CN117940193A - 波浪产生装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种波浪产生装置(100)，上述波浪产生装置构造成在水中产生波浪，并且包括构造成围绕竖直旋转轴线旋转的圆盘(102)。波浪成形器(120)相对于圆盘固定，并且由此构造成与圆盘一起旋转，其中，上述波浪成形器构造成将进入的水流(112)形成为驻波。出水口(110)与波浪成形器间隔开，上述出水口构造成将水流引导到圆盘的一部分之上并朝向波浪成形器。水泵(140)经由水管路连接到出水口，从而产生水流。上述装置构造成将水流引导到旋转圆盘之上并朝向波浪成形器，从而产生相对于圆盘为驻波但与圆盘一起旋转的波浪。

Description

波浪产生装置和方法

技术领域

本发明宽泛地涉及人工波浪的产生，并且具体地涉及波浪产生装置和方法(例如，用于水上运动或娱乐)。

背景技术

申请人已知Wave Gardens(一家西班牙公司)的一种现有装置，该装置使用具有至少一个斜坡或叶片的旋转平台(通常称为圆盘)用作波浪成形器来试验人工波浪。该装置被放置在较大的水体中(例如湖泊或水池)，圆盘旋转，并且驱动波浪成形器穿过水面。在波浪成形器在水中回转时，其会产生波浪(具有类似犁雪器的效果)。

该装置的缺点是会在圆盘旋转的方向上在圆盘周围产生显著的湍流和水流，最终导致周围的水也开始旋转，如同大漩涡那样。随着水的旋转，波浪成形器与水之间的相对速度降低(并且随着漩涡速度接近圆盘速度而接近零)，这减小了波浪产生作用。这也许可以通过提供大型泵或喷水器来抵消涡流效应来抵消，但是这会增加安装的成本和复杂度。

本申请人期望一种能够克服或改善该缺点的波浪产生装置。

发明内容

由此，本发明提供了一种波浪产生装置，该波浪产生装置构造成在水中产生波浪，该装置包括：

圆盘，上述圆盘构造成围绕竖直旋转轴线旋转；

至少一个波浪成形器，上述波浪成形器相对于圆盘固定，并且由此构造成与圆盘一起旋转，其中，上述波浪成形器构造成将进入的水流形成为驻波；

与上述波浪成形器间隔开的出水口，上述出水口构造成将水流引导到上述圆盘的一部分之上并朝向上述波浪成形器；以及

至少一个水泵，上述水泵经由水管路连接到上述出水口，从而产生上述水流，

其中，上述装置构造成将上述水流引导到旋转的上述圆盘之上并朝向上述波浪成形器，从而产生相对于上述圆盘为驻波但与上述圆盘一起旋转的波浪。

在本说明书的上下文中，术语“驻波”可以包括水跃波(如更常规的)和/或可以包括地层上方的水的片流以产生具有波状外观的隆起(即使可能不符合“波浪”或“驻波”的常规定义)。

出水口可以构造成与圆盘一起旋转，使得在圆盘旋转时，水流保持被引导到波浪成形器。

波浪成形器可以设置在圆盘的外周。出水口可以在波浪成形器的内侧设置在圆盘的中心处，并且构造成将水流向外引导并朝向波浪成形器。

水流可以从圆盘中心向外引导、或者可以相对于圆盘旋转方向向后引导、或者从圆盘周边向内引导，并且朝向波浪成形器。

出水口可以是细长的，并且可以设置在圆盘的中心与其外周之间。波浪成形器也可以设置在圆盘的中心与其外周之间，出水口构造成将水流周向地引导并朝向波浪成形器。

该装置可以包括周向地间隔开多个出水口和多个波浪成形器。出水口可以构造成将相应的水流引导到波浪成形器。多个出水口和多个波浪成形器可以等角度地间隔开。出水口可以构造成在布置在出水口与波浪成形器之间的圆盘的水流区域之上产生水的片状流。

水流可以提供足够的能量以抵消波浪失速并抵消水池中的漩涡效应，并且水流可以与穿过波浪成形器的池水混合，或者穿过波浪成形器的水可以基本上由来自喷嘴的水组成。

圆盘可以限定与水流区域旋转地相邻的至少一个上升区域，水流区域呈槽的形式，并且与相邻的上升区域相比，槽被压低或降低。上升区域可以是排水区域，并且可以被认为是“行进礁石”。

出水口可以在圆盘的大部分或所有的旋转区域的周围排放水，但是被引导到波浪成形器的水流可以包括比没有被引导到波浪成形器的水排放更多的水，例如，每单位面积更多的水。没有被引导到波浪成形器的水可以被认为是溢出水，并且也可以抵消漩涡效应。

水流在从出水口排出时可以具有正流速和升高的压头。升高的压头可能意味着加压或泵送。圆盘可以构造成通过向下的重力流和/或科里奥利效应而额外地激励水流，但是泵送的水流可以产生用于重力流的升高的水位和能量势能。

波浪产生装置可以包括位于圆盘中心的毂部。毂部可以与圆盘集成或固定到圆盘，由此毂部构造成与圆盘一起旋转。圆盘可以相对于毂部是可移位的，毂部可以是固定的，圆盘由此构造成围绕毂部旋转。上述毂部可以容纳出水口。替代地，上述毂部可以不具有任何圆盘结构，因此，可以是由环形的圆盘围绕的水池的内部部分。

出水口可以位于圆盘上或位于圆盘内。

圆盘可以是圆形或环形的(或近似圆形，例如椭圆形)。圆盘可以是刚性和/或柔性的材料。圆盘可以包括囊状结构。圆盘可以包括下方的支承结构，在该支承结构上支承表层或薄膜。

波浪产生装置可以包括容纳水体的水池。圆盘可以设置在水池中。水流可以从水体中抽取，尾水可以以循环和重复的回路返回至水体。圆盘可以部分地或完全地浸入水体中。波浪产生装置可以包括设置在圆盘与水体之间的至少一个高压密封件。一个或多个空气腔室可以设置在圆盘的下方，并且通过高压密封件与水体分离。空气腔室可以被加压，例如，相对于密封件所处的水深被加压到大气压力。

泵(独立于圆盘或集成在圆盘内)可以包括附接到圆盘的叶片(或类似结构，例如戽斗或翅片)，使得圆盘在水体中或在水体上的旋转引起泵送动作。叶片可以与波浪成形器分离。叶片可以附接到圆盘的侧面或下侧。叶片可以被认为是旋转叶片，因为它们与圆盘一起旋转。该装置可以包括互补的静叶片。静叶片可以安装于水池或其他支承结构，例如与旋转叶片相邻或相对。这可能类似于正常或反向操作的Jonval涡轮机(https://en.wikipedia.org/wiki/Jonval_turbine)。

该泵送动作可以来源于圆盘的旋转，但是与波浪产生动作是分开的。换言之，不同的结构分别负责波浪产生(波浪成形器)和泵送(叶片)。然而，两个结构都可以从相同的来源、即圆盘的旋转获得动力。

水管路可以是或可以包括设置在圆盘下方或圆盘中的螺旋卷形的供水结构。供水结构可以将水从叶片引导到出水口，水在上述叶片处被泵送，水在上述出水口处被排出。该装置可以包括构造成使圆盘旋转的电动机。该装置可以包括相关部件、例如轴承、轴或齿轮箱等，以将电机联接到圆盘。电动机可以是电动马达。

该泵可以是独立的装置、例如电动泵。该泵可以是轴流泵或离心泵。水管路可以是泵与出水口之间的导管或管道。

波浪成形器可以连续地引导水流的头部上升并将其成形为波浪。波浪可以朝向圆盘内部、远离圆盘内部或径向地朝向圆盘内部，从而产生向内(凹)或向外(凸)的波浪形状。用于中心头流排放型式的波浪成形器可以相对于圆盘的旋转方向定向成锐角。波浪成形器可以是固定的或可变形的、硬的或软的。出水口可以构造成在至少部分地与圆盘的旋转方向相反的方向上引导水流。这可能会抵消漩涡效应。产生的波浪可以用于水上运动或娱乐，例如冲浪、冲浪、划水、游泳、玩耍等。

超过20％的离心力可能不适合冲浪，因此，半径为8米的圆盘的外速度应该低于4m/s(4.7rpm)，而半径为50米的圆盘则可能具有高达10m/s的外速度(1.9rpm)。由此可见，速度可能是波浪大小的限制，因此，较大的圆盘由于其可容忍的速度范围而可能具有较大的波浪。水流体积可以由流速来确定，其中水流的速度可以高于圆盘的周边速度。每个波浪成形器可以容易地管理每秒10立方米的流速。

本发明扩展成一种在水中产生波浪的方法，该方法包括：使圆盘围绕竖直旋转轴线旋转；

设置至少一个波浪成形器，上述波浪成形器相对于上述圆盘固定并由此构造成与上述圆盘一起旋转；

通过至少一个水泵并经由水管路将水泵送到出水口，从而产生水流；

将上述水流从与上述波浪成形器间隔开的出水口引导到上述圆盘的一部分之上并朝向上述波浪成形器；以及

通过上述波浪成形器，将上述水流形成为相对于上述圆盘为驻波但与上述圆盘一起旋转。

附图说明

现在将参照附图，以示例的方式来进一步描述本发明。

在附图中：

图1示出了根据本发明的波浪产生装置的第一实施方式的示意性俯视图；

图2示出了图1的波浪产生装置的示意性剖视图；

图3示出了包括水池的图1的波浪产生装置的示意性俯视图；

图4示出了图3的波浪产生装置的示意性剖视图；

图5示出了根据本发明的波浪产生装置的第二实施方式的示意性俯视图；

图6示出了从图5的波浪产生装置发展而来的波浪产生装置的第三实施方式的示意性俯视图；

图7示出了从图2的波浪产生装置发展而来的波浪产生装置的另一实施方式的示意性剖视图；

图8示出了从图2的波浪产生装置发展而来的波浪产生装置的另一实施方式的示意性剖视图；

图9示出了根据本发明的波浪产生装置的另一实施方式的示意性俯视图；

图10至图12示出了根据本发明的波浪产生装置的又一实施方式的示意性剖视图；

图13示出了根据本发明的波浪产生装置的另一实施方式的示意性剖视图；

图14示出了图13的装置的一部分的示意性俯视图；

图15示出了根据本发明的波浪产生装置的另一实施方式的示意性俯视图。

具体实施方式

提供本发明的示例性实施方式的以下描述作为本发明的实现教导。相关领域的技术人员将认识到，可以对所描述的示例性实施方式进行改变，同时仍然获得本发明的有益结果。同样显而易见的是，通过选择示例型实施方式的一些特征而不利用其他特征，可以获得本发明的一些期望的益处。由此，本领域技术人员将认识到，对示例性实施方式的修改和适应是可能的，并且在某些情况下甚至是期望的，并且是本发明的一部分。因此，提供示例性实施方式的以下描述来说明本发明的原理，而不是对其进行限制。

图1示出了根据本发明的基础的波浪产生装置100。该装置具有圆形的圆盘102，该圆盘102具有中央的毂部104和沿外周延伸的外缘106。圆盘102安装成围绕中心竖直轴线旋转，并且可以由电动机或其他驱动装置(未示出)驱动。圆盘102设置在水体中(见例如图3)。出水口110设置在毂部104处或下方。出水口110没有在图1中具体示出(但是见下面的描述和附图)。出水口110构造成在圆盘110的指定为水流区域114的部分之上排放水流112。出水口110的存在是该实施方式的重要部分，并且可以用作将该实施方式创造性地与现有技术的装置区分开来的特征之一。水流区域114之上的水流112可以是平滑的或连贯的流动，例如片状水流、或者甚至是层流。

圆盘102具有波浪成形器120，该波浪成形器120在该实施方式中是细长的，并且沿着圆盘102的外缘切向地延伸。波浪成形器120是斜坡或弯曲翅片的形式。出水口110构造成将水流112引导朝向波浪成形器120，该波浪成形器120又重新引导流动以将水流112转换成波浪(或波浪状构造)。因此，需要注意的是，水流112与波浪成形器120的相互作用产生了波浪，而不是如现有技术的装置的情况那样，(或至少不是主要的)圆盘102在更大的水体中旋转的作用产生了波浪。

需要注意的是，出水口110不是与波浪成形器120径向地对准，而是旋转地偏移。这补偿了圆盘102的旋转，该旋转可能会导致水流112在其向外辐射处弯曲，如图1所示，图1具有示出水流112的曲线。这可能是由于旋转的圆盘102上的水流112的惯性(例如科里奥利效应)而导致的。

取决于水源110和/或毂部104的构造，有可能存在从水源110和/或毂部104排放的没有朝向波浪成形器120的溢出水113。例如，当毂部104包括构造成360°地排放水的360°的圆形喷嘴，水源110是旋转孔或包括旋转孔以将水引导朝向波浪成形器120，并且在剩余的弧部中将水阻挡但不完全阻挡时，可能会出现这种情况。

波浪的尾水122从圆盘102的外缘106向外引导或消散并返回至水体。由于尾水122是耗散型的，因此，对水体中的任何漩涡效应没有显著贡献。此外，由于波浪产生作用是水流112与波浪成形器120相互作用的结果，而不是波浪成形器回转/翻耕水体的结果，因此，波浪产生作用对任何漩涡效应也没有显著贡献。

圆盘102本身可以是流线型的以用于在周围的水中滑动，而其本身不是通过旋转来排出大量的水。波浪成形器120可以排出水(具体地，水流112)，这可以抵消由出水口110提供的进入的水。

图2示出了装置100的剖视图。如上所述，出水口110可以不是总是与波浪成形器120径向地对准——为了便于说明，该图将其示出为对准，但是其也可以是偏移剖视图。

更清楚地示出了水流112从水源110发出，并且在圆盘102的水流区域114之上朝向波浪成形器120引导。波浪成形器120又将水流112转换成波浪124。波浪124的特性(例如，大、桶形的、卷曲的等)可以很大程度上由波形形成器120的形状来决定，但是也可以由水流112的特性来决定。波浪124随着尾水122返回至水体而消散。

波浪124是相对于圆盘102的驻波。换言之，以圆盘102作为参照点，波浪124在其总体形状上将是稍微静止的。因此，波浪124可以被描述为随着圆盘102在使用中旋转而与圆盘102的周边一起旋转的驻波。这可能是有益的，因为，它具有驻波的优点(例如，能够以可靠的方式支承冲浪板或挡浪板)，同时仍然具有在水中移动的效果。

图3示出了由水池132、湖泊或类似结构(无论是人工的还是天然的)提供的水体130中的圆盘102。如果水池132的尺寸需要最小化，则水池132可以构造成圆形或椭圆形，并且比圆盘102稍微大，但不是显著地更大(如图3所示)。然而，各种不同的创造性实施方式都是可行的(见下文)。

图4示出了波浪产生装置100的更完整的图示。提供了一种水泵140，在该实施方式中，上述水泵140位于圆盘102下方(在比圆盘102低的水平面处)；泵140位于水池132的水体130中、或者与该水体130流体连通。尽管各种泵的实施方式可能是可行的，但是该泵140是电动轴流泵。提供大容量的导管或管道142形式的水管路，以将泵送的水从泵140引导朝向毂部104。

管道142通向毂部104下方的空腔143，该空腔大部分是中空的。毂部104对行进的孔144进行限定，该孔144与圆盘102一起旋转，从而相对于圆盘102(并由此相对于波浪成形器120)维持固定的角度对准。孔144用作出水口110，以将水流112引导朝向波浪成形器120。替代地，固定就位的毂岛(其外缘作为喷嘴的均匀环形上唇部，而下唇部/底板是移动的圆盘表面)具有波形测深，上述波形测深具有在对主水流喷嘴进行限定的更深开口的任一侧的浅区域。

在该实施方式中，毂部104实际上提供360°的水排放。更大量的水被引导通过用作出水口110的孔144，但是在不与波浪成形器120对准的其他区域中，溢出水113被引导出毂部104与圆盘102之间的狭窄间隙146。与水流112相比，该溢出水113可以具有较低的水头或每单位宽度较低的体积，因此，不需要明显更多的泵送容量。

该装置100可以包括机械电动机(未示出)以使圆盘102以期望的速度旋转。电动机和/或泵140的输出可以是定制的，以控制装置100的操作特性、例如波浪产生特性。

虽然圆盘102可以构造成支承在水体130的顶部上，但是在该示例中，替代地，圆盘102不使其下侧与水体130密封隔离。更具体地，环形非接触式的低压密封组件149设置在圆盘102的外周周围、例如从圆盘102的外周向下悬垂，以与设置在设置有圆盘102的水池132中的互补直立结构149(例如翅片或壁)相互作用。这可以具有各种优点、包括降低圆盘102的旋转阻力，减少水体130中的任何漩涡效应等。通过这样的构造，圆盘102可以是相对较薄或轻的结构，其甚至不必具有底壁。

图5示出了根据本发明的波浪产生装置200的另一实施方式。与其他图中的附图标记相同或相似的附图标记可以指代相同或相似的部分。该装置200采用与先前的装置100相同的原理，但是具有不同的实现方式。

更具体地，出水口210和波浪成形器220在一定程度上径向地(或倾斜地)延伸，并且周向地对准并间隔开。出水口210是细长的和弓形的，并且构造成在水流区域214的范围内，在与圆盘202的旋转方向208相反的大致圆周方向上排放水流212。出水口210可以是细长狭槽或喷嘴的形式，输出通常维持在水流区域214的范围内的片状的水流212。水流212的方向可以与旋转方向208相反，这可以增强波浪产生特性或减少水体130中的漩涡等。

波浪成形器220定向在径向与周向之间的某个位置处，并且可以表征为倾斜的或后掠的。其相对于半径的角度可以变化以影响其产生的波浪的特性。尾水222再次从波浪成形器220的后方流出。

图6示出了波浪产生装置200的改进型式201，该改进型式201具有三组等角度间隔的出水口210和波浪成形器220。具有多组出水口210和波浪成形器220的装置201可以有益于能够针对相同的圆盘占地面积产生更多的波浪(在本例中是三倍多)。

将该逻辑应用于图1至图4的装置100，可以存在分别指向多个波浪成形器120(未示出)的多个出水口110。事实上，甚至可能需要多个出水口与波浪成形器的组合，因为如果旋转地对称，这可以向圆盘102提供更好的中心性，以实现更平滑的旋转或更低的旋转能量输入。

图7至图8示出了不同的波浪成形器的构造。在图7中，波浪产生装置230缺乏在早期的装置100中存在的毂部104。这种毂部的缺乏可以提供能够提供具有不同特性的水流232的出水口231。例如，出水口231可以由升高的水头或加压的水源提供，以膨胀到圆盘102的水流区域114上，而不是经由喷嘴喷射或抛出。这可以允许水流232更深和/或更慢，从而能够提供具有不同特性的波浪234。

在图8中，装置240仍然是无毂部的，但是也具有与先前的装置100、230的波浪成形器120相比高度减小的波浪成形器242。波浪244可以由具有更多开放水流的水跃形成。波浪成形器242可以在提供波浪形成的波形测深之后，在水体130中的水大部分静止的情况下工作。波浪244可以具有与由稍微不同的水跃相互作用形成的其他波浪124、234不同的特性(例如，高度、卷曲、桶形)。

图9示出了具有图1的装置100的波浪成形器120的波浪产生装置250，但是具有围绕圆盘102间隔120°的三个这样的波浪成形器120。然而，值得注意的是，存在更明显的水区域254、256。布置在出水口110与波浪成形器120之间的水流区域254较深，类似于槽。然而，排水区域256在各个水流区域254之间周向地间隔开，并且较浅、即相对于水流区域254升高。

从概念上讲，排水区域256在使用中可以被认为是暗礁区域或行进暗礁。排水区域256构造成通过在这些区域256之上仅具有非常浅/薄的流动和与较深的、相邻的水流区域254相比相对低的流量来排放水流。排水区域256也可以与波浪成形器120一起基本上阻止池水130流入前进的水流区域254。排水区域256在俯视图中可以是后掠的，以使不需要的水偏转离开水流区域254，并且内部边界258可以在出水口110的开口的前边界和后边界处用作堰容纳部，在该堰容纳部处更深的水流出到水流区域254中。

图10至图12示出了具有圆盘构造的各种装置250、260、270，上述圆盘构造提供了可以允许高压或气压密封的高压腔室。在图10中，圆盘252构造成在其下方具有中空的空腔254。空腔254被加压到与密封件内的水深成比例的大气压以上。外部的空气捕获水密封件(或高压密封件)256设置在圆盘252的外周周围。加压的中空的空腔254排出池水130，从而产生干燥空间，可选地在该干燥空间内容纳圆盘252的机械和结构部件，例如但不限于传动系统和回转托架。

空腔254还减少了圆盘252的旋转期间的水阻力，并且减少了圆盘底架上的负载。为了克服过度的提升，密封件256和空腔254在一定深度处形成水位，在该深度处，随之发生的空气压力在诸如由水流引起的可能抽吸的动载荷中与圆盘252的总重量平衡。

图11示出了具有环形的圆盘262的装置260，上述圆盘262具有不同形状的空腔264和内部水池或水区域268。可以提供一对密封件256、266、即外部密封件256和内部密封件266。在图12中，装置270也具有环形的圆盘272，但是其具有悬伸部，因此，具有小得多的空腔274，但是以相同的原理运行。

图10至图12的装置250、260、270可以使得圆盘252、262、272保持尽可能中性的浮力，并且可以利用由压缩空气提供的升力，这在结构和机械方面是有益的。空腔254、264、274的特征可以包括用于进入的装置，例如通过垂直气闸从正上方进入舱口，或者通过气闸从水池下方进入地下通道。替代地，进入可能需要在从上方或下方进入之前释放空气压力。高压系统可以包括迷宫式的非接触密封件，或者可以具有类似于轴承座圈上的密封件的回转密封件。

图13示出了根据本发明的波浪产生装置300的进一步发展后的版本。虽然具有单独的电动水泵是一种选择，但是该装置300采用圆盘旋转来产生泵送作用，这将变得显而易见。

装置300具有大致圆形或环形的圆盘302(形状类似于先前的实施方式的圆盘)。更具体地，圆盘302包括位于海洋级GMS的圆盘轮支承框架上的囊状外膜拉伸结构。

毂部组件304支承圆盘302并允许其围绕竖直旋转轴线旋转。用于使圆盘302旋转的驱动装置(未示出)可以包括销轮齿轮，该销轮齿轮安装到外部压缩环或内部张紧环的毂部。毂部组件304被安装到混凝土支承结构336。毂部组件304包括具有轴承和密封系统的回转毂部。

圆盘302容纳在水体130中，并且在毂部组件304的上方设置小的中央水池358。波浪成形器320设置在圆盘302的外周处。波浪成形器320呈向水流312呈现凹面的丘形的形式，由此产生波浪324。尾水322从波浪324流出并返回至水体130。如先前的实施方式那样，呈排放喷嘴形式的出水口310将水流312作为片状流在圆盘302的水流区域314之上排出。该水流区域314相对于允许溢出水313在其上流动的相对的排水区域315是凹陷的。排水区域315被升高，并且可以具体表现为具有后掠螺旋平面形式的软泡沫或充水的薄膜囊状物。

水体130的水位332构造成溢流到堰330中。堰330可以覆盖水池的外周的大部分(超过50％)。堰330可以覆盖有保护栅。出于装饰或娱乐目的，水池的周围可以是铺面、甲板360等。再循环泵334可以与堰330集成在一起，以使堰的水位降低到低于池水，从而允许水池中的小波浪陷入到堰中，以允许池水表面保持相对平静。

对于该实施方式很重要的，并且现在还参照图14，圆盘302具有布置在其外周的多个叶片344。叶片344的存在允许圆盘302也用作水泵(例如，类似于相反的Jonval涡轮机)。从叶片344泵送的水经由呈向内螺旋的涡旋供水结构346形式的管道引导，该涡旋供水结构可以是刚性或柔性的膜囊结构。这些供水结构346将泵送的水馈送到出水口310，该出水口310将水作为水流312排放穿过水流区域314。

装置300可以包括一个或多个同轴的相应定子叶片阵列，该定子叶片阵列可以固定到定子叶片支承结构348，并且附加地或替代地，可以具有安装在圆盘302上或地面结构上的一个或多个反向旋转的同轴叶轮阵列。上述叶片阵列可以定向成用于轴向或径向泵送，并且同轴地位于圆盘302上、圆盘302内或圆盘302附近的任何位置。

圆盘302包括：轨道和轴承组件342，以帮助支承和引导其旋转；以及空气捕获水密封件340。这在圆盘302的下方提供一个基本上干燥的空间354，以用于机械设备和维护通道，由空气压力维持并由围堰壁隔开。由此，该装置300可以被认为是高压圆盘(类似于图10至图12中的那些)。当空气压力损失并导致水经过空气密封件342排出时，水箱356可以收集并保持池水。

该装置300可以具有刚性的、中空的结构345，以承载波浪成形器320，并且形成与扩散器叶片结合的非接触式文丘管密封件的发散部件。

图15示出了根据本发明的又一波浪产生装置370。装置370包括具有囊状外膜拉伸结构的旋转的圆盘372、自行车轮型支承框架和用于迫使旋转的装置，该装置可以包括到外部压缩环或内部张紧环轮毂部的销轮齿轮。波浪成形器390位于圆盘372的外周。圆盘382可以具有与装置300相同的叶片和水管路结构344、346(在图14中)。

具有片状水流的水流区域384位于行进的波浪成形器390之前，并且在它们之间提供呈“行进暗礁”形式的排水区域385。排水区域385可以是软泡沫或充水的膜囊状物，其具有后掠的螺旋平面形状并且被升高以形成对水流的阻塞，这将水头向水流区域384漏斗状地引导，并且可以将池水引导离开水流区域384。

该装置370具有堰外周边缘流动的水排放380，该水排放380可以是水池外周的大部分(超过50％)。楼梯井387将气闸与水池平台388及周围区域连接。壕沟结构389基本上阻塞水通道和懒人河在环形水池中形成。

申请人认为举例说明的本发明提供了一种能够产生可用的人工波浪的装置。优点包括：提供驻波(或伪驻波)，但是该波浪会随圆盘移动。波浪成形器不会通过在池水中翻耕而产生波浪。这减少了漩涡。出水口向波浪提供水，这意味着可以单独地控制波浪产生水的供给。

可以在不影响安装的其他方面(例如圆盘旋转)的情况下构成波浪成形器的特性(长度、倾斜度、曲率、高度等)。

在一个实施方式中，用于出水口的泵送动作可以通过增加叶片组件而通过圆盘的旋转来提供。

各种高压的圆盘构造可以用于减小阻力和降低漩涡。

Claims (19)

1.一种波浪产生装置，所述波浪产生装置构造成在水中产生波浪，所述装置包括：

圆盘，所述圆盘构造成围绕竖直旋转轴线旋转；

至少一个波浪成形器，所述波浪成形器相对于圆盘固定，并且由此构造成与所述圆盘一起旋转，其中，所述波浪成形器构造成将进入的水流形成为驻波；

与所述波浪成形器间隔开的出水口，所述出水口构造成将所述水流引导到所述圆盘的一部分之上并朝向所述波浪成形器；以及

至少一个水泵，所述水泵经由水管路连接到所述出水口，从而产生所述水流，

其中，所述装置构造成将所述水流引导到旋转的所述圆盘之上并朝向所述波浪成形器，从而产生相对于所述圆盘为驻波但与所述圆盘一起旋转的波浪。

2.如权利要求1所述的波浪产生装置，其特征在于，所述出水口构造成与所述圆盘一起旋转，使得在所述圆盘旋转时，所述水流保持被引导到所述波浪成形器。

3.如权利要求1或2所述的波浪产生装置，其特征在于，所述波浪成形器设置在所述圆盘的外周处，

所述出水口在所述波浪成形器的内侧设置在所述圆盘的中心处，并且构造成将所述水流向外引导并朝向所述波浪成形器。

4.如权利要求1或2所述的波浪产生装置，其特征在于，

所述出水口是细长的，并且设置在所述圆盘的中心与其外周之间，

所述波浪成形器也设置在所述圆盘的中心与其外周之间，所述出水口构造成将所述水流周向地引导并朝向所述波浪成形器。

5.如权利要求1至4中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述波浪产生装置包括等角度地间隔开的多个出水口和多个波浪成形器，其中，所述出水口构造成将相应的水流引导到所述波浪成形器。

6.如权利要求1至5中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述出水口构造成在布置在所述出水口与所述波浪成形器之间的所述圆盘的水流区域之上产生水的片状流。

7.如权利要求6所述的波浪产生装置，其特征在于，所述圆盘限定与所述水流区域旋转地相邻的至少一个上升区域，所述水流区域呈槽的形式，并且与相邻的所述上升区域相比，所述槽被压低或降低。

8.如权利要求1至7中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述出水口在所述圆盘的大部分或所有的旋转区域的周围排放水，但是被引导到所述波浪成形器的水流包括比没有被引导到所述波浪成形器的水排放更多的水。

9.如权利要求1至8中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述水流在从所述出水口排出时具有正流速和升高的压头。

10.如权利要求1至9中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述圆盘构造成通过向下的重力流和/或科里奥利效应而额外地激励所述水流。

11.如权利要求1至10中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述波浪产生装置包括位于所述圆盘的中心的毂部。

12.如权利要求11所述的波浪产生装置，其特征在于，

所述毂部与所述圆盘集成或固定到所述圆盘，由此所述毂部构造成与所述圆盘一起旋转；或者

所述圆盘相对于所述毂部是可移位的，所述毂部是固定的，所述圆盘由此构造成围绕所述毂部旋转。

13.如权利要求12所述的波浪产生装置，其特征在于，所述毂部容纳所述出水口。

14.如权利要求1至13中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述出水口位于所述圆盘上或位于所述圆盘内。

15.如权利要求1至14中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述波浪产生装置包括容纳水体的水池，并且其中，所述圆盘设置在所述水池中。

16.如权利要求15所述的波浪产生装置，其特征在于，所述水流从所述水体中抽取，并且尾水以循环和重复的回路返回至所述水体。

17.如权利要求15至16中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述波浪产生装置包括设置在所述圆盘与所述水体之间的高压密封件。

18.如权利要求15至17中任一项所述的波浪产生装置，其特征在于，所述泵包括附接到所述圆盘的叶片，使得所述圆盘在所述水体中或在所述水体上的旋转引起泵送动作。

19.一种在水中产生波浪的方法，所述方法包括：

使圆盘围绕竖直旋转轴线旋转；

设置至少一个波浪成形器，所述波浪成形器相对于所述圆盘固定并由此构造成与所述圆盘一起旋转；

通过至少一个水泵并经由水管路将水泵送到出水口，从而产生水流；

将所述水流从与所述波浪成形器间隔开的出水口引导到所述圆盘的一部分之上并朝向所述波浪成形器；以及

通过所述波浪成形器，将所述水流形成为相对于所述圆盘为驻波但与所述圆盘一起旋转。