DE271679C

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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 271679-KLASSE 88 b. GRUPPE

HERMANN REXROTH in ODENKIRCHEN.

Gezeitenkraftanlage. Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Januar 1912 -ab.

DieErfindungbezweckt, die durch die Gezeiten entstehenden Höhenunterschiede desWasserspie- ■ gels des Meeres zur Krafterzeugung nutzbar zu machen. Diesem Zweck dienende Anlagen sind bereits bekannt, und zwar u. a. auch solche, bei denen die Kraftmaschinen auf einem Schwimmer gelagert sind und so dem Steigen und Fallen des Wassers folgen. Bei 'diesen Einrichtungen hat der Schwimmer, entsprechend dem Steigen

ίο und Fallen des. Wassers, Stautore, Stützen oder Schieber zu betätigen, welche vom Offenen Wasser ein Staubassin trennen, in dem das zur Zeit der Ebbe auszunutzende Betriebswasser während des Steigens der Flut angesammelt wird.

Zur Verstellung der Schützen usw. ist in erster Linie eine von schädlichen Einflüssen des offenen Meereswassers freie und Sicher wirkende Anordnung der Anlage Bedingung,

ao die wegen der Lage am offenen Meer in den meisten Fällen nicht durchführbar ist. Hinzu kommt, daß die das Staubassin vom offenen Wasser trennenden Abschlußmittel schwer und umständlich zu bedienen sind, da sie einseitig vom Wasserdruck belastet werden.

Die Erfindung beseitigt diese Mängel dadurch, daß der die Kraftmaschinen tragende Schwimmer doppelt vorgesehen ist, und zwar so, daß der eine Schwimmer innerhalb und der andere außerhalb des Sammelbehälters sich befindet und die Kraftmaschine jedes dieser Schwimmer mit dem benachbarten Wasserraum durch an sich bekannte teleskopartig ausziehbare Heber- oder Dükerleitungen verbunden ist.

Diese Einrichtung bietet die Möglichkeit, das Staubassin durch eine feste und hohe Mauer vom Meer zu trennen und damit außer dem Fortfall der bisher verwendeten, schwer bedienbaren Schützen o. dgl. den Vorteil der Vereinfachung, leichteren Bedienung, erhöhten Betriebssicherheit und Ortsfestigkeit der Anlage.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in Fig. ι im Grundriß.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. 1,

Fig. 3 eine der Stellung nach Fig. ,2 entsprechende Seitenansicht bzw. einen teilweisen Schnitt der Anlage in einer anderen Stellung ihrer wirksamen Teile, '

Fig. 4 einen teilweisen Schnitt bzw. Seitenansicht der Anlage nach Fig. 1, von links gesehen, in einer dritten Stellung ihrer Teile.

Fig. 5 gibt eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Grundriß,

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht bzw. Schnitt.

Wie in dem Beispiel nach Fig. 1 dargestellt, ist ein Wasserraum 1 durch eine Mauer 2 von der Küste 3 abgesperrt. Die Größe dieses ab- , gesperrten Raumes, des sogenannten Hinterlandes, wie überhaupt alle Abmessungen der einzelnen Teile der im folgenden geschilderten Einrichtung richtet sich nach der Größe der zu erzielenden Kraft und somit nach der zur Erzeugung dieser erforderlichen Wassermenge. Die erwähnte Figur zeigt die Anlage zur Zeit der Ebbe, wo das durch die Mauer 2 gebildete Bassin 1 bis auf eine ständig in demselben verbleibende Wassermenge, welche zur Tragung eines gedeckten Schwimmers oder

Pontons 4 dient, entleert ist. Ebenso ist das Meer an der Außenseite der Mauer 2 zurückgetreten bis auf ein Niveau, welches noch genügt, um einen zweiten Schwimmer 4' zu tragen. Die gedeckten Pontons 4, 4' sind derart aufgebaut, daß sie sich an festen Laufschienen 5 bzw. 5' o. dgl. auf und ab bewegen können und so gegen seitliche Verlagerungen wirksam geschützt sind.

ίο Auf dem Ponton 4 ist eine Wasserturbine 6 und eine Dynamomaschine 7 montiert, von denen im Betriebe die erstere die letztere in geeigneter Weise antreibt. Als Zuführmittel des Betriebsstoffes, des Wassers, zur Turbine 6 dient ein Rohr 8 von umgekehrt U-förmiger Gestalt, das in seinem zur Turbine führenden Schenkel in bekannter Weise aus mehreren teleskopartig ineinandergesteckten Teilen besteht, mit dem anderen Schenkel tief in das offene Wasser hineinragt und mit seinem die Schenkel verbindenden Teil in der Staumauer 2 festgelegt ist.

Mit beginnender Flut" steigt das Wasser an der Außenseite der Mauer 2, wogegen der Innenraum 1, weil er nach dem Meere zu vollständig abgeschlossen ist, zunächst leer bleibt, bis das Wasser an der Außenseite diejenige Höhe erreicht hat, die dem Gefälle entspricht, mit welchem die Turbine 6 betrieben werden kann. Diese Höhe gibt annähernd der Querschnitt der Anlage nach Fig. 2 wieder. Das Wasser des offenen Meeres gelangt bei der dort angegebenen Stellung des Schwimmers 4 durch das Rohr 8, wenn ein an geeigneter Stelle dieses angeordneter Schieber (nicht gezeichnet) geöffnet ist, vermittels Heberwirkung zu dem Ponton 4 und setzt in diesem die Turbine 6 in Bewegung. Diese treibt die Dynamomaschine, welche elektrische Energie erzeugt, die in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. mittels unterseeischer oder unterirdischer Kabel (nicht gezeichnet), der Küste 3 zugeführt und hier anderweitig nutzbar gemacht werden kann. Das nach der Kraftentfaltung frei werdende Wasser gelangt durch eine Auslaßöffnung des Schwimmers 4 in den abgeschlossenen Raum i, füllt diesen allmählich an und veranlaßt dadurch ein Steigen des Pontons 4 samt der Maschinenanlage dieses.

Bei zweckentsprechender Bemessung des Bassins ι steigt das Wasser in ihm im gleichen Maße wie die Flut außerhalb der Mauer 2. Bis die Flut ihren Höhepunkt erreicht hat, bleibt demnach das Gefälle, mit welchem gearbeitet werden kann, annähernd dasselbe.

Mit Erreichung des Höhepunktes der Flut ruht der Betrieb der Anlage des Schwimmers 4, und es ist dem Außenwasser mittels in der Mauer 2 vorgesehener verschließbarer Durchlaßöffnungen (nicht gezeichnet) flotter Eintritt in das Bassin 1 zu verschaffen, damit das Niveau des Innenwassers in kurzer Zeit den Stand der Fluthöhe, also des Außenwassers erreicht. Am Ende der Flut werden diese Durchlässe wieder geschlossen.

Durch das Steigen des Wassers im Bassin 1 wird. der Ponton 4 nebst Maschinenanlage weiter angehoben und befindet sich bald mit dem Schwimmer 4' auf gleicher Höhe. Diesen Stand zeigt Fig. 3, in der die Schwimmer 4, 4' als ringsum geschlossene Kästen angedeutet sind, in denen die Maschinen nebst Zubehör untergebracht sind. Bei Beginn der Ebbe sinkt das Außenwasser, aber nicht das Wasser im Raum 1, da die zum Ausgleich des Wasser-Standes zwischen dem Außen- und Innenwasser vorgesehenen Durchlaßöffnungen inzwischen wieder geschlossen sind. Mit dem Außenwasser sinkt gleichzeitig Ponton 4', bis der zum Betrieb seiner Maschinenanlage erforderliche Niveauunterschied (Fig. 4) zwischen dem Außenwasser und dem Wasser des Hinterlandes erreicht ist, worauf alsdann die zweite Gruppe der Maschinen angelassen wird und der beim Schwimmer 4 beschriebene Vorgang der Krafterzeugung sich nun beim Schwimmer 4' wiederholt.

Das Heben und Senken des Wasserspiegels auf der Außenseite der Staumauer 2 erfolgt nun nicht in so ruhiger und gleichmäßiger Weise wie vorher im Bassin 1, sondern je nach der herrschenden Witterung mit mehr oder weniger heftigen Stoßen und mit kürzeren oder 'längeren Schwingungen des Wassers, welche einen gleichmäßigen Wasseranstieg unmöglich machen. Um diesen dennoch zu erreichen, kann gemäß der Ausführung nach Fig. 5 um die Mauer 2 eine zweite Mauer 2' gezogen sein, deren Form und Stärke sich ebenfalls nach den gegebenen örtlichen Verhältnissen und der von der Anlage geforderten Kraftleistung richtet. Diese Mauer ist mit Durchlaßöffnungen 9 bzw. 9/ versehen, die ^! zum einen Teil auf ihrer Innen-, zum anderen Teil auf ihrer Außenseite verschlossen werden können, und zwar durch Klappen 10 bzw. io', die sich unter ihrem Eigengewicht schließen, indessen unter dem Einfluß des in ihren zugehörigen Durchlaßöffnungen auftretenden Wasserdruckes sich selbsttätig öffnen können, no Mit Eintritt der Flut werden die Klappen 10 auf der Außenseite der Mauer 2' geschlossen und durch eine geeignete Vorrichtung gegen öffnen gesichert, während die Klappen 10' auf der Innenseite ungesichert bleiben. Stürzt nun die Flut gegen die Außenfläche der Mauer 2', so dringt das Wasser, da die Klappen 10' sich nach innen öffnen können, durch die öffnungen 9' in den Raum 1' hinein, kann jedoch aus diesem nicht wieder heraus, weil die Klappen 10' sich unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes und dem Druck des

Wassers auf ihre Rückenfläche beim Rücktritt dieses sich selbsttätig schließen. Dieser Vorgang wiederholt, sich mit jeder heranrollenden neuen Wasserwoge. Das Bassin i' wird auf diese Weise gewissermaßen mit Wasser vollgepumpt, wobei die Durchlaßöffnungen 9' mit den Klappen 10' als selbsttätige Ventile wirken. Wenn auf diese Weise zwar nicht ein ' vollständig ruhiger Wasserstand im. Bassin 1' erreicht wird, so werden doch die Hauptschwankungen der Meereswogen aufgehoben und ein möglichst gleichmäßiges Ansteigen des Wassers im Bassin erzielt, demzufolge der Durchfluß des Wassers durch das Turbinen-

ig rohr 8 zur Maschinenanlage des Schwimmers 4 genügend gleichmäßig und ruhig vonstatten geht. Das Bassin ι' wirkt somit ausgleichend gegenüber dem unregelmäßigen Anprall und Anschwellen der Flut und schafft zu Gunsten der Anlage des eigenen und des benachbarten Schwimmers möglichst günstige Verhältnisse. Bei Eintritt der Ebbe werden die Verschlüsse der Öffnungen 9 auf der Außenseite • der Mauer 2' entsichert, so daß das Wasser in umgekehrter Weise, wie es bei der Flut durch die Öffnungen 9' zulief, jetzt durch selbsttätiges Anheben der Klappe 10 aus den Öffnungen 9 gleichmäßig abläuft und erhebliche Schwankungen des Pontons \' während seines Niederganges vermieden werden.

Durch diese Einrichtung kann bei kräftiger Flut ein höherer Stand des Wassers in dem Raum 1' erreicht werden, als die normale Fluthöhe im Mittel beträgt, da das Wasser in den Raum durch die Schwankungen der Wellen förmlich hineingepreßt wird, ihm der Rücklauf dagegen verwehrt ist. Es kann daher unter Umständen mit einem größeren Gefalle gerechnet werden, als der mittleren Fluthöhe

^₀ des offenen Wassers ohne die Anordnung des vorgeordneten Bassins 1' entspricht.

An oder nahe den Enden der Schenkel der Rohre 8, 8' können dichthaltende Schieber oder sonstige Abschlußmittel vorgesehen sein, welche kurz vor der Inbetriebsetzung der betreffenden Anlage geschlossen werden, so daß in den Schenkeln der Steigrohre die Wassersäule während des Ruhens des Betriebes der eigenen Anlage erhalten bleibt, jedoch nach

g₀ dem Eintauchen des freien Rohrschenkels in das Betriebswasser durch öffnen der Schieber ohne weiteres wieder wirksam wird. Besondere Vorrichtungen zum Ansaugen des Betriebswassers, wie Pumpen o. dgl., sind daher nicht erforderlich.

Der Zufluß des Wassers zu den Turbinen 6, 6' kann statt in der vorbeschriebenen Weise auch gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erfolgen. Hier sind die Zuleitungsrohre 8, 8' zu den beiderseits der Mauer 2 ^₀ angeordneten Schwimmern 4, 4' von richtiger U-förmiger Gestalt, mit dem Verbindungsstück ihrer aufrechten Schenkel im unteren Teil der Abschlußmauer in geeigneter Weise festgelegt und münden auf der anderen Seite der Mauer in das benachbarte Wasser 1 bzw. 1' frei aus.

Erreicht der Wasserstand auf der einen Seite der Mauer die für den Betrieb des auf der anderen Seite vorhandenen Schwimmers erforderliche Höhe, so sind wieder die Einlaßschieber der zugehörigen Turbine zu öffnen, worauf diese in Betrieb tritt. Da auch jetzt der Schwimmer, dessen Maschinen in Tätigkeit sind, nach Maßgabe des Ansteigens des zugehörigen Wassers sich hebt, muß das Zuflußrohr folgen können, was wieder dadurch erreicht ist, daß es aus ineinander verschiebbaren Teilen zusammengesetzt ist, aber diesmal unterhalb des zugehörigen Schwimmers 4 bzw. 4'.

Auch über die Staumauer 2 hinweg kann das Wasser für den Betrieb der einzelnen Anlagen geleitet werden, indem man nach Art des ersten Ausführungsbeispieles eingerichtete Rohre mit dem freien Schenkel über die Mauer hin- gg weg als Tauch- oder Heberrohre arbeiten läßt. Der Vorgang des Betriebes ist in diesem Fall derselbe wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung.

Claims

Patent-An SPRU ch:

Gezeitenkraftanlage mit einem vom Meer abgeschlossenen Sammelbehälter für das Flutwasser, bei der die Kraftmaschinen auf einem dem Steigen und Fallen des Wassers folgenden Schwimmer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb und außerhalb des Sammelbehälters sich je ein solcher Schwimmer befindet, dessen Kraftmaschine mit dem benachbarten Wasserraum durch an sich bekannte, teleskopartig ausziehbare Heber- oder Dükerleitungen verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.