DE2746162A1

DE2746162A1 - Wind- und wellenkraftwerk

Info

Publication number: DE2746162A1
Application number: DE19772746162
Authority: DE
Inventors: Martin Schatta
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1979-04-19

Description

Wind- und Wellenkraftwerk Die Erfindung betrifft ein Wind- und Wellenkraftwerk dessen vom Wind oder/und Wasser betriebenen Drehteile zur Stromerzeugung verwand werden.
Solche nach den linearen Wellenfronten an verankerten Schwimmkörpern installierte Drehgestelle sollen eine Energieentnahme aus den Wind- und Wasserströmungen ermöglichen.
Bekannt sind horizontal- und vertikalachsige Windkraftwerke, deren feststehende oder nach dem Anstellwinkel verstellbare Windflügel nur die potentielle Energie-Wind, in kinetische Energie umwandeln.
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.
Diese Umwandlungstechniken arbeiten nach dem Induktions-, hydropneumatischen-, Wellenbrecher- und dem Unterwasserflügelradprinzip als Einzelanlagen.
Solche zum Stand der Technik zählenden Energiewandler werden wohl für B<»n, Leuchttürmen odgl. eingesetzt, aber eine großtechnische Nutzung ist bisher nicht möglich.
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.
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.
Desweiteren sind hierbei die mit jedem Schaufelrad kraftschlüssig gekoppelten doppelt wirkende Pumpe, mit Innenzylinder und Ventilen sowie Turbine, besonders aufwendig sowie verschleißanfällig.
Ähnliche Nachteile weisen Druckschlauchkraftwerke auf, die Druckschwankungen unterhalb der Wassexberfläche über ein Drehmoment erzeugnndes Arbeitsmedium auf einen Turbogenerator übertragen.
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.
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.
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.
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.
(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.
(Nach Fig. 2 u. 3) Soll u.a. vor Steilküsten odgl. der Tidehubausgleich bzw.
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.
(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.
(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.
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.
(Nach Fig. 6 und 7) Nach einer weiteren Ausbildung, besteht ein im Wattgebiet einzusetzendes Kraftwerk vorzugsweise aus halbarmigen ca.
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.
(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.
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.
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.
(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.
(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.
(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.
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.
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.
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.
(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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 ein skizziertes Prinzip eines Schwimmkörper-Traggestells mit rotierender Drehschaufel u. Landeinwärts-Rückholrolle.
Fig. 2 eine Vorderansicht mit um eine Rohrachse pendelnden und in ovalen Achsenhalterungen drehgelagerten Drehschaufeln.
Fig. 3 ein Prinzip der Energieumwandlung aus pendelrhythmischen Wellenbewegungen.
Fig. 4 die Seitenansicht eines direkt bodenverankertes Kraftwerk mit an Standsäulen gleitenden, den Tidehub ausgleichenden Schwimmkörpern.
Fig. 5 die Vorderansicht mit den Standsäulen einer starren halbtauchenden Rohrachse, an der sich über ein Wendegetriebe die Drehschaufeln um 90° drehen.
Fig. 6 das Prinzip einer im Traggestell schwimmend gelagerten Rohrachse an deren rotierender Kurbelwelle halbarmige Drehschaufeln u.a. mittels Rückholrollen um 90° gedreht werden.
Fig. 7 das skizzierte Prinzip aus seitlicher Sicht Fig. 8 die Vorderansicht einer pendelnden an hydraulischen Standsäulen gelagerten Rohrachse, mit einer Sturmsicherung.
Fig. 9 eine seitliche Ansicht einer halbarmigen Drehschaufel deren Kontergewicht ihre Ausgangsstellung bestimmt.
Fig. 10 die Vorderansicht einer auf verankerten Lagerböcken angeordneten Rohrachse mit einem Seilantrieb für einen hochstehenden Umpolgenerator.
Fig. 11 die Seitenansicht mit einer an einem Hebelarm der Rohrachse und Lagerbock befestigten Rückholfeder.
Fig. 12 eine Vorderansicht einer mittels Schrauben- und Blattfedern gehaltenen schwingenden Rohrachse mit auf einer Seilstange befestigten Generatoren indirekt treibenden Zugseilen.
Fig. 13 u.a. die Seitenansicht einer schwingenden Rohrachse in rückholender gegen die Strömung befindlicher Schwingphase.
Fig. 14 die Ausbildung einer halbarmigen Drehschaufel, im Schnitt.
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.
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.
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.
Das heißt, schon vor dem Höhepunkt einer Sturmflut odgl.
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.
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.
Desweiteren wird das vom Generator ausgehende Stromkabel von einer Kabel-Rückholrolle stets auf entsprechender Zugspannung gehalten, um nachfolgend in einer fest installierten Leitung überzugehen.
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.
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.
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.
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.
(Nach Fig. 2 u. 3) Wird hierbei auf das Umsetzgetriebe 18 verzichtet, so ist der Generator 16 ein Umpoler.
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.
Mit der Achshalterung 12 ist das Schwunggewicht 25 und das den Umpolgenerator antreibende Zugseil 26 verbunden.
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.
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.
Das pendelartige elastisch gehaltene an der Drehschaufel 10 befestigtes Pendelgewicht 32, unterstützt die Drehschaufelbewegung.
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.
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.
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.
(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.
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.
Eine solche Sperr-Rückholrolle 40 weist in bekannter Weise einen Sperrmechanismus der die gespeicherte Federkraft, durch Lageveränderung einer Fallkugel auf eine Federsperrklinke, auslöst.
Desweiteren ist die Rohrachse 9 über das Ubersetzungsgetriebe 43 mit dem Generator kraftschlüssig verbunden.
Ausführungsgemäß sind die am Traggestell 2 jeweils in Rechteckform angeordneten Rohrständer 44 die Träger der Schwimmkörper 1.
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.
Desweiteren ist am Traggestell 2 das Druckausgleichblech 46 befestigt, das durch seinen bemessenen Anstellwinkel dem Kippmoment entgegenwirkt.
Nach Fig. 8 ist die Rohrachse 9, mittels der zwischen dem Lagergehäuse 47 und der Rohrachse 9 installierten Schraubenfedern 48, entsprechend drehbegrenzt.
Desgleichen weisen die in den Lagerschäften 49 angeordneten Achswellen 27 Schraubenfeder-Drehbegrenzer 50 auf.
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.
Der Drehbegrenzer 51 auf dem Lagergehäuse 47 weist zwei durch die Rohrachse 9 hindurchführende Blattfedern 52 auf.
Desweiteren ist eine Sturmsperre vorgesehen, welche die Drehschaufeln ab einer bestimmten Strömungsstärke in horizontaler Stellung solange verbleiben laib , bis normal Stärken eintreten.
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.
Die Druckpumpe 59 liefert über einen bekannten Schwimmer-Niveauregler den Förderdruck für die Hydraulik - Standrohre 60.
Fig. 9 versinnenbildlicht eine halbarmige Drehschaufel 1o in Ausgangsstellung mit dem Kontergewicht 61.
Nach Fig. 10 und 11 treiben halbarmige in stetiger Wasserströmung befindliche halbarmige Drehschaufeln 1o, die auf der Rohrachse 9 angeordneten Seilscheiben 62, an.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die gegenständliche Fertigung eines solchen Schlag- und Drehschwingsystems in Ubereinstimmung zwischen Struktur und Funktion, zwischen Flügelbau undFlügelbewegung ist stets gegeben.
Um durch solche Schwingungen ein Drehmoment zu erzeugen, sind auf der Rohrachse 9 in bemessenen Abständen Seilstangen 14 mit dem Schwungkörper 74 angeordnet.
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.
Fig. 14 zeigt die Ausführung einer Drehschaufel, deren Enden die Krümmung 77 bzw. aufgebrachte Profilstücke 78, nach Art von Anstellwinkel, aufweisen.
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.
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.

Claims

Patentanspnche: Wind- und Wellenkraftwerk dessen vom Wind oder/und Wasser betriebenen Drehteile zur Stromerzeugung verwand werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Doppelreihe bildende, den Tidehub ausgleichende seilgehaltene Schwimmkörper (1) die mit, von verankerten Gründungsrollen (5) gehaltenen ragge-tel cm?), starr verwunden sind; und die einzelnen Traggestelle (2) mittig eine Rohrachse (9) 0 aufweisen auf der, um 90° in frontaler Kanten- sowie Flächenstellung versetzte und nur in horizontaler Ebene pendelrhythmisch mittels Wendegetriebe odgl. um 90° wendbare asymmetrische Drehschaufeln (wo), rotierend oder schwingend lagern, wobei das jeweilige schwimmende Traggestell (2) mittels Seilzüge (6) die über verankerten Gründungsrollen (5) in eine Rückholrolle (3) enden, so lang oder kurz an den Seilen landeinwärts gehalten werden wie stark die Rückholkraft der Rückholrolle (3), entgegen starken Seegang ausgelegt ist um infolge des Seegangs sowie mittels der am unteren Traggestell (2) befestigten Kufen (4) oder Rädern das Kraftwerk stets selbsttätig aus dem zu starken Wellenbereich in den schwächeren Windbereich landeinwärts - und umgekehrt - zu bewegen.
2. Wind- und Wellenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Drehschaufelachse (11) durch den auf der Rohrachse (9) angeordneten Lagerblock und durch eine Achsenhalterung (12) die mit der Rohrachse (9) schweißverbunden ist, und die einzelnen verkröpften Drehschaufelhälften (14) an den beiden auf den Drehschaufelachsen (11) gelagerten Drehrohren (13) befestigt sind.
(Nach Fig. 2) 3. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Drehschaufelachse (11) das Antriebsseil (5) der Treibachsen - Rückholrolle (17) befestigt ist und die Treibachse über das Ubersetzungsgetriebe (18) mit dem Generairr (16) kraftschlüssig gekuppelt ist, wobei das auf der Treibachse angeordnete Schwungrad (19) die antriebsschwache Zeit zwischen den einzelnen Wellenperioden überbrückt.
(Nach Fig. 2 u. 3) 4. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der bodenhaftenden Tragkonstruktion (20) in zwei abständigen Reihen Standsäulen (21), die Rundtauchkörper (22) im Gleitsitz führen, installiert sind und beiderseitig an den Rundtauchkörper (22) wasserfrontseitig, die längsvt:rbindenden Rohrachsen (9), welche Schaufeldrehlager (23) aufweisen, angeordnet sind, auf denen jeweils zwei Achswellen (27) mit aufgezogenen Kegelrädern (30) lagern, wobei einerseits das auf der Rohrachse (9) aufgebrachtes Tellerrad (28) mit seinen beiden Zahnsegmenten (29) in horizontaler Ebene in die Kegelräder (30) eingreift um die Drehschaufeln (1o) um 90° zu wenden und andererseits ist auf dem an der Standsäule (21) gleitenden landnäheren Rundtauchkörper (22) der Umpolgenerator (24) aufgesetzt, dessen Seilscheibe, mittels des beiderseitig an der Achshalterung (12) befestigten Zugseils (26), im so erwirkten Pendelrhythmus, angetrieben wird.
(Nach Fig. 4) 5. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Innenfläche des Tellerrads (28) als halbierte Kurvenscheibe ausgebildet ist, auf der abwechselnd die Gleitsteine (33) beider Achswellen (27) gleiten und andererseits weisen die Achswellen (27) zwei um 90° versetzte ferdernde Mitnehmer-Anschläge (31) auf.
6. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrachse (9), neben den auf ihr aufgebrachten Spitztauchkörpern (34) die Rohrführungen (35) erhält in denen die einzelnen Standsäulen (21) als Standrohre angeordnet sind, um so den Tidehub schwimmend auszugleichen.
(Nach Fig. 5) 7. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen drehgelagerten Rohrachsen (9) jeweils die Kurbelwelle (13) mit aufgestecktem Anlauf-Schwungrad (45) angeordnet ist, und an den jeweiligen Kurbelarmen (39) der Kurbelwelle (36) die Sperr-Rückholrolle (4o), die mit ihrem an dr Zugangel (42) verbundenem Rückholseil (41) die Drehschufel (lo) bis zu den Frontanschlägen (38) drehbewegt, befestigt ist, und infolge bekannter 11Fallkugelmechanik11 die Rückholrollensperre, der Sperr-Rückholrolle (4o), funktionsmäßig entsprechend pendelrhythmisch blockiert.
(Nach Fig.6 und 7) 8. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem schwimmenden Traggestell (2) im bemessenen Anstellwinkel das Druckausgleichsblech (46) entsprechend angeordnet ist.
9. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß halbarmige mit der Drehschaufelachse (11) um ca. 90° drehpendelnde Drehschaufeln (lo) auf der drehgelagerten Rohrachse (9) mittels der an ihr befestigten und am Lagergehäuse (47) der Rohrachse (9) fixierten Schraubenfedern (48) und dem Draibegrenzer (51), infolge Wellenauflaufens sich mit der Rohrachse (9) um ca.

180 pendelrhythmisch drehen; und die jeweilige Gezeiten-Drehschaufelwasserhöhe mittels druckbeaufschlagter Hydraulik-Standrohre (60) welche durch bekannte Schwimmer-Niveaureglern gesteuert werden, sowie die dazugehörige Druckpumpe (59) von dem, den Generator treibendem Aufsteckgetriebe odgl. betätigt wird.

(Nach Fig. 8)
10. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehsperre der Rohrachse (9) u.a. aus dem an dem fixiertem Zusatz-Drehlagergehäuse (54) befestigtem Hebelarm (55) besteht, welcher unten das Druckblatt (56) den Federwiderstand des Hebelarms (55) überwindet um so den Raster (57), die jetzt in Horizontalstellung befindlichen Drehschaufeln (1o) bzw. Bohrhülse, bis zum Nachlassen des überstajen Seegangs festhaltend einrasten läßt.
11. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anlaufhilfe für die Drehschaufeln (lo) aus einem an dem Stand- bzw. Festlager der drehgelagerten Rohrachse (9) und über einer abgewinkelten Tragstange befestigtes Kontergewicht (61) besteht.
(Nach Fig. 9) 12. Vind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß statt der 2iOehub-Aucgllich8-vorrichtung auf bodenverankerten Konsolen (63) Lagerböcke, in denen die Rohrachse (9) drehbar lagert, angeordnet sind und die Rohrachse (9) eine festsitzende Seilscheibe (62), welche über dem Seil (66) den Generator treibt, aufweist bzw. die jeweiligen auf der Rohrachse (9) im Festsitz aufgebrachten Drehschaufeln (1o), in reversibler Kantenstellung, mittels deaan dem Rohrausleger (64) befestigten Schraubenzugfeder (65) in frontaler anschlagsbegrenzter Ausgangsstellung zurückgedreht werden.
(Nach Fig. lo und 11) 13. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine schwingende die Drehschaufeln (lo) in Festlager aufnehmende horizontale Rohrachse (9) an vertikalen in den Hydraulikkolben (68) des Hydraulik - Standrohres (60) eingelassenen blattförmigen Schwungfedern (67) odgl. endbefestigt ist.
(Nach Fig. 12 und 13) 14. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenstellung der Drehschaufel (lo), nach dem Prinzip der rückgängigen Schwungkraft, von der auf der Rohrachse (9) befestigten, den Schwingkörper (70) aufnehmenden Schwingfeder (69) gebildet wird und der Schwingkörper (70) den federnden Mitnehmer (71) und ein Zugseil aufweist, welches die kleinere Drehschaufelhälfte zu den Frontanschlag (72) bewegt.
15. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 9, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein infolge der Brandung odgl.

bewirkte maximale ca. 1800 betragender Schwingbereich der Rohrachse (9) in Generator-Drehbewegung mittels der jeweiligen auf der Rohrachse (9) über eine Seilstange angeordneten Schwungkörper (74), mit daran befestigten, den Generator (16) über die Treibachsen-Rückholrolle (17) antreibenden Schwungseilen (75), umsetzt.
16. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 9, 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Lagerschaft (49) der Drehschaufel (1o) und der Drehschaufelachse (11) im Eingriff stehendes Federpaket (76) die asymmetrische Drehschaufel (io) druckfrontal bis zu den Anschlag (73) spannt und druck-horizontal in Drehschaufel-Kantenstellung zu den Frontanschlag (72), wieder entspannt.
17. Wind- und Wellenkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 1i, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbeaufschlagten Flächen beider Drehschaufelenden eine Krümmung (77) bzw. aufgebrachte Pirfilstücke (78), nach Art von Anstellwinkel aufweisen.

(Nach Fig. 14)