DE2507330A1

DE2507330A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung elektrischer energie aus der wellenbewegung des meeres

Info

Publication number: DE2507330A1
Application number: DE19752507330
Authority: DE
Inventors: Romulo M Dr Ricafranca
Original assignee: DONATO AMANCIO S DR
Current assignee: DONATO AMANCIO S DR
Priority date: 1974-02-20
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1975-08-21
Also published as: DE2507330C3; DE2507330B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Wellenbewegung des meeres Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Wellenbewegung des Meeres sowie eine Vorrichtuny zur Durchführung des Verfahrens.
meereswellen stellen eine unbegrenzte Energiequelle dar, die, mit geeigneten mitteln umgewandelt, für nützliche Zwecke dienen könnte. Diese Wellen erzeugen außerdem am Ufer eine Brandung, die eine beträchtliche Höhe erreichen kann. Das Produkt des Gewichts der meerssbrandung und der Wasserverdrängung stellt Arbeit und somit Energie dar, die je nach Lage beträchtlich sein kann. Sie ist aber nicht in einer verwertbaren Form vorhanden. Um diese buträchtliche, unerschöpfliche Energiequslle eusz-unutzen, muß sie in eine Form umgewandelt werden, die geeignet ist, einen Generator fur Strom anzutreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur direkten und sofortigen Umwandlung der potentiellen Energie der meereswelien in insbesandere elektrische Energie anzugeben und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von Teilen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, dadurch gelöst, daß die Hubbewegung einer meereswelle innerhalb eines mit dem Meer in Verbindung stehenden rohrförmigen Körpers in eine Bewegung der Luftsäule am anderen Ende desselben umgewandelt wird, wodurch ein Ausblasen bzw. Ansaugen von Luft entsteht, so daß eine in diesem Luftstrom eingebrachte doppeltwirkende Turbine in eine Drehbewegung versetzt wird, aus der wiederum ein Generator elektrische Energie erzeugt.
Vorzugsweise verjünt sich zur Erhöhung der Druckwirkung des Luftstromes der rohrförmige Körper zur Turbine hin düsenförmig. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit besteht darin, daß durch Hindurchleiten der ifleereswellen durch einen konvergierenden Einlaß die Amplitude derselben vergr-ößert wird.
Die erfindungsqemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende eines senkrecht stehenden röhrenförmigen Körpers eine mit einem Generator verbundene,doppelt wirkende Turbine sitzt und das untere Ende des Körpers mit dem Meyer so in Verbindung steht, daß die Wellenbewegung innerhalb desselben zur Wirkung kommt, derart, daß entweder der röhrenformige Körper mittels einer mit ihm verankerten Boje schwimmend in einer stabilen Lage im Meer gehalten wird, sa daß über die untere Öffnung eine Art kommunizierendes Gefäß mit dem Meer entsteht, oder der rohrförmige Körper senkrecht am Ende eines konvergierenden Dammes steht, ueber ein Tor im unteren Teil mit dem Meer in Verbindung steht, so daß die Wellen durch den Damm mit vergrößerter Amplitude über das Tor in den rohrförmigen Körper gelangen, wobei in beiden Fällen die Luftsäule, die sich oberhalb des auf- und abbewegenden Wasserspiegels im Körper befindet, eine drückende bzw. saugende Wirkung erzeugt und dadurch die doppeitwirkende Turbine in Rotation versetzt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den merkmalen der Ansprüche 5 bis 7.
Nachstehend ist die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben; es zeigen: Fig. 1 einen Aufbau einer Stromerzeugungsanlage am Ufer; Fig. 2 einen Schnitt durch die Druckkammer und die Turbinen; Fig. 3 den Längsschnitt durch eine stromerzeugende Boje; Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch die Turbine und Fig. 5 die Anordnung der Turbinenschaufeln.
In Fig, 1 und 2 ist eine an einem Ufer 1 aufgestellte Stromerzeugungsanlage dargestellt, wobei zur Erhöhung der Welleninirkung - Vergrößerung deren Amplitude -ein Da.. 2 mit einem trichterförmigen Grundriß vorgesehen ist, d.h. er besitzt zum Wasser hin einen großen Einlaß, der sich zum Ufer hin ständig verjüngt. Der durch den Damm 2 gebildete Kanal 3 mündet über ein Tor 4 in eine zylindrische Druckkammer 5 eines röhrenförmigen Körpers 6.
Oberhalb der Druckkammer 5 befindet sich eine doppeltwirkende Turbine 7, die mit einem Generator 8 in Verbindung steht Die in den Damm 2 hineinlaufenden lt' ellen werden aufgrund der Konturen des Dammes an dessen Ende vor dem Tor 4 verstärkt und veggrößert. Diese vergrößerten Wellen haben eine enorme Druckenergie, um eine stehende Welle, die innerhalb dur Druckkammer 5 fluktuiert, zu aktivieren. Diese stehende Welle wird in eine Brandung umgewandelt und erzeugt innerhalb der Druckkammer 5 einen Über- bzw. Unterdruck, da die Kammer oberhalb der Turbine 7 über Öffnungen 9 mit der Umgebungsluft in Verbindung steht.
Die Druckkammer 5 wirkt wie eine große Kolbenkammer, wobei die Wellenbrandung den Kolbe kopf bildet. D.h.
wenn das meerwasser durch die waagerechte Komponente der Welle in die Druckkammer gepumpt wird, verursacht die Einwirkung des gepumpten Wassers, daß die stehende Welle innerhalb der Kammer eine Verschiebung der über ihr stehenden Luftsäule bewirkt.
Da sich der Durchmesser der Druckkammer 5 zur Turbine 7 hin düesenförmig verkleinert, wird die Ausström- bzw.
Einsauggeschwindigkeit der erwähnten Luftsäule so stark vergrößert, daß die doppedwirkende Turbine 7 als Windturbine eingesetzt werden kann.
Die Leitschaufeln 10 und 11 sowie die Läuferschaufeln 12 der Turbine 7 sind vorteilhaft viertelkreisförmig gewölbt. Diese Wölbung bewirkt eine Drehung des Turbinenläufers 13 mit hoher Geschwindigkeit, wobei die Tangentialkraft durch nochmalige Verdichtung erreicht wird.
Die Leistung bei Saugwirkung ist geringer als bei Druckwirkung, kann aber durch geeignete Ausbildung der Läuferschaufeln 12 nahe an die Leistung bei Druckwirkung gebracht werden. Bis jetzt gab es noch keine schaufelanordnung dieser Art.Außerdem ist zum Zweck der Wirkungsgradverbesserung eine Seite der Läuferschaufeln 12 glatt poliert, die andere sehr rauh. Dis Leitschaufeln 10 und 11 sind beidseitig poliert.
In Fig. 3 ist der Schnitt durch eine stromerzeugende Boje dargestellt, bei der dasselbe Prinzip der Wellenauenutzung verwendet wird. Hier umfaßt der röhrenförmige Körper 14 ein Stabilisierungsrohr 15, welches am oberen Ende eine Druckkammer 16 mit dem sich zur Turbine 17 hin verringernden Querschnitt aufweist.
Oberhalb der Turbine 17 ist der mit ihr verbundene Generator 18 angeordnet. Darüber befinden sich Kondensatoren und eineelektrischer Akkumulator 19 sowie Signallampen 20 mit Reflektoren 21.
Über dem Stabilisierungsrohr 15 ist eine als Schwimmer ausgebildete Boje 22 befestigt, die über eine Verankerungsvorrichtung, welche aus Ketten 23 und einem Gewicht 24 besteht, an einer geeigneten Stelle in Meer verankert wird. Außerdem ist am Rohr 15 noch ein Gewichtsstabilisator 25 angebracht.
Die Wirkung der Boje ist derart, daß durch des Auf und Ab der Walzen in dem Stabilisierungsrohr 15, ähnlich einem kammunizierenden Gefäß, ebenfalls der Wasserspiegel auf und ab bewegt wird. Dadurch wird, wie vorber beschrieben, die Luftsäule oberhalb des Wasserspiegels hin- und herbewegt, durch die düsenförmige Verkleinerung der Druckkammer 16 gepreßt und über die Turbine 17 über Öffnungen 26 nach außen geleitet, bzw. in umgekehrter Richtung wieder eingeseugt, so; daß über den angeschlossenen G nerator 18 wieder ein Strom erzeugt wird.
Um eine gleichförmige Drehung der Turbine zu erreichen, können übliche Ausgleichsmittel an dieser angebracht werden Ebenso wird die Lagerung der Turbine und des Generators sowie der Koppelung durch. an. sich bekannts Mittel bemerkstelligt.
A n s p r ü c h e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Wellenbewegung des Meeres, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung einer Meereswelle innerhalb eines mit dem meer in Verbindung stehenden rohrförmigen Körpers in eine Bewegung der Luftsäule am anderen Ende desselben ungewandelt wird, wodurch ein Ausblessen bzw. Ansaugen von Luft ensteht, so daß eine in diesem Luftstrom eingebrachte doppelwirkende Turbine in eine Drehbewegung versetzt wird, aus der wiederum ein Generator elektrische Energie erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Erhöhung der Druckwirkung des Luftstromes der rohrförmige Körper zur Turbine hin düsenförmig verjüngt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Hindurchleiten der Meerewellen durch einem konvergierenden Einlaß die Amplitude derselben vergrößert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende eines senkrecht stehenden röhrenförmigen Körpers (6, 14) eine mit einem Generator (2, 18) verbundene, doppelt wirkende Turbine (7, 17) sitzt und das untere Ende des Körpers (6, 14) mit dem Meer so im Verbindung steht, daß die Wellenbewegung innerhalb desselben zur Wirkung kommt, derart, daß entweder der röhrenförmige Körper (14) mittels einer mit ihm verankerten Boje (22) schwimmend in einer stabilen Lage im Meer gehalten wird, so daß über die untere Öffnung eine Art kommunizierendes Gefäß init dem meer entsteht, oder der rohrförmige Körper (6) senkrecht am Ende eines konvergierenden Domes (2) steht, über ein Tor (4) im unteren Teil mit dem meer in Verbindung steht, so daß die Wellen durch den Damm mit vergrößerter Amplitude über das Tor (4) in den rohrförmigen Körper (6) gelangen, wobei in beiden Fällen die Luftsäule, die sich oberhalb des auf- und abbewegenden Wasserspiegels im Körper (6, 14) befindet, eine drückende bzw. saugende Wirkung erzeugt und dadurch die doppeltwirkende Turbine (7, 17) in Rotation versetzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des röhrenförmigen Körpers (6, 14) vor der Turbine (7, 17) trichterförmig verengt, so daß zur Turbine hin ein Düseneffekt entsteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leit- (10, 11) und Laufschaufein (12) der doppeltwirkenden Turbine (7, 17) viertelkreisförmig ausgebildet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die doppeltwirkende Turbine (7, 17) so ausgebildet ist, daß sie sich mit Hilfe von üblichen Ausgleichsmitteln gleichormig dreht.