DK148925B - Anlaeg til udnyttelse af energien i en vaeskemasses overfladeboelger, f.eks. boelger paa en havoverflade - Google Patents

Description

148925 i

Opfindelsen angår et anlæg til udnyttelse af overfladebølgers energi, hvilket anlæg er af den i krav l's indledning angivne art.

Et anlæg af denne art kendes fra britisk offentliggørelses-5 skrift nr. 2.024.957. Det således kendte anlæg består af et antal bøjelige rør, der bæres af en bøjelig overfladeflyder og er opdelt i kamre, idet der mellem hvert kammer og det næste er anbragt en kontraventil. Disse bøjelige rør er indrettet til skiftevis at strækkes og sammentrykkes af 10 bølgebevægelserne, således at hvert kammer virker som en bælgpumpe.

Eftersom den energimængde, der kan indvindes fra hver overfladeenhed, er begrænset, kan en udgangseffekt af en acceptabel størrelsesorden kun opnås ved at anvende et anlæg, 15 der dækker et betydeligt område af den pågældende væskeoverflade. Dette betyder selvsagt, at det bør være muligt at fremstille det udstyr, der skal anvendes, med tilstrækkeligt lave omkostninger til at gøre det muligt at anvende anlægget på en økonomisk forsvarlig måde.

20 Det er på baggrund heraf opfindelsens formål at anvise udformningen af et anlæg af den -indledningsvis nævnte art, hvori det fornødne udstyr kan fremstilles ved meget lave omkostninger. Dette opnås ved et anlæg, der ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende 25 del angivne udformning og indretning.

Herved opnås dels, at særskilte opdriftsorganer er overflødige, eftersom den i de første kamre indespærrede luftart ville kunne give den fornødne opdrift, dels at luftarten i det nævnte kammer virker som en trykakkumulator, 30 der opsamler trykenergi på vej nedad i bølgedalene og afgiver den igen på vej op til bølgetoppene ved at presse noget af vandet fra det andet kammer gennem kontraventilen ind i det næste andet kammer. Denne virkning opnås, uanset hvorvidt kammeret eller kamrene i øvrigt er elastisk efter- 148925 2 givende eller ej.

En foretrukken udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav 2 angivne udformning.

Herved opnås tillige, at luftarten i det første kammer 5 bidrager til at holde slangen udspilet, hvorfor denne kan være fremstillet af et tyndvægget og derfor billigt materiale .

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 10 fig. 1 er en principskitse i form af et længdesnit gennem et stykke af et langstrakt bøjeligt rør, der indgår i et anlæg ifølge opfindelsen, flydende på en havoverflade med bølger, fig. 2 viser et eksempel på, hvorledes det langstrakte bøje-15 lige rør kan tænkes udformet i praksis, fig. 3 er en skitse til belysning af den proces, hvormed det i fig. 2 viste rør kan tænkes fremstillet.

Under henvisning til fig. 1 skal det først bemærkes, at det forhold mellem bølgehøjde og bølgelængde, som de i figuren 20 antydede bølger udviser, er stærkt overdrevet i forhold til de bølger, som normalt optræder på havoverfladen, og de antydede bølger er desuden tegnet som sinusbølger, hvad der ikke nødvendigvis er tilfældet i virkeligheden. Det forudsættes, at bølgernes forplantningsretning er som angivet ved 25 den dobbelte pil 1, dvs. enten imod højre eller imod venstre i tegningen. Det langstrakte bøjelige rør ifølge opfindelsen er i fig. 1 vist som en bøjelig slange med en ydervæg 2.

Slangens indre er opdelt i sektioner, der kan tænkes betegnet som a, b, c....... k, idet hver sektion er adskilt fra den 30 næste ved hjælp af en tværvæg, der mellem sektionerne a og b ér·. betegnet som 3ab, mellem sektionerne b og c som 3bc, osv.

I hver tværvæg 3ab, 3bc, osv. er der udformet en åbning med en ventilklap 4ab henholdsvis 4bc osv. Som det kan ses af fig. 1 er samtlige ventilklapper 4ab-jk indrettet til at 148925 3 åbne for væskestrømning fra højre imod venstre på tegningen; og lukke imod væskestrømning i den modsatte retning. Henvisningstallet 5 antyder luften over havoverfladen, og henvisningstallet 6 antyder vandet under havoverfladen. Den bøjelige 5 slange 2 flyder således på havoverfladen og følger dennes bølgebevægelse som antydet på tegningen. Hver af slangens sektioner mellem de på hinanden følgende tværvægge 3ab, 3bc osv. er opdelt i to kamre, nemlig for det første et vandkammer 8a, 8b osv., som ved enderne er forbundet med hinanden gennem de 10 af åbningerne i tværvæggene 3ab,3bc osv. og ventilklapperne 4ab,4bc osv. bestående kontraventiler, og for det andet et trykakkumulerende trykkammer 7a,7b osv., der er lukket imod omgivelserne, og som i det viste udførelseseksempel er adskilt fra væskekammeret 8a,8b osv. af en slap, bøjelig, væsketæt 15 membran 9.

Dersom det antages, at bølgernes forplantningsretning er mod højre i fig. 1, kan man tænke sig, at situationen i én enkelt slangesektion fra øjeblik til øjeblik ændrer sig på en sådan måde, at situationen f.eks. først er som vist helt til højre 2Q i fig. 1, dvs. i sektion k, et øjeblik senere som i sektion j, det næste øjeblik som i sektion h, osv. imod venstre på tegningen. Man kan således forestille sig, at væske fra væskekammeret 8k vil kunne strømme gennem kontraventilen 4jk i dennes gennemstrømningsretning, dvs. fra højre mod venstre, 25 ned i det næste væskekammer 8j, videre ned gennem den næste kontraventil ned i væskekammeret 8h, osv. På et eller andet punkt, her antydet ved overgangen mellem væskekammeret 8g og væskekammeret 8f, er den pågældende kontraventil, 4fg, lukket på grund af modtrykket fra det efterfølgende væske-30 kammer 8f.

Når der strømmer væske ind i væskekammeret 8j, 8h og 8g, vil luften i luftkamrene 7j, 7h henholdsvis 7g blive sammenpresset på grund af det med væskedybden stigende væsketryk, og som antydet i figuren, vil sammenpresningen af luftkamrene 35 stige med væskedybden. Luftkammeret 7g har således det mindste volumen og vil bibeholde dette volumen, når bølgerne 148925 4 er skredet så langt fremad, at dette luftkammer Indtager den til luftkammeret 7f svarende position, da kontraventilen 4ef også er lukket, på grund af trykket fra den overliggende væske i væskekammeret og lufttrykket i det tilknyttede luft-5 kammer 7e. Situationen for de næstfølgende sektioner c, b og a svarer stort set til situationen for de allerede omtalte sektioner k, j og h, dvs. at væsken i væskekamrene 8c, 8b og 8a i en vis udstrækning kan strømme gennem kontraventilerne 4bc, 4ab og den næstfølgende ubenævnte kontraventil på lig-10 nende måde som beskrevet for sektionerne k, j og h's vedkommende. Af denne grund er der i sektionen c ikke tilstrækkeligt modtryk til at holde kontraventilen 4cd lukket, hvorfor luften i luftkammeret 7d vil kunne udvide sig og presse noget af vandet i vandkammeret 8d gennem kontraventilen 4cd ind i 15 den næste sektions vandkammer 8c. Fra dette punkt fortsætter processen som omtalt ovenfor.

Af ovenstående vil det kunne ses, at der for hver bølgepassage sker en nettoforskydning af væskemassen i væskekamrene i-mod venstre svarende til volumenændringen i luftkamrene, dvs.

20 stort set forskellen mellem volumenet af luftkammeret 7g eller 7f og volumenet af luftkammret 7c. Det er her forudsat, at væsketransporten sker uden noget modtryk. Dersom der ved slangen 2rs udgangsende optræder et modtryk, vil transportmængden pr. bølgepassage selvsagt blive noget mindre, da 25 modtrykket vil forhindre luftkamrene i at udvide sig så meget som omtalt. En tilsvarende pumpevirkning vil også optræde, dersom bølgebevægelsen er rettet modsat den omtalte retning, idet det væsentlige for pumpevirkningen er de enkelte slangesektioners op-og nedadgående bevægelser. Det er så-30 ledes muligt at anbringe to slanger ved siden af hinanden og med kontraventilernes åbningsretning i to indbyrdes modsatte retninger, idet de to slanger ved den ene ende er forbundet med hinanden og ved den anden ende er forbundet med f.eks. en turbine.

35 Fig. 2 viser et eksempel på, hvorledes den langstrakte bøjelige slange kan tænkes udført i praksis. Den her viste slange er udformet som ribberør 10 med to vandrette side- 5 148925 finner 11, som rager ud vandret til hver side af røret. Sidefinnerne 11 tjener dels til at afstive røret mod udbøjning i sideretningen, dels til at understøtte overføringen af bølgebevægelsen til røret. På oversiden er røret udformet 5 med afstivningsribber 12, der forløber i omkredsretningen og afstiver røret imod udvidelse og sammentrækning, dog uden at hindre dets bøjelighed. Røret er opdelt i sektioner ved hjælp af skråtstillede tværvægge 13, der også tjener som støtteplader for ventilklapper 4. Membranerne 9, der adskil-10 ler luftkamrene 7 fra vandkamrene 8, kan som antydet være udformet som en pose eller sæk.

I fig. 3 er det antydet, hvorledes et rør af den i fig. 2 viste udformning kan fremstilles. Som det kan ses af fig. 3's nederste billede, består røret her af en overdel 14 og en un-15 derdel 15. Overdelen 14 er formet som en omvendt rende og har ved begge sidekanter til siderne udragende sideflanger 11'.

På tilsvarende måde er underdelen 15 formet som en rende, som ved sidekanterne har sideflanger 11". Som antydet i fig. 3, kan den kombinerede tværvæg og ventilstøtteplade 13 20 samt den tilhørende ventilklap 4 være enkelt krummet i samme retning.. og kan f.eks. være fremstillet ved støbning i formstof eller kunstgummi. Samlingen af de i fig. 3 viste komponenter kan f.eks. foregå på den måde, at tværvæggen 13 sammen med ventilklappen 4 fastlimes i overdelen 14 i skrå stilling som antydet, hvorefter membranerne 9 anbringes 25 imod undersiderne af sideflangerne 11'. Derpå bringes underdelen 15 med sine sideflanger 11" til anlæg imod undersiden af de dele af membranerne 9, hvis overside ligger an mod undersiderne af overdelens sideflanger 11", hvorpå de tre dele sammenføjes, f.eks. ved svejsning. Man kan eventuelt 30 udelade tværvæggen 13 og bruge den Øverste del af ventilklappen 4 som tværvæg, idet ventilklappens nederste del vil kunne lukke ved anlæg imod underdelen 15. Ved den nævnte sammenføjning eller sammensvejsning af sideflangerne 11' og 11" med mellemliggende randområder på membranerne 9, vil der 35 fremstå et par sidefinner, jfr. sidefinnerne 11 i fig. 2.

Det skal her bemærkes, at membranerne 9 bør være så meget bredere end overdelens eller underdelens bredde målt over 6 146925 sideflangerne, at membranerne kan hænge forholdsvis slapt mellem luftkamrene 7 og væskekamrene 8, idet de ellers dels ville blive belastet af vandtrykket, dels ville kunne hindre sammenpresningen af luften i luftkamrene.

5 Det skal her også bemærkes, at de fleste af rørets komponenter kan udformes af meget tyndvægget materiale, eftersom det indre overtryk vil holde røret udspilet.

Det er selvsagt muligt at anvende almindeligt havvand som den væske, der anvendes til energiudnyttelse i væskekamrene, men 10 i så fald må man tage i det mindste nogle af hawendets i denne sammenhæng uheldige egenskaber med i købet, såsom f.eks. havvandets indhold af forureninger, bakterier, alger, tangrester og eventuelt levende dyr, som i løbet af kortere eller længere tid kan gøre anlægget ubrugeligt. Det foretræk-15 kes derfor, at en eller flere langstrakte bøjelige ender er forbundet med en eller flere energiomsættere til dannelse af et eller flere lukkede væskekredsløb, idet der til væsken i dette eller disse kredsløb er tilsat midler til f.eks.

20 a) nedsættelse af strømningstab, b) nedsættelse af korrosion, c) forhindring af indvendig bevoksning f.eks. med alger og/eller bakterievækst, d) nedsættelse af frysepunktet, og/eller 25 e) signalering af lækager, f.eks. i form af et ugiftigt farvestof eller fluorescerende stof eller et stof, som reagerer med havvand til dannelse af et sådant.

Det er som nævnt ovenfor ikke af kritisk betydning for virkning af anlægget ifølge opfindelsen, hvorvidt kontra-30 ventilerne er indrettet til at åbne i bølgernes forplantningsretning eller modsat denne. Det er således ikke nødvendigt at anvende retur-rør til at forbinde de ender på de langstrakte bøjelige rør, som ligger længst fra energiomsætterne, med disse, og det foretrækkes derfor at udfor-35 me anlægget således, at et eller flere langstrakte bøjelige rør er udlagt på vandoverfladen i form af en eller

Claims (3)

148925 flere løkker eller sløjfer, hvis ender er beliggende i nærheden af hinanden og er forbundet med en eller flere energiomsættere, hvilke løkker eller sløjfer eventuelt er anbragt således i forhold til hinanden, at de krydser hin-5 anden helt eller delvis. Disse løkker eller sløjfer kan have en hvilken som helst form, f.eks. ringform eller hårnåleform.

1. Anlæg til udnyttelse af energien i en væskemasses 10 overfladebølger og bestående af ét eller flere langstrakte bøjelige rør, som ved hjælp af fluidumtætte tværvægge (3ab-3jk) med deri anbragte og i samme retning åbnende kontraventiler (4ab-4jk) er inddelt i et antal kamre (7a,8a-7k,8k),kendetegnet ved, at hvert kammer 15 ved hjælp af en bøjelig, fluidumtæt membran (9) er inddelt i a) et første kammer (7a-7k), der er lukket og indrettet til at indeholde en luftart, f.eks. luft, og b) et andet kammer (8a-8k), som gennem kontraventilerne (4ab-4jk) står i forbindelse med det foranliggende og det 20 bagvedliggende andet kammer (8a-8k).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert første kammer (7a-7k) strækker sig fra den ene tværvæg (3ab-3jk) til den næste.

3. Anlæg ifølge krav 1 eller 2,kendetegnet 25 ved, at det eller de langstrakte bøjelige rør består af a) rendeformede over- og underdele (14 hhv. 15), som samles langs udadrettede, f.eks. fiberarmerede, sideflanger (11' hhv. 11")/ og med en afstivning i ringretningen, f.eks. i form af en polariseret fiberarmering, samt even-30 tuelt beribning (12), som tillader bøjning på tværs af rø ret,