[发明专利]具有三个自由度的波浪能量捕获器

说明书

波浪的不规则运动给有效获取能量带来了挑战。已经发现起伏型设备具有高效率，但是它们仅限于沿一个或两个自由方向捕获能量。本发明提出了一种从波浪的升起伏运动中获取能量的新系统和方法。它由通过多个臂设备连接的基础结构和起伏结构组成，所述多个臂设备包括三个自由度，所述多个臂由起伏结构在流体中的运动提供动力。这些臂装置允许通过机械、液压或气动系统捕获波浪能量。

发明名称：具有三个自由度的波浪能量捕获器

关联申请案的交互参照

不适用。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

不适用。

共同研究协议的当事方名称

不适用。

通过办公室电子归档系统(EFS-WEB)将通过光盘或文本文件提交的材料作为参考纳入

不适用。

关于发明人或共同发明人事先披露的声明

本专利申请要求2017年9月3日提交的名称为拥有三个自由点的波浪能量收获机的美国临时专利申请号62/553,851的权益。

具有三个自由度的波浪能量捕获器

本发明的背景技术

本发明涉及一种从海浪中获取能量的新概念。它涉及至少2个，最好是3个称为臂设备的连接机构，在2个结构之间，其中之一通过波浪移动。这些臂设备理想的包括3个接头和2个臂。理想的配置是在2个结构之间提供3个臂设备。

定义：旋转(revolute)接头也称为旋转(rotational)接头。棱柱形接头也称为滑动接头。臂是在每一侧连接到接头的管状结构。臂设备是指2个臂和3个接头的组合。3个接头可提供3个运动自由度。

从海浪中获取能量的发明有几类。起伏种类是最有效的类型之一，在图4的http://www.jeron.je/anglia/learn/sec/science/sn005/page02.htm中显示了其中之一，就是被称为沙特鸭(Salter's ducks)。根据维基百科(Wikipedia)的说法，波浪冲击会引起位于梨形“鸭子”内部的陀螺仪旋转，并且发电机会将此旋转高效转换为电能。但是，它无法适应更大的起伏，因此仅在有限的波动范围内可能具有很高的效率。

相关设备是振荡浪涌转换器的类别。这些设备的一端通常连接到建筑物或海底，而另一端则可以自由移动。臂响应于水在波浪中的运动而作为安装在枢轴接头上的倒立摆来进行摆动。从本体相对于连接点的相对运动中收集能量。图5显示了具有三个自由度的波浪能量捕获器的示例。牡蛎(Oyster)波转换器。它作为单个自由度设备运行。它仅利用了波的垂直运动。

表面衰减器通过起伏在某种程度上进行操作。与海洋波长相比，衰减器设备的长度相对较长(最长150m)，并且通常与波的传播方向平行放置。衰减器由多个浮力段组成，多个浮力段随着波峰和波谷的过去而铰接在一起(articulate)。虽然通常液压活塞中的流体压缩，从每个段的相对运动中提取机械能。衰减器可以设计成可自由漂浮并在水面运行，也可以布置成与连接到海底的连接结构反应地铰接。最著名的表面衰减器WEC是海蛇(Pelamis)。这些系统效率很低。