能量站及能量站的部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用由于如波浪、潮汐或水流等引起的水運(yùn)動(dòng)的水下能量站。本發(fā)明還涉及到這種能量站的部件，即用于捕獲波浪能量的水下翼(9、10、11)、用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備(12)，以及用于傳輸電能的連接器(46)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，由于水流導(dǎo)致翼(9、10、11)產(chǎn)生繞鉸接軸線的力矩，并且具有獨(dú)立的發(fā)電機(jī)或鏈接的鉸鏈?zhǔn)桨l(fā)電機(jī)以及基于能量感應(yīng)傳輸?shù)哪軌蛩赂浇拥母吖β孰娺B接器(46)。
【專利說明】能量站及能量站的部件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用如波浪、潮沒或水流的水運(yùn)動(dòng)的水下能量站（energy plant,能量 站）。本發(fā)明還涉及這種能量站的部件，即用于捕獲水運(yùn)動(dòng)能量的水下翼、用于將機(jī)械能轉(zhuǎn) 換為電能的設(shè)備，以及用于傳輸電能的連接器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在文獻(xiàn)W02004/097212中披露了用于提供波浪能量站的現(xiàn)有技術(shù)解決方案。所述 波浪能量站具有兩個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)單元并且水域（water basin)的水體適于致動(dòng)生產(chǎn)單元或 致動(dòng)淹沒在水域底部的生產(chǎn)單元部件。生產(chǎn)單元用于將水體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成其它形式的能 量，如電能、機(jī)械能或中間介質(zhì)的壓力。
[0003] 某些問題涉及現(xiàn)有技術(shù)的波浪能量站。由于流面?zhèn)让嫔显龃蟮膲毫σ约霸诹硪粋?cè) 上減小的壓力（抽吸），流面的任何輪廓產(chǎn)生力。抽吸更為重要，通常引起高達(dá)壓力的2/3。 在W02004/097212A1中的水下襟翼利用抵靠著板狀體的停滯壓力。它生成對板的前側(cè)/流 側(cè)的過壓，但因?yàn)闆]有沿相對的表面的增大的流速，在相對側(cè)上更重要的抽吸不能有效地 形成。此外，在側(cè)邊緣周圍的流（參見附圖2中的4)引起擾動(dòng)，并且更進(jìn)一步地降低了小 的背面抽吸。當(dāng)板從堅(jiān)直位置向下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流動(dòng)方向遠(yuǎn)離表面的法線，從而更進(jìn)一步地減少 了壓力差形成。同樣當(dāng)流的迎角在板的軸線上不直的情況下，前緣周圍的流進(jìn)一步降低了 效率。
[0004] 當(dāng)水運(yùn)動(dòng)的能量被捕獲到諸如平面或翼的移動(dòng)表面，或像浮標(biāo)的漂浮體積時(shí)，存 在速度非常緩慢但力卻很大的問題。因此由于需要磁飽和以及增加速度，直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī) 將是極其大的機(jī)器。這通常設(shè)置有單獨(dú)的液壓傳動(dòng)裝置。在水的底部或中間的當(dāng)前液壓傳 動(dòng)系統(tǒng)具有帶有柔性管和多個(gè)連接器及閥門的長管道線。這將引起以下的問題：
[0005] -流動(dòng)阻力加熱液壓流體，該液壓流體需要在單獨(dú)的冷卻器或冷卻管線中冷卻，所 述冷卻管線反過來又對系統(tǒng)添加更多的流動(dòng)阻力。
[0006] -增加的流動(dòng)阻力削減了系統(tǒng)反作用于瞬時(shí)能量峰值并捕獲瞬時(shí)能量峰值的能 力。根據(jù)這些峰值的測量將使系統(tǒng)對于平均使用來說尺寸太大并且其中平均工作測量壓力 需要用限壓閥釋放從而損失所提供的能量。
[0007] -所有部件和管線同樣增加了空間需求和尺寸，從而增加了成本。
[0008] -長管線使得液壓蓄能器的有效使用很困難。
[0009] -發(fā)電機(jī)系統(tǒng)隨著波浪定期地停止和重新啟動(dòng)導(dǎo)致對主干網(wǎng)絡(luò)的有害峰值，降低 了整個(gè)能量站的可用性。
[0010] 用來自干燥環(huán)境已知的技術(shù)進(jìn)行水下電連接，因此這些電連接在水下環(huán)境中是不 切實(shí)際的。這些電連接在發(fā)電機(jī)運(yùn)行同時(shí)也無法連接/斷開連接。在潮濕環(huán)境中由潛水員 進(jìn)行高功率的連接，遠(yuǎn)程操作的水下交通工具或其它遠(yuǎn)程設(shè)備也風(fēng)險(xiǎn)太大，因?yàn)榭赡苈╇?和短路。因此替代非功能性單元非常昂貴，并且需要關(guān)閉整個(gè)能量站。
[0011] 因此，系統(tǒng)很難如優(yōu)選的在現(xiàn)場維護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是為提供一種利用水運(yùn)動(dòng)的能量站和能量站的部件提供新的解決 方案，使用該解決方案能夠避免或減少現(xiàn)有技術(shù)能量站的問題。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過用來將來自水運(yùn)動(dòng)的能量捕獲到水下翼的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的能量站來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，所述翼具有非平面的輪廓。所述翼輪廓優(yōu)選地具有這 種形狀，該形狀實(shí)現(xiàn)了低摩擦的高提升。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用一種利用水運(yùn)動(dòng)在能量站中用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 的轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，所述轉(zhuǎn)換器為包括蓋部以及在所述蓋部內(nèi)的軸的鉸 鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器，所述軸和蓋部可彼此相對旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括：
[0015] -用于增加相對的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)械傳動(dòng)器或液壓傳動(dòng)器；以及
[0016] -由所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，用一種用于在水下環(huán)境中傳輸電能的連接器來實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明的目的，其中，所述連接器包括利用電磁感應(yīng)在所述連接器的兩個(gè)半部之間傳輸電能的 設(shè)備，其中，所述連接器具有分為兩部分的鐵磁芯體，在每個(gè)連接器半部上有一個(gè)，所述兩 部分至少部分地封閉在水密封殼體中。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步方面，用一種利用由水波浪、潮汐或水流所引起的水運(yùn)動(dòng)以 提供電能的能量站來實(shí)現(xiàn)所述目的，所述能量站包括至少一個(gè)能量生產(chǎn)單元，所述能量生 產(chǎn)單元包括用于將來自水運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能捕獲到所述翼的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的水下翼，以及當(dāng)所述水 下翼施加旋轉(zhuǎn)力到轉(zhuǎn)換器時(shí)用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的能量轉(zhuǎn)換器，其中，所述生產(chǎn)單元 包括以下之中的至少一個(gè)：
[0019] -根據(jù)本發(fā)明的水下翼；
[0020] -根據(jù)本發(fā)明的鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器；以及
[0021] -根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)連接器。
[0022] 在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述水下翼的輪廓形狀是對稱或不對稱的。根據(jù)又一 實(shí)施例，所述不對稱翼輪廓具有兩個(gè)鏡像的前緣，由于所述結(jié)構(gòu)優(yōu)選地使用在流動(dòng)具有往 復(fù)方向的波浪能量站中。對稱翼輪廓優(yōu)選地用于潮汐或河流中，其中流動(dòng)方向在很長時(shí)間 內(nèi)恒定并且通過調(diào)節(jié)翼的迎角，例如通過使所述翼繞其支撐軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)所述翼的往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。
[0024] 所述翼優(yōu)選地具有根據(jù)反作用原理流動(dòng)引起力的形狀，如從反作用渦輪機(jī)，這是 已知的。這種翼具有流水會引起比作用力更大的反作用力的輪廓，如已知的來自沖擊式渦 輪機(jī)的翼。更具體地，所述能量站的翼輪廓優(yōu)選地具有這種形狀并且處于以下的位置，在所 述翼輪廓上由水流所引起的在水流的方向上的力分量小于在垂直于水流方向的方向上的 力分量。換句話說，由水流所引起的升力高于由停滯壓力所引起的力。優(yōu)選地優(yōu)化所述翼 的形狀和位置，使得升力提供了來自水流的帶有最小阻力的最大能量。在本發(fā)明的另一實(shí) 施例中，所述翼的表面迎角通過使翼繞支撐軸線旋轉(zhuǎn)是能夠調(diào)節(jié)的。
[0025] 所述翼優(yōu)選地被布置成用于在更接近垂直于水流的平面的方向上提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 而不是在水流方向上提供往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，所述翼的旋轉(zhuǎn)軸線具有更接近水流方向的方向， 而不是垂直于水流的平面。最優(yōu)選地，所述翼在垂直于水流方向的平面內(nèi)移動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)軸 線具有水流的方向。
[0026] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器具有旋轉(zhuǎn)地固定的蓋部或軸，以及旋轉(zhuǎn)的 其他部件。在另一實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器具有用于水下翼的連接，所述水下翼使用水運(yùn)動(dòng)引 起對鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器的旋轉(zhuǎn)力。在又一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器具有用于將翼旋轉(zhuǎn)到優(yōu)選位置的設(shè) 備。
[0027] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述轉(zhuǎn)換器具有液壓傳動(dòng)器，所述液壓傳動(dòng)器包括高壓蓄能器 而沒有建造到軸內(nèi)的管路以能夠接收高能峰值并調(diào)節(jié)電力生產(chǎn)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，瞬時(shí) 轉(zhuǎn)換器具有液壓傳動(dòng)器，所述液壓傳動(dòng)器包括保持系統(tǒng)中的正壓的低壓蓄能器。
[0028] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器具有機(jī)械傳動(dòng)器，所述機(jī)械傳動(dòng)器包括一個(gè)或多個(gè) 行星齒輪級。在又一實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器是獨(dú)立的并具有艙底泵、密封沖洗泵和/或液壓 流體返回泵。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器被鏈接（tethered，系鏈）并具有帶有過濾和 泄漏移除的外液壓流循環(huán)。
[0029] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)換器為遠(yuǎn)程控制的。
[0030] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述感應(yīng)連接器半部的外殼在耦接的連接器中被固定在一起。 在又一實(shí)施例中，所述連接器被額定為比電源頻率（mains frequency,干線頻率）更高的 頻率。
[0031] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述能量站包括幾個(gè)相鄰的生產(chǎn)單元,所述生產(chǎn)單元 具有不對稱輪廓的水下翼，其中所述輪廓相對于水流方向安裝于右手邊或左手邊，并且兩 個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)單元的水下翼是位于相反手邊的。
[0032] 在又一實(shí)施例中，所述生產(chǎn)單元的轉(zhuǎn)換器在底部、水面以下或以上被連接到支撐 轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)部分的非旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)部。
[0033] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過使致動(dòng)器表面繞支撐軸線旋轉(zhuǎn)，致動(dòng)器表面迎角 是能夠調(diào)節(jié)的。在又一實(shí)施例中，所述翼輪廓處于這樣的位置中，在該位置中翼輪廓力由在 輪廓的不同側(cè)上的流速差所導(dǎo)致的壓力差引起。從過來的水流方向來觀察，流速在所述翼 的背側(cè)優(yōu)選地高于翼的前側(cè)。
[0034] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述致動(dòng)器在兩個(gè)位置之間繞其支撐軸線旋轉(zhuǎn)，第一 位置用于移動(dòng)致動(dòng)器到第一方向以及第二位置用于移動(dòng)致動(dòng)器到第二相對的方向，因此可 以利用在恒定方向流動(dòng)的水流的能量。這樣，本發(fā)明的解決方案可用在例如潮汐和河流中。
[0035] 附圖清單
[0036] 以下，借助于附圖描述了本發(fā)明，在附圖中：
[0037] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性能量站；
[0038] 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的水下板，以及根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)示例性水下翼；
[0039] 圖3示出了包括機(jī)械齒輪的根據(jù)本發(fā)明的示例性鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器的透視圖；
[0040] 圖4示出了包括機(jī)械齒輪的根據(jù)本發(fā)明的示例性鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器的透視圖；
[0041] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的示例性發(fā)電機(jī)的端視圖；
[0042] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性電連接器對的透視圖。
[0043] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性電連接器對的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的能量站的示例性實(shí)施例。所述能量站具有能量生產(chǎn)單元 的矩陣，每個(gè)生產(chǎn)單元都包括水下翼9、10、11，鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器12以及用纜線連接到所 述轉(zhuǎn)換器的發(fā)電機(jī)的感應(yīng)連接器46。使用遠(yuǎn)程控制，水下翼或板可轉(zhuǎn)動(dòng)到優(yōu)選位置。水流 的方向用箭頭8標(biāo)記。所述翼優(yōu)選地移動(dòng)，使得它們的位置在堅(jiān)直位置的兩側(cè)交替。效率 在所述翼的堅(jiān)直位置處是最高的，并且當(dāng)所述翼變得更加遠(yuǎn)離堅(jiān)直位置時(shí)變得更低。這是 例如因?yàn)樗髟诘撞扛浇^小。
[0045] 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的水下板3,以及根據(jù)本發(fā)明的水下翼5、7的兩個(gè)示例性實(shí)施 例?，F(xiàn)有技術(shù)的板具有平面形狀的表面，但根據(jù)本發(fā)明的翼具有非平面形狀的表面。根據(jù) 本發(fā)明的翼的形狀可以是翼輪廓，例如在螺旋槳中使用的翼輪廓。流在吸力側(cè)行進(jìn)更長的 距離，引起壓力減少以及有效的抽吸，因此速度在前側(cè)處減少，導(dǎo)致過壓。所述翼因此具有 水流主要導(dǎo)致根據(jù)反作用原理的力的形狀，如已知的反作用渦輪機(jī)，而不是如來自已知的 例如沖力式渦輪機(jī)的作用/停滯力。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的翼包括更有效的致動(dòng)器表面。它是大約沿由如波浪2、潮汐或 河流所引起的流1轉(zhuǎn)動(dòng)的輪廓，以在輪廓的不同側(cè)上產(chǎn)生過壓力和抽吸力。迎角優(yōu)選地是 能夠調(diào)節(jié)的，參見圖2中的6和圖1中的11，以適于流體的不同方向而效率沒有顯著地下 降。
[0047] 眾所周知，大部分壓力感應(yīng)力在任何輪廓的前半部形成。因此，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)輪 廓的實(shí)施例具有兩個(gè)鏡像的前緣。
[0048] 所述翼輪廓可以是對稱的，側(cè)部彼此互為鏡像，如在輪廓7中的一樣。相對的端部 根據(jù)在每個(gè)方向內(nèi)的流動(dòng)條件可具有不同的形狀。當(dāng)通過調(diào)節(jié)在兩個(gè)位置之間的迎角來引 起擺動(dòng)時(shí)，所述解決方案優(yōu)選的用于從相同方向的恒定或長期流動(dòng)：第一位置用于提供所 述翼在第一方向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，并且第二位置用于提供所述翼在第二、相對的方向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。這 樣可在例如潮汐和河流發(fā)電機(jī)中使用本發(fā)明的解決方案。
[0049] 翼輪廓也可以是不對稱的，在左側(cè)和右側(cè)上具有不同的形狀，如在輪廓5中的一 樣。相對的端部根據(jù)在每個(gè)方向內(nèi)的流動(dòng)條件可具有不同的形狀。所述解決方案優(yōu)選地用 于像波浪的自然脈動(dòng)流（oscillating flow)。翼也可包含一組肋部而不是一個(gè)相同部件。
[0050] 迎角也能夠調(diào)節(jié)以使鉸鏈上的旋轉(zhuǎn)力矩最大化，優(yōu)化在不同的流速度和不同的流 動(dòng)方向變化上的能量捕獲。在使用非對稱輪廓的情況下，在圖1中流8的下游，交替地使用 右手邊輪廓9和左手邊輪廓10以增加來自相鄰翼行的輸出功率是有利的。
[0051] 在這兩種輪廓上，需要指出的是，由于沿輪廓的流速差，迎角和輪廓可沿著所述翼 改變。由于水流的較小速度，所述翼的迎角優(yōu)選地靠近轉(zhuǎn)換器比在轉(zhuǎn)換器的遠(yuǎn)端更高。這 可以布置在所述翼的永久形狀中，或動(dòng)態(tài)控制。迎角的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)因此可以通過旋轉(zhuǎn)整個(gè)輪 廓或輪廓的部分來完成。
[0052] 在平均流（恒定的或往復(fù)的）具有接近恒定方向的區(qū)域上，單元可固定地安裝。在 流動(dòng)方向可以像由于在春天和秋天暴風(fēng)雨中的不同天氣條件來臨的海浪那樣而顯著地變 化時(shí)，所述單元可安裝在能夠封閉的回轉(zhuǎn)式基礎(chǔ)部上。它們的定向是能夠根據(jù)主預(yù)期的流 動(dòng)方向調(diào)節(jié)的。
[0053] 如果平均流方向未知，它可用外部傳感器和輸入到所述單元中的方向數(shù)據(jù)測量或 用在所述翼或鉸鏈基礎(chǔ)上的局部壓力傳感器或流量傳感器測量。測量不是必須，所述單元 可通過尋找導(dǎo)致所述翼保持在堅(jiān)直位置的迎角來感測平均流。
[0054] 在如波浪的往復(fù)流中，調(diào)節(jié)翼能夠調(diào)節(jié)成恒定的迎角。但是有利于在旋轉(zhuǎn)過程中 對迎角做輕微的調(diào)節(jié)，以使鉸鏈轉(zhuǎn)矩最大化。這能夠根據(jù)規(guī)定的角數(shù)據(jù)或通過搜索在迎角 內(nèi)具有小的臨時(shí)變化的最大力矩來完成。用在鉸鏈的固定部件上的應(yīng)變儀和/或在液壓流 體上的壓力傳感器從剪切變形測量轉(zhuǎn)矩。
[0055] 在幾乎靜態(tài)的流體中，調(diào)節(jié)迎角至中性角的兩側(cè)，導(dǎo)致翼處在堅(jiān)直位置。在這種情 況下，迎角在每個(gè)運(yùn)動(dòng)末端必須改變以使旋轉(zhuǎn)反向。在旋轉(zhuǎn)過程中對迎角的小調(diào)節(jié)是有益 的并能夠如在往復(fù)情況中完成。
[0056] 圖3至5示出了根據(jù)本發(fā)明的鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器的示例性實(shí)施例。圖3中的轉(zhuǎn)換 器具有機(jī)械齒輪，圖4的轉(zhuǎn)換器具有液壓齒輪。所述鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器包括增加旋轉(zhuǎn)速度的傳 動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子13。傳動(dòng)器可用單個(gè)齒輪級或多個(gè)齒輪級14來完成，或使用如圖4 所示的液壓傳動(dòng)器來完成。行星級由于其長壽命和力平衡是優(yōu)選的。轉(zhuǎn)子附接到最快的旋 轉(zhuǎn)級，在示出的布置中是附接到第二級太陽齒輪15。定子16被連接到鉸鏈的靜態(tài)部分，在 示出的布置中是蓋部17。應(yīng)該指出的是，軸或蓋部可被布置成靜態(tài)的，而另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)部 件。電轉(zhuǎn)換為直流電，然后用逆變器轉(zhuǎn)化至正確電壓和頻率。圖3的艙底泵19和圖4的艙 底泵43可機(jī)械地或電動(dòng)地驅(qū)動(dòng)。沖洗泵20吸收水通過過濾器21以形成到最外層密封的 沖洗流。
[0057] 在液壓鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器中，圖4的軸22包括帶有形成液壓蓄能器的氣囊24的高壓 流體容積23,從而能使高壓側(cè)暫時(shí)地從腔室26通過進(jìn)氣閥25接收高流量峰值。不需要管 路或軟管，從而從根本上減少高壓流體摩擦。
[0058] 根據(jù)布置結(jié)構(gòu)，低壓容積可布置到軸27內(nèi)或在其周圍。在軸內(nèi)，液壓流直接地通 過閥28進(jìn)給到膨脹室34。低壓容積還包括氣囊29以補(bǔ)償體積變化從而保持圍繞水的正壓 力。應(yīng)所述指出的是，軸或蓋部可以是靜態(tài)部件，并且另一個(gè)是旋轉(zhuǎn)部件。
[0059] 在旋轉(zhuǎn)蓋部的布置中，運(yùn)行發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子31的液壓馬達(dá)或渦輪30可以或者在靠近 高壓容積的軸的內(nèi)側(cè)，或如圖所示在軸和蓋部之間。在靜態(tài)蓋部的布置中，發(fā)電機(jī)優(yōu)選地位 于軸和蓋部之間，盡管其它位置，如在軸內(nèi)側(cè)也是可能的。發(fā)電機(jī)定子32附接到鉸鏈的靜 態(tài)部分。
[0060] 軸、蓋部、傳動(dòng)器和發(fā)電機(jī)優(yōu)選地同軸地布置在轉(zhuǎn)換器中以便于組件的集成。
[0061] 鉸鏈的可能的額外用處是用在使用過濾功率峰值的本地蓄能器生產(chǎn)到外部產(chǎn)生 單元的加壓液壓流中，從而調(diào)節(jié)流量。壓力蓄能器用在功能壓力和功能溫度下煮沸的流體 加壓，因此保持蓄壓器壓力恒定。一種這樣的流體是二氧化碳。
[0062] 液壓流體在圖5的軸和蓋部26之間的可變?nèi)莘e室內(nèi)被加壓。存在由葉片33分隔 的1個(gè)或多個(gè)腔室對，每隔一個(gè)附接到所述軸并且其它腔室對附接到蓋部。為尋求長期和 可靠的功能，這種布置是對稱的，具有兩個(gè)或多個(gè)腔室對。液壓流體通過蓋部壁冷卻。
[0063] 艙底泵和密封沖洗裝置布置有如圖3的通道、泵和管道。液壓流體泄漏用泵通過 通道和管道35饋回到系統(tǒng)。
[0064] 用發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為直流電，然后用逆變器轉(zhuǎn)換成適合電壓和頻率以進(jìn)一 步傳輸。外部連接（電力線、遙感和控制）附接到鉸鏈的靜態(tài)部分。
[0065] 圖6和7示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)連接器的示例性實(shí)施例。使用感應(yīng)連接器46， 單元能夠在運(yùn)行時(shí)安全地連接到電站饋電網(wǎng)絡(luò)以及與電站饋電網(wǎng)絡(luò)分離。生產(chǎn)單元的電纜 來到水密封滲透器44并且生產(chǎn)能量收集點(diǎn)的電纜從水密封滲透器45離開。連接器優(yōu)選地 配備有快速固定夾41。連接器包含兩部分，每個(gè)部分都包括鐵磁芯體36的一個(gè)半部，該鐵 磁芯體具有用于生產(chǎn)單元37和電站收集電纜38的繞組。芯體被封裝在水密封殼體39和 40內(nèi)。有可能的是芯體或其涂層是由耐水材料制成的。在這種情況下，芯體的端表面可以 在水密封殼體外側(cè)，因此連接器的芯體表面可朝彼此放置并且芯體之間具有最小間隙。轉(zhuǎn) 移電能的這種方式是有效的。在固定快速固定夾后，連接器之間的氣隙用在柔性套管41的 內(nèi)部吹的空氣或其它氣體干燥。
[0066] 所述轉(zhuǎn)換器的逆變器單元感測網(wǎng)絡(luò)頻率和相位，相應(yīng)地同步輸出。
[0067] 所述設(shè)備也可反向，從而運(yùn)行發(fā)電機(jī)作為產(chǎn)生液壓動(dòng)力的電機(jī)。使用該功能時(shí)，流 捕獲表面當(dāng)需要時(shí)可遠(yuǎn)程地向下轉(zhuǎn)動(dòng)到底部，而不是讓它們空轉(zhuǎn)。
[0068] 必須指出的是，以上已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的解決方案的僅一些實(shí)施例。本發(fā)明 的原理可在由專利權(quán)利要求所確定的保護(hù)范圍內(nèi)自然地修改，比如實(shí)施細(xì)節(jié)和使用區(qū)域的 修改。
[0069] 也需要指出的是，水下翼、鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器設(shè)備和感應(yīng)連接器可分別和獨(dú)立地應(yīng)用 在不同類型的波浪發(fā)電站中。
[0070] 進(jìn)一步應(yīng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明的能量站優(yōu)選地利用波浪引起的水運(yùn)動(dòng)，但它可 能可選地或者另外利用由潮汐、河流等引起的水運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種能量站的水下翼，所述翼用于將水運(yùn)動(dòng)的能量捕獲到所述翼的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，其 特征在于，所述翼具有非平面輪廓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼，其特征在于，所述翼的輪廓形狀是對稱的或不對稱的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的翼，其特征在于，翼輪廓具有鏡像的兩個(gè)前緣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的翼，其特征在于，所述翼具有附接裝置，所述附 接裝置允許通過使所述翼繞支撐軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而能夠調(diào)節(jié)翼表面迎角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼，其特征在于，所述翼具有這樣的輪廓，在所述輪廓中流水 引起比作用力更大的反作用力。
6. -種在利用水運(yùn)動(dòng)的能量的能量站中用于將往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)換 器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器為鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括蓋部和位于所述蓋部內(nèi)的 軸，其中所述軸和所述蓋部能夠相對彼此旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括： -用于增加相對的旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)械傳動(dòng)器或液壓傳動(dòng)器；以及 -由所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有旋轉(zhuǎn)地固定的蓋部或 軸，并且所述蓋部和所述軸中的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有用于水下翼的連 接，所述水下翼使用水運(yùn)動(dòng)引起對所述鉸鏈?zhǔn)睫D(zhuǎn)換器的旋轉(zhuǎn)力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有用于使翼 轉(zhuǎn)動(dòng)到優(yōu)選位置的裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有包括高 壓蓄能器的液壓傳動(dòng)器而沒有建造到所述軸內(nèi)的管路，以便能夠接收高能峰值并且以便調(diào) 節(jié)電力生產(chǎn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有液壓傳 動(dòng)器，所述液壓傳動(dòng)器包括保持系統(tǒng)中的正壓的低壓蓄能器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器具有包括一 個(gè)或多個(gè)行星齒輪級的機(jī)械傳動(dòng)器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器是獨(dú)立的并 具有艙底泵、密封沖洗泵和/或液壓流體返回泵。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6至12中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器被鏈接，并 具有帶有過濾和泄漏移除的外液壓流體循環(huán)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求6至14中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器被遠(yuǎn)程控 制。
16. -種用于在水下環(huán)境中傳輸電能的連接器，其特征在于，所述連接器包括用于使用 電磁感應(yīng)在所述連接器的兩個(gè)半部之間傳輸電能的裝置，其中，所述連接器具有分為兩個(gè) 部分的鐵磁芯體，所述兩個(gè)部分在每個(gè)連接器半部中有一個(gè)，所述兩個(gè)部分至少部分地封 閉在水密封殼體內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的連接器，其特征在于，在耦接的所述連接器中，所述殼體固 定在一起。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的連接器，其特征在于，所述連接器被額定為比電源頻 率更高的頻率。
19. 一種利用由水波浪或水流所引起的水運(yùn)動(dòng)而提供電能的能量站，所述能量站包括 至少一個(gè)能量生產(chǎn)單元，所述能量生產(chǎn)單元包括水下致動(dòng)器以及能量轉(zhuǎn)換器，所述致動(dòng)器 用于將來自所述水運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能捕獲到所述致動(dòng)器的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，所述能量轉(zhuǎn)換器當(dāng)所述 水下致動(dòng)器施加旋轉(zhuǎn)力到所述轉(zhuǎn)換器時(shí)用于將所述機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，其特征在于，所述 生產(chǎn)單元包括以下之中的至少一個(gè)： -根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的水下翼作為致動(dòng)器； -根據(jù)權(quán)利要求6至15中任一項(xiàng)所述的鉸鏈?zhǔn)侥芰哭D(zhuǎn)換器；以及 -根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項(xiàng)所述的感應(yīng)連接器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的能量站，其特征在于，所述能量站包括多個(gè)相鄰的生產(chǎn)單 元，所述生產(chǎn)單元具有不對稱輪廓的水下翼，其中，所述輪廓相對于水流方向安裝于右手邊 或左手邊，并且兩個(gè)連續(xù)生產(chǎn)單元的所述水下翼是位于相反手邊的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的能量站，其特征在于，所述生產(chǎn)單元的所述轉(zhuǎn)換器在 底部、水面以下或水面以上附接到支撐鉸鏈單元的靜態(tài)部分的非旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)部。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19至21中任一項(xiàng)所述的能量站，其特征在于，致動(dòng)器表面迎角能夠 通過使所述致動(dòng)器繞支撐軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而調(diào)節(jié)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19至22中任一項(xiàng)所述的能量站，其特征在于，所述能量站的翼輪廓 處于這樣的位置中，所述位置使得由在所述輪廓的不同側(cè)上的流速差所導(dǎo)致的壓力差而引 起翼輪廓力。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項(xiàng)所述的能量站，其特征在于，所述能量站的翼輪廓 具有這種形狀并且處于這種位置中，所述形狀和所述位置使得由在所述翼輪廓上的水流所 引起的在水流方向上的力分量小于在垂直于所述水流方向的方向上的力分量。
【文檔編號】E02B9/08GK104105871SQ201380005578
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月16日
【發(fā)明者】蒂莫·西爾塔拉 申請人:海底能源公司