JP2008516107A - Floating wave breaker and propulsion system - Google Patents
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Abstract
パンクしやすいか、保守が高コストであるか、慣性依存型であるか、係留荷重を有するタイプの従来型防波装置に勝るものであり、水中に自然に発生する波エネルギを吸収し、引き出し、又は推進用に利用するための構成である。防波装置がその一例であり、互いにほぼ平行に配置された、中性浮力を有する第1及び第2構造体(100、102)と、その間に配置されたエネルギ吸収体(111)とを有し、使用の際に装置は、構造体間の相対移動の結果として入射波からエネルギを吸収する。好ましくは、第3構造体が第2構造体に平行に位置付けられ、第2及び第3構造体間に第2エネルギ吸収体が配置される。エネルギ吸収体は起電力を発生するか、材料又は流体を汲み上げるように構成することができる。好ましくは、複数の装置(206)をチェーン又はキャタピラの形に相互接続して、防波システムを提供することができる。他の例としては、多胴船に加えられる高い側部荷重を軽減する手段と、第1及び第2構造体にルーバー弁アセンブリを組み込んだ推進装置とを有する。
【選択図】 図7It is easy to puncture, is expensive to maintain, is inertia dependent, or is superior to conventional wave breakers of the type with mooring loads and absorbs and draws out wave energy that naturally occurs in the water. Or for use for propulsion. An example of this is a wave breaker, which has first and second structures (100, 102) having neutral buoyancy, which are arranged substantially parallel to each other, and an energy absorber (111) arranged therebetween. In use, however, the device absorbs energy from incident waves as a result of relative movement between structures. Preferably, the third structure is positioned parallel to the second structure, and the second energy absorber is disposed between the second and third structures. The energy absorber can be configured to generate an electromotive force or to pump material or fluid. Preferably, a plurality of devices (206) can be interconnected in the form of a chain or caterpillar to provide a wave protection system. Other examples include means for reducing high side loads applied to the multihull and propulsion devices incorporating louver valve assemblies in the first and second structures.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、防波装置及び推進システムに関する。 The present invention relates to a wave preventing device and a propulsion system.
防波装置は、波からのエネルギの反射、散乱又は吸収によって、それの後方に穏やかな水域を生じる。 A wavebreaker creates a calm body of water behind it by the reflection, scattering or absorption of energy from the wave.
既存の防波装置は、構造及び複雑さの点で異なっている。非常に簡単な防波装置の一例は、砂州か、岩を堆積させることができる堤防である。そのような防波装置は、小突堤の使用及び/又はコンクリートくい打ちによって補強される。 Existing wavebreakers differ in structure and complexity. An example of a very simple wave breaker is a sand bar or a dike that can deposit rocks. Such a wave breaker is reinforced by the use of a small jetty and / or concrete piling.
[従来技術]
別の形式の防波装置の一例が、英国特許出願第GB−A−2370594号ケプナー プラスチック スファブリケーターズ インク(Kepner Plastics Fabricators Inc)に記載されており、液体及び加圧空気を収容する細長い密封エンベロープを説明している。防波装置は浮くようになっている。内圧の大きさを変化させることにより、波を減衰するように防波装置を配置することができる。
[Conventional technology]
An example of another type of wave protection device is described in UK Patent Application GB-A-2370594, Kepner Plastics Fabricators Inc, which is an elongated seal containing liquid and pressurized air. Explains the envelope. The wave breaker is floating. By changing the magnitude of the internal pressure, the wave protection device can be arranged to attenuate the wave.
上記防波装置の不利点は、製造するのが比較的複雑であり、したがって非常に高コストであることが判明したことであった。また、流体の内圧が比較的高いこと、及び可撓性材料の性質から、それはパンクしやすかった。これは、定期的な保守を必要とした。また、(他のすべての既知の防波装置のように)防波装置は慣性依存型である、すなわち、防波装置の質量は、それがはね返す最大波の質量と同様でなければならない。このことは、総コストをさらに増加させる。 The disadvantage of the wave protection device was that it was found to be relatively complex to manufacture and therefore very expensive. Also, due to the relatively high internal pressure of the fluid and the nature of the flexible material, it was easy to puncture. This required regular maintenance. Also, the wavebreaker (like all other known wavebreakers) is inertial dependent, ie the mass of the wavebreaker must be similar to the mass of the maximum wave it rebounds. This further increases the total cost.
本発明は、可動部品を比較的少なくし、且つ慣性依存型ではなく、波エネルギを反射又は散乱させるのではなく、むしろ吸収し、最小限の係留荷重を発生し、安価且つ容易な製造、輸送及び組み立てを行うことができる簡単な防波装置を提供することにより、既存の防波装置のこれらの欠点を克服することを目的とする研究から始まった。 The present invention has relatively few moving parts and is not inertial dependent, rather than reflecting or scattering wave energy, but rather absorbs, generates minimal tethering load, and is inexpensive and easy to manufacture and transport And began with research aimed at overcoming these drawbacks of existing wavebreakers by providing a simple wavebreaker that can be assembled.
本発明の好適的な態様によれば、防波装置の特別な利点は、それの製造及び保守を比較的安価にするとともに、重量を比較的軽くすることができることである。 According to a preferred embodiment of the invention, a special advantage of the wave protection device is that it is relatively cheap to manufacture and maintain and can be relatively light in weight.
本発明の一態様によると防波装置は、水没浮遊構造体間に配置され、1つ又は複数のエネルギ吸収体が、構造体の相対運動と、波の通過中に自然に発生する水塊の非回転振動プロセスの異なった部分内に構造体が位置することによって構造体間に生じる対向力とから波エネルギを除去するようになっている。 According to one aspect of the present invention, a wavebreaker is disposed between submerged floating structures, and one or more energy absorbers are provided for the relative motion of the structures and the water mass that naturally occurs during the passage of waves. Wave structures are removed from opposing forces created between structures by positioning the structures within different parts of the non-rotational vibration process.
好ましくは浮き構造体は、使用の際に互いにほぼ平行に配置される第1及び第2構造体であって、中性浮力を有する第1及び第2構造体と、その間に取り付けられたエネルギ吸収装置であって、それにより、使用の際に、入射波と衝突するときの力及び第1及び第2構造体の相対変位からエネルギを吸収するエネルギ吸収装置とを有する。 Preferably, the floating structure is a first and second structure disposed substantially parallel to each other in use, the first and second structures having a neutral buoyancy, and energy absorption attached therebetween. An apparatus, thereby having, in use, an energy absorbing device that absorbs energy from the force when colliding with the incident wave and the relative displacement of the first and second structures.
したがって、本発明は、既存の防波装置の場合のように波エネルギを反射又は散乱するのではなく、変位可能な構造体間の相対変位によってエネルギを吸収する。 Accordingly, the present invention absorbs energy by relative displacement between displaceable structures, rather than reflecting or scattering wave energy as in existing wave protection devices.
中性浮力という表現は、沈下しないすべてのものを包含するものとする。中性浮力は、浮くか、部分的に浮くか、水没可能でありながらも浮くように十分な浮力を与えることができるものを含むことができる。例えば、中性浮力を有する物体は、軽量(自然に浮く)であってバラストで重くしたもの、又は自然状態では沈下するが、浮くように浮力を与えたものを含む。 The expression neutral buoyancy is intended to encompass everything that does not sink. Neutral buoyancy can include those that can float, partially float, or can be submerged while still providing sufficient buoyancy to float. For example, an object having neutral buoyancy includes an object that is lightweight (naturally floats) and is heavy by ballast, or an object that sinks in a natural state but gives buoyancy to float.
理想的には、第1及び第2構造体は平面的であって、入射波の方向で見たとき、互いに平行に配置されている。好都合には、それらは、構造体の各々の主平面が入射波面に対してほぼ直角をなすようにして、外海域内に位置付けられる。 Ideally, the first and second structures are planar and are arranged parallel to each other when viewed in the direction of the incident wave. Conveniently, they are positioned in the outer sea area such that each major plane of the structure is substantially perpendicular to the incident wavefront.
任意選択で、機械的相互接続部が、第1及び第2構造体を接続し、その相互接続部は好ましくは、エネルギ吸収体を支持するための手段を有する。 Optionally, a mechanical interconnect connects the first and second structures, and the interconnect preferably has means for supporting the energy absorber.
機械的相互接続部は、例えばスライド式リンクでよい。 The mechanical interconnect may be a sliding link, for example.
相互接続部はほぼ直線的でよく、或いはアーチ形又はほぼキャリパ形状でもよい。 The interconnects may be substantially straight, or may be arcuate or caliper shaped.
エネルギ吸収体は好ましくは、構造体間に支持されて、構造体の互いに接近する方向とともに互いに分離する方向の相対変位及びそれに発生する力から生じるエネルギを吸収するようになっている。 The energy absorber is preferably supported between the structures so as to absorb the energy resulting from the relative displacement of the structures in the direction of approaching and separating from each other and the forces generated thereby.
エネルギ吸収体は、波が伝播していく液体塊内又は液面の上方に支持されてもよいが、構造体を支持している液体塊内で構造体間に支持されることが有利である。 The energy absorber may be supported within the liquid mass or above the liquid surface through which the wave propagates, but is advantageously supported between the structures within the liquid mass supporting the structure. .
吸収されるエネルギは、引き出されて、電流を発生するための発電機を駆動するため、又は水を汲み出すため、又は別の形の作業を行うために使用されてもよく、或いは装置自体によって使用するための推進システムを駆動するために使用されることもできる。当然ながら、波エネルギの吸収によって穏やかな海域が生じ、これは、装置の風下側を波から保護するために使用されることができる。このような装置は、無数の状況で取り入れられるであろう。 The absorbed energy may be extracted and used to drive a generator to generate an electric current, or to pump water, or to perform another form of work, or by the device itself It can also be used to drive a propulsion system for use. Of course, absorption of wave energy creates a calm sea area that can be used to protect the lee side of the device from waves. Such devices will be incorporated in myriad situations.
防波装置は、好ましくは互いにほぼ平行に配置された3つのほぼ平坦な構造体を有する。理想的には、第1及び第2構造体の離間距離は、第2及び第3構造体の離間距離のほぼ2倍である。防波装置を配置しようとする特定場所での波の最大波長をλで表す場合、理想的には、第1及び第3構造体の離間距離は約λ/2である。第1及び第3構造体の離間距離は、波長がλの波のλ/2の公称間隔に近い最大波高の少なくとも2xだけ変化できなければならない。 The wave protection device preferably has three substantially flat structures arranged substantially parallel to each other. Ideally, the distance between the first and second structures is approximately twice the distance between the second and third structures. When the maximum wavelength of the wave at a specific location where the wave preventing device is to be arranged is represented by λ, ideally, the separation distance between the first and third structures is about λ / 2. The separation between the first and third structures must be able to vary by at least 2x of the maximum wave height close to the nominal spacing of λ / 2 of the wave of wavelength λ.
第1及び第2構造体の離間距離は、第1及び第3構造体の離間距離の公称2/3(すなわちλ/3)でなければならず、また波長が2λ/3の波のλ/3の公称間隔に近い最大波高の少なくとも2xだけ変化できなければならない。 The separation distance between the first and second structures must be nominally 2/3 of the separation distance between the first and third structures (ie, λ / 3), and λ / of a wave with a wavelength of 2λ / 3. It must be able to vary by at least 2x with a maximum wave height close to a nominal spacing of 3.
同様に、第2及び第3構造体の離間距離は、第1及び第2構造体の離間距離の公称半分でなければならず、また波長がλ/3の波の最大波高の少なくとも2xだけ変化できなければならない。これらの相対的な離間距離のこの特別な組み合わせが、有効なエネルギ吸収特性を与えることが分かっており、主波長λより下の無数の波長を吸収するのに非常にうまく適応している。 Similarly, the separation distance between the second and third structures must be nominally half the separation distance between the first and second structures, and changes by at least 2x of the maximum wave height of a wave of wavelength λ / 3. It must be possible. This particular combination of these relative separations has been found to provide effective energy absorption characteristics and is very well adapted to absorb myriad wavelengths below the dominant wavelength λ.
第2及び第3構造体を連結するために、更なる機械的相互接続部を設けることができ、この相互接続部は更なるエネルギ吸収体を支持してもよい。 Additional mechanical interconnects can be provided to connect the second and third structures, and the interconnects may support additional energy absorbers.
複数のそのような防波装置を配置して、防波システムを形成することもできる。そのような防波システムは、例えば海岸堆積及び/又は浸食パターンの維持又は変更のために利用することができる。以下に防波システムと呼ぶ複数の防波装置の他の利用法については後述する。 A plurality of such wave protection devices can be arranged to form a wave protection system. Such a wavebreaking system can be utilized, for example, for maintaining or changing coastal deposition and / or erosion patterns. Other uses of the plurality of wave breakers referred to below as wave breaker systems will be described later.
理想的には、板状構造体は、形状及び外観がほぼ平行六面体である。しかしながら、構造体は、入射波に対して相当に大きい表面積を与える限り、卵形体又は楕円体でもよい。平行六面体の板状構造体の定義は、波の方向に与えられる板状構造体の面積と、板状構造体の厚さの二乗との比としてここで定める。理想的には、この比が10を超える、好ましくは20を超える、理想的には30を超えるべきである。 Ideally, the plate-like structure is a substantially parallelepiped in shape and appearance. However, the structure may be oval or ellipsoid as long as it provides a fairly large surface area for the incident wave. The definition of the parallelepiped plate-like structure is defined here as the ratio of the area of the plate-like structure given in the wave direction and the square of the thickness of the plate-like structure. Ideally this ratio should be greater than 10, preferably greater than 20, ideally greater than 30.
板状構造体は、さまざまな材料又は複合物から形成されることができる。重要なことは、形成された構造体が浮くことができる、又は中性浮力を有するように変更を加えることができ、且つ構造体が丈夫であることである。理想的には構造体は、入射波の作用とともに、時折起こるブイ及び海洋生物との衝突によって加えられる圧縮及び曲げ力に耐えることができる。 The plate-like structure can be formed from various materials or composites. What is important is that the formed structure can float or can be modified to have neutral buoyancy, and the structure is robust. Ideally, the structure can withstand the compressive and bending forces applied by incident waves and the impact of occasional buoys and marine life.
適当な材料の一例は、強化ガラス繊維である。他の例は、軟鋼、軟質コンクリート又は木材である。他の材料を使用してもよく、どのタイプの材料又はそれらのそれぞれの寸法にするかは、構造体を配置しようとする特定環境及び支配的な気象、海及び他の状態によって決まることは、当業者には明らかであろう。 An example of a suitable material is reinforced glass fiber. Other examples are mild steel, soft concrete or wood. Other materials may be used, and what type of materials or their respective dimensions will depend on the particular environment in which the structure is to be placed and the dominant weather, sea and other conditions It will be apparent to those skilled in the art.
波の作用を介して伝達されるエネルギの大部分は、波が通って進行する水の表面の比較的近くで発生するという事実のため、波長の約三分の一〜半分(λ/3〜λ/2)の深さより下方に現れるエネルギは比較的少ない。したがって、板状構造体の高さは理想的には、防波装置を配置しようとする海域の支配的な波状態の波長の半分(λ/2)未満(好ましくはλ/5)未満である。構造体の長さ及び幅は、とりわけ構造体を製造するために使用される材料の強度と、局部海域の深さとによって決まる。 Due to the fact that most of the energy transmitted through the action of the waves occurs relatively close to the surface of the water through which the waves travel, about one third to half of the wavelength (λ / 3-3) The energy appearing below the depth of λ / 2) is relatively small. Therefore, the height of the plate-like structure is ideally less than half (λ / 2) (preferably λ / 5) of the wavelength of the dominant wave state of the sea area where the wave protection device is to be placed. . The length and width of the structure depends on, inter alia, the strength of the material used to manufacture the structure and the depth of the local sea area.
隣接した板の間で作用するエネルギ吸収体は、さまざまな形のうちの1つを取ることができる。例えば、エネルギ吸収体は、水をスロットルに通して絞り、それによってエネルギを消散させるように配置された水チョーク弁でよい。これは、エネルギを波から除去するための単純でありながら有効な方法である。最も望ましいことは、エネルギ吸収体がばねのように蓄積能力をまったく含まないことであり、そのような能力は、防波装置の共振を発生させ、結果的にエネルギが一時的に除去(蓄積)されるが、システムから永久的に除去されるのではなく、反射して水中に戻される可能性があるからであり、また、すべてのエネルギ除去装置は、板が互いに接近移動するとき及び互いに分離移動するとき、エネルギを除去できなければならない。このように、ベルヌーイの非回転理論の要件は、エネルギが引き出される間、波内の順方向及び逆方向の力が互いに打ち消し合い、公称「二次」外部反作用だけが生じることで満たされる。したがって、装置は小さい係留荷重を発生するように構成されている。 Energy absorbers acting between adjacent plates can take one of a variety of forms. For example, the energy absorber may be a water choke valve arranged to throttle water through a throttle, thereby dissipating energy. This is a simple yet effective way to remove energy from the wave. The most desirable is that the energy absorber does not contain any storage capacity like a spring, which causes the wavebreaker to resonate and consequently temporarily removes (stores) energy. However, it may be reflected back into the water rather than being permanently removed from the system, and all energy removal devices are separated from each other as the plates move closer together and from each other. When moving, it must be able to remove energy. Thus, Bernoulli's non-rotational theory requirements are met by the fact that the forward and reverse forces in the wave cancel each other and only the nominal “second order” external reaction occurs while energy is extracted. Therefore, the device is configured to generate a small mooring load.
エネルギ吸収を達成する1つの方法は、適当な防水容器内に封入された電磁機構であって、板状構造体の相対変位に対する抵抗力を示し、結果的に起電力を発生するように構成された電磁機構を用いるものである。 One way to achieve energy absorption is an electromagnetic mechanism enclosed in a suitable waterproof container that is configured to exhibit resistance to relative displacement of the plate-like structure and consequently generate an electromotive force. The electromagnetic mechanism is used.
ラック及びピニオン機構は、エネルギを除去することができる別の方法である。ラック及びピニオンには、入射エネルギを回転抵抗力に伝達し、それにより、波のエネルギを引き出すことができる適当な歯車を設けることができる。 The rack and pinion mechanism is another way that energy can be removed. The rack and pinion can be provided with suitable gears that can transmit the incident energy to the rotational resistance and thereby extract the wave energy.
エネルギ吸収体のさらに別の例は、ダッシュポットとして作用するシリンダ機構内のピストンである。別法では、エネルギ吸収体は、可変の流動学的性質を備える流体を有するシリンダにピストンを備えることができる。 Yet another example of an energy absorber is a piston in a cylinder mechanism that acts as a dashpot. Alternatively, the energy absorber may comprise a piston in a cylinder having a fluid with variable rheological properties.
別のタイプのエネルギ吸収体は、隣接した板が互いに接近及び分離する相対変位中にエネルギを除去するようになっている二方向油圧ポンプである。このタイプのエネルギ吸収体を使用する好適な実施形態では、2つの逆止め弁が、隣接した板に接続されている二方向ピストンを含むシリンダの各端部に配置されている。隣接した板の相対移動がピストンをいずれかの方向に移動させ、これにより、シリンダの一端部の対応の逆止め弁から高圧の流体を汲み出し、且つ他端部で流体を引き込む。このように、隣接した板の移動方向に関係なく、高圧の流体の形のエネルギが波システムから連続的に引き出され、且つ外部蓄積部又は使用システムへ送り出される。相対移動が起きさえすればよい。しかしながら、エネルギを波システム内に再投入して戻す空気ばねとして作用する可能性があるので、やはり圧縮性流体を使用しないことが重要である。 Another type of energy absorber is a two-way hydraulic pump that is adapted to remove energy during relative displacements where adjacent plates approach and separate from each other. In a preferred embodiment using this type of energy absorber, two check valves are located at each end of the cylinder including a two-way piston connected to an adjacent plate. The relative movement of adjacent plates moves the piston in either direction, thereby pumping high pressure fluid from the corresponding check valve at one end of the cylinder and drawing fluid at the other end. Thus, regardless of the direction of movement of adjacent plates, energy in the form of a high pressure fluid is continuously withdrawn from the wave system and delivered to an external storage or use system. All that needs to be done is relative movement. However, it is also important not to use a compressible fluid, as it can act as an air spring that reinjects energy back into the wave system.
好都合には、これらの装置の複数を緩く結合されたバリヤの形に相互接続し、それにより、防波システムを提供することができる。エネルギ吸収体の性質のため、隣接した装置間では相対変位又は外部反作用がほとんど経験されない。このことは、そのような防波システムをほどほどに係留又は固定すればよいことを意味する。 Conveniently, a plurality of these devices can be interconnected in the form of loosely coupled barriers, thereby providing a wave protection system. Due to the nature of the energy absorber, little relative displacement or external reaction is experienced between adjacent devices. This means that such a wavebreaking system need only be moored or secured.
後述するように適当に修正した場合、そのような防波システムは、航洋船の周囲に良好な波状態を与える可能性を伴いながら、例えば航洋船の曳航又はサルベージを行うための推進手段として使用されることもできる。 When properly modified as described below, such wavebreaking systems can provide propulsion means for, for example, towing or salvage the ocean vessel, with the potential to provide good wave conditions around the ocean vessel. Can also be used as
本発明の第2態様によれば、水塊内で使用されるための推進装置であって、互いにほぼ平行に配置されて支柱によって接続された第1及び第2水没構造体を有し、第1及び第2構造体の両方が、逆止め弁配列を有し、この配列により、水がほぼ水平方向にそれぞれの配列を通って一方向に流れることができ、両配列は同一方向に動作可能に構成され、それにより、構造体が水塊内の波の波長の約半分だけ分離した状態で、装置が入射波面にほぼ直交する向きにあるとき、水塊の固有非回転振動は一方の弁配列に対して他方の弁配列と逆の方向に作用する。 According to a second aspect of the present invention, there is a propulsion device for use in a body of water, comprising first and second submerged structures arranged substantially parallel to each other and connected by struts, Both the first and second structures have check valve arrays that allow water to flow in one direction through each array in a substantially horizontal direction, both arrays being operable in the same direction. When the device is oriented approximately perpendicular to the incident wavefront with the structure separated by about half the wave wavelength in the water mass, the natural non-rotational vibration of the water mass is Acts on the array in the opposite direction of the other valve array.
このため、推進モードでは、波の頂部とは対照的な波谷内に起きる水塊振動の最大差を最大限に利用するために、構造体は望ましくは、波長の約半分の固定距離を離して保持される。 For this reason, in the propulsion mode, the structure is preferably separated by a fixed distance of about half the wavelength in order to take full advantage of the maximum difference in water mass oscillation that occurs in the wave valley as opposed to the top of the wave. Retained.
我々は、少なくとも3つのルーバー弁アセンブリを水平方向に離隔配置している防波構造体を開示する米国特許明細書第US3222870号を知っている。しかしながら、これらのアセンブリでは、弁は、第1の海側アセンブリのものが最後の海岸側アセンブリの弁と常に逆方向に開くように構成されている。この防波構造は、ルーバー弁を使用して波を「封じ込め」、それによって波の固有運動を抹殺する。反対に、本発明は、2つのルーバー弁アセンブリを有し、第1及び第2アセンブリの弁は常に同一方向に開く。本発明は、波の固有運動を利用し、それにより、推進運動を発生する。 We are aware of U.S. Pat. No. 3,322,870 which discloses a wave-breaking structure having at least three louver valve assemblies spaced horizontally. However, in these assemblies, the valves are configured such that those of the first seaside assembly always open in the opposite direction to the valve of the last coastal assembly. This wavebreak structure uses a louver valve to “contain” the wave, thereby eradicating the wave's proper motion. In contrast, the present invention has two louver valve assemblies, and the valves of the first and second assemblies always open in the same direction. The present invention utilizes the natural motion of the wave, thereby generating a propulsion motion.
しかしながら、システムを同時にエネルギ吸収及び推進モードの両方で使用してもよい。しかしながら、2モード間の釣り合いを維持するために、両方の効果を制限することが必要であろう。 However, the system may be used simultaneously in both energy absorption and propulsion modes. However, it may be necessary to limit both effects in order to maintain a balance between the two modes.
水塊の振動運動による逆止め弁の自動動作により、波のエネルギを結集して駆動力を与えることができる。例えば、ベルヌーイの非回転理論から、波の方向と逆の方向の変位を波谷に得ることができることは理解されるであろう。この力を幾つかの装置から結集して、例えば座礁した船を支配的な波の方向と逆方向に救助するために、或いは、例えばエンジン故障の際に船用の推進手段として利用することができる。 By the automatic operation of the check valve by the vibration motion of the water mass, it is possible to gather the energy of the wave and give the driving force. For example, from Bernoulli's non-rotation theory, it will be understood that a displacement in the direction opposite to the direction of the wave can be obtained in the wave valley. This force can be combined from several devices and used, for example, to rescue a stranded ship in the opposite direction of the dominant wave, or as a propulsion means for a ship, for example in the event of an engine failure .
別法として、構造体内の弁の開閉又はその動作の仕方の変更を行うように動作可能な制御手段を設けることができる。 Alternatively, control means operable to open and close a valve in the structure or to change the way it operates can be provided.
本発明の更なる態様によれば、カタマラン船等の多胴船を保護するための手段、及び(進行中に不注意で複数の波に斜めにまたがることがある)長い船を保護するための手段が設けられている。したがって、本発明の実施形態により、ハル間の相対運動を活用し、且つそれが発生できるようにすることにより、多胴船の保護が行われる。さらに本発明は、水塊内に発生する水中振動によって危険にさらされる長い船、構造体又は他のものを関節又は二重関節によって保護し、それにより、横方向差動運動が長手に沿って発生できるようにする手段を提供することができる。 According to a further aspect of the present invention, means for protecting a multihull such as a catamaran ship, and for protecting a long ship (which may inadvertently cross multiple waves diagonally while in progress) Means are provided. Thus, embodiments of the present invention provide protection for multihulls by utilizing and allowing the relative motion between the hulls to occur. Furthermore, the present invention protects long ships, structures or other that are at risk from underwater vibrations occurring in the water mass by joints or double joints, so that the lateral differential motion is along the length. Means can be provided to enable generation.
次に添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
はじめに発明の基礎理論について説明する。
図11及び図12と、特に図1及び図2とを参照すると、エネルギが液体塊内をいかに進むかを説明する概略的な一連の図が示されている。これらは、本発明の基礎をなす理論を読者が理解するのを助けるためのものである。
First, the basic theory of the invention will be described.
Referring to FIGS. 11 and 12, and in particular FIGS. 1 and 2, a schematic series of diagrams illustrating how energy travels in a liquid mass is shown. These are intended to help the reader understand the theory underlying the present invention.
物理学的には、エネルギは比較的固定的な基準点を中心にした水塊の水中振動運動によって水塊を通って伝達される。固定基準点は、波の方向に徐々に移動するだけである。この移動は非回転振動として知られているが、「ぐらつき」と呼ぶことができる。ぐらつき運動は、上下及び前後の両方であり、一点を中心にしたコヒーレントな円又は楕円振動の「ぐらつき」パターンを生じる。その一点は、海底に対してほぼ静止している。垂直及び水平振動間の位相ずれが、振動パターンの「回転」方向、水面上の進行波の移動方向、及びその方向でのエネルギの伝達率を決定する。この「ぐらつき」運動の有無が、静水と、横切って進む波を有する水との唯一の違いである。 Physically, energy is transmitted through the water mass by the underwater oscillating motion of the water mass around a relatively fixed reference point. The fixed reference point only moves gradually in the wave direction. This movement, known as non-rotational vibration, can be called “wobble”. The wobble motion is both up and down and back and forth, resulting in a “wobble” pattern of coherent circular or elliptical vibrations centered on one point. One of them is almost stationary with respect to the seabed. The phase shift between the vertical and horizontal vibrations determines the “rotation” direction of the vibration pattern, the direction of travel of traveling waves on the water surface, and the energy transfer rate in that direction. The presence or absence of this “wobble” movement is the only difference between still water and water with waves that travel across it.
水塊のコヒーレントな振動運動は、水面から下向きに延びて、振幅が半波長(λ/2)の深さでは水面でのその大きさの約5%まで指数的に減少する。水中の振動運動は、位相に依存している。すなわち、それが波方向に振動しているとき、それは波頂を生じ、波方向と逆方向に振動しているとき、波谷を生じる。波内のコヒーレントな流体塊が加えるモーメント、力及びそれが移動する距離は、全方向でほぼ同一であり、各サイクルの最後に、流体粒子は基準点に対してほぼ同一位置に戻る。したがって、水を横切る波断面及びその移動は、水塊自体の移動ではなく、水によるエネルギの伝達を表すだけである。 The coherent oscillating motion of the water mass extends downward from the water surface and decreases exponentially to about 5% of its size at the water surface at a depth of half wavelength (λ / 2). Underwater vibrational motion is phase dependent. That is, when it vibrates in the wave direction, it produces a wave crest, and when it vibrates in the opposite direction to the wave direction, it produces a wave valley. The moments, forces and distance traveled by the coherent fluid mass in the wave are approximately the same in all directions, and at the end of each cycle the fluid particles return to approximately the same position relative to the reference point. Thus, the wave cross-section across the water and its movement only represent the transfer of energy by the water, not the movement of the water mass itself.
波エネルギは、波頂で波方向に振動しているときのコヒーレントな水塊の位置エネルギ(高さ)と波谷で波方向に逆らって振動しているときの同一水塊の位置エネルギとの差によって伝達されるだけである。ここで記載する流体運動は、ベルヌーイの定常統合運動方程式に従い、且つ流体塊全体を通して非回転流れ及び不変流体密度であると仮定する。したがって、この理論は、波の形の水を通したエネルギ伝達の主メカニズムに根拠を与え、且つ本発明の基礎をなす理論である。 The wave energy is the difference between the potential energy (height) of the coherent water mass when oscillating in the wave direction at the crest and the potential energy of the same water mass when oscillating against the wave direction in the wave valley. Is only transmitted by. The fluid motion described here follows Bernoulli's steady integral equation of motion and assumes non-rotating flow and invariant fluid density throughout the fluid mass. This theory therefore provides the basis for the main mechanism of energy transfer through wave-shaped water and is the basis of the present invention.
図1は、波2の通過中の「個別」水塊3(分かりやすくするために網掛けして示す)の振動運動を表す。説明の目的のためだけであるが、この個別の水塊の前後の境界に不透過性で無限に薄いたわみ仕切り膜4及び5が配置されているものと想像することができ、そのため、このプロセス全体を通してその体積、質量及び参照番号は同一のままである。波の通過中、この水塊は前後に振動するが、固定的な海底基準点16に対してほぼ同一位置に留まる。仕切り膜4及び5は、互いに異なる位相であるが、それぞれ波断面の、水面のその部分を横切って進む部分と同相で、後方及び前方に屈曲する。各波サイクルが通るとき、この個別水塊は、基準点に対して後方及び前方に揺動すると共に、順に(図1cに示されているように)より高く且つより狭く、又は(図1aに示されているように)より低く且つより広くなり、「ぐらつき」状に振動する。
FIG. 1 represents the oscillating motion of an “individual” water mass 3 (shown shaded for clarity) during the passage of a
このプロセス中、垂直板状の浮き構造体7が基準点16に対して後方及び前方に、(水面で測定して)ほぼ波高の全距離だけ移動するであろう。しかしながら、板自体は、波の通過に対して最小限の効果しか有しておらず、実質的にエネルギを透過させる。
During this process, the vertical plate-like floating
水面上で浮動するブイ1が、基準点16を中心にして波高にほぼ等しい直径の円を描く。しかしながら、ブイ1自体は回転しない。このタイプの流体運動は非回転振動と呼ばれる。
The buoy 1 that floats on the surface of the water draws a circle with a diameter approximately equal to the wave height, centered on the
図1から、ブロックの振動は、水平方向の各波サイクルで大きい容積の、したがって大きい水塊の、水面での全距離がほぼ波高である周期運動を表すことが分かるであろう。この水塊の運動エネルギ及びモーメントも大きく、波内に含まれるエネルギの総量の目安である。板7の水平運動が抵抗を受ける場合、振動する水塊全体がそれに反作用して、プロセス中に大きい力を発生する。これは振動プロセスであるので、各波サイクルの通過中、力の作用方向が2回逆転する。この理由から、1波長の間隔をおいて配置された垂直板は、常に同一方向の力及び変位の作用を受ける。しかしながら、半波長の間隔をおいて設けられた板は、常に逆方向の等しい力及び変位の作用を受ける。この現象は、図1a及び図1cに矢印8の方向によって示されている。
From FIG. 1 it can be seen that the vibration of the block represents a periodic motion of a large volume and thus a large body of water in each horizontal wave cycle, the total distance at the surface of the water being approximately wave height. The kinetic energy and moment of this water mass is also large and is a measure of the total amount of energy contained in the wave. When the horizontal movement of the
上述したように、水塊内に発生する振動プロセスは水平方向に制限されない。同一時間内に、垂直軸で振動が発生する。この結果として、円又は楕円でもある複雑な振動運動が生じる。図2は、振動中であって、波2が通り越える水塊の異なった部分に位置する多数の板状構造体10のすべてが、任意の瞬間において振動サイクルの異なった部分をいかに影響されるかを示す。サイクルの、1枚の板が影響される部分は、通り越える波の部分に対するそれの位置によって決まる。また、板が位置する深さが増すと、振動振幅の大きさが、一定深さより下方でそれが消滅するようになるまで、減少する。したがって、波が通り越えるとき、板状構造体の各々が、水塊の異なった部分に位置する他の構造体に対して移動して、それらの離間距離は連続的に変化している。これの1つの例外は、詳細に上述したように、板が水平方向において正確に1波長の間隔をおいて位置付けられている場合である。しかしながら、これらの構造体の向きは、振動プロセス中には対して変化しないであろう。すなわち、構造体10の端部Bは、その円又は楕円軌道の全体を通して右側に向き続ける。
As described above, the vibration process occurring in the water mass is not limited in the horizontal direction. Within the same time, vibration occurs on the vertical axis. This results in a complex oscillating motion that is also a circle or an ellipse. FIG. 2 shows how many plate-
図11及び図12は、図11では>λ/2の深い水中に、又は図12では<λ/2の浅い水中に吊り下げられている垂直板56にこれらの運動が以下に加わるかを示す。図11では、(この場合には浮き装置60によって吊り下げられている)板の上縁部の運動は、波高とほぼ同一の振幅の、海底基準点54を中心にしたほぼ円形であって、左側から接近してくる波52に対して時計回りである。板の下縁部の水平運動は、前述したように振幅が減少するが、(波高によって制御される)垂直振幅は上縁部と同一であり、この結果として、下縁部の垂直楕円運動が生じる。図12は、浅い水中では板運動がいかに変化するかを示している。この場合、板の上縁部の運動は楕円形であって、垂直振幅軸はほぼ波高であり、左側から接近してくる波52に対して時計回りの回転である。板の下縁部の運動は、垂直方向ではやはり同一であるが、水平方向には大きく拡大され、その結果、図示のように拡張された水平楕円になる。
11 and 12 show how these motions are applied to the
図3は、波からエネルギを引き出すことができる本発明の一実施形態の一例を示す。この装置12は、互いにほぼ平行に配置された第1及び第2の浮き垂直構造体13及び14を有する。構造体13及び14は、公称半波長の間隔をおいた位置にある。装置12は、使用の際に、構造体13及び14の平面が波の一般的方向に対してほぼ直角をなすような向きにある。構造体13及び14は、装置15によって互いに結合されている。装置15は、エネルギ吸収複動油圧ポンプでよいが、本例では、エネルギをまったく引き出すことなく、自由に内外へ移動できるようになっている。
FIG. 3 shows an example of an embodiment of the invention that can extract energy from a wave. The
この構造では、本発明の一実施形態は、傾斜、ストローク及び距離測定装置が装置15に組み込まれ、それにより、波高、波長及び波周期を正確に測定することができる状態にあると考えられる。これに付け加えると、板13及び14のほぼ中間に位置し、且つ支持された精巧な機器(又は作業員)が、海底に対して最小限の側方又は垂直移動を受けるだけである。
With this structure, one embodiment of the present invention is believed to be in a state where tilt, stroke and distance measuring devices are incorporated into the
図1で説明したように、各波サイクルの通過中、垂直板状の浮き構造体が基準点に対して後方及び前方に、ほぼ1波高の全距離だけ振動することが分かるであろう。 As described in FIG. 1, it will be seen that during each wave cycle, the vertical plate-like floating structure vibrates backward and forward relative to the reference point for a full distance of approximately one wave height.
図3aは、波谷が通過し、波頂が接近するとき、構造体13が基準点16の後方に位置する一方、波頂が通過し、波谷が接近するとき、構造体14が基準点17の前方に位置する様子を示す。したがって、2つの構造体13及び14は、図3aに示された瞬間では、それらの公称間隔より約1波高だけ多く離れている。同様に、進行波断面が通過するとき、構造体13及び14は、互いに2波高だけより近づく位置へ移動する。これは、図3cに示されている。基準点16及び17は、相互間及び海底の両方に対して固定されているので、構造体13及び14は互いに対して約2波高の距離だけ移動する。これは各波サイクルで起きる。しかしながら、アセンブリは、海底に対してほぼ静止していることに留意されたい。
FIG. 3 a shows that when the wave trough passes and the crest approaches, the
装置15によってまったくエネルギが引き出されていないとき、運動は基準点16及び17に関して対称的である。この状態で、板状構造体13及び14は、振動する水塊の影響を受けて単独に後方及び前方に移動自在であり、図1を参照しながら上述したように、波はほぼ影響を受けないで進む。
The movement is symmetric with respect to the
図4a〜図4dは、エネルギがポンプ15によって引き出されているときに波運動がいかに変化するかを示す。本例では、進行波2が左側から接近していると見なす。ポンプ15によってエネルギを引き出すことは、力fに逆らって板13及び14間に相対移動を発生させなければならないことを意味する。それはまた、板14によって(その右側の)水内に伝達される外力及び(基準線17に対する)それの移動が常にゼロでなければならないことを意味し、そうでなければ、波エネルギが伝達されて消えてしまうであろう。
FIGS. 4 a-4 d show how the wave motion changes when energy is being drawn by the
図4aは、力−fの印加を介したポンプ15によるエネルギの引き出しが、板13の前後での谷の深さ18の減少をいかに引き起こすかを示す。(本記載では、左方向のすなわち、波の移動方向に逆らう力及び移動を負と見なし、右方向の、すなわち波と同じ方向の力及び移動を正と見なすが、正確な逆表記も同様にうまくいくであろう。)このプロセス中、板13は左側へ、すなわち振動水塊と一緒に距離−dだけ移動し、力と距離の積は、正のエネルギ量+Wが波から引き出されたことを意味する。
FIG. 4 a shows how the extraction of energy by the
図4aでは、波谷での振動方向が波自体の方向と逆方向であるので、この移動は左方向である。板13は移動中であるので、それは進行中の「同相」波を板13及び14間の空間内に伝達し、これは入射波と同じ波長を有する。しかしながら、その波谷及び波頂の振幅は、ポンプ15によって引き出されたものから残るエネルギ量に正比例の関係で減少する。波エネルギの減少は、波内の振動運動も減少することを意味する。これは、例えば破線で示された位置19から実線で示された、たわみがより少ない位置20への「想像上の」仕切り膜のたわみの減少として示される。
In FIG. 4a, the movement is in the left direction because the direction of vibration in the wave valley is opposite to the direction of the wave itself. Since
上述したように、板13は、ポンプ15に力を加えるとともに、それに対して移動し、エネルギを引き出すことができなければならない。しかしながら、この力に対して等しいが逆の反作用が板14上に出現し、このため、等しいが右方向と逆の力によって抵抗が加えられなければ、それが左方向に移動して、その右側に波谷を発生するであろう。
As mentioned above, the
波の内部の振動運動の上記説明から、波の内部での力の移動方向が半サイクル毎に逆転することが明らかである。したがって、板13及び14が公称半波長の間隔をおいて位置付けられている場合、板14は、ポンプ15によって発生した力に対抗する右向きの力の作用を受けるであろう。
From the above description of the oscillating motion inside the wave, it is clear that the direction of force movement inside the wave reverses every half cycle. Thus, if the
より綿密に検討すれば、ポンプ15の前後での作用及び反作用が常に等しくなければならないので、板13の前後でのレベル(エネルギ変化)は、いつも板14の前後のレベル(エネルギ変化)に常に等しいが、逆でなければならないことは明らかである。したがって、板13の前後での「レベル」変化は、板14の前後での「レベル」変化によって逆に再現される一方、レベル変化の程度は、ポンプ15によって引き出されたエネルギ量によって決まる。引き出されたエネルギ量が違えば、これらのレベル変化から異なった効果が生じる。例えば、使用可能エネルギのわずかな割合だけが引き出される場合、レベル変化18aは谷深さ24と比べて小さいであろう。これが板14で逆に再現されるので、レベル変化21aも(中間)波頂高さ26と比べて小さいであろう。したがって、(ポンプ15によって板14上に発生する)逆向きの反力は、波頂26によって発生する力全体に抵抗するのに十分な大きさではない。抵抗を受けない余剰分26aが板14を右方向に移動し、波エネルギの一部が通過して板14の右側に伝達され、したがって、そのエネルギはシステムを通って伝達されて、失われる。
If examined more closely, since the action and reaction before and after the
しかしながら、ポンプ15に加えられる背圧が増加すると、板13の前後のレベル(エネルギ変化)18がそれに対応して増加する。その効果として、衝突する谷深さ24は変化しないので、伝達された波谷深さ27が減少する。しかしながら、谷深さ27は波頂高さ21も決定し、それは、これらがともに同一の減少振幅の振動プロセスと関係があるからである。このため、ポンプ15からの背圧の増加に伴ってレベル差18が増加するので、残留谷深さ27及び残留波頂高さ21の両方がそれに対応して減少する。一定レベルのエネルギ引き出し(背圧)で、板14の前後の「レベル」差21aが静水レベル22と一致するであろう。これらの状態において、板14にはその右側に波を発生するために残る残留力がまったくなく、したがって水平運動が発生しない。したがって、ポンプ15が波に同伴するすべての振動エネルギを引き出しているので、理論的には波が消失している。
However, as the back pressure applied to the
説明を補助するために、「レベル」(エネルギ変化)という語句を使用して、板の前後に発生する異なった状態を定義する。これは、波内のエネルギがその高さではなく、その高さの二乗に正比例するからである。したがって、直接的に測定された板前後の高さの差を二乗法則によって数学的に計算し、それにより、それらをエネルギ変化と比較しなければならない。第2に、「実際の」波の形はほぼストーキアン(Stokian)であって、正弦波ではない。すなわち、図4bから分かるように、波頂28全体での曲線の勾配は、波谷29を通る場合より大きい。
To assist in the explanation, the phrase “level” (energy change) is used to define the different states that occur before and after the plate. This is because the energy in the wave is directly proportional to the square of its height, not its height. Therefore, the directly measured height difference between the front and back of the plate must be mathematically calculated by the square law, thereby comparing them with the energy change. Second, the “real” wave shape is almost Stokian, not a sine wave. That is, as can be seen from FIG. 4 b, the slope of the curve across the
図4bは、平均「静」水線に沿って測定したとき、いかに波谷31が波頂30より長いかを示し、また、進行波が通過するとき、板13が前後移動するときのそれの固有運動が、静水レベルが波表面断面形と交わる点にいかに追従するかを説明する。
FIG. 4b shows how the
図4a〜図4dは、進行波サイクル全体での波2と板13及び14との運動を示す。この一連の「スナップショット」から、波の力の釣り合い及び打ち消し合いがプロセス全体でいかに続くかが分かるであろう。例えば、図4bでは、波頂2が左側から接近するとき、板13及び14の両方が波の「結節」点と一致し、したがって、両者の前後のレベル差(すなわち力)が消失する。図4a及び図4bの状態の間で、谷深さ27が波頂21の減少と同一速度で漸減し、このため、平衡状態及び力の釣り合いが維持される。図4b及び図4c間では、波頂が板13に接近して、板14に当たる波谷を発生し、これにより、板13に作用する波頂力に対抗するための反力が得られる。図4dは、状況が図4bの状況に戻っているが、鏡像関係にあることを示す。進行波が続くと、図4aの形態が戻り、プロセスは周期的に連続して繰り返す。
4a to 4d show the motion of
上記分析から、ここで装置の2つの基本的な性質を定義することができる。第1に、1波長の間隔をおいて配置された板は、海底に対して円又は楕円パターンで、しかし一致して振動し、それらの間に測定可能な差動運動がない。第2に、半波長の間隔をおいて配置された板は、同一パターンであるが、直径方向において互いに逆に振動し、海面での波の各サイクルで、2波高にほぼ相当する差動運動を生じる。 From the above analysis, two basic properties of the device can now be defined. First, plates spaced one wavelength apart oscillate in a circular or elliptical pattern with respect to the seabed, but coincidentally, with no measurable differential motion between them. Secondly, the plates arranged at half-wavelength intervals have the same pattern, but oscillate in the diametrical direction opposite to each other, and in each cycle of waves on the sea surface, differential motion approximately equivalent to two wave heights. Produce.
板を1波長の間隔をおいて位置付け、且つ互いに固定するとき、波エネルギは実質的に影響を受けないで装置を通過する一方、板をほぼ半波長、又は、nがゼロを含む正の整数である場合に(n+1/2)λの波長の間隔をおいて位置付けるとき、板間に発生する相対変位からエネルギを引き出すようにしたエネルギ吸収体の抵抗力(背圧)を調節することにより、理論的には波内の使用可能な総量に等しい量まで、エネルギを引き出すことができる。 When the plates are positioned one wavelength apart and fixed to each other, the wave energy passes through the device substantially unaffected while the plate passes through the device approximately half a wavelength or n is a positive integer including zero By adjusting the resistance (back pressure) of the energy absorber that draws energy from the relative displacement generated between the plates when positioned with a wavelength interval of (n + 1/2) λ, Theoretically, energy can be extracted to an amount equal to the total available amount in the wave.
次に、図5を参照しながら、本発明の更なる実施形態を説明するが、この場合、垂直向きの浮き板32、33及び34が、波の一般的な方向に直角に位置付けられ、且つ2つの複動油圧ポンプ30及び31によって互いに結合されている。板33は、それぞれ外側の板32及び34から公称2/3及び2/3の位置にある。この実施形態では、広範囲の波長から波エネルギを引き出すことができることが分かった。
A further embodiment of the invention will now be described with reference to FIG. 5, in which the
図5bは、板32及び33が、これらの板の離間距離の2倍程度の波長の波の作用を受けたとき、図4の板13及び14と同様に移動する様子を示す。図4を参照しながら上述したように、理論的には波の内部に含まれるほとんどすべてのエネルギを吸収することができる。その時、板34は実質的に冗長である。ここで装置がより短い波長、例えば図5cに示されているように、板32及び33の離間距離に等しい波長の波の作用を受ける場合、板32及び33は一致して前後移動して、波が妨害されないで「通過」することができる。しかしながら、板32及び33の半分の離間距離をおいて配置される板33及び34はこの時、ポンプ31を介して波エネルギのすべてを吸収するのに適正なλ/2の間隔にある。
FIG. 5b shows how the
実際に、任意の2枚の板の板間隔がλ(n+1/2)であり、且つnがゼロを含む正の整数である場合、装置によって任意波長λから最大効率で波エネルギを引き出すことができる。このため、例えば任意の2枚の板の間のλ(0+1/2)=0.5λ、λ(1+1/2)=1.5λ、λ(2+1/2)=2.5λ等の間隔により、最大エネルギ吸収が実現される。これらの特定波長間では、エネルギ引き出しの機能が異なった対の板の間で分割され、その一例が図5aに示されている。この場合、板32及び34にまさに半波長が存在する。しかし、板33は板34から1/3波長の位置にあるので、波エネルギのごく一部がポンプ31によって引き出され、残りはポンプ30によって引き出される。各板は、それと残りの2枚の板との間に発生する水平方向の差動運動を「見て」、この運動からエネルギを(変位量)×(抵抗力)に等しい量まで引き出すだけであるので、これがうまくいく。このように、半波長が板対のいずれの間隔にも正確には等しくない場合でも、波長はやはり高いエネルギ引き出し効率を達成する。例えば、板32及び34の離間距離に等しい波長は、この対からまったくエネルギを引き出すことができないが、公称1/2波長の位置から最大で1/6波長だけずれている中間板33からだけ引き出すことができる。
In fact, if the distance between any two plates is λ (n + 1/2) and n is a positive integer including zero, the apparatus can extract wave energy from the arbitrary wavelength λ with maximum efficiency. it can. For this reason, for example, the maximum energy is obtained by the interval between any two plates, such as λ (0 + 1/2) = 0.5λ, λ (1 + 1/2) = 1.5λ, λ (2 + 1/2) = 2.5λ, etc. Absorption is realized. Between these specific wavelengths, the energy extraction function is divided between different pairs of plates, an example of which is shown in FIG. 5a. In this case, there are exactly half wavelengths in the
これは、この波長でのエネルギ引き出し効率の低下を、わずかに生じる。板33及び34の離間距離より短い波長からもエネルギを引き出すことができ、図5dは、式λ(n+1/2)を使用して、はるかに短い波長で最大エネルギ吸収をいかに達成できるようにするかを示している。
This causes a slight decrease in energy extraction efficiency at this wavelength. Energy can also be extracted from wavelengths shorter than the separation distance of the
上記に関して、実際の海は、複雑な表面形状及びパターンを生じる波長の組み合わせを常に有し、これが、一般的に直面する最も普通の形である。先に説明したように、形状(この場合、水面上での瞬間的な場所における粒子の速度及び高さとしてより正確に説明することができる)はその場所で水面下に起きる単一運動を定義するものであり、この単一運動は、その場所を通過する異なる長さの波の長さの合計及び差によって生じる。本発明の実施形態は、この合成差動運動を用いて、同伴する異なった波長すべてから、それらがあたかも互いから個別に隔離されているかのようにして、エネルギを効率的に引き出す。次に、本発明の更なる実施形態を、特に図6〜図10及び図13を参照しながら説明する。 With respect to the above, the actual sea always has a combination of wavelengths that yields complex surface shapes and patterns, which is the most common shape commonly encountered. As explained earlier, the shape (which can be more accurately described as the velocity and height of the particles at an instantaneous location on the surface of the water) defines a single motion that occurs below the surface of the water at that location. This single motion is caused by the sum and difference of the lengths of different length waves passing through the location. Embodiments of the present invention use this synthetic differential motion to efficiently extract energy from all the entrained different wavelengths as if they were individually isolated from each other. Next, further embodiments of the present invention will be described with particular reference to FIGS.
i)波からのエネルギの引き出し、ii)波から導出されたエネルギを使用した船の推進、及びiii)多胴船間に発生する破壊力の軽減及び補償に関して本発明の態様を説明する。 Aspects of the present invention are described with respect to i) extracting energy from waves, ii) propulsion of ships using energy derived from waves, and iii) reducing and compensating for destructive forces generated between multihulls.
図6a〜図6dは、水塊内に発生する水平振動力及び運動をいかに利用して、波の内部又は波と同じ方向への推進手段を実現するかを示す。この原理を用いた本発明の実施形態が、図9及び図10に示されている。 Figures 6a to 6d show how the horizontal vibration force and motion generated in the water mass can be used to achieve propulsion means in the wave or in the same direction as the wave. An embodiment of the present invention using this principle is shown in FIGS.
図6a〜図6dは、2組の垂直向き浮き「ルーバー」弁又はルーバー弁配列51及び52を有する推進装置の概略図を示す。これらの弁は、水が同一方向のみに(この場合は右方向に)流れることができるようにし、反対(左側)方向には水の流れを透過しない中実壁を提供する。2つのルーバー弁配列は、配列の両端部に接合された固定長さのコネクタ53のピンにより、半波長の間隔をおいて互いに結合され、且つ本例では左側から接近していると考えられる進行波2の一般的な方向に直角に配置されている。
FIGS. 6 a-6 d show schematic views of a propulsion device having two sets of vertically floating “louver” valves or
図6bは、単に分かりやすくするために網掛けして示された2つの「個別」水塊54及び55が、波が通り越える間に非回転振動式に移動しているようすを示す。谷の中の水塊55は、ほぼ矢印56の方向に、すなわち波頂の方向と逆の方向に振動している。これはルーバー弁を締め切り、配列52を左方向に押す。同時に、弁配列52の前方に半波長の固定距離をおいた位置にあるルーバー弁配列51は、ほぼ矢印57の方向に波頂とともに振動している水塊54の作用を受ける。これにより、ルーバー弁が開き、水塊が配列を通過できるようにする。したがって、図6a、図6b及び図6cから分かるように、このプロセス中、振動する水塊55のモーメントによって発生する力により、装置全体がほぼ1波高58の距離だけ左方向に変位する。
FIG. 6b shows the two “individual”
図6dでは、プロセスが続くと、谷の中で左方向に振動する水塊54の作用を受けてルーバー弁51が閉じ、また、水塊55が波頂とともに右方向に振動するとき、ルーバー弁52が開いて水塊55が通過できるようにし、装置は左方向に変位され続ける。図6b及び図6dで起きている正の水平変位の間では、水塊の非回転振動が主に垂直方向である。例えば、図6cでは、水塊54は主に下向きに振動し、水塊55は主に上向きに振動するが、モーメントのため、装置は左方向に移動し続け、両組のルーバー弁51及び52が開いて、両水塊の「特定方向に向けられた」相対運動が弁を通過できるようにする。同様の状況が図6aにも起きるが、鏡像関係にある。次いで、状況は図6bに戻り、連続サイクルで繰り返される。
In FIG. 6d, when the process continues, the
推進方法の上記説明は、最も独特の性質を与えることから、それが波の方向と逆の方向にいかに動作することができるかを示すように構成されている。しかしながら、この推進方法は、単に逆止めルーバー弁の動作方向を変化させることで、波と同じ方向に同様に動作することができる。例えば、弁は、波頂で閉じて右方向に駆動される一方、他方組の弁は開いて、波谷を通過する。このように、推進力は、波の方向と同じでも、逆でも等しく有効である。この推進力は、「一次波効果」として知られるものによって生じる。しかしながら、二次波効果は、波の移動方向に水塊ドリフト全体の一部分(例えば15%)を発生し、これは、実際には海底に対する装置の移動速度が、波方向と逆方向では平均速度の約−15%、波方向と同一方向では平均速度の約+15%であることを意味する。装置を左方向又は右方向に推進できるように、いずれか一方向又は両方向に動作するように、ルーバー弁組を制御してもよいことは理解されるであろう。また、配列に舵を取り付け、それにより、波方向と同じ又は逆方向で波面に斜めの「タッキング」を可能にすること、及び図4に概略的に示されたタイプのエネルギ吸収装置を配列間にも取り付け、それをプロペラ又は他のタイプの推進手段とともに全体的又は部分的に使用し、それにより、波面に対して直角の、又はそれに対して任意の組み合わせ角度で推進力を与えることもできることも理解されるであろう。2つの配列を使用することは、任意数の関連配列の使用を意味することができることは、認められる。 The above description of the propulsion method is configured to show how it can operate in the opposite direction of the wave, since it gives the most unique properties. However, this propulsion method can operate in the same direction as the wave by simply changing the operating direction of the check louver valve. For example, the valves close at the wave crest and are driven to the right, while the other set of valves open and pass through the wave valley. Thus, the propulsive force is equally effective both in the wave direction and vice versa. This propulsion is caused by what is known as the “primary wave effect”. However, the secondary wave effect generates a portion of the total water mass drift (eg 15%) in the direction of wave movement, which means that the speed of movement of the device relative to the seabed is actually the average speed in the direction opposite to the wave direction. Means about -15% of the average velocity and about + 15% of the average velocity in the same direction as the wave direction. It will be appreciated that the louver valve set may be controlled to operate in either one or both directions so that the device can be propelled leftward or rightward. It also attaches a rudder to the array, thereby enabling “tacking” oblique to the wavefront in the same or opposite direction of the wave direction, and an energy absorber of the type schematically shown in FIG. 4 between the arrays. Can also be used in whole or in part with a propeller or other type of propulsion means, thereby providing propulsion at right angles to the wavefront or at any combination angle thereto Will also be understood. It will be appreciated that the use of two sequences can mean the use of any number of related sequences.
図7は、2つの矩形板100及び102と、ピボット108及び110によって各板に回動式に取り付けられたエネルギ吸収体104とを有する防波装置の一実施形態を示す。エネルギ吸収体は水没しており、遊嵌開口113及びチョーク通路114を有するキャビティ112内に位置する遊嵌ピストン又は流れ拘束装置111を有する。作用を説明すると、波の通過中の板間の差動運動により、流れ拘束装置111の移動が生じ、水がキャビティ115及び116の内外へ、また流れ拘束装置を通過して押し進められて、板の分離及び接近移動の両方で抵抗力を発生させ、それにより波からエネルギを引き出す。
FIG. 7 shows an embodiment of a wave protection device having two
図8は本発明の他の実施形態を示し、ここでは、複数の(この場合は8個の)(図4及び図5により詳細に説明されているような)浮き装置205及び206が、チェーンの形につなぎ合わされ、それにより、海岸線207を保護するための防波システムを提供している。外海200には波が存在するが、防波システムによってエネルギが吸収されている結果として、防波システムの風下の水面210は穏やかである。この実施形態では、2〜3個の板配列をグループ化し、それにより、海岸線207での海岸浸食又は堆積パターンを管理するように波状況を計画的に調節することができるであろう。
FIG. 8 shows another embodiment of the invention in which a plurality (in this case eight) of floating
図9は、本発明のその他の実施の形態の概略説明図であり、(図6により詳細に説明されているような)複数の推進装置232が協力して、座礁船250を岩場から、又は砂州上の動的乗り上げ状態から曳航している。船を曳航するために波233からエネルギを引き出すプロセスで、波が減少し、それにより、救助作業の進行中に船を保護するためのより穏やかな海上状態234が生じる。
FIG. 9 is a schematic illustration of another embodiment of the present invention in which a plurality of propulsion devices 232 (as described in more detail in FIG. 6) cooperate to move the stranded
図10は、船の救助又は曳航を行うための推進システムの概略説明図である。船220は、(図6により詳細に説明されているような)装置222、224及び226を配備又は使用し、それにより、エンジン故障の際に、又は燃料を節約するために、船を矢印229の方向に推進することができる。推進力を与えるためにエネルギが波227から引き出されることにより、船が位置する場所により穏やかな海域228を生じるであろう。この装置は、緊急時に使用できるように、例えば船のデッキ上に平らにして保管されることができる。
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of a propulsion system for performing rescue or towing of a ship.
エネルギの引き出し又は推進方法だけにかかわるのではなく、水塊内の非回転振動の根源的な原理を利用する本発明の更なる用途が考えられる。1つのそのような例は、カタマラン船及び他のタイプの多胴船で本発明を使用し、それにより、一定の海洋状態での異常且つ予想できない操縦特性の防止又は回避を行い、且つハルに加えられる付加的な高い側部荷重を防止することである。これは特に、主に速度及び性能のために使用される細く深い、且つ幅方向に間隔をおいた「波を突き抜ける」ハルを有するカタマラン船に当てはまる。 Further applications of the invention are conceivable that make use of the fundamental principle of non-rotational vibrations in a body of water, not just the energy extraction or propulsion method. One such example uses the present invention on catamarans and other types of multihulls, thereby preventing or avoiding unusual and unpredictable maneuvering characteristics in certain marine conditions, and To prevent additional high side loads being applied. This is especially true for catamaran ships with thin, deep and width-spaced “wave through” hulls used primarily for speed and performance.
本発明のこの実施形態では、カタマラン形船の2つのハルが互いに平行に少なくとも2波高の距離を内外に移動できるようにし、それにより、ハルが水塊内に発生する固有振動プロセスに追従して、これらの荷重が主構造体に伝達されるのを防止する手段が設けられている。プロセスについては以下に簡単に説明する。 In this embodiment of the invention, the two hulls of the catamaran can move in and out at a distance of at least two wave heights parallel to each other so that the hull follows the natural vibration process that occurs in the water mass. Means are provided for preventing these loads from being transmitted to the main structure. The process is briefly described below.
図13a〜図13cは、上記原理をいかに用いることができるかを示す。 Figures 13a to 13c show how the above principle can be used.
図13aは、「個別の」水塊62及び63内に浮かび、且つスライド式相互接続部64で互いに結合されているハルを有する、波を突き抜けるカタマラン船を示す。図13aは、波が存在せず、したがって水塊内に非回転振動がない状態を示す。図13bは、(波長がハルの間の距離の約2倍である)進行波68の谷が通過する時の支配的な状態を示す。水中の水塊の付随的な非回転振動が、2つのハルを約1波高の距離だけさらに分離移動させる。図13cは、進行波の頂部がハルを横切って進む状態を示す。この場合、水中の水塊の非回転振動が2つのハルを約1波高の距離だけさらに接近移動させる。したがって、図13b及び図13cに示されている状態の間で、進行波68が進むとき、水塊振動は、各波サイクルで波高の約2倍の合計距離だけハルを引き離し、且つそれらを押し合わせる。作用を説明すると、スライド式相互接続部64によって吸収されるハル間の距離の許容変化が、波の通過中の水の質量モーメント振動(mass moment oscillation of the water)によって生じる変位を補償し、且つ完全に吸収する。これにより、ハルの側部及び船の連結ブリッジに作用する横力による破損が防止される。
FIG. 13 a shows a catamaran ship that penetrates the wave, having hulls floating in “separate”
さらに、振動水パターンに従うためにハルの間に「蛇行」効果を発生できるようにする手段を設け、それにより、最大貫通効率を得るために局部振動パターンに対してハルを常に直角に確実に移動させることができる。固定ブリッジを有し、且つ波長がハル間の距離の約2倍であるサイドシー(side sea)にさらされる上記双胴船は、2つのハルの各々に対して同時に逆方向に作用する波のこの質量モーメントによって生じる、これらのハル間の大きい、おそらく破壊的な力を受ける。 In addition, means are provided to allow a “meander” effect to be generated between the hulls to follow the oscillating water pattern, thereby ensuring that the hull is always moved perpendicular to the local vibration pattern for maximum penetration efficiency. Can be made. The catamaran, which has a fixed bridge and is exposed to a side sea whose wavelength is approximately twice the distance between the hulls, is a wave of waves acting in opposite directions simultaneously on each of the two hulls. It receives a large, possibly destructive force between these hulls caused by this mass moment.
更なる実施形態では、相互接続部64の代わりに、双胴船が水中を移動するとき、ハルが互いに接近移動及び分離移動するときの両方で、エネルギを引き出すように動作する装置を用いることができる。このように得られたエネルギは、多くの方法で使用されることができ、そのうちの3つを以下に示す。
1.補助熱、光、無線機等に電力を供給すること、
2.プロペラ又は他の同様な機械装置により船をハルの方向に駆動することによって船自体を動作させること、又は
3.引き出されたエネルギを使用して船を動作させ、ハルが平行のままではなく、前部が後部に対してさまざまに接近移動及び分離移動してオールこぎ効果を生じ、それにより、更なるプロペラ又は他の同様な機械装置を必要としないで推進力を与えることができる「蛇行」効果を計画的に生じるようにすること。
In a further embodiment, instead of the
1. Supplying power to auxiliary heat, light, radios, etc.
2. 2. operating the ship itself by driving it in the direction of the hull with a propeller or other similar mechanical device; The extracted energy is used to operate the ship so that the hull does not remain parallel but the front moves variously towards and away from the rear, creating an all-saw effect, thereby further propeller or To systematically create a “meander” effect that can provide propulsion without the need for other similar machinery.
ハル間の平均距離を変更して半波長規則(half wavelength rule)に一致させるための手段、例えばパンタグラフ又は他の同様な機構を用い、それにより、さまざまな海の状態及び波長においてシステムから最大のエネルギ引き出しを行うこともできる。 Use means to change the average distance between the hulls to match the half wavelength rule, such as pantographs or other similar mechanisms, thereby increasing the maximum distance from the system in various sea conditions and wavelengths. Energy can also be extracted.
波エネルギの吸収、補償又は推進手段を記載してきた。いずれの高さに配置された板又は板状構造体も効果を生じる。構造体は、液体を通過させても、させなくてもよい。液体を一方向に通過させることができる、又は通過させやすくするために、弁を構造体に組み込んでもよい。構造体は、波の通過によって生じる振動パターンの影響下にある液体塊の異なった部分又は液体塊の下方に水没させられる。理想的には、2つ以上の上記構造体間、又は液体塊の慣性質量に逆らって相互作用する2つ以上の構造体間の相互作用の制御を介して、波エネルギの吸収、補償又は推進が達成される。これは、構造体を一方向のみに通過する液体の流れを制御状態で活用することによって改善されるであろう。 Wave energy absorption, compensation or propulsion means have been described. A plate or a plate-like structure disposed at any height produces an effect. The structure may or may not allow liquid to pass through. A valve may be incorporated into the structure to allow or facilitate passage of liquid in one direction. The structure is submerged under different parts of the liquid mass or under the liquid mass under the influence of the vibration pattern caused by the passage of waves. Ideally, wave energy absorption, compensation or propulsion through control of the interaction between two or more of the above structures or between two or more structures that interact against the inertial mass of the liquid mass. Is achieved. This would be improved by utilizing a controlled flow of liquid that passes through the structure in only one direction.
防波装置のオン・オフの切り換えは、その板間の距離を手動で設定し直すことによって達成されることができる。例えば、板を半波長の間隔から1波長の間隔に移動させることにより、装置がオフに切り換えられる。相互接続手段からの抵抗力を除去することによっても、オフ切り換えを達成することができる。 Switching on and off the wavebreaker can be accomplished by manually resetting the distance between the plates. For example, the device can be switched off by moving the plate from a half wavelength interval to a one wavelength interval. Switching off can also be achieved by removing the resistive force from the interconnection means.
例示的な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱しない限り、上記実施形態に変更を加えることができることは理解されるであろう。 Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be understood that modifications can be made to the above embodiments without departing from the scope of the invention.
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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WO (1) | WO2005045136A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101260643B1 (en) | 2013-03-06 | 2013-05-03 | (주)씨테크알엔디 | Device for reducing coastal cliffs and reducing method thereof |
KR20200031293A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Semi-submersible marine structure |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090217657A1 (en) * | 2005-12-23 | 2009-09-03 | Christopher Anthony Budd | Wave Energy Extraction Device |
ES2393207T3 (en) * | 2006-11-28 | 2012-12-19 | 40South Energy Limited | Fully submerged wave energy converter |
WO2008111849A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Langlee Wave Power As | Wave power plant |
GB0717202D0 (en) * | 2007-09-05 | 2007-10-17 | Wave Ltd C | Wave energy extraction apparatus |
US8803346B2 (en) * | 2009-03-09 | 2014-08-12 | Natural Power Concepts, Inc. | System and method for generating electricity using grid of wind and water energy capture devices |
KR101346006B1 (en) | 2013-09-12 | 2014-01-10 | 강원대학교산학협력단 | Apparatus for protecting floating land on surface of water from floating waste and incoming wave |
EP3097306A1 (en) | 2014-01-08 | 2016-11-30 | AW-Energy Oy | Surface level follow-up arrangement for a wave energy recovery system |
US9556573B2 (en) | 2014-05-19 | 2017-01-31 | Christopher Fred Betcher | Wave attenuation system and method |
US9340940B2 (en) * | 2014-08-20 | 2016-05-17 | Kuwait Institute For Scientific Research | Floating breakwater |
US10409632B2 (en) * | 2017-03-31 | 2019-09-10 | The Boeing Company | Emulation of hardware components based on interrupt design |
IL253086B (en) * | 2017-06-21 | 2021-08-31 | Attias Eyal | Floating breakwater |
CN107994533B (en) * | 2017-11-07 | 2024-02-09 | 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 | S-shaped cable laying assembly for water photovoltaic power station |
CN109595119B (en) * | 2019-01-11 | 2024-05-24 | 哈尔滨工程大学 | Heave type wave energy power generation device based on floating breakwater |
US10550534B1 (en) * | 2019-07-31 | 2020-02-04 | Kuwait Institute For Scientific Research | Method for damping ocean waves in a coastal area |
CN112243925B (en) * | 2020-10-10 | 2022-07-19 | 江苏科技大学 | Floating type flow blocking and sand blocking multifunctional equipment |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3222870A (en) * | 1962-03-12 | 1965-12-14 | Us Rubber Co | Wave damping apparatus |
US3846990A (en) * | 1972-06-28 | 1974-11-12 | Ritchie W | Floating wave barrier |
US3848419A (en) * | 1973-03-07 | 1974-11-19 | Ritchie W | Floating wave barrier |
US6443653B1 (en) * | 1999-09-14 | 2002-09-03 | Giuseppe Zingale | Modular floating breakwater for the transformation of wave energy |
-
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-
2006
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101260643B1 (en) | 2013-03-06 | 2013-05-03 | (주)씨테크알엔디 | Device for reducing coastal cliffs and reducing method thereof |
KR20200031293A (en) * | 2018-09-14 | 2020-03-24 | 삼성중공업 주식회사 | Semi-submersible marine structure |
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