波浪能采收系统
阅读：854发布：2021-02-09
专利汇可以提供波浪能采收系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 包括从 水 波采收 能量 的新式装置和方法。本发明的一个 实施例 包括浮标、 转轴 和发电设备。转轴连接到浮标，使得在浮标响应于经过的波浪竖直运动时，所述转轴旋转。转轴连接到发电设备，使得在转轴旋转时，发电设备产生电 力 。一旦产生电力，所述电力就被输送到海岸，在海岸处，所述电力被存储，用于为设备提供动力，或者输送到配 电网 络。，下面是波浪能采收系统专利的具体信息内容。
1.一种波浪能采收系统，包括：
运动变换组件，包括：
主浮标；和
连接到所述主浮标的转轴，其中，所述主浮标的竖直运动变 换为所述转轴的旋转运动；以及
连接到所述转轴的发电设备，其中，所述转轴的旋转运动导致所 述发电设备产生电力。
2.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，其中：所述运动变换 组件还包括：
收缩浮标；
滑轮，连接到所述转轴；和
缆索，在第一端连接到所述主浮标，在第二端连接到所述收缩浮 标，并且卷绕所述滑轮。
3.根据权利要求2所述的波浪能采收系统，其中：在所述滑轮沿 第一方向旋转时，所述滑轮到所述转轴的连接将旋转运动从所述滑轮 变换到所述转轴，并且在所述滑轮沿第二方向旋转时不将运动从所述 滑轮变换到所述转轴。
4.根据权利要求3所述的波浪能采收系统，其中：所述运动变换 组件是包括所述波浪能采收系统的多个运动变换组件中的一个。
5.根据权利要求4所述的波浪能采收系统，其中：所述转轴包括 多个转轴节段。
6.根据权利要求5所述的波浪能采收系统，其中：所述多个运动 变换组件中的每一个由所述多个转轴节段中的一个连接到相邻的运动 变换组件。
7.根据权利要求6所述的波浪能采收系统，其中：所述多个转轴 节段中的每一个由等速万向节连接到所述多个滑轮中的一个。
8.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，还包括支撑平台，其 中，所述转轴可旋转地连接到所述支撑平台。
9.根据权利要求8所述的波浪能采收系统，其中：所述浮标位于 接近水体表面的位置，所述支撑平台位于接近所述水体的床体的位置。
10.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，其中：所述发电设 备是交流电永磁发电机。
11.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，还包括变速箱，其 中，所述变速箱连接到所述转轴并且连接到所述发电设备。
12.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，还包括连接到所述 发电设备的电容器。
13.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，其中：所述主浮标 包括：
进水阀；和
进气阀。
14.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，还包括连接到所述 发电设备的电缆。
15.根据权利要求1所述的波浪能采收系统，其中：所述主浮标 包括：
矩形主体；和
连接到所述矩形主体的裙缘。
16.一种波浪能采收系统，包括：
运动变换组件，包括：
主浮标；和
连接到所述主浮标的转轴，其中，所述主浮标的竖直运动变 换为所述转轴的旋转运动；
连接到所述转轴的泵，其中，所述转轴的旋转运动导致所述泵产 生压力；
连接到所述泵的压力管路；和
连接到所述压力管路的发电设备。
17.根据权利要求16所述的波浪能采收系统，其中：所述发电设 备是复合液压泵驱动系统。
18.根据权利要求17所述的波浪能采收系统，其中：所述运动变 换组件是包括所述波浪能采收系统的多个运动变换组件中的一个。
19.根据权利要求18所述的波浪能采收系统，其中：所述泵是包 括所述波浪能采收系统的多个泵中的一个；
此外，其中来自所述多个泵的压力被累积以驱动所述液压发电机。
20.一种从波浪采收能量的方法，包括：
在水体中设置多个浮标；
在所述水体中设置转轴；
在所述水体中或者在所述水体附近设置发电设备；
将所述多个浮标连接到所述转轴；
将所述转轴连接到所述发电设备；
将所述浮标的竖直运动变换为所述转轴的旋转运动；以及
使所述转轴的旋转运动作用于所述发电设备以产生电力。
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求Greenspan等人于2005年11月18日提出的 名为WAVE ENERGY RECOVERY SYSTEM的美国临时专利申请第60/738287 号的优先权，在此以参见的方式引入该申请的整体内容。
技术领域
背景技术
[0003]目前，全球每天消耗大约3.5亿兆瓦时的能量(相当于大 约2.05亿桶石油的能量)。随着发达世界和发展中世界的持续的工业 发展和人口增长，全球消耗量在接下来的二十五年中预期增加大约百 分之六十，促使全球能量消耗超过每天5亿兆瓦时。当前消耗的大约 百分之七十五的能量来自不可再生能源，例如石油、煤、天然气以及 其它这样的化石燃料。化石燃料使用量的当前水平导致每天有大约六 百万吨二氧化碳释放到大气中。由于有限的可用化石燃料的供给和逐 渐增多的对二氧化碳影响的担心，持续依赖化石燃料作为能量的主要 来源并不是可无限维持的。
[0004]一种维持当前全球能量消耗率并解决未来的消耗量增长 的方法是研究和开发从可再生能源产生能量的新式的改进方法。可再 生能源包括水能、风能、太阳能和地热能。在当前实用的可再生能源 中，水能，特别是波浪能，可保留开发利用相当多的可再生能源以满 足增长的全球能量需求的最大希望。
[0005]长期以来已经了解到海洋波含有大量的能量。已知波浪中 存在的高水平的能量密度和可用于收获这种能量的广阔区域，波浪能 技术代表了重要的可再生能源。已经开发了许多系统以尝试有效地捕 获波浪的能量；然而，还没有先前构想的系统或方法能获得要求使波 浪能成为可行的代用能源的效率或成本效益。
[0006]波浪能采收系统必须成功地在非常恶劣的海洋环境或淡 水环境中运转。这样的环境易于遭受暴风雨，并且易受盐水、植物和 动物的有害影响。此外，由于这种系统的海上位置，成功的系统必须 包括将输出能量输送到海岸的有效装置。在此描述的本发明已经解决 并克服了这些及其它的技术难题。
发明内容
[0007]本发明包括从水波采收能量的新式装置和方法。本发明的 一个实施例包括浮标、转轴和发电设备。转轴连接到浮标，使得在浮 标响应于经过的波浪竖直运动时，所述转轴旋转。转轴连接到发电设 备，使得在转轴旋转时，发电设备产生电力。一旦产生电力，所述电 力就被输送到海岸，在海岸处，所述电力被存储，用于为设备提供动 力，或者输送到配电网络。附图说明
[0008]结合以下附图参照以下详细说明可以更好地理解本发明 的目的和优点以及操作，在附图中：
[0009]图1是根据本发明的波浪能采收系统的一个实施例的透 视图；
[0010]图2是图1的波浪能采收系统的示意图；
[0011]图3是图1的波浪能采收系统的运动变换组件的示意图；
[0013]图5A和5B是图1的波浪能采收系统的另一滑轮和棘轮机 构的剖视图；
[0014]图6是图1的波浪能采收系统的示意图；
[0015]图7A、7B和7C是根据本发明的浮标的实施例的视图；
[0016]图8A和8B是根据本发明的运动变换组件的视图；
[0017]图9是根据本发明的棘轮组件的视图；
[0018]图10是根据本发明的另一波浪能采收系统的视图；
[0019]图11A和11B是图10的波浪能采收系统的详图；
[0020]图12是根据本发明的波浪能采收系统的另一实施例的示 意图；
[0021]图13是本发明的另一波浪能采收系统的示意图；
[0022]图14是根据本发明的波浪能采收系统的另一实施例的示 意图；和
[0023]图15A和15B是图14的波浪能采收系统的详图。
具体实施方式
[0024]虽然参照在此描述的实施例公开本发明，但是应当清楚本 发明不应受限于这样的实施例。因此，这里对实施例的描述仅仅是对 本发明的说明，而不应当限制所要求保护的本发明的范围。
[0025]本文描述的波浪能恢复系统将海浪或其它这样的水波的 能量转变为可用的机械能和电能。可以使用装置和方法以使任何幅度 和频率的波浪的竖直脉冲运动可以转变为其它类型的运动，例如旋转 运动。该由此得到的旋转运动的机械能可用来驱动变速箱、电动机、 泵、发电机等，以产生电力。
[0026]在本发明的一个实施例中，波浪的竖直脉冲运动被转到水 体的表面处或附近的浮标，以使浮标竖直地位移。浮标的竖直位移被 变换为旋转运动，所述旋转运动作用于滑轮和棘轮机构以驱动交流电 (AC)永磁发电机，导致电力的产生。变速箱可用于将相对低的每分 钟转数(RPM)的转速转变为希望驱动发电机的转速。优选地，变速箱 利用行星齿轮组；然而，也可以利用其它齿轮组。交流电永磁发电机 连接到整流器以将发电机产生的交流电(AC)转变为直流电(DC)。 整流器连接到电压变换器以产生稳定的直流电，所述直流电将用作最 终的电源，或转变回交流电并输送到发电网络。在此使用的术语“连 接”的意思是以机械、电气或其它类似方式直接或间接地相连。
[0027]在图1-6中图示出本发明的一个示范性实施例。图1图示 出波浪能采收系统10的透视图。系统10包括运动变换组件12、发电 机14和转轴16。系统10位于比较靠近海岸的海床上并且用来产生电 力，将所述电力输送到海岸。如上进一步所述，运动变换组件12将波 浪的竖直脉冲运动变换为转轴16的旋转运动，并且，转轴16的这种 旋转运动驱动发电机14。发电机14优选是交流电永磁发电机。如图2 所示，多个运动变换组件12可串联地排布，从而辅助旋转转轴16以 驱动发电机14。
[0028]最佳地如图3所见，运动变换组件12包括主浮标或浮体 18、收缩浮标或浮体20、摆动滑轮22、主缆索24和棘轮机构26。主 缆索24在一端连接到主浮标18，在另一端连接到收缩浮标20，并且 卷绕滑轮22。浮标18和20被设置成，当波浪作用于主浮标18时，主 浮标18被竖直地向上移位(即，相对于海床上升)，并且缆索24使 滑轮22相对于图3以顺时针方向旋转的方式旋转。当波浪经过主浮标 18后，主浮标18被竖直地向下移位(即，相对于海床下降)，收缩浮 标0上升以去除缆索24的松弛部分，并且滑轮22相对于图3逆时针 地旋转。因此，当波浪经过主浮标18时，经过的波浪引起的主浮标18 的竖直位移被转换为摆动滑轮22的旋转运动。虽然主缆索24被描述 成连接到主浮标18、收缩浮标20并卷绕滑轮22，但本领域技术人员 可容易理解，任何数量的装置可将主浮标18的竖直运动转变为旋转运 动。例如，第一缆索可在一端连接到主浮标18，在另一端连接到滑轮 22。第二缆索可在第一端连接到收缩浮标20，在另一端连接到滑轮22。 在这种布置中，第一和第二缆索有效地代替一根主缆索24以在主浮标 18竖直运动时使摆动滑轮22旋转。
[0029]最佳如图4A和4B可见，摆动滑轮22连接到棘轮机构26， 使得旋转运动从滑轮22传递到棘轮机构26。优选地，滑轮22和棘轮 机构26由不锈钢构成。棘轮机构26的内部机构包括三个主要部件： 外环28、内环30和辊凸轮32。外环28附接到滑轮22，使得外环28 随滑轮22的旋转而旋转。内环30附接到转轴16，使得转轴16随内环 30的旋转而旋转。棘轮机构26用作单向棘轮；因此，在滑轮22沿一 个方向旋转时，滑轮22的旋转仅仅通过棘轮机构26变换到转轴16。 例如，参照图3，在主浮标18被经过的波浪升起且滑轮22顺时针旋转 时，滑轮22的旋转仅仅变换到转轴16。当波浪运动超过主浮标18且 浮标18下降时，滑轮22的逆时针旋转不会变换到转轴16。这种布置 确保转轴16在其驱动发电机14时沿仅仅一个方向旋转。
[0030]以上所述的在图4A和4B中图示的棘轮机构26的一个替 代性棘轮机构34图示于图5A和5B。在该替代实施例中，滑轮36包括 第一沟槽38和第二沟槽40。主浮标缆索42在第一端附接到滑轮36， 在第二端附接到主浮标18，并且缠绕第一沟槽38(参见图8A)。收缩 浮标缆索44在第一端附接到滑轮36，在第二端附接到收缩浮标20， 并且以与主浮标缆索42的缠绕相反的方式缠绕第二沟槽40(参见图 8A)。本领域技术人员会容易理解，在这种布置中，在主浮标18向上 运动且收缩浮标20向下运动时，滑轮36沿第一方向旋转，并且，在 主浮标18向下运动且收缩浮标20向上运动时，滑轮36沿相反的第二 方向旋转。转轴16穿过通过滑轮36的中心的孔，并且多个偏心辊46 位于滑轮36和转轴16之间。类似于上文描述，在滑轮沿第一方向旋 转时，棘轮机构34将旋转运动从滑轮36变换到转轴16，但是在滑轮 36沿第二方向旋转时不将旋转运动从滑轮36变换到转轴16。
[0031]由辊46的偏心性质和定位来控制是否从滑轮36传递旋转 运动。辊46呈略微的椭圆形并且被定位成：在滑轮36沿第一方向旋 转时，辊46与转轴16和滑轮36接合，从而机械地从滑轮36传递运 动给转轴16。在滑轮36沿第二方向旋转时，辊46略微地旋转以在辊 46和滑轮36之间产生间隙，从而允许滑轮36相对于转轴16滑动。密 封件48可用于阻止海水流入来与辊36接触，其可以任选地被润滑。 另外，壳体50可用于包围滑轮38和棘轮机构34，并为转轴16提供轴 承面。
[0032]在图2中如前所述和所示，多个运动变换组件12连接到 转轴16以驱动发电机14，所述发电机14位于最靠近海岸的系统10的 一端。在这种布置中，优选转轴16仅仅沿一个方向旋转。多个运动变 换组件12辅助使转轴16旋转，将转轴16限制到仅仅一个旋转方向可 允许组件12配合驱动发电机14。
[0033]在本发明的一个实施例中，如图6示意性所示，多个运动 变换组件12以大约45度角从海岸线52对角地延伸。优选地，系统10 包括大约三十个运动变换组件12。组件12以大约30英尺彼此隔开， 最靠近海岸线52的组件12A离岸大约500英尺，并且离海岸线52最 远的组件12B离岸大约3000英尺。这样的布置一般导致每个到来的波 浪在不同的时间点使每个主浮标18升起和降下。当波浪向海岸线52 前进时，其首先遇到离岸最远的组件12B并且抬升然后降低该组件12B 的主浮标18。经过一段时间，波浪前进经过多个组件12，直到其到达 最靠近海岸的组件12A。这种布置确保任何单个波浪不会在同一时间点 使多个主浮标18升起和下降，但是在一段时间内会使多个主浮标18 升起。主浮标18在波浪向海岸线52前进时的升起引起不同的运动变 换组件12在不同时刻使转轴16旋转，导致转轴16以大体恒定的速度 恒定旋转。优选地，组件12的布置使得大约三十个组件12中的至少 五个在任何时间点有效地使转轴16旋转。
[0034]导致以大体恒定的速度恒定旋转的转轴16的安排是驱动 发电机14的理想方法。变速箱可任选地用于将转轴16连接到发电机 14。变速箱可操作转轴16的转速以将进入发电机14的旋转输入转变 为用于发电机14的最佳转速。例如，如果多个变化运动的组件12以 相对低的速度使转轴16旋转，那么变速箱可以增加转速以向发电机14 提供更高且更有效的转速。
[0035]已经将发电机14描述和图示为位于最靠近海岸的系统10 的一端。本领域技术人员可以容易理解，发电机14不限于这种定位。 例如，发电机14可以位于最远离海岸的系统10的一端；可以使用两 个发电机14，一个发电机14位于远端，另一发电机14位于近端；或 者，发电机14可以位于系统10的中间，在两个运动变换组件12之间。 将发电机14定位在海床上使得以海水围绕发电机，海水在发电机14 产生电力时冷却所述发电机14。因为发电机14通常放出热量，所以提 供冷却发电机14的可容易利用的方法增加了发电机14的效率。
[0036]每个运动变换组件12固定到支撑平台54以相对于海床维 持静止位置。在一个示范性实施例中，支撑平台54是带有竖直支柱的 混凝土板。混凝土板54具有足够的质量以在海床上维持其位置，并且 阻止由于潮汐、主浮标18的推力、暴风雨或其它恶劣天气引起的运动。 混凝土板54与竖直支柱一起支撑滑轮22或36、棘轮机构26或34、 以及转轴16。优选地，支撑平台54是尺寸值为十英尺宽、八英尺深和 四英尺高的矩形混凝土板。这种混凝土板重约二十五吨并且能够承受 相当大的力而不运动。
[0037]最佳如图2所见，每个运动变换组件12由转轴16连接到 相邻的组件12。转轴16包括多个单独的转轴节段56，这些节段从固 定于支撑平台54的棘轮机构26或34延伸到固定于相邻支撑平台54 的另一棘轮机构26或34。为了减少或消除对海床的不平整性或不规则 性以及单独支撑平台54的精确安置的担心，转轴节段56通过等速万 向节58连接到棘轮组件26或34(最佳如图4A所见)。等速万向节 58优选由不锈钢构成，并且允许通过多种角度的轨道偏斜。这种布置 允许即使在海床的不平整性引起组件12相对于相邻组件12被定位的 更低或更高的时候，多个运动变换组件12也能连续地驱动转轴16。
[0038]在本发明的一个实施例中，最佳如图3所示，主浮标18 包括两个十英尺直径的以边缘熔合在一起的对置的球形盘60。盘60优 选用铝构成。盘60的弯曲形状允许碎浪从浮标18的顶部冲刷过去， 从而对浮标18的前部和浮标的后部均施加作用力以将浮标18辅助维 持在基本静止的位置。主浮标18配备有两个遥控阀门：进气阀62和 进水阀64。阀门62和64被遥控以通过进水阀64引入海水作为附加压 载物以稳定浮标18的浮动位置，或者通过进气阀62引入加压空气以 排出海水并减少浮标18中的水压载。阀门62和64用来使浮标18可 以接纳足够的水压载以完全浸没浮标18。浮标18的完全浸没可对于当 存在猛烈的暴风雨或其它类似危险的时候减少或消除对浮标18或其它 系统部件的损害是理想的。一旦暴风雨过后，浮标18可通过进气阀62 引入加压空气以排出水压载并使浮标18回到其操作位置。此外，主浮 标18通过水压载的引入和排出能够可调整地升起或降下，从而响应于 变化的波浪条件动态地调整浮标18以维持对浮标18的最佳操作定位。
[0039]再次参照图3，浮标18可配备有三个枢转环66，浮标18 通过所述枢转环66连接到主缆索24。三条连接缆索68可在一端附接 到枢转环66，在另一端附接到公共环70。主缆索24可在一端附接到 公共环70，并且如前所述卷绕摆动滑轮22或36。在一个优选实施例 中，主缆索24和连接缆索68的直径约为3/8英寸，连接缆索68的长 度约为10-15英尺，并且主缆索24的长度约为100-200英尺。
[0040]虽然主浮标的形状可以如图3所示的那样或者是能够浮 动的任何其它构造，但在图7A、7B和中图示出主浮标72的一个优 选实施例。主浮标72包括大致矩形的主体，顶部74和底部76表面略 微呈弓形弯出。裙缘78从浮标72的底部76伸出，刚性构件80，例如 管体，从浮标72的底部76向下延伸，并且至少一个龙骨构件82附接 到管。任选地，多个龙骨构件82可附接到管80。优选地，三个龙 骨构件82附接到管80，每个龙骨构件隔开120度。管80优选为十英 尺长，并且龙骨构件82是三角形的且为三英尺高和三英尺宽。当波浪 经过浮标72时，海水中的涡流在水面附近。将龙骨构件82定位在水 面以下十英尺处避免了波浪中的涡流。这种布置为浮标72提供了稳定 性并且消除或减少了浮标72的侧向运动、摇晃或摇摆。对这种运动的 消除增加了浮标72的竖直位移，并且允许采收波浪能的百分比增加。
[0041]主浮标72的矩形形状可在运动变换组件12中产生更大的 推力，并且产生转轴16的更大的旋转运动。安置在汹涌海浪中的矩形 部件具有转动的倾向，使得其较长的竖直表面面向到来的波浪。通过 为到来的波浪提供更大的表面面积，矩形浮标72捕获波浪中的更多部 分，从而在经过的波浪使浮标72向上运动时为主缆索24提供更大的 推力。优选地，矩形浮标72是三十英尺宽、十英尺深和五英尺高。
[0042]裙缘78的定位和形状也倾向于消除或减少浮标72的侧向 运动、摇晃和摇摆。裙缘78的形状与主缆索24及连接缆索68产生的 向下作用力相配合以在波浪经过时保持浮标72在水面上的水平。当波 浪使浮标72向上位移时，浮标72保持水平，从而减少或消除侧向运 动、摇晃和摇摆。如上所述，使竖直运动最大化也使得从波浪采收的 能量最大化。
[0043]再参照图8A和8B，浮标72以类似于前述的方式附接到 滑轮36。连接缆索68将浮标72连接到公共环70。主滑轮缆索42将 公共环70连接到滑轮36中的第一沟槽38。另外，如上所述，矩形浮 标72包括进气阀62和进水阀64，用于水压载的引入和排出来定位72 以最佳地操作或避免危险。优选地，主浮标72由铝构成；然而，本发 明包括由任何材料构成的浮标，所述材料允许浮标随着波浪的经过而 浮动、升起和下落。
[0044]收缩浮标20，最佳如图3和8A所示，优选由铝构成、呈 圆筒形形状、并且包括导向套筒84。类似于主浮标18和72，收缩浮 标20配备有一对阀门：引入空气并排出水压载的进气阀，以及引入海 水并增加水压载的进水阀。收缩浮标20的底部配备有附接到主缆索24 的环86，然后所述主缆索24卷绕摆动滑轮22(如图3所见)。或者， 环86可附接到收缩滑轮缆索44，然后所述收缩滑轮缆索44附接到摆 动滑轮36并缠绕滑轮34的第二沟槽40(如图8A所见)。
[0045]导向套筒84附接到收缩浮标20的侧面。导向套筒84设 置成沿着缆索24或42滑动以维持受控的往复运动，所述往复运动在 波浪前进经过主浮标18或72时反冲摆动滑轮22或36。在一个优选实 施例中，收缩浮标20的直径约为16英寸、高度约为24英寸。
[0046]相对于建造传统发电厂的成本，波浪能采收系统10对于 建造和安装来说是非常便宜的。为了安装系统10，系统10的部件可被 装载到浮船上或其它类似的浮动平台上。浮船可均匀地沿水面隔开。 浮船的间距可以约等于沿海床已安装的支撑平台54之间的期望操作距 离。然后，在浮船上可将滑轮22或36和棘轮机构26或34固定到支 撑平台54。使用任何常规手段(例如链条或缆索)可将这些装配好的 支撑平台54从浮船下放到海床上的位置。如前所述，棘轮机构26或 34可通过转轴节段56和等速万向节58连在一起。在一个替代实施例 中，当支撑平台54位于浮船上的时候可用转轴节段56将棘轮组件26 或34连在一起，并且多个支撑平台54可一起被下放到海床。
[0047]一旦棘轮组件26或34被连在一起，缆索24或42和44 就卷绕每个滑轮22或36，并且棘轮浮标20可附接到缆索的一端，且 沿着缆索安装导向套筒64。使用进气阀62和进水阀64引入和排出水 压载可将主浮标18或72部分地浸没到大约操作的位置。主缆索24的 自由端可附接到公共环70，并且主缆索24的长度被适当地调整。如图 1所示，发电机14可定位在海床上并直接连接到转轴16的一端。这种 布置将主浮标18或72的往复竖直运动变换为连接发电机14的转轴16 的旋转运动。发电机14包括支撑平台88，类似于运动变换组件12的 支撑平台54。发电机的支撑平台88由混凝土构成，并且设计成阻止由 于潮汐、暴风雨或其它类似的恶劣天气引起的运动。如本领域技术人 员可容易了解的，转轴16的旋转运动由发电机14转变为电力。电源 线90附接到发电机14以将产生的电力输送到海岸。优选地，发电机 14是交流电(AC)永磁发电机。用电线将整流器连接到发电机14以将 交流电转变为直流电。电压变换器连接到整流器以产生稳定的直流电。 这种直流电可用作最终的电源或所述直流电转可转变回交流电。
[0048]尽管已经示出棘轮机构26和34连接到转轴16，但棘轮 机构可设置成通过齿轮接合转轴16。参照图9，图示出棘轮机构92。 棘轮机构92不直接与转轴16接合。棘轮机构92位于转轴16的上方 并使用一对齿轮94和96接合转轴16。类似地如前所述，在滑轮沿第 一方向旋转时，棘轮机构92将旋转运动从滑轮(位于壳体98内)传 递给转轴16，并且在滑轮沿第二方向旋转时不将运动从滑轮传递给转 轴16。图9所示的布置允许移除损坏的棘轮机构92以及更换该棘轮机 构92，而不用关闭系统来停止转轴16的旋转。
[0049]虽然本发明的前述实施例已经涉及了用来使转轴16旋转 以驱动单个发电机14的多个运动变换组件12，但是本领域技术人员可 容易理解，所述的本发明可应用于任何数目的装置以将浮标的竖直位 移转换为机械能或电能。例如，每个运动变换组件12可用来驱动附接 到该组件12专用的发电机的转轴。在另一实例中，可利用波浪的能量 产生动力以驱动泵，从而使液压流体运动以驱动发电机。
[0050]参照图10、11A、11B和12，图示出本发明的另一实施例。 运动变换组件12用来驱动连接到每个支撑平台102的专用发电机100。 如前述设置组件12。然而，永磁发电机100附接到每个支撑平台102。 主浮标18或72的竖直运动被变换成旋转运动以使驱动轴104旋转。 驱动轴104连接到发电机100并驱动发电机100，所述发电机100产生 电力。产生的电力可输送到海岸，用于立即使用或者供给到配电网络。 任选地，电力可存储在支撑平台102上以便随后输送到海岸。在支撑 平台102上存储电力的一个方法是将发电机100连接到超级电容器 106。超级电容器提供：相对高的循环寿命，失效前具有循环上百万次 的能力；低阻抗；快速充电；以及过度充电时不会有容量的损失。如 图10所示，电缆108可串联地附接到每个超级电容器106以将存储的 电力输送到海岸。当波浪经过运动变换组件12时，一些组件产生电力， 而另一些组件暂时不工作。类似于前述的组件12的共同配合以使转轴 16旋转，串联安置的多个超级电容器106共同配合以将稳定的电力电 流输送到海岸。可编程序逻辑控制设备可任选地集成到系统中以控制 发电机100、超级电容器106以及其它系统部件，从而将稳定的电流输 送到海岸。
[0051]如前所述，驱动轴104可用来仅仅沿一个方向旋转，或者 可以任选地用来既沿顺时针又沿逆时针方向旋转。交流电永磁发电机 可用来产生电力，而与驱动轴104旋转的方向无关。发电机也可用来 在产生电力的时候消除对变速箱的任何需要。参考图12，可任选地设 置系统，使得每个专用发电机100具有专用电缆110以将电力输送到 海岸。多个发电机100产生的电力可在海岸上积累并输送到配电网络。
[0052]利用固定到每个支撑平台102的专用发电机100允许对波 浪能采收系统的轻松安装。如图13所示，支撑平台102可被任意地放 置而不用担心相邻平台102的定位。每个运动变换组件12和专用发电 机100自给自足，不依赖于相邻的组件12。柔软的电缆108或110允 许发电机100或超级电容器106从海床上的几乎任何位置串联地或并 联地将电力输送到海岸。
[0053]参考图14、15A和15B，图示出本发明的又一实施例。设 置运动变换组件12使得每个组件12驱动固定到每个支撑平台114的 单独的泵112。组件12用来使连接到每个泵112的驱动轴116旋转。 压力管路118将每个泵112连接到一般位于海岸上的多个液压泵驱动 系统120。每条压力管路118将每个泵112产生的压力传送到中央压力 贮藏室储压器122。该压力贮藏室122以恒定速率释放压力来驱动多个 液压泵驱动系统120的飞轮以产生电力。这种布置得到自给自足的组 件12和泵112。如前所述，可容易理解，包括柔软的压力管路118可 如何允许轻松的安装。类似于先前的描述，多个液压泵驱动系统120 产生交流电，所述交流电由整流器变换为直流电。电压变换器产生用 作最终电源或者变回交流电的稳定的直流电。
[0054]本文所述的实施例允许容易且低成本地重新安置波浪能 采收系统。可容易理解，系统可相对容易且迅速地拆卸并送到更理想 的位置。另外，实施例的模块化的性质允许快速扩展现有的可操作系 统。另外，系统在海床上的位置为自冷却系统做好了准备，这改善了 操作并降低了维修成本。
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