DE3037311A1 - Steuerung bei einer wellenenergie-umwandlungsvorrichtung mit einem hohlkoerper mit flexibler wandung - Google Patents

Steuerung bei einer wellenenergie-umwandlungsvorrichtung mit einem hohlkoerper mit flexibler wandung

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DE3037311A1
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Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF
DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR
PATENTANWÄLTE ο η ο τ*> -1 ι
3 0 3/311 Postfach 86 02 45-8000 München 86
Anwaltsakte 31 188 2. Okt. 1980
Michael Joseph French und
Robert Valentine Chaplin,
Lancaster , Großbritannien
Steuerung bei einer Wellenenergie-Umwandlungsvorrichtung mit einem Hohlkörper: mit flexibler Wandung
13ÖÖ17/0640
»(089)988272 _ Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850
988273 WW/ 3 BERGSTAPFPAtEKT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM
988274 TELEX: Bayec Vefeinsbahk München 453100 (BLZ 70020270) 983310 0S2456Ö BEttG a Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)
δ τ+-α V4-O τι irr DR. BERG DIPL.-INQ. STAPF dIPL.-ING. SCHWABE DR.DR. SANDMAIR
PATENTANWÄLTE 8 MÖNCHEN 80 · MAU ERKiRCHERSTR. 4S
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Wellenenergie-Dmwandlungsvorrichtung, die einen Hohlkörper, der mit flexiblen Wänden versehen ist, der Art, wie er in der DE-OS 2 7 23 6 70 beschrieben ist, verwendet.
Wenn eine solche Vorrichtung lange Gasleitungen hat, glätten diese die Gasströmung zu dem Energieumwandlung-Bestandteil (im Normalfall eine Turbine), der den Gasstrom in eine bequemere Energieform umwandelt. Jedoch treten immer noch aufgrund der unregelmäßigen Anzahl von Wellenbergen und Wellentälern entlang der Länge des Hohlkörpers,.und auch wegen der großen Schwankungen bei der Wellenhöhe, beträchtliche Druckschwankungen in dem Gas auf.
Die Erfindung schafft daher ein Steuersystem, um die Energieausbeute aus dem Gastrom bei in weitem Rahmen schwankendem Druck zu verbessern.
Eine weitere Besonderheit dieser Art von Vorrichtung ist, daß sie an sich in ihrer Neigung bistabil ist und die Tendenz zeigt eine Trimmung (die als "Hängen" bezeichnet wird) mit dem Kopfteil oder rückwärtigen Teil nach unten
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anzunehmen, in der nur der mittlere Bereich des Hohlkörpers mit flexibler Wandung arbeitet.
Die Erfindung schafft auch eine Steuerung der Phase der Neigung, um die Energieaufnahme der Vorrichtung zu verbessern.
Demgemäß schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Umwandlung von Energie aus Wasserwellen, mit einem langgestreckten Hohlkörper mit einer flexiblen Wandung aus undurchlässigem Material, der in eine Mehrzahl von Kammern, von denen jede ein Gas enthält, unterteilt ist, einer Leitung für ausgehendes Gas und einer Leitung für rückkehrendes Gas, wobei jede Kammer mit den Gasleitungen über Rückschlagventile derart verbunden ist, daß der einsinnige Übergang von Gas aus der Kammer in die Gasleitung für ausgehendes Gas und der einsinnige Übergang von Gas aus der Leitung für zurückgehendes Gas in die Kammer erfolgen kann, einem langgestreckten Traggerüst, an dem das flexible Material des Hohlkörpers angebracht ist, wobei die Vorrichtung zum Betrieb im Wasser mit die Oberfläche teilweise durchragendem oder sich knapp darunter befindendem Oberteil des flexiblen Hohlkörpers angeordnet ist, so daß die einzelnen Kammern, wenn sich Wasserwellen an der Vorrichtung vorbeibewegen, der Reihe nach einer Änderung des
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äußeren Drucks unterworfen sind, wobei Gas bei hohem Außendruck aus der Kammer in die Leitung für ausgehendes Gas gedrückt wird und bei niedrigem Außendruck Gas aus der Leitung für zurückströmendes Gas in die Kammer zurückströmt, einer Energieumwandlungseinrichtung zum Leisten von Arbeit durch Entspannen von Gas aus der Leitung für ausgehendes Gas in die Leitung für zurückströmendes Gas, einer Wellenhöhen-Fühleinrichtung zum Fühlen der Wellenhöhe an mindestens einer Stelle entlang der Länge der Vorrichtung, und einer Gasströmungs-Steuereinrichtung, die durch die Wellenhöhen-Fühleinrichtung zum Einstellen der Beschränkung der Gasströmung im Weg durch die Energieumwandlungseinrichtung in einer vorbestimmten Abhängigkeit von der gefühlten Wellenhöhe gesteuert wird.
In der bevorzugten Anordnung ist der langgestreckte Hohlkörper aus flexiblem, undurchdringlichen Material gebildet und die Kammern sind durch eine Reihe von Trennwänden, ebenfalls aus flexiblem, undurchdringlichen Material, gebildet. Es ist jedoch klar, daß ein technisch äquivalentes System erzielt wird, wenn jede Kammer getrennt wie ein Sack gebildet ist und die Säcke in Reihe an dem Traggerüst angeordnet sind.
Vorzugsweise weist die Energieumwandlungseinrichtung eine
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Turbine auf und weist die Gasströmungs-Steuereinrichtung eine mit Flügeln versehene Turbineneinlaß-Düse mit einstellbarer Öffnung, beispielsweise durch Drehung der Flügel der Düse um eine radiale Achse, auf.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Umwandeln von Energie aus Wasserwellen mit einem langgestreckten Hohlkörper mit einer flexiblen Wandung aus undurchdringlichem Material, wobei der Hohlkörper in eine Mehrzahl von Gas enthaltenden Kammern unterteilt ist, einer Leitung für ausgehendes Gas und einer Leitung für zurückströmendes Gas, wobei jede Kammer mit den Gasleitungen über Rückschlagventile derart verbunden ist, daß der einsinnige Durchgang von Gas aus der Kammer in die Leitung für ausgehendes Gas und der einsinnige Durchgang von Gas aus der Leitung für zurückströmendes Gas in die Kammer ermöglicht wird, einem langgestreckten Traggerüst, an dem das flexible Hohlkörpermaterial angebracht ist, wobei die Vorrichtung zum Betrieb im Wasser mit die Oberfläche teilweise durchragendem oder knapp darunter befindlichem Oberteil des flexiblen Hohlkörpers angeordnet ist, so daß die einzelnen Kammern, wenn sich Wasserwellen an der Vorrichtung vorbeibewegen, nacheinander einer Änderung des äußeren Drucks unterworfen werden, wodurch Gas bei hohem Außendruck aus der Kammer in die
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Leitung für ausgehendes Gas gedrückt wird und Gas bei niedrigem Außendruck aus der Leitung für zurückkehrendes Gas in die Kammer zurückströmt, wobei mindestens zwei Gasströmungskreise vorgesehen sind, einer Energieumwandlungseinrichtung zum Leisten von Arbeit durch Entspannen von Gas aus einer Leitung für ausgehendes Gas in eine Leitung für zurückströmendes Gas, wobei die Gasströmungskreise auf beiden Seiten des Mittelpunktes der Vorrichtung angeordnet sind und unabhängige Gasströmungs-Steuereinrichtungen haben, wodurch die Steuerung der Gasströmung die Neigung der Vorrichtung steuert, und eine Neigungsfühleinrichtung zum Fühlen der Neigung der Vorrichtung um den Mittelpunkt, wobei die Gasströmungs-Steuereinrichtung durch die Neigungsfühleinrichtung zum Einstellen der Beschränkung der Gasströmung in jedem der beiden Gasströmungskreise so gesteuert; ist, daß sie in Richtung einer Verminderung der Neigung der Vorrichtung wirkt.
Bei einer bevorzugten Anordnung gemäß der Erfindung ist das oder jedes Paar der Gasströmkreise in der Form eines Achters um den Mittelpunkt über Kreuz verbunden, wobei eine Leitung für ausgehendes Gas aus mit flexibler Wand versehenen Kammern auf einer Seite des Mittelpunktes gespeist wird, wobei das rückströmende Gas,nachdem es die Energieumwandlungseinrichtung passiert hat, in die Rückströmgas-Leitung eintritt, die die mit flexiblen Wandun-
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gen versehenen Kammern auf der anderen Seite des Mittelpunktes speist, welch letztgenannte Kammern ihrerseits .in die andere Leitung für ausgehendes Gas des Paares speisen, und das zurückströmende Gas daraus die Rückströmgas-Leitung für die Kammern auf der besagten einen Seite des Mittelpunkts versorgt. Diese Anordnung sorgt für eine erhöhte Wirksamkeit der Steuerung der Neigung durch Einstellung der Beschränkung der Gasströmung in jedem der Gasströmungskreise. So resultiert beispielsweise, wenn die Vorrichtung dazu tendiert, sich mit dem Bug nach oben zu neigen, eine Zunahme in der Beschränkung
der
bzw. Drosselung der Gasströmung durch den Kreis,/aus den mit flexiblen Wandungen versehenen Kammern am Heckende gespeist ist und der die Leitung für zurückkehrendes Gas für die mit flexiblen Wandungen versehenen Kammern am Bugende speist, darin, daß das Bugende des Gases beraubt wird, während Ausströmen von Gas aus den mit flexiblen Wandungen versehenen Kammern am Heckende Widerstand geleistet wird. Auf diese Weise nimmt der Auftrieb am Heckende zu, während der am Bugende abnimmt und wirkt so der Tendenz des Bugs entgegen, sich nach oben zu neigen.
Vorzugsweise ist auch eine Wellenhöhen-Fühleinrichtung vorgesehen und die Gasströmungs-Steuereinrichtung wird zusätzlich zum Einstellen der Beschränkung der Gasströmung
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in jedem der genannten Gasströmungskreise in vorbestimmter Abhängigkeit von der gefühlten Wellenhöhe gesteuert, wobei die Einstellung der Beschränkung der Gasströmung in Antwort auf die Wellenhöhen-Fühleinrichtung in jedem der Gasströmungskreise gleichsinnig ist, während die Einstellung der Drosselung der Gasströmung in Antwort auf die Neigungs-Fühleinrichtung derart ist, daß sie die Strömung im GasStrömungskreis an dem Teil der Vorrichtung, die sich nach unten zu neigen droht, vermindert und die Strömung in dem GasStrömungskreis an dem Teil der Vorrichtung, die sich nach oben zu neigen droht, vermehrt.
Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung, bei der der hydrostatische Druck eines vorbeiziehenden Wellenberges das Zusammenfallen flexibler Säcke verursacht, was Luft aus den Säcken über ein Rückschlagventil in eine Hochdruckluftleitung pumpt. Die Säcke werden im Wellental aus einer Niederdruckluftleitung wieder aufgeblasen. Eine oder mehrere Turbinen werden durch das Strömen der Luft von der Hoch- zur Niederdruckluftleitung angetrieben. Durch Steuern der Begrenzung des Luftstroms durch die Turbine (n) wird der Energiegewinn bestmöglich gestaltet. Dadurch, daß getrennt einstellbare Luftstromkreise für Bugende und Heckende vorgesehen werden, liefert die differenzierte Steuerung der Strömungsbegrenzung in den zwei Kreisen eine Steuerung der Neigung der Vorrichtung.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, auf die wegen ihrer großen Klarheit und Übersichtlichkeit bezüglich der Offenbarung ausdrücklich verwiesen wird, noch näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung;
Fig. 2A bis 2D schematische Querschnitte der Vorrichtung, die mehrere Zustände in ihrem Arbeitszyklus zeigen;
Fig. 3 schematisch dargestellte Gasströmungskreise der Vorrichtung; und
Fig. 4 ein Blockdiagramm elektrischer Bestandteile eines Steuersystems.
Die Vorrichtung weist einen langen, starren Rahmen 11 auf, der, im Einsatz, mit seinem Kopf dem Meer zugewandt liegt und durch flexible Luftsäcke 12a und 12bf die entlang des Oberteils des Rahmens 11 angebracht sind, schwimmend gehalten wird.
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Der Rahmen 11 ist aus Spannbeton und ist einem Kastenrahmen angenähert, wobei der "Kasten" viergeteilt ist, um zwei Gasleitungen 13 und 14 und zwei Sätze von Wasserballasttanks 15 und 16 zu schaffen. Der Rahmen 11 in diesem Ausführungsbeispiel ist ungefähr 19Om lang, aber es gibt jetzt Anzeichen dafür, daß eine kürzere Vorrichtung wirtschaftlicher wäre.
Die flexiblen Luftsäcke sind aus verstärktem Gummimaterial in zwei Bereichen oder Reihen 12a bzw. 12b ausgebildet, jede ungefähr 8O m lang mit einer durchgehenden äußeren Hülle, die durch Quermembranen in zehn getrennt Säcke unterteilt ist. Jeder Sack steht mit der ausgehenden Gasleitung 14 über ein Rückschlagventil 18 und mit der rückführenden Gasleitung 13 über ein Rückschlagventil 17 in verbindung. Im Betrieb hebt sich ein Wellenberg um den Sack, der Außendruck,.der auf den Sack wirkt, überschreitet schließlich den Druck im Sack und veranlaßt, daß er seitlich zusammenfällt, was Luft innerhalb des Sackes über das Rückschlagventil 18 in die ausgehende Gasleitung 14 zwingt - Fig. 2B. Wenn der Wasserspiegel fällt, füllt sich der Sack erneut aus der Führung 13 für zurückströmendes Gas über das Rückschlagventil 17 - Fig. 2D.
Hieraus wird ersichtlich, daß das Gas, im einfachsten Falle
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Luft, in der ausgehenden Gasleitung 14 unter hohem Druck steht, währenddessen das Gas in der rückführenden Leitung 13 unter niederem Druck steht. Die Begriffe "hoch" und"niedrig" sind in diesem Zusammenhang relativ zu sehen, wobei der Unterschied einer Wassersäule, die ungefähr gleich der Hälfte der vorherrschenden Wellenhöhe ist, entspricht.
Jeder flexible Sack 12A und 12B arbeitet mehr oder minder unabhängig als einfacher Balg, der Luft von "niedrigem" auf "hohen" Druck pumpt. Man kann sich die Arbeitweise vorstellen als Säcke, die in einem Wellenberg zusammenfallen und so seine Höhe vermindern, und sich in einem Wellental ausdehnen und somit dazu tendieren, das Wellental auszufüllen.
Der Gasströmungskreis wird durch Luftturbinen vervollständigt, durch die Luft aus der ausgehenden Gasleitung 14 in die Rückkehrgasleitung 13 entspannt wird.
Um die gewünschte Steuerung der Neigung zu schaffen, ist der Gasströmungskreis in diesem Beispiel zweigeteilt. Die Reihe bzw. Gruppe der flexiblen Säcke 12a am Bugende der Vorrichtung speist in eine ausgehende Gasleitung 14a (Fig. 3) ein, während die Reihe bzw. Gruppe der flexiblen Säcke
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12b am Heckende der Vorrichtung in eine getrennte ausgehende Gasleitung 14b einspeist. Eine gemeinsame (Niederdruck) rückführende Gasleitung 13 wird verwendet. Zwei einstufige Luftturbinen 19 und 21 auf der gleichen Welle werden jeweils von den zwei ausgehenden Gasleitungen 14a bzw. 14b gespeist und ihr Abstrom gelangt in die gemeinsame rückführende Gasleitung 13. Die Turbinen 19 und 21 treiben einen Generator 22 an. Die Gasströmung durch die Turbinen wird durch mit Flügeln versehene Düsen einstellbarer Öffnungen gesteuert, deren Einstellung bzw. Ausrichtung die Beschränkung der Gasströmung, die durch die Düse erzeugt wird, bestimmt. Die Einstellung der Stellung der Düsenflügel wird durch Servomotoren, die durch die Bezugszeichen 23 und 24 in Fig. 3 dargestellt sind, gesteuert.
Zur Erzeugung der Steuersignale zur Einstellung der Stellung der Turbinendusenflügel werden zwei Hauptveränderliche überwacht, nämlich die Wellenhöhe und die Neigung. Die Neigung wird in diesem Beispiel mit einem Beschleunigungsmesser gemessen, aber ein Pendel oder ein Kreisel zur Anzeige des Drehungsmasses könnte auch verwendet werden. Die Wellenhöhe wird durch Feststellen der hydrostatischen Drücke am Bug und am Heck und Korrektur durch die Neigungsmessung um die tatsächliche Meeresoberflächenhöhe über dem Mittelwert zu liefern, gemessen.
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Die Servomotoren 23 und 24 werden gesteuert, um die Festsetzung der Düsenöffnung der beiden Turbinen 19 und 21 einzustellen, zusammen um die Energiegewinnung bei der gefühlten Wellenhöhe bestmöglich zu gestalten und differenziert, um dem Hängen entgegenzuwirken. Dies kann am besten durch Düsenöffnungseinstellbedingungen (a + b) an der Turbine 19 und (a - b) an der Turbine 21 dargestellt werden. "a" ist eine Funktion der Wellenhöhe und wird für kleinere Wellen erhöht und für größere Wellen verringert, "b" ist eine Funktion der jeweiligen Neigungsvorgänge, die durch den Beschleunigungsmesser gemessen werden und der Vorgänge im Zusammenhang mit der Wellenhöhe.
Wenn θ die Neigung (Bug nach unten) ist und die Düsenöffnungs-Stellungen, die als Flügelwinkelstellungen gemessen werden, (a + b) für die Turbine 19 (gespeist aus den Säcken 12a am Bugende) und (a - b) für die Turbine 21 (gespeist aus den Säcken 12b am Heckende) sind, dann ist eine einfache Form für "b" -ΚΘ, wobei K eine Konstante ist mit einem Wert, der gewöhnlich in der Größenordnung von 3 bis 5° pro Grad liegt. In einer fortgeschritteneren Form wäre K ein linearer Operator mit Differential-, Proportional- und Integralgliedern.
Eine einfache Form für "a" ist a = a - Hh_, wobei a eine
m B m
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mittlere Düsenflügelsteilung ist, h die neigungskorrigierte Wellenhöhe am Bug, und H, das normalerweise, wenn eine Konstante, ungefähr 3°/m beträgt, würde im allgemeinen drei Glieder haben, wie die oben erwähnte fortgeschrittenere Form von K. Dem Wert von a würde das
letzte Maximum von h zugrundegelegt.
Folglich würde K die allgemeine Form C1D + C + C,D
-1
und H die allgemeine Form C.D + C1- + CfiD haben, wobei C bis C, Konstanten sind, D das Zeitdifferential der
I D
Variablen, auf die der Operator wirkt,(Neigung θ im Falle von K und h die korrigierte Bugwellenhöhe im Falle von H) darstellt, und D das Integral dieser Variablen darstellt.
Die Parameter, d.h. die Werte der Konstanten C1 bis C,
müssen an die jeweilige Gestaltung der Energieumwandlungsvorrichtung und die voraussichtlichen Meeresbedingungen an der Stelle, an der sie arbeiten soll, angepaßt werden. Die Parameter werden so gewählt, daß bei allen
Meeresbedxngungen Stabilität sichergestellt ist und die Energieausbeute bestmöglich gestaltet wird. Letzteres
bedingt:
(a) Beherrschen der Tubinenkapazität passend zu je-
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der vorbeiziehenden Welle, grob in der Weise, daß die mittlere Luftströmung konstant gehalten wird, während der Druckabfall für größere Wellen ansteigt, und umgekehrt.
(b) Beherrschen des Phasenverhältnisses zwischen Welle und Neigungswinkel, was bei einigen mittleren Wellenlängen nur geringen Einfluß haben wird, aber bei anderen zu erheblichen Gewinnen führen soll, insbesondere bei Wellenlängen ungefähr gleich der Länge der Vorrichtung.
Fig. 4 stellt schematisch die Bestandteile des Steuersystems dar.
Der Bugwellenhöhenfühler 33 und der Heckwellenhöhenfühler 3 4 liefern hydrostatische Anzeigen des Meerespegels am Bug und am Heck. Diese Signale werden in Korrektureinrichtungen 35 und 36 mit Signalen vom Neigungsfühler 37 kombiniert, um korrigierte Wellenhöhensignale h und h zu liefern. Diese Korrektur wird in diesem Beispiel durch Bezugnahme auf den Signalausgang aus einem Hubfühler 31 verfeinert. Die verschiedenen Signale werden in Signalerzeugern 39 und 41 kombiniert, die das Steuersignal "a" bzw. "b" durch die oben besprochenen Operatoren K und H erzeugen. Die Ausgänge "a" und "b" werden bei 42 addiert
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und bei 43 subtrahiert, um Ausgänge (a + b) und (a - b) für die Steüerhilfsmotoren 23 und 24 zu liefern.
Die Werte der Konstanten C. bis Cfi für eine optimale Energieausbeute sind wahrscheinlich für unterschiedliche Zustände der See unterschiedlich. Ein Meereszustandsüberwacher 32 wird daher zur Gewinnung einer Langzeitanzeige des Seezustandes und zur entsprechenden Einstellung der Konstanten C. bis Cß mit aufgenommen. Es kann z.B. bei schwererer See als normal wünschenswert sein, C,- zu reduzieren.
Im Regelfalle weist der Meereszustandsüberwacher 32 eine Sxgnalverarbextungsausrüstung auf, die aus den Neigungsund Wellenhöhefühlern digitalisierte Ausgänge gewinnen, die den Zustand des Meeres durch Durchschnittswerte über lange Zeitdauern von solchen typischen Größen wie der Nulldurchgangshäufigkeit und eines Maßes der Wellenhöhe darstellen. Auf der Grundlage empirisch bestimmter Beziehungen werden diese Angaben durch einen Mikroprozessor in Änderungen der Werte der Konstanten C bis Cfi umgewandelt, und die in den Signalgeneratoren 39 und 41 angewandten Operatoren H und K werden entsprechend eingestellt.
Es können verschiedene Abwandlungen in der Anordnung der
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Turbinen, der Hochdruckgasleitungen und der Niederdruckgasleitungen vorgenommen werden. So zeigt Fig. 3 ein System mit einer gemeinsamen Niederdruckgasleitung und zwei Hochdruckgasleitungen. Eine Abwandlung ist, zwei Niederdruckgasleitungen und eine gemeinsame Hochdruckgasleitung zu verwenden. Eine weitere Abwandlung ist/ zwei getrennte System zu verwenden, von denen jedes seine eigene Turbine, seine eigene Hochdruckgasleitung und seine eigene Niederdruckgasleitung hat.
Eine weitere Abwandlung ist es, zwei getrennte Systeme mit je eigener Turbine, eigener Hochdruckgasleitung und eigener Niederdruckgasleitung zu verwenden, aber die Anordnung so zu treffen, daß die Hochdruckgasleitung eines Systems aus der Reihe der flexiblen Säcke 12a am Bugende der Vorrichtung gespeist wird, während die Niederdruckgasleitung dieses Systems die flexiblen Säcke 12b am Heckende der Vorrichtung speist. Entsprechend wird die Hochdruckgasleitung des zweiten Systems aus der Reihe der flexiblen Säcke 12b am Heckende der Vorrichtung gespeist, während die Niederdruck-Rückkehrgasleitung dieses zweiten Systems zurück in die Reihe der flexiblen Säcke 12a am Bugende der Vorrichtung speist.
Dies letztere System hat die Form eines Achters und ist gegenüber den oben beschriebenen anderen Abwandlungen vor-
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teilhaft. Der Vorteil liegt darin, daß Korrekturen, die an einer Turbine angebracht werden, sowohl auf den Heck- wie auf den Bugabschnitt der Vorrichtung, aber selbstverständlich in entgegengesetztem Sinne, wirken, wodurch die Wirksamkeit der Korrekturen vergrößert wird. Während Fig. 3 getrennte Turbinen 19 und 21 in jedem der Gasströmungskreise zeigt, ist es möglich, eine einzige Turbine zu verwenden, vorausgesetzt, daß der Turbineneinlaß in geeigneter Weise unterteilt ist und die Düsenflügel in den verschiedenen Einlassen unabhängig voneinander einstellbar sind. Solch eine Anordnung mit Einzelturbine wurde gut zu der in Fig. 3 gezeigten Anordnung mit einer gemeinsamen Niederdruckleitung passen.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten des beschriebenen Beispiels beschränkt. Ein elektrisches Steuersystem ist in Fig. 4 beschrieben, aber dieses und die Servomotoren können, wenn gewünscht, auch pneumatisch oder hydraulisch ausgebildet sein. In der in Fig. 3 beschriebenen Anordnung und ihren Abwandlungen sind zwei Gasströmungskreise beschrieben. Es ist jedoch klar, daß, wenn gewünscht, eine Mehrzahl von Paaren von Gasströmungskreisen vorgesehen sein kann, alle mit ihrem eigenen Gasströmungssteuersystem.
Es wird jedoch angenommen, daß jegliche daraus folgende
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Verbesserung in der Anpassungsfähigkeit der Steuerung wahrscheinlich im Hinblick auf die damit verbundene zusätzliche Komplizierung nicht lohnt.
Ende der Beschreibung
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    ϊ 1J Vorrichtung zur Umwandlung von Energie aus Wasserwellen, mit einem langgestreckten Hohlkörper mit einer flexiblen Wandung aus undurchlässigem Material, der in eine Mehrzahl von Kammern, von denen jede ein Gas enthält, unterteilt ist, einer Leitung für ausgehendes Gas und einer Leitung für rückkehrendes Gas, wobei jede Kammer mit den Gasleitungen über Rückschlagventile derart verbunden ist, daß der einsinnige Übergang von Gas aus der Kammer in die Gasleitung für ausgehendes Gas und der einsinnige Übergang von Gas aus der Leitung für zurückgehendes Gas in die Kammer erfolgen kann, einem langgestreckten Traggerüst, an dem das flexible Material des Hohlkörpers angebracht ist, wobei die Vorrichtung zum Betrieb im Wasser mit die Oberfläche teilweise durchragendem oder sich knapp darunter befindendem Oberteil des flexiblen Hohlkörpers angeordnet ist, so daß die einzelnen Kammern,, wenn sich Wasserwellen an der Vorrichtung vorbeibewegen, der Reihe nach einer Änderung des äußeren Drucks unterworfen sind,
    ® (089) 988272 988273 988274 983310
    130017/0640
    ww/j
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    wobei Gas bei hohem Außendurck aus der Kammer in die Leitung für ausgehendes Gas gedrückt wird und bei niedrigem Außendruck Gas aus der Leitung für zurückströmendes Gas in die Kammer zurückströmt, einer Energieumwandlungseinrichtung zum Leisten von Arbeit durch Entspannen von Gas aus der Leitung für ausgehendes Gas in die Leitung für zurückströmendes Gas, gekennzeichnet durch eine Wellenhöhen-Fühleinrichtung (33, 34) zum Fühlen der Wellenhöhe an mindestens einer Stelle entlang der Länge der Vorrichtung, und eine Gasströmungs-Steuereinrichtung, die durch die Wellenhöhen-Fühleinrichtung (33, 34) zum Einstellen der Beschränkung der Gasströmung im Weg durch die Energieumwandlungseinrichtung (19, 21) in einer vorbestimmten Abhängigkeit von der gefühlten Wellenhöhe gesteuert wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Umwandlung von Energie aus Wasserwellen, mit einem langgestreckten Hohlkörper mit einer flexiblen Wandung aus undurchlässigem Material, der in eine Mehrzahl von Kammern, von denen jede ein Gas enthält, unterteilt ist, einer Leitung für ausgehendes Gas und einer Leitung für rückkehrendes Gas, wobei jede Kammer mit den Gasleitungen über Rückschlagventile derart verbunden ist, daß der einsinnige Übergang von Gas aus der Kammer in die Gasleitung für ausgehendes Gas und der einsinnige
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    Übergang von Gas aus der Leitung für zurückgehendes Gas in die Kammer erfolgen kann, einem langgestreckten Traggerüst, an dem das flexible Material des Hohlkörpers angebracht ist, wobei die Vorrichtung zum Betrieb im Wasser mit die Oberfläche teilweise durchragendem oder sich knapp darunter befindendem Oberteil des flexiblen Hohlkörpers angeordnet ist, so daß die einzelnen Kammern wenn sich Wasserwellen an der Vorrichtung vorbeibewegen, der Reihe nach einer Änderung des äußeren Drucks unterworfen sind, wobei Gas bei hohem Außendruck aus der Kammer in die Leitung für ausgehendes Gas gedrückt wird und bei niedrigem Außendruck Gas aus der Leitung für zurückströmendes Gas in die Kammer zurückströmt, einer Energieumwandlungseinrichtung zum Leisten von Arbeit durch Entspannen von Gas aus einer Leitung für ausgehendes Gas in eine Leitung für zurückströmendes Gas, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens zwei Gasströmungskreise (14a, 19, 13; 14b, 21, 13) vorgesehen sind, wobei die Gasströmungskreise (14a, 19, 13; 14b, 21, 13) auf jeder Seite des Mittelpunktes der Vorrichtung angeordnet sind und unabhänige Gasströmungs-Steuereinrichtungen haben, wodurch die Steuerung der Gasströmung die Neigung der Vorrichtung steuert, und eine Neigungsfühleinrichtung (37) zum Fühlen der Neigung der Vorrichtung um den Mittelpunkt, wobei die Gasströmungs-Steuereinrichtung durch die Nei-
    — 5 —
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    gungsfühleinrichtung zum Einstellen der Beschränkung der Gasströmung in jedem der beiden Gasströmungskreise (14a, 19, 13; 14b, 21, 13) so gesteuert ist, daß sie in Richtung einer Verminderung der Neigung der Vorrichtung wirkt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das oder jedes Paar der GasStrömungskreise- bzw. Schaltungen über Kreuz in der Form eines Achters um den Mittelpunkt verbunden ist, wobei eine Leitung für ausgehendes Gas aus mit flexibler Wandung versehenen Kammern (12a) auf einer Seite des Mittelpunktes gespeist wird, wobei das rückströmende Gas, nachdem es die Energieumwandlungseinrichtung passiert hat, in die Rückströmgas-Leitung eintritt, die die mit flexiblen Wandungen versehenen Kammern (12b) auf der anderen Seite des Mittelpunktes speist, welch letztgenannte Kammern ihrerseits in die andere Leitung für ausgehendes Gas des Paares speisen, und das zurückströmende Gas daraus die Rückströmgas-Leitung für die Kammern (12a) auf der besagten einen Seite des Mittelpunktes versorgt.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
    auch
    gekennzeichnet, daß/eine Wellenhöhen-Fühleinrichtung (33, 34) vorgesehen und die Gasströmungs-Steuereinrichtung zusätzlich zum Einstellen der Beschrän-
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    kung der Gasströmung in jedem der genannten Gasströmungskreise (14a, 19, 13; 14b, 21, 13) in vorbestimmter Abhängigkeit von der gefühlten Wellenhöhe gesteuert wird, wobei die Einstellung der Beschränkung der Gasströmung in Antwort auf die Wellenhöhen-Fühleinrichtung (33, 34) in jedem der Gasströmungskreise gleichsinnig ist, während die Einstellung der Beschränkung der Gasströmung in Antwort auf die Neigungs-Fühleinrichtung (37) derart ist, daß sie
    dem
    die Strömung in/Gasströmungskreis an dem Teil der Vorrichtung, die sich nach unten zu neigen droht, vermindert und die Strömung in dem GasStrömungskreis an dem Teil der Vorrichtung, die sich nach oben zu neigen droht, vermehrt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Hohlkörper aus flexiblem, undurchdringlichem Material gebildet ist und die Kammern (12a, 12b) durch eine Reihe von Trennwänden ebenfalls aus flexiblem, undurchdringlichem Material gebildet sind.
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