DE2418624C2 - Seezeichen, insbesondere Boje, mit elektrischer Lichtquelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Seezeichen, insbesondere auf eine Boje mit elektrischer Lichtquelle und einem eigenen, insbesondere auf eine Batterie arbeitenden Generator zur Erzeugung der notwendigen elektrischen Energie, der durch eine unterhalb der Wasseroberfläche angeordnete, von der Wasserströmung angetriebene Strömungskraftmaschine betätigbar ist.

Ein derartiges Seezeichen ist aus der US-PS 16 69 055 bekannt.

Hierbei ist der gesamte untere Teil des Auftriebskörpers als ein auf dem Umfang mit spiralförmig verlaufenden Schaufeln versehener Hohlkörper ausgebildet. Im Inneren dieses Hohlkörpers ist drehbar gegenüber dem äußeren Teil ein Generator gelagert, der aufgrund seines Eigengewichtes dann, wenn der äußere Hohlkörper durch die Wasserströmung verdreht wird, stillsteht und durch diese Relativbewegungen Strom erzeugt. Nachteilig ist die schwierige bauliche Verwirklichung dieser bekannten Bauart, Voraussetzung für die Funktion solcher Bojen, die die Eigengewichtswirkung des inneren Teiles voraussetzt, ist zum einen immer eine gewisse Schräglage der Boje, die nicht in allen Fällen gegeben sein wird, und zum anderen eine sehr schwierig zu erreichende ieichtgängige Lagerung der gegeneinander drehbaren Ttile, die auch einer häufigen Wartung bedarf. Wartungsarbeiten an Seezeichen sollen jedoch so weit wie möglich vermieden werden.

Es ist für verankerte Schiffe auch schon eine ts Schraubenrad/Generatoreinheit vorgeschlagen wor-Jen, die beispielsweise am Ruder befestigt werden kann und dann, wenn das Schiff beispielsweise in einer Flußmündung liegt, entweder durch die Flußströmung oder durch die Tidenströmung zur Erzeugung zusätzlieher elektrischer Energie herangezogen werden kann. Solche Ausführungen würden bei ihrer Anwendung bei Bojen auch zu Bauformen führen, die gegen äußere Einflüsse, beispielsweise durch Treibgut, zu empfindlich wären. Dazu kommt, daß die Ausrichtung solcher Einheiten in Strömungsrichtung nur durch die Befestigung am Schiffskörper erreicht wird, der sich, vor Anker liegend, selbständig in Strömungsrichtung ausrichtet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Seezeichen der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine möglichst wartungsfreie und robuste Baueinheit entsteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung

bei einem Seezeichen der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Strömungskraftmaschine in an sich bekannter Weise als ein Schraubenrad ausgebildet ist, daß das Schraubenrad in einem innerhalb des den Auftriebskörper des Seezeichens bildenden Gehäuses vorgesehenen Strömungskanal angeordnet ist und daß ein Steuervorrichtung in Form einer am drehbar verankerten Gehäuse des Aufsriebsvrtpers befestigten

Steuerflosse vorgesehen ist.

Diese Anordnung ergibt eine sehr kompakte Baueinheit, an der keine über die Kontur des Auftriebskörpers der Boje nach außen vorstehenden Teile vorgesehen sein müssen. Das neue Seezeichen ist daher auch für den praktischen Einsatz für rauhe Wetterverhältnisse geeignet Das neue Seezeichen weist auch den Vorteil auf, daß zur Funktion keine Schräglage notwendig ist und daß keine aufwendige Drehlagerung für Teile so notwendig ist, von denen ein Teil lediglich aufgrund seines Eigengewichtes zu einer Relativdrehung gegenüber dem anderen veranlaßt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das Seezeichen gemäß Anspruch 7 weist den Vorteil auf, als dadurch auch bei starker Strömung eine Schrägstellung der Boje vermieden wird, so daß die Strömungsmaschine voll wirksam von der Wasserströmung durchflossen werden kann. Das neue Seezeichen richtet sich selbsttätig auf wechselnde Strömungsrichtungen aus. Durch den Einsau der elektrischen Schaltung können die durch unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und durch dadurch bedingte unterschiedliche Drehzahlen des Generators erfolgenden Schwankungen der abgegebenen Spannung ausgeglichen werden. Auch die Lampenspannung kann dadurch konstant gehalten werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines

Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt

Fig, I ein Seezeichen nach der Erfindung in einer Seitenansicht (teilweise aufgebrochen),

F i g. 2 das elektrische System des erfindungsgemäßen Seezeichens anhand eines Schaltplanes und

Fig,3 eine schaubildliche Darstellung der Abhängigkeit Strömungsgeschwindigkeit — theoretische Generatorleistung bei verschiedenen Schraubenraddurchmessern. IQ

Nach F i g. 1 bezeichnet 10 den Auftriebskörper eines Seezeichens, z. B. einer Boje. Die Wasseroberfläche ist mit 11 beziffert Der Auftriebskörper 10 befindet sich also größtenteils unterhalb der Wasseroberfläche 11. Auf dem aus dem Wasser herausragenden Teil des Auftriebskörpers 10 sind in üblicher und daher nicht gezeigter Weise elektrische Lampen installiert Am unteren Ende des Auftriebskörpers 10 ist ein abgebrochen dargestelltes Stabilisierungsrohr 12 befestigt, das am Freien Ende ein Gewicht (nicht gezeigt) trägt Die Boje 10 und das Stabilisierungsrohr 12 sind mittels einer Kette 13, die bei 14 an der Boje angreift, fest im Meeresboden verankert, so daß sie ihren Sundort im wesentlichen unverändert beibehält Wie weiterhin aus F i g. 1 hervorgeht ist der Auftriebskörper 10 innen hohl ausgebildet Er bildet in seinem unteren Bereich ein Gehäuse 15 mit kreisförmigem Durchmesser, das an seinen beiden Stirnseiten 16 und 17 jeweils offen ausgebildet ist, also den Durchfluß des Wassers gestattet Innerhalb des Gehäuses 15 ist ein Stromerzeugungsaggregat 18 an einem Träger 19 aufgehängt Das Stromerzeugungsaggregat 18 besteht aus einem Schraubenrad 20 und einem von dem Schraubenrad 20 angetriebenen und mit diesem eine gemeinsame Baueinheit bildenden Generator 21. Um sicherzustellen, daß der Generator 21 mit vernünftigen ausnutzbaren Drehzahlen arbeitet ist zwischen Schraubenrad 20 und Generator 21 ein Getriebe 22 zwischengeschaltet Das Stromerzeugungsaggregat besteht also aus Schraubenrad 20, Getriebe 22 und Generator 21. Das Gehäuse 15 besteht aus einer vor dem Schraubenrad 20 liegenden Einlaufdüse 23 und einem sich hinter dem Schraubenrad 20 fortsetzenden, sich bis zur Öffnung 17 allmählich erweiternden Leitapparat 24. Der engste Durchmesser des Gehäuses 15 befindet sich an der Stelle des Schraubenrades 20. Die Richtung des anströmenden Wassers ist durch einen Pfeil 25 gekennzeichnet Das Wasser strömt bei 16 mit einer Geschwindigkeit Vl in die Einlaufdüse 23 ein und verläßt das Gehäuse 15 bei 17 mit einer geringeren Geschwindigkeit VZ Am unteren Ende des Auftriebskörpers 10 ist eine Steuerflosse 26 befestigt, deren Vertikalebene die Achse 27 des Stromerzeugungsaggregates 20, 21, 22 schneidet. Die bei 14 an der Ankerkette 13 drehbar befestigte Boje kann sich also selbsttätig auf die jeweilige Richtung des anströmenden Wassers ausrichten.

Die Mittelachse 27 des Stromerzeugungsaggregates liegt bei der beschriebenen Ausführungsform etwa 2 Meter unterhalb des Wasserspiegels 11. Auf diese Weise kann eine Beschädigung oder Beeinträchtigung der Funktionsweise des Stromerzeugungsaggregates durch Treibgut vermieden werden.

Bei dem Schaltbild nach F i g. 2 bezeichnet 21 einen Generator mit Dauermagneterregung, 31 die elektrische Leuchte eines Seezeichens, wie es in F i g. 1 dargestellt ist und 32 die Batterie des Seezeichens. Mit 33 ist ein Spannungskonstanthalter für die Leuchte 31 des Seezeichens beziffert

Die im Generator 21 erzeugte Spannung wird zunächst über eine Drehstrombr,"-;.kenschaltung 34 gleichgerichtet Die für die Ladung d^r Batterie 32 erforderliche Spannungsbegrenzung wird durch einen transistorisierten Regler 35 vorgenommen. Zusätelich verhindert eine Schutzdiode 36 eine ungewollte Entladung der Batterie 32. Der Spannungskonstanthalter 33 ist ebenfalls transistorisiert, wie z. B. bei 35 dargestellt

In den Kurven des Schaubildes nach F i g. 3 ist jeweils die Abhängigkeit der theoretischen Ganeratorleistung von der Strömungsgeschwindigkeit Vi des in das Gehäuse 15 bzw. 15a eintretenden Wassers aufgezeigt Es ist dabei von einem Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis Vi zu V2 gleich drei zu eins ausgegangen. Parameter sind jeweils verschiedene Durchmesser des Schraubenrades 20. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 soll der Schraubenraddurchmesser etwa 0,8 m betragen. Nimmt man eine Strömungsgeschwindigkeit Vi von 1,5 m pro Sek. an, wie sie beispielsweise in der Nordsee üblich ist so kommt man auf eine theoretische Generatorleistung von etwa 47C Watt.

Bei der Batterie (z. B. 32 in F i g. 3) ist der besondere Wert auf einen erhöhten Auslaufschuiz für den Elektrolyten zu legen. Es sollten deshalb grundsätzlich gasdichte, wartungsfreie Akkumulatoren verv/endet werden, die im Auftriebskörper 10 bzw. 10a untergebracht werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Seezeichen, insbesondere Boje, mit elektrischer Lichtquelle und einem eigenen, insbesondere auf eine Batterie arbeitenden Generator zur Erzeugung der notwendigen elektrischen Energie, der durch eine unterhalb der Wasseroberfläche angeordnete, von der Wasserströmung angetriebene Strömungskraftmaschine betätigbar ist, d a d u r c h g e k e η η zeichnet, daß die Strömungskraftmaschine in an sich bekannter Weise als ein Schraubenrad (20) ausgebildet ist, daß das Schraubenrad (20) in einem innerhalb des den Auftriebskörper (10) des Seezeichens bildenden Gehäuses (15) vorgesehenen Strömungskanal (23) angeordnet ist und daß eine Steuervorrichtung in Form einer am drehbar verankerten Gehäuse (15) des Auftriebskörpers (10) befestigten Steuerflosse (26) vorgesehen ist

2. Seezeichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubenrad (20) oder die Baueinheit Äj-s Schraubenrad und Generator (20,21) so weit — vorzugsweise etwa 2m — unterhalb der Wasseroberfläche (11) angeordnet ist, daß eine Verschmutzung oder Beschädigung oder Beeinträchtigung der Funktion durch Treibgut nicht erfolgen kann.

3. Seezeichen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15,ISa^J aus einer Einlaufdüse (23, 23a) und einem sich in Strömungsrichtung (25) an die Einlaufdüse anschließenden Leitapparat (24,24ajbesteht.

4. Seezeichen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als für die Batterieaufladung erforderlicher Spannungsbegrenzer ein transistorisierter Regler (35) mit Schutzdiode (36) zum Verhindern einer ungewollten Ei.tladung der Batterie (32) dient.

5. Seezeichen nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer transistorisierter Regler (33) zur Konstanthaltung der Lampenspannung vorgesehen ist.

6. Seezeichen nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der elektrischen Energie ein schleifringloser, wartungsfreier Generator (21) Verwendung findet.

7. Seezeichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Auftriebskörpers (10) ein Stabilisierungsrohr (12) befestigt ist.