CN100491677C

CN100491677C - 波浪发生装置

Info

Publication number: CN100491677C
Application number: CNB2005800425956A
Authority: CN
Inventors: 格利高里·马克·崴伯
Original assignee: Liquid Time Pty Ltd
Current assignee: Liquid Time Pty Ltd
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: CN101084352A; WO2006060866A1; PT1825081T; EP1825081A1; AU2004240161B1; US8042200B2; EP1825081B1; JP2008522674A; EP1825081A4; US20090260146A1; ES2625347T3; LT1825081T; JP4845892B2; PL1825081T3

Abstract

按照本发明的波浪发生装置具有：水池(11)，所述水池(11)有较深的池区(12)，该较深的池区(12)围绕基本上是中心的池区(13)；水池边缘(15)，所述水池边缘(15)限定水池边界；至少一个装置主体(16)，所述装置主体(16)具有波浪发生成形的表面(22)，装置主体(16)位于邻近水池边缘的水池内，并可沿着水池边缘与其相对移动，以便在水池内的水中产生波浪(17)；和叶轮机构(18)，所述叶轮机构在水中产生其方向与装置主体运动方向相反的水流。

Description

波浪发生装置

技术领域

本发明涉及波浪发生装置。

本发明特定但非唯一地应用于波浪池，其中，波浪在水中人为地被产生，供游泳者、冲浪者和乘冲浪板者娱乐用。

发明背景

如上所述的波浪池是已知的。利用空气或流体脉冲来产生波浪也是已知。每个这样的脉冲都在结构上方或对着结构产生一个波浪。

发明概述

本发明旨在对已知的波浪发生装置提供一种可供选择的方案。

本发明一方面在广义上是一种波浪发生装置，所述波浪发生装置包括：

水池，所述水池具有较深的池区，该较深的池区围绕基本上是中心的池区；

水池边缘，其限定水池边界；

至少一个装置主体，所述装置主体在邻近水池边缘的水池内有一发生波浪的成形表面，并可相对于水池边缘移动，以便在池水中发生波浪；和

叶轮机构，所述叶轮机构在水中产生水流，该水流方向与该装置主体的运动方向相反。

如本文所用的，表述“水池”是广义上给出的，并包括任何容器、包围区、挖掘坑或适合于装水的类似物。

另一方面，本发明广义地是发生水波浪的方法，所述方法包括：

提供水池，所述水池装水，并有一较深的池区和水池边缘，上述较深的池区围绕基本上是中心的池区，而上述水池边缘限定水池边界；

在靠近水池边缘的水池内移动所述装置主体，所述装置主体具有产生波浪的成形的表面；和

在水中产生水流，所述水流方向与该装置主体的运动方向相反。

在优选实施例中，中心池区伸出水面，不过中心池区可以不伸出水面，而是可以具有浅的深度。水池可以采取各种不同形状，但优选地，水池基本上是圆形。

当通过水牵引或推进时，装置主体还可以具有任何适合于产生波浪或伴流(wake)的形状，而优选地是基本上船壳状形状。优选地是，当船壳穿过水移动时，船壳的一个表面基本上与水池边缘并列。

叶轮机构可以采取各种不同形式，其中包括机动叶轮如桨叶或类似物，然而，优选地是，叶轮机构包括至少一个喷嘴或螺旋桨，所述喷嘴或螺旋桨朝向与装置主体运动方向相反的方向。优选地是，有多个喷嘴或螺旋桨，它们沿着池底和/或池壁在径向上和/或圆周上间隔开。

喷嘴或螺旋桨的方向和装置主体的运动方向可以固定，但在一个优选实施例中，喷嘴或螺旋桨的方向与装置主体的运动方向可相反。

另外，优选地是，喷嘴或螺旋桨可变地控制，以便当反向水流增加或达到预定值时输送较少的能。

优选地是，装置还包括驱动机构，所述驱动机构相对于水池边缘移动该装置主体。驱动机构可以采取各种不同形式，并可以是岸基或池基驱动机构。池基驱动机构的一个例子是水池中装置主体上的螺旋桨。优选地是，驱动机构是岸基驱动机构，且优选地是包括原动机，所述原动机可在水池边缘附近的导槽中移动，同时装置主体固定到原动机上。

优选地是，系统内的各种物理参数可变。例如，装置主体可以这样固定到原动机上，以使装置主体的成形表面所表现的角度和装置主体在池中的深度都可变。池底的形状也可变化，以便改变池底的外形或变动中间部分的深度。

附图说明

为了可更容易理解本发明并付诸实施，现在将参照附图说明本发明的优选实施例，其中：

图1是按照本发明的波浪池的示意平面图；和

图2是如图1所示的波浪池的经过中心轴线A-A的立剖图。

对本发明的优选实施例的说明

如在图1和2中可以看到的，按照本发明所述的波浪发生装置具有一水池11，所述水池11有一较深区12，该较深区12围绕一基本上的中心区13，所述中心区13在图2中可看出是伸出水面14。水池边缘15限定水池边界。具有取船壳16形式的波浪发生形状表面的装置主体位于水池11内邻近水池边缘15，并可沿着水池边缘15相对于所述边缘15移动，以便在池水中产生波浪17。取喷嘴18形式的叶轮机构在水中产生朝向方向19的水流，所述方向19与装置主体16的运动方向20相反。

尽管在图1和2中示出中心区13伸出水面，但中心区13可以淹没，以便提供一较浅区，波浪17在较浅区上可以破碎。如图2所示，水池11的底部的轮廓或斜面可以成形为形似海底靠近岸边的底部斜坡。如图所示的水池11基本上是圆形，但应该理解，水池也可以采取其它形状。

如图1和图2优选示出的装置主体基本上是船壳状，并且当船壳16在驱动机构的作用下沿着水池边缘15移动时，船壳16的一个表面21基本上与所述水池边缘15并列。船壳16的另一个表面22加工成一定形状，并成一定角度，以便发生波浪17。各种形状都是可行的，其中包括基本上是平面形状，优选地是凸面形状如为使波浪滚动而设计的涡旋形。尽管在图1中仅示出一个船壳，但应该理解，也可以用一个以上的船壳。

如图1和2示意示出的，在这个优选实施例中，驱动机构是原动机23，所述原动机23可在水池边缘15附近的导槽24中移动，而船壳16通过臂25固定到原动机23上。原动机23详细情况未示出，但它可以由电动机驱动并安装在水池周围导槽24内的齿条中。可供选择地，且此处也未示出，导槽可以是沿着水池边缘15的轨道，而原动机可以是沿着轨道运行的直线电动机。另外，在另一个实施例中，驱动机构可以是船壳上驱动螺旋桨的电动机。在未示出的方式中，船壳16或其它装置主体可以相对于水池边缘15固定，使装置主体成形的表面所具有的角度及船体在水池中的深度二者都可变。通常这可以通过液压执行机构实施，所述液压执行机构安装成改变角度和深度。

尽管未示出，但应该注意，喷嘴18的方向可以改变，正如船壳16的运动方向那样。还应该指出，池底的形状可改变，以便增加或减少水下岸线的轮廓，造成改变波浪破碎模式，即是否平缓破碎、攻击性俯仰等。这些波浪特性也可按照其它参数变动，如船壳所显示的角度，它在水中的深度，船壳穿过水的速度，及由喷嘴18或其它叶轮机构所产生的反向水流的速度。

通常，水池可以是直径为100米和最大深度为2米，中间小岛部分直径可高达30米。

应该理解，楔形或船壳形装置主体绕水池周边的运动发生一组像船尾流那样的波浪。这些波浪与较浅的中心部分对准，这样造成一些波浪围绕水池周边破碎，从而，把波浪模拟成像它们自然破碎一样。由喷嘴或其它叶轮机构所产生的反向水流使船壳穿过水池移动所产生的任何水流偏移，并增加波浪高度。

优选地是，利用高速喷嘴或高转数的小直径螺旋桨产生反向水流，并且一旦反向水流达到初始速度，则较大直径的低转数螺旋桨就保持水流。高速喷嘴和高转数小直径螺旋桨更适合于使反向水流达到从停顿开始的水平，但不足以用来保持运转。可供选择地，大直径螺旋桨可以在不同的转速下使用。亦即用较高的转数来使速度提高，然后，用较低的转数来保持所需的反向水流的水平。

这种反向水流的作用是使叶片和所产生的波浪的运动方向上另外产生的任何水流偏移。

尽管在较大直径的水池中少数叶片在叶片的运动方向上有极小的水流，以致反向水流的发生不太理想，但大得多的面积要求有许多波浪在水池中立刻破碎。这种水池会降低从用户收取费用方面的成本效益，并估算约500米直径的水池在叶片的运动方向上不形成水流的情况下也许必须有4个叶片工作。然而，由于产生上述反向水流，在叶片运动的方向上不形成任何水流的情况下，小至120米直径的水池都可能包括4个叶片，使每个叶片形成两个波浪。

使叶片运动方向上形成水流最小而不需要发生反向水流的另一种方法包括笔直的水池，其中叶片方向可以颠倒，以便它会碰上任何由前面叶片通道所产生的水流。叶片如果在它整个长度上对称的话可以旋转180°，并朝相反方向移动。可供选择地，如果叶片在它的整个长度上对称，则叶片不需要旋转180°而仅是翻转过来。然而，可翻转的笔直水池设计损失了效率，因为翻转叶片要花时间，及因为产生波浪要花很长时间和距离(一条船要行驶100米，以便从停止不动开始形成一组1米的尾流波浪)。因此，在规定的距离内发生的波浪总数低。在笔直的水池中朝相同方向运转的连续的叶片碰上的前面叶片所产生的水流，并要求在每个叶片之间有相当大的间隙，以便仍然产生足够的波浪。为了得到4个同时运转的叶片，需要长度约为1km的水池，以便合适地起作用，而那样陆地使用的费用高。观众兴趣也低。

由于两个波前的楔入产生增加了高度的峰值波浪，所以如上所述发生的反向水流还使每个波浪的波面变陡峭，并相应地增加了波浪的强度和能量。这能增加设施使用者乘波浪行驶的长度。

已经发现带反向水流的圆形水池使波浪的总数和尺寸达到最大，而同时使水池尺寸最小，并因此使安装费用减至最少。

本发明有许多优于已知发生波浪的水池的优点，已知发生波浪的水池利用空气、水和结构，每次释放或位移产生一个波浪，因为在本发明情况下，由于波浪在水池中持续不断，所以，只需产生短的波浪长度，其中反向水流带来了连续的动量，这在有限长度的笔直水池中是不可能。

当然，应该意识到，尽管已当作本发明的例子给出了上面说明，但如本领域的技术人员所显而易见的，所有这些其它的修改和变动似乎都属于如本文所述的本发明广义范围和界限内。

Claims

1、一种波浪发生装置，其包括：

水池边缘，其限定水池边界；

至少一个装置主体，其在水池内靠近水池边缘具有发生波浪的成形的表面，并可相对于水池边缘移动，以便在池水中发生波浪；和

叶轮机构，其在水中朝与该装置主体运动的方向相反的方向发生水流。

2、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，中心池区伸出水面。

3、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，中心池区具有浅的深度。

4、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，水池基本上是圆形。

5、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，所述装置主体基本上是船壳状。

6、如权利要求5所述的波浪发生装置，其中，随着船壳穿过水移动，船壳的一个表面基本上与水池边缘并列。

7、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，叶轮机构包括其方向与所述装置主体的运动方向相反的至少一个喷嘴或螺旋桨。

8、如权利要求7所述的波浪发生装置，其中，喷嘴或螺旋桨的方向和所述装置主体运动的方向可改变方向。

9、如权利要求7所述的波浪发生装置，还包括沿着池底和/或池壁在径向上和/或在圆周上间隔开的多个喷嘴和/或螺旋桨。

10、如权利要求7或9所述的波浪发生装置，其中，喷嘴或螺旋桨可变地控制，以便当反向水流增加或达到预定值时输送较少的动力。

11、如权利要求1所述的波浪发生装置，还包括驱动机构，其使该装置主体相对于水池边缘移动。

12、如权利要求11所述的波浪发生装置，其中，驱动机构是能在靠近水池边缘的导槽中移动的原动机，该装置主体固定到原动机上。

13、如权利要求12所述的波浪发生装置，其中，该装置主体的成形的表面所具有的角度及装置主体在水池中的深度可变。

14、如权利要求1所述的波浪发生装置，其中，池底的形状可变。

15、一种发生水波浪的方法，其包括：

提供水池，其包含水，并具有较深的池区和水池边缘，上述较深的池区围绕基本上是中心的池区，而上述水池边缘限定了水池边界；

在靠近水池边缘的水池内，移动具有发生波浪的成形表面的装置主体；和

在水中产生其方向与所述装置主体的运动方向相反的水流。