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Wind- und Wellenkraftwerk Die Erfindung betrifft ein Wind- und Wellenkraftwerk
dessen vom Wind oder/und Wasser betriebenen Drehteile zur Stromerzeugung verwand
werden.
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Solche nach den linearen Wellenfronten an verankerten Schwimmkörpern
installierte Drehgestelle sollen eine Energieentnahme aus den Wind- und Wasserströmungen
ermöglichen.
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Bekannt sind horizontal- und vertikalachsige Windkraftwerke, deren
feststehende oder nach dem Anstellwinkel verstellbare Windflügel nur die potentielle
Energie-Wind, in kinetische Energie umwandeln.
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Desweiteren sind einzelne Wellenenergiewandler bekannt, welche die
Oberflächenprofil-Veränderung, den Wellenlauf und Orbitalbewegung der Wasserteilchen,
die Druckschwankungen unterhalb der Wasseroberfläche sowie die longitudinale Bewegung
der Wasserteilchen in flaheem Wasser, für eine Energieentnahme nutzen.
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Diese Umwandlungstechniken arbeiten nach dem Induktions-, hydropneumatischen-,
Wellenbrecher- und dem Unterwasserflügelradprinzip als Einzelanlagen.
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Solche zum Stand der Technik zählenden Energiewandler werden wohl
für B<»n, Leuchttürmen odgl. eingesetzt, aber eine großtechnische Nutzung ist
bisher nicht möglich.
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So werden Schaufelradkraftwerke, welche als Halbtaucher die Orbitalbewegung
der Wellen über Schaufeln auf Spezialpumpen übertragen, wobei ihr gleichgerichteter
Hochdruck-Wasserfluß jeweils eine Turbine antreibt, zur Stromerzeugung auch im MW-Bereich
vorgeschlagen.
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Gegen eine Verwirklichung stehen nicht nur die hohen Anlagekosten,
sondern auch erhebliche Wartungskosten zu Buch. So ist das Problem der Sturmfluteinwirkung
bzw. Versandung nicht gelöst worden.
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Desweiteren sind hierbei die mit jedem Schaufelrad kraftschlüssig
gekoppelten doppelt wirkende Pumpe, mit Innenzylinder und Ventilen sowie Turbine,
besonders aufwendig sowie verschleißanfällig.
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Ähnliche Nachteile weisen Druckschlauchkraftwerke auf, die Druckschwankungen
unterhalb der Wassexberfläche über ein Drehmoment erzeugnndes Arbeitsmedium auf
einen Turbogenerator übertragen.
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Ferner ist bekannt, daß das mittlere Energiepotential für eine durchschnittliche
Nordsee-Wellenfront von th km Länge 64 TWh/a beträgt und deshalb die Übertragungsmechanik
von Wind- und Wasser, in Sturmperioden, auf ein jeweiliges Kraftwerk betriebs- und
wertentscheidend ist.
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Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Energie aus
Luft- oder/und Wasserströmungen mittels einer einfachen Mechanik in ein Drehmoment
möglichst direkt umzuwandeln, wobei Erosionen (Abtragungen) durch Wind und Wasser
vermindert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß jeweils eine
Doppelreihe bildende, den Tidehub ausgleichende seilgehaltene Schwimmkörper die
mit, von verankerten Gründungsrollen gehaltenen6 Traggestellen, starr verbunden
sind; und die einzelnen Traggestelle mittig eine Rohrachse aufweisen auf der, um
90° in frontaler Kanten- sowie Flächenstellung versetzte und nur in horizontaler
Ebene pendelrhythmisch mittels Wendegetriebe odgl. um 900 wendbare asymmetrische
Drehschaufeln, rotierend oder schwingend lagern, wobei das jeweilige schwimmende
Traggestell, mittels Seilzüge, die über verankerten Gründungsrollen in eine Rückholrolle
enden, so lang oder kurz an den Seilen landeinwärts gehalten werden wie stark die
Rückholkraft der Rückholrolle, entgegen starken Seegang, ausgelegt ist um infolge
des Seegangs sowie mittels der am unteren Traggestell befestigten Kufen oder Rädern
das Kraftwerk stets selbsttiiig aus dem zu starken Wellenbereich in den schwächeren
Windbereich landeinwärts - und umgekehrt - zu bewegen.
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Um die Drehschaufeln zu stabilisieren, führt ihre jeweilige Drehschaufelachse
durch den auf der Rohrachse angeordneten Lagerblock und durch eine Achsenhalterung,
die mit der Rohrachse schweißverbunden ist, wobei die einzelnen verkröpften Drehschaufelhälften
an den beiden auf den Drehschaufelachsen gelagerten Drehrohren befestigt sind.
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(Nach Fig. 2) Damit solche Drehschaufeln nicht nur infolge von Rotation
über Getriebe und Generator elektr. Strom erzeugen, sondern auch mittels Drehbegrenzern
sowie ein an der Drehschaufelachse befestigtes Antriebseil pendelrhythmisch bewegt
werden, weist eine Treibachsen-Rückholrolle, deren Treibachse über ein Umsetzgetriebe
mit dem Generator gekoppelt ist, ein Schwungrad auf, welches die antriebsschwache
Zeit zwischen den einzelnen Wellenperioden überbrückt.
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(Nach Fig. 2 u. 3) Soll u.a. vor Steilküsten odgl. der Tidehubausgleich
bzw.
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der Generatorantrieb nicht über Rückholrollen, sondern nur durch Schwimm-
oder Tauchkörper erfolgen, so sind auf einer Tragkonstruktion in zwei abständigen
Reihen Standsäulen, die Rundtauchkörper im Gleitsitz führen, installiert, und beiderseitig
sind an ihnen wasserfrontseitig, die längsverbindenden Rohrachsen, welche Drehlager
aufweisen, angeordnet, und auf denen jeweils zwei Achswellen mit aufgezogenen Kegelrädern
lagern, wobei einerseits auf der Rohrachse aufgebrachtes Tellerrad mit seinen beiden
Zahnsegmenten in horizontaler Ebene in die Kegelräder eingreift um die Drehschaufeln
um 90° zu wenden und andererseits ist auf den einzelnen landnäheren Gleitschwimmkörper
ein Generator aufgesetzt, dessen Seilscheibe, mittels des beiderseitig am Achshalter
befestigten Zugseil, im so erwirkten Pendelrhythmus, angetrieben wird.
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(Nach Fig. 4)
Damit nach der Horizontaldrehung die
wechselnde Kanten-und Flächenstellung der Drehschaufeln funktionsgemäß eingehalten
wird, ist nach einedweiteren Ausbildung der Erfindung einerseits die Innenfläche
des Tellerrads als halbierte Kurvenscheibe ausgebildet auf der abwechselnd die Gleitsteine
beider Achswellen gleiten und andererseits weisen die Achswellen zwei um 90° versetzte
federnde Anschlagbegrenzer auf.
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(Nach Fig. 5) Um den Tidehub auszugleichen, ist vorgesehen, daß die
Rohrachse, neben den auf ihr aufgebrachten Spitztauchkörpern, Rohrführungen erhält,
in denen Standrohre angeordnet sind.
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Damit eine schwimmende oder eine niveaugeregelte auf Standrohre odgl.
gelagerte Rohrachse auch über eine Kurbelwelle ein Drehmoment überträgt, ist zwischen
einer drehgelagerten mit einem Anlauf-Schwungrad versehenen Rohrachse eine Kurbelwelle
angeordnet an deren Kurbelarmen Rückholrollen, zur Rückholung des jeweiligen Drehschaufelblatts
befestigt sind, wobei infolge bekannter Fallkugelmechanik die Rückholrollensperre
entsprechend pendethythmisch blockiert wird.
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(Nach Fig. 6 und 7) Nach einer weiteren Ausbildung, besteht ein im
Wattgebiet einzusetzendes Kraftwerk vorzugsweise aus halbarmigen ca.
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900 pendelnden Drehschaufeln die mit der drehgelagerten Rohrachse
u.a. mittels eingesetzter Schraubenfedern und Federdrehbegrenzern im 900 bzw. 180°
Drehbereich rhythmisch infolge Wellenauflaufens pendeln und zum anderen die jeweilige
Gezeiten- Drehschaufelwasserhöhe mittels druckbeaufschlagten Hydraulik-Standrohren,
die durch bekannte Schwimmer-Niveauregler gesteuert werden, wobei die Druckpumpe
von dem den Generator treibendes Aufstekgetriebe betätigt wird.
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(Nach Fig. 8)
Sollen ab einer Seegangstärke die im
Fest- oder Drehlagersitz auf der Rohrachse odgl. inställierten Drehschaufeln die
widerstandschwache horizontale Kantenstellung einnehmen, so ist an einem fixiertem
Zusatz-Drehlagergehäuse ein gegengefederter Hebelarm senkrecht befestigt und der
unten, ein Druckblatt sowie oben einen waagerechten stiftförmigen Raster aufweist
und der Raster in Anordnung sowie Funktion in einer senkrechten Bohrhülse der Rohrachse
bzw.
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in einer Durchbohrung eines Drehlagers nur dann einrastet, wenn der
Wasserdruck auf das Druckblatt den Federwiderstand des Hebelarms überwindet um so
den Raster, die Jetzt in Horizontalstellung befindlichen Drehschaufeln bzw. Bohrhülse,
bis zum Nachlassen des überstarken Seegangs festhaltend einrasten läßt.
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Um in und zwischen den einzelnen Wellenperioden die Drehschaufeln
eine strömungsgünstige Ausgangs- bzw. Anlaufstellung zu geben, ist an die im Schraubsitz
auf der Rohrachse aufgebrachten Standlagern jeweils ein exzentrisches Kontergewicht
angeordnet.
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(Nach Fig. 9) Damit ein Kraftwerk auch ohne einen Tidehub-Ausgleich
noch im Ebbe-Wasserstand, Energie erzeugen kann, ist auf, in Reihe bodenverankerter
Konsolen, je ein Lagerbock mit einem Generatorträger angeordnet und der Lagerbock,
die Rohrachse, auf der eine Seilscheibe vorgesehen ist, aufnimmt, wobei die jeweiligen
auf der Rohrachse im Festsitz befindlichen Drehschaufeln in reversibler Kantenstellung,
durch die Rückholfeder in einer anschlagbegrenzten Ausgangsstellung gebracht werden.
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(Nach Fig. 1o und 11) Um den Wellenlauf bzw. den Seegang mit den Breitflächen
der asymmetrischen Drehschaufeln langwegig aufzufangen, ist, nach einer weiteren
Ausbildung der Erfindung, die horizontale Rohrachse odgl. an vertikalen, in den
Kolben
eines jeweiligen Hydraulik-Standrohres eingelassenen eine
Blattfeder führende Schraubenfeder, endbefestigt, wobei die konische Blattfeder
zwecks Längenausdehnung durch die Rohrachse hindurchführt.
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(Nach Fig. 12 und 13) Damit der ca. 1800 betragende aber langwegige
Schwingbereich in Generator-Drehbewegung umgewandelt wird, sind an einer auf der
Rohrachse angeordneten Seilstange zwei Schwungseile, welche jeweils einen wasserdichten
Generator über eine entsprechend ausgelegten Rückholrolle und ein FrFft speicherndes
Schwungrad, antreiben.
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Sollen solche Drehschaufeln die in horizontaler Endschwingphase den
geringsten Wasser- oder/und Windwiderstand aufweisen, in dieser Lage von der Flächen-
in Kantenstellung um 90° gedreht werden, so ist zwischen dem Lagerschaft und der
Drehschaufelwelle ein im Eingriff stehendes Federpaket installigt, welches sich
funktionsmäßig spannt und in horizontaler Lage spannungslösend die Drehschaufel
bis zu einem Kantenstellung-Halteanschlag dreht.
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Desweiteren ist zur Erreichung und Beibehaltung der Drehschaufel-Kantenstellung
eine weitere, nach dem Prinzip der reversiblen Schwungkraft arbeitenden, Vorrichtung
vorgesehen, welche im wesentlichen aus einer auf der Rohrachse befestigten Blattfeder
mit aufgesetzten Schwungkörper besteht und der Schwungkörper ein Zugseil mitführt,
das an der größeren Drehschaufelhälfte entsprechend befestigt ist.
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Um strömungstechnisch eine Beibehaltung der Drehschaufel-Kantenstellung
zu erwirken, weisen die druckbeaufschlagten Flächen beider Drehschaufelenden eine
Krümmung bzw. aufgebrachte Profilstücke, nach Art von Anstellwinkel, auf.
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(Nach Fig. 14)
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile
bestehen insbesondere darin, daß statt einer langwegigen und kleinflächigen Teilerfassung
der aus dem Seegang resultierende WasserlPaft, nach km zu zählenden großflächigen
und gestaffelt, mehrere Wellenfronten und Windstärken erfassenden Kraftwerken die
konstruktiv vergleichsweise einfacher, nach dem zwangsläufigen reversiblen (rückgängigen)
Prozeß der peridischen Umwandlung potentieller- in kinetische -mechanische Energie,
arbeiten und zusätzlich die stetigen Erosionsschäden, die wertvolle Rohstoffe und
Milliardensummen verschlingen, erheblich vermindern helfen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 ein skizziertes Prinzip eines Schwimmkörper-Traggestells
mit rotierender Drehschaufel u. Landeinwärts-Rückholrolle.
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Fig. 2 eine Vorderansicht mit um eine Rohrachse pendelnden und in
ovalen Achsenhalterungen drehgelagerten Drehschaufeln.
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Fig. 3 ein Prinzip der Energieumwandlung aus pendelrhythmischen Wellenbewegungen.
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Fig. 4 die Seitenansicht eines direkt bodenverankertes Kraftwerk mit
an Standsäulen gleitenden, den Tidehub ausgleichenden Schwimmkörpern.
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Fig. 5 die Vorderansicht mit den Standsäulen einer starren halbtauchenden
Rohrachse, an der sich über ein Wendegetriebe die Drehschaufeln um 90° drehen.
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Fig. 6 das Prinzip einer im Traggestell schwimmend gelagerten Rohrachse
an deren rotierender Kurbelwelle halbarmige Drehschaufeln u.a. mittels Rückholrollen
um 90° gedreht werden.
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Fig. 7 das skizzierte Prinzip aus seitlicher Sicht Fig. 8 die Vorderansicht
einer pendelnden an hydraulischen Standsäulen gelagerten Rohrachse, mit einer Sturmsicherung.
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Fig. 9 eine seitliche Ansicht einer halbarmigen Drehschaufel deren
Kontergewicht ihre Ausgangsstellung bestimmt.
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Fig. 10 die Vorderansicht einer auf verankerten Lagerböcken angeordneten
Rohrachse mit einem Seilantrieb für einen hochstehenden Umpolgenerator.
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Fig. 11 die Seitenansicht mit einer an einem Hebelarm der Rohrachse
und Lagerbock befestigten Rückholfeder.
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Fig. 12 eine Vorderansicht einer mittels Schrauben- und Blattfedern
gehaltenen schwingenden Rohrachse mit auf einer Seilstange befestigten Generatoren
indirekt treibenden Zugseilen.
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Fig. 13 u.a. die Seitenansicht einer schwingenden Rohrachse in rückholender
gegen die Strömung befindlicher Schwingphase.
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Fig. 14 die Ausbildung einer halbarmigen Drehschaufel, im Schnitt.
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In Fig. 1 sind 1 die in Doppelreihe an in jeweils nachentsprechender
Länge gefertigten Traggestelle 2, schraubbefestigten Schwimmkörper. Die Auftriebskraft
der Schwimmkörper 1 wird nur bei normalen Seegang von der Wasserverdrängung bestimmt
während bei starken Seegang, infolge ihre Formbestimmtheit und Befestigungsart,
aus den Schwimmkörpern 1 zum Land sich gegen Federkraft der Rückholrollen 3 bewegende
Tauchkörper werden.
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Die Fortsetzung der Landeinwärtsbewegung wird, funktionsmäßig mittels
der an dem Traggestell 2 befestigten Kufen 4 oder Rädern bzw. der über Gründungsrollen
5 zu den einzeln Rückholrollen 3 führenden Seilzüge 6, zu einer "aus dem Wasser"
Bewegung.
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Während dieser schützenden Landeinwärtsbewegung werden stets die Spiralfedern
bekannter Rückholrollen aufgezogen und mit dem Nachlassen der Sturmkräfte spulen
die Rückholrollen 3 wieder ab und befördern somit das jeweilige Kraftwerk ohne Fremdkraft
in normaler Ausgangsstellung.
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Das heißt, schon vor dem Höhepunkt einer Sturmflut odgl.
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wird in Sicherheitszone gefahren. Erfindungsgemäß kann die Landeinwärtsbewegung
mittels Schienen odgl., welche zu dünen- oder deichartigen Wellen odgl. führen,
unterstützt werden; wobei die jeweiligen Getriebe 7 und wasserdichten Generatoren
8 an dem Traggestell 2 oder auf der Rohrachse 9 installiert sind, auf der die zweiarmigen
rotierenden Drehschaufeln lo lagern.
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Funktionsmäßig arbeitet ein solches ausgeführte Wind-und Wellenkraftwerk
bei starken Seegang teilweise oder ganz als Windkraftwerk, wobei die achthundertfach
leichtere Luft nicht nur ein Arbeit leistender Faktor, sondern auch einen Schutzfaktor
ist.
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Desweiteren wird das vom Generator ausgehende Stromkabel von einer
Kabel-Rückholrolle stets auf entsprechender Zugspannung gehalten, um nachfolgend
in einer fest installierten Leitung überzugehen.
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Hierzu - es ist leicht zu erkennen, daß diese Variante des Wind- und
Wellen-Kraftwerkes, weder physikalisch noch der technischen Entwicklung, (nach den
Politikern) davonfahren kann.
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Es ist vorgesehen, daß die voranstehende Kraftwerksausbildung in offenen
Gewässern auch unter Verzicht auf die Gründungsrollen 5 und der Rückholrollen 3
unter Berücksichtigung einer entsprechenden Direktverankerung der Schwimmkörper
1, zur Stromerzeugung verwand wird. Diese aus der Erfindung resultierende Zweckmäßigkeit,
nicht nur in Bezug auf Wind- und Wellenkraft, sondern auch die durch den Wind entstehenden
stetigen Driftströmungen,werden so in ein Drehmoment umgewandelt bzw. darin integriert.
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Aus Fig. 2 ist eine Ausbildung, der mit der Rohrachse 9 drehverbundenen
nur schwingenden zweiarmigen Drehschaufeln 1o, zu ersehen, wobei die Drehschaufelachse
11, mittig in der Rohrachse 9 und der Achshalterung 12, im Festsitz lagert, um die
jeweiligen Drehrohre 13 mit den daran angeordneten größenunterschiedlichen Drehschaufelhälften
14, aufzunehmen.
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Um mit solchen schwingenden bzw. pendelnden Drehschaufeln, Generatoren
anzutreiben, ist an der jeweiligen Drehschaufelachse 11 oder an der Seilstange das
Antriebseil 15 befestigt, welches landeinwärts geführt1 jeweils einen Generator
16, über die Treibachsen-Rückholrolle 17 und das Umsetzgetriebe 18 bzw. das Schwungrad
19, treibt.
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(Nach Fig. 2 u. 3) Wird hierbei auf das Umsetzgetriebe 18 verzichtet,
so ist der Generator 16 ein Umpoler.
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Fig. 4 zeigt u.a. die Beton-Stahl-Tragkonstruktion 20, auf der in
zwei abständigen Reihen die Standsäulen 21, die jeweils Rundtauchkörper 22 im Gleitsitz
führen, angeordnet sind, wobei beiderseitig der frontalen Rundtauchkörper 22 die
jeweilige Rohrachse 9, welche die einzelnen Schaufeldrehlager 23 mit der Achshalterung
12 aufnimmt, befestigt ist, während auf den landseitigen Rundtauchkörpern 22, der
Umpolgenerator 24 angeordnet ist.
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Mit der Achshalterung 12 ist das Schwunggewicht 25 und das den Umpolgenerator
antreibende Zugseil 26 verbunden.
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Damit die beiden auf den Achswellen 27 befestigten Drehschaufelpaare
mittels Wendegetriebe eine abwechselnde Bewegung in Drehschaufel-Kantenstellung
entgegen Windoder/und Wellenströmungen", bzw. mit Wind- und Wellenströmungen in
"Flächenstellung", bei wechselnder Drehung in horizontaler Drehschaufelebene, erhalten,
ist auf der starren Rohrachse 11 das Tellerrad 28 mit seinen zwei Zahnsegmenten
29 angeordnet, wobei die auf den beiden Achswellen 27 aufgezogenen Kegelräder 30
nur in horizontaler Schwingebene in die Zahnsegmente 29 eingreifen.
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Aus Fig. 5 ist u.a. ein Drehschaufel-Wendegetriebe zu -ersehen, wobei
über nur ein Kegelrad 30 die beiden Achswellen 27 über zwei um 90° versetzten Mitnehmer-Anschlägen
31 drehverbunden sind, Der nach der senkrechten Mittellinie angeordnete, nicht gezeichnete
Mitnehmer-Anschlag 31, schlägt bei der nachfolgenden horizontalen
Rechtsdrehung,
d.h. in Kantenstellung beider Drehschaufeln lo auf die Rohrachse 9 federnd auf.
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Das pendelartige elastisch gehaltene an der Drehschaufel 10 befestigtes
Pendelgewicht 32, unterstützt die Drehschaufelbewegung.
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Um die Beibehaltung der Drehschaufelstellung bis zu ihrer 900 Horizontaldrehung
zu erzwingen, ist auf der jeweiligen Achswelle 27 ein exzentrischer Gleitstein 33
aufgebracht, welche auf zwei halbkreisförmigen bis zu dem Zahnsegment 29 reichenden
Kurvenerhöhungen des inneren Tellerrades 28 gleiten bzw. abgleiten.
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Desweiteren sind auf der horizontalen Rohrachse 9 ausgewogene Spitztauchkörper
34 angeordnet, welche den gewünschten Tauchstand, u.a. mit den auf den Standrohren
21 gleitend geführten Rohrführungen 35, ermöglichen.
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Damit eine schwimmende oder eine niveaugeregelte auf Standrohre odgl.
gelagerte Rohrachse auch über eine Kurbelwelle ein Drehmoment überträgt, ist zwischen
der in einzelnen Abschnitten aufgeteilten und drehgelagerten Rohrachse 9 die Kurbelwelle
36 angeordnet.
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(Nach Fig. 6) An der jeweils um 1800 fortlaufend gekröpften Kurbelwelle
36 sind auf den, als Queranschlag dienenden Lagerstegen 37 die einzelnen einarmigen
Drehschaufeln 1o und der Frontanschlag 38 im Festsitz angeordnet.
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0 Um die 90° Drehung bei Horizontalstellung der Lagerstege 37 bzw.
der Kurbelarme 39 zu gewährleisten, sind an den einzelnen Kurbelarmen 39 Sperr -
Rückholrollen 4o angeordnet, wobei deren jeweiliges Rückholseil 41 an der dem Drehkreis
innenseitig vorstehenden Zugangei !02 der Drehschaufel 1o befestigt ist.
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Eine solche Sperr-Rückholrolle 40 weist in bekannter Weise einen Sperrmechanismus
der die gespeicherte Federkraft,
durch Lageveränderung einer Fallkugel
auf eine Federsperrklinke, auslöst.
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Desweiteren ist die Rohrachse 9 über das Ubersetzungsgetriebe 43 mit
dem Generator kraftschlüssig verbunden.
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Ausführungsgemäß sind die am Traggestell 2 jeweils in Rechteckform
angeordneten Rohrständer 44 die Träger der Schwimmkörper 1.
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Fig. 7 zeigt das ovale exzentrisch auf der Rohrachse 9 aufgebrachte
Anlauf-Schwungrad 45, welches die Ausgangsstellung für ein Anlaufen gewährleistet,
wobei hierzu eine zweiarmige Drehschaufel herangezogen worden ist.
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Desweiteren ist am Traggestell 2 das Druckausgleichblech 46 befestigt,
das durch seinen bemessenen Anstellwinkel dem Kippmoment entgegenwirkt.
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Nach Fig. 8 ist die Rohrachse 9, mittels der zwischen dem Lagergehäuse
47 und der Rohrachse 9 installierten Schraubenfedern 48, entsprechend drehbegrenzt.
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Desgleichen weisen die in den Lagerschäften 49 angeordneten Achswellen
27 Schraubenfeder-Drehbegrenzer 50 auf.
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Funktionsgemäß gleicht die Drehbegrenzung der Rohrachse 9 durch die
Schraubenfeder 48 einer federnden Anschlag-Begrenzung, während das Spannen und Entspannen
der Schraubenfeder-Drehbegrenzer 50 einerseits durch die asymmetrische Druckbeaufschlagung
ab Ausgangstellung der Drehschaufeln 1o erfolgt, ist andererseits das Entspannen
zur Kantenstellung, infolge der den Druck mindernden Horizontallage, der im Abstrom
befindlichen Drehschaufeln 1o, stets gegeben.
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Der Drehbegrenzer 51 auf dem Lagergehäuse 47 weist zwei durch die
Rohrachse 9 hindurchführende Blattfedern 52 auf.
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Desweiteren ist eine Sturmsperre vorgesehen, welche die Drehschaufeln
ab einer bestimmten Strömungsstärke in horizontaler Stellung solange verbleiben
laib , bis normal Stärken eintreten.
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Zu diesem Zweck ist die Achse 53 in dem Zusatz-Drehlagergehäuse 54,
das den gegengefederten Hebelarm 55 aufnimmt, drehgelagert. Der Hebelarm 55 weist
an dem jeweiligen Ende das Druckblatt 56 sowie den stiftförmigen Raster 57 auf,
wobei dieser in einer Bohrhülse der Durchbohrung 58 entsprechend einrasten kann.
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Die Druckpumpe 59 liefert über einen bekannten Schwimmer-Niveauregler
den Förderdruck für die Hydraulik - Standrohre 60.
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Fig. 9 versinnenbildlicht eine halbarmige Drehschaufel 1o in Ausgangsstellung
mit dem Kontergewicht 61.
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Nach Fig. 10 und 11 treiben halbarmige in stetiger Wasserströmung
befindliche halbarmige Drehschaufeln 1o, die auf der Rohrachse 9 angeordneten Seilscheiben
62, an.
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Die rückgängige Kraft der jeweiligen Drehschaufel 1o wird mittels
der an der Konsole 63 und dem Rohrachsenausleger 64 befestigten Schraubenzugfeder
65 auf den Umpol-Generator bC, über die Seilscheibe 62 und dem Seil 66 übertragen.
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Fig. 12, 13 und 14 zeigen ein totales Schwingsystem, dessen Schwungkraft
aus der Flächen- und Kantenstellung der Drehschaufeln 1o und sekundär, infolge der
eigenen und zusätzlichen Schwungmasse, erzeugt wird.
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Zu diesem Zweck ist u.a. die Rohrachse 9 an schrauben-und blattfederförmigen
Schwungfedern 67, welche mit dem Hydraulikkolben 68 kraftschlüssig verbunden sind,
befestigt. Hierbei wird die Schwungkraft von einer richtungsgeführten Schwungmasse,
auch zur 90° Drehung der Drehschaufeln 1o, verwand.
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Demnach ist auf der Rohrachse 9 die Schwingfeder 69 mit dem Schwingkörper
70 angeordnet. Der abgefederte Mitnehmer 71, als Seil oder Federblatt, ist am frontseitigem
Vorsprung des Schwingkörpers 70 befestigt.
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Ein solcher Bewegungsablauf zeigt mehrere kinematische Details. Die
Drehschaufel 1o wird stets gegen die frontseitige Strömung so bewegt, daß ihre Vorderkante
vorausläuft, dazu muß sie um ihre Längsachse gedreht werden.
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Diese anschlagbegrenzte 900 Drehung erfolgt als Schlagschwingung in
strenger Phasenbeziehung zu der primären Gesamtdrehschwingung, wobei die Schlagschwingung
als eine Schwingungskomponete (Vektor) gerade dann ihr maximum hat, wenn die Gesamtdrehschwingung
ihr Minimum erreicht.
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Die Drehschaufel lo muß folglich so gebaut sein, daß sie von der frontseitigen
Anströmung gegen den Frontanschlag 72 solange gedrückt wird, bis die zwei Schwingungskomponenten
anfangen reversibel auszulaufen, wobei die größere Drehschaufelhälfte die Drehschaufel
gegen den Anschlag 73 dreht.
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Die gegenständliche Fertigung eines solchen Schlag- und Drehschwingsystems
in Ubereinstimmung zwischen Struktur und Funktion, zwischen Flügelbau undFlügelbewegung
ist stets gegeben.
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Um durch solche Schwingungen ein Drehmoment zu erzeugen, sind auf
der Rohrachse 9 in bemessenen Abständen Seilstangen 14 mit dem Schwungkörper 74
angeordnet.
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An dem jeweiligen Schwungkörper 74 sind die zu der Treibachsen-Rückholrolle
17 führenden Schwungseile 75 befestigt, wobei die Treibachse der Rückholrolle jeweils
einen Generator in einer Drehrichtung antreibt. Zusätzlich ist zwischen dem Lagerschaft
49 und der Drehschaufel - Achswelle 27 das damit im Eingriff stehende Federpaket
76 installiert.
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Fig. 14 zeigt die Ausführung einer Drehschaufel, deren Enden die Krümmung
77 bzw. aufgebrachte Profilstücke 78, nach Art von Anstellwinkel, aufweisen.
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Desweiteren wird vorgeschlagen, daß das Fertigungsverfahren "Thermisches
Spritzen als Schutz gegen Korrosion, Verschleiß, elektrischer Leitfähigkeit und
Wasserdurchlässigkeit, bei der Fertigung eines solchen Kraftwerkes,
angewendet
wird, um so den Einsatz von bewährten mechanischen Logikelementen, als einfach zu
handhabende Bauseine, zu ermöglichen.
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Die !mechanik der Flugtiere deren Flügel als mit unserer Technik vergleichbaren
Konstruktionen unterscheiden sich von den Entwürfen der Menschen darin, daß sie
nie auf eine einzelne Aufgabe festgelegt sind, so berücksichtigen diese Kraftwerk-Ausbildungen
das unterlrhiedliche Wirkgefüge, von Wind, Wasser, Watt, Schelf und Steilküsten.