專利名稱：波能量轉換設備的制作方法
波能量轉換設備技術領域 本發明關于波能量轉換設備，且更具體的關于置于水體內部的結構，如海水，海洋 或者類似的將波能量和運動轉換為電能量。
背景技術：
波能量是被認為可以重復利用的具有巨大資源的可以轉換為電的能量。波的推動 運動可以轉換成連續的電能。已知多種采用不同的方案將波轉換為電能。通常，波能量轉換設備被布置在海或著洋里面，這取決于波的強度和波的力量，例 如風暴和下雨。作為一個波能量轉換設備應該是經濟和可以實現的，其必須能夠承受那些 破壞力，以在轉換能量的同時保護設備免遭破壞。本發明的目的在于提供一種可以適應上述環境要求的結構，通過有效的利用波的 長度和波的寬度。
發明內容
根據本發明，一種置于水體內部的結構，例如海水，海洋或者類似的，以將波的能 量和/或運動轉換為電能量，包括靜止在水中的飄浮本體，以飄浮和支撐該結構。飄浮本體 包括具有用作水壓載的底船殼體和側船殼體的雙分層的船殼體。船殼體被整合形成一個開 口端的腔，其具有開口端以允許波自該結構的一端到另一端穿經過該腔。在腔的每一端上 具有開口以允許波通過。多個浮筒被提供在所述腔中，以允許該浮筒被腔內部的流經波所 推動。通過提供位于腔內部的浮筒，浮筒被得到保護以比避免來自擾動波側面猛推沖擊的 影響。底船殼體具有非常寬的平表面以充當巨大的緩沖器，以穩定該結構，阻止該結構 隨著波運動而帶走或者移動和上下波動。該結構的上部提供有一平臺，以容納和安裝多個能量轉換系統，波能量轉換機構 同波能量轉換系統相配合以轉換波能量或者運動能為電能。波能量轉換機構可以選用，但 不僅限于，將波的移動運動轉換并傳輸為往復運動的機構。波轉換系統可以選用，但不僅限 于，轉換往復運動并生成電能的系統。浮筒獨立的繞位于浮筒的首部和尾部之間的固定點樞軸轉動，以允許當被波所推 動式連續的擺動運動。即將來臨的浪頭將向上抬升浮筒的首部，而同時浮筒的尾部將向下 沉入前面的波谷中。這就是浮筒的長度是波浪頭之間距離的一半的原因。當浪頭朝向尾部 運行以將其抬升時，首部將沉入即將來臨的波谷中。下一個節將來臨的浪頭將再次把首部 抬起。這種循環將花費大約15秒左右。根據本發明，當浮筒繞樞軸擺動時，浮筒的轉換運動將通過曲柄機構傳送往復或 者旋轉運動，這將推動液壓活塞泵的活塞上下運動。至少兩個曲柄機構被提供在固定的樞 軸間，這樣往復運動將在曲柄機構間交替。液壓系統是選擇將海波能量轉換成電能的系統，因為該系統提供清潔、整潔和高4效的能量轉換系統。在給系統中的洶涌將通過采用壓力收集器來平化，其將使得在發電設 備內的可控速度和扭矩。海或洋波中的潛在能量通過以下公式來計算功率/米寬度波前端=K χ h2 χ t其中K似乎常數0. 5，h是米計量的波長(通過測量浪頭和波谷)；和t是以秒計 的浪頭到波谷間的時間。為了生產更多的電能，多個浮筒被提供在腔中。浮筒被構造成在底部具有寬的和 平的表面，以抓住或吸收推動浮筒的波的能量。相應的，每個浮筒的前面部分必須是相對能量重載波的沖擊呈向右的角度。浮筒 的長度必須是不長于波浪頭間距離的一半。每個浮筒的首尾部分優選的是相同的重量和長 度，這樣浮筒將會輕松的返回其平衡位置。
本發明將通過實施例和同附的附圖進行說明，其中圖1是置于水體中的機構構的正視圖，例如海用以轉換波能量為電能量，其具有 所示的安裝在其上的波能量轉換機構。圖2是波能量轉換機構的側視圖，其帶有浮筒被波所推動。圖3是波能量轉換機構的側視圖，被鎖機構鎖固定。圖如是圖3中A-A方向的剖面圖，顯示的是波能量轉換機構的布局。圖4b是圖3中B-B方向的剖面圖，顯示的把持部件，其把持著浮筒。圖5是顯示連接到波能量轉換機構的能量轉換系統的結構示意圖，以及提供在結 構上的設備。圖6是圖1中C-C方向的剖面圖，顯示的是浮筒的布置和水自底部流動的示意圖。圖7是圖1中C-C方向的剖面圖，顯示的是安裝有漏斗延伸部件的結構。
具體實施例方式本發明關于波能量轉換設備，且更具體的關于置于水體中的結構，例如海或者洋 或者類似。該結構具有多個安裝在其上的波能量轉換系統和機構，以轉換波能量和運動為 電能。各種對此處描述的實施例和原則和特征變化將對本領域的技術人員顯而易見。因 此，本發明不是試圖限制所示的實施例，而是更好的確定通過此處描述所包含的最大的范 圍的原則和特征。首先參考圖1，其顯示了置于水體中的用以轉換波為電能的結構的正面視圖，其帶 有多個波能量轉換機構(105)固定在平臺(101)上。該結構包括飄浮本體靜止在水中，以 在水中飄浮和支撐該結構。飄浮本體包括具有用作水壓載的底船殼體(109)和側船殼體 (107)的雙分層的船殼體。底船殼體和側船殼體形成一個開口端的腔(11 。在腔的每一端上具有開口以允 許波通過。腔(113)具有U型橫截面，其中垂直的側船殼體(107)自位于結構上部的平臺 向下延伸，整體連接水平底船殼體(109)，在結構的底部。
多個浮筒被提供在腔內部以被流經腔的波所推動。固定把持部件被提供以把持定 位浮筒，這樣浮筒懸掛在腔內部。波和水自一端的口端進入并在另一端的另一個口端離開 腔。底船殼體(109)具有一寬的平的表面，以作為一個巨大的緩沖器以穩定該結構， 這樣它阻止了該結構被帶走或者移動和隨著波的運動上下波動。通過水壓載裝置，浮筒被 保持在水的表面上(117)。根據本發明，該結構不需要被堅固的錨固在海或者洋床上，而是 必須飄浮和隨著潮汐上下運動。平臺包括多個甲板，具有上甲板(101)和下甲板(103)用以容納和把持多個能量 轉換系統。每個系統直接同波能量機構相直接連接以產生電能。如圖2所示，多個浮筒被固定在波能量轉換機構(105)。浮筒(201)被獨自繞位于 浮筒的頭部和尾部端間的固定點回轉，以允許連續的擺動動作，當被一系列的波浪頭所推 動時。首先，首部被推動011)，同時尾部向下009)，然后隨著波浪頭沖向尾部，尾部將升 起隨著首部向下。這種首尾擺動重復的無休止的進行，每一循環或者每15秒。至少一個把 持部件(207)提供用以把持浮筒定位，這樣浮筒將一直保持在水面上。當浮筒O01)繞軸擺動時，浮筒的轉換運動將通過曲柄機構(204)轉換成往復或 者旋轉運動，其將推動液壓活塞泵的活塞O03b)上下移動。至少兩個曲柄機構(204)提供 在首尾，介于固定軸間，這樣往復運動在曲柄機構O04)間交替進行。通過此種方式，浮筒 (201)的擺動運動被有效的利用。液壓系統在產生電能的系統中是一優選，因為該系統提供清潔，整潔和有效率的 能量轉換系統，這樣液壓的沖擊被平滑處理，通過使用壓力收集器，其結果是可控的速度和 扭矩用以電能的生產。浮筒的長度必須不大于波浪頭之間距離的一半。每一個浮筒首尾部分優選的相等 的長度和寬度，這樣浮筒可以輕松的返回到平衡位置。如圖2所示，浮筒的長度是兩連續浪頭011)之間具體的一半。當波自首部到尾 部沖過腔，浮筒的首部被浪頭所向上推，尾部將沉入前面波的谷中。因此，這將每一個浮筒 繞這固定轉軸有連續的、交替的首/尾擺動運動，通過計算附著在固定轉軸的半浮筒長度 被推起的杠桿運動機械能，巨大的液壓力將被轉換到抵抗這一運動的液壓泵的活塞。大多 的波能將被用作克服液壓泵活塞的阻力。浮筒具有寬和平的底表面，以用以抓取盡量多的波能量。并且，每一個浮筒的前面 部分必須是相對能量重載波的沖擊呈向右的角度。浮筒的首部被構造呈具有傾斜的表面 (301)。而且，欄桿(205)提供用以保護把持部件和機構免于擾動波。為了工作之目的，浮筒被構造呈固定的。浮筒通過提供的接收鎖臂(303)的固定 柱(304)被鎖緊，如圖3所示。在工作期間，鎖臂自平臺延伸以互鎖浮筒。鎖臂還提供有柱， 其可自鎖臂延伸以互鎖通過較長的把持部件隔開距離的浮筒。下甲板與上甲板相隔，以允 許人可以在上行走并進入波能量轉換機構和能量轉換系統。圖如顯示的是浮筒的正面視圖，顯示的是在浮筒上的波能量轉換機構的布局。為 了得到一系列的往復運動并相應產生電能，多個波能量轉換機構被提供在浮筒上。如圖4b 所示，一對把持部件被提供用以把持住浮筒。如圖5所示，上甲板(101)是一個開口的區域。該區域提供有直升機起降臺(507)，6倉庫(511)，用以吊車定位的區域(513)，電變站(515)，和員工站(509)。能量轉換系統包 括壓力收集器(501)，高壓液力管線(500)，發電機(502)，液壓馬達(503)，低壓液力管線 (506)，油冷卻器(504)和油庫(505)。該系統被固定在上下甲板間的的區域內。傳輸線被 提供以傳輸自電變站(515)到路上站的電能。多個浮筒被提供在腔(113)內以用于在腔內的波的經過。更多的浮筒意味著更多 的往復運動將被提供用于生產和轉換和而后更多的電能可以被制造。浮筒被布置成有效的 利用進入第一開口端(613a)和離開第二開口端(613b)的波和水流截面(601)。如圖6所 示，附圖被成對布置，其中對布置成系列的彼此平行。后續的優選的相對第一系列具有或多 或少的對布置。如圖6所示，第一系列具有相對第二系列更多的成對浮筒，而第二系列具有 比第三系列少的成對浮筒。漏斗延伸裝置被提供在前開口端(613a)處以收集更多的前方波，以使得更多的 具有能量的波進入腔(113)，如圖7所示。
權利要求
1.一種置于水體上的結構，例如海或者海洋，以將波的能量轉換為電能量，包括一支撐該結構并形成一腔的飄浮本體。多個能量轉換機構，以轉換波的運動為連續的往復運動；多個能量轉換系統，以配合波能量機構產生電能；和一平臺，以容納定位波能量轉換機構和波能量轉換系統。
2.如權利要求1所述的結構，其特征在于，該漂浮本體還包括具有用作水壓載的底船 殼體(109)和側船殼體的雙分層的船殼體(107)，其中所述側船殼體自平臺(101，10 向下 延伸并整體同底船殼體連接，以形成具有U型橫截面的所述腔。
3.如權利要求2所述的結構，其特征在于，所述底船殼體具有寬的平的表面以相對波 的運動緩沖該結構。
4.如權利要求2所述的結構，其特征在于，所述腔在一端具有開口并在另一端具有一 開口，以允許水流進并通過所述腔。
5.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述波能量轉換結構包括曲柄機構和可隨 著波移動的浮筒。
6.如權利要求4所述的結構，其特征在于，所述浮筒當被波推動時，將繞著一樞軸上下 擺動。
7.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述平臺包括具有上甲板和下甲板的多個 甲板。
8.如權利要求2所述的結構，其特征在于，所述船殼體(109，107)內的水壓載平衡了該 結構，以使得浮筒總是同水表面相接觸。
9.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述能量轉換系統包括高壓和低壓液壓管 線(500，506)，發電機(502)，液壓馬達(503)，壓力收集器(501)，油冷卻器(504)和油庫 (505)。
10.如權利要求5所述的結構，其特征在于，所述能量轉換系統被固定在上下甲板間所 提供的空間內。
11.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述平臺具有上甲板(101)以提供用于直 升飛機平臺(507)，起重機和倉庫室(511)，員工站(509)和變電站(515)以用于向陸地傳 輸電能，下甲板(103)以允許員工步行并進入波能量轉換機構(105)。
12.如權利要求1所述的結構，其特征在于，在發電廠所產生的電能通過傳輸線自電變 站(515)被傳輸到路上站。
13.如權利要求1所述的結構，其特征在于，每一個浮筒O01)通過至少一個自平臺 (101,103))延伸的把持部件(207)所把持，并在浮筒O01)中間點樞軸轉動，以使得浮筒 (201)隨著波O09，211)自由移動，并配合至少一個曲柄機構004)。
14.如權利要求9所述的結構，其特征在于，所述曲柄機構推動液壓活塞泵的活塞上下 運動。
15.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述往復運動在浮筒的首尾間交替進行。
16.如權利要求1所述的結構，其特征在于，浮筒Ο01)具有平的底表面和在浮筒的首 部以面向波浪頭011)的傾斜表面(301)。
17.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述浮筒Ο01)具有保護把持部件(207)和波能量轉換機構(10 的水欄桿005)，以免受洶涌波的沖擊影響。
18.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述結構被提供有漏斗延伸裝置(701)，以 允許波在進入腔(11 之前從寬的截面進入到窄的截面。
19.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述平臺提供有鎖臂，其提供在浮筒首和 尾的上部，以在工作期間穩定浮筒。
20.如權利要求1所述的結構，其特征在于，所述鎖臂還被提供有可以自鎖臂延伸的 柱，以互鎖浮筒。
21.一種轉換波能量為電能量的方法，包括在海水，海洋或類似中漂浮一結構；在所述結構中形成一腔(113)，帶有開口端以允許水和波穿過；轉換并傳輸波的運動為往復運動，通過安置在腔內的機構；和平衡該機構以允許所述機構能夠被腔中的流經的波所推動。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述漂浮所述結構是通過使用一具有底 船殼體和側船殼體的雙分層的船殼體。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述形成的腔的界定是由至少兩個垂直 的側船殼體向下延伸整體連接一水平底船殼體以形成具有U型截面。
24.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述將波運動轉換和傳輸為往復是通過 允許浮筒隨著波自由運動并連接到浮筒以曲柄機構。
25.如權利要求M所述的方法，其特征在于，所述平衡該結構是通過自所述雙分層的 船殼體進行水壓承載。
26.如權利要求M所述的方法，其特征在于，所述浮筒的運動是當腔內的流經波推動 浮筒時，所述浮筒繞樞軸上下擺動。
27.如權利要求M所述的方法，其特征在于，所述往復運動推動液壓活塞泵的活塞上 下運動以產生電能。
全文摘要
本發明提供一種通過漂浮置于例如海水，海洋或者類似的水中的結構，以轉換波能量為電能量。該結構包括一漂浮本體以漂浮和穩定該結構在水中，其中提供一平臺以容納和安裝波轉換系統和機構。該機構包括多個隨著波運動的浮筒。
文檔編號F03B13/14GK102057156SQ200980120444
公開日2011年5月11日 申請日期2009年6月1日 優先權日2008年6月2日
發明者蘇光·赤 申請人:蘇光·赤