Die Erfindung bezieht sich auf eine Wasserwellen-Kraftanlage mit einem oder mehreren in das Wasser tauchenden Schwimmern, einer Drehkraftmaschine, sowie einem zwischen Schwimmer und Drehkraftmaschine arbeitenden Übertragungsmechanismus, der die durch Wasserwellen verursachten Alternativbewegungen des Schwimmers über zwei Sperrvorrichtungen in eine rotierende Bewegung von gleichble Jendem Drehsinn umwandelt.
Bei einer bekannten Kraftanlage dieser Art ist eine einzige Antriebswelle vorhanden, auf der ein Sperrad aufgekeilt ist und auf dessen einander gegenüberliegenden Umfangsseiten je eine Sperrklinke arbeitet. Die Sperrklinken sind an zwei Stangen angebracht, an denen der ins Wasser tauchende Schwimmer hängt. Beim Aufwärtsgehen des Schwimmers arbeitet die eine Sperrklinke, beim Abwärtsgehen des Schwimmers die andere. Diese Anordnung erfüllt zwar das Erfordernis, dass Jer Motor in stets gleichbleibendem Drehsinn angetrieben wird. aber die gerade verlegten Sperrmechanismen erfordern umständliche Führungen. Ausserdem muss ein zusätzliches Getriebe zwischen Antriebswelle und Motor angeordnet werden. um die Drehzahl der Welle auf einen für den Motor genügend hohen Betrag zu bringen.
Bei einer anderen Wasserwellenkraftanlage, bei welcher ebenfalls eine oder mehrere Zahnstangen für die Übertragung der Auf- und Abwärtsbewegungen des Schwimmers benutzt werden, sind zwar unmittelbar an die Sperrmechanismen Zahnrädergetriebe nachgeschaltet, aber diese sind in schwer zugänglichen und ins Wasser getauchten Gehäusen untergebracht, was die Kontrolle und die Zugänglichkeit der Apparate beeinträchtigt.
Die Erfindung verfolgt den Zweck, die nachteiligen Auswirkungen von hin und her gehenden Übertragungsmechanismen zu vermeiden, statt dessen drehende Elemente zu verwenden und diese in einem geschlossenen und gut zugänglichen Ganzen unterzubringen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsmechanismus zwei endlose Ketten mit übereinander liegendem Arbeits- und Umkehrrad besitzt, wobei die Arbeitsräder ein Losrad und ein mit diesem zusammenarbeitendes Sperrad aufweisen, und dass sodann der Schwimmer an je einem vertikalen Strang der beiden Ketten angelenkt und eine Übersetzung zwischen die beiden Ketten Arbeitsräder und die Kraftmaschine geschaltet ist, zum Zwecke.
dass die Kraftmaschine bei Aufwärtsbewegungen des Schwimmers mittels des Sperrmechanismus des einen Ketten Arbeitsrades, bei Abwärtsbewegungen mittels des Sperrmechanismus des anderen Ketten-Arbeitsrades angetrieben wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Wasserwellen-Kraftanlage in parallelperspektivischer Darstellung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Sperrmechanismus gemäss der Schnittlinie a-a der Fig. 1;
Fig. 3 eine andere Disposition der Schwimmer-Anlenkung in schematischer Darstellung.
Die Kraftanlage ist zur Aufstellung an Orten wie einem Meeresstrand, einem Wasserbecken oder einem Fluss bestimmt, bei denen das Wasser häufig und regelmässig Wellen bildet. Auf der Grundplatte 1 sind die beiden Übertragungswellen 2, 3 auf Böcken 4, 5 gelagert. Zu jeder Übertragungswelle gehört eine endlose Kette 6 bzw. 7, die nebeneinander und in der selben Vertikalebene liegen. Die unteren Kettenräder 8, 9 sind die Arbeitsräder, die oberen Kettenräder sind die Umkehrräder 10, 11. Die letzteren sind in einem zur Grundplatte 1 gehörenden Ständer la gelagert. An den beiden inneren, einander zugekehrten Strängen 6a, 7a der Ketten 6, 7 ist der Schwimmer 12 angelenkt. Die zur Aufhängung dienende Schwimmerstange 13 ist zu diesem Zweck an ihrem oberen Ende mit einer Doppelgabel 14 versehen, die die beiden Kettenstränge umgreift.
Mittels der Führung 15 ist die Schwimmerstange 13 in der Grundplatte 1 geführt, so dass die durch die Wasserwellen verursachten Auf- und Abwärtsbewegungen des Schwimmers 12 einwandfrei auf die Kettenstränge der beiden Ketten übertragen werden.
Der Aufbau der beiden identischen Arbeitsräder 8, 9 ist aus Fig. 2 genauer ersichtlich: Das Kettenrad ist auf der Welle 2, bzw. 3 lose gelagert, während das zugehörige Sperrad 16 drehfest mit ihr verbunden ist. Die je diametral an den Losrädern angelenkten Klinken 17 sind mit Federn 18 belastet und greifen in die sägezahn-förmigen Zähne des Sperrades 16. An den hinteren Enden der Übertragungswellen 2, 3 sind die Zahnräder 19, 20 aufgekeilt. Sie greifen in das gemeinsame Zahnritzel 21, das drehfest mit der Antriebswelle 22 des Stromerzeugers 23 verbunden ist. Der zur zahnradseitigen Lagerung der Welle 22 dienende Lagerbock ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Kraftanlage sind die Bewegungsrichtungen mit Pfeilen angegeben. Die ausgezogenen Pfeile beziehen sich auf die Aufwärtsbewegungen des Schwimmers, die punktierten Pfeile auf Abwärtsbewegungen. Bewegt sich der Schwimmer aufwärts, so wird die auf der rechten Apparatenseite liegende Kette 6 zur Arbeitskette.
Das Kettenrad 8 wird von ihr im Uhrzeigersinn gedreht und nimmt über die zugehörigen Sperrklinken 17 und das Sperrad 16 die Welle 2 mit. Über die Zahnräder 19 und 21 erfolgt die für den Stromerzeuger 23 erforderliche Erhöhung der Drehzahl. Während dieses Arbeitsvorganges läuft der Mechanismus der linken Apparatenseite im Leerlauf mit: Das Kettenrad 9 wird von der Kette 7 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, während das zugehörige Sperrad 16 über die Zahnräder 19, 21, 20 im Uhrzeigersinn gedreht und durch das Ausklinken der Klinken 17 freigegeben wird.
Bei der der Wasserwelle nun folgenden Abwärtsbewegung des Schwimmers 12 wird die links liegende Kette 7 zur Arbeitskette. Das Kettenrad 9 wird von ihr im Uhrzeigersinn gedreht und nimmt über die zugehörigen Sperrklinken 17 und das Sperrad 16 die Welle 3 mit, wobei die Drehkraft über die Zahnräder 20 und 21 an den Stromerzeuger 23 weitergeleitet wird. Anderseits spielen die Leerlaufbewegungen sich nun auf den zur Welle 2 gehörenden Organen ab.
Beim Auf- und Abwärtsgehen des Schwimmers setzt jeweils die Kraftäusserung in den Umkehrpunkten für einen Moment ganz aus. Es wechselt dann die Drehmomentabgabe von einem Sperradmechanismus zum andern. Auch der Wechsel des Spieles in den Zahnrädern und in den Kettengliedern bringt ein kurzzeitiges Aussetzen der Kraftübertragung mit sich.
Dabei dreht sich der Rotor des Stromerzeugers 23 zufolge seiner durch ein Schwungrad gesteigerten Schwungkraft weiter und nimmt die Zahnräder 19 - 21, die Wellen 2, 3 und ihre Sperräder mit.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Anordnung dienen die beiden äusseren, einander abgekehrten Kettenstränge 6b, 7b zur Anlenkung des Schwimmers 12, während die beiden inneren Kettenstränge 6a, 7a durch eine Koppelung 24 miteinander verbunden sind. Bei Aufwärtsbewegungen des Schwimmers wird nun die linksseitige Kette zur Arbeitskette, bei Abwärtsbewegungen die rechtsseitige. Der zum Stromerzeuger führende Übertragungsmechanismus ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel gebaut. Diese Ausführung ermöglicht, den Schwimmer grösser zu bemessen und ihn in stabilerer Weise am Mechanismus zu befestigen.
Um das lästige Geräusch beim Leerlaufen der Sperrmechanismen zu vermeiden, könnte an Stelle der Andrückfeder 18 ein Reibzahn zur Steuerung der Klinke eingebaut werden oder es könnten geräuschlos arbeitende Sperrdaumen anstatt Klinken Verwendung finden. Ferner wäre es von Vorteil, den Stromerzeuger durch eine elastische Kupplung vor Stössen beim Antriebswechsel zu schützen.
Für die Akkumulierung der überschüssigen Strommenge wird bei kleineren Anlagen im allgemeinen eine Speicherbatterie mit automatischer Steuerung verwendet. Für grössere Anlagen kommt aber fast ausschliesslich hydraulische Akkumulierung in Stau- oder Meeresbecken in Frage, so dass es dann nahe liegt, an Stelle eines Stromerzeugers eine Wasserpumpe oder -schleuder zu verwenden.
The invention relates to a water wave power plant with one or more swimmers immersed in the water, a rotary engine, and a transmission mechanism operating between the swimmer and the rotary engine, which converts the alternate movements of the swimmer caused by water waves into a rotating movement of the same direction of rotation via two locking devices converts.
In a known power plant of this type, there is a single drive shaft on which a ratchet wheel is keyed and a pawl operates on each of the opposing peripheral sides. The pawls are attached to two rods from which the swimmer hangs in the water. When the swimmer goes up, one pawl works, when the swimmer goes down, the other works. Although this arrangement meets the requirement that the motor is always driven in the same direction of rotation. but the locking mechanisms that have just been installed require cumbersome guides. In addition, an additional gear must be arranged between the drive shaft and the motor. in order to bring the speed of the shaft to an amount high enough for the motor.
In another water wave power plant, in which one or more toothed racks are also used for the transmission of the up and down movements of the swimmer, gears are connected directly to the locking mechanisms, but these are housed in housings that are difficult to access and immersed in the water, which makes the control easier and impair the accessibility of the equipment.
The invention pursues the purpose of avoiding the adverse effects of reciprocating transmission mechanisms, instead using rotating elements and accommodating them in a closed and easily accessible whole. The invention is characterized in that the transmission mechanism has two endless chains with superimposed working and reversing wheels, the working wheels having an idler wheel and a ratchet wheel that cooperates with this, and that the float is then hinged to a vertical strand of the two chains and one Translation between the two chains of work wheels and the engine is connected for the purpose.
that the engine is driven by means of the locking mechanism of the one chain working wheel when the float moves upwards, and by means of the locking mechanism of the other chain working wheel when it is moving downwards.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. Show it
1 shows a water wave power plant in a parallel perspective view;
FIG. 2 shows a cross section through the locking mechanism according to section line a-a of FIG. 1;
3 shows a different disposition of the float linkage in a schematic representation.
The power plant is intended for installation in places such as a sea beach, a water basin or a river, where the water forms waves frequently and regularly. The two transmission shafts 2, 3 are mounted on brackets 4, 5 on the base plate 1. Each transmission shaft has an endless chain 6 or 7, which lie next to one another and in the same vertical plane. The lower chain wheels 8, 9 are the working wheels, the upper chain wheels are the reversing wheels 10, 11. The latter are mounted in a stand 1 a belonging to the base plate 1. The float 12 is articulated on the two inner strands 6a, 7a of the chains 6, 7 facing one another. For this purpose, the float rod 13 used for suspension is provided at its upper end with a double fork 14 which engages around the two chain strands.
The float rod 13 is guided in the base plate 1 by means of the guide 15, so that the upward and downward movements of the float 12 caused by the water waves are properly transmitted to the strands of the two chains.
The structure of the two identical working wheels 8, 9 can be seen in more detail in FIG. 2: The chain wheel is loosely mounted on the shaft 2 or 3, while the associated ratchet wheel 16 is connected to it in a rotationally fixed manner. The pawls 17, each diametrically hinged to the idler gears, are loaded with springs 18 and engage the sawtooth-shaped teeth of the ratchet wheel 16. At the rear ends of the transmission shafts 2, 3, the gears 19, 20 are keyed. They engage in the common pinion 21, which is connected to the drive shaft 22 of the power generator 23 in a rotationally fixed manner. The bearing block serving for bearing the shaft 22 on the gear wheel side is not shown in the drawing.
For a better understanding of the operation of the power plant, the directions of movement are indicated with arrows. The solid arrows refer to the swimmer's upward movements, the dotted arrows to downward movements. If the swimmer moves upwards, the chain 6 on the right-hand side of the apparatus becomes a working chain.
The chain wheel 8 is rotated clockwise by it and takes the shaft 2 with it via the associated pawls 17 and the ratchet wheel 16. The increase in speed required for the power generator 23 takes place via the gears 19 and 21. During this process, the mechanism on the left side of the device runs idle: the chain wheel 9 is rotated counterclockwise by the chain 7, while the associated ratchet wheel 16 is rotated clockwise via the gears 19, 21, 20 and released by releasing the pawls 17 .
During the downward movement of the float 12 following the water wave, the chain 7 on the left becomes a working chain. The chain wheel 9 is rotated clockwise by it and takes the shaft 3 with it via the associated pawls 17 and the ratchet wheel 16, the rotational force being passed on to the power generator 23 via the gears 20 and 21. On the other hand, the idle movements are now played on the organs belonging to wave 2.
When the swimmer goes up and down, the expression of force at the turning points is completely suspended for a moment. It then switches the torque output from one ratchet mechanism to the other. The change in play in the gears and in the chain links also results in a brief interruption of the power transmission.
The rotor of the power generator 23 continues to rotate due to its inertia, which is increased by a flywheel, and takes the gears 19-21, the shafts 2, 3 and their ratchet wheels with it.
In the arrangement shown in FIG. 3, the two outer chain strands 6b, 7b facing away from one another serve to articulate the float 12, while the two inner chain strands 6a, 7a are connected to one another by a coupling 24. When the swimmer moves upwards, the chain on the left becomes the working chain, and when the swimmer moves downwards, the chain on the right. The transmission mechanism leading to the power generator is constructed in the same way as in the first exemplary embodiment. This design enables the float to be made larger and to be attached to the mechanism in a more stable manner.
In order to avoid the annoying noise when the locking mechanisms idle, a friction tooth could be installed in place of the pressure spring 18 to control the pawl, or noiselessly working locking thumbs could be used instead of pawls. It would also be advantageous to use a flexible coupling to protect the generator from jolts when changing the drive.
For the accumulation of the excess amount of electricity, a storage battery with automatic control is generally used in smaller systems. For larger systems, however, hydraulic accumulation in reservoirs or sea basins comes into question almost exclusively, so that it then makes sense to use a water pump or water pump instead of a power generator.