DE20120372U1 - Flow pendulum power plant - Google Patents
Flow pendulum power plantInfo
- Publication number
- DE20120372U1 DE20120372U1 DE20120372U DE20120372U DE20120372U1 DE 20120372 U1 DE20120372 U1 DE 20120372U1 DE 20120372 U DE20120372 U DE 20120372U DE 20120372 U DE20120372 U DE 20120372U DE 20120372 U1 DE20120372 U1 DE 20120372U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- power plant
- plant according
- flow
- weight
- pendulum power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 241000309551 Arthraxon hispidus Species 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000418 atomic force spectrum Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1885—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
- F03B13/189—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem acting directly on the piston of a pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/406—Transmission of power through hydraulic systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/76—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
R81064GM Ranz, Klaus GünterR81064GM Ranz, Klaus Günter
Strömungs-PendelkraftwerkCurrent pendulum power plant
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus der Bewegung von Wasser, und zwar in Form eines Strömungs-Pendelkraftwerks.The invention relates to a device for generating energy from the movement of water, namely in the form of a current pendulum power plant.
Derartige Vorrichtungen zur Energieerzeugung sind bisher nur als sogenannte Strömungskraftwerke oder Gezeitenkraftwerke bekannt. So ist es bei einem Strömungskraftwerk vorgesehen, daß nach dem Prinzip und der Bauart der Windkraftwerke - statt der Windenergie - die unterseeische Strömungsenergie des Wassers als Antrieb zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt wird, wie zum Beispiel beim Sea - Flow Unterwasser - Rotorenkraftwerk (erstes Strömungskraftwerk dieser Art mit einer Turmhöhe von 45m, einem Turm-Durchmesser von 2,5m, einer Bohrtiefe dieses Stahlturms von 15m und einem Rotor mit einem Durchmesser von 15m). Nachteilig wirken sich bei dieser Art von Kraftwerken unter anderem aus: die begrenzten Möglichkeiten der Aufstellung, die bedingt sind durch Schiffahrt, festgelegte Meerestiefe, Bodenbeschaffenheit (da ein 15m tiefes und 2 bis 3m breites Bohrloch für die Verankerung benötigt wird) und durch Abhängigkeit von einer bestimmten Strömungsdynamik. Ersichtlich nachteilig sind der erhebliche Aufwand und die Kosten bei Installation und Konstruktion. Die Erfindung ist demgegenüber auf ein Strömungs-Pendelkraftwerk gerichtet.Such devices for generating energy are currently only known as so-called current power plants or tidal power plants. In a current power plant, for example, the principle and design of wind power plants means that the underwater flow energy of the water is used as a drive to generate electrical energy instead of wind energy, as is the case with the Sea-Flow underwater rotor power plant (the first current power plant of this type with a tower height of 45m, a tower diameter of 2.5m, a drilling depth of this steel tower of 15m and a rotor with a diameter of 15m). The disadvantages of this type of power plant include the limited options for installation, which are determined by shipping, fixed sea depths, soil conditions (since a 15m deep and 2 to 3m wide borehole is required for anchoring) and the dependence on a certain flow dynamic. The considerable effort and costs involved in installation and construction are clearly disadvantageous. The invention, on the other hand, is directed to a flow pendulum power plant.
Unter allen Strömungsbedingungen liegen die Vorteile aus folgenden Gründen bei einem solchen Pendelkraftwerk. Durch eine spezifische Schwenkbewegung und die sich daraus ergebende Konstruktion von vertikalen Flügelkörpern mit einer bestimmten Flügelbreite, und durch die vielfältigen Möglichkeiten der Flügeleinstellung mit einfachen mechanischen Bauteilen, insbesondere mittels eines Gewichtspendels, ist beim Strömungs-Pendelkraftwerk eine effektivere und in der Bandbreite des EnergiespektrumsUnder all flow conditions, the advantages of such a pendulum power plant lie for the following reasons. Due to a specific swivel movement and the resulting construction of vertical blade bodies with a certain blade width, and due to the diverse possibilities of blade adjustment with simple mechanical components, in particular by means of a weight pendulum, the flow pendulum power plant is more effective and in the range of the energy spectrum
größere Entnahme der Strömungsenergie als beim Rotoren-Kraftwerk gegeben. Der scheinbare Vorteil einer gleichförmigen Rotationsbewegung beim Strömungs-Rotorenkraftwerk läßt sich durch die Speicherung eines Hydraulik-Überdrucks beim Pendelkraftwerk und durch dessen gleichmäßige Abgabe an Hydromotoren gleichwertig ersetzen. Die Speicherung eines Hydraulik-Überdrucks kann auch die Energieerzeugung nach Bedarf erhöhen (durch Koppelung zweier oder mehrerer Strömungs-Pendelkraftwerke an einem Speicher). Ein weiterer erheblicher Vorteil des Strömungs-Pendelkraftwerkes liegt darin, daß es auf Grund einer spezifischen Konstruktion seines Ankergewichtes in Verbindung mit der Gesamtkonstruktion sich relativ einfach am Boden verankern läßt und deshalb auch problemlos zur Reparatur und Wartung aus dem Wasser gehoben werden kann.greater extraction of flow energy than with a rotor power plant. The apparent advantage of a uniform rotational movement in a flow rotor power plant can be replaced by storing hydraulic excess pressure in a pendulum power plant and releasing it evenly to hydraulic motors. Storing hydraulic excess pressure can also increase energy production as required (by linking two or more flow pendulum power plants to a storage facility). Another significant advantage of the flow pendulum power plant is that, due to a specific design of its anchor weight in conjunction with the overall construction, it can be anchored to the ground relatively easily and can therefore also be lifted out of the water for repair and maintenance without any problem.
Von dieser Grundüberlegung ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus der Bewegung von Wasser zu schaffen, die mit geringem Aufwand und hohem Kosten-/Nutzenverhältnis zur Erzeugung von Energie geeignet ist. Dabei soll schon bei geringer Strömungsenergie (d.h. bei niedrigen Strömungs-Geschwindigkeiten) ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden.Based on this basic consideration, the object of the invention is to create a device for generating energy from the movement of water, which is suitable for generating energy with little effort and a high cost/benefit ratio. A high level of efficiency should be achieved even with low flow energy (i.e. at low flow speeds).
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung des Strömungs-Pendelkraftwerkes zur Erzeugung von Energie aus der Bewegung von Wasser nach dem Schutzanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the inventive device of the flow pendulum power plant for generating energy from the movement of water according to claim 1.
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Körper (Flügel-Vorrichtung) aus Leicht- oder Verbundmaterial, der zusammengesetzt ist aus vier länglichen, paarweise hintereinander angeordneten, vertikal im Wasser stehenden, verstellbaren Flügelkörpern, in einer Unterwasserströmung aufgrund sich verändernder Flügelstellungen im Zusammenspiel mit zwei Gewichtspendeln und mit Gewichtskörpern aus Metall hin und her pendeln, vorzugsweise mit einer Schwenkbewegung von ca. 40-45°, und dabei ihre Schwenkbewegung als Drehmoment auf einen zweiten Körper in Form einer allseitig beweglichen Kugelgelenk-Vorrichtung aus Metall übertragen. Im Innern (oder in der Nähe) der Kugelgelenk-Vorrichtung wird durch ein weiteres Bauteil ein Hydraulik-Überdruck erzeugt, der einem lokalIn the preferred embodiment, the object is achieved in that a first body (wing device) made of light or composite material, which is composed of four elongated, adjustable wing bodies arranged in pairs one behind the other, standing vertically in the water, swings back and forth in an underwater current due to changing wing positions in interaction with two weight pendulums and with weight bodies made of metal, preferably with a pivoting movement of approx. 40-45°, and thereby transmits its pivoting movement as a torque to a second body in the form of a ball joint device made of metal that can move in all directions. Inside (or near) the ball joint device, a further component generates a hydraulic overpressure that is applied to a locally
unabhängigen Antrieb zugeführt wird. Auf diese Weise lassen sich eine beliebige Anzahl von Pendelkraftwerken an eine zentrale Antriebseinheit anbinden, die sich sowohl unter Wasser als auch an Land befinden kann.independent drive. In this way, any number of pendulum power plants can be connected to a central drive unit, which can be located either underwater or on land.
Die Teilaufgabe, eine sich permanent wiederholende Schwenk- oder Pendelbewegung des ersten Körpers und damit ein Drehmoment auf den zweiten Körper in einem unterseeischen Strömungsfluß zu erreichen, wird ,dadurch gelöst, daß durch eine spezifische strömungsdynamische Konstruktion (Anordnung und Formgebung) der vertikalen Flügelkörper (zwei Paare in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet, durch einen Rahmen in ihrer vertikalen Position gehalten), das erste Flügelpaar, das unmittelbar den Strömungsdruck in seiner vertikalen Lage erfährt, automatisch mit einer Drehbewegung um die eigene, zunächst in vertikaler Stellung festgehaltenen Achse reagiert und dabei eine durch den Strömungsdruck bestimmte breite Flügelstellung einnimmt. Dadurch erfährt ein mittig angeordnetes Gewichtspendel, dessen Pendelachse über Zahnräder mit der Längsachse von zwei Flügelkörpern verbunden ist, synchron eine aufwärts gerichtete Schwenkbewegung, deren Ausschlag durch mehrere Anschlag- und Halte-Vorrichtungen regelbar ist. Neben den Anschlag- und Halte-Vorrichtungen ist das Pendel auch mit einem höhenverstellbaren Gewicht versehen, so daß die gewünschte Flügelstellung strömungsabhängig bestimmt werden kann. Der Ausschlag der Drehbewegung der Flügelkörper und damit auch des Gewichtspendels, beide zunächst in vertikaler Stellung des Rahmens, wird durch die örtlich vorhandene Strömungsdynamik des ersten Flügelpaares bestimmt, während das zweite, in Strömungsrichtung nachgeordnete Flügelpaar seine parallel zur Strömungsrichtung stehende, den geringst möglichen Widerstand bietende Stellung (Parallelstellung zur Strömung wegen des unsymmetrischen Querschnitts) beibehält. Durch diese spezielle Anordnung der Flügelpaare ist es möglich, auch bei wechselnden oder umkehrenden Strömungsrichtungen eine permanente Dreh- und Schwenkbewegung zu erreichen.The subtask of achieving a permanently repeating swivel or pendulum movement of the first body and thus a torque on the second body in an underwater current is solved by a specific flow-dynamic construction (arrangement and shape) of the vertical wing bodies (two pairs arranged one behind the other in the direction of flow, held in their vertical position by a frame), the first pair of wings, which directly experiences the flow pressure in its vertical position, automatically reacts with a rotational movement around its own axis, which is initially held in a vertical position, and thereby assumes a wide wing position determined by the flow pressure. As a result, a centrally arranged weight pendulum, the pendulum axis of which is connected to the longitudinal axis of two wing bodies via gears, synchronously experiences an upward swivel movement, the deflection of which can be regulated by several stop and holding devices. In addition to the stop and holding devices, the pendulum is also provided with a height-adjustable weight so that the desired wing position can be determined depending on the flow. The deflection of the rotary movement of the wing bodies and thus also of the weight pendulum, both initially in the vertical position of the frame, is determined by the local flow dynamics of the first pair of wings, while the second pair of wings, arranged downstream in the flow direction, maintains its position parallel to the flow direction, offering the least possible resistance (parallel position to the flow due to the asymmetrical cross-section). This special arrangement of the pairs of wings makes it possible to achieve a permanent rotary and swivel movement even with changing or reversing flow directions.
Bedingt durch den Strömungsdruck (und nach Lösen einer Haltevorrichtung) neigen oder schwenken sich die Flügelkörper in eine Schräglage von ca. 40° - 45°. Die Schwenkbewegung der Flügelkörper und deren Ausschlagweite wird durch einen Ausschlag-Begrenzer festgelegt. Durch die Schwenkbewegung der Flügelkörper (etwaDue to the flow pressure (and after releasing a holding device), the wing bodies tilt or swivel to an incline of approx. 40° - 45°. The swivel movement of the wing bodies and their deflection range is determined by a deflection limiter. The swivel movement of the wing bodies (approx.
45°) in Strömungsrichtung verändert sich die Stellung des Gewichtspendels von ca. 25° um ca. 45° auf ca. 70°. Somit ergibt die 70°-Stellung ein größeres Drehmoment des Gewichtspendels an seiner Aufhängung. Nach Lösen einer Haltevorrichtung (Magnetsperre) drängt das Pendel (bedingt durch die Schwerkraft) aus der 70°- in eine 45°-Stellung, die der Neigung der Flügelkörper entspricht. Über die mechanische Übersetzung der Zahnräder wird dadurch eine Parallelstellung des Flügelpaares eingeleitet. Eine Zurückführung der Flügelkörper und des Pendels in die vertikale Ausgangsstellung geschieht durch die den Strömungswiderstand mindernde, zunehmend parallele Stellung der Flügelkörper und durch den Auftrieb, den die aus Leichtmaterialien hergestellten Flügelkörper erfahren, sowie durch als Gegengewichte installierte Gewichtskörper, von denen abwechselnd beide eine Gewichtskraft (Abtrieb) oder der eine einen Auftrieb und der andere einen Abtrieb erfahren.45°) in the direction of flow, the position of the weight pendulum changes from approx. 25° by approx. 45° to approx. 70°. The 70° position therefore results in a greater torque of the weight pendulum on its suspension. After a holding device (magnetic lock) is released, the pendulum pushes (due to gravity) from the 70° to a 45° position, which corresponds to the inclination of the wing bodies. The mechanical transmission of the gears thereby initiates a parallel position of the pair of wings. The wing bodies and the pendulum are returned to their vertical starting position by the increasingly parallel position of the wing bodies, which reduces flow resistance, and by the lift experienced by the wing bodies made of lightweight materials, as well as by weight bodies installed as counterweights, both of which alternately experience a weight force (downforce) or one experiences lift and the other downforce.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Ausführung der Bauteile von ihrer Konstruktion her einfach, stabil und ohne großen technischen Aufwand auszuführen ist. Es sind lediglich standardisierte Maschinenbauelemente erforderlich, um die genannte permanente Schwenkbewegung zu erzielen. Damit werden insgesamt Aufwand und Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung vergleichsweise gering. Gleichzeitig ist es jedoch bei der Erfindung möglich, schon relativ schwache Unterwasserströmungen in Energie umzusetzen. Dies ergibt sich daraus, daß durch eine breitere Flügelstellung ein noch entnehmbarer Strömungsdruck erzielt werden kann, der dann in Energie umgesetzt wird.A significant advantage of the invention is that the design of the components is simple, stable and does not require a great deal of technical effort. Only standardized mechanical components are required to achieve the permanent pivoting movement mentioned. This means that the overall effort and costs for the device according to the invention are comparatively low. At the same time, however, the invention makes it possible to convert even relatively weak underwater currents into energy. This is because a wider blade position can produce a more extractable flow pressure, which is then converted into energy.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in dem hohen Wirkungsgrad der Energieerzeugung unter wechselnden Bedingungen. Unter anderem aufgrund der vielfältigen, kontinuierlichen Möglichkeiten der Flügelstellung ist es machbar, sowohl geringe als auch starke Strömungsenergien abzunehmen und in Energie umzusetzen. Die Möglichkeit der Koppelung mehrerer Vorrichtungen trägt ebenfalls zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei; auch damit wird das Kosten-/Leistungsverhältnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert.A further advantage of the invention is the high efficiency of energy generation under changing conditions. Due to the wide range of continuous options for the blade position, it is possible to absorb both low and high flow energies and convert them into energy. The possibility of coupling several devices also contributes to increasing the efficiency; this also improves the cost/performance ratio of the device according to the invention.
&igr; · i&igr; · i
Wesentlich für die Erfindung ist auch die Erkenntnis, wie aus der Schwenkbewegung des ersten Körpers im Hinblick auf den zweiten Körper Energie erzeugt werden kann. Die Art und Weise der Erzeugung von Energie aus den Schwenkbewegungen und ihre bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend erläutert.Also essential to the invention is the knowledge of how energy can be generated from the pivoting movement of the first body with respect to the second body. The manner of generating energy from the pivoting movements and its preferred embodiment are explained below.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Schwenkbewegungen des ersten Körpers (Flügelvorrichtung), die sich automatisch nach der Strömungsrichtung ausrichten, auf ein an der Unterseite der Flügelkörper mittig angebrachtes, allseitig schwenk- und drehbares Kugelgelenk (zweiter Körper) übertragen. Die Vorrichtung, in der durch die Schwenkbewegung ein Drehmoment entsteht, ist vorzugsweise als Kugelgelenk ausgestaltet, das nicht nur allseitig schwenkbar, sondern auch um die eigene Vertikalachse (um 360°) drehbar ist. Es besteht aus mehreren Bauteilen, in der Hauptsache aus einer Kugelpfanne und einem Kugelkopf sowie mindestens einem Hydraulik-Druckzylinder mit einem druckerzeugenden Kolben.According to an advantageous development of the invention, the pivoting movements of the first body (wing device), which automatically align themselves with the direction of flow, are transferred to a ball joint (second body) that is centrally mounted on the underside of the wing body and can pivot and rotate in all directions. The device in which a torque is generated by the pivoting movement is preferably designed as a ball joint that can not only pivot in all directions, but can also rotate around its own vertical axis (by 360°). It consists of several components, mainly a ball socket and a ball head as well as at least one hydraulic pressure cylinder with a pressure-generating piston.
Der Kugelkopf oder Gelenkkopf aus Metall besteht aus einem beweglichen Teil, dessen Oberseite mit einer runden Plattform verbunden ist, auf der sich die Flügelkörper um die eigene Achse drehen können. Die Innenseite des Kugelkopfs ist als hohle Halbkugel mit einem kegelförmigen Einschnitt ausgebildet, der bei einer seitlichen Ausschlag-Bewegung der Flügelkörper über einen Zylinderkolben schwenkt. Der Kolben ist umschlossen von einem Druckzylinder, in dem durch den Kolbendruck ein Hydraulik-Überdruck erzeugt wird. Der Druckzylinder ist zentral im Mittelteil der Kugelpfanne und unter dem Kugelkopf, der mit Einschnitten versehen ist, angeordnet. Die Kugelpfanne umschließt in alle Drehrichtungen kreisförmig den Kugelkopf; beide Vorrichtungen sind gegeneinander beweglich im Sinne der genannten Dreh- und Schwenkbewegungen. Zwischen der Plattform des Kugelkopfs und der Kugelpfanne sind Anschläge angebracht, die den Kugelkopf-Ausschlag begrenzen. Die Unterseite der Kugelpfanne ist mit einer weiteren Plattform verbunden, an der eine Ankergewichts-Vorrichtung befestigt wird.The ball head or joint head made of metal consists of a movable part, the top of which is connected to a round platform on which the wing bodies can rotate about their own axis. The inside of the ball head is designed as a hollow hemisphere with a conical notch that pivots over a cylinder piston when the wing bodies move sideways. The piston is enclosed by a pressure cylinder in which hydraulic overpressure is generated by the piston pressure. The pressure cylinder is arranged centrally in the middle part of the ball socket and under the ball head, which is provided with notches. The ball socket encloses the ball head in a circle in all directions of rotation; both devices can move against each other in the sense of the aforementioned rotation and pivoting movements. Stops are fitted between the platform of the ball head and the ball socket, which limit the ball head deflection. The underside of the ball socket is connected to another platform to which an anchor weight device is attached.
Erfährt der erste Körper (Flügelvorrichtung) eine Schwenkbewegung, so wird diese automatisch auf den zweiten Körper (Kugelgelenk) übertragen, da beide Körper fest miteinander verbunden sind. Das Drehmoment wirkt über den kegelförmigen EinschnittIf the first body (wing device) undergoes a swivel movement, this is automatically transferred to the second body (ball joint), as both bodies are firmly connected to each other. The torque acts via the conical cut
auf den Zylinderkolben ein, der dann im Zylinder einen Hydraulik-Überdruck erzeugt. Der so erzeugte Überdruck wird an ein weiteres, lokal unabhängiges Bauteil (Druckspeicher) weitergeleitet und in diesem zwischengespeichert, um ihn gleichmäßig an eine (elektrischen Strom erzeugende) Antriebseinheit abzugeben. Das kann insbesondere durch einen Hydraulik-Konstantmotor mit angeschlossenem Generator geschehen. Speicher, Antrieb und stromerzeugende Einheiten werden in einem lokal unabhängigen Betriebsgehäuse untergebracht; das ist sowohl unter als auch über Wasser möglich. Es kann eine beliebige Anzahl von (Strömungsenergie abnehmenden und Hydraulikenergie erzeugenden) Einheiten an die lokal unabhängige stromerzeugende Einheit angebunden werden. Mit den Bauteilen der Erfindung wird somit eine einfache, aber trotzdem effektive Möglichkeit geschaffen, wie durch die Schwenkbewegung des ersten Körpers im Hinblick auf den zweiten Körper Energie erzeugt und in nutzbare Energie umgesetzt werden kann.on the cylinder piston, which then generates hydraulic overpressure in the cylinder. The overpressure generated in this way is passed on to another, locally independent component (pressure accumulator) and temporarily stored there in order to deliver it evenly to a drive unit (which generates electrical current). This can be done in particular by a hydraulic constant motor with a connected generator. The accumulator, drive and power-generating units are housed in a locally independent operating housing; this is possible both under and above water. Any number of units (which absorb flow energy and generate hydraulic energy) can be connected to the locally independent power-generating unit. The components of the invention thus create a simple, but nevertheless effective way of generating energy and converting it into usable energy through the pivoting movement of the first body with respect to the second body.
Besonders vorteilhaft ist es, daß sich die bei unterschiedlichen Strömungen unterschiedliche Flügelstellungen der Flügelkörper durch einen einfachen mechanischen Vorgang, nämlich allein durch das Gewichtspendel, bewerkstelligen lassen und somit keine aufwendige Steuertechnik notwendig ist. Gebraucht wird lediglich eine einfache Steuertechnik für das vorübergehende Festhalten des Kugelgelenks mit seinem Aufbau und für das vorübergehende Festhalten des Pendels (und gegebenenfalls für die Gewichtsverstellung des Pendels).It is particularly advantageous that the different wing positions of the wing bodies in different flows can be achieved by a simple mechanical process, namely by the weight pendulum alone, and therefore no complex control technology is necessary. All that is needed is a simple control technology for temporarily holding the ball joint with its structure and for temporarily holding the pendulum (and if necessary for adjusting the weight of the pendulum).
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung liegt in den (mittig zum Drehpunkt des Kugelgelenks) an der Unterseite der (mit dem Kugelgelenk verbundenen) Rahmenplatte oder Plattform vertikal angebrachten, hohlen Gewichtskörpern, die bei einer bestimmten Neigung in Strömungsrichtung das neigende und rückwirkende Drehmoment verändern. Bei einem der Körper nimmt das Drehmoment bei gleichbleibender Gewichtskraft zu und bei dem anderen ab. Das ergibt eine unterstützende Wirkung auf die sich in Strömungsrichtung neigenden Flügelkörper. Die hohlen Gewichtskörper sind mit Wasser gefüllt, wobei bei einer Neigung von 40° nach 45° aus dem einen Gewichtskörper das als Ballast mitgeführte Wasser herausgepreßt wird. Dadurch wird aus der Gewichtskraft eine Auftriebskraft, die dann unterstützend zur Senkrechtstellung der Flügelkörper beiträgt.A special embodiment of the invention lies in the hollow weight bodies that are mounted vertically (centrally to the pivot point of the ball joint) on the underside of the frame plate or platform (connected to the ball joint), which change the inclining and reacting torque at a certain inclination in the direction of flow. In one of the bodies, the torque increases with constant weight and in the other it decreases. This has a supporting effect on the wing bodies that are inclining in the direction of flow. The hollow weight bodies are filled with water, and at an inclination of 40° to 45°, the water carried as ballast is pressed out of one of the weight bodies. This turns the weight force into a buoyancy force, which then helps to keep the wing bodies vertical.
Besonders vorteilhaft ist es, an die Unterseite der Anker-Plattform, die mit der Unterseite des Kugelgelenkes verbunden ist, ein Ankergewicht zu montieren, an dessen Unterseite wiederum mittig ein kurzer, voll mit Gewichtsmaterial gefüllter Rohrkörper angebracht ist, der in ein entsprechend vorbereitetes Bohrloch paßt. Der Ankergewichts-Körper hält die Gesamtvorrichtung am Boden und verhindert so einen vertikalen Auftrieb. Das mittig angebrachte Rohr verhindert ein seitliches Kippen des Ankerkörpers. Dies ist eine besonders einfache und effektive Methode, die gesamte Vorrichtung ohne großen technischen Aufwand in ihrer vorgegebenen Position zu halten. Besonders vorteilhaft ist es, daß keine zusätzlichen Verankerungen notwendig sind. Dadurch ist es auch möglich, &iacgr;&ogr; die gesamte Vorrichtung problemlos aus dem Wasser zu heben, um Reparatur- oder Wartungs-Arbeiten vorzunehmen.It is particularly advantageous to mount an anchor weight on the underside of the anchor platform, which is connected to the underside of the ball joint. On the underside of this, in turn, a short pipe body filled with weight material is attached in the middle, which fits into an appropriately prepared borehole. The anchor weight body holds the entire device on the ground and thus prevents vertical buoyancy. The centrally mounted pipe prevents the anchor body from tipping sideways. This is a particularly simple and effective method of holding the entire device in its predetermined position without great technical effort. It is particularly advantageous that no additional anchors are necessary. This also makes it possible to easily lift the entire device out of the water in order to carry out repair or maintenance work.
Flügel-Vorrichtung, Kugelgelenk-Vorrichtung, Anker-Vorrichtung und hydrostatischer Antrieb zusammengenommen stellen eine einfache und wirkungsvolle Möglichkeit dar, wie der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugte Überdruck in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmalsgruppen für sich oder in Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer speziellen Formulierung oder Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.The wing device, ball joint device, anchor device and hydrostatic drive together represent a simple and effective way of converting the excess pressure generated by the device according to the invention into electrical energy. Features, possible applications and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments, which are shown in the figures of the drawing. All of the described groups of features form the subject matter of the invention, either individually or in combination, regardless of their specific formulation or representation in the description or in the drawing.
Figur 1 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Energie, die prinzipiell aus einer Flügel-Vorrichtung und einem Kugelgelenk aufgebaut ist.Figure 1 shows a schematic, partially sectioned side view of an embodiment of a device according to the invention for generating energy, which is basically constructed from a wing device and a ball joint.
Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht der Flügel-Vorrichtung in Figur 1.Figure 2 shows a schematic plan view of the wing device in Figure 1.
Figur 3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines zu Figur 1 alternativen Ausführungsbeispiels eines den Hydraulik-Druck erzeugenden Kugelgelenkes, wobei die Zahl der Druckzylinder vervielfacht wurde.Figure 3 shows a schematic sectional side view of an alternative embodiment of a ball joint generating hydraulic pressure to Figure 1, wherein the number of pressure cylinders has been multiplied.
&iacgr;&iacgr; **
• ··
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Gewichtskräfte, die in der vertikalen Stellung auf das Kugelgelenk als Drehmoment einwirken.Figure 4 shows a schematic representation of the weight forces acting on the ball joint as a torque in the vertical position.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Gewichtskräfte, die in einer 40° Stellung auf das Kugelgelenk als Drehmoment einwirken.Figure 5 shows a schematic representation of the weight forces acting as torque on the ball joint in a 40° position.
In der Figur 1 sind die Flügel-Vorrichtung 10 und die Kugelgelenk-Vorrichtung 19 dargestellt, die zur Erzeugung von Energie aus der Bewegung von Wasser vorgesehen sind, wobei die Strömungsrichtung aus der Blickrichtung des Betrachters zu denken ist. Beide Vorrichtungen sind fest miteinander verbunden. Die Flügel-Vorrichtung 10 zeigt im (Querschnitt von Fig. 2) paarweise hintereinander angeordnete, ovale oder längliche, vertikal im Wasser stehende Schwimmkörper-Flügel 11, 11a aus Leichtmaterialien mit je einer nicht genau mittig angeordneten durchgehenden Welle 12 aus Metall, die an ihrem oberen Ende an je ein Differenzial-Gehäuse 15 mit Zahnrad-Übersetzung 13 angeschlossen sind. Die Welle 12 ist an ihrem unteren Ende in einem Lagerbock 34 gelagert, der auf einer als runde Plattform oder Rahmenplatte 30 ausgebildeten Oberseite der Kugelgelenk-Vorrichtung 19 festgeschraubt ist. Die beiden Getriebegehäuse 15 sind durch eine Welle 12 quer miteinander verbunden, an der mittig eine Aufhängung 16 für das Gewichtspendel 17 angeordnet ist.Figure 1 shows the wing device 10 and the ball joint device 19, which are intended for generating energy from the movement of water, with the direction of flow being thought of from the viewer's perspective. Both devices are firmly connected to one another. The wing device 10 shows (cross section of Fig. 2) oval or elongated floating body wings 11, 11a made of lightweight materials, arranged one behind the other in pairs (one behind the other), standing vertically in the water, each with a continuous shaft 12 made of metal that is not arranged exactly in the middle and which is connected at its upper end to a differential housing 15 with a gear transmission 13. The shaft 12 is mounted at its lower end in a bearing block 34, which is screwed onto an upper side of the ball joint device 19, which is designed as a round platform or frame plate 30. The two gear housings 15 are connected transversely to each other by a shaft 12, on which a suspension 16 for the weight pendulum 17 is arranged in the middle.
Durch den frontalen Strömungsdruck 9, den die Flügelkörper 11,11a erfahren, sowie durch ihre spezifische Formgebung, und zunächst festgehalten in ihrer vertikalen Stellung (s. Fig. 4) durch ein geschlossenes Druckventil 28 im Hydraulik-Kreis, drehen sie sich automatisch in eine vorgegebene Breitstellung und bringen synchron das Gewichtspendel 17 in eine Aufwärtsbewegung. Die Breitstellung der Flügelvorrichtungen 11 und die damit verbundene Weite der Ausschlagbewegung des Pendels wird an einer Führungsvorrichtung 18 des Gewichtspendels 17 eingestellt und durch einen Magnetschalter 33 geregelt. Drehmoment und Kraftverlauf des Pendels 17 werden durch den auf die Flügelkörper 11 einwirkenden Strömungsdruck, abzüglich des Gegendrucks auf die kürzeren Flügelkörper 11a und durch die Übersetzungen 13 bestimmt. Das Gewicht 17 des Pendels ist in seiner Hebelarmlänge manuell oderDue to the frontal flow pressure 9 experienced by the wing bodies 11, 11a, as well as their specific shape, and initially held in their vertical position (see Fig. 4) by a closed pressure valve 28 in the hydraulic circuit, they automatically rotate to a predetermined spread position and synchronously cause the weight pendulum 17 to move upwards. The spread position of the wing devices 11 and the associated extent of the pendulum's swing movement is set on a guide device 18 of the weight pendulum 17 and regulated by a magnetic switch 33. The torque and force curve of the pendulum 17 are determined by the flow pressure acting on the wing bodies 11, minus the counterpressure on the shorter wing bodies 11a and by the gear ratios 13. The weight 17 of the pendulum can be adjusted in its lever arm length manually or
·' *··* · iS ii ·' *··* · iS ii
• · * · &igr; &igr; &khgr; • · * · &igr;&igr;&khgr;
motorisch verstellbar. Durch Öffnen des Druckventils 28, und zwar wenn ein vorbestimmter Ausgangsdruck in dem den Hydraulik-Überdruck erzeugenden Druckzylinder 26 überschritten wird, erfährt die Flügel-Vorrichtung 10 eine Schwenkbewegung (Neigung) von etwa 40° in Strömungsrichtung (s. Fig. 5). Die Begrenzung der maximal möglichen Schwenkbewegung erfolgt durch einen an der Kugelgelenk-Vorrichtung 19, und zwar am äußeren oberen Kopfteil des Gelenkkopfs 20, angebrachten Anschlag 21, der an einen ersten Ring 22 anschlägt.motor-adjustable. By opening the pressure valve 28, namely when a predetermined output pressure in the pressure cylinder 26 generating the hydraulic overpressure is exceeded, the wing device 10 undergoes a pivoting movement (inclination) of approximately 40° in the direction of flow (see Fig. 5). The maximum possible pivoting movement is limited by a stop 21 attached to the ball joint device 19, namely on the outer upper head part of the joint head 20, which abuts against a first ring 22.
Ein oberer Rahmen 14 kann mit einer unteren Rahmenplatte 30 durch Zug- und Stützelemente (nicht gezeichnet) verbunden sein, welche die Differenzial-Gehäuse 15 und die Lagerböcke 34 von dem Strömungsdruck 9 entlasten. Die Rahmen-Vorrichtung 14 ist z.B. eine runde Rahmenkonstruktion aus Leichtmetall (Fig. 2), an deren Unterseite - zu den vier Flügelkörpern 11 hin - vier Differenzial-Gehäuse 15 mit Zahnrad-Übersetzungen 13 angebracht sind. Die Zahnrad-Übersetzungen 13 sind durch horizontale Wellenstangen 12 mit zwei Aufhängungen 16 verbunden, an denen zwei vertikale Pendelstangen mit einem in der Höhe verstellbaren Gewicht 17 angebracht sind. Die zwei Gewichtspendel 17 werden gehalten und gelöst durch je eine Haltevorrichtung 33, die an einem Pendelführungsteil 18 angebracht ist. Das Pendelführungsteil 18 ist versehen mit einer Führungsrille 18a (Fig. 4 und 5), in der verschiedene Haltepositionen für die Flügel-Breitstellung markiert sind. Das Gewichtspendel 17 erfährt einen Ausschlag nach oben, synchron mit der Breitstellung der Flügelkörper 11, und später durch den Schwenkausschlag (40° Neigung in Fig. 5) der gesamten Vorrichtung 10 ein noch größeres Drehmoment. Das größere Drehmoment (freigesetzt nach Lösen der Haltevorrichtung 18), der verminderte Strömungsdruck und der zusätzliche Richtungsdruck, den die kürzeren Flügelkörper 11a erfahren, zwingen die Flügelkörper 11,11a relativ schnell in eine parallele Stellung zur Strömung und ermöglichen somit der Vorrichtung 10, sich durch den Auftrieb des einen Gewichtskörpers 31 und das gegenüberliegende Gewicht 31 (Fig. 1 und 5) in die Vertikale
aufzurichten, um dann erneut einen Schwenkausschlag vorzunehmen. Die Flügelkörper 11, 11a sind in ihrer Dimensionierung und Formgebung so ausgelegt, daß ihre Auftriebskraft der Gewichtskraft der darüber angeordneten Vorrichtungen (12, 13, 14, 15,16) entspricht.An upper frame 14 can be connected to a lower frame plate 30 by tension and support elements (not shown), which relieve the differential housing 15 and the bearing blocks 34 of the flow pressure 9. The frame device 14 is, for example, a round frame construction made of light metal (Fig. 2), on the underside of which - towards the four wing bodies 11 - four differential housings 15 with gear transmissions 13 are attached. The gear transmissions 13 are connected by horizontal shaft rods 12 to two suspensions 16, to which two vertical pendulum rods with a height-adjustable weight 17 are attached. The two weight pendulums 17 are held and released by a holding device 33 each, which is attached to a pendulum guide part 18. The pendulum guide part 18 is provided with a guide groove 18a (Fig. 4 and 5) in which various holding positions for the wing deployment are marked. The weight pendulum 17 experiences an upward deflection, synchronously with the deployment of the wing bodies 11, and later an even greater torque due to the swivel deflection (40° inclination in Fig. 5) of the entire device 10. The greater torque (released after releasing the holding device 18), the reduced flow pressure and the additional directional pressure experienced by the shorter wing bodies 11a force the wing bodies 11, 11a relatively quickly into a parallel position to the flow and thus enable the device 10 to move into the vertical position due to the lift of the one weight body 31 and the opposite weight 31 (Fig. 1 and 5).
to straighten up and then perform another swing deflection. The wing bodies 11, 11a are designed in their dimensions and shape so that their lifting force corresponds to the weight of the devices arranged above them (12, 13, 14, 15,16).
J.J.
&iacgr;&ogr;&iacgr;&ogr;
Die Kugelgelenk-Vorrichtung 19 besteht aus einem allseitig dreh- und schwenkbaren Kugelgelenk aus Metall, zusammengesetzt aus mehreren Bauteilen zur Erzeugung eines Hydraulik-Überdrucks, sowie aus runden, hohlen und zylinderförmig mit Wasser gefüllten Gewichtskörpern 31, 32, 35.The ball joint device 19 consists of a metal ball joint that can be rotated and pivoted in all directions, composed of several components for generating a hydraulic overpressure, as well as round, hollow and cylindrical weight bodies 31, 32, 35 filled with water.
Ein einteiliger Kugelkopf oder Gelenkkopf 20 aus Metall, der allseitig drehbeweglich, hohl ausgebildet und mit einem kegelförmigen Einschnitt versehen ist, wird von einer Kugelpfanne 24 aus Metall mit einem Metallkern umfaßt. In der Mitte des Metallkerns ist ein runder, hohler Zylinder 26 mit einer nach oben gerichteten Öffnung eingelassen, in dem sich ein (einen Überdruck erzeugender) Kolben 25 bewegt. Durch die strömungsdynamisch verursachten Schwenkbewegungen der gesamten Vorrichtung 10 bewegt sich der Kugelkopf 20 mit seiner auf der Innenseite etwa kegelförmigen Ausbildung über den Zylinderkolben 25 hinweg und erzeugt so im Zylinder 26 den Hydraulik-Überdruck. Die kegelförmige Ausbildung verursacht eine unmittelbare Bewegung des Zylinderkolbens, wenn die stumpfe Spitze des Kolbens 25 am Kegelmantel entlanggleitet.A one-piece ball head or joint head 20 made of metal, which is rotatable in all directions, hollow and provided with a conical cut, is surrounded by a ball socket 24 made of metal with a metal core. In the middle of the metal core is a round, hollow cylinder 26 with an upwardly directed opening in which a piston 25 (generating excess pressure) moves. Due to the flow-dynamically caused pivoting movements of the entire device 10, the ball head 20, with its approximately conical shape on the inside, moves over the cylinder piston 25 and thus generates the hydraulic excess pressure in the cylinder 26. The conical shape causes an immediate movement of the cylinder piston when the blunt tip of the piston 25 slides along the cone surface.
Umschlossen wird der Kugelkopf 20 von einer Gummimanschette 29 als zusätzliche Abdichtung, die an einem Anschlag 21 und einem ersten, als Dichtungsring wirkenden Metallring 22 befestigt ist. Der erste Metallring 22 ist mit einem zweiten Metallring 23 drehbar gleitend verbunden, während der zweite Metallring 23 fest mit der Kugelpfanne 24 verbunden ist und durch einen Überstand verhindert, daß Kugelkopf und Kugelpfanne sich von einander trennen. Der erste Metallring 22 ermöglicht eine gemeinsame Drehung von Kugelkopf und Gummimanschette mit dem gesamten Aufbau. Ein regelndes Druckventil 28 ist an der Außenseite der Kugelpfanne 20 angebracht und ist durch Hydraulik-Druckleitungen mit dem Überdruck erzeugenden Zylinder 26 einerseits und einem lokal unabhängigen Betriebsgehäuse andererseits verbunden. Das Druckventil 28 regelt die Weitergabe des Hydraulik-Überdrucks und die Zufuhr von Hydraulik-Flüssigkeit 27 in den Druckzylinder 26. Eine weitere Aufgabe des Ventils 28 ist es, durch eine Schließung die Flügelvorrichtung 10 in der vertikalen Stellung zu halten.The ball head 20 is surrounded by a rubber sleeve 29 as an additional seal, which is attached to a stop 21 and a first metal ring 22 acting as a sealing ring. The first metal ring 22 is connected to a second metal ring 23 in a rotatable and sliding manner, while the second metal ring 23 is firmly connected to the ball socket 24 and prevents the ball head and ball socket from separating from one another by means of a projection. The first metal ring 22 enables the ball head and rubber sleeve to rotate together with the entire structure. A regulating pressure valve 28 is attached to the outside of the ball socket 20 and is connected by hydraulic pressure lines to the overpressure-generating cylinder 26 on the one hand and to a locally independent operating housing on the other. The pressure valve 28 regulates the transfer of the hydraulic overpressure and the supply of hydraulic fluid 27 into the pressure cylinder 26. A further task of the valve 28 is to hold the wing device 10 in the vertical position by closing it.
5 .* - &iacgr; .· * 1 I 55 .* - Î .· * 1 I 5
An der Unterseite der Kugelkopf-Plattform oder Rahmenplatte 30 sind sich gegenüber liegend mittig zum Drehpunkt des Kugelgelenkes Gewichtskörper 31 angebracht zur Unterstützung des Auftriebs der Flügelkörper 11, 11a. An der Unterseite des Fußes der Kugelkopf-Pfanne 24 sind Anschlags- und Anker-Gewichtskörper 36, 37 befestigt, die ohne zusätzliche Verankerung die gesamte Anlage am Meeresboden halten.On the underside of the ball head platform or frame plate 30, weight bodies 31 are attached opposite each other in the middle of the pivot point of the ball joint to support the buoyancy of the wing bodies 11, 11a. Stop and anchor weight bodies 36, 37 are attached to the underside of the foot of the ball head pan 24, which hold the entire system on the seabed without additional anchoring.
Der Gewichtskörper 31 unterhalb der Rahmenplatte 30 ist eine zylinderförmige Vorrichtung aus Leichtmetall. In seinem Innern wirkt ein hohler Zylinder (gefüllt mit Wasser 32) als zusätzliche Gewichtskraft, oder wenn durch Kolbendruck 35 entleert, als zusätzliche Auftriebskraft. Im Zylinder der Gewichtskörpervorrichtung 31 bewegt sich ein Druckkolben 35, dessen Kolbenstange nach außerhalb des Gewichtskörpers 31 reicht und deshalb bei einer Neigung von etwa 40° einen Anschlag am Ankergewicht 36 erfährt und daraufhin durch weiteren Neigungsdruck auf 45° das Wasser 32 aus dem Innern des Zylinders drückt. So entsteht aus dem Gewichtskörper ein Auftriebskörper, der dann für den notwendigen Auftrieb der Flügelvorrichtung in eine vertikale Stellung mit sorgt. Bei einer Neigungsbewegung der gesamten Vorrichtung unterstützt die Gewichtskörper-Vorrichtung 31, 32, 35 durch ihr rechts abnehmendes und links zunehmendes Drehmoment (Fig. 5) den Neigungsvorgang, so daß (bis auf einen geringen Verlust durch die Differenz der Drehmomente beider Gewichtspendel) der volle Strömungsdruck, den die Flügelkörper 11 erfahren, auf den Kolben 25 im Innern des Kugelgelenkes 19 zur Erzeugung eines Überdrucks übertragen wird.The weight body 31 beneath the frame plate 30 is a cylindrical device made of light metal. Inside it, a hollow cylinder (filled with water 32) acts as an additional weight force, or when emptied by piston pressure 35, as an additional buoyancy force. A pressure piston 35 moves in the cylinder of the weight body device 31, the piston rod of which extends outside the weight body 31 and therefore comes into contact with the anchor weight 36 at an inclination of around 40° and then pushes the water 32 out of the interior of the cylinder by further inclination pressure to 45°. In this way, the weight body becomes a buoyancy body, which then helps to provide the necessary buoyancy for the wing device in a vertical position. During a tilting movement of the entire device, the weight body device 31, 32, 35 supports the tilting process by its torque decreasing on the right and increasing on the left (Fig. 5), so that (apart from a small loss due to the difference in the torques of the two weight pendulums) the full flow pressure experienced by the wing bodies 11 is transferred to the piston 25 inside the ball joint 19 to generate an overpressure.
Die Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die Flügel-Vorrichtung 10, sowie eine mögliche Formgestaltung zur Breitstellung der Flügelkörper 11,11a unter dem Strömungsdruck 9.Figure 2 shows a top view of the wing device 10, as well as a possible design for spreading the wing bodies 11,11a under the flow pressure 9.
Die Figur 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines den Hydraulikdruck erzeugenden Kugelgelenkes 19, in dessen Inneren mehrere (in diesem Fall 3) den Hydraulikdruck erzeugende Zylinder 26 mit Kolben 25 sternförmig angeordnet sind. Dadurch wird der auf die Kolben 25 einwirkende Druck auf mehrere Druckpunkte gleichmäßiger verteilt.Figure 3 shows an alternative embodiment of a ball joint 19 that generates the hydraulic pressure, in the interior of which several (in this case 3) cylinders 26 with pistons 25 that generate the hydraulic pressure are arranged in a star shape. As a result, the pressure acting on the pistons 25 is distributed more evenly over several pressure points.
Die Figur 4 zeigt die Gewichtskräfte, die auf die Gesamtvorrichtung als Drehmomente an dem Kugelgelenk einwirken, wenn sie sich in einer vertikalen Lage befindet.Figure 4 shows the weight forces acting on the entire device as torques on the ball joint when it is in a vertical position.
Die Figur 5 zeigt die Gewichtskräfte, die auf die sich in einer 40°-Neigungslage befindliche Gesamtvomchtung als Drehmomente an dem Kugelgelenk einwirken.Figure 5 shows the weight forces acting on the entire device in a 40° inclination position as torques on the ball joint.
1313
R81064GM Ranz, Klaus GünterR81064GM Ranz, Klaus Günter
Claims (17)
gekennzeichnet durch einen ersten Körper in Form einer Flügel-Vorrichtung (10) aus Leicht- oder Verbundmaterial,
die zusammengesetzt ist aus vier länglichen, paarweise hintereinander angeordneten, vertikal im Wasser stehenden, verstellbaren Flügelkörpern (11, 11a),
die in einer Unterwasserströmung aufgrund sich verändernder Flügelstellungen im Zusammenspiel mit zwei Gewichtspendeln (17) und mit Gewichtskörpern (31, 32, 35) aus Metall hin und her pendeln, vorzugsweise mit einer Schwenkbewegung von ca. 40-45°,
und dabei ihre Schwenkbewegung als Drehmoment auf einen zweiten Körper in Form einer allseitig drehbeweglichen Kugelgelenk-Vorrichtung (19) aus Metall übertragen. 1. Device for generating energy from the movement of water in the form of a current pendulum power plant,
characterized by a first body in the form of a wing device ( 10 ) made of lightweight or composite material,
which is composed of four elongated, adjustable wing bodies ( 11 , 11 a ) arranged in pairs one behind the other and standing vertically in the water,
which swing back and forth in an underwater current due to changing blade positions in interaction with two weight pendulums ( 17 ) and with weight bodies ( 31 , 32 , 35 ) made of metal, preferably with a swinging movement of approx. 40-45°,
and thereby transmit their pivoting movement as torque to a second body in the form of a ball joint device ( 19 ) made of metal which can rotate in all directions.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20120372U DE20120372U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-12-17 | Flow pendulum power plant |
| DE20201389U DE20201389U1 (en) | 2001-12-17 | 2002-01-30 | Flow pendulum power plant |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20101417U DE20101417U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Current pendulum power plant |
| DE20120372U DE20120372U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-12-17 | Flow pendulum power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE20120372U1 true DE20120372U1 (en) | 2002-04-04 |
Family
ID=7952142
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20101417U Expired - Lifetime DE20101417U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Current pendulum power plant |
| DE20120372U Expired - Lifetime DE20120372U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-12-17 | Flow pendulum power plant |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE20101417U Expired - Lifetime DE20101417U1 (en) | 2001-01-26 | 2001-01-26 | Current pendulum power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (2) | DE20101417U1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107059766B (en) * | 2017-04-25 | 2019-06-25 | 上海勘测设计研究院有限公司 | A kind of self-service plug-flow system and method for energy recovery type wall type |
-
2001
- 2001-01-26 DE DE20101417U patent/DE20101417U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-12-17 DE DE20120372U patent/DE20120372U1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE20101417U1 (en) | 2001-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69130478T2 (en) | WIND TURBINE WITH UNINHIBITED BLOWING AND SWIVELING | |
| EP2519738A2 (en) | Wave power plant | |
| DE2812618A1 (en) | DEVICE FOR CONVERTING THE ENERGY OF SEA WAVES | |
| DE102006033215A1 (en) | Buoyancy-based offshore foundation for wind turbines and other structures | |
| DE20206234U1 (en) | Floatable wind turbine | |
| EP3899266A1 (en) | Impulse tuned mass damper for tall, slim structures | |
| EP2435691B1 (en) | Power converting device for converting wave energy | |
| DE69510322T2 (en) | GENERATION OF ELECTRIC ENERGY BY WIND DRIVE DEVICE | |
| DE2951278A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR GENERATING ENERGY FROM WATER SHAFTS | |
| DE102005021390A1 (en) | Rotor for wind-energy installations runs the energy of wind power over flat, adjustable blades with a large surface on arms for transferring this power to a braced mast | |
| DE20120372U1 (en) | Flow pendulum power plant | |
| DE2624588A1 (en) | DEVICE WITH HYDRAULIC PISTON, IN PARTICULAR RIG | |
| DE102006034461B4 (en) | Apparatus for leveling, dumping and distributing bulk material on a leveled surface on the seabed, and method of making a flat ballast bed on the seabed | |
| WO2019008043A1 (en) | Hydraulic device using gravity and buoyancy forces and method for operating such a device | |
| EP3115605B1 (en) | Device and method for generating compressed air | |
| DE20201389U1 (en) | Flow pendulum power plant | |
| EP1075598B1 (en) | Wave power plant | |
| DE202008011580U1 (en) | Hydropower plant | |
| DE102010025070A1 (en) | Hydraulic power device i.e. hydropower turbine for generating water in e.g. stationary hydroelectric power plant, has ventilation device designed such that gas is exhausted from chamber, and water is sent into chamber by suppression of gas | |
| WO2021164938A1 (en) | Adaptive tuned mass damper for damping low excitation frequencies | |
| DE10251388B4 (en) | Rotor of a wind turbine | |
| DE29923699U1 (en) | windmill | |
| DE10139041A1 (en) | Torque-producing device comprises a shaft rotatably positioned in a liquid-filled container, and gas-filled floating cylinders impinged upon by the liquid and arranged on rotor units arranged on the shaft | |
| WO2018073311A1 (en) | Hydraulic device using gravity and buoyancy forces and method for operating such a device | |
| EP4067640A1 (en) | Marine turbine power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20020508 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20050701 |