PT1831542T - Dispositivo de energia das ondas - Google Patents

Description

DISPOSITIVO DE ENERGIA DAS ONDAS

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um dispositivo de energia das ondas para capturar energia das ondas de ondas a uma profundidade substancial abaixo da superfície de um corpo de água, e mais particularmente, refere-se a um dispositivo para capturar quer forças de arfagem quer forças de avanço das ondas e converter a energia das ondas para uma forma utilizável, por exemplo, um fluxo de água pressurizada para fins da produção de água dessalinizada ou energia elétrica,

ANTECEDENTES A primeira de muitas patentes para dispositivos que se propõe a aproveitar a energia contida nas ondas do mar foi emitida em França em 1799. Foi somente na década de 70 que se realizaram esforços consideráveis para desenvolver uma tecnologia viável e económica. Foi impulsionada principalmente pela crescente preocupação com o esgotamento dos recursos combustíveis fósseis e da poluição ambiental resultante da combustão de tais combustíveis.

Existia grande interesse sobre como derivar energia utilizável de fontes solar, geotérmica, eólica e das ondas. As duas últimas oferecem a perspetiva de gerar eletricidade e dessalinizar água do mar convertendo diretamente a energia cinética do vento e das ondas para uma forma utilizável de energia.

Ondas do mar constituem um imenso reservatório de energia a ser explorada. Contudo, a sua natureza aleatória e a hostilidade do ambiente marinho criaram problemas significativos na realização prática de uma tecnologia efetiva de conversão de energia das ondas. 0 maior fluxo de energia ocorre em ondas de águas profundas que são geradas das vibrações ininterruptas do oceano aberto. Contudo, os desafios da engenharia necessários para permitir que o equipamento sobreviva neste ambiente jã demonstraram ser insuperáveis. Outra razão é que estruturas de águas profundas precisam de flutuar e isto reduz a eficiência de conversão.

Embora energia incidente reduza com a diminuição da profundidade, da mesma forma ocorre com custos de construção, instalação e operacionais. É por esta razão que o limite prático parece ser de em torno de 20 metros de profundidade de água. Contudo, ainda não se demonstrou como comercialmente viável uma conceção viável para um conversor de energia das ondas operando a esta profundidade ou qualquer outra profundidade.

As Patentes Norte-americanas 4076463 (Welczer), 4754157 (Windle) e 6800954 (Meano) descrevem vários exemplos de dispositivos de energia das ondas que fornecem um flutuador para acompanhar a subida e descida das ondas e que aciona uma bomba para produzir um fluxo utilizável de água pressurizada. Em cada exemplo, contudo, os flutuadores somente são capazes de capturar o movimento vertical da água. Consequentemente, perde-se uma parte substancial da energia das ondas na forma de forças de avanço na direção de propagação de onda, resultando em fracas eficiências operacionais.

Pedido de patente canadiana 2 289 092 AI refere-se a um dispositivo de energia das ondas para capturar forças de arfagem e forças de avanço de ondas que se propagam numa direção de onda em que os dispositivos ficam virados para a frente para enfrentar as ondas que se propagam na direção de onda. No documento CA 2 289 092 AI o corpo inclui uma superfície de trabalho virada para a frente móvel com ele, contudo, o corpo e a superfície de trabalho estão limitados para movimento ao longo de um caminho de arco das extremidades de arrasto dos braços pivotantes que são pivotados em respetivas extremidades dianteiras na âncora. A configuração de arrasto dos braços da fixação pivotante do corpo de trabalho à âncora resulta em limite considerável do movimento do corpo responsivo a forças de avanço na direção de onda. Os braços de arrasto efetivamente absorvem as forças de avanço em vez de transmitir as forças de arrasto para o movimento da ligação acionada para capturar energia das ondas.

Alguns outros dispositivos da técnica anterior são conhecidos por fornecerem uma estrutura de canal que está fixa em relação ao leito marinho para dirigir a energia das ondas para um membro flutuante que similarmente aciona uma bomba. 0 membro flutuante neste exemplo está tipicamente limitado por um braço pivotante ou uma estrutura de trilho deslizante. 0 custo de instalação de uma tal configuração é tipicamente impeditivo. Além disso, os dispositivos podem estar sujeitos a dano considerável quando deixados expostos à atmosfera devido à natureza fixa da sua instalação. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com um aspeto da invenção, é fornecido um dispositivo de energia das ondas para capturar forças de arfagem e forças de avanço das ondas que se propagam numa direção da onda em que o dispositivo fica virado para a frente para enfrentar as ondas que se propagam na direção da onda, o dispositivo compreendendo: um corpo flutuante para seguir uma subida e descida das ondas; uma superfície de trabalho para ficar virada para a frente para enfrentar as ondas e ser acoplada ao corpo flutuante para movimento junto com isso, a superfície de trabalho incluindo uma parte superior e uma parte inferior para capturar uma parte substancial das forças de avanço na direção da onda e das forças de arfagem das ondas entre as partes superior e inferior da superfície de trabalho; a parte inferior da superfície de trabalho estendendo-se de uma extremidade interior para uma extremidade exterior em que a extremidade exterior da parte inferior está espaçada para a frente e para baixo em relação à extremidade interior da parte inferior; a parte superior da superfície de trabalho estendendo-se de uma extremidade interior para uma extremidade exterior em que a extremidade exterior da parte superior está espaçada para a frente em relação à extremidade interior, quer da parte superior quer da parte inferior e em que a extremidade exterior da parte superior está espaçada acima da extremidade superior da parte inferior; uma âncora para ser substancialmente ancorada contra a subida e descida e as forças de avanço das ondas; e uma ligação acionada acoplando o corpo flutuante à âncora para movimento relativo entre eles e para converter o dito movimento relativo numa forma utilizável de energia; pelo que a ligação acionada compreende uma ligação acionada linear que acopla o corpo flutuante à âncora de forma que o corpo deslizante está linearmente deslizável em relação à âncora ao longo de um eixo linear da ligação acionada linear que está inclinada para cima e para trás na direção da onda. 0 dispositivo inclui um corpo flutuante para seguir a subida e descida das ondas e uma superfície de trabalho acoplada para movimento com o corpo flutuante e que está concebida para capturar e converter quer forças de arfagem quer de avanço das ondas para eficiência ótima na captura da energia das ondas. A forma da superfície de trabalho inclui uma parte inferior que se estende para baixo e para a frente para as ondas que se aproximam, melhorando a capacidade do dispositivo capturar energia das ondas a uma profundidade substancial abaixo da superfície das ondas em vez de confiar somente na flutuabilidade para acionar movimento ascendente do corpo flutuante. Peso do corpo flutuante ou qualquer balastro adicional fornece aumento de eficiência acionando o corpo flutuante para baixo para os cavados entre cristas de ondas adjacentes. A parte superior e a parte inferior da superfície de trabalho compreendem preferencialmente uma superfície contínua em que as partes superior e inferior estão unidas entre si pelas respetivas extremidades interiores numa interseção côncava. A parte superior da superfície de trabalho pode compreender uma superfície inclinada planar que se estende para cima e para a frente da extremidade interior para a sua extremidade exterior e a parte inferior da superfície de trabalho pode compreender uma superfície inclinada planar que se estende para baixo e para a frente da extremidade interior para a sua extremidade exterior.

Além disso, a parte superior da superfície de trabalho e a parte inferior da superfície de trabalho podem ser orientadas quase perpendiculares entre si com a extremidade exterior da parte superior estando substancialmente em alinhamento vertical acima da extremidade exterior da parte inferior. A parte inferior da superfície de trabalho preferencialmente tem uma superfície que é quase ou maior em magnitude do que a área de superfície da parte superior.

Preferencialmente um par de painéis laterais verticais estende-se entre a parte superior e a parte inferior afastadas horizontalmente entre si em extremidades opostas da superfícies de trabalho em que os painéis laterais estão afastados numa direção que é substancialmente perpendicular à direção da onda. Os painéis laterais podem divergir entre si enquanto os painéis laterais se estendem para frente das extremidades interiores para as extremidades exteriores das partes da superfície de trabalho para aumentar a área de captura da superfície de trabalho.

De acordo com a invenção, a ligação acionada compreende uma ligação acionada linear que acopla o corpo flutuante à âncora para movimento deslizante linear relativo substancialmente ao longo de um eixo linear que está inclinado para cima e para trás na direção da onda.

Pode fornecer-se um mecanismo de inclinação acoplado entre o corpo flutuante e a âncora para inclinar o corpo flutuante para a âncora.

Numa forma de realização preferida, a ligação acionada compreende uma haste de pistão acoplada à âncora e um alojamento acoplado ao corpo flutuante, para movimento junto com o corpo flutuante em que o alojamento recebe deslizantemente aí a haste de pistão para converter movimento relativo entre a haste de pistão e o alojamento na forma utilizável de energia.

Numa forma de realização, a haste de pistão estende-se através de lados opostos do corpo flutuante e a haste de pistão carrega o corpo flutuante para movimento deslizante ao longo do mesmo. 0 corpo flutuante é assim suportado de cima e de baixo em extremidades opostas da haste de pistão.

Uma largura do corpo flutuante numa direção horizontal perpendicular à direção da onda é preferencialmente muitas vezes um comprimento do corpo flutuante na direção da onda. Isto permite que o corpo flutuante se alinhe automaticamente mesmo para enfrentar as ondas que se aproximam quando a ligação acionada é acoplada à âncora para movimento pivotante livre sobre um eixo vertical.

Numa forma de realização, a ligação acionada é acoplada à âncora para movimento deslizante relativo ao longo de um eixo vertical enquanto se mantém inclinação do eixo longitudinal da ligação acionada a uma orientação ótima. Este movimento deslizante vertical relativo acomoda-se para variar elevações médias do corpo flutuante em relação ao leito marinho devido a variações da maré, por exemplo.

Alternativamente, a ligação acionada pode ser acoplada à âncora para movimento pivotante livre sobre um eixo horizontal para acomodar variações da maré. Quando a ligação acionada tem um eixo longitudinal que se estende entre o corpo flutuante e a âncora, o corpo flutuante é preferencialmente acoplado à âncora para movimento pivotante relativo sobre o eixo longitudinal da ligação acionada.

Quando a âncora é submersa, é espaçada preferencialmente para a frente do corpo flutuante, de tal forma que o corpo flutuante arrasta a âncora na direção da onda.

Numa forma de realização a âncora é fixa diretamente ao leito marinho. Alternativamente, a âncora pode compreender uma placa de reação orientada substancialmente perpendicularmente ao eixo longitudinal da ligação acionada para ser suportada em águas profundas, com a placa de reação estando amarrada com folga ao leito marinho.

Preferencialmente ligação da ligação acionada a um ou ambos do elemento flutuante e da âncora é seletivamente libertável para libertar o corpo flutuante de uma posição de trabalho para uma posição de transporte.

Numa forma de realização, um do elemento flutuante e da âncora inclui um primeiro conector e a ligação acionada inclui um segundo conector para ligação por emparelhamento ao primeiro conector quando acoplado na posição de transporte. Para religar os conectores na posição de trabalho pode ser fornecido um cabo de reboque acoplado numa primeira extremidade a um dos conectores com o cabo de reboque a estender-se sobre uma polia suportada em o outro um dos conectores de tal forma que tração sobre uma segunda extremidade do cabo de reboque puxa a primeira extremidade do cabo de reboque em 20 direção da polia e assim puxa o primeiro e segundo conectores em conjunto.

Podem suportar-se defletores na câmara de balastro para limitar o movimento da água na câmara de balastro para aumentar estabilidade do corpo flutuante.

Pode ser fornecida uma superfície de extensão orientada paralelamente à parte inferior da superfície de trabalho na sua extremidade superior para projetar para baixo e para a frente da superfície de trabalho, sendo a superfície de extensão suportada na âncora em relação fixa com elas para movimento deslizante em relação à superfície de trabalho.

Pode ser fornecido pelo menos um braço de suporte que se estende entre a extremidade exterior da parte superior e a extremidade inferior da superfície de trabalho. 0 corpo flutuante inclui uma parede frontal que está inclinada para baixo e para trás na direção da onda e uma parede traseira que está inclinada para cima e para trás na direção da onda e em que é fornecido um membro de painel abaixo do corpo flutuante que se projeta para cima e para trás na direção da onda substancialmente em alinhamento com a parede traseira do corpo flutuante, sendo a parte superior da superfície de trabalho definida pela parede frontal do alojamento e sendo a parte inferior da superfície de trabalho definida pelo membro de painel. A forma utilizável de energia pode compreender uma corrente elétrica ou um fluxo de água pressurizada, dependendo da natureza e configuração da ligação acionada.

Quando a ligação acionada compreende uma bomba e a forma utilizável de energia compreende um fluxo de água pressurizada, pode ser fornecido um acumulador de bexiga acoplado em série com uma saída da bomba para produzir um fluxo pressurizado mais uniforme a partir da saída da bomba. A bomba pode ser de efeito duplo para produzir um fluxo de água pressurizada em movimentos quer ascendentes quer descendentes do corpo flutuante em relação à âncora.

Pode ser fornecido equipamento de dessalinização suportado dentro do corpo flutuante para comunicação com uma saída da bomba para produzir um fluxo pressurizado de água dessalinizada que sai do corpo flutuante.

Alternativamente, pode ser fornecido um gerador de turbina suportado dentro do corpo flutuante para comunicação com uma saída da bomba para produzir uma corrente elétrica.

Numa forma de realização adicional, a ligação acionada compreende um gerador elétrico por acionamento linear para produzir diretamente uma corrente elétrica.

Podem ser fornecidos painéis solares suportados num lado superior do corpo flutuante, também para produzir uma corrente elétrica. Quando for fornecido um mecanismo de controlo eletrónico suportado no corpo flutuante para controlar várias condições operacionais do dispositivo, o mecanismo de controlo eletrónico recebe preferencialmente energia dos painéis solares.

Numa forma de realização, o corpo flutuante é compreendido de uma pluralidade de tubos fechados alongados compreendidos de plástico ou material compósito em que os tubos foram acoplados em conjunto. Várias formas de realização da invenção serão descritas em conjunção com os desenhos que acompanham em que:

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista esquemática de um movimento de onda típico. A Figura 2 é uma vista de alçado lateral esquemática do dispositivo de energia das ondas em relação ao movimento da onda circundante. A Figura 3 é uma perspetiva do dispositivo de energia das ondas. A Figura 4 é uma vista de alçado lateral parcialmente seccional do dispositivo de energia das ondas. A Figura 5 é uma vista de alçado frontal do dispositivo de energia das ondas. A Figura 6A é uma vista de alçado traseiro do dispositivo de energia das ondas na posição de trabalho. A Figura 6B é uma representação esquemática das portas de drenagem mostradas na Figura 6A a vários níveis operacionais. A Figura 7 é uma vista em planta superior do dispositivo de energia das ondas em que um lado superior do corpo flutuante foi removido para ilustrar um interior do corpo flutuante. A Figura 8 é uma vista de alçado lateral do dispositivo de energia das ondas enquanto o dispositivo está a ser rebocado para a posição de trabalho. A Figura 9 é uma perspetiva de uma primeira forma de realização da âncora. A Figura 10 é uma vista de alçado de uma segunda forma de realização da âncora. A Figura 11 é uma vista de alçado lateral do dispositivo de energia das ondas numa posição de transporte. A Figura 12 é uma vista de alçado lateral de uma forma de realização adicional da ligação acionada mostrado separado da âncora na posição de transporte. A Figura 13 é uma vista de alçado lateral do dispositivo de energia das ondas de acordo com a Figura 12 na posição de trabalho. A Figura 14 é uma vista em planta superior do dispositivo de energia das ondas mostrado em relação a ondas que se aproximam da costa em diferentes direções da onda. A Figura 15 é uma vista em perspetiva de uma forma de realização adicional da âncora compreendendo uma placa de reação. A Figura 16 é uma vista em perspetiva de uma forma de realização adicional da âncora compreendendo uma superfície de extensão. A Figura 17 é uma vista esquemática de uma bomba de efeito duplo para utilização com o dispositivo de energia das ondas de acordo com a Figura 1. A Figura 18A é uma vista em perspetiva de uma forma de realização adicional do dispositivo de energia das ondas para produzir energia elétrica. A Figura 18B é uma vista em perspetiva de uma parte do corpo flutuante ilustrando uma configuração de construção alternativa do corpo flutuante.

Nos desenhos caracteres de referência iguais indicam partes correspondentes nas diferentes figuras.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA

Em relação às figuras que acompanham é ilustrado um dispositivo de energia das ondas geralmente indicado por número de referência 10. 0 dispositivo 10 é particularmente adequado para capturar energia de ondas que se propagam numa direção da onda 12. 0 dispositivo 10 é disposto para converter a energia das ondas numa forma utilizável de energia, por exemplo, energia elétrica, ou um fluxo de água pressurizada que pode ser utlizado mais tarde quer no dispositivo de energia das ondas quer numa localização remota para dessalinizar água do mar ou para acionar um gerador de turbina elétrico.

Com referência inicial às Figuras 1 e 2, ondas que se propagam na direção da onda 12 tipicamente são compreendidas de água seguindo geralmente movimentos orbitais 14 avançando geralmente numa direção à costa de propagação da onda. Enquanto a água segue através de movimentos orbitais 14, a água forma uma onda que tem um comprimento de onda L entre as cristas de ondas adjacentes e uma altura H entre cada crista e o cavado adjacente.

Na crista de cada onda, numa parte superior dos movimentos orbitais 14, a energia da onda é primária na forma de forças de avanço em direção à costa 16 orientada geralmente horizontalmente na direção da onda para a costa. No lado decrescente da onda, e no lado em direção à costa dos movimentos orbitais 14, a energia da onda é principalmente na forma de forças de arfagem orientadas para baixo para o cavado entre ondas adjacentes. No cavado, a energia da onda é principalmente na forma de uma força de avanço de retorno 20 opondo a direção da onda numa orientação horizontal e em direção ao mar longe da costa. Finalmente, no lado ascendente da onda, energia da onda nos movimentos orbitais 14 toma a forma de forças de arfagem 22 adicionais numa direção ascendente para a crista da onda.

Além de movimentos orbitais 14 na superfície, a água numa estrutura de onda também segue movimentos orbitais a uma profundidade substancial abaixo da superfície em que a energia da onda dos movimentos orbitais diminui com aumento da distância da superfície da água. Tipicamente aproximadamente 95% da energia das ondas numa onda está presente acima de uma profundidade indicada correspondente aproximadamente a um quarto do comprimento de onda do movimento da onda.

Em relação agora ao dispositivo de energia das ondas 10, o próprio dispositivo 10 inclui uma superfície de trabalho 24 que fica virada para a frente, oposta à direção da onda, para enfrentar as ondas que se aproximam que se propagam na direção da onda. A superfície de trabalho 24 estende-se verticalmente numa posição de trabalho para uma profundidade suficiente para ser disposta para capturar uma parte substancial da energia das ondas quer na superfície quer substancialmente abaixo da superfície numa dada área. As forças acumuladas 26 dos movimentos orbitais 14 são capturadas pela superfície de trabalho 24 para levar o dispositivo 10 a seguir a subida e descida das ondas e por seu turno converter este movimento em formas utilizáveis de energia acima notadas. 0 dispositivo 10 geralmente compreende um corpo flutuante 30 que tem uma flutuabilidade adequada para suportar o dispositivo somente parcialmente submerso na superfície das ondas para seguir a subida e descida das ondas. 0 corpo flutuante 30 é acoplado a uma âncora 32 por uma ligação acionada 34 adequada que controla movimento relativo entre o corpo flutuante 30 e a âncora 32. A âncora 32 é substancialmente ancorada contra a subida e descida das ondas e contra as forças de avanço e arfagem das ondas para produzir o movimento relativo entre o corpo flutuante 30 e âncora 32. A ligação acionada 34 atua para converter este movimento relativo entre o corpo flutuante e a âncora 32 nas formas utilizáveis de energia. 0 corpo flutuante 30 inclui uma parede frontal 36 que está inclinada para baixo e para trás na direção da onda do lado frontal do dispositivo. A parede frontal 36 encontra-se com uma parede traseira 38 que se projeta para cima e para trás da extremidade inferior da parede frontal na direção da onda para definir um volume em forma triangular entre elas quando visto em alçado lateral. 0 volume do interior oco definido dentro das paredes do corpo flutuante 30 compreende uma câmara de balastro 40. Uma parede superior 42 estende-se horizontalmente 15 entre o topo da parede frontal 36 e o topo da parede traseira 38 para encerrar o lado superior da câmara de balastro 40. Paredes laterais 44 são fornecidas também em lados opostos do dispositivo para encerrar as extremidades da câmara de balastro 40. Cada parede lateral 44 assim estende-se geralmente na direção da onda entre a parede frontal, parede traseira, e parede superior. 0 interior da câmara de balastro 40 do corpo flutuante 30 inclui material de flutuação adequado que está distribuído uniformemente entre as paredes frontal e traseira, e, opcionalmente, na parede superior 42 para suportar o nível de dispositivo na posição de trabalho como mostrado nas Figuras 2 e 4, por exemplo.

Um membro de painel 46 é acoplado ao corpo flutuante 30 para se projetar para baixo e para a frente de um ápice na interseção das paredes frontal e traseira. 0 membro de painel 46 é coplanar com a parede traseira 38 de forma que o lado traseiro do dispositivo compreende uma superfície traseira plana definida pela parede traseira 38 e pelo membro de painel 46 que são contínuos entre si. 0 corpo flutuante 30 e o membro de painel 46 juntos definem a superfície de trabalho 2 em que a parede frontal 36 do corpo flutuante 30 define uma parte superior 48 da superfície de trabalho enquanto o membro de painel 46 que se projeta abaixo do corpo flutuante 30 define uma parte inferior 50 da superfície de trabalho 24.

As partes superior e inferior da superfície de trabalho encontram-se numa interseção 52 formando uma extremidade interior de cada uma das partes superior e inferior. A parte inferior da superfície de trabalho 24 estende-se da extremidade interior a uma extremidade exterior 54 que está espaçada para baixo e para a frente em relação à respetiva extremidade interior na interseção 52. Alternativamente a parte superior da superfície de trabalho estende-se da extremidade interior na interseção 52 a uma respetiva extremidade exterior 56 que está espaçada para a frente e para cima em relação às extremidades interiores na interseção 52.

As partes superior e inferior da superfície de trabalho 24 são geralmente planares em que a parte inferior 50 tem uma área de superfície que é quase ou maior do que uma área de superfície da parte superior 48. Quando as partes superior e inferior são orientadas quase perpendiculares entre si como na forma de realização ilustrada, a extremidade exterior da parte superior está acima da extremidade superior da parte inferior, substancialmente em alinhamento vertical com ela na posição de trabalho.

Formando as partes superior e inferior da superfície de trabalho 24 como superfícies planares inclinadas que são substancialmente contínuas entre si através da interseção 52, forma-se recetáculo tipo concha para reter água aí juntamente com a energia da onda associada de ondas que se propagam na direção da onda. A superfície de trabalho tem um peso na posição de trabalho entre a extremidade exterior da parte superior e a extremidade exterior da parte inferior que é adequada para capturar uma maioria da energia gerada pelas ondas.

Aumenta-se o efeito de retenção estendendo-se as paredes laterais 44 do corpo flutuante para se estender entre a extremidade exterior 54 da parte inferior e a extremidade exterior 56 da parte inferior da superfície de trabalho 24. As paredes laterais 44 estendem-se assim entre as partes superior e inferior da superfície de trabalho em localizações afastadas que estão afastadas numa direção horizontal que é substancialmente perpendicular à direção da onda.

As paredes laterais 44 têm uma superfície interior côncava virada para o volume de captura definido pela superfície de trabalho enquanto são orientadas para divergir entre si das extremidades interiores às extremidades exteriores da superfície de trabalho. 0 espaçamento horizontal entre as paredes laterais opostas 44 afunila-se assim e torna-se mais estreito enquanto as ondas se propagam na direção da onda no volume de captura definido pela superfície de trabalho 24 e pelas superfícies côncavas interiores das paredes laterais 44. 0 tamanho do corpo flutuante 30 e membro de painel 46 que se projeta abaixo dele é disposto de tal forma que uma largura horizontal do dispositivo como medido numa direção perpendicular à direção da onda é muitas vezes um comprimento do dispositivo entre o lado frontal e o lado traseiro como medido na direção da onda numa superfície de água parada. Ação da onda por si só é então suficiente para orientar o dispositivo para ficar virado para a frente em direção da onda.

Como mostrado de cima na Figura 14, mostram-se ondas 12 a propagar-se numa primeira direção para a costa em linha contínua. 0 dispositivo 10, também mostrado em linha contínua, orienta-se para ficar virado para a frente para enfrentar a direção da onda enquanto a dimensão lateral alongada do corpo flutuante se alinha com a direção longitudinal das cristas das ondas, perpendicular à direção da onda. Alternativamente, quando as ondas se aproximam de uma direção diferente como mostrado em linha tracejada na mesma figura, o dispositivo automaticamente se reorienta rodando sobre o eixo vertical da âncora. Consequentemente o dispositivo 10 como mostrado em linha tracejada é similarmente orientado para ficar virado para a frente para enfrentar a direção da onda com um eixo longitudinal do alojamento sendo paralelo à direção longitudinal das cristas das ondas mostradas em linha tracejada. 0 corpo flutuante 30 pode rodar sobre o eixo vertical da âncora 32 com mudanças em direção da onda fabricando-se o corpo flutuante de tal forma que a largura do corpo flutuante seja maior do que o comprimento do corpo flutuante. Estas dimensões aplicam-se a medidas tomadas na superfície de água parada na posição de trabalho. Fazendo assim, o eixo longo do corpo flutuante 30 alinha-se em paralelo à frente da onda exatamente como um pau de madeira comprido flutuando sobre a superfície de água alinhará o seu eixo longo com a frente da onda. Esta capacidade de rodar permite ao dispositivo alinhar-se sempre num ângulo ótimo em relação às ondas que se aproximam, aumentando assim a eficiência geral do dispositivo. A frente da onda W, na Figura 14, é substancialmente paralela à linha de costa S com o eixo longo do corpo flutuante 30 mostrado como sendo paralelo à frente da onda W que está ilustrada como uma linha contínua. 0 eixo longo do corpo flutuante 30' é mostrado também em linha tracejada como sendo paralelo a uma frente da onda W' que tem uma direção da onda diferente 12’, que é ilustrada como uma linha tracejada. Isto ilustra como o corpo flutuante roda sobre o eixo vertical da âncora 32 enquanto muda a direção da onda muda. 0 membro de painel 46 é suportado na sua extremidade exterior 54 em relação à extremidade exterior 56 da parte superior da superfície de trabalho por braços de suporte adequados 58 que atravessam a área de boca aberta da onda capturando e retendo volume definido pela superfície de trabalho. Os braços de suporte 58 compreendem membros rígidos de alta resistência de dimensão de secção transversal estreita de forma que os braços de suporte não têm substancialmente nenhum efeito sobre as ondas que passam próximas dos braços de suporte para o volume definido pela superfície de trabalho 24. A ligação acionada 34 geralmente compreende uma ligação linearmente acionada que acopla o corpo flutuante 30 à âncora 32 para movimento deslizante linear relativo ao longo de um eixo que está inclinado para cima e para trás na direção da onda da âncora 32 ao corpo flutuante 30. 0 eixo de movimento relativo entre o corpo flutuante e a âncora é substancialmente paralelo ao membro de painel 46 que define a parte inferior 50 da superfície de trabalho 24 assim como a parede traseira 38 que é substancialmente coplanar com a parte inferior da superfície de trabalho. A ligação acionada 34 geralmente compreende uma haste de pistão 6 0 que é acoplada ao corpo flutuante 30 para movimento relativo entre eles ao longo do eixo longitudinal do movimento deslizante linear relativo da ligação acionada. A haste de pistão 60 é disposta para ser acoplada à âncora 32 de uma maneira que restrinja o movimento relativo entre a haste de pistão 60 e a âncora 32 ao longo do eixo do movimento deslizante linear relativo. Ligação entre a haste de pistão 60 e a âncora 32 é disposta para ser libertável para libertar o corpo flutuante 30 da posição de trabalho para a posição de transporte, como mostrado nas Figuras 11 e 12. A ligação acionada 34 ainda inclui um alojamento 62 que deslizantemente recebe a haste de pistão aí. 0 alojamento 62 é acoplado ao corpo flutuante e ao membro de painel 46 que definem a superfície de trabalho para movimento em conjunto em relação à âncora e à haste de pistão 60 acoplada à âncora. 0 alojamento 62 da ligação acionada 34 inclui buchas adequadas entre o alojamento e a haste de pistão 60 para guiar o movimento relativo entre eles ao longo do eixo de movimento deslizante linear. Suportes de rolos adicionais 64 são acoplados para movimento com o corpo flutuante 30 por braços de suporte auxiliares 66. Os braços de suporte 66 são todos formados de material rígido de alta resistência que tem uma dimensão estreita em seção transversal para não afetar o movimento da onda da água que flui através deles para o volume definido pela superfície de trabalho 24. Vários conjuntos de suportes de rolos 64 são suportados em posições longitudinalmente espaçadas ao longo de um eixo longitudinal de movimento deslizante linear da ligação acionada 34 para suporte adicional. A haste de pistão 60 ligada à âncora 32 carrega assim o corpo flutuante 30 e membro de painel 46 acoplado a ele para movimento deslizante ao longo da haste de pistão pelos suportes de rolos.

Embora várias formas de realização da âncora 32 sejam ilustradas nas Figuras que acompanham, em cada exemplo, a âncora é disposta para suportar a ligação acionada 34 acoplado a ela para movimento pivotante relativo sobre um eixo vertical para que o corpo flutuante seja capaz de ação de cata-vento em relação à âncora. 0 corpo flutuante assim sempre puxa a âncora na direção da onda 5 com a ligação acionada 34 que tem o seu eixo longitudinal de movimento deslizante linear orientado geralmente também na direção da onda. A âncora 32 também suporta a ligação acionada de tal maneira que o corpo flutuante 30 pode ser rodado sobre o eixo longitudinal da ligação acionada para permitir movimento de inclinação lado a lado do corpo flutuante em relação à âncora. Esta rotação sobre o eixo longitudinal é cumprida pela haste de pistão 60 que é rotativa sobre o seu eixo longitudinal em relação ao alojamento 62 que recebe deslizantemente a haste de pistão. A câmara de balastro 40 é disposta para fornecer ao corpo flutuante 30 um balastro variável que é operãvel para aumentar flutuabilidade do corpo flutuante na posição de transporte em relação à posição de trabalho. 0 balastro variável ajuda assim a levantar o dispositivo para fora da água para menos arrasto ao rebocar de volta para a costa para manutenção ou para proteção contra várias condições climáticas. O corpo flutuante 30 é disposto para ser rodado da posição de trabalho para a posição de transporte de tal maneira que a superfície de trabalho no lado frontal do dispositivo é deslocado para cima da posição de trabalho para a posição de transporte. 0 balastro variável na câmara de balastro é disposto para aumentar automaticamente flutuabilidade do corpo flutuante responsivo a rotação do corpo flutuante para a posição de transporte. Rotação do corpo flutuante para a posição de transporte pode ser ajudada por flutuabilidade na extremidade exterior da parte inferior da superfície de trabalho quando a âncora é libertada. Alternativamente ou adicionalmente, a rotação para a posição de transporte pode ser cumprida formando a superfície traseira do corpo flutuante e membro de painel oposta à superfície de trabalho a ser inclinada para cima e para trás na direção da onda quando na posição de trabalho. Inclinando a superfície traseira do corpo flutuante, simplesmente avançando o corpo flutuante na direção da onda ao longo da superfície da água força a extremidade frontal do corpo flutuante para cima por ação de içamento e planagem sobre a superfície da água.

Balastro na câmara de balastro 40 é variável fornecendo portas de entrada 68 na parte superior da parede frontal, e 15 portas de saída 70 na parte superior da parede traseira 38. As portas de entrada 68 permanecem abertas e incluem válvulas de uma via formadas aís para permitir somente a entrada de água na câmara de balastro. Uma tela adequada ou proteção é fornecida na entrada das portas 68 para prevenir acesso de detritos e semelhantes no interior da câmara de balastro. São fornecidas duas portas de entrada, afastadas entre si ao longo da extremidade exterior no topo da superfície de trabalho 24 para que ondas que se aproximam na frente alojamento entrem nas portas de entrada para manter água dentro da câmara de balastro para atuar como balastro.

As portas de saída 70 compreendem portas de drenagem que permitem que excesso de água na câmara de balastro seja drenado para fora no lado traseiro do corpo flutuante 30. As portas de saída 70 são similarmente fornecidas adjacentes à parede superior 42 em posições afastadas numa direção horizontal com telas ou grades que são fornecidas no lado de saída para prevenir acesso de detritos e semelhantes no interior da câmara de balastro. As portas de saída 70 incluem válvulas de uma via que permitem somente fluxo de água para fora do balastro através delas.

As portas de saída incluem também membros de porta adequados 72 dispostos para atravessar as portas de saída 5 da extremidade inferior a uma elevação variável em relação ao corpo flutuante circundante 30 para que elevação da parte aberta restante das portas de saída seja efetivamente variada variando a altura dos membros de porta 72 entre várias posições como mostrado na Figura 6B. Um volume de trabalho da câmara de balastro 40 é assim definida pela elevação dos membros de porta 72 que por sua vez controlam o volume de água que pode ser retido na câmara de balastro 40 antes da drenagem através da parte aberta restante das portas de saída 70.

Localizando as portas de saída 70 na parede traseira do corpo flutuante 3 0 e na parede traseira 3 8 e membro de painel 46 formando substancialmente o lado traseiro do dispositivo 10, rotação do corpo flutuante para a posição de transporte localiza as portas de saída abaixo da câmara de balastro. Qualquer água na câmara de balastro então drenará para fora da câmara de balastro através das portas de saída por ação da gravidade automaticamente quando na posição de transporte. Tipicamente as portas de saída 70 sempre permanecem pelo menos parcialmente abertas para que drenagem da câmara de balastro para aumentar flutuabilidade ocorra responsiva a rotação do corpo flutuante para a posição de transporte da posição de trabalho. 0 lado traseiro do corpo flutuante está formado adequadamente para arrasto reduzido quando rebocado através de uma superfície de um corpo de água fornecendo uma extremidade afunilada 74 na parte superior da parede traseira 38 que está inclinada para dentro e para cima em relação à parte restante da parede traseira 38 e do membro de painel 46. Consequentemente, uma vez que a parede traseira e membro de painel estejam substancialmente na horizontal na posição de transporte, a extremidade afunilada 74 na parte superior da parede traseira permanece inclinada para cima e para trás na direção da onda para ajudar a içar o corpo flutuante para cima sobre a superfície da água quando o corpo flutuante é rebocado na direção da onda.

Para ajudar no transporte do corpo flutuante na posição de transporte, são fornecidos pontões 76 no lado traseiro do corpo flutuante que se estendem normalmente na direção da onda distanciados e paralelos entre si em lados opostos do corpo flutuante para estarem localizados adjacentes às paredes laterais opostas 44 respetivamente. Os pontões têm respetivos eixos longitudinais que se estendem para cima e para trás ao longo do lado traseiro do alojamento na posição de trabalho para estar orientado substancialmente horizontalmente com o lado traseiro na posição de transporte.

Uma fixação de cabo de reboque 78 é fornecida na extremidade superior da parede traseira 38 do corpo flutuante para ligação a um cabo de reboque 80 adequado que é utilizado para puxar o corpo flutuante de volta para a costa para armazenagem ou manutenção. São fornecidas rodas 82 nos lados inferiores dos pontões 76 em que as rodas são orientadas para suportar o corpo flutuante para movimento de rolamento na direção da onda ou na direção para a frente e para trás do corpo flutuante uma vez que o corpo flutuante é rebocado de volta para a costa. A câmara de balastro 40 inclui uma pluralidade de defletores 75 que passam substancialmente uma altura total do volume interior da câmara de balastro numa pluralidade de localizações horizontalmente espaçadas. Os defletores 75 são geralmente orientados na direção da onda e estão afastados numa direção perpendicular à direção da onda entre si. Os defletores 75 atuam para limitar movimento da água numa direção lado a lado dentro da câmara de balastro para aumentar estabilidade lado a lado do corpo flutuante. Os defletores permitem algum fluxo de água entre eles para manter uma elevação uniforme de água em toda a câmara de balastro.

Os pontões 76 que se estendem ao longo do lado traseiro do corpo flutuante 30 incluem cada um uma válvula inferior 84 e uma válvula superior 86 para controlar o fluxo de água que entra e sai dos pontões, o que fornece balastro adicional variável ao corpo flutuante 30. Quando inicialmente na posição de transporte, a válvula inferior 84 e a válvula superior 86 de cada pontão são inicialmente fechadas para reter um volume de ar dentro dos pontões para ajudar na manutenção da flutuabilidade do corpo flutuante.

Quando se deseja o corpo flutuante para a posição de trabalho, ambos os conjuntos de válvulas 84 e 86 são abertos. As válvulas inferiores 84 estão localizadas na extremidade exterior 54 no fundo da parte inferior e permitem a entrada de água nos pontões enquanto as válvulas superiores opostas 86 libertam ar dos pontões para encher os pontões com água e diminuir flutuabil idade do corpo flutuante. Como o corpo flutuante se aproxima da posição de trabalho, ondas que impactam a superfície de trabalho entram nas portas de entrada 68 da câmara de balastro 40 para que lastro de água adicional encha a câmara de balastro.

Uma vez totalmente na posição de trabalho, as válvulas 84 e 86 nos pontões podem ser fechadas para conter um volume fixo de água dentro dos pontões durante operação. Após retorno subsequente à posição de transporte para recuperação do corpo flutuante, as válvulas 84 e 86 dos pontões são abertas. Após libertação subsequente da âncora e reboque do corpo flutuante de volta à costa na direção da onda, a ação de içamento da superfície traseira do corpo flutuante, juntamente com alguma flutuabilidade do corpo flutuante, atua para rodar o corpo flutuante de volta para a posição de transporte. Neste ponto, movimento do corpo flutuante na direção da onda faz com que a água seja drenada para fora das válvulas 84 na extremidade exterior 54 da parte inferior da superfície de trabalho enquanto ar sob pressão atmosférica entra nas válvulas 86 localizadas num lado superior dos pontões numa extremidade oposta das válvulas inferiores 84. Quando substancialmente toda a água foi drenada para fora e substituída por ar, as válvulas 84 e 86 podem novamente ser fechadas para manter o corpo flutuante 30 na posição de transporte.

Consequentemente, para transporte, a fixação de cabo de reboque 78 é utilizada para rápido reboque do corpo flutuante de volta à costa para fazer com que a superfície de trabalho se eleve enquanto a superfície traseira do corpo flutuante plana sobre a superfície da água devido à orientação da parte inferior inclinada na posição de trabalho, da mesma forma que um esquiador aquático é puxado na superfície da água. Como acima observado, durante o procedimento de reboque, a água contida dentro dos pontões é purgada através das respetivas válvulas por pressão atmosférica permitindo reentrada do ar novamente através das válvulas próximas da extremidade superior dos pontões. Uma vez que toda água foi purgada, as válvulas fecham-se e o corpo flutuante flutuará sobre a superfície da água.

Em relação agora à Figura 9, uma primeira forma de realização da âncora 32 será descrita agora em mais pormenor. A âncora 32 neste exemplo compreende um pino vertical 88 que foi ancorado ao leito marinho por inserção no solo ou por retenção com um peso adequado. Uma manga é rotativamente suportada no pino 88 para rotação sobre o eixo vertical do pino. 0 pino 8 8 é maior do que a manga para que a manga 90 também seja deslizável numa direção vertical ao longo de um eixo vertical do pino. É fornecida uma cabeça adequada na extremidade superior do pino 88 para restringir movimento deslizante da manga 90 além da extremidade superior do pino.

Um encaixe 92 é ancorado à manga 90 para rotação com ela em relação ao pino. 0 encaixe 92 é disposto para receber uma extremidade afunilada de fundo 94 da haste de pistão 60 aí na posição de trabalho. Uma polia 96 está montada no encaixe 92 para receber um cabo de reboque adequado 98 que se estende sobre ela. 0 cabo é fixo numa primeira extremidade 100 à extremidade afunilada 94 da haste de pistão com a polia 96 a estar posicionada dentro do encaixe 92 para alinhamento com a ligação de cabo à haste de pistão. A borda periférica da polia 96 está centrada dentro do encaixe 92 para que o cabo fique concentricamente dentro do encaixe. Tração sobre a segunda extremidade do cabo 98 puxa o cabo sobre a polia e arrasta a primeira extremidade com a haste de pistão ligada a ela para dentro do encaixe 92. A ligação acionada 34 é assim religada à âncora na posição de trabalho. A ligação acionada 34 pode ser mantida em comunicação acoplada com a âncora 32 mantendo-se tensão no cabo 98 ou fornecendo um mecanismo de fecho adicional, conforme desejado.

Em relação agora à Figura 10, ilustra-se uma forma de realização adicional da âncora, em que uma manga 102 é ancorada ao solo do leito marinho e suporta rotativamente um pino 104 aí para rotação em relação à manga sobre um eixo vertical da manga e pino. 0 pino neste exemplo suporta o encaixe 106 a ser orientado para se estender para cima e para trás na direção da onda na inclinação operacional ideal do eixo longitudinal da ligação acionada. Uma polia 108 é fornecida no pino 104 para alinhamento de um cabo 110 enrolado sobre ele com o eixo longitudinal do suporte e uma extremidade afunilada 112 da haste de pistão recebida aí. 0 cabo 110 é similarmente ancorado na primeira extremidade para a extremidade afunilada 112 da haste de pistão para se estender sobre a polia 108. 0 cabo 110 também se estende sobre uma polia de base adicional 114 suportada na manga fixa 102. A polia de base 114 roda sobre um eixo horizontal que permanece fixo numa orientação geralmente horizontal paralela à costa e geralmente perpendicular à direção da onda. Como a direção da onda varia, a polia 108 carregada sobre o pino 104 pivota sobre o eixo da manga enquanto a polia de base 114 permanece orientada para a costa para que a segunda extremidade do cabo permaneça numa localização fixa em terra quando reboca o corpo flutuante 30 de volta para a âncora para religação na posição de trabalho.

Um braço de fecho 116 é pivotantemente acoplado ao pino 104 para ligação de emparelhamento seletivo com um recesso na extremidade afunilada da haste de pistão. 0 braço de fecho 116 está inclinado para a posição travada para fechar automaticamente após inserção da extremidade da haste de pistão no encaixe. Uma libertação remota adequada é fornecida para libertar o braço de fecho 116 da terra ou de outra localização remota, conforme desejado.

Em ambas as formas de realização das Figuras 9 e 10, os encaixes são fixos em inclinação em relação ao eixo vertical em que está pivotantemente suportado enquanto quer rotação relativa sobre o eixo vertical quer movimento deslizante relativo ao longo do eixo vertical são permitidos entre a manga e pino. O corpo flutuante pode então ser orientado na direção da onda e a elevação do corpo flutuante em relação ao leito marinho pode ser variada enquanto a inclinação operacional ótima do eixo longitudinal de movimento deslizante relativo da ligação acionada permanece fixa.

Em relação agora às Figuras 12 e 13, ilustra-se uma forma de realização adicional da ligação acionada 34 em que a haste de pistão 60 se estende completamente através do lado superior do alojamento e é muito maior do que a superfície traseira do corpo flutuante 30 incluindo a parede traseira 38 e o membro de painel 46. Neste exemplo, buchas adequadas e suportes de rolos mantêm suporte de rolamento e deslizamento do corpo flutuante em relação à haste de pistão. 0 alojamento 62 da ligação acionada permanece acoplado ao corpo flutuante 30 para movimento com ele em relação à haste de pistão 60 e âncora 32. Ao invés de acoplar a haste de pistão diretamente à âncora, um braço transportador 118 é acoplado à âncora que se estende para cima e para trás dele na direção da onda. Acoplamentos adequados 120 são fornecidos em extremidades superiores e inferiores da haste de pistão 60 para acoplar a haste de pistão 60 ao braço transportador 118 que acima quer abaixo do corpo flutuante 30. Neste exemplo, o braço transportador e a haste de pistão 60 acoplada a ele carregam e suportam totalmente o alojamento sobre eles para um movimento deslizante relativo.

Na forma de realização das Figuras 12 e 13, o encaixe 122 da âncora 32 pode ser acoplado também para que o encaixe 122, o braço transportador 118 e a haste de pistão 60 sejam todos acoplados em conjunto para movimento pivotante sobre um eixo horizontal numa ligação pivô 124 na âncora. Elevação do corpo flutuante 30 em relação ao leito marinho pode assim ser variada para acomodar variações das marés da forma conforme desejado.

Em relação agora à Figura 15, ilustra-se uma variação adicional da âncora 32 em que a extremidade inferior da haste de pistão 60 é acoplada a uma placa de reação 126. A placa de reação 126 compreende uma placa plana ampla que está orientada perpendicularmente ao eixo longitudinal do movimento deslizante relativo da ligação acionada 34 para estar ancorada contra forças de avanço e arfagem das ondas quando posicionada em água aberta substancialmente abaixo da superfície da água a uma profundidade na qual não estão substancialmente presentes forças de avanço e arfagem ou estão presentes mas são mínimas. A placa de reação 126 tem uma área de trabalho que é quase ou maior do que uma área de superfície combinada das partes superior e inferior da superfície de trabalho 24. A placa de reação 126 está ligada por um cabo a uma âncora no solo do leito marinho numa configuração de amarração catenária.

Com referência adicional à Figura 15, na posição de trabalho, a placa de reação 125 estará situada aproximadamente a um quarto de um comprimento de onda médio da parte superior do corpo flutuante na direção das ondas que se aproximam. Nesta posição a direção orbital das partículas de água será aproximadamente vertical, assim a força exercida sobre a placa de reação não estará em sincronia com a direção de força exercida sobre o corpo flutuante. Isto agirá para resistir ao movimento sincronizado da placa de reação e do corpo flutuante minimizando assim a perda de energia.

Em relação agora à Figura 16, ilustra-se uma forma de realização adicional da ligação acionada 34 em que é fornecida uma superfície de extensão 130 para estender a parte inferior 50 da superfície de trabalho 24. A superfície de extensão 130 é ancorada à haste de pistão que está por seu turno ancorada à âncora 32. Consequentemente, a superfície de extensão 130 permanece fixa em relação à âncora enquanto a superfície de trabalho 24 do corpo flutuante 30 é móvel em relação à superfície de extensão ao longo do eixo longitudinal do movimento deslizante relativo da ligação acionada. A superfície de extensão 130 compreende uma superfície plana extensa que é paralela à parte inferior 50 da superfície de trabalho na sua extremidade exterior 54. A superfície de extensão projeta-se para baixo e para a frente da superfície de trabalho ao longo do eixo longitudinal da ligação acionada. A superfície de extensão 130 ajuda assim forças da onda abaixo da superfície de trabalho 24 a serem dirigidas para cima para a superfície de trabalho para aumentar a área de captura da superfície de trabalho. A ligação acionada 34 na forma de realização da Figura 16 também é mostrada com molas ou membros de inclinação 132 acoplados entre a âncora e o corpo flutuante 30 para inclinar ou forçar o corpo flutuante de volta para a âncora 32. Em operação, forças de avanço e forças de arfagem na direção da onda forçam extensão da ligação acionada em que o alojamento 62 é deslocado para longe da âncora ao longo da haste de pistão. Como o corpo flutuante 30 é acionado para cima pelas forças de avanço e arfagem, as molas de retorno 132 são esticadas armazenando assim energia. Esta energia armazenada é usada subsequentemente utilizada para cooperar com as forças gravitacionais para alimentar o dispositivo no curso descendente de retorno. As forças das ondas no cavado entre cristas adjacentes, juntamente com força de inclinação do membro de inclinação 132, atuam numa direção para forçar o corpo flutuante de volta para a âncora para retrair a haste de pistão 60 dentro de seu respetivo alojamento 62.

Em relação agora à Figura 17, mostra-se uma forma de realização da ligação acionada 34 em que a ligação acionada compreende uma bomba para que a forma utilizável de energia produzida seja um fluxo de água pressurizada. A bomba compreende uma bomba de efeito duplo em que o alojamento 62 é alongado e cilíndrico sobre o eixo longitudinal da ligação acionada. Um pistão 134 é montado na extremidade interior da haste de pistão 60 para movimento deslizante ao longo do comprimento do alojamento cilíndrico 62. 0 pistão 134 divide o alojamento em duas câmaras de bombeamento separadas em que uma válvula de entrada 136 e uma válvula de saída 138 comunicam com cada câmara pelas respetivas extremidades exteriores do alojamento 62.

Todas as válvulas 136 e 138 são válvulas de uma via que permitem fluxo quer somente para dentro do alojamento quer somente para fora do alojamento de acordo com as suas respetivas funções de entrada e saída. 0 pistão 134, a haste de pistão 60 e o alojamento circundante 62 estão concebidos de forma que a haste tenha um diâmetro suficientemente largo em relação ao alojamento para suportar as forças extremas de carga lateral sem curvar. Forças de carga lateral exercidas sobre o pistão e sobre o ponto de entrada da haste através do alojamento são geridas utilizando mancais de alta densidade e buchas fixas ao corpo flutuante 30 através do qual a haste de pistão 60 desliza durante movimento alternativo do corpo flutuante 30 em relação à âncora. São fornecidas partes com filtros que circundam câmaras de pré-filtragem em série com as válvulas de entrada 136 para impedir a entrada de detritos e semelhantes na bomba. As válvulas de saída 138 estão ligadas a respetivas câmaras de acumulador 140 dentro dos pontões 76 que são então acoplados a uma saída comum 142 da bomba da qual um fluxo pressurizado de água é fornecido do dispositivo. Água pressurizada em quer curso ascendente quer descendente é assim fornecida às câmaras de acumulador pressurizadas 140 contidas atrás de anteparas dentro das extremidades superiores dos pontões 76. Pressão do ar e bexigas 35 nas câmaras do acumulador 140 produzem um fluxo de estado substancialmente estacionário de água do mar bruta pressurizada da saída comum 142 para um conjunto de dessalinização remoto situado na terra ou numa embarcação de armazenagem de água potável, ou alternativamente no corpo flutuante.

Quando a ligação acionada compreende uma bomba dentro do corpo flutuante, a saída da bomba é acoplada a um intensificador de pressão enquanto a bomba sozinha fornece pressão relativamente baixa de água do mar bruta. 0 intensificador de pressão intensifica a pressão de água a um nível exigido para realizar o processo de osmose inversa, removendo assim a maioria do sal dissolvido da água do mar.

Noutras formas de realização da invenção, a bomba pode ser de efeito simples para pressurizar somente a água em fluxo ascendente.

Em relação agora à Figura 18A, ilustra-se uma forma de realização adicional da ligação acionada 34 em que a ligação acionada compreende um gerador elétrico linear para gerar energia elétrica em resposta ao movimento deslizante linear da haste de pistão 60 dentro do alojamento 62 da ligação acionada. Como mostrado na Figura 18A, a parede superior 42 pode ser também inclinada para cima de lados opostos para um ápice central 146 para fornecer superfícies inclinadas sobre as quais se montam painéis solares 144. Os painéis solares produzem energia elétrica de energia solar para ajudar na produção de energia elétrica da ligação acionada 34. Neste exemplo, quaisquer mecanismos de controlo eletrónicos, por exemplo, para abrir e fechar válvulas apropriadas ou para otimizar a orientação dos painéis solares, podem ser alimentados da energia elétrica gerada a bordo do dispositivo quer pelo gerador elétrico linearmente acionado que forma a ligação acionada 34 quer pelos painéis solares 144.

Em relação agora à Figura 18B, ilustra-se uma forma de realização adicional do corpo flutuante 30 em que os painéis que formam as paredes do corpo flutuante e o membro de painel 4 6 são formados de uma pluralidade de tubos alongados que foram fechados nas suas extremidades opostas e que foram ligados adjacente entre si para formar uma estrutura tipo painel que tem flutuabilidade devido a um volume de ar retido dentro do interior dos tubos fechados. Os tubos 150 podem compreender qualquer material adequado que tem características de peso adequadas enquanto são suficientemente rígidos para manter a integridade estrutural do corpo flutuante 30 do dispositivo, por exemplo, um material plástico de polietileno de alto peso molecular ou vários materiais compósitos. Os tubos 150 podem ser unidos por soldagem plástica ou utilizando adesivos adequados, fixadores ou braçadeiras e semelhantes.

Os tubos 150 podem também ser utilizados em conjunção com material laminado 152 que também é compreendido de um material similarmente forte mas leve. Os tubos 150 são orientados geralmente na direção da onda e formam as superfícies do dispositivo que estão sujeitas às forças de trabalho, incluindo a superfície de trabalho 24 e as paredes frontais e traseiras do corpo flutuante 30.

Em ainda formas de realização adicionais, a ligação acionada 34 pode compreender uma bomba para produzir um fluxo pressurizado de água em que uma saída da bomba é acoplada diretamente a um gerador de turbina elétrica que está alojada dentro do corpo flutuante, entre as paredes frontais e traseiras, dentro da câmara de balastro 40. A turbina substitui assim uma parte do volume de trabalho normalmente ocupado por lastro de água. A massa da turbina contribui para a massa geral que aciona o corpo flutuante 30 de volta para baixo para a âncora 32.

Numa ainda forma de realização adicional, a ligação acionada 34 pode compreender uma bomba para produzir um fluxo pressurizado de água que tem uma saída acoplada diretamente a equipamento de dessalinização também alojado dentro da câmara de balastro 40 no corpo flutuante 30. Similarmente à turbina acima notada, o equipamento de dessalinização substitui assim uma parte do volume de trabalho normalmente ocupado por lastro de água e a massa do equipamento de dessalinização contribui para a massa geral que aciona o corpo flutuante de volta para baixo para a âncora. 0 equipamento de dessalinização por seu turno tem uma saída a partir da qual um fluxo pressurizado de água dessalinizada é então dirigido para uma estrutura de retenção de água potável próxima quer numa estrutura de flutuação, numa estrutura ancorada ao solo do leito marinho quer numa estrutura em terra.

Embora nas Figuras que acompanham o ângulo ilustrado entre as partes superior e inferior da superfície de trabalho seja quase perpendicular, uma variedade de outros ângulos ainda funciona efetivamente para capturar as forças de avanço e arfagem de ondas recebidas através da boca entre as extremidades exteriores das partes superior e inferior da superfície de trabalho no lado frontal do corpo flutuante. Como mostrado em linha tracejada na Figura 4, a interseção 52 entre a parte superior e a parte inferior da superfície de trabalho pode compreender uma interseção côncava em que a parte superior, a parte inferior 30 e a interseção 52 compreendem uma superfície côncava contínua.

Em formas de realização adicionais, pode ser fornecido um sistema guia adicional, que serve para estabilizar a embarcação contra rolamento.

Em todas as formas de realização ilustradas da invenção, as forças de avanço e arfagem combinadas inerentes numa onda, juntamente com flutuabilidade do corpo flutuante 30, servem para acionar o corpo flutuante 30 para cima numa inclinação fazendo com que a ligação acionada 34 seja deslocada num ciclo ascendente. Mais especificamente, como a crista de uma onda se aproxima, a força de avanço está contida entre as paredes laterais 44 e como impacta as partes superior e inferior 24, esta força é adicionada à força de flutuação que atua sobre o corpo flutuante 30 acionando assim todo o corpo flutuante para cima ao longo de uma inclinação paralela à parte inferior da superfície de trabalho na sua extremidade superior. Como a crista passa a força gravitacional que atua sobre a massa combinada do corpo flutuante, a água contida dentro da câmara de balastro e qualquer outra massa móvel do corpo flutuante serve para acionar o corpo flutuante para baixo numa declinação que faz com que a ligação acionada realize o trabalho e converta a energia numa forma utilizável no curso descendente.

Em formas de realização em que um gerador de turbina elétrica ou equipamento de dessalinização está alojado dentro da câmara de balastro, o gerador ou o equipamento de dessalinização contribui para a massa combinada sobre a qual a força gravitacional age para acionar o corpo flutuante para baixo no curso descendente.

Em formas de realização em que membros de inclinação 132 são acoplados entre o corpo flutuante 30 e a âncora 32, energia da onda é armazenada nos membros de inclinação 132 no curso ascendente. Esta energia armazenada é libertada como uma força de inclinação que trabalha em cooperação com as forças gravitacionais que atuam sobre a massa combinada do corpo flutuante, lastro de água, e outras massas móveis com o corpo flutuante, para acionar o corpo flutuante para baixo no curso descendente.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, ο IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • US 4076463 A [0007] • US 4754157 A [0007] • US 6800954 B [0007] • CA 2289092 AI [0008]

Claims (46)

REIVINDICAÇÕES

1. Um dispositivo de energia das ondas (10) para capturar forças de arfagem (22) e forças de avanço (16) de ondas que se propagam numa direção de onda (12) em que o dispositivo fica virado para a frente para enfrentar as ondas que se propagam na direção da onda, o dispositivo compreendendo: um corpo flutuante (30) para seguir uma subida e descida das ondas; uma superfície de trabalho (24) para ficar virada para a frente para enfrentar as ondas e ser acoplada ao corpo flutuante (30) para movimento junto com isso, a superfície de trabalho (24) incluindo uma parte superior (48) e uma parte inferior (50) para capturar uma parte substancial das forças de avanço na direção da onda e as forças de arfagem das ondas entre as partes superior e inferior da superfície de trabalho (24); a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) estendendo-se de uma extremidade interior para uma extremidade exterior em que a extremidade exterior da parte inferior (50) é espaçada para a frente e para baixo em relação à extremidade interior da parte inferior (50); a parte superior (48) da superfície de trabalho (24) estendendo-se de uma extremidade interior para uma extremidade exterior em que a extremidade exterior da parte superior (48) é espaçada para a frente em relação à extremidade interior das partes superior e inferior (50) e em que a extremidade exterior da parte superior (48) é espaçada acima da extremidade exterior da parte inferior (50); uma âncora (32) para estar substancialmente ancorada contra a subida e descida e as forças de avanço das ondase uma ligação acionada (34) acoplando o corpo flutuante (30) à âncora (32) para movimento relativo entre eles e para converter o dito movimento relativo numa forma utilizável de energia; caracterizado pela ligação acionada (34) compreender uma ligação acionada linear (34) que acopla o corpo flutuante (30) à âncora (32) de modo que o corpo flutuante (30) é lineamente deslizável em relação à âncora (32) ao longo de um eixo linear da ligação acionada linear (34) que está inclinada para cima e para trás na direção da onda.

2. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 1 em que a parte superior (48) e a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) compreendem uma superfície contínua em que as partes superior e inferior estão unidas entre si pelas respetivas extremidades interiores.

3. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 1 ou 2 em que a parte superior (48) e a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) estão unidas pelas respetivas extremidades interiores numa interseção côncava.

4. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 3 em que a parte superior (48) da superfície de trabalho (24) compreende uma superfície inclinada que se estende para cima e para a frente da extremidade interior para a sua extremidade exterior e a parte inferior (50) da superfície de trabalho compreende uma superfície inclinada que se estende para baixo e para a frente da extremidade interior para a sua extremidade exterior.

5. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 4 em que a parte superior (48) da superfície de trabalho (24) e a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) são orientadas quase perpendiculares entre si.

6. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 5 em que a extremidade exterior da parte superior (48) está substancialmente em alinhamento vertical acima da extremidade exterior da parte inferior (50).

7. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 6 em que a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) tem uma área de superfície que é quase ou maior em magnitude do que uma área de superfície da parte superior (48).

8. O dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 7 em que é fornecido um par de painéis laterais verticais (44) que se estende entre a parte superior (48) e a parte inferior (50) afastadas horizontalmente entre si em extremidades opostas da superfície de trabalho (24) em que os painéis laterais (44) são afastados numa direção que é substancialmente perpendicular à direção da onda.

9. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 8 em que os painéis laterais divergem (44) entre si enquanto os painéis laterais (44) se estendem para a frente das extremidades interiores para as extremidades exteriores das partes da superfície de trabalho (24).

10. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 9 em que é fornecido um mecanismo de inclinação (132) acoplado entre o corpo flutuante (30) e a âncora (32) para inclinar o corpo flutuante para a âncora (32) .

11. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 10 em que a ligação acionada (34) compreende uma haste de pistão (60) acoplada à âncora (32) e um alojamento (62) que recebe deslizantentemente a haste do pistão (60) aí para converter movimento relativo entre a haste do pistão (60) e o alojamento (62) na forma utilizável de energia, sendo o alojamento (62) acoplado ao corpo flutuante (30) para movimento junto com ele.

12. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 11 em que a haste de pistão (60) se estende através de lados opostos do corpo flutuante (30) e a haste de pistão (60) carrega o corpo flutuante (30) para movimento deslizante ao longo dele.

13. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 12 em que uma largura do corpo flutuante (30) numa direção horizontal perpendicular à direção da onda é muitas vezes um comprimento do corpo flutuante (30) na direção da onda.

14. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 13 em que a ligação acionada (34) é acoplada à âncora (32) para movimento pivotante livre sobre um eixo vertical.

15. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 14 em que a ligação acionada (34) é acoplada à âncora (32) para movimento deslizante relativo ao longo de um eixo vertical.

16. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 15 em que a ligação acionada (43) é acoplada à âncora (32) para movimento pivotante livre sobre de um eixo horizontal.

17. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 16 em que a ligação acionada (34) tem um eixo longitudinal que se estende entre o corpo flutuante (30) e a âncora (32) e em que o corpo flutuante (30) é acoplado à âncora (32) para movimento pivotante relativo sobre o eixo longitudinal da ligação acionada (34) .

18. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 17 em que a âncora (32) é submersa e é espaçada para a frente do corpo flutuante (30) de tal forma que o corpo flutuante (30) arrasta a âncora (32) na direção da onda.

19. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 18 em que ligação acionada (34) tem eixo longitudinal que se estende entre o corpo flutuante (30) e a âncora (32) e em que a âncora (32) compreende uma placa de reação (126) orientada substancialmente perpendicularmente ao eixo longitudinal da ligação acionada (34) .

20. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 19 em que ligação da ligação acionada (34) a pelo menos um do corpo flutuante (30) e da âncora (32) é seletivamente libertável para libertar o corpo flutuante (30) de uma posição de trabalho para uma posição de transporte.

21. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 20 em que um do corpo flutuante (30) e da âncora (32) inclui um primeiro conector (92) e a ligação acionada (34) inclui um segundo conector (94) para emparelhar ligação ao primeiro conector e em que é fornecido um cabo de reboque (98) acoplado numa primeira extremidade a um dos primeiro ou segundo conectores, estendendo-se o cabo de reboque sobre uma polia (96) suportada no outro um dos primeiro e segundo conectores de tal forma que tração sobre uma segunda extremidade do cabo de reboque puxa a primeira extremidade do cabo de reboque (98) para a polia (96) e puxa assim o primeiro e o segundo conectores em conjunto para religar o corpo flutuante (30) na posição de trabalho.

22. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 20 ou 21 em que é fornecido um balastro variável (40) no corpo flutuante (30) que é operãvel para aumentar flutuabi1idade do corpo flutuante (30) na posição de transporte em relação à posição de trabalho.

23. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 20 a 22 em que o corpo flutuante (30) é rodado e a superfície de trabalho (24) é deslocada para cima enquanto o corpo flutuante (30) é deslocado da posição de trabalho para a posição de transporte.

24. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 20 a 23 em que o balastro variável (40) aumenta flutuabi1idade responsiva a deslocamento do corpo flutuante (30) para a posição de transporte.

25. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 24 em que o corpo flutuante (30) é rodado para a posição de transporte por membros flutuantes (76) quando o corpo flutuante (30) é libertado da âncora (32).

26. 0 dispositivo, de acordo com a Reivindicação 24 ou 25 em que o corpo flutuante (30) inclui uma superfície traseira oposta à superfície de trabalho (24) que é inclinada para cima na direção da onda para rodar o corpo flutuante (30) para a posição de transporte deslocando o corpo flutuante (30) na direção da onda ao longo de uma superfície de água.

27. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 24 a 26 em que o balastro variável (40) compreende uma câmara de balastro que recebe água aí como balastro na posição de trabalho e portas de drenagem (70) que drenam automaticamente a água da câmara de balastro quando o corpo flutuante (30) é deslocado da posição de trabalho para a posição de transporte.

28. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 27 em que um lado traseiro do corpo flutuante (30) oposto à superfície de trabalho (24) está modelado adequadamente para arrasto reduzido quando rebocado através de uma superfície de um corpo de água.

29. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 28 em que um lado traseiro do corpo flutuante (30) oposto à superfície de trabalho (24) inclui pontões (76) fixados aí tendo um eixo longitudinal que se estende geralmente na direção da onda.

30. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 29 em que um lado traseiro do corpo flutuante (30) oposto à superfície de trabalho (24) inclui uma fixação de cabo de reboque (78) aí para ligação do lado traseiro do corpo flutuante (30) a um cabo de reboque (80).

31. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 30 em que um lado traseiro do corpo flutuante (30) oposto à superfície de trabalho (24) inclui membros de rolamento para suportar o corpo flutuante (30) para movimento de rolamento ao longo do solo.

32. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 31 em que o corpo flutuante (30) inclui uma câmara de balastro (4 0) para receber aí água como balastro em que um volume de trabalho da câmara de balastro é ajustãvel para ajustar flutuabilidade do corpo flutuante.

33. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 32 em que o corpo flutuante (30) inclui uma câmara de balastro (40) para receber aí água como balastro e defletores (75) suportados na câmara de balastro para limitar o movimento da água na câmara de balastro.

34. O dispositivo de acordo com a Reivindicação 33 em que a câmara de balastro (40) inclui pelo menos uma porta de drenagem (70) através da qual água na câmara de balastro é drenada para fora da câmara de balastro, sendo o volume de trabalho da câmara de balastro ajustável ajustando elevação da dita pelo menos uma porta de drenagem em relação à câmara de balastro.

35. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 34 em que é fornecida uma superfície de extensão (130) orientada paralelamente à parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) na sua extremidade exterior para se projetar para baixo e para a frente da superfície de trabalho (24), sendo a superfície de extensão suportada na âncora (32) em relação fixa com ela para movimento deslizante em relação à superfície de trabalho (24) .

36. O dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 35 em que é fornecido pelo menos um braço de suporte (58) que se estende entre a extremidade exterior da parte superior (48) e a extremidade exterior da parte inferior (50) da superfície de trabalho (24).

37. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 36 em que o corpo flutuante (30) inclui uma parede frontal (36) que é inclinada para baixo e para trás na direção da onda e uma parede traseira (38) que é inclinada para cima e para trás na direção da onda e em que é fornecido um membro de painel (46) abaixo do corpo flutuante (30) que se projeta para cima e para trás na direção da onda substancialmente em alinhamento com a parede traseira do corpo flutuante (30), sendo a parte superior (48) da superfície de trabalho (24) definida pela parede frontal do alojamento e sendo a parte inferior (50) da superfície de trabalho (24) definida pelo membro de painel.

38. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 37 em que a forma utilizável de energia compreende quer uma corrente elétrica quer um fluxo de água pressurizada.

39. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 37 em que a ligação acionada (34) compreende uma bomba e a forma utilizável de energia compreende um fluxo de água pressurizada e em que é fornecido um acumulador de bexiga (140) acoplado em série com uma saída da bomba para produzir um fluxo pressurizado mais uniforme da saída da bomba.

40. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 37 em que a ligação acionada (34) compreende uma bomba que é de duplo efeito para produzir um fluxo de água pressurizada em quer movimentos para cima quer para baixo do corpo flutuante (30) em relação à âncora (32) .

41. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 37 em que a ligação acionada (34) compreende uma bomba e em que é fornecido equipamento de dessalinização suportado no corpo flutuante (30) para comunicação com uma saída da bomba para produzir um fluxo pressurizado de água dessalinizada que sai do corpo flutuante (30).

42. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 37 em que a ligação acionada (34) compreende uma bomba e em que é fornecido um gerador de turbina suportado no corpo flutuante (30) para comunicação com uma saída da bomba para produzir uma corrente elétrica.

43. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 37 em que a ligação acionada (34) compreende um gerador elétrico por acionamento linear para produzir uma corrente elétrica.

44. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 43 em que é fornecido pelo menos um painel solar (144) suportado numa parte superior do corpo flutuante (30) para produzir uma corrente elétrica.

45. 0 dispositivo de acordo com a Reivindicação 44 em que é fornecido um mecanismo de controlo eletrónico suportado no corpo flutuante (30) para controlar várias condições operacionais do dispositivo, recebendo o mecanismo de controlo eletrónico energia do dito pelo menos um painel solar.

46. 0 dispositivo de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 45 em que o corpo flutuante (30) é compreendido de uma pluralidade de tubos fechados alongados (150) compreendido de plástico ou material compósito em que os tubos foram acoplados em conjunto.