DE102010049413A1 - Wave-power machine for converting energy of circumferential orbital flow or multi-chromatic wave from water over coupling element in rotation of crankshaft, has coupling element which is coupled at crankshaft - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine rotierende Wellenenergiemaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 oder 9.The invention relates to a rotating wave energy machine according to the preamble of patent claim 1 or 9.
Die Erfindung betrifft eine Wellenenergiemaschine zur Umwandlung von Wellenenergie von Gewässern in nutzbare Energie. Es ist eine Vielzahl von derartigen Maschinen im Stand der Technik bekannt. Diese können nach ihrem Einsatzort unterschieden werden, je nachdem, ob sie auf hoher See oder in Küstennähe angeordnet sind. Eine andere Unterscheidung bezieht sich darauf, wie die Energie aus der Wellenbewegung entnommen wird. So sind auf der Wasseroberfläche schwimmende Bojen bzw. Schwimmkörper bekannt, so dass durch deren Heben und Senken beispielsweise ein Lineargenerator angetrieben wird. Bei einem anderen Maschinenkonzept, dem sogenannten „Wave Roller” wird am Meeresboden ein flächiges Widerstandselement angebracht, der auf Grund der Bewegung der Wassermoleküle hin und her gekippt wird. Die Bewegungsenergie des Widerstandselements wird in einem Generator beispielsweise in elektrische Energie umgewandelt. Eine Übersicht über Wellenenergiekraftwerke ist in dem Buch „Renewable Energie” von Godfrey Boyle gezeigt.The invention relates to a wave energy machine for converting wave energy from water into usable energy. A variety of such machines are known in the art. These can be differentiated according to their location, depending on whether they are located on the high seas or near the coast. Another distinction relates to how the energy is taken from the wave motion. So floating buoys or floating bodies are known on the water surface, so that by raising and lowering, for example, a linear generator is driven. In another machine concept, the so-called "Wave Roller", a planar resistance element is attached to the seabed, which is tilted back and forth due to the movement of the water molecules. The kinetic energy of the resistance element is converted in a generator, for example, into electrical energy. An overview of wave energy power plants is shown in the book "Renewable Energy" by Godfrey Boyle.
Weiterhin sind Wellenenergiemaschinen bekannt, die im Wesentlichen unter der Wasseroberfläche angeordnet sind und ein Widerstandselement haben, das mit einer Orbitalströmung von Wasserteilchen orbitiert und über eine Kurbel zu einer Rotation einer Kurbelwelle führt.Furthermore, wave energy machines are known, which are arranged substantially below the water surface and have a resistive element orbiting with an orbital flow of water particles and leads via a crank to a rotation of a crankshaft.
Als Weiterentwicklung des Prinzips, das die umlaufende Orbitalströmung nutzt, ist ein Maschinenkonzept aus der im
Die Maschinenkonzepte, bei denen die umlaufende Orbitalströmung des Wassers über umlaufenden Kopplungselemente an eine Kurbelwelle übertragen wird, haben den Nachteil, dass die resultierenden Kräfte nicht ausgeglichen sind und mit der Drehung der Kurbelwelle umlaufen – dies entspricht einer Unwucht der Kurbelwelle. Somit werden Lagerkräfte in einen Rahmen der Wellenenergiemaschine eingeleitet, die die Energiekonversationsrate mindern und den vorrichtungstechnischen Aufwand sowie den Mooringaufwand der Wellenenergiemaschine erhöhen.The machine concepts in which the circulating orbital flow of the water is transmitted via rotating coupling elements to a crankshaft, have the disadvantage that the resulting forces are not balanced and rotate with the rotation of the crankshaft - this corresponds to an imbalance of the crankshaft. Thus, bearing forces are introduced into a frame of the wave energy machine, which reduce the energy conversion rate and increase the device complexity and the Mooringaufwand the wave energy machine.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Wellenenergiemaschine zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile vermeidet.In contrast, the invention is based on the object to provide a wave energy machine, which avoids the aforementioned disadvantages.
Diese Aufgabe wird durch eine Wellenenergiemaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 9 gelöst.This object is achieved by a wave energy machine with the features of claim 1 or 9.
Eine erste Variante der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine dient zur Umwandlung von Energie einer umlaufenden Orbitalströmung oder einer multichromatischen Welle von Wasser über mindestens ein Kopplungselement in eine Rotation einer Kurbelwelle. Dazu ist das mindestens eine Kopplungselement an die Kurbelwelle gekoppelt und läuft um eine Achse der Kurbelwelle um. Es kann auch die Orbitalbewegung des Kopplungselementes über einen Kurbel zu einer Rotation der Kurbelwelle führen. An die Kurbelwelle ist weiterhin ein Körper gekoppelt, dessen Zentrifugalkraft eine von dem mindestens einen Kopplungselement an die Kurbelwelle übertragene Gesamtkraft ganz oder teilweise kompensiert. Somit werden Lagerkräfte in einen Rahmen der Wellenenergiemaschine vermieden, die die Energiekonversationsrate mindern könnten oder den vorrichtungstechnischen Aufwand sowie den Mooringaufwand der Wellenenergiemaschine erhöhen könnten.A first variant of the wave energy machine according to the invention serves to convert energy of a circulating orbital flow or a multichromatic wave of water via at least one coupling element into a rotation of a crankshaft. For this purpose, the at least one coupling element is coupled to the crankshaft and rotates about an axis of the crankshaft. It may also lead the orbital motion of the coupling element via a crank to a rotation of the crankshaft. To the crankshaft, a body is further coupled, the centrifugal force compensates in whole or in part for a total force transmitted from the at least one coupling element to the crankshaft. Thus, bearing forces are avoided in a frame of the wave energy machine, which could reduce the energy conversion rate or increase the device complexity and the Mooringaufwand the wave energy machine.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist der Körper über ein Verbindungselement an die Kurbelwelle gekoppelt. Damit lassen sich die beiden Faktoren „Masse” und „Radius” der Zentrifugalkraft getrennt vorbestimmen: Die „Masse” ist über den Körper vorbestimmt und der „Radius” über die Länge des Verbindungselements.In a preferred embodiment, the body is coupled via a connecting element to the crankshaft. This allows the two factors "mass" and "radius" of the centrifugal force to be predetermined separately: the "mass" is predetermined over the body and the "radius" over the length of the connecting element.
Vorzugsweise wird dabei berücksichtigt, dass der Körper eine Widerstandskraft hat, wobei eine Körperkraft gleich der Summe aus einer Zentrifugalkraft und aus dieser Widerstandskraft ist. Dabei ist die Wellenenergiemaschine derart ausgelegt, dass die Körperkraft der Gesamtkraft aller an die Kurbelwelle gekoppelten Kopplungselemente betragsmäßig im Wesentlichen entspricht und dieser etwa entgegen gerichtet ist.Preferably, it is considered that the body has a resistance force, wherein a physical force is equal to the sum of a centrifugal force and from this resistance force. In this case, the wave energy machine is designed such that the physical force of the total force of all coupled to the crankshaft coupling elements substantially corresponds in terms of magnitude and this is directed approximately opposite.
Vorzugsweise weisen alle mit der Kurbelwelle rotierenden Komponenten der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine einen im Wesentlichen neutralen Auftrieb auf. Dadurch wird sicher gestellt, dass der Rotor oder die Kurbelwelle in einem Gravitationsfeld keine Vorzugsposition aufweist.Preferably, all of the crankshaft rotating components of the wave energy machine according to the invention to a substantially neutral buoyancy. This ensures that the rotor or the crankshaft has no preferred position in a gravitational field.
Vorzugsweise sind das Volumen und/oder die Masse des Körpers einstellbar. Dies kann insbesondere über eine variable Befüllung des Körpers mit Wasser geschehen. Damit ist ein weitgehend neutraler Auftrieb des Körpers erzeugbar.Preferably, the volume and / or mass of the body are adjustable. This can be done in particular via a variable filling of the body with water. This is a largely neutral buoyancy of the body can be generated.
Vorzugsweise ist der radiale Abstand des Körpers von der Kurbelwelle bzw. von ihrer Drehachse einstellbar. Dies kann über eine veränderbare Länge des Verbindungselements oder über eine einstellbare Position des Körpers am Verbindungselement geschehen. Weiterhin kann auch die radiale Richtung bzw. der Winkel des Verbindungselements einstellbar sein. Damit ist die Position des Körpers relativ zu dem zumindest einen Kopplungskörper einstellbar. Dadurch ist eine Verbesserung in der Einstellbarkeit der Größe und Richtung der Zentrifugalkraft oder der Körperkraft des Körpers gegeben.Preferably, the radial distance of the body from the crankshaft or from its axis of rotation is adjustable. This can be done via a variable length of the connecting element or via a adjustable position of the body happen on the connecting element. Furthermore, the radial direction or the angle of the connecting element can be adjustable. Thus, the position of the body is adjustable relative to the at least one coupling body. Thereby, there is an improvement in the adjustability of the size and direction of the centrifugal force or the body force of the body.
Es wird bevorzugt, wenn das Verbindungselement ein im Wesentlichen radialer Arm mit geringem Widerstand ist, oder wenn das Verbindungselement ein flächiges Element ist, das als Kopplungselement dient.It is preferred if the connecting element is a substantially radial arm with low resistance, or if the connecting element is a planar element which serves as a coupling element.
Zur Minimierung des Strömungswiderstandes des Körpers beim Umlauf um die Kurbelwelle kann der Körper eine Tropfenform aufweisen, dessen Symmetrieachse vorzugsweise gegen eine resultierende Anströmrichtung des Körpers ausgerichtet ist. Die resultierende Anströmrichtung ergibt sich aus einer Überlagerung aus der Orbitalströmung und der Rotation des Körpers um die Kurbelwellenachse.To minimize the flow resistance of the body when circulating around the crankshaft, the body may have a teardrop shape whose axis of symmetry is preferably aligned against a resulting direction of flow of the body. The resulting direction of flow results from a superposition of the orbital flow and the rotation of the body about the crankshaft axis.
Eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine dient ebenfalls zur Umwandlung von Energie einer umlaufenden Orbitalströmung oder einer multichromatischen Welle von Wasser über mehrere umlaufende Kopplungselemente in eine Rotation einer Kurbelwelle, wobei die Kopplungselemente an die Kurbelwelle gekoppelt sind und um eine Achse der Kurbelwelle umlaufen. Dabei kompensieren sich die von den Kopplungselementen an die Kurbelwelle übertragenen Kräfte zumindest teilweise gegenseitig.A second variant of the wave energy machine according to the invention also serves to convert energy of a circulating orbital flow or a multichromatic wave of water over a plurality of rotating coupling elements in a rotation of a crankshaft, wherein the coupling elements are coupled to the crankshaft and rotate about an axis of the crankshaft. In this case, the forces transmitted by the coupling elements to the crankshaft compensate each other at least partially.
Im Idealfall ist eine an die Kurbelwelle übertragene Gesamtkraft etwa gleich null.Ideally, a total force transmitted to the crankshaft is about zero.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens ein über mindestens einen Hebelarm an der Kurbelwelle gekoppelter Flettner-Rotor als Kopplungselement vorgesehen. Dieser hat eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form und wird um seine Längsachse rotatorisch bzw. rotierend angetrieben. Damit sind vergleichsweise große Kurbelkräfte an die Kurbelwelle übertragbar, die im Vergleich zu nicht drehenden Widerstandselementen in Abhängigkeit des Drehantriebs abgelenkt sind.In a preferred development, at least one Flettner rotor coupled to the crankshaft via at least one lever arm is provided as a coupling element. This has a substantially circular cylindrical shape and is rotationally or rotationally driven about its longitudinal axis. This comparatively large crankshaft forces are transmitted to the crankshaft, which are deflected in comparison with non-rotating resistance elements in response to the rotary drive.
Dabei können die Rotationsgeschwindigkeit und -richtung an die Anströmung des Flettner-Rotors anpassbar sein. Damit kann das von dem Flettner-Rotor an die Kurbelwelle abgegebene Drehmoment maximiert werden. Darüber kann auch die Richtung der am Flettner-Rotor angreifenden Kraft optimiert werden, was vorteilhaft zur Erzeilung eines kraftausgeglichenen Systems genutzt werden kann.The rotational speed and direction can be adapted to the flow of the Flettner rotor. Thus, the output from the Flettner rotor to the crankshaft torque can be maximized. In addition, the direction of the forces acting on the Flettner rotor force can be optimized, which can be used advantageously to Erzeilung a force-balanced system.
Vorzugsweise weist der Flettner-Rotor einen im Wesentlichen neutralen Auftrieb auf.Preferably, the Flettner rotor has a substantially neutral buoyancy.
Darüber hinaus kann der Hebelarm des Flettner-Rotors in Länge und radialer Richtung bzw. Winkel einstellbar sein.In addition, the lever arm of the Flettner rotor in length and radial direction or angle can be adjustable.
Es sind auch zwei oder mehr Flettner-Rotoren an einem Hebelarm denkbar, die sich auf der gleichen Seite relativ zum Drehpunkt befinden (radiale Linienanordnung).There are also two or more Flettner rotors on a lever arm conceivable, which are located on the same side relative to the fulcrum (radial line arrangement).
Es sind gekrümmte Hebelarme denkbar, an denen mehrere Flettner-Rotoren in verschiedener radialer Ausrichtung angebracht sein können.There are curved lever arms conceivable, in which several Flettner rotors can be mounted in different radial orientation.
Bei einer bevorzugten vorrichtungstechnisch einfachen Weiterbildung ist mindestens ein Kopplungselement ein über mindestens einen Hebelarm an der Kurbelwelle befestigtes Widerstandselement.In a preferred device-technically simple development, at least one coupling element is a resistance element attached to the crankshaft via at least one lever arm.
Dabei wird es bevorzugt, wenn das Widerstandselement einen elliptischen – insbesondere kreiszylindrischen – oder flächigen Querschnitt hat.In this case, it is preferred if the resistance element has an elliptical-in particular circular-cylindrical or flat cross-section.
Wie auch für den Flettner-Rotor ist für das mindestens eine Widerstandselement ein neutraler Auftrieb vorgesehen.As for the Flettner rotor, a neutral buoyancy is provided for the at least one resistance element.
Darüber hinaus können Hebelarm, Größe und Geometrie des Widerstandselements einstellbar sein, um die Maschine an verschiedene Wellenzustände und damit an verschieden Orbitalströmungen anpassen zu können.In addition, lever arm, size and geometry of the resistive element can be adjustable in order to adapt the machine to different shaft conditions and thus to different orbital flows.
Bei genau einem Flettner-Rotor oder Widerstandselement an der Kurbelwelle ist die an die Kurbelwelle übertrage Gesamtkraft eine am Flettner-Rotor angreifende zur Erzeugung der Rotation nutzbare Kraft auf Grund des Magnus-Effektes bzw. eine am Widerstandselement angreifende zur Erzeugung der Rotation nutzbare Widerstandskraft. Diese verläuft beim Flettner-Rotor im Wesentlichen senkrecht zur resultierenden Anströmungsrichtung und beim Widerstandselement in Strömungsrichtung der aktuellen Orbitalströmung. Das Verbindungselement bzw. der radiale Arm zum Körper ist so ausgerichtet, dass die Zentrifugalkraft oder die Körperkraft im Wesentlichen in die entgegen gesetzte Richtung zur Kraft am Flettner-Rotor oder Widerstandselement weist und im Wesentlichen den gleichen Betrag aufweist. Durch Einstellen des Abstands des Körpers, des Gewichts, der Größe und des Winkels kann so ein sehr guter Kraftausgleich geschaffen werden.In the case of exactly one Flettner rotor or resistance element on the crankshaft, the total force transferred to the crankshaft is a force that can be used on the Flettner rotor to produce the rotation due to the Magnus effect or a resistance force that can be used to generate the rotation. This runs at the Flettner rotor substantially perpendicular to the resulting flow direction and the resistance element in the flow direction of the current orbital flow. The connecting element or the radial arm to the body is aligned so that the centrifugal force or the body force substantially in the opposite direction to the force on the Flettner rotor or resistance element and has substantially the same amount. By adjusting the distance of the body, the weight, the size and the angle so a very good balance of force can be created.
Es können auch mehrere (oben beschriebene) Widerstandselemente an einer Kurbelwelle angeordnet sein. Dann ist die Gesamtkraft gleich der Summe aus einer entsprechenden Anzahl von am Widerstandselement angreifenden nutzbaren Widerstandskräften.It can also be arranged on a crankshaft several (described above) resistance elements. Then the total force is equal to the sum of a corresponding number of am Resistive element attacking usable resistive forces.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist mindestens ein Kopplungselement ein über zumindest einen Hebelarm an der Kurbelwelle befestigtes Auftriebselement.In a preferred development, at least one coupling element is a buoyancy element fastened to the crankshaft via at least one lever arm.
Das Auftriebselement kann ein Flügelprofil sein oder haben.The buoyancy element may be or have a wing profile.
Auch hier wird es bevorzugt, wenn eine Länge und/oder eine radiale Richtung bzw. ein Winkel des Hebelarms einstellbar ist, und/oder ein Anströmwinkel und/oder die Geometrie des Auftriebselements – beispielsweise durch Klappen – einstellbar ist. Darüber kann die Richtung der am Auftriebselement angreifenden Kraft optimiert werden, was vorteilhaft zur Erzeilung eines kraftausgeglichenen Systems genutzt werden kann.Again, it is preferred if a length and / or a radial direction or an angle of the lever arm is adjustable, and / or an angle of attack and / or the geometry of the buoyancy element - for example by flaps - is adjustable. In addition, the direction of the force acting on the buoyancy element can be optimized, which can be advantageously used to Erzeilung a force-balanced system.
Bei einem Anwendungsfall hat die Gesamtkraft eine an mindestens einem Widerstandselement angreifende Widerstandskraft und/oder eine an mindestens einem Flettner-Rotor angreifenden durch den Magnus-Effekt verursachten Kraft und/oder eine an mindestens einem Auftriebselement angreifende aus Auftriebskraft und Widerstandskraft resultierenden Kraft. Das Verbindungselement oder der radiale Arm zum Körper ist dann so ausgerichtet, dass die resultierende Kraft aus Kräften an dem mindestens Widerstandselement und/oder an dem mindestens einen Flettner-Rotor und/oder an dem mindestens meinem Auftriebselement einerseits und die Zentrifugalkraft oder der Körperkraft andererseits an dem mindestens einen Körper im Wesentlichen entgegen gerichtet verlaufen und in etwa betragsgleich sind. Bei dieser Kombination von Kopplungselementen unterschiedlichen Typs werden systembedingte Ungleichmäßigkeiten der rotierenden Bewegung der verschiedenen Typen egalisiert.In one application, the total force has a force acting on at least one resistive element resistance force and / or acting on at least one Flettner rotor caused by the Magnus effect force and / or acting on at least one buoyancy element of buoyancy force and resistance force. The connecting element or the radial arm to the body is then aligned so that the resultant force of forces on the at least one resistance element and / or on the at least one Flettner rotor and / or on the at least my buoyancy element on the one hand and the centrifugal force or the physical force on the other the at least one body are directed substantially opposite and are approximately equal in amount. In this combination of coupling elements of different types, systemic nonuniformities of the rotary motion of the different types are equalized.
Dabei wird des bevorzugt, wenn auch mehrere gleiche Kopplungselemente, z. B. zwei Auftriebselemente, an eine Kurbelwelle gekoppelt sind.It is preferred that, although several identical coupling elements, for. B. two buoyancy elements are coupled to a crankshaft.
An der Kurbelwelle kann ein Dämpfer angeordnet sein.At the crankshaft, a damper may be arranged.
Bevorzugt wird ein Generator, über den die Rotation der Kurbelwelle in elektrischen Strom wandelbar ist.Preference is given to a generator, via which the rotation of the crankshaft is convertible into electrical current.
Der Dämpfer kann den Generator umfassen.The damper may comprise the generator.
Es wird bevorzugt, wenn ein Moment des Generators änderbar ist und zur Steuerung und/oder Regelung der Wellenenergiemaschine nutzbar ist.It is preferred if a torque of the generator is changeable and can be used to control and / or regulate the wave energy machine.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine ist im Wesentlichen getaucht im Wasser angeordnet, wobei die Kurbelwelle im Wesentlichen horizontal verläuft.A preferred development of the wave energy machine according to the invention is substantially immersed in the water, wherein the crankshaft extends substantially horizontally.
Es können passive oder aktive Mittel vorgesehen werden, um die Kurbelwelle im Wesentlichen senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung einer Welle auszurichten.Passive or active means may be provided to align the crankshaft substantially perpendicular to a propagation direction of a shaft.
Die Kurbelwelle kann in einem Rahmen oder Gehäuse gelagert sein, an dem der Dämpfer und/oder der Generator zur Abführung eines Drehmoments abgestützt ist.The crankshaft may be mounted in a frame or housing on which the damper and / or the generator is supported for dissipating a torque.
Darüber hinaus können auch mehrere Kurbelwellen in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet sein.In addition, several crankshafts can be arranged in a common frame.
Bei Ausführungsbeispielen mit genau einem Auftriebselement an der Kurbelwelle ist die an die Kurbelwelle übertragene Gesamtkraft eine Kräftesumme aus Auftriebskraft und Widerstandskraft des Auftriebselements. Der radiale Arm des Körpers ist dann so ausgerichtet, dass die Gesamtkraft am Auftriebselement und die Zentrifugalkraft oder der Körperkraft am Körper im Wesentlichen entgegengerichtet verlaufen und in etwa betragsgleich sind. Dazu kann auch hier der Hebelarm veränderbar sein (Länge/Winkel) und/oder der Körper können veränderlich sein (Größe und/oder Gewicht).In embodiments with exactly one buoyancy element on the crankshaft, the total force transmitted to the crankshaft is a force sum of buoyancy force and resistance force of the buoyancy element. The radial arm of the body is then oriented so that the total force on the buoyancy element and the centrifugal force or body force on the body are substantially opposite and approximately equal in magnitude. For this purpose, the lever arm can also be changed here (length / angle) and / or the body can be variable (size and / or weight).
Es können auch mehrere oben beschriebene Auftriebselemente an einer Kurbelwelle angeordnet sein. Dann ist die Gesamtkraft gleich der Summe aus einer entsprechenden Anzahl von Kräftesummen. Dabei weisen die Auftriebselemente einen im Wesentlichen neutralen Auftrieb auf. Zudem können diese in ihrem Abstand zur Kurbelwellenachse und/oder in ihrem Anstellwinkel und/oder in ihrer Geometrie veränderbar sein.It is also possible to arrange a plurality of lift elements described above on a crankshaft. Then the total force is equal to the sum of a corresponding number of force sums. In this case, the buoyancy elements to a substantially neutral buoyancy. In addition, these may be variable in their distance from the crankshaft axis and / or in their angle of attack and / or in their geometry.
Darüber hinaus wird die Wellenenergiemaschine so gesteuert, dass die resultierende Anströmung, die sich aus einer Überlagerung aus Orbitalströmung und Rotation um die Kurbelwellenachse ergibt in einem weitgehend optimalen Betriebspunkt des Auftriebselements liegt.In addition, the wave energy machine is controlled so that the resulting flow, which results from a superposition of orbital flow and rotation about the crankshaft axis is in a largely optimal operating point of the buoyancy element.
Vorzugsweise sind stirnseitig an den Kopplungselementen Abschnitte angeordnet, deren Abmessung größer ist als der Querschnitt des jeweiligen Kopplungselements. Am Flettner-Rotor sind diese Abschnitte insbesondere konzentrische Scheiben oder Ringe. Am Flügelprofil sind diese Abschnitte insbesondere Winglets. Durch diese Abschnitte wird die Effizienz des jeweiligen Kopplungselements erhöht.Preferably, the front side of the coupling elements sections are arranged whose dimension is greater than the cross section of the respective coupling element. On the Flettner rotor these sections are in particular concentric disks or rings. On wing profile, these sections are especially winglets. These sections increase the efficiency of the respective coupling element.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Further advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
Im Folgenden werden anhand der Figuren verschiede Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:In the following, various embodiments of the invention will be described in detail with reference to FIGS. Show it:
Die Wellenenergiemaschine hat eine Kurbelwelle
An der Kurbelwelle
Ebenfalls radial von der Kurbelwelle
Auf jeden Fall sollten diese Körper
Im Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine wird ihr Widerstandselement
Über den radialen Arm
Nach der in
An der Kurbelwelle
Die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß
Erfindungsgemäß ist mindestens ein radialer Arm
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß
Erfindungsgemäß ist über mindestens einen radialen Arm
Alle rotierenden Teile sollten einen im Wesentlichen neutralen Auftrieb haben.All rotating parts should have a substantially neutral buoyancy.
Vorzugsweise ist die Hülle jedoch volumenveränderlich, so dass eine Massenänderung durch Ein- oder Auspumpen von Wasser auch gleichzeitig zu einer Volumenänderung und damit zu einer konstanten Dichte führt. Diese entspricht erfindungsgemäß im Wesentlichen der von Seewasser. Preferably, however, the shell is variable in volume, so that a mass change by pumping in or out of water also simultaneously leads to a change in volume and thus to a constant density. According to the invention, this essentially corresponds to that of seawater.
Alternativ ist aber auch eine massive Gestaltung ohne veränderbares Gewicht möglich.Alternatively, however, a massive design without changeable weight is possible.
Auch für eine Kurbelwelle mit einem gezeigten Flettner-Rotor
Offenbart sind zwei Varianten einer Wellenenergiemaschine, die zur Umwandlung von Energie einer umlaufenden Orbitalströmung oder einer multichromatischen Welle von Wasser in eine Rotation einer Kurbelwelle dienen.Disclosed are two variants of a wave energy machine that serve to convert energy from a circulating orbital flow or a multichromatic wave of water into a rotation of a crankshaft.
Eine erste Variante der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine hat dazu mindestens ein Kopplungselement, das an die Kurbelwelle gekoppeltes ist, um eine Achse der Kurbelwelle umläuft und über eine Kurbel ein Drehmoment an diese überträgt. An die Kurbelwelle ist weiterhin – vorzugsweise über ein Verbindungselement – ein Körper gekoppelt, dessen Zentrifugalkraft eine von dem mindestens einen Kopplungselement an die Kurbelwelle übertragene Gesamtkraft ganz oder teilweise kompensiert. Vorzugsweise sind dabei die Richtung und die Größe der Zentrifugalkraft einstellbar.A first variant of the wave energy machine according to the invention has for this purpose at least one coupling element which is coupled to the crankshaft, rotates about an axis of the crankshaft and transmits a torque to the latter via a crank. To the crankshaft is further - preferably coupled via a connecting element - a body whose centrifugal force compensates for a total of the at least one coupling element transmitted to the crankshaft total force in whole or in part. Preferably, the direction and the size of the centrifugal force are adjustable.
Eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Wellenenergiemaschine hat mehrere, also mindestens zwei Kopplungselemente, die an die Kurbelwelle gekoppelt sind um eine Achse umlaufen und über Hebel ein Drehmoment an diese übertragen. Dabei ist die Wellenenergiemaschine derart ausgelegt, dass die an den Kopplungselementen wirkenden Kräfte sich teilweise kompensieren, und im Idealfall eine von den Kopplungselementen an die Kurbelwelle übertragene Gesamtkraft gleich null ist.A second variant of the wave energy machine according to the invention has a plurality, that is to say at least two coupling elements which are coupled to the crankshaft, revolve about an axis and transmit a torque to the latter via levers. In this case, the wave energy machine is designed such that the forces acting on the coupling elements partially compensate, and in the ideal case, one of the coupling elements transmitted to the crankshaft total force is zero.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- AnströmungspfeilAnströmungspfeil
- 2; 3022; 302
- Kurbelwellecrankshaft
- 4; 104; 3044; 104; 304
- Hebelarmlever arm
- 66
- Widerstandselementresistive element
- 8; 108; 2088th; 108; 208
- radialer Armradial arm
- 10; 110; 21010; 110; 210
- Körperbody
- 10a; 110a; 210a10a; 110a; 210a
- Längsachselongitudinal axis
- 12; 11212; 112
- Rotationspfeilrotation arrow
- 1414
- Rotationspfeilrotation arrow
- 16; 11616; 116
- Rotationspfeilrotation arrow
- 106106
- Flügelprofilairfoil
- 306306
- Flettner-RotorFlettner rotor
- 318318
- Rotationspfeilrotation arrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Jahr 2007 erschienenen Veröffentlichung „A rotating wing for the generation of energy from waves” von Pinkster et al. [0004] Published in 2007, "A rotating wing for the generation of energy from waves" by Pinkster et al. [0004]
Claims (28)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010049413A DE102010049413A1 (en) | 2010-10-23 | 2010-10-23 | Wave-power machine for converting energy of circumferential orbital flow or multi-chromatic wave from water over coupling element in rotation of crankshaft, has coupling element which is coupled at crankshaft |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2677164A1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-25 | Robert Bosch Gmbh | Wave energy converter, method for operating the same and control device |
-
2010
- 2010-10-23 DE DE102010049413A patent/DE102010049413A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
Title |
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Jahr 2007 erschienenen Veröffentlichung "A rotating wing for the generation of energy from waves" von Pinkster et al. |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2677164A1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-12-25 | Robert Bosch Gmbh | Wave energy converter, method for operating the same and control device |
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