NO20210008A1 - Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter - Google Patents
Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter Download PDFInfo
- Publication number
- NO20210008A1 NO20210008A1 NO20210008A NO20210008A NO20210008A1 NO 20210008 A1 NO20210008 A1 NO 20210008A1 NO 20210008 A NO20210008 A NO 20210008A NO 20210008 A NO20210008 A NO 20210008A NO 20210008 A1 NO20210008 A1 NO 20210008A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pump
- fluid
- shaft
- winch
- energy
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 41
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 27
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 23
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 23
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 23
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 2
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1805—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem
- F03B13/181—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation
- F03B13/1815—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
- F03B13/1865—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem where the connection between wom and conversion system takes tension only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
- F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
- F03B13/1885—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
- F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/406—Transmission of power through hydraulic systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/50—Control logic embodiment by
- F05B2270/506—Control logic embodiment by hydraulic means, e.g. hydraulic valves within a hydraulic circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
Vinsjdrevet bølgeenergikonverter Winch-driven wave energy converter
med hydraulisk effektbegrenser with hydraulic power limiter
Formål med oppfinnelsen Purpose of the invention
Verden trenger mer fornybar energi. Havbølger er per i dag en uutnyttet fornybar energiressurs, som har et kolossalt potensial, målt i mengden energi som er tilgjengelig for utnyttelse i verdenshavene, og i energiflukstettheten i bølgene, som typisk er betydelig høyere enn tilsvarende for sol og vind ved samme lokasjon. The world needs more renewable energy. Ocean waves are currently an untapped renewable energy resource, which has colossal potential, measured in the amount of energy that is available for utilization in the world's oceans, and in the energy flux density in the waves, which is typically significantly higher than the equivalent for sun and wind at the same location.
Tidligere forsøk på å utnytte havbølgeenergi har ikke ført fram. Man har ikke lyktes med å demonstrere måter å håndtere ekstreme bølger og de mest energirike bølgetilstandene på, og andre forhold i krevende maritime miljøer, som sikrer overlevelse av bølgekraftinstallasjonene kombinert med tilstrekkelig lave bygge-, installasjonsog vedlikeholdskostnader og tilstrekkelig høy energiproduksjon over tid, til at teknologien blir økonomisk konkurransedyktig med etablerte energiformer som sol, vindkraft og fossil energi. Previous attempts to utilize ocean wave energy have not been successful. It has not been successful in demonstrating ways of handling extreme waves and the most energetic wave conditions, and other conditions in demanding maritime environments, which ensure the survival of the wave power installations combined with sufficiently low construction, installation and maintenance costs and sufficiently high energy production over time, so that the technology becomes economically competitive with established forms of energy such as solar, wind power and fossil energy.
Den her beskrevne oppfinnelsen bygger på en løsning med overlastbeskyttelse beskrevet i andre presenterte forslag nevnt innledningsvis i neste avsnitt. The invention described here is based on a solution with overload protection described in other presented proposals mentioned at the beginning in the next section.
Oppfinnelsen løser et problem med friksjonsvarme i disse. Oppfinnelsen gjør det mulig å bygge en mer robust bølgeenergikonverter, uten fordyrende elementer, hvorved vedlikeholdsbehov reduseres og overlevelsesevnen sikres bedre i ekstrembølgetilstander. The invention solves a problem with frictional heat in these. The invention makes it possible to build a more robust wave energy converter, without expensive elements, whereby maintenance requirements are reduced and survivability is better ensured in extreme wave conditions.
Bakgrunn og kjent teknikk som oppfinnelsen bygger på Background and known technique on which the invention is based
Oppfinnelsen bygger på N0325878B1 (med Ingvald Straume som oppfinner), NO329059B1 (med Ingvald Straume og Sivert Straume som oppfinnere) og N0329152B1 (med Ingvald Straume, Morten Sandnes og Arne Johannes Mo som oppfinnere), og på vinsjenhet for utnyttelse av bølgekraft med mekanisk planetgirslurekopling bygget hos Tronrud Engineering for Purenco AS i 2012 og omtalt og avbildet i Ringerikes Blad 8. juni 2012 (s. 1, 2 og 3). The invention is based on N0325878B1 (with Ingvald Straume as inventor), NO329059B1 (with Ingvald Straume and Sivert Straume as inventors) and N0329152B1 (with Ingvald Straume, Morten Sandnes and Arne Johannes Mo as inventors), and on a winch unit for utilizing wave power with a mechanical planetary gear lure coupling built by Tronrud Engineering for Purenco AS in 2012 and mentioned and pictured in Ringerikes Blad on 8 June 2012 (pp. 1, 2 and 3).
Anordningene i de ovenfor anførte patentene og i nevnte utgivelse av Ringerikes Blad tar for seg utfordringen med å overlastbeskytte vinsjdrevne havbølgeenergikonvertere i ekstrembølgesituasjoner. Et uløst problem med alle disse er at overlastbeskyttelsesmekan ismen baseres på en mekanisk slureanordning, hvor sluring genererer friksjonsvarme ved håndtering av store bølger, ved at overskytende absorbert energi dissiperes som varme i de tilstøtende mekaniske friksjonsflatene i slureanordningen. Herværende oppfinnelse løser det problemet ved å erstatte den mekaniske sluremekanismen med en hydraulisk anordning som virker likeledes på vaier, flottør og det mekaniske vinsjmaskineriet, ved at den gir overlastbeskyttelse på samme måte, men hvor overskytende energi håndteres hydraulisk. Problemet med varmgang ved sluring reduseres eller elimineres derved. The devices in the above-mentioned patents and in the aforementioned publication of Ringerikes Blad address the challenge of overload protection of winch-driven ocean wave energy converters in extreme wave situations. An unsolved problem with all of these is that the overload protection mechanism is based on a mechanical sluice device, where sluice generates frictional heat when handling large waves, by excess absorbed energy being dissipated as heat in the adjacent mechanical friction surfaces in the sluice device. This invention solves that problem by replacing the mechanical sluice mechanism with a hydraulic device that acts equally on the cable, float and the mechanical winch machinery, in that it provides overload protection in the same way, but where excess energy is handled hydraulically. The problem of hot running when slurping is thereby reduced or eliminated.
Generell beskrivelse General description
Oppfinnelsen angår et bølgekraftverk hvor en flottør 54 i sjøen tar opp energi mekanisk fra havbølger som beveger den slik at en vaier 1 som er festet til flottøren, i én utførelsesform via et taljeoppheng som vist på Fig. 7, trekkes ut og bevirker roterende kraftbevegelse av en vinsj med en vinsjtrommel 2. Vinsjen er selvstrammende, ved hjelp av en innstrammingsmotor 25 og tilhørende innstrammingsmaskineri, slik at vinsjvaieren 1 spoles inn på trommelen 2 når flottøren beveger seg på annen måte enn i vaieruttrekkende retning, og holdes stram. The invention relates to a wave power plant where a float 54 in the sea takes up energy mechanically from sea waves which move it so that a wire 1 which is attached to the float, in one embodiment via a pulley suspension as shown in Fig. 7, is pulled out and causes rotary force movement of a winch with a winch drum 2. The winch is self-tightening, by means of a tightening motor 25 and associated tightening machinery, so that the winch cable 1 is wound onto the drum 2 when the float moves in a different way than in the cable pulling direction, and is kept taut.
Når bevegelse av flottøren trekker ut vaieren og tvinger vinsjtrommelen til å rotere utover, absorberes mekanisk bevegelsesenergi, som kanaliseres via en energiuttakspumpe 28 hvor den omformes til hydraulisk energi i form av trykksatt strømmende fluid, til en eneregiuttaksakkumulator 32, hvorfra energien tas ut i en utjevnet fluidstrøm av en hydraulisk motor 33, turbin eller tilsvarende, som driver en elektrisk generator 38 eller annet maskineri som utfører nyttig arbeid. Flere vinsjenheter med hver sin tilhørende flottør kan være koblet til en felles hydraulisk motor og generator i en egen generatorenhet 69, som vist på Fig. 9. When movement of the float pulls out the wire and forces the winch drum to rotate outwards, mechanical motion energy is absorbed, which is channeled via an energy extraction pump 28 where it is transformed into hydraulic energy in the form of pressurized flowing fluid, to an energy extraction accumulator 32, from which the energy is extracted in an equalized fluid flow of a hydraulic motor 33, turbine or equivalent, which drives an electric generator 38 or other machinery that performs useful work. Several winch units with each associated float can be connected to a common hydraulic motor and generator in a separate generator unit 69, as shown in Fig. 9.
Når flottøren beveges av en bølge som er for stor til at energiuttakspumpen kan håndtere så høy hastighet som bølgebevegelsen medfører, sørger et maskineri med en bremsepumpe 41, fungerende som frikoplingsmekanisme, for overelastbeskyttelse, ved at maskineriet virker slik at det setter en grense for hvor fort energiuttakspumpen kan rotere eller hvor mye effekt den kan ta opp og derved begrenser vinsjenhetens effektabsorpsjon fra innkommende bølger. When the float is moved by a wave that is too large for the energy extraction pump to handle as high a speed as the wave movement entails, a mechanism with a brake pump 41, acting as a release mechanism, provides overload protection by the mechanism acting to set a limit to how fast the energy extraction pump can rotate or how much power it can absorb and thereby limits the winch unit's power absorption from incoming waves.
Figurer Figures
Fig. 1 viser et eksempel på utførelse av vinsjenhet, uten deksel, sett forfra. Fig. 1 shows an example of the design of the winch unit, without cover, seen from the front.
Fig. 2 viser det samme som Fig. 1, sett rett ovenfra. Fig. 2 shows the same as Fig. 1, seen directly from above.
Fig. 3a viser en utførelse av planetgir med tilhørende komponenter, utvendig. Fig. 3a shows an embodiment of a planetary gear with associated components, externally.
Fig. 3b viser det samme som Fig. 3a, innvendig. Fig. 3b shows the same as Fig. 3a, inside.
Fig. 4 viser med hydrauliske symboler eksempel på utførelse av deler av vinsjenhet. Fig. 5 viser utsnitt av Fig 1. med mekaniske komponenter, i perspektiv på skrå forfra. Fig. 6 viser sentrifugalregulator med tilsluttet mekanikk. Fig. 4 shows with hydraulic symbols an example of the execution of parts of the winch unit. Fig. 5 shows a section of Fig. 1 with mechanical components, in perspective at an angle from the front. Fig. 6 shows a centrifugal regulator with connected mechanics.
Fig. 7 viser vinsjenhet tilsluttet flottør og trinser i sjøen med vaier. Fig. 7 shows the winch unit connected to the float and pulleys in the sea with cables.
Fig. 8 viser flottørtrinse i detalj med tilsluttede elementer. Fig. 8 shows the float pulley in detail with connected elements.
Fig. 9 viser fem flottører og fem vinsjenheter tilsluttet en felles generatorenhet. Fig. 9 shows five floats and five winch units connected to a common generator unit.
Fig. 10 viser innstrammingsmotor, energiuttakspumpe og sentrifugalregulator m.m. Fig. 10 shows the tightening motor, energy extraction pump and centrifugal regulator, etc.
Detaljert beskrivelse Detailed description
Absorbert effekt fra havbølger overføres mekanisk via vaier 1 til en vinsjtrommel 2, i det vaieren drevet av bølgeenergi trekkes ut hvorved vinsjtrommelen roterer utover. Den derav skapte roterende kraftbevegelsen fra vinsjtrommelen tas opp av en vinsjaksling 3 som nevnte vinsjtrommel står fast på og roterer om, og overføres fra denne til en planethjulholderaksling 5. Vinsjakslingen kan være forbundet til planethjulholderakslingen via en kopling 4 eller flere, og koplingen(e) kan ha innebygget elastisitet som sørger for støta bsorpsj on. Eller vinsjakslingen 3 og planethjulholderakslingen 5 kan være fast forbundet til hverandre, i hvilket tilfelle de utgjør én og samme aksling. Rotasjon av vinsjtrommelen bevirker rotasjon av planethjulholderakslingen. Planethjulholderakslingen er fast forbundet med en planethjulholder 12, hvis rotasjon således også bevirkes av vinsjtrommelen. Roterende kraftbevegelse, det vil si mekanisk effekt i form av rotasjonshastighet og torsjonsmoment, overføres i planetgiret 6 fra planethjulholderen 12 via to eller flere planethjul, på Fig. 3b vist som tre planethjul 13a, 13b, 13c, til planetgirets ringhjul 15 eller til solhjulet 14 i midten og solhjulets aksling 11, eller fordeles mellom disse, hvorved effekten gires om gjennom at forholdet mellom rotasjonshastighet og torsjonsmoment endres i giret. Mekanisk effekt som føres ut via solhjulakslingen 11, har høyere rotasjonshastighet og korresponderende lavere torsjonsmoment enn innkommende effekt fra vinsjakslingen. Absorbed power from ocean waves is transferred mechanically via cable 1 to a winch drum 2, in which the cable driven by wave energy is pulled out, whereby the winch drum rotates outwards. The resulting rotary power movement from the winch drum is taken up by a winch shaft 3 on which the said winch drum is fixed and rotates, and is transferred from this to a planet wheel holder shaft 5. The winch shaft can be connected to the planet wheel holder shaft via a coupling 4 or more, and the coupling(s) may have built-in elasticity that ensures shock absorption. Or the winch shaft 3 and the planet wheel holder shaft 5 can be firmly connected to each other, in which case they form one and the same shaft. Rotation of the winch drum causes rotation of the planet gear holder shaft. The planet wheel holder shaft is firmly connected to a planet wheel holder 12, the rotation of which is thus also effected by the winch drum. Rotating power movement, i.e. mechanical effect in the form of rotational speed and torque, is transferred in the planetary gear 6 from the planetary gear holder 12 via two or more planetary gears, in Fig. 3b shown as three planetary gears 13a, 13b, 13c, to the planetary gear's ring gear 15 or to the sun gear 14 in the center and the sun gear's shaft 11, or distributed between these, whereby the effect is reversed through the ratio between rotation speed and torque changing in the gear. Mechanical power that is output via the sunwheel shaft 11 has a higher rotational speed and a correspondingly lower torque than the incoming power from the winch shaft.
Ved normal drift, det vil si når bølgene ikke er for voldsomme, er planetgirets ringhjul 15 i ro, da dette har forbindelse til en bremsepumpeaksling 39 som driver en bremsepumpe 41, hvorved ringhjulet forhindres fra å rotere når bremsepumpen er forhindret fra å rotere. Planetgirets ringhjul er forbundet med et drivhjul 7 festet til planetgiret på en slik måte at ringhjulet 15 og drivhjulet 7 roterer avhengig av hverandre. Drivhjulet 7 er forbundet via en egnet overføringsmekanisme som overfører drivhjulets torsjonsmoment og rotasjon, eventuelt i et omgiringsforhold, til bremsepumpeakslingen 39. På figurene 1 til 5 er én utførelsesform av denne overføringsmekanismen vist, hvor drivhjulet 7 via et drivbelte 8 er forbundet med et drivhjul 9 på en drivhjulaksling 10. Drivhjulakslingen 10 kan være forbundet med bremsepumpeakslingen via en kopling 40, som kan være fleksibel, eller drivhjulakslingen 10 og bremsepumpeakslingen kan være fast forbundet til hverandre, i hvilket tilfelle de utgjør én og samme aksling. Sammenkoplingen medfører at bremsepumpeakslingen roterer avhengig av ringhjulet 15, slik at ringhjulet hindres fra å rotere hvis bremsepumpeakslingen holdes fast, enten den er utført som vist på figurene 1 til 5 eller i en annen tilsvarende fungerende utførelsesform. Graden av fastholding av bremsepumpeakslingen avhenger av hvor fort energiuttakspumpeakslingen 21 roterer. Så lenge energiuttakspumpeakslingens rotasjonshastighet er lavere enn en viss nedre terskelverdi, vil bremsepumpen 41 og dermed bremsepumpeakslingen 39 være forhindret fra å rotere, ved at en pilotventil 45 er stengt og blokkerer fluidutløpet 62 fra bremsepumpen. Når energiuttakspumpeakslingens hastighet overskrider nevnte nedre terskelverdi, sørger en anordning tilsluttet energiuttakspumpeakslingen for at pilotventilen gradvis åpnes, som en funksjon av hvor mye den nedre terskelverdien er overskredet. Ved en øvre terskelverdi for energiuttakspumpeakslingens hastighet er pilotventilen helt åpen, slik at fluid fra bremsepumpen kan strømme uhindret gjennom denne. In normal operation, i.e. when the waves are not too violent, the planetary gear ring wheel 15 is at rest, as this is connected to a brake pump shaft 39 which drives a brake pump 41, whereby the ring wheel is prevented from rotating when the brake pump is prevented from rotating. The ring wheel of the planetary gear is connected to a drive wheel 7 attached to the planetary gear in such a way that the ring wheel 15 and the drive wheel 7 rotate independently of each other. The drive wheel 7 is connected via a suitable transmission mechanism which transfers the drive wheel's torque and rotation, possibly in a revolving relationship, to the brake pump shaft 39. Figures 1 to 5 show one embodiment of this transmission mechanism, where the drive wheel 7 is connected via a drive belt 8 to a drive wheel 9 on a drive wheel shaft 10. The drive wheel shaft 10 can be connected to the brake pump shaft via a coupling 40, which can be flexible, or the drive wheel shaft 10 and the brake pump shaft can be firmly connected to each other, in which case they constitute one and the same shaft. The coupling means that the brake pump shaft rotates depending on the ring gear 15, so that the ring gear is prevented from rotating if the brake pump shaft is held firmly, whether it is designed as shown in Figures 1 to 5 or in another similarly functioning embodiment. The degree of retention of the brake pump shaft depends on how fast the energy take-off pump shaft 21 rotates. As long as the energy output pump shaft's rotational speed is lower than a certain lower threshold value, the brake pump 41 and thus the brake pump shaft 39 will be prevented from rotating, by a pilot valve 45 being closed and blocking the fluid outlet 62 from the brake pump. When the speed of the energy extraction pump shaft exceeds the mentioned lower threshold value, a device connected to the energy extraction pump shaft ensures that the pilot valve is gradually opened, as a function of how much the lower threshold value has been exceeded. At an upper threshold value for the speed of the energy take-off pump shaft, the pilot valve is completely open, so that fluid from the brake pump can flow unhindered through it.
En frikrans 42 kan være festet med sitt ene løp til et frikransfeste 43 til vinsjenhetens ramme eller bunn og sitt andre løp til drivhjulakslingen 10, hvorved den umuliggjør at bremsepumpen 41 kan drives baklengs. A free ring 42 can be attached with its one race to a free ring attachment 43 to the frame or bottom of the winch unit and its other race to the drive wheel axle 10, whereby it makes it impossible for the brake pump 41 to be driven backwards.
Når planetgirets ringhjul 15 er i ro, ved normal drift, hvilket omfatter små og mellomstore bølger, vil all rotasjon fra vinsjtrommelen kanaliseres til solhjulakslingen 11, giret opp av planetgiret 6 til høyere rotasjonshastighet og tilsvarende lavere torsjonsmoment. Når en ekstern kraft trekker vinsjvaieren ut, slik at vinsjtrommelen roterer utover, medfører det da en kraftbevegelse som driver en energiuttakspumpe 28 og en innstrammingsmotor 25, i det innstrammingsmotoren fungerer som pumpe. Energiuttakspumpen og innstrammingsmotoren er begge forbundet med samme drivhjulaksling 22, som i én utførelse er forbundet med solhjulakslingen 11 via en kopling 16. Koplingen 16 kan utelates. Da er solhjulakslingen 11 og drivhjulakslingen 22 én og samme aksling. Drivhjulakslingen 22 kan være forbundet med innstrammingsmotorakslingen 24 til innstrammingsmotoren 25 via en kopling 23. Eller koplingen 23 kan utelates, hvorved drivhjulakslingen 22 og innstrammingsmotorakslingen 24 er én og samme aksling. Således roterer innstrammingsmotorakslingen med vinsjtrommelen begge veier, hvorved innstrammingsmotoren 25 virker som pumpe når en ekstern kraft trekker vaieren ut og tvinger vinsjtrommelen til å rotere utover. Når innstrammingsmotoren således virker som pumpe, vil den trekke fluid fra et fluidreservoar 50 og pumpe dette fluidet under trykk inn i en innstrammingsakkumulator 26. Omvendt, straks kraften som dro ut vaieren, avtar tilstrekkelig, vil trykksatt fluid fra innstrammingsakkumulatoren strømme motsatt vei tilbake til fluidreservoaret gjennom innstrammingsmotoren og drive denne som motor og derved besørge at tilsluttede akslinger 24, 22, 11, koplinger 23, 16 og gir 6 roterer med kraft i vaierinnspolende rotasjonsretning. Slik bevirker innstrammingsmotoren at vinsjtrommelen roterer innover og spoler inn vaieren og holder den stram når vaieren ikke dras ut med ekstern kraft. When the planetary gear's ring gear 15 is at rest, during normal operation, which includes small and medium-sized waves, all rotation from the winch drum will be channeled to the sun gear shaft 11, geared up by the planetary gear 6 to a higher rotational speed and correspondingly lower torque. When an external force pulls the winch cable out, so that the winch drum rotates outwards, it then causes a power movement that drives an energy extraction pump 28 and a tightening motor 25, in that the tightening motor functions as a pump. The energy extraction pump and the tightening motor are both connected to the same drive wheel shaft 22, which in one embodiment is connected to the sun wheel shaft 11 via a coupling 16. The coupling 16 can be omitted. Then the sun wheel shaft 11 and the drive wheel shaft 22 are one and the same shaft. The drive wheel shaft 22 can be connected to the tightening motor shaft 24 to the tightening motor 25 via a coupling 23. Or the coupling 23 can be omitted, whereby the driving wheel shaft 22 and the tightening motor shaft 24 are one and the same shaft. Thus, the tightening motor shaft rotates with the winch drum both ways, whereby the tightening motor 25 acts as a pump when an external force pulls the wire out and forces the winch drum to rotate outwards. When the tightening motor thus acts as a pump, it will draw fluid from a fluid reservoir 50 and pump this fluid under pressure into a tightening accumulator 26. Conversely, as soon as the force that pulled out the wire decreases sufficiently, pressurized fluid from the tightening accumulator will flow in the opposite direction back to the fluid reservoir through the tightening motor and drive this as a motor and thereby ensure that the connected shafts 24, 22, 11, couplings 23, 16 and gear 6 rotate with force in the direction of wire-winding rotation. In this way, the tightening motor causes the winch drum to rotate inward and reel in the wire and keep it taut when the wire is not pulled out by external force.
I én utførelsesform drives energiuttakspumpen 28 av kraftbevegelse fra et drivhjul 18, via en belteoverføring 19 til et drivhjul 20. Drivhjulet 18 er forbundet med drivhjulakslingen 22. Drivhjulet 20 er forbundet med drivhjulakslingen 30, som videre er forbundet med energiuttakspumpen og driver denne. Energiuttakspumpen aktiveres kun når vaieren trekkes ut, og er i ro når vinsjen spoles tilbake. Dette besørges av en frikrans 17 i overgangen mellom drivhjulakslingen 22 og drivhjulet 18, som frikopler drivhjulet 18 fra drivhjulakslingen 22 når sistnevnte roterer i vaierinnspolende retning. Når energiuttakspumpen aktiveres, pumper den fluid fra reservoaret 50 inn i en energiuttaksakkumulator 32 under trykk. En tilbakeslagsventil 29 i den hydrauliske passasjen fra energiuttakspumpen til energiuttaksakkumulatoren sørger for at fluid ikke kan strømme motsatt vei, fra akkumulator til pumpe. For hver gang vaieren dras ut, akkumuleres et overskudd av fluid under trykk i akkumulatoren 32. Dette overskuddet utgjør energi, som normalt tas ut ved at fluidet strømmer fra akkumulatoren 32 til den hydrauliske motoren 33 som driver en generator 38. En eller flere sikkerhetsventiler, som ikke er beskrevet nærmere her, og som ikke er tegnet inn på figurene, men som en fagmann kan finne hensiktsmessig å anordne, kan i tillegg besørge at fluid tas ut og føres tilbake til reservoaret 50 utenom motoren 33 når trykket i akkumulatoren(e) eller andre deler av hydraulikksystemet blir for høyt. In one embodiment, the energy extraction pump 28 is driven by power movement from a drive wheel 18, via a belt transmission 19 to a drive wheel 20. The drive wheel 18 is connected to the drive wheel shaft 22. The drive wheel 20 is connected to the drive wheel shaft 30, which is further connected to the energy extraction pump and drives it. The energy extraction pump is only activated when the cable is pulled out, and is at rest when the winch is reeled back. This is provided by a free ring 17 in the transition between the drive wheel shaft 22 and the drive wheel 18, which disengages the drive wheel 18 from the drive wheel shaft 22 when the latter rotates in the cable winding direction. When the energy extraction pump is activated, it pumps fluid from the reservoir 50 into an energy extraction accumulator 32 under pressure. A non-return valve 29 in the hydraulic passage from the energy extraction pump to the energy extraction accumulator ensures that fluid cannot flow in the opposite direction, from accumulator to pump. Each time the wire is pulled out, an excess of pressurized fluid accumulates in the accumulator 32. This excess constitutes energy, which is normally extracted by the fluid flowing from the accumulator 32 to the hydraulic motor 33 which drives a generator 38. One or more safety valves, which is not described in more detail here, and which is not drawn in the figures, but which a person skilled in the art may find appropriate to arrange, can additionally ensure that fluid is taken out and returned to the reservoir 50 outside of the engine 33 when the pressure in the accumulator(s) or other parts of the hydraulic system become too high.
Motoren 33 kan være forbundet med generatoren 38 direkte via en generatoraksling 37, eller den kan, som vist på Fig. 4 være forbundet via en motoraksling 34, forbundet med generatorakslingen via en kopling 35. På generatorakslingen kan det være montert et svinghjul 36, som bidrar til å utjevne rotasjonshastigheten på generatoren. I andre utførelser kan fluidløpet 67 til motoren og fluidløpet 68 fra motoren tilbake til reservoaret 50, føres sammen med tilsvarende hydrauliske løp fra andre vinsjenheter hvorved de sammen driver en felles motor og elektrisk generator i en felles generatorenhet 69, som vist på Fig. 9. The motor 33 can be connected to the generator 38 directly via a generator shaft 37, or it can, as shown in Fig. 4, be connected via a motor shaft 34, connected to the generator shaft via a coupling 35. A flywheel 36 can be mounted on the generator shaft, which helps to equalize the rotation speed of the generator. In other embodiments, the fluid path 67 to the engine and the fluid path 68 from the engine back to the reservoir 50 can be led together with corresponding hydraulic paths from other winch units whereby they together drive a common motor and electric generator in a common generator unit 69, as shown in Fig. 9.
Den elektriske generatoren kan byttes ut med maskineri som gjør annet nyttig arbeid, drevet av den roterende kraftbevegelsen fra generatorakslingen. For eksempel kan generatorakslingen, i stedet for eller i tillegg til å drive en generator, drive en pumpe som trykksetter sjøvann for avsalting gjennom prosessen omvendt osmose i et anlegg for bølgekraftdrevet ferskvannsproduksjon. The electric generator can be replaced by machinery that does other useful work, driven by the rotary power movement from the generator shaft. For example, instead of or in addition to driving a generator, the generator shaft can drive a pump that pressurizes seawater for desalination through the reverse osmosis process in a wave-powered freshwater production facility.
Motorene 25 og 33 og pumpene 28 og 41 er på figurene 1, 2, 5 og 6 tegnet som fortrengningsmotorer og -pumper. Disse vil alltid ha en viss volumetrisk lekkasje av fluid, som samles opp og tilbakeføres til fluidreservoaret 50 via drenspassasjer 65. For innstrammingsakkumulatoren 26 vil slik fluidlekkasje, selv om den er liten, føre til at trykket i akkumulatoren avtar og innstrammingskraften på vaieren fra innstrammingsmotoren 25 svekkes. En hydraulisk passasje 66 tilsluttet passasjen til energiuttaksakkumulatoren 32 sørger da for å tilføre en tilstrekkelig mengde fluid under trykk fra energiuttaksakkumulatoren til innstrammingsakkumulatoren til at trykket i denne opprettholdes. En tilbakeslagsventil 27 besørger at fluid ikke kan strømme motsatt vei gjennom passasjen 66 fra innstrammingsakkumulatoren til energiuttaksakkumulatoren. The motors 25 and 33 and the pumps 28 and 41 are drawn in Figures 1, 2, 5 and 6 as displacement motors and pumps. These will always have a certain volumetric leakage of fluid, which is collected and returned to the fluid reservoir 50 via drain passages 65. For the tightening accumulator 26, such fluid leakage, even if it is small, will cause the pressure in the accumulator to decrease and the tightening force on the wire from the tightening motor 25 weakens. A hydraulic passage 66 connected to the passage to the energy withdrawal accumulator 32 then provides for supplying a sufficient amount of fluid under pressure from the energy withdrawal accumulator to the tightening accumulator so that the pressure in this is maintained. A check valve 27 ensures that fluid cannot flow in the opposite direction through the passage 66 from the tightening accumulator to the energy withdrawal accumulator.
Fluid som føres tilbake til reservoaret 50 fra de hydrauliske passasjene 65 (a-d), 68, og eventuelt andre passasjer, som sikkerhetsventilløp, passerer i én utførelsesform gjennom et returfilter 49 montert på reservoaret. Flere returfiltre kan også anordnes i det hydrauliske systemet, der hvor en fagmann vil finne det hensiktsmessig. Fluid that is returned to the reservoir 50 from the hydraulic passages 65 (a-d), 68, and possibly other passages, such as safety valve runs, passes in one embodiment through a return filter 49 mounted on the reservoir. Several return filters can also be arranged in the hydraulic system, where a professional will find it appropriate.
Nevnte anordning som sørger for å åpne pilotventilen 45 gradvis etter hvert som energiutakspumpeakslingens hastighet øker over gitt nedre terskelverdi, kan utføres i mange forskjellige former, med midler og framgangsmåter som fagfolk er fortrolige med, for eksempel med bruk av hydrauliske eller elektriske komponenter eller elektronikk. Figurene 1, 5, 6 og 10 viser en utførelsesform hvor anordningen er en mekanisk sentrifugalregulator 46, hvis rotasjonsaksling er forbundet via overføringstannhjul 63, 64 og en fleksibel kopling 47 til drivhjulakslingen 30 og videre via en fleksibel kopling 31 til energiuttakspumpeakslingen 21, på en slik måte at sentrifugalregulatoren roterer med energiuttakspumpeakslingen. Koplingene 47 og 31 kan utelates. Da er drivhjulakslingen 30 og energiuttakspumpeakslingen 21 én og samme aksling, hvorved overføringstannhjulet 64 og energiuttakspumpen 28 er direkte forbundet med denne. Overføringstannhjulene 63, 64 kan også utelates, eller erstattes med annen form for mekanisk overføring, eksempelvis beitedrift. Når sentrifugalregulatorens hastighet overskrider en viss nedre terskelverdi, besørger slyngkreftene gradvis bevegelse av et ventilstyrestag 48 hvorved pilotventilen 45, som er forbundet med ventilstyrestaget, gradvis åpnes. Motsatt, i takt med at sentrifugalregulatorens hastighet avtar, vil ventilstyrestaget beveges tilbake, slik at pilotventilen gradvis stenges og er helt stengt straks sentrifugalregulatorens hastighet faller under nedre terskelverdi. Sammensetningen med en sentrifugalregulator som roterer avhengig av energiuttakspumpeakslingen 21 og styrer hvorvidt og hvor lett fluid skal få lov å strømme gjennom pilotventilen 45, utgjør en tilbakekoplingsmekanisme. Den fungerer tilsvarende som sentrifugalregulatoren i James Watts originale dampmaskin, hvor rotasjonshastighet over en viss forhåndskalibrert verdi aktiverte en mekanisme som åpnet en sikkerhetsventil hvorved damptrykket ble redusert for å beskytte de roterende delene i dampmaskinen mot overlast i form av for høy hastighet. Sammen sørger sentrifugalregulatoren 46 og bremsepumpen 41 for at rotasjonshastigheten på energiuttakspumpeakslingen 21 ikke kan overskride en bestemt terskelhastighet. I det terskelhastigheten er nådd, sørger sentrifugalregulatoren for at pilotventilen 45 holdes akkurat så åpen at all overskytende hastighet fra vinsjtrommelen kanaliseres via planetgirets ringhjul 15 til bremsepumpen 41, slik at energiuttakspumpeakslingens hastighet blir begrenset til terskelhastigheten. Said device, which provides for opening the pilot valve 45 gradually as the speed of the energy output pump shaft increases above a given lower threshold value, can be carried out in many different forms, with means and methods familiar to those skilled in the art, for example with the use of hydraulic or electrical components or electronics. Figures 1, 5, 6 and 10 show an embodiment where the device is a mechanical centrifugal regulator 46, whose rotation shaft is connected via transmission gears 63, 64 and a flexible coupling 47 to the drive wheel shaft 30 and further via a flexible coupling 31 to the energy extraction pump shaft 21, on such way that the centrifugal regulator rotates with the energy take-off pump shaft. Connections 47 and 31 can be omitted. Then the drive wheel shaft 30 and the energy extraction pump shaft 21 are one and the same shaft, whereby the transmission gear 64 and the energy extraction pump 28 are directly connected to this. The transmission gears 63, 64 can also be omitted, or replaced with another form of mechanical transmission, for example grazing. When the speed of the centrifugal regulator exceeds a certain lower threshold value, the sling forces cause gradual movement of a valve guide rod 48 whereby the pilot valve 45, which is connected to the valve guide rod, is gradually opened. Conversely, as the speed of the centrifugal regulator decreases, the valve control rod will move back, so that the pilot valve is gradually closed and is completely closed as soon as the speed of the centrifugal regulator falls below the lower threshold value. The combination with a centrifugal regulator which rotates depending on the energy extraction pump shaft 21 and controls whether and how easily fluid is to be allowed to flow through the pilot valve 45 constitutes a feedback mechanism. It works similarly to the centrifugal regulator in James Watt's original steam engine, where rotation speed above a certain pre-calibrated value activated a mechanism that opened a safety valve whereby the steam pressure was reduced to protect the rotating parts of the steam engine from overloading in the form of excessive speed. Together, the centrifugal regulator 46 and the brake pump 41 ensure that the rotational speed of the energy take-off pump shaft 21 cannot exceed a certain threshold speed. When the threshold speed is reached, the centrifugal regulator ensures that the pilot valve 45 is kept open just enough that all excess speed from the winch drum is channeled via the planetary gear ring wheel 15 to the brake pump 41, so that the speed of the energy output pump shaft is limited to the threshold speed.
i alternative utførelsesformer kan anordningen som regulerer hvor lett eller hvorvidt bremsepumpen får lov å rotere, styres av en eller flere elektriske, elektroniske, optiske eller hydrauliske sensorer eller andre for formålet egnede midler som en fagmann vil være fortrolig med. Ved hjelp av slike midler kan graden av hastighetsbegrensning på energiuttakspumpeakslingen også bestemmes ut fra akselerasjon, kraft eller torsjonsmoment som virker på forskjellige deler av det mekaniske systemet, frekvens for endring av vinsjtrommelens rotasjonsretning, fluidstrøm, trykk eller temperatur i forskjellige deler av det hydrauliske systemet, eller mengden fluid akkumulert i akkumulatorene. Et alternativ er også å kunne styre hastighetsbegrensningen med ekstern påvirkning, automatisk, autonomt eller fjernstyrt, eller manuelt. in alternative embodiments, the device which regulates how easily or whether the brake pump is allowed to rotate can be controlled by one or more electrical, electronic, optical or hydraulic sensors or other means suitable for the purpose with which a person skilled in the art will be familiar. By means of such means, the degree of speed limitation on the energy take-off pump shaft can also be determined based on acceleration, force or torque acting on different parts of the mechanical system, frequency of changing the direction of rotation of the winch drum, fluid flow, pressure or temperature in different parts of the hydraulic system, or the amount of fluid accumulated in the accumulators. An alternative is also to be able to control the speed limit with external influence, automatically, autonomously or remotely, or manually.
Når pilotventilen 45 holdes delvis åpen og fluid strømmer gjennom den under trykk, vil det genereres varme. En kjølekveil 44 sørger for nedkjøling, ved at varmt fluid fra pilotventilens utløp ledes gjennom denne, før den strømmer videre til akkumulatoren 32. På figurene 1 og 2 vises en utførelsesform av en anordning for nedkjøling av kjøleveilen ved at en vifte 70 drevet av en belteoverføring 71 med forbindelse til bremsepumpeakslingen 39 sørger for at et eksternt kjølefluid, som kan være atmosfærisk luft, strømmer forbi kjølekveilen når akslingen 10 roterer. Belteoverføringen 71 kan være forbundet til akslingen 10 via en kopling 72 eller flere. When the pilot valve 45 is kept partially open and fluid flows through it under pressure, heat will be generated. A cooling coil 44 ensures cooling, in that hot fluid from the outlet of the pilot valve is led through it, before it flows on to the accumulator 32. Figures 1 and 2 show an embodiment of a device for cooling the cooling coil by a fan 70 driven by a belt transmission 71 with connection to the brake pump shaft 39 ensures that an external cooling fluid, which can be atmospheric air, flows past the cooling coil when the shaft 10 rotates. The belt transmission 71 can be connected to the axle 10 via one or more couplings 72.
I en alternativ utførelsesform har drivhjulet 7 og vinsjtrommelen 2 byttet plass, slik at overføring av effekt i form av kraftbevegelse under normal drift går fra vinsjtrommelen via planetgirets ringhjul 15 og planethjulene 13 til solhjulet 14 og solhjulakslingen 11, mens overføring av overskytende hastighet til bremsepumpen 41 når bølgene er for voldsomme, går fra ringhjulet via planethjulene og planethjulholderen 12 til planethjulholderakslingen 5. In an alternative embodiment, the drive wheel 7 and the winch drum 2 have changed places, so that transmission of power in the form of power movement during normal operation goes from the winch drum via the planetary gear ring wheel 15 and the planet wheels 13 to the sun gear 14 and the sun gear shaft 11, while the transfer of excess speed to the brake pump 41 when the waves are too violent, goes from the ring gear via the planetary gears and planetary gear holder 12 to the planetary gear holder shaft 5.
Bremsepumpen 41 kan være en pumpe med fast deplasement, som vist med symbol på Fig. 4. Men i én utførelsesform er den byttet ut med en pumpe med variabelt deplasement, hvor sentrifugalregulatoren 46 og ventilstyrestaget 48 styrer pumpens deplasement på en slik måte at deplasementet gradvis minker når sentrifugalregulatorens hastighet overskrider en viss nedre terskelverdi. Deplasement er definert som mengde forflyttet fluid per rotasjon av pumpens aksling. Med dette overflødiggjøres pilotventilen 45. Siden torsjonsmomentet på pumpeakslingen 39 er en funksjon av deplasement og trykk i bremsepumpen 41, hvor trykket er like stort som trykket i akkumulatoren 32, og torsjonsmomentet øker med økende deplasement, vil et slikt arrangement fungere tilsvarende det før beskrevne arrangementet med sentrifugal reg ulatorstyrt pilotventil, sett bort fra at hovedmengden av energi per tidsenhet som tas opp av bremsepumpen når denne roterer, nå kanaliseres som hydraulisk effekt i form av strømmende fluid under trykk til akkumulatoren 32 og motoren 33, i stedet for at den dissiperes som varme. Med det overflødiggjøres kjølekveilen 44 og tilhørende kjølemaskineri. The brake pump 41 can be a pump with a fixed displacement, as shown with the symbol in Fig. 4. But in one embodiment it is replaced by a pump with a variable displacement, where the centrifugal regulator 46 and the valve guide rod 48 control the displacement of the pump in such a way that the displacement gradually decreases when the speed of the centrifugal regulator exceeds a certain lower threshold value. Displacement is defined as the amount of fluid moved per rotation of the pump's shaft. This makes the pilot valve 45 redundant. Since the torque on the pump shaft 39 is a function of displacement and pressure in the brake pump 41, where the pressure is as great as the pressure in the accumulator 32, and the torque increases with increasing displacement, such an arrangement will function similarly to the previously described arrangement with a centrifugal regulator controlled pilot valve, apart from the fact that the main amount of energy per unit of time that is taken up by the brake pump when it rotates is now channeled as hydraulic power in the form of flowing fluid under pressure to the accumulator 32 and the motor 33, instead of it being dissipated as heat. This makes the cooling coil 44 and associated cooling machinery redundant.
I utførelsen av bølgeenergikonverteren som er vist på Figur 7, forbinder vinsjvaieren 1 en flottør 54 i sjøen til vinsjtrommelen 2 på land på en slik måte at vinsjtrommelen tvinges til å rotere når bølgekreftene flytter flottøren i vinsjvaierens lengderetning. Her er enden av vinsjvaieren forbundet med flottøren via en sjokkabsorber 61 festet til flottørtrinsen 52 på undersiden av flottøren via en hunsvott 60 festet til flottørtrinsehjulets aksling 56, hvor flottørtrinsehjulets gaffel 57 forbinder flottørtrinsehjulets aksling til flottøren. Vaieren løper rundt trinsehjulet 55. På hver side hvor vaieren løper ut fra trinsehjulet, løper den gjennom et lederør 59 (a, b) anordnet på en brakett 58 (a, b) festet til trinsehjulets aksling 56. Hver av brakettene 58a, 58b har en frihetsgrad til å rotere i trinsehjulplanet om trinsehjulakslingen 56. Sjøbunnstrinsene 51 og 53 fungerer og er bygget opp på samme måte, men uten hunsvotten. Fra endefestet i sjokkabsorberen 61 løper vaieren 1 ned til sjøbunnstrinsen 53 og rundt dennes trinsehjul, deretter tilbake opp til flottørtrinsen 52 og rundt dennes trinsehjul 55, deretter ned til sjøbunnstrinsen 51 og rundt dennes trinsehjul, før den løper på skrå oppover gjennom vannet inn til land hvor den ruller inn på vinsjtrommelen 2. Til sammen utgjør dette arrangementet et taljeoppheng som girer opp den absorberte mekaniske effekten fra havbølgene slik at den delen av vaieren som ruller inn på vinsjtrommelen, beveger seg fortere og med mindre kraft enn flottøren. Sjøbunnstrinsene 51 og 53 er begge forankret til sjøbunnen, med en viss avstand mellom seg for å motvirke at taljeopphenget vikler seg i snurr. In the embodiment of the wave energy converter shown in Figure 7, the winch cable 1 connects a float 54 in the sea to the winch drum 2 on land in such a way that the winch drum is forced to rotate when the wave forces move the float in the longitudinal direction of the winch cable. Here, the end of the winch cable is connected to the float via a shock absorber 61 attached to the float pulley 52 on the underside of the float via a female glove 60 attached to the float pulley wheel's shaft 56, where the float pulley wheel's fork 57 connects the float pulley wheel's shaft to the float. The wire runs around the pulley wheel 55. On each side where the wire runs out from the pulley wheel, it runs through a guide tube 59 (a, b) arranged on a bracket 58 (a, b) attached to the pulley wheel shaft 56. Each of the brackets 58a, 58b has a degree of freedom to rotate in the pulley wheel plane about the pulley wheel shaft 56. The seabed pulleys 51 and 53 function and are constructed in the same way, but without the female glove. From the end attachment in the shock absorber 61, the wire 1 runs down to the seabed pulley 53 and around its pulley wheel, then back up to the float pulley 52 and around its pulley wheel 55, then down to the seabed pulley 51 and around its pulley wheel, before it runs diagonally upwards through the water to land where it rolls onto the winch drum 2. Together, this arrangement constitutes a pulley suspension that gears up the absorbed mechanical effect from the ocean waves so that the part of the wire that rolls onto the winch drum moves faster and with less force than the float. The seabed steps 51 and 53 are both anchored to the seabed, with a certain distance between them to prevent the hoist suspension from twisting.
I andre utførelsesformer kan vinsjtrommelen med tilhørende maskineri være plassert på sjøbunnen, være innebygget i flottøren, eller befinne seg under vann i den pelagiske sonen, og taljeopphenget kan omfatte flere eller færre trinser og trinsehjul. In other embodiments, the winch drum with associated machinery may be located on the seabed, be built into the float, or be underwater in the pelagic zone, and the hoist suspension may comprise more or fewer pulleys and pulley wheels.
Benevnelser brukt i figurene Designations used in the figures
1. Vinsjvaier 37. Generatoraksling 1. Winch cable 37. Generator shaft
2. Vinsjtrommel 38. Generator 2. Winch drum 38. Alternator
3. Vinsjaksling 39. Bremsepumpeaksling 4. Kopling 40. Kopling 3. Windshaft 39. Brake pump shaft 4. Coupling 40. Coupling
5. Planethjulholderaksling 41. Bremsepumpe 5. Planetary wheel holder shaft 41. Brake pump
6. Planetgir 42. Frikrans 6. Planet gear 42. Freewheel
7. Drivhjul 43. Frikransfeste 7. Drive wheel 43. Freewheel attachment
8. Drivbelte 44. Kjølekveil 8. Drive belt 44. Cooling coil
9. Drivhjul 45. Pi lotventi I 9. Drive wheel 45. Pi lotventi I
10. Drivhjulaksling 46. Sentrifugalregulator 11. Solhjulaksling 47. Kopling 10. Drive wheel shaft 46. Centrifugal regulator 11. Sun wheel shaft 47. Coupling
12. Planethjulholder 48. Ventilstyrestag 12. Planetary wheel holder 48. Valve guide rod
13. Planethjul (a, b, c) 49. Returfilter 13. Planetary wheel (a, b, c) 49. Return filter
14. Solhjul 50. Fluidreservoar 14. Sun wheel 50. Fluid reservoir
15. Ringhjul 51. Sjøbunnstrinse 15. Ring wheel 51. Seabed pulley
16. Kopling 52. Flottørtrinse 16. Coupling 52. Float pulley
17. Frikrans 53. Sjøbunnstrinse 17. Frikrans 53. Seabed winch
18. Drivhjul 54. Flottør 18. Drive wheel 54. Float
19. Drivbelte 55. Trinsehjul 19. Drive belt 55. Pulley wheel
20. Drivhjul 56. Trinsehjulaksling 21. Energiuttakspumpeaksling 57. Trinsehjulgaffel 20. Drive wheel 56. Pulley wheel shaft 21. Energy take-off pump shaft 57. Pulley wheel fork
22. Drivhjulaksling 58. Brakett (a, b) 22. Drive wheel axle 58. Bracket (a, b)
23. Kopling 59. Lederør (a, b) 23. Coupling 59. Conductor (a, b)
24. Innstrammingsmotoraksling 60. Hunsvott 24. Tightening motor shaft 60. Hunsvott
25. Innstrammingsmotor 61. Sjokka bsorber 25. Tightening motor 61. Shock absorber
26. Innstrammingsakkumulator 62. Fluidutløp 26. Tightening accumulator 62. Fluid outlet
27. Tilbakeslagsventil 63. Overføringstannhjul 28. Energiuttakspumpe 64. Overføringstannhjul 29. Tilbakeslagsventil 65. Drenspassasje (a, b, c, d) 30. Drivhjulaksling 66. Hydraulisk passasje 31. Kopling 67. Fluidløp 27. Non-return valve 63. Transmission gear 28. Energy take-off pump 64. Transmission gear 29. Non-return valve 65. Drain passage (a, b, c, d) 30. Drive wheel shaft 66. Hydraulic passage 31. Coupling 67. Fluid run
32. Energiuttaksakkumulator 68. Returfluidløp 32. Energy withdrawal accumulator 68. Return fluid run
33. Motor 69. Generato renhet 33. Engine 69. Generato purity
34. Motoraksling 70. Vifte 34. Motor shaft 70. Fan
35. Kopling 71. Belteoverføring 35. Coupling 71. Belt transmission
36. Svinghjul 72. Kopling 36. Flywheel 72. Clutch
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20210008A NO346597B1 (en) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter |
PCT/NO2021/000003 WO2022149981A1 (en) | 2021-01-06 | 2021-12-28 | Winch operated ocean wave energy converter with hydraulic power limiter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20210008A NO346597B1 (en) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20210008A1 true NO20210008A1 (en) | 2022-07-07 |
NO346597B1 NO346597B1 (en) | 2022-10-24 |
Family
ID=82357370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20210008A NO346597B1 (en) | 2021-01-06 | 2021-01-06 | Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO346597B1 (en) |
WO (1) | WO2022149981A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044674A2 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Straumekraft As | Device for a winch-operated wave-energy-absorbing buoy |
US20170101977A1 (en) * | 2014-06-24 | 2017-04-13 | Ocean Harvesting Technologies Ab | Wave energy absorption device, a power take-off assembly and a wave energy system |
WO2018125318A2 (en) * | 2016-09-11 | 2018-07-05 | Brian Lee Moffat | Inertial wave energy converter |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO20071963A (en) * | 2007-04-17 | 2008-08-11 | Straumekraft As | Device at wave power plant |
NO329059B1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-08-09 | Straumekraft As | Device for a winch-operated crushing plant |
-
2021
- 2021-01-06 NO NO20210008A patent/NO346597B1/en unknown
- 2021-12-28 WO PCT/NO2021/000003 patent/WO2022149981A1/en unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044674A2 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Straumekraft As | Device for a winch-operated wave-energy-absorbing buoy |
US20170101977A1 (en) * | 2014-06-24 | 2017-04-13 | Ocean Harvesting Technologies Ab | Wave energy absorption device, a power take-off assembly and a wave energy system |
WO2018125318A2 (en) * | 2016-09-11 | 2018-07-05 | Brian Lee Moffat | Inertial wave energy converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO346597B1 (en) | 2022-10-24 |
WO2022149981A1 (en) | 2022-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2013327790B2 (en) | Wave energy converter | |
US20100047071A1 (en) | Horizontal motion wave power generator | |
US7956485B1 (en) | Potential energy storage apparatus using energy from a wind energy generator | |
US8143740B1 (en) | Apparatus for storing and using wind energy | |
EP2347120A2 (en) | Device for a winch-operated wave-energy-absorbing buoy | |
EP2128430A1 (en) | High efficiency wave energy convertor | |
NO323807B1 (en) | Hydraulic transmission method and system | |
CN101675243A (en) | Device and method for collecting the kinetic energy of a naturally moving fluid | |
US20160348640A1 (en) | Energy transforming unit and energy transforming system comprising such a unit | |
JP2010540816A (en) | Renewable energy fluid pump for fluid-based energy generation | |
EP2185811A2 (en) | Magnus force fluid flow energy harvester | |
US20140360176A1 (en) | Wave-powered electricity generator | |
JP2017519152A (en) | Wave energy absorber, power take-off device assembly, and wave energy system | |
WO2011067124A2 (en) | Wave powered buoyancy control system for floating wave power plants | |
JP2014522936A (en) | Hydroelectric power plant and operation method thereof | |
CN103899492A (en) | Floating wind-hydraulic power generating set | |
NO20210008A1 (en) | Winch-driven wave energy converter with hydraulic power limiter | |
KR20190033490A (en) | The wave energy converter | |
GB2434409A (en) | Tidal energy system | |
WO2018226152A1 (en) | Power take off device comprising a variable transmission for use in a wave energy converter | |
CN103344865A (en) | Floating body rope wheel wave power generation land simulation test platform | |
CN103850868B (en) | A kind of power generation system of cluster cumulative ocean current | |
CN112855418A (en) | Array winding rope type double-floating-body wave energy power generation device | |
WO2010109233A2 (en) | Horizontal axis turbine assembly and hydro-power generation apparatus | |
CN103256168B (en) | Off-grid hybrid transmission ocean current power generation device and control method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: HYDRAKRAFT AS, NO |