CN102933838A - 具有引导装置的波浪发电单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波浪发电单元，所述波浪发电单元具有锚固在海底的水下站、漂浮在海面上的浮体以及连接这些的柔性连接装置（3）。所述水下站具有带往复式转换器的线性发电机。根据本发明，所述站包括用于所述柔性连接装置（3）的引导装置（9）。所述引导装置（9）具有多个能够旋转的辊（15a-18c）。所述辊（15a-18c）形成用于所述柔性连接装置（3）的通道。本发明还涉及波浪发电单元的应用及产生电力的方法。

Description

具有引导装置的波浪发电单元

技术领域

本发明在第一方面中涉及一种波浪发电单元，所述波浪发电单元包括水下站、至少一个浮体以及柔性连接装置，所述水下站包括具有往复式转换器（translator）的线性发电机且设置为锚固至海底，所述至少一个浮体设置成漂浮在海面上，所述柔性连接装置将所述至少一个浮体连接至转换器，所述转换器的移动方向限定一中心轴线。该连接装置从能够弯曲的意义上来说是柔性的。不一定是指在其纵向方向上是弹性的。该连接装置因此可以是缆线、绳索、链条、电缆等。本发明还涉及一种包括多个所述波浪发电单元的波浪发电设备以及涉及一种与所述波浪发电单元连接的电网络。

在第二方面，本发明涉及所述波浪发电单元的一种应用。

在第三方面，本发明涉及一种通过以下步骤产生电力的方法：提供浮体以使之漂浮在海上；提供具有定子和往复式转换器的线性发电机；将所述定子锚固在海床中；以及通过柔性连接装置将所述转换器与所述浮体连接。

在本申请中，术语“径向的”、“轴向的”、“横向的”等指的是由转换器的中心的往复运动限定的轴线（即中心轴线，如果未明确另外指定）的方向。术语“上”及“下”指的是竖直方向并涉及波浪发电单元运行时所讨论的部件的位置。

背景技术

海洋及大型内陆湖中的波浪运动构成了至今几乎没有被开发的潜在能源。然而，已提出了利用海洋的竖直运动在发电机中产生电力的各项建议。由于海面上的一个点制造了往复竖直运动，因此其适于利用线性发电机来产生电力。

WO 03/058055公开了这样一种波浪发电单元，其中发电机的移动部分（即，对应于旋转发电机中的转子且在本申请中称作转换器的部分）相对于发电机的定子往复运动。在本公开中，定子被锚固在海底。转换器通过缆线、线缆或链条与漂浮在海上的本体连接。

在理想的情况下，该浮体竖直地位于如这一公开图1中所示的转换器的轴线上的发电机上方。然而，该浮体也暴露于来自波浪及来自风的横向力。因此该浮体可能漂离该理想位置并通常位于远离该理想位置的位置。结果，连接转换器与浮体的缆线将不能与转换器的轴线对齐。这可能会对转换器造成侧向力，导致转换器不能对中和/或使其变得倾斜，这会干扰发电机的运行。

通过将转换器轴颈连接（journal）在定子中能够在很大程度上避免这种情况。然而，当缆线倾斜时，在此情况下的侧向力会导致轴颈上的高负荷并干扰运行。

为了减少该问题，已知提供引导装置，当与转换器连接时该引导装置朝向轴向方向引导缆线。在PCT/SE2008/050964中公开了这样一种装置。然而，所公开的装置可导致缆线的磨损。

本发明的目的在于解决上述问题，因此提供了一种波浪发电单元，其中不管浮体的相对横向位置如何发电机都将正常运行，同时避免了与已知技术相关的缺点。

发明内容

上述目的根据本发明的第一方面来实现，其中这种指示性描述的波浪发电单元包括以下特定特征，即，该站进一步包括用于柔性连接装置的引导装置，该引导装置包括多个辊，每个辊均能够绕各自的轴线旋转，所述辊设置成形成用于柔性连接装置的通道，该通道具有上端和下端。

利用这种引导装置，就可以在不考虑浮体的相对横向位置的情况下确保转换器在发电机中的正确位置。如果通过轴颈连接转换器而在定子中引导转换器运动，那么不存在或只存在很小的影响该轴颈连接的侧向力。可以使轴颈连接的尺寸制成为比其他小得多且适于仅为引导转换器的往复运动所需要的。当连接装置（比如缆线）穿过引导装置时，当浮体没有位于与转换器相同的竖直位置时，所述连接装置会弯曲。这种情况在缆线与引导装置之间导致了摩擦。该摩擦表现为降低了波浪发电单元效率的能量损失。更严重的是在缆线上发生磨损。通过布置形成用于连接装置的通道的多个辊，该缆线能够在辊上滚动，而不是扫过固定表面。从而提高了效率，更重要的是，显著减少了缆线上的磨损。

根据本发明波浪发电单元的优选实施例，所述引导装置进一步包括定位于所述通道的上端上方的固定引导工具。

利用此结构，当所述浮体相对于所述中心轴线的横向偏移位置落在相对较小范围内时，所述辊执行引导功能。当偏移位置较大时，固定引导工具也会执行引导功能。在大部分时间，偏移位置较小，使得固定引导工具仅在一小部分操作时间被启动。上文所讨论的磨损问题在短时间段内可接受，由于辊的缘故，减少了连接装置与固定引导工具之间的压力，由此磨损将没有那么严重。由于通过固定引导工具处理对浮体较大横向偏差的引导，因此辊的数量可以保持较低。这使引导装置的制造不是那么复杂，也不是那么昂贵，故障风险也就越小。

根据另一个优选实施例，所述固定引导工具具有与中心轴线同轴的环的形状。

这很简单但足以替代所述固定引导工具，使得制造成本及维修成本较低。所述环优选具有弯曲的内表面以使得磨损最小化。优选为环面形状。一个以上的环可以形成固定引导工具。在此情况下，所述环轴向分布且彼此同轴。所述环具有不同的直径，其中直径从最上面的环至最下面的环呈减小趋势。

根据另一个优选实施例，所述固定引导工具具有与所述中心轴线同轴的漏斗的形状，所述漏斗的窄端面向所述通道的上端。

由此，所述柔性连接装置与固定支撑装置之间的接触表面将相对较大，并且因此表面压力相对较小，这进一步减少了磨损。

根据另一个优选实施例，辊的数量为四个，设置成两组，每组两个辊，其中一组位于另一组上方，每组中的辊的轴线均位于与所述中心轴线垂直的公共平面中，且四个辊的轴线在垂直于所述中心轴线的平面中在投影中一起形成四角形。

在具有与所述固定引导工具组合在一起的多个辊的情况下，所述引导装置将很简单。

根据另一个优选实施例，所述四角形为正方形。

由此，所述引导装置要尽可能对称，在各个方向都具有可预测的、均匀的引导功能。

根据另一个优选实施例，辊的数量为三个，所述辊的轴线位于垂直于所述中心轴线的公共平面中且形成三角形。

这是上述四辊式实施例的替换，其也将简单的构造与可靠的引导功能组合一起。

根据另一个优选实施例，所述辊中的至少一些的轴线垂直于所述中心轴线。

由此，要尽可能地减少所述辊与所述连接装置之间的任何相对运动，即，使得所述连接装置在所述辊上的滑动最小化。

根据另一个优选实施例，每个辊均具有面向所述通道的内侧，且所述辊的内侧一起形成至少一个闭合轮廓（closed contour），如在平行于所述中心轴线的平面中的投影中所见的。

利用所述闭合轮廓，确保了在其侧向的所有方向上的所述连接装置将抵靠在所述辊中的一个上。因此在任何方向上都不存在滑动。

根据另一个优选实施例，至少一个群组的辊的轴线位于相同的平面中且在所述平面中沿不同的方向延伸，每个这样的群组限定一组辊。

所述连接装置由此将穿过至少一个平面，其中在所述连接装置的不同侧上具有辊，由此这些平面的每一个中的所述连接装置与所述引导装置之间的滚动关系将发生于各个方向上。由此，进一步降低了伴随有磨损的滑动的风险。

根据另一个优选实施例，所述引导装置包括多组辊，每组中的辊具有位于相应平面中的轴线。

利用辊的所述组中的多个，伴随滚动接触的引导动作沿某个轴向长度延伸，提供了一种在没有连接装置在引导装置上的任何滑动的情况下逐渐改变连接装置的方向的可能性。优选地，组的数量在1-10组的范围内，最优选在4-6组的范围内。

根据另一个优选实施例，所述所述辊的组的平面中的每一个与所述中心轴线垂直。

该布置进一步降低了所述连接装置与所述引导装置之间滑动接触的风险。

根据另一个优选实施例，每组辊包括2-4个辊。

这些配置是有利的选择，其组合了简单性和滑动风险较小的优点。每组中较少的辊使该构造变得简单。在两个辊的情况下，一对相邻的组将能够在所有横向方向上提供滚动接触。在一组中三个或四个辊的情况从，这种情况仅在一组中获得。

根据另一个优选实施例，一组中的所述辊具有相等的尺寸。

这导致了相对于中心轴线的对称性，保证了均匀性质，不管所述浮体在所述中心轴线旁边的哪个方向上。

根据另一个优选实施例，所述引导装置包括至少一对轴向相邻组的辊，其中成对的组中的一组中的辊具有与这对的另一组中的辊相等的尺寸。

当由两个轴向相邻组的辊形成了所有横向方向上的滚动接触时，相等尺寸有助于获得对称性且有助于在任何横向方向上提供相同的滚动条件。

根据另一个优选实施例，每组辊包括至少三个辊，它们的轴线形成多边形。

这种配置将简单的结构与每组的确保沿所有横向方向上的滚动接触的能力组合在一起。优选地，所有多边形都属于相同类型的，尽管也不排除多边形可能不相同的情况，例如，一些是三角形，一些是四角形。

根据另一个优选实施例，所述多边形为正多边形。

这进一步有助于引导装置的对称性，使得该性能在所有横向方向上尽可能相同。

根据本发明的另一个优选实施例，所有多边形都具有彼此轴向对齐的其各自的几何中心，且两个相邻组的辊的多边形在其各自的平面中相对于彼此翻转180/n°的角度α，其中n为多边形中的边数。

在轴向方向上对齐会导致所述连接装置从其倾斜方向至轴向方向的光滑连续弯曲。利用指定角度的翻转关系，一个多边形的角将位于相邻多边形的侧边中间的区域中，进一步有助于减小连接装置上的磨损并降低其在多边形的角处被挤压的风险。

根据另一个优选实施例，所述多边形为三角形或四角形。

因此所述多边形由尽可能少的辊形成，其有助于使结构变简单。这降低了出现故障的风险并简化了制造。

根据另一个优选实施例，所述引导装置包括多组辊，其中由任意组中的辊的轴线形成的多边形的尺寸至少与位于此组下方的每组的相应多边形的尺寸一样大。

因此可替换地，所述装置的尺寸从上端开始减小或为均匀尺寸的，或具有一部分为均匀尺寸而另一部分具有逐渐变小的尺寸。优选地，所述装置的尺寸逐渐减小，并且任选地，沿其轴向延伸的一部分具有均匀的尺寸。当连接装置离开所述引导装置的下端时，在向下方向上减小尺寸提供了逐渐使连接装置弯向轴向方向时的有利条件。

根据另一个优选实施例，至少两个相邻组的辊具有由辊的轴线形成的不同尺寸的多边形。

该实施例示出了具有减小尺寸的优选布置以便逐渐改变方向。当然要理解的是，可能具有三个或三个以上连续组的辊，每组的尺寸都小于最近的位于上方的组。

根据另一个优选实施例，所述引导装置包括最下面的两组辊，其具有由各组中的辊的轴线形成的相等尺寸的多边形。

具有相等尺寸辊的两组辊有利于设置在所述引导装置的下端处以便使所述连接装置的从引导装置朝向转换器的轴向方向稳定。

根据另一个优选实施例，每组中的每个辊的内侧形成多边形开口，最上面的多边形开口的线性尺寸为最下面的多边形开口的线性尺寸的2-5倍。

在该范围内，使所述引导装置最优化，以便所述弯曲相对于浮体从中心轴线的横向偏差量的平滑延伸，如在大多数应用中及在大多数操作条件下会被预见到的。在大多数情况下，这种关系将在2.5-3.5倍的范围内。

根据另一个优选实施例，每个辊具有两个端部边缘，位于一组中的相邻辊的内侧处的端部边缘彼此相距一段距离，该距离小于所述连接装置的宽度。

由此，所述连接装置不能进入必定形成在这些边缘之间的间隙，这会遭受滑动接触的风险，并且所述连接装置将在该间隙中被挤压。上下文中的宽度是指所述连接装置在横向方向上的尺寸。

根据另一个优选实施例，至少一部分辊为圆柱形。

原则上，所述辊可具有凹形轮廓或凸形轮廓。然而，圆柱形辊中的直线轮廓降低了沿切线方向（即沿辊的轴向方向）滑动的风险。圆柱形辊通常比其他形状的制造成本要低。辊的截面优选为圆形。优选地，所有辊都具有该形状。

根据另一个优选实施例，至少一些辊在通过所述辊的轴线的平面中具有凹形轮廓。

凹形轮廓降低了所述连接装置朝所述辊的端部滑动的风险，在那里该连接装置可能被挤压在两个相邻辊之间的间隙中。

根据另一个优选实施例，当具有多组辊，其中每组中的辊具有相等的半径，它们的轴线位于公共平面中，两个相邻平面之间的距离在所述组的每一组中的一个辊的半径总和的1-1.5倍的范围内。

该范围表示两方面要求之间的最优平衡，一方面，希望具有彼此相对靠近的一组辊以便对连接装置提供有效的引导，另一方面，希望具有结构简单的布置。如果这组辊比由规定范围限定的更接近彼此，那么会导致连接装置从一组至下一组的不利的急剧弯曲。

根据另一个优选实施例，所述引导装置包括所有辊安装于其中的框架。

所述辊由此清楚地相对于彼此进行设置且可容易地适合于它们的所期望相对位置。要理解的是，其上安装有辊的框架在其上端处可以连接至辅助引导工具（例如圆锥形管），其较小的端部附接至所述辊框架的上端。

根据另一个优选实施例，所述框架具有大致为漏斗的形状。

因此，该形状有利地适于设置朝向由每组形成的开口的下端逐渐减小尺寸的辊的组，同样适于将最下面的一对组设置成具有相等尺寸的开口。漏斗的大致形状不仅指的是垂直于中心轴线的截面为圆形的形状，而且还指多边形形状。由此该形状可为圆锥形或为棱锥形。所述框架可能在其下端处具有直线部分。

根据另一个优选实施例，所述框架刚性地连接至所述发电机的外壳。

这得以简化，从而确保了每个辊都将相对于所述中心轴线正确定位。

根据另一个优选实施例，所述柔性连接装置的至少一部分包括芯部及包围所述芯部的表面层。

这允许针对不同的功能对材料性质进行优化。重要的是，所述芯部具有良好的强度性质以便传递力，且重要的是表面层具有良好的耐磨性、低摩擦且适合于在所述辊上滚动。因此所述柔性连接装置特别适于与所述引导装置合作。所述表面层还保护所述芯部免受腐蚀。所述表面层可以是具有摩擦性能的材料。原则上，整个柔性连接装置都可以是这种类型的，但最重要的是穿过所述引导装置的部分是这种类型的。因此优选地，只有这部分属于该指定的类型。

根据另一个优选实施例，所述芯部为缆线且所述表面层为纺织的或编织的网结构。

由此，各个部件以有利的方式满足了接下来所提及的需求。所述缆线可以是金属或聚合物的。

根据另一个优选实施例，所述表面层为纺织的或编织的网结构。

由此适用于滚动及滑动引导运动。

根据另一个优选实施例，所述柔性连接装置进一步包括位于所述芯部与所述表面层之间的中间层。

所述中间层保护外层免于被芯部刮伤。

根据另一个优选实施例，所述中间层附接至所述芯部，且所述表面层松散安装至所述中间层。

由此，所述芯部与所述表面层之间会出现较小的相对轴向运动，这降低了所述表面层由于来自所述引导装置的摩擦力而被损坏的风险。

根据另一个优选实施例，与所述柔性连接装置的优选实施例一起使用的所述引导装置仅仅由固定引导工具构成。因此，该实施例中不存在辊。

虽然上文所提及的指定类型的柔性连接装置特别有利于与包括辊的引导装置合作，但所述柔性连接装置同样也适用于与没有所述辊的引导装置合作。

本发明还涉及一种波浪发电设备，所述波浪发电设备包括根据本发明所述的（尤其是根据本发明优选实施例中的任何一个所述的）多个波浪发电单元。

本发明还涉及一种电网络，所述电网络包括与根据本发明所述的（尤其是根据本发明优选实施例中的任何一个所述的）波浪发电单元连接。

在本发明的第二方面，本发明的波浪发电单元用于产生电力并为电网络供电。

在本发明的第三方面，实现了该目的，其中这种指示性指定的方法包括以下具体措施：将所述连接装置布置成穿过所述站的引导装置，将多个辊安装在所述引导装置上，以使得每个辊都能够绕各自的轴线旋转并使得所述辊形成用于所述连接装置的通道。

根据本发明方法的优选实施例，通过根据本发明所述的（尤其是根据本发明优选实施例中的任何一个所述的）波浪发电单元执行所述方法。

本发明波浪发电设备、本发明电网络、本发明应用及本发明方法都具有与本发明波浪发电单元及其优选实施例的优点相对应且在上文已经进行了描述的优点。

本发明的上述优选实施例在从属权利要求中限定。要理解的是，其他优选实施例当然可由上述优选实施例的任意可能的组合组成及可由这些及在描述以下实例时所提及的特征的任意可能的组合组成。

通过对本发明的实例进行的以下详细描述并参照附图对本发明做出进一步的阐述。

附图说明

图1为根据本发明的波浪发电单元的示意截面图。

图2为图1的波浪发电单元的细节的放大侧视图。

图3为图2的细节的透视图。

图4为图2的细节的端视图。

图5为图1中的相同细节的替换实例的放大透视图。

图6为示意性地示出了图5中的细节的部件的端视图。

图7及图8示出了图1中的相同细节的部件的其他替换实例。

图9及图10示出了图1中的部件的其他替换实例。

图11示出了图9的改进。

图12为沿图1中的直线XII-XII截取的截面图。

图13示意性地示出了根据本发明的波浪发电设备。

具体实施方式

图1为根据本发明的在海洋中运行的波浪发电单元的示意性侧视图。浮体1漂浮在海面上并通过连接装置3（比如电缆、缆线、绳索、链条等）与锚固在海床的线性发电机2连接。在该图中，所述发电机附接在海床。然而，要理解的是，所述发电机可定位于海床上方并以一些其他方式进行锚固。

所述线性发电机2具有带绕组的定子5以及带磁体的转换器6。所述转换器6能够在定子5内部上下地往复运动，从而在定子绕组中产生电流，该电流通过电缆11传递给电网络。

所述转换器6包括杆7，缆线3附接在其上。当所述浮体1由于海面的波浪运动而被迫向上移动时，所述浮体将向上拉动所述转换器6。当所述浮体此后向下移动时，所述转换器6将通过重力向下移动。任选地但优选地，作用在所述转换器6上的弹簧（未示出）等提供向下的附加力。

由于所述发电机2锚固在海床中且所述浮体1在水面上自由漂浮，因此所述浮体相对于所述发电机2自由地横向移动。由此，所述连接装置3将变得倾斜。

在所述连接装置3进入所述发电机2的外壳4的进口处，提供了引导装置9，所述引导装置引导所述连接装置在所述引导装置9下方竖直地移动，同时允许位于所述引导装置上方的连接装置3以倾斜姿势移动。所述引导装置9附接至锥形结构8，所述锥形结构位于所述发电机的外壳4上方并附接于其。

所述引导装置9允许所述连接装置3在穿过引导装置9时逐渐改变其方向，以使所述连接装置的磨损变得有限。

图2示出了图1中的引导装置9的侧视图。所述引导装置包括大致漏斗形状的框架12。其具有上部锥形部13及下部圆柱形部14。多个辊15a-18d（其中并不是所有在图中都可见）旋转安装在框架12中。所述辊安装在多个轴向地（即竖直地）分布的辊的组15-18中。每组15-18具有三个辊。

因此上部组15具有三个辊15a、15b、15c（其中辊15c不可见）。组15中的辊的轴线都位于与中心轴线C垂直的公共平面P15中，该中心轴线由所述转换器6的中心的运动方向限定。组15中的辊15a-15c的每个轴线都与所述中心轴线C垂直。这些辊15a-15c的轴线在平面P15中形成正三角形。每个辊15a-15c都为圆柱形的，这也意味着所述辊的内侧形成正三角形。每个辊15a-15c安装在框架12的壁中的孔21中。每个辊通过轴承（未示出）安装在轴19上，该轴承可以是滑动轴承或滚柱轴承。所述轴在各端部处延伸到所述框架壁中的小轴孔20中。

最上面的组15之下的辊16a-16c的组16以基本上与上部组15相同的方式进行设置。然而，一个不同之处在于，组16中的每个辊16a-16c的尺寸小于上部组中的辊15a-15c。这些辊因此具有较短的长度。直径可以相同或更小。辊16a-16c的内侧由此也将形成三角形，该三角形与由上部组15的辊15a-15c的内侧形成的三角形相似。但由于所述辊的长度较小，因此该三角形也比较小。

另一个不同之处在于，这组16的辊16a-16c安装成在圆周方向上相对于上部组的辊15a-15c偏移60°。由这组的辊16a-16c的内侧形成的三角形由此相对于组15的相应三角形翻转60°。

同样，下方的下一组17的辊17a-17b及最下面一组18的辊18a-18c也相应地设置。组17中的辊比组16中的辊短。组17和18中的辊具有相同长度且由这些组中的每一组形成的三角形具有相同的尺寸。由组17中的辊的内侧形成的三角形在圆周方向上相对于组16的三角形翻转60°。组18中的三角形进一步翻转60°。这意味着由组15和17形成的三角形在其各自的平面中具有相同的定向，且由组16和18形成的三角形具有相应的关系。

所述连接装置3，例如缆线，从上方通过上部组15进入并通过下面的组18离开所述引导装置。由此所述缆线3从其位于所述引导装置9上方的倾斜方向至大致轴向方向朝所述转换器6弯曲。该弯曲由辊在形成在所述辊之间的逐渐减小的三角形空间内被迫进行。所述缆线3上下移动通过所述引导装置，从而在所述辊上滚动。

所述框架12的材料可为钢或聚合物（例如聚酰胺）。同样，所述辊及其轴可以由诸如钢或聚酰胺的材料制成。当所述辊由钢制成时，辊表面上可具有聚酰胺涂层。

在图3中，该图为图2的引导装置的透视图，可看见由轴线15aC、15bC、15cC形成的三角形，且由这些辊15a、15b、15c的内侧形成的相应三角形是可见的。

在图4中可看见由几组辊形成的逐渐减小的三角形尺寸，该图为从图2的引导装置上面看的端视图。

图5以透视图示出了引导装置109的替换实例，其中每组中有四个辊。如在上述实例中，所述辊安装在框架112中的孔中。该图部分分解，一部分辊及其轴在其相应孔的外侧示出。上部组115的四个辊115a、115b、115c、115d具有的轴线处于垂直于所述中心轴线的公共平面中并形成一起正方形。所以，这些辊的内侧也形成正方形。位于下方的组116、117、118也分别具有四个辊。组所在的位置越靠下，所述辊的长度越小，且由所述辊的内侧形成的正方形的尺寸也相应地减小。每组在圆周方向上相对于其上方最近的组翻转45°。

图6为从图5的引导装置109上面看的简化端视图。在该视图中，上述几何形状更清晰可见。通过上部组115的四个辊115a、115b、115c、115d，在它们之间相对较大的正方形形成。下一组的辊116a、116b、116c、116d形成稍微小些的正方形，相对于上面的正方形呈45°翻转定向。下一组117的辊117a、117b、117c、117d以及最下面一组118的辊118a、118b、118c、118d形成尺寸逐渐减小的相应正方形，它们的定向也具有相应的改变。

图7示出了一组中有四个辊215a-215d的实例，其中其他组从该图中省去。所述辊具有凹形轮廓。其他组也具有对应的凹形轮廓。然而，可选地，一些组可能具有凹辊轮廓，一些组可能具有直线轮廓。

图8示出了每组中有两个辊的实例。该图示出了具有两个辊315a、315b的上部组以及具有两个辊315a、315b的相邻下部组。该实例中的两组辊具有相等的尺寸，但也可如在早先描述的实例中一样朝向位于下部的组具有逐渐减小的长度。

图9示出了图1中的引导装置的替换实例。在该实例中，只有两组辊，上部组的两个辊417a（只有一个可见）以及下部组的两个辊418a、418b。上文中，在这两组辊上方设有引导装置9的漏斗形固定部分91。所述辊轴颈连接在所述引导装置的下部框架部分中。

图10示出了引导装置9的另一个替换实例。同样在该实例中，与在图9的实例中一样，具有两对辊。辊517a、518a、518b轴颈连接在圆柱形框架部分94中。所述框架部分94通过杆93与位于所述辊上方一段距离处的环形元件92连接。所述环形元件形成所述引导装置的刚性部分。

作为图9中的两对辊的替代，这些辊可以用图11中的一组三个辊618a、618b、618c代替。这些辊在单个平面中设置成三角形。当然，这种替代还可用于图10的实例。

图12示出了根据本发明的有利替代的柔性连接装置3的截面图。所述柔性连接装置具有内芯部31，例如钢丝。外侧上具有用于保护目的的外表面层33，所述外表面层适于在相对于所述引导装置9滑动时耐磨损。所述外层优选为纺织或编织部件。为了保护外层33免受所述芯部31刮擦而设有中间层32。所述中间层32附接至所述芯部31且与所述外层33呈松散关系。中间层的合适材料为聚合物比如聚酯。

图13是从上方示意性地示出了具有上述类型的多个波浪发电单元的波浪发电设备的视图。这些单元的发电机2全部与连接至电网络40的水下开关设备30连接。

Claims (40)

1.一种波浪发电单元，包括水下站、至少一个浮体（1）以及柔性连接装置（3），其特征在于，所述水下站包括具有往复式转换器（6）的线性发电机（2）且设置为锚固在海底，所述至少一个浮体（1）设置成漂浮在海面上，所述柔性连接装置（3）将所述至少一个浮体（1）连接至所述转换器（6），所述转换器（6）的移动方向限定了中心轴线（C）并且由此所述站进一步包括用于所述柔性连接装置（3）的引导装置（9），所述引导装置（9）包括多个辊（15a-18c），每个辊（15a-18c）能够绕相应的轴线旋转，所述辊（15a-18c）被设置为形成用于所述柔性连接装置（3）的通道，所述通道具有上端和下端。

2.根据权利要求1所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置（9）进一步包括定位于所述通道的上端上方的固定引导工具（91，92）。

3.根据权利要求2所述的波浪发电单元，其特征在于，所述固定引导工具（92）具有与所述中心轴线（C）同轴的环（92）的形状。

4.根据权利要求2所述的波浪发电单元，其特征在于，所述固定引导工具（91）具有与所述中心轴线（C）同轴的漏斗（91）的形状，所述漏斗（91）的窄端面向所述通道的上端。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，辊的数量为四个，设置成两组，每组中有两个辊，其中一组位于另一组上方，每组中的所述辊具有的轴线处于与所述中心轴线垂直的公共平面中，且四个辊的轴线在垂直于所述中心轴线的平面中形成四边形的投影。

6.根据权利要求5所述的波浪发电单元，其特征在于，所述四边形为正方形。

7.根据权利要求2至4中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，辊的数量为三个，所述辊的轴线定位于与所述中心轴线垂直的公共平面中并形成三角形。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述辊（15a-18c）中的至少一些的轴线垂直于所述中心轴线（C）。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，每个辊（15a-18c）具有面向所述通道的内侧，且所述辊（15a-18c）的内侧一起形成至少一个闭合轮廓，如在垂直于所述中心轴线（C）的平面中的投影中所见的。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，至少一个群组的辊具有的轴线位于相同平面（P15-P18）中并在所述平面中沿不同的方向延伸，每个这样的群组限定辊的一组（15-18）

11.根据权利要求10所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置（9）包括辊的多个组（15-18），每组（15-18）中的辊具有定位于相应平面（P15-P18）中的轴线。

12.根据权利要求10或11所述的波浪发电单元，其特征在于，所述平面（P15-P18）中的每一个均与所述中心轴线（C）垂直。

13.根据权利要求10至12中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，辊的每组（15-18）包括2-4个辊。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，一组（15-18）中的所述辊具有相等的尺寸。

15.根据权利要求14所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置（9）包括辊的至少一对轴向相邻组（17，18），其中该对中的一组（17）中的辊的尺寸与该对中的另一组（18）中的辊的尺寸相等。

16.根据权利要求10至15中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，辊的每组（15-18）包括至少三个辊，它们的轴线形成多边形。

17.根据权利要求16所述的波浪发电单元，其特征在于，所述多边形为正多边形。

18.根据权利要求17所述的波浪发电单元，其特征在于，所有多边形的相应几何中心都彼此轴向对准，且辊的两个相邻组（15，16）的多边形在其相应平面（P15，P16）中相对于彼此转动180/n°的角α，其中n为多边形中的边数。

19.根据权利要求16至18中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述多边形为三角形或四边形。

20.根据权利要求16至19中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置（9）包括辊的多个组（15-18），其中任意组（15-17）的所述多边形的尺寸与位于所述任意组下方的每组（16-18）的所述多边形的尺寸至少一样大。

21.根据权利要求16至20中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，辊的至少两个相邻组（15，16）具有不同尺寸的所述多边形。

22.根据权利要求16至21中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置包括辊的两个最下面的组（17，18），其具有相等尺寸的所述多边形。

23.根据权利要求1至22中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，每组（15-18）中的每个辊（15a-18c）的内侧形成多边形开口，最上面的多边形开口的线性尺寸为最下面的多边形开口的线性尺寸的2-5倍。

24.根据权利要求16至23中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，每个辊（15a-18c）具有两个端部边缘，且一组（15-18）中的相邻辊的内侧处的边缘定位成彼此相距一段距离，所述距离小于所述连接装置（3）的宽度。

25.根据权利要求1至24中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，至少一些辊（15a，18c）为圆柱形。

26.根据权利要求1至24中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，至少一些辊（215a-215d）在通过所述辊的轴线的平面中具有凹入的轮廓。

27.根据权利要求1至26中的任一项所述的波浪发电单元，具有辊的多个组（15-18），其特征在于，辊的每组（15-18）具有相等半径的辊，所述辊的轴线位于公共平面（P15-P18）中，且两个相邻平面（P15，P16）之间的距离介于所述两个组的每一组中的一个辊的半径的总和的1-1.5倍的范围内

28.根据权利要求1至27中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置（9）包括框架（12），所有辊（15a-18c）安装于所述框架中。

29.根据权利要求28所述的波浪发电单元，其特征在于，所述框架（13）具有大致为漏斗的形状。

30.根据权利要求28或29所述的波浪发电单元，其特征在于，所述框架（13）与所述发电机（2）的外壳（4，8）刚性连接。

31.根据权利要求1至30中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述柔性连接装置（3）的至少一部分包括芯部（31）以及包围所述芯部（31）的表面层（33）。

32.根据权利要求31所述的波浪发电单元，其特征在于，所述芯部（31）为缆线且所述表面层（33）为纺织或编织的网结构。

33.根据权利要求32或33所述的波浪发电单元，其特征在于，所述柔性连接装置（3）进一步包括位于所述芯部（31）与所述表面层（33）之间的中间层（32）。

34.根据权利要求33所述的波浪发电单元，其特征在于，所述中间层（32）附接至所述芯部（31），且所述表面层（33）松散地安装在所述中间层（32）的周围。

35.根据权利要求31至34中的任一项所述的波浪发电单元，其特征在于，所述引导装置仅由固定引导工具构成且不存在辊。

36.一种波浪发电设备，其特征在于，所述波浪发电设备包括多个根据权利要求1至35中任一项所述的波浪发电单元。

37.一种电网络，其特征在于，所述网络（40）包括与根据权利要求1至35中任一项所述的波浪发电单元的连接。

38.根据权利要求1至35中任一项所述的波浪发电单元的用于产生电力并将所述电力供应至电网络的应用。

39.一种产生电力的方法，所述方法提供水下站，所述站包括具有往复式转换器的线性发电机且所述站锚固在海底，提供至少一个浮体以漂浮在海面上，通过柔性连接装置将所述至少一个浮体与所述转换器连接，其特征在于，将所述连接装置设置成穿过所述站的引导装置，将多个辊安装在所述引导装置上，使得每个辊均能够绕相应的轴线旋转并使得所述辊形成用于所述连接装置的通道。

40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，利用根据权利要求1至35中任一项所述的波浪发电单元执行所述方法。

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