DE3001284A1

DE3001284A1 - Vorrichtung zur aufnahme oder verwendung der energie von wasserwellen

Info

Publication number: DE3001284A1
Application number: DE19803001284
Authority: DE
Inventors: Kjell Prof Budal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1980-01-15
Publication date: 1980-07-24
Also published as: SE8000255L; NO790121L; AU522045B2; GB2041096B; GB2041096A; NO145630C; AU5459080A; JPS55101774A; NO145630B; FR2446390A1; DE3001284C2; FR2446390B1

Description

Vorrichtung zur Aufnahme oder Verwendung der Energie von Vasserwellen

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Absorbieren oder Verwendung der Energie von Wassarwellen, wobei diese Vorrichtung wenigstens zwei Glieder umfaßt, die wenigstens teilweise in das Vasser eintauchen und so miteinander verbunden sind, daß sie paarweise schwingende geradlinige oder Drehbewegungen relativ zueinander ausführen können.

TJm dies zu erreichen_fwurde bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein Glied wenigstens teilweise im Wasser eintaucht und relativ zum festen Boden während einer wählbaren Zeitspanne eines jeden Zyklus solcher Wellen arretiert wird, denen diese Vorrichtung ausgesetzt ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die wenigstens zwei Glieder umfaßt, die wenigstens teilweise in das Wasser eintauchen und so miteinander verbunden sind, daß die Glieder paarweise relative schwingende Bewegungen ausführen können, wobei Mittel vorgesehen sind, durch die die beiden Glieder periodisch paarweise arretiert werden, so daß die Bewegungen der Glieder relativ zueinander so gesteuert werden, daß man die von den Wellen gewonnene Energie maximal ausnützt.

Beispielweise Ausführuhgsformen werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 in einem Vertikalschnitt eine Vorrichtung zeigt, bei 'der zwei Glieder eine schwingende geradlinige Bewegung relativ zueinander ausführen.

Fig. 2 stellt in einem Vertikalschnitt eine Vorrichtung dar, bei der zwei Glieder eine schwingende Drehbewegung relativ zueinander ausführen.

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Fig. 3 zeigt in einer Ansicht von links die Vorrichtung der Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt ein hohles konisches Glied 1, in dessen Hohlraum ein zylindrisches hohles Glied 2 angeordnet ist, das oben geschlossen und unten offen ist und vertikal im Wasser angeordnet ist, so daß sich ein Luftpolster im oberen Teil ausbildet. Die beiden Glieder können in vertikaler Richtung relativ zueinander mittels Rollen oder Rädern 3 gleiten und eine Einrichtung 4· ist so steuerbar, daß die Glieder

1 und 2 periodisch relativ zueinander arretiert werden können.

Wenn das Glied 2 teilweise eintaucht, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, flarm lassen die Wellen, die auf die Vorrichtung auftreffen, das Glied 1 nach oben längs des Gliedes 2 gleiten, während das Glied 2 im wesentlichen stationär gehalten wird, da es weitgehend eingetaucht ist. Diese Relativbewegung der beiden Glieder kann zur Erzeugung brauchbarer Energie verwendet werden, beispielsweise vermittels eines linearen elektrischen Generators, einer rotierenden hydraulischen Pumpe oder einer anderen an sich bekannten und in der Zeichnung nicht dargestellten Einrichtung. Wenn hierzu keine besonderen Einrichtungen vorgesehen werden, dann laufen die Relativbewegungen der beiden Glieder in Übereinstimmung mit den Wellenbewegungen ab und sie sind relativ klein, so daß auch die entnehmbare ÜTutzenergie gering ist.

Eine· Maßnahme, durch die die von der Vorrichtung abgegebene Energie merklich erhöht werden kann, besteht darin, daß die beiden Glieder mittels der Einrichtung 4- während bestimmter Zeitabschnitte eines jeden Wellenzyklus arretiert werden. Da das Glied

2 mit Wasser gefüllt ist und infolgedessen eine relativ große schwingende Masse darstellt, während das Glied 1, wenn es frei schwingen kann, eine natürliche Periode hat, die kurzer ist als die durchschnittliche Periode der Welle, so haben die beiden Glieder, wenn sie gegeneinander arretiert sind eine natürliche

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Periode der vertikalen Bewegung, die länger ist als die durchschnittliche Wellenperiode.

Wenn eine Vorrichtung mit zwei gegeneinander arretierten Gliedern 1 und 2 dem Einfluß einer Welle ausgesetzc wird und die Sperrung, kurz "bevor die Welle ihre größte Amplitude erreicht, aufgehoben wird, dann "bewegt sich da.^c Glied 1 relativ schnell längs des Gliedes 2 nach o"ben, während die Kraft der Welle etwa ihren größten Wert aufweist. Wenn hierdurch das Glied 1 seine äußerste Lage erreicht, unmittelbar bevor es seine Bewegungsrichtung umkehrt, d.h. wenn die Geschwindigkeit des Gliedes 1 relativ zu der des Gliedes 2 Null ist, dann wird die Arretierung wieder geschlossen, so daß die beiden Glieder sich zusammen in der umgekehrten Richtung bewegen. Die Geschwindigkeit ist zunächst gering, sie nimmt jedoch langsam mit zunehmender Wellenkraft in der entgegengesetzten Richtung zu, bis die Arretierungseinrichtung wieder gelöst wird, wenn die Wellenkraft ihren höchsten Wert in dieser Richtung erreicht, so daß das Glied 1 seine Bewegung frei fortsetzen kann, jetzt auch relativ zum Glied 2, genau so wie es eben im Zusammenhang mit der ersten Extremlage beschrieben wurde.

Wenn die Vorrichtung mittels der Arretierungseinrichtung so, wie oben beschrieben wurde, gesteuert wird, dann sind die wirksame Energie, die absorbiert wird und die abgegeben werden kann und die der Auswirkung der Wellenkraft auf das Glied 1 entspricht und die Geschwindigkeit dieses Gliedes immer positiv und lie^netwa bei dem größtmöglichen Wert. Die hier beschriebene Vorrichtung ist insbesondere dann geeignet, wenn die Wellen, die auf die Vorrichtung einwirken, bezüglich der Wellenlänge und/oder' Amplitude kaum regelmäßig sind.

Die Figuren 2 und 3 stellen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar, bei der zwei recht-eckige Glieder 11 und 12 schwenkbar bei 13 miteinander verbunden sind und jedes die Form einer rechteckigen Platte hat, wobei die

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Platte 11 sehr leicht ist, während die Platte 12 relativ schwer ist und wobei die gesamte Vorrichtung durch den Auftrieb des Gliedes 11 in teilweise eingetauchter Stellung schwimmend gehalten wird. Zusätzlich zu der Schwenkverbindung 13 sind die Glieder 11 und 12 mittels einer Stange 15 oder dergleichen miteinander verbunden, wobei ein Ende dieser Stange mit dem unteren Teil des Gliedes 12 über eine Schwenkverbindung 16 verbunden ist, während das andere Ende durch eine Arretierungsexnrichtung 14 gehalten wird, die schwenkbar an der oberen Kante des Gliedes 11 angebracht ist.

Das Glied 11 ist so ausgebildet und geformt, daß'es eine natürliche Periode der Schwingung um den Schwenkpunkt 13 hat, die kleiner ist als die durchschnittliche Wellenperiode, während die natürliche Periode der arretierten Glieder 11 und 12 größer ist als die durchschnittliche Vellenpericde, was auf dem großen Trägheitsmoment des Gliedes 12 beruht.

Die Betriebsweise der Vorrichtung, d.h. die Steuerung der Arretierungseinrichtung 14 ist die gleiche wie bei der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung, da das Glied 11 zusammen mit dem Glied 12 schwingt, wenn die Arretierungseinrichtung geschlossen ist und relativ zum Glied 12 schwingt, wenn die Arretierungseinrichtung gelöst ist. Die Schwingung der beiden Glieder relativ zueinander wird zur Absorption der Energie der ankommenden Wellen ausgenutzt, beispielsweise mittels eines elektrischen rotierenden Generators oder einer hydraulischen Pumpe, die mit dem Schwenkzapfen 13 in Verbindung steht.

Bei beiden Ausführungsformen der Vorrichtung sind zwei zusammenwirkende Glieder 1 und 2 bzw. 11 und 12 vorgesehen, es ist jedoch offensichtlich, daß die Vorrichtung mehrere solcher Paare umfassen kann. Hierbei kann eines der Glieder, insbesondere das Glied 2 zwei Paaren gemeinsam sein oder das Glied 11 der Figuren 2 und 3 kann in zwei Teile aufgespalten werden, die schwenkbar um eine horizontale Achse angeordnet sind und über

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eine zusätzliche Arretierungsvorrichtung oder dergl. verbunden sind, wie sie oben beschrieben und gezeigt wurde.

Es ist auch offensichtlich, daß die Stangenverbindung der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsform durch eine Kupplung ersetzt werden kann, beispielsweise durch eine am Schwenkpunkt 13 vorgesehene Magnetkupplung.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr E. .Assnann ■ Dr R, Koenigsberger DipL-Phys. R. Hoizbauer - Dip!-Ing. Ϊ-*. KUngseiser - Or. F. Zumstein jun. PAt EN ΓΑΝ W ALT E München 2 - BräuhausstraQe 4 ■ Telefon Sammel-Nr. 22 53 41 Telegramme Zumpat · Telex 5 29S70 1/Zw. Kjell BUDAL und Johannes I1ALNES, Trondheim/Norwegen Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Umwandlung der Energie von Wasserwellen, die wenigstens zwei Glieder umfaßt, die wenigstens teilweise in das V/asser eintauchen und so miteinander verbunden sind, daß sie paarweise, relative, schwingende Bewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel zwischen den Gliedern dec Paares eine Einrichtung umfassen, die während ausgewählter Zeitabschnitte eines jeden Wellenzyklus die beiden Glieder relativ zueinander arretieren können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lie "beiden Glieder in einem Paar die Jorm eines hohlen ringförmigen Konus aufweisen, der einen Hohlzylinder umgibt;, daß eine Arretierungsvorrichtung zwischen den Gliedern vorgesehen ist, durch die zeitweise geradlinige Relativbewegungen der Glieder verhindert werden.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glieder des Paares die Form von zwei hohlen Platten aufweisen, die schwenkbar um eine horizontale Achse angebracht sind, daß eine Arretierungsvorrichtung zwischen den beiden Platten des Paares vorgesehen ist, durch die zeitweise relative schwingende Bewegungen der beiden Glieder um diese horizontale Schwenkachse verhindert werden.

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