專利名稱：用于收集波浪能的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回收波浪所包含的能量的方法，并涉及一種收集裝 置。本發(fā)明的目的更具體地在本申請(qǐng)的獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中公開(kāi)。
背景技術(shù)：
已提出了幾種用于收集波浪能并將波浪能轉(zhuǎn)化為壓力能的方法。FR 公開(kāi)物2 436 888公開(kāi)了一種在水面上的浮子，其通過(guò)鉸接至所述浮子的 桿而被支撐至收集裝置的本體。液壓泵設(shè)置為與所述桿相關(guān)聯(lián)，從而當(dāng) 浮子在波浪作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生液壓動(dòng)力。然而，這種收集裝置的問(wèn)題在 于浮子的運(yùn)動(dòng)是不可控的，從而不能以滿意的方式收集波浪所包括的能

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的及改進(jìn)的回收波浪所包含的能量的方 法和裝置。
本發(fā)明的方法的特征在于將所述浮子基本完全布置在水面下；并將 至少一個(gè)支撐桿剛性地聯(lián)結(jié)至所述浮子。
本發(fā)明的裝置的特征在于至少一個(gè)支撐桿剛性地緊固至所述浮子， 而不在所述浮子和所述支撐桿之間形成鉸接。
本發(fā)明的第二裝置的特征在于所述浮子聯(lián)結(jié)至至少一個(gè)支撐構(gòu)件； 所述支撐桿在它們的第一端部處聯(lián)結(jié)至所述支撐構(gòu)件；至少一個(gè)支撐桿 剛性地緊固至所述支撐構(gòu)件，而不在所述浮子和所述支撐桿之間形成鉸 接。
本發(fā)明的主要思想在于，至少一個(gè)桿的上端緊固而不是鉸接至所述 浮子。 可選的是，所述浮子直接或通過(guò)鉸接裝置緊固至合適的支撐構(gòu)件， 所述支撐桿的上端緊固至所述支撐構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明的思想，所述桿的 至少一個(gè)上端緊固而不是鉸接至所述支撐構(gòu)件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，由于相對(duì)所述浮子為剛性的桿防止了所述浮子 在從能量收集觀點(diǎn)來(lái)看不適宜的位置豎起，因而可以控制所述浮子的運(yùn) 動(dòng)。剛性地緊固至所述浮子的桿使所述浮子保持在受控的、圓形或橢圓 形路徑上。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，所述裝置包括用于對(duì)所述浮子 相對(duì)水面的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置?？赏ㄟ^(guò)改變所述浮子中的水或空氣的 量而改變所述浮子的質(zhì)量。這樣，可調(diào)節(jié)所述浮子，使得所述浮子在主 要的波浪情形下以最佳可行的方式接收波浪所包含的能量。此外，還可 根據(jù)風(fēng)暴和結(jié)冰的情形，將浮子調(diào)節(jié)成深入水中，從而避免對(duì)所述收集 裝置造成損壞。另一方面，在對(duì)應(yīng)于正常操作環(huán)境的波浪情形下，可通 過(guò)調(diào)節(jié)將所述浮子保持在水的上表面層，正好在表面下；在該位置處， 波浪所包含的能量最大。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，所述浮子是具有圓形或橢圓形 橫截面的細(xì)長(zhǎng)筒體。支撐桿可被設(shè)置在該筒體兩端的區(qū)域處?？蛇x的是， 可在筒體的中部、距各端一定距離處布置一個(gè)或多個(gè)支撐桿。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，所述浮子的橫截面包括不同半 徑的多個(gè)彎曲表面。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，所述浮子是盒狀的，并且其橫 截面可以是方形、矩形、平行四邊形或梯形。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)多個(gè)收集裝置以構(gòu)成一個(gè) 更大的整體。各收集裝置可包括專用的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器和專用的能量轉(zhuǎn)換器。 這樣，所述收集裝置的能量轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)電的方式或通過(guò)壓力介質(zhì)相 串聯(lián)?？蛇x的是，可將兩個(gè)或更多個(gè)收集裝置相聯(lián)結(jié)以機(jī)械地使用共用 的轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，將兩個(gè)或更多個(gè)收集裝置相聯(lián) 結(jié)以使用共用的轉(zhuǎn)換裝置，同一個(gè)軸具有一個(gè)或多個(gè)飛輪。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器以將傳遞 至所述軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，將所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)至一個(gè) 或多個(gè)發(fā)電機(jī)，從而通過(guò)發(fā)電機(jī)將從所述波浪收集的能量轉(zhuǎn)換為電能。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，將所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)至一個(gè) 或多個(gè)泵，所述泵設(shè)置為泵送諸如氣體或液體的介質(zhì)。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，以使用 諸如研磨機(jī)或鋸之類的機(jī)械裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)將所述收集裝置 支撐至諸如海洋、湖泊、或河流的水系的底部。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，將所述收集裝置支撐至上部結(jié) 構(gòu)的下側(cè)。波浪可以經(jīng)過(guò)所述平臺(tái)(deck)的下面，并將其部分能量釋 放至一個(gè)或多個(gè)收集裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，將所述收集裝置支撐至漂浮的 上部結(jié)構(gòu)的下側(cè)。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，橫向于所述波浪運(yùn)動(dòng)的方向限 制所述浮子的水平運(yùn)動(dòng)。從而能夠橫向相鄰地設(shè)置多個(gè)收集裝置，而沒(méi) 有碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。此外，可用運(yùn)動(dòng)限定器來(lái)減小指向所述支撐桿、鉸接裝 置、以及構(gòu)造其余部分的負(fù)載。
本發(fā)明的實(shí)施方式的主要思想在于，至少一個(gè)支撐桿具有扁平的橫 截面，并且所述支撐桿被設(shè)置為在橫向于所述波浪的運(yùn)動(dòng)方向的方向上 具有相對(duì)較大的表面積，而同時(shí)在對(duì)著所述波浪運(yùn)動(dòng)的方向上具有相對(duì) 較小的表面積。這樣，所述支撐桿可以防止所述浮子橫向運(yùn)動(dòng)，而且其 在水中的流動(dòng)阻力不高。


本發(fā)明的一些實(shí)施方式將在附圖中更詳細(xì)地進(jìn)行描述，附圖中
圖la和圖lb示意性地示出了在水中行進(jìn)的波浪以及水中水分子的
運(yùn)動(dòng)，
圖2a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置的側(cè)視圖， 圖2b至圖2e示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置的浮子在波浪 作用下的運(yùn)動(dòng)，
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二收集裝置的立體圖，該第二 收集裝置的浮子通過(guò)四個(gè)支撐桿而支撐至本體，
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第三收集裝置的側(cè)視圖，該第三 收集裝置設(shè)置在豎直的壁表面中，
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第四收集裝置的側(cè)視圖，該第四 收集裝置包括至少一個(gè)支撐桿，其縱向運(yùn)動(dòng)由致動(dòng)器接收，
圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第五收集裝置的側(cè)視圖，其中浮 子由至少一個(gè)支撐桿支撐，其縱向運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)其專用裝置而被 接收在致動(dòng)器中，
圖7示意性地示出了將多個(gè)收集裝置布置為較大收集單元的方式， 并且所述附圖還示出了通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)將收集裝置支撐至底部的方式，
圖8示意性地示出了通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)將收集裝置支撐至底部的第二方
式，
圖9示意性地示出了一種結(jié)構(gòu)，可以與該結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)地使用本發(fā)明 的收集裝置，
圖10以局部剖面圖示意性地示出了運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器用 于將收集裝置中的一個(gè)或多個(gè)支撐桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，
圖lla和圖lib示意性地示出了串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)結(jié)兩個(gè)或更多個(gè)收集 裝置的一些方式，
圖12a示意性地示出了設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的收集裝置，而圖12b和圖 12c示出了圖12a的收集裝置在不同方向的大浪下觀察所見(jiàn)的俯視圖，
圖13a示意性地示出了將收集裝置布置在水面上的上部結(jié)構(gòu)中的方
式，
圖13b示意性地示出了將收集裝置布置在上部結(jié)構(gòu)中以及水系底部 處的方式，
圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置的側(cè)視圖，其中柔性動(dòng) 力傳動(dòng)構(gòu)件布置成將運(yùn)動(dòng)從浮子傳遞至致動(dòng)器，
圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二收集裝置的側(cè)視圖，該第二 收集裝置包括兩個(gè)浮子和柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件，所述柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件設(shè) 置為將浮子聯(lián)結(jié)起來(lái)并將運(yùn)動(dòng)從浮子傳遞至致動(dòng)器，
圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置，其中通過(guò)在浮子中部
處的多個(gè)鉸接支撐桿而支撐所述細(xì)長(zhǎng)浮子，
圖17示意性地示出了圖16示出的收集裝置的應(yīng)用，其中支撐桿僅 僅布置在浮子的一側(cè)，
圖18示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置，其中齒桿等剛性地緊 固至浮子的中部，以及
圖19示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置，其中一個(gè)支撐桿剛性 地緊固至浮子的中部。
為了清楚起見(jiàn)，附圖以簡(jiǎn)化的方式示出了本發(fā)明。在附圖中，相同 的部件以相同的附圖標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式
圖la和圖lb示出的波浪1包括勢(shì)能Ey和動(dòng)能Ex。勢(shì)能Ey由水分 子在豎直方向Y上的高度變化而產(chǎn)生。而動(dòng)能Ex則由水分子2的往復(fù)水 平運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。當(dāng)水分子2靠近波浪1的谷部時(shí)，其勢(shì)能Ey較低而動(dòng)能 Ex較高。水分子2在波浪1的峰部時(shí)情形相反。通過(guò)這兩種同時(shí)存在的 能量Ex、 Ey的作用，水分子2沿圓形或橢圓形的彎曲路徑3移動(dòng)。水分 子2的這一運(yùn)動(dòng)從水面5向底部6延伸一距離。水分子運(yùn)動(dòng)的深度例如 取決于水面5至底部6的距離的大小。類似地，彎曲路徑3的形狀例如 取決于水面5至底部6的距離。例如，在其中至底部6的距離較大的所 謂自由水的區(qū)域中，彎曲路徑3基本為圓形并較深地延伸至水體中。相 反，在淺水區(qū)域中，底部6影響水分子2的運(yùn)動(dòng)，使得彎曲路徑3可以 呈橢圓的形式。
圖lb進(jìn)一步示出了浮子7，所述浮子7在方向Y上受到重力G的作
用。另一方面，水中的浮子7受到浮力H的作用，其大小取決于浮子7
的體積V以及水的密度R。每一具體時(shí)刻下浮子7在水中越深，則浮力 H越大。通過(guò)調(diào)節(jié)浮子7的質(zhì)量可影響浮子7漂浮在水中的深度。優(yōu)選 的是，按以下方式將浮子7布置在水中，使得浮子7基本完全在水面5 下。這樣，其整個(gè)表面區(qū)域都受到波浪所包含的能量的作用。另一方面， 由于與水分子2相關(guān)聯(lián)的能量按距水面5的距離成比例地減小，因此作 用于浮子7的力在水的表面層處最大。盡管進(jìn)行多種努力以使浮子7持 續(xù)并基本完全地位于水面下，然而在一些情形中會(huì)使部分浮子7瞬時(shí)浮
現(xiàn)到水面上。
圖2a示出了收集裝置8，所述收集裝置8可包括一個(gè)或多個(gè)浮子7、 本體9、以及用于將浮子7聯(lián)結(jié)至本體9的第一支撐桿10和第二支撐桿 11。收集裝置8還可包括致動(dòng)器12，其用于接收支撐桿IO、 ll的運(yùn)動(dòng)。 致動(dòng)器12可以是運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13，其能夠?qū)⒍鄠€(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)C轉(zhuǎn)化為單向 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)D。運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13通過(guò)動(dòng)力輸出軸14聯(lián)結(jié)至能量轉(zhuǎn)換器15， 所述能量轉(zhuǎn)換器15可以是例如用于將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)。所產(chǎn)生 的電例如可通過(guò)導(dǎo)線16傳送至電網(wǎng)。
第一支撐桿10可以由上部10a和下部10b構(gòu)成，上部10a和下部10b 通過(guò)鉸接裝置10c聯(lián)結(jié)起來(lái)。因而，支撐桿或支撐臂可以是一類鉸接機(jī) 構(gòu)。類似地，第二支撐桿11可包括部分lla和部分llb，以及鉸接裝置 llc。支撐桿10、 11是能夠沿其縱向和其橫向傳遞力的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。在一些 情況下，支撐桿IO、 11可以是彎曲件或成形為其它合適的形狀。浮子7 沿不同方向的運(yùn)動(dòng)可通過(guò)支撐桿10、 11或支撐臂傳遞至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13。 支撐桿10的下端聯(lián)結(jié)至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13中的進(jìn)給軸17a，類似地，支撐桿 11的下端聯(lián)結(jié)至進(jìn)給軸17b。支撐桿10的上端通過(guò)固定的固定件18而 非鉸接地聯(lián)結(jié)至浮子7，從而支撐桿10的上部10a相對(duì)浮子7是固定的。 然而，浮子7的運(yùn)動(dòng)使鉸接裝置10c相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13運(yùn)動(dòng)，從而支撐 桿10的下部10b使進(jìn)給軸17a沿方向C轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，第二支撐桿11的 上部lla通過(guò)鉸接裝置18聯(lián)結(jié)至浮子7。
圖2a示出的浮子7可為具有大致圓形或橢圓形橫截面的球形件。可
選的是，浮子7也可以是一些其它的設(shè)置有彎曲外表面的漂浮容器。
圖2b至圖2e示出了水1對(duì)操作收集裝置8的作用。波浪1所包含 的勢(shì)能和動(dòng)能使浮子7沿圓形或橢圓形的彎曲路徑3運(yùn)動(dòng)。如圖所示， 剛性地緊固至浮子7的桿10將浮子一直保持在使得浮子7可沿彎曲路徑 3運(yùn)動(dòng)的位置處。
圖3示出的收集裝置8包括筒狀浮子7，其橫截面可以是圓形或橢 圓形，或者此外所述橫截面的外表面包括多個(gè)彎曲部分。當(dāng)在液體中運(yùn) 動(dòng)時(shí)，設(shè)置有彎曲形狀的浮子7比設(shè)置有角形的浮子具有更小的摩擦。 此外，細(xì)長(zhǎng)浮子7具有較大的表面積來(lái)接收波浪1的能量。收集裝置8 可以布置成使得其細(xì)長(zhǎng)浮子7在正常波浪狀態(tài)下橫向于波浪1的運(yùn)動(dòng)方 向。此外，收集裝置8可以設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)20，其能夠根據(jù)波浪1的運(yùn) 動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)收集裝置8或僅轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)浮子7。還可與收集裝置8相聯(lián) 地設(shè)置用于識(shí)別波浪運(yùn)動(dòng)方向并相應(yīng)調(diào)節(jié)浮子7的位置的自動(dòng)裝置。此 外，例如在風(fēng)暴中或當(dāng)水面結(jié)冰時(shí)，可以將浮子7較深地浸入水中，從 而防止損壞收集裝置8。
細(xì)長(zhǎng)浮子7在其第一端通過(guò)支撐桿10和11支撐，在其第二端通過(guò) 支撐桿IO，和ll'支撐。支撐桿10和10'可以聯(lián)結(jié)至同一個(gè)或不同的進(jìn)給 軸17a，并且類似地，支撐桿11和ll'可以聯(lián)結(jié)至同一個(gè)或不同的進(jìn)給軸 17b。
在圖4中，收集裝置8被緊固至豎直壁表面21，如橋墩(pier)的 壁，鉆油臺(tái)的支撐腿、防波堤或其它合適的位置。圖4示出的收集裝置8 可基本類似于圖3示出的裝置。運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13可設(shè)置為對(duì)泵進(jìn)行操作， 在這種情況下所述泵用作能量轉(zhuǎn)換器15。泵被設(shè)置為泵送水、諸如油之 類的液態(tài)介質(zhì)，或被設(shè)置為泵送某些合適的氣體，如空氣。壓力介質(zhì)可 沿導(dǎo)管22從泵傳送出去。
在圖5示出的收集裝置8中，浮子7的橫截面是橢圓形的。此外， 浮子7不僅可由支撐桿10和11支撐，而且可由第三支撐桿23支撐。可 選的是，第三桿23可替換支撐桿11。第三支撐桿23的上端可通過(guò)鉸接 裝置24鉸接至浮子7，而其下端設(shè)置為對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸17c進(jìn)行操作。第三支撐桿23的下端可設(shè)置有齒，同樣地，進(jìn)給軸17c可包括
齒輪，為此第三支撐桿23的縱向運(yùn)動(dòng)使進(jìn)給軸17c實(shí)現(xiàn)沿方向C的往復(fù) 運(yùn)動(dòng)。
圖5示出的收集裝置8還可包括調(diào)節(jié)裝置25，其用于以以下方式調(diào) 節(jié)浮子7的質(zhì)量，即，將浮子7放置在與水面5相距期望距離S的表面 深度中。調(diào)節(jié)裝置25可設(shè)置為使水進(jìn)入浮子7或從中排出水。當(dāng)然也可 以應(yīng)用其它調(diào)節(jié)質(zhì)量的方式。浮子7可包括一個(gè)或多個(gè)可對(duì)浮子7相對(duì) 于水面5的位置進(jìn)行識(shí)別的傳感器26，可選的是，可與運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13相 關(guān)聯(lián)地設(shè)置一個(gè)或多個(gè)傳感器27，以基于進(jìn)給軸17的路徑確定浮子7的 豎直位置。
圖6示出了收集裝置8，其浮子7通過(guò)一個(gè)支撐桿28聯(lián)結(jié)至致動(dòng)器 12。支撐桿28的上端通過(guò)固定的固定件18聯(lián)結(jié)至浮子7，從而支撐桿 28沿縱向M運(yùn)動(dòng)并沿方向N轉(zhuǎn)動(dòng)。支撐桿28可包括用于將其沿縱向M 的運(yùn)動(dòng)傳遞至進(jìn)給軸17c的裝置。此外，支撐桿28可聯(lián)結(jié)至滑塊29，可 通過(guò)所述滑塊29將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)N轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)Q?；瑝K29被設(shè)置為對(duì) 進(jìn)給軸17d進(jìn)行操作?；瑝K29和支撐桿28之間可存在聯(lián)結(jié)件，所述聯(lián) 結(jié)件并不接收支撐桿28的縱向運(yùn)動(dòng)M，而僅僅傳遞橫向運(yùn)動(dòng)?；瑝K29 可包括開(kāi)口，所述開(kāi)口以以下方式設(shè)置有合適的軸承39，即，允許支撐 桿28沿其縱向自由運(yùn)動(dòng)。
應(yīng)指出的是，圖4、圖5、和圖6示出的浮子7可以是細(xì)長(zhǎng)筒體或其 它類型的漂浮容器。
在圖7中，多個(gè)收集裝置8以以下方式設(shè)置，即，所述收集裝置8 形成了一種具有多個(gè)排31a至31c的'接收裝置排布區(qū)'。第一排31a上 的收集裝置8首先接收波浪1，因此它們與隨后的排31b和31c的收集裝 置8相比能從波浪收集更大量的能量。然而，大量的能量保留在已經(jīng)通 過(guò)第一排31a的波浪1中，并且所述能量可通過(guò)設(shè)置在隨后的排31b和 31c中的收集裝置8回收。收集裝置8以相鄰裝置不相互干擾的方式設(shè)置。
圖7進(jìn)一步示出了收集裝置8可通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)32而被支撐至水系的 底部。支撐結(jié)構(gòu)32可以是一種堤岸33，收集裝置8可通過(guò)所述堤岸而被
置于距水面合適的距離處。需要時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)32可被構(gòu)造在水中某些合
適的平臺(tái)上，而非水系的底部。支撐結(jié)構(gòu)32和收集裝置8可一起構(gòu)成防 波堤。
圖8示出了例如將收集裝置8支撐至深海底部的第二可選方案。.支 撐結(jié)構(gòu)32可以是網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或合適的支架(console) 34，其通過(guò)支撐腳35 支撐排列成排31a至31c的收集裝置8。
圖9示出了包括蓋37和設(shè)置在所述蓋下的多個(gè)收集裝置8的結(jié)構(gòu)
36。 可通過(guò)支架34和網(wǎng)格結(jié)構(gòu)38或以其它合適方式支撐收集裝置8。此 外，收集裝置8可以以在前的圖7和圖8示出的方式排列成排31a至31c。 另外，結(jié)構(gòu)36包括底部件39，所述底部件39可通過(guò)支撐件40支撐蓋
37。 可選的是，蓋37通過(guò)支撐件40直接被支撐至水系的底部。底部件 39可以是漂浮件。蓋37可以作為飛機(jī)場(chǎng)，太陽(yáng)能電池或風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的平 臺(tái)，或作為建筑物的地基。由于波浪1能夠在頂蓋37和底部件39之間 經(jīng)過(guò)，因此，波浪1產(chǎn)生的對(duì)結(jié)構(gòu)36的載荷相對(duì)較小。可選的是，收集 裝置8可以直接或通過(guò)某些合適的支撐結(jié)構(gòu)而被支撐至蓋37的下表面。
圖IO示出了運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的原理。浮子的支撐桿可以設(shè)置為使進(jìn) 給軸17a至17c沿方向C前后轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)給軸17a至17c的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)被傳 遞至方向偏轉(zhuǎn)裝置42a至42c，所述方向偏轉(zhuǎn)裝置可包括第一齒輪43a至 43c、第二齒輪44a至44c、以及第三齒輪45a和45b。此外，方向偏轉(zhuǎn)裝 置42包括空聯(lián)節(jié)(dummy coupling) 46a和46b，其阻止方向(detaining direction)在圖10中由箭頭L表示。動(dòng)力輸出軸14通過(guò)軸承48支撐至 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的本體。當(dāng)通過(guò)各進(jìn)給軸17而引起第一齒輪43往復(fù)運(yùn)動(dòng) 時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)被傳遞至第二齒輪44，并類似地傳遞至第三齒輪45。第二 齒輪44能夠通過(guò)空聯(lián)節(jié)56a而將運(yùn)動(dòng)沿一個(gè)方向傳遞至動(dòng)力輸出軸14， 為此空聯(lián)節(jié)56a不會(huì)沿相反的方向傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。類似地，第三齒輪45 能夠通過(guò)空聯(lián)節(jié)56b而將運(yùn)動(dòng)沿一個(gè)方向傳遞至動(dòng)力輸出軸14，為此空 聯(lián)節(jié)56b不會(huì)沿相反的方向傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。空聯(lián)節(jié)56的阻止方向L以以 下方式進(jìn)行選擇，即，動(dòng)力輸出軸14沿一個(gè)方向D旋轉(zhuǎn)?？蓪⑺钄?shù)量 的進(jìn)給軸17聯(lián)結(jié)至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13。在根據(jù)圖1的方案中，待聯(lián)結(jié)至運(yùn)動(dòng)
轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸17的數(shù)量可以是兩個(gè)，在圖3的方案中，待聯(lián)結(jié)的 進(jìn)給軸17的數(shù)量可以是四個(gè)，在圖5的方案中，待聯(lián)結(jié)的進(jìn)給軸17的 數(shù)量可以是五個(gè)，而且，在圖6的方案中，待聯(lián)結(jié)的進(jìn)給軸17的數(shù)目可 以是一個(gè)。此外，還可以將多個(gè)收集裝置8的進(jìn)給軸17聯(lián)結(jié)至同一個(gè)運(yùn) 動(dòng)轉(zhuǎn)換器13，從而進(jìn)給軸17的數(shù)量可以較大。另外，可以將一個(gè)或多個(gè) 飛輪61聯(lián)結(jié)至動(dòng)力輸出軸14或運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13中的其它合適位置，所述 飛輪61可使運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)(even out)。
圖lla中，兩個(gè)收集裝置8a、 8b通過(guò)軸60聯(lián)結(jié)起來(lái)。此外， 一個(gè) 或多個(gè)飛輪61可被聯(lián)結(jié)至軸60，以使運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13a、 13b產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。軸60和飛輪61可設(shè)置在兩個(gè)平行的或兩個(gè)連續(xù)的收集裝置 之間。在圖lib中，三個(gè)連續(xù)的收集裝置8a、 8b、 8c通過(guò)軸60聯(lián)結(jié)起來(lái)， 并且它們共用的動(dòng)力輸出軸14設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)用于使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的 飛輪61。在根據(jù)圖lla和圖llb的方案中，可將所需數(shù)量的飛輪61置于 中間軸60、動(dòng)力輸出軸14和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。
圖12a示出了收集裝置8，其中浮子7通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置20、轉(zhuǎn)動(dòng)支撐 件62以及支撐桿10、 ll而聯(lián)結(jié)至本體，該本體為致動(dòng)器12或運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 器13的殼體或本體。支撐桿10的上端通過(guò)剛性的固定件18聯(lián)結(jié)至轉(zhuǎn)動(dòng) 支撐件62，而支撐桿11的上端通過(guò)鉸接裝置19聯(lián)結(jié)至轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件62。 盡管支撐桿10、 11通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件62和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置20聯(lián)結(jié)至浮子7，然 而這種聯(lián)結(jié)在功能上相當(dāng)于支撐桿10、 11的上端直接緊固至浮子7的情 形，如在前的附圖所示出的那樣。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置20使得能隨波浪的方向W轉(zhuǎn) 動(dòng)浮子7。如從圖12b和圖12c所看到的那樣，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置20可以相對(duì)細(xì) 長(zhǎng)浮子7的中央軸偏心地設(shè)置，從而浮子7始終趨于以以下方式轉(zhuǎn)動(dòng)， 艮P，浮子7的中央軸橫向于波浪的行進(jìn)方向W。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置20基本上僅僅 使得可圍繞豎直軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
在一些情況時(shí)，浮子7可不通過(guò)鉸接或轉(zhuǎn)動(dòng)裝置而緊固至支撐構(gòu)件。 這種支撐構(gòu)件例如可以是浮子中的固定或可拆卸的突出部(lug)或其它 凸起，支撐桿的上端可通過(guò)以下方式被緊固至所述突出部或其它凸起， 艮口，至少是一個(gè)支撐桿的上端剛性固定至所述支撐構(gòu)件。
圖13a示出了待設(shè)置在波浪l的表面5上方的上部結(jié)構(gòu)37，可將一 個(gè)或多個(gè)收集裝置8a至8c緊固至所述上部結(jié)構(gòu)37。上部結(jié)構(gòu)37可例如 是橋梁或橋墩，可在所述上部結(jié)構(gòu)37下設(shè)置收集裝置8a至8c。
在圖13b中，收集裝置8a、 8b設(shè)置在上部結(jié)構(gòu)37和水的上表面5 之間，并在水系的底部6處。這種設(shè)置可例如用于河流以及其它流動(dòng)水 系。聯(lián)結(jié)至上部結(jié)構(gòu)37的收集裝置8a、 8b以及設(shè)置在底部6處的收集 裝置8c可沿水系的縱向和橫向交替地設(shè)置，從而收集裝置8a至8c可以 重疊，這對(duì)于空間的利用是有利的。
在圖14中，諸如傳動(dòng)帶、鏈、鋼索、繩之類的柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件 63聯(lián)結(jié)至浮子7。柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63優(yōu)選地是設(shè)置有齒63a的齒狀帶。 柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63被用于將浮子7的運(yùn)動(dòng)傳遞至致動(dòng)器12，所述致動(dòng) 器12可以是運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13。柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63可以設(shè)置成經(jīng)由一個(gè) 或多個(gè)滑輪64至67而延伸。此外，柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63可通過(guò)一個(gè)或 多個(gè)彈簧構(gòu)件68而緊固至致動(dòng)器12。浮子7在波浪1的作用下產(chǎn)生的運(yùn) 動(dòng)引起柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63縱向運(yùn)動(dòng)，并且滑輪64至67在這種運(yùn)動(dòng)的 作用下旋轉(zhuǎn)，而彈簧構(gòu)件68產(chǎn)生對(duì)所述縱向運(yùn)動(dòng)的抵抗力?？梢砸阅芑?收動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式將一個(gè)或多個(gè)滑輪64至67聯(lián)結(jié)至 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸。另夕卜，桿10、 11可在其下端聯(lián)結(jié)至進(jìn)給軸17a、 17b。
圖15示出的收集裝置8包括兩個(gè)浮子7a、 7b，其通過(guò)柔性動(dòng)力傳動(dòng) 構(gòu)件63而聯(lián)結(jié)起來(lái)。此外，柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件63設(shè)置為經(jīng)由滑輪64而 延伸，而所述滑輪64聯(lián)結(jié)至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸。柔性動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu) 件63可以通過(guò)第一彈簧構(gòu)件69聯(lián)結(jié)至第一浮子7a，并通過(guò)第二彈簧構(gòu) 件70聯(lián)結(jié)至第二浮子7b。彈簧構(gòu)件69、 70可被用于影響浮子7a、 7b的 路徑并減弱運(yùn)動(dòng)。
圖16和圖17示出了包括細(xì)長(zhǎng)浮子7的收集裝置8，所述細(xì)長(zhǎng)浮子7 由其中部處的支撐桿IO、 ll支撐。在這種情況下，浮子7可相對(duì)較長(zhǎng)， 而收集裝置的本體和支撐結(jié)構(gòu)不必較長(zhǎng)。在圖16中，支撐桿10、 11設(shè) 置在浮子的兩側(cè)，而在圖17中，支撐桿僅僅設(shè)置在浮子7的一側(cè)。 在圖18中，在浮子7的中部，即在距離浮子端面一定距離處設(shè)置有
一個(gè)齒桿28，齒桿被用于將浮子支撐至收集裝置8的本體并將浮子的運(yùn) 動(dòng)傳遞至致動(dòng)器12。相反，在圖19示出的方案中，浮子7由其中部處的 一個(gè)支撐桿10支撐。
進(jìn)一步應(yīng)指出的是，在一些情況下，并不使用支撐桿或至少并不使 用所有的支撐桿以將浮子的運(yùn)動(dòng)傳遞至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器的進(jìn)給軸；相反，例 如柔性帶等可以作為動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件。在這種情況下，支撐桿可以通過(guò)合 適的鉸接裝置而在其下端處鉸接至收集裝置的本體，為此所述支撐桿支 撐浮子，但并不將運(yùn)動(dòng)傳遞至運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器。
在一些情況下，可以如所述的利用本申請(qǐng)?zhí)岢龅奶卣鳎豢紤]其 它特征如何。另一方面，如有需要，可組合本申請(qǐng)?zhí)岢龅奶卣?，以產(chǎn)生 多種組合。
附圖和相關(guān)的說(shuō)明僅僅用于示出本發(fā)明的思想。本發(fā)明的細(xì)節(jié)可以 在權(quán)利要求的范圍內(nèi)改變。
權(quán)利要求
1.一種回收波浪所包含的能量的方法，所述方法包括將浮子(7)布置在水中，其中所述波浪(1)能夠使所述浮子(7)運(yùn)動(dòng)；將所述浮子(7)基本完全布置在水面(5)上；通過(guò)至少一個(gè)支撐桿(10，11)將所述浮子(7)聯(lián)結(jié)至本體；通過(guò)至少一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件(10，11，23，28，63)將所述浮子(7)的運(yùn)動(dòng)傳遞至至少一個(gè)致動(dòng)器(12)；以及通過(guò)所述致動(dòng)器(12)接收由所述浮子(7)產(chǎn)生的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述方法的特征在于將至少一個(gè)支撐桿(10)剛性地聯(lián)結(jié)至所述浮子(7)；以及通過(guò)剛性地緊固至所述浮子(7)的至少一個(gè)支撐桿(10)傳遞所述浮子(7)的水平和豎直運(yùn)動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過(guò)至少一個(gè)支撐桿(10， 11)將所述浮子(7)的運(yùn)動(dòng)機(jī)械地傳遞 至位于所述支撐桿相對(duì)端的區(qū)域中的所述致動(dòng)器(12)。
3. —種用于回收波浪所包含的能量的收集裝置，所述裝置(8)包括至少一個(gè)浮子(7)，其布置為在水中漂浮并隨著所述波浪(1)在豎 直方向(Y)和水平方向(X)上運(yùn)動(dòng)； 本體(9);至少一個(gè)支撐桿(10， 11)，其包括第一端和第二端，并在其第一端緊固至所述浮子(7)，而在其第二端緊固至所述本體(9);至少一個(gè)裝置，其用于將所述支撐桿(10， 11)的第二端和所述本 體(9)相互旋轉(zhuǎn)地鉸接；以及至少一個(gè)致動(dòng)器(12)，其布置為經(jīng)由至少一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件(10， 11， 23， 28， 63)接收所述浮子(7)的運(yùn)動(dòng)，所述裝置的特征在于 至少一個(gè)支撐桿(10)剛性地緊固至所述浮子(7)，而不在所述浮 子(7)和所述支撐桿(10)之間形成鉸接，而且至少一個(gè)剛性地緊固至所述浮子(7)的支撐桿(10)布置為傳遞所 述浮子(7)的水平和豎直運(yùn)動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的收集裝置，其特征在于所述浮子(7)的提升力(H)形成一定的大小，使得所述浮子(7) 受到的重力(G)和所述提升力(H)之間的相互關(guān)系將所述浮子(7) 定位成基本完全在水面(5)下。
5. 如權(quán)利要求3所述的收集裝置，其特征在于所述收集裝置(8)包括用于對(duì)所述浮子(7)的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝 置，因而可對(duì)所述浮子(7)受到的重力(G)和所述提升力(H)之間 的相互關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而將所述浮子(7)定位成與所述水面(5)相 距預(yù)定的距離(S)。
6. 如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的收集裝置，其特征在于 所述浮子(7)的橫截面基本為圓形。
7. 如權(quán)利要求3至6中任一所述的收集裝置，其特征在于 所述浮子(7)是細(xì)長(zhǎng)的，基本為筒狀件。
8. 如權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的收集裝置，其特征在于 所述致動(dòng)器(12)是運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器(13)，所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器(13)布置成將所述支撐桿(10， 11)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及所述運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器(13)被聯(lián)結(jié)成將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至至少一個(gè)能 量轉(zhuǎn)換器(15)，以用于將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能或壓力能。
9. 如權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的收集裝置，其特征在于 至少一個(gè)支撐桿(IO， ll)包括至少兩個(gè)桿部(10a， 10b; lla， llb)，所述桿部通過(guò)至少一個(gè)鉸接裝置(10c， llc)而聯(lián)結(jié)起來(lái)，由此構(gòu)成鉸接 的結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的收集裝置，其特征在于 所述浮子(7)的水平(X)運(yùn)動(dòng)在橫向于波浪(1)的行進(jìn)方向(W)的方向上受到限制。
11. 一種用于回收波浪所包含的能量的收集裝置，所述裝置(8)包括至少一個(gè)浮子(7)，其布置成在水中漂浮并隨著所述波浪(1)在豎 直方向(Y)和水平方向(X)上運(yùn)動(dòng)； 本體(9);至少一個(gè)支撐桿(10， 11)，其用于將所述浮子(7)聯(lián)結(jié)至所述本 體(9)，所述支撐桿包括第一端和第二端；至少一個(gè)裝置，其用于將所述支撐桿(10， 11)的第二端和所述本 體(9)相互旋轉(zhuǎn)地鉸接；以及至少一個(gè)致動(dòng)器(12)，其布置為經(jīng)由至少一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件(10， 11， 23， 28， 63)接收所述浮子(7)的運(yùn)動(dòng)，所述裝置的特征在于所述浮子(7)聯(lián)結(jié)至至少一個(gè)支撐構(gòu)件(62);所述支撐桿(10， 11)在它們的第一端聯(lián)結(jié)至所述支撐構(gòu)件(62);以及至少一個(gè)支撐桿(10)剛性地緊固至所述支撐構(gòu)件(62)，而不在所 述支撐構(gòu)件(62)和所述支撐桿(10)之間形成鉸接，以及至少一個(gè)剛性地緊固至所述支撐構(gòu)件(62)的支撐桿(10)布置成 傳遞所述浮子(7)的水平和豎直運(yùn)動(dòng)。
12.如權(quán)利要求ll所述的收集裝置，其特征在于所述浮子(7)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件(20)聯(lián)結(jié)至所述支撐構(gòu)件(62)，所 述浮子(7)布置成繞豎直軸相對(duì)所述支撐構(gòu)件(62)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于回收波浪所包含的能量的方法和裝置。所述收集裝置(8)包括浮子(7)，所述浮子(7)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)支撐桿(10，11)聯(lián)結(jié)至致動(dòng)器(12)。至少一個(gè)支撐桿剛性地聯(lián)結(jié)至所述浮子(7)或聯(lián)結(jié)至所述浮子中的支撐構(gòu)件(62)。另外，所述浮子(7)基本完全布置在水面下。
文檔編號(hào)F03B13/16GK101194101SQ200680020131
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者埃斯科·賴卡莫, 馬爾庫(kù)·奧伊卡里寧 申請(qǐng)人:芬埃斯科內(nèi)有限公司;奧依特蘇有限公司