NL2010619C2 - Inrichting voor het omzetten van golfenergie. - Google Patents

Description

INRICHTING VOOR HET OMZETTEN VAN GOLFENERGIE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het omzetten van golfenergie, omvattende: - een langwerpig lichaam, dat in gebruik zodanig is opgesteld, dat het lichaam zich parallel aan de verplaatsingsrichting van de golven uitstrekt en roteerbaar is om zijn langsas; - een aantal holle kamers, die verspreid over de lengte van het lichaam zijn opgesteld, waarbij: - elke kamer zich onder een hoek ten opzichte van de langsrichting van het lichaam over een deel van de omtrek van het lichaam uitstrekt; - de kamers in dwarsdoorsnede van het lichaam gezien onder een hoek versprongen ten opzichte van elkaar over de omtrek van het lichaam verspreid zijn opgesteld, en - elke kamer aan beide eindzones daarvan een opening vertoont.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend uit de internationale octrooipublicatie met nummer W0-A1-2004/094815. De inrichting uit WO-A1-2004/094815 omvat een roteerbaar lichaam met een aantal tanks. De tanks zijn aan hun in rotatierichting gezien voorzijde van een inlaatklep voorzien, zodat water via die zijde in de tank kan stromen, maar niet eruit. Wanneer het waterniveau stijgt vullen de kamers aan de ene zijde van de inrichting zich met water, welk water bij een dalend waterniveau vanwege de aanwezigheid van de klep niet uit de tank kan geraken. Hierdoor wordt een eerste momentum gecreëerd. Aan de andere zijde van de inrichting stroomt het water bij een dalend waterniveau uit de opening aan de achterzijde, waarbij lucht via de klep in de tank stroomt. Wanneer het waterniveau stijgt, kan het water aan de andere zijde van de inrichting niet in de tank geraken omdat deze gevuld is met de lucht en de klep voorkomt dat de lucht uit de tank geraakt. Hierdoor creëert de met lucht gevulde tank een tweede momentum.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een inrichting van de in de aanhef vermelde soort te verschaffen waarmee golfenergie efficiënt kan worden omgezet. Het is in het bijzonder een doel van de uitvinding om ten minste één nadeel van de inrichting uit WO-A1-2004/094815 althans gedeeltelijk te ondervangen.

Een nadeel van de inrichting uit WO-A1-2004/094815 is, dat de klep aan de ene zijde van de inrichting zich niet snel genoeg sluit bij een dalend waterniveau, omdat deze klep zich door water moet verplaatsen. Hierdoor zal energie uit de golven verloren gaan, omdat bij een eerste deel van het daaltraject van de golf waarin de klep nog niet gesloten is water uit de tank kan stromen. De aanwezigheid van de golftop en het daarna dalen van het waterniveau kan zeer snel plaatsvinden, waardoor hierbij relatief veel energie verloren gaat door het niet snel genoeg sluiten van de klep.

Een ander nadeel van de inrichting uit W0-A1-2004/094815 is, dat de lucht in de kamer aan de andere zijde van de inrichting samendrukbaar is, waardoor energie uit de golven verloren gaat.

Ten minste één van deze twee nadelen kan althans gedeeltelijk worden ondervangen met een inrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij de in de rotatierichting van het lichaam gezien achterzijde van de kamer van een de opening afsluitbare klep is voorzien.

Bij een stijgend waterniveau wordt aan de ene zijde van de inrichting volgens de uitvinding water in de kamer opgenomen via de opening aan de voorzijde, welke opening eventueel van een klep met bij voorkeur een relatief grote doorlaat kan zijn voorzien. Lucht wordt via de opening aan de achterzijde uit de betreffende kamer geperst. Bij een dalend waterniveau zal het water via de opening aan de voorzijde uit de kamer willen stromen, waardoor zich in de kamer bevindende lucht wordt meegezogen, en de klep wordt dichtgetrokken. Dit dichttrekken van de klep kan relatief snel plaatsvinden doordat de klep zich door lucht moet verplaatsen. Na het snelle sluiten van de klep ontstaat er een onderdruk in de kamer, waardoor het water niet langer uit de opening aan de voorzijde kan stromen en een eerste momentum gecreëerd wordt. Doordat de klep relatief snel sluit gaat relatief weinig water uit de kamer verloren en is het eerste momentum relatief groot.

Aan de andere zijde van de inrichting zal bij een dalend waterniveau het water vrij uit de kamer stromen via de opening en klep aan de achterzijde en zo geen weerstand leveren aan de door het eerste momentum gecreëerde rotatie van het lichaam. Bij een daarna volgend stijgend waterniveau zal de klep aan de achterzijde van de kamer door het water worden dichtgedrukt, waardoor geen water in de kamer kan stromen en waardoor een tweede momentum wordt gecreëerd. Dit tweede moment is relatief groot ten opzichte van het met de inrichting uit WO-A1-2004/094815 gecreëerde momentum, omdat de golftop tegen de klep aandrukt in plaats van tegen de samendrukbare luchtkolom. De aanwezigheid van het golfdal en het daarna stijgen van het waterniveau kan relatief langzaam plaatsvinden, waardoor de klep voldoende tijd heeft om zich te sluiten en hierbij nagenoeg geen energie verloren gaat.

Opgemerkt wordt, dat bij een stijgend waterniveau, zoals hierboven is beschreven, de opening aan de voorzijde van de kamer aan de ene zijde van de inrichting als waterinlaatopening fungeert en de opening aan de achterzijde van de kamer als luchtuitlaatopening fungeert. De klep aan de achterzijde fungeert hierbij als luchtuitlaatklep bij een stijgend waterniveau en is zodanig opgesteld, dat deze lucht uit de kamer laat, maar niet in de kamer. In het bijzonder opent de klep in een van de voorzijde van de kamer afgekeerde richting. Aan de andere zijde van de inrichting fungeert de opening aan de voorzijde van de kamer bij een dalend waterniveau als luchtinlaatopening en de opening aan de achterzijde van de kamer als wateruitlaatopening. De klep aan de achterzijde fungeert hierbij als wateruitlaatklep bij een dalend waterniveau en is zodanig opgesteld, dat deze water uit de kamer laat, maar niet in de kamer. Bij een dalend waterniveau aan de ene zijde van de inrichting en een stijgend waterniveau aan de andere zijde van de inrichting zal nagenoeg geen water of lucht door de openingen aan beide zijden van de kamer stromen, waarbij het eerste momentum en het tweede momentum worden gecreëerd.

In een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding bezit het lichaam een cilindrische vorm. Een dergelijke cilindrische vorm kan eenvoudig roteren. De eindzones van het cilindrische lichaam kunnen taps toelopen in de vorm van bijvoorbeeld een kegel.

De lengte van het lichaam is bij voorkeur zodanig gekozen, dat de lengte minimaal twee maal de golflengte vertoont. In het bijzonder ligt de lengte van het lichaam bij voorkeur tussen 50m en 200m. Op deze wijze zal de inrichting in gebruik telkens door minimaal twee, en bij voorkeur meer, golven tegelijkertijd aangedreven worden, waardoor nagenoeg continu energie kan worden gewonnen.

De inrichting omvat verder bij voorkeur een generator voor het omzetten van de rotatie-energie van het lichaam in elektrische energie. Op deze wijze wordt de potentiële energie en/of de kinetische energie uit de golven omgezet in elektrische energie.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, omvat deze telkens minimaal twee kamers op één langspositie van het lichaam, welke kamers verspreid over de omtrek van het lichaam zijn opgesteld. Een dergelijke uitvoeringsvorm biedt het voordeel, dat de golf met relatief grote kans in contact is met althans een van de kamers op die langspositie. Op elke langspositie zijn de kamers bij voorkeur met een regelmatige onderlinge afstand over de omtrek van het lichaam opgesteld. De hoekafstand tussen twee naburige kamers is bij voorkeur zodanig groot, dat het water ongehinderd in de kamer kan stromen. De hoekafstand ligt bijvoorbeeld tussen 30° en 90°. Bij bijvoorbeeld de inrichting uit WO-A1-2004/094815 is de hoekafstand tussen twee naburige tanks zodanig klein, dat het water niet eenvoudig in de tanks kan stromen en in het bijzonder een haakse beweging om een tank heen moet maken om in de betreffende tank te stromen. Hierdoor kan er sprake van zijn, dat de betreffende tank niet goed wordt gevuld, waardoor relatief minder energie uit de golf kan worden gewonnen en/of wat kan resulteren in een tegengesteld koppel, omdat de betreffende niet goed gevulde kamer tijdens het stijgen van het water omhoog kan worden geduwd. Dit nadeel is door de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm althans gedeeltelijk ondervangen, waardoor het eerste momentum dat kan worden behaald met de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm relatief groot is.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding worden de kamers met een bepaalde onderlinge langsafstand over de lengte van het lichaam verspreid opgesteld. Hierdoor is tussen telkens twee naburige kamers geen kamer opgesteld, waardoor de golf zich tussen twee naburige kamers kan herstellen. Op deze wijze is op een aantal langsposities van het lichaam geen kamer opgesteld.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, is de in de rotatierichting van het lichaam gezien voorzijde van de kamer van een de opening afsluitbare klep voorzien, zoals hierboven als optioneel is beschreven. De klep is hierbij zodanig opgesteld, dat water en lucht aan respectievelijk de ene zijde en de andere zijde van de inrichting in de kamer kunnen stromen, maar niet daar uit, en zijn daarmee inlaatkleppen. In het bijzonder opent de klep zich in een naar de achterzijde van de kamer toegekeerde richting. De klep biedt het voordeel, dat bij het dalen van de golf aan de ene zijde van de inrichting de klep aanvullend helpt voorkomen, dat water uit de opening aan de voorzijde stroomt. Zoals hierboven is aangegeven, vertoont de klep een bij voorkeur zo groot mogelijke doorvoer, zodat het water bij het instromen in de kamer aan de ene zijde van de inrichting bij een stijgend waterniveau nagenoeg geen hinder ondervindt. Aan de andere zijde van de inrichting kan de klep bij een stijgend waterniveau voorkomen, dat lucht uit de kamer geraakt door een relatief snel sluiten van de zich in lucht verplaatsende klep, wat bijdraagt aan het door de inrichting gecreëerde tweede momentum.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding vertoont elke kamer ten minste één in de kamer opgestelde klep. De in de kamer opgestelde klep heeft dezelfde functie als de klep aan de achterzijde van de kamer en maakt het volume van de kamer kleiner. Dit is voordelig wanneer de kamer niet volledig gevuld wordt met water, wat bijvoorbeeld veroorzaakt kan worden doordat het water onvoldoende stijgt. Bij een niet-volledig gevulde kamer kan het water verder wegzakken bij een dalende golf omdat er een evenwicht zal ontstaan tussen de luchtdruk boven de waterspiegel en het gewicht van de waterkolom en dit evenwicht bij een niet-volledig gevulde kamer tot stand komt als het water relatief meer zakt. Dit nadeel wordt ondervangen door de in de kamer opgestelde klep, die bijdraagt aan het relatief snel ontstaan van het evenwicht en voorkomt dat het water relatief veel zakt.

Praktisch ligt de hoek van de kamer ten opzichte van de langsrichting van het lichaam in het gebied tussen 45° en 90°. Bij een dergelijke hoek kan de golf bij een stijgend waterniveau aan de ene zijde eenvoudig in de kamer stromen. In het bijzonder bij een hoek kleiner dan 90° is de kamer in de richting van de aanstroomrichting van de golf opgesteld, waardoor het water eenvoudig in de kamer kan stromen en een deel van de kinetische energie van de golf kan worden gewonnen. Eventueel kan alleen een instroomeinde aan de voorzijde van de kamer aan de ene zijde van de inrichting onder de genoemde hoek zijn opgesteld.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding strekt elke kamer zich over een bepaalde hoeklengte over de omtrek van het lichaam uit, waarbij de bepaalde hoeklengte ligt in het gebied tussen 90° en 150°. Het is de aanvrager gebleken, dat bij een dergelijke lengte van de kamer uitstroom van water door de opening aan de achterzijde van de kamer aan de ene zijde van de inrichting althans kan worden verminderd en bij voorkeur wordt voorkomen. Bij de inrichting uit WO-A1-2004/094815 kan door de relatief korte lengte eenvoudig water uit de tank stromen aan de achterzijde van de tank. Dit probleem is door de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm althans gedeeltelijk ondervangen, waardoor het eerste momentum dat kan worden behaald met de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm relatief groot is.

Praktisch is de opening aan de voorzijde van de kamer van een rooster voorzien. Een dergelijk rooster biedt het voordeel, dat objecten met een grotere afmeting dan de maasgrootte van het rooster niet daardoorheen kunnen geraken en derhalve niet in de kamer kunnen geraken. Bijvoorbeeld vis en wrakstukken en andere objecten in de zee kunnen niet daardoorheen geraken. De maasgrootte van het rooster is hierbij bij voorkeur zodanig gekozen, dat objecten niet daardoorheen kunnen geraken, maar het water wel ongehinderd in de kamer kan stromen.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de of elke klep minimaal twee deelkleppen. Een klep die is opgebouwd uit een aantal deel- of segmentkleppen biedt het voordeel, dat deze relatief snel kan sluiten en een relatief grote doorlaat vertoont. Het aantal deelkleppen per klep kan bijvoorbeeld twee, drie of vier zijn.

De uitvinding ziet tevens op een klep, omvattende een aantal deelkleppen. Een dergelijke klep volgens de uitvinding kan voordelig voor diverse toepassingen worden ingezet, waaronder, doch niet uitsluitend, de inrichting volgens de uitvinding. De klep volgens de uitvinding biedt het voordeel dat deze relatief snel kan sluiten en/of een relatief grote doorlaat vertoont. Het aantal deelkleppen per klep kan bijvoorbeeld twee, drie of vier zijn.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is althans een deel van het aantal kamers op afstand van het lichaam aangebracht door middel van een afstandhouder. Hierdoor kunnen de kamers met een relatief grote dwarsafstand van elkaar worden opgesteld, terwijl het lichaam een relatief kleine doorsnede-afmeting kan vertonen. De op afstand van het lichaam opgestelde kamers bieden het voordeel, dat de golven zich tevens via de daardoor beschikbare ruimte tussen het lichaam en de kamers naar de kamers kunnen verplaatsen.

De lengte van de afstandhouders kan in de langsrichting van het lichaam gezien toenemen. Hierdoor neemt de dwarsafstand tussen de kamers in de langsrichting van het lichaam gezien toe. Een voordeel hiervan is, dat de kamers telkens met een ander deel van de golf in aanraking komen. Dit is met name voordelig, wanneer een deel van de golf, nadat deze met een kamer in contact is geweest, onvoldoende van dit contact herstelt. De in langsrichting gezien verder opgestelde kamers zijn dan toch in staat om energie uit de golven te winnen, namelijk doordat deze in contact komen met een ander deel van de golf.

Bij voorkeur vertonen de afstandhouders de vorm van een schoep. Hierdoor kan tevens kinetische golfenergie worden omgezet in bij voorkeur elektrische energie.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting een aantal tweede kamers die aan een buitenomtrek van de kamers opgesteld zijn. Op deze wijze omvat de inrichting een aantal binnenkamers en een aantal buitenkamers. De binnenkamers en buitenkamers komen elk in contact met een ander deel van de golf, waardoor hierdoor extra energie uit de golfbeweging kan worden gewonnen.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat deze verbindingsmiddelen voor het verbinden van een stroomopwaarts gelegen eindzone van de inrichting met een vast in zee opgesteld object, waarbij de verbindingsmiddelen zodanig zijn ingericht, dat de hoogte van de inrichting ten opzichte van een bodem van de zee instelbaar is. Het vaste object kan bijvoorbeeld een windmolenmast of hoorplatformpaal zijn. De verbindingsmiddelen omvatten bijvoorbeeld een element met een aan de doorsnedevorm van het object aangepaste uitsparing voor het opnemen van de mast of paal, waarbij de verbindingsmiddelen in verticale richting verplaatsbaar zijn verbonden met de mast of paal. Hierdoor kan de verticale positie van de inrichting in zee worden ingesteld, waardoor de positie van de inrichting ten opzichte van de golven juist kan zijn ingesteld. De hoogte van de inrichting ten opzichte van de golven is bij voorkeur zodanig, dat de inrichting zich nagenoeg in het midden tussen een piek en een dal van de golfbeweging bevindt, ook tijdens wisselende hoogten van de golf tijdens verschillende getijden. Het instellen van de hoogte ten opzichte van de zeebodem vindt bij voorkeur automatisch plaats, bijvoorbeeld door het kiezen van een geschikt drijfvermogen en een geschikte massa van de inrichting. Bij voorkeur is tevens een vertragingsmechanisme voorzien, met behulp waarvan de automatische hoogte-instelling van de inrichting alleen plaatsvindt bij langzame hoogteverschillen van de golf, zoals bij verschillende getijden, en niet bij bijvoorbeeld deiningen van de golf. Een dergelijk vertragingsmechanische kan bijvoorbeeld hydraulische vertragingsmiddelen omvatten. De inrichting volgens deze uitvoeringsvorm overkomt het nadeel van de inrichting uit WO-A1-2004/094815 die aan zijn voorzijde middels een touw en anker met de zeebodem is verbonden en daardoor niet in hoogte instelbaar is. Daardoor kan de inrichting uit WO-A1-2004/094815 te laag of te hoog opgesteld zijn waardoor relatief minder energie uit de golven gewonnen kan worden. Opgemerkt wordt, dat met de stroomopwaarts gelegen eindzone een in de verplaatsingsrichting van de golven gezien voorste eindzone van de inrichting wordt verstaan.

Bij voorkeur omvat de inrichting verder met de stroomafwaarts gelegen eindzone van de inrichting verbonden stabiliseermiddelen. De stabiliseermiddelen bieden het voordeel, dat de inrichting minder gevoelig is voor de verticale golfbeweging, waardoor de hierboven genoemde positie van de inrichting ten opzichte van de golfbeweging nagenoeg constant is. De stabiliseermiddelen omvatten bijvoorbeeld een drijflichaam met een bepaalde massa en drijfvermogen, zodanig, dat het drijflichaam op een bepaalde, geschikte afstand onder het wateroppervlak zweeft en daardoor niet beïnvloedt wordt door een deinen van de golven. Eventueel kunnen de stabiliseermiddelen een gewicht omvatten. Dergelijke stabiliseermiddelen kunnen eventueel ook met de stroomopwaarts gelegen eindzone van de inrichting verbonden zijn. De stabiliseermiddelen zijn bij voorkeur in het horizontale vlak verplaatsbaar opgesteld, zodanig, dat de stabiliseermiddelen en daardoor de inrichting volgens de uitvinding mee kan bewegen met de verplaatsingsrichting van de golven. Op deze wijze stelt de inrichting volgens de uitvinding zich tijdens gebruik automatisch zodanig op, dat de langsrichting van de inrichting parallel is aan de verplaatsingsrichting van de golven.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting stroomopwaarts aan de inrichting opgestelde geleidingsmiddelen met een in het horizontale vlak in de richting van het lichaam taps toelopende vorm voor het taps in de richting van het lichaam geleiden van de golven. Door het taps in de richting van lichaam geleiden van de golven wordt een relatief breed deel van een golf relatief smal aan de inrichting toegevoerd. Hierdoor kan de afstand tussen de piek en het dal van de golf toenemen, waardoor meer energie uit de golf kan worden gewonnen.

In nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding omvat de inrichting afzinkmiddelen voor het afzinken van de inrichting bij een losraken van de inrichting. De inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur direct of indirect verbonden met de zeebodem, bijvoorbeeld met behulp van de verbindingsmiddelen volgens conclusie 14. Bij een losraken van de inrichting kan de inrichting door de zee gaan zwerven, hetgeen onwenselijk is. Hiertoe bieden de afzinkmiddelen volgens de uitvinding het voordeel, dat de inrichting wordt afgezonken naar de bodem van de zee bij een losraken van de inrichting. De afzinkmiddelen kunnen bijvoorbeeld een stop omvatten die een holle ruimte van de inrichting afsluit, welke stop direct of indirect met de zeebodem of de verbindingsmiddelen verbonden is, zodanig, dat bij een losraken van de inrichting de stop uit de inrichting wordt getrokken en de holle ruimte volloopt met water en zo de inrichting doet afzinken.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarin: - de figuren IA - 1C een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding in perspectivisch aanzicht, respectievelijk in zijaanzicht, respectievelijk in dwarsdoorsnede tonen; - figuur 2 een zijaanzicht van de inrichting uit de figuren IA - 1C in een met de zeebodem verbonden toestand toont; - figuur 3 een perspectivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; - figuur 4 een zijaanzicht van een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; - figuur 5 een zijaanzicht van een vierde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; - figuur 6 een langsdoorsnede door een vijfde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; - de figuren 7A en 7B een dwarsdoorsnede door een zesde en zevende uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding tonen; - figuur 8 een bovenaanzicht van de inrichting uit figuur 2 met een stroomopwaarts opgestelde trechter toont; - de figuren 9A en 9B een klep volgens de uitvinding tonen, en - figuur 10 een in de kamer opgestelde klep volgens de uitvinding toont.

De figuren IA - 1C tonen een inrichting 1 voor het omzetten van golfenergie volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding. De inrichting 1 omvat een cilindrisch, langwerpig lichaam 2 met taps toelopende eindzones 3. In gebruik is het lichaam 2 zodanig opgesteld, dat het lichaam 2 zich parallel aan de verplaatsingsrichting 4 van de golven uitstrekt en roteerbaar is om zijn langsas in een rotatierichting 5. Over de lengte van het lichaam 2 verspreid zijn op elke langspositie telkens twee holle kamers 6 opgesteld, ofwel, in de doorsnede van figuur 1C gezien zijn telkens twee kamers 6 verspreid over de omtrek van het lichaam 2 opgesteld. De hoekafstand a tussen twee kamers 6 op één langspositie bedraagt ongeveer 60°, welke afstand voldoende groot is om te zorgen, dat het water nagenoeg ongehinderd in de kamer 6 kan stromen. Elke kamer 6 strekt zich over een lengte 1 van ongeveer 120° van de omtrek van het lichaam 2 uit. De kamers 6 strekken zich onder een hoek α van 90° ten opzichte van de langsrichting van het lichaam 2 uit. De kamers 6 op een bepaalde langspositie van de inrichting 1 strekken zich in dwarsdoorsnede gezien onder een hoek van 90° ten opzichte van de kamers 6 op een aangrenzende langspositie uit, zodat in dwarsdoorsnede van het lichaam 2 gezien de kamers 6 op twee aangrenzende langsposities telkens onder een hoek van 90° versprongen ten opzichte van elkaar over de omtrek van het lichaam 2 verspreid zijn opgesteld. De kamers 6 vertonen aan hun in rotatierichting 5 gezien voorste einde een opening 7 met een inlaatklep 9 en aan hun achterste einde een opening 8 met een uitlaatklep 10. De klep 9 opent naar binnen in de kamer 6, ofwel in de richting van de achterzijde van de kamer 6. De klep 10 opent naar buiten, ofwel in een van de voorzijde van de kamer 6 afgekeerde richting. De kleppen 9 en 10 vertonen elk bij voorkeur een zo groot mogelijke doorlaat, om de instroom en uitstroom van water en/of lucht in en uit de kamer bij een geopende toestand van de kleppen 9 en 10 zo min mogelijk te hinderen.

De werking van de inrichting 1 uit de figuren IA - 1C zal aan de hand van figuur 1C worden toegelicht. Bij een stijgend waterniveau wordt aan de ene zijde 11 van de inrichting 1 water in de kamer 6 opgenomen via de opening 7 aan de voorzijde. Lucht wordt via de opening 8 aan de achterzijde uit de betreffende kamer 6 geperst. Bij een dalend waterniveau zal het water via de opening 7 uit de kamer 6 willen stromen, waardoor zich in de kamer 6 bevindende lucht wordt meegezogen, en de klep 10 wordt dichtgetrokken. Dit dichttrekken van de klep 10 kan relatief snel plaatsvinden doordat de klep zich door lucht moet verplaatsen. Na het snelle sluiten van de klep 10 ontstaat er een onderdruk in de kamer 6, waardoor het water niet langer uit de opening 7 kan stromen en een eerste momentum gecreëerd wordt. Het via de opening 7 uit de kamer 6 geraken van water wordt verder voorkomen door het sluiten van de klep 9, welke klep 9 langzamer zal sluiten dan de klep 10 doordat deze zich door water moet verplaatsen. Door het eerste momentum zal de inrichting 1 in de aangegeven rotatie-richting 5 roteren.

Aan de andere zijde 12 van de inrichting 1 zal bij een dalend waterniveau het water vrij uit de kamer 6 stromen via de opening 8 en klep 10 aan de achterzijde en zo geen weerstand leveren aan de door het eerste momentum gecreëerde rotatie van het lichaam 2. Bij een daarna volgend stijgend waterniveau zal de klep 9 aan de voorzijde van de kamer 6 zich sluiten omdat de kamer 6 gevuld is met lucht en bij een stijgend waterniveau de in de kamer 6 aanwezige lucht de klep 9 dichtdrukt. De klep 10 aan de achterzijde van de kamer 6 zal door het water worden dichtgedrukt. Het sluiten van de klep 10 kan langzamer plaatsvinden dan het sluiten van de klep 9, omdat klep 10 zich door water verplaatst en klep 9 zich door lucht verplaatst. Het stijgen van het water na een dal van de golf kan echter relatief langzaam plaatsvinden waardoor er voldoende tijd beschikbaar is voor het sluiten van de klep 10. Het drukken van het stijgende water tegen de luchtkolom in de kamer 6 en daardoor de klep 9, en iets later tegen de klep 10, creëert een tweede momentum waardoor de inrichting 1 in de aangegeven rotatie-richting 5 zal roteren.

Na een rotatie van de inrichting 1 in de rotatie-richting 5 zullen de aan de in figuur 1C getoonde kamers 6 aangrenzende kamers 6 met de golven in aanraking komen, waardoor het hierboven beschreven proces herhaald wordt. Hiervoor is het van belang, dat de kamers 6 in doorsnede gezien versprongen over de omtrek van het lichaam 2 zijn opgesteld.

Opgemerkt wordt, dat met de ene zijde 11 van de inrichting 1 de in dwarsdoorsnede gezien rechter helft van de inrichting wordt bedoeld en met de andere zijde 12 de linker helft van de inrichting.

Zoals blijkt uit figuur 1C bestaan de kleppen 9, 10 elk uit twee delen, die elk met een deel van de omtrek van de kamer 6 zijn verbonden. De vrije eindzones van de kleppen 9, 10 strekken zich in een gesloten toestand van de kleppen 9, 10 nabij elkaar uit, zodat de kleppen 9, 10 de openingen 7, 8 nagenoeg water en luchtdicht afsluiten.

De opening 7 kan eventueel van een rooster zijn voorzien, zodat zich in de zee bevindende objecten niet in de kamer 6 kunnen geraken, maar het water wel ongehinderd in de kamer 6 kan stromen.

Figuur 2 toont de inrichting 1 uit de figuren IA - 1C in een met de zeebodem 13 verbonden toestand. Hieruit blijkt, dat de inrichting 1 verbindingsmiddelen 15 omvat voor het verbinden van de stroomopwaarts gelegen eindzone 14 van de inrichting 1 met een vast op de zeebodem 13 opgesteld object 16, zoals de mast van een windmolen of de paal van een boorplatform. De verbindingsmiddelen 15 omvatten een element 17 met een uitsparing 18 waarin het object 16 is opgenomen. De vorm van het element 17 en/of de uitsparing 18 is aan de doorsnedevorm van het object 16 aangepast. Bij een object 16 met een ronde doorsnede is het element 17 ringvormig met een ronde uitsparing 18. De afmeting van de uitsparing 18 is (net) groter dan de doorsnedeafmeting van het object 16, zodat het element 17 over de lengte van het object 16, ofwel in verticale richting verplaatsbaar is. Hierdoor zijn de verbindingsmiddelen 15 zodanig ingericht, dat de hoogte van de inrichting 1 ten opzichte van de zeebodem 13 automatisch instelbaar is. Door het automatisch juist instellen van de hoogte van de inrichting 1 ten opzichte van de zeebodem 13, en daardoor ten opzichte van de golven, kan een maximale hoeveelheid energie uit de golven omgezet worden, door te zorgen voor een optimale vulgraad van de kamers 6 aan de ene zijde 11 van de inrichting 1. De hoogte van de inrichting 1 is bij voorkeur zodanig, dat de inrichting zich nagenoeg in het midden tussen een piek en een dal van de golfbeweging bevindt, ook tijdens wisselende hoogten van de golf tijdens verschillende getijden. Voor het automatisch instellen van de juiste hoogte van de inrichting 1 wordt de inrichting 1 zodanig ontworpen, dat deze een geschikt drijfvermogen en een geschikte massa bezit. Bij voorkeur is tevens een vertragingsmechanisme voorzien, met behulp waarvan de automatische hoogte-instelling van de inrichting alleen plaatsvindt bij langzame hoogteverschillen van de golf, zoals bij verschillende getijden, en niet bij bijvoorbeeld deiningen van de golf. Een dergelijk vertragingsmechanische kan bijvoorbeeld hydraulische vertragingsmiddelen omvatten.

Aan de stroomafwaarts gelegen eindzone 19 van de inrichting 1 is deze verbonden met stabiliseermiddelen 20.

De stabiliseermiddelen omvatten een drijflichaam 21 met een bepaalde massa en drijfvermogen, zodanig, dat het drijflichaam 21 op een bepaalde, geschikte afstand onder het wateroppervlak zweeft en daardoor niet beïnvloedt wordt door een deinen van de golven. De stabiliseermiddelen 20 omvatten een gewicht 22. Doordat de stabiliseermiddelen zwevend zijn opgesteld zijn ze in het horizontale vlak verplaatsbaar, zodanig, dat de stabiliseermiddelen en daardoor de inrichting 1 mee kan bewegen met de verplaatsingsrichting van de golven. Op deze wijze stelt de inrichting volgens de uitvinding zich tijdens gebruik automatisch zodanig op, dat de langsrichting van de inrichting parallel is aan de verplaatsingsrichting 4 van de golven.

Figuur 2 toont verder, dat het lichaam 2 en het drijflichaam 21 hol zijn uitgevoerd. Twee stoppen 23 sluiten respectieve openingen in het lichaam 2 en het drijflichaam 21 af. De stoppen 23 zijn via een touw of ketting 24 verbonden met het object 16, zodanig, dat bij een losraken van de inrichting 1 de stoppen 23 uit het lichaam 2 en het drijflichaam 21 worden los getrokken. Hierdoor zullen de holle ruimtes in het lichaam 2 en het drijflichaam 21 vol lopen met water en zo de inrichting 1 doen afzinken. De inrichting blijft daardoor op de bodem van de zee liggen en zal niet door zee gaan zwerven.

De figuren 3-7 tonen andere uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding. Slechts de verschillen met de inrichting uit de figuren IA - 1C en 2 zullen worden beschreven. Verder wordt voor een omschrijving van de inrichtingen uit de figuren 3-7 naar de beschrijving behorende bij de figuren IA - 1C en 2 verwezen. Gelijke onderdelen zijn hierbij met gelijke verwijzingsgetallen aangeduid.

Figuur 3 toont een inrichting 1 waarbij op elke langspositie van het lichaam 2 slechts één kamer 6 opgesteld is. Een dergelijke inrichting biedt het voordeel, dat het water vrij in de opening 7 kan stromen en niet gehinderd wordt door de aanwezigheid van een andere kamer 6. Bij de inrichting 1 uit figuur 3 is er sprake van, dat er op één langspositie maximaal aan één zijde van de inrichting een momentum gecreëerd kan worden. Echter, doordat het lichaam 2 voldoende lang is uitgevoerd zullen kamers 6 die op andere langsposities van het lichaam 2 zijn opgesteld, en die in doorsnede gezien versprongen over de omtrek van het lichaam 2 zijn opgesteld, aan de andere zijde van de inrichting een momentum kunnen creëren. Door het versprongen over de omtrek van het lichaam 2 opstellen van de kamers 6 wordt op deze wijze een nagenoeg continu momentum gecreëerd en daardoor een nagenoeg continue rotatie van het lichaam 2 verschaft.

Figuur 4 toont een inrichting 1 die gelijk is aan de inrichting uit figuur 3, met als enige verschil, dat de kamers 6 onder een hoek α van ongeveer 45° ten opzichte van de langsas van het lichaam 2 zijn opgesteld. Op deze wijze zijn de openingen 7 gericht naar de aankomstrichting van de golven, waardoor de golven eenvoudig in de kamers 6 kunnen stromen en er tevens een deel van de kinetische energie uit de golven gewonnen kan worden.

Figuur 5 toont een inrichting 1 die gelijk is aan de inrichting uit figuur 3, met als enige verschil, dat de kamers 6 met een bepaalde onderlinge afstand d over de lengte van het lichaam 2 zijn opgesteld. Door het verschaffen van een onderlinge afstand d tussen twee naburige kamers 6 is tussen telkens twee naburige kamers 6 op die betreffende langspositie geen kamer 6 opgesteld, zodat de golf zich in dit gebied tussen de twee kamers 6 kan herstellen.

Figuur 6 toont een inrichting 1 waarin de kamers 6 in de langsrichting van het lichaam 2 gezien op steeds grotere afstand van de omtrek van het lichaam 2 zijn opgesteld. De in de verplaatsingsrichting 4 van de golven gezien eerste kamer 6 is aanliggend aan de omtrek van het lichaam 2 opgesteld. De daaropvolgende kamers zijn met behulp van afstandhouders 25 op afstand van de omtrek van het lichaam 2 opgesteld, waarbij de lengte van de afstandhouders 25, en daardoor de afstand van de kamers 6 tot de omtrek van het lichaam 2, in de verplaatsingsrichting 4 van de golven steeds verder toeneemt. Op deze wijze wordt een ruimte 26 tussen de kamers 6 en het lichaam 2 verschaft, waar de golven zich doorheen kunnen verplaatsen. De afstandhouders 25 bezitten bij voorkeur een zodanige vorm, dat ze tevens als schoepen fungeren. Op deze wijze kan een deel van de kinetische energie uit de golven tevens worden gewonnen.

De figuren 7A en 7B tonen dwarsdoorsnedes door twee uitvoeringsvormen van de inrichting 1. Gelijk aan de inrichting uit figuur 6 zijn de kamers 6 via afstandhouders 25 met het lichaam 2 verbonden, zodat ze op afstand van de omtrek van het lichaam 2 zijn opgesteld. De lengte van de in figuur 7A getoonde afstandhouders 25 kan gelijk zijn voor elke kamer 6, waardoor elke kamer 6 zich op dezelfde afstand van het lichaam 2 bevindt, of toenemen in de verplaatsingsrichting van de golven, zoals in figuur 6 is getoond. In figuur 7B is over de buitenomtrek van de met de afstandhouders 25 met het lichaam 2 verbonden kamers 6 een tweede kamer, of buitenkamer 6 opgesteld.

Figuur 8 toont, dat stroomopwaarts aan het lichaam 2 een trechter 27 kan zijn opgesteld. De trechter vertoont een in het horizontale vlak in de richting van het lichaam 2 taps toelopende vorm voor het taps in de richting van het lichaam 2 geleiden van de golven. Door het taps in de richting van de inrichting geleiden van de golven wordt een relatief breed deel van een golf relatief smal aan de inrichting toegevoerd. Hierdoor kan de afstand tussen de piek en het dal van de golf toenemen, waardoor meer energie uit de golf kan worden gewonnen. De trechter 27 is getoond met de inrichting 1 uit figuur 3, duidelijk is echter, dat elke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding van een dergelijke trechter kan zijn voorzien.

De figuren 9A en 9B tonen de klep 9, 10 volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding in meer detail. De klep 9, 10 vertoont vier deelkleppen 27 die elk met een eindzone 28 met de omtrek van de kamer 6 verbonden zijn. In een gesloten toestand van de klep 9, 10 strekken de deelkleppen 27 zich naar elkaar toe gericht uit, waarbij de vrije eindzones van de deelkleppen 27 aanliggend zijn opgesteld en zo de opening 7, 8 van de kamer 6 afsluiten. De klep 9, 10 is getoond in samenhang met de kamer 6, maar kan tevens voordelig in andere toepassingen toegepast worden.

Figuur 10 toont een in de kamer 6 opgestelde klep 30.

De klep 30 vervult dezelfde functie als de klep 10 en verkleint het volume van de kamer 6, wat voordelig is bij een niet-volledig gevulde kamer, zie ook de toelichting hierboven. In figuur 10 is de klep 30 in hoofdzaak centraal tussen de openingen 7, 8 opgesteld, maar duidelijk is, dat de klep 30 op elke gewenste positie in de kamer 6 kan zijn opgesteld. In plaats van één in de kamer 6 opgestelde klep 30 kan er sprake van zijn, dat een aantal kleppen 30 in de kamer 6 opgesteld is.

Opgemerkt wordt, dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven besproken uitvoeringsvoorbeelden, maar zich tevens uitstrekt tot andere varianten binnen het bereik van de aangehechte conclusies.

Claims (17)

1. Inrichting voor het omzetten van golfenergie, omvattende: - een langwerpig lichaam, dat in gebruik zodanig is opgesteld, dat het lichaam zich parallel aan de verplaatsingsrichting van de golven uitstrekt en roteerbaar is om zijn langsas; - een aantal holle kamers, die verspreid over de lengte van het lichaam zijn opgesteld, waarbij: - elke kamer zich onder een hoek ten opzichte van de langsrichting van het lichaam over een deel van de omtrek van het lichaam uitstrekt; - de kamers in dwarsdoorsnede van het lichaam gezien onder een hoek versprongen ten opzichte van elkaar over de omtrek van het lichaam verspreid zijn opgesteld, en - elke kamer aan beide eindzones daarvan een opening vertoont.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de in de rotatierichting van het lichaam gezien achterzijde van de kamer van een de opening afsluitbare klep is voorzien.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, omvattende telkens minimaal twee kamers op één langspositie van het lichaam, welke kamers verspreid over de omtrek van het lichaam zijn opgesteld.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2, of 3, waarbij de in de rotatierichting van het lichaam gezien voorzijde van de kamer van een de opening afsluitbare klep is voorzien.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elke kamer ten minste één in de kamer opgestelde klep vertoont.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de hoek van de kamer ten opzichte van de langsrichting van het lichaam ligt in het gebied tussen 45° en 90°.

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij elke kamer zich over een bepaalde hoeklengte over de omtrek van het lichaam uitstrekt, waarbij de bepaalde hoeklengte ligt in het gebied tussen 90° en 150°.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de opening aan de voorzijde van de kamer van een rooster is voorzien.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de of elke klep minimaal twee deelkleppen omvat.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij althans een deel van het aantal kamers op afstand van het lichaam is aangebracht door middel van een afstandhouder.

11. Inrichting volgens conclusie 10, waarbij de lengte van de afstandhouders in de langsrichting van het lichaam gezien toeneemt.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 9, waarbij de afstandhouders de vorm van een schoep vertonen.

13. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende een aantal tweede kamers die aan een buitenomtrek van de kamers opgesteld zijn.

14. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende verbindingsmiddelen voor het verbinden van een stroomopwaarts gelegen eindzone van de inrichting met een vast in zee opgesteld object, waarbij de verbindingsmiddelen zodanig zijn ingericht, dat de hoogte van de inrichting ten opzichte van een bodem van de zee instelbaar is.

15. Inrichting volgens conclusie 14, omvattende met de stroomafwaarts gelegen eindzone van de inrichting verbonden stabiliseermiddelen.

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende stroomopwaarts aan de inrichting opgestelde geleidingsmiddelen met een in het horizontale vlak in de richting van het lichaam taps toelopende vorm voor het taps in de richting van het lichaam geleiden van de golven.

17. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, omvattende afzinkmiddelen voor het afzinken van de inrichting bij een losraken van de inrichting.