CN108601981B - 用于在两个水域中产生波浪的具有侧向移动的波浪屏障的波浪发生器系统 - Google Patents

Abstract

一种波浪发生器系统(1)，包括连续且细长的屏障(4)，该屏障具有面向配备有第一暗礁(12)的第一水体(2)的正面(4a)和面向配备有第二暗礁(15)的第二水体(3)的背面(4b)。屏障(4)能以蛇形移动的方式沿整个长度(L)移动，并且正面(4a)和背面(4b)将水从水体(2，3)推向相应的暗礁(12，15)以在第一水体(2)和在第二水体(3)中形成波浪。

Description

用于在两个水域中产生波浪的具有侧向移动的波浪屏障的波 浪发生器系统

技术领域

本发明涉及一种水介质中的波浪发生器系统，并且具体涉及使用一系列活塞的波浪发生器系统，所述一系列活塞依次起作用并产生双波浪，即位于该系列活塞前方的波浪和位于该一系列活塞后方的波浪。

背景技术

现有技术中已知水介质中的装置和波浪发生器系统的多种设计，这些装置和系统的目的是在水介质中人工地产生波浪以供人类娱乐和休闲。还已知用于像冲浪那样的运动的波浪发生器系统。

旨在用于冲浪的波浪发生器系统相对于其它波浪发生系统或装置而言具有增加的复杂性。更具体而言，这些系统寻求形成具有非常精确的特性和形状的波浪，从而模拟海洋中自然地产生的特定破碎波浪。一方面，波浪必须较高且优选是动态的，即向前移动。另外，波浪必须相当快速移动，并且如果可能的话，逐渐破碎，即存在非破碎区域和破碎区域。此外，理想的波浪必须优选具有冲浪者可以在其中执行他/她的例程或技术的浪管。获得适于冲浪的波浪是一项极为复杂的任务；事实上，多年来认为精确地模拟天然波浪的完美人工波浪不存在或不可能产生。

波浪发生器系统的一个示例基于移动和/或倾斜板、叶片或活塞以在水中引起搅动。活塞的使用在构造上相对简单，并且在水介质中有效地产生波浪或搅动。活塞应理解为一面板，该面板在水体内反复前后移动，在水体内反复前后倾斜，或呈现相对于水体的两种移动平移和倾斜的组合，以便使水水平移动。

为了试图使用活塞技术产生可冲浪的波浪，已研发基于一系列活塞的波浪发生器系统，所述一系列活塞对齐或成排放置，并且依次操作以获得逐渐破碎并具有任选的浪管的波浪，该波浪适于冲浪。此类系统的示例可以在专利US6920651、US4062192和US4783860中找到。

由于可冲浪波浪必须较高和快速且因此输送高能量的事实，可冲浪波浪发生器系统所需的电力消耗非常高，常常使得在实践中此类系统在经济上不可行。本领域中已知的波浪发生器系统通常试图尤其通过增加系统在单位时间能够产生的波浪的数量来增加经济可行性，因为这将使得系统能够通过由多名用户长时间使用并且因此增加系统运营的收入。

本发明旨在形成一种在经济上可行并且在实践中能够成功地运营的基于活塞的冲浪波浪发生系统。

发明内容

本发明的一个目的是一种包括沿纵向布置的连续且细长的屏障的波浪发生系统。该屏障具有沿屏障的长度的正面和背面。正面面向第一水体，而背面面向第二水体。该屏障防止水从第一水体通向第二水体，或者反过来。第一暗礁在离屏障的一定距离处布置在第一水体下方的底板上。类似地，第二暗礁在离屏障的一定距离处布置在第二水体下方的底板上。屏障可利用蛇形移动沿其整个长度移动，所述蛇形移动在其正面上和其背面上形成横向起伏。所述起伏相互地朝向第一水体和第二水体移动。正面将水从第一水体推向第一暗礁，以在第一水体中形成波浪。继而，背面将水从第二水体推向第二暗礁，以在第二水体中形成波浪。

该波浪发生器系统能够产生大量波浪，因为它在两个方向上、即朝向第一和第二两个区域同时产生波浪。此外，波浪呈现逐渐破碎，携带大量能量并且适于冲浪，而发生器系统需要合理的能量消耗、合理体积的水、总水体的合理表面积和一般而言系统的合理表面积(通常称为系统的“覆盖范围”)。这全都有助于使系统在经济上可行并允许系统成功实施。

本发明的另一方面是一种波浪发生器系统，该波浪发生器系统包括波浪发生器、水体和形成在水体下方的底板上的暗礁。暗礁提供位于暗礁与波浪发生器之间的较深区域与位于暗礁远处的较浅区域之间的过渡。波浪发生器面向水体，以致使水朝向暗礁移位并在水体中形成波浪。暗礁至少部分地由供波浪离开较浅区域的通道包围，该通道比较浅区域深并且将较深区域与较浅区域的一端连接。由波浪发生器移位的水能够由通道向后引向波浪发生器与暗礁之间的较深区域以用于产生新的波浪而不干涉沿较浅区域行进的可冲浪波浪。

附图说明

在附图中可看到本发明的细节，附图并非旨在限制本发明的范围：

-图1示出根据本发明的一个说明性实施例的波浪发生器系统的透视图，该波浪发生器系统具有基于板或活塞的移动屏障，所述板或活塞呈现相对于屏障的纵向的侧向平移，其中该系统在屏障的端部处装配有呈连续竖壁形式的横向边缘。

-图2示出图1的系统的顶部平面图。

-图3示出图1的系统的屏障中所包括的五个活塞以及它们的驱动机构和相关联的支承结构的透视图。

-图4示出前图的三个活塞以及它们对应的驱动系统的放大透视图。

-图5示出与活塞相关的框架以及电机和传动组件的底部透视图。

-图6示出与活塞相关的托架的顶部透视图。

-图7示出图1的系统的三个活塞的放大透视图，提供了与安置在每两个相邻活塞之间的两对铰接面板的布局有关的细节。

-图8示出在屏障的仅一端中没有横向边缘的替代波浪发生器系统的透视图。

-图9示出图8中的系统的顶部平面图。

-图10示出图1的系统的屏障的透视图。

-图11示出根据本发明的屏障的第二实施例的透视图。

-图12示出根据本发明的屏障的第三实施例的透视图。

-图13示出根据本发明的屏障的第四实施例的透视图。

-图14示出根据本发明的屏障的第五实施例的透视图。

-图15示出图10的屏障的顶部平面图。

-图16示出图11的屏障的顶部平面图。

-图17示出图12的屏障的顶部平面图。

-图18示出图13的屏障的顶部平面图。

-图19示出图14的屏障的顶部平面图。

-图20示出具有弯曲暗礁和直暗礁并且配备有用于使水朝屏障返回的深通道的根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的透视图，

-图21示出图20的系统的俯视平面图。

-图22示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图23示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图24示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图25示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图26示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图27示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

-图28示出根据本发明的波浪发生器系统的另一实施例的顶部平面图。

具体实施方式

本发明的第一方面涉及人工波浪发生系统，该人工波浪发生系统基于细长的、连续的可移动屏障以使得屏障朝向位于屏障的两侧的两个对向水体往复移动的方式进行的蛇形运动。屏障构建成使得其阻止在通过两个水体之间通过。在其蛇形移动中，屏障将水交替地推向每个水体并且在每个水体中产生波浪。

图1至7、10和15示出本发明的第一实施例。首先参照图1和2，这些图示出了波浪发生器系统1的透视图和顶部平面图，该波浪发生器系统使得能够在第一水体2和第二水体3中产生可冲浪波浪。为此，系统1包括布置在纵向5上的形式为连续且细长的屏障4的波浪发生器。波浪发生器或屏障4可以朝向第一水体2和第二水体3以蛇形移动的方式往复移动。屏障4不是透水的，即在屏障4静止时和在屏障移动时所述屏障均阻止水经屏障4通过第一水体2与第二水体3之间。此外，屏障4优选大致靠着位于屏障4下方的系统的底板布置，使得屏障4有效阻止水在屏障4的下方通过第一水体2与第二水体3之间。“基本上阻止水的通过”应理解为屏障4不必与底板进行防水接触；允许系统的底板之间有数毫米或不到一厘米(优选小于一厘米)的微小公差或间距。类似地，在下文中将描述的屏障4的不同移动元件之间以及这些移动元件与在一些实施例中可以定位成与屏障4邻近的可能的竖直表面之间可以存在微小的公差或间隙(优选小于一厘米)。在下文中更详细地说明屏障4的功能和蛇形移动。

底板6设置在第一水体2的下方，并且两个对向的横向边缘7设置在第一水体2的两侧。类似地，底板8设置在第二水体3的下方，并且两个对向的横向边缘9设置在第二水体3的两侧。在所描绘的实施例中，第一水体2的横向边缘7是彼此平行的直竖壁。然而，在替代实施例中，可构想横向边缘7可呈现非竖直构型，其形式例如为倾斜水岸，或可结合各种形状，例如与倾斜水岸相接的更靠近屏障4的竖壁。在一些实施例中，可构想作为直横向边缘的替代或附加，横向边缘7也可以是弯曲的或具有任何其它适用的布局。在本发明的不同实施例中，还可构想横向边缘7可以不彼此平行，或不可能具备类似形状或构型。所有这些变型同样可适用于第二水体3的横向边缘9。此外，第一水体2的横向边缘7和第二水体3的横向边缘9可以关于屏障4、即关于包含屏障4的纵向5的竖直对称平面彼此对称，如图示的实施例中那样。也可构想替代实施例，其中第一水体2的横向边缘7和第二水体3的横向边缘9具备不同形状、尺寸、构型和/或布局。另一方面，第一水体2的横向边缘7可被安置在任何距离处并与第二水体3的横向边缘9形成任何角度。还可构想，一个或两个横向边缘7，9不存在，并且第一水体2和第二水体3合并在一起或在屏障4的一个或两个纵向端部处连通。例如，替代系统1在图8和9中被示出，其中设置了从屏障4的位于图的左侧的一个纵向端部延伸的横向边缘7，9，并且其中没有边缘包含在屏障的图中位于右侧的相对端部中，使得水体2，3在该端部处连通。

再参照图1和2，关于系统1的远端，附图通过示例的方式示出了位于第一水体2和第二水体3的端部处的形式为倾斜坡道的水岸10，11。在替代实施例中，代替形式为斜坡的水岸，可存在诸如游泳池、湖泊、加宽部、弯曲水岸等终端。第一水体2和第二水体3可具有任何长度和宽度。第一水域2的宽度可以是恒定的或变化的；例如，如果在第一水体2中存在两个横向边缘7，则这些横向边缘7可以彼此平行或不平行。同样，如果在第二水体2中存在任何横向边缘9，则它们可以彼此平行或不平行。

如图1和2中所示，第一水体2设置有形成在第一水体2的底板6上的第一暗礁12。暗礁应理解为提供坡度的变化并且充当更靠近屏障4的较深区域与更远离屏障4的较浅区域之间的过渡区域的底板区域。更具体而言，在本实施例中，第一暗礁12是提供布置成更靠近屏障4的底板6的较深区域13与布置成更远离屏障4的底板6的较浅区域14之间的深度变化并且将两个区域13，14分开的形式为斜坡或倾斜平面的过渡区域。类似地，在该第二水体3下方的底板8上，第二暗礁15形成在第二水体3中。本发明的第二暗礁15成形为竖壁，其提供布置成更靠近屏障4的底板8的较深区域16与布置成更远离屏障4的底板8的较浅区域17之间的形式为阶梯的深度变化。第二暗礁15将两个区域16，17分开。

根据本发明，如图2的顶部平面图中所示，第一暗礁12和第二暗礁15布置成与屏障4相距一定距离并且基本上平行于屏障4的纵向5。例如，一个或两个暗礁12，15可以是基本上是直的并与纵向5形成-20至20度的角度。

任选地，第一水体2的底板6和/或第二水体3的底板8可以从屏障4到对应的暗礁12，15是水平的，如本实施例中那样。或者，可构想第一水体2下方的底板6和邻近屏障4——即从屏障4到对应的暗礁12，15——的第二水体3下方的底板8可以具有朝向对应的暗礁12，15增加的高度。

为了说明系统1中的屏障4，图3示出屏障4的一部分的放大透视图。如图所示，本实施例的屏障4包括可向后和向前移动的一组活塞20或刚性板；活塞20以它们之间的一定时间偏差移动，从而形成朝向横向一侧并朝向另一侧的相互起伏，产生在屏障4中形成起伏并沿纵向5移动的效应。

虽然附图仅示出五个活塞20，但以下关于活塞20的操作的说明适用于屏障4中的全部活塞组20。每个活塞20都由位于活塞20的顶部的独立驱动系统21操作，并且如下文中说明的那样被悬挂。活塞20和对应的驱动系统21由支承结构30支承。支承结构30包括上部结构31，其由位于上部结构3的相对的横向侧的支腿32支承在底板上。在该说明性实施例中，支承结构30由纵杆或纵梁33和横杆或横梁34形成。一组活塞20从该上部结构31悬挂。

各活塞20由位于活塞20的顶部上的驱动系统21操作的事实提供了若干优点。一方面，最大限度地减少了建造用于系统1、即用于容纳驱动系统21的机房所需的土建工程。例如，可以建造单层平底板以支承该结构，底板和结构在顶部平面图中占据最小面积。另一显著优点在于，驱动系统21的整个机械结构可以以合理的成本布置在与水隔离并且容易接近的干区域中(例如，可以在上部结构的上方设置走道，该上部结构具有开口以到达支承结构30的内部31)；这有利地使系统适于主流的游泳池规则。支承结构30也可履行支承将机器与用户隔离的网的功能，使得用户无法与机器的任何移动的元件或任何构件相接触。

图4至6示出允许理解活塞20的驱动系统21的三个另外的视图。如图所示，每个驱动系统21都包括使得图5中可见的相应小齿轮23旋转的电动马达-传动装置组件22。每个电动马达-传动装置组件22安装在相应框架24上并由其支承。框架24具有两个横向端部25，其构造成固定在上部结构31的纵梁33上，使得该框架24由这些纵梁33支承并悬挂在其间，如图3所示。电动马达-传动装置组件22的大部分从框架24的板26的上侧面27突伸出并突伸到框架24自身上方，而小齿轮23从框架24的板26的下侧面28突伸出，如图5中更清楚地示出的。每个框架24都包括侧向导向通道29，其在横向(相对于屏障4的纵向5)上被安置在小齿轮23的直且彼此平行的相对两侧。本实施例的框架24是固定的，即在系统1的正常运行期间不移动。

图6示出与屏障4的每个活塞20相关联的托架40的透视图——更具体地，每个活塞20都从其各自的托架40悬挂。托架40包括布置在托架40的相对两侧的侧轮41，和在横向(相对于屏障4的纵向5)上定位在侧轮41之间的齿条42。托架40构造成以可相对于框架24移动的方式联接到框架24。更具体而言，托架40的侧轮41构造成沿侧向地保持和引导托架40的导向通道29滚动。继而，齿条42与小齿轮23接合，使得当小齿轮23围绕其中心轴线旋转时，并且由于小齿轮23被横向地固定，小齿轮23的旋转引起齿条42并进而引起整个托架40沿横向相对于框架24的移动。图4示出了联接到相应框架24的导向通道29的托架40。当系统1正在产生波浪W时，如图2所示，每个托架40都沿其各自的框架24交替地向后和向前移动，相对于相邻托架40具有一定时间偏差，使得一些托架40向前移动且另一些向后移动，从而形成蛇形移动，同时将电动马达-传动装置组件22以及框架24保持在固定位置。托架40的移动引起从托架40悬挂的活塞20的移动。

前述系统的有利之处在于，它允许将电气部件、即电动马达-传动装置组件22几乎完全隔离在框架24上方的干区域中。更具体而言，如图4所示，电动马达-传动装置组件22的马达22a完全位于框架24的上方。此外，该系统的有利之处在于，电动马达-传动装置组件22不随活塞20一起移动，而是保持固定，即固定在相对于支承结构30和框架24的固定位置；具有固定的马达简化了系统的电气安装；此外，穿过框架24的所需开口可以被最小化，并且这极大地促进了位于框架24上方的干区域与位于框架24下方的湿区域的隔离或防水，因为实际上仅需形成用于旋转小齿轮23的轴通过的孔；此外，提高了任何可能在框架24上方行走(如果框架24由板或类似物覆盖的话)的人的安全性，这是因为，由于框架24上方的干区域中没有移动的部件或机构，所以陷入的风险降低。电动马达-传动装置组件22位于活塞20上方并且活塞20被悬挂的事实也是有利的，这是因为它有助于屏障4能够延伸到底板并且能实现全部水从底板移动到波浪的波峰，并因此有效地利用系统为了产生波浪而消耗的能量。

再次参照活塞20的悬挂布局，必须注意的是，图4示出从托架40悬挂的活塞20并且进一步示出一些倾斜的前加强杆、后加强杆45，这些加强杆加强了活塞20与托架40的连接并且确保了在活塞20正在水中向前和向后横向地并与活塞20前方和后方的水一起移动时活塞20维持其竖直和纵向位置(即平行于屏障4的纵向5的位置)。这些加强杆45从活塞20的前壁和后壁朝向例如托架40的横梁43延伸。

优选地，如图4中和图7中更详细地示出的，在每个相邻的活塞20之间布置有两个竖直的铰接面板50，其中每个面板50都相对于竖直旋转轴线51被铰接至活塞20和另一面板50。在此情况下，竖直旋转轴线51通过铰接连接部来提供(不排除很少量的水可以经过面板之间以及面板与活塞之间的铰接连接部，这与本发明无关)。具有两个铰接面板使得整个屏障4能够移动并且一次能够将面对它的所有水推向屏障4的两侧。此外，铰接面板50使得刚性活塞20能够以它们之间的一定时间偏差移动并因此改变这些刚性活塞20之间的相对距离，其中系统不会卡住；同时，具有仅两个铰接面板50防止了可移动铰接面板50的不受控移动，因为两个面板50在它们的其中一个边缘上被铰接至刚性活塞20。

本实施例中的铰接竖直面板50包括上边缘52和下边缘53。在本实施例中，面板50的上边缘52位于与面板50定位在其间的活塞20的上边缘20c相同的高度处，并且优选地所有这些上边缘20c，52比波浪W的波峰高。铰接面板50的下边缘53位于与活塞20的下边缘20d相同的高度处，并且优选地所有这些下边缘20d，53与底板齐平或大致齐平(分开数毫米或数厘米，并且优选小于一厘米)。屏障4因此由活塞20和面板50的组合构成，并且水不会经过相邻面板50之间或相邻的面板50和活塞20之间，或屏障4的上方或下方。换言之，活塞20和面板50两者推动处于从系统的底板(任选地分开数毫米或数厘米，并且优选小于一厘米)至波浪的波峰的范围内的水，即它们能够移动整个水柱并且因此使在蛇形移动的屏障4的两侧产生的波浪W的高度最大化。此外，最小化或防止可供水在面板50下方通过的间隙避免了水由于波浪的波谷位于活塞20和面板50的一侧并且波浪的波峰位于相对侧时的压力差而从波峰侧到达波谷侧，这将意味着由于徒劳无功地移动水、即对产生可冲浪的波浪没有贡献而在活塞20移动时浪费了能量。

图10和15示出了本实施例的屏障4的透视图。如已经说明的，屏障4由一系列铰接面板且更具体而言与成对铰接面板50交错的永久布置在屏障4的纵向上并可沿横向移动的一系列面板或活塞20形成。屏障4具有沿屏障4的整个长度L的正面4a和背面4b，其中整个长度L应理解为屏障4在纵向5上的尺寸。正面4a由活塞20的正面20a和铰接面板50的正面50a构成，而背面4b由活塞20的背面20b和铰接面板50的正面50b构成。屏障4的正面4a面向第一水体2，并且背面4b面向第二水体3。屏障4的正面4a和背面4b优选在屏障4的下方从系统1的底板延伸到通过系统1产生的波浪W的波峰上方的高度。屏障4可以以蛇形移动的方式沿其整个长度L移动，其中正面4a将水从该第一水体2推向第一暗礁12(图1)以在第一水体2中形成可冲浪的波浪W，而背面4b将水从该第二水体3推向第二暗礁15以在第二水体3中形成可冲浪的波浪W。该蛇形移动在图15中被示出，其中示出了活塞20如何以它们之间的一定时间偏差朝向第一水体2和第二水体3移动，其中每个活塞20都相对于下一活塞20在不同时间向后和向前移动，面板50伴随着活塞20，使得移动的屏障4形成在沿纵向移动时朝两侧往复移动的侧向起伏，类似于蛇的移动。屏障4的蛇形移动在两个水体2，3中产生具有很高能效的波浪，从而有助于设备的经济可行性。波浪朝相应的暗礁12，15行进，并且在暗礁12，15的区域中形成破碎和因此可冲浪的波浪，其然后继续行进通过水域2，3。暗礁12，15可定位距离屏障4的短距离处，该短距离小于或约等于期望波浪W的高度乘以7，这允许波浪在破碎之前损失很小的高度并因此允许关于系统1的能量消耗使波浪W的高度最大化。

屏障4的蛇形移动允许产生不与屏障4平行、即与屏障4的纵向5形成非零的角度的波浪W。这使得暗礁12，15定位在足够波浪在到达暗礁12，15时达到足够高度的离屏障4的最小距离处，但却成功形成在暗礁12，15的区域中逐渐破碎的波浪W，该波浪因此是可冲浪的。因此，可以使用具有相对减小的“覆盖区域”的系统1产生可冲浪的波浪W(归功于屏障与暗礁之间的有限间隔)，并且因此需要合理体积的水和结构尺寸，两个所述方面对造浪泳池的经济可行性都是必不可少的。

基于通过蛇形屏障的正面或前表面和背面或后表面来产生波浪的系统1的另一重要优点在于，该系统具有很高的可用性，因为它能够关于建造系统所需的机械和土建工程产生大量波浪。就机械而言，仅需具有它们各自的驱动系统的一排活塞来产生相对的波浪。此外，在屏障的非操作侧不需要用于补偿静水压力的机构因为两侧将水移向水体以产生波浪。另外，与其中活塞仅在向前的方向上产生波浪并且它们的背面处于水移动但不用于产生波浪的湿环境中的现有技术中已知的系统相比，在屏障的背面中未损失能量。关于土建工程，如前所述，屏障的蛇形移动允许产生相对于暗礁成一定角度布置的波浪并且获得逐渐破碎的波浪，同时使从暗礁到屏障的距离最小化并因此使设施的“覆盖区域”最小化。另一优点在于，该系统不需要与其中活塞的正面推动水并且活塞的背面处于干环境中的常规系统那么多的防水工程。所有这些优点使得系统在经济上可行并且能够成功地实施。

图11和16示出蛇形移动的屏障4的一个替代实施例，该屏障在本例中由一系列相邻的块体60组成，使得水不能穿过它们、在它们下方或在它们上方从第一水体2来到第二水体3，或者反过来。块体60可以以它们之间的一定时间偏差朝向第一水体2和朝向第二水体3往复移动，从而维持块体60之间的交叠，这防止水经过它们之间。屏障4的正面4a由这些块体60的正面60a组成，而屏障4的背面4b由这些块体60的背面60b组成。块体60的侧面60c还用于将第一水域2与第二水域3分开，即充当水通过水体2，3之间的屏障。

图12和17示出蛇形移动屏障4的一个替代实施例，在本例中所述屏障由一系列铰接面板70构成，其中一些边缘71是由相应的驱动系统例如类似于第一实施例的驱动系统操作的驱动边缘。边缘17可以以它们之间的一定时间偏差朝向第一水体2和第二水体3横向和往复地移动。换而言之，边缘71相当于第一实施例中的活塞20，但构建成具有可忽略不计的宽度，而面板70相当于第一实施例的面板50。屏障4的正面4a由这些面板70的正面70a组成，而屏障4的背面4b由这些面板70的背面70b组成。与前面的实施例中一样，屏障4防止水通过屏障4的下方和上方。

图13和18示出蛇形移动屏障4的一个替代实施例，在本例中所述屏障由一系列面板80组成，所述面板布置在屏障4的纵向5上并且可顺次或以它们之间的一定时间偏差横向地移动。面板80具有正面80a和背面80b。屏障4的正面4a包括这些面板80的正面80a，而屏障4的背面4b包括这些面板80的背面80b。每个两个相邻面板80的正面80a形成屏障4的正面4a的连续横向表面；类似地，每两个相邻面板80的背面80b形成屏障4的背面4b的连续横向表面。在屏障4的正面4a的连续横向表面之间、即在面板80的正面80a之间布置有诸如帆布的至少一个柔性元件。类似地，在屏障4的背面4a的连续横向表面之间、即在相邻面板80的背面80b之间布置有诸如帆布的至少一个柔性元件。在本实施例中，在每两个相邻面板80之间存在单个柔性元件81或帆布，不排除存在多于一块帆布，例如多于一块互相平行的帆布。屏障4的正面4a包括柔性元件81的正面81a，而屏障4的背面4b包括柔性元件81的背面81b。与前面的实施例中一样，屏障4防止水通过屏障4的下方和上方。

图14和19示出蛇形移动屏障4的一个替代实施例，所述屏障由一系列板组成，所述板以它们之间的一定时间偏差朝向第一水体2和第二水体3往复移动，与一些前面的实施例中一样。然而，在本例中，一系列板包括布置在屏障4的纵向5上并且可相对于布置在每个可枢转板90的下侧的旋转轴线91枢转的板。在可枢转板90之间布置有刚性、柔性或其组合的中间元件92，这些中间元件将纵向板90互相连接并且允许形成蛇形移动且不透水的屏障4。在本实施例中，中间元件是柔性的三角形帆布。屏障4的正面4a由板90的正面90a和中间元件92的正面92a组成，而屏障4的背面4b由板90的背面90b和中间元件92的背面92b组成。与前面的实施例中一样，屏障4防止水通过屏障4的下方和上方。

可构想所述实施例的替代实施例。

例如，可构想一个或两个暗礁12，15在顶部平面图中可以是部分或完全弯曲的。例如，图20和21示出配备有直的第一暗礁12和弯曲的第二暗礁15的替代系统1。

在本发明的其它实施例中，可构想任何前述的构件和元件可以适用于任何波浪发生器系统，而不论它是朝屏障的两侧还是朝波浪发生器的仅一侧产生波浪，即在波浪发生器的两侧之一上仅存在一个重要的水体和暗礁。

图20和21允许示出了本发明的任选的另一方面，其适用于直的、弯曲的或具备任何其它构型的暗礁；即一定不能理解为该另一方面连同直的第一暗礁12和弯曲的第二暗礁15一起被示出的事实将该另一方面局限于这种具体的暗礁构型。该另一方面的特征在于暗礁12，15延伸超出屏障4，从而界定在其间的深通道100。优选地，如图中所示，暗礁12，15延伸超出布置在屏障4的端部处且垂直于每个波浪W的波阵面的假想竖直平面140。这允许将屏障4整个长度的大部分用于产生可冲浪的波浪W。因此，如在图中可见的，暗礁12，15由通道100部分地包围；更具体而言，本实施例的通道100沿其一侧包围各暗礁12，15及其各自的较浅区域14，17，而较浅区域14，17的另一侧由水岸110和壁112包围。

通道100比较浅区域14，17深并且被安置成在水体2，3下方与底板6，8的较深区域13，16接续。通道100在纵向5上位于屏障4之后并且优选延伸到波浪W朝其定向并由移位的水到达的至少一个水岸110即与第一水体2或第二水体3接触的水岸110。具体而言，通道100延伸到较浅区域14，17的供波浪W离开较浅区域14，17的相应端部114。

通道100与第一水体2和第二水体3的较深区域连通并且允许水如图中的箭头A，B所示朝屏障4返回。换而言之，以第一水体2为例，水通过屏障4朝第一暗礁12移位，从而在第一暗礁12附近形成可冲浪的波浪W并且可冲浪的波浪W沿第一水体2的较浅区域14行进。移位的水最终到达边缘或水岸110。虽然形成了波浪W，但第一水体2中的平均水位在水岸110的区域中最高并且在波浪发生器4的区域中最低。这是波浪W沿它们的方向——即从它们在其中形成的波浪发生器4朝向它们在其中消逝的水岸110——推动水而引起的。因此，水试图找到从水岸区域110返回到波浪发生器4的区域的路径。

然后形成水流，该水流大致平行于该边缘或水岸110移动，直至到达较浅区域14的端部114。当到达端部114时，水到达较深区域：深通道100其布置成延伸到较浅区域14的端部114并延伸到水岸110。一旦到达通道100，水流便由于它遇到较小摩擦而倾向于保持在通道100的内部，其原因在于以下事实：通道100比较浅区域17深并且水因此通过被移动的水的体积而与较小的底板表面区域相接触。因此，水流保留在通道100中并且沿通道100和第一水体2的底板6的较深区域13返回。

通道100的这种构型实现了不同的有利效果。一方面，水在保持与可冲浪波浪W位于较浅区域14,17中分开的同时返回，实际上避免了当波浪W到达水岸110时通常发生的水流对波浪W的可冲浪侧的负面影响。此外，在通道100的区域和较深区域13，16中，返回回流具有比水岸110附近的水流速度低的速度，因为相同流量的水现于较大深度处移动；因此，水返回邻近屏障4的区域以与屏障4前方的水的最小干涉发生。同样有利的是朝向屏障4的流动倾向于集中在通道100中，因为这意味着冲浪区域(较浅区域14，17)不受水流的负面影响。

此外，在本实施例中，在屏障4的端部处包括一个或多个导向元件120，其作用是部分或完全防止到达屏障4的波浪转向并朝向相对的水体2，3。在本实施例中，导向元件120是具有成一定角度的侧向表面122以引导水的若干凸部。然而，可构想替代实施例，其中导向元件120可以是壁、岛状物或系统1的底板上的任何其它突出部。例如，导向元件可以是壁，该壁从屏障4的端部朝水岸11延伸，例如一直或几乎延伸到水岸110，从而将通道100一分为二，即为每个水体2，3界定通道100的一部分。

图22至27示出根据本发明的波浪发生器系统1的六个说明性的实施例。附图示出了已在前面的实施例中使用以便识别等同的技术特征的附图标记。如可以观察到的，这些波浪发生器系统1中的每一个都包括波浪发生器4如与前文描述的屏障类似的屏障、水体2和暗礁12。暗礁12形成在水体2下方的底板上并且提供布置在暗礁12与波浪发生器4之间的较深区域13与超出暗礁12布置的较浅区域之间的过渡。波浪发生器4面向水体2并且构造成致使水朝暗礁移动并在水体2中形成波浪W。如可见的，暗礁12至少部分由通道100包围。通道100比较浅区域14深并且将较深区域13与较浅区域14的端部114连接，波浪W通过该端部离开较浅区域14。

在图22的系统1中，暗礁12如此延伸超出波浪发生器4，使得在顶部平面图中由暗礁12和波浪W形成的角度150在波浪W向前行进时保持大致恒定。这保证了波浪W的剥离角度151不变；“剥离角度”151应理解为在波浪W向前行进时继之以波浪W的破碎点的轨迹152与波浪W向前行进的方向之间的角度，其中，该角度必须在30度与50度之间以便波浪W为良好的可冲浪波浪。这样，波浪W继续破碎并以正确的破碎角度向前移动，直至在随着它远离波浪发生器4行进而损失能量的过程中波浪W不再损失其可冲浪尺寸。除了更好地利用所产生的波浪W以外，波浪W以更小的力到达水岸，从而提高安全性并减少回弹。

此外，在图22的系统中，通道100的宽度不比暗礁12，15与屏障4之间的距离窄并且优选大致恒定且等于该距离。替代地或附加地，通道100的深度可以是大致恒定的且等于较深区14的深度。利用这些特征，在不必建造过深和/或过宽的通道100的情况下成功了防止了湍流，建造过深和/或过宽的通道将显著提高建造波浪发生器系统1所需的土建工程的成本。

图22的系统1还包括布置在较浅区域14与水岸110之间且沿其布置并连接到返回通道100的再收集通道130。再收集通道130比较浅区域14深并且有助于通过靠着水岸100的波浪压力蓄积的水行进至返回通道100而不朝暗礁12返回。这有助于减少冲浪区域、即超出暗礁12的较浅区域14中的水流和湍流。再收集通道130进一步提供了深区，其中冲浪者可以实现冲浪并在波浪撞击水岸110之前安全地跳出冲浪板。优选地，再收集通道130的宽度处于3米至5米之间的范围内且深度处于0.5米至1.5米之间的范围内。

此外，在图22的系统1中，再收集通道130从返回通道100起始的较浅区域14的端部114延伸到相对的壁112(而该壁又大致延伸到波浪发生器4)。换而言之，再收集通道130沿较浅区域14的整个后方区域116延伸，并且两个通道100，130共同沿整个水岸110延伸。这允许波浪W的几乎全部水都被收集在通道130，100中并经较浅区域14周围的通道130，100返回波浪发生器4与暗礁12之间的较深区域13。

另外，如可以观察到的，每个波浪W都向前行进而形成不与水岸110平行的波阵面，使得波浪W首先撞击水岸110的最远离返回通道100的部位并使得水岸110的最后被波浪W撞击的区域紧挨着端部114和返回通道100。优选地，波浪100或波阵面与水岸110形成3至40度的角度151。

在图23的系统1中，暗礁12明显延伸超出波浪发生器4并且不完全是直的，而是具有布置成离波浪发生器4较远的弯曲区段。在该系统1中，如可见的，剥离角度151或在波浪W向前行进时继之以波浪W的破碎点的轨迹152与波浪W向前行进的方向之间形成的角度以一定程度逐渐变化，但优选保持处于30至50度的范围内。

在图24的系统1中，可以观察到返回通道100包括在暗礁12的两侧。另外，在暗礁的其中一侧存在小的再收集通道130，该小的再收集通道沿较浅区域14的后方区域116的一部分和水岸110延伸并与通道100连通。在相对的一侧，相反，不存在再收集通道130；作为替代，较浅区域14延伸到水岸110。这种不对称可以帮助实现由于可用空间而引起的限制和/或可以设法在暗礁12的两侧产生不同波浪。

图25的系统1在较浅区域14的后方区域116与水岸110之间包括大宽度再收集通道130。再收集通道130在返回通道100与相对的壁112之间沿较浅区域14的整个后方区域116和水岸110延伸。在本实施例中，暗礁12未延伸超出假想的竖直平面140。再收集通道130的大宽度允许再收集通道13为巨大的浴区提供相对平静的水。此构型有利于将系统1除了单纯冲浪以外还用于另外的用途，并且更大程度地有助于消散波浪W在冲击水岸110之前的能量，从而增加安全性并且防止朝向后续波浪W的回流或波浪反弹，其形成波浪W的隆起和不完整并因此使可冲浪的波浪W消弱。

在图26的系统1中，返回通道100仅设置在较浅区域14的一侧，并且与不沿较浅区域14的后方区域116的整个长度延伸的小的再收集通道13连通；作为替代，存在较浅区域14到达水岸110的区域。另外，暗礁12延伸超出设置在波浪发生器4的端部处且垂直于波浪W的假想平面140。

在图27的系统1中，波浪发生器4不是细长的，而是由以类似于倒U形的形式布置的发生器子组160a，160b，160c，例如三条活塞线，从而允许减小波浪发生器4的总宽度。较浅区域14设置在水体2的中间由两个暗礁12界定，在较浅区域14的每侧各有一个暗礁。因此，在对应的暗礁12与面向它的发生器子组160a，160c之间，在较浅区域14的相应相对两侧限定了两个返回通道100。再收集通道13设置在从一个返回通道100延伸到另一返回通道100的较浅区域14的后方区域116中，全部三个通道100，130，100由此被连通。在本实施例中，暗礁12没有延伸超出设置在波浪发生器4的端部处且垂直于波浪W的假想平面140；然而，可构想替代实施例，其中一个或两个暗礁12延伸超出假想平面140。

在图28的系统1中，波浪发生器4是细长的并形成直线。暗礁12平行于波浪发生器4并且延伸超出设置在波浪发生器4的端部处且垂直于波浪W的假想平面140。返回通道100大致平行于暗礁12和波浪发生器4并且具有大致恒定且等于暗礁12与波浪发生器4之间的距离的宽度。本实施例不包括再收集通道130；然而，可构想替代实施例，其中再收集通道13可设置在水岸110与较浅区域14的后方区域116之间。系统1的当前构型需要用于构建它的相对小的空间。

总而言之，将较深区域13；16与较浅区域14；17的供波浪W离开较浅区域14；17的端部114连接的通道100允许通过由波浪移向浪池中的水岸的水产生的水流找到与较浅区域14；17分开的返回路径；因此，水流不经冲浪区域超出暗礁12，15的较浅区域14，17返回。这样，系统防止可能的返回水流在水体2，3的较浅区域14，17的表面中形成湍流，该湍流可能影响冲浪区域中的波浪W的波阵面并进而影响波浪W的品质。

最后，应当指出的是，具有返回通道(通道100)的概念适用于基于使水体中的水朝暗礁和水岸移动以便在超出暗礁布置的较浅区域中形成可冲浪的波浪的任何波浪发生技术。例如，返回通道概念可以适用于基于活塞的波浪发生器系统(例如具有水平移动的活塞、竖直移动的活塞或枢转活塞)、气动波浪发生器系统(基于向水体喷射空气以便移动水体)或基于对水体排水的波浪发生器系统。

Claims (25)

1.一种波浪发生器系统(1)，其特征在于，包括：

-连续且细长的屏障(4)，其沿纵向(5)布置，并且具有沿所述屏障(4)的长度(L)的正面(4a)和背面(4b)，其中，所述正面(4a)面向第一水体(2)且所述背面(4b)面向第二水体(3)，其中所述屏障(4)防止水经所述屏障(4)、在该屏障上方和该屏障下方以及沿所述长度(L)经过所述第一水体(2)与所述第二水体(3)之间；

-形成在所述第一水体(2)下方的底板(6)中并与所述正面(4a)相距一定距离的第一暗礁(12)，和形成在所述第二水体(3)下方的底板(8)中并与所述背面(4b)相距一定距离的第二暗礁(15)，其中

-所述屏障(4)能以蛇形移动的方式沿整个所述长度(L)在该第一水体(2)和该第二水体(3)之间摆动，其中，所述正面(4a)将水从所述第一水体(2)推向所述第一暗礁(12)以在所述第一水体(2)中形成波浪(W)，而所述背面(4b)将水从所述第二水体(3)推向所述第二暗礁(15)以在所述第二水体(3)中形成波浪(W)。

2.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)从所述屏障(4)下方的底板延伸出来。

3.根据权利要求2所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(2)向上延伸到所述波浪(W)的波峰上方的一定高度处。

4.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述第一暗礁(12)和所述第二暗礁(15)中的至少一者至少部分是直的。

5.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述第一暗礁(12)和所述第二暗礁(15)中的至少一者至少部分是弯曲的。

6.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述第一暗礁(12)和所述第二暗礁(15)中的至少一者在顶部平面图中与所述屏障(4)的纵向(5)形成-20度至20度的角度。

7.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括具有边缘(71)的一系列铰接面板(70)，所述边缘能以它们之间的一定时间偏差朝向所述第一水体(2)和所述第二水体(3)往复移动。

8.根据权利要求1所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)的正面(4a)和背面(4b)具有多个正面单元(50a；60a；80a；90a)和背面单元(50b；60b；80b；90b)，所述多个正面单元和背面单元沿纵向(5)布置并且能以它们之间的一定时间偏差朝向所述第一水体(2)和所述第二水体(3)横向且往复地移动。

9.根据权利要求8所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括布置在所述屏障(4)的正面(4a)中的邻接的正面单元之间的至少一个可移动的中间元件(50；60c；81；92)。

10.根据权利要求9所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述中间元件(50；60c；81；92)是刚性的、柔性的或它们的组合。

11.根据权利要求8所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括布置在所述屏障(4)的正面(4a)中的邻接的背面单元之间的至少一个可移动的中间元件(50；60c；81；92)。

12.根据权利要求11所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述中间元件(50；60c；81；92)是刚性的、柔性的或它们的组合。

13.根据权利要求8所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括相邻的块体(60)，所述块体能以它们之间的一定时间偏差朝向所述第一水体(2)和朝向所述第二水体(3)往复移动，其中，所述正面单元和所述背面单元是所述块体(60)的背面和正面。

14.根据权利要求8所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括多个板，所述板布置在所述纵向(5)上并且能以它们之间的一定时间偏差朝向所述第一水体(2)和朝向所述第二水体(3)横向和往复地移动，其中，所述正面单元和所述背面单元是所述板的背面和正面。

15.根据权利要求14所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(4)包括至少一个铰接元件，所述铰接元件是柔性的、刚性的或它们的组合并且布置在相邻的板之间。

16.根据权利要求14所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述屏障(84)包括两个刚性的铰接面板(50；92)，所述铰接面板位于相邻的板之间并铰接连接到所述相邻的板。

17.根据权利要求14所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板(90)都能以枢转移动的方式移动。

18.根据权利要求14所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都能以平移和枢转移动的方式移动。

19.根据权利要求14所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都能以平移方式移动。

20.根据权利要求19所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都由布置在所述板(4)上方的驱动系统(21)操作。

21.根据权利要求19所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都从上部结构(31)悬挂。

22.根据权利要求19所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都从对应的托架(40)悬挂，所述托架能沿框架(24)向前和向后纵向移动。

23.根据权利要求22所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，每个板都刚性连接到对应的托架(40)。

24.根据权利要求22所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述框架(24)包括所述托架(40)的侧轮(41)能在其上滚动的侧向导向通道(29)。

25.根据权利要求24所述的波浪发生器系统(1)，其特征在于，所述托架(40)包括布置在所述托架(40)的侧轮(41)之间的齿条(42)，并且所述框架(24)具有引起与所述齿条(42)联接的小齿轮(23)旋转的相关联的马达-传动装置组件(22)，其中，所述小齿轮(23)的旋转引起对应的齿条(42)、托架(40)和板的纵向移动。

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