DE2730693A1

DE2730693A1 - Schwimmendes wasserkraftwerk zur stromerzeugung durch nutzung von wellenenergie

Info

Publication number: DE2730693A1
Application number: DE19772730693
Authority: DE
Inventors: Hermann Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHAEFER HERMANN 6551 BRETZENHEIM DE
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1979-01-25

Description

Schwimmondes Wasserkraftwerk zur Stromerzeugung durch
Nutzung von Wellenenergien.
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung die es ermöglicht, Wellenenergien mittels Schaufeln über Kolbenpumpon in Hochdruckenergien, dann über Turbine und Generator in Elektroenergie umzuwandeln.
Die für eine Energieumwandlung in Frage kommenden Windwellen entstehen durch Einwirkung von Windkräften auf die Wasseroberfläche. Ihr Aufbau ist im wesentlichen abhängig von der Windgeschwindigkeit, der Winddauer, der Streichlage des Windes über die Wasseroberfläche, der Wellenlänge und der Wassertiefe.
Die Wellenenergie tritt in Form von kinetischer ( horizontaler und obitaler Bewegung) und potentieller Energie (Druckunterschied zwischen Wellenberg und Wellental) auf.
Welenenergieumwandler werden heute in sehr geringem Umfang zur dezentralen Stromversorgung von Bojen, Leuchttürmon etc.
eingesetzt und liegen meistens im Leistungsbereich von 50 -500 W.
Die Neuerung betrifft ein Schaufelradkraftwerk, das als Taucher konzipiert ist, das im Betrieb fast nur durch die Schaufeln erkennbar ist. Die Bewegung der Schaufeln wird auf Kolbenpumpen übertragen, die in wasserdichten Schwimmkörpern untergebracht sind. Die hierbei erzielten Hubdrücke worden in einen Druckbehälter geleitet, durch den eine Turbine angetrieben wird.
Durch Parallel- und Hintereinanderschaltung von Kraftwerkseinheiten lassen sich hohe Leistungen erzielen.
Das Schaufelradkraftwerk ist so konzipiert, daß es als Schwimmende Einheit außerhalb von Badosträndon im Meer verankert wird und somit nicht stört. Es hat sogar den Vorteil, daß es die Wellenbildung abbremst und somit das Baden an windigen Tagen angenehmer wird.
Die Neuerung ist beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt, es zeigen: Fig. 1, einen Querschnitt durch den Schwimmkörpor 1, des Schaufelradkraftwerkes.
Fig. 2, eine Draufsicht durch den Schwimmkörper des Schaufelradkraftwerkes.
Fig. 3, eine Vorderansicht durch das Schaufelradkraftwerk.
Das Schaufelradkraftwerk nach Fig. 1, 2 und 3, besteht aus den wasserdichten Schwimmkörpern 1 und S, die mittels Verbindungsrohren 2, 3 und 4, untereinander verbunden sind.
Zwischen den Schwimmkörpern 1 und 5 bewegen sich die Wasserschaufeln 6 und 7, die mit Anschlußwellen 8 gehalten und durch Lager 9 mit Pumpenanschlußhebel 10 verbunden sind.
Die ankommenden Windwellen drücken in einem Rythmus von etwa 6.40 Sekunden als erstes die Welenschaufel 6 um und laufen mit etwas geminderter Kraft auf Wellenschaufel 7 weiter. Durch das umdrücken von wellenschaufel 6 werden gleichzeitig die Pumpen 14, und über Gestänge 10/1, mit den von Muttern gesicherten Haltern 9/2, die Pumpen 14/1, betätigt, sowie Wellenschaufel 7 angezogen, die nun von der ankommenden Welle erfaßt und umgodrückt wird.
Hierbei wiederholt sich der gleiche Vorgang, jedoch in umgekehrter Richtung. Die Wellenperiode an der deutschen Nordseeküste liegt bei 6.42 Sekunden. Bei dortiger Einsatz der Anlage würden die acht Pumpen in 6.42 Sekunden 2 mal gtätigt worden.
Die in der Höhe und Schräglage verstellare Wellenführungs platte 10/2 und 10/S sind auf den Plattenhaltern 10/4 aufgeschraubt, die in der Höhe durch Schrauben 10/3 einstellbar sind, und gewähren somit die beste Ausnutzung der Wellenenergie.
Kolbonpumpen 14 und 14/1, gehalten von Pumpenanschlußzapfen 16, haben je zwei Saugvontilo 17, und je zwei Druckventile 18, welche mittels Verbindungsleitung 19, elastischen Saugschläuchen20, elastischen Druckschläuchen 21, Saugleitungen 22, Druckleitungen 23, über Absperrschieber 24, mit Druckbehälter 25 und Ansaugbehälter 26 verbunden sind.
Schwimmerschalter 27 mit Schwimmer 28 steuert den Luftkompressor 29, der an den Druckbehälter 25 angeschlossen ist und hält somit das benötigte Luftpolster im Luftboroich des Druckkessels. Wassermangelschalter 30 mit einstellbaren Schwimmern 31, steuert den Motorschieber 32 und verhindert damit den Verlust des Luftpolsters.
Eventuell er Überdruck wird automatisch über die Sicherheitsleitung 33 und Sicherheitsventil 34, in den Ansaugbehälter 26 abgelassen.
Schwimmerventil mit Schwimmer 35, angeschlossen an die Frischwasserleitung oder an eine entsprechende Pumpe, hält einen Mindestwasserstand in dem Ansaubehälter 26.
Druckwasser 36, gepreßt durch Druckleitung 37, Motorschieber 32, und Turbine 38, setzt hierbei den Generator 41 zur Stromerzeugung in Betrieb.
Drucklos durch den Ablaufschacht 39 verläßt das Druckwasser Turbine 38, sammelt sich als Saugwasser 40 im Ansaugbehälter 26, und steht somit den Kolbenpumpen 14 und 14/1 als Saugwasser wieder zur Verfügung. Verbindungsrohrleitungen 3 und 3/1 sowie 4 und 4/1 funktionieren als Sang- und Druckleitungon der Kolbenpumpen 14 und 14/1 in den Schwimmkörpern 5.
Ballast- und Ausgleichwasser 42, in Ballastbehältern 43, eingelassen durch Flutventil 44, zu bedienen über Gestänge 45 und Handrad 46, sorgen für die richtige Eintauchtiofe der Schwimikörpor 1 und 5.
Durch Undichtkeiten entstandenes, überschüssies Ballastwasser 42, eingelaufen durch Einlauf 47, wird von Unterwasserpumpen 48, durch Druckleitungen 49, Absperrventil 50, und Rückschlagventil 51 abgepumpt.
U-Pumpen 48, gesteuert über Schwimmerschalter mit Schwimmer 52, in der Höhe vorstellbar über Handrad 53, Spindel 54, ablesbar auf Skala 55, angezeigt durch Zeiger 54, halten den gewünschte Wasserstand. Trennkammerwände 73 stabilisieren die Schwimmkörper 1 und 5, und verhindern eine zu große Wasserbewegung. Zur Revision der Ballastkammern 43 und der Ansaugbehälter 26 worden die Deckel 56 von den Öffnungen 57 abgehoben.
Zur Revision des Druckbehälters 25 werden die Mannlochdeckel 58, gehalten von Bügel 59 und Muttern 60 abgeschraubt und durch die ovale Öffnung 61 nach oben herausgehoben.
Der Einstieg in die Schwimmkörper 1 und 5 geschieht durch die wasserdichten Einstiegöffnungen 62 nach öffnen der verschließbaren wasserdichten Einsteigeeinrichtungen, bestehend aus Deckel 63, und den als Deckel ausgebildeten Einsteigeschacht 64, dem von außen und innen bedienbaren Bügelverschluß 65, mit Haltobügol 66, der bei herausgehobenem Einsteigeschacht als Schachtverschluß 63/1 Verwendung findet.
Die ebenfalls ausschwenkbaren Einsteigetritte 67 erleichtern den Einstieg.
Bei ausfahren des Einsteigeschachts 64 wird Verschlußplatto 68 angehoben und mittels Verschluß 69, und Verschlußbügel 70, die Einsteigeöffnung 62 wasserdicht verschlossen.
Das Eindringen der Windwellen während der Revision du Schwimmkörpers wird dadurch unterbunden.
Gegengewichte 71 erleichtern das ausfahren des Einsteigeschachts.
Zur Ausbuchtung sind in den Schwimmkörpern Lampen 72 angbracht.
Die Schaufelräder 6 und 7, erstellt aus Kernrohr 74, Je zwei Seitenteilen 75 und Schaufeln 76, sind fest miteinander verbunden und an den Anschlußwellen 8 befestigt. Alle Teile worden zum Schutz gegen Korrosion aus korrosionsfestem Material erstellt, bzw. entsprechend behandelt.
Bei Frostgefahr worden die Schwimmkörper 1 und 5 innen durch aufheizen temperiert.
L e e r s e i t e

Claims

Schutzansprüche 1.)Schwimmendes Wasserkraftwerk zur Stromerzeugung durch Nutzung der Wellenenergie dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserkraftwerk aus mindestens drei Schwimmkörpern (1) und (5) besteht, die mittels Verbindungsrohren (2), (3) und (4) und Schaufelräder (6) und (7) über Anschlußwollen (8) verbunden sind, zur Stromerzeugung im Meer, sturm- und gezeitenfest verankert werden. Daß die in der Höhe durch die Plattenträger (10/4) verstellbaren Wellenführungsplatten (10/2) und (10/5) mittels Stellschrauben (10/3) zwecks bester Wellenenergieausnutzung einstellbar sind.
2. Schwilsendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdichten Schwimmkörper (t) und (5), eingebaute Kolbenpumpen (14) und (14/1) aufweisen, die von den Schaufelrädern (6) und (7) über Anschlußachsen (8), Lager (9), Pumpenanschlußhebel (10), Gestänge (10/1), durch Halter (9/2) gehalten, und durch Kolbengestänge (15) angetrieben werden.
3. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Schwimmkörper (1) mit einem Druckbehälter (25) und einem geteilten, unten verbundenen drucklosen Ansaugbehälter (26) versehen ist, welche für die Wasserförderung der Pumpen (14) und (14/1), und den Antrieb der Turbine (38) durch Druckleitung (37) und Ablaufschacht (39) erforderlich sind. Daß Druckbehälter (2S) durch Sicherheitsleitung (33) und Sicherheitventil (34) gegen Berstdruck abgesichert ist. Daß der angebaute Wassermangelschalter (30) gesteuert über die Schwimmer (31) ein völliges leerfahren des Druckbehälters (25), durch schließen des Motorschiebers (32) verhindert. Daß Schwimmerschalter (27) mit Schwimmer (28) den an Druckbehälter (25) angeschlossenen Luftkompressor (29) schaltet und somit ein konstantes Luftpolster hält. Daß Schwimmerventil (35) mit Schwimmer (35/1) im Ansaugbehälter (26) den gewünschten Wasserstand hält.
4. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß in die Schwimmkörper (1) und (5) Ballastkammern (43) eingebaut sind, die Trennwände (73) zur Stabilisierung aufweisen. Daß in die Ballastkammern über Flutventile (44), Gestänge (45) und Handrad (46) Ausgleichswasser (42) eingelassen wird, das über eine von Hand verstellbare Regelanlage, bestehend aus Schwimmerschaölter (52), einstellbar über Spindel (54), durch Handrad (53), ablesbar an Skala (55) über Zeiger (55/1) die Unterwasserpumpe (48) steuert und somit für eine konstante Eintauchtiefe der Schwimmkörper im Wasser sorgt.
5. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruchl., dadurch gekennzeichnet, daß Turbine (38) einen Generator (41) antreibt, der elektrische Energie erzeugt.
6. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Druckbehälter (25), Ansaugebehälter (26) und Ballastkammern (43) mit Revisionsöffnunen (61) und (57) versehen sind. Daß Druckbehälter (25) mit zwei Mannlochdeckeln (s58) verschlossen ist, die von Bügel (59) und Schrauben mit Muttern (60) gehalten worden. Daß Ansaugbehäter (26) und Ballastkammern (43) mit aufgeleiten Deckeln (56) verschlossen sind.
7. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (1) und (5) Je einen herausschwenkbaren Einsteigeschacht (64) aufweißt, der durch Gegengewichte (71) entlastet ist.

Daß der abschließbare deckel (63) bei ausgefahrenem Einsteigeschacht (64) als Schachtdeckel (63/1) benutzt wird und dann von innen abschließbar ist. Daß die aufschwenkbare Verschlußplatte (68) zum verschließen der Öffnung (62) ausgebildet ist und somit das eindringen der Meerwellen bei ausgefahrenen Schacht (64) verhindort. Daß Verschlußschraube (69) und Bügel (70) hierbei als Verschluß dienen. Daß au und unterhalb des Einsteigeschachtes (64) Einsteigesprossen (67) angebracht sind, die das besteigen der Schwimmkörper ermöglichen.
8. Schwimmendes Wasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die eingebauten Kolbonpumpen (14) und (14/1) in den Schwimmkörpern (5) über Verbindungrohre (3/1), (4/1), (3) und (4) mit dem Druckbohälter (2,) und dem Ansaugbehälter (26) im Schwimmkörper (1) verbunden sind.