DE2928648A1

DE2928648A1 - Wasser-, wind- und solarkraftwerk mit einer transport-plattform

Info

Publication number: DE2928648A1
Application number: DE19792928648
Authority: DE
Inventors: Martin Schatta
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1981-02-12

Description

Wasser-, Wind- und Solarkraftwerk mit einer Transport-Plattform.
Die Erfindung betrifft ein Waser-, Wind- und Solarkraftwerk mit einer Transport-Plattform, dessen einzelne primären Energieträger, mittels koordinierten Umwandlungssystemen in sekundärer Verbrauchsenergie umgewandelt wird.
Es ist bekannt, daß die aus ein- oder mehrstufigen Umwandlungsprozessen gewonnene Energie dezentralen technischen Nutzungssystemen zugeführt werden, wobei das jeweilige technische Potential getrennt genutzt wird und von seiner Einzelgröfie bestimmt wird.
Die Windenergie mit solarer Strahlungsenergie ergänzend zu verbinden ist bekannt.
So weist die Offenlegungsschrift 1 476 713 eine Einrichtung auf, durch die Sonnenwärme und Windkraft, zur Erzeugung einer Notorkraft bzw. zu Dampf- und Süßwasserherstellung verwendet wird.
Desweiteren sind zu Panels zusammengeschaltete mit einer Schutzschicht versehene Solarzellen bekannt, welche auf Savonius-Rotoren aufgebracht sind.
Hierzu hat der Anmelder u.a. in den Offenlegungsschriften 26 25 640, 27 46 162, 28 20 760 und 29 o5 157 solare Energie und Windkraft sowie die longitudinale Wellenenargie als eine Entnahmevorrichtung gekennzeichnet, wobei wind- und wasserseitig keine rotationsabhängigen Strömungsmaschinen Verwendung finden.
Da die unterschiedlichen Größenverhältnisse, die geographischen und ozeanographischen Gegebenheiten sowie die Zeitabhängigkeit, welche enscheidende Kosten-Nutzenaspekte für jede einzelne Energiequelle darstellen, liegt es nah, die Energie aus Wasser-Wind- und Sonnenkuft gemeinsam ausgleichend zu nutzen, wobei der ökologische und zeitliche Unsicherheitsfaktor, im Gegensatz zu den atomaren sowie fossilen Primärenergiequellen, nicht vorhanden ist. Aus Gründen der natürlichen Verfügbarkeitsschwankungen und ungünstiger Standortwahl sowie technischen Mängeln, werden die regenerativen Energiequellen kaum genutzt - obwohl der Wind oder die sollen elektromagnetischen Wellen und strömende Gewässer küstennah stets behinderungsfrei beisammen sind, aber ihre Energie, als Wärme ungenutzt, verströmt.
Die vorgeschlagene Energie entnahme aus ozeanischen Rand- und Schelfgebieten haben im Gegensatz zu anderen küstennahWen Entnahmen (Oel, Mineralien) auf die Biologie und Zoologie keinen schädlichen Einfluß, sie dient zusätzlich dem Küstenschutz.
Aus dem "Stand der Technik" lassen sich keine integrierbaren technischen Nutzungssysteme ersehen, welche die bisher kaum genutzten regenerativen Energiequellen, in ein autark dezentrales oder Gesamtenergieversorgkngssystem, einordnen sowie großtechnisch nutzen.
So weisen die bekannten konventionellen Wasser- oder Windkraftwerke Turbinen und Rotoren auf, deren jeweiliger Kreisdurchmesser mit dem medialen Druck ihre Leistungsgröße bestimmt.
Desweiteren sind Unterwasserräder und schwimmend gehaltene Turbinengeneratren und Pumpen wie die japanische Masuda Ringbojen-Niederdruck-luftturbine oder die an Schwimmkörpern üDr Verbindungsgliedern angeordneten mechnischen Luftpumpen der engl. Wavepower-Limited sowie die kastenartigen mit Turbinengeneratoren versehenen Wellenenergieumwandler (schaukelnden Enten) bekannt.
Desweiteren kommen auch die bekannten SchauSelrad- und Druckschlauchkraftwerke ua. aus Gründen unzureichender Sturmsicherung, unnachgiebiger Tragkonstruktion sowie hohem Verschmutzungsgrad von Pumpen und Ventilen aus den Stadien esperimenteller Modellversuche nicht heraus.
Weitere Nachteile dieser zum "Stand der Technik zählenden Wasserkratwerke bestehen aus den vom Kreisdurchmesser und orbitalen Bewegungsrichtungen abhängigen Beistungsgrößen.
Auch läßt sich aus den oft turbulenten, kreisförmig schwingenden Wasserschichten stets weniger Energie entnehmen als aus dem longitudinalen Oberflächen-Wellenlauf, der vom küstennahmen Meeresboden in schnellen Ellipsenfronten umgewandelt wird.
In dem Bereich solcher Wellenfronten, d.h. für die Schifffahrt zu küstennah und für den Schwimmer zu fern, befindet sich vorzugsweise der behinderungsfreie Standort der vorgeschlagenen parallel neben und hintereinander angeordneten Kraftwerkseinheiten, welche nicht nur die horizontale sowie orbitale Bewegung der Wellen in ein Drehmoment umwandeln, sondern auch auf ihren stationären Plattformen wie gewünscht, Einrichtungen zur Wind- und Sonnenenergienutzung aufweisen.
Solche Kraftwerke beanspruchen nicht das strömungshemmende sowie teuere Siedlungsland und es kann auch auf riesige Bauhöhen deshalb verzichtet werden, weil die Energieentnahme nach Frontlängen bemessen ist.
Die der Erfindung zugrundeliegenden gegenständlichen Zusammenlegung von Umwandlungstechniken ermöglicht eine Größe des ökonomisch nutzbaren Energiepotentials, welches eine zentrale oder / und dezentrale Energieversorgung schon deshalb erwirkt, weil die Energiespeicherung und unterschiedliche Betriebsstandorte entfallen, sowie die, geographisch abhängigen Energie-Angebotsschwankungen kompensiert werden.
Ein solches erheblich vergrößertes, zeitloses Nutzungspotential, umgewandelt in drehmechanischer und elektrischer Energie, kann nicht nur eine Vielfalt von bekannten Nutzungssysteme, bspw. vom Turbogenerator bis zur Wasserentsaltungsanlage speisen, sondern es kann auch für mechanische Transleistungen direkt verwand werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die regenerative Wasser-, Wind- undSonnenenergie gegenständlich verbindende Umwandlungstechniken zu schaffen, die im wesentlichen aus mit Plattformen bestückten parallel neben und hintereinander angeordneten Kraftwerks einheiten bestehen; welche vorzugsweise in Küstengewässer, stets den Wasserdruck nachgebend, eingesetzt werden können und vor Sturmfluten selbsttätig Schutzgebiete erreichen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß paarweise abständig zusammengehaltene Schwimmkörper, mit darauf befestigter jeweils eine Wind- und Sonnenenergieanlage aufnehmenden Plattform, entweder an vorgefertigten eingeschwommenen un)iilabsenkbaren Betonsegmenten mittels Zugfeder aufnehmende Halteseile befestigt sind, oder solche Schwimmkörperpaare ein mittels einer Seilwinde über eine Umlenkrolle gezogenes Räderfahrwerk aufweisen und an den Schwimmkörpern, innenseitig in zwei abständigen Längsreihen Stützrollen angeordnet sind auf denen entsprechend innenprofilierte Zahnstangen odgl. lagern, wobei jeweils zwei Zahnstangen in ein mittig horizontal gelagerte Stirnrad oder in einem in dem Schwimmkörper installiertes Stirnradgetriebe kraftschlüssig eingreifen und die Getriebeantriebskraft von den an Zahnstangen innenseitig über deren Tragachsen drehgelagerten Widerstandflächen gebildet wird, welche ihre rhythmisch wechselnden Umkehr-Drehungen, von der vertikalen Flächenstellung zur horizontalen Kantenstellung - und umgekehrt, mittels des an den beiden hinteren Enden der Schwimmkörper befestigten Auflaufsteg auf dem die jeweilige Widerstandfläche, um 9o° drehend, aufläuft um andererseits zeitgleich die in der Zweitebene in Kantenstellung auslaufende Widerstandfläche mittels des an den frontseitigen Schwimmkörpern angeordneten Auflauf-Sperrkeils wieder in Flächenstellung zu drehen, wobei nur infolge extremen Strömungsdrucks der lange Schenkel, des um 9o0 drehgelagerten Auflauf-SperrkeilsT mittels seines Druckblechs die Weiterbewegung der Widerstandfläche entgegen der Schraubenzugfeder sperrt und der Kurzhebel einen Seilzug aufweist, welcher in einer auf der Plattform angeordneten Feststellvorrichtung endet um eine Bewegungssperre, bei Kantenstellung der Widerstandflächen "von Hand" zu erwirken.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind zwischen den neben- und hintereinander angeordneten Kraftwerkseinheiten wahlweise Kraftwerk-Transporteinheiten eingebracht, deren jeweilige Transportplattform, statt an den gepaarten Schwimmkörpern, an den oberen paarigen Zahnstangen, über Stützstreben befestigt ist; wobei die Transportplattform von einem mittig daran angeflanschten Spitzschwimmkörper mitgetragen wird und an den Seitenkanten Distansrollen angeordnet sind, welche die seitliche Begrenzung gegenüber der Schwimskörper-Aggregatplattform bilden. (Nach Fig. 3) Damit nicht nur die Dransportplattform sondern auch die Widerstandfläche von einem Schwimmträger statisch unterstützt wird, ist auf der Widerstandfläche mittig ein keilförmiger Zusatzschwimmkörper aufgebracht.
Um eine 9o0 Drehung der Widerstandfläche auch ohne Anschläge zu begrenzen, ist der Lagerzapfen der Tragachse als Einkeilwelle, mit entsprechender Aussparung des Lagergehäuses, ausgebildet.
Damit jede Kraftwerkseinheit, bei Kantenstellung ihrer Widerstandflächen, infolge extremer Strömungsverhältnisse automatisch zu einer landseitigen Schutzzone schwimmt bzw. nachfolgend fährt, ist die Kraftwerkseinheit frontseitig von einer Umlenkrolle und landseitig mittels einer Seilwinde (Stückgutwinde) solange gehalten bis einerseits der von dem Auflauf-Sperrkeil ausgelöste Umschalter die Motorseilbremse bzw.
die Seiltrommel entsprechend schaltet und andererseits ab einer bemessen gewählten Strömungsstärke über einen ausgelegten Niveau-Schwimmschalter eine gegenläufige Seiltrommel geschaltet wird um die Kraftwerkseinheit, über die vorgelager-te Seilumlenkrolle und einen Endschalter, auf dem Räderfahrwrk der Schwimmkörper, wieder in Normalstellung zu ziehen. (Nach Fig.
1,2,3 u. 5) Wird auf die bodenverankerte Umlenkrolle verzichtet, so sind die einzelnen Schwimmkörper, vorzugsweise einer einstöckigen mit einem horizontalen Stirnrad versehenen Kraftwerkseinheit, über mehrere Zugfeder aufnehmenden Halteseilen, an einschwimmbaren vor Ort füll- undabsenkbaren Betonsegmenten, lösbar befestigt. 6Nach Fig. 6, 7 u. 8) Um auch solche einstöckigen Kraftwerkseinheiten in mehrstöckigen nebeneinander angeordneten Einheiten zu konzipieren, weisen die mittig zwischen den Widerstandflächen befindlichen Schwimmkörper vertikale sowie horizontale anflanschbare Distanzhalter auf.
Damit das jeweilig Maschinen-Aggregat nah an den Antriebselementen fungiert und wasserdicht ist, weist das Mittelteil des Schwimmkörpers einen mit Be- undEntlüftungsrohren versehenen Aggregatbehälter auf, in dem der Generator sowie das Getriebe wasserdicht lagern und über das Stirnrad sowie einer Antriebswelle betrieben wird.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist statt des einzelnen horizontal gelagerten Stirnrades ein im mittigen oder am innenseitigen Schwimmkörper angeordnetes Stirnradgetriebe vorgesehen, dessen beiden äußeren Stirnräder jeweils in einer Zahnstange eingreifen, welche mit ihrem Innenprofil in einer am Schwimmkörper befestigten Gleitschiene, infolge der an der Zahnstange angeordneten Tragachse der Widerstanfläche, hin und her gleitet, wobei wahlweise das andere Ende der Tragachse über ihre Laufrollen in einer Führungsschiene odgl. bewegt wird. (Nach Fig. 9, lo, u. 11) Wird auf den Getriebe- und Generatorantrieb mittels Zahnriemen odgl. verzichtet, so greift die rollend oder / und gleitend geführte Zahnstange kraftschlüssig in das Zahnritzel eines entsprechend ausgelegten Getriebe-Generators ein, der einen Festsitz, in dem jeweiligen mittels Querstreben zusammengehaltenen Schwimmkörper aufweist. (Nach Fig. 11) Um die an den paarigen Zahnstangen exzentrisch drehgelagerten Widerstandflächen leichter um 9o0 drehen zu können, ist die Widerstandfläche wahlweise schiebeartig in einen nach unten offenen U-Rahmen, an dem die beiden Tragachsen befestigt sind, so mittels Federsperrbolzen und je zwei im oberen U-Rahmenteil widergelagerten Blattfedern schubgelagert, daß die auf dem Auflaufsteg und Auflauf-Sperrkeil sich aufschiebenden Rollen der Widerstandfläche diese, entgegen den Blattfedern, stets nach oben bzw. rückwärts drückt.
(Nach Fig. 12, 13 u. 14) Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die auf der jeweiligen Plattform odgl. fest installierten Windenergieanlagen, sowohl aus vertikalachsigen Windrotoren, als auch aus der vom Kreisdurchmesser unabhängigen und als Windkraf-tmaschine konzipierten Widerstandflächenmechanik bestehen.
(Nach Fig. 16 u. 15) Damit die für die Wasserkraft angewandte Widerstandflächen mechanik, die sich nur aus einer aus dem Wasser nach den fortgesette Xonstruktion erweist, weitgehend von der Windrichtung unabhängig ist, sind die beiden Zapfen der Dragachse der Widerstandfläche als Gleitsteine ausgebildet und in einer kreisibmigen Rohrführung, welche an den paarigen Zahnstangen befestigt ist, schwenkbar gelagert. (Nach Fig.
15, 16 u. 17) Um die Nach Art eines Doppelrumpf eines Schiffes hergestellten paarigen-Schwimmkörper zusammenzuhaXten, sowie die wasser-und windbezogenene Maschinen-Aggregate einen festen Standort zu geben, verbindet eine fachwerkartige Verbindungsplattform die beiden Schwimmkörper, auf der u.a. dieBauelemente von Sonnenenergie-Umwandler sowie ein Stationsgebäude vorgesehen ist. Desweiteren nimmt die Verbindungsplattform in zwei abständigen Reihen Standsäulen auf an denen Gleitschienenstücke oder die Stützrollen, für die jeweils entsprechend innenprofilierte Zahnstange, befestigt sind.
Wird statt der Widerstandflächenmechanik, auf der Verbindungsplattform Windrotoren installiert, so ist die wannenförmige Verbindungsplattform mit den beiden Schwimmkörpern, mittels einer entsprechenden Tragkontruktion, fest verbunden. (Nach Fig. 18 u. 19) Vorzugsweise besteht der Sonnenenergie-Umwandler aus N2-Flachkollektoren, welche an einem Speisewasserspeicher und angeschlossenem Elektroheizkessel mit nachfolgendem Turbogenerator, die mediale l'Druckverdampfung im geschlossenen System erwirken, wobei hierzu neben der Solar- und Windenergie, auch die Getriebe-Generatoren, aus der Strömungsenergie Wasser, elektrischen Strom liefern.
Damit solchen Windrotoren, deren WindUlätter nicht mehr gegen den Wind anlaufen müssen, eine Drehkraftkonstante zu ermöglichen ist, an den unteren verstärkten Stehkanten der Windblätter, ein griffiger Drehkranz geschweißt, unter dem einerseits auf einen Federkipphebel mittig ein schweStarer Generatr und andererseits ein bekannter Hydraulik-Verdichter angeordnet ist, der seinen von der Windrotor-Drehzahl abhängigen Flüssigkeitsdruck, über eine Druckleitung und Zylinder-Kolben, auf den Federkipphebel abgibt, welcher nachfolgend bei Erreichen der eingestellten Druckhöhe, erst dann das Generatorritzel, entgegen der Druckfeder, gegen den Drehkranz drückt.
Um die in Reihen nebeneinander angeordneten Kraftwerkseinheiten elastisch zusammenzuhalten und vor Kollisionen zu schützen, sind an den Stehwänden der Schwimmkörper in Befestigungsrohre vergossene, sowie in Schraubendruckfedern geführte Seile befestigt und arretierte Polster (Polder) angeordnet. (Nach Fig. 1o) Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein wechselndes Energieangebot von drei regenerativen Energiequellen in einem ausgelasteten, nach Längen und nicht von rotationssymmetrisch bestimmten Kreisdurchmessern abhängigen Nutzungssystem, zu einem technischen Nutzungsfaktor führt, welcher nicht nur die wirtschaftlichen Versorgungssicherheit erhöht, sondern auch die fortschreitende Umweltbelastung vermindert, wobei von den ca. 2 Millionen km Küstenlänge etwa 200.000 km nicht nur technisch genutzt werden kann, sondern es liegt auch ein ökologischer Nutzen in dem Schutz der Küsten, vor den "Abtragungen von Land durch Wasserkräfte", zugrunde der auch infolge verminderten Turbulenzen eine erhöhte Produktion, der Bodenfauna sowie organischer Substanzen, nach sich zieht, wobei eine geschätzte durchschnittliche Mindestentnahmeleistung von 40 kW pro Meter Küstenlänge gleich 192 Mrd.kW/h pro Tag realisierbar ist.
Desweiteren sind solche Kraftwerke im wesentlichen aus vorhandenen Normteilen leicht herzustellen und :weisen stets nachweisbar keine phsikalischen Widersprüche auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 als Teil der Vorder- und Seitenansicht einer Kraftwerkseinheit, u.a. die Anordnung der Plattform am Schwimmkörper welcher ein Stirnradgetriebe aufnimmt das von den, an den beiden Zahnstangen angelenkt befestigten, Widerstandflächen betrieben wird.
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Bewegungs- und Sperrfunktion von auf Stützrollen getlrgenen Zahnstangen mit einem horizontalen Stirnrad, Fig. 3 die vom Wasser mitgetragene Transportplattform, mit der Bewegungssperre von schwimmunterstützten Widerstandflächen, als Vorderansicht einer solchen Kraftwerkseinheit, Fig. 4 eine verkürzte Draufsicht mit den außerhalb der Schwimmkörper angeordneten Antriebsmitteln, Fig. 5 als Teil einer Seiten- und Draufsicht der mit Windrotor sowie Sonnenenergie-Umwandler ausgerüsteten Kraftwerkseinheit mit der Halte- und Rückholvorrichtung, Fig. 6 die Seitenansicht einer mehrstöckigen Kraftwerkseinheit mit Stirnradantrieb und Verankerung, Fig. 7 eine Seitenansicht mit einen mittigen Schnitt, Fig. 8 die Draufsicht auf mehren in Reihe nebeneinander angeordneten Kraftwerks einheiten, Fig. 9 gekürzte Draufsichten rollend und gleitend geführter Zahnstangen mit im Schwimmkörper vertikal installierten Stirnradgetriebe, Fig. lo die Seitenansicht mit einem Zahnriemen-Generatorantrieb, Fig. 11 einen wahlweisen Getriebe-Generatorantrieb mittels der Zahnstange und Querstrebenverbindung der paarigen Schwimmkörper, Fig. 12 die Vorderansicht einer schiebeartigen mit Rollergversehenen Widerstandfläche, Fig. 13 die Seitenansicht, Fig. 14 ein Anordnungsprinzip von Triebwerk und Generator auf und in dem mittigen Teil eines Schwimmkörpers mit der Darstellung der schiebeartigen Stellungen zweier Widerstandflächen, Fig. 15, 16 und 17 die drei Ansichten einer Kraftwerkseinheit mit der Wind-Widerstandflächenmechanik, und den vertikalen Schnitt durch die in einer Rohrführung schwenkbar gelagerten Widerstandfläche, Fig. 18 u.a. eine seitliche Sicht auf den oberen Teil einer Kraftwerkseinheit, die eine Verbindungsplattform und darauf angeordneten Windrotoren aufweist, Fig. 19 die Draufsicht mit auf der Verbindungsplattform installierten Sonnenenergie-Umwandler sowie Windrotoren und elektrischen Strom erzeugenden Druckdampfanlage.
In Fig. 1 und 2 sind 1 die strömungstechnisch, nach Art eines unsinkbaren Schiffskörpers, konzipierten Schwimmkörper auf denen mittels der fachwerkartigen Tragkonstruktion 2 die Plattform 3 befestigt ist.
An den paarigen Schwimmkörpern 1 lagern innenseitig in abstöndigen Reihen die Stützrollen 4 auf denen die jeweilige innenprofilierte Zahnstange 5 aufsitzt und im Profil gehalten ist.
Die eigentliche Zahnstange 5 ist unterhalb, mit dem löngengleichen U-förmigen Profilsteg 6 verschweißt.
An der gredflächigen Innenseite der parallel angeordneten Profilstege 6 der paarigen Zahnstangen 5 ist jeweils die Tragachse 7 befestigt.
Auf den beiden Tragachsen 7 sind die einzelnen Widerstandfldchen 8 drehbar gelagert und die Drehbegrenzer 9 darauf im Festsitz angeordnet.
Funktionsgemäß wird ein, auf die jeweilige in vertikaler Flächenstellung arretierten Widerstandfläche 8, ausgeübter Strömungsdruck (Wasser oderlund Wind) das in der Zahnstange 5 eingreifende Stirnradgetriebe 10 drehbewegen, wobei das vertikale Stirnradgetriebe 10 in der mittigen Aussparung 11 des Schwimmkörpers 1 lagert.
Der so erwirkte obere Bewegungsablauf läßt die untere, gleich ausgeführtee Zahnstange 5, mit der in arretierter Kantenstellung gegen den Strömungsdruck sich bewegenden Widerstandfläche 8, gegen den Auflaüfsperrkeil 12 auflaufen, während zeit- und weggleich die obere Zahnstange die in Fldchenstellung befindlichen Widerstandsfläche 8 gegen den Auflaufsteg 13 drückt und diese um 900 in Kantenstellung dann dreht, wenn die untere Viderstandfläche wieder pendelrhythmisch die Flöchenstellung einnimmt.
Soll die so geschaffene Strömungsmaschine infolge extremen Strömungsdruck, durch automatisch erzwungener Kantenstellung der Widerstandflächen 8, zum Stillstand kommen, so wird der längere Schenkel 14 des drehgelagerten Auflauf-Sperrkeils 12, mittels seines Druckblechs 15, aus der durch die Schraubendruckfeder 16 und dem Anschlag 17 gehaltenen Vertikalstellung, in eine die Bewegung sperrenden Hotizontalstellung so lange gedrückt, bis die bemessene Federkraft wieder größer ist als die des Strömungsdrucks auf das Druckblech 15. (Nach Fig. 1 u. 2) Ein Stillstond"von Hand"wird dadurch erreicht, daß die nach einer Fahrzeugfeststellbremse konzipierte und an der Plattform 3 befestigten Feststellvorrichtung 18 so ihren Seilzug 19, Uber die Führungsrolle-20, an dem Kurzhebel 21 in Länge befestigt hat, daß bei Betätigung des Handhebels 22, der längere Schenkel 14, nicht nur die frontalen sondern zeitgleich auch die rückwärtigen Widerstandflachen 8, in der Bewegungsphase, festhaltend sperrt.
Funktionsgemdß frei von physikalischen Widersprüchen, können solche Strömungsmaschinen, in mehreren abständigen und fast unbegrenzten3 langen Frontreihen, eine Geschwindigkeitsverzögerung, der noch Km zu zählenden die Küsten erodierenden Wassermassen, herbeiführen, wobei sie nicht nur ein vielseitig umwandelbares Drehmoment erzeugen, sondern auch Turbulenzen so ausreichend vermindern, daß es in dieser euphorischen Zone u.a. zu beständigen Ansammlungen von organischen Substanzen und Bodenfauna kommt.
Es liegt technisch nah, innerhalb solcher Kraftwerkseinheiten, die Mit- und egenstrombewegungen der Widerstandsflächen 8 und Zahnstangen 5 odgl. für ein Transportsystem anzuwenden dessen Transportbereich über die Region der Kraftwerkseinheit führt, es besteht im wesentlichen darin, daß die Tragkonstruktion 2, statt an den stutionären Schwimmkörpern 1, an den oberen paarigen Zahnstangen 5 befestigt ist.
(Nach Fig. 3 u. 4) Die so gebildete Transportplattform 23 fährt schwimmend im Zweirichtungsbetrieb und wird mittels der gleichen Feststellvorrichtung 18 der Plattform 3 zum Stillstand gebracht bzw. kraftlos gemacht.
Damit nicht nur die Transportplattform 23, sondern auch die stationär gehaltenen Plattformen 3 statisch unterstützt werden, sind mittig unter der jeweiligen Plattform mehrere Spitzschwimmkbrper 24 angeordnet.
An den Seitenkanten der Transportplattform 23 sind in Abständen Distanzrollen 25 befestigt, welche einen Rollwiderstand, zu der Schwimmkörper-Aggregatplattform 26, bilden können.
Eine ähnliche Schwimmerunterstützung wie die Transportplattform 23 beziehungsweise wie die der Plattform 3 erhalten auch die Widerstandfldchen 8 dadurch, daß auf ihren oberen und unteren Mittelflächen jeweils ein keilförmiger Zusatzschwimmkörper 27 aufgebracht ist.
Um in den Bewegungsumkehrphasen die 90° Drehungen, der Widerstandflächen 8, auch ohne Anschläge 17 zu begrenzen, ist der jeweilige Lagerzapfen der Tragachse 7 als Einkeilwelle 28 ausgebildet und das Lagergehäuse 29 mit einer entsprechenden Keilaussparung versehen.
Hier und an anderen Stellen hat der Anmelder aus Mangel an neuen Aspekten und Erfindungshöhe auf weiteres Detailieren verzichtet, so zbsp., daß Rückholfedern oder eine Asymmetrie die Widerstandsflächen, in Horizontalstellung verbleiben lassen.
Damit solche Kraftwerkseinheiten infolge und ab bestimmter Strömungsstärke automotisch zu einer landseitigen Schutzzone schwimmen sowie anschließend fahren können und nach den extremen Strömungsverhältnissen wieder ihre normalen Standorte erreichen, ist die einzelne Kraftwerkseinheit frontseitig, über das Seil 30, von der bodenverankerten Seilumlenkrolle 31 und landseitig mittels der Seilwinde 32-gehalten.
(Nach Fig. 5) Die Kraftwerkseinheit wird von der Seilwinde 32 (Stückgutwindel odgl.) stets solange festgehalten, bis der von dem Druckblech-15 bzw. Auflauf-Sperrkeil 16 ausgelöste Umschalter 33 die Motorseilbremse 34 löst und die Seiltrommel 35 zum abrollen des Seils 30 schaltet wobei funktionsmäßig die Kantenstellung der Widerstandflächen 8 fixiert bleibt um den frontalen Strömungsdruck auf die Kraftwekseinheit zu mindern.
Um die so höhenzonierte Kraftwerkseinheit nach Absinken, einer bestimmbaren SturmflutwasserstandhUhe bzw. Wellenaufloufschwall, wieder in DJormalstellung zu ziehen, wird die Seiltrommel 35, mittels eines bliveau-Schwimmschalters oder eines Schaltkontakt-Hydrographen, jetzt gegenläufig geschaltet, damit das Seil 30, über die Seilumlenkrolle 31, die mit dem Räderwerk 36 versehene Kraftwerkseinheit zur Wasserfront zieht.
Die so geschaffene Sicherheit vor Zerstörung eines Energieumwandlungssystems fehlt selbst solchen Systemen, die ihre primären Energieentnahme-Gegenstände als unnachgiebig konzipieren müssen.
Damit ohne Seilwinde und Seilumlenkrolle, unter Beibehaltung der nur mechanischen Funktion des Auflauf-Sperrkeils 12, auch solche Kraftwerkseinheiten zusätzlich drucknachgebend sind, weisen sie an den Schwimmkörpern 1 lösbar befestigte, von Zugfedern 37 unterbrochene Halteseile 38 auf, welche in einschwimmbaren, vor Ort füll- und absenkbaren Betonsegmente 39 enden.(Nach Fig.6, 7 u.8) m einstöckigen Kraftwerkseinheiten mit jeweils in einer horizontalen Ebene angeordneten Stirnrädern 11, auch in mehrstöckigen, nebeneinander befestigen, Kraftwerkseinheiten zu konzipieren, sind die jeweils mittig zwischen den Widerstandflächen 8 angeordneten paarigen Schwimmkörper 1 mit den, vertikaler und horizontaler Ebene befindlichen, Distanzhaltern 4C schraubverbunden.
Ausführungsmäßig ist das jeweilige Mittelteil der einzelnen Schwimmkörper 1 als ein, mit Be- und Entiüftungsrohren 41 versehener, Aggregatbehälter 42 ausgebildet, in dem u.a. ein entsprechendes Getriebe mit Generator wasserdicht installiert sind.
Wird auf diese Ausführung verzichtet, so sind statt der horizontal gelagerten Stirnräder 43, ein im mittigen oder am innenseitigen Schwimmkörper 1 vertikal gelagertes Stirnradgetriebe 10 vorgesehen, wobei dessen beiden äußeren Stirnreder jeweils in einer einzelnen Zahnstange 5 eingreifen. (Nach Fig. 9, 10 u. 11) Sind statt der Stützrollen 4 an den Schwimmkörpern 1, Gleitschienenstücke 44 befestigt, so ist an der Zahnstange 5 eine ldngengleiche Führungsschiene 4.6 geschweißt in deren Innenprofil 46, das formgleiche Profil der GleitschienenstUcke 44, lagert.
Wird diese Vereinfachung, bestehend aus einer einseitigen Schienenführung und Antrieb, gewünscht, so sind an den jeweils gegenüberliegenden Schwimmlörpern 1 die Profilschienen 47 und das Rollengehäuse 48 geschweißt, auf bzw. in denen, die an der Tragachse angeordneten Laufrollen 49, von der jeweiligen Widerstandfldche 8, bewegt werden.
Eine weitere Vereinfachung besteht darin, daß statt dem Getriebe-Generator und Zahnriemen 50 greift die rollende oder/und gleitende Zahnstange 5 kraftschlüssig in das Zahnritzel 51 eines entsprechend ausgelegten Getriebe-Generators 52 ein, welcher seinen Festsitz, in dem jeweiligen mittels Querstreben 53 zusammengehaltenen paarigen Schwimmkörpern 1, hat.
Wird auf starre Windwiderstandflächen 8 verzichtet, so ist die eigentliche Widerstandsfläche 8 schieberartig, in dem nach unten offenen U-Rahmen 54, an dem die beiden Tragachsen 13 befestigt sind, gelagert.
(Nach Fig. 12, 13 u. 14) Damit die Widerstandfläche 8 in Endstellung gehalten wird und stets aus ihrer oberen in die untere Drehpunktlage geschoben werden kann, sind in dem U-Rahmen 54 die Federsperrbolzen 55 angeordnet bzw. in dem oberen U-Rahmenteil 56 die beiden Blattfedern 57 widergelagert, so daß die auf dem Auflaufsteg 13 und Auflauf-Sperrkeil 12 sich aufschiebende Rollen 58 der Widerstandfläche 8, diese, in "eine Leichtdrehung", infolge der oberen Drehpunktahlage, versetzt.
Um die Energieentnahme nicht nur aus strömendem Wasser, sondern auch das Energiepotential aus Wind- und Sonnenkraft zu nutzen, kann wahlweise die, auf der jeweiligen an den paarigen Schwimmkörpern, befestigte Plattform 3 nicht nur wasser- und windbezogene Widerstandflächen, bei "gleicher Kinetik" aufnehmen, sondern auch darauf installierte Sonnenenergie-Umwandler tragen.
Damit die windbezogenen Widerstandflächen 8 weitgehend von der Windrichtung unabhängig bleiben, sind die Zapfen ihrer Tragachsen 7, als in der Rohrführung 59 gelagerte Gleitsteine 60, ausgebildet.
(Nach Fig. 15, 16 u. 17) Die halbkreisförmige Rohrführung 59 ist über den Rohrhalter 61 an der Zahnstonge 5 geschweißt.
Die profilierte Zahnstange 5 lagert in den Gleitschienenstücken 44 welche, mittels der in zwei Längsreihen auf der Plattform 3 aufgesetzten Standsäulen 62, gehalten sind.
Das Hin- und Hergleiten, über die auch Sonnenenergie-Umwandler 63 aufnehmenden und die paarigen Schwimmkörper 1 verbindenden Plattform 3, vermindert kaum die Strahlungsintensität. (5.-Generatoren, Stoßionisation) Das Transmittieren der aus Wasser- und Windkraft resultierenden mechanischen Energie, Uber Zahnräder 64 bzw. Zahnketten 65, auf einen Generator 66, erfordert eine entsprechende Schaltkupplung.
Nach Fig. 18 u. 19 sind auf der Plattform 3 vorzugsweise NT-Flachkollektoren 67 und Windrotoren 68 angeordnet.
Die NT-Flachkollektoren 67 sind mit dem Speisewasserspeicher i! rohrverbunden und speisen über den Elektro-Heizkessel 69 im geschlossenem System, eine Turbogenerator-Anlage, wobei der Heizstrom fUr den Elektro-Heizkessel 69 aus den durch Wasser- und Windkraft betriebenen Generatoren resultiert.
Solche Turbogenerator-Anlage kann entsprechend gewünschter Leistung, erst auf jeder zweiten oder dritten Kraftwerkseinheit bzw, Plattform 3, installiert sein, und der spannungsgeregelte Strom einem Verbundnetz zugeführt werden.
-Die vorgeschlagenen Windrotoren 68 zeichnen sich dadurch aus, daß nicht mehr mit der-Hälfte ihrer Windseite gegen den Wind rotieren.(Nach vorausgegangenen Anmeldungen des Anmelders) Desweiteren wird das Generator-Anlassen ab einer bestimmbaren Rotordrehzahl, dadurch erreicht, daß an den unteren verstdrkten Rotorblättern 70 der griffige Drehkranz 71 geschweißt ist, welcher einerseits einen drehgelagerten Generator und andererseits einen Hydraulik-Verdichter antreibt, Der stets im Eingriff befindliche und druckbemessene Hydraulik-Verdichter 72, drückt erst ab einer von der Drehzahl abhdngigen-Druckhöhe, den Zylinderkolben 73 entgegen den mittels der Druckfeder 74 widergelagerten Kipphebel 75, um so den darauf angeordneten Generator bzw. das Ritzel 76 gegen den Drehkranz 71 zu drücken, - und umgekehrt.
Solche nach Km zu zählenden Reihen von Kraftwerkseinheiten be-sitzen in der Transportplattform 23 ein betriebseigenes Transportmittel und zur personellen iiberwachung das mit Nachrichtentechnik versehene Gebäude 77.
Der Erfinder ist nicht auf die voranstehenden im Einzelnen beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschrdnkt, sondern es sind demgegenüber Änderungen möglich, ohne ihren Grundgedanken zu verlassen.

Claims

Patentansprüche * Wasser-, Wind- und Solarkraftwerk mit einer Transportplattform, insbesondere für den Küstenbereich, dessen einzelne primären Energieträger mittels koordinierten Umwandlungssystemen in Verbrauchsenergie umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, das paarweise abstandig zusammengehaltene Schwimmkörper(1), mit darauf uber die Tragkonstruktion2) befestigten, jeweils eine Wind- und Sonnenenergienalge aufnehmenden Plattform(3),entweder an vorgefertigten eingeschwommenen und absenkbaren Betonsegmenten(39) mittels Zugfeder (37) aufnehmende Halteseile(38) befestigt sind, oder solche Schwimmkörperpaare ein mittels eine Seilwinde(32) über eine Umlenkrolle(31) gezogenes Räderfahrwerk (36) aufweisen und an den Schwimmkörpern(1), innenseitig in zwei abständigen Längsreihen Stützrollen (4) angeordnet sind auf denen entsprechend innenprofilierte Zahnstangen (5) odgl. lagern, wobei jeweils Zwei Zahnstangen in ein mittig horizontal gelagerte Stirnrad oder in einem in dem Schwimmkörper(1) installiertes Stirnradgetriebe (10) kraftschlüssig eingreifen und die Getriebeantriebskraft von den an Zahnstangen(5) innenseitig über deren Tragachsen(7) drehge@agerten Widerstandsflächen(8) gebildet wird, welche ihre rhythmisch wechselnden Umkehr-Drehungen, von der vertikalen Flächenstellung zur horizontalen Kantenstellung- und umgekehrt, mittels des an aen beiden hinteren Enden der Schwimmkörper(1) befestigten Auflaufsteg(13) auf dem die jeweilige Widerstandstläche(8), um 90° drehend, aufläuft um andererseits zeitgleich die in der Zweitebene in-Kantenstell auslaufende Widerstandsfläche(8)mittels des an den frontseitigen Schwimmkörpern(1) angeordneten Auflauf-Sperrkeils(12) wieder in Flächenstellung zu drehen, wobei nur infolge extremen ^Strömungsdrucks der lange Schenkel(14), des um 90° drehgelagerten Auflauf-Sperrkeils(12) mittels seines Druckblechs(15) die Weiterbewegung der Widerstandfläche(8) entgegen der Schraubendruckfeder(16) sperrt und der Kurzhebel(21) den Seilzug (19) aufweist, welcher in der auf der Plattform(3) angeordneten Feststellvorrichtung(18) endet um eine Bewegungssperre, bei Kantenstellung der Widerstandflächen(8) " von Hand", zu erwirken.

2. Wasser-, Wind- und Solarkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dab zwischen den neben und hintereinander angeordneten Kraftwerkseinheiten wahlweise Kraftwerk-Transporteinheiten eingebracht sind, und deren jeweilige Transportplattform(23), statt an den gepaarten Schwimmkörpern(1), an den oberen paarigen Zahnstangen(5), sowie an den beiden Lagergehäusen(29) der Tragachse(7) über Stützstreben befestigt ist; wobei die Transportplattform(23) von einem mittig daran angeflanschten Spitsschwimmkörper(24) mitgetragen wird und an d den Seitenkanten Distanzrollen(25) angeordnet sind, welche die seitliche Begrenzung gegenüber der Schwimmkörper-Aggregatplattform(26) bilden.(Nach FiS. 3 u.4) 3. Wasser-, Wind und Solarkraftwerk nach den Ansprüchen 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, daX die Widerstandflächen(8), jeweils von dem als Schwimmträger keilförmig ausgebildeten Zusatzschwimmkörper(27) gebildet wird.

40 Wasser Wind und Solarkraftwerk nach den Ansprüchen 1,2 u03 dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagerzapfen der Tragachse(7) als Einkeilwellen(28) ausgebildet sind und ihr jeweiliges Lagergehäuse(29) mit einer entsprechenden Keilaussparung versehen ist.

5. Waseer- ,Wind- und Solarkraftwerk nach den Ansprüchen 1,2,3 u.4 dadurch gekennzeichnet, dad die einzelne Kraftwerkseinheit, frontseitig über das Seil(30) von der bodenverankerten Seilumlenkrolle(31) und landseitig mittels der Seilwinde(32) solange festgehalten wird, bis einerseits der von dem Auflauf-Sperrkeil(12) ausgelöste Umschalter(33)die Motorseilbremse(34) bzw. ate Seiltrommel(35) entsprechend schaltet und andererseite ab einer bemessen gewahlten Strömungsstärke über einen ausgelegten Niveau-Schwimmschalter eine gegenläufige Seiltrommel geschaltet wird um die Eraftwerkseinheit über die vorgelagerte Seilumlenkrolle(31) und einen Endschalter, auf dem Räderfahrwerk(36) der Schwimmkörper(1), wieder in Normalstellung zu ziehen.(Nach Fig. 1, 2,3, u.5) 6.Wasser- , Wind- und Sclarkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß statt des einzelnenhorizontal gelagerten Stir@rades(43) das im mittigen oder am innenseitigen Schwimmkörper(1)angeordnetes Stirnradgetriebe(10) vorgesehen ist, dessen beiden äußeren Stirnräer jeweils in einer Zahnstange(5) eingreifen, welche mit ihrem Innenprofil(46) in einer am Schwimmkörper(1) befestigten Gleitschiene, infolge der an der Zahnstange(5) angeordeeten Tragachse(7) der Widerstandfläche(8) hin und her gleitet, wobei wahlweise das andere Ende der Tragachse(?) über ihre Laufrollen(49) in einer Führungsschiene odgl. bewegt wird.

(Nach Fig. 9,10 u. 11) 7. Wasser- , Wind und Solarkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen(5) kraftschlüssig in das Zahn@itzel(51) des entsprechend ausgelegten Getriebe-Generators(52) eingreift und der einen Festsitz, in dem jeweiligen mittels Querstreben(53) zusammengehaltenen Schwimmkörper(1), aufweist, 8. Wasser- , Wind- und Solarkraftwerk nacih den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandfiäche(8) schieberartig in dem nach unten offenen U-Rahmen(54) so mittels Federsperrbolzen(5) und je zwei im oberen U-Rahmenteil(6) widergelagerten Blattfedern(57) schubgelagert sind, daß die auf dem Auflaufsteg(13) und AuflauI-Sperrkeil(12) sich wechselseitig aufschiebenden Rollen(58) der Widerstandfläche(8), diese, entgegen den Blattfedern(57), nach oben bzw. rückwärts druckt.

Nach Fig. 12, 13 u. 14) 90Wasser- , Wind - und Solarkraftwerk nach det Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die für die Nutzung der Wasserkraft angewandte Widerstandflächenmechanik auf der jeweiligen Plattform(3) als Wind-Energieanlage installiert ist, und um die Windrichtungs-Unabhängigkeit ihrer WiderstandSlächen(8) weitgehend zu erwirken, sind die Zapfen ihrer Tragachsen(7) als Gleitsteine(60) ausgebildet, welche in der, über den Rohrhalter an der Zahnstange(5) geschweißten, halbkreisförmigen Rohrführung (59) lagern, wobei die profilierten Zahnstangen(5) in den Gleitschienenstücken(44), die mittels der in zwei Längsreihen auf der Plattform(3) aufgesetzten Standsaulen(62) gehalten sind, lagern. (Nach Fig. 15,16 u. 17) 10. Wasser- , Wind- und 3oiarkraftwerk nach den Ansprüchen 1 u. t3 dadurch gekennzeichnet, da auf der Plattform(3) einer jeweiligen Kraftwerkseinheit vorzugsweise NT-Flachkollektoren(67) mit daran angeschlossenem Elektro-Heizkessel(69) eiae bekannte Turbo-Generator-Anlage betreibt, wobei der überhitzende Heizstrom aus den auf der Plattform(3) installierten Windrotoren (68) entnommen wird.

11. Wasser- , Wind- und Solarkraftwerk nach den Ansprüchen 1 u. 10 dadurch gekennzeichnet, daß an den unteren verstärkten Rotorblättera(?O) der griffige Drehkranz(71) geschweißt ist, welcher einen drehkippgelagerten Generator und den Hydraulik-Verdichter(72) antreibt, wobei der Generator nur dann im Eingriff stett, wenn die von der Rotordrehzahl abhängigen Drückhöhe den Zylinderkolben(73) entgegen den mittels der Druckfeder(74) widergelagerten Kipphebel(75) und den darauf angeordneten Generator bzw. das Ritzel(?6), gegen den Drehkrans(?1) drdckt.(Nach Fig. 18)