DE3400532A1

DE3400532A1 - Anlage zur umsetzung der energie der meereswellen in nutzbare gebrauchsenergie

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Publication number: DE3400532A1
Application number: DE3400532A
Authority: DE
Inventors: Alfons 7516 Karlsbad Meschenmoser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1984-11-22

Description

Alfons Meschenmoser »:.*..* "-.* ,1. . *..* -

?516 Karlsbad - Spielberg

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Anlage zur Umsetzung der Energie der Meereswellen in nutzbare Gebrauchsenergie .

Die Nutzung des Windes ist schon lange bekannt. Die vom Wind er= zeugten Meereswellen,haben ein sehr" hohes Energiepotential in der Masse. Zu beobachten sind die Hubkraft der Wellen,also die Kraft in der "Vertikalen". Auserdem haben die Wellen starke Strömungen, in welchen ebenfalls große Energien in der "Horizontalen" messbar sind. Schiffe,welche die Meere befahren,besonders solche im Küsten= bereich,haben je nach Größe ein entsprechendes Eigengewicht. Bei Seegang werden diese schwimmenden Eigengewichte von den Wellen hoch= getragen. Nach kurzer Zeit sinkt so ein Schiff,wegen seines Eigen= gewichts, in das der Welle nachfolgende Tal ab. Dieses Spiel wieder= holt sich,so lange Seegang ist.

Es gibt sehr viele Küsten mit ständiger Brandung,also ständigem Wellengang. In solchen und anderen Küstenbereichen lässt sich mit Hilfe von Schiffen (Fig.2),Stützpfeilern (Pig.l) und Verbindungsseilen (Fig.4) zwischen Beiden die Folge von Wind,als Wellenenergie in der Vertikalen als Hubkraft.die Schwerkraft der Schiffe als Zugkraft, die Strömungsenergie der Wellen zum Antrieb von am Schiff montierten Wasserrädern gerne insane nutzen. Alle Antriebsteile,wie Windflügel auf dem Stützpfeiler,der Schiffshub und die Schwerkraft^beim^Sjjiken. sowie die Wasserräder können zur Erzeugung el. Energie sj.ei.chze.ltIg, eingesetzt werden.

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Die vertikale Wellenbewegung in der Nutzung. .Sin Beispiel .

Ein Schiff,als gewichtiger Schwimmkörper^wird beweglich an einem Stützpfeiler (Flg.l) festgehalten. Dem Schiff (Fig.2) verbleiben bei geringer Einschränkung die Auf- und Abbewegung auf den Wellen, sowie die Drehbewegung und die Stampfbewegung. Das "Rollen" ist nicht möglich, es ist unerwünscht. Die Seilverbindungen zwischen dem Schiff und den Seilscheiben (Fig. 3c) auf dem Stützpfeiler (Fig.l) machen möglich,dass die Auf-und Abbewegungen des Schiffes als Zug;= kräfte auf die Pendelgewichte (Fig.3) .wirken und diese in Teilrotation bringen. Dabei greift der am Pendelarm befindliche Rasterhebel (3L) in die Zähne der Zahnscheibe(3t>) und bringt die Zahnscheibe,welche mit dem Schwungrad (3a) fest verbunden ist, Beide in Vollrotation Indem die Wellen sich wiederholen,wird diese Kraft eben so oft auf das,oder wie hier,die Schwungräder übertragen. So kann aus der Wellenbewegung eine nutzbare Dauerenergiequelle gemacht werden.

Die Hubkraft der Wellen und das Schiffsgewicht beim"Sinken" sind große Kräfte. Die Langsamkeit dieser großen Kräfte muß durch Zwischenschaltung von Übersetzungsgetrieben (3f) beschläunigt werden, damit die Drehzahl zum Antrieb el. Generatoren (3s) gegeben ist.

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Den verschiedenen Konstruktionsmöglichkelten ist ein breites Fe3d geboten. Die Kräfte aus der Wellenbewegung mit Hilfe von Schiffen können gewandelt und genutzt werden z.B. als Druckenergle zum Direckt= , antrieb von Weerwasserp.umowerken zur Verdunstungsbewässerung von Wüstengebieten. _ '

Als Zugenerseie zum Antrieb von Schwungmassen,deren Energie zum Antrieb von z.B. el.Generatoren (3>s) zur Erzeugung el. Energie genutzt werden kann.

Die Vielfalt der sich konstruktiv abzeichnenden Möglichkeiten, wie Seilantrieb über Pendelschwung,oder ohne Pendel,Schwungräder direkt antreiben. Ob mit Seilen oder mit Pleuel,es sind viele Möglichkeiten gegeben. Seilantrieb hat den Vorteil,dass die unterschiedlichen Wellenhöhen am besten durch Spann-Zwischengewichte (4b) ausgleichbar sind. Die Stampfbewegung des Schiffes ist als Energiequelle ebenfalls nutzbar. Seile werden vom Bug des Schiffes über Seilrollen ■ auf dem Stützpfeiler von dort zum Heck geführt und dort befestigt. Jede Stampfbewegung überträgt sich auf das Pendel und da? Seil stabilisiert noch das Schiff.

Seilzug ohne Pendel direkt auf die Seilscheiben und mit Kupplungen auf die Schwungräder übertragen ist ebenfalls möglich. Schwimmkörper und Stützpfeiler für den Antrieb sind aber auch hier notwedig,um die Rotation herbei führen zu können.

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Der Stützpfeiler und der Schwimmkörper- ein Beispiel^A OüΌ32

Der Stützpfeiler (Flg.l) , z.B. ein stabiles Stahlrohr mit großem Durchmesser oder ein Betonpfeiler sind im Fundament fest eingebaut. Die Belastungen des Stützpfeilers sind z.B. bei Sturm sehr hoch. Deshalb muss die Pendelwucht durch Gegenpendelwucht ausgeglichen werden. Von Vorteil ist,dass alle Stahlseile,welche sowohl mit dem Schiff als auch mit den Pende!schwungmassen verbunden sind,den Stützpfeiler in der Vertikalen ständig mit Druck belasten und Viberationen dämpfen und ableiten.

Das Schiff -^v'der Schwimmkörper - als Antriebskraft !

Hier ein Beispiel von mehreren,möglichen Konstruktionen . Etwa im 1. Viertel bis 1. Drittel der Schiffslänge ,vom Bug her gesehen, ist das Schiff für den Durchgang des Stützpfeilers (Fig.l) , in der ganzen Schiffshöhe durchbrochen. Der Durchbruch hat Rechteckform in der Längsachse des SchiffeSjdamit das Schiff freie Bewegung in der Vertika1en, sowie auch freie Stampfbewegung und freie Bewegung zur Seibsteinstellung gegen.die Wellenströmung; hat,also freie Drehbewegung. Durch den Schiffsrumpf geht also in der ganzen Schiffshöhe eine Stahl= hülse,welche das Eindringen von Wasser verhindert. Diese Hülse ist gleichzeitig FUhrungsbuchse (2a) für alle Schiffsbewegungen. Das "Rollen" ist nicht möglich. Die Schmierung Im Bereich der Führungsbuchse ist die Wasserschmierung. Das Schiff ist mit Stahlseilen mit den Antrieb= scheiben (j5c) der Pendelscnwungmassen verbunden. Alle Bewegungen des Schiffes,also die Vertikalbewegung und die Stampf= bewegung werden über Stahlseile auf die Pendelschwungmassen übertragen und setzen diese Schwungmassen im Bewegung. So entsteht die Schwung= massenenergie.

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Blatt 2 der :SCüt:zprei.ler *isw*.""

Werden die Schwungmassenpendel (Fig.3) durch Seilzug,vom Schiff kommend,in Pendelbewegung gebracht,dann kommt auch das Kupplungssystem in Aktion. Der am Pendelarm befindliche Rasterhebel (jiff als- Mi tneh;n?r der Zahnscheiben (^b) beginnt in die Zahnung ,welche noch stillsteht, einzurasten. Dadurch kommt das Schwungrad(3a) in Drehbewegung. Das Auf-und Ab des Schiffes bewirken ein beschläunigtes Einrasten des Mitnehmers in die Zahnungen,wobei das Schwungrad ebenfalls beschläunigt wird. Die Seilzugkräfte,sowohl beim Sinken wie beim Hub des Schiffes wirken in der Folge auf die Beibehaltung der Schwungradrotation. Durch den oder hier die Seizüge wird die Pendelwucht gegenseitig ausgeglichen ohne dass die Leistung der Wucht verloren geht. Die rotierenden Schwungräder,welche mit derHauptwelle (3d) fest verbunden sind,geben ihre Schwungkraft an das Übersetzungsgetriebe weiter. Das Übersetzungsgetriebe gibt diese empfangene Energie in beschleunigter Drehbewegung zum Generator (3g)· Dieser Generatorerzeugt Strom zur Versorgung der Verbraucher an Land. Durch Kabelverbund einiger solcher Sl. Anlagen wird erreicht,dass die Stromerzeugung am Sammelpunkt gleichmäsig seil.- wird,bezw. die Spannung ausreichend bleibt.

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O / Π ΓΊ C Ο O

Die Funktion der Energieerzeugungsanlage !

Takt 1 ) Das Schiff als Schwimmkörper ist mit Stahlseilen (Pig.4) über die Seilscheiben (3c) mit dem mechanischen,beweglichen Teil der Anlage verbunden. Im Bugbereich sind diese Antriebseile fest mit dem Schiff verbunden. Diese Antriebseile gehen hoch zu den Seil= Scheiben (3c),umrunden diese Seilscheiben mindestens einmal ca J>6o Grad und gehen dann nach Unten in den Bereich des Stützpfeilers beim Schiffsdeck. Am Stützpfeiler sind in diesem Bereich die SeiIumlenk= rollen .,(Ic) ₁ ,, wo das Seil nach Unterrundung der Umlenkrollen den Seilfestpunkt (4a) ,am Schiff befestigt erreicht. Das Schiff hangt nun gewissermaßen in den Seilen,hat aber seine drei Freiheiten.

Takt 2 ) Es kommt eine Welle und hebt das Schiff an,die erste Arbeitsleistung beginnt. Seil B wird unter der Umlenkrolle vom steigenden Schiff angezogen,Seil B zieht dadurch von Oben nach Unten, nimmt dabei das Schwungpendel mit-Sgjlkrafρ nach der Gegenseite,bis das "Steige::" des Schiffes aufhört. In diesem Moirent. beginnt das

Sinken " des Schiffes. Die Schwerkraft als Zugkraft verlagert sich im gleichen Moment vom Zugseil B auf das Zugseil A und nimmt mit Sei!kraft und sich steigernder Pendelwucht das Massenpendel auf die Gegenseite. Bei beiden Vorgängen nehmen die Rasterhebel (3>L) am Pendel die Zahnscheiben (3b) durch jeweiliges Einrasten in die Zahnung diese Zahnscheiben mit in Drehung.

Takt 3 ) Die Zahnscheiben (3b) sind fest mit den daneben befind= liehen Schwungrädern (3a) verbunden, welche dadurch gleichzeitig in Drehung kommen. Die Dauerrotation ist von nun an gegeben,die Energiemenge der Schwungräder,welche die gewandelte Hub - Zugkraft des Schiffshubs und die Schwerkraft des Schiffes beim Sinken als Zugkraft zu einem erheblichen Teil belnnhalten,kann ab Hier genutzt

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werden. Bei langzeitiger Wellenbewegung,eine Dauerenergie .

Haben die Schiffe Wasserräder und auf dem Stützpfeiler Wind flügel, welche ebenfalls entsprechende Generatoren antreiben,so wird das je Anlage zur Leistungssteigerung beitragen. Nutzbar je Schiff und Stützpfeiler sind :

¹· Hubkraft der Wellen,umgewande1t über Umlenkrollen in Zugkraft, auf die Pendel wirkend.

2. Schwerkraft der Schiffe erzeugt Zugkraft beim Sinken und wirkt als solche Kraft ebenfalls auf die Pendel.

y. Das Stampfen des Schiffes wird als Hin - und Her - Zugkraft genutzt,wenn vom Bug,über Seilrollen zum Heck des Schiffes ebenfalls Arbeitsseile gespannt werden.

4. Die Kraft der am Schiff vorbeiflieSenden Flut kann genutzt werden, wenn am Schiff beiderseits Wasserräder angebeut sirn.,welche ent= sprechende Generatoren antreiben.

5. Bei Wellengang ist meistens Wind vorhanden, welcher durch den Einsatz von Windflügeln auf der Stützpfeilerspitze ebenfalls aum gleichen Zweck genutzt werden kann.

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•Liste der Figuren

Fig. 1 Stützpfeiler

la Drehkranz

Ib Rohrhülse = Drehbereichsverstärkung

Ic Seil-Umlenrollen
Fig. 2 Schiffe als Schwimmkörper und Schwerkraftkörper

2a Schiffs-Führungsbuchse 2b entfällt

2c Schiffsaussparung für Stützpfeiler und Umlenkrollen

2d Verstärkung der Urnlenkrollenhalterung FIg 3 Pendelschwungmassen auf Lagerschalen

3a Schwungräder

3b Zahnscheibenkupplungen mit Rasterhebel (31·) 3c Seilscheiben für Seilantrieb 3d Hauptwelle für alle Bewegungsteile hier 3e Zahnräder mit Kette für Kraftübertragung

3f Übersetzungsgetriebe 3g El* Generator

3h Tragrahmen für die Energieanlage 3i Schutzdach für die El.-Anlage

3k Blattfedern als Druckfedern 3L Rasterhebel(oder Mitnehmer)

Blatt 2 ι

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Liste der Figuren -—Blatte 34 U Ub 32

Fig. 4 Stahlseile für den Antrieb durch Schiffe

4a Befestigung der Stahlseile am Schiffsdeck 4b Spanngewichte für Stahlseile als Wellenhöhenausgleich 4c besondere Spannseile als Mittnehmer der Maschinenanlage bei Schiffsdrehungen

Funktionsbezeichnungen

a - a Stellung von Pendelschwungmasse und Schiff = Normal b - b " " " Sturm

c-c Wellenhöhendistanz

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Claims

Patentansprüche

Die Idee für ein Konzept,vornehmlich zur Gewinnung elektrischer Energie, erzeugt .jedoch ohne .jeden Verbrennungsvorgang und ohne Oberflächenwasser und Turbinen, nur mit Hilfe von Wind und daraus besonders den Meereswellen , sowie mit dem Einsatz von mittelschweren bis schwere^n Schwimmkörpern , Schiffen ähnlich, auf dem Wasser schwimmend. Diese Schiffe an festen,meistens im Bodenfundament verfestigten Stützpfeilern,beweglich daran festge= halten, um die Hubkraft der Wasserwellen.sowie die Schwerkraft des Schiffseigengewichts in mechanische oder hydraulische Energie zu wandeln,

dadurch gekennzeichnet

dass die Windströmung,hier im besonderen aber die daraus kommenden Meereswellen als Massenenergie, insbesondere deren Vertikalenergie wie auch die Strömungsenergie als Horizontalkraft dieser Wellen, mit Hilfe von mindestens einem Stützpfeiler (Fig. l) und ζτΒ. einem Schiff (Fig. 2 ) als Schwimmkörper.dieses als Antriebskraft sowie z.B. Zuggewichten, oder hier Pendelgewichten (Fig. 3 ) Wasserrädern,Schwungrädern (Fig. ^a) ,Windflügeln,Pumpen sowie hier Stahlseilen (Fig. 4) , Ketten oder Pleuelstangen als Hilfs= mittel , welche teilweise auf dem Schiff und teilweise auf- oder am Stützpfeiler befestigt sind,durch insbesondere der vertikalen

und der dabei eintretenden Bewegung des Schiffes

nach Oben und Unten z.B. diese hier gezeigten Pendelgewichte(Fig. in Teilrotation bringt,welche mit Hilfe automatischer Kupplungen C5b) diese Energie

Patentansprüche - Blatt 2 3400532

noch 1 an Schwungräder (ja) weitergeben und dadurch diese Schwung=

räder in Vollrotation bringen und so von den Schwungrädern als mechanische oder,nach Pumpenantrieb als hydraulische Energie zum Antrieb von Maschinen,wie z.B. Wasserpumpen, Hydraulikpumpen usw.,aber mit Vorzug zum Antrieb el.Generatoren (3g) zur Erzeugung el.Energie verwendet werden können.

Nach Anspruch 1 ist diese Anlage eine vollautomatisch arbeitende Energlerezeugungsanlage, welche

dadurch gekennzeichnet ist , dass zum Betrieb der Anlage mit Vorzug die Hubkraft der Meeres= wellen und die Schwerkraft der Schwimmkörper bei der Wasserbe= wegung genutzt wird,weil diese Kraft bei diesem Schwimmkörper immer und bei der Wellenbewegung meistens vorhanden ist und kostenlos sich anbietet und sich keine Versorgungs- und Entsor= gungsprobleme ergeben,wie auch die Umwelt beim Betrieb völlig unbelastet bleibt.

Nach Anspruch 1 und 2 ist die Kraft der Meereswellen hier ent= sprechend dem Konzept nicht nur über z.B. Pendelgewichte, Gewichte,Schwungräder usw. nutzbar,sondern auch als fiichtgewandelte Hub - Druck - oder Zug - Direktenergie verwertbar und ist dadu rch gek e nnzeichnet , dass z.B. Meerwasserpumpwerke zur Verdunstungsbewässerung von Wüstengebieten,diese Pumpanlagen durch Pumpenmechanische Direkt= nutzung der Hubkraft der Wellen und der Schwerkraft der Schwimm= körper in direkte Puppenleistung gebracht werden kann und deshalb dieses Energieerzeugungskonzept dadurch erweitert wird, weil z.B. die Massenschwingung und der genutzte,direkte Hub - Druck der

Patentansprüche - Blatt J5

der Schwimmkörper konstruktiv sehr verschieden sind , die ,Kraftauslösung; aber einheitlich und glelch.die Meereswellen« bewegung.sowie die Schwimmkörper(Fig.2).an festen Stützpfeilern (Fjg.l) lose gehalten .für alle diese Konstruktionen notwendig sind.

Nach Anspruch 1 bis 2 ist es nicht möglich,die verschiedensten und vielfältig sich abzeichnenden Konstruktionen zeichnerisch zur Patenteinreichung beizugeben.weshalb die beigegebenen Zeich« nungen nur Beispiele darstellen und deshalb auf Details nicht eingegangen werden kann, sich aber

dadurchkennzeichnen, dass diese Beispielzeichnungen ein Leitfaden für künftige, technische Weiterentwicklungen hier sind. \

Nach den Ansprüchen 1 bis 4 ist dieses Konzept der Nutzung der Meereswellen ebenfalls anwendbar bei direktem oder indirektem Exzenterantrieb vom Schwimmkörper über feste Pleuel zu den Schwungrädern, ist aber

dadurch gekennzelc hnet, dass zum Antrieb solcher Konstruktionen das gleiche oder ähnliche Konzept von Stützpfeiler,Schwimmkörper und mechanischer sowie elektrischer Anlage notwendig ist,um eine solche Anlage nutzbar zu machen.

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Patentansprüche -"Blatft 4*

Nach den Ansprüchen 1 bis 5 wird nicht nur das Sinken der Schwimmkörper als Schwerkraft im Zugseil als Zugkraft genutzt, sondern

ist dadurch gekennzeichnet,

dass die Hubkraft des Schwimmkörpers dadurch ebenfalls als Zugkraft auf das Stahlseil übertragen wird, weil dieses Seil ,unter den, am Stützpfeiler angebrachten Umlenkrollen ( Ic ) beim Hub ^e₁S Schwimmkörpers in Zugkraft gewandelt wird. Dadurcn weraen die Seilscheiben (j5c) mit Pendel mit ^eilzu^kraft von einer Seite zur andern Seite gezogen und dadurch wird die Nutzleistung wesent= lieh verbessert. Das Sinken und Hebendes Schwimmkörpers werden so in Seil-Zugkraft gewandelt.