(57)【要約】  装置（１０）は、波エネルギーを捉えるために海面より下の場所で海底に載置されている。装置（１０）は、波の動きに応じて撓むようになっているダイヤフラム（２５）を有する本体構造（１１）を備えている。作業チャンバ（２７）は、ダイヤフラム（２５）のすぐ下に配置され、空気等の圧縮性流体を収容している。ポンプシステム（４３）は、作業チャンバ（２７）内に収容されている。ポンプシステム（４３）は、反対に作用する２つの往復ポンプ（４５，４７）を備えている。レバー機構（６１）の幾何学的形状のため、各ポンプ（４５，４７）のストロークの長さは、波の動きに応じて動くときに、ダイヤフラム（２５）の変位の大きさよりも小さい。このようにして、レバー機構（６１）は、所与の率だけ各ポンプ（４５，４７）に作用する力を増加させ、同一の率だけ各ポンプのストロークを減少させている。ストロークの長さの減少は、小型構造を提供し、そのため、ポンプ（４５，４７）は、作業チャンバ（２７）内に容易に収容することが可能である。ポンプ（４５，４７）は、装置（１０）のまわりの環境から海水を引き、高圧で海水を排出するようになっている。ポンプによって生成された高圧海水は、任意の適切な目的に使用するために、沿岸へパイプ輸送することが可能である。
2007537382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水域における波エネルギーを捉える装置であって、波の動きに応じて撓むようになっている部分を有する本体構造と、前記本体構造の前記部分の撓みに応じて拡張され、縮小されるようになっているポンプチャンバを画定する往復ポンプとを備え、前記ポンプチャンバは、流体源に連通する入口と、出口とを有し、それによって、前記流体源からの流体は、その容量拡張時に前記ポンプチャンバ内に引かれ、その容量減少時に前記出口を通って前記ポンプチャンバから排出され、前記ポンプは、１．０未満の速度比を提供する機構によって前記本体構造の前記部分に作用的に接続されている、装置。
【請求項２】
前記機構はレバーを備え、前記ポンプは、前記部分が前記レバーに接続される場所ではなく、前記レバーの支点により近い場所で前記レバーに作用的に接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記機構は、少なくとも２つのポンプに作用的に接続されたレバーを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記レバーは、前記レバー支点の各側に１つが配置された２つのポンプに作用的に接続され、それによって、前記ポンプは、反対に作用するようになっている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記部分に作用的に接続された複数のレバーがあり、各レバーは、少なくとも１つのポンプを操作するようになっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
デルタフォーメーションに配置された３つのレバーがあり、各レバーは、前記部分に作用的に接続されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記レバーまたは各レバーは、フレーム構造であり、負荷下で垂直剛性および側方向剛性の両方をもたらしている、請求項２〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
波の動きに応じて撓むようになっている前記本体構造の前記部分は、波の動きがある水域に露出されるダイヤフラムを備えている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記ダイヤフラムは、実質的に剛性な部分と可撓性のある部分とを備え、前記機構は、前記剛性部分に作用的に接続されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記機構は、前記ダイヤフラムの前記剛性部分に剛性的に連結されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記本体構造は、前記ダイヤフラムの下に配置され、かつ空気等の圧縮性流体を収容するようになっている作業チャンバを備えている、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記レバーまたは各レバーは、前記ダイヤフラムへ接続するために、前記作業チャンバに収容されるかまたは少なくともその中に延在している、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記レバーまたは各レバーは、前記ダイヤフラムの運動に応じて往復運動をするときに、ガイドされるようになっている、請求項２〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記レバーまたは各レバーには、カウンターウェイトが設けられ、そのパワーストロークの完了後に前記ダイヤフラムの戻りストロークに支援を提供している、請求項２〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記本体構造は、砂等のバラスト材料を収容するバラストチャンバを備えている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記バラストチャンバは、前記作業チャンバを取り囲んでいる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
ポンプで送られる前記流体は、波エネルギーが捉えられるべき水域から引かれた水から構成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
水を濾過するための濾過システムをさらに備え、前記濾過システムは、前記装置用のバラスト材料として使用される飽和砂を備えている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
水域における波エネルギーを捉える装置であって、波の動きに応じて撓むようになっている部分を有する本体構造と、前記本体構造の前記部分の撓みに応じて拡張され、縮小されるようになっているポンプチャンバを画定する往復ポンプとを備え、前記ポンプチャンバは、流体源に連通する入口と、出口とを有し、それによって、前記流体源からの流体は、その容量拡張時に前記ポンプチャンバ内に引かれ、その容量減少時に前記出口を通って前記ポンプチャンバから排出され、前記ポンプは、機構によって前記部分に作用的に接続され、それによって、前記ポンプのストロークの長さは波の動きに応じて動く前記部分の変位の大きさよりも小さい、装置。
【請求項２０】
水域における波エネルギーを捉える装置であって、波の動きに応じて撓むようになっている部分を有する本体構造と、前記本体構造の前記部分の撓みに応じて拡張され、縮小されるようになっているポンプチャンバを画定する往復ポンプとを備え、前記ポンプチャンバは、流体源に連通する入口と、出口とを有し、それによって、前記流体源からの流体は、その容量拡張時に前記ポンプチャンバ内に引かれ、その容量減少時に前記出口を通って前記ポンプチャンバから排出され、前記ポンプは、レバーによって前記部分に作用的に接続され、前記ポンプは、前記部分が前記レバーに接続される場所ではなく、前記レバーの支点により近い場所で前記レバーに作用的に接続されている、装置。
【請求項２１】
ダイヤフラムは、実質的に剛性な部分と可撓性のある部分とを備え、前記レバーは、前記ダイヤフラムの前記剛性部分に作用的に接続されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
実質的に添付の図面を参照して本明細書に記載されたような装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水域の波エネルギーを、有用な作業を実行することができる形態に変換する装置に関する。
【０００２】
本発明は、特に、波エネルギーを利用し、利用されたエネルギーを任意の適切な方法で使用するために加圧流体に変換するために考案されたが、必ずしもそのためのみではない。流体は、水域自体から引かれた水を含んでいてもよい。水域が海洋を含む場合には、海洋から引かれた海水は、高圧下で沿岸へパイプ輸送されてもよく、淡水にするために逆浸透淡水化ユニットへ供給されてもよい。淡水化ユニットを出る塩水凝縮物は、依然として高圧であり、電気を生成するために使用されるタービンおよび軸動力へ供給されてもよい。
【背景技術】
【０００３】
海洋の波エネルギーの利用を求める装置には多くの提案があるが、実際に持続した商業開発下にあるのは、このような装置の数種類のみである。商業装置のすべては、沿岸であれ、陸地であれ、沖であれ、その場に位置する必要な機材で、そのエネルギーを電気に変換している。これは、タービン、交流発電機／発電機および電気配電インフラ等の重要な構成要素が、嵐の力、長期にわたる海水への露出、および、誤って海水に浸すこと等の要因を含む海洋環境に耐えることができるものでなければならないことを意味している。沖装置の場合には、電気を沿岸へもたらすために広域海底電気ケーブルも必要である。最終結果は、資本コストの増大および信頼性の低下である。
【０００４】
上述した提案に関連する問題および欠点に対処するために、出願人は、先に、国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ０３／００８１３号の主題で波エネルギーコンバータを提案した。出願人の先の提案の１つの態様は、海等の水域における波エネルギーを捉える装置に関連したものである。装置は海底に載置され、波の動きに応じて撓むようになっているダイヤフラムを有する本体構造を備えている。往復ポンプがダイヤフラムに接続され、ポンプのポンプチャンバは、ダイヤフラムの撓みに応じて、容量を拡張し、縮小するようになっている。ポンプチャンバは、海水に連通する入口と、出口とを有し、それによって、海水は、容量の拡張時にポンプチャンバ内に引かれ、容量減少時に出口を通って排出されることになる。往復ポンプは、ダイヤフラムに直接接続され、そのため、ポンプのストロークの長さは、ポンプに接続される点におけるダイヤフラムの変位の振幅に対応している。これは、往復ポンプが、ダイヤフラムの変位の振幅を収容するために比較的長いストロークを有する必要がある。しかし、比較的長いストロークを備えたポンプは、特に、一定の用途では必要とされることがある小型設計には適していない。
【０００５】
本発明が開発されたのは、この背景に対するものである。
【０００６】
本発明の背景に対する上記の検討は、本発明の理解を容易にすることを意図している。しかし、この検討は、参照された要素のいずれについても、本出願の優先日においてオーストラリアで、発行されたか、公知であったか、あるいは一般知識に属するものであったことを確認あるいは承認するものではないことは当然である。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の１つの態様にしたがって、水域における波エネルギーを捉える装置が提供され、この装置は、波の動きに応じて撓むようになっている部分を有する本体構造と、本体構造の上記部分の撓みに応じて拡張され、縮小されるようになっているポンプチャンバを画定する往復ポンプとを備え、ポンプチャンバは、流体源に連通する入口と出口とを有し、それによって、流体源からの流体は、その容量拡張時にポンプチャンバ内に引かれ、その容量減少時に出口を通ってポンプチャンバから排出され、ポンプは、１．０未満の速度比を提供する機構によって上記部分に作用的に接続されている。
【０００８】
この構成で、ポンプのストロークの長さは、波の動きに応じて動く上記部分の変位の大きさより小さい。
【０００９】
好ましくは、機構はレバーを備え、ポンプは、上記部分がレバーに接続される場所ではなく、レバーの支点により近い場所でレバーに作用的に接続されている。
【００１０】
レバーは、所与の比率でポンプの作用する力を増加し、同一の比率でストロークを減少し、そのため、ポンプへ移される正味作業は、（機械的損失が低い場合には）実質的に変わらない。
【００１１】
レバー機構、すなわちより短いポンプストロークを使用する１つの理由は、装置の全体的高さを減少することができ、したがって、全体的コストを下げることである。さらなる理由は、より短いストロークの長さは、ポンプ設計の点から、特に、高圧流体が係わる封止問題に関して、有利である可能性があることである。
【００１２】
１つの構成において、レバー機構は、１つ以上のポンプに作用的に接続された単一のレバーを備えてもよい。例えば、レバー支点の各側に１つが配置された２つのポンプがあってもよく、それによって、ポンプは、反対に作用することになる（一方のポンプのポンプチャンバの容量が拡張し、他方のポンプのポンプチャンバの容量が減少し、且つ、逆もまた同様であるという意味である）。複数のポンプがある場合には、支点のいずれかの側に、２つ以上のポンプが存在していてもよい。
【００１３】
別の構成において、上記部分に作用的に接続された複数のレバー機構があってもよく、各レバー機構は１つ以上のポンプを操作するようになっている。このような一構成は、幾分デルタフォーメーションに配列された３つのレバーを伴ってもよく、各レバーは上記部分に作用的に接続されている。
【００１４】
複数のポンプがある場合には、アキュムレータが、共通流体ラインに組み込まれてもよく、そのラインに沿って、排出された流体は、より安定した流体の流れを達成する目的のために、ポンプで送られるようになっている。
【００１５】
反対に作用するポンプは、ダイヤフラムが両方向に動くのに対する水圧抵抗を提供するように作用してもよく、それによって、このような運動における変動を減衰している。
【００１６】
そのレバーまたは各レバーは、フレーム構造であってもよく、負荷下で側方向剛性および垂直剛性の両方を提供している。
【００１７】
波の動きに応じて撓むようになっている本体構造の部分は、波の動きがある水域に露出されるダイヤフラムを備えていてもよい。ダイヤフラムは、実質的に剛性な部分と可撓性のある部分とを備えていてもよい。好ましくは、可撓性のある部分は、剛性部分を取り囲んでいる。典型的に、レバー機構は、剛性部分に作用的に接続されている。
【００１８】
本体構造は、ダイヤフラムの下に配置され、かつ空気等の圧縮性流体を含むようになっている作業チャンバを備えていてもよい。このレバーまたは各レバーは、ダイヤフラムへ接続するために作業チャンバ内に収容されてもよく、または少なくともその中に延在していてもよい。
【００１９】
この作業チャンバまたは各作業チャンバは、円筒形チャンバ壁を有してもよく、ダイヤフラムの外側周囲はそれに封止式に接続されている。
【００２０】
単数または複数のレバーは、本体構造の基部、作業チャンバの周囲壁、または、本体構造内に収容されたサポート構造に、旋回式に支持されていてもよい。
【００２１】
このレバーまたは各レバーは、波の動きの影響下でダイヤフラムの運動に応じて往復運動をするときに、ガイドされてもよい。各レバーは、ガイドに沿って動くことができるガイド構造を備えるガイド機構によってガイドされてもよい。ガイドは、チャンバ壁の内側表面に設けられていてもよい。実際、チャンバ壁の内側表面は、それ自体がガイドを提供してもよい。ガイド構造は、ガイドを提供するチャンバ壁の表面に回転係合する１つ以上のローラーを備えていてもよい。
【００２２】
このレバーまたは各レバーには、カウンターウェイトが設けられていてもよい。カウンターウェイトは、波の動きに応じたそのパワーストロークの完了後に、ダイヤフラムの戻りストロークに幾分の支援を提供するために設置されていてもよい。
【００２３】
本体構造は、砂等のバラスト材料を収容するバラストチャンバをさらに備えていてもよい。典型的に、バラスト材料は、水で飽和されている。バラストチャンバは、作業チャンバを取り囲んでいてもよい。
【００２４】
本体構造は、バラストチャンバによって取り囲まれた複数の作業チャンバを備えていてもよい。
【００２５】
飽和砂等のバラスト材料は、ポンプで送られる水用の濾過媒体として使用されてもよい。
【００２６】
典型的に、ポンプで送られる流体は、波エネルギーが捉えられる水域から引かれた水を含んでいる。
【００２７】
操作を急いで停止する必要がある場合に、例えば、海の状態が非常に悪く、オーバーロード状況にあるときに、選択的に各作業チャンバを海水であふれさせてもよい。
【００２８】
本発明は、添付の図面に示されるように、いくつかの特定の実施形態の下記の説明を参照することによって、より良好に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図面に示された実施形態は、各々が、海洋波エネルギーを利用するため、かつ、利用されたエネルギーを高圧海水、典型的に約６．８９Ｍｐａ（１０００ｐｓｉ）へ変換するための装置に関するものである。装置は、比較的浅い水域の海底に載置され、最小の環境的衝撃を形成するように設計されている。装置によって生成された高圧海水は、任意の適切な目的に使用されるために沿岸へパイプ輸送されるようになっている。一用途において、高圧海水は、タービンを駆動する動力流体（ｍｏｔｉｖｅ  ｆｌｕｉｄ）として使用されてもよく、それからの軸動力は、電気を生成するために使用されている。別の用途において、高圧海水は、淡水を生成することができる逆浸透淡水化ユニットへ供給されてもよい。淡水化ユニットからの塩水凝縮物は、依然として高圧であり、機械的エネルギーを抽出するために使用されるタービンを軸動力へ供給されてもよい。また、費やされた塩水凝縮物は、所望により、海洋へ戻すことが可能である。
【００３０】
図１、図２および図３を参照すると、第１の実施形態に係る装置１０が示されている。装置１０は、海底に載置される基部１３を備える本体構造１１と、基部から直立する２つの壁１５，１７とを備えている。典型的に、基部１３および２つの直立壁１５，１７は一体構造であり、コンクリートから形成されている。壁１５は、略円筒形構造であり、本体構造用の外側周辺壁を提供している。壁１７もまた、略円筒形構造であり、壁１５の内向きに間隔を置かれ、本体構造内に内側壁を提供している。
【００３１】
外側および内側の壁１５，１７の間の間隔は、バラスト材料を受け取るためのバラストチャンバ２１を画定している。典型的に、バラスト材料は、海底から取られた飽和砂を備えている。この実施形態において、バラストチャンバ２１の上部端は、バラスト材料を受け取るために開口している。所望により、バラストチャンバ２１を閉鎖するために、クロージャ（図示せず）が設けられていてもよい。
【００３２】
内側円筒形壁１７は、内部空間２３を取り囲み、その上部端は、ダイヤフラム２５によって閉鎖されている。この構成で、基部１３、円筒形内側壁１７およびダイヤフラム２５は、協働して、作業チャンバ２７を有するセル２６を形成している。
【００３３】
ダイヤフラム２５は、セル２６上で海水に露出され、その中で波の活動に応じて撓むことが可能となっている。
【００３４】
ダイヤフラム２５は、剛性中心部分２８と、中心部分２８を取り囲む可撓性のある外側部分２９とを備えている。剛性中心部分２８は補強円形プレートを備え、外側部分２９はゴム等のエラストマー材料から形成された膜である。エラストマー材料は、強さおよび引き裂き抵抗を高めるためにラミネート材料で補強されていてもよい。ダイヤフラム２５の外側周囲は、３１で、内側円筒形壁１７の上部端に封止式に接続されている。
【００３５】
作業チャンバ２７は、ダイヤフラム２５のすぐ下に配置され、圧縮性流体を収容し、弁理には、この実施形態では、この流体は空気である。圧縮性流体は、圧力下にあり、揚力を提供して、ダイヤフラム２５およびそのための付属品、および、ダイヤフラムの上に海水の重量を平衡させている。作業チャンバ２７内の流体圧力は、海が穏やかな状態のときにダイヤフラム２５を所定の位置に維持するように調節されていてもよい。
【００３６】
装置１０は、装置のまわりの水環境から海水を受け取るための取水口（図示せず）と、海水が高圧下で排出されるのに通る出口（これも図示せず）とを有するポンプ回路４１をさらに備えている。典型的に、高圧下の海水は、先に暗示されたように、沿岸へパイプ輸送されるようになっている。
【００３７】
ポンプ回路４１は、ポンプシステム４３を備え、これは、この実施形態では、反対に作用する（一方のポンプは排出ストロークを実行し、他方のポンプは取水ストロークを実行し、かつ、その逆も同様であるという意味である）２つの往復ポンプ４５，４７を備えている。各ポンプ４５，４７は、ピストンと、ピストン（図示せず）がシリンダ５３と協働するシリンダアセンブリ５１とを備え、ポンプチャンバ（図示せず）を画定している。ピストンロッド５５は、ピストンへ往復運動を与えるためにピストンに接続されている。この実施形態において、シリンダ５３は、ポンプチャンバの変形可能な境界表面を画定するエラストマーシースを組み込み、それはピストンと協働し、それによって、ピストンの往復運動が、エラストマーシースの拡張および収縮を生じさせ、ポンプチャンバの容量を変えることになる。エラストマーシースの拡張は、ポンプチャンバの容量の減少に対応し、エラストマーシースの収縮は、ポンプチャンバの容量の拡張に対応している。このようなポンプの典型的な例は、前述のＰＣＴ出願に記載されており、その図面の図５１および図５２を参照することとする。
【００３８】
ポンプ４５，４７は、共通送出ライン（図示せず）に接続され、それに沿って、加圧された海水が沿岸へパイプ輸送されるようになっている。より安定した流量を達成するために（すなわち、流れ内の変動がより少ない）、アキュムレータが送出ラインに連結されていてもよい。
【００３９】
ポンプ４５，４７は、レバー機構６１を通ってダイヤフラム２５に作用的に接続されている。
【００４０】
レバー機構６１は、側方向に間隔を置いた関係で配置された２つの相互接続されたレバー要素６４によって画定されたレバー６３を備えている。
【００４１】
レバー６３の一方の端は、チャンバ内壁１７に装着されたサポート構造６６に支点６５で旋回式に接続され、レバー６３の他方の端は、接続ロッド６７を通ってダイヤフラム２５に接続されている。
【００４２】
接続ロッド６７は、旋回ジョイント６９によってダイヤフラム２５の剛性部分２８に旋回式に接続されている。接続ロッド６７はまた、旋回ジョイント７１によってレバー６３の隣接する端に旋回式に接続されている。
【００４３】
ポンプ４５，４７は、レバー６３の端同士の中間の場所でレバー６３に作用的に接続されている。具体的には、ポンプ４５，４７は、レバー６３の対向する側部に位置決めされ、シリンダ５３はサポート構造６６に担持されている。ピストンロッド５５は、レバーに装着された接続フレーム７３を通ってレバー６３に接続されている。接続フレーム７３は、各レバー要素６４に接続された２つの長手方向フレーム要素７５を有し、クロス要素７７は長手方向のフレーム要素７５の間に支持されている。各ピストンロッド５５は、クロス要素７７のそれぞれの１つに接続されている。この構成で、レバー６３の角運動は、ピストンロッド５５を反対に往復運動をし、一方のロッドは拡張し、他方は収縮し、逆も同様である。
【００４４】
レバー６３の幾何学的形状のため、撓みダイヤフラム２５に対するポンプシステム４３の速度比は、１．０未満である。言い換えると、各ポンプ４５，４７のストロークの長さは、波の動きに応じて動くときに、ダイヤフラム２５の変位の大きさよりも小さい。レバー６３は、所与の率だけ各ポンプ４５，４７に作用する力を増加させ、同一の率だけストロークを減少させている。ストロークの長さの減少は、小型の設計を可能とし、そのため、ポンプ４５，４７は、作業チャンバ２７内に容易に収容することができる。
【００４５】
ポンプ回路４１内に取られた海水は、濾過されている。濾過機能は、バラストチャンバ２１内に含まれた飽和砂を使用する砂濾過システム（図示せず）によって実行されるものである。
【００４６】
次に、第１の実施形態に係る装置１０の操作を説明する。海が穏やかなときは、装置１０は、水の中に沈められ、ダイヤフラム２５上に海水の一定の水頭がある。ダイヤフラム２５は、ダイヤフラムおよびそれに取り付けられた機材の重量、ダイヤフラムのエラストマー外側部分２９の復元力、および、穏やかな海の静水圧および周囲大気圧を含む様々な要因から生じるダイヤフラム２５にかかる下向き力のバランスを取るように、作業チャンバ２７内の適切な空気圧力によって所定の位置に維持される。
【００４７】
装置１０上を波が通過することは、ダイヤフラム２５に時間変化力を掛けさせ、そのため、この増加する力に応じてダイヤフラム２５を下向きに動かす。力は、接続ロッド６７を通ってレバー６３へ伝達され、レバー６３の角運動をその支点６５のまわりに生じさせる。力は、レバーを通ってピストンロッド５５へ伝達され、ポンプ４７に、一定の海水を受け入れる取水ストロークを行わせ、ポンプ４５に、圧力下で一定の海水を放出する排出ストロークを行わせる。
【００４８】
ダイヤフラム２５の下向きの撓みは、作業チャンバ２７の容量を減少させ、その中に閉じ込められた空気の圧力に対応して増加させられる。ダイヤフラム２５が撓むため、ダイヤフラム２５を通過する波によって加えられた力と、空気圧力によってダイヤフラム２５にかけられた反応力およびダイヤフラムのエラストマー外側部分の正復元力の合計と、の間に平衡状態が確定されるまで、空気圧力は上昇し続ける。この点で、ダイヤフラム２５は、その最大撓みですぐに静止するようになる。その後、ダイヤフラム２５の圧力は不安定になり、そのため、空気による力が回復されるときに、ダイヤフラムの運動を逆にさせる。その一方、波が装置１０を通って進むときに、水の水頭は小さくなる。次いで、ダイヤフラム２５は、平衡位置へ戻り、次の波を待つ。ダイヤフラム２５の戻り運動中に、レバー６３は、戻り方向へ角運動し、そのため、ポンプ４７に排出ストロークを行わせ、ポンプ４５に取水ストロークを行わせる。
【００４９】
ポンプ４５，４７は反対に作用するため、各ポンプの排出ストロークに生成された流体圧力は、下向き方向および上向き方向の両方に、ダイヤフラム２５の変位の速度を規制するのを助ける水圧抵抗を提供する。これは、速度の変動およびダイヤフラムの運動の程度を減衰するのを助けている。
【００５０】
装置１０の動的応答は、ダイヤフラム２５および取り付けられた機材の合計質量、および、作業チャンバ２７内の合計空気容量および空気圧力を含むキーパラメータの慎重な操作を通して、広い範囲にわたって調節することが可能である。
【００５１】
通常の操作中に、一定の限界内にダイヤフラム２５の安定した状態の高さを変えるために、作業チャンバ２７内の流体圧力を調節することによって、潮状態の変動が補正されてもよい。先に暗示されたように、作業チャンバ２７内の流体は、典型的に空気である。空気圧力は、制御ステーション（例えば、陸上）に延在する空気ラインを経由して調節することができ、空気圧力を調節するために、制御ステーションから圧縮された空気を空気ラインへ送出しかつ空気ラインから抽出することが可能である。
【００５２】
次に、図面の図４および図５を参照すると、第２の実施形態に係る装置９０が示されている。装置９０は、第１の実施形態に係る装置１０に多くの点で類似し、そのため、対応する部品を識別するために対応する参照符号を使用している。
【００５３】
第２の実施形態に係る装置９０において、レバー機構６１は、波の動きの影響下でダイヤフラム２５の運動に応じて往復運動をするときに、ガイドされる。ガイドされた運動は、ガイド９５に沿って動くことができるガイド構造９３を備えるガイド機構９１によって、もたらされている。この実施形態において、ガイド９５は、円筒形内側壁１７の内側表面９７によって提供されている。
【００５４】
ガイド構造９３は、ダイヤフラム２５の剛性部分２８の下側に取り付けられたガイドフレーム１０１を備えている。ガイドフレーム１０１は、壁表面９７との回転係合にて、ガイドローラー１０３を支持している。ガイドフレーム１０１は、複数の円周的に間隔をおいた長手方向要素１０５を含み、その各々は、長手方向要素に沿って間隔を置いたガイドローラー１０３の２つを担持している。
【００５５】
ガイド構造９３と壁表面９７との間の協働は、波の動きに応じてダイヤフラム２５の運動をガイドし、ダイヤフラムがその運動中に角度をつけて（傾斜して）撓まないことを確実にしている。
【００５６】
次に、図６〜図９を参照すると、第３の実施形態に係る装置１１０が示されている。装置１１０は、略矩形構造の本体構造１１１を備え、該本体構造１１１は、海底に載置される基部１１３と、２つの対向する側壁１１５と、２つの対向する端壁１１７と、頂部壁１１９とを有している。
【００５７】
２つの円筒形内側壁１２１，１２２は、本体構造１１１内で、基部１１３と頂部壁１１９との間に設けられている。
【００５８】
各円筒形内側壁１２１，１２２は、基部１１３によって底部で閉鎖され、頂部壁１１９に開口して開口１２７を画定し、該開口は、それぞれのダイヤフラム１２９によって閉鎖されるようになっている。この構成により、基部１１３、内側壁１２１，１２２およびダイヤフラム１２９は、協働して２つのセル１３０を形成し、各々が作業チャンバ１２３を画定している。
【００５９】
各ダイヤフラム１２９は、剛性中心部分１３１と、中心部分を取り囲む可撓性のある外側部分１３３とを備えている。各ダイヤフラム１２９の外側周囲は、それぞれの内側円筒形壁１２１，１２２の上部周囲に封止式に接続されている。
【００６０】
安定化サポート１３４は、剛性中心部分１３１の周囲に設けられ、中心部分１３１をそれぞれの内側円筒形壁１２１，１２２の上部周囲に接続している。これは、可撓性のある外側部分１３３が過伸張するのを防止し、さらに、波の動きに応じてダイヤフラム１２９が過剰に傾斜し、かつ過剰に垂直および水平に変位するのを防止するためである。
【００６１】
この実施形態において、安定化サポート１３４は、中心部分１３１と壁１２１，１２２との間に、前後に編まれたケーブル１３６を備えている。
【００６２】
ダイヤフラム１２９の下に配置された作業チャンバ１２３は、円筒形内側壁１２１，１２２の間に延在する通路１３５によって相互接続されている。
【００６３】
作業チャンバ１２３および相互接続通路１３５は、圧縮性流体を含み、都合よくは、この実施形態では、この流体は空気である。通路１３５は、十分な断面流れ面積を有し、圧縮性流体が作業チャンバの間を自由に通るのを可能にしている。
【００６４】
２つのセル１３０は、典型的に、波が移動する方向に対応する方向に間隔を置いて離れており、この間隔は、ダイヤフラム１２９が逆位相に動くためのものである。これは、典型的に、装置１１０の使用の局所性において、典型的な波の波長の半分に対応する間隔を、ダイヤフラム１２９の中心同士の間に有することによって、達成されるものである。
【００６５】
各セル１３０を取り囲む本体構造１１１内の領域は、この実施形態では飽和砂を備えるバラスト材料を受け取るためのバラストチャンバ１４１を画定している。バラスト材料は、頂部壁１１９に組み込まれたポート１４３を通ってバラストチャンバ１４１内に導入されるようになっている。
【００６６】
装置１１０は、装置のまわりの水環境から海水を受け取るための取水口と、圧力下で排出される海水が通る出口とを有するポンプ回路１４５をさらに備えている。
【００６７】
ポンプ回路１４５は、一方のポンプが排出ストロークを実行し、他方のポンプが取水ストロークを実行し、かつその逆も同様であるという意味で、反対に作用する２つの往復ポンプ１５１，１５２を有するポンプシステム１４７を備えている。ポンプ１５１，１５２の反対の作用は、ポンプが順次にポンプストロークを実行するとき、装置１１０から高圧海水をより均一に送出するのを可能にするものである。
【００６８】
ポンプ１５１，１５２は、各々が作業チャンバ１２３のそれぞれに配置されている。
【００６９】
各ポンプ１５１，１５２は、基部１１３に固定されたハウジング１５３と、ハウジング１５３と協働するピストン１５５とを備え、ポンプチャンバ１５７を画定している。ハウジング１５３は、ピストンと協働するエラストマーシース１５９を組み込み、それによって、ピストンの往復運動がエラストマーシースの拡張および収縮を生じさせるようになっている。エラストマーシース１５９の拡張は、ポンプチャンバ１５７の容量の減少に対応し、エラストマーシースの収縮は、ポンプチャンバの容量の拡張に対応している。各ポンプチャンバ１５７は、関連弁システム（図示せず）を有し、ポンプチャンバの容量の拡張時に開口するようになっており、かつポンプチャンバの容量の減少時に閉鎖するようになっている入口弁と、ポンプチャンバの容量の拡張時に閉鎖するようになっており、かつポンプチャンバ内に収容された海水が所定の圧力を達成した後にのみ、容量減少時に開口するようになっている出口弁とを備えている。この構成により、海水は、ポンプチャンバ内に誘導された圧力よりも高い圧力で各ポンプチェンジャーから排出されることになる。
【００７０】
各ポンプ１５１，１５２は、レバー機構１６１を通ってそれぞれのセル１３０に連結されたダイヤフラム１２９に作用的に接続されている。レバー機構１６１は、レバー１６３を備え、その一方の端は、サポート構造１６７の支点１６５に旋回式に接続されている。レバー１６３の他方の端は、接続ロッド１６９を通ってそれぞれのダイヤフラム１２９に接続されている。接続ロッド１６９は、接続１７１によってダイヤフラム１２９の剛性部分に接続され、それは、この実施形態では剛性接続であるが、一定の用途では旋回接続が企図されてもよい。また、接続ロッド１６９は、レバー１６３と接続ロッド１６９との間に普遍的な角度運動を収容するために、球形接続の形態である接続１７３によってレバー１６３の隣接する端に接続されている。
【００７１】
ポンプ１５１，１５２は、各々がレバーの端同士の中間の場所でそのそれぞれのレバー１６３に接続されている。この構成により、各ポンプ１５１，１５２のストロークの長さは、先の実施形態がそうであったように、レバー機構１６１を通って接続されるそれぞれのダイヤフラム１２９の変位の大きさよりも小さい。
【００７２】
ポンプ回路１４５内に取り入れられた海水は、濾過されることになる。濾過機能は、濾過媒体としてバラストチャンバ１４１内に収容された飽和砂を使用する砂濾過システムによって実行されるようになっている。海水は、本体構造１１１内に組み込まれた入口１７５を通ってバラストチャンバ１４０に入ることが可能となっている。
【００７３】
操作において、２つのセル１３０のダイヤフラム１２９は、典型的に使用の環境に露出される波の波長に対するその間隔に依存して逆位相に作用するようになっている。このような構成により、一方のセルのポンプはポンプ作用を実行し、他方のセルのポンプは取水ストロークを実行し、逆もまた同様である。
【００７４】
次に、図１０〜図２６を参照すると、第４の実施形態に係る装置２００が示されている。装置２００は、略矩形構造の本体構造２０１を備え、海底に載置される基部２０３と、２つの対向する側壁２０５と、２つの対向する端壁２０７と、頂部壁２０９とを有している。
【００７５】
２つの円筒形内側壁２１１，２１２は、基部２０３と頂部壁２０９との間であって、本体構造２０１内に設けられている。
【００７６】
各円筒形内側壁２１１，２１２は、基部２０３によって底部で閉鎖され、頂部壁２０９に開口して開口２１３を画定し、該開口は、ダイヤフラム２１５によって閉鎖されるようになっている。この構成により、基部２０３、壁２１１，２１２およびダイヤフラム２１５は、協働して２つのセル２１７を形成し、各々が作業チャンバ２１９を画定している。
【００７７】
各ダイヤフラム２１５は、先の実施形態のダイヤフラムに類似した構造であり、剛性中心部分２２１と、中心部分を取り囲む可撓性のある外側部分２２３とを伴っている。各ダイヤフラム２１５の外側周囲は、それぞれの内側円筒形壁２１１，２１２の上部周囲に封止式に接続されている。
【００７８】
ダイヤフラム２１５の下に配置された作業チャンバ２１９は、円筒形内側壁２１１，２１２の間に延在する通路２２５によって相互接続されている。
【００７９】
作業チャンバ２１９および相互接続通路２２５は、圧縮性流体を収容し、都合よくは、この実施形態では、この流体は空気である。通路２２５は、十分な断面流れ面積を有し、圧縮性流体が作業チャンバの間を自由に進むのを可能にしている。
【００８０】
２つのセル２１７は、典型的に、波が移動する方向に対応する方向に間隔を置いて離れており、この間隔は、ダイヤフラム２１５が逆位相に動くためのものである。これは、典型的に、装置２００の使用の局所性において、典型的な波の波長の半分に対応する間隔を、ダイヤフラムの中心同士の間に有することによって、達成されるものである。
【００８１】
セル２１７を取り囲む本体構造２０１内の領域は、この実施形態では飽和砂を備えるバラスト材料を受け取るためのバラストチャンバ２２７を画定している。バラスト材料は、頂部壁２０９に組み込まれたポート２２９を通ってバラストチャンバ２２７内に導入されるようになっている。
【００８２】
装置２００は、ポンプ回路２３１を備え、このポンプ回路２３１を通って海水が装置のまわりの水環境から取り入れられ、かつ、海水が圧力下で排出されるようになっている。
【００８３】
ポンプ回路２３１は、各セル２１７に複数のポンプ２３３を備え、この実施形態では、各セルに３つのポンプがある。各セル２１７の３つのポンプ２３３は、図１８に最良に見られるように、１２０度の間隔が置かれ、三角形フォーメーションに配置されている。各ポンプ２２３は、取水ポート２３５および排出ポート２３７を有し、取水ポート２３５は、それぞれの収集タンク２３９に連通し、該収集タンクは、タンクが位置する深さにおける海水の静水圧によって決定された圧力で海水を受け取るようになっている。各タンク２３９内に収容される海水は、下記により詳細に説明されるように、濾過されることになる。各ポンプ２２３の排出ポート２３７は、排水ライン２４３を経由してマニホールド２４１に連通している。２つのセル２１７のマニホールド２４１はパイプ２４５に連通し、それに沿って海水は、圧力下で、沿岸等の離れた場所へポンプで送ることが可能となっている。
【００８４】
各セル２１７のポンプ２３３は、セルのそれぞれのダイヤフラム２１５に作用的に接続されている。
【００８５】
各ポンプ２３３は、ハウジング２５１と、協働するピストン２５３とを備えており、ポンプチャンバ２５５を画定するという意味で、先の実施形態のポンプに類似した構造の往復ポンプを備えている。
【００８６】
この実施形態では、ハウジング２５１に対してピストン２５３の運動をガイドするために、ガイド構造２５７が設けられている。ガイド構造２５７は、ピストン２５３に取り付けられた接続ロッド２６１に２６０で旋回式に装着されたヨーク２５９を備えている。ヨーク２５９は、図１６に最良に見られるように、ハウジング２５１の外側表面に回転係合するガイドローラー２６３を担持している。この構成により、ヨーク２５９とハウジング２５１との間の協働は、ハウジング２５１に対して往復するときに、ピストン２５３に軸方向ガイダンスを提供するように作用している。
【００８７】
各ポンプ２３３は、それぞれのレバー機構２７１を通ってそれぞれのセル２１７のダイヤフラム２１５に作用的に接続されている。したがって、各セル２１３は、３つのレバー機構２１７を組み込み、１つずつ各ポンプ２３３に対応することになる。
【００８８】
各レバー機構２７１は、それぞれのセル２１７内に収容されたサポート２７７に支点２７５で旋回式に接続されたレバー２７３を備えている。各セル２１７内のサポート２７７は、２つのセルおよびその間に延在する通路２２５に収容される共通サポート構造２７９の一部を形成している。これは、レバー２７３に頑丈なサポート配置を提供するものである。
【００８９】
図１４に最良に見られるように、各サポート２７７は、フレーム構造であり、略三角形の構造である。三角形サポート２７７の各頂点に隣接して、レバー２７３のそれぞれの１つを旋回式に支持するためにヨークとして構成されたマウント２９１が設けられている。各レバー２７３は、支点２７５でそのそれぞれのマウント２９１に旋回式に接続されている。図面の明瞭さのために、図１４および図１５では、１つのレバー２７３のみが示されている。
【００９０】
各レバー２７３は、フレーム構造であり、先の実施形態がそうであったように、側方向剛性および垂直剛性の両方を提供している。支点２７５は、レバー２７３の端同士の中間に位置するが、カウンターウェイト２９５が設けられる一方の端に近い。各レバー２７３の他方の端は、接続ロッド２９７を通ってそれぞれのダイヤフラム２１５に接続されている。接続ロッド２９７は、この実施形態では剛性接続である接続２９９によってダイヤフラム２１５の剛性部分２２１に接続されている。また、接続ロッド２９７は、支点２７５のまわりにレバー２７３が角運動する軸に実質的に平行な旋回軸を有する旋回接続３０１によって、レバーの隣接する端に接続されている。ダイヤフラム２１５の剛性部分２２１に接続された３つの接続ロッド２９７は、波の動きに応じて撓むときに、ダイヤフラムに比較的安定したサポートを提供するように作用している。
【００９１】
各ポンプ２３３は、支点２７５と接続ロッド２９７が接続されるレバーの端との中間にあるピボット３０５で、それぞれのレバー２７３に旋回式に接続されている。先の実施形態と同様に、この構成は、各ポンプ２３３のストロークの長さが、それぞれのレバー機構２７１を通って接続されるダイヤフラム２１５の変位の大きさより小さいことを提供するものである。
【００９２】
カウンターウェイト２９５は、所望により、力を平衡させる程度を選択式に変動する目的で、レバー２７３に調節可能に装着されてもよい。
【００９３】
先に述べたように、ポンプ回路２３１内に取り入れられた海水および特にタンク２３９へ送出された海水は、濾過されるようになっている。濾過機能は、バラストチャンバ２２７内に収容された飽和砂を使用する砂濾過システム３１０によって実行されている。濾過システム３１０は、保管タンク２３９を組み込み、先に述べたように、１つずつが各ポンプ２３３に対応している。各保管タンク２３９は、濾過された海水を、濾過パイプ３１１を経由して受け取るものであり、それは、バラストチャンバ２２７内に延在し、その長さ方向に沿って複数の入口穴３１３が設けられている。バラストチャンバ２２７内に収容された濾過パイプ３１１の部分は、穿孔濾過ハウジング３１７内に閉じ込められた濾過媒体３１６（例えば、洗い砂利または他の多孔性粒状材料）を備える二次フィルタ３１５によって取り囲まれている。穿孔濾過ハウジング３１７は、着脱自在なユニットとして構成され、掃除のためおよび他の規則的な維持手順のために濾過パイプ３１１のまわりから引き抜くことが可能となっている。濾過ハウジング３１７は、本体構造２０１の外部からアクセス可能であり、ハンドル３１９がその外側側部に設けられて、濾過ハウジングの設置および除去を容易にしている。
【００９４】
飽和バラスト材料からの海水は、多孔濾過ハウジング３１７およびその中に収容された濾過媒体３１６を通って、保管タンク２３９内に、静水圧下で浸透するようになっている。構造内の砂バラスト材料の容量が大きいため、高レベルの海水の濾過が達成されることになる。
【００９５】
無論、補充海水がバラストチャンバ２２７内に入り、砂バラスト材料を飽和状態に維持する設備はある。これは、例えば、本体構造２０１の頂部壁２０９に組み込まれたポート２２９を通って水を入れる等の任意の適切な方法で達成することが可能である。
【００９６】
ダイヤフラム２１５の可撓性のある外側部分２２３の詳細は、図２３〜図２６に例示されている。可撓性のある外側部分２２３は、ファイバマットで補強された天然ゴムから形成される膜２２４を備えている。
【００９７】
ダイヤフラム外側部分２２３の硬さおよび長さは、作業チャンバ２１９内の空気圧力とダイヤフラム２１５を覆う海水の静水圧との間の圧力差の影響下で上向きに膨らむように（図２３に見られるように）選択されている。これは、ダイヤフラム２１５の上り行程中に水を捉える可能性があり、外側部分を提供するエラストマー材料に過剰動的負荷を生じる可能性がある凹状トラフを、ダイヤフラム外側部分２２３に形成するのを最小限にする重要な特徴であると考えられる。
【００９８】
ダイヤフラム２１５の最大高さは、設計仕様中に、本体構造２０１の頂部に対して任意のレベルに設定することが可能であり、これは、高くても同一高さでも窪んでいてもよい。これによって、装置を特定の海の状態に合わせることを可能にし、例えば、海の状態が良いときには、ダイヤフラム２１５の剛性中心部分２２１が高い状態であってもよく、海の状態が悪いときには、剛性中心部分２２１が同一高さであるか、または窪んでいてもよい。
【００９９】
図２４は、両方とも破線で示される最も上の状態と最も下の状態との間をダイヤフラム２１５が動くときに可撓性のある外側部分２２３が想定することができる様々な状態を示している。３つの例示された状態は、最も上の状態Ａ、最も下の状態Ｂ、および、実線で示されている中間の状態である。
【０１００】
ダイヤフラム２１５の可撓性のある外側部分２２３が最も上の状態と最も下の状態との間のその軌跡中に屈曲することができる程度のため、可撓性のある外側部分２２３がその内側周囲で剛性中心部分に接続され、かつ可撓性のある外側部分がその外側周囲でそれぞれの内側円筒形壁２１１，２１２に接続されるこのような運動に適応するジョイントを有していることが望ましい。
【０１０１】
内側周囲のジョイントは、図２５に例示され、回転転移ジョイント３４１を備えている。ジョイント３４１は、各々が円形断面である２つのクランプリング３４３，３４４を組み込んでいる。クランプリング３４３は、ダイヤフラムの剛性内側部分２２１に固定される環状クランププレート３４５に装着されている。クランプリング３４４は、複数の円周的に間隔を置いたナットおよびボルトアセンブリ３４９によって固定クランププレート３４５に接続されるさらなる環状クランププレート３４７に装着されている。各ナットおよびボルトアセンブリ３４９は、２つのクランプレート３４５，３４７の間にスペーサー３５０を組み込んでいる。
【０１０２】
プレート３４７は、固定プレート３４５に載るウェブ３５１を組み込み、また、ダイヤフラム２１５の可撓性のある外側部分２２３の内側周囲に隣接して位置している。
【０１０３】
この構成により、膜２２４は、クランプレート３４５，３４７の間に挟まれ、それとプレス係合するクランプリング３４３，３４４は弓形の表面を画定し、そのまわりを、ダイヤフラム２１５の撓み中に膜が回転するようになっている。
【０１０４】
膜２２４は、クランプリング３４３，３４４を越えて配置される内側周囲部分に厚みのあるセクション３５３を組み込み、ジョイント３４１への頑丈さを高め、膜２２４が、２つのクランプリングの間に画定された噛み領域を通って引かれるのを抑えている。
【０１０５】
図２６に最良に見られるように、幾分類似した構造は、他方の転移ジョイントに使用されている。
【０１０６】
ダイヤフラム２１５の周囲の外側のジョイントは、図２６に例示されており、回転転移ジョイント３６１を備えている。ジョイント３６１は、各々が円形断面である２つのクランプリング３６３、３６４を組み込んでいる。クランプリング３６３は、円筒形壁２１１に固定される環状クランププレート３６５に装着されている。クランプリング３６４は、複数の円周的に間隔を置いたナットおよびボルトアセンブリ３６９によって固定クランププレート３６５に接続されるさらなる環状クランププレート３６７に装着されている。各ナットおよびボルトアセンブリ３６９は、２つのクランプレート３６５，３６７の間にスペーサー３７２を組み込んでいる。
【０１０７】
プレート３６７は、固定プレート３６５に載るウェブ３７３を組み込み、また、ダイヤフラム２１５の可撓性のある外側部分２２１の外側周囲に隣接して位置している。
【０１０８】
この構成により、膜２２４は、クランプレート３６５，３６７の間に挟まれ、それとプレス係合するクランプリング３６３，３６４は弓形の表面を画定し、そのまわりを、ダイヤフラム２１５の撓み中に膜が回転するようになっている。
【０１０９】
膜２２４は、厚みのあるセクション３５３に類似した方法で機能する厚みのあるセクション３７３を組み込んでいる。
【０１１０】
図２７は、ダイヤフラムの構造およびそれを適所に取り付ける方法の変形例を概略的に例示している。図２７に示される配置において、剛性中心部分２２１に全体にわたって、かつその周囲を越えて延在して外側の可撓性のある部分２２３を提供する膜２９１がある。剛性中心部分２２１は、その周囲にチューブ２９３を有し、そのまわりを膜２９１は、ダイヤフラムが変位されるときに回転することが可能となっている。膜２９１は、円筒形壁２１１に接着するために、その外側周囲でさらなるチューブ２９５のまわりを進むようになっている。図２７は、一方は最も上の状態であり他方は最も下の状態である２つの極端な状態にあるダイヤフラム２１５を例示していることに注意すべきである。
【０１１１】
図２８には、さらなる実施形態に係る装置４００が例示されている。この実施形態に係る装置４００は、先の実施形態と実質的に同一であり、そのため、対応する参照符号を使用して類似部品を識別している。装置４００は、本体構造２０１を海底に固定するための固定システム４０１を組み込んでいる。固定システム４０１は、固定する目的のために、吸引を使用している。吸引効果は、本体構造２０１の下側にある吸引チャンバによって確定され、吸引チャンバは、その開口底部から離れて封止されている。吸引チャンバは、基部２０３から変動する、本体構造２０１の周囲のまわりに設けられた剛性スカートによって画定されている。スカートは典型的に、基部を越えて下向きに約１メートル延在してもよく、そのため、装置が海底に展開されるときには、スカートはその完全深さへ沈められるようになっている。スカートは、実際、２つの側壁２０５および２つの端壁２０７の下向き拡張部によって画定され、それによって、基部の下の容量を囲み、開口底部吸引チャンバを画定している。
【０１１２】
吸引固定を達成する目的で海底から空気を抽出するために海底の適所に置かれると、吸引チャンバ内の囲まれた容量に連通するためのパイプ手段（図示せず）が設けられるようになっている。また、パイプは、装置がその後、吸引固定効果から解放されるべき場合に、取り囲まれた容量内に空気を送出するためにも使用することが可能である。
【０１１３】
固定された装置のまわりの海底で砂をこすることは、装置の周囲のまわりに取り付けられかつ海底にしっかり保持された蛇籠および／またはマット４０７の使用によって、緩和される可能性がある。
【０１１４】
開示された配置への変形例において、本体構造２０１の下側区域は、セグメント式に構成されており、複数の別々の吸引チャンバを備える吸引ゾーンを画定している。このような構成は、装置４００が傾斜する場合に吸引の全損失を防止し、その場合、海底より上に上がるセグメントのみが吸引を失い、一方、残っているセグメントは埋まったままであり、吸引固定効果を保持することになる。
【０１１５】
先に例示された実施形態において、レバー機構は、個別のセルに閉じ込められ、そのため、レバー比率効果は、各特定のセルの側方向寸法によって限定されていた。
【０１１６】
レバー比率を上げることができる１つの方法は、レバーが２つのセルの間を延在することが可能であり、その間の通路を通って、レバーを配置することである。このような配置により、レバーは、一方の端で１つのセルのダイヤフラムに接続されることが可能であり、レバーの支点は他方のセルに設けられている。１つのこのような配置は、図２９に示された実施形態に例示され、２つのレバー４１１，４１２が横に並んだ関係で位置決めされ、一方のレバー４１１は第１のセル４１３のダイヤフラムに作用的に接続され、第２のセル４１５に支点を提供するサポート構造（図示せず）に取り付けられている。同様に、他方のレバー４１２は第２のセル４１５のダイヤフラムに取り付けられ、第１のセル４１３に支点を画定するサポート構造に取り付けられている。
【０１１７】
図２９に示された実施形態において、２つのレバー４１１，４１２は、横に並んだ配置に位置決めされていた。他の配置も当然ながら可能である。１つのこのような配置は、図３０に示された実施形態に例示され、２つのレバー４１１，４１２は間に差し込まれている。
【０１１８】
次に、図３１を参照すると、さらなる実施形態４２０が示され、これは、２つのセル４２１，４２２を伴い、その間の流体連通のために通路４２３によって相互接続されているが、セル４２２のみがダイヤフラム４２５を組み込んでいる。セル４２１は、ダイヤフラムではなく、剛性頂部を組み込んでいる。したがって、固定容量である。このような構成により、２つのセル４２１，４２２およびその間の通路４２３の容量は、作業チャンバをもたらしている。この構成は、拡張した長さのレバー４２７を可能にし、レバー４２７はセル４２２のダイヤフラム４２５に接続され、セル４２１の支点４２９で旋回式に支持されている。
【０１１９】
この実施形態において、レバー４２７は、支点４２９の対向する側部に配置された２つのポンプ４３１、４３２を操作し、それによって、ポンプは反対に作用するようになっている。このようにして、一方のポンプはポンプストロークを実行することができ、他方のポンプは吸引ストロークを実行することができ、逆も同様である。
【０１２０】
この実施形態において、下向き運動の端でレバー４２７およびダイヤフラム４２５を減速するために減衰が使用されている。ダイヤフラム下向き運動の最終段階は、高いダイヤフラム速度に対応し、そのため、弱い減衰が必要である。これは、エラストマーエアスプリング等の減衰構造４３７か、または、単に平らに置かれた自動車タイヤの積み重ね等の柔軟なエラストマー材料によって、達成されてもよい。あるいは、減衰プロセスは、減衰流体を使用してもよく、その場合、減衰構造はポンプを備えてもよく、このエンドストロークエネルギーの幾分を利用することが可能となっている。減衰流体は海水を備えていてもよく、その場合、減衰ポンプは、レバーの他方の端でポンプと一緒に海水ポンプシステムの一部を形成してもよい。
【０１２１】
次に、図３２〜図４４を参照すると、さらなる実施形態に係る装置４５０が示されている。装置４５０は、略矩形構造の本体構造４５１を備え、海底４５４に載置される基部４５３と、２つの対向する側壁４５５と、２つの対向する端壁４５７と、頂部壁４５９とを有している。
【０１２２】
本体構造４５１は、２つのセル４６１，４６２を組み込み、その間の流体連通のために通路４６３によって相互接続されている。
【０１２３】
セル４６１は固定容量であり、底部端で基部４５３によって閉鎖され、上部端で頂部壁４５９によって閉鎖される内側円筒形壁４６５の間に画定されている。セル４６２は可変容量であり、底部端で基部４５３によって閉鎖され、頂部壁４５９に開口して開口４６９を画定する内側円筒形壁４６７の間に画定されている。開口４６９は、ダイヤフラム４７１によって閉鎖されるようになっている。このような配置により、２つのセル４６１，４６２およびその間の通路４６３の容量は、作業チャンバ４７３をもたらしている。
【０１２４】
タワー４７５は本体構造４５１から上向きに延在し、装置４５０が海底４５４の適所に設置されるときに、セル４６１へのアクセスを提供するものである。タワー４７５の上部端は、したがって、図３６、図３７および図３８に例示されるように、海面より上へ延在し、図面では海面は参照符号４７６によって識別される線によって示されている。タワー４７５は、本体構造の内部への定期的なアクセスが必要であるときに装置の展開および検査フェーズに特に有利であるが、装置の任意の生産バージョンにおいて必ずしも必要ではない。
【０１２５】
先の実施形態と同様に、ダイヤフラム４７１は、剛性中心部分４８１と、中心部分４８１を取り囲む可撓性のある外側部分４８３とを備えている。ダイヤフラム４７１の外側周囲は、内側円筒形壁４６７の上部周囲に封止式に接続されている。
【０１２６】
作業チャンバ４７３は、圧縮性流体を収容し、都合よくは、この実施形態では、この流体は空気である。通路４６３は、十分な断面流れ面積を有し、圧縮性流体が２つのセル４６１，４６２の間を自由に通るのを可能にしている。陸上に基部を有する制御ステーションから延在する供給ライン４８４を含む送出システムは、作業チャンバ４７３内に圧縮性流体を供給しかつその圧力を規制するために、設けられている。
【０１２７】
各セル４６１，４６２を取り囲む本体構造４５１内の領域は、この実施形態では飽和砂を備えるバラスト材料を受け取るためのバラストチャンバ４８５を画定している。バラスト材料は、頂部壁４５９に組み込まれたポート（図示せず）を通ってバラストチャンバ４８５内に導入されるようになっている。
【０１２８】
装置４５０は、（図４１および図４２に最良に見られるように、）装置のまわりの水環境から海水を受け取るための取水口４９３と、圧力下で排出される海水が通る出口４９５とを有するポンプ回路４９１をさらに備えている。
【０１２９】
ポンプ回路４９１は、一方のポンプが排出ストロークを実行し、他方のポンプが取水ストロークを実行し、かつ、その逆も同様であるという意味で、反対に作用する２つの往復ポンプ５０１、５０２を有するポンプシステム５００を備えている。ポンプ５０１，５０２の反対の作用は、ポンプが順次にポンプストロークを実行するため、装置４５０から高圧海水をより均一に送出するのを可能にしている。
【０１３０】
各ポンプ５０１，５０２は、ハウジングと協働するピストンとを伴ってポンプチャンバを画定するという意味で、先の実施形態のポンプに類似した構造の往復ポンプを備えている。
【０１３１】
各ポンプ５０１，５０２は、レバー機構５１０を通ってダイヤフラム４７１に作用的に接続されている。
【０１３２】
レバー機構５１０は、通路４６３を経由して２つのセル４６１、４６２の間を延在するレバー５１１を備えている。レバー５１１は、セル４６１内に収容されたサポート５１４に支点５１３で旋回式に接続されている。
【０１３３】
レバー５１１は、フレーム構造であり、先の実施形態がそうであったように、側方向剛性および垂直剛性の両方を提供している。支点５１３は、レバーの端同士の中間に位置しているが、一方の端に近い。レバー５１１の他方の端は、剛性カップリングフレーム５１５を通ってダイヤフラム４７１の剛性中心部分４８１に接続されている。この構成により、図３６、図３７および図３８に例示されるように、レバー５１１は、波の動きに応じて撓むときに、ダイヤフラム４７１に比較的安定したサポートをもたらしている。これは、カップリングフレーム５１５によって設けられたその間の剛性接続のため、ダイヤフラム４７１の剛性中心部分４８１が、レバー５１１と一致して動くからである。
【０１３４】
各ポンプ５０１，５０２は、支点５１３の対向する側部でレバー５１１に旋回式に接続されている。
【０１３５】
ポンプ回路４９１は、濾過された海水が引かれる入口４９３と、装置によって生成された高圧海水を沿岸へ運搬するための海中パイプラインへ接続するようになっている出口４９５とを備えている。先の実施形態がそうであったように、入口４９３は、濾過媒体としてバラストチャンバ４８５内に収容された飽和砂を使用する砂濾過システム５２１を組み込んでいる。また、濾過媒体のバックフラッシュも提供されている。
【０１３６】
ポンプ回路４９１は、ポンプ５０１、５０２の出口５２６の間に延在する高圧ライン５２５を備え、ポンプ回路出口４９５は、より安定した状態の流れ状態を達成する目的のために高圧流れに減衰波動を提供している。これは、この実施形態では、ラインに沿った間隔で一連の波動減衰材５２７を設けることによって達成されるものである。
【０１３７】
入口４９３とポンプ５０１，５０２との間のポンプ回路の入口ライン５２８は、水アキュムレータ５２９を組み込んでいる。
【０１３８】
作業チャンバ４７３内には、その中に蓄積する可能性がある任意の異質の水の除去が提供されるようになっている。これは、この実施形態では、中に異質の水が流通可能な汚水だめ５３１と、汚水だめ５３１に集められた水を水アキュムレータ５２９内へポンプで送るためのビルジポンプ５３３とを設けることによって、達成されている。
【０１３９】
装置４５０はまた、適所に置かれると、装置のまわりの海底の砂をこすることを防止するか、または少なくとも緩和するようになっている。この実施形態において、これは、本体構造４５１の周囲のまわりにマット５３１を使用することによって達成されている。マットは、本体構造４５１の周囲に取り付けられ、海底に載置されている。この実施形態において、マット５３１は、互いに接続された複数の矩形マットセクション５３３を備えている。各マットセクション５３３は、アレイに位置決めされ互いに接続された複数のブロック５３５（典型的にコンクリートブロック）を備えている。この構成により、マットセクション５３３は、それが載置する海底のプロファイルに従うようにすべく、ブロックは、一方を他方に対して（少なくとも限定された程度まで）連接することが可能である。
【０１４０】
記載された実施形態の各々において、装置は、孤立して操作されている。先の実施形態のいずれに係る装置をアレイに組み込むことができることは当然のことである。
【０１４１】
１つのこのようなアレイは、図４５および図４６に例示され、費用効果のため共通ハウジング構造５５０が使用されている。共通ハウジング構造５５０は、複数のセル５５１を収容している。
【０１４２】
さらなる配置が図４７に例示され、互いとの相互作用を避けるように波面にわたって間隔を置いた複数のアレイ５６０がある。この間隔は、λ／２πとして縮小拡大する相互作用長さから決定され、λは波長である。
【０１４３】
例示された配列において、各アレイ５６０は、一連の４つのセル５６１，５６２，５６３，５６４を備えている。
【０１４４】
図面の左からアレイの長手方向軸に平行に入る波は、アレイの各々にわたって同相の応答を生じることになる。言い換えると、アレイ５６０の第１のセル５６１は同相に作用し、第２のセル５６２、第３のセル５６３および第４のセル５６４も同様である。他の角度で入る波は、ユニットの幾分の位相の散逸を生じることがある。位相応答の分析は、このような配列からエネルギー出力の受け入れ可能なレベルを生成すべく入ってくる波の方向を規定する容認の角度があることを示すものである。角度は、多くのパラメータに依存するが、最適なシステム用には、９０度から１２０度の間である。
【０１４５】
本発明の範囲から逸脱することなく、変更および改良がなされてもよい。
【０１４６】
明細書全体にわたって、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「備える」または変化形例えば「備え」または「備えている」という用語は、述べられた整数または整数の群を含むことを暗示するが、任意の他の整数または整数の群を除外しないことが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】第１の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略断面斜視図である。
【図２】第１の実施形態の概略側断面図である。
【図３】第１の実施形態の部分側面図である。
【図４】第２の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略断面斜視図である。
【図５】第２の実施形態の概略側断面図である。
【図６】第３の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略斜視図である。
【図７】第３の実施形態の概略平面図である。
【図８】第３の実施形態の概略断面図である。
【図９】第３の実施形態の部分側断面図である。
【図１０】第４の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略平面図である。
【図１１】第４の実施形態の概略側面図である。
【図１２】第４の実施形態の一部を形成するサポート構造の概略斜視図である。
【図１３】図１２に例示されたサポート構造の概略側面図である。
【図１４】図１２に例示されたサポート構造の一部の斜視図である。
【図１５】図１４の平面図である。
【図１６】第４の実施形態に係る装置に使用されるポンプおよびレバー機構の概略側正面図である。
【図１７】図１６に例示されたポンプおよびレバー機構のさらなる側面図である。
【図１８】第４の実施形態の概略平面図であり、特に中に組み込まれた海水ポンプ回路を例示している。
【図１９】図１８の側面図である。
【図２０】海水ポンプ回路の部分斜視図であり、特に取水海水用の濾過システムを例示している。
【図２１】濾過システムの概略平面図である。
【図２２】濾過システムの着脱自在な構成要素の概略平面図である。
【図２３】第４の実施形態の部分正面図であり、特に撓み可能なダイヤフラムを例示している。
【図２４】３つの可能な操作位置にあるダイヤフラムを示す概略図である。
【図２５】特にダイヤフラムの可撓性のある部分と剛性部分との間の接続を示す部分側正面図である。
【図２６】可撓性のあるダイヤフラムと装置を取り囲む構造との間の接続を示す概略側面図である。
【図２７】可撓性のあるダイヤフラムの構造の別の形態を示す部分斜視図である。
【図２８】第５の実施形態に係る装置の部分平面図である。
【図２９】第６の実施形態に係る装置の概略平面図である。
【図３０】第７の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略平面図である。
【図３１】第８の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略側正面図である。
【図３２】第９の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略斜視図である。
【図３３】図３２の装置の概略側正面図である。
【図３４】図３２の装置の概略端正面図である。
【図３５】図３２の装置の概略平面図である。
【図３６】図３２の装置の概略側面図であり、特に撓み可能なダイヤフラムおよびそれが接続されるレバー機構を例示し、ダイヤフラムは最も上の状態で示されている。
【図３７】ダイヤフラムが中間の状態に示されることを除いて、図３６に類似した図である。
【図３８】ダイヤフラムが下の状態に示されることを除いて、同じく図３６に類似した図である。
【図３９】作業チャンバを提供するように協働する２つのセルとその中に組み込まれたレバー機構との間の関係を示す概略平面図である。
【図４０】レバー機構を示す概略側正面図である。
【図４１】図３２の装置に組み込まれたポンプ回路の平面図である。
【図４２】ポンプ回路の側正面図である。
【図４３】ポンプ回路の取水端を示す概略図である。
【図４４】図３２の装置の部分正面図であり、特に、ポンプ回路の出口端、および、装置が設置される海底をこするのを緩和するためのマットを例示している。
【図４５】第１０の実施形態に係る波エネルギーを捉える装置の概略斜視図である。
【図４６】図４５の装置の平面図である。
【図４７】波エネルギーを捉える装置のアレイを使用する波エネルギー変換システムの概略斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【国際調査報告】
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