TW201920819A

TW201920819A - 波浪池及雙向、動態形狀衝浪波之波浪產生器

Info

Publication number: TW201920819A
Application number: TW107130364A
Authority: TW
Inventors: 亞當芬查姆; 艾利克斯波伊羅特; 南森羅溫; 羅伯特凱利斯萊特
Original assignee: 美商凱利斯萊特波浪有限公司
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2019-06-01
Also published as: US11280100B2; WO2019046549A1; US20200256073A1; CN111279038B; EP4276315A3; CN111279038A; EP3676466A1; CA3074490A1; BR112020004044A2; EP4276315A2; ES2954359T3; US10597884B2; US20190063092A1; TWI773814B; ZA202101610B; ZA202001538B; US20240151053A1; AU2018323631A1; EP3676466B1; US20220349199A1

Abstract

本發明揭示一種波浪池及波浪產生機構。該波浪池包含一水底地形，該水底地形包含沿著界定該波浪池之一通道之一長度或圓周之一可動態塑形礁石。該波浪產生機構包含一箔，該箔具有針對基於該箔之一擺動角之一調整之雙向性之一形狀。可進一步控制該箔以增大或減小與該波浪池中之水相互作用之特定表面積或其他角度。

Description

波浪池及雙向、動態形狀衝浪波之波浪產生器

海浪已經被娛樂性使用達數百年。在具有良好成形之碎波之任何海灘最受歡迎之運動之一者係衝浪。衝浪及其他板上運動已經變得如此受歡迎，以致實際上靠近適合衝浪之任何浪型(surf break)之水域通常擠滿且擁有過多衝浪者，使得各衝浪者必須競爭各波浪且活動曝露量受限。此外，地球之大多數人口無法適當接達海浪，以便甚至享受衝浪或其他海浪運動。

另一問題在於，任何位點處的波浪係變化且不一致的，其中被追求以乘騎之偶然「組」之良好成形波浪與較不預期且在一些情況中無法乘騎之波浪交錯。甚至在一衝浪者能夠乘騎一選定波浪時，乘騎之持續時間通常僅持續幾秒，其中大多數乘騎之長度在5秒與10秒之間。針對娛樂性及競技性衝浪兩者，一致性、可變性控制、大小及形狀為人造波浪之關鍵且長期尋求之態樣。

已經在於一人造環境中複製海浪之嘗試中採用各種系統及技術。然而，迄今為止，此等系統及技術皆尚未產生一最佳波浪，惟(例如)美國專利公開案第2010/0124459號中揭示除外，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。一些此等系統將產生所謂的經典開爾文尾流型樣，其將波浪能量分佈為多個、較小之輔助波浪或「尾流」而非產生一大型獨立之波浪。其他人工波浪及波浪池之又一問題係缺乏雙向性及一人工波浪產生器亦在約束池中產生大量斬波(chop)、反射波及盪漾波(seiche)之趨勢。

此文件描述一種用於在一水體中產生一動態且最佳衝浪波之波浪池、波浪產生機構及波浪產生箔。

在一些態樣中，描述一種波浪池。該波浪池具有一長度或一圓周，且包含用於容納處於一平均表面水位之水之一通道，該通道具有一第一側及一第二側。該通道之至少一部分具有在垂直於該長度之該第一側與該第二側之間的一橫截面，其包含至少部分沿著該波浪池之該長度且靠近該第一側之該通道中之一深水區，該深水區具有低於該通道中容納之該水之該平均表面水位之一平均第一深度。該橫截面進一步包含一礁石，其至少部分沿著該深水區之一長度，該礁石向上且遠離該深水區延伸至一平均第二深度，該平均第二深度比該深水區之該平均第一深度淺。該橫截面進一步包含一灘區，該灘區向上遠離該礁石朝向該第二側傾斜以曝露該水之該平均表面水位上方之一灘，該灘區具有擁有朝向該通道之該第二側減小之一斜率之一凸形拋物線形狀。

在其他態樣中，揭示一種用於在一水池中產生一波浪同時具有雙向性之波浪產生器。該波浪產生器包含一箔，該箔具有藉由一近端邊緣、一末端邊緣、一底部邊緣及一頂部邊緣界定之一垂直前表面，該垂直前表面實質上圍繞該近端邊緣與該末端邊緣之間的一中心垂直軸對稱以提供實質上相等之各自第一波浪成形表面及第二波浪成形表面。第一波浪成形表面及第二波浪成形表面之各者具有一水平橫截面幾何形狀，該水平橫截面幾何形狀在藉由該各自近端邊緣或末端邊緣界定之一點與該箔之一中段之間圍繞其該垂直前表面前方之一前垂直軸呈凹形。該箔依一擺動角圍繞該中心垂直軸旋轉至至少一第一位置及一第二位置，該第一位置及該第二位置之各者形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之一者之一前導表面且形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之另一者之一尾隨表面。至該第一位置或該第二位置之該旋轉使該前導表面能夠在該箔在垂直於該中心垂直軸之一水平方向上移動時對該水施加阻力以在該池中產生一主波浪，且使該尾隨表面能夠降低該前導表面之該阻力以最小化尾隨來自移動經過該前導表面之該水之該主波浪之振盪波。

下文在隨附圖式及描述中闡述一或多項實施例之細節。自描述及圖式且自發明申請專利範圍將明白其他特徵及優點。

此文件描述一波浪池及用於在該波浪池中產生一或多個波浪之一波浪產生器。波浪池包含：一水通道，其藉由一第一側及一第二側界定；一軌道，其靠近第一側；及至少一個箔，其經由軌道橫穿通道，該至少一個箔在水通道中產生一波浪。通道可為線性或曲線的，諸如一圓弧、一半圓或一圓。通道可包含數個區段，其等之各者可為一線性區段、一曲線區段或其等之一組合之一者。軌道可至少部分在由波浪池容納之水中或在通道之第一側外側之水外。

圖1繪示由一通道102形成之一波浪池100，該通道102藉由一第一側104、一第二側106、一近端108及一末端110定界且界定。術語「第一」、「第二」、「近端」及「末端」僅係用於參考，尤其對於圍繞一中間軸或緯向軸對稱之一通道。波浪池100之通道102展示為實質上線性的，或具有一實質上線性之區段，然而，通道102可為曲線的或具有一或多個曲線區段。在一些實施方案(即，一圓形或橢圓形波浪池100或類似物)中，僅藉由各具有一直徑之一第一側104及一第二側106界定通道102。

通道102經構形以固持或容納水，且具有一水底地形(bathymetry) 112或底部表面形貌，其經構形以與一波浪產生器114協作以在波浪池100中產生至少一個可衝浪波。如本文將進一步詳細描述，水底地形112可包含：一或多個深水區，其或其等用於容納一水體積；一或多個礁石或岩床，其或其等具有不同大小及深度且波浪能量可集中抵靠其等以產生可衝浪波；一或多個槽；一或多個灘；及/或一或多個排水溝，其或其等用於吸收殘餘波浪能量及藉此產生之水體積且將該水體積朝向通道之一更深部分返回。

波浪池100進一步包含一軌道116，可沿著該軌道116輸送一或多個波浪產生器114。軌道116可包含一或多個軌或路徑或類似物。各波浪產生器114可包含一載具118，該載具118經調適用於諸如藉由附接至載具118之輪沿著軌道116輸送，其等形成可包含輪及其他框架、支架、電子設備及電池之一轉向架120之至少部分。在一些實施方案中，轉向架120可進一步包含用於局域化能量產生及儲存之一或多個太陽能面板。載具118可進一步包含數個感測器及穩定機構，其等用於追蹤載具118之移動之遙測資料，以及在載具118在軌道116上橫穿或反轉期間使軌道116上之載具118穩定。

繼而，載具118經連接至且承載一或多個箔122，該一或多個箔122至少部分垂直定位於通道102之水中，且提供用於從箔122實質上側向產生波浪能量之一獨有表面。在許多例項中，箔亦經塑形且構形用於在產生主波浪能量之後之流量恢復或「吸出」，以最小化跟隨其中多數或實質上全部波浪能量集中之最初獨立波浪能量之振盪波。在一些實施方案中，箔122經塑形且構形以在波浪池100中係雙向的，以取決於沿著軌道116之箔122及載具118之一方向產生一「右側」碎波或一「左側」碎波。

可控制且調變載具118沿著軌道116之橫穿以提供通道102中之(若干)箔之特定或預期加速、減速、速度及距離。例如，在操作中，箔122之一速度可沿著通道102變化。此可變性可藉由軟體程式化且藉由一控制運算系統執行以控制機構(諸如一絞盤或滑輪系統)。此外，箔122之速度變化可與沿著通道102之水底地形之變化協調，該等水底地形變化可包含一可動態調整且可變礁石。類似地，可單獨控制且調變(若干)箔之一擺動角、俯仰角、表面積及浮力以自各箔之表面提供特定或預期產生之波浪能量。因此，對箔122或通道102之水底地形之任一者或兩者之動力學改變可提供無限數目個波浪，其等之一些可經程式化且品牌化(branded) (即，例如「Teahupoo」、「Cloudbreak」或「Trestles」)且被授權用於一波浪池安裝中。

圖2繪示根據本文之描述之一波浪池之一通道200。圖3係通道200之長度之一部分之一透視圖，且圖4係在垂直於通道200之長度(或圓周)之一透視圖中之通道200之部分之一橫截面視圖。通道200在圖2中被繪示為一線性通道，但亦可為曲線、圓形、橢圓形、拋物線形或其他形狀。通道200具有一水底地形，該水底地形已經塑形且成形用於特定應用及/或用於與產生一特定類型或若干類型之衝浪波。因而，本文之通道200之水底地形之描述僅係例示性的，且熟習此項技術者將認識到，許多形式之水底地形 (諸如水底地形關係等)係在此文件之範疇內。

在一些實施方案中，通道200包含一第一側201、一第二側203、一近端205及一末端207且由其等界定。術語「第一」、「第二」、「近端」及「末端」僅係用於參考，尤其對於實質上圍繞一中間軸或緯向軸對稱之一線性通道。一圓形或橢圓形通道200或類似物包含一第一側201及一第二側203且可藉由其等界定，各側具有一直徑以在其等之間形成通道200。

通道200具有一長度或圓周，且經形成用於容納處於一平均表面水位199之水。垂直於長度或徑向於圓周之第一側201與第二側203之間的通道200之一橫截面(如亦在圖3及圖4中可見)包含用於與用於形成一可衝浪波之一移動箔協作之一輪廓或水底地形區段。因此，通道200之至少一部分(通道200之長度或圓周之至少一部分)之一橫截面包含靠近第一側201之一軌道區204，一軌道可經部署於該軌道區204上或該軌道區204中且一載具及(若干)箔可沿著該軌道區204行進。通道200進一步包含靠近第一側201及/或軌道區204之一深水區。在一些例項中，軌道區204可形成深水區206之部分，而在其他例項中，軌道區204藉由一壁或殼體或類似物與深水區206分離。

深水區206具有低於容納於通道200中之水之平均表面水位199之一平均第一深度。通道200之水底地形進一步包含至少部分沿著深水區206之一長度之一礁石208，該礁石208向上且遠離深水區206延伸至一平均第二深度，該平均第二深度比深水區208之平均第一深度淺。礁石208可具有各種輪廓及形狀，其等兩者沿著礁石208之長度且跨礁石208之一頂部表面。頂部表面208可在深度上均勻，或可包含一或多個丘、谷、凸塊及變異，諸如摩擦成形機構。在一些實施方案中，礁石208可自混凝土或其他剛性可塑性材料形成。在其他實施方案中，礁石之至少部分可由下文進一步詳細描述之礁石模組形成，該等礁石模組可連接在一起以提供礁石208之客製化可變性或特定深度或形狀。礁石模組可由混凝土、不鏽鋼、塑膠、高密度發泡體或其他剛性或半剛性材料形成。例如，在一些實施方案中，一些礁石模組可由一彈性體(諸如橡膠)形成。至少一些礁石模組可具備礁石208之一柔軟頂部表面，及/或包含一或多個波浪阻尼機構，如下文相對於圖6及圖7進一步詳細描述。

通道200進一步包含一灘區210，該灘區210向上遠離礁石208朝向第二側203傾斜以曝露水之該平均表面水位199上方之一灘211，如在圖3及圖4中展示。灘211可在通道200中之水之平均表面水位199上方延長1至6英呎或更高。灘區210包含一凸形(相對於一向下視角)拋物線形狀，其具有開始於靠近礁石208之水中之一斜率，且該斜率朝向通道200之第二側203減小，以最終曝露灘211，此時灘區係接近水平或實質上水平的。灘區210之凸形拋物線形狀之第一目的係藉由在長度上(在行進方向及側向方向兩者上)擴散湧浪或激流中所含之能量而不給予其任何向上/向下動量而完全消除第一主波浪之反射波浪。凸形形狀亦將壓縮且抑制由主衝浪波排出之水急流內之較小波浪，本質上消減在灘區210之表面與水之平均表面199之間折射或反射之波浪。

在一些實施方案中，通道200可包含與深水區206相對之鄰近於礁石208之一第一槽216。第一槽216具有一平均第三深度，該平均第三深度比礁石208之平均第二深度更深。第一槽216可自一波浪吸收一些波浪能量，且容許波浪抵靠灘區210重新成形且破裂及/或藉由使一盒狀筒以一更垂直「杏仁」形狀旋轉而容許波浪更高。在無第一槽216之情況下，若波浪能量足以使波浪呈筒形，則一波浪筒可為更深且更長，從而容許一衝浪者「進入筒內」之更大空間。圖5A及圖5B繪示具有第一槽216及不具有第一槽216之通道之橫截面。如可見，在礁石208延伸至灘區210的情況下，一波浪筒延伸更長，此係由於延長之礁石容許波浪之一底部相對於波浪之一頂部減速，其越過波浪之緩速底部水而呈筒形。

在一些實施方案中，通道200包含灘211與通道200之第二側203之間的一排水溝212。排水溝212藉由一第一側、一底部及一第二側界定。排水溝212之第一側自灘211下降至排水溝212之底部，該底部具有低於通道200中之水之平均表面水位199之一平均第四深度。第二側自排水溝之底部上升至水之平均表面水位199上方之一高度。排水溝212之後壁可使用另一凸形灘替換，從而導致一潟湖(lagoon)或其他水特徵。排水溝212可進一步包含障礙物或其他水流阻礙機構。

在例示性實施方案中，排水溝212具有用以提供相對於在灘211上方沖刷且沖刷至排水溝中之一波浪之一水體積之一體積之尺寸。在一些情況中，排水溝將接納在灘211上方沖刷之波浪中之水體積之百分之20至80，且在較佳例示性實施方案中，該比率約為50%。排水溝212之容量係相對於波浪中之水體積。基於每英吋，排水溝212之平均第四深度約為波浪之高度之一半，及自波浪峰至波浪尾之波浪之長度之一半。一或多個水迴路214 (諸如自排水溝212穿過灘區210之至少部分之通道)可經提供以將排水溝212中之水引導返回通道200 (即，朝向通道200之深水區206)。取決於通道200之線性或形狀，水迴路214可經水平引導回至通道200，或可成角度，諸如針對移動箔之一方向上之一平均水流成20至80度角。在又其他實施方案中，如在圖2中展示，在近端及末端處之水迴路可分別朝向該等端成角度，而中間水迴路214經引導筆直返回通道200。在又其他實施方案中，水迴路214可自一窄、深部分展開至一更寬但更淺之形貌。可選擇水迴路214之數目以抑制排水溝212之任一端處之水再循環。在又其他實施方案中，排水溝212可包含連結至朝向可替換或增強水迴路之深水區域之管道之柵及/或腔室。

在一些實施方案中，排水溝212及/或水迴路214可包含一或多個流量控制機構(諸如具有一經量測程度之多孔性之一網或一可操縱葉片或槳板)來控制其中之水流量。流量控制機構可經加襯墊以確保水中之人員之安全性。

圖6A繪示可形成一波浪池之一通道中之一礁石之一礁石區段之部分或全部之一礁石模組600。礁石模組600可由適用於維持其一般形狀之任何材料形成，以耐受來自波浪能量之大量水壓，其壓縮該波浪能量以自該波浪能量形成一波浪。礁石模組600可具有一剛性底部或核心，具有一撓性或柔性外部上表面。在一些例項中，礁石模組600包含一柔軟頂部602。柔軟頂部602可提供一表面，一衝浪者可跌落至該表面且最小化潛在傷害。柔軟頂部602可包含用於提供額外波浪阻尼及摩擦形成以及靠近礁石模組600之上表面之水流控制之數個紋理部件604。圖6B係具有紋理部件604之柔軟頂部602之一放大視圖。

在一些例項中，紋理部件604可包含一或多個脊部、翼片、谷、溝槽、海綿(其可為(例如)模擬珊瑚礁)或真實或人工海洋植被。一或多個紋理部件604可經附接至礁石模組600之頂部表面(諸如在一陣列中平行對準)且可藉由一機械錨或其他附接機構附接。一或多個紋理部件604可取決於需要形成之一預期阻尼或摩擦而附接或拆卸。在一些例項中，紋理部件604由一耐用材料形成(諸如適當硬度之一橡膠)，其可耐受氯及/或紫外(UV)光分解，同時仍維持柔性或撓性。一或多個紋理部件604亦可與新的及/或不同大小之紋理部件604快速互換。紋理部件604可為平坦、有角或圓形的，且可包含任何數目個孔、孔隙、隔板或外表面紋理結構。在一些實施方案中，避免尖銳邊緣，此係由於一衝浪者可最終接觸礁石模組600。

圖7A及圖7B分別展示一礁石模組700及702之替代性實施方案。圖7A將一礁石模組700展示為一中空、截頭錐體，其中一或多個孔或孔隙自礁石模組700之一外表面延伸至一內空間。圖7B亦將一礁石模組702展示為一中空三維形狀，但展示為依一角度截頭。一礁石模組可包含一可充氣囊、一可充水囊或可藉由充填或耗盡流體而改變體積之其他彈性形狀之一或多者。或者，礁石模組700或702可包含一機械或氣動移動系統以升高或降低礁石模組之至少一部分(諸如一頂部表面)或整個模組至自通道底部之一預期高度及/或角度以動態調整且更改在各自礁石模組700、702之位置處之礁石之形狀。

與上文描述之一波浪池之一通道之水底地形協作，用於產生一最佳可衝浪波之其他關鍵組件係用以在波浪池中實質上側向產生波浪能量之一波浪產生器(即，與該波浪產生器之行進方向垂直或正交且跨通道長度)。如在美國專利公開案第20130061382號中描述，該案之內容出於全部目的以引用之方式併入本文中，波浪產生器包含具有一曲線橫截面幾何形狀之至少一個箔，該至少一個箔包含一前導表面，該前導表面圍繞一垂直軸係凹形的以提供且最大化水對前導表面之阻力，藉此自箔之前導表面側向產生波浪能量以形成一主波浪。凹度延伸至一反曲點以朝向一最大寬度變為凸形，超出該反曲點係一尾隨表面。為最大化此波浪能量，箔進一步包含尾隨表面，該尾隨表面自鄰近於前導表面之箔之最大寬度變窄至在箔之一端處之一點，其中尾隨表面減小箔之阻力且最小化尾隨來自移動經過箔之前導表面之水之主波浪之振盪波。尾隨表面亦可包含自最大寬度至在其後尾隨表面變為凹形之一反曲點之一凸形表面。

在一些態樣中，尾隨表面經部分設計使得箔之恢復部分之兩個側上之水位在其等在最尖端處交匯時彼此匹配以便減少渦流產生。有時，對箔效率具有極少效應之一小渦流可出於側向力減小的目的而存在，意味著兩條水線在各自尖端處未完美匹配。

為最大化主波浪，判定尾隨表面之一長度必須超過前導表面之一長度，且尾隨表面之任何凹度(若存在)必須遠小於前導表面之凹度。因此，對於適於藉由一移動機構而在沿著一線性或圓形池之第一側之僅一個方向上移動之一箔，箔係不對稱的，且因此不適於雙向移動。因此，先前箔可非雙向的，且可不產生一最佳「右側」及「左側」碎波兩者。

根據本文描述之實施方案，一波浪產生器包含一或多個箔，其中各箔係雙向的且實質上圍繞一垂直軸對稱。為補償對稱性，參考先前箔，本文描述之箔能夠以一擺動角樞轉以曝露一前導表面上之更大凹度，且減小一尾隨表面上之恢復凹度，此取決於箔在哪一方向上移動。因此，本發明之雙向箔可近似一最佳單向箔之縱向形狀、尺寸及特性。

圖8A及圖8B係根據本文之揭示內容之一箔之透視圖。如在圖8A中展示，一波浪產生器之一箔300包含一垂直前表面302 (即，將面向通道中之礁石之表面)。前表面302藉由一近端邊緣304、一末端邊緣306、一底部邊緣308及一頂部邊緣310界定。垂直前表面302實質上圍繞近端邊緣304與末端邊緣306之間的一中心垂直軸a對稱，以提供實質上相等之各自第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313，第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313之各者具有一水平橫截面幾何形狀，該水平橫截面幾何形狀在藉由各自近端邊緣304或末端邊緣306界定之一點與箔之一中段314之間圍繞其該垂直前表面前方之一前垂直軸呈凹形。波浪成形表面312、313兩者促進形成波浪，充當提供對水之阻力以產生一主波浪之一前邊緣或充當用於流量恢復且最小化尾隨主波浪之振盪波之一後邊緣。

如亦參考圖9A及圖9B展示，箔300可依一擺動角g圍繞中心垂直軸a旋轉至至少一第一位置及一第二位置，第一位置及第二位置之各者形成第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313之一者之一前導表面且形成第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313之另一者之一尾隨表面。至第一位置或第二位置之旋轉使前導表面能夠在箔300在實質上垂直於中心垂直軸之一水平方向上(在一方向b上)移動時對水施加阻力以在該池中產生一主波浪，且使尾隨表面能夠降低前導表面之阻力以最小化尾隨來自移動經過前導表面之水之主波浪之振盪波。在一些實施方案中，箔300包含具有圍繞中心垂直軸a向外之一V形之一垂直後表面，其中一頂點317在箔之中段314處與前表面相對，且實質上筆直或平坦側318、319分別朝向近端邊緣304及末端邊緣306之各者延伸，以分別在第一位置及第二位置中形成一前導後表面及一尾隨後表面。

在一些例項中，前導後表面經垂直定向以在第一位置或第二位置中平行於水平方向b，如在圖9A中展示，其中後壁316之側318實質上平行於水平方向b，而在其他例項中，取決於擺動角g，前導後表面可略偏離平行於水平方向b，如在圖9B中展示。擺動角g可經控制且鎖定至任何角度，但較佳地在0度與20度之間，且更佳地在0度與10度之間。擺動角g可視需要調整至弧度之任何增量。

箔300之中心垂直軸a可包含一樞轉軸承320，箔可根據擺動角g圍繞該樞轉軸承320樞轉。樞轉軸承320可包含一支柱400或其他延伸結構以與一轉向架402連接，如在圖9中展示。可控制致動器330以推動或拉動箔之相對側，且鎖定至預期擺動角g。致動器330可包含(但不限制)液壓、線性馬達、螺旋千斤頂(jack screw)、皮帶傳動驅動系統、氣袋或類似物。致動器330與一鎖定裝置協同工作，該鎖定裝置將箔300鎖定於預期擺動角g。鎖定裝置可包含銷、螺桿、閂或類似物。致動器及/或鎖定裝置可包含一凸輪鎖定裝置，該凸輪鎖定裝置包含在一通道(若線性)之一個或兩個端處之一偏轉器，該偏轉器使用脫離鎖之一凸輪使箔機械偏轉至一新的鎖定位置中且將其推至一新的程式化位置中。程式化位置可為可變的。在其他實施方案中，此一致動器/鎖定系統可不僅調整箔之擺動而且調整箔之俯仰(pitch)及滾轉(roll)，可在箔300移動通過水期間動態執行該調整。

在一些實施方案中，箔300可包含一頂部板340，該頂部板340自第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313之一者或兩者之頂部邊緣310向上延伸，尤其該波浪成形表面充當前導表面。頂部邊緣310可部分或始終沿著頂部邊緣310延伸，且可具有箔300之頂部邊緣上方之可變高度。頂部板340可機械或手動部署至一延伸位置，或機械或手動回縮至一回縮位置。頂部板340可用於動態增大(或在回縮的情況下減小)第一波浪成形表面312及/或第二波浪成形表面313之一表面積，尤其如上文，此等波浪成形表面經部署為箔300之一前導表面。

在又其他實施方案中，箔可包含一底部板342，該底部板342自第一波浪成形表面312及第二波浪成形表面313之至少一者或兩者之底部邊緣308向下延伸。如同頂部板340，底部板342可部分或完全沿著箔300之底部邊緣308延伸，且可在其自底部邊緣308突出之一深度上改變。又，如同頂部板340，底部板342可經機械或手動部署或回縮。底部板342亦可用於動態增大(或在回縮的情況下減小)第一波浪成形表面312及/或第二波浪成形表面313之表面積，尤其如上文，在此等波浪成形表面經部署為箔300之一前導表面時，或部署為當作為一尾隨表面回縮時用於流量恢復之進一步表面積。

箔300可進一步包含一頂部表面350及一底部表面352，使得垂直前表面302、垂直後表面316、頂部表面350及底部表面352形成一三維容器。容器可包含一或多個個別隔室。各隔室可充氣且密封或充水以用於箔300之浮力控制。充水隔室可包含一或多個孔、通路、孔隙、狹槽或類似物，其或其等可係可調整的以控制流動通過之一水量，以調變充水隔室之一靜態質量。

在一些實施方案中，箔300可具有一水翼(hydrofoil) (即，自底部表面352延伸)以在移動通過水時提供升力至箔300。水翼可針對一特定俯仰或擺動轉向或調諧。此轉向或調諧可在箔300橫穿通道時動態發生，以提供動態改變之波浪輪廓及特性。

在又其他實施方案中，箔300可包含一滾轉調整機構或與其附接以調整垂直前表面302之一滾轉角，以容許自真垂線(即，自水平之90度)之一成角度偏離。因此，箔300可滾轉+/-高達10度。此滾轉調整亦可在箔300橫穿通道時動態發生，以進一步提供動態改變之波浪輪廓及特性。可個別或與其他調整之至少一者協同完成水翼之部署、滾轉角之調整及擺動角之調整。

返回參考圖1，根據本文之揭示內容之波浪池包含一軌道116，一箔在水中沿著該軌道116移動以產生一獨立波浪。箔300可藉由轉向架402附接至一載具，如在圖10中展示。轉向架402可包含一桁架或樑及支撐件之系統，以連接至沿著軌道116移動之一載具。或者，轉向架402可併入載具，且藉由一外部動力(諸如一絞盤或纜線拉動引擎)移動。

圖11A及圖11B繪示用於沿著一通道之一長度或圓周承載且移動一箔之一轉向架500之一實施方案。轉向架500經構形用於與沿著通道之一第一側之一軌道耦合且沿著該軌道輸送。轉向架500包含一桁架502，該桁架502包含一組支柱、支架、樑或類似物以提供箔自其懸掛之一支撐平台。在其他實施方案中，箔可藉由一組支撐部件附接至轉向架500之一側。在又其他實施方案中，箔可自一轉向架及在一波浪池之一深水區中橫穿一浸沒軌道之載具向上延伸。如在圖11B中展示，桁架502可支撐一或多個太陽能面板506，該一或多個太陽能面板506用於提供電力至一機載電池系統508，或用以給一或多個感測器及/或電腦控制系統之任一者供電。

波浪池及/或波浪產生機構可裝備有一或多個感測器來提供有關水況、波浪品質或類似物之回饋。例如，在一些實施方案中，波浪池包含在一線性或曲線通道之近端及末端之各者處之一盪漾波感測器，以量測盪漾波之盪漾循環或週期性。因此，波浪產生機構可以與盪漾循環協調之一方式運行，即，在附近之水位自盪漾波更高或更低時起始一波浪。在一些實施方案中，感測器包含電容式波浪計，但亦可包含加速度計、速度感測器、超音波感測器或壓力感測器。可記錄且積累來自此等感測器之任一者之資料以進一步界定或調諧波浪池中之波浪。

雖然上文已經詳細描述一些實施例，但其他修改係可能的。其他實施例可在下列發明申請專利範圍之範疇內。

100‧‧‧波浪池

102‧‧‧通道

104‧‧‧第一側

106‧‧‧第二側

108‧‧‧近端

110‧‧‧末端

112‧‧‧水底地形

114‧‧‧波浪產生器

116‧‧‧軌道

118‧‧‧載具

120‧‧‧轉向架

122‧‧‧箔

199‧‧‧平均表面水位

200‧‧‧通道

201‧‧‧第一側

203‧‧‧第二側

204‧‧‧軌道區

205‧‧‧近端

206‧‧‧深水區

207‧‧‧末端

208‧‧‧礁石

210‧‧‧灘區

211‧‧‧灘

212‧‧‧排水溝

214‧‧‧水迴路

216‧‧‧第一槽

300‧‧‧箔

302‧‧‧垂直前表面

304‧‧‧近端邊緣

306‧‧‧末端邊緣

308‧‧‧底部邊緣

310‧‧‧頂部邊緣

312‧‧‧第一波浪成形表面

313‧‧‧第二波浪成形表面

314‧‧‧中段

316‧‧‧後壁

317‧‧‧頂點

318‧‧‧側

319‧‧‧側

320‧‧‧樞轉軸承

330‧‧‧致動器

340‧‧‧頂部板

342‧‧‧底部板

350‧‧‧頂部表面

352‧‧‧底部表面

400‧‧‧支柱

402‧‧‧轉向架

500‧‧‧轉向架

502‧‧‧桁架

506‧‧‧太陽能面板

508‧‧‧機載電池系統

600‧‧‧礁石模組

602‧‧‧柔軟頂部

現將參考下列圖式詳細描述此等及其他態樣。

圖1繪示根據本文之一描述之一波浪池；

圖2繪示根據本文之描述之一波浪池之一通道；

圖3係一波浪池之一通道之長度之一部分之一透視圖；

圖4係在垂直於一波浪池之通道之長度(或圓周)之一透視圖中之通道之一部分之一橫截面視圖；

圖5A及圖5B繪示具有及不具有第一槽之通道之橫截面；

圖6A繪示可形成一波浪池之一通道中之一礁石之一礁石區段之部分或全部之一礁石模組；

圖6B係根據本文之揭示內容之包含具有紋理部件之一柔軟頂部之圖6A之礁石模組之一放大視圖；

圖7A及圖7B展示一礁石模組之替代性實施方案；

圖8A及圖8B係根據本文之揭示內容之一箔之透視圖；

圖9A及圖9B係根據本文之揭示內容之一箔以及其之一擺動角旋轉之向下、橫截面視圖；

圖10係根據本文之揭示內容之定位於一軌道內之一箔之一透視圖，該箔藉由一轉向架附接至一載具；及

圖11A及圖11B繪示根據本文之揭示內容之用於沿著一通道之一長度或圓周承載且移動一箔之一轉向架之一實施方案之俯視圖。

各種圖式中之相似參考符號指示相似元件。

Claims

一種波浪池，其具有一長度，該波浪池包括：一通道，其用於容納處於一平均表面水位之水，該通道具有一第一側及一第二側，該通道之至少一部分具有在垂直於該長度之在該第一側與該第二側之間的一橫截面，其包括：該通道中之一深水區，其至少部分沿著該波浪池之該長度且靠近該第一側，該深水區具有低於該通道中容納之該水之該平均表面水位之一平均第一深度；一礁石，其至少部分沿著該深水區之一長度，該礁石向上且遠離該深水區延伸至一平均第二深度，該平均第二深度比該深水區之該平均第一深度淺；及一灘區，其向上遠離該礁石朝向該第二側傾斜以曝露該水之該平均表面水位上方之一灘，該灘區具有擁有朝向該通道之該第二側減小之一斜率之一凸形拋物線形狀。
如請求項1之波浪池，其進一步包括該灘與該通道之該第二側之間的一排水溝，該排水溝由一第一側、一底部及一第二側界定，該第一側自該灘下降至具有低於該通道中之該水之該平均表面水位之平均第四深度之該底部，該第二側自該底部上升至該水之該平均表面水位上方之一高度。
如請求項2之波浪池，其進一步包括自該排水溝穿過該灘區之至少部分之一或多個水迴路通道，以將該排水溝中之水引導回該深水區。
如請求項1之波浪池，其中該礁石之該平均第二深度沿著該通道之該部分中之該池之該長度變化。
如請求項1之波浪池，其進一步包括與該深水區相對之鄰近於該礁石之一第一槽，該第一槽具有比該礁石之該平均第二深度更深之一平均第三深度。
如請求項1之波浪池，其中該礁石包含經附接至靠近該深水區之該通道之一底部表面之一或多個礁石模組。
如請求項6之波浪池，其中該一或多個礁石模組之至少一些包含一或多個波浪阻尼機構。
如請求項5之波浪池，其進一步包括該深水區中之一第二槽，該第二槽具有比該平均第一深度更深之一平均第五深度。
如請求項8之波浪池，其中該平均第五深度沿著該波浪池之該長度變化。
如請求項1之波浪池，其中該通道之一形狀選自由以下構成之形狀組：一線性通道、一圓形通道、一曲線通道、一橢圓形通道或一U形通道。
一種用於在一水池中產生一波浪且具有雙向性之波浪產生器，該波浪產生器包括：一箔，其具有藉由一近端邊緣、一末端邊緣、一底部邊緣及一頂部邊緣界定之一垂直前表面，該垂直前表面實質上圍繞該近端邊緣與該末端邊緣之間的一中心垂直軸對稱以提供實質上相等之各自第一波浪成形表面及第二波浪成形表面，該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之各者具有一水平橫截面幾何形狀，該水平橫截面幾何形狀在藉由該各自近端邊緣或末端邊緣界定之一點與該箔之一中段之間圍繞其該垂直前表面前方之一前垂直軸呈凹形，該箔依一擺動角圍繞該中心垂直軸旋轉至至少一第一位置及一第二位置，該第一位置及該第二位置之各者形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之一者之一前導表面且形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之另一者之一尾隨表面，至該第一位置或該第二位置之該旋轉使該前導表面能夠在該箔在垂直於該中心垂直軸之一水平方向上移動時對該水施加阻力以在該池中產生一主波浪，且使該尾隨表面能夠降低該前導表面之該阻力以最小化尾隨來自移動經過該前導表面之該水之該主波浪之振盪波。
如請求項11之波浪產生器，其進一步包括具有一V形之一垂直後表面，該V形具有一頂點，該垂直後表面圍繞該中心垂直軸面向外朝向該近端邊緣及該末端邊緣之各者以分別在該第一位置及該第二位置中形成一前導後表面及一尾隨後表面。
如請求項12之波浪產生器，其中該前導後表面經垂直定向以在該第一位置或該第二位置中實質上平行於該水平方向。
如請求項11之波浪產生器，其進一步包括自該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之至少一者之該底部邊緣向下延伸之一底部板。
如請求項11之波浪產生器，其進一步包括自該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之至少一者之該頂部邊緣向上延伸之一頂部板。
如請求項12之波浪產生器，其進一步包括一頂部表面及一底部表面，且其中該垂直前表面、垂直後表面、該頂部表面及該底部表面形成一三維容器。
如請求項16之波浪產生器，其中該三維容器包含一或多個隔室。
如請求項17之波浪產生器，其中該一或多個隔室包含一或多個可充水或可充氣區段以用於該箔之浮力控制。
如請求項18之波浪產生器，其中該一或多個隔室包含一或多個充水區段，且其中各充水區段包含供水流動通過之一或多個孔隙。
如請求項11之波浪產生器，其中該擺動角係可調諧的以達成數個產生波浪之一者。
一種波浪池，其具有一長度，該波浪池包括：一通道，其具有一長度，該通道用於容納處於一平均表面水位之水且具有一第一側及一第二側，該通道之至少一部分具有在垂直於該長度之該第一側與該第二側之間的一橫截面，其包括：該通道中之一深水區，其至少部分沿著該波浪池之該長度且靠近該第一側，該深水區具有低於該通道中容納之該水之該平均表面水位之一平均第一深度；一礁石，其至少部分沿著該深水區之一長度，該礁石向上且遠離該深水區延伸至一平均第二深度，該平均第二深度比該深水區之該平均第一深度淺；及一灘區，其向上遠離該礁石朝向該第二側傾斜以曝露該水之該平均表面水位上方之一灘，該灘區具有擁有朝向該通道之該第二側減小之一斜率之一凸形拋物線形狀；一軌道，其沿著該通道之該第一側上；及至少一個箔，其可在沿著該軌道之兩個方向之各者上沿著該軌道移動，該至少一個箔包括藉由一近端邊緣、一末端邊緣、一底部邊緣及一頂部邊緣界定之一垂直前表面，該垂直前表面實質上圍繞該近端邊緣與該末端邊緣之間的一中心垂直軸對稱以提供實質上相等之各自第一波浪成形表面及第二波浪成形表面，該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之各者具有一水平橫截面幾何形狀，該水平橫截面幾何形狀在藉由該各自近端邊緣或末端邊緣界定之一點與該箔之一中段之間圍繞其該垂直前表面前方之一前垂直軸呈凹形，該箔依一擺動角圍繞該中心垂直軸旋轉至至少一第一位置及一第二位置，該第一位置及該第二位置之各者形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之一者之一前導表面且形成該第一波浪成形表面及該第二波浪成形表面之另一者之一尾隨表面，至該第一位置或該第二位置之該旋轉使該前導表面能夠在該箔在垂直於該中心垂直軸之一水平方向上移動時對該水施加阻力以在該池中產生一主波浪，且使該尾隨表面能夠降低該前導表面之該阻力以最小化尾隨來自移動經過該前導表面之該水之該主波浪之振盪波。