專利名稱：利用流阻波形因數(shù)的差異將海浪能轉(zhuǎn)換成電力的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用流阻波形因數(shù)將反復(fù)的海浪運(yùn)動(dòng)通過一對(duì)異形部件
逐漸地轉(zhuǎn)換為電力，所述部件圍繞一軸成螺;旋形地以180+180度延伸，并 且逐漸地在流動(dòng)或者擺動(dòng)動(dòng)作的力的作用下打開。
特別地，本發(fā)明涉及用于再生在大量的海浪中的液態(tài)水分子的振蕩的 機(jī)械運(yùn)動(dòng)的和離心的能量的方法和設(shè)備，以便利地在不同的方向和甚至 從不同的深度水平的以電力的形式再生，例如以對(duì)環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)的方 式從漂浮的和轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電機(jī)平臺(tái)再生出電力。該方法不要求龐大的和昂 貴的結(jié)構(gòu)或設(shè)備，也不把能量轉(zhuǎn)換為其它的形式，在使用時(shí)它將以自然 的振蕩運(yùn)動(dòng)、流動(dòng)、壓力和慣性力的形式以及流體靜力勢(shì)能的方式存在
異形部件的由不相等的波形因數(shù)引起的流阻差異被利用在動(dòng)力軸的不同 的側(cè)面上，用來產(chǎn)生對(duì)于軸的旋轉(zhuǎn)力，通常沒有主要的與該軸平行的流 動(dòng)。因此，海水有幾分地經(jīng)過渦輪，作為通過旋轉(zhuǎn)異形部件再生的能量， 并且通過連接到發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸傳遞，其中機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，沒有產(chǎn) 生顯著的放射。利用本發(fā)明在沿海的區(qū)域可以便利地履行京都協(xié)定反對(duì) 的二氧化碳和二氧化氮的排放，有關(guān)例如能量的生產(chǎn)和通常用于社會(huì)的 能量供應(yīng)，以及水路和鐵路交通。同時(shí)，混合有水分的空氣可以離心地 除去，尤其是從接近表面的水層除去，并且可以應(yīng)用到實(shí)際用途。例如
自在海底與海上航線平行的延伸的多孔的空氣管線的氣泡。
背景技術(shù)：
工作平臺(tái)可以這樣提供，例如，利用在海面上漂浮和起伏的浮筒或浮 橋，其固定到例如另一個(gè)浮筒或錨，以使得發(fā)電機(jī)的能量定子或任意的 轉(zhuǎn)子大致上保持在它們的方位并且固定，即使在深海中。這些功能還可 以通過帆布材料的降落傘狀的浮錨實(shí)現(xiàn)，其例如利用金屬多股絞合線支撐其本身，或者用繩子圈起一較大的和較少的動(dòng)作或靜止的水域。該浮 錨在工作中還可以充當(dāng)安裝架。
在海水的波浪中，振蕩運(yùn)動(dòng)的力、壓力和勢(shì)能可以通過例如螺旋狀的
雙面的、凹形的(Ko)、通常為連續(xù)的通道表面吸收，該表面圍繞一軸 以180度或半圓延伸，并且至少部分地相對(duì)流體或水流打開。相對(duì)目前吸 收水流的凹形的通道表面，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一側(cè)提供凸出的Uu)葉輪表面。 各個(gè)葉輪在朝向軸的表面是凹形的，并且在其相對(duì)側(cè)或外表面是凸?fàn)畹摹?葉輪為打開式的V或A型葉輪，其通常是弧形的橫截面。所述葉輪彼此以 一定的距離定位，帶有朝向彼此的凹面，并且在尖銳的一端稍微是圓狀。 該對(duì)葉輪是彼此互補(bǔ)的以傳遞旋轉(zhuǎn)的力至通常設(shè)置在所述葉輪之間的轉(zhuǎn) 子的動(dòng)力軸。通過支柱，其在海水的移動(dòng)方向?yàn)榱骶€型，即它提供較低 的阻力，波浪的慣性力和離心力從異形部件傳遞到旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力軸，其優(yōu) 先的是水平的，但是也可以是垂直的。在旋轉(zhuǎn)中所述凹面接收水流和壓 力，同時(shí)其凸面也圍繞軸旋轉(zhuǎn)。不同的力和能量的組合，例如運(yùn)動(dòng)、速 度、慣性、壓力和勢(shì)能，遵照自然法則在渦輪的表面使他們本身創(chuàng)建在 復(fù)雜的相互關(guān)系中。這些可以與轉(zhuǎn)子的動(dòng)力軸組合，因?yàn)榛⌒蔚牟⑶逸S 向常常稍微傾斜的葉輪表面依據(jù)慣性力不得不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該慣性力 通過波浪或大量的水流引入，所述表面變成通常暴露在水的離心力的推 動(dòng)下。發(fā)電機(jī)的電^茲阻抗力通常傾向于與應(yīng)用到設(shè)備的葉輪的水流波浪 的動(dòng)力能對(duì)抗，但是該阻力屈服于作用于葉輪的水流波浪的力并且在發(fā) 電機(jī)的線圈處轉(zhuǎn)換成電力。
大海的高漲，其振蕩場(chǎng)或水流受多種因素干擾。即使在水流波浪中， 多種不同的振蕩由于反射和偏轉(zhuǎn)的原因會(huì)在縱向、側(cè)向和垂直方向疊加。
大海的波浪始終攜帶很強(qiáng)的總的能量積累。這些能量?jī)?chǔ)備，即大海的" 儲(chǔ)能器"，目前幾乎是從未用過的，盡管對(duì)其有巨大的需求。實(shí)際上，目 前能量的供給是以不必要的昂貴的和有污染的方式實(shí)行的，例如通過燃 油、煤、木材、垃圾，或者通過帶有輻射和損耗的后果的核能。
實(shí)際上，僅僅從大海提取2%的的波浪能就能產(chǎn)生充足的電力，用于整個(gè)世界的能量需求。海洋能量的高漲在其峰值時(shí)大約是波陣面或海岸線
的100kW/m。通常在耐寒的區(qū)域沿著海濱存在的能量大約是10-50kW/m。 波動(dòng)的海洋還可以通過空氣在冬季維持能量產(chǎn)生，因?yàn)闇嘏妮^重的水 隨著空氣從深處產(chǎn)生直到表面。海上航線，尤其是，可以保持清除固體 冰塊和通過從更深的層次上升的氣泡以及部分地也通過從深處上升的并 且具有高熱容量的溫水所要產(chǎn)生的波浪?？倸w，每個(gè)單獨(dú)的移動(dòng)波塊表 現(xiàn)為小的能量?jī)?chǔ)備或機(jī)械儲(chǔ)能器。
機(jī)構(gòu)經(jīng)受的海浪大體上包括不固定方向和力的風(fēng)以及偶而以海哺形 式的水下地震。對(duì)于后者，由于位于上部的空氣在上升的波段幾乎沒有 提供阻力，在壓力波中前進(jìn)的水體上升以形成一高和長(zhǎng)波。實(shí)際上，水 分子的平面和垂直運(yùn)動(dòng)通常在表面附近是最強(qiáng)烈的，但是當(dāng)深度增加和 移動(dòng)的水體增厚的時(shí)候會(huì)變得緩慢。由于這些能源的不穩(wěn)定性，到目前
為止能量的回收和儲(chǔ)備還是非常困難和昂貴。大量水團(tuán)的波浪仿佛是在 海洋中不斷地往復(fù)移動(dòng)和"泵送"海洋波浪的能量可以被管理以用于電能 的生產(chǎn)，代替例如建立更大的核動(dòng)力設(shè)備。依照本發(fā)明的能量的生成過 程在設(shè)備的總的壽命循環(huán)過程中幾乎消除了所有的放射物和廢棄物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可以利用一對(duì)連接到動(dòng)力軸的雙面開口的凹形的和凸形的異形 部件，所述異形部件成螺旋形地以180度延伸，并且逐漸相對(duì)上游方向開 口。凸面對(duì)抗流體或水流，在水流中逐漸地變換成凹面，該凹面接收在 相同的葉輪板的下游側(cè)上的水流和力。對(duì)水流開口的凹形的通道表面包 括，如圖所示的下游方向，通常大約為渦輪的凸出側(cè)區(qū)域的30 - 40%,其 余部分通常通過渦輪的脊形的凸形的葉輪在上游側(cè)覆蓋。水流通過凸面 是橫向反射的，例如在凹面上。沿著渦輪的逆流部分，旋轉(zhuǎn)的凹形的葉 輪通過凸形的葉輪遮蔽，直到其中的功能逐漸地隨著18O度的螺旋狀的程 度反向。
位于水流或振蕩中的螺旋形螺旋狀的本體在從各個(gè)方向接收水流的壓 力的過程中總是具有至少凹面的一部分，并且設(shè)立在每個(gè)循環(huán)中重復(fù)地 對(duì)水流的阻塊或柵欄，同時(shí)將波浪或振蕩的壓力或動(dòng)力能通過異形部件之間的開口或縫隙4經(jīng)由支柱5 a或支承板5 5傳遞到轉(zhuǎn)動(dòng)軸3 。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明涉及依照權(quán)利要求1所述的方法和依照權(quán)利要求13 所述的設(shè)備。其改善主要集中在加強(qiáng)了對(duì)存在于水波中的多方向的振蕩 運(yùn)動(dòng)和水流的利用，并提高其效率。
依照本發(fā)明，以這樣的方式4是供改善，例如在方向性的不穩(wěn)定的海流 或在振蕩運(yùn)動(dòng)中的渦輪，當(dāng)圍繞一差不多固定的或慢慢地移動(dòng)的軸成螺 旋形旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用其凹面輪廓接收均勻的多方向的水流和壓力作用。
在本申請(qǐng)中，術(shù)語"大海"的使用，例如，涉及/>海、有群島之海、內(nèi) 陸湖、人工湖、河或水庫(kù)，具有暴露于風(fēng)力作用的敞開面，用于經(jīng)受水 流波浪和收集作為波浪運(yùn)動(dòng)的能量以建立能量?jī)?chǔ)備。海的表層，特別是， 暴露于高速的風(fēng)中，風(fēng)產(chǎn)生水流波浪并通過它們的摩擦增加它的尺寸。
在本申請(qǐng)中，術(shù)語"波浪能"用于指幾乎存在于任意方向的水的物理上
的運(yùn)動(dòng)，引起振蕩或幾個(gè)波的累積波，即干涉。在波浪運(yùn)動(dòng)中，流水的 分子在一個(gè)方向遷移或沿著幾乎規(guī)則的路徑在至少兩種不同的能量形式
的反復(fù)的轉(zhuǎn)換中往復(fù)，該能量通過水以這樣的方式流通。
在本申請(qǐng)中，術(shù)語"波形因數(shù)k"用于指流阻的通過特殊形式提供的比 例。由不同形式特供的在流水運(yùn)動(dòng)中的阻力上的試驗(yàn)研究已經(jīng)提供在 19 61年的芬蘭中學(xué)物理教科書(Nurmi-Ahlman-Fedosov-H5glander畫 Qvickstr6m)。帶有空氣的測(cè)量由Uuno Nurmi博士實(shí)施，并且顯示在圖l 中，其中有異形部件a…f。運(yùn)動(dòng)阻力主要是由于部件的下游側(cè)的湍流。 在垂直于水流的平面中的投影面積是相等的，而且其它因素也是恒定的。 用于不同輪廓的表面的阻力F的公式顯示在圖1的底部。該阻力通過利用 波形因數(shù)k乘以流動(dòng)或振蕩運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)的密度以及垂直于水流的部件的 投影面積和運(yùn)動(dòng)的速度的平方獲得。該因數(shù)由于特殊的成形產(chǎn)生，其作 為波形因數(shù)k提供在圖的右側(cè)，水流從左側(cè)流入，如箭頭所示。
在本申請(qǐng)中，術(shù)語"結(jié)構(gòu)上的固體"用于指氣體或液體基本上不能透過的材料，例如復(fù)合結(jié)構(gòu)，通常其表面是光滑和明亮的，但是能抵抗主要 的力和各種形式的磨損。
圖l的波形值不但應(yīng)用于空氣而且大致上也用于水中，即使水的密度大
約是空氣的1000倍(1000-fold)。由于密度差，風(fēng)力實(shí)際上通過小設(shè)備 從水波比從空氣中更有效地恢復(fù)。在小空間中水力比空氣的力更加強(qiáng)大 得多。液態(tài)水也具有強(qiáng)大的慣性和離心力。
用于直接地通過發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力從海浪中回收能量的本發(fā)明的新穎的 設(shè)備在操作中比例如傳統(tǒng)的風(fēng)車更加可靠，因?yàn)榇蠛５?作用"，即波浪 的振蕩運(yùn)動(dòng)，依照慣性力持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，即使當(dāng)風(fēng)已經(jīng)平靜下來之后， 尤其是深水中。大海的波浪的反射和波陣面的偏轉(zhuǎn)增加了能量產(chǎn)生的連 續(xù)性和持續(xù)時(shí)間，例如在島碼之后，即使可以感覺到的水的動(dòng)能在下降。 在波浪運(yùn)動(dòng)中交替的團(tuán)塊的幅度確保能量產(chǎn)生的連續(xù)性，即使水分子或 流體"水生核"通常沿著路徑軌道運(yùn)行，所述路徑在接收波浪的傳播過程 的縱剖面圖中是圓狀的或橢圓狀的。
最后，本發(fā)明的申請(qǐng)涵蓋了使用和消耗能量的社會(huì)中的所有情形，例 如交通、居家、工業(yè)生產(chǎn)。其益處主要包括減少了原材料和各種各樣的 放射。
本發(fā)明還可以用于減波方法和設(shè)備，能夠通過存在于水流波浪中的合 力"耗盡"或消除水流波浪。這樣的"減波設(shè)備"通常建立在產(chǎn)生能量的海 水的靜止的表面，因?yàn)橥ǔＯ葘?dǎo)波的膨脹產(chǎn)生的力是消耗用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電 機(jī)軸并產(chǎn)生電力。根據(jù)多重滾動(dòng)波的高度或高頻率，渦輪的轉(zhuǎn)速可以達(dá) 到非常高的速率。本發(fā)明也可以在低的振蕩能使用，即低振幅，或者在 高頻率使用，例如根據(jù)流線型的V形的葉輪元件或幾個(gè)波的能量的總和。
波浪"消耗器"也可以作為有效的防波堤或產(chǎn)生能量的碼頭起作用，不 需要主要的結(jié)構(gòu)操作和昂貴的附加設(shè)備。
本發(fā)明還可用于作為船舶的能源，其外海中推動(dòng)或作為運(yùn)行穩(wěn)定器。因此，在位于容器之前的適當(dāng)?shù)木嚯x，它可以設(shè)置，例如在很長(zhǎng)的桿的 末端，本發(fā)明的小的可推進(jìn)的設(shè)備，其抑制波浪并且要求從海洋膨脹的
以電能的形式能量被用于推動(dòng)傳統(tǒng)的船舶、水翼船或氣墊船，例如即使 有很高的螺旋槳轉(zhuǎn)速。
即使在遠(yuǎn)處波浪的反作用可能具有沖擊。實(shí)際上，海洋的波浪能可以 恢復(fù)，即使從廣泛的區(qū)域有效地從彼此相距^艮遠(yuǎn)的地方，因?yàn)檎袷幵谒?中有效地和無聲地傳送到期望的收集地點(diǎn)，尤其是長(zhǎng)的、攜帶高能的波 浪。作為能量的補(bǔ)償，來自平靜的區(qū)域附近的波浪的動(dòng)能總是通過推動(dòng) 或吸引傳遞到平靜的區(qū)域。波浪的推進(jìn)動(dòng)作，隨著其慣性力，可以根據(jù) 葉輪和連接到發(fā)電機(jī)的渦輪的動(dòng)力軸引導(dǎo)，其中電磁阻抗力必須通過運(yùn) 行克服。波浪的動(dòng)能， 一旦傳遞給發(fā)電機(jī)，就不能夠在水中再產(chǎn)生新的 浪潮了 ，而出現(xiàn)的是波浪被斷開并且不能產(chǎn)生新的上升的波浪。
在大多數(shù)情況下，波浪運(yùn)動(dòng)幾乎是對(duì)稱的。波浪的反向傳播過程可變 得容易地理解，例如，當(dāng)波浪運(yùn)動(dòng)是由向靜水投擲卵石而產(chǎn)生并且顯然 地傳送到遠(yuǎn)離投擲點(diǎn)的位置，而且偏轉(zhuǎn)或反射波在反向或向內(nèi)流通，根 據(jù)其中的能量分布幾乎是相等的。
即使其來自很廣闊的區(qū)域，幾乎整個(gè)波陣面的能量可以通過本發(fā)明的
設(shè)備聚集在接近動(dòng)力軸3的范圍內(nèi)。由于通過水分子波浪完成真實(shí)的振蕩
運(yùn)動(dòng)，還有在波浪中的回復(fù)步驟，該波浪供給渦輪驅(qū)動(dòng)軸，帶有位于在 同樣意義上的旋轉(zhuǎn)中的傾斜表面上的更多的能量。波浪運(yùn)動(dòng)總是會(huì)傾斜 使得它的運(yùn)行路徑達(dá)到無波浪的區(qū)域。渦輪不"識(shí)別"波浪的來源的方向，
因?yàn)樵谒拿姘朔降乃骱驼袷幫ǔＴ谙嗤较蛟黾釉跍u輪動(dòng)力軸3上的 旋轉(zhuǎn)力。渦輪的對(duì)稱和雙面的設(shè)計(jì)常常也便于180度的簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)和收緊 力，即佳^U又在葉4侖成對(duì)的V或A形的葉片的部分的開口中。關(guān)于剩下的 水波的分子幾乎是固定的，并且波浪能在反復(fù)的振蕩運(yùn)動(dòng)中移動(dòng)，本發(fā) 明的設(shè)備能夠?qū)㈦p向的振蕩轉(zhuǎn)換為電能。在海浪干涉中，所有的頻率和 波長(zhǎng)都可能被利用。該設(shè)備在正常狀態(tài)下通?？梢哉{(diào)整其本身的轉(zhuǎn)速。 圓狀的波浪，例如參考投擲卯石而引起的，在其反向過程中也會(huì)起作用。在水中放置的電力設(shè)備可以這樣實(shí)現(xiàn)，例如在空氣或真空隔離箱中， 類似于熱水瓶，例如在帶有水平軸的設(shè)備中，波陣面的強(qiáng)力的運(yùn)動(dòng)被引
導(dǎo)進(jìn)入波浪"消耗"設(shè)備，例如通過葉輪1和2之間的縫隙4，或者進(jìn)入用于 接受力的葉輪的4壬意的凹地或凹口 。
各個(gè)單獨(dú)反復(fù)的波浪在海中產(chǎn)生大致的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，其可以通過 渦輪在雙向利用以產(chǎn)生電力。因此，多重雙向的波浪的總的恢復(fù)的能量 總體上比短期的單向的例如從潮沙發(fā)電設(shè)備的儲(chǔ)液器中的恢復(fù)的能量的 量值要大很多。實(shí)際上，水路的波浪提供的能量輸出比現(xiàn)有的水力發(fā)電 的總輸出要大。實(shí)際上，在地球上根本沒有哪樣?xùn)|西如同能源一樣短缺， 盡管事實(shí)上油和煤的儲(chǔ)量會(huì)在將來的某一天耗盡。而海洋中持續(xù)的波浪 將提供足夠用于所有人的能量?jī)?chǔ)備。
渦流在自由旋渦中的動(dòng)作在其中心處產(chǎn)生出空氣心，并且由于水的靜 壓力在保持動(dòng)量矩的情況下轉(zhuǎn)變成小半徑下的速度，其產(chǎn)生高速的旋轉(zhuǎn)。 高離心力將較輕的氣體在上述動(dòng)作的內(nèi)曲線側(cè)從水中分離。產(chǎn)生離心力
的高速的氣旋渦流通常通過使從相對(duì)于軸的相當(dāng)廣泛的范圍的有些狹窄 的切向水流的供給槽引起，即使水流具有低速度。鄰近的或者連貫的渦 流可以被用來相互加壓以用于旋渦場(chǎng)，除非在所述渦流之間有屏障。
本發(fā)明的實(shí)用方面通過利用在發(fā)電機(jī)內(nèi)的三相變頻器增強(qiáng)以用于產(chǎn)生 高電能。永磁體和直流電能被使用以用于自由地隨著旋轉(zhuǎn)力的機(jī)械能儲(chǔ) 備調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
現(xiàn)有的設(shè)備
芬蘭的jerking Savonius rotor已經(jīng)獲得了芬蘭的專利，其同族美國(guó)專利 的編號(hào)為1， 697, 574,其涉及在風(fēng)中的空氣流。海洋的波浪能已經(jīng)在美國(guó) 專利編號(hào)6， 622, 483和美國(guó)專利4， 221, 538中喉支了"i侖述。它們利用例如空 氣的壓力并且通過特殊的偏導(dǎo)裝置將波浪擠壓到瓶頸中。現(xiàn)有的設(shè)備具 有許多可以通過本發(fā)明來克服的缺陷，例如通過筒化構(gòu)造和通過依照設(shè) 備的尺寸成比例地增大能源的入口。例如在美國(guó)專利4， 733，628中公開的浮錨。許多的風(fēng)輪機(jī)也已經(jīng)有描述了，但是那些性能都比較低。
公開的W096/38667涉及通過使用一對(duì)異形部件或一串異形部件對(duì)波 浪能進(jìn)行開發(fā)，所述部件在橫截面中具有液滴構(gòu)造。但是上述兩種設(shè)備都 不能以有效率的方式充分利用波浪的特殊運(yùn)動(dòng)。相對(duì)轉(zhuǎn)子的直徑，力收 緊區(qū)域小。上述兩種在流量的反方向的液滴構(gòu)造的波形因數(shù)差異都不足 以補(bǔ)充那樣的缺陷。


下面的附圖僅僅為了給出例子和圖示本發(fā)明的作用。
圖l顯示的是在芬蘭進(jìn)行的對(duì)于多個(gè)大小相同的異形部件的帶有空氣 的實(shí)驗(yàn)性的流阻測(cè)量。
圖2顯示的是能抵抗很大的力的本發(fā)明的 一 個(gè)設(shè)備的稍微向下傾斜的 側(cè)視圖，其中從位于浮動(dòng)的和滾動(dòng)的浮筒平臺(tái)之下的元件的組合，如在 圖4的剖視圖中的方向C所指示的一樣。
圖3顯示的是在不同的深度水平垂直于動(dòng)力軸3的部分，描繪了一種設(shè) 備，其中依照本發(fā)明提供了兩個(gè)異形部件，其帶有圓弧的橫截面形狀， 以組合凹形(Ko)和凸形(Ku)的方式設(shè)置在動(dòng)力軸3的不同的側(cè)面，帶 有(圖3b)和不帶有(圖3a)流路。該異形部件位于通過180度圍繞在一 固體螺旋設(shè)備中的軸環(huán)繞的位置。
圖4顯示的是本發(fā)明的一種螺旋成形表面的部分，環(huán)繞軸3，作為凹形 (Ku)和通過小箭頭顯示在水流中的180度反向的凸形(Ku)。
圖5顯示了在海水中活動(dòng)的流線型支柱5a的整體構(gòu)型，通常包括中空的 或多孔的殼體結(jié)構(gòu)或者將葉輪盡頭的末端的固定至例如中空的耐用的動(dòng) 力軸3的固體支撐橫梁。
圖6顯示的是從切開的大量的元件構(gòu)型中生成凹形的和凸形的異形部件，通過將其彼此粘合和通過合并隔板以用于將力傳遞到動(dòng)力軸。
圖7顯示的是從下方或者隨意地從上方連接至水平的動(dòng)力軸3的渦輪， 其具備開啟的螺旋狀的縫隙或開口 4,和在下方或有時(shí)在水上的由V形組 成的成對(duì)的異形部件，其中的V形通常為圓狀(Py )，但是也可以帶有或 大或小的尖端。該渦輪用于消除在水面附近的強(qiáng)大的水平運(yùn)動(dòng)。
圖8顯示的是對(duì)于新穎的V和A形的雙面開口的流阻和由此而來的近似 的波形因數(shù)。
圖9顯示的本發(fā)明的一對(duì)異形部件在不同的深度水平的部分，在不同的 深度水平的水層具有不同的方向和速度，帶有(圖9b)或沒有(圖9a) 流徑線。該異形部件帶有V形的頂部圓(Py)。
圖10在不連續(xù)的視圖A、B和C中顯示了從橫截面封閉的管A制造水流葉 輪或異形部件1和2，通過對(duì)角地相對(duì)動(dòng)力軸切開一半以形成兩個(gè)螺旋狀 的部分B和C,同時(shí)以180度的圍繞中心軸3環(huán)繞。
具體實(shí)施例方式
圖l示例了在芬蘭獲得的用于流體介質(zhì)的波形因數(shù)的實(shí)驗(yàn)性的測(cè)量結(jié) 果，如用于一些成形的a…f的例子，如圖中的箭頭所指示的一個(gè)從左至 右的流動(dòng)過程。在不連續(xù)的附圖f下給出了流動(dòng)阻力F的公式。在附圖c中， 水流到來以接觸凸形的(Ku)形狀，而在附圖f中帶有互補(bǔ)的凹形的(Ko) 形狀。唯一有差異的是在部件的位置有180度的變換，盡管部件依照他們 的投影面積是相等的，但是由于此形狀，其具有3倍的流動(dòng)阻力。
當(dāng)水流撞擊相同的凸面的(Ku)形狀時(shí)，在附圖a…d部分之間可以觀 察到作用在下游水流上的流動(dòng)阻力。由于抵觸在尾端的流體的湍流，波 形因數(shù)k顯示出相當(dāng)大的差異。
對(duì)于具有相等的投影面積的在圓頭的附圖部分a…d之間的運(yùn)動(dòng)的最大 的阻力通過從附圖c部分顯示，其產(chǎn)生強(qiáng)大的下游湍流。那些所提供的最大的阻力通過附圖f部分顯示，其中依照它的阻力在水中等同于浮錨。整 個(gè)發(fā)電機(jī)，并且尤其是定子和軸，可以被固定，如果有要求，在深水中 例如通過在原處旋轉(zhuǎn)，向上的開口杯罩用于防止垂直上升。水平運(yùn)動(dòng)可 能通過浮錨被阻礙，其吸收水平力，并且其作為錨設(shè)置，例如在軸的旋 轉(zhuǎn)半徑或切線方向。安裝在散開的方向的大小相當(dāng)?shù)母″^可以確保整個(gè) 設(shè)備，尤其是軸在其位置保持靜止。在這種情況下，錨作用于巨大的水 體，而不是通向海底的路線。
在圖l中的低阻力通過流線顯示，近似液滴形狀的部分a，其具有尖銳 的(Te)尾部末端。該收斂的流線型的尾部末端(Te)在所有形狀中都 減小水流阻力。部分a通過與圓狀凸形的(Ku)前端結(jié)合得到其波形因數(shù) 為O. 03。如果前端依照獨(dú)木舟的設(shè)計(jì)帶有尖端，阻力將變得更小。在水 中，這也開始類似快速移動(dòng)的魚的尖銳的頜的構(gòu)造，例如狗魚。依照實(shí) 驗(yàn)，潛水艇的凸形的(Ku)圓狀的弓形在圖l的a…d未顯示出與尖銳的形 狀相比較的有利的運(yùn)動(dòng)阻力。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)性的凸形的(Ku)部分a. ..d相互比較時(shí)，可以注意到的是單獨(dú) 在長(zhǎng)度上的增加不會(huì)提供更大的流動(dòng)或運(yùn)動(dòng)阻力，盡管其增大了摩擦面。 在水流中尾部末端的形狀是更有意義的。實(shí)際上，飛行器機(jī)翼和機(jī)身的 尾部末端通常是尖銳的(Te),其前末端通常是圓狀(Ku、 Py),用于 排除反復(fù)的流量的分配，即振蕩，尤其是在尖銳的分開的邊緣的任何一 側(cè)。這樣能夠避免在水中的聲管效力(soundpipe effect)。
在通過制漿廠的申請(qǐng)者進(jìn)行的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)的是含水泥漿的纖維附著 于尖緣，但是凸形的(Ku)圓狀的形狀(Py)仍然是干凈的。
附圖f部分之下顯示的是用于阻力的公式，其通過波形因數(shù)k、介質(zhì)密 度、垂直于水流的投影面積A和運(yùn)動(dòng)的速度v表達(dá)。
圖2和3分別顯示了用于渦輪的本發(fā)明的一對(duì)凹形的和凸形的葉輪1和2 的示意圖和剖面圖，其中凸形的(Ku)和凹形的(Ko)形狀通過旋轉(zhuǎn)方 向的流線型的支柱5a連接到對(duì)力有很大的抵抗作用的動(dòng)力軸3，所述軸可以由例如輕質(zhì)的和高強(qiáng)度的在水中不氧化的金屬鈦制造。
如果葉輪形狀是如圖9所示的V形，該葉輪的前緣通常必須構(gòu)造為圓狀
(Py)，仿照飛行器機(jī)翼的前緣的形式以用于阻止振蕩。該圓狀(Py) 還有利于在水流側(cè)向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子。
葉輪l 、 2還可以具有按照?qǐng)D3所示的U形或如圖4所示的具有變化曲率的 形狀，其中靠近動(dòng)力軸3的葉輪邊緣構(gòu)成朝向另一葉輪的陡曲線。這能夠 產(chǎn)生非常劇烈的、不費(fèi)力地劈開水的形狀，類似于狗魚的尖銳的頜。凹 形形狀成180度的圓，并且由此在與動(dòng)力軸3相同方向的一定的距離變換 成凸形的形狀，因?yàn)橛^測(cè)或流動(dòng)的方向依舊保持不變。分別地，當(dāng)前位 于動(dòng)力軸的相對(duì)側(cè)上的凸形成180度的圓并且轉(zhuǎn)換為凹型。
圖3所示的部分為弧狀的凹形(Ko)，部分地帶有U形，并且在另一側(cè) 為弧狀的凸形(Ku),流體隔層確立在動(dòng)力軸3的任何一側(cè)上的一對(duì)固定 的葉輪1和2上。當(dāng)動(dòng)力軸3的軸向從葉輪的一端運(yùn)行到另一端時(shí)，該葉輪 優(yōu)選的是成螺旋形地延伸轉(zhuǎn)過O - 180度。流水充填第一凹形的通道形狀， 其在圖中可濾過的。隨后，由于旋轉(zhuǎn)是圍繞動(dòng)力軸3進(jìn)行的，因此流水可 以在相同的通道中向前運(yùn)送。該動(dòng)力軸可是多孔的或者中空。支柱5a的 較厚的中部部分5提供相對(duì)動(dòng)力軸3的穩(wěn)固的嚙合表面，其可以是中空的 或者多孔的可濾過形式的軸，其可部分地滲透并且沿著軸的縱向中心線 攜帶水中的氣體。
螺旋狀的渦輪可以以這樣的方式組裝，其中堅(jiān)固的軸3在其上帶有螺紋 結(jié)合的輕質(zhì)的支撐板5，其提供例如具有軸接納孔，并且在其中可以是多 孔的，且其圍繞軸徑向地旋轉(zhuǎn)。帶有適當(dāng)?shù)男倍鹊默F(xiàn)成即可使用的螺旋 形葉輪元件1或者2，連接到合適的位置，例如利用螺釘15或者其他緊固 件。葉輪的螺旋狀的斜度、厚度或者高度可以在軸向變化。這尤其是對(duì) 于立軸轉(zhuǎn)子是有益的，因?yàn)椴ɡ诉\(yùn)動(dòng)隨著水的深度的增加、流水量的增 多和與水混合的空氣的量值的降低而逐漸地停止。該螺旋狀的通道或者 在相對(duì)于軸的傾斜位置的脊部表面還可以接收軸向的來自波浪團(tuán)的慣性 的力。如圖4所示，在垂直于動(dòng)力軸的部分，通過凹形的和凸形的異形部件表 面確立一對(duì)1和2。流線型的支撐梁14、 5a甚至能夠?qū)⒘陌夹蔚?Ko) 和凸形的(Ku)葉輪1和2的最末端15傳遞到軸3。如圖4所示的設(shè)備可以 設(shè)計(jì)為具有水平軸或垂直構(gòu)型。水流可以/人凸面(Ku)朝向凹面(Ko)反射。葉4侖l和2可以j吏其支柱5a 成流線型設(shè)計(jì)并且具有低阻力，例如如圖5中所示，為多孔的或者中空設(shè) 計(jì)，以從波浪中移除空氣。凹形的(Ko)和凸形的(Ku)表面可以根據(jù)設(shè)備的各個(gè)部分的要求變 化曲率和設(shè)置各種各樣的厚度。海洋波浪的分子在靠近表面的水平方向 是最易活動(dòng)的，通常響應(yīng)風(fēng)的摩擦。這就是為什么壓力接收凹型表面設(shè) 置在該層以用于或大或小的旋轉(zhuǎn)半徑。整個(gè)動(dòng)力軸3沿著它的全長(zhǎng)接收來 自于大量的水的慣性力帶來的強(qiáng)力和高速。優(yōu)選的是轉(zhuǎn)動(dòng)軸通常被設(shè)置 在橫向地抵抗多重波浪的水平位置，因此強(qiáng)大的靠近表面的波浪運(yùn)動(dòng)施 加其慣性力以使得圍繞軸旋轉(zhuǎn)的渦輪或者發(fā)電機(jī)具有強(qiáng)勁的或高速的旋 轉(zhuǎn)，依靠力臂的長(zhǎng)度。在180度的旋轉(zhuǎn)之后，即使波浪在回復(fù)的過程中依 然始終在相同的方向驅(qū)動(dòng)所述軸。在其漩流的過程中，該渦流擴(kuò)大水氣旋(hydrocyclonic )的分離效果， 如同 一個(gè)在普通的洗手間的水槽里的一樣，因?yàn)樗S著它的空氣心和在 空氣心附近具有的高離心力排放。依據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)，朝向表面的高速的 細(xì)微的軸向的水流還在此過程中產(chǎn)生。將本發(fā)明的渦輪相互并排或者連 續(xù)地設(shè)置，能夠擴(kuò)大氣旋分離區(qū)域，其中鄰近的或者連續(xù)的氣旋通常具 有相同方向和速度的動(dòng)作，因此氣旋本身是相互倚靠的。設(shè)備的供給可 以便利地成切線地影響，例如靠近用于產(chǎn)生氣旋渦流的表面分成各個(gè)軸 之間的間隔。圖5示意性的顯示了支柱5a的視圖，其與動(dòng)力軸3連接，該軸設(shè)置在葉 輪1和2的邊緣之間，葉輪帶有低運(yùn)動(dòng)阻力，并且其是中空的或者實(shí)心的， 且可以在海水7中活動(dòng)。中空或者多孔的管道能夠移除例如溶解在水中的空氣。葉輪或者支柱 的前緣通常為圓狀并且相當(dāng)厚，并且在動(dòng)作的方向會(huì)聚。葉輪1和2例如可以利用螺釘緊固在支柱5a的末端部15 (圖3a)。然而，制造工藝變得 更為方便，因?yàn)閷?duì)稱的支柱或者橫梁5a不取決于流體流向。該設(shè)備可以通過利用作為模具的葉輪1和2的橫截面外形制造，因此該 模具實(shí)施了螺旋狀的滑座，并且產(chǎn)生了相匹配形狀的螺旋狀的部分。所 述螺旋狀的元件固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，因此軸的一側(cè)帶有凹面，并且其相對(duì) 側(cè)帶有互補(bǔ)的凸面。圖9a顯示了在垂直于動(dòng)力軸3的部分中的一對(duì)葉4侖l和2，所述的一對(duì)葉 輪具有帶有V或者A形的圓狀(Py)的頂點(diǎn)的凹形。葉輪共同地組成圍繞 動(dòng)力軸3的雙面、螺旋形、實(shí)心的V螺旋結(jié)構(gòu)。如圖3中的一樣，這樣的解 決方案顯示出凹形和凸形，并且在與管一同描繪的時(shí)候其形狀象將矛頭 穿透水流一樣。在橫向，延伸部分模仿尖銳的"狗魚頜"的形狀，在軸3的 兩側(cè)上在水流中產(chǎn)生相等的分開的阻力，因此不會(huì)妨礙旋轉(zhuǎn)。V形的箭頭構(gòu)成促進(jìn)元件在水中的移動(dòng)，尤其是在逆流中。在反方向， 在葉輪1 、 2的邊緣之間的開口 4的流動(dòng)阻力特別高。反轉(zhuǎn)的V形的凹形在水流中的阻力近似等于在圖l中顯示的f部分的示 意性的方向的阻力(0.6)，而V形的凸形的阻力近似等于圖中所顯示的 在相同方向的c部分的阻力(0.20)。因此，經(jīng)過180度的旋轉(zhuǎn)之后，形 狀(對(duì)阻力)大約有3倍的影響。在阻力上的類似類型的差異通過V形更 加顯著地在各個(gè)流動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)，因?yàn)榧怃J的分流點(diǎn)比例如范例a-d的弧形 的形狀更加有效地劈分開海水。的水平方向渦輪的水平面開口 4，并且在波浪的傳播方向產(chǎn)生以驅(qū)動(dòng)動(dòng)力 軸。在圍繞軸的圓周運(yùn)動(dòng)中，逆流部分或者靜水也會(huì)遭遇，其中尖銳的 或者圓狀的V形有助于劈開和切開水流，因?yàn)椴ɡ诉\(yùn)動(dòng)的慣性力通過開口的形狀吸收。在整個(gè)下一循環(huán)的過程中，始終在相同的方向重復(fù)相同動(dòng)作。在v形臥式水輪機(jī)中并沒有發(fā)現(xiàn)更大的反作用力來對(duì)抗水流表面波浪 的強(qiáng)大的動(dòng)作。因此，轉(zhuǎn)速變得較高。圖7描繪了本發(fā)明的帶有葉輪的水 平軸的設(shè)備，以及其發(fā)電機(jī)9。圖9b顯示了與圖9a相同的一部分，該部分的^L圖在其中加入了流徑線。 該尖銳的、圓狀的、延長(zhǎng)的頂點(diǎn)(Py )在側(cè)向或者橫向產(chǎn)生流動(dòng)阻力， 其等同于短期進(jìn)入的水流，在圖中與之相對(duì)應(yīng)顯示的是完整的線條，因 此不會(huì)妨礙圍繞軸3的圓周運(yùn)動(dòng)。圖10A、B和C示意性的說明了從弧狀橫截面形狀的一端封閉的管子制造 葉輪的原理，當(dāng)轉(zhuǎn)過180度時(shí)通過在一半的部分對(duì)角地切削，因此形成螺 旋狀的凹形(Ko)和螺旋狀的凸形(Ku)表面，其通常是一致的。利用 市場(chǎng)上可買到的管形的或者V形的外形促進(jìn)該設(shè)備的制造。例如復(fù)合材 料是實(shí)用的并且可以容易地連接到聯(lián)結(jié)梁5a上。螺旋狀的部件B和C也可以在大量生產(chǎn)中在模具的上部高效地制造，例 如從復(fù)合材料，由此產(chǎn)生適當(dāng)?shù)?80度的螺旋形，以及輕質(zhì)和耐用的殼式 結(jié)構(gòu)，其中的凹形的和凸形的部分A和B,通過橫梁5a連接到軸3，其可用 于提供結(jié)構(gòu)上的一對(duì)雙面的實(shí)心的異形部件，該異形部件具有依照其波 形因數(shù)的主要的差值。在圖6中，該成形在大塊的元件12中切出，垂直于旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置，并且在 軸的方向上與之連續(xù)地相互連接，以用于逐步的交錯(cuò)相互之間的位置， 來產(chǎn)生螺旋狀的凹形和凸形的形狀。在元件12之間可以設(shè)置分隔板，其 首先連接軸，之后該元件12相對(duì)其固定。該對(duì)異形部件的轉(zhuǎn)速一般依據(jù)多重海洋波浪的頻率，其甚至能夠從波 浪水流的流動(dòng)或振蕩的兩個(gè)方向上的長(zhǎng)波中恢復(fù)能量。海洋的波浪與河流中的力相比，其首先向一個(gè)方向流動(dòng)，并且隨時(shí)地 在相反的方向返回。利用本發(fā)明，往復(fù)的流體的力可以其雙向的動(dòng)作中被開發(fā)。圖7示意性地顯示了轉(zhuǎn)子的視圖，其具有一對(duì)交叉設(shè)置的，螺旋狀的葉輪1和2，連接于水平的動(dòng)力軸3，用于吸收強(qiáng)大的、高堆的表面波浪，所 述一對(duì)葉輪在它們的邊緣之間確立螺旋狀的狹槽或者開口 4。表面波浪力 本身通過在轉(zhuǎn)子內(nèi)部的慣性力經(jīng)過靠近表面的開口或者狹槽4，設(shè)置使得 動(dòng)力軸3在表面以下或表面以上交替，只要?jiǎng)恿S可以保持穩(wěn)定，例如通 過在靜止的水層中放置浮錨。轉(zhuǎn)子的較低的回轉(zhuǎn)位置，從旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，通 過低阻力的尖銳的或者圓狀(Py)的V形確立。當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，開口4保 持從水中顯露出來以利用開口的V形接受強(qiáng)大的表面波浪的動(dòng)力能。V形 開口的下游，葉輪板擴(kuò)大出互補(bǔ)形狀的脊部，如圖的Py-Py線所示。該脊 部通常為圓狀以阻止振蕩。發(fā)電機(jī)9的電磁阻抗力由水流波浪團(tuán)塊的慣性 力所抵抗并且轉(zhuǎn)換為電力。力傳遞給軸，例如通過流線型的支柱5a或者 通過支撐板或者隔板55,其與軸正交并且與軸交叉，即在波浪的傳播方 向延伸。由于開口的V形，高速的旋轉(zhuǎn)可以在表面波浪的強(qiáng)大的動(dòng)作中實(shí) 現(xiàn)，因?yàn)橄喈?dāng)銳利的頂部的形狀，這樣在下部位置的轉(zhuǎn)子的反向運(yùn)動(dòng)能 容易地進(jìn)行。平行渦輪，例如在圖7中所示的那一個(gè)，可以以重疊交替的結(jié)構(gòu)放置在 海中來避免阻礙在海面上的船只的交通。的金屬線軸心以:傳動(dòng)裝置(未在^中示出5)中產(chǎn)生低斜率的轉(zhuǎn)動(dòng):如果產(chǎn)生嚴(yán)重的溢流，大波浪可以泛出或者整個(gè)轉(zhuǎn)子或者位于其下， 以免造成損傷或超速。力的傳遞可以從葉輪至動(dòng)力軸3，可以通過大約與 軸正交的并且與波浪運(yùn)動(dòng)同方向的例如流線型的支柱5a或者例如支撐板 55實(shí)施。高速的盡tfi/逸勸-口j以饑遠(yuǎn)的足通遼吞盡7的" 的水輪或者漿輪即渦輪"掠過(ski匪ed)",并且利用水密發(fā)電機(jī)9產(chǎn)生 電力，因?yàn)榭諝鈳缀醺緵]有提供阻力。主要的力是從海面附近通過堅(jiān)固的、軸固定的在波浪的傳播方向延伸的支撐板55傳遞到發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸3。如果需要，可以使用板55之間的間 隔來互相混合空氣和水，并且甚至能提供一些泡沫。在襯套中的軸3的水 密性通常通過小油環(huán)或者特殊的塑料來保證。圖8示意性的顯示了用于新穎的雙面的橫截面略微為弧狀或者標(biāo)準(zhǔn)的V 形或A形開口的在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中的在cc部分和f f部分中的葉輪形狀的流動(dòng) 阻力和波形因數(shù)k,其例如依照?qǐng)D7中的形狀并圍繞軸3旋轉(zhuǎn)。大量的波浪 通過開口4進(jìn)入并且在其慣性力的作用下帶動(dòng)轉(zhuǎn)子強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)，但是新的 波浪幾乎不會(huì)再出現(xiàn)上升，因?yàn)槟芰恳呀?jīng)消耗在發(fā)電機(jī)內(nèi)用于產(chǎn)生電力。 圓狀的U形也是可行的，但是在那種情況下阻力仍然很高，尤其是在轉(zhuǎn)子 抵抗反向逆流時(shí)，除非使用"狗魚頜形狀"的尖銳的水裂解的形式。通過在波浪運(yùn)動(dòng)的不同的階段或者在具有不同的流動(dòng)特性的水層的各 種深度改變異形部件和動(dòng)力軸之間的力臂的長(zhǎng)度，由一對(duì)異形部件l、 2 應(yīng)用到動(dòng)力軸3的轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)速可以增強(qiáng)或者減少。這可以例如通過可液 動(dòng)伸縮的桿實(shí)施。彈簧配備的可伸縮的桿可提供轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的自動(dòng)的調(diào)節(jié)。該設(shè)備可通過浮筒保持在預(yù)定深度，其中的浮力是可調(diào)整的，以控制 設(shè)備的吃水深度(draft)，由此來依照當(dāng)前可利用的多重波浪最佳化性 能。浮筒的浮力可以例如通過泵送空氣或者水壓載來調(diào)整。該設(shè)備可以用錨固定到 一深度，其中它在波谷是部分地或者全部地位 于水面以上，而在波峰被完全淹沒。在高的多重波浪中，該設(shè)備可以隨 著波浪在水面上沉浮。然而，這樣的垂直運(yùn)動(dòng)的幅度可以小于波浪的高度。
權(quán)利要求
1. 一種用于從通過在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的海洋波浪所確立的能量?jī)?chǔ)備產(chǎn)生電能的方法，該往復(fù)運(yùn)動(dòng)逐漸地恢復(fù)，以直接用來依靠通過利用與動(dòng)力軸(3)嚙合的一對(duì)異形部件(1、2)的在流動(dòng)阻力波形因數(shù)中的差值產(chǎn)生電力，其特征在于結(jié)構(gòu)為雙面的實(shí)心的一對(duì)異形部件(1、2)，其中每個(gè)異形部件的橫截面的形狀為開口的V形，并且其通過180+180度圍繞動(dòng)力軸(3)成螺旋形地延伸，所述部件通過經(jīng)過反轉(zhuǎn)異形部件(1、2)的波形因數(shù)的波浪的動(dòng)能始終在180度間隔旋轉(zhuǎn)，力在交替的波浪運(yùn)動(dòng)的雙向都被供給到動(dòng)力軸，因?yàn)樵搶?duì)異形部件具有的對(duì)半部分輪流地給流體提供低的或高的阻力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在V形的尖銳的頂部的圓狀是用于防止絲狀的粒子的粘附或者流體的振蕩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于位于各個(gè)異形部件(l、 2)的V形腿之間的凹形的通道構(gòu)型吸收波浪運(yùn)動(dòng)的慣性力，而V形腿的凸 形的脊?fàn)畹耐庑伪砻嬖陂_始時(shí)保護(hù)至少部分地在水流中的凹形的通道 構(gòu)型，并且從凹形的外形表面旁邊偏轉(zhuǎn)水流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于水流的若干種不同的力的組合，尤其是波浪水流的雙向，合并來向水平的或者垂直 的動(dòng)力軸(3)提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于尤其是長(zhǎng)波長(zhǎng)的波浪，即低頻波浪，通過一對(duì)異形部件(l、 2)傳遞用于在動(dòng)力軸 上的旋轉(zhuǎn)力，所述動(dòng)力軸的旋轉(zhuǎn)與發(fā)電機(jī)的電磁力對(duì)抗。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述在異形部件(l、 2)中的阻力的差異通過增加或者減少在運(yùn)動(dòng)方向的異形部件的長(zhǎng)度來確 立。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述異形部件(l、 2)的尾 端設(shè)計(jì)為開口V形的邊緣，其在旋轉(zhuǎn)中重復(fù)地接收水流，該邊緣在異形 部件之間限定開口，其圓周的尺寸小于異形部件(1、 2)的圓周的尺 寸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在波浪運(yùn)動(dòng)的不同的階段或 者在帶有不同的流體特征的各種深度的水層中，通過一對(duì)異形部件(1 、 2)施加到動(dòng)力軸(3)的轉(zhuǎn)矩或者轉(zhuǎn)速通過改變?cè)诋愋尾考蛣?dòng)力軸 之間的力臂的長(zhǎng)度來增大或減小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述一對(duì)異形部件(l、 2) 起旋流分離器的作用用于混合有水的氣體。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l-9中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于波陣面朝向 所述一對(duì)異形部件(l、 2)聚集或引導(dǎo)，由此波浪被消除或者壓制， 因此多重波浪的力不僅在異形部件的直接作用區(qū)域而且也在其他位置 減少。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其特征在于所述異形部件(l、 2) 經(jīng)由發(fā)電機(jī)的以電力形式的作用以通過獲得波浪的慣性力在海洋中確 立靠近表面的、波浪平流層。
12.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于回收的能量被用作在海洋 和鐵路交通中的或用于社會(huì)中的能量供給的能源。
13.用于逐漸地將海洋的波浪能直接轉(zhuǎn)換為電力的波浪發(fā)電設(shè)備，所述設(shè) 備包括動(dòng)力軸(3),由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(9)，固定在動(dòng)力軸上 的一對(duì)異形部件(1、 2),各個(gè)異形部件具有與在第一流動(dòng)方向的流 動(dòng)阻力成比例的笫 一波形因數(shù)和與在反向的流體的第二波形因數(shù)，所 述異形部件根據(jù)該異形部件的波形因數(shù)中的差值將存在于波浪的慣性 力中的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成動(dòng)力軸的旋轉(zhuǎn)能量，其特征在于第一波形因數(shù)通 過異形部件的凹面確立，而第二、基本上較低的波形因數(shù)通過該異形部件的凸面確立，并且所述一對(duì)異形部件(1、 2)組成雙面的連續(xù)的 或者多級(jí)的漸進(jìn)的螺旋狀的圍繞動(dòng)力軸(3)的凹形的和凸形的形狀 (1、 2)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述一對(duì)異形部件(l、 2) 包括耐用的和輕質(zhì)的連接到動(dòng)力軸(3)的殼體元件，其中兩者都在動(dòng) 力軸的相對(duì)側(cè)上圍繞動(dòng)力軸以18 0度成螺旋形地延伸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述異形部件的形狀在大 塊的元件(12)中切出，設(shè)置成與旋轉(zhuǎn)軸正交，并且相互連接以產(chǎn)生 凹形的和凸形的形狀。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述異形部件(l、 2)的 邊緣和支柱(5a)在旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的方向中它們的前緣或側(cè)緣是圓狀的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述異形部件(l、 2) 減少在旋轉(zhuǎn)部分的動(dòng)作方向中的厚度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于動(dòng)力軸(3)的方向偏離 異形部件(1、 2)的邊緣的方向。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于所述異形部件(l、 2) 使它們的邊緣通過螺釘或其他類似的緊固件固定到流線型的支柱(5a ) 或者圍繞在它的邊緣的支撐。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于水平安裝的動(dòng)力軸(3) 設(shè)置成與波陣面對(duì)準(zhǔn)，因此所述設(shè)備可以在大波浪的作用下過載或者 欠載運(yùn)行而不會(huì)損壞。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于若干動(dòng)力軸(3)通過萬 向聯(lián)軸節(jié)或者金屬鋼絞線連續(xù)地在軸向連結(jié)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13-21中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于通常異形 部件的橫截面形狀為開口的V形或A形。
23. 根據(jù)權(quán)利要求13、 20、 21、或22所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備以 錨固定到一深度，其中它在波谷中是部分或者全部位于海面以上，并 且在波峰中完全被淹沒。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13、 20、 21、 22或23所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備 通過浮筒保持在預(yù)定深度，其中浮力是可調(diào)整的用于控制設(shè)備的吃水 深度，并且由此用于根據(jù)可利用的多重波浪最佳化性能。
25. 與發(fā)電機(jī)連接的漿輪，其特征在于該漿輪是系泊的，并且被支撐在 靠近海面的海底，位于水面以上或部分地位于水面以上，而且該漿輪 的槳葉具有開口 V形的結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸包括與移動(dòng)的波浪前部即 波峰同方向的上述槳葉，并且從波浪內(nèi)部的水流循環(huán)中吸收旋轉(zhuǎn)的力， 再應(yīng)用到V形的腿之間。
26. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備或者根據(jù)權(quán)利要求25所述的漿輪，其特征 在于通過一對(duì)異形部件驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)或者漿輪是通過一些氣體的超壓 來防水的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備或者根據(jù)權(quán)利要求25所述的漿輪，其特征 在于所述設(shè)備或者漿輪位于海上平臺(tái)之上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備的應(yīng)用，因此位于船舶之前的該設(shè)備在水 中推進(jìn)，確立無波的或者較小波浪的水層以用于船舶或者其它的水運(yùn) 工具。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于逐漸地將海洋的波浪能轉(zhuǎn)換為電能的方法和設(shè)備。通過風(fēng)力提供能量?jī)?chǔ)備保持了足夠用于整個(gè)人類需要的能量。本發(fā)明提供高效的裝置將這些能量?jī)?chǔ)備投入到實(shí)際用途。一對(duì)異形部件(1、2)固定在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力軸(3)上，凸形的和凹形的形狀，尤其是開口V形的圓狀的頂點(diǎn)，其通過180度反轉(zhuǎn)方位，即每當(dāng)動(dòng)力軸做180度的旋轉(zhuǎn)時(shí)從凸形轉(zhuǎn)變成凹形。當(dāng)波浪漸漸止息時(shí)，呈現(xiàn)在波浪中的水的循環(huán)運(yùn)動(dòng)有效地驅(qū)動(dòng)上述的渦輪。該對(duì)凸形的和凹形的異形部件(1、2)成螺旋形圍繞動(dòng)力軸(3)延伸，因此沿各個(gè)方向的水流，當(dāng)?shù)絹聿⒔佑|該對(duì)異形部件時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
文檔編號(hào)F03B3/12GK101506519SQ200680055367
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2006年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者米科·瑞納內(nèi)恩, 賽波·瑞納內(nèi)恩 申請(qǐng)人:賽波·瑞納內(nèi)恩;米科·瑞納內(nèi)恩