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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf einen Stromgenerator, und insbesondere auf einen schwimmenden wellengetriebenen Generator, welcher die Energie wogender Wellen zur Stromerzeugung nutzbar macht.
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Hintergrund
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Weltweit ist Wellenenergie enorm, reichlich und unerschöpflich. An sich haben Menschen versucht, Energie in Wellen unter allen Umständen nutzbar zu machen. Es gibt tausende schwimmende wellengetriebene Generatorprojekte, jedoch sind die meisten ungeeignet wegen: 1. hoher Investitionskosten, während für Beschädigung durch große Wellen anfällige Ausrüstung dabei zu hohen Unsicherheitsrisiken führt, 2. kostspieligen Unterhalts- und Betriebskosten aufgrund von Meerwasser-Korrosion, Wachstum von Bioorganismen, Verschleiß an Gelenken und Lagern, wasserdichten Dichtungen, Kolben/Zylindern und Strukturbauteilen, usw. 3. unzuverlässiger Leistungsabgabe aufgrund der oben, in den Punkten 1 und 2, aufgezeigten Gründe. Es gibt mehrere wellengetriebene Generatorprojekte, aber sie können alle nur von Regierungen bezuschusst betrieben werden. Vermutlich befinden sie sich wegen großer, noch zu lösender, technischer Probleme immer noch in einem experimentellen Stadium und keines von ihnen kann für eine weltweite kommerzielle Nutzung gebraucht werden. Diese wellengetriebenen Generatoren können betrieben werden, wenn ausreichende Wellenamplituden erreicht werden, und keines von ihnen kann auf den relativ ruhigen Wasseroberflächen von Seen, Flüssen und Sumpfgebieten arbeiten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen bereitgestellt, beinhaltend: einen Schwimm-Körper mit einem bordseitigen Pendelmechanismus, einen Anker mit einer Verankerungskette, die mit dem Körper verbunden ist, einen Hebelarm, einen aufrechten Pfosten, der eine mit dem Hebelarm verbundene Spitze, und eine mit einer Universalkopplung gekoppelte Basis aufweist, ein Pendel, das frei rutschend an dem Hebelarm montiert ist, der über einem Plattformdeck des Körpers durch den aufrechten Pfosten errichtet ist, einen Zahnradmechanismus, der an ein Zentrifugal-Schwungrad angebunden ist, das mit der Universalkopplung durch einen Übertragungsmechanismus zur Impulsabgabe des Pendels gekoppelt ist, und einen Stromerzeugungsmechanismus, der durch den Zahnradmechanismus angetrieben wird. Unter wogenden Wellen schwingt das, am Hebelarm montierte, Pendel seitlich um eine Achse des aufrechten Pfostens, was den aufrechten Pfosten veranlasst zu rotieren, infolgedessen wird der Impuls des Pendels abgegeben, um den Stromerzeugungsmechanismus mittels einer Übertragungswelle und dem Zahnradmechanismus anzutreiben. Das Zentrifugal-Schwungrad reagiert und beschleunigt unverzüglicher, mit viel weniger Trägheit, als herkömmliche Schwungräder.
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Die Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen kann als Boje dienen, um Strom für ein verankertes Schiff bereitzustellen. Die Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen kann auch bordseitig betrieben werden, um eine beständige Stromversorgung für ein Schiff zu allen Zeiten während der Fahrt oder der Verankerung bereitzustellen.
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Gemäß einer Ausführung ist das frei montierte Pendel aus stapelbaren Gegengewichten aufgebaut, um die Impulsabgabe anzupassen.
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Gemäß einer Ausführung kann die Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen mehrere Pendel beinhalten, jedes an einen Hebelarm montiert, der über dem Plattformdeck durch einen jeweiligen aufrechten Pfosten errichtet ist. Die aufrechten Pfosten sind über das Plattformdeck in größtmöglicher Entfernung von einem zentralen Schwenkpunkt des Körpers verteilt, für eine maximale Verschiebung des Pendels, um die Effizienz des Nutzbarmachens der Wellenenergie zu erhöhen.
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Gemäß einer Ausführung können die Höhen benachbarter aufrechter Pfosten und die Längen der entsprechenden Hebelarme voneinander unterschiedlich sein, um ein Zusammenstoßen der Hebelarme miteinander zu verhindern, während die Pendel unter wogenden Wellen auf der Suche nach dem niedrigsten Schwerpunkt schwingen.
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Gemäß einer Ausführung beinhaltet der Stromerzeugungsmechanismus einen, direkt mit einer Ausgangswelle des Zahnradmechanismus gekoppelten, elektrischen Generator.
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Gemäß einer Ausführung beinhaltet der Stromerzeugungsmechanismus eine, mit einer Ausgangswelle des Zahnradmechanismus gekoppelte, Hydraulikpumpe, um eine Hydraulikturbine zur Stromerzeugung anzutreiben.
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Gemäß einer Ausführung besitzt der Körper die Form einer Halbkugel für eine größere Kontaktfläche mit Wellen, zum Betrieb in nichtgefrierendem Wasser, um mehr Wellenenergie nutzbar zu machen. Gemäß einer weiteren Ausführung besitzt der Körper die Form einer segmentierten Kugel für minimalen Wasserwiderstand, zum Betrieb in einer Region, in welcher die Wasseroberfläche im Winter gefroren sein kann, so dass der Körper in gefrierendem Wasser bis zum letzten Moment, bis das Wasser gänzlich gefroren ist, schwingen kann.
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Gemäß einer Ausführung ist der Anker am Meeresboden festgemacht und ein freies Ende der Verankerungskette ist in zwei Unterketten geteilt, die jeweils mit zwei Schwenkpunkten an den zwei gegenüberliegenden Seiten des Körpers verbunden sind, entlang einer Achse, um die der Körper so schwingt, dass die Verankerungskette der Schwingbewegung des Körpers zur maximalen Leistungsabgabe eine minimale Beeinträchtigung auferlegt.
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Gemäß einer Ausführung beinhaltet die Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen mehrere, miteinander durch eine Kette verbundene, Schwimm-Körper, um ein großskaliges Stromerzeugungs-System zu bilden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Unten befindet sich eine Beschreibung der vorliegenden Anmeldung durch Kombination der Figuren und der Ausführungen; wobei die Figuren enthalten:
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1 ist eine erklärende Zeichnung eines wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpers mit einem einzelnen Pendelmechanismus gemäß einer Ausführung der vorliegenden Anmeldung;
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2 ist eine erklärende Zeichnung der strukturellen Details des wellengetriebenen Generators gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Anmeldung;
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3 ist eine erklärende Zeichnung eines seitlich schwingenden Pendels, das von einem aufrechten Pfosten gestützt wird, zur Impulsabgabe des Pendels an ein Zentrifugal-Schwungrad mittels eines Übertragungsgetriebes, das eine Hydraulikpumpe zum Betrieb antreibt, mit Bezug auf 2;
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4 ist eine erklärende Zeichnung eines Übertragungsgetriebes, das an ein Zentrifugal-Schwungrad des wellengetriebenen Generators in 2 angebunden ist;
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5 ist eine erklärende Zeichnung eines hydraulisch getriebenen Generatorsystems des Wellen-Stromgenerators in 2;
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6 ist eine erklärende Zeichnung eines elektrischen Generators, der direkt mit der Ausgangswelle des Übertragungs-Zahnradmechanismus gekoppelt ist, gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Anmeldung;
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7 ist eine erklärende Zeichnung, welche das Arbeitsprinzip des Pendelmechanismus des wellengetriebenen Generators zeigt;
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8 ist eine erklärende Zeichnung, welche die Verteilung der Pendelmechanismen über das Plattformdeck des wellengetriebenen Generatorkörpers gemäß einer Ausführung der vorliegenden Anmeldung zeigt;
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9a und 9b sind erklärende Zeichnungen, welche mehrere seitlich schwingende Pendel zeigen, die, unter wogenden Wellen, bordseitig eines wellengetriebenen Generatorkörpers, auf der Suche nach dem niedrigsten Schwerpunkt sind;
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10 ist eine erklärende Zeichnung, welche die Vorderansicht eines wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpers in der Form einer segmentierten Kugel zeigt, der durch einen Anker und eine Verankerungskette am Meeresboden festgemacht ist, wobei ein anderes Ende der Verankerungskette in zwei Unterketten geteilt ist, jede schwenkbar verbunden mit den zwei gegenüberliegenden Seiten des Körpers entlang der Schwingachse, gemäß einer Ausführung der vorliegenden Anmeldung; und
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11 ist eine erklärende Zeichnung, welche mehrere wellengetriebene Generatorschwimm-Körper zeigt, die miteinander mittels einer Kette verbundenen sind, um ein großskaliges Stromerzeugungs-System der vorliegenden Anmeldung zu bilden.
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Ausführliche Beschreibung
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Um ein besseres Verständnis der technischen Merkmale, des Zwecks und des Effekts der vorliegenden Anmeldung zu bekommen, befindet sich im Folgenden eine ausführliche Beschreibung der spezifischen Ausführungen der vorliegenden Anmeldung, mit Bezügen zu den Abbildungen.
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1 ist eine erklärende Zeichnung eines wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpers gemäß einer Ausführung der vorliegenden Anmeldung, umfassend: einen Körper 20 und sein Plattformdeck 21, einen aufrechten Pfosten 13 mit einem ausgestreckten Hebelarm 12, der ein Pendel 11 trägt, welches am Hebelarm 12 rutschen kann. In wogenden Wellen 9 schwingt der Körper 20 auf und ab, wodurch sich der Schwerpunkt des Pendels 11 ständig ändert. Im Verlauf der Suche des Pendels 11 nach dem niedrigsten Schwerpunkt veranlasst sein Impuls den Hebelarm 12 seitlich relativ zu der Achse des aufrechten Pfostens 13 zu schwingen. Der Impuls des Pendels 11, eine Kombination von kinetischer Energie und Potentialunterschied, wird dann abgegeben, um einen elektrischen Generator 6, oder eine Hydraulikpumpe 51 unter dem Plattformdeck 21 zur Stromerzeugung anzutreiben. Der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 der vorliegenden Anmeldung kann als ein unabhängiger schwimmender wellengetriebener Generator oder als eine Boje, befähigt zum Bereitstellen einer Stromversorgung für ein verankertes Schiff, dienen.
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2 bis 5 sind erklärende Zeichnungen einer ersten Ausführung des wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpers 20 der vorliegenden Anmeldung. In dieser Ausführung kann das Pendel 11, das sich frei am Hebelarm 12 bewegen kann, um die Drehmomentabgabe zu steuern, mehrere stapelbare, verstellbare und bewegbare Gegengewichte beinhalten, die am Hebelarm 12, der sich vom aufrechten, über dem Plattformdeck 21 errichteten Pfosten 13 erstreckt, hängen. Die Achse des aufrechten Pfostens 13, um welches das Pendel 11 rotiert, kann sich etwas in Richtung der vertikalen Achse des Körpers 20 neigen, so dass das Pendel 11 in einem neutralen Zustand immer nach innen lehnt.
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Wie in den 2 und 3 wiedergegeben, kann sich eine Basis des aufrechten Pfostens 13 hinauserstrecken und mit einer Universalkopplung 30 gekoppelt sein, um den Impuls des Pendels 11 mittels einer Übertragungswelle 17 an ein Kegelzahnrad 411 abzugeben. Ein Kegelzahnrad 412, das mit dem Kegelzahnrad 411 verzahnt ist, gibt den Impuls weiter, um ein Paar von Antriebszahnrädern 421 und 422 zu veranlassen frei zu rotieren, mittels eines Kettenbands 420. Der Impuls des Zahnrads 422 wird dann an ein Paar Sperr/Freilauf-Zahnräder 431 und 432, jedes an gegenüberliegenden Seiten des Zahnrads 422, mittels einer gemeinsamen Welle 430 abgegeben. Der Betrieb des Paares der Freilauf-Zahnräder 431 und 432 gibt den Impuls an Zahnräder 441 und 442 mittels Zahnrädern 443 und dem Freilauf-Zahnrad 432 ab, und treibt Zahnrad 45 mittels des Freilauf-Zahnrads 432 und des Kegelzahnrads 414 zum Lauf in eine Richtung an, was wiederum die Hydraulikpumpe 51 zum Betrieb mittels einer, an das Ausgangszahnrad 45 gekoppelten, Welle 16 antreibt. Während Zahnrad 441 und Zahnrad 442, die an eine gemeinsame Welle 15 gekoppelt sind, in Betrieb sind, gibt das, im mittleren Bereich einer Welle 15 untergebrachte, Kegelzahnrad 414 auch einen Teil des Impulses an ein anderes Kegelzahnrad 413 ab, wodurch der gleiche Teil des Impulses an eine Welle 14 weitergegeben wird, an welcher mehrere kugelförmige Pendel, als Trägheits-Blöcke zur Speicherung von Energie wirkende, schwenkbar angebracht sind, somit wird ein Zentrifugal-Schwungrad-System gebildet.
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Bezugnehmend auf 4 sollte verstanden werden, dass sich die kugelförmigen Pendel 140 am anfänglichen Start, wenn die Welle 14, die Kegelzahnräder 413, 414 und alle anderen Getriebekomponenten ruhen, parallel zur Welle 14 absenken. Nach Erhalt eines plötzlichen Drehmoments vom Kegelzahnrad 414, verursacht durch einen Impuls vom Pendel 11, wird das Zahnrad 413 angetrieben zu rotieren, was die Welle 14 und die angebrachten ballförmigen Pendel 140 unverzüglich antreibt sich entsprechend zu drehen. Die Zentrifugalkraft veranlasst die kugelförmigen Pendel 140 sich allmählich von der Welle 14 wegzudrehen während sich die Drehgeschwindigkeit erhöht, dadurch wird ein Zentrifugal-Schwungrad-System gebildet, welches Energie in Form von Impuls in den sich drehenden ballförmigen Pendeln 140 speichert, was analog zum Trägheitsblock eines herkömmlichen Schwungrads ist. Der offensichtliche Vorteil eines Zentrifugal-Schwungrad-Systems in der Anmeldung ist, dass es im Vergleich zu herkömmlichen Schwungrad-Systemen viel weniger Widerstand während der Beschleunigung aufweist, wodurch eine unverzügliche Reaktion während der Beschleunigung mit viel weniger Verschleiß am Mechanismus für eine zuverlässigere Leistung garantiert wird.
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Bezugnehmend auf die 2 und 5 der vorliegenden Ausführung ist der Stromerzeugungsmechanismus ein hydraulischer Stromerzeugungsmechanismus 50, welcher beinhalten kann: einen Hydrauliköl-Tank 59, eine Hydraulikpumpe 51, mehrere Hydrauliköl-Einlassanschlüsse 56, die fähig sind, unter Druck stehendes Hydrauliköl von verschiedenen Hydraulikpumpen zu erhalten, eine hydraulische Sammelrohrleitung 57, ein hydraulisches Druckgefäß 53, eine Hydraulikturbine 52, die an einen elektrischen Generator 6 gekoppelt ist, und Hydrauliköl-Zuführungsleitungen 54. Wenn der Impuls des Pendels 11 an Zahnrad 45 abgegeben wird, wird die Energie mittels Welle 16 weitergegeben, um die Hydraulikpumpe 51 anzutreiben. Das durch die Hydraulikpumpe 51 erzeugte, unter Druck stehende, Hydrauliköl 58 wird in das hydraulische Druckgefäß 53 durch die Hydrauliköl-Zuführungsleitung 54, den Hydrauliköl-Einlassanschluss 56 und die Sammelrohrleitung 57 eingespeist. Das hydraulische Druckgefäß 53 fungiert als ein Reservoir, um Energie in dem unter Druck stehenden Hydrauliköl 58 zu speichern, sowie als ein Dämpfungselement, um Druckstöße im Hydrauliköl 58 zu glätten, vorausgehend dem Entlassen des Hydrauliköls 58 durch die Hydraulikturbine 52, die den elektrischen Generator 6 zur Stromerzeugung antreibt, mittels der Hydrauliköl-Zuführungsleitung 54, bevor es in den Hydrauliköl-Tank 59 zurückkehrt.
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Das obige ist eine Beschreibung der Struktur der ersten Ausführung des Wellen-Stromgenerators der vorliegenden Anmeldung. Unten ist eine Beschreibung des Betriebes des Wellen-Stromgenerators der vorliegenden Anmeldung mit Bezug auf die Abbildungen.
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Bezugnehmend auf die 1 bis 5, 9a und 9b bewegt sich der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 in wogenden Wellen auf und ab, wodurch sich der Schwerpunkt des Pendels 11 plötzlich ändert. Die Pendel 11 lehnen sich immer zu der gesenkten Seite des Körpers 20, auf der Suche nach dem niedrigsten Schwerpunkt in einem Wellental und andersherum auf einem Wellenkamm, dadurch wird jedes Pendel 11 veranlasst seitlich, relativ zu der Achse des unterstützenden aufrechten, über dem Plattformdeck 21 errichteten, Pfostens 13, zu schwingen. Während sich das Pendel 11 herumbewegt wird sein Impuls, der eine Kombination aus kinetischer Energie und Potentialunterschied ist, an eine Universalkopplung 30 abgegeben, welche wiederum mittels der Welle 17 ein Paar Kegelzahnräder 411 und 412 zum Betrieb antreibt; ein Paar, mittels des Kettenbands 420 miteinander verbundener, Antriebszahnräder 421 und 422 wird veranlasst frei zu rotieren, wenn das Kegelzahnrad 421 rotiert. Der Impuls des Zahnrads 422 wird dann an ein Paar Freilauf-Zahnräder 431 und 432 abgegeben, eines an jeder der gegenüberliegenden Seiten des Zahnrads 422 auf einer gemeinsamen Welle 430. Der Betrieb des Paares Freilauf-Zahnräder 431 und 432 gibt den Impuls an die Zahnräder 443, 422, 442, 432, Kegelzahnrad 414, beziehungsweise Zahnrad 45 weiter, und garantiert, dass sie in eine Richtung rotieren, um die Hydraulikpumpe 51 mittels der Welle 16 zum Betrieb anzutreiben. Während Zahnrad 441 und Zahnrad 442 auf einer gemeinsamen Welle 15 laufen gibt das, in einem mittleren Bereich auf der Welle 15 untergebrachte, Kegelzahnrad 414 auch einen Teil des Impulses an ein anderes Kegelzahnrad 413 ab, wodurch der gleiche Teil des Impulses weitergegeben wird, um die Welle 14 anzutreiben, woran mehrere kugelförmige Pendel 140 schwenkbar befestigt sind, um als Trägheits-Blöcke zur Speicherung von Energie zu dienen. Von daher ist ein Zentrifugal-Schwungrad-System entwickelt und dessen gespeicherter Impuls kann zu den Zahnrädern 441 und 442 zurückgespeist werden, um das Freilauf-Zahnrad 442 und das Ausgangszahnrad 45 anzutreiben, gleichmäßig und in eine Richtung zu rotieren. Die Rotation des Ausgangszahnrads 45 in eine Richtung, treibt wiederum die Hydraulikpumpe 51, mittels der an das Zahnrad 45 gekoppelten Welle 16, zum Betrieb an; das durch die Hydraulikpumpe 51 erzeugte, unter Druck stehende, Hydrauliköl 58 wird durch die Hydrauliköl-Zuführungsleitung 54, den Hydrauliköl-Einlassanschluss 56 und die Sammelrohrleitung 57 in das hydraulische Druckgefäß 53 eingespeist. Das hydraulische Druckgefäß 53 fungiert als ein Reservoir, um Energie in dem unter Druck stehenden Hydrauliköl 58 zu speichern, als auch als ein Dämpfungselement, um Druckstöße im Hydrauliköl 58 zu glätten, vorausgehend dem Entlassen des Hydrauliköls 58 durch die Hydraulikturbine 52, die den elektrischen Generator 6 zur Stromerzeugung antreibt, mittels der Hydrauliköl-Zuführungsleitung 54, bevor es in den Hydrauliköl-Tank 59 zurückkehrt.
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6 ist eine erklärende Zeichnung einer zweiten Ausführung des Wellen-Stromgenerators der vorliegenden Anmeldung. Diese Ausführung ist aus den gleichen Elementen zusammengesetzt wie die erste Ausführung, außer dass ein elektrischer Generator 6 verwendet wird, um die Hydraulikpumpe 51 zu ersetzen. In der zweiten Ausführung kann der Impuls des Pendels 11 zum Ausgangszahnrad 45, um letztlich den elektrischen Generator 6 anzutreiben, abgegeben werden, mittels der Universalkopplung 30, der Übertragungswelle 17, der Kegelzahnräder 411 und 412, der Antriebszahnräder 421, 422 und dem Kettenband 420, der Freilauf-Zahnräder 431 und 432, im Betrieb zusammen mit einem Zentrifugal-Schwungrad-System, welches die Kegelzahnräder 414, 413 und die, mit mehreren schwenkbar verbundenen kugelförmigen Pendeln 140 gekoppelte, Welle 14 beinhaltet.
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Bezugnehmend auf 7 ist eine zeichnerische Darstellung, die die Beziehung des Drehmoments, welches gegeben ist durch W, das Gewicht des Pendels 11, mal D, dem seitlichen Abstand zu seiner Rotationsachse, die sich vertikal über der Achse eines aufrechten, über dem Plattformdeck 21 errichteten, Pfosten 13 erstreckt, bezüglich eines zentralen Schwenkpunktes F des Körpers 20, um welchen der Körper in wogenden Wellen 9 schwingt. Unter der Annahme, dass D, die Länge des Hebelarms 12, eine Konstante ist, ist das durch das Pendel 11, d. h. W in der Anmeldung, erzeugte Drehmoment unter statischen Bedingungen das Gleiche an verschiedenen Orten auf dem Plattformdeck 21, unabhängig von der Höhe der aufrechten Pfosten 13. Jedoch sind die augenblicklichen Impulse der jeweiligen Pendel 11 unterschiedlich an verschiedenen Positionen der aufrechten Pfosten 13 über das Plattformdeck 21, wenn der Körper 20 schwingt. Der Impuls des Pendels 11 ist eine Kombination von Energie aufgrund von: dem Potentialunterschied, der in der Berechnung vernachlässigbar ist, plus der kinetischen Energie, die funktional abhängig ist vom Quadrat der Geschwindigkeit des sich bewegenden Pendels 11, d. h. der Verschiebung von Pendeln 11 in dieser Anmeldung, welche der Abstand R21, R22 und R3 vom zentralen Schwenkpunkt F in der Zeichnung ist. Von der Zeichnung her ist es offensichtlich, dass der Impuls des Pendels 11 am größten ist, wenn ein aufrechter Pfosten 13 nahe des Randes des Körpers 20 positioniert ist und das Pendel 11 von einem höheren aufrechten Pfosten 13 getragen wird, da die Verschiebung des Pendels 11 größer als an jedem anderen Ort über das Plattformdeck 21 sein wird. Kurz gesagt ist der Impuls des Pendels 11 funktional abhängig von: der Masse des Pendels 11, d. h. W, der Höhe des aufrechten Pfostens 13, der Länge des Hebelarms D und dem Abstand R von dem zentralen Schwenkpunkt F.
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8 ist eine Draufsicht mehrerer Pendel 11, die durch entsprechende, über das Plattformdeck 21 des Körpers 20 verteilte, aufrechte Pfosten 13 errichtet werden, unter der Annahme, dass die Höhen der vertikalen Pfosten 13 und die Längen der Hebelarme 12 für alle aufrechten Pfosten 13 gleich sind, so dass die Pendel 11, die an, von jeweiligen aufrechten Pfosten 13 getragenen, Hebelarmen 12 hängen, unter keinen Umständen mit anderen, benachbarten Pendeln 11 zusammenstoßen werden. In der tatsächlichen Anwendung sind die Höhen benachbarter Pfosten nicht gleich, so dass die Längen der Hebelarme 12 für eine maximale Impulsabgabe bis an ein Maximum erweitert werden können, solange sie nicht miteinander zusammenstoßen.
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Bezugnehmend auf die 1, 9a und 9b, kann der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 die Form einer Halbkugel aufweisen, was geeignet für eine Anwendung auf einer nichtgefrierenden Wasseroberfläche ist, da es eine umfangreiche Kontaktfläche mit Wellen aufweist, so dass der Körper 20 die Energie der Wellen effizienter nutzbar machen kann.
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In 10 kann der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 die Form einer segmentierten Kugel aufweisen, wobei die Line an der diese ins Wasser eintaucht mit dem Durchmesser der Kugel abgeglichen ist, um einen minimalen Wasserwiderstand zu erreichen, wenn sie in wogenden Wellen schwingt, so dass der Körper 20 am besten geeignet für eine Anwendung auf einer gefrierenden Wasseroberfläche ist, da das Wasser um den Körper 20 nicht leicht gefriert, wodurch der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 bis zum letzten Moment, an dem das Wasser vollständig gefriert, arbeiten kann. Weiterhin kann ein Ende der Verankerungskette 8 in zwei Unterketten geteilt werden, die mit zwei Schwenkpunkten, jeder an gegenüberliegenden Seiten des Körpers 20, entlang der Schwingachse, verbunden werden, für maximale Effizienz beim Nutzbarmachen der Wellenenergie, da, wenn ein Anker 7 am Meeresboden festgemacht ist, die Verankerungskette 8 nur eine minimale Beeinträchtigung der Bewegung des Körpers 20 verursachen kann.
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11 ist eine erklärende Zeichnung eines schwimmenden wellengetriebenen Generatorsystems gemäß einer Ausführung der vorliegenden Anmeldung. Mehrere wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 sind mittels einer Kette 8 miteinander verbunden und durch den in 10 gezeigten Anker 7 am Meeresboden festgemacht und vom Wegdriften geschützt; so kann ein System von wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpern 20 entwickelt werden.
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Die Vorrichtung zur Stromerzeugung durch Wellen 10 der vorliegenden Anmeldung ist in Bezug auf Wellenamplituden sehr empfindlich, da die Pendel 11 seitlich fast in Phase mit den wogenden Wellen schwingen können, wodurch sie ihr Betrieb entsprechend befähigt, Energie in Wellen mit Amplituden unter 0,5 m nutzbar zu machen, dies macht die Anwendung auf den relativ ruhigen Wasseroberflächen von Seen, Flüssen und Sumpfgebieten, usw. praktikabel; natürlich können Wellen mit größerer Amplitude eine höhere Leistungsabgabe erzeugen. Die Anwesenheit mehrerer wellengetriebener Generatorschwimm-Körper 20 in der Anwendung führt zu keinem nachteiligen Effekt auf die Navigation und auch nicht zu einem Umwelteinfluss, da der Einsatz nur nach einem Anker 7 und einer Verankerungskette 8 verlangt. Der erzeugte Strom kann mittels eines Unterseekabels an Land eingespeist werden. Die Anwendung eines wellengetriebenen Generatorschwimm-Körpers 20 ist nicht auf die obigen spezifischen Anwendungen beschränkt; es kann auch als eine Boje, die eine Stromversorgung für ein verankertes Schiff bereitstellt, dienen oder als ein Stromerzeugungsgerät 10 bordseitig eines Schiffes, so dass es eine beständige Stromversorgung während der Fahrt und dem Ankern bereitstellt, dabei wird ein Bereitschaftsgenerator ergänzt oder ersetzt. Daher wird die Erfindung dieser Anmeldung ein unbeschränktes weltweites Marktpotential haben.
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Ozeane bedecken über 70% der Erdoberfläche, während zahlreiche Seen und Flüsse über Land verteilt sind. Ein wellengetriebener Generatorschwimm-Körper kann das ganze Jahr auf jeder Wasseroberfläche arbeiten, bis das Wasser vollständig gefroren ist. Aufgrund der strukturellen Einfachheit, bei der das gesamte Gerät bordseitig untergebracht ist, hat es offensichtliche Vorteile gegenüber allen bekannten wellengetriebenen Generatorsystemen in Bezug auf: niedrige Ausrüstungskosten, minimale Unterhalts- und Betriebskosten, Bequemlichkeit in der Aufstellung, minimaler Einfluss auf Navigation und Umwelt, Unverletzbarkeit durch stürmische Bedingungen aufgrund der einfachen Struktur, und vor allem – eine verlässliche Leistungsabgabe zu allen Zeiten. Wegen der obigen Gründe kann der wellengetriebene Generatorschwimm-Körper 20 der vorliegenden Anmeldung helfen, eine weltweite Anwendung verteilter Energie zu fördern, wodurch die Emission von Kohlendioxid insgesamt reduziert wird.
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Das Obige ist eine Beschreibung der Ausführungen der vorliegenden Anmeldung mit Bezug auf die Abbildungen; jedoch ist die vorliegende Anmeldung nicht auf die obigen spezifischen Ausführungen beschränkt. Die obigen spezifischen Ausführungen sind ihrer Natur nach lediglich erklärend, statt ihrer Natur nach beschränkend. Ein Fachmann kann, angeregt durch die vorliegende Anmeldung, und ohne vom Geist der vorliegenden Anmeldung und von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen, viele andere Ausgestaltungen ausführen, welche alle zum Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung gehören sollen.
