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的獨立權(quán)利要求的前序部分中公開。
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 公開物2 436 888公開了一種在水面上的浮子，其通過鉸接至所述浮子的 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動時產(chǎn)生液壓動力。然而，這種收集裝置的問題在 于浮子的運動是不可控的，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)點在于，由于相對所述浮子為剛性的桿防止了所述浮子 在從能量收集觀點來看不適宜的位置豎起，因而可以控制所述浮子的運 動。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)明的實施方式的主要思想在于，所述裝置包括用于對所述浮子 相對水面的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置。可通過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，從而避免對所述收集 裝置造成損壞。另一方面，在對應(yīng)于正常操作環(huán)境的波浪情形下，可通 過調(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或多個支撐桿。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，所述浮子的橫截面包括不同半 徑的多個彎曲表面。
本發(fā)明的實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)明的實施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)多個收集裝置以構(gòu)成一個 更大的整體。各收集裝置可包括專用的運動轉(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)換器可以通過電的方式或通過壓力介質(zhì)相 串聯(lián)。可選的是，可將兩個或更多個收集裝置相聯(lián)結(jié)以機械地使用共用 的轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，將兩個或更多個收集裝置相聯(lián) 結(jié)以使用共用的轉(zhuǎn)換裝置，同一個軸具有一個或多個飛輪。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)所述運動轉(zhuǎn)換器以將傳遞 至所述軸的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運動。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，將所述運動轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)至一個 或多個發(fā)電機，從而通過發(fā)電機將從所述波浪收集的能量轉(zhuǎn)換為電能。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，將所述運動轉(zhuǎn)換器聯(lián)結(jié)至一個 或多個泵，所述泵設(shè)置為泵送諸如氣體或液體的介質(zhì)。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，聯(lián)結(jié)所述運動轉(zhuǎn)換器，以使用 諸如研磨機或鋸之類的機械裝置。
本發(fā)明的實施方式的主要思想在于，通過支撐結(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)過所述平臺(deck)的下面，并將其部分能量釋 放至一個或多個收集裝置。
本發(fā)明的實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)明的實施方式的主要思想在于，橫向于所述波浪運動的方向限 制所述浮子的水平運動。從而能夠橫向相鄰地設(shè)置多個收集裝置，而沒 有碰撞的風(fēng)險。此外，可用運動限定器來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)明的實施方式的主要思想在于，至少一個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動方向的方向上 具有相對較大的表面積，而同時在對著所述波浪運動的方向上具有相對 較小的表面積。這樣，所述支撐桿可以防止所述浮子橫向運動，而且其 在水中的流動阻力不高。


本發(fā)明的一些實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
運動，
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 作用下的運動，
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四個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支撐桿，其縱向運動由致動器接收，
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 子由至少一個支撐桿支撐，其縱向運動和轉(zhuǎn)動運動通過其專用裝置而被 接收在致動器中，
圖7示意性地示出了將多個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動轉(zhuǎn)換器，所述運動轉(zhuǎn)換器用 于將收集裝置中的一個或多個支撐桿的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運 動，
圖lla和圖lib示意性地示出了串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)結(jié)兩個或更多個收集 裝置的一些方式，
圖12a示意性地示出了設(shè)置有轉(zhuǎn)動機構(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 力傳動構(gòu)件布置成將運動從浮子傳遞至致動器，
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 收集裝置包括兩個浮子和柔性動力傳動構(gòu)件，所述柔性動力傳動構(gòu)件設(shè) 置為將浮子聯(lián)結(jié)起來并將運動從浮子傳遞至致動器，
圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的收集裝置，其中通過在浮子中部
處的多個鉸接支撐桿而支撐所述細(xì)長浮子，
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，其中一個支撐桿剛性 地緊固至浮子的中部。
為了清楚起見，附圖以簡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。
具體實施例方式
圖la和圖lb示出的波浪1包括勢能Ey和動能Ex。勢能Ey由水分 子在豎直方向Y上的高度變化而產(chǎn)生。而動能Ex則由水分子2的往復(fù)水 平運動而產(chǎn)生。當(dāng)水分子2靠近波浪1的谷部時，其勢能Ey較低而動能 Ex較高。水分子2在波浪1的峰部時情形相反。通過這兩種同時存在的 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。水分 子2的這一運動從水面5向底部6延伸一距離。水分子運動的深度例如 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的運動，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。每一具體時刻下浮子7在水中越深，則浮力 H越大。通過調(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使部分浮子7瞬時浮
現(xiàn)到水面上。
圖2a示出了收集裝置8，所述收集裝置8可包括一個或多個浮子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還可包括致動器12，其用于接收支撐桿IO、 ll的運動。 致動器12可以是運動轉(zhuǎn)換器13，其能夠?qū)⒍鄠€往復(fù)運動C轉(zhuǎn)化為單向 的旋轉(zhuǎn)運動D。運動轉(zhuǎn)換器13通過動力輸出軸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能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機。所產(chǎn)生 的電例如可通過導(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 通過鉸接裝置10c聯(lián)結(jié)起來。因而，支撐桿或支撐臂可以是一類鉸接機 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 沿不同方向的運動可通過支撐桿10、 11或支撐臂傳遞至運動轉(zhuǎn)換器13。 支撐桿10的下端聯(lián)結(jié)至運動轉(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相對浮子7是固定的。 然而，浮子7的運動使鉸接裝置10c相對運動轉(zhuǎn)換器13運動，從而支撐 桿10的下部10b使進(jìn)給軸17a沿方向C轉(zhuǎn)動。此外，第二支撐桿11的 上部lla通過鉸接裝置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?？?br> 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對操作收集裝置8的作用。波浪1所包含 的勢能和動能使浮子7沿圓形或橢圓形的彎曲路徑3運動。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運動的位置處。
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彎曲部分。當(dāng)在液體中運 動時，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)長浮子7具有較大的表面積來接收波浪1的能量。收集裝置8 可以布置成使得其細(xì)長浮子7在正常波浪狀態(tài)下橫向于波浪1的運動方 向。此外，收集裝置8可以設(shè)置有轉(zhuǎn)動機構(gòu)20，其能夠根據(jù)波浪1的運 動方向轉(zhuǎn)動整個收集裝置8或僅轉(zhuǎn)動一個浮子7。還可與收集裝置8相聯(lián) 地設(shè)置用于識別波浪運動方向并相應(yīng)調(diào)節(jié)浮子7的位置的自動裝置。此 外，例如在風(fēng)暴中或當(dāng)水面結(jié)冰時，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)長浮子7在其第一端通過支撐桿10和11支撐，在其第二端通過 支撐桿IO，和ll'支撐。支撐桿10和10'可以聯(lián)結(jié)至同一個或不同的進(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。運動轉(zhuǎn)換器13可設(shè)置為對泵進(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?？?選的是，第三桿23可替換支撐桿11。第三支撐桿23的上端可通過鉸接 裝置24鉸接至浮子7，而其下端設(shè)置為對運動轉(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的縱向運動使進(jìn)給軸17c實現(xiàn)沿方向C的往復(fù) 運動。
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可包括一個或多個可對浮子7相對 于水面5的位置進(jìn)行識別的傳感器26，可選的是，可與運動轉(zhuǎn)換器13相 關(guān)聯(lián)地設(shè)置一個或多個傳感器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通過一個支撐桿28聯(lián)結(jié)至致動器 12。支撐桿28的上端通過固定的固定件18聯(lián)結(jié)至浮子7，從而支撐桿 28沿縱向M運動并沿方向N轉(zhuǎn)動。支撐桿28可包括用于將其沿縱向M 的運動傳遞至進(jìn)給軸17c的裝置。此外，支撐桿28可聯(lián)結(jié)至滑塊29，可 通過所述滑塊29將轉(zhuǎn)動運動N轉(zhuǎn)換為線性運動Q?；瑝K29被設(shè)置為對 進(jìn)給軸17d進(jìn)行操作。滑塊29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的縱向運動M，而僅僅傳遞橫向運動?；瑝K29 可包括開口，所述開口以以下方式設(shè)置有合適的軸承39，即，允許支撐 桿28沿其縱向自由運動。
應(yīng)指出的是，圖4、圖5、和圖6示出的浮子7可以是細(xì)長筒體或其 它類型的漂浮容器。
在圖7中，多個收集裝置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 過第一排31a的波浪1中，并且所述能量可通過設(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可通過所述堤岸而被
置于距水面合適的距離處。需要時，支撐結(jié)構(gòu)32可被構(gòu)造在水中某些合
適的平臺上，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收集裝置8的結(jié)構(gòu)
36。 可通過支架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可通過支撐件40支撐蓋
37。 可選的是，蓋37通過支撐件40直接被支撐至水系的底部。底部件 39可以是漂浮件。蓋37可以作為飛機場，太陽能電池或風(fēng)力發(fā)動機的平 臺，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，因此，波浪1產(chǎn)生的對結(jié)構(gòu)36的載荷相對較小?？蛇x的是，收集 裝置8可以直接或通過某些合適的支撐結(jié)構(gòu)而被支撐至蓋37的下表面。
圖IO示出了運動轉(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。進(jìn)給軸17a至17c的擺動運動被傳 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。動力輸出軸14通過軸承48支撐至 運動轉(zhuǎn)換器13的本體。當(dāng)通過各進(jìn)給軸17而引起第一齒輪43往復(fù)運動 時，所述運動被傳遞至第二齒輪44，并類似地傳遞至第三齒輪45。第二 齒輪44能夠通過空聯(lián)節(jié)56a而將運動沿一個方向傳遞至動力輸出軸14， 為此空聯(lián)節(jié)56a不會沿相反的方向傳遞旋轉(zhuǎn)運動。類似地，第三齒輪45 能夠通過空聯(lián)節(jié)56b而將運動沿一個方向傳遞至動力輸出軸14，為此空 聯(lián)節(jié)56b不會沿相反的方向傳遞旋轉(zhuǎn)運動?？章?lián)節(jié)56的阻止方向L以以 下方式進(jìn)行選擇，即，動力輸出軸14沿一個方向D旋轉(zhuǎn)?？蓪⑺钄?shù)量 的進(jìn)給軸17聯(lián)結(jié)至運動轉(zhuǎn)換器13。在根據(jù)圖1的方案中，待聯(lián)結(jié)至運動
轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸17的數(shù)量可以是兩個，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，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，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。此外，還可以將多個收集裝置8的進(jìn)給軸17聯(lián)結(jié)至同一個運 動轉(zhuǎn)換器13，從而進(jìn)給軸17的數(shù)量可以較大。另外，可以將一個或多個 飛輪61聯(lián)結(jié)至動力輸出軸14或運動轉(zhuǎn)換器13中的其它合適位置，所述 飛輪61可使運動轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運動平穩(wěn)(even out)。
圖lla中，兩個收集裝置8a、 8b通過軸60聯(lián)結(jié)起來。此外， 一個 或多個飛輪61可被聯(lián)結(jié)至軸60，以使運動轉(zhuǎn)換器13a、 13b產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn) 運動平穩(wěn)。軸60和飛輪61可設(shè)置在兩個平行的或兩個連續(xù)的收集裝置 之間。在圖lib中，三個連續(xù)的收集裝置8a、 8b、 8c通過軸60聯(lián)結(jié)起來， 并且它們共用的動力輸出軸14設(shè)置有一個或多個用于使旋轉(zhuǎn)運動平穩(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、動力輸出軸14和運動轉(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通過轉(zhuǎn)動裝置20、轉(zhuǎn)動支撐 件62以及支撐桿10、 ll而聯(lián)結(jié)至本體，該本體為致動器12或運動轉(zhuǎn)換 器13的殼體或本體。支撐桿10的上端通過剛性的固定件18聯(lián)結(jié)至轉(zhuǎn)動 支撐件62，而支撐桿11的上端通過鉸接裝置19聯(lián)結(jié)至轉(zhuǎn)動支撐件62。 盡管支撐桿10、 11通過轉(zhuǎn)動支撐件62和轉(zhuǎn)動裝置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)動裝置20使得能隨波浪的方向W轉(zhuǎn) 動浮子7。如從圖12b和圖12c所看到的那樣，轉(zhuǎn)動裝置20可以相對細(xì) 長浮子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， 艮P，浮子7的中央軸橫向于波浪的行進(jìn)方向W。轉(zhuǎn)動裝置20基本上僅僅 使得可圍繞豎直軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
在一些情況時，浮子7可不通過鉸接或轉(zhuǎn)動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 個或多個收集裝置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，這對于空間的利用是有利的。
在圖14中，諸如傳動帶、鏈、鋼索、繩之類的柔性動力傳動構(gòu)件 63聯(lián)結(jié)至浮子7。柔性動力傳動構(gòu)件63優(yōu)選地是設(shè)置有齒63a的齒狀帶。 柔性動力傳動構(gòu)件63被用于將浮子7的運動傳遞至致動器12，所述致動 器12可以是運動轉(zhuǎn)換器13。柔性動力傳動構(gòu)件63可以設(shè)置成經(jīng)由一個 或多個滑輪64至67而延伸。此外，柔性動力傳動構(gòu)件63可通過一個或 多個彈簧構(gòu)件68而緊固至致動器12。浮子7在波浪1的作用下產(chǎn)生的運 動引起柔性動力傳動構(gòu)件63縱向運動，并且滑輪64至67在這種運動的 作用下旋轉(zhuǎn)，而彈簧構(gòu)件68產(chǎn)生對所述縱向運動的抵抗力。可以以能回 收動力傳動構(gòu)件63的往復(fù)運動的方式將一個或多個滑輪64至67聯(lián)結(jié)至 運動轉(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包括兩個浮子7a、 7b，其通過柔性動力傳動 構(gòu)件63而聯(lián)結(jié)起來。此外，柔性動力傳動構(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)至運動轉(zhuǎn)換器13的進(jìn)給軸。柔性動力傳動構(gòu) 件63可以通過第一彈簧構(gòu)件69聯(lián)結(jié)至第一浮子7a，并通過第二彈簧構(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 路徑并減弱運動。
圖16和圖17示出了包括細(xì)長浮子7的收集裝置8，所述細(xì)長浮子7 由其中部處的支撐桿IO、 ll支撐。在這種情況下，浮子7可相對較長， 而收集裝置的本體和支撐結(jié)構(gòu)不必較長。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 動傳遞至致動器12。相反，在圖19示出的方案中，浮子7由其中部處的 一個支撐桿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動傳遞至運動轉(zhuǎn)換器的進(jìn)給軸；相反，例 如柔性帶等可以作為動力傳動構(gòu)件。在這種情況下，支撐桿可以通過合 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，但并不將運動傳遞至運動轉(zhuǎn)換器。
在一些情況下，可以如所述的利用本申請?zhí)岢龅奶卣?，而不考慮其 它特征如何。另一方面，如有需要，可組合本申請?zhí)岢龅奶卣?，以產(chǎn)生 多種組合。
附圖和相關(guān)的說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)運動；將所述浮子(7)基本完全布置在水面(5)上；通過至少一個支撐桿(10，11)將所述浮子(7)聯(lián)結(jié)至本體；通過至少一個動力傳動構(gòu)件(10，11，23，28，63)將所述浮子(7)的運動傳遞至至少一個致動器(12)；以及通過所述致動器(12)接收由所述浮子(7)產(chǎn)生的往復(fù)運動，所述方法的特征在于將至少一個支撐桿(10)剛性地聯(lián)結(jié)至所述浮子(7)；以及通過剛性地緊固至所述浮子(7)的至少一個支撐桿(10)傳遞所述浮子(7)的水平和豎直運動。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過至少一個支撐桿(10， 11)將所述浮子(7)的運動機械地傳遞 至位于所述支撐桿相對端的區(qū)域中的所述致動器(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)上運動； 本體(9);至少一個支撐桿(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；以及至少一個致動器(12)，其布置為經(jīng)由至少一個動力傳動構(gòu)件(10， 11， 23， 28， 63)接收所述浮子(7)的運動，所述裝置的特征在于 至少一個支撐桿(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)的水平和豎直運動。
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)包括用于對所述浮子(7)的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝 置，因而可對所述浮子(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)長的，基本為筒狀件。
8. 如權(quán)利要求3至7中任一項所述的收集裝置，其特征在于 所述致動器(12)是運動轉(zhuǎn)換器(13)，所述運動轉(zhuǎn)換器(13)布置成將所述支撐桿(10， 11)的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為單向的旋轉(zhuǎn)運動；以及所述運動轉(zhuǎn)換器(13)被聯(lián)結(jié)成將所述旋轉(zhuǎn)運動傳遞至至少一個能 量轉(zhuǎn)換器(15)，以用于將動能轉(zhuǎn)換為電能或壓力能。
9. 如權(quán)利要求3至8中任一項所述的收集裝置，其特征在于 至少一個支撐桿(IO， ll)包括至少兩個桿部(10a， 10b; lla， llb)，所述桿部通過至少一個鉸接裝置(10c， llc)而聯(lián)結(jié)起來，由此構(gòu)成鉸接 的結(jié)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求3至9中任一項所述的收集裝置，其特征在于 所述浮子(7)的水平(X)運動在橫向于波浪(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)上運動； 本體(9);至少一個支撐桿(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；以及至少一個致動器(12)，其布置為經(jīng)由至少一個動力傳動構(gòu)件(10， 11， 23， 28， 63)接收所述浮子(7)的運動，所述裝置的特征在于所述浮子(7)聯(lián)結(jié)至至少一個支撐構(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)的水平和豎直運動。
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)通過轉(zhuǎn)動構(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)通過一個或多個支撐桿(10，11)聯(lián)結(jié)至致動器(12)。至少一個支撐桿剛性地聯(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F03B13/16GK101194101SQ200680020131
公開日2008年6月4日 申請日期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·奧伊卡里寧 申請人:芬埃斯科內(nèi)有限公司;奧依特蘇有限公司