(57)【要約】  流体塊の動的エネルギーを利用するシステムおよび方法は、電力を発生させるために使用可能である。特定の実施例では、流体塊の動的エネルギーを利用するシステムおよび方法は、流体塊の動きに追従し、この動きに追従することによってある容積の流体を加圧する能力を含む。この加圧されたある容積の流体は、発電機（４０）を駆動するのに、少なくとも部分的に使用可能である。
2010511821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を発生させるためにポンピング流体を加圧するように流体塊の動きを利用するシステムにおいて、
第１のポンピング機構であって、
流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、
前記可動部材に連結され、前記可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、
流体ポンプが中にあり、加圧される流体を前記流体ポンプがそこから吸入する内側のチャンバを備える筐体とを備える第１のポンピング機構を備えるシステム。
【請求項２】
前記チャンバが、前記ポンピング流体用の貯蔵部として働き、
前記流体ポンピング機構が、前記ポンピング流体に少なくとも部分的に浸されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記可動部材が、細長い部材および浮き部材を備え、前記浮き部材が、前記細長い部材の端部の近傍で前記細長い部材に枢動的に連結され、流体塊の動きに追従するよう構成され、前記浮き部材が、前記浮き部材を流体塊の動きと整合させるように構成されたひれ状部を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ポンピング流体の汚染を検出するように構成されたセンサと、
前記センサに連結された弁機構とをさらに備え、前記センサが、前記ポンピング流体の汚染が検出されると、前記弁機構を起動するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記弁機構が、起動されたとき、前記チャンバに前記加圧されたポンピング流体を循環させる、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記流体ポンプが、
可動式ピストンが中に収容されるタンクと、
前記タンクに連結された少なくとも１つの流体入口導管と、
前記少なくとも１つの流体入口導管に取り付けられた第１の一方向弁と、
前記ポンピングタンクに連結された少なくとも１つの流体出口導管と、
前記少なくとも１つの流体出口導管に取り付けられた第２の一方向弁とを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記可動部材から前記流体ポンプへと動力を伝達するように構成された動力伝達機構をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記動力伝達機構が、前記可動部材と前記流体ポンプとの間に連結された枢動機構を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記動力伝達機構が、前記枢動機構に連結されたピニオン・ギアと、前記流体ポンピング機構に連結されたラック・ギアとを備え、前記ピニオン・ギアと前記ラック・ギアとが互いにかみ合う、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流体ポンプが、
前記ポンピング流体をポンピングするように構成された複数のポンピングシリンダと、
流体塊の動きに追従する前記可動部材に応答して前記シリンダを駆動するように構成された回転可能なカムとを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ポンピングシリンダが、前記カムの周囲に径方向に配置された複数の軸方向の列を形成し、前記カムが、前記複数のポンピングシリンダに対して回転可能であり、前記シリンダの内側に面する端部が、前記カムの外表面に追従するように構成され、
少なくとも１つの第１逆止弁が、前記ポンピングシリンダの入口の上流に設けられ、
少なくとも１つの第２逆止弁が、前記ポンピングシリンダの出口の下流に設けられ、前記カムが回転するにつれて、ポンピングシリンダの第１の軸方向の列が、ある容積のポンピング流体を吸入するように構成され、一方で、ポンピングシリンダの第２の軸方向の列が、同時に、ある容積のポンピング流体を排出するように構成された、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
第２ポンピング機構をさらに備え、前記第２流体ポンピング機構が、
流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、
前記可動部材に連結され、前記可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、
前記流体ポンプ機構が中にあり、加圧される前記流体を前記流体ポンプ機構がそこから吸入する内側のチャンバを含む筐体とを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１ポンピング機構および前記第２ポンピング機構からの前記加圧されたポンピング流体を合わせる導管系をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、前記第２ポンピング機構が、加圧されたポンピング流体の供給を中止可能である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間に、前記第２ポンピング機構が交換可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
電力を発生させるためにポンピング流体を加圧するように流体塊の動きを利用するシステムにおいて、
流体塊内に配置される第１ポンピング機構であって、
前記流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、
前記可動部材に連結され、前記可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、
前記流体ポンプを囲む内側チャンバを備え、前記加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口および前記ポンピング流体を受ける流体入口を含む筐体とを備える第１ポンピング機構と、
前記流体塊の岸に配置され、前記第１ポンピング機構から前記加圧されたポンピング流体を運ぶ第１導管系および前記ポンピング流体を前記第１ポンピング機構へと戻す第２導管系に連結された回転可能な部材と、
前記回転部材に連結され、前記回転部材によって駆動される発電機とを備えるシステム。
【請求項１７】
前記チャンバが、前記ポンピング流体用の貯蔵部として働き、
前記流体ポンプが、前記ポンピング流体に少なくとも部分的に浸される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ポンピング流体の汚染を検出するように構成されたセンサと、
前記センサに連結された弁機構であって、前記ポンピング流体に汚染を検出した前記センサによって起動されたとき、前記加圧されたポンピング流体を前記チャンバへと循環させるように構成される弁機構とをさらに備えた、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記流体ポンプが、
前記ポンピング流体をポンピングするように構成された複数のポンピングシリンダと、
流体塊の動きに追従する前記可動部材に応答して前記シリンダを駆動するように構成された回転可能なカムとを備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
第２ポンピング機構をさらに備え、前記第２ポンピング機構が、前記流体塊内に配置され、
前記流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、
前記可動部材に連結され、前記可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、
前記流体ポンプを囲む内側チャンバを備え、前記加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口および前記ポンピング流体を受ける流体入口を含む筐体とを備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１導管系が、前記回転可能な部材を駆動するように、前記第１ポンピング機構および前記第２ポンピング機構からの前記加圧されたポンピング流体を合わせる、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１ポンピング機構が前記加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、前記第２ポンピング機構が、加圧されたポンピング流体のポンピングを中止可能である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１ポンピング機構が前記加圧されたポンピング流体を供給し続ける間に、前記第２ポンピング機構が交換可能である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１導管系および前記第２導管系と連通するバイパス導管と、
前記バイパス導管に連結されたバイパス弁であって、前記ポンピング流体の所定の圧力が検出されたときに、前記第１導管系と前記第２導管系との間に前記加圧されたポンピング流体を流すように構成されたバイパス弁とをさらに備えた、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２５】
電力を発生させるために流体を加圧するように流体塊の動きを利用するシステムにおいて、
前記流体塊内における、前記流体塊の岸から様々な距離のところに配置される複数のポンピング機構であって、各ポンピング機構が、
細長い部材および浮き部材を備える可動部材において、前記浮き部材が、前記細長い部材の端部の近傍で前記細長い部材に枢動的に連結され、前記流体塊の動きに追従するよう構成され、前記浮き部材が、前記浮き部材を前記流体塊の動きと整合させるように構成されたひれ状部を含む可動部材と、
前記可動部材に連結され、前記可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、
前記可動部材から前記ポンピング機構へと動力を伝達するように構成される動力伝達機構と、
加圧される前記ポンピング流体を前記流体ポンプがそこから吸入する貯蔵部として働き、前記流体ポンプを囲む内側チャンバを備える筐体であって、前記流体ポンプが、前記ポンピング流体に少なくとも部分的に浸され、前記筐体が、前記加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口と、前記ポンピング流体を受ける流体入口とを含む筐体と、
前記ポンピング流体の汚染を検出するように構成されたセンサと、
前記センサに連結された弁機構であって、前記ポンピング流体に汚染を検出した前記センサによって起動されたとき、前記加圧されたポンピング流体を前記チャンバへと循環させるように構成された弁機構とを備えるポンピング機構と、
前記流体塊の岸に配置され、前記ポンピング機構から前記加圧されたポンピング流体を運ぶ第１導管系および前記ポンピング流体を前記ポンピング機構へと戻す第２導管系に連結された回転可能な部材であって、残りの前記ポンピングステーションが加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、少なくとも１つの前記ポンピング機構が停止および交換可能である回転可能な部材と、
前記第１導管系と前記第２導管系との間に連結されたバイパス導管と、
前記バイパス導管に連結されたバイパス弁であって、前記ポンピング流体の所定の圧力が検出されたときに、前記第１導管系と前記第２導管系との間に前記加圧されたポンピング流体が流れることができるように構成されたバイパス弁と、
前記回転可能な部材に連結され、前記回転可能な部材によって駆動される発電機とを備えるシステム。
【請求項２６】
電力を発生させるために流体を加圧するように流体塊の動きを利用する方法であって、
流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップと、
前記流体塊の岸に配置される発電機用の回転可能部材へと前記加圧されたポンピング流体を運ぶステップと、
前記ポンピング流体を前記貯蔵部へと運ぶステップとを含む方法。
【請求項２７】
前記貯蔵部がポンピング機構を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポンピング機構が、前記貯蔵部内の前記ポンピング流体に少なくとも部分的に浸されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
ポンピング流体を加圧するステップが、
流体塊の動きに追従するように構成された可動要素を用いて前記流体塊の動きに追従するステップと、
前記可動要素に連結されたポンピング機構を関節状に動かすステップとを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記可動要素から前記流体ポンプへと動力を伝達するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポンピング流体の汚染を検出するステップと、
前記ポンピング流体の汚染が検出された場合に弁機構を起動するステップとをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記弁機構が、起動されたときに、前記加圧されたポンピング流体を前記貯蔵部へと循環させる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップが、
タンクの流体入口へと前記ポンピング流体を吸入するステップであって、前記流体入口が第１の一方向弁を有するステップと、
前記ポンピング流体を加圧するように、前記タンクに収容されたピストンを動かすステップと、
第２の一方向弁を有する流体出口を介して、前記加圧されたポンピング流体を排出するステップとを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップが、複数のポンピングシリンダを有する回転可能なカムを、その半径方向の周縁部に沿って駆動するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記流体塊の動きに応答して第２の貯蔵部内の第２のポンピング流体を加圧するステップと、
前記加圧された第２のポンピング流体を第２の回転可能部材へと運ぶステップと、
前記第２のポンピング流体を前記第２の貯蔵部へと運ぶステップとをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３６】
前記加圧された第１のポンピング流体および前記加圧された第２のポンピング流体を前記回転可能部材へと運ぶ前に、前記加圧された第１のポンピング流体および前記加圧された第２のポンピング流体を合わせるステップをさらに含み、前記第１の回転可能部材と前記第２の回転可能部材とが同じである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ポンピング流体を前記貯蔵部へと運ぶステップが、前記第１のポンピング流体の少なくとも一部を前記第１の貯蔵部へと運ぶステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記加圧された第１のポンピング流体を運び続ける間、前記加圧された第２のポンピング流体を運ぶのを中止するステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記加圧された第１のポンピング流体を供給する第１のポンピング機構が前記加圧された第１のポンピング流体を供給し続ける間に、前記加圧された第２のポンピング流体を供給する第２のポンピング機構を交換するステップをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への参照
本出願は、各出願の全体が参照として本明細書に援用される、２００６年１１月６日出願の米国仮特許出願第６０／８６４，５６０号、２００６年１２月２８日出願の米国仮特許出願第６０／８７７，９７３号、２００７年１０月２日出願の米国仮出願第６０／９７７，００６号、および２００７年１０月３０日出願の米国一般特許出願第１１／９２９，１３８号の利益を主張する。
【０００２】
本開示は、流体塊（ｆｌｕｉｄ  ｂｏｄｙ）の動的エネルギーの利用に関し、より詳細には、流体塊の動的な作用を、電力を発生するために使用可能である流体加圧動作に変換するシステム、方法、および技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界の人口は、社会的および経済的な発展のために、着実に、より多くのエネルギーを必要とし続けている。さらに、世界の人口は増加し続けている。したがって、エネルギーの必要性が拡大し続けている。
【０００４】
エネルギーを生成（たとえば石炭および天然ガスを燃焼）する多くの従来の技術は、エネルギー需要が増加するとともにますます高価になってきている。また、これらの技術ならびに代替技術（たとえば原子力）は、多くの環境上の欠点を有する。他の従来技術（たとえば水力および風力）は、需要に追いついていけていない。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、たとえば電力を発生させるために、流体塊の動的エネルギーを利用することに関する。特に、流体塊の運動は、発電機を駆動するようにポンピング流体（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）を加圧（たとえばポンピング）するために使用可能である。
【０００６】
ある概略的な態様では、電力を発生させるために流体塊の動きを利用するシステムは、第１ポンピング機構（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含むことができる。第１ポンピング機構は、可動部材、流体ポンプ、および筐体を含むことができる。可動部材は、流体塊の動きに追従するように構成可能であり、流体ポンプは、可動部材に連結され、可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成可能である。筐体は、流体ポンプが中にあり、加圧される流体を流体ポンプがそこから吸入する内側のチャンバを含むことができる。
【０００７】
特定の実施例では、チャンバはポンピング流体用の貯蔵部として働くことができる。流体ポンピング機構は、ポンピング流体に少なくとも部分的に浸されていてよい。
【０００８】
可動部材は、細長い部材および浮き部材を含むことができる。浮き部材は、細長い部材の端部の近傍で細長い部材に枢動的に連結され、流体塊の動きに追従するよう構成することができる。浮き部材は、浮き部材を流体塊の動きと整合させるように構成されたひれ状部を含むことができる。
【０００９】
ある実施例は、ポンピング流体の汚染を検出するように構成されたセンサと、このセンサに連結された弁機構とを含むことができる。ポンピング流体の汚染が検出されると、センサは弁機構を起動することができる。弁機構は、起動されたとき、たとえば、チャンバに加圧されたポンピング流体を循環させることができる。
【００１０】
流体ポンプは、可動式ピストンが中に収容されるタンクを含むことができる。少なくとも１つの流体入口導管がタンクに連結されてよく、第１の一方向弁が、この少なくとも１つの流体入口導管に取り付けられてよい。少なくとも１つの流体出口導管がポンピングタンクに連結されてよく、第２の一方向弁が、この少なくとも１つの流体出口導管に取り付けられてよい。
【００１１】
特定の実施例は、可動部材から流体ポンプへと動力を伝達するように構成される動力伝達機構を含むことができる。動力伝達機構は、可動部材と流体ポンプとの間に連結された枢動機構を含むことができる。ある実施例では、動力伝達機構は、枢動機構に連結されたピニオン・ギアと、流体ポンピング機構に連結されたラック・ギアとを含むことができ、ピニオン・ギアとラック・ギアとが互いにかみ合う。
【００１２】
流体ポンプは、ポンピング流体をポンピングするように構成された複数のポンピングシリンダと、流体塊の動きに追従する可動部材に応答してシリンダを駆動するように構成された回転可能なカムとを含むことができる。ポンピングシリンダは、カムの周囲に径方向に配置された複数の軸方向の列を形成してよく、カムは、複数のポンピングシリンダに対して回転可能であり、シリンダの内側に面する端部は、カムの外表面に追従するように構成される。少なくとも１つの第１逆止弁が、ポンピングシリンダの入口の上流に設けられてよく、少なくとも１つの第２逆止弁が、ポンピングシリンダの出口の下流に設けられてよい。カムが回転するにつれて、ポンピングシリンダの第１の軸方向の列が、ある容積のポンピング流体を吸入してよく、一方で、ポンピングシリンダの第２の軸方向の列が、同時に、ある容積のポンピング流体を排出する。
【００１３】
システムは、また、第２ポンピング機構を含むことができる。第２流体ポンピング機構は、流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、可動部材に連結され、可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、流体ポンプ機構が中にあり、加圧される流体を流体ポンプ機構がそこから吸入する内側のチャンバを含む筐体とを含むことができる。導管系が、第１ポンピング機構および第２ポンピング機構からの加圧されたポンピング流体を合わせてよい。
【００１４】
ある実施例では、第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、第２流体ポンピング機構が、加圧されたポンピング流体の供給を中止可能である。第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間に、たとえば、第２ポンピング機構が交換可能である。
【００１５】
別の概略的な態様では、電力を発生させるためにポンピング流体を加圧するように流体塊の動きを利用するシステムは、流体塊内に配置される第１ポンピング機構を含むことができる。ポンピング機構は、可動部材、流体ポンプ、および筐体を含むことができる。可動部材は、流体塊の動きに追従するように構成されてよく、流体ポンプは、可動部材に連結され、可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成可能である。筐体は、流体ポンプを囲む内側チャンバと、加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口と、ポンピング流体を受ける流体入口とを含むことができる。システムは、また、流体塊の岸に配置される回転可能な部材と、発電機とを含むことができる。回転可能な部材は、ポンピング機構から加圧されたポンピング流体を運ぶ第１導管系、およびポンピング流体をポンピング機構へと戻す第２導管系に連結されてよい。発電機は、回転可能な部材に連結され、回転可能な部材によって駆動されてよい。
【００１６】
ある実施例では、筐体のチャンバはポンピング流体用の貯蔵部として働く。流体ポンプは、ポンピング流体に少なくとも部分的に浸されていてよい。
【００１７】
システムは、また、センサおよび弁機構を含むことができる。センサは、ポンピング流体の汚染を検出するように構成されてよく、弁機構はセンサに連結されてよい。弁機構は、ポンピング流体に汚染を検出したセンサによって起動されたとき、加圧されたポンピング流体をチャンバへと循環させることができる。
【００１８】
特定の実施例では、流体ポンプは、ポンピング流体をポンピングするように構成された複数のポンピングシリンダと、シリンダを駆動するように構成された回転可能なカムとを含むことができる。カムは、流体塊の動きに追従する可動部材に応答してポンピングシリンダを駆動することができる。
【００１９】
システムは、さらに、第２ポンピング機構を含むことができる。第２ポンピング機構は、また、流体塊内に配置され、流体塊の動きに追従するように構成された可動部材と、可動部材に連結され、可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成された流体ポンプと、流体ポンプを囲む内側チャンバを含む筐体と、加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口と、ポンピング流体を受ける流体入口とを含むことができる。第１導管系は、回転可能な部材を駆動するように、第１ポンピング機構および第２ポンピング機構からの加圧されたポンピング流体を合わせてよい。
【００２０】
第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、第２ポンピング機構が、加圧されたポンピング流体のポンピングを中止可能である。たとえば、第１ポンピング機構が加圧されたポンピング流体を供給し続ける間に、第２ポンピング機構が交換可能である。
【００２１】
システムは、また、第１導管系および第２導管系と連通するバイパス導管を含んでもよい。バイパス弁が、バイパス導管に連結され、ポンピング流体の所定の圧力が検出されたときに、第１導管系と第２導管系との間に加圧されたポンピング流体を流すようにしてよい。
【００２２】
特定の態様では、電力を発生させるために流体塊の動きを利用するシステムは、流体塊内における、流体塊の岸から様々な距離のところに配置される複数のポンピング機構を含むことができる。各ポンピング機構は、細長い部材および浮き部材を有する可動部材を含むことができる。浮き部材は、細長い部材の端部の近傍で細長い部材に枢動的に連結され、流体塊の動きに追従するよう構成することができる。浮き部材は、浮き部材を流体塊の動きと整合させるように構成されたひれ状部を含むことができる。各ポンピング機構は、また、流体ポンプ、動力伝達機構、および筐体を含むことができる。流体ポンプは、可動部材に連結され、可動部材の運動に応答してポンピング流体を加圧するように構成される。動力伝達機構は、可動部材からポンピング機構へと動力を伝達するように構成することができる。筐体は、流体ポンプが加圧されるポンピング流体を吸入する貯蔵部として働き、流体ポンプを囲む内側チャンバを含むことができる。流体ポンプは、ポンピング流体に少なくとも部分的に浸されていてよく、筐体は、加圧されたポンピング流体を運ぶ流体出口と、ポンピング流体を受ける流体入口とを含むことができる。ポンピング機構は、ポンピング流体の汚染を検出するように構成されたセンサと、センサに連結された弁機構をさらに含むことができる。弁機構は、ポンピング流体に汚染を検出したセンサによって起動されたとき、加圧されたポンピング流体をチャンバへと循環させるように構成することができる。システムは、また、回転可能な部材および発電機を含むことができる。回転可能な部材は、流体塊の岸に配置され、ポンピング機構から加圧されたポンピング流体を運ぶ第１導管系およびポンピング流体をポンピング機構へと戻す第２導管系に連結されてよい。発電機は、回転可能な部材に連結され、回転可能な部材によって駆動されてよい。残りのポンピングステーションが加圧されたポンピング流体を供給し続ける間、少なくとも１つのポンピング機構が停止および交換可能である。バイパス導管が、第１導管系と第２導管系との間に連結されてよく、バイパス弁がバイパス導管に連結されてよい。バイパス弁は、ポンピング流体の所定の圧力が検出されたときに、第１導管系と第２導管系との間に加圧されたポンピング流体を流せるように構成することができる。
【００２３】
別の概略的な態様では、電力を発生させるために流体を加圧するように流体塊の動きを利用する方法は、流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップと、流体塊の岸に配置される発電機用の回転可能部材へと加圧されたポンピング流体を運ぶステップと、ポンピング流体を貯蔵部へと運ぶステップとを含むことができる。ポンピング流体（ｐｕｍｐｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）を加圧するステップは、たとえば、流体塊の動きに追従するように構成された可動要素を用いて流体塊の動きに追従するステップと、可動要素に連結されたポンピング機構を関節状に動かす（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）ステップとを含むことができる。貯蔵部は、ポンピング機構を含んでよく、ポンピング機構は、貯蔵部内のポンピング流体に少なくとも部分的に浸されていてよい。
【００２４】
本方法は、また、可動要素から流体ポンプへと動力を伝達するステップを含むことができる。さらに、本方法は、ポンピング流体の汚染を検出するステップと、ポンピング流体の汚染が検出された場合に弁機構を起動するステップとを含むことができる。弁機構は、起動されたときに、加圧されたポンピング流体を貯蔵部へと循環させることができる。
【００２５】
流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップは、タンクの流体入口へとポンピング流体を吸入するステップにおいて、流体入口が第１の一方向弁を有するステップと、ポンピング流体を加圧するように、タンクに収容されたピストンを動かすステップと、第２の一方向弁を有する流体出口を介して、加圧されたポンピング流体を排出するステップとを含むことができる。流体塊の動きに応答して貯蔵部内のポンピング流体を加圧するステップは、また、複数のポンピングシリンダを有する回転可能なカムを、その半径方向の周縁部に沿って駆動するステップを含むことができる。
【００２６】
本方法は、さらに、流体塊の動きに応答して第２の貯蔵部内の第２のポンピング流体を加圧するステップと、加圧された第２のポンピング流体を回転可能部材へと運ぶステップと、第２のポンピング流体を第２の貯蔵部へと運ぶステップとを含むことができる。第１のポンピング流体を第１の貯蔵部へと運ぶステップは、第１のポンピング流体の少なくとも一部を第１の貯蔵部へと運ぶステップを含むことができる。本方法は、加圧された第１のポンピング流体および加圧された第２のポンピング流体を回転可能部材へと運ぶ前に、加圧された第１のポンピング流体および加圧された第２のポンピング流体を合わせるステップをさらに含んでよく、第１の回転可能部材と第２の回転可能部材とは同じである。
【００２７】
本方法はまた、加圧された第１のポンピング流体を運び続ける間、加圧された第２のポンピング流体を運ぶのを中止するステップを含むことができる。加圧された第１のポンピング流体を供給する第１のポンピング機構が加圧された第１のポンピング流体を供給し続ける間に、加圧された第２のポンピング流体を供給する第２のポンピング機構が交換されてよい。
【００２８】
様々な実施例は、１つまたは複数の特徴を含み得る。たとえば、化石燃料（たとえば石炭）を燃やすことによって電力を発生させることに対して、再生可能エネルギー源を使用して、最少の大気汚染とともに電力を発生させることが可能である。したがって、このエネルギー源はほぼ無制限に使用可能であり、大気質に対する影響はわずかである。別の例として、このエネルギー源は、様々な国の様々な場所において見出すことができる。したがって、発電は必要に応じて拡大縮小が可能であり、広範囲にわたる用途を有し得る。さらなる例として、開示されたシステムおよび技術を実施するのに使用される機構は、増強された潤滑および保護によって長い寿命を有し得る。さらに、悪環境条件を示し得るおよび／または引き起こし得る状態が監視可能であり、検出された場合、封じ込め可能である。
【００２９】
１つまたは複数の実施例の詳細が、添付の図面および以下の説明において述べられる。その他の特徴は、説明および図面から、ならびに請求項から明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】例示的な発電システムの斜視図である。
【図２】複数の図１のポンピング機構の斜視図である。
【図３】図１のポンピング機構の側面図である。
【図４】図１のポンピング機構の浮きの詳細図である。
【図５】浮き用の例示的な内部構造体の詳細図である。
【図６】例示的なポンピング機構の斜視図である。
【図７】図６のポンピング機構の側面図である。
【図８】筐体の一部を除去して示す、別の例示的なポンピング機構の斜視図である。
【図９】図８のポンピング機構の側面図である。
【図１０】例示的なポンピング機構の側面図である。
【図１１】外部ケーシングの一部が除去された図１０のポンピング機構を示す図である。
【図１２】図１０のポンピング機構の斜視図である。
【図１３】例示的な実施例による、ポンピング機構を関着する（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）シャフトの詳細図である。
【図１４】例示的なポンピング機構の部分詳細図である。
【図１５】図１４のポンピング機構のいくつかの内部構成要素の詳細図である。
【図１６】図１４のポンピング機構の内部構成要素のさらなる詳細図である。
【図１７】例示的なポンピング機構の内部の仕組みを示す詳細図である。
【図１８】図１７のポンピング機構の内部の仕組みの別の詳細図である。
【図１９】ポンピングシリンダの列の下側部分および対応するピストンを示す図である。
【図２０】さらなる例示的なポンピング機構の部分詳細図である。
【図２１】図２０のポンピング機構のいくつかの内部構成要素の詳細図である。
【図２２】図２０のポンピング機構のいくつかの内部構成要素の別の詳細図である。
【図２３】図２０のポンピング機構のいくつかの内部の仕組みを示す詳細図である。
【図２４】図２６のポンピング機構のいくつかの内部の仕組みを示す別の詳細図である。
【図２５】ポンピングシリンダの列ならびに関連する吸気マニホルドおよび出口導管を示す図である。
【図２６】ポンピングシリンダの列の下部および対応するピストンを示す図である。
【図２７】別の例示的なポンピング機構の内部構成要素を示す図である。
【図２８】バイパス導管内に閉鎖弁を含む、図２７のポンピング機構の内部構成要素の一部の詳細図である。
【図２９】弁が開位置にある、図２７のポンピング機構の内部構成要素の一部の別の詳細図である。
【図３０】閉位置にあるバイパス導管内の弁の詳細図である。
【図３１】閉位置にあるバイパス導管内の弁の詳細図である。
【図３２】別の例示的な発電システムの斜視図である。
【図３３】図３２の発電システムの別の斜視図である。
【図３４】開位置にある弁の断面図である。
【図３５】閉位置にある図３４の弁の断面図である。
【図３６】発電システムの別の例の斜視図である。
【図３７】図３６の発電システムの別の斜視図である。
【図３８】別の例示的なポンピング機構の斜視図である。
【図３９】蓋を除去した図３８のポンピング機構の斜視図である。
【図４０】アームが上方へ偏向した位置に示される、図３８のポンピング機構の断面図である。
【図４１】アームが下方へ偏向した位置に示される、図３８のポンピング機構の断面図である。
【図４２】図３８のポンピング機構の内部構成要素の詳細図である。
【図４３】図３８のポンピング機構の内部構成要素の別の詳細図である。
【図４４】図３８のポンピング機構の例示的なシール軸受を示す図である。
【図４５】図４４のシール軸受の中の例示的な回転可能なシャフトを示す図である。
【図４６】シャフトの端部に取り付けるように構成可能であるピニオン・ギアを示す図である。
【図４７】ポンピングタンクの端部から延在するラック・ギアを示す図である。
【図４８】例示的なポンピング機構のポンピングタンクを示す図である。
【図４９】例示的なポンピング機構のベース部および蓋を示す図である。
【図５０】ある容積の流体およびポンピング機構のいくつかの構成要素を収容するチャンバを示す、ベース部の断面図である。
【図５１】ある容積の流体およびポンピング機構のいくつかの構成要素を収容するチャンバを示す、ベース部の断面図である。
【図５２】流体入口および流体出口がベース部から延在する、図３８のポンピング機構のベース部の斜視図である。
【図５３】ラック・ギアがそこから延在するタンクに加えて、例示的なポンピング機構の配管の構成を示す詳細図である。
【図５４】例示的なポンピング機構の浮きの詳細図である。
【図５５】浮きの内部構造体を示す浮きの断面図である。
【図５６】例示的なポンピング機構の浮き、アーム、シール軸受、回転可能なシャフト、およびピニオン・ギアの組立体の図である。
【図５７】例示的なタンクの部分詳細図である。
【図５８】発電方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
流体塊の動的エネルギーは、発電などの有用な仕事をもたらすように様々なシステムおよび技術によって利用可能である。特定の実施例では、流体塊の動的エネルギーを電力に変換するシステムおよび技術は、動的エネルギーを用いてポンピング流体を加圧し、加圧された流体を用いてタービンを駆動する能力を含む。しかしながら、その他のシステムおよび技術も可能である。
【００３２】
図１は、流体エネルギーを電力に変換する発電システム１０の一例を示す。システム１０は、杭３０上に支持され、発電機４０に連結された１つまたは複数の流体ポンピング機構（「ポンピング機構」）２０を含む。ポンピング機構２０は、浮き５０およびアーム６０を含み、油圧オイルなどのポンピング流体を加圧（たとえばポンピング）する。それぞれのアーム６０は、細長い部材の少なくとも一部分を形成し、それぞれの浮き５０は、浮き部材の少なくとも一部分を形成する。浮き５０およびアーム６０は共に、流体塊の動きに追従するポンピング機構２０の可動部材の少なくとも一部分を形成する。加圧されたポンピング流体が、発電機４０のシャフト８０に取り付けられた１つまたは複数のタービン７０を回転させる。
【００３３】
図１〜３に示すように、複数のポンピング機構２０が共に用いられてよい。さらに、図２に示すように、たとえば、浮き５０が互いに干渉するのを防ぐ一方で、複数のポンピング機構２０によって占有される空間を縮小するように、隣接するポンピング機構２０が反対方向に向けられてもよい。このようなポンピング機構２０の構成は、異なるポンピング機構２０の異なるポンピングサイクルによって、ポンピング流体のより継続的な流れをもたらし得る。しかしながら、ポンピング機構２０が互いに同方向または任意の方向に向けられ得ることが、本開示の範囲内にある。
【００３４】
浮き５０は、流体が効率的に浮き５０を通過できるように流線形を有してよい。図１〜４は、流線形を有する例示的な浮き５０を示す。しかしながら、浮き５０は、任意の形状（たとえば球状、楕円状、正方形状、錐体状または長方形状）であってよい。浮き５０は、また、一例が図５に示される内部構造体９０を有してよい。しかしながら、内部構造体９０は、このように限定されず、浮き５０に剛性をもたらす一方で浮き５０が浮力を保つことのできる任意の形状を有してよい。空気または発泡体（たとえばポリウレタン・フォーム）が、浮き５０に包含されてもよい。浮きは、波、うねり、および／またはその他の適切なタイプの流体塊の動きを含み得る流体塊の動きによってアーム６０を関節状に動かす（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）ことができる。
【００３５】
アーム６０は、金属（ステンレス鋼、アルミニウム、またはその他の適切な金属など）から形成され得る。アーム６０は、また、コンクリート、ガラス繊維、木材、炭素繊維、ポリアラミド繊維、またはその他の任意の適切な複合材料などの複合材料から形成されてもよい。さらに、アーム６０は、アーム６０を周囲環境から保護し、腐食を制限または防止するようにコーティングされてよい。
【００３６】
浮き５０は、複数のやり方でアーム６０に固定的または枢動的に取り付けられてよい。図６および７を参照すると、アーム６０は第１枠組部材１００を含む。第１の枠組部材１００は、第２の枠組部材１１０が軸１３０を中心に枢動可能であるように、枢軸１２０によって第２の枠組部材１１０に枢動的に取り付けられる。浮き５０は、浮き５０の両側において、枢軸１４０によって第２の枠組部材１１０に枢動的に取り付けられる。したがって、浮き５０は、枢軸１４０によって形成された軸１５０を中心に枢動する。その結果、浮き５０は、図６に示された方向に関節状に動く（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）ことができる。したがって、たとえば、浮き５０は、流体塊の動きと一致する方向に向けられ得る。
【００３７】
図８および９は、浮き５０がアーム６０に連結され得る別の例示的な方式を示す。図示のように、浮き５０は、枠組部材１６０を用いてアーム６０に取り付けられる。枠組部材１６０は枢軸１７０によってアーム２０に取り付き、枠組部材１６０および浮き５０が、枢軸１７０の縦軸１８０を中心に枢動できるようにしている。浮き５０は、浮き５０の両側に配置された枢軸１９０によって枠組部材１６０に取り付く。結果として、浮き５０は、枢軸１９０によって形成された中心軸２００を中心に枢動可能である。矢印２１０および２２０は、それぞれ、枢軸１７０および１９０の結果として浮き５０が枢動し得る方向を示す。
【００３８】
浮き５０は、また、たとえば図８および９に示すように、流体塊の流れる方向に浮き５０を向けるように作動可能である１つまたは複数の方向性部材２３０（たとえば羽根、フィン、またはキール）を含んでよい。結果として、たとえば、時間とともに変化し得る流体塊の運動によりよく従わせるように、アーム６０に対して浮き５０の向きが変化可能である。
【００３９】
またさらなる例によれば、浮き５０は、内部構造体９０によってアーム６０に堅固に連結可能である。図１０〜１１および図５４〜５６に示すように、アーム６０は、浮き５０を介して延在する内部構造体９０の一部分に取り付く。
【００４０】
浮き５０をアーム６０に連結させる様々な実施例は例としてのみ与えられており、本開示の範囲を制限する意図はない。さらに、本明細書に示される発電システム１０の様々な実施例は、浮き５０を特定のやり方でアーム６０に連結するように説明されているが、いずれの発電システム１０の実施例の浮き５０およびアーム６０も、任意の所望の方式で連結されてよいことを理解されたい。
【００４１】
ポンピング機構２０は、また、浮き切り離し機構を含んでよい。この切り離し機構は、浮き５０とアーム６０との間に延在するケーブル、ロープまたはその他の可撓性の部材を含んでよい。切り離し機構は、（たとえば、アームを大きい角度変位にわたって非常に急激に関節状に動かす（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）ことよって）ポンピング機構２０に損傷を引き起こし得る、ハリケーン、津波などの悪天候、またはその他のあらゆる天候もしくは流体塊の状態において使用可能である。起動されると、切り離し機構は浮き５０をアーム６０から切り離す。しかしながら、浮き５０は、浮き５０とアーム６０との間に延在する可撓性の部材によって、浮流および紛失が防止されている。
【００４２】
可撓性の部材は、浮き５０が流体塊の動きに伴って上下できるようにすると同時に、アーム６０が浮きとともに関節状に動く（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）のを防ぐ、任意の適切な長さのものであってよい。大波または他の極端な状況に遭遇したとき、切り離し機構が自動的に起動されてよい。たとえば、波動によって浮き５０に掛かる力が所定の値を超えると、ボルトまたは他の構造体が、剪断または分離して、浮き５０をアーム６０から切り離す。
【００４３】
再度図１〜３を参照すると、ポンピング機構２０は、海または海洋などの流体塊の底に固定され得る杭３０に取り付けられる。杭３０は、木、コンクリート、金属、またはその他の任意の適切な材料から形成されてよい。ポンピング機構２０は、概ね、流体表面より上にあってよい。しかしながら、ポンピング機構２０は、特に変化する潮、波などによって、流体塊中に少なくとも部分的に沈められるか、または完全に沈められてもよい。
【００４４】
ポンピング機構２０は、また、筐体２４０と、筐体２４０から延在する、アーム６０が取り付くシャフト２５０とを含む。それぞれの浮き５０が流体塊の波動に伴って上下すると、関連するアーム６０が枢動し、関連するシャフト２５０を回転させる。以下に説明されるように、シャフト２５０は、ポンピング流体を加圧および／またはポンピングするように作動可能である（「流体ポンプ」または「ポンプ」と互換的に称される）ポンピング機構２０の一部分に直接的または間接的に連結されてよい。ポンプは、以下にさらに詳細に説明される。結果として、シャフト２５０は、ポンピング流体をポンピングするためにアーム６０から動力を伝達するように作動可能である動力伝達機構の少なくとも一部分を形成する。図１３およびその説明は、動力伝達機構の追加の詳細を説明する。
【００４５】
図１２〜１３は、ある実施例による、アーム６０のシャフト２５０への取付けを示す。シャフト２５０の第１端部は、ポンピング機構２０に隣接して杭３０の中へと延在し、一方、シャフト２５０の反対側の端部は、以下に説明する、ポンプを作動させるポンピング機構の中へと延在する。ポンピング機構２０の内部および杭３０の中への流体の浸入を防ぐように封止部２６０が設けられる。封止部２６０はまた、シャフト２５０の軸受２７０への流体の浸入を防ぐ。ある実施例よれば、シャフト２５０、封止部２６０、および軸受２７０は動力伝達機構の少なくとも一部分を形成する。
【００４６】
ある実施例によれば、それぞれのポンピング機構２０は、保守、修理または交換などのために取り外し可能であってよい。このような実施例では、シャフト２５０は、留め具を用いて固定される２つの嵌合するつばなどの分離機構を含んでよい。したがって、ポンピング機構２０が取り外されるべきときには、ポンピング機構２０が単一のユニットとして取り外し可能であるように、嵌合するつばが、留め具を外すことによって分離されてよい。
【００４７】
ポンピング機構２０の内部動作が、図１４〜１９を参照して説明される。シャフト２５０の一方の端部が、カム２８０に取り付く。カム２８０は、複数の山３００と谷３１０を有する溝２９０を含む。山３００と谷３１０は、たとえば、正弦波形であってよい。一実施例によれば、隣接する山３００（および谷３１０）の間の角度は、約３０°である。しかしながら、３０°より大きいまたは小さい、山３００（および谷３１０）の間の角度も開示の範囲内である。さらに、一実施例によれば、１：１の相関関係がある場合、ポンピング機構２０は、シャフト２５０およびアーム６０の約１６°の回転によって関節状に動いて（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）よい。すなわち、いくつかの実施例によれば、ポンピング機構２０は、アーム６０を最低１６°関節状に動かすこと（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）によって作動可能である。しかしながら、ポンピング機構２０は、１６°より大きいまたは小さいアーム６０の回転によって作動可能であってよい。
【００４８】
ポンピングシリンダ３３０の第１端部３２０は、溝２９０の中に捕らえられ、溝２９０に沿って動かせる。一実施例によれば、シリンダ３３０の第１端部３２０は、カム２８０が回転するにつれて溝２９０に沿って回転するローラ３４０を含む。シリンダ３３０は、カム２８０の周囲に径方向に設けられた軸方向の列３５０に配置される。図示のように、それぞれの列３５０は４つのシリンダ３３０を含むが、それぞれの列３５０に、より少ないまたはより多くのシリンダ３３０を含むことも本開示の範囲内である。それぞれのシリンダ３３０は、上側の部分３６０と、上側の部分３６０内で摺動可能な下側の部分３７０と、下側の部分３７０に取り付けられ、上側の部分３６０内でやはり摺動可能なピストン３８０とを含む。シリンダ３３０およびカム２８０は、発電機４０にポンピング流体をポンピングするように作動可能なポンプの少なくとも一部分を形成する。
【００４９】
シリンダ３３０の各列３５０は、第１端部３２０の反対側のシリンダ３３０の第２端部４００において、共通の入口マニホルド３９０と連通している。シリンダ３３０の各列３５０は、また、共通の出口チャンバまたは導管４１０をと連通している。各出口導管４１０は、シリンダ３３０の第２端部４００において、入口マニホルド３９０の近傍に設けられる。各入口マニホルド３９０は、入口４３０に設けられる弁４２０（たとえば逆止弁）を含み、各出口導管４１０は、出口４４０に弁４２０（たとえば逆止弁）を含む。各出口導管４１０の出口４４０は、ポンピング機構２０が作動する際にシリンダ３３０から押し出されるポンピング流体を収集する出口マニホルド４５０と連通する。出口マニホルド４５０はまた、ポンピング機構２０によってポンピングされる加圧されたポンピング流体を、出力導管４７０を介してタービン７０へと導く出口４６０を含む。複数のシリンダ３３０、入口マニホルド３９０、出口導管４１０、および出口マニホルド４５０は、図１４に示される支持要素４８０を用いるなどして、ポンピング機構２０の筐体２４０内に固定的に保持されている。
【００５０】
作動中には、浮き５０が流体塊の波動に追従して、浮き５０を上下させ、アーム６０をシャフト２５０の縦軸に対して枢動させる。次に、シャフト２５０が、アーム６０の回転とともに枢動して、アーム６０および浮き５０の動作とともにカム１４０を回転させる。一実施例によると、カム２８０の角回転量がアーム６０の角回転量と同じになるように、カム２８０がシャフト２５０に直接取り付けられ、シャフト２５０がアーム６０に直接取り付けられる。したがって、アーム６０およびシャフト２５０が第１方向に回転すると、カム２８０も第１方向に回転する。同様に、アーム６０およびシャフト２５０が第２方向に回転すると、カム２８０も第２方向に回転する。他の実施例によれば、シャフト６０およびカム２８０が流体塊の波動に応じて異なる角度量回転するように、シャフトおよびカム２８０は伝動装置を介して連結される。
【００５１】
特定の実施例によれば、ポンピング機構２０の内部構成要素の少なくともいくつかがポンピング流体に浸されるように、ポンピング機構２０の内部は、ポンピング流体で満たされた貯蔵部４９０を形成する。したがって、ポンピング流体は、ポンピング機構２０によるポンピングのためだけではなく、また、ポンピング機構２０の可動部品のための潤滑剤として、および／またはポンピング機構の構成要素のための保護剤として使用されてよい。ポンピング流体は、また、ポンピング流体の循環によって、ポンピング機構の構成要素に冷却機能をもたらし得る。
【００５２】
カム２８０が回転すると、シリンダ３３０が溝２９０に追従し、溝２９０に沿った任意の所与のシリンダ３３０の位置およびカム２８０の運動に依存して、シリンダ３３０を伸張および収縮させる。したがって、カム２８０が回転し始めたときに、シリンダ３３０の列３５０が溝２９０の山３００に配置された場合、シリンダ３３０の第１端部１９０が、溝２９０の谷３１０の方へ移動し始める。その結果、下側のピストン部３７０およびシリンダ３３０のピストン３８０は、上側の部分３６０に対して下向きに動き、弁４２０を介して貯蔵部４９０から入口マニホルド３９０へとポンピング流体を吸入し、ピストン３８０より上の上側の部分３６０に、ある容積が形成される。出口４４０の弁４２０がポンピング流体の逆流を防ぐため、ポンピング流体が、出口マニホルド４５０および出口導管４１０を通ってシリンダ３３０に入るのを防止されている。
【００５３】
その後、カム２８０は、流体塊の波動に応答して反対方向に回転することができる。その結果、シリンダ３３０の第１端部３２０が溝２９０内を谷３１０から山３００へと移動するにつれて、例示的なシリンダ３３０の下部３７０が、上側の部分２２０に対して上向きに動くことができる。したがって、ピストン３８０は、ポンピング流体をシリンダ３３０から出口導管４１０を介して出口マニホルド４５０へと押し出す。ポンピング流体は、入口マニホルド３９０の入口４３０に設けられた弁４２０のために、入口マニホルド３９０を通って外へと流れるのを防止されている。各ポンピング機構２０からのポンピング流体の出力は、出口４６０を介して、対応する出力導管４７０へと導かれる。
【００５４】
浮き５０およびアーム６０の上向きまたは下向きの動きの際、各シリンダ３３０がカム２８０の溝２９０に沿って配置されている位置によって、いくつかのシリンダ３３０が、対応する入口マニホルド３９０からポンピング流体を吸入する一方で、他のシリンダ３３０が、同時に、対応する出口導管４１０を介してポンピング流体を放出する。結果として、流体塊の波の状態に依存して、ポンピング機構２０は、本質的に一定のポンピング流体の出力を生じることができる。
【００５５】
発電システム１０は、様々な特徴を有する。たとえば、化石燃料（たとえば石炭）を燃やすことで電力を発生させることに対して、存在する場合にはわずかな大気汚染を有する再生可能なエネルギー源を用いることによって、電力を発生させることができる。したがって、エネルギー源はほとんど無制限に使用可能であり、大気質に対する影響は小さい。別の例として、エネルギー源は様々な国の様々な場所において見出し得る。したがって、発電は必要に応じて拡大縮小が可能であり、広範囲にわたる用途を有し得る。さらなる例として、流体発生システム１０は、強化された潤滑および保護によって、長い寿命を有し得る。
【００５６】
発電システム１０の他の実施例は、追加の特徴を有してよい。たとえば、悪環境条件を示し得るおよび／または引き起こし得る状態が監視され、検出された場合には封じ込め可能である。たとえば、適切なセンサが、ポンピング流体の汚染／漏れを検出し、隔離機構（たとえば弁）を使用して、流体ポンピング機構２０もしくはタービン７０へおよび／または流体ポンピング機構２０もしくはタービン７０からのポンピング流体の流れを止めることができる。別の例として、ポンピング流体は生物分解性であり得る。したがって、問題が発生した場合、発電システム１０は、環境に最小の影響をもたらし得る。
【００５７】
いくらか詳細に述べられたが、ポンピング機構２０は、発電システム１０のためのただ１つのポンピング機構の実施例を示すものである。適切な流体ポンピングを達成しながら、ポンピング機構２０の多くの変形例が可能である。さらに、他のタイプのポンピング機構（たとえば単動または複動ピストン／タンク構成）が可能である。したがって、ポンピング流体をポンピングする任意の適切なポンプが使用可能である。
【００５８】
図２０〜２６は、ポンピング機構２０の別の実施例を示す。図２０は、ポンピング機構２０の内部構成要素のいくつかを示すために筐体２４０の一部を外したポンピング機構２０を示す。図２１〜２２を参照すると、カム２８０は、車輪状であり、複数のスポーク５００と、シャフト２５０（図示せず）を受ける中央のハブ５１０とを含む。
【００５９】
図２３〜２４は、ポンピング機構２０の詳細図を示す。カム２８０は、外側の円筒形の部材５２０と、複数の山および谷を有し、カム２８０の外周に沿って延在する立ち上がった部材５３０と、カム２８０の外縁部５５０の近くに設けられた２つの溝部材５４０と、溝部材５４０の内側の立ち上がった部材５３０に向かい合う側に配設された２つの長穴付き部材５６０とを含む。図示のように、シリンダ３３０はカム２８０の回りに径方向に設けられた軸方向の列３５０に配置される。示されるように、各列３５０は、４つのシリンダ３３０を含むが、他の実施例では、各列３５０は、より多くのまたはより少ないシリンダ３３０を含んでよい。シリンダ３３０の各列３５０は、共通の入口マニホルド３９０および共通の出口導管４１０と連通している。シリンダ３３０の第１端部３２０に設けられたローラ３４０は、カム２８０が回転する（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）につれて、立ち上がった部材５３０の外表面５７０に沿って回転する。最も外側のローラ５８０は、溝部材５４０に設けられたリップ５９０と接触する。リップ５９０もまた、山６００および谷６１０を含む。立ち上がった部材５３０の山および谷は、溝部材５４０の山６００および谷６１０と整列する。ローラ３４０が外表面５７０と接触するように、リップ５９０はローラ５８０と相互作用する。長穴付き部材５６０は、複数の半径方向の長穴６１５を含む。最も外側のローラ５８０に隣接するローラ３４０が、長穴６１５内に保持される。したがって、カム２８０が回転する際に、長穴６１５はシリンダ３３０の下側部分３７０の動きを半径方向の運動に制限する。すなわち、長穴６１５は、シリンダ３３０の下側部分３７０をカム２８０の半径に沿った線形の動きに制限する。長穴６１５は、下側部分の全軌跡にわたって下側部分３７０の動きを制限することができる。
【００６０】
したがって、カム２８０が回転すると、外側の円筒形の部材５２０、立ち上がった部材５３０、および溝部材５４０も回転する。立ち上がった部材５３０は複数の山および谷を含むので、ローラ３４０は、立ち上がった部材５３０の外表面５７０に追従し、結果として、シリンダ３３０の下側部分３７０が、長穴６１５によって画定された半径方向に沿って動き、上側部分３６０に出入りする。シリンダ３３０のローラ３４０が山に向かって外表面５７０の傾斜部分に沿って動くにつれて、立ち上がった部材５３０は、シリンダの下側部分３７０をシリンダ３３０の上側部分３６０に向かって押し、シリンダ３３０を圧縮させる。結果として、ポンピング流体は、シリンダ３３０から、出口導管４１０へと押し出される。上述のように、ポンピング流体は、入口マニホルド３９０の入口４３０に設けられた弁４２０によって入口マニホルド３９０から出るのを妨げられている。ローラ３４０が谷に向かって外表面５７０の傾斜部分に沿って移動するにつれて、リップ５９０が最も外側のローラ５８０と相互作用し、シリンダ３３０の下側部分３７０を下向きに押し、シリンダ３３０の上側部分３６０から離す。その結果、シリンダ３３０は入口マニホルド３９０からポンピング流体を吸入する。流体は、出口導管４１０の出口４４０に設けられる弁４２０によって、出口導管４１０からの流出を妨げられている。
【００６１】
出口導管４１０を通ってシリンダ３３０を出るポンピング流体が、出口マニホルド４５０に入る。次に、ポンピング流体は、上記の方式と同様にポンピング機構２０から外に導かれる。
【００６２】
図２５は、シリンダ３３０の列３５０および関連する入口マニホルド３９０および出口導管４１０の詳細図を示す。図２６は、シリンダ３３０の列３５０の下側部分３７０、ならびに関連するピストン３８０およびローラ３４０、５８０を示す。
【００６３】
ポンピング機構２０の上記の実施例は、共通の出口マニホルド４５０へと流体をポンピングするものとして説明されているが、図２７〜２９に示す別の実施例によると、それぞれの出口導管４１０は、出口マニホルド４５０ではなく、対応する導管６３０に連結される。各出口導管４１０に別々の導管６３０が連結するように示されているが、２つ以上の出口導管４１０が、共通の導管６３０に連結してもよい。
【００６４】
図２７〜２９は、この実施例による例示的なポンピング機構２０のいくつかの内部構成要素を示す。上述のように、入口マニホルド３９０は、シリンダ３３０の列３５０と貯蔵部４９０との間に流体連通をもたらす。しかしながら、図２７〜２９に示すように、ポンピング機構２０から流体を運び出すために、出口マニホルド４５０ではなく、複数の導管６３０が設けられる。
【００６５】
導管６３０の第１セットは、第１収集器６４０に取り付けられ、第１収集器６４０と流体連通し、導管６３０の第２セットは、第２収集器６５０に取り付けられ、第２収集器６５０と流体連通する。第１収集器６４０および第２収集器６５０は、導管６６０に結合される。導管６６０は、筐体２４０の開口部を介して延在し、出力導管４７０に連結される。導管６６０は、第１収集器６４０および第２収集器６５０の両者によって収集される流体を受け、その流体を出力導管４７０に運ぶ。
【００６６】
図２８〜３１を参照すると、筐体２４０内において、導管６６０は、また、第１収集器６４０および第２収集器６５０の下流に配設される弁６７０を含んでよい。正常な運転状況では、弁６７０は、ロック６８０などによって、閉位置に固定可能である。弁６７０は、導管６６０から下方へ延在し得るバイパス導管６９０の端部に設けられる。センサ７００が、また、筐体２４０内に配設可能である。たとえば、センサ７００は、筐体２４０の内壁表面に固定されてよい。センサ７００は、貯蔵部４９０に包含される流体に完全にまたは部分的に沈められるか、あるいは流体の汚染を検出するように配置される。センサ７００が流体の汚染を検出すると、センサ７００は、ロック６８０を解除する信号を作動装置７１０に送り、弁６７０を開ける。弁６７０は、たとえば、ゲート弁であり得る。弁６７０が開くと、ポンピング機構２０によってポンピングされている流体が、バイパス導管６９０を通り、貯蔵部４９０へと戻るように向けられる。したがって、ポンピングされている流体が、貯蔵部４９０から、シリンダ３３０を通って、最終的に弁６７０を介して貯蔵部４９０へと戻るように循環される。その結果、ポンピング機構２０が作動し続ける間、流体が筐体２４０から出るのを防止し、それによって汚染された流体がタービン７０に達するのを防ぐ。弁６７０はバイパス導管６９０の端部における可動部材として示されているが、弁６７０は、バイパス導管６９０を通る流体の流れを制御するように選択的に開くおよび／または閉じるなどして、流体の流れを制御するように作動可能な任意の弁であってよいことが理解されたい。
【００６７】
再び図１を参照すると、各ポンピング機構２０からのポンピング流体は、対応する出力導管４７０を介して、たとえばタービン７０などの対応する回転可能部材へと向けられる。タービン７０は、シャフト８０に固定されており、出力導管４７０からの加圧されたポンピング流体によって回転可能である。したがって、加圧されたポンピング流体がタービン７０を回転させると、シャフト８０も回転する。結果として、シャフト８０の回転が、電力を発生させる発電機４０を駆動する。
【００６８】
４つのポンピング機構２０が図示されているが、その他の実施例は、シャフト８０および対応するタービン７０を介して１つまたは複数の発電機４０に結合された、より少ないまたは追加のポンピング機構２０を含んでよい。さらに、ある実施例では、２つ以上のポンピング機構２０が、タービン７０と多対１の対応で使用されてよく、その例が以下に述べられる。特定の実施例では、たとえば、シャフト８０は、１つまたは複数のポンピング機構２０によって駆動され得る、ただ１つのタービン２０によって駆動されてもよい。
【００６９】
ポンピング流体が発電機４０によって電力を発生させるように用いられた後、ポンピング流体は、戻し導管６２０を介してポンピング機構２０に戻される。図１〜２に示されるように、出力導管４７０は筐体２４０の側部から延在し、一方で、戻し導管６２０は筐体２４０の頂部へと延在する。しかしながら、それぞれの出力導管４７０および戻し導管６２０が、筐体２４０の頂部、底部、または側部といった筐体の任意の部分に連結されることも開示の範囲内である。たとえば、戻し導管６２０は、筐体２４０の側部を介して連結可能であり、一方、出力導管４７０は、筐体２４０の頂部を介して連結可能である。別の例では、出力導管４７０および戻し導管６２０の両方が、筐体２４０の頂部に連結可能であるか、または、出力導管４７０および戻し導管６２０の両方が、ポンピング機構２０の側部に連結可能である。戻し導管６２０内の流体は、陽圧、陰圧および／または重力によって貯蔵部４９０に戻されてよい。
【００７０】
戻し導管６２０を介してポンピング流体が戻ることによって、ポンピング流体に冷却工程をもたらし、それによって、ポンピング機構２０の構成要素を冷却することができる。いくつかの実施例では、冷却は、戻し導管６２０の回りの空気との熱交換によって達成可能である。特に沿岸部においてであるが、他の場所においても、冷却を向上し得る、適度に安定した風が存在し得る。ある実施例では、戻し導管６２０は、冷却工程を向上するように、その全長の少なくとも一部にわたって流体塊（たとえば海洋）を介して通されてよい。
【００７１】
出力導管４７０を通るポンピング流体は、戻し導管６２０を通るポンピング流体よりもより高い流体圧力を有するので、図示のように、出力導管４７０は戻し導管６２０より小さい直径を有する。しかしながら、導管４７０、６２０は任意のサイズであってよい。たとえば、出力導管４７０が戻し導管６２０より大きくてよく、またはその逆でもよい。あるいは、導管４７０、６２０は同じサイズであってよい。
【００７２】
上述のように、ポンピング機構２０は、保守、修理または交換のために取り外し可能であってよい。したがって、出力導管４７０および戻し導管６２０は、互いに当接する一対のつば付き端部、または導管の一方の端部を他方の端部から切り離す任意の他の機構であり得る、分離部の向かい合う側に配設された、１つもしくは複数の遮断弁（この実施例には示さず）を含んでもよい。ポンピング機構２０を出力導管４７０および戻し導管６２０から分離すると、遮断弁が閉鎖されて、分離部が離される。結果として、ポンピング流体は、ポンピング機構２０または出力導管４７０もしくは戻し導管６２０に入ること、あるいはそこから出ることを妨げられる。
【００７３】
ポンピング機構２０は、また、筐体２４０内に捕らえられた、または封じ込められた任意の気体（たとえば空気）を、大気中へと放出する気体放出部を含んでよい。気体放出部は、たとえば、大気中へと気体を運ぶ圧力放出弁および導管を含んでよい。
【００７４】
ポンピング機構２０、ならびにタービン、導管、シャフトおよび発電機は、発生される電力量、遭遇される平均的な流体塊の動き（たとえば波）のサイズ、ポンピング機構２０の岸からの距離、ポンピング機構２０からタービンまでの高さの差などのような要因を考慮に入れた、意図された用途に従うサイズにされてよい。したがって、一般に、ポンピング機構は岸から様々な距離のところに配置可能である。さらに、ある実施例では、１つまたは複数のポンピング機構２０は、岸から遠く離れて用いられてよい。たとえば、杭３０はある深さの流体塊の中でポンピング機構２０を支持してよく、関連する発電機４０は、沖合のプラットフォーム上に設けられてもよい。
【００７５】
図３２〜３３は、上述のシステム１０と同様の方式で作動する発電システム１０’の別の実施例を示す。システム１０’は、上述のポンピング機構２０のような１つまたは複数のポンピング機構２０を含む。図示のように、システム１０’は、４つのポンピング機構２０を含むが、より多いまたはより少ないポンピング機構２０が含まれてもよい。
【００７６】
システム１０’は、やはり発電機４０を含む。ポンピング機構２０は、出力導管４７０および戻し導管６２０を含む導管系を介して発電機４０に連結される。出力導管４７０および戻し導管６２０は、各ポンピング機構２０と流体連通している。図示のように、出力導管４７０は共通のマニホルド７２０に結合する。供給導管７３０は、共通のマニホルド７２０とタービン７０との間に延在する。戻し導管６２０は、また、戻し導管７５０を介してタービン７０に連結される共通のマニホルド７４０に連結される。バイパス導管７６０は、共通のマニホルド７２０と７４０との間に延在し、中に配設された弁７７０を含む。弁７７０は、たとえば圧力逃がし弁であってよい。したがって、共通のマニホルド７２０の圧力が選択された圧力を超えると、弁７７０が開いて、ポンピング流体の全部または一部を共通のマニホルド７４０内へと運ぶ。
【００７７】
各戻し導管６２０は、弁７８０および弁７９０を含んでよい。弁７８０は、センサ作動式の弁であってよく、たとえば筐体２４０内に設けられたセンサからの信号に応答して作動されてよい。弁７９０は、手動で作動可能である。たとえば、弁７９０は手動クランクによって作動されてよい。以下にさらに詳細に述べられるように、弁７８０は、ポンピング機構２０において所定の状態が検出されたときに、戻し導管６２０を介するポンピング流体の流れを止めるように作動可能であってよい。たとえば、選択された量の水もしくは他の汚染物質がポンピング流体中に検出されたとき、または漏れが検出されたときに、弁７８０が閉じられてよい。
【００７８】
図３４〜３５は、第１開口部８１０および第２開口部８２０を有する本体８００と、本体８００内において枢動可能なゲート８３０とを含む例示的な弁７８０を示す。正常運転の際には、ゲート８３０は、第１開口部８１０と第２開口部８２０との間に開いた連絡をもたらす開位置に固定されてよい。汚染または漏れが検出された場合、ゲート８３０が解除されて、閉位置へ下方に枢動し、流体が弁７８０を通過するのを防ぐ。図３４および３５に示された例示的な弁によれば、ゲート８３０はゲートから延在する付属部８４０を含む。したがって、ある状態が検出されると、作動装置８５０が、付属部８４０内に形成された開口部を介して延在するピン８６０を収縮し、ゲート８３０が下方へ枢動し、弁７８０を封止する。
【００７９】
正常運転の際には、弁７９０は開状態にあり、流体が中を流れることができる。しかしながら、弁７９０は閉鎖可能であり、それによって、筐体２４０内への流体の流れを妨げる。たとえば、弁７９０は、弁７８０および／またはポンピング機構２０を取り外すかまたは保守を行うために閉鎖可能である。結果として、１つまたは複数の弁７８０および７９０を少なくとも部分的に閉じることが、対応するポンピング機構２０を隔離することになる。
【００８０】
さらに、流体の汚染が検出されたときに、弁７８０および弁６７０がポンピング機構２０を隔離するように共に働くように、（図２８および２９に関して上述された）センサ７００が、また、弁７８０の作動装置８５０に弁７８０を閉じるように信号を送ってもよい。ポンピング機構２０が作動し続けている間に、ポンピング機構２０から発電機４０への流体の流れを止めるように、センサ７００と併せて弁６７０および任意選択で弁７８０が作動可能である。
【００８１】
図３３を参照して、各ポンピング機構２０は、また、弁８７０を含んでよい。弁８７０は、ポンピング機構２０への、またはポンピング機構２０からのポンピング流体の流れを止めるように作動可能である。弁８７０は、たとえば、ポンピング機構２０から出力導管４７０へはポンピング流体を流出させるが、出力導管４７０を介してポンピング機構２０へとポンピング流体が流れるのを妨げる逆止弁であってよい。弁８７０は、また、所定の状態の確定に際して弁８７０が作動するようにセンサに連結されてよい。たとえば、弁８７０はセンサ７００に連結されてよく、所定の状態が発生したときに、ポンピング機構２０から出る、またはポンピング機構２０に入るポンピング流体の流れを低減または停止するように作動可能である。所定の状態は、たとえば、ポンピング流体中の汚染の検出であり得る。したがって、所定の状態が検出されたとき、弁６７０、７８０および８７０ならびにセンサ７００は、ポンピング機構２０を発電システム１０’の残りの部分から隔離するように協働可能である。
【００８２】
センサ７００は、所定の状態の発生に際して１つまたは複数の弁を作動させてよい。さらに、ポンピング流体の流れを低減または停止するように、他の弁が、発電システム１０’の他の位置に設けられてよく、１つまたは複数の所定の状態を検出するように、センサ７００および／または１つもしくは複数の異なるセンサに連結されてよい。したがって、発電システム１０’は、ポンピング流体についての様々な課題（たとえば汚染および漏れ）による問題を最小限にすると同時に、他の工程（たとえば保守、修理および／または交換）を可能にする。
【００８３】
センサ７００、１つもしくは複数の弁６７０、７８０および８７０、または他の装置への電力が、たとえば、電力線、電池または任意の他の電源（太陽光発電など）によって与えられてよい。さらに、センサ７００は、所定の状態が検出されたときに警報信号を出すように構成されてよい。たとえば、センサ７００は、ポンピング機構２０上に配設された１つまたは複数のライトに警報信号を送ってよい。さらに、警報システムは、所定の状態の発生を示すように、有線または無線接続によって、離れた使用者に伝送されてもよい。
【００８４】
再び図３２および３３を参照すると、各ポンピング機構２０は、また、出力導管４７０内に設けられた流速センサ８８０と、戻し導管６２０内に設けられた流速センサ８９０とを含んでよい。流速センサ８８０および８９０は、出力導管４７０および戻し導管６２０の中をそれぞれ通るポンピング流体の流速を測定するように作動可能である。いくつかの実施例によれば、流速センサ８８０および８９０は、ポンピング流体の測定された流速を示す信号を制御器に伝送することができる。流速の測定値が比較され、流速の各測定値の間の差が選択された量を超える場合、警報が起動可能である。たとえば、流速センサ８８０および８９０は、測定値を比較して、あればその差が所定の量を超える（たとえば漏れを示し得る）かどうかを判定することのできる中央制御部に、流速の測定値を伝送することができる。さらに、ポンピング機構２０へもしくはポンピング機構２０から運ばれるポンピング流体の量を調整するため、またはポンピング機構２０へのもしくはポンピング機構２０からのポンピング流体の流れを止めるため、またはその両方のために、制御器は、１つもしくは複数の弁６７０、７８０および８７０を開放または閉鎖してよい。中央制御部は、人間の使用者であってよく、または信号を受信、分析、伝送するように作動可能な機械式または電子式の装置であってもよい。
【００８５】
図３６および３７は、別の例示的な発電システム１０”およびその構成要素を示す。発電機１０”は、上述されるポンピング機構と同様の方法で作動する複数のポンピング機構２０を含む。図示のように、４つのポンピング機構２０が発電機４０に連結されているが、より多くのまたはより少ないポンピング機構２０が使用可能である。上述の実施例のように、各ポンピング機構２０は、対応する出力導管４７０および戻し導管６２０を有する。
【００８６】
バイパス導管９００が、それぞれの対応する出力導管４７０と戻し導管６２０との間に配設される。バイパス弁９１０が、バイパス導管９００（図３７に示す）内に配設されており、以下にさらに詳細に述べられる。図示のように、戻し導管９００は、ポンピング流体を筐体２４０に戻すように、対応するポンピング機構２０の筐体２４０の頂部に連結される。しかしながら、戻し導管９００は、代替として、筐体２４０の側部などの筐体２４０の他の部分に連結されてもよい。
【００８７】
出力導管４７０は、供給導管７３０を介して発電機４０に連結される共通のマニホルド７２０に結合する。戻し導管６２０は、戻し導管７５０を介して発電機４０に連結される共通のマニホルド７４０に結合される。したがって、ポンピング機構２０は、対応する出力導管４７０を介し、共通のマニホルド７２０および供給導管７３０を介して、発電機４０へと流体をポンピングする。流体は、戻し導管７５０、共通のマニホルド７４０、および対応する戻し導管６２０を介してポンピング機構２０に戻される。
【００８８】
上述のように、ポンピング機構２０はまた、センサ（この実施例には示さず）を含んでよい。センサは、ポンピング機構２０の貯蔵部の中、バイパス弁９１０を収容する囲いの中、または出力導管４７０、バイパス導管９００もしくは戻し導管６２０のうちの１つの中に配設されてよい。センサは、ポンピング流体中の汚染物質などの１つまたは複数の所定の状態を検出するように作動可能であってよい。汚染物質は、たとえば、ほこり、水、または化学的不純物を含み得る。センサは、バイパス弁９１０に連絡可能に連結されてよい。ポンピング機構２０に所定の状態が検出された場合、センサは、バイパス弁９１０にその位置を調整する信号を送ってよい。たとえば、センサは、バイパス弁９１０に閉じるように、またはポンピング流体の流れの向きを変えるように命令してよい。たとえば、センサは、ポンピングされる流体を、バイパス導管９００を介して戻し導管６２０へと通すように、バイパス弁９１０の位置を調整してよい。結果として、汚染が検出されたとき、ポンピングされる流体が発電機４０へと運ばれるのを妨げることができ、それどころか、流体をポンピング機構２０へと循環して戻すことができる。したがって汚染が発生した場合には、ポンピング機構２０は、ポンピング流体が発電機４０へ運ばれるのを防ぎながら、流体塊の運動に応じて作動し続けることができる。ある実施例では、流体が戻し導管６２０の中へと流れることなく、バイパス弁９１０が、ポンピング流体を筐体２４０に戻すことができる。
【００８９】
図３８〜３９は、流体源の動的エネルギーを利用する一実施例によるポンピング機構２０の別の実施例を示す。たとえば、ポンピング機構２０は、流体をポンピングするために、大きな流体塊（たとえば海洋、海または湖）の波動をポンピング運動に変換するように用いられてよい。図３８を参照すると、ポンピング機構２０は、蓋１１１０に隣接する開口部を有するチャンバ１１００（図３９〜４１および図５０〜５１に示す）を囲むように、ベース部１０９０および蓋１１１０を含む。特定の実施例では、ベース部１０９０および蓋１１１０は、コンクリートから形成される。しかしながら、ベース部１０９０および蓋１１１０は、海水を含む１つまたは複数のタイプの流体に耐性があり、ポンピング機構２０を固定および保護するための十分な強度を有する材料など、その他の任意の適切な材料から形成されてもよい。たとえば、ベース部はまた、金属、岩などの天然材料、またはその他の任意の適切な材料から形成されてもよい。一実施例によれば、水密の封止部が、蓋１１１０とベース部１０９０との間に形成される。
【００９０】
アーム６０は、ベース部１０９０から延在し、その一方の端部に浮き５０が連結される。浮き５０は、任意の形状に形成されてよく、内部構造体を含んでよい。上述のように、浮き５０は、図５５に示される内部構造体９０を含んでよい。浮き５０は、たとえば上述された１つまたは複数の方式に従って、アーム６０の端部に固定的または枢動的に取り付けられてよい。
【００９１】
図３９〜４１および図５０〜５１を再び参照すると、ポンピング機構２０の内部構成要素を収容するように、ならびにポンピング流体の貯蔵部として働くように、チャンバ１１００がベース部１０９０に形成される。したがって、ポンピング流体は、ポンピング機構２０によるポンピングだけのために使用されるのではなく、ポンピング機構２０の可動部品のための潤滑剤として、および／またはポンピング機構の構成要素のための保護剤として使用されてよい。ポンピング流体は、また、ポンピング流体の循環による冷却機能を、ポンピング機構の構成要素にもたらし得る。一実施例によれば、ポンピング流体は油圧オイルであるが、ポンピング流体はその他の任意の適切な流体であってよい。
【００９２】
チャンバ１１００は、ベース部１０９０から蓋１１１０を除去することによって接近可能である。ベース部１０９０はまた、チャンバ１１００に隣接する長穴１１０５を含む。図５２を参照すると、ポンピング機構はまた、ベース部１０９０に形成されたそれぞれの開口部を介して延在する流体入口導管（たとえばパイプ）１１３０および流体出口導管１１４０を含む。入口導管１１３０は、チャンバ１１００と長穴１１０５との間のベース部１０９０の壁に形成された出口１１２０を含む。しかしながら、出口１１２０は、チャンバ１１００の他の位置に設けられてもよい。入口導管１１３０内の流体は、陽圧、陰圧および／または重力によってチャンバ１１３０に吸入されてよい。
【００９３】
図４２〜４８を参照すると、ポンピング機構２０はまた、シール軸受１０４０と、ピニオン・ギア１０６０と、一方の端部においてシール軸受１０４０に取り付けられ、シール軸受１０４０内で回転可能であり、反対側の端部においてピニオン・ギア１０６０に取り付けられたシャフト１０５０と、ポンピングタンク１０８０と、配管構成と、ラック・ギア１０７０とを含む。アーム６０は、シャフト１０５０の長さに沿ったある位置においてシャフト１０５０に連結される。アーム６０は、アーム６０の第１の端部の近傍でシャフト１０５０に連結され、一方、浮き５０はシャフト１０５０とは反対側のアーム６０の端部の近傍に連結される。ピニオン・ギア１０６０およびラック・ギア１０７０は、アーム６０から、ポンピングタンク１０８０に収容されたピストンへと動きを伝達する動力伝達システムの少なくとも一部を形成する。図３９を参照すると、ピニオン・ギア１０６０、ラック・ギア１０７０、ポンピングタンク１０８０、配管構成の一部、およびシャフト１０５０の一部が、チャンバ１１００内にある。シール軸受１０４０は、長穴１１０５を画定している壁に取り付けられるか、または埋め込まれる。したがって、シャフト１０５０は長穴１１０５を横断し、長穴１１０５とチャンバ１１００とを分離するベース部１０９０の壁を通して形成された開口部（図示せず）を通って延在する。特定の実施例によると、水密の封止部が、シャフト１０５０とベース部１０９０との間に形成されるが、他の実施例では、ベース部１０９０とシャフト１０５０との間に水密の封止部は形成されなくてもよい。アーム６０は、長穴１１０５内で枢動可能である。ピニオン・ギア１０６０およびポンピングタンク１０８０は、ピニオン・ギア１０６０のギアの歯とラック・ギア１０７０がかみ合うように配置される。
【００９４】
ある実施例によれば、ポンピング機構２０はまた、チャンバ１１１０内に配置された支柱１１５０を含む（図５７）。図示の実施例では、支柱１１５０は結合された直交する要素を含む。支柱１１５０は、下記に述べるポンピングタンク１０８０のポンピング動作の際、ラック・ギア１０７０が支柱１１５０に対して摺動するように、ラック・ギア１０７０の一部分と摺動的に接触していてよい。一実施例によれば、支柱１１５０は、ラック・ギア１０７０とピニオン・ギア１０６０とが互いにかみ合うところの近傍でラック・ギア１０７０に接触する。
【００９５】
図５３および５７は、ポンピングタンク１０８０および関連する配管構成の２つの代替実施例を示す。図５７に示すように、たとえば、ラック・ギア１０７０は、ポンピングタンク１０８０の内部に配設されたピストン１１６０に連結される。さらに、ピストン１１６０およびラック・ギア１０７０は、往復運動方式などによって、ポンピングタンク１０８０内で動くことができる。ピストン１１６０およびポンピングタンク１０８０は、ポンピング流体を加圧および／またはポンピングするように作動可能なポンピング機構のポンプの少なくとも一部を形成する。第１入口導管１１７０が、ポンピングタンク１０８０の第１部分に取り付けられ、第２入口導管１１８０が、ポンピングタンク１０８０の第２部分に取り付けられる。第１出口導管１１９０が、ポンピングタンク１０８０の第１部分に取り付けられ、第２出口導管１２００が、ポンピングタンク１０８０の第２部分に取り付けられる。第１入口導管１１７０および第２入口導管１１８０の両方は、ポンピングタンク１０８０の上流に配置された一方向（逆止）弁１２１０、１２２０を含む。同様に、第１出口導管１１９０および第２出口導管１２００は、ポンピングタンク１０８０の下流に配設された一方向弁１２３０、１２４０を含む。図５３の実施例に示すように、第１入口導管１１７０および第２入口導管１１８０は、入口導管１１７０、１１８０の間に延在する導管によって、一方向（逆止）弁１２３０、１２４０の上流で結合されてよい。あるいは、図５７に示すように、第１入口導管１１７０および第２入口導管１１８０は、結合されなくてもよい。さらに、また図５７に示すように、第１入口導管１１７０の入口は、タンク１０８０から離れるように（たとえば下方へ）向けられてもよい。したがって、ポンピング流体の液面が第１入口導管１１７０の出口の近傍にないときに、第１入口導管１１７０がポンピング流体を吸入することができる。
【００９６】
特定の実施例によれば、第１出口導管１１９０および第２出口導管１２００は、両方の一方向弁１２２０から下流の位置で合流し、出口導管１１４０と結合する。
【００９７】
図５３および５７に示す実施例によれば、ポンピングタンク１０８０は、複式動作の機能を有する。すなわち、ポンピングタンク１０８０が、ピストン１１６０の上下運動の両方において、ポンピング流体の一部を同時に吸入および放出する。あるいは、ポンピングタンク１０８０は、単式動作の機能のみを有してもよい。すなわち、ポンピングタンク１０８０は、ピストン１１６０の上下運動の一方においてのみ流体を吸入し、ピストン１１６０の上下運動の他方においてのみ流体を放出する。したがって、このような実施例は、単一の入口導管および単一の出口導管のみを必要とする。このような入口導管および出口導管は、ポンピングタンク１０８０の第１部分または第２部分に取り付けられてよい。このような実施例の入口導管および出口導管は、また、上述された一方向弁などの対応する一方向弁を含んでよい。
【００９８】
ポンピング機構２０は、流体塊内の、浮き５０が流体塊の表面に浮くことのできる深さのところに配設されてよい。作動の際、浮き５０は、波動などの流体塊の動作とともに上下する。したがって、浮き５０は、流体塊の表面の運動に追従し、浮き５０をベース部１０９０に対して上下させる。アーム６０がシャフト１０５０とともに枢動すると、浮き５０の運動は、回転的な動きに変換される。したがって、アーム６０は、シャフト１０５０に対して、てこのような動作を与え得る。シャフト１０５０が回転すると、ピニオン・ギア１０６０も回転し、ラック・ギア１０７０およびピストン１１６０をポンピングタンク１０８０内で上下させる。したがって、流体塊の表面準位が上昇すると、浮き５０も上昇し、ピニオン・ギア１０６０を回転させ、ピストン１１６０を下向きに押す。結果として、ピストン１１６０の下のポンピングタンク１０８０内の流体は、第２の出口導管１２００を介し、一方向弁１２４０を介し、出口導管１１４０を介して押し出される。一方向弁１２２０のために、流体は第２入口導管１１８０内を移動することが妨げられている。同時に、ピストン１１６０の下向きの動きの際に、流体が、第１流体入口導管１１７０を介して、ピストン１１６０より上のポンピングタンク１０８０の第１部分に吸入される。一方向弁１２３０のために、流体は、第１出口導管１１９０からポンピングタンク１０８０へと吸入されるのが妨げられている。
【００９９】
流体塊の表面が下がるにつれて、浮き５０およびアーム６０が下方に動く。結果として、ピニオン・ギア１０６０が、ラック・ギア１０７０およびピストン１１６０を上方に動かす。その結果、ポンピングタンク１０８０内のピストン１１６０より上の流体は、第１出口導管１１９０を介し、一方向弁１２３０を介し、出口導管１１４０を介して押し出される。流体は、一方向弁１２１０によって第１入口導管１１７０から押し出されるのが妨げられている。同時に、流体は、第２の入口導管１１８０および一方向弁１２２０を介して、ピストン１１６０の下のポンピングタンク１０８０の一部に吸入される。同様に、一方向弁１２４０のために、流体は、第２出口導管１２００を介してポンピングタンク１０８０へは吸入されない。
【０１００】
したがって、ポンピング機構２０の複式動作の結果、流体の流れが、出口導管１１４０を介してポンピング可能である。一実施例によれば、ポンピング機構２０によりポンピングされる流体は、電気を生じるために発電機を駆動する（たとえば回す）ように運搬および利用が可能である。
【０１０１】
ラック・ギア１０７０およびピストン１１６０は、ラック・ギア１０７０と支柱１１５０との間の摺動的な接触のために、ポンピングタンク１０８０の縦軸と実質的に平行のままである。
【０１０２】
一実施例によれば、ポンピング機構２０は、ポンピング機構２０が干潮および満潮の状態の両方において作動可能であるように流体塊（たとえば広い水塊）内に配置される。満潮の状態では、ピストン１１６０はポンピングタンク１０８０の第２部分において上方および下方に動く。逆に、干潮の状態では、ピストン１１６０はポンピングタンク１０８０の第１部分において上方および下方に動く。
【０１０３】
いくつかの実施例では、ポンピング機構２０は、また、チャンバ１１００に連結された袋を含んでもよい。この袋は、たとえば浮き５０が大きく変位し、それに対応してピストン１１６０がポンピングタンク１０８０内で大きく変位したときに、流体（たとえば空気）を充填および排出し、チャンバ１１００内における真空の形成を防ぐことができる。したがって、この袋によって、流体がポンピングタンク１０８０を介してより連続的に流れることができるようになる。
【０１０４】
さらに、図５７に示される実施例に示されるように、入口導管１１７０、１１８０は、出口導管１１９０、１２００より大きい直径を有してよい。より大きい直径の導管は、流体がポンピングタンク１０８０に吸入される際にキャビテーションを引き起こす危険性を低減する。さらに、より大きい直径の入口導管の使用は、チャンバ１１００内での真空の形成を防ぎ、それによって袋の必要性を排除することができる。
【０１０５】
さらなる実施例によれば、入口導管１１３０は、ポンピングタンク１１８０の１つまたは複数の入口導管に直接的に連結される。結果として、チャンバ１１００は、流体用の貯蔵部としての働きはしない。
【０１０６】
一実施例によれば、入口導管１１７０、１１８０は、６インチ径の導管であり、入口導管１１７０、１１８０に配設された一方向弁１２１０、１２００は、６インチ径の弁である。入口導管１１３０も、６インチ径を有する。さらに、ピストン１１６０は１０インチ径を有し、出口導管１１９０、１２００および対応する一方向弁１２３０、１２４０は、直径３インチである。ベース部の設置面積は２メートル掛ける３メートルであり、浮き５０は排水量４トンのサイズにされる。一般に、このようなポンピング機構は、最高１キロメートル沖合にあってよい。ポンピング機構２０の構成要素は、当然ながら、用途のよって異なるサイズにされてよい。
【０１０７】
いくつかのポンピング機構は、海岸線の区画に沿って配置されてよい。ポンピング機構は、様々な時間に作動するように配置されてよい。たとえば、ポンピング機構は、波によって様々な時間に作動されるように、岸から様々な異なる距離のところに配置されてよい。また、ポンピング機構は、波動の変化を利用するように、海岸線に沿って分散されてもよい。ポンピング機構は、たとえば、ポンピング機構の出力が組み合わせられ、発電機に供給されて電気エネルギーを発生させるように、集合的に作動されてもよい。発電機は、たとえば、ポンピング機構からの流れによって駆動されてよい。ポンピング機構の組み合わせられた出力は、発電機を駆動し、電力を発生させる安定した流体の流れをもたらすことができる。
【０１０８】
さらに、図３８〜５７に示されるポンピング機構２０の実施例は、たとえば図１に示すように、杭に固定され、電力を発生させる発電機へとポンピング流体を運ぶように配置されてもよい。
【０１０９】
図５８は、電力を発生させる工程１３００を示す流れ図である。工程１３１０では、たとえばポンピング機構の浮き部分が流体塊の運動に追従すると、ポンピング機構が関節状に動かされる（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）。ポンピング流体は、たとえば、ポンピング機構によって加圧されてよい。ポンピング流体は、また、ポンピング機構が中に配設される貯蔵部の中に配置されてよい。したがって、ポンピング流体は、また、流体がポンピングに用いられることに加えて、ポンピング機構に潤滑をもたらすために用いられてもよい。ポンピング機構は、たとえば、回転部材のカム運動によって作動される複式動作ポンプまたは回転ポンプであってよい。工程１３２０では、ポンピング機構の関節状の動き（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）が、発電機にポンピング流体をポンピングする。発電機は、沖合の位置など、実質的に、ポンピング機構と同じ位置に設けられてよい。あるいは、発電機は、ポンピング機構から離れた陸上の位置など、ポンピング機構から離れて配置されてもよい。工程１３３０では、ポンピング流体が、発電機の回転可能部材（たとえばタービン軸）を回転させる。回転可能部材の回転は、電力に変換可能である。回転は、また、機械的エネルギーとして直接的に利用可能であるか、または有用な仕事を行うように他のやり方で利用可能である。工程１３４０では、ポンピング流体がポンピング機構に戻される。上述のように、ポンピング流体は、ポンピング機構が中に配設される貯蔵部に戻されてよい。したがって、次の使用のためにポンピング流体が保管され、ポンピング機構がポンピング流体によって潤滑される。
【０１１０】
図５８は発電の一工程を示すが、その他の工程が、様々な他の動作および／または構成を有してもよい。たとえば、工程１３００は、流体塊の運動に従って、かなり一貫した方式で反復されてよい。したがって、発電システムは、反復的に循環されてよい。さらに、第１サイクルの動作が完了する前に、第２サイクルの動作が開始してもよい。別の例として、他の工程は、ポンピング流体の問題（たとえば汚染または漏れ）のための検出を含んでもよい。問題が検出された場合、ポンピング流体は回転可能な部材へと流れるのが妨げられてよい。さらなる例として、発電機を駆動するために、複数のポンピング機構が関節状に動かされ（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）、使用されてもよい。さらに、ポンピング機構のうちの１つに問題が検出された場合、そのポンピング機構がポンピング流体の供給を中止する一方で、他のポンピング機構はポンピング流体を供給し続ける。ポンピング機構は、また、ポンピング機構を修理、修繕、または交換するために、他のポンピング機構がポンピング流体を供給し続ける間、ポンピング流体の供給を中止することができる。ある実施例では、２つ以上のポンピング機構からのポンピング流体が、組み合わされて、回転可能部材を駆動するように使用されてよい。様々な他の動作および／または構成が存在する。
【０１１１】
いくつかの実施例が説明され、いくつかの他の実施例が言及または提案されてきた。さらに、動的流体エネルギーの変換を達成しながら、これらの実施例に対する様々な追加、削除、置換および／または修正が、当業者には容易に示唆されるであろう。したがって、動的流体エネルギーの変換のための様々な実施例が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく達成可能であることが理解されよう。さらに、保護可能な主題の範囲は、１つまたは複数の実施例の１つまたは複数の態様を含み得る、請求項に基づいて判断されるべきである。
【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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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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