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Wellenkraftmaschine, bei welcher der durch die Wellen bewegte Antriebskörper
drehbar an einem Traggestell angelenkt ist Bei den bisher bekanntgewordenen Wellenkraftmaschinen,
bei denen der durch die Wellen bewegte Antriebskörper drehbar an einem Traggestell
angelenkt ist, besteht letzteres entweder aus einem schwimmenden Gerüst, welches
in geeignetem Abstande vom Ufer ini Wasser fest verankert wird, oder aus einem in
das Wasser ortsfest eingebauten, mit geeignet hochliegender Plattform versehenem
Gerüst. Mit dem schwimmenden 'Praggestell ist der Übelstand verbunden, daß es zur
Vermeidung von Beschädigungen oder völliger Zerstörung bei Eintritt von stürmischem
Wetter jedesmal in einen Hafen o. dgl. abgefahren und bei Wiedereintritt ruhigen
Wetters wieder ausgefahren und aufs neue verankert werden muß, was naturgemäß mit
entsprechenden Unkosten verbunden ist, so daß von irgendeiner Wirtschaftlichkeit
derartiger Anlagen, zumal bei dem an sich geringen Nutzeffekt, keine Rede sein kann.
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Die mit in das Wasser ortsfest eingebautem Gerüst versehenen Wellenkraftmaschinen
weisen den schwerwiegenden Nachteil auf, daß zufolge der Lagerung der Schwenkachse
des Antriebskörpers an dem ortsfest eingebauten Gerüst eine selbsttätige Einstellung
des Antriebskörpers in die jeweilige Laufrichtung der Wellen ausgeschlossen ist.
Außerdem stehen die Kosten eines solchen ortsfesten Gerüstes, wenn es den Wellenkräften
auch bei Stürmen standhalten soll, in keinem angemessenen Verhältnis zur Nutzleistung
der Wel lenkraftmaschine.
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Es ist versucht worden, die den vorerwähnten Arten von Wellenkraftmaschinen
anhaftenden Mängel dadurch zu beheben, daß das Traggestell für den angelenkten Antriebskörper
auf eine in das Wasser hineingebaute Fahrbahn gesetzt wurde, so daß das Traggestell
bis zu der jeweils erforderlichen Tiefe in das Wasser gefahren werden kann. Eine
solche ortsfeste Fahrbahn hat jedoch ebenfalls den Nachteil, daß sich der Antriebskörper
nicht in die jeweilige Richtung der Wellen einstellen kann, und außerdem bietet
diese Einrichtung keine genügende Betriebssicherheit, da durch den Einfluß der Wellen
auf den Meeresboden leicht eine Versandung der Fahrbahn eintritt.
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Durch die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Wellenkraftmaschinewerden
alle diese Nachteile beseitigt. Zunächst ist hierbei der Vorteil einer ortsfesten
Anlage aufrechterhalten, und zwar in solcher Weise, daß vorzugsweise auf dem Strande
ein ortsfestes Fundament für einen lotrechten, um seine Längsachse drehbaren Stützpfeiler
errichtet ist, auf welchem das Traggestell für
den Antriebskörper
um eine waagerechte Achse schwenkbar errichtet ist.
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Das Traggestell ist ferner über seine Schwenkachse hinaus mit einem
ein Gegengewicht tragenden Arm versehen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, ohne
Änderung der Höhenlage der Schwenkachse durch bloße Verminderung oder Vergrößerung
des Gegengewichts die Tauchtiefe des von den Wellen bewegten Körpers zu ändern,
während zufolge der Drehbarkeit des Stützpfeilers das Traggestell sich auch jederzeit
in einfachster Weise in die jeweilige Richtung der Wellen einstellen läßt.
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Um bei großen Höhenunterschieden der Wellen oder zwecks vollständiger
Entfernung der Wellenkraftmaschine aus dem Bereich der Wellen eine übermäßige Höhe
des Stützpfeilers und übermäßige Abmessungen der sonstigen Teile zu vermeiden, wird
erfindungsgemäß die Schwenkachse des Traggestells vorzugsweise auf einer längs des
Stützpfeilers -auf und ab verschiebbaren Muffe gelagert, und es wird über eine Überhöhung
des Stützpfeilers ein Drahtseil geführt, welches mit dem einen Ende an dem seewärts
gerichteten Arm des Traggestells befestigt und mit dem anderen Ende auf einer auf
dem landwärts gerichteten Arm des Traggestells angeordneten Winde o. dgl. aufgewickelt
ist, so daß die Verschiebung der Muffe mit dem Traggestell durch Auf- bzw. Abwinden
des Seiles ausgeführt werden kann. Zur schnelleren Verschiebung der Muffe mit dem
auf ihr gelagerten Traggestell kann erfindungsgemäß längs des Stützpfeilers ein
Zahnstangengetriebe angeordnet sein.
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Die Zeichnung veranschaulicht die neue Wellenkraftmaschine und zeigt
ferner 'einige Ausführungsbeispiele von Einzelheiten der Bauart.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform des Fundaments für die Anordnung
des Gestells in. einem Längsschnitt.
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Abb.2 zeigt den obersten Teil des Stützpfeilers für das Traggestell
der Maschine in Vorderansicht.
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Abb. 3 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel des Fundaments
in einem Längsschnitt.
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Abb..I zeigt eine andere Ausführungsform eines als Auflage für das
Traggestell dienenden Schwenklagers in einem Längsschnitt.
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Abb. 5 zeigt schematisch im Längsschnitt eine Muffe, die zur Einstellung
der Höhenlage des Traggestells mit Hilfe eines Zahnstangengetriebes dient.
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Abb. 6 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Einstellung der Höhenlage
des Traggestells mit Hilfe eines Metallseiles und einer Haspeltrommel. . Abb.7 zeigt
schematisch in Ansicht das gemäß der Erfindung ausgebildete Gestell mit auf diesem
angeordneter eigentlicher Kraftmaschine.
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Nachdem ein zur Aufstellung der Wellenkraftmaschine geeigneter Platz
ausgewählt ist, wird zunächst ein Fundament i (Abb. 3) hergestellt, welches je nach
der an sandigem oder felsigem Strand gewählten Stelle entsprechend tief in den Boden
eingelassen und kräftig ausgebildet wird. Dieses Fundament kann aus Beton oder irgendeinem
anderen Werkstoff bestehen, welcher eine vollkommen sichere Anordnung des Traggestells
15 (Abb. 7) gewährleistet. In dem Fundament i ist eine zylindrische Ausnehmung 2
(Abb. i) vorgesehen, welche mit Metall o. dgl. ausgekleidet und tief genug ist,
um den senkrechten Stützpfeiler 3 des Traggestells 15 aufzunehmen und dabei den
notwendigen Zwischenraum zwischen dessen eingelassenem und abgesetztem Teil zu belassen
(Abb. i. und 3). Auf der Oberfläche io des Fundaments i ist eine Ringschiene q.
angeordnet. Im Bodenmittelpunkt der Ausnehmung 2 ist ein kleines Loch 5 vorgesehen,
welches zur Aufnahme eines an dem unteren Ende des Stützpfeilers 3 befindlichen
kegeligen Ansatzes 6 dient, auf welchem sich der Stützpfeiler 3 leicht um seine
Achse drehen kann. Der senkrechte Stützpfeiler 3 des Gestells 15 ist kurz oberhalb
des Fundaments i mit einer abgesetzten Verstärkung 7 versehen, welche an der Unterfläche
Räder 8 o. dgl. aufweist, welche auf der Ringschiene 4 des Fundaments i laufen.
Auf diese Weise kann sich der Stützpfeiler 3 (Abb. i) leicht um eine senkrechte
Achse drehen, und er ist dabei stets in der zylindrischen Ausnehmung 2 des Fundaments
i zuverlässig gelagert. Um eine besonders leichte Drehung des Stützpfeilers 3 in
der zylindrischen Ausnehmung 2 des Fundaments i zu gewährleisten, können auch Kugellager
o. dgl. angewendet werden, ohne hierdurch die stets senkrechte Lage des Stützpfeilers
3 des Traggestells 15 irgendwie zu beeinträchtigen.
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Der Stützpfeiler 3 kann außerdem mittels einer in dessen Mitte vorgesehenen
Ausnehmung (Abb. 3) von beträchtlicher Höhe auf einer entsprechend ausgebildeten,
mit dem Fundament i fest verbundenen Stütze g ohne Spiel drehbar angeordnet sein.
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Das obere Ende -des Stützpfeilers 3 ist gemäß dem in Abb. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel gegabelt, und die Arme i i und 12 der Gabelung weisen an den
Enden 13 waagerecht gerichtete Bohrungen zur Aufnahme einer zylindrischen Achse
14 auf, welche an der Unterseite des Traggestells 15 für die Maschine in gleicher
Weise wie die
Achse einer Waage befestigt ist. Die pendelnde Bewegung,
welche das Traggestell 15 infolgedessen in senkrechter Ebene ausführen kann und
dessen Drehbewegung in waagerechter Ebene ermöglichen nicht nur, der Maschine die
gewünschte Neigung zu erteilen, sondern auch die Maschine vollständig aus dem Bereich
der Wellen zu entfernen, wenn die Gefahr besteht, daß der zu starke Wellenschlag
die Maschine beschädigen könnte.
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Gemäß Abb. q. weist der Stützpfeiler 3 an seinem oberen Ende an Stelle
der Gabelung für die Achse 14. eine Verstärkung 16 mit zwei gegenüberliegenden Zapfen
17 auf, auf welchen das Traggestell 15 gelagert ist. Die obere Fläche der Verstärkung
16 des Stützpfeilers 3 weist zweckmäßig die für günstiges Arbeiten der Maschine
zur Zeit der Ebbe geeignet e Höhenlage auf.
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Bei der Aufstellung der Maschine an Orten, wo stets mit derart starken
Stürmen zu rechnen ist, daß die Maschine leiden würde, wenn sie aus dem Bereich
der Wellen, wie beschrieben, entfernt wird, und an den Stellen, wo derUnterschied
zwischenEbbeundFlut nicht weniger als i m beträgt, welcher die Grenze darstellt,
bis -zu welcher das gute Arbeiten der Maschine noch nicht gefährdet und durch Änderung
der Neigung des Motortraggestells gewährleistet werden kann, werden der Stützpfeiler
3 und mit ihm auch das Traggestell 15 auch in senkrechter Richtung verschiebbar
ausgebildet. Ein Ausführungsbeispiel dieser verschiebbaren Ausbildung des Traggestells
ist in den Abb. 5 und 6 scheinatisch dargestellt.
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Auf dein Stützpfeiler 3 ist eine starke Muffe ig verschiebbar, welche
einen Teil des Traggestells 15 der Maschine bildet. Diese Muffe ig, welche ohne
Spiel auf der von dem Stützpfeiler 3 gebildeten Achse sitzt, ist mit zwei gegenüberliegenden
Zapfen 2o ausgestattet, welche in gleicher Weise wie die Achse 1.4 in Abb. 2 und
die Zapfen 17 in Abb. .1. zur schwenkbaren Lagerung des Traggestells 15 dienen und
die Neigung des Gestells 15 und damit der eigentlichen Kraftmaschine zu ändern gestatten.
Die Muffe ig kann auf dem Stützpfeiler 3 z. B. mittels einer mit diesem fest verbundenen
Zahnstange 21 o. dgl. verstellbar sein. In der untersten Stellung der verschiebbaren
Muffe ig würde sich das Traggestell 15 und die auf diesem angeordnete eigentliche
Kraftmaschine in der für die Wellen bei Ebbe günstigen Höhenlage befinden. Die höchste
Stellung der Muffe i9 würde dazu dienen, die eigentliche Kraftmaschine im Fall eines
Sturmes in Sicherheit zii bringen.
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Der Stützpfeiler 3 ist starr ausgebildet, und mir das Traggestell
15 ist mit der darauf angeordneten. Maschine auf dem Stützpfeiler 3 unter Anwendung
einer beliebigen Stellvorrichtung drehbar und verschiebbar.
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Um das Traggestell 15 auf dem Stützpfeiler 3 wie nach Abb. 5 auf jede
gewünschte Höhenlage gegenüber dem Wasserspiegel noch besonders einzustellen, kann
ein Metallseil 22 (Abb.6) angewendet werden, welches an einem Ende, z. B. bei 23,
an dem Traggestell 15 befestigt und über eine an der oberen Verlängerung des Stützpfeiles
3 vorgesehene Rolle 2q. zu dem anderen Arm des Traggestells, z. B. zu dem Punkt
25, geführt ist, wo es durch eine z. B. mittels eines Elektromotors getriebene Haspeltromrne126
aufgewickelt wird. Beim Aufwickeln des Seils 22 auf der Haspeltrommel 26 wird das
ganze Traggestell 15 und damit auch die eigentliche Kraftmaschine durch Aufwärtsgleiten
der Muffe ig auf der Stütze 3 emporgehoben. Auch kann in einer zweiten Ausführungsform
zur beschleunigten Verschiebung der Muffe ig und des mit dieser verbundenen Traggestells
15 längs des Stützpfeilers 3 das Zahnstangengetriebe 21 angeordnet sein. Durch Drehen
eines nicht dargestellten, in der Muffe ig befindlichen Zahnrades kann dann die
Muffe ig und mit ihr das ganze Traggestell 15 emporgewunden werden. Wird das Seil
22 von der Haspeltrommel 26 abgewickelt oder das Zahnstangengetriebe 2i im entgegengesetzten
Sinne gedreht, so gleitet die Muffe ig abwärts, und das Traggestell i S wird gesenkt.
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Das Traggestell 15 ist an dem landeinwärts gerichteten Ende 27 mit
einem verschiebbaren Gegengewicht 29 ausgestattet, welches ermöglicht, das Traggestell
in eine bestimmte schräge Lage zu bringen, so daß es hierauf mittels an einem Haspel
o. dgl. angreifenden Seiles festgelgt werden kann. Durch Verschieben des Gegengewichts
29 kann dem Traggestell 15 jede gewünschte Neigung gegeben werden, und das Seil
22, welches über die Rolle 24 läuft, erleichtert hierbei die Handhabung.
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Die schwenkbare Plattform 32 der eigentlichen Kraftmaschine ist an
dein Ende 28 des Traggestells 15 drehbar angeordnet. Der Aufbau der Vorrichtung
gemäß der Erfindung vollzieht sich folgendermaßen: Zunächst wird das Fundament i
gebaut und mit der Ringschiene q. versehen. Hierauf wird der Stützpfeiler 3 in das
Fundament i eingelassen, welcher mittels der an der Unterfläche der abgesetzten
kegelförmigen Verstärkung 7 vorgesehenen Räder o. dgl. auf der Ringschiene 4. geführt
wird. Das Traggestell 15 wird dann auf die Achse 14 oder auf den Zapfen 17 oder
2o des Stützpfeilers 3 aufgesetzt. Das Traggestell 15 trägt die an seinem Ende 28
drehbar befestigte Plattform 32,
deren durch die Wellen hervorgerufenen
Schwenkbewegungen zur Krafterzeugung nutzbar gemacht werden.
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Die notwendigen Bewegungen können sowohl von Hand als auch z. B. mittels
Motorantriebs maschinell ausgeführt werden.
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Die waagerechte Bewegung der Wellenkraftmaschine kann auch selbsttätig
mittels einer durch den Wind angetriebenen Vorrichtung bewirkt werden, z. B. mittels
eines an dem =drehbaren Stützpfeiler 3 angebrachten Steuerruders o. dgl., so daß
der die Richtung der Wellen bestimmende Wind gleichzeitig die Wellenkraftmaschine
in die gleiche Richtung dreht.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Das Traggestell 15 für die eigentliche
Kraftmaschine wird in der erforderlichen Höhe angeordnet und mit Hilfe des verschiebbaren
Gegengewichts 29 in geneigte Lage gebracht. Die Plattform 32 taucht dann auf etwa
Zweidrittel ihrer Länge in das Wasser. Das erforderliche Heben oder Senken des Gestells
15 wird mittels des Zahnstangengetriebes 21 des Stützpfeilers 3 oder mit Hilfe des
Seiles 22 und der Haspeltrommel 26 bewirkt. Hierauf wird die Vorrichtung durch Drehung
um die lotrechte Achse des Stützpfeilers 3 so eingestellt, daß die Plattform 32
sich genau in der Richtung der anrollenden Wellen befindet.
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Durch das Gewicht und die lebendige Kraft der Wellen bewegt sich die-
Plattform 32 um die vordere Achse 36, welche sie mit dem Gestell 15 verbindet. Das
hintere Ende 33 der Plattform 32 senkt sich und treibt hierdurch die Kolben der
Pumpen 34 an, so daß das in diesen enthaltene Wasser durch Leitungen in Sammelbehälter
gedrückt wird. Nachdem die Welle ihre Energie an die Plattform 32 abgegeben hat,
kehrt sie ins Meer zurück. Bei diesem Rückzug der Welle treten Gegengedichte 35
in Wirksamkeit, welche die Plattform 32 in die Höchstlage zurückführen und die mit
Wasser wieder angefüllten Pumpen für die nächste Welle in Bereitschaft setzen.