UA95822C2 - Повністю занурений конвертер енергії хвиль - Google Patents

Abstract

Пристрій конвертації енергії хвиль містить принаймні два елементи (1, 2), з'єднані між собою рухомим з'єднувальним пристроєм (4), що забезпечує взаємне переміщення елементів (1, 2) у відповідь на дію хвилі у воді, в якій знаходиться пристрій, конвертер енергії (6) для перетворення руху з'єднувального пристрою (4) в електроенергію, засіб для зберігання та/або переносу виробленої енергії. Принаймні два елементи (1, 2) є повністю заглибними елементами, забезпечуючи нейтральну плавучість пристрою. Пристрій містить засоби для утримання положення кожного з заглибних елементів (1, 2), в цілому, у стані спокою відносно оточуючої води, з якою вони безпосередньо контактують. Елементи (1, 2) виконані з можливістю переміщення під дією хвиль, в цілому, так само, як і незбурена частинка води, поміщена в ту ж саму область. Принаймні два заглибних елементи (1, 2) взаємно рознесені з можливістю приймання відповідного положення при різному впливі руху води, викликаного хвилями.

Description

Даний винахід відноситься до галузі конвертерів енергії хвиль (КЕХ), тобто до тих установок або пристроїв, які слугують для виробітку електроенергії, використовуючи енергію морських хвиль.

У відомому рівні техніки пропонуються різні види конвертерів енергії хвиль. Однак відомі системи КЕХ мають ряд недоліків, які поки обмежують їх практичне використання й поширення.

Головні проблеми пов'язані з низькою ефективністю, складною конструкцією і/або дорогим обслуговуванням. Ці проблеми викликані багатьма факторами, певною мірою зв'язаними один з одним.

По-перше, відомі КЕХ використовують, головним чином, вертикальний компонент руху хвилі. Оскільки рух хвилі взагалі с круговим, значні компоненти руку губляться без користі, що можна бачити, наприклад, у пристроях, розкритих у патентах 5 4453894. 05 6857266, МО 2004065785, 05 4232230, 005 4672222, 5 5411377. і пристроях Реїатіх5, АМ/5 МЕС і АдоаВвиОУ, що продаються відповідно компаніями ОРО Ца (мумлу.оссапресі.сот «пПОру/Ллимлу. оссапра. сот»). АМ/З / Осеап Епегуу Ца (млилилмамсвміпд.сот «ПЕрулумлу мамевміпуд.сот») і АдиаЕпегу Стор ца /(млим.адиаєпегомдгоиросот «Ппр: //Лумлу. адиаєпегомдгоМир.сот»).

У деяких випадках, наприклад, у пристроях, розкритих у патентах 05 4453894 і 05 6857266, установка має природну частоту коливання й, отже, здатна ефективно використовувати тільки хвилі з певними частотами, у противному випадку потрібен блокуючий механізм, щоб перебороти це обмеження.

З іншого боку, щоб одержати максимально можливу ефективність, у відомих КЕХ використовуються плаваючі або поверхневі елементи, які повинні бути орієнтовані залежно від напрямку хвильової системи, що використовується для відбору енергії. У будь-якому разі, ефективність с задовільною тільки, збираючи монохроматичні хвилі, або в кожному разі хвилі, що переміщують в одному і тому ж загальному напрямку, як у пристрої 05 2005167988А1 і в пристрої Реїатіє і УУамеРіапе (виробник - компанія У/амеРіапе А/5, мли. мамеріапе.сот «НПЕр:/Лимли. мамеріапе. сот»).

Крім того, багато відомих пристроїв повинні бути встановлені на дні або розміщені в зоні прибою, як, наприклад, пристрої за заявками 05 2005167988 АТ, 05 5411377, і у вищезгаданих пристроях АМ/5 КЕХ,

Реїатіз і АднавиОУ. Отже, вони не можуть бути встановлені там, де хвилі найбільші й з найвищим енергетичним потенціалом. Крім того, берегові або прибережні системи є більшими за об'ємом й погано сумісними з вимогами захисту навколишнього середовища.

Нарешті, як згадано вище, більшість відомих пристроїв використовує плавання па поверхні, щоб дістати енергію з руху хвилі або у будь-якому разі вони мають значну частину свого об'єму над поверхнею води, щонайменше, під час деякої частини хвильового циклу, що може піддати їх дії штормової погоди й тягти за вітром навіть при малих хвилях. Це типовий випадок для установок, розкритих у патентах 05 4453894, 05 6857266, МО2004065785, 05 4232230, 05 4672222, 05 5411377 і Реіатіз, АдпавиОуУ, У/амеРіапе і У/аме

Огадоп (компанія УУаме Огадоп Арвб5, м/млулмамеагадоп.пеї. «пПер/Лумлу. мамеагадоп.пеї»). Через наявність поверхневих елементів, яких обов'язково мають обмежений розмір, є також конструкційні обмеження на суму енергії, що може бути зібраною одиночним пристроєм.

Мета "даного винаходу полягає в тому, щоб обійти вищезгадані обмеження відомих КЕХ шляхом створення пристрою, що має, щонайменше, наступні переваги: - ще вищий ККД при використанні всіх компонентів руху хвиль; - високі робочі характеристики, як із системою монохроматичних хвиль, так і з не монохроматичною системою, не підпадаючи під значний вплив напрямку хвилі й хвиль із малою довжиною хвилі; - проста конструкція, легка в установці й обслуговуванні; - незначне переміщення через власні коливання; - можливість установки на деякій відстані від берега на глибоководній ділянці; - задовільна стійкість при штормовій погоді.

Ця мета була досягнута за допомогою поліпшеного конвертера енергії хвиль згідно із даним винаходом, суттєві ознаки якого визначені в першому з пунктів формули винаходу.

Характеристики й переваги поліпшеного конвертера енергії хвиль згідно із даним винаходом будуть ще зрозуміліші із читання наступного опису, не обмежуючого прикладу здійснення винаходу з посиланнями на супровідні креслення, на яких:

Фігура 1 - перспективне зображення першого прикладу здійснення конвертера енергії хвиль відповідно до винаходу;

Фігура 2 - вид збоку на конвертер енергії хвиль Фігури 1;

Фігура З - вид знизу на конвертер енергії хвиль, показаний на попередніх Фігурах;

Фігура 4 - осьовий переріз центральної частини нижнього елемента конвертера енергії хвиль, представленого на попередніх Фігурах;

Фігура 5 - перспективний вид другого прикладу КЕХ відповідно до винаходу;

Фігура 6 - вид знизу на конвертер енергії хвиль Фігури 5;

Фігура 7 - осьовий переріз центральної частини нижнього елемента конвертера енергії хвиль Фігури 5;

Фігура 8 - перспективне зображення третього КЕХ відповідно до винаходу;

Фігура 9 - осьовий переріз штанги конвертера енергії хвиль Фігури 8;

Фігура 10 - перспективне зображення четвертого прикладу втілення конвертера енергії хвиль відповідно до винаходу;

Фігура 11 - перспективне зображення периферійної частини нижнього елемента конвертера енергії хвиль

Фігури 10;

Фігура 12 - перспективне зображення п'ятого прикладу втілення конвертера енергії хвиль відповідно до винаходу;

Фігура 13 - осьовий переріз центральної частини нижнього елемента конвертера енергії хвиль Фігури 12;

Фігура 14 - осьовий переріз конструкції клітки конвертера енергії хвиль фігури 12;

Фігури 15 і 16, відповідно, - перспективний вид і осьовий переріз водного колектора конвертера енергії хвиль Фігури 12.

Опис кращих прикладів здійснення

На Фігурах 1-4, перший приклад здійснення поліпшеного конвертера енергії хвиль (КЕХ), що містить наступні основні частини: верхній заглибний елемент 1 (наприклад, циліндричний бак. що містить, головним чином, воду й повітря, з мінімальною інерційною масою); нижній заглибний елемент 2, наприклад, що складається із шести менших за розміром циліндричних баків 3, що містять, в основному, воду й повітря, жорстко з'єднаний по круговій конфігурації, в основному, навколо циліндричного центрального з'єднувального вузла 5; штангу 4, що проходить між верхнім елементом 1 і нижнім елементом 2 уздовж загальної осі цього вузла, що виступає за межі нижнього елемента 2 і обладнаною всередині відповідною системою противаги (не показана), у деякий точці уздовж її довжини, що відповідає середньому положенню нижнього заглибного елемента 2, і дві турбіни 6, встановлені на відповідних кінцях поперечної опори 7, інтегрально й ортогонально перетинають штангу 4 відповідно до її вільного нижнього кінця.

Штанга може також мати форму гратчастої сталевої конструкції з перетином більшого розміру у порівнянні із зображеною на кресленнях, або, у кожному разі, конструкцією, що забезпечує достатню жорсткість і стійкість при механічних напругах. З'єднувальний вузол 5 буде виконаний у масштабі й відповідно модифікований. Для втримання фіксованого положення заглибних елементів 1 і 2 відносно оточуючої їх води, можна також забезпечити їх додатковою масою у вигляді водяного баласту і/або кілів.

Штанга 4 прикріплена до нижньої пласкої поверхні та верхнього заглибного бака 1 через стик 8. таким чином, який дозволяє змінити орієнтацію штанги відносно баку 1. Стик 8 може бути, наприклад, шарнірним з'єднанням. Безліч елементів плавучості 9, наприклад, невеликі циліндричні баки, заповнені повітрям, кріпляться до верхньої пласкої поверхні верхнього заглибного елемента 1 тросами 10. При дії хвилі елементи плавучості 9 допомагають утримувати верхній бак 1 на постійній відстані від водної поверхні й зберігати верхню поверхню 10 паралельно поверхні води. Альтернативно, вони можуть бути занурені у воду або піддані дії хвиль ще коротшої довжини для того, щоб створити стабілізуючу дію завдяки їх середній виштовхувальній силі.

З'єднання між штангою й нижнім заглибним елементом 2, як згадано вище, здійснюється через з'єднувальний вузол 5. З'єднувальний вузол містить дископодібний корпус 11, на кромці зовнішньої поверхні якого встановлені малі баки 9. У корпусі 11 сформований сферичний вкладиш 11а, встановлений з можливістю обертання кульового елемента 12 з наскрізним отвором 12а для ковзаючої вставки штанги 4.

Отже, у цьому пристрої гарантується відносний рух нижнього заглибного елемента 2 вздовж осьового напрямку штанги 4, завдяки ковзному з'єднанню останнього з отвором 12а кульового елемента 12 сполучного вузла 5. Крім того, нижній елемент 2 може нахилятися щодо штанги через поворотне з'єднання кульового елемента із вкладишем 11а корпуса 11. Ковзання й обертання забезпечуються кульковими і/або роликовими підшипниками або за допомогою інших засобів, що забезпечують рух частин відносно одна одної для того, щоб нижній елемент міг вільно переміщатися й нахилятися відносно штанги.

Для спрощення креслень нижній елемент 2 встановлений, в основному, у середині штанги 4. Однак практично, частина штанги 4 між елементами 1 і 2 буде, в основному, довше нижньої частини й перебувати за межами елемента 2, щоб забезпечити більше зусилля на турбінах 6 у відповідь на рух верхнього елемента 1.

Поперечна опора 7 пов'язана з обертовим кінцевим сегментом 4а штанги 4 для того, щоб штанга могла обертатися навколо осі тієї ж самої штанги 4, утримуючи її центр на тій же осі. Турбіни 6 пов'язані з кінцями опори 7, причому їх робоча сторона звернена до опорній встановлені таким чином, що вони можуть обертатися навколо центральної осі цієї опори.

Система механізмів для накопичення і/або перетворення енергії, отриманої завдяки руху турбін 6, як пояснено нижче без її докладного опису, виконана за звичайною схемою відомого рівня техніки. Система механізмів може бути розташована в нижньому заглибному елементі 2 і може бути, наприклад, пристроєм для електролізу води й виробництва водню, що може потім зберігатися в контейнерах і періодично перекачуватися в спеціальні посудини. Якщо дозволяють умови, можна також використовувати кабель для передачі зробленої електроенергії в плаваюче або занурене у воду машинне відділення або безпосередньо в електричну мережу.

При використанні пристрій у цілому має нейтральну плавучість при нормальній роботі й у стані спокою.

Під час нормальної роботи нижній елемент 2 рухається набагато менше, ніж верхній елемент 1, який знаходиться під прямим впливом хвиль, причому вплив хвилі швидко зменшується із глибиною. Зокрема, у граничній ситуації, коли найбільша довжина падаючих хвиль менша або дорівнює відстані між елементами 1 і 2. нижній елемент 2 залишиться приблизно нерухливим у циклі проходження хвилі. У реальному розгортанні установки, коли по практичним причинам вищезгадана середня відстань між елементами 1 і2, в основному, встановлюється коротше, ніж повна довжина хвилі, рух нижнього елемента може бути ще більше зменшено, збільшуючи його інерційну масу (відповідно, його плавучість дорівнює його повній нейтральній плавучості).

З іншого боку, верхній елемент 1 прагне рухатися по круговому шляху під виливом монохроматичної хвилі з довжиною хвилі, порівняною зазначеній відстані (це характерно для руху маси води під впливом монохроматичної хвилі). Якщо хвильова система не буде монохроматичною, то рух верхнього елемента 1 буде накладенням різних кругових траєкторій, що визначаються різними монохроматичними хвилями, які є домінуючими компонентами хвильової системи.

Плавучість верхнього елемента 1 і елементів плавучості 9 точно врівноважується противагою в штанзі 4, і вагою тієї ж самої штанги поряд з вагою поперечної опори 7 і турбіни 6, щоб у середньому втримувати рівень води приблизно на половині висоти елементів плавучості 9. Завдяки наявності нижнього заглибного елемента 2 і інерції противаги в штанзі 4, круговий рух верхнього елемента 1 перетворюється в замкнуту траєкторію нижнього кінця штанги 4. Ця траєкторія с круговою тільки приблизно, оскільки рух буде круговим, тільки якщо нижній елемент 2 завжди перебуває точно в середині штанги 4, чого не відбувається при нормальній роботі.

Під впливом хвилі нижній кінець штанги 4 рухається щодо навколишньої води й, отже, всієї зборки поперечної опори 7 і турбіни 6, надаючи руху турбіни. Використовуючи кіль і/або двигуни, турбіни 6 завжди можуть утримуватися в напрямку руху навколишньої води, щоб одержати максимальний ККД. Під час усього хвильового циклу системи монохроматичних хвиль турбіни роблять поворот на 360" навколо осі поперечної опори 7. При монохроматичній хвильовій системі опора 7 не обертається щодо штанги 4. Якщо хвильова система буде накладенням різних монохроматичних хвильових систем, то турбіни б завжди будуть утримуватися в потрібному напрямку невеликим зусиллям внаслідок того, що вони описують замкнуту траєкторію відносно навколишньої води, і, отже, перенаправлення може бути інкрементним.

Залежно від ККД турбін 6 при добуванні енергії при русі через них маси води й залежно від положення з'єднувального вузла 5 вздовж опори 4 під час хвильового циклу, траєкторія нижнього кінця опори буде прагнути стати приблизно еліптичною замість кругової. Точно так само, хоча й у меншому ступені траєкторія верхнього елемента 1 прагне стати приблизно еліптичною. Змінюючи положення нижнього елемента 2 щодо двох кінців штанги 4, можна змінити форму й розмір цієї траєкторії. Зокрема може виявитися корисним встановити, щонайменше, в деякій мірі це положення динамічно залежно від хвильового режиму, піднімаючи або опускаючи нижній елемент 2 через пристрої зі змінною плавучістю і/або використовуючи пропелери для оптимізації швидкості й, отже, ККД гідротурбін 6.

При повному хвильовому циклі результуюча сил, спрямованих на нижній заглибний елемент 2, буде приблизно вертикальною й буде залежати тільки від енергії й форми хвиль, що впливають на пристрій. Отже, щоб утримувати нижній елемент 2 у постійному середньому положенні, досить мати систему керування, яка враховує її середнє положення після багатьох хвильових циклів, і її вплив буде поступовим і малим у порівнянні з енергією хвиль, що діють на пристрій. Зокрема якщо форма й енергія хвиль залишаються постійними якийсь час, то система досягне рівноваги, і для стабілізації нижнього елемента 2 ніякого подальшого втручання не буде потрібно. Система керування може бути статичним пристроєм типу елементів плавучості 9 (див. другий приклад здійснення, описаний нижче) або навіть просто складатись із пристроїв змінної плавучості, які приводяться в дію автоматичним регулятором.

Довжина штанги 4 для океанського пристрою може бути понад 50 метрів, щоб "встановити нижній елемент 2 в області, на яку домінуючі хвилі діють набагато менше, ніж на верхній елемент 1, але штанга може бути й коротше, щоб знизити капітальні витрати. Фактично, навіть із ще коротшою штангою пристрій працює задовільно, оскільки дія хвилі швидко зменшується із глибиною, і, крім того, горизонтальний компонент руху нижнього кінця штанги 4 проходить, в основному, у напрямку, протилежному напрямку руху навколишньої води. У будь-якому разі габарити будуть оптимізовані, щоб одержати ефективний пристрій, з врахуванням домінуючих хвильові режими на ділянці установки устаткування.

Верхній елемент 1 залишається вище нижнього елемента 2 навіть після декількох хвильових циклів, через характер руху хвиль, який, у належному наближенні, не містить повного зсуву частинок води. Щоб компенсуватися ефекти вітру, тертя, потоків води з різною швидкістю і/або направлення на різних глибинах елементів 1 і 2, і також для можливих непередбачених позаштатних подій, плавучість верхнього елемента 1 і вага штанги 4 і турбіни 6 повинні бути оптимізовані, щоб забезпечити досить міцний відновлювальний момент.

Як альтернатива, або забезпечення стану швидкої компенсації ефекту позаштатних подій, в елементи 1 і 2 мМабо вздовж штанги 4 можуть бути розміщені невеликі пропелери, керовані автоматизованою системою керування.

Елементи плавучості 9 можуть бути замінені пристроями зі змінною плавучістю, прикріпленими до верхнього елемента 1 і активуватись автоматизованою системою керування. Верхній елемент 1 у будь-якому разі буде прагнути бути на постійній середній відстані від поверхні води, і, в основному, з верхньою поверхнею, паралельній поверхні води, і, отже, вплив цієї системи керування буде мінімальним у порівнянні з енергією дії хвиль на пристрій. Таким чином, можна досягти повного занурення, можливо на багато метрів нижче поверхні моря, що може виявитися корисним для мінімізації зношування й усунення небезпеки для суден.

У типовій океанській конфігурації верхній бак 1 буде мати об'єм порядку 1000 м) у той час як малі нижні баки 3 будуть мати об'єм порядку 200 м3. Об'єм нижнього заглибного елемента 2, який може легко перевищити 1000 м3 при океанському розгортанні системи, залишає досить простору для різних конфігурацій системи перетворення енергії, що було б бажано використовувати.

У спрощеній версії з'єднання між штангою 4 і верхнім елементом 1 може бути жорстким, щоб у і римувати штангу завжди перпендикулярно нижньої поверхні та баку 1, який у цьому випадку може ще ефективніше використовувати сферичну форму тільки з одним елементом плавучості 9, з'єднаний тросом з верхньою штангою. З'єднувальний вузол 5 може мати форму простої шарнірної опори, особливо в пристрої невеликого розміру, або і використовувати карданне зчленування.

В іншому спрощеному варіанті функцію нижнього заглибного елемента 2 може виконувати один з'єднувальний вузол 5, який встановлений у фіксованому положенні вздовж штанги 4 і містить противагу. Це спрощення, разом з раніше згаданим спрощенням, що стосується з'єднання між штангою й верхнім елементом, хоча й трохи знижує ККД пристрою, забезпечує швидке складання дуже простої і дешевої конструкції, яка серед іншого корисна у цілях тестування створення прототипу. Якщо пристрій безпосередньо підключений до електричної мережі або до зовнішнього машинного відділення через кабельну систему, немає також ніякої необхідності в машинному відділенні, вбудованому в пристрій, таким чином, ще більше знижуючи його складність.

Звернемося тепер до Фігур 5-7, другого прикладу здійснення пристрою відповідно до винаходу, у якому частини, що відповідають частинам першого прикладу здійснення, позначені відповідними цифровими позиціями, і не будуть описані знову. Точно так само загальна поведінка цього пристрою при дії хвиль - те ж саме як поведінка пристрою першого прикладу здійснення з нижнім заглибним елементом 102 що зберігається, в основному, у стані спокою, і верхнім заглибним елементом 101 у стані руху через вплив хвиль при підтримці його орієнтації такою, щоби його верхня поверхня 1016 була б, в основному, завжди паралельна водній поверхні. Також у цьому випадку, може бути розглянуте використання засобів збільшення маси (включаючи водяний баласт і/або кіль).

Однак, у цьому прикладі здійснення нижній кінець штанги 104 вільний, тобто без складання поперечної штанги й турбін. Добування енергії від руху пристрою виконується через гідравлічні і/або електричні пристрої,

розміщені в стику 108 з'єднань нижньої поверхні 101а верхнього баку 101 зі штангою 104, і також у з'єднувальному вузлі 105 між штангою 104 і нижнім елементом 102. Стик 108 у тій же мірі, як і попередній приклад здійснення, враховують зміну орієнтації між штангою й верхнім баком і цей відносний рух, викликаний рухом хвилі, використовується вищезгаданими пристроями для добування енергії. Пристрої у з'єднувальному вузлі 105 витягають енергію із штанги 104, що здійснює зворотно-поступальний рух через отвір 112а. Цей тип пристроїв, як такий, уже відомий, і не буде описуватися докладно. Наприклад, в елементі 105 можна мати лінійний електричний генератор (див. наприклад пристрій лінійного генератора в бакені КЕХ, запропонованому

МА5Е Школи Електротехніки й Інформатики, Університету штату Орегон «пПір://еесв5.огедопвіаге.еди/тв/»), У той час як в елементі 108 можна мати один або кілька шківів або валів, які передають відносний рух і пов'язані з генераторами електричного струму.

У цьому прикладі здійснення можна також помітити безліч додаткових елементів плавучості 113, прикріплених до нижнього заглибного елемента 102 через радіальні балки 114, що виступають із малих баків 103. і троси 115, з'єднані з вільними кінцями балок 114. Елементи 113 сприяють збереженню орієнтації й положення пристрою відносно водної поверхні. Крім того, середня складова сил, прикладених до нижнього елемента 102, змінює положення спокою в положення нормальної роботи, і елементи 113 компенсують цю дію. Отвір 112а у кульовому елементі 112 є в цьому випадку отвором у втулці 1120, що виступає в осьовому напрямку від протилежних сторін кульового елемента.

У спрощеному варіанті цього прикладу здійснення штанга 104 може бути замінена тросом із противагою, приєднаною до його нижнього кінця. У цьому випадку, може виявитися практичним розмістити нижній елемент 102 на ще значнішій відстані від верхнього елемента 1, ніж у конфігурації зі штангою. Тоді нижній елемент 102 може закінчуватися поблизу морського дна й, якщо бажано, може бути навіть встановлений на ньому, щоб спростити конструкцію. Однак цей останній варіант пристрою було б важче розгорнути й обслужити, і він більше підданий впливу штормової погоди.

Подальшою альтернативою є з'єднання верхніх і нижніх заглибних елементів через розширену штангу, типу, описаного далі на третьому прикладі здійснення, при наявності систем добування енергії, які працюють на принципі зворотно-поступального руху штанги. Таким чином, можна уникнути застосування пристроїв добування енергії безпосередньо в з'єднувальному вузлі 105, і штанга 104 може закінчуватися в з'єднувальному вузлі замість того, щоб пройти через нього. Це робить пристрій ще компактнішим, хоча з недоліком ускладнення конструкції штанги. При дуже великих хвилях буде рухатися весь пристрій, оскільки в цьому випадку нижній елемент також піддається впливу хвилі. Це знижує ризик значного переміщення, здатного розвалити пристрій.

У будь-якому разі, можливий поділ цих двох частин не буде руйнівним, і пристрій може згодом бути повторно зібраний, пропускаючи штангу назад через корпус у з'єднувальному вузлі (або з'єднуючи один з одним дві частини штанги, якщо використовується конструкція як у третьому прикладі здійснення). Ця операція може бути також пророблена автоматично з використанням автоматизованої системи керування на обох частинах і невеликих пропелерах плюс можливість зміни відстані нижнього елемента від водної поверхні (наприклад, подовжуючи троси, що втримують елементи 113 на місці).

На Фігурах 8 і 9 представлений третій приклад здійснення пристрою відповідно до винаходу, у якому захоплюється повний рух хвилі, використовуючи тільки лінійні електричні генератори. У цьому прикладі здійснення пристрій містить безліч заглибних елементів 201, наприклад чотири елементи, що мають форму сферичних баків, що містять, в основному, воду й повітря, і з'єднаних один з одним сполучними штангами 204, щоб утворити іривммірну конструкцію, наприклад, тетраедричну.

Кожна штанга 204 (Фігура 9) складається зі стрижня 204а коаксіально й телескопічно ковзаючого в трубчастій втулці 2046. Кінці, таким чином, отриманої зборки пов'язані з відповідними заглибними елементами 201. Лінійний генератор електроенергії 205, що приводиться в дію стрижнем 204а, що здійснює зворотно- поступальний рух, і втулкою 20460, пов'язаний із внутрішнім кінцем цієї втулки. Цей тип пристрою для виробітку електроенергії добре відомий, йому він представлений схематично й докладно не описується. Можна послатися на описаний другий приклад, здійснення винаходу.

Як одиночний елемент 201, так і одиночна штанга 204 (з відповідним генератором 205) є нейтрально плавучими, коли вони занурені у воду на їх середню робочу глибину. Під впливом хвиль різні баки 201 опиняться в різних режимах руху води, або тому, що вони розділені відстанню не кратною довжині хвилі, або тому що вони перебувають на різних глибинах. Відносний рух між ними створює напругу або тиск на штанги 204, що з'єднуються. Як наслідок, внутрішній стрижень 204а переміститься відносно зовнішньої втулки 2046, і цей лінійний зворотно-поступальний рух використовується, щоб виробити електроенергію. Отже, з відносного руху різних частин з'єднаних між собою засобів добувається потужність. У цьому випадку геометрія конструкції також така, що весь (кругове) рух часток води через дію хвиль використовується для збору енергії.

В основному, всі елементи 201 залишаються в одному і тому ж положенні спокою стосовно навколишньої води, середнє положення якої не переміщається навіть після багатьох циклів руху хвилі. У цьому випадку також можуть використовуватися засоби збільшення маси. Однак щоб тримати заглибні елементи 201, в основному, у їх номінальній тетраедричній конфігурації, необхідно час від часу використовувати частину енергії для зміни середнього положення баків і штанг, щоб протидіяти будь-якому зсуву через дрейф, різної плавучості на різних глибинах, підводних течій або нерівноважної роботи різних частин. Ця корекція може бути виконана, використовуючи лінійні генератори як лінійні електродвигуни і/або приєднуючи невеликі пропелери до конструкції, і/або розміщаючи в штангах пружини і/або використовуючи пристрої змінної плавучості.

Якщо один з баків 201 важче трьох інших (при витисненні однієї і тієї ж кількості води), то система, розроблена у будь-якому разі на нейтральну повну плавучість, буде прагнути до орієнтації із трьома верхніми заглибними баками й одним нижнім. У цьому випадку ці ще легші елементи зі штангами, які з'єднують їх один з одним, можуть бути замінені одним заглибним елементом у вигляді верхнього елемента 1, 101 з попередніх прикладів здійснення для того, щоб весь пристрій міг би утримуватися, в основному, на нерухливій глибині нижче водної поверхні. Інші з'єднувальні штанги на нижньому баку також можуть бути замінені одною штангою, щоб одержати описаний вище варіант, що відноситься до другого прикладу здійснення. Можуть бути передбачені аналогічні зміни конструкції цього третього прикладу здійснення, якщо один бак легше, ніж інші три ідентичного розміру Як у попередніх приклада здійснення, пристрій може втримуватися, в основному, па нерухливій глибині нижче поверхні за допомогою пристроїв змінної плавучості, встановлюючи їх на баки, і пускаючи в хід автоматизовану систему керування.

Машинне відділення може бути встановлене в одному або декількох баках 201, який у типовому океанському варіанті може мати об'єм 1000 м3 (фактичний об'єм буде залежати від обраної оптимізації, що, у свою чергу буде залежати, серед інших факторів, від типового хвильового режиму області розгортання установки).

Як і в попередньому прикладі здійснення, при дуже великих хвилях пристрій буде прагнути переміщатися всією масою, і, отже, між його частинами не буде відносно великих рухів. Встановлюючи змінні пристрої плавучості в баки і/або в штанги, пов'язані з автоматизованою системою керування, можна також вжити заходів, щоб весь пристрій був би встановлений глибше у відповідь на більші хвилі, і дрібніше при невеликих хвилях, таким чином, захищаючи його від штормової погоди й оптимізуючи його ККД.

Тетраедрична структура, показана в даному прикладі с найпростішою тривимірною жорсткою конструкцією, що тут може бути використана; але є багато інших тривимірних конфігурацій з такою ж простою базовою конструкцією. Наприклад, безліч тетраедричних модулів, подібних описаному вище, може бути об'єднана, щоб сформувати цілий структурний шар, що поширюється на багато квадратних кілометрів. Така конструкція може втримуватися на нерухливій глибині у декількох десятках метрів нижче середньої поверхні моря, щоб уникнути зіткнення із суднами й звести до мінімуму небезпеку руйнування через шторми й дуже великі хвилі. Така конструкція може бути модульною для ефективного виробітку енергії й обслуговування, враховуючи, що відмова окремих модулів не перешкодить роботі всієї системи.

З посиланнями на Фігури 10 і 11 у четвертому прикладі здійснення пристрій відповідно до винаходу, захоплює повний рух хвилі, використовуючи тільки генератор, з'єднаний тросами зі шківами. Однак у цьому прикладі здійснення потужність добувається з відносного руху між верхнім заглибним елементом і нижнім заглибним елементом, і від послідовного переміщення системи, що з'єднує елементи. Фактично, цей приклад здійснення має багато спільного з першим і другим прикладами здійснення, описаними вище, і відповідні частини пристрою позначені відповідними цифровими позиціями. У цьому прикладі здійснення нижній заглибний елемент 302 складається з безлічі баків 303, жорстко зв'язаних один з одним послідовно через центральне кільце 305 і довкола нього.

Замість штанги, що з'єднує верхній заглибний елемент 301 (з елементами плавучості 309) з нижнім заглибним елементом 302, використовуються троси 304, з'єднані одним кінцем з верхнім елементом 301, і іншим кінцем з вагою 316, проходячи через шківи 317, що підтримуються рамами 318, встановленими за межами відповідних заглибних баків 303. Шківи 317 обертають відповідні генератори для виробництва електроенергії (не показані), встановлені на опорних рамах 318 або в баках 303. При дії монохроматичної хвилі (розглянутої тут для простоти), верхній елемент 301 прагне описувати, в основному, кругову траєкторію.

Це альтернативно визначає натяг або ослаблення тросів, які приводять шківи 317 у рух і, отже, здійснюють виробництво електроенергії.

Наявність ваг 316 гарантує виробіток енергії й під час натягу, і під час ослаблення, і також те, що, в основному, верхній елемент 301 буде встановлений вище центру мас нижнього елемента 302. Нижні баки 303 прагнуть залишатися, в основному, у своєму положенні завдяки воді, яку вони витісняють, їх інерційній масі і їх фактичній масі через частково замкнуту у контурі воду і/або кіль. Щоб компенсувати позаштатні ситуації й невеликий дрейф через неврівноважені сили тертя або течій, с баки 303 або кільце 305 повинні бути обладнані невеликими пропелерами і/або пристрої змінної плавучості, керовані автоматичною системою. У варіанті цього прикладу здійснення нижні заглибні баки 303 можуть бути також збережені в потрібному положенні додатковими елементами плавучості як у другому прикладі здійснення винаходу.

На Фігурах 12-16 показаний п'ятий приклад здійснення пристрою відповідно до винаходу, який аналогічний першому прикладу здійснення, що підкреслюється використанням відповідних цифрових позицій для ідентичних або аналогічних частин. Верхній заглибний елемент 401 з елементами плавучості 409, і нижній заглибний елемент 402 мають ту ж саму загальну конструкцію, що й у першому прикладі здійснення. Те ж саме відноситься до з'єднувального вузла 405 із зовнішнім дископодібним корпусом 411 і поворотним кульовим елементом 412 з отвором 412а (Фігура 13). Як і в попередніх прикладах здійснення, тут може бути використана приєднана маса (частково замкнутий водяний контур і/або кіль).

Отвір 412а, який набагато ширше, ніж у попередніх прикладах, містить центральний циліндричний блок 4044 штанги 404, як показано на схемі, включаючи противагу й машинне відділення для виробництва електроенергії, як описано вище. Штанга 404 додатково містить центральне осердя 404р, що розширюється по осі від обох пласких основ блоку 4044. Навколо ядра 40406 розташована зміцнювальна клітка 404с, що виступає по осі від периферії блоку 4044.

Верхній кінець штанги 404 пов'язаний з верхнім заглибним елементом 401 через сполучний стик 408, знову аналогічно вже описаним прикладам здійснення. Нижній кінець штанги 404 шарнірно пов'язаний з декількома водяними колекторами 406, кожний із вхідним переднім патрубком 40ба і хвостом з кілями 4066.

Зборка із цих двох колекторів може вільно обертатися навколо центральної осі штанги 404, як поперечна опора з турбінами в першому прикладі здійснення. Крім того, кожний колектор може коливатися навколо поперечної осі (ортогонально до центральної осі штанги), позначений позицією 407 на Фігурі 14. Колектори гідравлічно пов'язані з водяним контуром (не показаний), сформованим у осерді 404р штанги 404. Водяний контур сполучений з машинним відділенням у блоці 4040, у якому розміщена система генерації енергії, наприклад, радіально-осьова гідротурбіна, для перетворення потоку води в електроенергію.

Верхній заглибний елемент 401 являє собою повністю занурений у воду бак, заповнений повітрям, плавучість якого врівноважена вагою штанги 404 (включаючи центральний блок 4044 із противагою) і водні колектори 406. Під дією хвиль штанга 404 виконує вертикальний зворотно-поступальний рух відносно з'єднувального вузла 405, і разом з кульовим елементом 412 переходить у режим коливального руху з нахилом відносно нижнього заглибного елемента 402. Блок 4044 може сковзати через отвір 412а, не впливаючи на роботу пристрою, оскільки конструкція клітки 404с у цьому випадку входить у контакт із кульовим елементом 412 і забезпечує необхідну стійкість. Послідовний рух нижнього кінця штанги 404 приведе до введення води під тиском у внутрішній контур штанги, через колектори 406, і, отже, до потоку води, що обертає турбіну в машинному відділенні. Також у цьому прикладі здійснення потужність добувається з відносного руху заглибних елементів, викликаючи рух одного кінця сполучної штанги відносно оточуючої її води.

Як ії в першому прикладі здійснення винаходу, можливі багато варіантів, у яких функція нижнього заглибного елемента 402 виконується простим з'єднанням вузла 405 і блоку 4044 і/або верхній сполучний стик 408 є жорстким, або одночасно використовуються обидва ці спрощення. Також можна розглянути варіант, у якому колектори 406 замінені безліччю колекторів, жорстко закріплених на нижньому кінці штанги й перебувають вище й поза багатьох різних горизонтальних напрямків, різних кутових напрямків вгору й униз відносно осі штанги. У цьому випадку може виявитися необхідним установити клапани у внутрішній частині колекторів для блокування потоку води в ті частини, які не розташовані перед напрямком руху нижнього кінця штанги. Такий варіант (з усіма трьома спрощеннями) був би менш ефективний, ніж приклад здійснення, показаний на кресленнях, але він буде мати важливу перевагу відсутності будь-якої зовнішньої рухомої частини.

У зв'язку з вищесказаним слід зазначити, що пристрій відповідно до винаходу здатен перебороти всі обмеження відомих конвертерів енергії хвиль, і що тут використовується концептуально відмінна система для добування енергії із хвиль.

Пристрій відповідно до винаходу може бути повністю розміщений під водою так, що він може бути захищений від штормової погоди і, якщо бажано, також ізольований від хвиль із ще коротшою довжиною хвилі, які вносять свій внесок у зношування морських структур. Використовуються два або більше заглибних елементи, що підтримуються у стані спокою відносно навколишньої води за допомогою кожної з наступних комбінацій: частково введена в баки вода (приєднана маса), кіль, інерційна маса, пропелери.

Деякі із заглибних елементів (можливо один, як у першому, другому, четвертому й п'ятому прикладах здійснення) мають мінімальну інерційну масу, і малий розмір відносно найменшої довжини хвилі, які використовуються для збору енергії, але досить великий, щоб перехопити достатній рух води. Інші заглибні елементи або сполучний пристрій мають відповідно дуже велику інерційну масу (у першому, другому, четвертому й п'ятому прикладах здійснення), для компенсації плавучості раніше згаданих. У третьому прикладі здійснення винаходу, замість цього, всі заглибні елементи мають інерційну масу, що компенсує їх плавучість.

Елементи прагнуть випливати за рухом води, що безпосередньо їх оточує, причому цей рух с приблизно круговим для єдиної монохроматичної хвилі. Коли елементи перебувають у різних режимах руху відносно основних довжин хвиль (наприклад, на різних глибинах), вони рухаються відносно один одного. Зв'язуючи їх зі з'єднувальним пристроєм, можна добу і и енергію із цього відносного руху або з викликаного відносного руху з'єднувального пристрою відносно деяких заглибних елементів або відносно навколишньої води.

Таким чином, переваги даного пристрою можуть бути підсумовані в такий спосіб. - Запропонований пристрій більш ефективний, ніж відомі пристрої, тому що в ньому використовуються всі компоненти руху хвилі, його елементи зберігаються в стані спокою відносно навколишньої води в максимально можливому ступені, на відміну від традиційних пристроїв, використовуючи один або кілька поплавців, як поверхневий елемент. - Пристрій може мати просту конструкцію, швидко збирається й легко обслуговується, особливо в деяких з описаних вище варіантів. Як зазначено вище, він може бути корисним також як прототип майбутніх систем. - Маючи тільки заглибні елементи з дуже малою або дуже великою інерційною масою, він підданий незначному руху через власні коливання. - Пристрій може бути встановлений на деякій відстані від берега на глибоководній ділянці. Його середнє географічне положення може підтримуватися постійним, використовуючи засоби натягу, або у будь-якому випадку воно може надіслати сигнал за допомогою системи (СРБ5, з'єднаної з радіопередавачем і/або світловим випромінювачем і/або бакеном гідролокатора. - Пристрій може бути розроблений таким чином, що штормова погода чинитиме мінімальний вплив. Весь пристрій буде переміщатися через дуже великі хвилі так, що відносна відстань між елементами перевищить граничну точку тільки при досить малоймовірній комбінації факторів. У будь-якому випадку, якщо рух дійсно перевищує максимальну межу, пристрій може бути просто демонтований і встановлений знову після шторму (можливо автоматизованим способом, якщо елементи обладнані пропелерами. - Пристрій ефективно працює як з монохроматичними хвилями, так і з не монохроматичними хвилями, і не залежить від напрямку хвилі; - Розмір пристрою й енергія, яку він може зібрати від хвиль, обмежено тільки довжиною хвилі. Прості розрахунки показують, що можна створити пристрої, що виробляють більш ніж 10 МВт потужності (як середня величина) при висоті монохроматичних глибоководних хвиль від 5 метрів і вище.

Всі приклади здійснення були описані з розрахунком на їх океанську конфігурацію; приклади здійснення, призначені для розгортання на ділянках з меншими довжинами хвиль, будуть відповідно зменшені в масштабі.

Інші зміни і/або модифікації можуть бути виконані для поліпшення конвертера енергії хвиль згідно із даним винаходом, не виходячи з обсягу захисту винаходу, як він визначений прикладеною формулою винаходу.

з п ли

І Ні Не Х 10

ІЙ Ї ) - --ко ек и за Шия що х 7

ЛК

Іо -«К и о и |. я тт х ай і о т рн

З. ! я ві ! / ; ци ще гй в сн ут Конні

З вх АХ я. й у є з й щ ! я інн ке ТИ і

СИ Їх ий 4 й - Й й | -я а

А іс 7 3 115 ! д- я, 3 рони ни ще НИшщИ

Ки і ме ше ганку 7 о ку Я о р -х

ОК

; іч і 4а У 2

Фіг.

З й Ох шк хх -е Е КК їз : і ! ШІ в-0| Сея - ! Ме є ЩУ ре ші З і ши

Ї дню - т й шия ій-- роМ не

Н ї ! 2 є х Е х ! тт

МишишЯ и ОХ " и ЩО щи їй ! ; У - 3 | З я- 6 ' | 6 ця

ТО | ж

Й У | / й ше

Ї Єдляищюе срілшту

Отут є ; шо р КУ ш- 4: й ва 7

ФІГ. 5,

й ! а ії

Іза і1а ! ха

Її в:

Фіг. З б з 65 го ла ' р

Со ух 3 3- Іа шо нн б п | - / х Й

З 2

Фіг. 4 я нуух ха де ця й Х та ї- Й из Ї юр ИМЯ рана ц а кі нь тп і В), ті їй вх х е Я 3 - Я ї НЯ А і Кі / й го мі т й ! й Ї ох 1 ща : У

РОМ ж - і А-Х і й ;

Та -- тя 18

Н Кен дян і.

Е | | т із. Е і і | У ! ! і ! і | ; НЯ і і ; і і і

Н ! о що ; і

ШІ НИ дани -

Н У Й га і ї Й т 7 І по Н ко і р 18. ! ІОВ ' п, 15 ит

Ту плини У М ' Н Ух Н ши ши . шщ

Й Пх | і рі Е і і дня й ще м ше й ши ше і ої ши НИ Ш: ще Н ще і | | НЕ є ! ! і ! і р, 5 і і і ше ' рі | ! шиття 000 ра ше: і - дл, і

Н Н і і І; | і . Е І

Бити тлипрттетд нині і 1 З сет т Я й й деки Шашй ни

РА БАХ шо

ЕІ шк р 1 І М | 3 Бе: ж М ИН Кт

А я ще мо с фіг. 5

З х в 114 у

У й ве й и чи; и У ТУ

Кх й

У ра іх г

ЗІ Хх Ту ради ше ; на на

Х пх, но АТ у ЗК сот, вія с НК Уся вн ІАЕ Н ник і А оОа СЕК Од весст ох вч ви М че і п НН и М - м ваш ї14 раму Що

Ей ХУ є о шу, рай Я

Й ооо У

Ка їі Х й і: є У у ь

Фр в й -ч р 105 - | | я В

ХО щи

ММ ому М

АС вина нонн У

М нів ра

Фе 7 201 й т

Ж Е у 204 май в / . до щі щи пи 205 фен НІ х рос | / х вай й Її у, с Й , рак Й іі 201 хо 24 пом ни ії і донні . ! / 7 204 нн ЧИ Н

Ж " Кей і НН і Ї ії

Ка

М КАКосею ! ше ; я Бк) а 5 шжкния у з - ЩІ Шо ру, 4 К й на г; Й те ка, й Її їй ня і НІ ще с ду ТК м (І ок ТУ» 4 х І -- КО Ї

Мо дон

М й т, у У

Дня і 2 ЩО

Ффіг.8 225 й Шо

НН и ни нн ЗИМ нини

Н

2048 Фіг.

ри шк га Ж / Ії . І т Яся ГЕЙ 16

ЗНЬ. і | | ій /й

Ши ще мк ник

СК -12 , З 9 і 33304 - - 303 З, те

ЩО А ТК нн ЗО» хх У і Х я щ 303 ча п сиве шва 4 317. х ра 31 М УК р х во ї в ше ав х де росі їі и Анни «НИ я 315 пава ДИ ек

Вінн на / щи -к- Шик 1 й ня | у і: М

Н х й ж ший о. : і | и шах І дю ще зо | 1305. о ши : К 302 я , | Ко ; і ГУ и | ще

Го 4 Ко а у 5 ние ! Уот, я - Зв 00 их 316 аю

Фіг.10 і? шк 318 х У х У пд їй // Я т ся З чо ж ше пня х

ЕЕ.

шт

Я

» яю ТО 0-79

ТТ 4015

Ї

-401

Пт 7 408

ЦІ зола І І) лоз

Кат ЧІ Н / ж й | Би пт й ля

ЦІ Ї й дос

ТИ Пн

ПИЙ

ЦІ ІЇ ко Л І, 4065 . 40ба... М

Й, ра 406 "406

Фіг 12

405 х й куту сх кт ій ке «х КК

Н СКК ОК НО з х чи :

ОК Се А КО

І А У ще

Ще хе ко А

Зх 5 » ше м жа и а: КМ ОО і с «кні

Ффіг.13

- ; !

НИшИИ 404с--. НН й

І нини

З т Щи

НИшНИ не

НІ п

ДИ чх хи . » А-« ль й

Ада 407

Фіг. 14 406 4065 - 40ба

Фіг. 15

40ба кв--(

Фіг. 16

Claims (19)

1. Пристрій конвертації енергії хвиль, що містить принаймні два елементи (1, 2), з'єднані між собою рухомим з'єднувальним пристроєм (4), що забезпечує взаємне переміщення елементів (1, 2) у відповідь на дію хвилі у воді, в якій знаходиться пристрій; конвертер енергії (б) для перетворення руху з'єднувального пристрою (4) в електроенергію; засіб для зберігання та/або переносу виробленої енергії, причому принаймні два елементи (1, 2) є повністю заглибними елементами, забезпечуючи нейтральну плавучість пристрою, та містить засоби для утримання положення кожного з заглибних елементів (1, 2), в цілому, у стані спокою відносно оточуючої води, з якою вони безпосередньо контактують, та елементи (1, 2) виконані з можливістю переміщення під дією хвиль, в цілому, так само, як 1 незбурена частинка води, поміщена в ту ж саму область, причому принаймні два заглибних елементи (1, 2) взаємно рознесені з можливістю приймання відповідного положення при різному впливі руху води, викликаного хвилями.

2. Пристрій за п. 1, який має верхній (1) та нижній (2) заглибні елементи, кожен з принаймні двох заглибних елементів (1, 2) має бак, заповнений водою і повітрям, або повітрям, при цьому засіб для утримання положення містить засіб зміни маси, пов'язаний зі з'єднувальним пристроєм (4).

3. Пристрій за п. 2, у якому з'єднувальний пристрій (4) включає подовжений елемент, який проходить між заглибними елементами (1, 2) 1 з'єднаний з можливістю переміщення принаймні з нижнім заглибним елементом (2).

4. Пристрій за п. 3, у якому нижній заглибний елемент (2) містить з'єднувальний вузол (5) для з'єднання заглибного елемента (2) з подовженим елементом, причому з'єднувальний вузол (5) включає кульовий елемент (12) з отвором (12а) для ковзного зчеплення подовженого елемента, де кульовий елемент (12) виконаний з можливістю обертання в межах корпусу (114), визначеного зовнішнім корпусом (11) з'єднувального вузла (5).

5. Пристрій за п. 3 або п. 4, у якому подовжений елемент з'єднаний з верхнім заглибним елементом (1) за допомогою шарнірного з'єднання (8).

6. Пристрій за будь-яким з пп. 3-5, у якому подовжений елемент виходить за межі нижнього заглибного елемента (2), та конвертер енергії (б) містить турбіну, з'єднану з нижнім кінцем (44) подовженого елемента.

7. Пристрій за будь-яким з пп. 3-5, у якому подовжений елемент (404) виходить за межі нижнього заглибного елемента (402), та конвертер енергії містить засіб збору води (406), з'єднаний з нижнім кінцем подовженого елемента (404), виконаного з можливістю формування водяного контуру, що сполучається з засобом збору води (406), причому гідротурбіна, розташована у подовженому елементі (404) виконана з можливістю приведення в дію водою, що надходить з водяного контуру.

8. Пристрій за п. 7, у якому подовжений елемент (404) містить осьове осердя (4045), виконане з можливістю формування в ньому водяного контуру, яке виступає з центрального блока (4044) закріпленого в отворі (412а) кульового елемента (412), 1 містить машинне відділення для гідротурбіни та клітку (404с) зміцнення, що охоплює осердя (4045) 1 виступає в осьовому напрямку від периферії блока (4044).

9. Пристрій за будь-яким з пп. 4-8, у якому конвертер енергії включає генератор, який приводиться в дію за рахунок взаємного зміщення між подовженим елементом (4, 404) 1 кульовим елементом (12, 412), та між кульовим елементом (12, 412) 1 зовнішнім корпусом (11,411).

10. Пристрій за п. 2, у якому з'єднувальний пристрій включає множину тросів (304), закріплених одним кінцем до верхнього заглибного елемента (301), а іншим кінцем до ваг (316), причому троси (304) проходять через шківи (317), змонтовані на рамі (318), встановленій на нижньому заглибному елементі (302), 1 конвертер енергії містить генератор, що приводиться в дію шківами (317), та розташований у межах або пов'язаний з нижнім заглибним елементом (302).

11. Пристрій за будь-яким з пп. 2-10, у якому верхній заглибний елемент (1, 101, 301, 401) має маленький розмір відносно найменших з головних довжин хвиль, які необхідно зібрати.

12. Пристрій за п. 11, у якому нижній заглибний елемент (2, 102, 302, 402) містить множину баків (3, 103, 303, 403), розташованих по периферії навколо бічної циліндричної поверхні центрального дископодібного (5, 405) або кільцевого (305) корпусу.

13. Пристрій за будь-яким з пп. 2-12, у якому множина елементів плавучості (9, 109, 309, 409) з'єднана за допомогою тросів (10, 110, 310, 410) з верхньою поверхнею (16, 1015, 3015, 4015) верхнього заглибного елемента (1, 101, 301, 401).

14. Пристрій за будь-яким з пп. 2-12, у якому множина елементів плавучості (113) з'єднана за допомогою тросів (115) з відповідними кінцями радіальних балок (114), що виступають з нижнього заглибного елемента (102).

15. Пристрій за будь-яким з пп. 3-9, у якому подовжений елемент (4, 104, 404) має осьову конструкцію, що розширюється, при цьому конвертер містить генератор, що приводиться в дію зворотно-поступальним рухом розширення і стиснення подовженого елемента (4, 104, 404).

16. Пристрій за п. І, що містить множину заглибних елементів, кожний з яких включає принаймні один бак (201), наповнений водою й повітрям, при цьому заглибні елементи зв'язані один з одним за допомогою множини подовжених елементів (204) 1 формують тривимірну збірку; де подовжені елементи (204) мають осьову конструкцію, що розширюється, при цьому конвертер енергії включає генератор, що приводиться в дію зворотно-поступальним рухом розширення і стиснення подовжених елементів (204).

17. Пристрій за п. 16, що містить чотири заглибних елементи (201), які з'єднані за допомогою шести подовжених елементів (204) ії формують тетраедричну збірку.

18. Пристрій за п. 16 або 17, у якому кожний подовжений елемент (204) містить стрижень (204а), який співвісно та телескопічно включений у ковзному режимі в трубчастій втулці (2045), причому генератор з'єднаний з внутрішнім кінцем тієї ж самої втулки, щоб він міг бути приведений у дію стрижнем і втулкою, що здійснюють зворотно-поступальний рух.

19. Пристрій за будь-яким з пп. 16-18, у якому заглибні елементи (201) мають маленький розмір відносно найменших з довжин головних хвиль, які необхідно зібрати.