（図５４に示されているように）フラップ３５３が閉状態から離脱するように運動しているとき、フラップ３５３は、バンパー３７５から分離し、ピストン３６１は、圧縮されたバネ３７１の影響を受けて伸張することになる。ピストンが伸張すると、チャンバ３６７が徐々に拡張し、次いで、水が出入口３７３を通ってチャンバ３６７内に引き込まれることになる。（図５５に示されているように）フラップ３５３の復帰運動時に、フラップ３５３は、まず、バンパー３７５に係合し、このバンパー３７５の弾性特性によって、いくらかの初期緩衝が得られる。フラップ３５３がさらに継続して復帰運動すると、力がピストン３６１に加えられ、ピストン３６１を後退させることになる。ピストン３６１の後退によって、チャンバ３６７が徐々に収縮し、水が出入口３７３を通ってチャンバ３６７から排出されることになる。出入口３７３は、チャンバ３６７からの水の排出率を調整し、これによって、粘性緩衝効果をもたらすように、寸法決めされている。従って、フラップ３５３は、過剰な力を受けることなく、その閉鎖動作を制御して行うことが可能となる。
【０１７１】
図５６を参照すると、本発明の第６の実施形態は、複数のユニット４０１を備える波エネルギー変換システム４００に関するものである。ユニット４０１は、各々、先の実施形態による装置の１つであり、各々、浮力アクチュエータ１０を有している。このような構成によれば、それぞれの浮力アクチュエータ１０は、浮力アクチュエータのアレイ４０３に配置されている。どのような数の浮力アクチュエータ１０が、アレイに設けられていてもよい。
【０１７２】
ユニット４０１間の間隔およびアレイ４０３のパターンは、支配的な海の状態の実波長および波の方向に関して最適化される特徴である。
【０１７３】
各実施形態による装置は、高圧作動流体の形態にあるエネルギーを、例えば、発電プラントまたは淡水化プラントに用いるために引き出すようになっている閉ループシステム（図示せず）と連動して、運転されるとよい。
【０１７４】
以上の説明から、実施形態の各々によって、比較的軽くて悪天候な状態では保存のために事実上作動不能になるエネルギー解放式浮力アクチュエータが提供されることは、明らかである。
【０１７５】
さらに、本発明の範囲は、開示されている実施形態の範囲に制限されないことを理解されたい。
【０１７６】
前述した実施形態は、各々、モジュール構造を有しているが、本発明による浮力アクチュエータは、単一ユニットとして構成され、その状態で現地に輸送されてもよいことを理解されたい。
【０１７７】
明細書および請求項の全体を通して、文脈に他の指示がない限り、「comprise（〜を備える）」という用語、または「comprises」または「comprising」のような変形は、記述されている完全体または完全体の群を含むが、他の完全体または他の完全体の群を排除するものではないことを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波運動に応じるエネルギー解放式浮力アクチュエータに関し、さらに詳細には、波運動に応じて動作可能な装置に波運動を取り込ませるためのこのような浮力アクチュエータに関する。また、本発明は、波エネルギー変換システムに関する。
【０００２】
本発明は、必ずしもこれのみに制限されるものではないが、特に、波エネルギーを取り込み、取り込んだエネルギーを、流体ポンプまたは線形発電機のようなエネルギー変換装置を駆動するための線形運動に、変換するための浮力アクチュエータとして、考案されている。このような構成では、浮力アクチュエータは、水域内にて、典型的には、水面下にて、浮力によって浮遊している状態で、エネルギー変換装置に操作可能に接続されているとよい。浮力アクチュエータは、実質的には、水域内の波運動に応じて運動する水没式の浮体である。
【背景技術】
【０００３】
背景技術の以下の検討は、本発明の理解を容易にすることのみを意図している。この検討は、参照した資料のいずれかがこの出願の優先日に一般的な知識の一部であるかまたはあったことを承認または認知するものではない。
【０００４】
波運動に応じて動作可能な装置に波運動を取り込ませることは、知られている、この一例として、浮体を利用して、波運動を往復ポンプ作用に変換する方法が挙げられる。典型的には、このような浮体は、中実構造を有しており、発泡体のような浮力材料を含んでいる。
【０００５】
激しい海の状態、典型的には、（嵐の状態におけるような）悪天候の状態に晒されると、浮体は、極端な力を受けることがある。このような状態に晒されると、周知の浮体は、損傷するか、崩壊するか、または離脱しがちである。さらに、このような状態では、浮体が接続されている繋ぎ紐も、損傷または破損する可能性がある。また、ポンプストロークおよび取り付けられた機器への負荷を制限するために、浮力アクチュエータの運動を制御することが望ましい場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、この背景技術および背景技術に関連する問題および困難さに対して、開発されたものである。従って、本発明の目的は、従来から知られている浮体の問題および困難さの少なくとも１つに対処し、または代替案として、有用な選択肢を少なくとも提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータであって、波運動に対する浮力アクチュエータの応答を変化させるゲート手段を備える内部空間を画定している本体を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【０００８】
好ましくは、ゲート手段は、内部空間内に閉じこめられている。
【０００９】
好ましくは、ゲート手段は、水が浮力アクチュエータの本体を通って流れることを可能にするように構成されている。
【００１０】
好ましくは、ゲート手段は、特定の海の状態に応じるようになっている。
【００１１】
一構成では、特定の海の状態は、（嵐の状態におけるような）悪天候状態における激しい海の状態である。これは、このような状態に晒されたときの浮力アクチュエータおよび浮力アクチュエータが連結されている任意の機構の保全性を維持することを目的としている。
【００１２】
好ましくは、ゲート手段は、少なくとも１つの蓋要素を備えているとよく、蓋要素は、蓋要素が通常時に塞いでいる閉状態であって、本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、蓋要素が本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で移動可能になっているとよい。
【００１３】
好ましくは、蓋要素を閉状態に離脱可能に保持するために、離脱可能な連結具が設けられている。
【００１４】
好ましくは、離脱可能な連結具は、蓋要素を離脱させ、蓋要素を閉状態から開状態に移動させ、開状態をもたらすように、動作するように適合されている。離脱は、海の状態によって行われてもよいし、または遠隔制御によって行われてもよい。
【００１５】
好ましくは、離脱可能な連結具は、磁気連結具を含んでいる。磁気連結具は、磁気吸引力を利用して、蓋要素を閉状態に保持するようになっているとよい。磁気連結具は、それぞれの蓋要素上および／または蓋要素が閉状態にあるときに配置される本体の一部に沿った対応する位置に設けられた複数の磁石を備えているとよい。このようして、蓋要素は、蓋要素に対する力が磁気吸引力を十分に上回るまで、閉状態にとどまることになり、該力が十分に上回ると、この力によって、フラップは、離脱して閉状態から離れる方に揺動し、開口をもたらすように、付勢されることになる。
【００１６】
好ましくは、蓋要素は、フラップを備えている。
【００１７】
好ましくは、フラップは、フラップが通常時に塞いでいる閉状態であって、本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、フラップが外方に揺動して本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で旋回可能になっている。
【００１８】
磁気吸引力は、以下のもの、すなわち、磁石の数、磁石の強度、および吸引力をもたらすために磁場が横断する間隙のいずれかまたは複数を変化させることによって、特定の波運動に対して設定されるようになっているとよい。
【００１９】
磁気吸引力は、調整可能になっているとよい。
【００２０】
磁気取付け手段は、遠隔地から調整されるようになっている。
【００２１】
好ましくは、磁気取付け手段は、電磁石式である。
【００２２】
磁気連結具は、蓋要素上のその内端に隣接する箇所に位置する磁石手段と、磁石手段が磁気的に吸引されるようになっている相手部品と、を備えているとよい。相手部品は、衝撃プレートを備えているとよい。磁気連結具は、蓋要素に対する力が磁気吸引力を十分に上回るまで、各蓋要素を閉状態に保持するように動作可能になっており、該力が十分に上回ると、この力によって、磁気連結具は、蓋要素を離脱させて閉状態から離れる方に揺動させ、本体を通る水の流れを可能にする開口をもたらすように、付勢されることになる。
【００２３】
磁石手段は、ハウジング内に収容された永久磁石のアレイを備えているとよい。ハウジングは、浮力アクチュエータが運転されることになる水環境から磁石を隔離するように適合されている。
【００２４】
ハウジングは、非磁性かつ多孔性材料（例えば、プラスチックポリマー）から構成され、該ハウジング内に、永久磁石が包み込まれるようになっているとよい。好ましくは、プラスチックポリマーは、いくらかの物理的緩衝をもたらすために、いくらかの弾性特性を有している。典型的には、永久磁石は、ハウジング内に鋳込まれている。このような構成は、ハウジングが、永久磁石を閉じ込めると共に、永久磁石をハウジング内の適切な箇所でかつ互いに対しても適切な箇所に保持することができるので、有利である。
【００２５】
ハウジングは、磁気連結具の相手部品と直面する接触面を有しているとよい。永久磁石は、接触面と永久磁石との間のクッション部分をハウジングにもたらすために、接触面に対して凹んだ箇所に位置しているとよい。接触面は、磁石手段と相手部品とが接触したときに凹んでいる永久磁石を摩耗の影響から保護する摩耗面として機能するようになっていてもよい。
【００２６】
典型的には、ハウジングは、必要に応じて、取外し可能および交換可能になっている。
【００２７】
クッション部分は、好ましくは、ハウジングと一体になっている。他の構成では、クッション材は、磁気連結具の相手部品と接触するためにハウジングに付着されたクッション材料の層によって設けられるとよい。
【００２８】
好ましくは、少なくとも１つの蓋要素は、その自重によって閉じるようになっている。しかし、他の構成では、少なくとも１つの蓋要素は、閉状態に付勢されるようになっていてもよい。これは、付勢機構を用いることによって、例えば、蓋要素ごとにヒンジ内にバネを組み込むことによって、達成されるとよい。
【００２９】
さらに他の構成では、ヒンジ付き蓋要素は、少なくとも１つのフラップの自由端に取り付けられたゴム製バネ機構を介して閉状態に付勢されるようになっていてもよい。
【００３０】
典型的には、ゲート手段は、複数の蓋要素を備えている。これは、蓋要素の故障に対する耐故障特性を浮力アクチュエータにもたらすので、有利である。もし１つの蓋要素が通常運転にて誤って開いた場合でも、浮力アクチュエータの作動に悪影響を与える程度まで、水を浮力アクチュエータの中空内部に進入させるのに十分に大きい流路は、まだもたらされないだろう。というのも、浮力アクチュエータの作動に悪影響を与える流れが生じるには、少なくとも２つの蓋要素が開いている必要があるが、２つの蓋要素が誤って開く確率は、１つのみの蓋要素が機能しなくなる確率よりも著しく小さいからである。
【００３１】
好ましくは、蓋要素は、互いに協働して本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成されており、各蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になり、かつ該状態から離脱するように、移動可能になっている。バリアは、必ずしも、本体を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを必要な量だけ単純に妨げるようになっていればよい。
【００３２】
一構成では、蓋要素によってもたらされるバリアは、本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように流路を横切って拡がるようになっている。
【００３３】
他の構成では、バリアは、閉状態にある各蓋要素が本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有している。具体的には、各蓋要素は、本体の開上端に向かう方向に傾斜しているとよい。すなわち、閉状態にあるとき、各蓋要素の内端は、本体の境界内において、外端よりも本体の開上端の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間の蓋要素の運動の範囲が狭められることになる。この構成によれば、閉状態にある蓋要素は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリアをもたらすことになる。
【００３４】
好ましくは、各蓋要素の離脱可能な連結具は、同じ海の状態によって動作されるようなっているとよい。
【００３５】
一構成では、本体は、長手方向の拡がりを有するように、かつ流路であって、該流路に沿って、水が本体の長軸と平行に本体を通って流れることができる、流路をもたらすように、構成されているとよい。
【００３６】
他の構成では、本体は、上端、下端、および２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状であるとよい。この構成では、側面は、凸形状を有しており、好ましくは、中央が膨らんでいる。
【００３７】
好ましくは、本体は、モジュール式構造を有している。
【００３８】
好ましくは、本体は、上端、下端、および側面を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えている。
【００３９】
シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えているとよい。パネルは、上列および下列を備える少なくとも２列に配列されているとよい。上列は、本体の上端に上縁を画定しており、下列は、下端に下縁を画定している。上縁は、上側ポータルの境界を定めており、下縁は、下側ポータルの境界を定めている。
【００４０】
好ましくは、２つの列、すなわち、上列および下列が設けられており、パネルは、各々、同じ形状を有している。従って、どのようなパネルが、いずれの列内のどの位置に配置されてもよいことになる。これは、パネルのコスト効率のよい製造、およびシェルを得るためのパネルの迅速な組立を容易にするので、有利である。
【００４１】
好ましくは、各パネルは、略矩形構造を有している。
【００４２】
好ましくは、互いに隣接するパネル間の接続部は、半重ね継手を備えている。
【００４３】
本体は、海水内に配備された時点で浮力アクチュエータの運動を容易にする１つまたは複数の係留点を備えているとよい。
【００４４】
流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータの運動との組合せによっては、フラップが、過剰な力によって閉じること、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じることがある。この問題を軽減させるために、ある種の物理的緩衝材が、接触面間に設けられているとよい。この緩衝材は、接触面の片面または両方のいずれかに取り付けられた適切なエネルギー緩衝特性を有する弾性材料の成型片の形態にあるとよい。例えば、この弾性材料は、各フラップまたは本体の相手部品に取り付けることができる。
【００４５】
勿論、他の緩衝構造も可能である。例えば、フラップの揺動は、流体力学的にまたは電気的（渦電流）緩衝制御を介して、緩衝されてもよい。さらに、接触面の弾性緩衝と共に、流体力学的または電気的（渦電流）手段による揺動の緩衝の両方が行われてもよい。
【００４６】
適切な流体圧緩衝器の例として、粘性流体が、浮力アクチュエータが配備されている水環境から吸入かつ該水環境に排出される水からなる、ダッシュポットが挙げられる。ダッシュポットのピストンは、各フラップと接触する弾性バンパーを備えているとよい。この構成では、バンパーの弾性特性によって、フラップの閉鎖運動にいくらかの初期緩衝が与えられることになる。
【００４７】
本発明の第２の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、流路に沿った流れを制御するためのゲート手段と、を備えており、ゲート手段は、互いに協働して本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数の蓋要素を備えており、各蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている、浮力アクチュエータが提供されている。バリアは、必ずしも、本体を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを必要な量だけ単純に妨げるようになっていればよい。
【００４８】
１つまたは複数の蓋要素が、該要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらしている状態から離脱するように移動したとき、バリアが開き、バリアを通る流体の流れを可能にしている。実質的に、蓋要素は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリアをもたらすようになっている。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になっている。
【００４９】
好ましくは、バリアは、本体の境界内にあるように構成され、かつ位置決めされている。さらに、バリアをもたらす蓋要素は、完全な開状態にあるときでさえ、本体の境界内にとどまるようになっている。
【００５０】
一構成では、蓋要素によってもたらされるバリアは、本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように流路を横切って拡がるようになっている。
【００５１】
他の構成では、バリアは、閉状態にある各蓋要素が本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有している。具体的には、各蓋要素は、本体の開上端に向かう方向に傾斜しているとよい。すなわち、閉状態にあるとき、各蓋要素の内端は、外端よりも本体の開上端の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間の蓋要素の運動の範囲が狭められることになる。この構成によれば、閉状態にある蓋要素は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリアをもたらすことになる。
【００５２】
本発明の第３の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体を通る水の流れを妨げるためのチャンバを画定している複数の区分を受け入れるように適合された支持構造体を有している本体を備えており、支持構造体および複数の区分は、輸送され、現地で組み立てられるように適合されている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００５３】
本体は、どのような適切な形状、例えば、円筒、球、切頭球、または切頭円錐の形状を有していてもよい。本体の形状は、輪郭付けされた要素を本体上に設けることによって、得られるとよい。輪郭付けされた要素は、典型的には発泡材料のような低比重を有する浮力材料から形成された浮力構造であるとよい。
【００５４】
好ましくは、各区分は、２つの端を有するフレームを備えており、一端は、壁部分を受けるように適合されており、他端は、支持構造体に接続されるように構成されている。
【００５５】
好ましくは、複数の区分は、本体を通る水の流れを妨げるチャンバを画定するように、互いに連結されるように構成されている。
【００５６】
一構成では、浮力アクチュエータの流体力学的特性は、選択的に変更されるようになっているとよい。これによって、浮力アクチュエータがどのような特定の時期に稼働している環境（例えば、生じ得る海の状態）にも応じて、浮力アクチュエータの性能特性を較正することができる。
【００５７】
流体力学的特性の変更の例として、浮力の変更（追加または除去のいずれか）または本体の応答領域の変更（例えば、容積または形状）、ならびにこれらの組合せが挙げられる。
【００５８】
変更される流体力学的特性が浮力アクチュエータの浮力である場合、この変更は、浮力アクチュエータに対する浮力材料の追加または除去によって達成されるとよい。例えば、浮力材料の変更として、支持構造体への浮力材料の追加または該支持構造体からの浮力材料の除去が挙げられる。これは、流体（液体またはガス）の追加または除去によって、自動的に達成されてもよい。応答領域の例として、本体の形状の変更が挙げられる。本体の形状は、前述したような輪郭付け要素を用いることによって、変更されるとよい。一例を挙げると、浮力アクチュエータの外形は、例えば、浮力アクチュエータの外面に浮力材料を取り付けることによって、変更されるとよい。
【００５９】
本発明の第４の態様によれば、水域内に浸漬されるようになっている浮力アクチュエータにおいて、周囲の水域から一定量の水を受け入れるように適合された中空内部を画定している本体を備えており、本体は、中空内部を通る流れを制御するための流れ制御手段を有しており、流れ制御手段は、本体を通る流体の流れを塞ぐかまたは少なくとも妨げる第１の状態と、中空内部を通る流体の流れを可能にする第２の状態と、を有している、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６０】
好ましくは、流れ制御手段は、内部空間内に閉じ込められている。
【００６１】
好ましくは、流れ制御手段は、調整可能になっている。
【００６２】
一構成では、流れ制御手段は、遠隔的に調整可能になっているとよい。
【００６３】
本発明の第５の態様によれば、浮力アクチュエータを組み立てるためのキットにおいて、支持構造体と、浮力アクチュエータを組み立てるように支持構造体に接続されるように適合された複数の区分と、を備えている、キットが提供されている。
【００６４】
本発明の第６の態様によれば、内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体は、内部空間を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えており、シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６５】
本発明の第７の態様によれば、内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、本体は、開上端、開下端、および２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有している、浮力アクチュエータが提供されている。この構成では、側面は、凸形状を有しており、好ましくは、中央が膨らんでいる。
【００６６】
本発明の第８の態様によれば、波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、流路に沿った流れを制御するためのゲート手段であって、ゲート手段は、本体を通る流路を横切るバリアをもたらす複数の蓋要素を備えており、蓋要素は、該蓋要素が他の蓋要素と協働してバリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている、ゲート手段と、各蓋要素を前記状態に離脱可能に保持するためのラッチ手段であって、磁気連結具を備えている、ラッチ手段と、を備えている、浮力アクチュエータが提供されている。
【００６７】
本発明の第９の態様によれば、前述した本発明の先行する態様のいずれか１つに記載の少なくとも１つの浮力アクチュエータを備えている波エネルギー変換システムが提供されている。
【００６８】
好ましくは、浮力アクチュエータは、（流体ポンプまたは線形発電機のような）エネルギー変換装置に操作可能に接続され、波運動を該エネルギー変換装置に伝達するようになっている。
【００６９】
本発明の第１０の態様によれば、水域内の波エネルギーを取り込む方法において、本発明の先行する態様のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータを水域内に配備することを含んでいる、方法が提供されている。
【００７０】
本発明は、添付の図面に示されているような本発明のいくつかの特定の実施形態の以下の説明を参照することによって、さらにいっそう理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】海洋波エネルギーを取り込むための装置の一部をなす第１の実施形態による浮力アクチュエータの斜視図である。
【図２】浮力アクチュエータの略斜視図である。
【図３】浮力アクチュエータの平面図である。
【図４】浮力アクチュエータの一部の略斜視図である。
【図５】図４に示されている浮力アクチュエータの一部の側面図である。
【図６】浮力アクチュエータのゲート手段を特に示す、図４の平面図である。
【図７】浮力アクチュエータのゲート手段の開状態を示す、該ゲート手段の平面図である。
【図８】ゲート手段が開状態にある浮力アクチュエータの一部の略斜視図である。
【図９】図８に示されている浮力アクチュエータの一部の側面図である。
【図１０】支持構造体の内部の側面図である。
【図１１】支持構造体の略斜視図である。
【図１２】支持構造体の平面図である。
【図１３】組み立てられた装置の略斜視図である。
【図１４】図２に示されている浮力アクチュエータの断面図である。
【図１５】海洋波エネルギーを取り込むための装置の一部をなす第２の実施形態による浮力アクチュエータの斜視図である。
【図１６】図１５に示されている構造の略側面図である。
【図１７】第２の実施形態による浮力アクチュエータの底面図である。
【図１８】浮力アクチュエータの側面図である。
【図１９】浮力アクチュエータの内部構造体を断面で示す、図１８と同様の図である。
【図２０】底側から見た、浮力アクチュエータの斜視図である。
【図２１】浮力アクチュエータのさらなる側面図である。
【図２２】浮力アクチュエータのさらなる底面図である。
【図２３】浮力アクチュエータのシェルを形成する上パネル列を示す、浮力アクチュエータの部分的斜視図である。
【図２４】図２３に示されている構造の側面図である。
【図２５】上パネル列のパネルの分解図である。
【図２６】上パネル列のパネルの断面図である。
【図２７】シェルを形成する下パネル列を示す、浮力アクチュエータの部分斜視図である。
【図２８】図２７に示されている構造の側面図である。
【図２９】シェルにおける４つの相互接続されたパネルの側面図である。
【図３０】図２９に示されている相互接続されたパネルの断面図である。
【図３１】２つのパネル間の継手を特に示す、該２つのパネルの略断面図である。
【図３２】２つのパネル間の継手を特に示す、該２つのパネルのさらなる断面図である。
【図３３】パネルの１つをその内側から見た立面図である。
【図３４】外側から見た、図３３の同様の図である。
【図３５】上から見た、パネルの斜視図である。
【図３６】浮力アクチュエータの内部構造体をその底側から見た斜視図である。
【図３７】内部構造体の平面図である。
【図３８】内部構造体の側面図である。
【図３９】内部構造体の部分斜視図である。
【図４０】図３９に示されている構造の平面図である。
【図４１】図３９に示されている構造の側面図である。
【図４２】浮力アクチュエータの一部をなすフラップの斜視図である。
【図４３】フラップの平面図である。
【図４４】フラップの側面図である。
【図４５】浮力アクチュエータの各フラップ用の磁石連結具の一部として用いられる磁石手段の分解斜視図である。
【図４６】磁気手段の変形形態の略平面図である。
【図４７】図４６に示されている構造の略側面図である。
【図４８】第３の実施形態による浮力アクチュエータの側面図である。
【図４９】図４８の浮力アクチュエータの内部構造体の一部の側面図である。
【図５０】図４９に示されている内部構造体のヘッド部分の略側面図である。
【図５１】フラップが開状態で示されている第４の実施形態による浮力アクチュエータの略側面図である。
【図５２】フラップがバリアをなしている閉状態で示されている以外、図５１と同様の図である。
【図５３】閉状態にあり、かつフラップの閉動作を緩和するために緩衝手段と係合しているフラップを特に示す、第５の実施形態による浮力アクチュエータの部分図である。
【図５４】フラップが緩衝手段から離れる方に揺動している状態で示されている以外、図５３と同様の図である。
【図５５】フラップがその戻り経路において緩衝手段と接触を開始している状態で示されている以外、図５３と同様の図である。
【図５６】先の実施形態のいずれかによる浮力アクチュエータを組み込んでいる波エネルギー変換システムの略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
図面に示されている実施形態は、各々、海洋波エネルギーを取り込むための装置１１に用いられるエネルギー解放式浮力アクチュエータ１０に向けられている。
【００７３】
図１を参照すると、装置１１は、水面１３および海底１４を有する海水域１２内に設置され、運転されるようになっている。装置１１は、海底１４に係留されたポンプ機構１５を備えている。浮力アクチュエータ１０は、ポンプ機構１５に操作可能に接続されており、海水域１２内にて、ポンプ機構１５の上方で水面１３の下方の位置、典型的には浮力アクチュエータ１０の上面が中立の水位線から数メートル下の深さの位置に、浮力によって浮遊している。さらに、浮力アクチュエータ１０と浮力アクチュエータ１０が操作可能に接続されたポンプ機構１５との組合せは、好ましくは、以下の全長、すなわち、その全長が最小の状態（浮力アクチュエータがその可動域の最下点にある状態）にて、好ましくは１０メートル以上から１００メートル以下の水深に配備されるのに適する全長を画定している。浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介して、ポンプ機構１５に操作可能に接続されている。
【００７４】
図２−６を参照すると、第１の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、支持構造体２３および複数の区分２５を有する本体２１を備えている。これらの区分２５は、支持構造体２３を包囲しており、外側チャンバ壁２６および内側チャンバ壁２８を有する略環状形状のチャンバ２４を画定している。浮力アクチュエータ１０の両端は、開いており、チャンバ２４内への水の進入を可能にしている。
【００７５】
図４に示されているように、各区分２５は、フレーム２７を備えている。フレーム２７は、壁部分２９を支持するように構成された外端と、支持構造体２３に取り付けられるように適合された内端と、を有している。各フレーム２７の両側は、図１３に示されているように互いに連結するように構成されている。これらの区分２５は、構造体２３を包囲しているチャンバ２４を画定している。各区分２５は、ゲート手段３１によって横断されている。ゲート手段３１は、開状態および閉状態のいずれにおいても浮力アクチュエータ内に閉じ込められるように、構成されている。この目的は、後に明らかになるだろう。
【００７６】
フレーム２７は、鋼ストラットを備える構造を有している。壁部分２９は、金属シートである。代替的に、フレーム２７および壁部分２９は、海洋環境に耐えるのに適する他の材料から構成されていてもよい。
【００７７】
チャンバ２４の開端間にてチャンバ２４内を通る水流は、ゲート手段３１を介して制御されるようになっているとよい。ゲート手段３１は、該ゲート手段に加えられる所定の流体差圧、すなわち、中空内部と浮力アクチュエータ１０が浸漬している周囲の水域との間の所定の流体差圧に応じて、動作するようになっている。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータが激しい海の状態に晒されたとき、該浮力アクチュエータに加えられるうねり運動によって生じることになる。他の構成では、浮力アクチュエータの運動は、特定の運動範囲内にとどまるようにゲート手段３１を選択的に動作させることによって、制御されてもよい。
【００７８】
ゲート手段３１は、ヒンジ３５（図６参照）を介してフレーム２７の片側に旋回可能に接続されたフラップ３３として構成された蓋要素を備えている。ヒンジ３５は、フラップ３３の片側に取り付けられている。フラップ３３の反対側（自由端）では、ラッチ機構３７がフラップ３３を閉状態に離脱可能に保持するようになっている。これによって、チャンバ２４を通る水流が妨げられることになる。ラッチ機構３７は、図示されている構成では、磁気連結具４１からなる離脱可能な連結具３９と、プレート４３と、を備えている。プレート４３は、フレーム２７の反対側に配置されている。磁気連結具４１は、フラップ３３を閉状態に保持するようにプレート４３に吸引されている（図４、図５参照）。磁気連結具４１は、それぞれのフラップ３３の自由端に沿った位置および／またはフレーム２７の対応する縁に沿った対応する位置に設けられた複数の磁石を備えているとよい（図８，９参照）。このようにして、フラップ３３は、フラップ３３に対する力が磁気吸引力を上回るほど十分大きくなるまで、閉状態に保持されることになり、該力が十分に大きくなると、この力によって、フラップ３３は、離脱して閉状態から離れる方に揺動するように付勢され、これによって、開口（図７、図８参照）が形成され、水が開口を通って流れることが可能になる。
【００７９】
この実施形態では、離脱可能な連結具３９は、悪天候の状態に応じて、フラップを離脱させ、閉状態から開状態に移動させて開口を形成すべく、動作するように構成されている。
【００８０】
磁気吸引力は、調整可能になっていてもよい。磁気吸引力は、磁石の数および磁石の強度ならびに磁石と支材との間の間隔のいずれかを変化させることによって、特定の波運動に対して調整されるようになっていてもよい。
【００８１】
他の構成では、磁気吸引力は、遠隔地から調整されるようになっている。この場合、磁気取付け手段は、例えば、可変磁気吸引力をもたらす電磁石であるとよい。
【００８２】
フラップ３３は、各々、特定の水流レベルにおいてその自重の影響を受けて閉じるように構成されているとよい。代替的に、各フラップは、その閉状態に付勢されるようになっていてもよい。これは、バネ機構を用いることによって、例えば、フラップごとにヒンジ内にバネを組み込むことによって、達成されるとよい。
【００８３】
さらに他の実施形態では、ヒンジ付きフラップは、少なくとも１つのフラップの自由端に取り付けられたゴム製バネ機構を介して閉状態に付勢されている。
【００８４】
バネ力は、海の状態が沈静化し、フラップがまさにはためくようになった後でしか閉鎖を促進してはならないという意味において、比較的弱くしておく必要がある。しかし、必ずしも、フラップにバネ負荷を与える必要がない。何故なら、フラップは、浮力アクチュエータ１０の穏やかな運動のみによって、自己閉鎖することができるようになっているからである。
【００８５】
前述したように、フラップ３３を開くことによって、水がチャンバ２４内を流れることが可能になるので、移動する水が浮力アクチュエータに衝突する抵抗が、最小限に抑えられることになる。これによって、位置エネルギーの殆どが排除される。何故なら、浮力アクチュエータ１０は、波によってそれほど大きく持ち上げられることがなく、またより軽くなっているからである。同時に、運動エネルギーも低減することになる。何故なら、（水がもはや閉じ込められていないので）質量が減少し、（浮力アクチュエータがもはや浮力アクチュエータを加速させる波力に対するこのような反力をもたらすことがないので）速度が減少するからである。浮力アクチュエータ１０を水が完全に通り抜けるようにさせることは不可能である。何故なら、浮力アクチュエータ１０と水との間には、いくつかの連結具が常に存在しているからである。しかし、ポンプ１５および連結具２１への嵐による負荷は、ゲート手段３１を用いることによって、許容レベルまで減衰されることが見込まれるので、これらの大きな力に耐える極めて嵩張った（かつ高価な）構造物を設計する必要がないことになる。
【００８６】
フラップの故障に対する耐故障特性を有していることが、浮力アクチュエータ１０の１つの特徴である。もし１つのフラップ３３が、（例えば、磁気ラッチの故障またはヒンジの破損によって）、通常運転にて誤って開いた場合でも、浮力アクチュエータ１０の作動に悪影響を与える程度まで、水を浮力アクチュエータ１０の中空内部に進入させるのに十分に大きな流路は、まだもたらされないだろう。というのも、浮力アクチュエータ１０の作動に悪影響を与える流れが生じるには、少なくとも２つのフラップが開いている必要があるが、２つのフラップが誤って開く確率は、１つのみのフラップが機能しなくなる確率よりも著しく小さいからである。
【００８７】
この点に関して、ゲート手段３１が浮力アクチュエータ内に閉じこめられているのは、特に有利である。ゲート手段３１は、外部の海洋環境から保護されており、浮力アクチュエータ１０が衝突に巻き込まれた場合でも損傷を受けるほど露出していない。この構成では、メッシュ材料を用いて、浮力アクチュエータ１０の開端を閉じ、チャンバ２４内への海洋材料の侵入を阻止することができる。また、海洋生物の成長を阻止する方法を用いることもできる。例えば、海洋生物の群体の生成を阻止するために、ゲート手段３１の表面に被膜が施されてもよい。
【００８８】
前述した区分２５は、支持構造体２３と一緒に、図２および図３に示されている浮力アクチュエータを形成している。
【００８９】
図１０を参照すると、支持構造体２３は、中心コア４９および中心コア２３を包囲しているフレーム４７を備えている。フレーム４７は、ストラット５１の３つのグループを備えている。ストラット５１の第１および第２のグループは、コア４０から傾斜して外方に延在しており、各々、構造体２３内に円錐状の空間を画定している。ストラット５１の第１のグループは、コア４９の第１の端からコア４９の中間区域に延在しており、第２のグループは、中心コア４９の中間からコアの第２の端区域に延在している。（図では見えていない）ストラットの第３のグループは、コア４９の第１の端から半径方向外方に延在している。この構成では、ストラットは、５角柱を画定している。代替的に、他の形状であってもよい。図１０に示されている構成では、ストラットのグループにつき、１０本のストラット５１が、１対のストラットが構造体２３の各側面５４に対応するように、設けられている。ラグ５９，６１が、中心コア４９の各端から長手方向に延在している。ラグ５９，６１は、浮力アクチュエータ１０の運転中、輸送中、および組立中に、持上げ手段および支持手段として役立つものである。
【００９０】
さらに、フレーム４７は、フレーム４７の周辺に沿って延在している一連の垂直方向に整列したスタブ４５を備えている（図１０〜図１２参照）。一連のスタブ４５間に配置されているのは、側パネル５３である。側パネル５３は、支持構造体および内側チャンバ壁２６の小平面を画定している。各パネル５５，５７は、フレーム４７の両端に配置されている。この構成によって、図１２に示されている構造体２３内の閉じた内部空間が画定されている。スタブ４５は、区分２５を受け入れるために、側パネル５３から上方に延在している。
【００９１】
前述した構成では、構造体２３内に空洞が画定されている。浮力アクチュエータ１０の実質的に中空の特性によって、浮力アクチュエータ１０は、既知の先行技術の浮体と比較して軽量である。空洞は、浮力アクチュエータ１０に総正味の浮力をもたらすために、浮力材料によって満たされている。浮力材料は、とりわけ、空気、空気を含む浮袋、発泡体のような低密度材料であればよい。発泡体は、独立気泡を含むウレタンフォームであるとよい。しかし、他の適切な材料が用いられてもよい。
【００９２】
浮力は、ポンピングストローク中に付加的な浮上りをもたらすことになる。波は、浮力アクチュエータ１０に下向き力と殆ど同程度の大きな上向き力を加えている。しかし、各ポンプ１５は、一方向にしか作動しないので、浮力アクチュエータ１０内の浮力は、下降ストローク中に蓄えられた位置エネルギーとして作用することになる。従って、上昇ストローク中、浮力および浮上り力の両方が、ポンプに作用することになる。
【００９３】
浮力アクチュエータの流体力学的特性は、構造体２３内の浮力を選択的に変化させることによって、変更されてもよい。浮力を変化させる例として、構造体２３への浮力材料の追加または構造体２３からの浮力材料の除去が挙げられる。また、他の構成では、浮力材料の種類が変更されてもよい。
【００９４】
他の構成では、浮力アクチュエータの流体力学的特性は、浮力アクチュエータの外形を選択的に変化させることによって、変更されてもよい。これは、例えば、浮力材料を壁部分２９の外面に取り付けることによって達成されるとよい。
【００９５】
単一の繋ぎ紐を有する浮力アクチュエータの場合、その適切な形状の例として、球、切頭球、短寸逆円錐、切頭円錐、または短寸円筒が挙げられる。勿論、他の形状であってもよい。
【００９６】
球形状は、最適である。何故なら、球形状は、その対称性によって、波擾乱と浮力アクチュエータとの間に回転結合が生じないので、うねり力を繋ぎ紐の直線張力に最適に変換させることができるからである。
【００９７】
球、短寸円筒、および短寸逆円錐の間でのエネルギー蓄積性能の差は、製造のしやすさおよび構造安定性のような他の因子も考慮した場合、球を優先して他の形状を排除するほど大きなものではない。従って、許容されるエネルギー貯蔵性能と構造安定性の許容レベルとを有するさまざまな形状が考えられる。
【００９８】
浮力アクチュエータは、そのモジュール構造から、個別の構成要素として輸送され、最終目的地の近くで組み立てられることが可能である。この構成は、実質的に、前述した支持構造体２３および１０個の区分２５を備えるキットである。図１３に示されているように、浮力アクチュエータ１０は、区分２５を支持構造体２３のスタブ４５に留め、互いに隣接する区分２５を互いに連結することによって、形成されることになる。この作業は、支持構造体２３が、例えば、クレーンによってラグ６１から垂直に懸垂された状態で行われるとよい。
【００９９】
組み立てられた浮力アクチュエータ１０（図２参照）は、水域内に配備するために、ラグ６１を介して持ち上げられとよい。前述したように、作業時に、浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介して、ポンプ機構１５に操作可能に接続されることになる。繋ぎ紐１７は、浮力アクチュエータのラグ５９（図１０参照）に留められるようになっている。
【０１００】
ポンプ１５は、水域１２内に係留され、浮力アクチュエータ１０を介して波エネルギーによって作動されるように構成されている。ポンプ１５は、海水域１２内のポンプの上方で水面１３の下方にて典型的には中立の水位線から数メートル下の深さの位置に浮力によって浮遊している実施形態による浮力アクチュエータ１０に操作可能に接続されることになる。この構成によって、ポンプ１５は、波運動に応じる浮力アクチュエータ１０の運動によって、作動されることになる。ポンプ１５は、高圧流体の形態にあるエネルギーを利用する閉ループシステムに高圧作動流体（例えば、高圧水）を供給するようになっているとよい。
【０１０１】
運転時において、装置１１に衝突する波によって、浮力アクチュエータ１０の浮上りが生じる。この浮上りは、繋ぎ紐１７を介してポンプ１５に伝達され、ポンプ１５にポンピングストロークを行わせる。いったん波が通過すると、浮力アクチュエータ１０に加えられた浮上り力が減少し、浮力アクチュエータは、浮力アクチュエータに接続された種々の構成部品、例えば、ポンプ１５のポンピング機構の重量によって下降し、これによって、ポンプ１５に吸入ストロークを行わせる。ピストン機構は、下降すると、吸入チャンバ内に進入している水内に押し込まれる。ピストン機構が下降するにつれて、吸入チャンバ内の水は、ピストンチャンバ内に流れ、ポンピングチャンバを徐々に拡張する。吸入逆止弁によって、水の流入が可能になっている。これによって、次の波擾乱に応じる浮力アクチュエータ１０の浮上り時に行われる次のポンピングストロークに備えて、ピストンチャンバおよび吐出チャンバが水で充填されることになる。
【０１０２】
激しい海の状態、典型的には、（嵐の状態におけるような）悪天候の状態では、浮力アクチュエータ１０が極端な力を受け、この極端な力が浮力アクチュエータにうねり運動を加えることがある。このような状態では、浮力アクチュエータ１０を損傷しないように保存し、装置１１の他の構造部品に伝えられるうねり負荷を制限する必要がある。これは、浮力アクチュエータ１０のエネルギーを解放し、浮力アクチュエータ１０を事実上非作動とすることによって、または浮力アクチュエータ内に水を貫流させることによって、浮力アクチュエータ１０に加えられたうねり力を少なくとも制限することによって、達成されるようになっている。これは、浮力アクチュエータ１０をこの浮力アクチュエータが浸漬している水域に対して通り抜けさせる効果、すなわち、浮力アクチュエータ１０が、どのような手段も取られていない場合におけるよりもわずかしか、水の浮上り運動に応じないようにさせる効果を有している。これは、ゲート手段３１の開口によって達成されることになる。ゲート手段３１は、ゲート手段３１に加えられた所定の流体差圧に応じて開き、これによって、水が浮力アクチュエータ１０を通って上方に流れることを可能にする。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたとき、浮力アクチュエータ１０に加えられる上向きのうねり運動によって生じることになる。
【０１０３】
他の構成では、浮力アクチュエータの運動は、特定の運動範囲内にとどまるようにゲート手段３１を選択的に動作させることによって、制御されてもよい。
【０１０４】
図１５〜図４５を参照すると、第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０が示されている。図１５および図１６に示されているように、第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、水面および海底１４を有する海水域１２内に設置されて運転されるようになっている装置１１の一部をなしている。装置１１は、海底１４に係留されたポンプ機構１５を備えている。第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、第１の実施形態による浮力アクチュエータ１０の場合と同じように、ポンプ機構１５に操作可能に接続されており、海水域１２内にて、ポンプ機構１５の上方で水面１３の下方に、浮力によって浮遊している。浮力アクチュエータ１０は、繋ぎ紐１７を備える連結具１６を介してポンプ機構１５に操作可能に接続されている。
【０１０５】
第２の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、上端１０３、下端１０５、およびこれらの２つの端間に延在している側面１０７を有する切頭円錐形状の本体１０１を備えている。この構成では、側面１０７は、凸形状を有しており、その中央が膨らんでいる。
【０１０６】
本体１０１は、中空であり、上端１０３および下端１０５は、各々、本体内の中空内部１０９の方に開いている。中空内部１０９は、チャンバ１１０を画定している。チャンバ１１０は、制御された流路を内蔵している。この流路が開いているとき、水が流路に沿って開上端１０３と開下端１０５との間にて本体内を流れることができる。上端１０３は、チャンバ１００内に開いている上側ポータル１０４を画定しており、下端１０５は、チャンバ１１０内に開いている下側ポータル１０６を画定している。
【０１０７】
本体１０１は、内部構造体１１１を備えている。内部構造体１１１は、本体の上端１０３、下端１０５、および側面１０７を画定しているシェル１１３を支持している。
【０１０８】
内部構造体１１１は、繋ぎ紐１７が該内部構造体に取り付けられるように、構成されている。
【０１０９】
浮力アクチュエータ１０は、質量の中心が浮力の中心の下方にあるように、構成されている。これによって、激しい海の状態で運転するとき、浮力アクチュエータに一定の安定性をもたらすことができる。この実施形態では、質量の中心と浮力の中心との間のこの関係は、内部構造体１１１およびシェル１１３の相対的な位置決めおよびそれらの構造によって、達成されるようになっている。
【０１１０】
内部構造体１１１は、ゲート手段１１５を組み入れている。ゲート手段１１５は、以下にさらに詳細に述べるように、開上端１０３における上側ポータル１０４と開下端１０５における下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る流れを制御するためのものである。ゲート手段１１５は、第１の実施形態の場合と同じように、ゲート手段１１５に加えられた所定の流体差圧に応じて動作可能であり、これによって、水が浮力アクチュエータ１０を通って上方に流れることができるようになっている。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたとき、浮力アクチュエータ１０に加えられる上向きのうねり運動によって生じることになる。
【０１１１】
この実施形態は、本体１０１内に閉じ込められる所定の水量に対して、本体１０１の上側ポータル１０４および下側ポータル１０６を通り抜ける最大通水断面を達成することができる構造をもたらすことを意図しており、このような構造を得るのに、本体の切頭円錐形状が役立っている。
【０１１２】
シェル１１３は、複数の区分１２１を備えるモジュール構造を有している。区分１２１は、一緒に接続されるように適合されたパネル１２３として構成されている。図示されている構成では、パネル１２３は、２列、すなわち、上列１２５および下列１２７に配列されている。上列１２５は、本体１０１の上端１０３に上縁１２８を画定しており、下列１２７は、下端１０７に下縁１２９を画定している。上下縁１２８，１２９は、丸められた断面輪郭を有している。
【０１１３】
上縁１２８は、上側ポータル１０４の境界を定めており、下縁１２９は、下側ポータル１０６の境界を定めている。
【０１１４】
パネル１２３は、各々、同じ形状を有しており、これによって、どのようなパネルがいずれの列１２５，１２７内のどの位置に配置されてもよい。これは、パネル１２３のコスト効率の良い製造、およびシェル１１３を得るためのパネル１２３の迅速な組立を容易にするので、有利である。
【０１１５】
各パネル１２３は、外面１３３、内面１３５、および４つの縁１３７を有するパネル本体１３１を備える略矩形構造を有している。４つの縁１３７は、外縁１３９、内縁１４１、および２つの互いに向き合った側縁１４３，１４５から構成されている。
【０１１６】
各パネル１２３が取り付けられ、シェル１１３が組み立てられると、パネル１２３が組立シェル１１３の上列１２５または下列１２７のいずれに配置されているかによって、パネルの外縁１３９は、シェル１１３の上縁１２８またはシェル１１３の下縁１２９のいずれかの一部を画定することになる。外縁１３９は、シェル１１３の上下縁１２８，１２９の丸められた輪郭に一致するように丸められている。
【０１１７】
各パネル１２３の２つの互いに向き合った側縁１４３，１４５は、組立シェル１１３内の同一パネル列における隣接するパネル１２３の隣接する縁に接続されるように構成されている。これは、パネル１２３ａがその隣接するパネル１２３ｂ，１２３ｃと一緒に示されている図１８を参照すれば、分かるだろう。また、図２９は、パネル１２３ｂが省かれた構造を示している。パネル１２３ａは、互いに向き合った縁１４３ａ １４５ａを有しており、側縁１４３ａは、パネル１２３ｂの側縁１４５ｂに接続されており、側縁１４５ａは、パネル１２３ｃの側縁１４３ｃに接続されている。
【０１１８】
さらに詳細には、各パネル１２３の側縁１４３，１４５は、隣接するパネルの対応する側縁と嵌合するように構成されている。図示されている構成では、側縁１４３，１４５は、パネル１２３間に半重ね継手１４７をもたらすように構成されている。この構成では、１つのパネルの側縁１４３および隣接するパネルの対応する側縁１４５は、重なって嵌合することが可能である。嵌合された側縁１４３，１４５は、どのような適切な方法、例えば、機械的な固定、化学的結合、または溶接によって、一緒に固定されてもよい。図示されている構成では、この接続は、ボルトまたはリベットのような締付け具１４９を用いる機械的な固定である。取外し可能な締付け具を用いる機械的な固定による接続は、修理または保守のために後で必要とされるシェル１１３の分解が容易になるので、有利である。
【０１１９】
半重ね継手１４７は、各側縁１４３，１４５に沿った切込み１５１によって形成されている。切込み１５１は、フランジ１５３および隣接する凹部１５５を画定している。フランジ１５３および凹部１５５は、嵌合に適するように形作られている。このような構成によれば、２つのパネル間の半重ね継手１４７において、第１のパネル１２３の側縁１４３のフランジ１５３は、第２のパネルの側縁１４５の対応する凹部１５５内に配置され、第２のパネル１２３の側縁１４５のフランジ１５３は、第１のパネルの側縁１４３の対応する凹部１５５内に配置されることになる。
【０１２０】
各パネル１２３の内縁１４１は、組立シェル１１３内の隣接するパネル列における隣接するパネル１２３の内縁に接続されるように、構成されている。これは、図１８および図２９を参照すれば、分かるだろう。これらの図では、上列１２５のパネル１２３ａ、下列１２７のパネル１２３ｄが、それぞれの内縁１４１ａ，１４１ｄが互いに隣接している状態で示されている。
【０１２１】
さらに詳細には、各パネル１２３の内縁１４１は、組立シェル１１３内の隣接するパネル列における隣接するパネル１２３の内縁１４１に嵌着するように、構成されている。図示されている構成では、内縁１４１は、複数の半重ね継手１６１をもたらすように構成されている。この実施形態では、２つの半重ね継手が各内縁１４１によってもたらされているが、３つ以上の半重ね継手も可能である。
【０１２２】
２つの半重ね継手１６１は、内縁１４１の互いに向き合った内縁１４１に沿って設けられた第１の切込み１６３および第２の切込み１６５によって形成されている。第１の切込み１６３は、外側フランジ１６７および隣接する内側凹部１６９を画定している。同様に、第２の切込み１６５は、内側フランジ１７１および隣接する外側凹部１７３を画定している。外側フランジ１６７および外側凹部１７３は、連続しており、内側凹部１６９および内側フランジ１７１も、連続している。
【０１２３】
外側フランジ１６７および内側凹部１６９は、嵌合に適するように形作られており、内側フランジ１７１および外側凹部１７３も、嵌合に適するように形作られている。このような構成によれば、２つのパネル間の半重ね継手１４７において、第１のパネル１２３の側縁１４３のフランジ１５３は、第２のパネルの側縁１４５の対応する凹部１５５に配置され、第２のパネル１２３の側縁１４５のフランジ１５３は、第１のパネルの側縁１４３の対応する凹部１５５内に配置されることになる。
【０１２４】
この実施形態では、半重ね継手１６１を構成しているそれぞれのフランジ１６７，１７１および凹部１６９，１７３間の嵌合は、摩擦嵌めであり、これによって、パネル１２３の内縁１４１間にスナップ嵌合をもたらすことが可能となる。
【０１２５】
この構成では、１つのパネルの内縁１４１および隣接するパネルの対応する内縁１４１は、重なって嵌合されることが可能になっている。嵌合された内縁１４１は、どのような適切な方法、例えば、機械的な固定、化学結合、または溶接によって、一緒に固定されてもよい。図示されている構成では、この接続は、ボルトまたはリベットのような締付け具１７５を用いる機械的な固定である。取外し可能な締付け具を用いる機械的な固定による接続は、修理または保守のために後で必要とされるシェル１１３の分解が容易になるので、有利である。
【０１２６】
シェル１１３は、浮力構造を有している。この目的のために、各シェルパネル１２３は、浮揚性を有している。これは、どのような適切な方法によって、例えば、パネル内に１つまたは複数の空洞を形成することによって、またはパネル内に発泡体のような浮力材料を封入することによって、達成されてもよい。この実施形態では、各パネル１２３の本体１３１は、中空構造を有している。該中空構造は、外面１３３を画定している外側スキン区域１８３と内面１３５を画定している内側スキン区域１８５とを有するスキン１８１を備えている。外側スキン区域１８３および内側スキン区域１８５は、互いに離間した関係にあり、それらの間に閉じた空間１８７を画定している。ブリッジ要素１８９のアレイが外側スキン区域１８３および内側スキン区域１８５と一体に形成されており、空間１８７を横切ってそれらの区域間に延在しており、これによって、２つのスキン区域を補強している。この実施形態では、空間は、空気を含んでいるが、どのような適切な浮力材料、例えば、他のガスまたは発泡材料を含んでいてもよい。
【０１２７】
水中に配備された時点での浮力アクチュエータ１０の移動を容易にするために、１つまたは複数の係留点１９０が、シェル１１３の外部に設けられている。典型的には、このような移動は、曳航の形態でなされる。係留点１９０は、強固なものとするために、内部構造体１１１に接続されている。
【０１２８】
内部構造体１１１は、シェル１１３を支持している中心コア２０１を備えている。内部構造体１１１は、中心カラム２０３および中心カラム２０３上に取り付けられたフレーム２０５を備えている。典型的には、中心カラム２０３およびフレーム２０５は、主に金属から構成されており、これは、浮力アクチュエータ１０の質量の中心が浮力の中心の下方に位置することを確実にするのに役立つことになる。
【０１２９】
中心カラム２０３は、上区分２０６および下区分２０７を備えている。上区分２０６は、カラム２０３を包囲している中心プレート２０８と、中心プレート２０８の下方の取付けブラケット２０９と、を備えている。
【０１３０】
フレーム２０５は、中心カラム２０３の上区分２０６から半径方向に延在しているアーム２１０と、中心カラム２０３の下区分２０７とアーム２１０の半径方向外端との間に延在しているストラット２１１と、を備えている。各アーム２１０は、フレーム要素２１３を備えている。フレーム要素２１３は、その半径方向内端にて、取付けブラケット２０９の１つに取り付けられている。各フレーム要素２１３の半径方向外端は、ストラット２１１のそれぞれによって支持されている。
【０１３１】
フレーム２０５は、シェル２１３が取り付け可能になっているマウント２１５を備えている。図示されている構成では、マウント２１５は、フレーム要素２１３の外端の取付けブラケット２１７を備えており、これらの取付け可能なブラケット２１７にシェル２１３がボトル締め可能になっている。
【０１３２】
フレーム２０５は、図２０に最もよく示されているように、シェルを内部構造体１１１の適所に固定するために、中心カラム２０３の下区分とシェル２１３との間に延在している半径方向フレーム要素２１８も備えている。
【０１３３】
アーム２１０の半径方向の配置によって、アーム間に空間２１９が画定されることになる。空間２１９は、本体内を通る流路の一部をなしており、該流路の一部が開くと、水が該流路の一部に沿って上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体内を流れることが可能になる。空間２１９は、半径方向最内端を頂点とする略三角形の形状を有している。
【０１３４】
ゲート手段１１５は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る水の流れを調整するように、動作可能である。
【０１３５】
ゲート手段１１５は、フラップ２２１として構成された複数の蓋要素を備えている。フラップ２２１は、互いに協働して、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１内を通る流路を横切るバリア２２２をもたらすように、構成されている。バリア２２２は、必ずしも本体１０１内を通る流れを完全に塞ぐ必要はなく、むしろ該流れを単純に妨げるようになっていればよい。
【０１３６】
各フラップ２２１は、他のフラップと協働してバリア２２２をもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能である。１つまたは複数のフラップ２２１が該状態から離脱するように移動すると、バリア２２２が開き、バリアを通る流体の流れを可能にする。実質的に、フラップ２２１は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリア２２２をもたらすようになっている。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になる。
【０１３７】
図示されている構成では、フラップ２２１は、各々、空間２１９の各々を流れに対して開閉するように、該空間２１９に関連付けられている。
【０１３８】
フラップ２２１は、空間２１９の形状と一致するように形作られている。図示されている構成では、各フラップ２２１は、内端２２３と、外端２２５と、２つの互いに向き合った側面２２７と、を備えている。フラップ２２１の形状は、図４２、図４３および図４４に最もよく示されている。側面２２７は、内側面区域２２７ａおよび外側面区域２２７ｂを備えている。側面２２７は、図４０に示されているように、互いに隣接するフラップ２２１が閉状態にあるとき、これらのフラップ２２１の内側面区域２２７ａが互いに密に隣接して位置するように、構成されている。これによって、効果的なバリア２２２が容易に達成されることになる。
【０１３９】
フラップ２２１は、それぞれの空間２１９と関連させて開状態と閉状態との間で揺動するように、フレーム２０５上に旋回可能に取り付けられている。閉状態では、フラップ２２１は、空間２１９を横切って延在しており、これによって、バリア２２２をもたらし、流れを妨げることになる。旋回可能に取り付けられているので、各フラップ２２１は、その該当する空間２１９から離れる方に揺動して空間を露出させることができ、これによって、バリア２２２が開き、流れが該バリアを通ることができる。図３６、図３７および図３９では、閉状態にあるフラップ２２１が示されている。図１９は、閉状態から離れる方に部分的に揺動したフラップ２２１を示している。
【０１４０】
図示されている構成では、各フラップ２２１は、フレーム２０５上の外端２２５に隣接する箇所に、ヒンジ２２９によって旋回可能に取り付けられている。フラップ２２１が閉状態にあるとき、内端２２３は、中心プレート２０８上に支持されている。
【０１４１】
バリア２２２は、シェル１１３の境界内に収まるように構成され、かつ位置決めされている。さらに、バリア２２２を構成することになるフラップ２２１は、完全な開状態にあるときでも、シェル１１３の境界内にとどまるようになっている。
【０１４２】
フラップ２２１を閉状態に保持し、本体１０１内を通る水の流れを妨げるために、ラッチ機構２３１が各フラップ２２１に付随している。ラッチ機構２３１は、離脱可能な連結具２３８を備えている。連結具２３８は、この実施形態では、磁気連結具２３９から構成されている。磁気連結具２３９は、各フラップ２２１の内端２２３と中心コア２０１の隣接する部分との間に吸引力をもたらすものである。図示されている構成では、磁気連結具２３９は、フラップ２２１上の内端２２３に隣接する箇所に位置する磁石手段２４１と、中心カラム２０３上の衝突プレート２４３と、を備えている。衝突プレート２４３は、（鋼または他の強磁性材料のような）材料から作製されており、磁石手段２４１が該衝突プレート２４３に磁気的に吸引されるようになっている。衝突プレート２４３は、図示されている構成では、中心カラム２０３の中心プレート２０８によって画定されている。
【０１４３】
磁気連結具２３９は、フラップに対する力が磁気吸引力に打ち勝つのに十分な大きさになるまで、各フラップ２２１を閉状態に保持するように動作可能になっており、フラップに対する力が十分に大きくなると、この力によって、磁気連結具は、フラップを離脱させて閉状態から離れる方に揺動させ、水が本体１０１内を流れることを可能にする開口をもたらすように、付勢されることになる。
【０１４４】
この実施形態における磁石手段２４１は、ハウジング２４７内に収容された永久磁石２４５のアレイを備えている。永久磁石２４５は、どのような適切な種類のものであってもよい。良好な経時変化特性を有する永久磁石が望ましい。（ＮｄＦｅＢ磁石としても知られている）ネオジウム磁石が特に適切であると考えられる。
【０１４５】
ハウジング２４７は、浮力アクチュエータが運転されることになる水環境から磁石２４５を隔離するように構成されている。
【０１４６】
流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せによっては、フラップ２２１が、過剰な力によって閉じること、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じることがある。もしこの状態が緩和されないなら、フラップ２２１自体のみならず、ラッチ機構２３１および内部構造１１１の他の部品の過剰な摩耗および損傷をもたらすことになるだろう。この問題を軽減させるために、ある種の物理的緩衝材が、接触面間に設けられているとよい。この緩衝材は、接触面の片面または両方のいずれかに取り付けられた適切なエネルギー緩衝特性を有する弾性材料の成型片の形態にあるとよい。例えば、この弾性材料は、各フラップ２２１または衝突プレート２４３のような内部構造１１の相手部品のいずれかまたは両方に取り付けられているとよい。
【０１４７】
勿論、他の緩衝構造も可能である。例えば、フラップ２２１の揺動は、流体力学的にまたは電気的（渦電流）緩衝制御を介して、緩衝されてもよい。実際には、接触面の弾性緩衝を行うと共に、流体力学的または電気的（渦電流）手段による揺動の緩衝を行うと、有利である。
【０１４８】
図４６および図４７には、磁石手段２４１の変形形態が示されている。この変形形態は、永久磁石２４５を保護すると共に、衝突プレート２４３に接触したときにいくらかの物理的緩衝をもたらすように、考案されている。この変形形態では、ハウジング２４７は、非磁性かつ非多孔性材料（例えば、プラスチックポリマー）から構成されており、該ハウジング２４７内に、永久磁石２４５が包み込まれている。好ましくは、プラスチックポリマー材料は、いくらかの物理的緩衝をもたらすために、いくらかの弾性特性を有している。ポリウレタン、アクリル樹脂、および高分子ＨＭＰＥが、ハウジング２４７に特に適するプラスチックポリマーであると考えられる。
【０１４９】
典型的には、永久磁石２４５は、ハウジング２４７内に鋳込まれている。このような構成は、ハウジング２４７が、永久磁石２４５を閉じ込めると共に、永久磁石２４５をハウジング内の適切の箇所でかつ互いに対しても適切な箇所に保持することができるので、有利である。
【０１５０】
ハウジング２４７は、衝突プレート２４３と直面する接触面２５１を有している。図示されている構成では、永久磁石２４５は、接触面２５１に対して凹んだ箇所に位置しており、接触面２５１と永久磁石２４５との間に位置するクッション部分２５３をハウジングにもたらしている。接触面２５１は、磁石手段２４１と衝撃プレート２４３とが接触したときに凹んでいる永久磁石２４５を摩耗の影響から保護する摩耗面としても、機能している。
【０１５１】
典型的には、ハウジング２４７は、必要に応じて取外し可能および交換可能になっている。
【０１５２】
この実施形態では、クッション部分２５３は、ハウジング２４７と一体になっている。他の構成では、クッション材は、衝撃プレート２４３と接触するためにハウジング２４７に付着されたクッション材料の層によって設けられていてもよい。
【０１５３】
図示されていないが、クッション材は、衝突プレート２４３との関連で設けられていてもよい。一例では、衝突プレート２４３は、衝撃吸収取付け構造上に支持されるようになっていてもよい。衝撃吸収取付け構造は、ゴムマウントから構成され、該ゴムマウント上に衝突プレート２４３が弾性的に支持されるようになっているとよい。
【０１５４】
この第２の実施形態では、フラップ２２１によってもたらされるバリア２２２は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１内を流れる水の流れの方向と実質的に直交するように、チャンバ１１０を横断して拡がるようになっている。典型的には、フラップ２２１は、完全な閉状態と完全な開状態との間にて約９０°の円弧を描いて揺動することができる。このような運動の範囲によって、フラップは、流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せの下で、過剰な力により閉鎖しやすくなる。上記の説明において示唆されているように、緩衝をもたらすことによって、この潜在的な問題を軽減することが可能になる。
【０１５５】
過剰な力によってフラップ２２１を閉じる問題を軽減する他の手法は、完全な閉状態と完全な開状態との間のフラップの運動の範囲を小さくし、これによって、フラップが閉状態から離脱しているとき、フラップが流体力学的条件と移動している水体内の浮力アクチュエータ１０の運動との組合せによって影響される程度を低減させることである。
【０１５６】
図４８、図４９および図５０に示されている第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、このような手法を取り入れている。
【０１５７】
第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０は、多くの点において、第２の実施形態による浮力アクチュエータと類似しているので、同様の参照番号を用いて、同様の部品を示すことにする。
【０１５８】
第３の実施形態による浮力アクチュエータ１０では、バリア２２２は、傾斜構造を有している。この構造では、閉状態にある各フラップ２２１は、上側ポータル１０４と下側ポータル１０６との間にて本体１０１を通る水の流れの方向に対して傾斜している。詳細には、各フラップ２２１は、上側ポータル１０４に向かう方向に傾斜している。すなわち、図４８に示されているように、閉状態にあるとき、各フラップ２２１の内端２２３は、外端２２５よりも上側ポータル１０４の近くに位置している。このようにして、完全な閉状態と完全な開状態との間のフラップの運動の範囲が狭まることになる。
【０１５９】
この構成によって、閉状態にあるときのフラップ２２１は、傾斜した、いくらか円錐状の形状を有するバリア２２２をもたらすことになる。
【０１６０】
中心カラム２０３およびフレーム２０５を備えている内部構造体１１１は、この構成に適合するように修正されている。具体的には、空間２１９を間に画定しているアーム２１０は、傾斜している。加えて、中心カラム２０３は、閉状態にあるときにフラップ２２１の内端２２３を支持するヘッド部分２６１を組み込んでおり、ラッチ機構２３１として機能する磁気連結具２３９用の衝突プレート２４３も備えている。具体的には、ヘッド部分２６１は、複数のセグメント２６３を備えており、これらのセグメント２６３の各々が衝突プレート２４３のそれぞれを画定している。
【０１６１】
フレーム２０５は、傾斜した上側フレーム要素２７３および傾斜した下側フレーム要素２７５を備えるクモ状構造体２７１を備えている。フレーム要素２７３，２７５の外端は、取付けプレート２７７の外端に収束しており、該取付けプレート２７７に、シェル１１３が取り付け可能になっている。この構成によれば、上側フレーム要素２７３が、アーム２１０およびそれらの間の空間２１９を画定している。
【０１６２】
図５１および図５２を参照すると、第４の実施形態による浮力アクチュエータ１０が概略的に示されている。この浮力アクチュエータは、本体３０１を備えている。本体３０１は、中空であり、上端３０３および下端３０５を有している。上端３０３および下端３０５の各々は、本体内の中空内部３０７に向かって開いている。中空内部３０７は、制御された流路を内蔵するチャンバ３０９を画定している。この制御された流路が開いたとき、水が、該流路に沿って開上端３０３と開下端３０５との間にて本体内を流れることができる。開上端３０３と開下端３０５との間にて本体３０１を通る流れを制御するためのゲート手段３１１が設けられている。先の実施形態と同じように、ゲート手段３１１は、該ゲート手段３１１に加えられる所定の流体差圧に応じて動作可能である。所定の流体差圧は、浮力アクチュエータ１０が激しい海の状態に晒されたときに、浮力アクチュエータ１０に加えられるうねり運動によって生じることになる。
【０１６３】
ゲート手段３１１は、複数のフラップ３１３を備えている。フラップ３１３は、互いに協働して、開上端３０３と開下端３０５との間にて本体３０１を通る流路を横切るバリア３１５をもたらすよう構成されている。バリア３１５は、必ずしも本体３０１を通る流れの全体を塞ぐ必要はなく、該流れを単に妨げるようになっていればよい。
【０１６４】
各フラップ３１３は、該フラップ３１３が他のフラップと協働してバリア３１５をもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっている。１つまたは複数のフラップ３１３が該状態から離脱するように移動すると、バリア３１５が開き、流体がバリアを通って流れることが可能になる。先の実施形態と同じように、フラップ３１３は、開閉可能なハッチとして構成されており、閉状態にあるとき、バリア３１５をもたらすことになる。開状態にあるとき、ハッチは、各々、バリア３１５内に開口をもたらし、水が該開口を通って流れることが可能になる。
【０１６５】
この実施形態では、フラップ３１３は、開状態と閉状態との間で揺動するように旋回可能に取り付けられている。図示されている構成では、フラップ３１３は、本体３０１に取り付けられたヒンジ３１９によって画定されている旋回軸３１７上に旋回可能に取り付けられている。フラップ３１３は、該フラップ３１３を閉状態に付勢する浮力装置３２１に操作可能に接続されている。浮力装置３２１は、図示されている構成では、本体３０１の外部に配置されている。浮力の影響による浮力装置３２１の上向きの運動を制限するために、ストッパ３２３が各浮力装置３２１に付随している。フラップ３１３に加えられた差圧に応じて、フラップ３１３が（図５２に示されているような）閉状態から（図５１に示されているような）開状態に上向きに揺動すると、浮力装置３２１は、浮力装置３２１に加えられている浮力の影響に対抗して、ストッパ３２３から離れて下方に移動することになる。フラップ３１３への差圧が十分に低下すると、浮力装置３２１に加えられている浮力が、浮力装置３２１を戻し、ストッパ３２３に係合させ、これによって、フラップ３１３が閉状態に戻ることになる。
【０１６６】
この実施形態では、フラップ３１３は、チャンバ３０９内において片持ち梁のように支持されている。すなわち、フラップ３１３は、ヒンジ３１９からチャンバ３０９内に支えられずに延在している。この構成によれば、フラップ３１３は、いくらかの固有の弾性を有しており、これによって、閉状態にあるときに、フラップが（図５２に破線によって描かれているように）下向きの流体力学的な力に応じて、限られた量だけ撓むことができるように、構成されている。これは、フラップ３１３の撓みがフラップの閉鎖運動時にいくらかのクッションをもたらすことができるので、有利である。
【０１６７】
浮力アクチュエータ１０のいくつかの実施形態に関して前述したように、流体力学的条件と浮力アクチュエータ１０の運動とのいくつかの組合せによっては、バリアを構成することになるフラップが過剰な力によって閉じる可能性、すなわち、穏やかに閉じるというよりもむしろ勢いよく閉じる可能性がある。流体圧手段による緩衝に関して、いくつかの緩衝構造がすでに開示されている。
【０１６８】
図５３、図５４および図５５を参照すると、第５の実施形態による浮力アクチュエータ１０の一部が概略的に示されている。この実施形態による浮力アクチュエータ１０は、ゲート手段３５１を備えている、ゲート手段３５１は、先の実施形態の場合と同じように、互いに協働して流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数のフラップ３５３（１つのみが示されている）を備えている。
【０１６９】
この実施形態による浮力アクチュエータ１０は、各フラップ３５３を緩衝しながら閉鎖するのを容易にするように適合された流体圧緩衝器３５５をさらに備えている。流体圧緩衝器３５５は、シリンダ３５９およびピストン３６１を有するダッシュポット３５７を備えている。ピストン３６１は、ピストンヘッド３６３およびピストンシャフト３６５を備えている。ピストンヘッド３６３は、シリンダ３５９を２つのチャンバ３６７，３６９に分割するために、シリンダ３５９内に収容されている。チャンバ３６７は、ピストンシャフト３６５の反対側にあり、ピストン３６１を延びた状態に付勢するように適合されたバネ３７１を備えている。チャンバ３６７は、流体、この実施形態では、典型的には、周囲の海水環境からの水を制御して吸入および排出するための出入口３７３も備えている。ピストンシャフト３６５の自由端は、各フラップ３５３と接触するようになっている弾性バンパー３７５を備えている。
【０１７０】
フラップ３５３が（図５３に示されているような）閉状態にあるとき、バンパー３７５は、フラップ３５３に接触しており、ピストン３６１は、シリンダ３５９内に後退し、バネ３７１は、圧縮されている。（図５４に示されているように）フラップ３５３が閉状態から離脱するように運動しているとき、フラップ３５３は、バンパー３７５から分離し、ピストン３６１は、圧縮されたバネ３７１の影響を受けて伸張することになる。ピストンが伸張すると、チャンバ３６７が徐々に拡張し、次いで、水が出入口３７３を通ってチャンバ３６７内に引き込まれることになる。（図５５に示されているように）フラップ３５３の復帰運動時に、フラップ３５３は、まず、バンパー３７５に係合し、このバンパー３７５の弾性特性によって、いくらかの初期緩衝が得られる。フラップ３５３がさらに継続して復帰運動すると、力がピストン３６１に加えられ、ピストン３６１を後退させることになる。ピストン３６１の後退によって、チャンバ３６７が徐々に収縮し、水が出入口３７３を通ってチャンバ３６７から排出されることになる。出入口３７３は、チャンバ３６７からの水の排出率を調整し、これによって、粘性緩衝効果をもたらすように、寸法決めされている。従って、フラップ３５３は、過剰な力を受けることなく、その閉鎖動作を制御して行うことが可能となる。
【０１７１】
図５６を参照すると、本発明の第６の実施形態は、複数のユニット４０１を備える波エネルギー変換システム４００に関するものである。ユニット４０１は、各々、先の実施形態による装置の１つであり、各々、浮力アクチュエータ１０を有している。このような構成によれば、それぞれの浮力アクチュエータ１０は、浮力アクチュエータのアレイ４０３に配置されている。どのような数の浮力アクチュエータ１０が、アレイに設けられていてもよい。
【０１７２】
ユニット４０１間の間隔およびアレイ４０３のパターンは、支配的な海の状態の実波長および波の方向に関して最適化される特徴である。
【０１７３】
各実施形態による装置は、高圧作動流体の形態にあるエネルギーを、例えば、発電プラントまたは淡水化プラントに用いるために引き出すようになっている閉ループシステム（図示せず）と連動して、運転されるとよい。
【０１７４】
以上の説明から、実施形態の各々によって、比較的軽くて悪天候な状態では保存のために事実上作動不能になるエネルギー解放式浮力アクチュエータが提供されることは、明らかである。
【０１７５】
さらに、本発明の範囲は、開示されている実施形態の範囲に制限されないことを理解されたい。
【０１７６】
前述した実施形態は、各々、モジュール構造を有しているが、本発明による浮力アクチュエータは、単一ユニットとして構成され、その状態で現地に輸送されてもよいことを理解されたい。
【０１７７】
明細書および請求項の全体を通して、文脈に他の指示がない限り、「comprise（〜を備える）」という用語、または「comprises」または「comprising」のような変形は、記述されている完全体または完全体の群を含むが、他の完全体または他の完全体の群を排除するものではないことを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波運動に応じる浮力アクチュエータであって、波運動に対する前記浮力アクチュエータの応答を変化させる少なくとも１つのゲート手段を備える内部空間を画定している本体を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項２】
前記ゲート手段は、前記内部空間内に閉じこめられていることを特徴とする請求項１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３】
前記ゲート手段は、水が前記浮力アクチュエータの前記本体を通って流れることを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項４】
前記ゲート手段は、特定の海の状態に応じるようになっていることを特徴とする請求項１、２、または３のいずれかに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項５】
前記ゲート手段は、少なくとも１つの蓋要素を備えており、前記蓋要素は、前記蓋要素が通常時に塞いでいる閉状態であって、前記本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、前記蓋要素が前記本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で移動可能になっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項６】
前記蓋要素を前記閉状態に離脱可能に保持するために、離脱可能な連結具が設けられており、前記離脱可能な連結具は、前記蓋要素を離脱させ、前記蓋要素を前記閉状態から前記開状態に移動させ、前記開状態をもたらすように、動作するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項７】
前記離脱可能な連結具は、磁気連結具を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項８】
前記蓋要素は、フラップを備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項９】
前記フラップは、前記フラップが通常時に塞いでいる閉状態であって、前記本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、前記フラップが外方に揺動して前記本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で旋回可能になっていることを特徴とする請求項８に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１０】
前記磁気連結具は、前記蓋手段上のその内端に隣接する箇所に位置する磁石手段と、前記磁石手段が磁気的に吸引されるようになっている相手部品と、を備えていることを特徴とする請求項７、８、または９のいずれかに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１１】
前記磁石手段は、ハウジング内に収容された永久磁石のアレイを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１２】
前記ハウジングは、前記磁気連結具の前記相手部品と直面する接触面を有しており、前記永久磁石は、前記接触面に対して凹んだ箇所に位置していることを特徴とする請求項１１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１３】
前記ハウジングは、前記接触面と前記永久磁石との間にクッション部分をもたらしていることを特徴とする請求項１２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１４】
前記ゲート手段は、複数の蓋要素を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１５】
前記蓋要素は、互いに協働して前記本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成されており、各蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっていることを特徴とする請求項１４に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１６】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項１５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１７】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項１５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１８】
各蓋要素は、前記本体の前記開上端に向かう方向に傾斜していることを特徴とする請求項１７に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１９】
前記本体は、長手方向の拡がりを有するように、かつ流路であって、該流路に沿って、水が前記本体の長軸と平行に前記本体を通って流れることができる流路をもたらすように、構成されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２０】
前記本体は、上端、下端、および前記２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有していることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２１】
前記側面は、凸形状を有しており、中央が膨らんでいることを特徴とする請求項２０に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２２】
前記本体は、モジュール式構造を有していることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２３】
前記本体は、上端、下端、および側面を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２４】
前記シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えていることを特徴とする請求項２３に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２５】
各パネルは、略矩形構造を有していることを特徴とする請求項２４に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２６】
互いに隣接するパネル間の接続部は、半重ね継手を備えていることを特徴とする請求項２５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２７】
前記本体は、海水内に配備された時点で前記浮力アクチュエータの運動を容易にする１つまたは複数の係留点を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２８】
前記閉状態への各蓋要素の運動を緩和するための緩衝材をさらに備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２９】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項１５〜２８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３０】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項１５〜２８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３１】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、前記流路に沿った流れを制御するためのゲート手段と、を備えており、前記ゲート手段は、互いに協働して前記本体を通る前記流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数の蓋要素を備えており、各蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３２】
前記バリアは、前記本体の境界内にあるように構成され、かつ位置決めされており、前記蓋要素は、完全な開状態にあるときでさえ、前記本体の境界内にとどまるようになっていることを特徴とする請求項３１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３３】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項３１または３２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３４】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項３１または３２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３５】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、前記本体を通る水の流れを妨げるためのチャンバを画定している複数の区分を受け入れるように適合された支持構造体を有している本体を備えており、前記支持構造体および前記複数の区分は、輸送され、現地で組み立てられるように構成されていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３６】
水域内に浸漬されるようになっている浮力アクチュエータにおいて、周囲の水域から一定量の水を受け入れるように適合された中空内部を画定している本体を備えており、前記本体は、前記中空内部を通る流れを制御するための流れ制御手段を有しており、前記流れ制御手段は、前記本体を通る流体の流れを塞ぐかまたは少なくとも妨げる第１の状態と、前記中空内部を通る流体の流れを可能にする第２の状態と、を有していることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３７】
前記流れ制御手段は、前記内部空間内に閉じ込められていることを特徴とする請求項３６に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３８】
内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、 前記本体は、前記内部空間を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えており、前記シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３９】
内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、 前記本体は、開上端、開下端、および前記２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有していることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項４０】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、前記流路に沿った流れを制御するためのゲート手段であって、前記ゲート手段は、前記本体を通る前記流路を横切るバリアをもたらす複数の蓋要素を備えており、前記蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になるようにおよび該状態から離脱するように、移動可能になっている、ゲート手段と、各蓋要素を前記状態に離脱可能に保持するためのラッチ手段であって、磁気連結具を備えているラッチ手段と、を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項４１】
先行する請求項のいずれの１つに記載の浮力アクチュエータを組み立てるためのキット。
【請求項４２】
浮力アクチュエータを組み立てるためのキットにおいて、支持構造体と、前記浮力アクチュエータを組み立てるように前記支持構造体に接続されるように構成された複数の区分と、を備えていることを特徴とするキット。
【請求項４３】
請求項１〜４０のいずれか１つに記載の少なくとも１つの浮力アクチュエータを備えている波エネルギー変換システム。
【請求項４４】
水域内の波エネルギーを取り込む方法において、請求項１〜４０のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータを前記水域内に配備することを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項４５】
添付の図面を参照して実質的に明細書に記載されているような浮力アクチュエータ。
【請求項１】
波運動に応じる浮力アクチュエータであって、波運動に対する前記浮力アクチュエータの応答を変化させる少なくとも１つのゲート手段を備える内部空間を画定している本体を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項２】
前記ゲート手段は、前記内部空間内に閉じこめられていることを特徴とする請求項１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３】
前記ゲート手段は、水が前記浮力アクチュエータの前記本体を通って流れることを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項４】
前記ゲート手段は、特定の海の状態に応じるようになっていることを特徴とする請求項１、２、または３のいずれかに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項５】
前記ゲート手段は、少なくとも１つの蓋要素を備えており、前記蓋要素は、前記蓋要素が通常時に塞いでいる閉状態であって、前記本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、前記蓋要素が前記本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で移動可能になっていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項６】
前記蓋要素を前記閉状態に離脱可能に保持するために、離脱可能な連結具が設けられており、前記離脱可能な連結具は、前記蓋要素を離脱させ、前記蓋要素を前記閉状態から前記開状態に移動させ、前記開状態をもたらすように、動作するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項７】
前記離脱可能な連結具は、磁気連結具を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項８】
前記蓋要素は、フラップを備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項９】
前記フラップは、前記フラップが通常時に塞いでいる閉状態であって、前記本体を通る水の流れを妨げる閉状態と、前記フラップが外方に揺動して前記本体を通る水の流れを可能にする開状態と、の間で旋回可能になっていることを特徴とする請求項８に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１０】
前記磁気連結具は、前記蓋手段上のその内端に隣接する箇所に位置する磁石手段と、前記磁石手段が磁気的に吸引されるようになっている相手部品と、を備えていることを特徴とする請求項７、８、または９のいずれかに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１１】
前記磁石手段は、ハウジング内に収容された永久磁石のアレイを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１２】
前記ハウジングは、前記磁気連結具の前記相手部品と直面する接触面を有しており、前記永久磁石は、前記接触面に対して凹んだ箇所に位置していることを特徴とする請求項１１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１３】
前記ハウジングは、前記接触面と前記永久磁石との間にクッション部分をもたらしていることを特徴とする請求項１２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１４】
前記ゲート手段は、複数の蓋要素を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１５】
前記蓋要素は、互いに協働して前記本体を通る流路を横切るバリアをもたらすように構成されており、各蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっていることを特徴とする請求項１４に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１６】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項１５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１７】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項１５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１８】
各蓋要素は、前記本体の前記開上端に向かう方向に傾斜していることを特徴とする請求項１７に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項１９】
前記本体は、長手方向の拡がりを有するように、かつ流路であって、該流路に沿って、水が前記本体の長軸と平行に前記本体を通って流れることができる流路をもたらすように、構成されていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２０】
前記本体は、上端、下端、および前記２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有していることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２１】
前記側面は、凸形状を有しており、中央が膨らんでいることを特徴とする請求項２０に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２２】
前記本体は、モジュール式構造を有していることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２３】
前記本体は、上端、下端、および側面を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２４】
前記シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えていることを特徴とする請求項２３に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２５】
各パネルは、略矩形構造を有していることを特徴とする請求項２４に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２６】
互いに隣接するパネル間の接続部は、半重ね継手を備えていることを特徴とする請求項２５に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２７】
前記本体は、海水内に配備された時点で前記浮力アクチュエータの運動を容易にする１つまたは複数の係留点を備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２８】
前記閉状態への各蓋要素の運動を緩和するための緩衝材をさらに備えていることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項２９】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項１５〜２８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３０】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項１５〜２８のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３１】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、前記流路に沿った流れを制御するためのゲート手段と、を備えており、前記ゲート手段は、互いに協働して前記本体を通る前記流路を横切るバリアをもたらすように構成された複数の蓋要素を備えており、各蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になりかつ該状態から離脱するように、移動可能になっていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３２】
前記バリアは、前記本体の境界内にあるように構成され、かつ位置決めされており、前記蓋要素は、完全な開状態にあるときでさえ、前記本体の境界内にとどまるようになっていることを特徴とする請求項３１に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３３】
前記蓋要素によってもたらされる前記バリアは、前記本体を通る水の流れの方向と実質的に直交するように前記流路を横切って拡がっていることを特徴とする請求項３１または３２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３４】
前記バリアは、前記閉状態にある各蓋要素が前記本体を通る水の流れの方向に対して傾斜している傾斜構造を有していることを特徴とする請求項３１または３２に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３５】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、前記本体を通る水の流れを妨げるためのチャンバを画定している複数の区分を受け入れるように適合された支持構造体を有している本体を備えており、前記支持構造体および前記複数の区分は、輸送され、現地で組み立てられるように構成されていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３６】
水域内に浸漬されるようになっている浮力アクチュエータにおいて、周囲の水域から一定量の水を受け入れるように適合された中空内部を画定している本体を備えており、前記本体は、前記中空内部を通る流れを制御するための流れ制御手段を有しており、前記流れ制御手段は、前記本体を通る流体の流れを塞ぐかまたは少なくとも妨げる第１の状態と、前記中空内部を通る流体の流れを可能にする第２の状態と、を有していることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３７】
前記流れ制御手段は、前記内部空間内に閉じ込められていることを特徴とする請求項３６に記載の浮力アクチュエータ。
【請求項３８】
内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、 前記本体は、前記内部空間を画定しているシェルを支持する内部構造体を備えており、前記シェルは、一緒に接続されるように適合されたパネルとして構成された複数の区分を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項３９】
内部空間を画定している本体を備えている波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、 前記本体は、開上端、開下端、および前記２つの端間に延在している側面を有する切頭円錐形状を有していることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項４０】
波運動に応じる浮力アクチュエータにおいて、水が沿って流れることができる流路を組み入れている本体と、前記流路に沿った流れを制御するためのゲート手段であって、前記ゲート手段は、前記本体を通る前記流路を横切るバリアをもたらす複数の蓋要素を備えており、前記蓋要素は、前記蓋要素が他の蓋要素と協働して前記バリアをもたらす状態になるようにおよび該状態から離脱するように、移動可能になっている、ゲート手段と、各蓋要素を前記状態に離脱可能に保持するためのラッチ手段であって、磁気連結具を備えているラッチ手段と、を備えていることを特徴とする浮力アクチュエータ。
【請求項４１】
先行する請求項のいずれの１つに記載の浮力アクチュエータを組み立てるためのキット。
【請求項４２】
浮力アクチュエータを組み立てるためのキットにおいて、支持構造体と、前記浮力アクチュエータを組み立てるように前記支持構造体に接続されるように構成された複数の区分と、を備えていることを特徴とするキット。
【請求項４３】
請求項１〜４０のいずれか１つに記載の少なくとも１つの浮力アクチュエータを備えている波エネルギー変換システム。
【請求項４４】
水域内の波エネルギーを取り込む方法において、請求項１〜４０のいずれか１つに記載の浮力アクチュエータを前記水域内に配備することを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項４５】
添付の図面を参照して実質的に明細書に記載されているような浮力アクチュエータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【公表番号】特表２０１２−５２２９３３（Ｐ２０１２−５２２９３３Ａ）
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０３８３４（Ｐ２０１２−５０３８３４）
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００３９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１５２４１
【国際公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（５１１２２２０２１）シーイーティーオー・アイピー・プロプライエタリー・リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月７日（２０１０．４．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２０１０／０００３９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１５２４１
【国際公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【出願人】（５１１２２２０２１）シーイーティーオー・アイピー・プロプライエタリー・リミテッド (2)
【Ｆターム（参考）】
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