CN115397526A - 用于冲浪练习的动态人造波浪设备 - Google Patents
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Abstract
一种设备,该设备包括人造波浪发生器(12),该人造波浪发生器具有沿着预定路径(21)可移动的水驱动构件(20'),该水驱动构件包括主体(60),该主体界定水流动腔室(61),该水流动腔室由位于前面且面向前的入口开口(62)和由位于入口开口(62)后面并且面向波浪前进区(16)的出口开口(63)开放,主体(60)包括周向壁(64、65、66、67),周向壁从入口开口(62)到出口开口(63)完全封闭腔室(61),除了可选地在面向上的一侧外。
Description
技术领域
本发明涉及用于冲浪练习的动态人造波浪设备。
背景技术
已知的是,动态人造波浪再现了传播的自然波浪,并且不可与由喷射到倾斜墙上的一层均匀厚度(例如大约10cm)的水形成的静态人造波浪相混淆。
在本文件中,对人造波浪的引用旨在被理解为涉及动态人造波浪而不是静态人造波浪。
根据与国际申请WO 2017/017319相对应的法国专利申请3 039 421,已知一种用于冲浪练习的人造波浪设备,该人造波浪设备包括:
-支撑件,该支撑件具有上表面,该上表面包括边缘区、波浪前进区和达顶区,波浪前进区以朝上的斜坡从边缘区延伸到达顶区;
-水,该水位于所述边缘区和所述波浪前进区上;以及
-人造波浪发生器,该人造波浪发生器包括至少一个水驱动构件,该至少一个水驱动构件在边缘区上沿着预定路径可移动,所述波浪发生器和支撑件的所述上表面被配置为使得当波浪发生器在使用时,可移动构件侧向地跟随有波浪,该波浪在水中朝着波浪前进区移动,所产生的波浪与该波浪前进区接触而朝着达顶区破碎;
下面借助附图中的图1至图6描述该设备的示例性实施例。
图1是该设备的第一实施例的俯视图,该设备的人造波浪发生器处于静止。
图2是图1的II-II截面视图。
图3是图1的III-III截面视图。
图4是类似于图1的视图,但人造波浪发生器在使用中。
图5是图4的V-V截面视图。
图6是该设备的第二示例实施例的与图2类似的视图。
在图1至图5中所展示的设备10包括浮动平台11和安装在平台11上的人造波浪发生器12,该浮动平台在此具有圆形外轮廓。
平台11具有上表面14,该上表面包括边缘区15、波浪前进区16和达顶区17。
人造波浪发生器12包括四个水驱动构件20,每个水驱动构件均沿着预定路径21可移动,该预定路径在此是圆形的。
每个移动构件20均在边缘区15上移动。
设备10位于平静的水体中,没有或只有很少干扰(例如自然波浪)。水体的岸边距设备10有一段距离,这因此形成了岛。
当波浪发生器12处于静止时,也就是说,当可移动构件20固定时,显露出达顶区17。
在图1和图4中,波浪发生器处在静止时,显露出的区和浸入的区之间的界限由混合虚线18表示。
如在图4中可以看出的,当波浪发生器12在使用时,每个移动构件20侧向地跟随有波浪22,该波浪朝向波浪前进区16移动,所产生的波浪22与波浪前进区接触而朝向达顶区17破碎。
平台11的直径例如为60m至80m或更大,并且波浪22的高度为大约2m,以用于传统冲浪练习(冲浪者站在板上);而对于躺在适当的板(身体板)上进行冲浪练习,该设备的直径例如18m至22m或更大,并且波浪22的高度为大约50cm至60cm。
在此,水体由有遮蔽的海洋海湾或小海湾形成。
作为变型,海洋海湾或小海湾由自然环境中的另一水体(例如水流不太多的湖泊或河流)或者在人造环境中的另一水体(例如砖石小湖)所取代。
与平台11和波浪发生器12配合的水上环境23(在此,是海)包括区域24,称为内部水上区域,其位于边缘区15和波浪前进区16上。
除了内部水上区域24之外,水上环境23还包括:区域25,该区域在平台11外侧沿着边缘区15,称为上部外部水上区域,高于边缘区域15定位;以及区域26,称为深外部水上区域,低于边缘区15定位。
水上环境23最后包括在平台11下方的区域27,称为底层水上区域。
深外部水上区域26和上部外部水上区域25是水平连续的。
内部水上区域24和上部外部水上区域25是竖直连续的。
类似地,底层水上区域27和深外部水上区域26是竖直连续的。
应当清楚地理解,将水上环境23细分为水上区域24至27仅基于所讨论的区域相对于平台11的位置,也就是说,区域24至区域27指的是在要找到的并且不是孤立的水体积的水所在的位置。
在这方面将注意到,不存在将不同的水上区域24至27彼此隔离的液密壁。
相反,水上环境23的水(在此是海水)在不同的水上区域24至27之间流动。
然后,当波浪发生器12处在静止时,整个水上环境23具有相同的水平面。
特别地,如在图1至图3中可以清楚地看出的,内部水上区域24的水平面与上部外部水上区域25的水平面相同。
为了保护冲浪者免受可能的海洋捕食者的伤害,可以在内部水上区域24与上部外部水上区域25之间设置格栅或网28(仅在图2、图3和图5中示意性地示出)。类似地,可以在路径21周围设置格栅或网(未示出),以避免可移动构件20与冲浪者之间发生任何接触。
平台11的上表面14除了边缘区15、波浪前进区16和达顶区17之外,还包括顶部30和相对于顶部30凹陷的凹陷区31。
顶部30位于达顶区17与凹陷区31之间。更具体地,顶部30位于达顶区17的顶点与凹陷区31的顶点之间。
如在图4和图5中可以清楚地看出的,达顶区17和凹陷区31被配置为使得当波浪发生器12在使用时,波浪22行进结束时的水经过顶部30并落入由凹陷区31界定的体积32中,该体积称为接纳体积。
穿过平台11形成的开口33或39分别通向接纳体积32并通向底层水上区域27。
底层水上区域27提供将深外部水上区域26链接到开口33或39并因此链接到接纳体积32的流体连通。
如在图2和图3中可以清楚看到的,当波浪发生器12处于静止时,对于整个水上环境23,这种流体连通引起接纳体积32的水平面保持相同,或者如在图5中可以清楚看到的,当波浪发生器12在使用时,接纳体积的水平面仅对于内部水上区域24外侧的水上环境23保持相同。
因此,当波浪发生器12在使用时,波浪22行进结束时的水通过落入接纳体积32而离开内部水上区域24,来自接纳体积的水被排出而不经过内部水上区域24,因为流体连通位于平台11下方。
因为与接纳体积32连通的是深外部水上区域26,因此上部外部水上区域25没有受到干扰,或者受到很少的干扰。
因为内部水上区域24和进一步上部外部水上区域25因此不受反洗的干扰,或者无论如何该情况很少受到干扰,因此两个相继的波浪22之间可以具有非常短的时间。
而且,因为水被引导朝向接纳体积32,水自然地从接纳体积行进以进入底层水上区域27,该底层水上区域与深外部水上区域26连通,因此平台11受到波浪22的机械作用相对较小。
现在将解释作为以上所指的浮动平台的平台11如何在水上环境23中保持就位。
一般而言,提供了平台11的浮动能力,以使边缘区15处于水上环境23的水平面下的预定距离处。
该预定距离是适合于波浪发生器12的正确操作的距离。
为了相对于水上环境23的底部35保持平台11,在平台11与放置在底部35上的系泊件37之间设置链接件36(比如锁链)。
还设置了桩38,该桩紧固到底部35并且接合在平台11的中央开口39中。
当平台的水平面由于潮汐而发生变化时,平台11相对于桩38滑动,并且链接件36固位平台11,特别是以便避免该平台围绕桩38转动。
作为变型,平台11相对于底部35以不同方式保持,例如仅使用比如36的链接件或仅使用比如38的桩。
在此,平台11以小船的船体壁的方式由复合材料制造。
作为变型,复合材料被用于制造小船船体的其他材料(例如铝或木材)代替。
为了调节平台11的浮动能力,可以设置腔室(未示出),这些腔室可以以或大或小的程度填充有水。
在正常使用中,腔室被填充以调节如刚刚指出的浮动能力,也就是说,以便使边缘区15处于水上环境的水平面以下的期望预定距离处。
如果期望平台11更多地显露出,例如用于维护操作,则清空腔室。
如果期望平台11进一步下沉,例如在暴风雨的情况下搁置在底部35上,则填充水箱。
作为变型,平台11不是浮动平台,而是例如由紧固到底部35的塔架支撑。
除了平台11和波浪发生器12之外,设备10还包括连接到平台11的拱弯40。
拱弯40从达顶区17朝向边缘区15延伸穿过内部水上区域24,同时从波浪前进区16向上突出。
拱弯40具有上表面41,该上表面包括:第一侧向区42;第二侧向区43,该第二侧向区位于与第一侧向区42相反的一侧;以及中间区44,该中间区从第一侧向区42延伸到第二侧向区43。
在此,中间区44包括第一顶部45和第二顶部46,每个顶部均在波浪发生器12处于静止时显露出。
中间区44还包括凹陷区47,该凹陷区相对于第一顶部45和第二顶部46凹陷,第一顶部45位于第一侧向区42与凹陷区47之间,第二顶部46位于之间第二侧向区43与凹陷区47之间。
更具体地,第一顶部45位于第一侧向区42的顶点与凹陷区47的两个顶点中的一个顶点之间;并且第二顶部46位于第二侧向区43的顶点与凹陷区47的另一顶点之间。
第一顶部45、第二顶部46和凹陷区47被配置为使得当波浪发生器12在使用时,波浪22行进结束时的水经过第一顶部45或第二顶部46,并且落入由凹陷区47界定的体积48(下文称为接纳体积)内。
在此,拱弯40的接纳体积48和平台11的接纳体积32是竖直地连续的。
在此,更具体地,如在图1至图3中可以清楚地看出的,界定接纳体积48的凹陷区47具有U形轮廓,并且界定接纳体积32的凹陷区31具有截头圆锥的总体形状,该截头圆锥的总体形状在拱弯40处具有中断。凹陷区31和47在该中断的位置处连接。
平台11的顶部30在一端连接到拱弯40的第一顶部45,并且在另一端连接到拱弯40的第二顶部46。
在其连接到接纳体积32的一侧的相反侧上,接纳体积48在此在波浪前进区16与边缘区15之间的交界的位置处是开放的。
接纳体积48因此经由内部水上区域24的位于边缘区15上的部分与上部外部水上区域25流体连通。
与开口33类似的开口49穿过形成凹陷区47的壁的最低部分形成。开口49分别通向接纳体积48并通向底层水上区域27。
接纳体积48因此经由底层水上区域27与深外部水上区域26流体连通。
在波浪行进结束时已经落入接纳体积48的水因此被排向深外部水上区域26和/或上部外部水上区域25。
由于其进入接纳体积32的事实,接纳体积48能够参与已经落入接纳体积32的水的排出。
由于平台11和拱弯40是单个零件,因此在此处建立平台11与拱弯40之间的连接,平台11和拱弯40以小船船体壁的方式由复合材料联合制造。
作为变型,复合材料被用于制造小船船体的其他材料(例如铝或木材)代替。
作为变型,拱弯40是添加到平台11上的零件。
如上所指出的,波浪发生器12包括四个水驱动构件20,每个水驱动构件均沿着预定路径21可移动,该预定路径在此是圆形的。
在将水朝向波浪前进区16驱动的同时,每个可移动构件20均沿着在图4中箭头所示的方向在边缘区15上移动。
更具体地,每个可移动构件20均侧向地跟随有朝向波浪前进区16移动的波浪22。在与波浪前进区16接触时,波浪22朝向达顶区17破碎。
可移动构件20布置在路径21上且是角度等距的。
人造波浪发生器12是众所周知的类型,例如美国专利3,913,332中描述的那种。
应当注意,可以使可移动构件20成形使得它们也通过沿着与在图4中所展示的方向相反的方向移动来产生波浪。
因此,根据可移动构件20的移动方向,设备10使冲浪者可以在朝向右破碎的波浪或朝向左破碎的波浪中行进。
在此,平台11的上表面14包括竖直或基本上竖直的肩部区50,该肩部区在水平的边缘区15与倾斜的波浪前进区16之间。
肩部区50对已被可移动构件20移动的水的传播形成障碍,在所产生的波浪在波浪前进区域16上破碎之前,这提高了波浪的质量以用于冲浪练习。
跨内部水上区域24布置的拱弯40使得围绕达顶区17转动的可能水流能够被中断。
特别要注意的是,波浪22被拱弯40阻挡;并且在移动构件20已经通过拱弯40之后,新的波浪22在平静的水中开始,或者在任何情况下没有被先前的波浪22干扰的水中开始。
上部外部水上区域25的存在也促进了水流在内部水上区域24中的限制。
作为变型,拱弯用在其中没有外部水上区域的设备中。
为了尽可能避免反洗,拱弯40的第一侧向区42设置有尖角51,因为可移动构件20沿着它们接近该侧向区的方向转动,因此该第一侧向区受波浪22作用最多。
如以上所解释的,拱弯40还用于在波浪行进结束时将水排出。
为了避免可移动构件20引致水进入接纳体积48,采用了适当的措施,例如百叶窗,该百叶窗当可移动构件20从前面通过或者路径21被配置为使可移动构件20在该位置穿过水面时朝向接纳体积48外侧关闭开口。
作为变型,例如通过使其上表面41的中间区44被简单的顶部代替,拱弯40不包括任何接纳体积48。
在未示出的另一个变型中,设备10不包括拱弯,比如拱弯40。
现在将参照设备10给出图6的描述。
为方便起见,对于类似的零件,相同的附图标记已经保留为用于与在图1至图5中所展示的设备10。
一般而言,图6中所展示的设备10类似于在图1至图5中所展示的设备10,除了以下事实外:提供上表面14的支撑件不是位于底层水上区域上的平台而是形成地面的一部分并且被环形小湖56包围的基体55,该环形小湖的底面54远低于边缘区15;并且除了以下事实外:水上环境23的水是处理过的水,在这种情况下是游泳池水。
为了实现位于由基体55形成的支撑件的上表面14下方的流体连通,在基体55中形成管件57。每个管件57在一端处通过开口58通向基体55的接纳体积32,并且在另一端处通过开口59通向深水上区域26。
在此,基体55和环形小湖56由砖石结构形成。
在未表示的变型中:
-比如12的波浪发生器的比如20的移动构件的数量不是四个,例如只有一个、两个、三个或多于四个;
-在比如平台11或基体55等支撑件的比如32的接纳体积的中央中设置显露出的岛,例如在其上布置有建筑物的岛;
-比如20的移动构件或多个移动构件的比如21的路径并且因此比如平台11或基体55的支撑件的轮廓是环形的而不是圆形的,例如椭圆形、长方形和/或具有起伏;或者例如该路径不是环形的,而是例如笔直的或弯曲的。
发明内容
本发明涉及提供一种同类的人造波浪设备,但其中的人造波浪发生器提供了更好的性能。
为此,本发明提供了一种用于冲浪练习的人造波浪设备,该人造波浪设备包括:
-支撑件,该支撑件具有上表面,该上表面包括边缘区、波浪前进区和达顶区,波浪前进区以朝上的斜坡从边缘区延伸到达顶区;
-水,该水位于所述边缘区和所述波浪前进区上;
-人造波浪发生器,该人造波浪发生器包括至少一个水驱动构件,该至少一个水驱动构件在边缘区上沿着预定路径可移动,所述波浪发生器和支撑件的所述上表面被配置为使得当波浪发生器在使用时,可移动构件侧向地跟随有波浪,该波浪在水中朝着波浪前进区移动,所产生的波浪与该波浪前进区接触而朝着达顶区破碎;
其特征在于,波浪发生器的所述可移动构件包括主体,该主体界定水流动腔室,该水流动腔室由位于前面并面向前的入口开口并且由位于入口开口后方并面向波浪前进区的出口开口开放,所述主体包括周向壁,该周向壁从所述入口开口到所述出口开口完全封闭所述腔室,除了可选地在面向上的一侧处外。
当波浪发生器在使用时(当可移动构件沿着预定路径向前驱动时),水通过的水流动腔室的只有开口是入口开口和出口开口(如果在面向上的一侧处有开口,则由于重力,没有水通过该开口)。水通过入口开口进入流动腔室(因为入口开口在前面并且面向前)并且通过出口开口离开流动腔室(因为出口开口在入口开口的后面)。因此,例如通过实施下文披露的有利特征,可以形成由出口开口喷射成射流的水,该射流具有特别是定向和速度值的均匀特性。考虑到出口开口面向波浪前进区,在形成侧向地跟随可移动构件的波浪的同时,由出口开口喷出的水射流朝向波浪前进区行进。
需要注意的是,与根据本发明的设备所包括的波浪发生器相比,对于美国专利3,913,332中描述的发生器,水流是自由的(没有用于从入口开口到出口开口的水流的外围封闭的腔室),因此不会产生任何具有定向和速度的均匀特性的水射流,该波浪发生器因此关于所产生的波浪的配置的控制和关于能量效率提供了更好的性能。
根据有利于根据本发明的设备的性能的特征:
-所述主体的所述周向壁在所述水流动腔室中界定入口区段和出口区段,该入口区段出从所述入口开口向后延伸,该出口区段向后延伸到所述出口开口,该出口区段位于该入口区段的后方;
-入口区段在朝向波浪前进区的一侧上和在与波浪前进区相反的一侧上由所述周向壁的部分界定,这些周向壁的部分沿着所述路径方向定向,所述出口区段在与波浪前进区相反的一侧上并且可选地在朝向波浪前进区的一侧上由所述周向壁的部分界定,这些周向壁的部分沿着出口方向定向,该出口方向与所述路径形成预定的方向变化角;
-入口区段在朝向波浪前进区的一侧上和在与波浪前进区相对的一侧上由所述周向壁的部分界定,这些周向壁的部分沿着倾斜方向定向,该倾斜方向与所述路径形成入射角,所述倾斜方向向后并且背离波浪前进区定向,所述出口区段在与波浪前进区相反的一侧上并且可选地在朝向波浪前进区的一侧上由所述周向壁的部分界定,这些周向壁的部分沿着出口方向定向,该出口方向与所述路径形成预定的方向变化角。
-所述入射角包括在5°与30°之间,优选在8°与20°之间,更优选在10°与16°之间;
-所述预定方向变化角包括在20°与60°之间,优选在25°与40°之间,更优选在30°与35°之间;
-入口开口完全浸没而出口开口在其顶点露出;
-所述出口区段仅在与所述波浪前进区相反的一侧上被界定,所述出口开口与周向壁的所述部分成直线地延伸,该周向壁的部分在朝向波浪前进区的一侧上界定入口区段;
-所述水流动腔室的截面为矩形形状;
-所述可移动构件包括变向翅片,该变向翅片布置在所述水流动腔室中,每个所述翅片具有在定向变化区段中沿着在所述路径与所述出口方向之间成一半角度的方向总体定向,在该定向变化区段中,所述水流动腔室中的流从沿着所述路径的定向变到沿着所述出口方向的定向。
-所述翅片大部分在所述定向变化区段中延伸;
-所述翅片在所述入口区段的主要部分上延伸,或者替代地在所述出口区段的主要部分上延伸,或者替代地在所述入口区段的主要部分上并且在所述出口区段的主要部分上延伸;
-所述设备包括可移动构件的浮动的环形驱动结构;
-所述设备包括助推器和/或固定驱动器,该助推器紧固到环形结构,以驱动该环形结构,该固定驱动器使与环形结构的外表面接触的滚子转动,以驱动该滚子;并且/或者
-至少一个所述可移动构件、所述环形结构和在所述环形结构与所述至少一个可移动构件之间的紧固件被配置为使得所述至少一可移动构件可缩回到所述环形结构中。
附图说明
现在将参照附图通过以下以非限制性展示的方式给出的实施例的详细描述继续本发明的披露内容。
图1至图6展示了已经描述的现有技术的设备,根据本发明的设备与该现有技术的设备的区别仅仅在于波浪发生器的可移动构件的布置。
图7是与图4的上部部分类似但是针对根据本发明的设备的视图,图7因此在俯视图中示出根据本发明的设备的波浪发生器的可移动构件中的一个可移动构件和该可移动构件的紧邻环境。
图8是从波浪前进区和从上面看的图7的可移动构件的立体图。
图9是与图7类似但简化的视图,其中箭头指示可移动构件和在其紧邻环境中的水各自相对于设备支撑件的速度。
图10是与图9类似的视图,不同之处在于这些速度是相对于可移动构件指示的。
图11是示出在图9和图10中所示速度之间关系的图解。
图12是从波浪前进区观看的在图9和图10中所展示的可移动构件的正视图,波浪发生器处于静止。
图13是与图10类似的视图,但是是针对包括短变向翅片的可移动构件的变型。
图14是与图12类似的视图,但具有图13的可移动构件。
图15是与图10类似的视图,但是是针对包括长变向翅片的可移动构件的变型。
图16是与图14类似的视图,但具有图15的可移动构件。
图17是与图12类似的视图,但是是针对可移动构件的变型,该可移动构件包括入口区段,该入口区段由向后并向上倾斜的壁部分界定。
图18是与图12类似的视图,但是是针对与在图17中所展示的类似的可移动构件的变型,并且该可移动构件进一步包括长变向翅片和跨可移动构件的出口开口布置的叶片筛网,该长变向翅片与在图15和图16中所展示的可移动构件的类似。
图19是从前面看的在图18中所展示的可移动构件的正视图。
图20是与图12类似的视图,但是是针对与在图18中所展示的类似的可移动构件的变型,不同之处在于叶片筛网布置不同。
图21是与图10类似的视图,但具有图20的可移动构件。
图22是与在图15和图16中所展示的类似的可移动构件的变型的立体图,该可移动构件进一步包括倾斜壁的部分和间隔件,该倾斜壁与在图17中所展示的可移动构件的倾斜壁类似,这些间隔件布置在其入口区段中,该视图从波浪前进区、从前面和从上面看。
图23是与图22类似的视图,可移动构件的一些零件已被移除。
图24是在图22中所展示的可移动构件的俯视图,而没有可移动构件所包括的顶部周向壁。
图25是图24的XXV-XXV上的截面视图。
图26是与图15相似的视图,但是是针对可移动构件的变型,在该可移动构件中,两个相继的变向翅片之间的间距是可变的。
图27是与图10相似的视图,但是是针对可移动构件的变型,该可移动构件与在图15和图16中所展示的类似并进一步包括可折叠部分。
图28是俯视图,展示了人造波浪发生器的变型,该人造波浪发生器包括环形旋转结构,可移动构件紧固到该环形旋转结构。
图29是环形结构所包括的管状壳体的截面视图。
图30是与图26类似的视图,但是是针对可移动构件的变型,该可移动构件的入口区段在朝向波浪前进区的一侧和与波浪前进区相反的一侧上由周向壁的不是沿着由可移动构件遵循的预定路径定向而是相对于该路径倾斜的部分界定。
具体实施方式
如上所指出的,根据本发明的设备10'(图7至图12)与在图1至图6中所展示的设备10相同,除了波浪发生器12的可移动构件20被不同布置的可移动构件20'代替这一事实之外。
为方便起见,除了附图标记10'和20'之外,对于类似零件,相同的附图标记已保留为用于在图1至图6中所展示的设备10。
波浪发生器12的可移动构件20'包括主体60,该主体界定了水流动腔室61(图8和图12),该水流动腔室由位于前面并且面向前的入口开口62并且由位于入口开口62后方并且面向波浪前进区16的出口开口63开放。
在此,水流动腔室61截面为矩形形状。
主体60包括周向壁,这些周向壁在此从入口开口62到出口开口63完全封闭腔室61。
换言之,水通过的水流动腔室61的仅有开口是入口开口62和出口开口63。
在此,这些周向壁是内侧壁64、外侧壁65、底壁66和顶壁67,该内侧壁在朝向波浪前进区16的一侧上界定水流动腔室61,该外侧壁在与波浪前进区16相反的一侧上界定流动腔室61,该底壁在面向下的一侧上界定流动腔室61,该顶壁在面向上的一侧上界定流动腔室61。
在水流动腔室61中,周向壁64、65、66和67界定入口区段68和出口区段69,出口区段69在入口区段68的后方(图8)。
入口区段68从入口开口62向后延伸。
出口区段69向后延伸到出口开口63。
入口区段68在朝向波浪前进区16的一侧上和在与波浪前进区16相反的一侧上由周向壁的沿着路径21定向的部分界定。
在此,周向壁的这些部分是内侧壁64的一部分71和外侧壁65的一部分72。
出口区段69在与波浪前进区16相反的一侧上由外侧壁65的一部分76界定,外侧壁的这部分沿着出口方向75定向,该出口方向与路径21形成预定的方向变化角,用α表示。
在此,出口区段69在朝向波浪前进区16的一侧没有被界定。
作为变型,出口区段69在朝向波浪前进区16的一侧周向壁的部分界定,这些周向壁的部分沿着出口方向75定向。
在此,出口方向75是直线的。
除了入口区段68和出口区段69之外,周向壁64、65、66和67在水流动腔室61内界定方向变化区段70,该方向变化区段将入口区段68连接到出口区段69。
方向变化区段70在与波浪前进区16相反的一侧由外侧壁65的弯曲部分78界定。弯曲部分78的凹面朝向波浪前进区16定向。在此,弯曲部分78将部分72连接到部分76。
方向变化区段70在朝向波浪前进区16的一侧由弯曲部分77界定,该弯曲部分的凹面朝向波浪前进区16定向。在此,弯曲部分77将部分71连接到出口开口63的边缘。
在此,顶壁67和底壁66均各自是平面的并且通常水平地定向的,如在图12中所看到的。
水在腔室61中首先在入口区段68中然后在方向变化区段70中然后在出口区段69中流动。
在方向变化区段70中,水流所具有的定向从水在入口区段(沿着路径21)中所具有的定向变到水在出口区段69中所具有的定向(沿着出口方向75)。
在图7和图8的示例中,壁77和78是弯曲的。作为变型,方向变化区段70在朝向波浪前进区16的一侧和在与波浪前进区16相反的一侧上被不同地界定,例如,壁72和76直接彼此附接(在这些壁之间不设置比如78的弯曲壁),而壁71延伸到出口开口63(不设置比如77的弯曲壁),然后,方向变化区段70在朝向波浪前进区16的一侧上完全开放,并且在与波浪前进区16相反的一侧由壁72和76在它们的附接部的附近界定。
在图7和图8的示例中,壁71和72是弯曲的。作为变型,如在图9和10中特别所展示,壁71和72是平面的。
现在将参照图9至图12描述可移动构件20'的操作。
为简化起见,考虑到在该图中路径21是直线的。
此外,该假设对应于如果路径21的直径足够大(例如至少到50m)则可以实现的近似。
以下,除非另有明确说明,否则因此将认为路径21是直线的。
为了简化图9和图10,出口方向75没有被示出,并且角度α在路径21与壁76(其沿着出口方向75定向)之间指示。
图9示出了当波浪发生器12在使用时的可移动构件20'及其紧邻环境。
箭头79和80分别指示可移动构件20'的速度和通过出口开口63从流动腔室61喷出的水的速度,每个速度均是相对于设备10'的支撑件11或55的。
应当注意,箭头79和80不仅指示速度的定向和方向,而且它们的长度进一步表示速度的值。
当波浪发生器12在使用时,可移动构件20'沿着预定路径21以预定速度相对于设备10'的支撑件11或55被向前驱动。
水通过入口开口62进入流动腔室61(因为入口开口在前面并且面向前)并且通过出口开口63离开流动腔室61(因为出口开口在入口开口62的后面)。
因此,主体60以管道的弯头的方式引导水流。
在此,主体60通过应用本领域技术人员已知的关于确定管道中的弯头尺寸的规则来配置,使得水在出口开口63处这样均匀地或近似地流动。
由出口开口63喷射的水因此形成射流,该射流具有特别是定向和速度值的均匀特性。
考虑到出口开口63面向波浪前进区16,在形成侧向地跟随可移动构件20'的波浪22(图4)的同时,由出口开口63喷射的水射流朝向波浪前进区16行进。
图10是与图9类似的视图,但其中箭头81和82分别指示通过入口开口62进入流动腔室61的水的速度和通过出口开口63从流动腔室61喷射的水的速度,每个速度均是相对于可移动构件20'的。
在可移动构件20'通过之前,支撑件11或55上的水相对于支撑件11或55是不动的。
因此,水以相对于可移动构件20'的速度81进入流动腔室61,该速度的值与可移动构件20'相对于支撑件11或55移动的速度79的值相同。
假定从入口开口62到出口开口63的流动截面保持不变,并且流动速度因此保持相同的值。
因此,水在入口开口62处的速度值81与水在出口开口63处的速度值82相同。
由于水的速度值81与可移动构件20'的速度值79相同,因此水的速度值82也与可移动构件20'的速度值79相同。
由于周向壁的界定出口区段69的部分沿着出口方向75定向,因此离开流动腔室61的水的速度相对于可移动构件20'具有与那些周向壁相同的定向,也就是说,与出口方向75的定向相同。
因此,速度82沿着出口方向75定向。
现在将使用图10的图解来解释根据可移动构件20'相对于支撑件11或55的移动速度79,水射流通过可移动构件20'的出口开口63的速度80是多少,并且解释角度α。
根据合成速度定律,水射流相对于平台11的速度80等于水射流相对于可移动构件20'的速度82和可移动构件20'相对于支撑件11或55的速度79的(矢量)和。
在图11中,该和由速度82、79和80的三角形布置示意性地表示,该三角形是等腰三角形,因为速度82的值与速度79的值相等。
可以看出,水射流的速度80相对于支撑件11或55沿着相对于垂直于路径21的方向84向前形成角度α/2的方向定向。
还可以显示,水射流相对于支撑件11或55的速度80的值是水相对于可移动构件20'的速度82的值的2tan(α/2)倍。
然而,如上所指出的,速度82的值与速度79的值相等。
换言之,水射流相对于支撑件11或55的速度80的值是可移动构件20'相对于支撑件11或55的速度79的值的2tan(α/2)倍的值。
例如,如果α=30°,则水射流相对于支撑件11或55的速度80的值是可移动构件20'的速度79的值的0.54倍。
因此,方向变化角α必须(i)足够大,以使速度80的值能够产生具有冲浪练习所需特征的波浪;(ii)足够小以使速度80的方向保持接近垂直于路径21的方向84,以使波浪22能够向波浪前进区16良好地传播。
发明人进行的研究显示,有利的是,方向变化角α包括在20°与60°之间,优选在25°与40°之间,更优选在30°与35°之间。
此外,有利的是,可移动构件20'的移动速度大于波浪在位于边缘区15上的水上环境23的区域中的传播速度,特别是为了获得跟随可移动构件20’的在良好的条件下的波浪22。
可以假设波浪22是在小深度的介质中传播的小幅度的表面波浪。
同样有利的是,可移动构件20'相对于支撑件11或55的速度79的值足够小以使波浪22适合。
应当注意,如果路径21的直径不足够大以使路径21近似为直线,例如小于50m,则有利的是入口区段68通常是弯曲的,如在图7和图8中所示的,弯曲中心与路径21的中心相同。界定入口区段68的部分71和72因此通常是弯曲的,这使得这些部分71和72各自能够沿着贯穿入口区段68的路径21尽可能好地定向。
图13和图14展示了可移动构件20’的变型,该可移动构件与在图7至图12中所示出的可移动构件20'相同,不同之处在于该可移动构件进一步包括变向翅片85。
应当注意,为简化起见,变向翅片85在图13中以实线绘制,而由于这些变向翅片位于顶部周向壁67下方,因此它们不应该是虚线。
变向翅片85布置在方向变化区段70中,在该方向变化区段中,腔室61内的流动从沿着路径21的定向(流在入口区段68中具有的定向)变到出口方向75的定向(流在出口区段69中具有的定向)。
每个翅片85均由直立壁形成,该直立壁在面向入口开口62的前边缘86与面向出口开口63的后边缘87之间在腔室61的整个高度(也就是说从顶壁67到底壁66)上延伸。在前边缘86与后边缘87之间,翅片85具有沿着成角度地位于路径21与出口方向75之间的方向上的总体定向,在此为成一半角度(在该方向与路径21或方向75之间的角间距具有大约α/2)。
在此,翅片85是相同的并且沿着在横向于路径21的方向与横向于出口方向75的方向之间成一半角度的方向并且穿过路径21与出口方向75之间的交点以规则的节距彼此平行地布置。
应当注意,在此,根据它们的横向延伸方向、也就是说沿着水流在可移动构件20'中的方向,翅片85相对较短。
特别地,翅片85在入口区段68中不延伸或延伸很少,并且在出口区段69中不延伸或延伸很少。
借助翅片85,腔室61中的流动仿佛被细分为多个不同的流动,分别在两个相邻翅片85之间、在内侧周向壁64与相邻翅片85之间以及在外侧壁65与相邻翅片85之间穿过。
在图13和图14中所展示的示例中,其中存在七个翅片85,就好像腔室61中的流动被细分为八个不同的流动。
已知的是,为使水流均匀或近似地流动而确定管道中的弯头尺寸的规则是,可以根据流动截面选择入口区段的长度和出口区段的长度之和。
借助于翅片85就好像存在八个不同的流动,这一事实因此可以显著减少入口区段的长度和出口区段的长度之和,并因此具有特别紧凑的主体60。
例如,通过添加七个翅片85,主体60的宽度(最大横向尺寸,在此是壁64和65之间的距离)可以为1.20m并且长度(最大纵向尺寸,在此是主体60的面向波浪前进区16的面的纵向尺寸)可以为3m。
在此,每个翅片85是弯曲的并且成形为提供提升的翼,其前缘由其前边缘86形成,后缘由其后边缘87形成,内弧面88面向波浪前进区16,并且外弧面89面向与波浪前进区16相反的一侧,此处,外弧面89的展开长度大于内弧面88的展开长度。
作为变型,翅片不同地成形,例如以均匀厚度来弯曲或是平面的。
图15和图16展示了与在图13和图14中所展示的可移动构件20'的变型类似的可移动构件20'的变型,不同之处在于其变向翅片90具有恒定的厚度并且在水流动腔室61的整个长度上、也就是说从入口开口62到出口开口63延伸,这样的翅片90在下文中被称为长变向翅片。
长翅片90的位于入口区段68中的部分沿着路径21定向,而长翅片90的位于出口区段69中的部分沿着出口方向75定向。长翅片90的位于方向变化区段70中的部分具有沿着在路径21与出口方向75之间成角度、在此像短翅片85那样成一半角度的方向的总体定向。
由于与短翅片85相同的原因,长翅片90使得可以具有特别紧凑的主体60。长翅片90在腔室61的整个长度上延伸提供了特别高的流的均匀性和因此由出口开口喷射的特别均匀的水射流。
作为变型,翅片90不在腔室61的整个长度上延伸,而是仅在入口区段68的一部分和/或出口区段69的一部分上延伸。
在此,在图15和图16中所展示的可移动构件20'包括四个长翅片90。
作为变型,可移动构件20'包括少于四个的长翅片(例如长翅片90),例如一个、两个或三个,或者包括多于四个的长翅片,例如五个、六个(图22至图24)或十三个(图19)。
应该注意,在以上所描述的可移动构件20'的示例中,开口62和63处于同一水平,并且每个开口均进一步完全浸没(图12)。
图17示出了可移动构件20'的变型,该可移动构件与在图7至图10和图12中所展示的可移动构件20'相同,不同之处在于顶壁67和底壁66的界定入口区段68的部分各自沿着向后和向上倾斜的方向定向。
因此,出口开口63定位为高于入口开口62。
在此,可移动构件20’布置在水上环境23中,使得入口开口62完全浸没,而出口开口63在其顶点显露出。
这种配置有利于用于冲浪练习的特别是关于其力量和其形式的波浪22的质量。
图18和图19展示了可移动构件20'的变型,该变型与在图17中所展示的可移动构件的变型相同,不同之处在于设置有叶片筛网92,该叶片筛网跨可移动构件的出口开口63设置,并且设置有长变向翅片90,这些长变向翅片与在图15和图16中所展示的可移动构件的长变向翅片类似。
叶片筛网92包括多个叶片93,这些叶片沿着在平躺的方向、在此是水平方向定向。在此,叶片93朝向波浪前进区16并且向下倾斜,以便将由出口开口63喷射的水射流向下引导。在此,叶片93相对于可移动构件20'固定。
作为变型,比如93的叶片可旋转地安装,使得叶片朝向波浪前进区域16的倾斜是向上或向下可调节的。
叶片筛网92有利于用于冲浪练习的特别是关于其力量和其形式的波浪22的质量。
改变叶片筛网92的叶片93的定向的可能性使得波浪22的配置、特别是其厚度能够被调节。
图20和图21展示了可移动构件20’的变型,该可移动构件与在图18和19中所展示的类似,不同之处在于长变向翅片90更少并且叶片98沿着直立方向、在此是竖直方向定向。
在此,叶片98可旋转地安装,使得朝向波浪前进区16的其倾斜是向前或向后可调节的,这使得可以改变由可移动构件20'产生的波浪22的制动的定向和速度。
在此,叶片98朝向波浪前进区16和向后倾斜。
在未展示的变型中,比如92的叶片筛网、即比如93或98的直立或平躺的叶片的设置在与图17中所展示的不同地配置的可移动构件上,例如在图7至图10和图12中、或图13和图14中、或图15和图16中、或例如现在将给出对其的描述的图22至图25中所展示的可移动构件上。
图22至图25展示了可移动构件20’的变型,该可移动构件与在图7至图10和图12中所展示的可移动构件20’类似,不同之处在于该可移动构件设置有长变向翅片90,设置有在上方和下方由与在图17中所展示的可移动构件的倾斜壁类似的倾斜壁界定的入口区段68,并且设置有间隔件94。
在此,间隔件94由平面壁形成,每个平面壁横向于内侧周向壁64定向并横向于外侧周向壁65定向并且在此从入口开口62向后延伸。
如在图25中所看到的,此处,间隔件94在入口区段68的长度的大约2/5上延伸。
作为变型,间隔件94在在腔室61的更大的长度上或者可能整个长度上延伸。通过进一步的变型,间隔件94例如仅在方向变化区段70中、仅在出口区段69中或同时在出口区段69和入口区段68和/或变化方向区段70中不同地设置。
在此,每个间隔件94均从外侧周向壁65延伸到内侧周向壁64(该壁64以及与该壁并排的变向翅片90在图23中已被移除)。
间隔件94机械地连接到周向壁64和65并在间隔件与翅片相交的位置处机械地连接到翅片90。因此,间隔件94可以加强可移动构件20',特别是当水在腔室61内流动时限制翅片90的振动。在此,如以下所解释的,间隔件94促进流的均匀性。
间隔件94均匀地分布在顶部周向壁67(该壁67在图23中已被移除)与底部周向壁66之间,并且各自均沿着向后和向上倾斜的相应方向定向。在此,间隔件94以及与间隔件94相反定位的顶壁67和底壁66的部分各自均沿着相同的方向定向。
借助间隔件94,就好像腔室61中的流动被细分为多个不同的流动,分别在两个相邻的间隔件94之间、在底部周向壁66与相邻的间隔件94之间以及在顶部周向壁67与相邻的间隔件94之间穿过。
出于与以上阐述的类似的原因,但为了在水平方向与向后和向上倾斜的方向之间定向的变化,间隔件94使得可以同时具有均匀流动和腔室61的特别紧凑的入口区段。
在此,要注意的是,可移动构件20'包括6个变向翅片90。
在此,间隔件94和变向翅片90布置以形成格栅。
如在图22中清楚可见的,在此,入口开口62和出口开口63各自具有相应的矩形形状。在此,入口开口62沿着基本上垂直方向为长形,而出口开口63沿着基本上水平方向为长形。
图26展示了可移动构件20'的变型,该可移动构件与图15和16所示的类似,不同之处在于两个相继的变向翅片90之间的间隔在此几何地递进,从内侧壁64朝向外侧壁65增大。
图27展示了可移动构件20'的变型,该可移动构件与在图15和图16中所展示的类似,不同之处在于其外侧壁65和最靠近该外侧壁的长变向翅片90各具有可折叠到水流动腔室61中的部分29。
每个部分29均通过铰链95连接到外侧壁或翅片90的其余部分。
每个部分29均被配置为具有折叠到腔室61中的位置,在该位置中,其远端(与铰链95相反的一端)与沿着朝向内侧壁64的方向紧随其后定位的翅片90接触,以便(i)在腔室61的由外侧壁65和最靠近该外侧壁的翅片90界定的部分中中断入口区段68与出口区段69之间的流体连通,以及(ii)当这些部分29折叠时实现入口区段68与在外侧壁65和最靠近该外侧壁的翅片90中提供的开口99之间的流体连通。已经进入腔室60的位于壁65与最近的翅片90之间的隔室以及位于该翅片90与相邻翅片之间的隔室中的水因此从主体60向后喷射。
因此,当部分29被折叠时,由出口开口63喷射的水射流具有较低的通过量。
因此可以通过折叠两个部分29、折叠单个部分29或不折叠部分29来选择性地修改波浪22的配置。
特别地,因此可以选择性地修改波浪22的厚度(其正面与其背面之间的距离)。
作为变型,仅比如65的外侧壁包括比如29的可折叠部分。作为进一步的变型,比如90的若干变向翅片包括比如29的可折叠部分。
如美国专利3,913,332中所描述的那样执行沿着路径21的可移动构件20’的驱动。
作为变型,如在图22中所示的,可移动构件20'在其顶部具有安装支托96,该安装支托紧固到主体60并且从顶壁67突出。安装支托96连接到驱动结构(未示出),该驱动结构以旋转木马方式布置。
作为变型,支托96不同地定位,例如,支托96从外侧周向壁65突出,或者例如可移动构件包括比如96的若干个安装支托。
在此,支托96是矩形截面的长形构件。
作为变型,支托具有不同形状的截面,特别是为了是更具流体动力,例如呈相反的外弧面和内弧面对称的翼的形式。
图28和图29展示了变型,其中以旋转木马方式布置的驱动结构(可移动构件20'连接到该驱动结构)被环形结构100代替。
在环形结构100上紧固有助推器101,该助推器被配置为在保持与路径21相同的居中的同时旋转该环形结构,从而沿着路径21驱动可移动构件20'。
在此,环形结构100浮动。
为此,环形结构100包括管状壳体102,该管状壳体的内部空间103在此填充有空气(图29)。
作为变型,内部空间103至少部分地填充有低密度材料(例如泡沫)。
在此,环形结构100的直径大约100m。
与该发生器12一起使用的支撑件11或55当然具有相应地适配的直径。
在此,管状壳体的直径大约1.0m。
作为变型,管状壳体的直径是不同的,例如包括在1.0米与1.5米之间,或者可选地更大。
在此,数量为四个的助推器101在角度等距的同时沿着环形结构100布置。在此,助推器101被配置为与水上环境配合并且因此被浸没。在此,助推器包括螺旋桨,该螺旋桨可以是流线型的,也可以不是流线型的。
助推器101例如以用于喷气滑雪的助推器的方式布置。
例如用于供应燃料电池本身的氢气的电池或燃料箱供应助推器的电动机,这可以在环形结构100上实施。
作为变型,例如借助于布置在环形结构100外部的杆104所承载的悬链线从外部向马达提供能量。
作为变型,滚子设置在比如104的杆上,以引导环形结构100。
为了限制对环形结构前进的阻力,可以设置水翼,以便在结构100以其巡航速度移动时提升该结构。
这些水翼可以是可定向的,以在结构100处于巡航速度时改变该结构的高度方向位置,并且从而改变波浪22的配置。
还可以提供方向舵和/或稳定器翅片,以促进将环形结构100保持到其路径。
助推器当然可以与水翼、方向舵和/或稳定器翅片相关联。
在此,环形结构100和助推器101被配置为顺时针转动。
作为变型,至少一个比如101的助推器被配置为与空气介质配合并因此显露出,这样的助推器例如包括涡轮机、帆或被配置为使用马格努斯效应(Magnus effect)的旋转圆柱形结构。
作为变型,助推器的数量少于四个,例如一个、两个或三个助推器,或多于四个,例如五个或六个。
作为变型,助推器被配置为逆时针转动环形结构,可移动构件被相应地配置。
作为变型,由环形结构100承载的助推器由固定驱动器和传动装置代替,例如齿轮马达或其他的泵,该齿轮马达转动与环形结构100的外表面接触的滚子,该泵产生水射流,该水射流被引导到存在于环形结构100的外表面上的桨叶上。
作为变型,可移动构件或多个可移动构件20'、环形结构100以及环形结构100与可移动构件或多个可移动构件20'之间的紧固件被配置用于使可移动构件或多个可移动构件20'能够缩回进入环形结构100中。因此,可以根据在环形设备100外侧实施的可移动构件的数量以零波浪、一个波浪或若干个波浪来操作该设备。
作为变型,可移动构件或多个可移动构件20'、环形结构100以及环形结构100与可移动构件或多个可移动构件20'之间的紧固件被配置用于使可移动构件或多个可移动构件20’不突出到环形结构100的内侧。因此,简单方便地提高了使用者的安全性。
作为变型,以与平台11相同的方式,为环形结构100设置可以填充有水的箱形结构(未示出),以在暴风雨的情况下将环形结构100搁置在底部。
当然,在其他变型中,以上披露的变型的特征被组合。
应当注意,环形结构100也适合作为不同于可移动构件20'的波浪发生器的可移动构件的驱动结构,例如美国专利3,913,332所描述的。
图30展示了可移动构件20'的变型,该可移动构件与在图26中所展示的类似,不同之处在于入口区段68在朝向波浪前进区的一侧上和在与波浪前进区相反的一侧上由周向壁的部分71和72界定,周向壁的这些部分不是沿着由可移动构件20’所遵循预定路径21而是沿着与路径21形成预定入射角(表示为i)的倾斜方向105定向。
更具体地,倾斜方向105向后并背离波浪前进区16定向。
尽管令人惊讶,但发明人进行的研究显示,这种倾斜有助于水进入水流动腔室61中,并且从而提高所获得的波浪的质量和设备的能量效率。
看起来因此有助于水进入腔室61,因为当波浪发生器在使用时,可移动构件如在图30中箭头线106所示地那样被周围的水绕过,特别是因为离开流动腔室61的水射流对周围的水构成障碍物。
这种绕过已经发生在可移动构件20'的上游,这引起水沿着倾斜方向105的定向。
发明人进行的研究显示,有利的是,入射角α包括在5°与30°之间,优选在8°与20°之间,更优选在10°与16°之间。
应当注意,在图30中所展示的变型中,变向翅片90的数量是三个,而对于在图26中所展示的变型,其是四个。在未展示的变型中,翅片90的数量不同于三个或四个,例如两个或五个。
入口区段68在朝向波浪前进区的一侧上和在与波浪前进区相反的一侧上由周向壁的部分71和72界定,周向壁的这些部分不是沿着可移动构件10’所遵循的预定路径21而是沿着与路径21形成预定入射角的倾斜方向105定向,这一事实通常应用到可移动构件20’的所有实施例。
应当注意,在展示的示例中,除了图7和图8之外,出口区段69仅在与波浪前进区16相反的一侧上界定,出口开口63与周向壁的部分64成直线地延伸,该周向壁的部分在朝向波浪前进区16的一侧上界定入口区段68。
因此,主体60在朝向波浪前进区的一侧没有任何突出物,这有利于其流体动力学质量。
在未展示的变型中,比如间隔件94的间隔件机械地连接到比如85的短变向翅片。
在未展示的另一个变型中,设备10'包括与以上描述的叶片筛网92类似的叶片筛网,不同之处在于筛网不是紧固到可移动构件20'而是紧固到支撑件11或55;比如叶片筛网从边缘区15向上突出并且被定位成使得当波浪发生器12在使用时,可移动构件20'在叶片筛网的背离波浪前进区域的一侧上经过叶片筛网;这种叶片筛网沿着路径21的至少一部分、沿着路径21的若干部分或沿着整个路径21布置。
在未展示的另一个变型中,比如10'的人造波浪设备包括另外的支撑件,该支撑件与比如11或55的支撑件类似,但其上表面布置为比如11或55的支撑件的上表面的镜像;比如12的人造波浪发生器包括另外的可移动构件,该可移动构件与比如20’的可移动构件类似,但其布置是比如20’的可移动构件的镜像;并且水位于此另外的支撑件的边缘区和波浪前进区上;使得当波浪发生器在使用时,另外的可移动构件侧向地跟随有另外的波浪,该波浪与比如22的波浪类似,但该波浪在水中的移动和破碎是比如22的波浪的移动和破碎的镜像。有利地,另外的可移动构件和比如20'的可移动构件并排布置并且彼此紧固。
应当注意,在以上所描述所有实施例中,可移动构件20'(更具体地是其主体60)被配置成使得腔室61中的水的流动完全是被动的,也就是说,流动仅由于可移动构件20'沿着路径21被驱动的事实而发生。在未展示的变型中,可移动构件20'被配置用于使得腔室61中的水流至少部分地是被动的,也就是说,部分流动是由于比如一体式泵的主动构件而产生的;并且优选地配置为使得腔室61中的水流大部分是主动的。
在未展示的其他变型中:
-例如如果可移动构件没有顶部周向壁,则水流动腔室可以在面向上的一侧开放,也就是说,周向壁仅可选地在面向上的一侧封闭水流动腔室;
-比如69的出口区段不是直的而是通常是弯曲的,界定该出口区段的周向壁的部分比如部分76是弯曲的;
-流动腔室的截面可以不同于矩形,例如椭圆形、圆形或三角形;并且/或者
-在设备10中,设置涡轮机,以例如在开口33、39、49或58的位置处从离开接纳体积32或48的水中回收能量;这些涡轮机例如是卡普兰涡轮机。
更一般地,本发明不限于所描述和展示的示例。
Claims (15)
1.一种用于冲浪练习的人造波浪设备,包括:
-支撑件,所述支撑件(11;55)具有上表面,所述上表面(14)包括边缘区(15)、波浪前进区(16)和达顶区(17),所述波浪前进区(16)以朝上的斜坡从所述边缘区(15)延伸到所述达顶区(17);
-水,所述水位于所述边缘区(15)和所述波浪前进区(16)上;
-人造波浪发生器(12),所述人造波浪发生器包括至少一个水驱动构件,所述至少一个水驱动构件在所述边缘区上(15)沿着预定路径(21)可移动,所述波浪发生器(12)和所述支撑件(11;55)的所述上表面(14)被配置为使得当所述波浪发生器(12)在使用时,所述可移动构件侧向地跟随有波浪(22),所述波浪在所述水中朝着所述波浪前进区(16)移动,所述产生的波浪(22)与所述波浪前进区接触而朝着所述达顶区(17)破碎;
其特征在于,所述波浪发生器(12)的所述可移动构件(20’)包括主体(60),所述主体界定水流动腔室(61),所述水流动腔室由位于前面并面向前的入口开口(62)并且由位于所述入口开口(62)后方并面向所述波浪前进区(16)的出口开口(63)开放,所述主体(60)包括周向壁(64,65,66,67),所述周向壁从所述入口开口(62)到所述出口开口(63)完全封闭所述腔室(61),除了可选地在面向上的一侧处外。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述主体(60)的所述周向壁(64,65,66,67)在所述水流动腔室(61)中界定入口区段(68)和出口区段(69),所述入口区段出从所述入口开口(62)向后延伸,所述出口区段向后延伸到所述出口开口(63),所述出口区段(69)位于所述入口区段(68)的后方。
3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述入口区段(68)在朝向所述波浪前进区(16)的一侧上和在与所述波浪前进区(16)相反的一侧上由所述周向壁(64,65,66,67)的部分(71,72)界定,所述周向壁的部分沿着所述路径(21)方向定向,所述出口区段(69)在与所述波浪前进区(16)相反的一侧上并且可选地在朝向所述波浪前进区(16)的一侧上由所述周向壁的部分(76)界定,所述周向壁的部分沿着出口方向(75)定向,所述出口方向与所述路径形成预定的方向变化角(α)。
4.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述入口区段(68)在朝向所述波浪前进区(16)的一侧上和在与所述波浪前进区(16)相反的一侧上由所述周向壁(64,65,66,67)的部分(71,72)界定,所述周向壁的部分沿着倾斜方向(105)定向,所述倾斜方向与所述路径(21)形成入射角(i),所述倾斜方向(105)向后并且背离所述波浪前进区(16)定向,所述出口区段(69)在与所述波浪前进区(16)相反的一侧上并且可选地在朝向所述波浪前进区(16)的一侧上由所述周向壁的部分(76)界定,所述周向壁的部分沿着出口方向(75)定向,所述出口方向与所述路径形成预定的方向变化角(α)。
5.根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述入射角(i)包括在5°与30°之间,优选在8°与20°之间,更优选在10°与16°之间。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备,其特征在于,所述预定的方向变化角(α)包括在20°与60°之间,优选地在25°与40°之间,并且更优选地在30°与35°之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备,其特征在于,所述出口区段(69)仅在与所述波浪前进区(16)相反的一侧上被界定,所述出口开口(63)与周向壁(64)的所述部分(71)成直线地延伸,所述周向壁的部分在朝向所述波浪前进区(16)的一侧上界定所述入口区段(68)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备,其特征在于,所述水流动腔室(61)的截面为矩形形状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备,其特征在于,所述可移动构件(20’)包括变向翅片(85,90),所述变向翅片布置在所述水流动腔室(61)中,每个所述翅片(85,90)具有在定向变化区段(70)沿着在所述路径(21)与所述出口方向(75)之间成一半角度的方向的总体定向,在所述定向变化区段中,在所述水流动腔室(61)中的流动从沿着所述路径(21)的定向变到沿着所述出口方向(75)的定向。
11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述翅片(85)大部分在所述定向变化区段(70)中延伸。
12.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述翅片(90)在所述入口区段(68)的主要部分上或者替代地在所述出口区段(69)的主要部分上或者替代地在所述入口区段(68)的主要部分上并且在所述出口区段(69)的主要部分上延伸。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备,其特征在于,所述设备包括所述可移动构件(20')的浮动的环形驱动结构(100)。
14.根据权利要求13所述的设备,其特征在于,所述设备包括助推器(101)和/或固定驱动器,所述助推器紧固到所述环形结构(100),以驱动所述环形结构,所述固定驱动器使与所述环形结构(100)的外表面接触的滚子转动,以驱动所述滚子。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的设备,其特征在于,至少一个所述可移动构件(20’)、所述环形结构(100)和在所述环形结构(100)与所述至少一个可移动构件(20’)之间的紧固件被配置为使得所述至少一个可移动构件(20’)能够缩回到所述环形结构中(100)。
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