DE3026710A1

DE3026710A1 - Vorrichtung zur umwandlung der kinetischen meereswellenenergie in mechanische energie, bestehend aus einer oder mehreren unabhaengigen und aneinander anschliessbaren einheiten

Info

Publication number: DE3026710A1
Application number: DE19803026710
Authority: DE
Inventors: Salvatore Torino Iraci
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1981-05-07
Also published as: GB2064665A; AU6310780A; JPS5696168A; IT7969084A0; FR2468765A1; IT1197512B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Meereswellenenergie in mechanische Energie, bestehend aus einer oder mehreren unabhängigen und aneinander anschließbaren Einheiten.

Es wurden bereits einige Versuche unternommen, zur Umwandlung der Energie des Meereswellenschlages in eine ausnützbare mechanische Energie geeignete Maschinen zu schaffen. Die Ergebnisse der meisten Versuche waren nicht zufriedenstellend, weil die dazu erforderlichen Anlagen zu teuer und nicht sehr wirksam waren.

Aufgabe der voiliegenden Erfindung ist die Ausführung einer einfach gebauten und daher sowohl kosten- als auch wartungsmäßig wirtschaftlichen Maschine zur Erzeugung mechanischer Energie durch Umwandlung der Energie des Meereswellenschlages, die in der Nähe von Kanälen, Buchten oder anderen Stellen aufstellbar ist, bei denen wegen der geografischen Lage und des Profils der Küste der Meereswellenschlag eine durchschnittliche Kraft hat und nur selten sehr ruhig oder sehr stark wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung gemäß der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet ist, daß sie vorzugsweise drei Arbeitseinheiten aufweist, von denen jede aus einem durch den Wellenschlag "ii;.ernieiori beweglichen Schwimmer und

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aus mechanischen Mitteln zur direkten Übertragung der alternierenden Bewegung jedes Schwimmers auf eine Welle besteht, die sich mit einer einsinnigen Rotationsbewegung antreiben und zum Beispiel an eine Maschine zur Erzeugung von elektrischer Energie anschließen läßt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise anhand von schematischen Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt

Fig· I eine perspektivische Ansicht

der drei Einheiten der Maschine,

Fig. 2 eine Ansicht in seitlichem Aufriß

der drei aneinander anschließbaren Einheiten,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht von oben der Einheiten nach Fig. 2 nach einer Waagerechtebene durch die Linie III-III von Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht der zweiten Einheit der Vorrichtung,

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Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht von oben nach einer Waagerechtebene durch die Linie V-V von Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht der dritten Einheit und

Fig. 7 eine Schnittansicht von oben der Einheit nach Fig. 6 nach einer Waagerechtebene durch die Linie VII-VII von Fig. 6.

Bezugnehmend auf Fig. 1 besteht die Umwandlungs- und Erzeugungsvorrichtung vorzugsweise aus drei mit 10,11,12 bezeichneten Einheiten. Auf einer gemeinsamen Welle 13 oder auf Wellenabschnitten 13a, 13b, 13c (Fig. 3,5,7), die an ihren Enden Halbkupplungen 20 zur-Axialverbindung der drei Einheiten aufweisen, sind drei Schwungscheiben 15,16,17 (Fig.l) aufgezogen.

Ein erstes Freilaufzahnrad 18 ist auf der Welle 13 koaxial angeordnet und.bringt sie beim Drehen in Pfeilrichtung χ winkelförmig in Eingriff. Die Welle 13 ist auf nicht dargestellten Lagern auf einem Gestell geeigneten Aufbaues drehbar gelagert. Der Zahnkranz des Freilaufrades 18 steht immer mit einem Zahnsegment 21 in Eingriff, das bei 25 an der Halterung 36 angelenkt ist und mit dem Arm 22 ein einziges Stück bildet, der seinerseits bei 26 an dem einen Ende einer Pleuel- oder Zugstange 23 angelenkt ist, an deren anderem Ende ein Schwimmer 24 angelenkt ist.

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In der Nähe der Schwungradscheibe 16 ist ein zweites Kettenfreilaufrad 19 angeordnet, das, wie das Rad 18, beim Drehen in Pfeilrichtung χ mit der Welle 13 zusammen dreht. Der Zahnkranz des Freilaufrades 19 greift in einen Kettenabschnitt passender Länge ein, dessen Enden jeweils an einem Gegengewicht 28 und an einem Schwimmer 29 verankert sind, der schwerer als das Gegengewicht 28 ist. Schließlich ist auf der Welle oder auf einem koaxial mit der Welle 13 verbundenen Wellenabschnitt eine dritte Schwungscheibe 17 aufgezogen, in deren Nähe ein Freilaufrad oder eine Reibkupplung 30 mit einem Arm 31 angeordnet ist, der bei 32 am Ende einer Pleuelstange 33 angelenkt ist, die ebenfalls mit einem Schwimmer 34 angelenkt ist. Das Gestell 14 wird auf eine Unterwassergründung an einer geeigneten Stelle montiert und seine durchschnittliche Meereshöhe entspricht der Höhe der Pleuelstangen 23,33 sowie der Summe der Höhe des am Schwimmer 29 verankerten Kettenabschnittes und der Höhe der Schwimmer 24,29,34.

Der Meereswellenschlag läßt die drei Schwimmer 24,29,34 abwechselnd auf- und abwärtsgehen. Durch die Pleuelstange 23 betätigt der Schwimmer 34 wie ein Kipphebel um die Gelenkstelle 25 das Zahnsegment 21, in das der Zahnkranz des Freilaufrades 18 eingreift. Der Aufwärtsbewegung des Schwimmers 24 entspricht die aktive Drehbewegung des Freilaufrades 18, das die Welle 13 zum Drehen bringt.

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Umgekehrt geschieht es mit dem Schwimmer 29, dessen Aufwärtsbewegung der Leerlaufdrehbewegung des Rades 19 und der aktiven Drehbewegung entspricht, wenn der Schwimmer 29 nach Ausbleiben des Wellenschlages wegen Schwerkraft abwärtsgeht.

Die mit 12 bezeichnete Einheit besteht aus der Schwungscheibe 17, der Kupplung 30, dem Arm 31, der Pleuelstange 33 und dem Schwimmer 34 und arbeitet nicht nur mit den Einheiten 10 und 11 bei Betrieb der Vorrichtung zusammen, sondern hat auch die spezielle Aufgabe, die Schwungkräfte der verschiedenen Getriebe durch die Reib- oder Freilaufkupplung 30 zu überwinden und die Welle 13 langsam zum Drehen zu bringen, wenn der Wellenschlag nach einer eventuellen Ruhepause wieder anfängt.

Bezugnehmend auf Fig. 2 und 3 besteht die mit 10a bezeichnete, der Einheit 10 von Fig. 1 ähnliche Einheit gemäß einer baumässigen Variante der Erfindung aus einem Paar Schwungscheiben 15,15a und daher aus zwei Freilaufrädern 18,18a, die in entsprechende Zahnsegmente 21,21a eingreifen. Die Welle 13,13a ist einstückig oder besteht aus einem Paar durch Kupplungen 20 aneinander angeschlossenen Wellen und ist auf Lagern 35 gelagert, die in der am Gestell 14 befestigten Halterung eingebaut sind. In diesem Fall reicht der Schwimmer 24 allein für beide Pleuel- oder Zugstangen 33,33a aus oder aber kann er doppelt sein.

Die Schilderung der Verdoppelung der kinematischen Teile der in Fig. 2 und 3 dargestellten Einheit 10a, gilt auch für

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die Einheit Ha der Fig. 4 und 5, die der Einheit 11 von Fig. 1 ähnlich ist, sowie für die der Einheit 12 von Fig. 1 ähnliche Einheit 12a von Fig. 6,7.

Im wesentlichen läßt sich die Anzahl der kinematischen Bestandteile der Einheiten 10,11,12.(Fig.1) nach dem jeweiligen Fall in Abhängigkeit von dem für die Welle 13,13a verlangten Drehmoment wählen, während ihre Winkelgeschwindigkeit vom Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 21,28 sowie direkt von den zahlreichen augenblicklichen Eigenschaften der Wellen abhängt, die die Aufwärtsbewegung der verschiedenen Schwimmer verursachen.

Aus der obigen Beschreibung geht das wesentliche Merkmal der erfindungsgemäßen Maschine klar hervor, bei der - unabhängig von der Anzahl der sie bildenden Einheiten - die Bewegung der Schwimme: direkt auf die Welle 13 mit einem Mindestmaß an Leistungsverlusten übertragen wird, und zwar dank der Einfachheit der angewandten Elemente und der beschränkten Anzahl der Bestandteile jeier kinematischen Einheit.

Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Erzeugungsmaschine nicht auf die beschriebenen und schematisch dargestellten Anordnungen beschränkt, sondern kann - stets im Rahmen der Erfindung - weiter verbessert und eventuell verändert werden,

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und zwar insbesondere hinsichtlich der Anordnung und der Anzahl der Schwungscheiben 15,16,17, die die doppelte Aufgabe des Ausgleiches der Drehbewegung der Welle 13 und der Aufspeicherung von kinetischer Energie erfüllen.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Meereswellenenergie in mechanische Energie,bestehend aus einer oder
mehreren unabhängigen und aneinander anschließbaren Einheiten-, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit (10,11, oder 12) einen Schwimmer (24,2 9,34) umfaßt, der in der
Lage ist, die vom Meereswellenschlag erzeugte alternierende Bewegung direkt auf Freilaufräder (18,19) und wenigstens auf eine Freilaufkupplung (30) zu übertragen, wobei die
alternierende Bewegung dieser Schwimmer in einsinnige
Drehbewegung einer Welle (13,I3a) umgewandelt wird, die mit einer oder mehreren Schwungscheiben (15,16,17) verbunden ist und an eine Stromerzeugungs- oder an eine Arbeitsmaschine anschließbar ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der sie bildenden Einheiten (10) eine Welle (13), die auf einer geeigneten, aus einem in einer gewissen, ausgewählten Meeres- oder Seestelle eingetauchten Untergestell auftauchender Halterung gelagert ist, eine auf dieser Welle aufgezogene Schwungscheibe (15), ein auf der Welle angeordnetes Freilaufzahnrad (18), ein Zahnsegment 21 umfaßt, das mit einem Hebelarm (22) versehen ist und mit dem Freilaufrad immer in Eingriff steht, da es bei (25) hebelartig an der Halterung (36) angelenkt ist, während das Ende seines Armes (22) bei (26) an dem einen Ende einer Pleuelstange (23) angelenkt ist, deren anderes Ende an einem Schwimmer (24) angelenkt ist, der in seiner alternierenden Bewegung jedenfalls senkrecht geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine ihrer Einheiten (11) ein Freilaufrad (19) umfaßt, das auf der Welle (13) aufgezogen ist und in eine Kette (25) eingreift, an deren Enden jeweils ein Schwimmer (29) und ein Gegengewicht (28) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der sie bildenden Einheiten (12) einen Arm (31) aufweist, der an dem einen Ende mit einer Freilaufkupplung (30) verbunden ist und an dem anderen Ende dur di eine Pleuelstange (33) an einem Schwimmer (34) angelenkt ist, der in seiner alternierenden Bewegung jedenfalls senkrecht geführt ist.

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