DE202009003864U1 - Wasserkraftanlage - Google Patents

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Abstract

Anspruch 1 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, das die Wellenenergie direkt über einen Schwimmkörper (1, 3, 4, 6, und 7 Pos. 8), ein Gestänge (Pos. 7.1/7.2/7.3/7.4) und Zahnstange (Pos. 6.1) über ein Zahnrad (Pos. 6.2) auf einer Generatorwelle sitzend, zum Generator (Pos. 6.8) übertragen wird, ohne Energieumwandlung über ein Gas oder eine Flüssigkeit.

Description

  • Die vorliegende Erfindung in Form einer Wasserkraftanlage hat zum Ziel, die horizontale (kinetische) und vertikale (potentiale) Wellenenergie gleichzeitig in elektrische Energie umzuwandeln, ohne hydraulische oder pneumatische Energieumwandlung. Somit wird die Wellenenergie direkt von einem Schwimmkörper (1, 4, 6, und 7) über ein Gestänge, Zahnstange, Zahnrad, auf der Antriebswelle des Generators sitzend, zum Generator oder über einen Kurbeltrieb zum Lineargenerator übertragen, wobei dennoch ein Pumpen mit einer Zahnradpumpe oder einem umgekehrten Stelzmotor von Wasser oder ähnlichem möglich ist.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung dient dem Schutz der Küste. Dabei wird die Welle nicht vollständig abgeschwächt, sonder nur teilweise, wodurch das Meerwasser bzw. Seewasser weiterhin in Bewegung bleibt, aber die Brandung um den Teil dämpft, der als Elektroenergie gewonnen wird.
  • Das Prinzip der Erfindung beruht darauf, dass ein Schwimmkörper (1, 4, 6, 7, Pos. 8), der mit Wasser gefüllt- oder einem anderen Gewicht belastet ist und dessen Oberfläche ca. gleichauf mit der Wasseroberfläche im Wasser schwimmt und die Wellen das Gewicht (mehrere Tonnen) hin und her sowie wie nach oben und unten bewegen (1). Die Abmessungen des Schwimmkörpers in der Ostsee sollten eine Breite von ca. vier (4) Meter nicht überschreiten, bei einer max. Länge von ca. zwei (2) Meter und einer Höhe von ca. 1/2 bis 2/3 der Wassertiefe (6). Die 1 zeigt eine schematische Darstellung der Seitenansicht, wobei die gestrichelten Linien in etwa den Bewegungsablauf des Schwimmkörpers darstellen sollen.
  • Ein Gestell (2, Pos. 1), im Schnitt A-A steht auf einem Fundament, welches im Meeresgrund eingelassen ist. Im Gestell sind vier (4) Pendelrahmen (Pos. 5) an den vier (4) Ecken als Kardanische Aufhängung angeordnet. Im Pendelrahmen hängt das Pendelgehäuse (Pos. 6), in welchem z. B. ein Generator (1 und 5.1, Pos. 6.8) mit Antriebsritzel befestigt ist, welches von einer Zahnstange (Pos. 6.1) in zwei oder nur in eine Richtung angetrieben wird, dabei wird die Zahnstange in einer Zahnstangenführung (5.1 Pos. 6.3 geführt. Die Druck- oder Zugfedern (Pos. 6.4) haben stets aufs Neue die Zahnstange zu zentrieren.
  • Obwohl sich die Zahnstange hin und her bewegt, kann ein Ritzel aus zwei Zahnrädern bestehen, die mit einem Freilauf versehen sind aber in endgegengesetzter Richtung greifen und die Generatorwelle immer in die gleiche Richtung drehen.
  • Ebenfalls kann eine Halbleiterschaltung nach dem Generator angeordnet werden, welche die hin- und her- Bewegung in einen Stromfluss in die gleiche Richtung bewirkt und nach einem Kondensator und Wechselrichter in ein Stromnetz abgibt.
  • Gemäß 5.2 ist es möglich die Schubkräfte von dem Zahnrad Pos. 6.2 auf ein wesentlich kleineres Zahnrad (Pos. 6.7.1) bzw. Getriebe zu übertragen und über einen Kurbeltrieb einen Lineargenerator (5.2, Pos. 6.7) anzutreiben um damit Strom zu erzeugen.
  • Im gleiche Gestell (1, Pos. 1), dem Schwimmkörper (6) und dem Gestänge, besteht gemäß 5.3, Pos. 6.10 die Möglichkeit einen Stelzmotor in umgekehrter Richtung zu verwenden um ihn als Pumpe zu betreiben, dabei werden die üblichen Brennkammern als Wasserkammern mit Wasserarmaturen genutzt.
  • Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine zweite oder gar dritte Krafteinheit (7) hintereinander zu installieren.
  • Hinweis zur Patentbewertung:
  • Patent Nr.: 193 von John Hardly „Gewinnen motorischer Kraft der Bewegung der Brandung"
    Gebrauchsmuster Nr.: 202 13 874.7
    Gebrauchsmuster Nr.: 202 15 320.7
    Gebrauchsmuster Nr.: 20 2008 011 580.9
  • Sonstige: „Mit dem Boden verbundene Wellenenergiewandlersysteme"
    „Wellenenergiesysteme mit schwimmendem Referenzpunkt der Bewegung" Linearmotor bzw. Stelzmotor: Wikipedia-LINAR der Fa. OTAG (www.otag.de)
    1 Figur 1, Schematische Seitenansicht
    2 Figur 2, Schnitt A-A auf das Gestell
    3 Figur 3, Schnitt B-B durch das Pendelgehäuse
    4 Figur 4, Seitenansicht
    5 Figur 5, Draufsicht
    6 Figur 6, Schwimmkörper
    7 Figur 7, Zweite Krafteinheit
    1 Gestell
    1.1 Befestigungsrahmen für die zweite (2) Krafteinheit
    1.2 Abstandsgestänge für zweite (2.) Krafteinheit
    2 Fundament
    3 Meeresgrund
    4 Wellen
    5 Pendelrahmen
    5.1 Pendelbolzen
    6 Pendelgehäuse 7.1/7.2/7.3/7.4
    6.1 Zahnstange
    6.2 Zahnrad
    6.3 Zahnstangenführung
    6.4 Ausgleich – Druck- oder Zugfeder
    6.5 Gleitlager
    6.6 O-Ringe (Dichtung)
    6.7 Lineargenerator
    6.7.1 Zahnrad mit Kurbel
    6.7.2 Pleuelstange
    6.7.3 Kolbenstange
    6.8 Generator
    6.9 Verschlussdeckel der Zahnstangenführung
    6.10 Pumpe (Stelzmotor)
    6.10.1 Einlassventil
    6.10.2 Auslassventil
    6.10.3 Kolben
    7 Gestänge 7.1/7.2/7.3/7.4
    8 Schwimmkörper
    8.1 Befestigungsgelenke für Gestänge 7.1/7.2/7.3/7.4
    8.2 Schwimmkörper Rückseite
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Mit dem Boden verbundene Wellenenergiewandlersysteme" [0011]
    • - „Wellenenergiesysteme mit schwimmendem Referenzpunkt der Bewegung" Linearmotor bzw. Stelzmotor: Wikipedia-LINAR der Fa. OTAG (www.otag.de) [0011]

Claims (9)

  1. Anspruch 1 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, das die Wellenenergie direkt über einen Schwimmkörper (1, 3, 4, 6, und 7 Pos. 8), ein Gestänge (Pos. 7.1/7.2/7.3/7.4) und Zahnstange (Pos. 6.1) über ein Zahnrad (Pos. 6.2) auf einer Generatorwelle sitzend, zum Generator (Pos. 6.8) übertragen wird, ohne Energieumwandlung über ein Gas oder eine Flüssigkeit.
  2. Anspruch 2 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gestell (1, 2 3, 4 und 7 Pos. 1), welches im Meeresgrund (Pos. 3) und oder an Steilwänden sowie anderen Schwimmkörpern befestigt ist, mindestens vier (4) Pendelgehäuse (Pos. 7.1/7.2/7.3/7.4) kardanisch angebracht sind, in denen jeweils ein Generator (Pos. 6.8) mit Zahnrad (Pos. 6.2) und Zahnstangenführung (Pos. 6.3) eingebaut ist.
  3. Anspruch 3 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass die vier (4) Gestänge (1, Pos. 7.1/7.2/7.3/7.4) am Schwimmkörper (Pos. 8) doppelt über kreuz auf die Pendelgehäuse (2 Pos. 7.1/7.2/7.3/7.4) vom Schwimmkörper (Pos. 8) und Befestigungsgelenk (Pos. 8.1): oben links (Pos. 7.1) zum Pendelgehäuse unten rechts (Pos. 7.1) oben rechts (Pos. 7.2) zum Pendelgehäuse unten links (Pos. 7.2) unten links (Pos. 7.3) zum Pendelgehäuse oben rechts (Pos. 7.3) unten rechts (Pos. 7.4) zum Pendelgehäuse oben links (Pos. 7.4) wirken, so dass der Schwimmkörper Auf-, Abwärts- und Seitenbewegungen ausführen kann, sich dabei selbst stabilisiert und dennoch bei jeder Bewegung die Zahnstange (Pos. 6.1) im Pendelgehäuse hin und her schiebt und somit ständig Strom erzeugt, sobald ein Wellengang vorhanden ist.
  4. Anspruch 4 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad (5.1 Pos. 6.2) auf der Generatorwelle aus zwei Zahnrädern auf der gleichen Welle sitzend, mit einem Freilauf versehen sind und in entgegengesetzter Richtung greifen, so dass die Generatorwelle immer die gleiche Drehrichtung hat.
  5. Anspruch 5 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehrichtungsänderung der Welle durch die hin- und her Bewegung der Zahnstange einen Strom, in immer die gleiche Richtung abgibt, in dem eine Halbeiterschaltung hinter dem Generator angeordnet wird, die einen Stromfluss nur in eine Richtung zulässt, wobei der Strom auf einen Kondensator und von dort auf einen Wechselrichter geschickt wird.
  6. Anspruch 6 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Schubkräfte von der Zahnstange auf ein großes Zahnrad (5.1 Pos. 6.2) übertragen werden und von dort auf ein sehr kleines Zahnrad (5.2, Pos. 6.7.1) bzw. Getriebe, damit eine hohe Übersetzung bzw. Frequenz erreicht, wobei das kleine Zahnrad mit Pleuelstange (Pos. 6.7.2) einen Kurbeltrieb darstellt und die Drehbewegung wieder in eine Schubbewegung (hin- und her- Bewegung) wandelt und im Lineargenerator (Pos. 6.7) Strom erzeugt.
  7. Anspruch 7 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass das Prinzip des Stelzmotors, der in umgekehrter weise auch als Pumpe (5.2, Pos. 6.10) genutzt werden kann, wobei die üblichen Brennkammern als Wasserkammern mit Wasserarmaturen (5.2, Pos. 6.10.1 und 6.10.2) als Pumpe benutzt werden. Dabei wirkt das Gestänge 1 und 7 Pos. 7.1 bis 7.4) ohne Zahnstange und Zahnräder direkt auf die Kurbelstange und Kolben.
  8. Anspruch 8 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Krafteinheiten (7), bestehend aus Gestell mit Pendelgehäusen, Gestänge, Schwimmkörper, hintereinander angeordnet werden können.
  9. Anspruch 9 Wasserkraftanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinheiten, befestigt an einem Anker oder Ponton mit Anker oder ähnlichen Befestigungen, auch auf offener See z. B. bei Windkraftanlagen (Offshore Alagen) eingesetzt werden können.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102345553A (zh) * 2011-10-15 2012-02-08 浙江大学舟山海洋研究中心 船用波浪能发电装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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"Mit dem Boden verbundene Wellenenergiewandlersysteme"
"Wellenenergiesysteme mit schwimmendem Referenzpunkt der Bewegung" Linearmotor bzw. Stelzmotor: Wikipedia-LINAR der Fa. OTAG (www.otag.de)

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CN102345553A (zh) * 2011-10-15 2012-02-08 浙江大学舟山海洋研究中心 船用波浪能发电装置

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