DE2907422A1 - Sea power energy converter - includes float linked to ram of valved cylinder connected to pipe line - Google Patents

Sea power energy converter - includes float linked to ram of valved cylinder connected to pipe line

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Abstract

Sea waves energy converter operates with a float (I) at the extension of displacement ram (3) in the pump cylinder (4). The end of the ram carries an abutment (5) and the end of the cylinder features a seal ring (6). The delivery of the pump is controlled by suction and discharge valves (8, 9) while pipeline (10) feeds the water to a hydraulic power unit. The float is moved by sea waves compressing the drawn-in sea water while linkage (2) provides angular compensation.

Description

"Einrichtung zur Energiegewinnung" "Facility for energy generation"

Zur Energiegewinnung aus dem Meer ist es lediglich bekahnt, die Potentialunterschiede zwischen Ebbe und Flut durch Gezeiten-Kraftwerke zu nutzen. Qezeiten-Kraftwerke sind jedoch an günstige Standorte gebunden da der Tidenhub einen möglichst großen Wert erreichen tnu0 was lediglich in besonders günstigen Meeresbuchten zu verteichnen iSt, Aufgabe der Erfindung ist es, eine Energiegewinnungseinrichtung zu schaffen, mit der auch die durch die Meereswellen erzeugten Potentialunterschiede nutzbar zu machen sind.For energy generation from the sea it is only known the potential differences to use between ebb and flow by tidal power plants. Qezeiten power plants However, they are tied to favorable locations because the tidal range is as large as possible Achieve value tnu0 which can only be distributed in particularly cheap sea bays iSt, the object of the invention is to create an energy generation device, with which the potential differences generated by the ocean waves can also be used are to be made.

Die erfindungsgemäße Lösung ist gekennzeichnet durch eine von der Wellenenergie antreibbare eine Wasserkraftmaschine speisende Pumpe. Als Antriebsorgan Soll ein der Wellenbewegung ausgesetzter Schwimmkörper dienen. Vorteilhafterweise ist die Pumpe als tolbenpumpe ausgefuhrt, Wobei der Schwimmkörper unmittelbar an der Verlängerung des Verdrängerkolbens, befestigt ist. Über eine Rohrleitung kann die Pumpe unmittelbar mit einer Wasserkraftmaschine, beispielsweise Turbine oder mittelbar nitt einer solchen Uber eine zu einem Speicherbecken führenden *htleitung verbunden sein.The solution according to the invention is characterized by one of the Wave energy drivable pump feeding a water power machine. As a driving force A floating body exposed to the movement of the waves is intended to serve. Advantageously the pump is designed as a piston pump, with the float directly on the extension of the displacement piston, is attached. Via a pipeline the pump directly to a water power machine, such as a turbine or indirectly, such an overhead line leads to a storage basin be connected.

Um der forderung nach einer besonders einfachen und robusten Ausführung zu genügen, wird vorgeschlagen, die Pumpe aus einem einfachen Zylinder mit durch Rückschlagventile verschließbaren Ansaug- und Austrittsöffnungen in Verbindung mit einem in den Zylinder reichenden, kolbenringlosen Verdrängerkolben in Form eines Stempels zu gestalten, an dessen in den Zylinder reichenden Ende ein Hubbegrenzungsanschlag angebracht ist. Am oberen Ende der Kolbenstange kann der Schwimmkörper gelenkig befestigt sein.To meet the demand for a particularly simple and robust execution to be sufficient, it is suggested that the pump be made from a simple cylinder with through Non-return valves closable suction and discharge openings in connection with a displacement piston without a piston ring reaching into the cylinder in the form of a Design stamp, at the end of which extends into the cylinder, a stroke limit stop is appropriate. The float can be articulated at the upper end of the piston rod be attached.

Die Form des SChwimmkörpers kann der gewünschten Kolbenbeschleunigung angepaßt werden.The shape of the float can match the desired piston acceleration be adjusted.

Um einen möglichst hohen Pumpendruck zu erzielen, muß der Schwimmkörper ein erhebliches Gewicht haben. Zu diesem Zweck wird insbesondere Stahlblech als Schwimmkörpermaterial vorgeschlagen. Es besteht die Möglichkeit, einen Teil des Schwimmkörperhohlraumes mit Wasser zu füllen.In order to achieve the highest possible pump pressure, the float must have considerable weight. For this purpose, sheet steel is used in particular Float material proposed. There is the possibility of part of the To fill the floating body cavity with water.

Der Schwimmkörper kann großflächig gestaltet und dadurch mit mehreren Pumpen verbunden werden. Der Pumpenzylinder selbst wird vorteilhafterweise auf einer schweren am Meeresboden verankerten Grundplatte befestigt.The float can be designed over a large area and thus with several Pumps are connected. The pump cylinder itself is advantageously on a heavy base plate anchored to the seabed.

Durch das Anschließen mehrerer Pumpendruckstutzen an eine gemeinsame Förderleitung wird eine Förderleistung von großer Gleichmäßigkeit erzielt.By connecting several pump pressure nozzles to one common Delivery line, a delivery rate of great uniformity is achieved.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich durch einen geringen technischen Aufwand aus. Die Pumpe ist robust und den rauhen Dauerbeanspruchungen der Bewegung der Meeresoberfläche hervorragend angepaßt. Eine Anlage aus mehreren erfindungsgemäßen Pumpenanordnungen ist zur Energieversorgung von Ortschaften in Küstennähe geeignet. Hierbei ist insbesondere an die Energieversorgung von Orten mit günstiger Standortlage in Entwicklungsländern gedacht, die an Meeresteilen mit ständig hoher Dünung liegen.The device according to the invention is characterized by a low technical effort. The pump is robust and able to withstand the rough continuous use perfectly adapted to the movement of the sea surface. One system out of several Pump assemblies according to the invention is for the energy supply of Localities suitable near the coast. This is particularly important for the energy supply of places with a favorable location in developing countries that are close to parts of the sea constantly high swell.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung rein schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.In the drawing, an embodiment of the invention is purely schematic shown and explained below.

Es zeigen: Fig. 1 die Anordnung einer Einzelpumpe, Fig. 2 die Verbindung eines Schwimmkörpers mit zwei Kolbenpumpen.They show: FIG. 1 the arrangement of a single pump, FIG. 2 the connection a float with two piston pumps.

Ein aus beispielsweise Stahlblech oder Beton gefertigter Schwimmkörper 1 ist über ein Gelenk 2 mit einem Stempel 3 verbunden, der sich in einen Pumpenzylinder 4 erstreckt. Das in den Zylinder 4 reichende Ende des Stempels 3 wirkt als dichtringloser Verdrängerkolben, an dessen unterem Ende ein Begrenzungsanschlag 5 vorgesehen ist. Dieser Begrenzungsanschlag ist lediglich in Form eines ringförmigen Absatzes ausgebildet. Nur am Durchtritt des Stempels 3 durch die stirnseitige Zylinderwand ist eine Abdichtung 6, beispielsweise in Form elastischer Dichtringe vorgesehen.A floating body made of sheet steel or concrete, for example 1 is connected via a joint 2 to a stamp 3, which is in a pump cylinder 4 extends. The end of the plunger 3 reaching into the cylinder 4 acts as a sealing ring-less Displacement piston, at the lower end of which a limit stop 5 is provided. This limit stop is only designed in the form of an annular shoulder. Only at the passage of the punch 3 through the frontal cylinder wall is there a seal 6, provided for example in the form of elastic sealing rings.

Der Zylinder 4 ist an einer Grundplatte 7 befestigt, in dem gezeigten Beispiel gem. Fig. 1 ist die Verbindung starr gehalten. Am unteren Ende wird der Pumpenzylinder 4 in üblicher Weise durch ein Saugventil 8 und ein Druckventil 9 abgedichtet. An das Druckventil 9 schließt sich eine Förderleitung 10 an, die das geförderte Wasser einer Wasserkraftmaschine zuführt oder zunächst in ein Speicherbecken leitet.The cylinder 4 is attached to a base plate 7, in the one shown Example according to Fig. 1, the connection is held rigid. At the bottom, the Pump cylinder 4 in the usual way through a suction valve 8 and a Pressure valve 9 sealed. A delivery line connects to the pressure valve 9 10, which supplies the pumped water to a water power machine or initially leads into a storage basin.

Wie Figur 2 zeigt, ist ein Schwimmkörper 10, dessen Hohlraum teilweise zur Gewichtsvergrößerungmit Wasser 11 gefüllt ist, mit zwei Druckstempeln 30 und 31 verbunden, die in entsprechende Zylinder 40 und 41 reichen. In dem gezeigten Beispiel gemäß Figur 2 sind die Zylinder drehbeweglich an einer Grundplatte 70 befestigt. Veitere Gelenke 20 und 21 befinden sich an den Verbindungspunkten aes Schwimmkörpers 10 mit den Druckkolbenstangen 30 bzw. 31.As Figure 2 shows, a floating body 10, the cavity of which is partially is filled with water 11 to increase weight, with two plungers 30 and 31 connected, which extend into corresponding cylinders 40 and 41. In the one shown In the example according to FIG. 2, the cylinders are attached to a base plate 70 in a rotatable manner. Further joints 20 and 21 are located at the connection points of aes float 10 with the plunger rods 30 and 31, respectively.

Die Schwimmkörper werden ständig durch die Niveauunterschiede zwischen Wellental und Vellenberg angehoben bzw. wieder abgesenkt. Beim Anheben zieht der Schwimmkörper den stempelförmigen Kolben 3 nach oben, so daß sich das Zylindervolumen vergrößert und das Ansaugventil 8 öffnet, um die Volumenzunahme mit einer entsprechenden Wassermenge uszu'£üllen sobald der Wellenberg den Schwimmkörper passiert hat, beginnt dieser abzusinken und reißt infolge seines Gewichts den wollen 3 in den Zylinder 4 zurück. Er verdrängt dabei die darin befindliche Wassermenge nach dem Öffnen des Druckventiis 9 in die Förderleitung 10.The floats are constantly changing due to the level differences between Wave valley and Vellenberg raised or lowered again. When lifting it pulls Float the stamp-shaped piston 3 upwards, so that the cylinder volume enlarged and the suction valve 8 opens to the increase in volume with a corresponding The amount of water to fill as soon as the wave crest has passed the float begins this sink and, due to its weight, tears the want 3 into the cylinder 4 back. It displaces the amount of water it contains after opening the Pressure valve 9 in the delivery line 10.

Der Schwimmkörper paßt sich annähernd der jeweiligen Neigung der Front- bzw. Rückseite einer jeden Welle an. Die entsprechende 2hPXgstellung kann durch das Gelenk 2 ausgeglichen werden. Es besteht jedoch ebeftso die Möglichkeit, die gesamte Pumpe gelenkig an der Grundplatte zu befestigen, wie insbesondere Figur 2 zu entnehmen ist. Ferner ist der Stempel innerhalb des Zylinders beweglich, da die Abdichtung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder durch eine linienförmige Berührung mittels Dichtungen von kreisförmigem Querschnitt vorgenommen werden kann. Der Kolben ist also nicht gezwungen, sic Bcwegung innerhalb des Zylinders 4 genau parallel zu den Zylinderwänden auszuführen. Die vielfältigen Wellenbewegungen können durch die gelenkige Befestigung und durch die durchaus mögliche Verkantung des Kolbens innerhalb des Zylinders ausgeglichen werden.The float adapts approximately to the respective inclination of the front or back of each wave. The corresponding 2hPXgstellung can by the joint 2 are balanced. However, there is also the possibility that the entire pump articulated to attach to the base plate, such as in particular Figure 2 can be seen. Furthermore, the punch is movable within the cylinder, because the seal between the piston rod and the cylinder is linear Contact can be made by means of seals of circular cross-section. The piston is therefore not forced to move precisely within the cylinder 4 parallel to the cylinder walls. The varied wave movements can due to the articulated attachment and the possible tilting of the piston be balanced within the cylinder.

- PATENTANSPRUGHE - Leerseite- PATENT CLAIMS - Blank page

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHE Einrichtung zur Gewinnung von Energie aus dem Meer, gekennzeichnet durch eine mit Hilfe der Wellenenergie angetriebene, eine Wasserkraftmaschine speisende Pumpe. PATENT CLAIMS Device for the extraction of energy from the sea, characterized by one driven with the help of wave energy, a water power machine feeding pump. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz-eichnet, daß als Antriebsorgan ein der Wellenbewegung ausgesetzter Schwimmkörper (1) dient.2. Device according to claim 1, characterized in that as a drive member a floating body (1) exposed to the wave motion is used. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Kolbenpumpe ausgeführt ist.3. Device according to claims 1 and / or 2, characterized in that that the pump is designed as a piston pump. 4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (1) unmittelbar an der Verlängerung des Verdrängerkolbens (3) befestigt ist.4. Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the float (1) is directly on the extension of the displacement piston (3) is attached. 5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe über eie Rohrleitung (10) unmittelbar mit einer Wasserkraftmaschine verbunden ist.5. Device according to one or more of claims 1 to characterized characterized in that the pump is connected directly to a water power machine via a pipeline (10) connected is. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,-daß die Pumpe über eine Rohrleitung (10) mit einem Speicherbecken verbunden ist.6. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized, -that the pump via a pipe (10) with a storage tank connected is. 7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 DiS 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe aus einem einfachen Zylinder (4) mit durch Rückschlagventile (8,9) verschließbaren Ansaug- und Austrittsöffnungen und mit einem kolbenringlosen Verdrängerkolben (3) in Form eines Stempels besteht, an dessen in den Zylinder reichenden Ende ein Hubbegrenzungsanschlag vorgesehen ist. 7. Device according to one or more of claims 1 DiS 6, characterized characterized in that the pump consists of a simple cylinder (4) with check valves (8,9) closable suction and outlet openings and with a piston ring-free Displacement piston (3) is in the form of a ram, which extends into the cylinder End of a stroke limit stop is provided. 8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (1) gelenkig an der Kolbenstange (3) befestigt ist. 8. Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized characterized in that the floating body (1) is articulated to the piston rod (3) is. 9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Schwimmkörpers (1) der gewünschten Kolbenbeschleunigung angepaßt ist. 9. Device according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the shape of the floating body (1) of the desired piston acceleration is adapted. 10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (1) linsenförmig ausgestaltet ist.10. Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized characterized in that the floating body (1) is designed in the shape of a lens. 11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (1j aus Stahlblech besteht.11. Device according to one or more of claims 1 to 10, characterized characterized in that the floating body (1j consists of sheet steel. 12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schwimmkörperhohlraumes mit Wasser (17) gefüllt ist.12. Device according to one or more of claims 1 to 11, characterized characterized in that a part of the floating body cavity is filled with water (17) is. 13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 b s 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwimmkörper (10) mit mehreren Pumpen (40,41) verbunden ist.13. Device according to one or more of claims 1 b s 10, characterized characterized in that a floating body (10) is connected to several pumps (40,41) is. 14. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe auf einer schweren, am Meeresboden verankertenGrundPlatte (7, 70) befestigt ist.14. Device according to one or more of claims 1 to 13, characterized characterized in that the pump is anchored on a heavy base plate on the seabed (7, 70) is attached. 15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstutzen mehrerer Pumpen mit einer Förderleitung verbunden sind.15. Device according to one or more of claims 1 to 14, characterized characterized in that the pressure ports of several pumps are connected to a delivery line are. 16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe gelenkig an der Grundplatte und der Schwimmkörper starr an der Kolbenstange befestigt ist.16. Device according to one or more of claims 1 to 15, characterized characterized in that the pump is articulated on the base plate and the float is rigidly attached to the piston rod.
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