专利名称：波能转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及权利要求1的前序部分中所述的那种波能转换器。
此种波能转换器有时称为点吸收器或者起伏浮体波能转换器，它可以例如从US-A-4277690号专利中了解到。这种特殊的转换器的工作基于浮体及固定并悬挂于其下的所谓加速管与在加速管内往返的工作活塞之间的相对运动；这种相对运动是转换器工作时所处的海洋中的波浪引起的。
在这种波能转换器中，所述工作活塞及与其连结的其它部件形成一个与浮体及处于其垂直方向即其轴向的加速管之间没有刚性连接的惯性系统。
当然，工作活塞自身及与之相联的活塞杆有一定的质量，但与活塞一起运动的质量主要决定于与活塞相配并与之一起运动的水柱的质量。
在US-A-4277690中披露的波能转换器中，收集波能的能量吸收装置包含一个位于浮体内并通过活塞杆与加速管内的工作活塞相联接的双动式液压活塞泵。所述活塞杆在某些方面是一个关键部件。
本发明的主要目的是提供一种不要求用活塞杆传输驱动泵装置所需的力的波能转换器。
这一目的是通过按独立权利要求所述的波能转换器而达到的。而优选实施例的特征则在附属权利要求中予以明确。
正如下面还要更详细说明的那样，这一目的是通过使用一种不同的泵装置即一对所谓的软管泵而达到的，这对软管泵是可以弹性地延伸的并连结于工作活塞两边与浮体和/或加速管之间。
下面参照附图对本发明作更详细的说明，附图中
图1是与本发明的波能转换器的示意的透视图。
图2是图1中所示的波能转换器的垂直剖面图。
图3是图2中所示的波能转换器的一种改型的垂直剖面图。
图1中所示之波能转换器10A体现了US-A-4277690和US-A-4773221中所述的结构和工作原理。这种转换器包含一个漂浮装置或浮体11，此浮体上有多个供系留索13用的连接环12，和一个所谓的加速管14。所述加速管14悬挂于浮体11之下，并通过多块沿圆周相隔一定间隔沿纵向延伸的径向板15而固定于浮体11，各径向板15之间都留有很大的开口。
和上述专利中的波能转换器里的情况一样，加速管14的两端是敞开的，因而水可以自由地流进流出。
如图2中更详细显示的及下面要说明的那样，浮体11和加速管14里包括把波浪产生的使浮体11和加速管14作的垂直振动转化为电能的装置。
在波能转换器工作中，加速管14的全部和浮体11的下部浸入水中。系留索13把波能转换器10A水平地保持于选定的岸边位置并使之能在海水波浪的作用下垂直地振动。
参看图2，加速管14上、下端之间的一部分限定了一个工作缸16，一个双动的工作活塞17可以在其中作纵向往返运动。
工作活塞17的上下两面连结了一对单动的所谓软管泵，即上软管泵18和下软管泵19，它们基本上位于加速管14的轴线上。上软管泵18的下端固定于工作活塞17的上面，而其上端则固定于浮体11上并通过液流管18A与浮体11内的液力系统S(未详细示出，但可以是US-A-4277690中所示出和说明的那样)相联接。下软管泵19的上端固定于工作活塞的下面，其下端固定于加速管14的下部并通过液流管19A与液力系统S相联接。
工作缸16的长度或高度H选择成使得工作活塞17一般会在工作缸16内往返运动，其中工作活塞对流过工作缸的水形成阻挡层。然而工作活塞17有可能活动得超出工作缸16的两端部外面。
为了防止在工作活塞17被推出工作缸16的端部之外而使软管泵18,19过载，在工作缸的两端各设一个减压系统。此减压系统的工作如US-A-4773221所述，在工作活塞17移动到工作缸16之外时大大减轻水流力对工作活塞17的压力，从而限制了工作活塞沿原来方向进一步移动。
为了工作活塞17能有上述之减压作用，向加速管14上下两端完全敞开的工作缸16比与之相邻的加速管的部分狭窄。因此，工作活塞17一移动到超过工作缸16的一端，水就可以多少自由地流过工作活塞周边与加速管14的较粗部分的内壁之间形成的通道。换言之，在加速管14的上、下两个敞开的端部之间有了一条基本不受限制的水流通道。
软管泵18,19是一种本身已知的软管泵，可以是SE-B-409493公开的那种。因此，每个软管泵都包含一根在纵向拉伸时径向缩小因而容积减少，而放松时径向膨胀因而容积增加的弹性管。正如SE-B-409493中较为详细地说明的那样，软管泵的拉长与容积之比的性能可以通过改变嵌于软管弹性材料内的螺旋缠绕的增强线的螺距的办法予以调整。
泵运行所需之阀作用是由液力系统S内的单向阀提供的。
很容易理解，就液流的泵动作而言，软管泵18、19基本上以US-A-4277690所述的双动液力活塞泵的方式运转。但是，软管泵还会起工作活塞复位装置的作用，工作活塞17位于工作缸16内不动时，即由于不受浮体11和加速管14的加速作用而产生的液力作用时，软管泵18,19两者延伸和拉紧程度相等从而把工作活塞保持于工作行程的中央位置。在波能转换器10A运转中，当工作活塞17在工作缸16内往返运动时，软管泵18、19会轮番地被附加地拉紧和松弛，因而以推拉方式，交替地减小容积，或增加容积。如果工作活塞17被推出正常工作行程之外，对其起作用的液流力的全部或大部都被排除，附加拉紧的软管泵对其施加的力会克服松弛的软管泵对其施加的力，从而趋于使工作活塞回到工作缸内。
图3所示之波能转换器10B与图2中所示的不同之处仅在于两个软管泵18,19并列位于工作活塞17的上方。软管泵18和图2内的一样安装于浮体11和工作活塞17的上面之间，软管泵19也安装于浮体11上，但通过传动装置作中介，(这里作为示例是通过缆索19B和滑轮19C作中介)联接于工作活塞的下面。图3中所示之软管泵的这种结构特别适于在浅海中工作的波能转换器。
本发明应用中软管泵的很有利的特征是其非直线式渐增的弹簧刚度。这样拉伸开始时需要较小的拉伸力，而附加拉伸时每单位拉伸长度需要的拉伸力则要大一些。软管泵设计适当及尺寸合适的情况下，那么只要工作活塞是在工作缸内往返运动，弹簧刚度会比较小，而当工作活塞接近并超过工作缸的端部时弹簧刚度会突然增加，因而在工作活塞在移动到工作缸之外的时候，就有足够的返回力施加于工作活塞。
自然，也可以如图2中那样在工作活塞17的上下两面或如图3内那样并列地放置两个以上的软管泵。
权利要求
1．一种波能转换器(10A,10B)，包括一个浮体(11)；一个其上端靠近浮体(11)，下端远离浮体而悬挂并固定于浮体上的加速管(14)，此加速管(14)在其上，下端之间有一部分限定了一个工作缸(16)；在加速管(14)内工作缸(16)上，下方有多个开口，允许在波能转换器工作时让水流在工作缸(16)与加速管(14)浸于其中的水体之间基本不受阻碍地流动；一个可以在工作缸(16)内往返运动的工作活塞(17)；一个包括由工作活塞驱动的泵装置的能量吸收装置(18,19,S)。其特征在于所述的泵装置设于加速管(14)内；并包括一对可弹性延伸的软管泵(18,19)各软管泵的一端固定于工作活塞(17)，各软管泵的另一端固定于加速管(14)或浮体(11)。
2．根据权利要求1的波能转换器，其特征在于，一对软管泵(18,19)置于工作活塞(17)的上、下两边，所述软管泵的所述一端直接固定于所述活塞。
3．根据权利要求1的波能转换器，其特征在于，一对软管泵(18,19)都置于工作活塞(17)和浮体(11)之间，其中一个软管泵(18)的所述一端直接固定于工作活塞(17)，而另一软管泵(19)的所述一端通过传动装置(19A,19B)作中介联接于所述工作活塞上。
4．根据权利要求1-3中任一项的波能转换器，其特征在于，在工作缸(16)的两端有由工作活塞(17)控制的对工作活塞移动超出所述端的预先限定的位置作出反应而让水流基本不受阻碍地流过所述工作活塞的减压装置。
全文摘要
波能转换器,包含浮体(11)和上端靠近浮体(11)悬挂并固定于浮体(11)上的加速管(14)。加速管(14)上、下端之间一部分限定一工作缸(16),在加速管(14)内,工作缸(16)之上下有开口,使水在工作缸和加速管浸于的水体之间基本不受阻碍地流动。工作活塞(17)可以在工作缸内往返运动。能量吸收装置(18,19,S)包含一对由工作活塞(17)控制,可弹性地延伸的软管泵(18,19)。每个泵的一端固定于工作活塞的上或下边,另一端固定于包含浮体(11)和加速管(14)的装置上。
文档编号F03B13/20GK1217046SQ9719422
公开日1999年5月19日 申请日期1997年4月29日 优先权日1996年4月29日
发明者本特－乌洛夫·舍斯特伦, 伦纳特·克拉松, 扬·福斯贝里, 贡纳尔·弗雷德里克松 申请人:Ips工程服务公司