DE4308891C2 - Wandlersystem für eine Strömungskraftmaschine - Google Patents
Wandlersystem für eine StrömungskraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Wandlersystem nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Wandlersystem ist bereits aus der DE 34 40 499 A1
bekannt. Dieses Wandlersystem ist Teil einer Vor
richtung zur Nutzbarmachung von hydromechanischer Energie
und besteht aus einer Kolben-Zylindereinheit, die durch
eine drehbar an einer befestigte Klappe
betätigbar ist. Eine auf die Klappe auftreffende Wasser
strömung führt zum Verdrehen der Klappe und damit zum Be
tätigen der Kolben-Zylindereinheit. Da die Klappe als zu
bewegender Körper ständig eine hin- und hergehende Drehbe
wegung ausführt, müssen bei diesem bekannten Wandlersystem
die zu bewegenden Teile sehr oft beschleunigt und abge
bremst werden, was zu Energieverlusten führt.
Ein weiteres Wandlersystem ist in der DE-PS 6 84 417 als
Teil einer Strömungskraftmaschine beschrieben. Die Strö
mungskraftmaschine besteht aus einem Flügel, der einer
Strömung ausgesetzt ist und drehbar an einem durch ihn in
eine Pendelbewegung versetzbaren Körper in Form eines Rah
mens befestigt ist. Der Rahmen selbst wiederum ist mit dem
bekannten Wandlersystem gekuppelt, das als Gewicht oder
Federzug ausgebildet ist. Das Wandlersystem soll auf einer
ersten Halbstrecke der Pendelbewegung die durch die Pen
delbewegung des Rahmens erzeugte Energie speichern und
diese auf einer zweiten Halbstrecke zusätzlich zur Wirkung
bringen. Der Rahmen ist über eine Schwenklagerung mit ei
ner Haltevorrichtung gekuppelt, die als feststehende, ver
tikale Achse ausgebildet ist. Der Wirkungsgrad dieses be
kannten Wandlersystems ist nicht sehr gut, da durch die
pendelnde Bewegung des Rahmens ein ständiges Beschleunigen
und Abbremsen des Wandlersystems erfolgt. Die Trägheit von
sämtlichen ständig zu beschleunigenden und abzubremsenden
Teilen führt in dem bekannten Wandlersystem somit zu einer
Energievergeudung.
Aus der DE-OS 21 52 637 ist ein Wandlersystem zur Nutzbar
machung von Wasserströmung, insbesondere Gezeitenströmung,
bekannt. Rechtwinkelig zur Strömung erstreckt sich eine in
einer Richtung umlaufende Kette, welche durch zwei Ritzel
gelagert und in Spannung gehalten werden. An der Kette
sind Turbinenschaufeln befestigt, auf die die Strömung
auftrifft und die dadurch die Kette in eine Bewegung quer
zur Strömungsrichtung versetzen. Da beide Kettentrume in
Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind, führen
die Turbinenschaufeln jedes Trums eine gegeneinander ge
richtete Bewegung aus, was zu Strömungsverlusten und Ver
wirbelungen zwischen den beiden Kettentrumen führt. Zudem
muß die Strömung, welche zwischen den Turbinenschaufeln
des ersten Trums hindurchgegangen ist, ihre Strömungs
richtung um annähernd 90° beim Eintritt in den Raum zwi
schen den Turbinenschaufeln des zweiten Trums ändern, da
die Turbinenschaufeln des ersten und des zweiten Trums be
züglich ihrer Ausrichtung zur Strömungsrichtung wegen ih
rer umlaufenden Bewegung, in Draufsicht gesehen, spiegel
bildlich zueinander liegen. Die Folge der extremen Strö
mungsrichtungsänderung zwischen den Turbinenschaufeln bei
der Trume ist, daß zwischen den Kettentrumen eine völlig
ungerichtete Verwirbelung des Wassers und eine entspre
chende Stauwirkung auftreten. Zudem müssen bei diesem be
kannten Wandlersystem sehr hohe Massen, nämlich die Kette
und zahlreiche Turbinenschaufeln, durch die Strömung be
wegt werden, wodurch der Strömungswiderstand hoch ist.
Auch beeinflußt das bekannte Wandlersystem, ähnlich wie
ein Staudamm, die Wasserfauna sehr stark. Dieses System
wirkt wie eine Wand oder Staumauer nicht nur für Wasser
tiere, sondern auch für Treibgut.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wandlersystem nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß das
Wandlersystem einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad
aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der durch die Strömung in eine Hin- und
Herbewegung versetzbare Körper mit der Haltevorrich
tung nicht mehr über eine Schwenk- oder Drehlagerung ge
kuppelt, sondern über ein verfahrbares Vehikel, das auf
der als Linearführung ausgebildeten Haltevorrichtung hin- und
herbewegbar ist. Dadurch verfährt der Körper zusammen
mit dem Vehikel aufgrund der Strömung und legt bei einem
halben Takt, d. h. bei einer Hin- oder einer Herbewegung
eine wesentlich längere Strecke zurück als bei den bekann
ten Wandlersystemen, die nur eine Pendel- oder Drehbewe
gung ausführen können. Das erfindungsgemäße Wandlersystem
hat damit weniger Beschleunigungs- oder Abbremszeiten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Ge
genstände der Unteransprüche.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die
Haltevorrichtung annähernd rechtwinkelig zur Strömungs
richtung horizontal angeordnet oder annähernd rechtwinke
lig zu dieser horizontal einstellbar. Die Haltevorrichtung
und der mit ihr verbundene Körper haben damit stets die
optimale Stellung zu der Strömung, die beispielsweise eine
Luft- oder Wasserströmung sein kann. Die Einstellbarkeit
der Haltevorrichtung könnte beispielsweise durch eine
drehbare Haltevorrichtung mit daran befestigter, sich
stets in Strömungsrichtung einstellender Fahne
(vergleichbar mit einer Windfahne) erreicht werden. Eine
Vertikalanordnung der Haltevorrichtung wie bei der
DE-PS 6 84 417 wäre ebenso möglich, wobei dann das Vehikel verti
kal verfahrbar wäre.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 umfaßt
die Linearführung einen Balken mit einer Längsnut, wobei
in der Längsnut ein Nutenstein als Vehikel verfahrbar an
geordnet ist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch
einen extrem einfachen und billigen Aufbau aus.
Ebenfalls sehr einfach ist der Aufbau des Wandlersystems,
wenn dieses gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach An
spruch 4 eine Linearführung in Form eines langgestreckten
Rundmaterials umfaßt, auf dem eine Gleitbuchse als Vehikel
verfahrbar ist.
Das Vehikel kann beispielsweise über Seilverbindungen
einen stationären Generator antreiben und so Strom er
zeugen. Umgekehrt ist es ebenso möglich, daß das verfahr
bare Vehikel als eine Art Dynamomaschine ausgebildet ist,
die Strom erzeugt und entlang der feststehenden
Haltevorrichtung verfährt. Das Vehikel könnte auch ein
verfahrbarer Balken sein, der zwischen feststehenden Rol
len gelagert ist und diese in Drehung versetzt.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 umfaßt
das Wandlersystem wenigstens eine Einheit aus einem Zylin
der und einem Kolben, die die Linearführung bzw. das Vehi
kel bilden oder Teil derselben sind. Der Zylinder kann ein
Hydraulik- oder Pneumatikzylinder sein, wobei ein Pneuma
tikzylinder durch die geringe träge Masse der zu verdrän
genden Luft gewisse Vorteile hat. Das Wandlersystem ist in
dieser Ausgestaltung sehr einfach ausgebildet, da die er
ste Linearführung in Form eines Kolbens oder eines Zylin
ders bereits Teil des Wandlersystems ist.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 9 umfaßt
die Haltevorrichtung eine Einheit aus einem Kolben und ei
nem Zylinder, von denen einer durch eine Mitnahmeeinrich
tung mit dem Vehikel verbunden und relativ zu dem anderen
verfahrbar ist. Der Kolben und der Zylinder sind in dieser
Ausgestaltung Teile der Haltevorrichtung.
Um Reibungsverluste zwischen der Mitnahmeeinrichtung und
dem Kolben oder dem Zylinder zu vermeiden, ist diese in
der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 10 als berüh
rungslose Einrichtung ausgebildet.
Die berührungslose Mitnahmeeinrichtung besteht in der Aus
gestaltung der Erfindung nach Anspruch 11 aus dem Kolben
und dem Vehikel zugeordneten Magneten, die durch ihre ein
ander anziehende oder abstoßende Wirkung den Kolben und
das Vehikel miteinander verbinden.
Bei hohen auf die erste Linearführung aufgebrachten Quer
kräften ist es vorteilhaft, gemäß der Ausgestaltung der
Erfindung nach Anspruch 13 eine parallel zu dieser angeord
nete zweite Linearführung vorzusehen, um alle Querkräfte
durch die zweite Linearführung, die dann massiver aus
gebildet sein sollte, aufzunehmen. Ist die erste Linear
führung als Kolben-Zylindereinheit ausgebildet, so ist die
Ausgestaltung nach Anspruch 13 besonders vorteilhaft, da
sie verhindert, daß auf den Zylinder der ersten Linearfüh
rung Querkräfte einwirken, die diesen sehr schnell zerstö
ren würden.
Insbesondere bei langen Linearführungen ist eine exakt
parallele Anordnung der ersten zu der zweiten Linearfüh
rung problematisch. Teilweise sind auch die Linearführun
gen selbst nicht völlig gerade, so daß bei leichten Unge
radheiten doch Querkräfte auf die erste Linearführung wir
ken können. Hat diese jedoch die Ausgestaltung der Erfin
dung nach Anspruch 14, d. h. ist verschiebbar oder, wie in
der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 15, durch
einen elastischen Verbindungsflansch mit der zweiten Li
nearführung verbunden, kann die erste Linearführung bei
Auftreten von Querkräften diesen ausweichen.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 16 sind
die erste und die zweite Linearführung durch eine in Rich
tung der Linearführungen verschiebbare Abstützeinrichtung
verbunden, um die erste durch die zweite Linearführung ab
zustützen. Die Abstützeinrichtung könnte dabei lediglich
ein zwischen den Linearführungen verfahrbar angeordneter
Gleitstein sein.
Die Abstützeinrichtung ist in der Ausgestaltung der Erfin
dung nach Anspruch 17 ein mit der zweiten Linearführung
verbundener Verfahrwagen, der wiederum mit dem Vehikel
verbunden ist. Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach
Anspruch 18 ist die Abstützeinrichtung zusätzlich in Strö
mungsrichtung elastisch nachgiebig ausgebildet. Diese ela
stisch nachgiebig ausgebildete Abstützeinrichtung ist ne
ben der verschiebbaren Ausbildung der ersten Linearführung
gemäß Anspruch 14 eine weitere Möglichkeit, um Querkräfte
von der ersten Linearführung fernzuhalten.
Da die zweite Linearführung möglichst die gesamten Quer
kräfte aufnehmen soll, ist es auch weiter vorteilhaft,
wenn der Körper direkt an der Abstützeinrichtung gemäß der
Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 19 befestigt
und über die Abstützeinrichtung erst indirekt mit dem Ve
hikel gekuppelt ist.
Soll das erfindungsgemäße Wandlersystem hydromechanische Energie nutzbar
machen, also beispielsweise die kinetische Energie eines fließenden Gewäs
sers umwandeln, ist es notwendig, daß der angeströmte Körper auch stets
vollständig ins Wasser getaucht ist und sich dem Was
serstand anpassen kann. Dies wird durch die Ausgestaltun
gen der Erfindung nach den Ansprüchen 20 und 21 gewährlei
stet. Die erste und/oder zweite Linearführung müssen dabei
in Richtung zur Wasseroberfläche hin oder von dieser weg
verschiebbar sein. Die Verschiebung selbst kann ein mit
einer der Linearführungen verbundener Schwimmer hervorru
fen. Die Haltevorrichtung auf einem Ponton vorzusehen ist
eine weitere Möglichkeit, die Lage des Körpers und des
Wandlersystems dem Wasserstand anzupassen.
In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 22 ist
die zweite Linearführung als Brücke ausgebildet und ist
somit sehr einfach und schnell montierbar. Die Brücke hat
dabei zusätzlich einen Mehreckquerschnitt, an dessen Ecken
Räder des Verfahrwagens geführt und abgestützt sind. Das
Wandlersystem in dieser Ausgestaltung ist sehr kompakt,
dennoch stabil und insbesondere fast komplett vormontier
bar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Strö
mungskraftmaschine mit dem erfindungs
gemäßen Wandlersystem,
Fig. 2 eine Schnittansicht nach der Linie II-II
in Fig. 1, und
Fig. 3 eine Schnittansicht des Wandlersystems
nach der Linie III-III in Fig. 2, mit dem
Vehikel und der ersten Linearführung.
In Fig. 1 ist ein Teil einer Strömungskraftmaschine mit
einem Körper 12 gezeigt, der in einem fließenden Gewässer
schräg zu einer Strömungsrichtung F angeordnet ist. Der
Körper 12 hat eine Flügelprofilform und ist über eine
Drehachse 14 an einem Verfahrwagen 20 befestigt. Der Ver
fahrwagen 20, der in Fig. 1 vereinfacht durch Rollen 22
und 23 sowie achsenähnliche Verbindungsteile 33 darge
stellt ist, ist in Strömungsrichtung F geringfügig ver
schieblich, quer zur Strömungsrichtung jedoch fest über
Bolzen 28 mit einem mittig in ihm angeordneten Vehikel 30
verbunden. Der Verfahrwagen 20 hat jeweils vier Rollen 22
bzw. 23 an seinen beiden Enden, die auf vier Rohren 24
laufen, welche sich annähernd rechtwinkelig zur Strömungs
richtung F über das fließende Gewässer von einem Ufer zu
dem gegenüberliegenden Ufer erstrecken. Von den Rollen 22,
23 und den Rohren 24 sind in Fig. 1 jeweils nur die oberen
Rollen bzw. Rohre sichtbar. Der Verfahrwagen 20 kann also
mit geringen Reibungsverlusten von dem einen zu dem gegen
überliegenden Ufer fahren, und umgekehrt. Das Vehikel 30
hat an jedem Ende vier Rollen 32 bzw. 34, die gemeinsam an
jedem Ende eine erste Linearführung in Form eines Zylin
ders 40 umfassen und auf dessen Außenseite verfahrbar
sind. Die Rohre 24 sind Teil einer, in Fig. 2 besser er
kennbaren, insgesamt mit 25 bezeichneten zweiten Linear
führung. Die erste und die zweite Linearführung 40 bzw. 25
bilden zusammen eine Haltevorrichtung für den Körper 12
und sind in Richtung zur Wasseroberfläche hin und von die
ser weg mittels einer nicht dargestellten Einrichtung be
wegbar, wobei diese Einrichtung einen mit der zweiten Li
nearführung 25 verbundenen Schwimmer 50 aufweist, der eine
Verschiebung der Linearführungen 25, 40 bei einer Was
serstandsänderung bewirkt.
In Fig. 2 sind die gesamte Haltevorrichtung und ein darin
enthaltenes Wandlersystem 10 deutlicher zu erkennen. Die
zweite Linearführung 25 ist im Querschnitt mehreckig, vor
teilhafterweise, wie in Fig. 2 gezeigt, rechteckig ausge
bildet, mit einem kastenförmigen Außengehäuse 26, in des
sen Innerem an den Ecken die vier Rohre 24 befestigt sind.
Der Verfahrwagen 20 hat eine im Querschnitt gesehen
kleeblattartige Form. An den Ecken des Querschnittes an
jedem Ende des Verfahrwagens 20 sind jedoch die vier Rol
len 22 bzw. 23 drehbar gelagert, die jeweils konkav ausge
bildet sind und die Rohre 24 erfassen. Der Verfahrwagen 20
ist so in allen Richtungen geführt und abgestützt. Im Mit
telpunkt des Querschnitts der zweiten Linearführung 25 ist
die erste Linearführung in Form des Zylinders 40 angeord
net. Die erste Linearführung ist zusammen mit dem Vehi
kel 30 Teil des Wandlersystems 10. Die Rollen 32 und 34
des Vehikels 30 sind ebenfalls konkav ausgebildet und je
weils an einem Gehäuse 36 drehbar gelagert. Das Gehäuse 36
ist in Strömungsrichtung F verschiebbar auf mehreren Bol
zen 28 des Verfahrwagens 20 gelagert, die in Bohrungen des
Gehäuses 36 eingeführt sind. Ein Durchbiegen der zweiten
Linearführung 25 bei Belastung in Strömungsrichtung führt
damit zu keiner Durchbiegung des Zylinders 40.
Das Außengehäuse 26 hat gemäß Fig. 2 an einer Unterseite
eine schlitzartige Öffnung 42, durch die sich die an dem
Verfahrwagen 20 befestigte Drehachse 14 des Körpers 12
nach unten, d. h. in Richtung zur Wasseroberfläche er
streckt.
Der Verfahrwagen 20 bildet für das Vehikel 30 selbst eine
verschiebbare Abstützeinrichtung, um sämtliche Kräfte von
dem Vehikel 30 und dem Zylinder 40 fernzuhalten. Wenn der
Zylinder 40 entsprechend groß ausgebildet oder das Vehikel
30 auf mehreren parallel verlaufenden Zylindern 40 ver
fahrbar ist, kann die zweite Linearführung 25 mit dem Ver
fahrwagen 20 als Abstützeinrichtung auch entfallen.
In Fig. 3 ist das Wandlersystem 10 gezeigt, das auch die
erste Linearführung in Form des Zylinders 40 umfaßt. Der
Zylinder 40 ist an seinen beiden axialen Enden über je
weils einen elastischen Verbindungsflansch 44 (von denen
nur einer gezeigt ist) mit der in Fig. 3 nicht gezeigten
zweiten Linearführung verbunden. Das Gehäuse 36 des Vehi
kels 30 hat eine große Innenbohrung 38, in der zahlreiche
Ringmagneten 46 axial aneinander angrenzend angeordnet und
gegeneinander gepreßt sind. Radial innerhalb des Zylinders
40 ist ein Kolben 52 angeordnet. Dieser besitzt eine
Stange 54, die koaxial zu dem Zylinder 40 angeordnet ist
und an deren Stirnseiten jeweils eine Abdeckplatte 56 mit
einer darin angeordneten Radialdichtung 58 befestigt ist.
Der Kolben 52 hat weiter zahlreiche Ringmagneten 48, die
sich radial zwischen der Stange 54 und dem Zylinder 40 er
strecken und auf die Stange 54 aufgepreßt sind, wobei der
Außendurchmesser der Ringmagneten 48 so gewählt ist, daß
die Ringmagneten 48 den Zylinder 40 nicht berühren. Die
Ringmagneten 48 sind durch die Abdeckplatten 56 und dazwi
schen liegende, im Querschnitt ringförmige Abstandhalter
60 axial zusammengepreßt und in ihrer Polung so auf die
Ringmagneten 46 des Vehikels 30 abgestimmt, daß der Kolben
52 jeder Bewegung des Vehikels 30 folgt. Dadurch ist eine
berührungslose Mitnahmeeinrichtung für den Kolben 52 ge
schaffen.
Wird der Kolben 52 in Fig. 3 beispielsweise nach rechts
verschoben, so wird Luft, die sich in einem rechten Zylin
derraum 62 befindet, durch den Kolben 52 komprimiert, und
die so erzeugte Druckluft kann über eine Leitung 66 zu ei
nem Verbraucher strömen. Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung
bildet damit das Wandlersystem 10 für die Strömungs
kraftmaschine und wandelt die durch die Strömung hervorge
rufene Bewegung des Körpers 12 in nutzbare Energie, in
diesem Fall Druckluft, um. Wenn, wie bereits erläutert,
ein großer Zylinder 40 oder mehrere nebeneinander angeord
nete Zylinder 40 zusammen die erste Linearführung bilden,
ist die zweite Linearführung 25 unnötig, insbesondere bei
geringen Strömungsgeschwindigkeiten. In diesem Fall würde
das Wandlersystem 10 die gesamte Haltevorrichtung, die
dann lediglich aus der ersten Linearführung bestünde, bein
halten.
Die Funktionsweise des Wandlersystems 10 und des in Fig. 1
gezeigten Teils der Strömungskraftmaschine werden nun an
hand der Figuren näher erläutert.
Das fließende Gewässer strömt gemäß Fig. 1 den schräg zur
Strömungsrichtung F stehenden Körper 12 an. Die Lage der
Drehachse 14 in Längsrichtung des Körpers 12 sowie nicht
gezeigte Anschläge an der Drehachse 14 sind so aufeinander
abgestimmt, daß der Körper 12 zwischen den Ufern nicht
durch die Strömung in eine Stellung parallel zur Strö
mungsrichtung F gedreht werden kann, so daß stets eine
durch die Strömung verursachte Kraftkomponente vorhanden
ist, durch die der Körper 12 quer zur Strömungsrichtung F
in Fig. 1 nach rechts verfahren wird. Sämtliche in Strö
mungsrichtung F auf den Körper 12 wirkenden Kräfte werden
über die Drehachse 14 und weiter über den Verfahrwagen 20
zu der zweiten Linearführung 25 geleitet und von dieser
aufgenommen. Die rechtwinkelig zur Strömungsrichtung F auf
den Körper 12 einwirkenden Kraftkomponenten werden über
die Drehachse 14 zu dem Verfahrwagen 20 geleitet und be
wirken, daß dieser nach rechts fährt. Der Verfahrwagen 20
fährt also mit dem Körper 12 zum in Fig. 1 rechten Ufer
des Gewässers. Über die Bolzen 28 wird dabei das Vehikel
30 mitgenommen, welches über die Ringmagneten 46 und 48
auch den Kolben 52 in dem Zylinder 40 mitnimmt. Die durch
den Kolben 52 erzeugte Druckluft in dem rechten Zy
linderraum 62 wird über die Leitung 66 einem Verbraucher
zugeführt. Bei Verschieben des Kolbens 52 in Fig. 3 nach
rechts saugt dieser zusätzlich Luft in einen linken Zylin
derraum 64. Der Körper 12, der Verfahrwagen 20, das Vehi
kel 30 und der Kolben 52 bewegen sich gemeinsam bis zu ei
nem nicht gezeigten Anschlag am rechten Ufer. Am rechten
Ufer wird dann über eine nicht gezeigte Steuervorrichtung
eine in dem Körper 12 angeordnete Störklappe 68 betätigt,
die ein Verdrehen des Körpers 12 im Gegenuhrzeigersinn be
wirkt. Der Körper 12 dreht sich damit in eine gegenüber
der Darstellung in Fig. 1 spiegelbildliche Lage. Die auf
den Körper 12 auftreffende Strömung verursacht nun eine
Bewegung des Körpers 12 in Fig. 1 nach links, wodurch die
sich im linken Zylinderraum 64 befindliche Luft kompri
miert wird.
Da der Zylinder 40 relativ lang ist, kann pro Hub des Kol
bens 52 eine relativ große Menge Luft komprimiert werden.
Die Zeit, in der das Wandlersystem 10, der Körper 12 und
der Verfahrwagen 20 beschleunigt und abgebremst werden,
ist im Verhältnis zu der gesamten Verfahrzeit von einem
zum anderen Ufer sehr gering.
Das Wandlersystem 10 kann komplett vormontiert werden und
zusätzlich, wie in Fig. 2 gezeigt, als Brücke dienen. Das
beschriebene Wandlersystem 10 ist aber auch bei einer
Strömungskraftmaschine, die durch eine Luftströmung ange
trieben wird, einsetzbar.
Claims (22)
1. Wandlersystem (10) für eine Strömungskraftmaschine mit
einem unter der Einwirkung der Strömung in eine Hin- und
Herbewegung versetzbaren Körper (12), der einerseits mit
einer Haltevorrichtung gekuppelt ist und andererseits eine
Verbindung mit einem Wandler zum Umwandeln der Bewegung
des Körpers (12) in nutzbare Energie hat,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Energieerzeugung der Kör
per (12) mit einem verfahrbaren Vehikel (30) gekuppelt
ist, das auf der als Linearführung ausgebildeten
Haltevorrichtung hin- und herbewegbar ist.
2. Wandlersystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Haltevorrichtung annähernd rechtwinkelig
zur Strömungsrichtung (F) horizontal angeordnet oder ein
stellbar ist.
3. Wandlersystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Linearführung einen Balken mit einer
Längsnut umfaßt, wobei in der Längsnut ein Nutenstein als
Vehikel (30) verfahrbar angeordnet ist.
4. Wandlersystem (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Linearführung als ein lang
gestrecktes Rundmaterial ausgebildet ist, auf dem eine
Gleitbuchse als Vehikel (30) verfahrbar ist.
5. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Vehikel (30) über Seilver
bindungen einen stationären Generator antreibt.
6. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Vehikel (30) als Dynamoma
schine ausgebildet und entlang der feststehenden Linearfüh
rung verfahrbar angeordnet ist.
7. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Vehikel (30) als verfahrbarer Bal
ken ausgebildet ist, der zwischen feststehenden Rollen ge
lagert ist und diese in Drehung versetzt.
8. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Wandler (10) wenigstens eine
Einheit aus einem Kolben (52) und einem Zylinder (40) um
faßt, die das Vehikel (30) bzw. die Linearführung bilden
oder Teil derselben sind.
9. Wandlersystem (10) nach Anspruchs 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung eine Ein
heit aus einem Kolben (52) und einem Zylinder (40) umfaßt,
von denen einer durch eine Mitnahmeeinrichtung mit dem Ve
hikel (30) verbunden und daher durch das Vehikel (30) re
lativ zu dem anderen verfahrbar ist.
10. Wandlersystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung eine berührungslose
Einrichtung ist.
11. Wandlersystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mitnahmeeinrichtung zumindest einen mit
dem Kolben (52) und zumindest einen mit dem Vehikel (30)
verbundenen Magneten aufweist, die so angeordnet sind, daß
durch Bewegung des Vehikels (30) der Kolben (52) ebenfalls
bewegbar ist.
12. Wandlersystem (10) nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Magneten Ringmagneten (46, 48) sind, wo
bei der Ringmagnet (48) des Kolbens (52) radial innerhalb
des Ringmagneten (46) des Vehikels (30) angeordnet ist.
13. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüchen 1 bis 12,
gekennzeichnet durch eine zweite Linearführung (25), die
zur ersten Linearführung parallel und mit ihr so verbunden
ist, daß die auf den Körper (12) in Strömungsrichtung (F)
wirkenden Kräfte durch die zweite Linearführung (25) auf
nehmbar sind.
14. Wandlersystem (10) nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste Linearführung verschiebbar mit der
zweiten Linearführung (25) verbunden ist.
15. Wandlersystem (10) nach Anspruch 13 oder 14, gekenn
zeichnet durch zumindest einen elastischen Verbindungs
flansch (44) zwischen erster und zweiter Linearführung
(25).
16. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zwei
ten Linearführung (25) eine in Richtung der Linearführun
gen verschiebbare Abstützeinrichtung vorgesehen ist.
17. Wandlersystem (10) nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung ein mit der
zweiten Linearführung (25) verbundener Verfahrwagen (20)
ist, der zusätzlich mit dem Vehikel (30) verbunden ist.
18. Wandlersystem (10) nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abstützeinrichtung zumindest in
Strömungsrichtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist.
19. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüchen 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) an der
Abstützeinrichtung befestigt ist.
20. Wandlersystem (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die
erste und/oder zweite Linearführung (25) in Richtung zu einer
Wasseroberfläche hin oder von dieser weg verschiebbar ist.
21. Wandlersystem (10) nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß wenigstens ein Schwimmer (50) mit einer
der Linearführungen (25) verbunden ist, um die Lage der
Linearführungen zur Wasseroberfläche zu bestimmen.
22. Wandlersystem (10) nach Anspruchs 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Linearführung (25) aus
einer Brücke besteht, die im Querschnitt als ein Mehreck
ausgebildet ist, an dessen Ecken Rollen (22, 23) des
Verfahrwagens (20) geführt und abgestützt sind.
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