專利名稱：發(fā)電站的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)可利用波能的發(fā)電站的裝置，該構(gòu)造用于利用波力和可能的風(fēng)力從而產(chǎn)生用于為發(fā)電機(jī)供能的動(dòng)能以生產(chǎn)能量，能夠依次地在商業(yè)上使用所述能量。本發(fā)明還適用于用于波力發(fā)電站的浮子的構(gòu)造。本發(fā)明涉及一種用于在如所指出的波力發(fā)電站中安設(shè)的浮子，在波力發(fā)電站處，經(jīng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而使得浮子前后地移動(dòng)以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生用于進(jìn)一步利用的能量。本發(fā)明的構(gòu)造主要是基于動(dòng)能的轉(zhuǎn)移，當(dāng)浮子被波浪作用而移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生該動(dòng)能，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器而相對于發(fā)電站被以主要地固定的豎直關(guān)系傳輸?shù)疆a(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)，例如經(jīng)由鏈、帶或者齒條傳輸?shù)烬X輪，該齒輪然后依次地驅(qū)動(dòng)所述產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)，以上類型的很多結(jié)構(gòu)是已知的，并且對于以下專利公報(bào)進(jìn)行了參考U. S. 1816044、U. S. 953600、U. S. 65749572、U. S. 961401、DE-80253、FR2511087、W02008/084507, W0-2009/034402,FR-2423651、W0-2009/013766 和 DE-4423454A1。除了別的以外，這些專利公報(bào)示出用于波力發(fā)電站、泵站等的各種形式的波浪浮子，和帶有凹形和錐形形狀的浮子結(jié)構(gòu)的更加詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。前述專利給出不同的提議，其中浮子運(yùn)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)裝置的小齒輪沿著豎直方向傳輸。而且，前述專利參考了第二最后兩件公開W0-2008/084507、W0-2009/034402示出
由波浪浮子被安裝于此的鉆塔構(gòu)成的波力站，波浪浮子在一種系統(tǒng)中使用以在氣動(dòng)活塞中產(chǎn)生動(dòng)能，在細(xì)長本體沿著前后方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該氣動(dòng)活塞產(chǎn)生在閉合罐中作為壓縮空氣存儲(chǔ)的能量。最后述及的DE-4423454A1與目前的、新的構(gòu)造具有某些類似性，但是還存在如下的、顯著的差異。I.在中央部分缺少沉淀池或者主要浮子，而這在承載整個(gè)結(jié)構(gòu)并且在海中將其保持在正確的位置中是需要的。2.德國方案規(guī)定了在每一個(gè)浮子和框架之間的聯(lián)結(jié)點(diǎn)中沿著全部方向均存在接頭運(yùn)動(dòng)，這完全不同于我們的構(gòu)造，其中浮子經(jīng)由桿體相對于結(jié)構(gòu)的其余部分進(jìn)行沿著豎直方向的運(yùn)動(dòng)。3.德國方案缺少堅(jiān)固的桁架以將基部和整個(gè)設(shè)計(jì)保持到一起并且確保該結(jié)構(gòu)將不會(huì)解體，同時(shí)它并不允許浮子側(cè)向地移動(dòng)并且破壞該結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)本發(fā)明的浮子設(shè)計(jì)成將波浪和浮子之間的側(cè)向打擊減少至最低，從而波浪中的能量并不側(cè)向地移動(dòng)浮子。例如，與本方案形成對比的是，后面的DE-4423454A1中的浮子設(shè)計(jì)為使得它將吸收波浪的能量以側(cè)向地移動(dòng)。5.當(dāng)我們研究最后述及的DE-4423454A1并且與本構(gòu)造進(jìn)行比較時(shí)，可以清楚發(fā)現(xiàn)它是根據(jù)完全不同的原理設(shè)計(jì)和基于完全不同的原理的。
6.本發(fā)明考慮風(fēng)輪機(jī)如何與波力發(fā)電站構(gòu)造相組合并且適合于該構(gòu)造，而非風(fēng)車自身。根據(jù)上述，F(xiàn)R-2423651和W0-2009/013766D9描述了在這種基于波浪的設(shè)備中還
能夠使用風(fēng)能以進(jìn)行能量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
關(guān)于本發(fā)明，目的在于基于上面的已知方案產(chǎn)生一種完全新的設(shè)計(jì)。進(jìn)而，目的在于產(chǎn)生一種方案，除了從波力提取能量，該方案還能夠利用風(fēng)力來增強(qiáng)波浪中的能量捕集器的效力，特別地其中使得發(fā)電站/鉆塔樞 轉(zhuǎn)從而當(dāng)存在太小的波浪和更大的風(fēng)時(shí)能夠產(chǎn)生電力。進(jìn)而，目的在于利用一種方案產(chǎn)生一種變型，在該方案中，除了從波力提取能量，還可以能夠在風(fēng)輪機(jī)設(shè)計(jì)中利用風(fēng)力，從而當(dāng)存在較小的波浪和較大的風(fēng)時(shí)，它能夠產(chǎn)生電力。本發(fā)明還有一個(gè)意圖在于產(chǎn)生形式為浮動(dòng)罐的鉆塔的一種新的構(gòu)造，所述能量產(chǎn)生浮子能夠被連接到該浮動(dòng)罐。本發(fā)明還有一個(gè)意圖在于產(chǎn)生一種新的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)能夠與風(fēng)車組合，和一種用于在海中安置風(fēng)車的、更加簡單的方案。本發(fā)明還有一個(gè)意圖在于提供能夠使得該構(gòu)造全天候地生產(chǎn)能量的設(shè)計(jì)和操作方案。本發(fā)明還有一個(gè)意圖在于產(chǎn)生一種用于以簡單的、耐用的和可靠的方式將該結(jié)構(gòu)錨固到海床的手段。進(jìn)一步的目的在于產(chǎn)生一種在惡劣環(huán)境影響下防止結(jié)構(gòu)損壞的手段。如根據(jù)以下權(quán)利要求I的特征清楚地表明的，用于基于波浪和風(fēng)產(chǎn)生能量的設(shè)計(jì)和根據(jù)本發(fā)明的裝置的特征在于一種鉆塔，該鉆塔設(shè)計(jì)成利用浮子支撐構(gòu)造在海中浮動(dòng)，該浮子支撐構(gòu)造帶有在吃水線中的浮子，從而浮子可以受到海水的波浪運(yùn)動(dòng)的影響，并且其中在浮子之間具有相互距離，浮子圍繞鉆塔的周邊布置成環(huán)形，其中浮子相互獨(dú)立地布置成經(jīng)由傳動(dòng)系統(tǒng)而操作它們分別的發(fā)電機(jī)，并且鉆塔被纜索錨固到海床。根據(jù)從屬權(quán)利要求2-18，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)選設(shè)計(jì)是明顯的。根據(jù)本發(fā)明的浮子，在以下權(quán)利要求19-21中示出波能裝置。本發(fā)明的一個(gè)顯著的特征在于，鉆塔構(gòu)造被聯(lián)結(jié)到海床，并且所產(chǎn)生的電力能夠從鉆塔的操作系統(tǒng)經(jīng)由適當(dāng)?shù)睦|索輸送，向下直至海床，進(jìn)一步向上到達(dá)陸地或者其它應(yīng)用。還有一個(gè)基本創(chuàng)造性的特征在于，鉆塔到海床的聯(lián)結(jié)包括絞盤系統(tǒng)，該絞盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)成總是相對于潮位保持浮子處于正確的高度位置并且在風(fēng)暴中緊固發(fā)電站。


以下將參考附圖解釋本發(fā)明，其中
圖I示出安裝在海中的一個(gè)位置上的波力發(fā)電站的示意圖。圖la、lb和Ic示出浮動(dòng)罐的各種結(jié)構(gòu)。
圖2示出能夠沿著鉆塔的塔架上下地絞動(dòng)的組合風(fēng)力捕集器和浮子單元的構(gòu)造。圖3示出浮子之一及其到鉆塔的框架的連接的放大透視圖。圖4示出在鉆塔的平臺(tái)下面的框架或者構(gòu)架。圖5示出風(fēng)力捕集器及其到塔架的連接的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。圖6示出圖3的浮子和圍繞柱子呈環(huán)形地移動(dòng)的齒帶的放大視圖，并且齒帶的運(yùn)動(dòng)在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生電力。圖7a和7b示出構(gòu)造細(xì)節(jié)。圖8a、8b、8c示出優(yōu)選的浮子設(shè)計(jì)。圖9示出如何將浮子支撐到桿體的細(xì)節(jié)。 圖10a、10b和IOc示出桿體的各種構(gòu)造細(xì)節(jié)，它的截面適于通過浮子實(shí)現(xiàn)。圖11示出帶有風(fēng)車的鉆塔，以及如何將風(fēng)輪機(jī)桅桿安裝到鉆塔。圖12示出浮動(dòng)罐的一種可替代安置方式。圖13示出浮動(dòng)罐和浮子到浮動(dòng)罐的連接的可替代構(gòu)造的透視圖。圖14在從上方看到的平面視圖中示出圖13的構(gòu)造，以及浮子如何凹進(jìn)到浮動(dòng)罐中的半圓凹形凹陷中，而圖15將其從上方示出。圖16示出一種可替代構(gòu)造的側(cè)視圖。圖17示出在圖16中的結(jié)構(gòu)的粗略規(guī)劃。
具體實(shí)施例方式首先參考圖1，圖I示出安設(shè)成在海中的波浪中操作的、根據(jù)本發(fā)明的波力發(fā)電站的透視圖。該發(fā)電站包括作為基礎(chǔ)的基本水平板I。中央浮動(dòng)腔室6以在面板9下面的梁的形式布置于板I的下側(cè)上并且保持整個(gè)系統(tǒng)漂浮。沿著周邊安裝多個(gè)豎直桿體3，豎直桿體3在距中心軸線一定距離處在板的下面升降，其圍繞盤9的周邊組織。桿體3的上端被聯(lián)結(jié)到框架的板I并且向上被聯(lián)結(jié)到盤I的頂側(cè)，在其中，每一個(gè)桿體一個(gè)發(fā)電機(jī)地，發(fā)電機(jī)7被適當(dāng)?shù)囟ㄎ缓桶苍O(shè)在被適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)的外罩中。桿體3主要地相互平行地設(shè)定，并且平行于在覆蓋板I之下在中心處凸出的中央軸100。每一個(gè)桿體3均被連接到浮子4，浮子4構(gòu)造為由于波浪沖擊而在它的桿體上上下地移動(dòng)，以旋轉(zhuǎn)平臺(tái)I的、桿體的分別的發(fā)電機(jī)7。桿體3和軸100被聯(lián)結(jié)到向下延伸到平臺(tái)板I下面的框架。該框架由環(huán)形下框架部件60、62構(gòu)成，該環(huán)形下框架部件連接相互平行的豎直梁10 (圖3)，和64、66 (圖1)，從而它們形成為環(huán)的形狀，圍繞安裝到軸100的浮動(dòng)罐。形成用于浮子梁3的外部錨固底座的、主要地水平的、沿著徑向的梁段5、32 (圖3 )在底部處延伸。鉆塔設(shè)計(jì)成利用被安裝到桁架10、32中的中央浮動(dòng)腔室6在海中浮動(dòng)。從框架10、32的底部，連接纜索15，見圖1，向下延伸到在海床中的固定件。在圖I中示出的其它松弛的或者懸垂的電纜13，代表安全纜索并且在鉆塔的操作中不具有任何直接功能或者不構(gòu)成任何部分。它們僅僅是如果固定纜索15斷裂則將鉆塔保持到位的備用緊固器。圖2示出從鉆塔板向上，塔架22升高并且適合于安設(shè)風(fēng)力捕集器，或者如在圖11中所示的風(fēng)車。風(fēng)力捕集器21能夠利用金屬絲I而沿著框架工作塔架22上下地推動(dòng)/滾動(dòng)，金屬絲I聯(lián)結(jié)到風(fēng)力捕集器21外罩，并且在滑輪No. 50之上行進(jìn)(見圖5)，并且被聯(lián)結(jié)到電動(dòng)絞盤No. 54。風(fēng)力捕集器可以利用被連接到滑輪軸承No. 53的滑輪No. 52沿著塔架上下地滑動(dòng)該滑輪軸承被安裝到風(fēng)力捕集器。在風(fēng)力捕集 器的頂部上，以管狀罐23的形式安裝浮子元件，管狀罐23確保了該構(gòu)造保持浮動(dòng)，即用于防止該構(gòu)造在發(fā)生事故的情形中在海中翻倒，即，它是為了確保該構(gòu)造將在海上保持部分地平置。如在圖2中所示，浮子元件是帶有用于容納塔架22的中央開口的六面體。浮子元件表面21是面向或者轉(zhuǎn)向風(fēng)的表面并且皺褶No. 55使得該表面形成能夠在其中保持氣流的氣穴。利用在板I的頂部上的、在圖I中示出的絞盤9，可以沿著中央桿體/軸100上下地調(diào)節(jié)鉆塔浮動(dòng)罐6的高度位置從而鉆塔能夠具有正確的豎直/豎立位置，使得浮子4在由圖I中的S-S’示出的海面中，并且從而利用來自波浪或者風(fēng)的最小的努力便能夠開始前后地?cái)[動(dòng)以促進(jìn)能量生產(chǎn)。如果例如鉆塔在海中進(jìn)一步向下降低，則它將需要更大的風(fēng)力來使得鉆塔脫離它的豎直位置擺動(dòng)。這意味著較小的樞轉(zhuǎn)和最終對于全部浮子的、較小的效果。而且，纜索15被絞入從而鉆塔可以稍微地拉動(dòng)到水中，如果天氣條件允許這樣的話，這將保護(hù)并且增加鉆塔在海中的穩(wěn)定性。優(yōu)點(diǎn)在于，鉆塔是稍稍更慢地前后樞轉(zhuǎn)，并且如果它受到大的風(fēng)力影響，則能夠避免整個(gè)鉆塔傾翻，或者相對于豎直位置采取不必要的、過大的斜度。本發(fā)明的進(jìn)一步的有利的特征在于，鉆塔峰部的風(fēng)力捕集器能夠使得鉆探產(chǎn)生足夠的非穩(wěn)定性，從而浮子處于運(yùn)動(dòng)中并且對于能量生產(chǎn)作出貢獻(xiàn)。而且，在鉆塔的頂部中，特別地被與風(fēng)力捕集部集成地，布置形式為浮子的浮子元件23，如果到海床的系泊破裂并且鉆塔翻倒，該浮子有助于防止風(fēng)力捕集器的頂段在水下終結(jié)并且傾覆鉆塔。特別優(yōu)選的是組合單元風(fēng)力捕集器/浮動(dòng)開關(guān)被安裝到載架，例如封裝塔架并且能夠沿著沿塔架構(gòu)造的豎直軌道上下地滑動(dòng)。鉆塔能夠被拖到海中或者使其被升高的這個(gè)特征使得當(dāng)操作時(shí)鉆塔的行為得到良好的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的另外的鉆塔被向下拉動(dòng)到水中，它是更加穩(wěn)定的，并且針對鉆塔的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的阻力將是更大的。能夠通過進(jìn)出地絞動(dòng)底部纜索而調(diào)節(jié)鉆塔的深度。如果鉆塔被設(shè)計(jì)成在海水較淺的海上操作，則能夠利用基于時(shí)鐘的控制(計(jì)時(shí)器)或者在浮動(dòng)罐6中關(guān)聯(lián)的傳感器25設(shè)定由絞盤的操作控制的纜索長度，見圖2，浮動(dòng)罐遵循在潮退潮起中的水面并且打開和關(guān)閉圖I和2所示緊固纜索15的張緊和松弛狀態(tài)。因此當(dāng)漲潮時(shí)，絞盤使得纜索15變得松弛，并且當(dāng)退潮時(shí)，絞盤9將纜索15繞回到滾筒上。以此方式，根據(jù)需要，鉆塔能夠在海中被設(shè)于相同的豎立位置中，或者相對于水線S-S’被設(shè)于不同的高度位置中。在僅僅利用波浪沖擊來產(chǎn)生電力的某些可替代設(shè)計(jì)中，無需松弛或者緊固纜索聯(lián)結(jié)。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，浮子或者浮動(dòng)罐的構(gòu)造被與用于風(fēng)車的桅桿構(gòu)造組裝，如在圖11中所示。能夠利用圍繞中央浮動(dòng)罐6的、所期數(shù)目的浮子設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)。圖I示出波力發(fā)電站的示意，在此情形中6個(gè)浮子(可以選擇浮子的數(shù)目)被安裝在海中的位置上。平臺(tái)No. I被安裝在框架上，該框架在第4頁圖4中從中心向周邊突出并且被聯(lián)結(jié)到它們的分別的引導(dǎo)桿并且浮動(dòng)，其中引導(dǎo)桿(浮動(dòng)桿體)2通過No. 41，見圖4，并且在平臺(tái)I上向上延伸，圖1，其中發(fā)電機(jī)7利用作為可能的替代的金屬絲、鏈條或者齒條而被連接到被皮帶4驅(qū)動(dòng)的軸61和齒輪。弓丨導(dǎo)桿2在下邊緣中被聯(lián)結(jié)到鉆塔的底盤的、它的分別的梁32。如在圖I中示意地，當(dāng)波浪擊打并且提起浮子4時(shí)，浮子將隨著被安裝在引導(dǎo)桿2上它們(鏈條、帶、金屬絲、齒條)3拉動(dòng)以轉(zhuǎn)動(dòng)被連接到發(fā)電機(jī)7的小齒輪，發(fā)電機(jī)7由此將產(chǎn)生電力。所產(chǎn)生的電力經(jīng)由平臺(tái)板I的頂部上的纜索8，被向前輸送到發(fā)電站的中部并且經(jīng)由在中部中的浮動(dòng)罐桿體100內(nèi)部通道而被向下輸送到海床并且通過電纜而被輸送到 海岸。如在圖1A、1B、1C中所示，根據(jù)選擇，浮動(dòng)罐6具有凹形和凸形頂部和底部并且它們利用內(nèi)側(cè)分隔板或者雙壁劃分以在浮動(dòng)罐6變得被損壞或者刺穿的情形中防止發(fā)電站沉降到海中。圖2和11示出所述的根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例和帶有風(fēng)力捕集器的塔架，或者帶有風(fēng)車的塔架。在圖2中的選項(xiàng)中，其中將基于組合波浪和風(fēng)力產(chǎn)生電力，重要的是，沉淀池6的容積是足夠大的，從而它能夠承載整個(gè)結(jié)構(gòu)(即，當(dāng)它被下壓時(shí)浮性大于浮動(dòng)罐承受的作用力)并且從而它能夠得到調(diào)節(jié)從而它能夠容易地從一側(cè)到另一側(cè)地翻轉(zhuǎn)。如果浮動(dòng)罐如此之大，以致該結(jié)構(gòu)變得是穩(wěn)定的，從而風(fēng)力不能樞轉(zhuǎn)該結(jié)構(gòu)，或者大部分的能量被用于使其傾斜，則留待利用的強(qiáng)度很小，從而不能從風(fēng)力獲取任何動(dòng)力。在帶有圖11中的風(fēng)車的情形中，能夠選擇非常穩(wěn)定的、大的浮動(dòng)罐并且能夠?qū)⒍鄠€(gè)風(fēng)輪機(jī)安裝到同一鉆塔構(gòu)造上。圖3示出波力發(fā)電站的下結(jié)構(gòu)部分(基部)的優(yōu)選實(shí)施例，其中浮子4和桿體引導(dǎo)2和梁之一在平臺(tái)No. 31下面，并且鉆塔的一個(gè)下梁32被一起地安裝
圖3A示出如何能夠?qū)⒃摻Y(jié)構(gòu)的梁和支柱設(shè)計(jì)成在海浪運(yùn)動(dòng)期間減小流阻的截面。帶有相互距離和在上方和下面的框架的一種雙重隔開的框架也是一個(gè)良好選項(xiàng)。在圖3中，示出如何安裝浮子No. 4和如何進(jìn)行能量生產(chǎn)。帶有通過浮子4的鏈或者帶3的傳導(dǎo)桿體2被固定于32分別地在不同的豎直高度中布置的兩個(gè)梁31之間。波浪然后能夠擊打浮子4并且將沿著桿體2將其向上提升，并且在內(nèi)側(cè)的一側(cè)上被聯(lián)結(jié)到浮子的鏈、帶或者金屬絲3能夠向上移動(dòng)并且旋轉(zhuǎn)鏈齒63并且產(chǎn)生電力。當(dāng)浮子下降時(shí)，利用重量(包括在浮子內(nèi)側(cè)的任何壓載質(zhì)量的質(zhì)量)來旋轉(zhuǎn)所述鏈齒并且發(fā)電機(jī)將繼續(xù)產(chǎn)生電力。圖4示出在圖I中的平臺(tái)I下面的框架并且它與基部的框架幾乎相同，并且梁40代表保持框架和整個(gè)鉆塔穩(wěn)定并且防止梁的橫向運(yùn)動(dòng)的支桿。引用數(shù)字41示出帶有帶或者金屬絲或者齒條的H形引導(dǎo)桿2在此處在平臺(tái)I上向上升高的開口，它在此處經(jīng)由軸61(圖6)和齒輪63而被連接到發(fā)電機(jī)7。圖5示出能夠利用滑輪50和纜索51在框架塔架No. 22 (圖2)上上下滾動(dòng)的風(fēng)力捕集器，纜索51被電動(dòng)絞盤54抽拉并且利用在滑輪軸承No. 53上連接的滑輪No. 52而被沿著塔架上下抽拉，滑輪軸承No. 53被安裝到風(fēng)力捕集器。在風(fēng)力捕集器的頂部上安裝了管狀中空罐23從而防止該構(gòu)造在發(fā)生事故的情形中在海中翻倒并且確保該構(gòu)造將保持在海平面處。風(fēng)力捕集器表面21面對風(fēng)并且延伸flapsene55使得表面成為氣穴從而風(fēng)力捕集器更加強(qiáng)烈地受到風(fēng)的影響。圖5A示出一種可替代構(gòu)造。在其中風(fēng)壓相當(dāng)恒定并且強(qiáng)的情形中，在風(fēng)力捕集器501下面安裝強(qiáng)螺旋彈簧505，螺旋彈簧505依次地被安裝在框架塔架或者桅桿上以樞轉(zhuǎn)并且轉(zhuǎn)回以利用風(fēng)力的最大優(yōu)點(diǎn)并且防止在恒定的強(qiáng)風(fēng)的情形中該構(gòu)造保持傾斜并且在能量生產(chǎn)方面呈現(xiàn)降低的性能。根據(jù)在圖5A中示出的一種替代，桁架構(gòu)造的桅桿被桿形桅桿503替代。它包括連接有罐23的上水平框架501和下水平框架工作502，安裝下水平框架工作502從而風(fēng)力捕 集器/框架501能夠沿著柱子/桅桿503滾下，柱子/桅桿503在兩個(gè)框架的中部中延伸并且位于框架502上，如果希望類似于折疊雨傘那樣地阻止風(fēng)力捕集器功能。具體地，框架和風(fēng)面能夠被折疊。風(fēng)力捕集器材料可以是在帆船中使用的帆布，因?yàn)榉荚趦蓚€(gè)框架501和502之間被緊固和張緊。圖6示出如何利用皮帶3安設(shè)每一個(gè)浮動(dòng)開關(guān)并且?guī)П粐@引導(dǎo)桿2安裝(在平臺(tái)板I下面的鉆塔中的浮子桿)并且在引導(dǎo)桿的端部上安設(shè)齒輪并且在引導(dǎo)桿上滾動(dòng)并且從一側(cè)是自由的，但是在No. 62處在浮子中部中在桿腔室90的內(nèi)側(cè)被從另一側(cè)聯(lián)結(jié)到浮子
4。浮子因此自由地沿著鉆塔靜止桿體2移動(dòng)，并且被聯(lián)結(jié)到帶3并且將其向上和向下拉拽以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)軸761。在圖6的實(shí)施例中，浮子4上下地拉拽皮帶。H形桿體被通過浮子的中心安裝并且浮子在幾個(gè)橢圓形輪軸軸承60中滾動(dòng)，見圖2，H形桿體在端部上被裝配到桿腔室90中。在H桿的頂部和底部處安裝鏈輪63，圖6，鏈輪63在皮帶或者鏈或者齒條在頂部上時(shí)呈環(huán)形地延伸并且利用軸61，軸61被連接到產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)。通過使用齒條，無需在H桿的底部上的齒輪。圖7A和7B示出帶有金屬絲20和齒條71的、帶有H形截面的異型桿2，其中金屬絲和齒桿通過在H桿上的U形腔室72。圖8B示出能夠如何設(shè)計(jì)和構(gòu)造浮子4。圖8A和8C示出浮子8B的頂部和底部的結(jié)構(gòu)。為了具有實(shí)心的和功能的浮子，即具有大的浮性(體積)的浮子，相對于提升性質(zhì)的形式并且當(dāng)波浪從一側(cè)擊打時(shí)可以提供較小的橫向阻力，它的形式是決定性的是決定性的。同時(shí)，它應(yīng)該是在經(jīng)濟(jì)方面可以承受的并且易于生產(chǎn)并且在抗磨損和撕裂方面是耐用的?？商娲兀瑹o需內(nèi)部桁架或者梁構(gòu)造。已知的是，與具有相同厚度的平坦板相比，圓錐形表面是更加堅(jiān)固的并且不是那么柔性的。在圖SB中示出利用凸形錐體構(gòu)造的浮子，在表面83下面從浮子的中部并且超過吃水線地帶有10 (度)的、任意小的角度和從中心并且向外帶有任意角度例如10度的凹形錐形表面No. 84，并且在上面和下面的兩個(gè)表面之間焊接有相對于水線帶有45度的傾斜壁No. 82以防止從波浪的橫向支撐并且因此波浪在浮子下面?zhèn)鲗?dǎo)以將它們提起并且因此提供更好的效果。在浮子的中間，焊接帶有在內(nèi)側(cè)安裝以引導(dǎo)H形引導(dǎo)桿通過那里的細(xì)長輪軸軸承60的桿腔室No. 90。全部浮子形成填充有空氣的內(nèi)部腔室，并且能夠利用水壓載和充水或者排水。從圖8a-c可以看起來浮子可以具有圓盤形狀。圖9示出用于插入H形輪廓桿2的浮動(dòng)腔室帶有90。腔室90凸緣邊緣從底部向外并且在浮子4的頂部中向上突出并且便于在安裝腔室中改變和維持輪軸軸承。在桿腔室90的每一個(gè)端部處安裝的輪軸軸承(滾動(dòng)軸承)能夠被構(gòu)成輪軸軸承60的軸的拔出或者移除銷91替代。圖10A、10B、10C示出桿形式2的不同的實(shí)施例和桿腔室，其中引用數(shù)字60代表輪軸軸承并且被遮蔽區(qū)域示意H輪廓形桿體2，而引用數(shù)字90示意桿腔室。帶有風(fēng)車的波力發(fā)電站。圖11示出浮子鉆塔I的可替代構(gòu)造，其中風(fēng)車200被安裝到與在圖I中相同的鉆塔結(jié)構(gòu)，其中桅桿110通過平臺(tái)I并且通過主要浮動(dòng)罐6并且能夠利用被聯(lián)結(jié)到平臺(tái)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)/馬達(dá)No. 113的齒輪而被上下地移位，并且驅(qū)動(dòng)鏈輪與桅桿結(jié)構(gòu)110中的帶齒齒條111形成過盈配合。浮動(dòng)罐6包括中央連續(xù)通道220(見圖11)，并且到帶有渦輪葉片220的風(fēng)輪機(jī)200的細(xì)長桅桿110被安裝成通過通道延伸。桅桿能夠沿著通道即相對于罐上下地移動(dòng)，其中桅桿被設(shè)計(jì)成沿著浮動(dòng)罐的框架中的軌道向外上下地滑動(dòng)到滑動(dòng)開口上，并且該構(gòu)造為此包括驅(qū)動(dòng)單元。這可以例如包括被在溢出罐212的頂部上安裝的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的齒輪。能夠在平臺(tái)I處安設(shè)風(fēng)車112的發(fā)電機(jī)并且向在平臺(tái)外罩112內(nèi)側(cè)的發(fā)電機(jī)利用皮帶或者鏈或者軸轉(zhuǎn)移/轉(zhuǎn)換推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)113包括被設(shè)計(jì)成在桅桿外部中的齒條和小齒輪設(shè)計(jì)111上工作的鏈齒(未具體地示出)。因此，桅桿相對于浮動(dòng)罐的彼此間的相對豎直位置上下地得到調(diào)整。這種驅(qū)動(dòng)體能夠被成對地安裝并且在桅桿的外表面上作用于沿著直徑方向相對的齒環(huán)上，由此產(chǎn)生平衡。還能夠安裝幾個(gè)這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以在罐的內(nèi)側(cè)進(jìn)一步向下驅(qū)動(dòng)，因此改進(jìn)當(dāng)在罐和桅桿之間的相互位置應(yīng)該被改變時(shí)的平衡。因?yàn)橹咏?jīng)由纜索而被錨固到海床，并且浮動(dòng)罐具有特定浮性，所以可以使用罐相對于桅桿的可移動(dòng)性來調(diào)節(jié)纜索的張力。被聯(lián)結(jié)到海床的纜索15被聯(lián)結(jié)到風(fēng)車塔架200的底部202并且從浮動(dòng)罐6的底
部突出。在能夠在結(jié)構(gòu)上引起有咅運(yùn)動(dòng)的風(fēng)暴的情形中，能夠從風(fēng)車200的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)斷開發(fā)電機(jī)并且將柱子向下滑動(dòng)到最小高度以減少施加到該結(jié)構(gòu)的風(fēng)力和應(yīng)力或者沿著柱子向下滑動(dòng)而不必從發(fā)電機(jī)斷開并且因此降低推進(jìn)器的高度以在電力生產(chǎn)繼續(xù)時(shí)在推進(jìn)器上和在發(fā)電機(jī)和構(gòu)造上獲得較小的應(yīng)力。在圖12中示出的可替代結(jié)構(gòu)2示出帶有引導(dǎo)桿2的浮動(dòng)罐120，引導(dǎo)桿2在此情形中是通過罐120內(nèi)側(cè)的全部高度在中心安裝并且被焊接到浮動(dòng)罐120的底部和頂部并且被浸入海中的H輪廓形桿體。浮動(dòng)罐是水密罐以形成空氣填充腔室。浮動(dòng)罐的浮性應(yīng)該是全部結(jié)構(gòu)的重量的幾倍大從而浮力能夠克服來自在廣泛傾、斜中的浮子的扭力并且迫使它們返回豎直位置。傳導(dǎo)桿體2具有有限的長度和形式為限位器板124或者螺栓緊固頂部的塊體124，從而當(dāng)大的波浪發(fā)生時(shí)允許浮子4從桿體2跳出，并且彈簧No. 123被安裝在屏障板124下面以使得在浮子No. 4，和限位器板124之間的全部沖擊作用力更弱。浮動(dòng)罐120利用到圍繞浮動(dòng)罐120的下側(cè)的周邊的分別的聯(lián)結(jié)點(diǎn)121的至少3根纜索122而被聯(lián)結(jié)到海床以當(dāng)在返回它的初始豎立狀態(tài)途中它被處于傾斜向前方向狀態(tài)中的浮子4按下時(shí)避免浮動(dòng)罐在海中形成圓形運(yùn)動(dòng)。發(fā)電機(jī)125被安裝在浮子4的頂表面上并且經(jīng)由齒輪No. 127而被連接到齒條。在浮子4上安裝一個(gè)或者多個(gè)向上延伸的間隔器126以防止鏈齒和發(fā)電機(jī)鄰靠彈簧123。電源線115向下延伸到罐120的下側(cè)，其中它被類似橡膠帶的彈性帶支撐到彈簧加載卷筒，卷筒能夠卷出或者重繞電源線并且尊隨浮子的上下運(yùn)動(dòng)。電纜115從頂部并且遍布該構(gòu)造地 延伸到浮動(dòng)罐的中部，延伸到海底并且延伸到海岸電力利用設(shè)備。如所示那樣，浮動(dòng)罐被浸沒并且錨固在海面下面從而浮子4通過海水并不從上方擊打浮動(dòng)罐120和16。圖13、14和15示出根據(jù)本發(fā)明的波能發(fā)電站的可替代的第三種構(gòu)造。浮動(dòng)罐140設(shè)計(jì)為使得每一個(gè)浮子4均設(shè)計(jì)有適于圓形浮子周邊輪廓的半圓形凹陷141，并且從而它能夠借助于在上和下梁之間安裝的引導(dǎo)桿2上下地移動(dòng)，上梁和下梁在142處被安裝在半圓形狀的端部上的底部和頂部上。圖13示出被安裝在平臺(tái)I的頂部上并且在引導(dǎo)桿2的頂部上被連接到軸61的發(fā)電機(jī)104。該帶有驅(qū)動(dòng)鏈、皮帶、金屬絲、齒條變型的行為與在圖3中描述的完全相同。中間是從底部到頂部延伸的管道開口，該管道開口將纜索聯(lián)結(jié)到海床延伸，從而可以控制錨固，并且電線151向海床并且向岸上延伸，同時(shí)能夠以與在圖11中所示相同的方式在該結(jié)構(gòu)上安裝風(fēng)車。圖16和17示出更多的可替代段落4中的浮子。在此情形中，帶有三個(gè)浮子的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，如在圖17中的透視圖中所示，其中每一個(gè)浮子4均在它們的分別的引導(dǎo)桿2上在波浪中上下地移動(dòng)。發(fā)電機(jī)被安裝在每一個(gè)浮子4上。帶有相互間隔的至少3根固定纜索162在浮動(dòng)罐上的點(diǎn)163處被固定到浮動(dòng)罐160的底部的邊緣。根據(jù)本發(fā)明，該鉆塔適于或者利用一個(gè)或者利用多個(gè)浮動(dòng)腔室6而在海中浮動(dòng)，并且在某些情形中，它被降低到海平面下面，或者通過鉆塔框架(基部)自身包括中空管道部件從而它在海中浮動(dòng)。在圖I中，海面由S給出，其中該示意在透視圖中示出帶有盤I的鉆塔。當(dāng)例如風(fēng)暴發(fā)生時(shí)，風(fēng)力捕集器被拉下并且由此扭力被以相當(dāng)大的程度降低，并且能夠部分地控制浮子以給出較慢的運(yùn)動(dòng)。在極端情形中，當(dāng)浮動(dòng)罐6更深地浸入時(shí)，浮子可以被布置在它們在平臺(tái)I下面的最高點(diǎn)中。如果樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)太強(qiáng)，并且在不利的天氣條件下，則存在鉆塔完全地樞轉(zhuǎn)并且以傾斜的角度或者平坦地向下定位從而罐23具有接觸海面的風(fēng)險(xiǎn)。然后存在一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，即，在鉆塔塔架上部中的空氣填充罐將防止鉆塔翻倒，如果在底部中的鉆塔聯(lián)結(jié)(金屬絲/纜索)斷裂，并且該構(gòu)造大大地波動(dòng)并且保持實(shí)際上是平置的。操作模式。
波力發(fā)電站被置于海中并且使用浮動(dòng)罐6等浮動(dòng)，從而移動(dòng)浮子4基本上在水面中浮動(dòng)。在海中的波浪隆起的作用下，浮子被推動(dòng)從而它們各自地開始沿著桿體2移動(dòng)并且驅(qū)動(dòng)它們的分別的發(fā)電機(jī)。全部6個(gè)浮子相互獨(dú)立地移動(dòng)。在將要從造船所到它將在此處被安設(shè)的海中輸送和移動(dòng)該構(gòu)造的情形中，浮動(dòng)罐 被填充從而它沉降到海中，從而全部結(jié)構(gòu)在全部浮子4上休止并且被拖曳到目標(biāo)位置，在此處浮動(dòng)罐6被排空從而整個(gè)構(gòu)造浮動(dòng)到海面并且被錨固。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)可利用波能的發(fā)電站的裝置，包括具有用于多個(gè)浮子(4)的支撐構(gòu)造的、被設(shè)計(jì)成在海上浮動(dòng)的鉆塔，所述浮子在浮子(4)之間帶有間隔地圍繞鉆塔周邊布置為環(huán)的形狀，由于波浪影響引起的每一個(gè)所述浮子的運(yùn)動(dòng)被傳遞以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生用于進(jìn)一步利用的能量，和用于輸送所述能量以進(jìn)一步消耗的裝置，其特征在于 每一個(gè)浮子(4)均適于經(jīng)由傳動(dòng)系統(tǒng)操作它的分別的發(fā)電機(jī)，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括在中心通過浮子(4)延伸的細(xì)長桿形本體(2)，并且為此所述浮子被設(shè)計(jì)成在所述波浪的影響下上下地移動(dòng)，并且被布置成移動(dòng)裝置(3，20，72)以在鉆塔平臺(tái)上旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)軸(61)， 每一個(gè)浮子(4)均包括呈現(xiàn)向下凹形彎曲形式的圓盤(81，82，83)， 所述鉆塔經(jīng)由纜索(15)而被錨固到海床。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于所述鉆塔包括塔架(22)，所述塔架的頂部包括風(fēng)力捕集器單元(21)以利用風(fēng)力從一側(cè)到另一側(cè)地樞轉(zhuǎn)發(fā)電站從而上下地推動(dòng)浮子以生產(chǎn)電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于使用在中心安裝的鉆塔或者浮動(dòng)罐(6)而使得所述鉆塔在海面上浮動(dòng)，和/或浮子支撐設(shè)計(jì)部分(5)框架部分包括防水的并且具有浮性的梁和桿體元件，所述浮性給予所述結(jié)構(gòu)必要的浮性，因?yàn)橥ㄟ^張緊被固定到海床的緊固纜索(15)，浮動(dòng)罐(6)能夠被調(diào)節(jié)從而它位于海面處或者在海面下面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于用于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)軸(61)的所述裝置(3，20，72)包括齒帶(3)、金屬絲(20)或者齒條(71)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于所述傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)被與在安裝板(I)上的外罩部相結(jié)合地布置，并且其中帶有它們的相關(guān)聯(lián)的浮子的細(xì)長桿形本體(2 )在板(I)的下側(cè)上向下延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于浮子(4)和桿(2)被安裝在上和下水平向外延伸組件底座(5，5A，分別地40，41)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于浮子(4)的形式為厚圓盤從而浮子(4)面向上表面(80)側(cè)(8)形成向下彎曲的凹形，并且浮子底部是凸形的，帶有具有不同的斜度的兩個(gè)凸形部分81，下凸形部分(83)用于加強(qiáng)浮子構(gòu)造并且上凸形部分(82)形成浮子(4)的浮性空間并且還因?yàn)橄鄬τ诒砻娴慕嵌葘?dǎo)致在浮子(4)下面的波浪提升所述浮子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于每一個(gè)浮子(4)均在中間包括通孔(90)，輪軸軸承60得到調(diào)整從而桿體(2)能夠通過那里滾動(dòng)并且所述浮子是能夠用水壓載的中空部/氣隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于所述浮子被設(shè)計(jì)成安裝到桿形體(2 )以沿著所述桿體上下運(yùn)動(dòng)，在所述桿體處，它能夠移動(dòng)齒條(71)或者帶/金屬絲(3，20 )以旋轉(zhuǎn)被連接到生產(chǎn)電力的發(fā)電機(jī)的軸(61)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于浮動(dòng)罐(140)在它的圍繞周邊的外側(cè)上設(shè)計(jì)有多個(gè)凹形半圓形凹部/凹陷(141)，其中浮子被設(shè)計(jì)成沿著滑動(dòng)桿體在每一個(gè)凹部中通過上下運(yùn)動(dòng)工作，并且被布置成驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于風(fēng)力捕集器單元(21)被連接到鉆塔的塔架(22)，在此處浮子支撐結(jié)構(gòu)5被安裝到下部，而風(fēng)力捕集結(jié)構(gòu)(50)被安裝到上部并且錨固纜索(15)在浮子支撐構(gòu)造的子部(19)和海床(19A)之間連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于所述風(fēng)力捕集器的上部包括多個(gè)拉伸的風(fēng)力捕集板(21)，在此處板(21)和(55 )包括例如在帆船中使用的、被充分拉伸的帆布、塑料或者帆布織物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、10、11或12所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于塔架(22)的上部包括浮子單元(23)，在此處浮子(23)被與風(fēng)力捕集裝置(21)集成，風(fēng)力捕集裝置(21)被圍繞外部浮子封裝地布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于風(fēng)力捕集裝置，并且可能地包括集成浮子(23)頁(5)被布置成沿著塔架(22)上下移動(dòng)，裝置被安裝到沿著塔架(22)豎直立柱(57)在(52)上下滾動(dòng)的載架或者手推車(56)并且使用絞盤(54)來經(jīng)由在塔架(50)的頂部處在滑輪之上延伸的金屬絲(51)提升風(fēng)力捕集器/浮子裝置(21，23)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于其中所述結(jié)構(gòu)還被設(shè)計(jì)成利用風(fēng)能，其特征在于浮動(dòng)罐(6)側(cè)(11)設(shè)計(jì)有風(fēng)輪機(jī)的桅桿，所述桅桿利用馬達(dá)(113)和小齒輪(111)而被固定在上下移動(dòng)的桅桿(110)的一側(cè)上，桅桿的周邊如從止擋元件(114)到(116)之大以通過在浮動(dòng)罐(6)的中部的通道(115)上下并且在浮動(dòng)罐(6)下面離開地滑動(dòng)并且端部(116)利用金屬絲(15)而被錨固到海床，并且當(dāng)止擋元件(114)在(117)處擊打平臺(tái)(I)時(shí)桅桿停止。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、10、11、12、14或15所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于沉淀池(120，160)在海面下面浸沒和錨固從而浮子(4)并不從上方擊打浮動(dòng)罐(120)和(16)。
17.根據(jù)前面權(quán)利要求的裝置，其特征在于它在中間或者圍繞沉淀池得以固定，每一個(gè)均帶有它的分別的浮子。
18.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、10、11、12、14或15所述的發(fā)電站的裝置，其特征在于它被安裝在浮子(4)上，浮子(4)使用齒輪和皮帶、鏈、小齒輪產(chǎn)生電力，而浮子沿著引導(dǎo)桿(2)上下地移動(dòng)。
19.用于根據(jù)前面權(quán)利要求的波能發(fā)電站的浮子，其特征在于浮子(4)的形式為厚圓盤從而浮子(4)面向上表面(80)(第8頁)形成向下彎曲的凹形，并且浮子底部是凸形的，帶有具有不同的斜度的兩個(gè)凸形部分81，下凸形部分(83)用于加強(qiáng)浮子構(gòu)造并且上凸形部分(82)形成浮子(4)的浮性空間并且還因?yàn)橄鄬τ谒娴慕嵌榷龑?dǎo)在浮子(4)下面的波浪提升所述浮子。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的浮子，其特征在于每一個(gè)浮子(4)均在中部包括通孔(90)，使得輪軸軸承60得到調(diào)整從而桿體(2)能夠通過那里滾動(dòng)并且浮子是能夠用水壓載的中空部/氣隙單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求19-20的浮子，其特征在于所述浮子被設(shè)計(jì)成安裝到桿形體(2)以沿著所述柱子上下運(yùn)動(dòng)，它能夠移動(dòng)齒條(71)或者帶/金屬絲(3，20)以旋轉(zhuǎn)被連接到生產(chǎn)電力的發(fā)電機(jī)的軸(61)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在波浪中通過使用浮子裝置來產(chǎn)生有用能量的發(fā)電站的裝置。該浮子裝置的運(yùn)動(dòng)用于產(chǎn)生能量的發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步生產(chǎn)、用于其能量的傳遞方式的進(jìn)一步應(yīng)用以及，其特征在于包括通過浮子支撐構(gòu)造的設(shè)計(jì)在海上浮動(dòng)的鉆塔。浮子支撐構(gòu)造具有多個(gè)設(shè)計(jì)在水中的浮子以便可以在海中受到波浪運(yùn)動(dòng)的影響。所述多個(gè)浮子在浮子之間帶有間隔地圍繞鉆塔周邊布置為環(huán)的形狀，各浮子互相獨(dú)立且和它們各自的發(fā)電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)建立聯(lián)系，且鉆塔經(jīng)由纜索錨固到海床本發(fā)明也涉及一種浮子構(gòu)造。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102725515SQ201080013029
公開日2012年10月10日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者納德.哈薩馬瑞 申請人:納德.哈薩馬瑞