NO821509L - Innretning for aa oeke hastigheten til en vannstroem for produksjon av elektrisk energi og andre anvendelser - Google Patents

Innretning for aa oeke hastigheten til en vannstroem for produksjon av elektrisk energi og andre anvendelser

Info

Publication number
NO821509L
NO821509L NO821509A NO821509A NO821509L NO 821509 L NO821509 L NO 821509L NO 821509 A NO821509 A NO 821509A NO 821509 A NO821509 A NO 821509A NO 821509 L NO821509 L NO 821509L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
water
side wall
generator
turbine
side walls
Prior art date
Application number
NO821509A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter M Borgren
Original Assignee
Hydrodynamic Energy Systems Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/185,486 external-priority patent/US4363564A/en
Application filed by Hydrodynamic Energy Systems Co filed Critical Hydrodynamic Energy Systems Co
Publication of NO821509L publication Critical patent/NO821509L/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/046Collection of oil using vessels, i.e. boats, barges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/08Tide or wave power plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12Adaptations 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
    • F03B13/14Adaptations 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
    • F03B13/141Adaptations 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 with a static energy collector
    • F03B13/144Adaptations 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 with a static energy collector which lifts water above sea level
    • F03B13/145Adaptations 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 with a static energy collector which lifts water above sea level for immediate use in an energy converter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204Keeping clear the surface of open water from oil spills
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelsen angår en innretning for behandling av vann. I en form av oppfinnelsen utnyttes den vidt-rekkende oppfinnelsesidé for produksjon av elektrisk energi fra bølgekrefter, tidevann og vannmasser som har strømning i en retning, slik som elver. Dette utføres ved å øke hastigheten til vannet langs langsgående og tverrgående, buede flater for drift av produksjonsutstyr. I en annen form av oppfinnelsen benyttes den samme mulighet for hastig-hetsøkning til å skille vann fra forurensninger, slik som olje eller kjemisk avfall, med et fartøy som er utstyrt med langsgående og tverrgående, buede flater på skroget.
Bølgekraftgeneratorer for produksjon av elektrisk energi
er velkjent. Slike generatorer virker ofte etter prinsippet med bruken av den vertikale bevegelse i dannelsen og bevegelsen til bølger, for å bevirke vertikal bevegelse av en komponent i produksjonssystemet. Et typisk system i henhold til kjent teknikk overføres slik vertikal bevegelse til roterende bevegelse, for direkte eller indirekte å drive en generatoraksel eller lignende, ved hjelp av hvilken den elektriske energi dannes. Eksempler på systemer av typen vertikal til rotasjon er beskrevet i US-patent 870.706 til H.P. Woodard, US-patent 3.894.241 til S.Kaplan, og US-patent 3.959.663 til J.V. Rubsy. Andre systemer bruker den vertikale bølgebevegelse for å drive pumper for pumping av vannet til en lagringstank eller et reservoar, idet det hydrostatiske trykk i det lagrede vann deretter driver en generatorturbin eller lignende, ved hjelp av hvilken elektrisk energi produseres direkte.
Et hovedproblem med bølgekraft-produksjonssytemer av kjente typer er deres forholdsvis kompliserte og følgelig kost-bare konstruksjon. Som et resultat har den nødvendige kapiTtal investering i systemer av denne type vært en vesentlig hindring for den kommersielle utnyttelse av systemene, særlig når energiproduksjonen ikke rettferdiggjør installasjonsomkostningene. Det .vil forstås at systemene må utformes slik at de tåler og på en tilfredsstillende . måte behandler bølgenes dønninger når de er på sitt største, og de må også være konstruert for å tilpasses og behandle på en tilfredsstillende måte og på økonomisk basis bølger med normal eller mindre enn normal høyde. Installasjoner i saltvann medfører ytterligere problemer med korrosive tilstander, hvilket ikke er tilfredsstillende løst ved de kjente systemer.
I US-ansøkning nr. 127.990, innlevert 7. mars 1980, med tittelen "Bølgekraftsytem", i navnene Peter M. Borgren og Albert J. Amatuzio, er det beskrevet et bølgekraft-system som benytter en bærekonstruksjon, slik som et vann-tett rom eller en silolignende konstruksjon, montert i forhold til en vannmasse slik at denne deles i et forholdsvis grunt reservoar avgrenset av bæreanordningen og det åpne vann med normalt vann-nivå som utsettes for bølgevirk-ning. Forskjellen i vann-nivåene.mellom réservoaret og det åpne vann skaper et styrbart hydrostatisk overtrykk. Flere pumpeenheter er montert rundt siloen eller langs veggene til det vanntette rom, med stempelet til hver pumpe operativt tilkoblet et flotørelement som utsettes for bølgevirkning. Når bølgekreftene virker mot flotør-elementene, heves disse, slik at stemplene heves og det dannes et undertrykk i det nedre pumpekammer, og som et resultat av dette ledes vann fra reservoaret inn i de nedre pumpekamrene. Som et resultat minsker vann-nivået i reservoaret. På grunn av det hydrostatiske trykk som således oppstår i forhold til vannet som omgir siloen eller det vanntette rom, drives vann gjennom generatorturbinene for å produsere energi, og vannet som kommer ut fra turbin-.-, en strømmer inn i reservoaret for å fullføre syklusen.
En betydelig mengde elektrisk energi kan produseres på denne måte. Selv om det beskrevne system er av vesentlig betydning for området bølgekraftsystemer, er det vesentlig begrenset i anvendelse til forhold der det er en vesentlig bølgeaktivitet. Det kan ikke anvendes for tidevannstilstander der bølgevirkningen er minimal, og systemet kan heller ikke anvendes der vannet strømmer i en retning, slik
som i elver, der det ikke er noen bølgevirkning.
Når det gjelder tidevannsgeneratorer, er det grunnleggende konsept ved bruken av forskjeller i vann-nivå på grunn av tidevannet for å skape elektrisk energi velkjent. Det har vært utført utstrakt forskning på dette området i mange år på grunn av stabiliteten til tidevannsbevegelsene og forskjellen mellom høyvann og lavvann på bestemte steder. Tidevannsgeneratorer har imidlertid for det meste omfattet konstruksjoner eller innretninger ved hjelp av hvilke det vertikale fall til vannet overføres til roterende bevegelse for å drive utstyr for strømproduksjon.
Likeledes har økonomisk energi i tilknytning til ensrettet vannstrøm også blitt utnyttet i strømproduserende systemer. Dammer ble naturligvis tenkt på tidlig, idet vannstrømmen i dette tilfellet utsettes for vertikalt fall som brukes til energiproduksjon.
Når det gjelder den type oppfinnelse som utnytter ideen med hastighetsøkning i henhold til oppfinnelsen, for å skille overflateforurensninger, slik som olje, fra vann, har problemet med oljesøl øket vesentlig i løpet av de siste år, og utgjør et alvorlig miljøproblem. Sølet kan skje av flere årsaker, og de to viktigste årsaker er kanskje utblåsning fra offshore brønninstallasjoner og lekkasje fra tankskip underveis til havner. Offshore-utvikling øker kontinuerlig i et forsøk på å finne flere oljekilder, både i farvann rundt våre kystlinjer og på andre steder rundt i verden. Problemet har øket på grunn av den stadig økende størrelse til oljetankere, idet tapet av en del av eller hele lasten til tankerne omfatter meget store mengder petroleum.
På grunn av den økende, miljømessige oppmerksomheten på
de økologiske skader på grunn av oljesøl er det nylig ut-viklet et stort antall innretninger for behandling av oljesøl. Noen av disse angår absorpsjon av oljen på overflaten av vannet og deretter behandling eller kassering av
den absorberte olje. Kjemiske oppløsninger har også vært forsøkt. Imidlertid har tidligere forsøk på å løse problemet overveiende vært knyttet til innretninger som forsøker å skumme oljen fra vannoverflaten, eller å samle opp en blanding av olje og vann og deretter å separere oljen fra vannet på stedet. Et typis eksempel på en slik innretning er beskrevet i US-patent 4.182.679 til Paul Van Hekle, som beskriver en olje-avskummingsinnrét-ning i hvilken olje og vann oppsamles som en blanding og deretter separeres fysisk, idet oljen fjernes og vannet slippes ut. Flere åpninger befinner seg foran på innretningen og tjener til å rette blandingen av olje og vann inn i separeringsområdet, og separeringen skjer primært på grunn av den forskjellige spesifikke vekt til olje og vann. Både oljen og vannet ledes separat til og lagres i et fartøy som avskummingsinnretningen er operativt koblet til.
US-patent 4.120.793 til P.G. Strain beskriver et fartøy som har en bau utformet med åpninger, gjennom hvilke olje og vann rettes.. Blandingen av olje og vann passerer inn i ledninger som leder blandingen til separeringsinnret-ningen.
US-patent 4.058,461 til T.I. Gaw viser også et fartøy
der bauen har en særskilt utformning, idet blandingen av 'olje og vann ledes inn i et oppsamlingsområde og deretter pumpes inn i synketanker. Etter en synkeperiode er vannet separert fra oljen, idet oljen oppsamles og vannet pumpes ut av tankene gjennom utløpsrør.
US-patent 3.890.234 til Frank Galicia beskriver en innretning for oljeseparering og gjenvinning, idet den inn-kommende blanding av olje og gass ledes over korrugerte, formede trau som er skrådd oppover og forover for å lette separeringen av oljen fra vannet, idet oljen deretter,
på grunn av oppdriften, oppsamles og pumpes gjennom et utløpsrør.
Det er også kjent å benytte separeringsinnrétninger på stedet, i form av hovedsakelig sentrifugal separatorer, som virker til å separere oljen fra vannet basert på forskjeller i spesifikk vekt. Det henvises til US-patent 3.666.099 til Frank Galicia når det gjelder denne teknikk.
Ved all den kjente teknikk som er beskrevet ovenfor, og annen kjent teknikk som ansøker er kjent med, kjennetegnes innretningene for oljeseparering og gjenvinning ved en heller komplisert og kostbar konstruksjon. Normalt kreves det pumpeanordninger for å pumpe blandingen av olje og vann etter oppsamlingen, til et separeringsområde, og grunnen til dette er at innretningene vanligvis arbeider med relativt lave hastigheter. I de innretninger der det forsøkes ganske enkelt å avskumme oljen fra vannoverflaten har resultatene ikke vært tilfredsstillende på grunn av vanskelighetene med å oppsamle nettopp oljen, i motsetning til en blanding av olje og vann. Der det har blitt funnet på særskilt utformede bauer for å lette oppsamlingen av blandingen av olje og vann, har det primære formål med disse vært mere gradvis å omslutte blandingen som ledes inn i fartøyet, i motsetning til å anordne en flate som forandrer fartøyet eller andre egenskaper ved blandingen.
Et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse, når den anvendes for produksjon av elektrisk energi, er mulig-heten til å tilpasse oppfinnelsen til omgivelser der bølge-virkningen, tidevannsvirkningen eller en .ensrettet vann- i strøm eksisterer i betydelig grad, eller kombinasjoner av disse vannkrefter. Det vil forstås at i hver av disse omgivelser foretrekkes et særskilt installasjonssystem, selvom resultatene som oppnås i hvert tilfelle er basert på de samme vitenskapelige forutsetninger. Nærmere bestemt avbøyes vannet i hvert tilfelle langs en buet bane, og ved enden av denne er et deksel med avtagende diameter mot utløpsenden, idet utløpsenden kommuniserer direkte med en turbin, ved hjelp av hvilken det produseres elektrisk energi. Denne banen er ikke bare buet i lengderetningen, men den flate som vannet treffer er buet i tverr-retningen i projeksivt økende grad når den nærmer seg dekselet, slik at det bevirkes en virvelvirkning som øker hastigheten til vannet. En slik øket hastighet kan naturligvis direkte omdannes til en kraft, i henhold til velkjente vitenskapelige prinsipper.
Oppfinnelsen er særlig egnet til å tilpasses forskjellige vannforhold. Når bølgevirkningen er den kilde som energien kommer fra, anordnes en hovedsakelig V-formet konstruksjon på et passende sted fra stranden, med spissen til V-enden ragende utover. Som kjent er bevegelsen til vannet i bølger hovedsakelig konsentrert til bunnen av bølgen, og bølgene vil splittes av spissen og strømme langs sidene av konstruksjonen. Som nevnt ovenfor, er sidene buet både i lengderetningen og tverr-retningen, og følgelig skjer en vesentlig økning av hastigheten til vannet når det strømmer langs den buede vegg. Nær den indre ende av hver vegg er anbrakt en skjerm, med en ytre ende som er utformet hoved-sakelige komplementært til formen av/veggen umiddelbart inntil innløpsenden til skjermen. Skjermen smalner av innover mot utløpsenden, der turbinen som skal drives av vannet er anbrakt. Skjermen kan være et separat utformet element, eller sideveggen kan være utformet for å danne en hovedsakelig sirkulær, innover avsmalneirde åpning gjennom hvilket vannet med høy hastighet strømmer inn i turbinen. Det er empirisk!, beregnet at hastigheten til vannet som strømmer gjennom skjermen og inn i turbinen er omtrent 9 m pr. sekund.
Når oppfinnelsen anvendes i forbindelsen med tidevann, er de grunnleggende prinsipper de samme som beskrevet ovenfor. Det plasseres imidlertid en annen, hovedsakelig V-formet konstruksjon enten adskilt fra eller i ett med den første, plassert motsatt av den første for å dra nytte av det tilbakestrømmende tidevann. Det er således anordnet et annet par buede sidevegger som går sammen i en spiss, slik at det tilbakestrømmende tidevann rettes til separate skjermer som befinner seg ved enden av de buede vegger og
med sine ytre ender kommuniserer med turbiner.
Oppfinnelsen kan tilpasses for bruk i en elv ved å anordne en enkelt vegg som er buet i lengderetningen og tverr-retningen idet generatorturbinen er anordnet ved enden av denne, slik som beskrevet ovenfor. I elven splittes vann-strømmen, idet en del av strømmen fortsetter nedover og den annen del reddes langs den buede veggflate, og vannet som strømmer ut fra turbinen rettes også nedover.
Det finnes naturligvis tilstander der det eksisterer både elvestrøm og tidevannsstrøm, og i henhold til en utfør-elsesform av oppfinnelsen er denne innrettet til å øke hastigheten til vannet i begge retninger når det nærmer seg konstruksjonen. Om ønskelig kan sideveggene og tubin-ene som utsettes for vannstrømmen i en retning være vertikalt forsatt i forhold til sideveggene og turbinene på sideveggene som utsettes for vannstrømii den motsatte retning. På denne måte kan det spares plass.
For å hindre fremmedlegemer i å komme inn i turbinene, er skjermen fortrinnsvis utstyrt med gittere eller filtere på passende steder, for å lede en forholdsvis ren vannstrøm til turbinene.
Når den foreliggende oppfinnelse anvendes for å skille ut forurensninger slik som olje, fra vann, kan ved hjelp av oppfinnelsen den innstrømmende blanding av olje og vann behandles slik at den akselereres langs buede baner, idet den hastighet som oppnås for den oppsamlede blanding er slik at blandingen uten videre kan lettes gjennom båten til en pram eller lignende som slepes av båten. Bauen til fartøyet er slik utformet at det er dannet en fremre spiss, og langsgående, buede sidevegger er anordnet langs sidene til fartøyet ved den fremre ende, idet de innerste ender til hvert nabopar av vegger ender i en midtre åpning som blandingen strømmer gjennom, til en pram eller lignende anordning som slepes bak fartøyet. Hastigheten til far-tøyet og akselerasjonen til blandigen i av olje og vann muliggjør at blandingen strømmer til en separeringsinnret-ning uten at det er behov for pumper i bauen til fartøyet eller i rør eller ledninger som blandingen strømmer gjennom.
Oppfinnelsen omfatter dessuten et separat, slepet fartøy som har separeringsinnretninger for separering av blandingen av olje og vann, idet oljen ledes til et lagrings-fartøy og vannet tømmes ut overbord. Således kan hele separeringen og oppsamligen utføres mens fartøyet beveger seg.
Et annet trekk ved oppfinnelsen er at fartøyet for oppsamling av blandingen av olje og vann kan omfatte ét hvilket som helst antall båter av typer som er på markedet, idet disse modifiseres på passende måte slik at de omfatter oppsamlingsinnretninger og rør eller ledninger som blandingen lédes gjennom under det oppnådde trykk, til prammen som er operativt koblet til fartøyet. Prammen kan være av en forenklet konstruksjon og inneholde en separator som mottar blandingen, en lagringstank som den utskilte olje kan ledes til for lagring og et utløpsrør for ut-tømming av vann. Hele enheten omfattende prammen, kan således fremstilles med forholdsvis lave omkostninger.
Fartøyet for oppsamling og separering er også velegnet for
å fjerne andre forurensninger fra vannoverflate. F.eks.
er det velkjent at forskjellige kjemikalier, slik som D.D.T, samler seg i konsentrerte mengder i de øvre
6 til 12 mm av vannflaten. Innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan oppsamle slike konsentrerte mengder forurensninger og behandle disse, for å fjerne forurensningene fra vannet, som deretter tømmes overbord fra fartøyet. Når det gjelder D.D.T., kan slike forurensninger med øket hastighet sendes gjennom behand-lingsutstyr ombord i prammen for oppsamling av forurensningene. Utstyret kan f.eks. omfatte aktivt kull, som forurensningene fester seg til og som kan ødelegges eller skiftes ut med nytt material. Om ønskelig kan behand-lingsmaterialet, slik som kull, fjernes fra prammen og behandles på land.
Bevegeligheten til oppsamlingsfartøyet er naturligvis en vesentlig fordel. Kjente oppsamlingsfartøyer er vanligvis forholdsvis store og har begrenset bruksområde. I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem et forholdsvis lite fartøy i form av en modifisert båt med forholdsvis små dimensjoner, og følgelig med lav pris. Fartøyet kan lett transporteres med fly eller helikopter til det området der oljeutslippet eller andre forurensninger finnes. Dette utgjør en ytterligere fordel ved den foreliggende oppfinnelse.
Oppfinnelsen vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig-. 1 viser, sett ovenfra, en vannkraftgenerator særlig utformet for bølgevirkning. Fig. 2 viser en vannkraftgenerator særlig utformet for tidevannsområder. Fig. er en vannkraftgenerator særlig utformet for ensrettet vannstrøm, slik som elver. Fig. 4 viser, sett ovenfra, en annen utførelsesform av oppfinnelsen, særlig utformet for elver der det eksisterer tidevannsvirkning. Fig. 5 viser delvis skjematisk og i perspektiv den ut-førelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 1, og viser klarere krumningen og utformningen til sideveggene i konstruksjonen . Fig. 6 viser forfra mere detaljert et utsnitt av retnings-skjermen som er montert ved enden av sideveggen nær gene-rator turbinen . Fig. 7 viser et snitt etter linjen 7-7 i fig. 5, og viser
den tverrgående krumning til sideveggen i snittlinjen.
Fig. 8 viser et snitt etter linjen 8-8 i fig. 5.
Fig. 9 viser et snitt etter linjen 9-9 i fig. 5.
Fig. 10 viser, sett ovenfra, et oppsamlingsfartøy i henhold til de grunnleggende oppfinnelsesidéer, vist operativt tilkoblet en pram som slepes av fartøyet.
Fig. 11 viser, sett fra siden, enheten vist i fig. 10.
Fig. 12 viser, sett forfra, oppsamlingsfartøyet, og viser oppsamlingshulrommene og den varierende tverrsnittsform i tverr-retningen langs sideveggene til hulrommene. Fig. 13 er et tverrsnitt etter linj.en 13-13 i fig. 12, og Fig. 14 viser et tverrsnitt etter linjen 14-14 i fig. 12.
Det henvises til ansøkningens tegninger, der like deler er gitt de samme henvisningstall, og først til den form av oppfinnelsen som er vist i fig. 1-9, anvendt for produksjon av elektrisk energi. Idet det først vises til fig.
1 og 5, er det der vist en konstruksjon 10 som er permanent montert forholdsvis nær stranden. Utførelsesformen av oppfinnelsen vist i fig. 1 er særlig egnet for omgivelser der det oppstår bølgekrefter, og konstruksjonen 10 kan monteres permanent på ønsket sted når det gjelder avstanden fra stranden og vanndybden, slik at alle sideveggene til konstruksjonen utsettes for maksimale bølgekrefter. Konstruksjonen 10 kan være dannet av hvilket som helst egnet material, f.eks. porøs betong, stål som enten er belagt eller systematisert for å hindre korrosjon, eller kombinasjoner av disse materialer, eller andre egnede byggematerialer. Likeledes kan overflaten av konstruksjonen, omfattende overflaten av sideveggene som her skal beskrives, være belagt om ønskelig, for å minske byggeomkostningene og å forlenge brukstiden til konstruksjonen, eller når det j gjelder sideveggene, å minske friksjonen mot vannet som
strømmer forbi.
Konstruksjonen 10 vist i fig. 1 omfatter to sidevegger
12 og 14 som er ibuet i lengderetningen og tverr-retningen,
idet de ytre ender av disse går sammen i en spiss 16. Ved enden av hver vegg er en skjermanordning med den felles tallhenvisning 18, vist skjematisk i fig. 1. Utløpsenden til hvert skjermelement kommuniserer med en generatorturbin 20, ved hjelp av hvilken det fremstilles elektrisk energi av energien i vannet som strømmer langs sideveggene.
Pilene i fig. 1 illustrerer banen for avbøyning av vannet når det nærmer seg konstruksjonen 10. Den bølge som kommer i direkte kontakt med sideveggene 12 og 14 vil fortsette langs disse, slik det skal beskrives under henvisning til fig. 5, og den bølge som kommer i kontakt med konstruksjonen i området ved spissen 16, vil splittes, og strømme langs begge sideveggene. Det vil forstås at konstruksjonen 10
bare er ment å skulle oppta kraften fra bølgevirkningen bare i den grad bølgevirkningen er i kontakt med sidevegg-.-ene til konstruksjonen, idet konstruksjonen ikke er beregnet til å avgrense eller på noen måte å hindre bølge i å passere på hver side av konstruksjonen.
Selve turbinene utgjør ingen del av den foreliggende oppfinnelse, idet hvilken som helst tilfredsstillende gene-rator kan være egnet til bruk for formålet. Eksempler på turbinkonstruksjoner som kan brukes på en tilfredsstillende måte i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse .er "TURE turbine units" fremstillt av Hydro-Turbine Division of Allis-Chalmers, York, Pennsylvania og turbinpumper fremstilt av Johnston Pump Company, Glendora, California, f.eks. turbinpumpe nr. 27CC og 27DC. Den sistnevnte har rotorer som er omtrent 48-5 4 cm i diameter, og er .særlig egnet for bruk i områder med forholdsvis grunn bølgevirk-ning. Det vil forstås at turbiner med større rotordiameter også kan brukes, avhengig av omgivelsesforholdene.
Under henvisning til fig. 5 er det der vist skjematisk
og i perspektiv en klarere illustrasjon av den langsgående og tverrgående krumning til sideveggene 12 og 14. Skjermen 18 som befinner seg ved de indre ender til hver sidevegg er vist plassert innenfor den indre ende til sideveggene, idet hver skjerm kommuniserer i sin indre ende med en turbin 20. Det vil sees at sideveggene er buet i lengderetningen fra spissen og mot turbinen, idet skråvinkelen i nærheten av hver vegg er forholdsvis liten, d.v.s. at den nærmer seg et plan hovedsakelig vinkelrett på beveg-elsesbanen til bølgene. Hveruvegg 12bg 14 forholdsvis nær spissen 16 er vesentlig planere, idet den tverrgående krumning øker mot turbinenden til veggen. Måten som sideveggene er progressivt buet i tverr-retningen er vist i tverrsnitt i fig. 7, 8 og 9, og, som det fremgår av fig. 6, sideveggene er hovedsakelig av lukket sirkeltverrsnitt umiddelbart foran skjermelementet 18. Som et resultat av den langsgående og tverrgående krumning øker vannet i form forholdsvis hurtig bevegende bølger gradvis når det beveger seg langs hver sidevegg, på grunn av både de vertikale og horisontale bølgekrefter. Det er elementert at vannet som kommer frem til turbinen 20 vil bruke den samme tid som vann som strømmer direkte og uhindret til stranden, slik at det derved oppstår økningen i hastighet for vannet når det strømmer langs hver av de buede vegger. Således utnyttes både den kinetiske og potensielle energi
i de vertikale og horisontale bølgekrefter. Den langsgående krumning er kontinuerlig, som nevnt ovenfor, og den tverrgående krumning er stadig mereøkende, som vist i fig. 7-9. Den tverrgående og langsgående krumning medfører en hurtig avbøyning av vannet når det strømmer langs sideveggene, som vist med piler plassert langs hver sidevegg 12 og 14.
Under henvisning til fig. 6 er skjermelementet 18 der vist i noe større målestokk. Elementet er fortrinnsvis et separat element anbrakt innenfor den lukkede, avsmalnende ende til sideveggen. Skjermen har variende diameter fra den ytre ende til den indre ende, og det er fortrinnsvis anordnet filtere 22 og 24 ved innløpsenden og utløpsenden til skjermen. Avhengig av formen til den lukkede, indre ende til hver vegg vil tverrsnittsformen til skjermen variere, men i den viste form er skjermen hovedsakelig sirkulær i tverrsnitt, og avtar fra en stor til en liten diameter, slik som vist. Filterelementene 22 og 24 har til hensikt å fjerne fremmedlegemer eller lignende fra vannet før dette strømmer inn i generatorturbinen, som er skjematisk vist både i fig. 5 og 6.
Selv om skjermen 18 er vist som et separat element i fig. 1,5 og 6, vil det fremgå at den innerste ende til hver sidevegg kan være utformet til å danne en avsmalnende åpning med lignende form som skjermelementet 18. Dette ville elliminere behovet for et separat element, men filteranordninger ville fortrinnsvis fremdeles bli brukt for det angitte formål. Som vist, omgis skjermelementet av den indre ende til veggen, selv om fullstendig om-slutning ikke vil være absolutt nødvendig. Lukkningen av sideveggen ved den indre ende, eller anordningen av en separat skjerm, eller begge deler, er diktert av behovet for å holde det virvlende vann som strømmer langs hver sidevegg tilbake, og så lenge en vesentlig del av vannet tas vare på med henblikk på turbinproduksjon, er dette tilstrekkelig .
Som nevnt ovenfor kan sideveggene 12, sammen med konstruksjonen 10 være laget av hvilket som helst egnet material, og betong er et eksempel. For å minske friksjonen til vannet som strømmer langs veggen kan overflaten av veggene være belagt med et friksjonsreduserende material, slik som glassfiber eller lignende. Det skal nevnes i denne forbindelse at de horisontale krefter fra bølgene som slår direkte mot sideveggene mellom spissen og turbinen vil avbøyes i krumningsretningen til veggene, hvorved det oppstår betydelige friksjonskrefter. Anordningen av en friksjonsreduserende flate ville minske slike friksjons krefter i den grad det er mulig, og derved gjøre de horisontale bølgekrefter rettet langs de buede sidevegger så store som mulig.
Som nevnt, er fig. 1 særlig utformet for bølgekraftområder, om de generelle ideer i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan tilpasses elver og/eller tidevannsforhold.
Fig. 2-4 viser slike andre forhold, idet fig. 2 skjematisk viser, sett ovenfra, en konstruksjon som utnytter eller drar fordel av tidevannsvirkningen, fig. 3 viser et system montert i vann, f.eks. en elv, idet strømmen er hovedsakelig eller fullstendig ensrettet, og fig. 4 viser et system som er særlig beregnet for et elveområde der det også er tidevannstilstander.
Under henvisning til fig. 2, omfatter konstruksjonen 30 som der er skjematisk vist sidevegger 32, 34, 36 og 38. Sideveggene 32 og 34 møtes ved de ytre ender i en spiss 40,
og de motstående sidevegger 36 og 38 møtes likeledes i sine ytre ender i en spiss 42. Skjermanordninger med den felles tallhenvisning 18 er anbrakt ved den indre ende av hver buede sidevegg, slik som beskrevet, idet hver skjerm i sin tur kommuniserer med en separat generatorturbin 20.
Den langsgående og tverrgående krumning til hver sidevegg er fortrinnsvis identisk med eller lik krumningen til sideveggene 12 og 14, som vist i fig. 5. Det vil fremgå at under tidevannsforhold strømmer vannet først i en retning og deretter i den annen, slik som antydet med piler øverst og nederst i fig. 2. Således slår under høyvann vannet f.eks. mot sideveggene 36 og 38 og øker derved sin hastighet, for å drive de tilhørende generatorturbiner 20. Det benyttede vann rettes deretter bort fra konstruksjonen.
Under perioder i nærheten av lavvann er strømmen naturligvis i den motsatte retning, idet strømmen treffer sideveggene 32 og 34, og de krefter som oppstår av vannet på grunn av strømningen langs veggene driver de tilhørende generatorturbiner 20. Det forutsettes naturligvis at konstruksjonen 30 i fig. 2 benyttes i et område der det er tilstrekkelig tidevannsvirkning til å rettferdiggjøre instållåsjonen. Det kan også foreligge bølgekrefter når konstruksjonen er installert i områder der det er vanligvis oppstår bølgevirkning.
Installasjonen vist i fig. 2 er fortrinnsvis i åpent vann, og systemet kan installeres permanent på hvilken som helst passende måte, og med hvilke<;>.som helst passende materialet. Som beskrevet ovenfor, kan sideveggene hvis ønskelig være belagt med et friksjonsreduserende belegg for å minske friksjonstapene som oppstår når vannet treffer sideveggene i begge bevegelsesretningene til vannet. På denne måte utnyttes den horisontale kraftkomponent til vannet som treffer sideveggene for maksimalt å øke hastigheten til vannet når det passerer langs sideveggene, for derved å gjøre ytelsen til generatorturbinen så stor som mulig.
Det vil forstås at for begge de utførelsesformer av oppfinnelsen som er vist i fig. 1 og 2, samt fig. 3 og 4 som skal beskrives, kan den produserte energi fra generatorene føres bort på hvilken som helst passende måte. Slik elektrisk energi kan benyttes direkte eller indirekte, og et eksempel på indirekte utnyttelse er energi som brukes for omdannelse av hydrogen. I alle tilfeller utgjør ut-nyttelsen av den elektriske energi ikke noen del av den foreliggende oppfinnelse.
Under henvisning til fig. 3 er det der vist en typisk installasjon der det benyttes ideer i henhold til den foreliggende oppfinnelse, til bruk i elver der strømnings-hastigheten er tilstrekkelig stor for produksjonen av elektrisk energi. Ved utførelsesformen i fig. 3 danner konstruksjonen 50 hovedsakelig en halvdel av den dobbelte sideveggkonstruksjon vist i fig. 1, idet sideveggen 52 kommuniserer ved sin indre ende med skjermanordningen 18
og generatorturbinen 20. Sideveggen 52 ender ved sin ytre
ende i en spiss 54 dannet sammen med den tilstøtende vegg 56 i konstruksjonen, idet spissen 54 avbøyer vannet langs sideveggene og muliggjør uhindret vannstrøm langs den til-støtende vegg 56 i konstruksjonen. Også her er den langsgående og tverrgående krumning til sideveggen 52 fortrinnsvis identisk med eller lik utformningen vist i fig. 5, slik at den økede hastighet og således kraften oppstår slik som beskrevet ovenfor.
Under henvisning til fig. 4 er det der vist et system særlig utformet for elver, tidevannsområder eller andre områder der det finnes naturlige strømmer. Systemet omfatter separate konstruksjoner 60 og 62, idet konstruksjonen 60 omfatter buede sidevegger 64 og 66 og konstruksjonen 62 har buede vegger 68 og 70. Istedet for å avbøye strømm-en slik som i de utførelsesformer som tidligere er beskrevet, tjener konstruksjonene 60 og 62 anordnet inntil hverandre slik som vist i fig. 4 til å lede det inn-strømmende vann mpt den forholdsvis trange åpning mellom de midtre buede partier til konstruksjonen. Ved enden av hver buede vegg/i det midtre området av systemet er det skjermanordninger med den felles tallhenvisning 18, og en generatorturbin eller- turbiner 20 er vist sjematisk og kommuniserer med utløfisendene til skjermanordningene.
Som nevnt, er systemet i fig. 4 særlig beregnet for områder der det foreligger tidevannsvirkning, og er på
mange måter lik fig. 2 i denne henseende. De i lengderetningen og tverr-retningen buede sidevegger er imidlertid slik plassert at de konvergerer ved de indre ender istedet for å divergere slik som vist i fig. 2. w
Det vil forstås at den vertikale plassering av sideveggene 66 og 70 er slik at det oppnås optimal energiproduksjon, og disse vegger kan være i en stilling over eller under hovedutstrekningen av de motstående vegger 64 og 68. Det sammen gjelder naturligvis utførelsesformen av oppfinnelsen vist i fig. 2, som også er særlig utformet til bruk i tidevannsområder. Når det er en forskjell i høyden til veggene 66 og 70 i forhold til veggene 64 og 68, vil det forstås at det kan anvendes et par turbiner, den ene over den annen, idet en turbin benytter det vannet som strømmer til turbinen fra veggene 6 6 og 70 og den annen mottar vann med høy hastighet som strømmer langs veggene 64 og 68.
Selvom krumningen til sideveggene i de mange beskrevne ut-førelsesf ormer ikke er absolutt kritisk, vil det fremgå
at den største vannhastighet vil oppnås når den langsgående krumning er parabolsk. Det er vanskelig å beregne den totale hastighetsøkning, på grunn av friksjonskrefter og det faktum at vannet, enten i bølgeform eller i form av en enkel strømning, kommer i kontakt med de langsgående sidevegger langs hovedsakelig hele den buede flate på disse. Vannet, som beveger seg f.eks. i form av bøler, vil imidlertid bevege seg langs lengden av de buede vegger 12 og 14 (fig. 1) på nøyaktig den samme tid som det ville ta for bølgen å bevege seg i en rett bane fra spissen 16 en distanse som er hovedsakelig parallell med generatorturbinene 20. Ettersom strømningsbanen langs de buede sidevegger uten tvil er meget lenger, f.eks. 2-3 ganger så lang, øker hastigheten til vannet proporsjonalt. Dersom f.eks. en bølge beveger seg 4,8 m pr. sekund, hvilket er en typisk hastighet, vil vannet fra en slik bølge når det nærmer seg generatorturbinene bevege seg omtrent 12 m pr. sekund. Den tverrgående krumning til sideveggene tjener til å avgrense strømningsbanen, idet den tverrgående krumning øker når hastigheten øker, for å utelukke eller hindre at vannet avbøyes bort fra overflaten av sideveggen. Det har blitt påvist at denne kombinasjon av langsgående
og tverrgående krumning til sideveggene er av fundamental betydning ved den foreliggende oppfinnelse..
Den potensielle energi som kan frembringes med de mange utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse kan beregnes uten vanskelighet. Det er naturligvis velkjent at energien i en bevegelig masse eller en gjenstand kan uttrykkes som følger: (1) E = i mv 2, der E er energi, m er masse og V er hastigheten til massen, i dette tilfelle hastigheten til fluidet.
Det er også elementært at densiteten (p) til en masse er definert som massen i et bestemt volum, eller:
Når det derfor forutsettes at et bevegelig fluid passerer gjennom en åpning med en bestemt størrelse, vil volumet til fluidet i et forutsatt eller forutbestemt tidsrom være produktet til tverrsnittsarealet (A) til åpningen ganger hastigheten (v) til fluidet ganger tiden (t), eller:
Dersom ligningen (3) settes inn i ligning (2), vil den resulterende ligning bli:
Dersom ekvivalenten til m slik som uttrykt i ligning (4) settes inn for m i ligning (1), fremkommer følgende ligning:
Ettersom effekten (P) er definert som energi per tids-enhet (E/t),
(6) P = ipAv3 'hvilket også kan uttrykkes som
Basert på ligning (7), kan mengden av tilgjengelig energi beregnes enkelt, baset på visse kjente fakta og antagelse. Det er f.eks. kjent at densiteten til vann mellom 0° og 10°C er 1000 kg/m^, ettersom 1 cm~* vann veier ett gram. Når det forutsettes at fluidet beveger seg med 9,144 m/s gjennom et turbinhjul som er 6,096 m i diameter, og forut satt 100% virkningsgrad for turbinen, er beregningen som følger. (8) P/A = spv 3, der P er effekt, A er tverrsnittsareal, p er densitet og v er hastigheten til fluidet.
Derfor er P = £pAv<3>
Ettersom pr. definisjon 1W = 1 J/s og 1 J = 1 Nm (1 kgm/s 2), er:
Derfor er:
P = 11162488,4 W
= 11162,5 kW, som er den samlede effekt som kan utnyttes i vann som beveger seg gjennom en åpning med diameter på 6,096 m og inn i generatorturbinen. For å beregne effekten som kan oppnås pr. m 2, divideres den samlede effekt med det samlede areal, eller:
P/A, uttrykt i W/m<2>
Det vil derfor sees at vesentlige mengder elektrisk energi kan produseres i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Selv når det antas en virkningsgrad på 60% på turbinen, kan en turbin med diameter på 3 m (omtrent 7 m 2) produsere omtrent 1,56 MW, tilstrekkelig til å forsyne omtrent 600 hjem. I turbiner med større diameter vil den produserte energi naturligvis bli betydelig større, idet den øker proporsjonalt med arealet til turbinen.
Det henvises nå til fig. 10 - 14, som viser de grunnleggende ideer ved oppfinnelsen anvendt i en innretning for effektivt og billig å separere overflateforurensninger, f.eks. oljelag, fra vann. Denne anvendelse av oppfinnelsen utnytter likeledes de hastighetsøkende egenskaper som på en klar måte skiller oppfinnelsen fra kjent teknikk.
Oppsamlingsfartøyet er generelt betegnet 100, og omfatter et skrog 102 samt en bro 104, vist bare i fig. 11 og 12. Fartøyet 100 kan være bygget som hvilken som helst egnet konstruksjon, og er deretter modifisert slik at det omfatter en oppsamlingsanordning i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
I bauen 106 til båten er utformet en langstrakt åpning 108, og anbrakt i denne åpning, ragende bakover fra denne, er sidevegger 110, 112, 114 og 116. En strømningsdeler 118 rager mellom veggene 112 og 114, og ettersom veggene 112 og 114 er buet i lengderetningen bakover i tillegg til at de er buet i tverr-retningen, tjener strømningsdeleren 118 til å splitte den innstrømmende blanding av olje og vann i oppsamlingsområder avgrenset av veggene 110 -112 og veggene 114 - 116. Den langsgående, eller fra fronten og bakover forløpende krumning til veggene kan sees i fig. 10, idet krumningen øker mot det området det naboveggene støter sammen, den tverrgående krumning til veggene forløper bakover fra en meget gradvis krumning mot strømningsdeleren 118, idet det henvises til fig. 13, til en mere vesentlig tverrgående krumning mot enden av hver vegg, som vist i fig. 14. Selvom fig. 13 og 14 er tverrsnitt langs veggen 114, vil det forstås at den tverrgående krumning til veggene 110, 112 og 116 er tilsvarende.
Under henvisning til fig. 11 er åpningen som er avgrenset av hvert par vegger 110 - 112 og 114 - 116 lukket øverst og nederst av vegger 120 og 122. Som vist i denne figur, er de bakover forløpende vegger 120 og 122 skrådd henholds-vis nedover og oppover, slik at den innstrømmende blanding faktisk ledes gjennom ledninger 124 og 126. Diameteren til hver ledning ved den fremre ende er av samme tverr- < snittsareal som arealet avgrenset av den indre ende av sideveggene og den øvre og nedre vegg 120 og 122. Ledningene 122 og 126 forløper hovedsakelig horisontalt fra opp-samlingsområdet og deretter oppover, som antydet ved 126
i fig. 11, og er ført over dekket til fartøyet nær akter-stevnen. Ledningene inntar deretter en hovedsakelig hori-sontal retning som vist ved 127, før de går sammen i en enkelt ledning 130, slik det best sees i fig. 10.
Ledningen 130 munner ut i en separator med den generelle tallhenvisning 132, montert på en pram med den generelle tallhenvisning 134. Separatoren som sådan utgjør ingen del av den foreliggende oppfinnelse, og kan omfatte en sentri-fugalseparator av en konstruksjon som finnes på markedet, idet det tyngre vann synker til utsiden av separatoren og oljen forblir i midten eller virvelområdet til separatoren. Oljen tømmes ut fra separatoren gjennom et utløpsrør 136, inn i en lagringstank 138, og et vannutløpsrør 140 kommuniserer med separatoren forholdsvis nær bunnen av denne,
for å tømme vann fra separatoren overbord. Oljen oppsamles således i lagringstanken 138, og når denne er full, kan det pumpes fra denne for å gjøre innretningen klar for fortsatt separering og oppsamling.
Fartøyet drives av to motorer med den felles betegnelse
E, idet hver av disse driver en propell med den felles betegnelse 150, på vanlig måte. Kotortypen utgjør ingen del av den foreliggende oppfinnelse, men motorene har fortrinnsvis tilstrekkelig størrelse til å drive fartøyet i 24 km pr. time eller mere.
Prammen 134 kan slepes av fartøyet 100 ved hjelp av slepe-liner med den felles betegnelse 152, eller ved hjelp av andre former for tilkobling hvis ønskelig. Selvom det vil forstås at prammen 134 kunne være konstruert og innrettet til å tjene som drivfartøy, slik at fartøyet 100 skyves, foretrekkes det at fartøyet 100 drives og at prammen 134 slepes.
Når fartøyet ikke benyttes for oljeoppsamlingsformål, kan åpningen 108 dekkes ved hjelp av flere sylindre med den felles betegnelse 160, samt luker 162 tilkoblet hver r, sylinder. Som vist i fig. 10, er det fortrinnsvis anordnet 4 sylindre og tilhørende luker, idet lukene er vist senket i fig. 11, slik at de lukker åpningene. Når fartøyet er klargjort for oppsamling av en blanding av olje og vann,
er lukene 162 hevet av sylindrene 160, slik at det er adkomst til innløpsåpningen 108.
Hydrauliske sylindre med den felles betegnelse 164 er montert på den øvre vegg 120, idet stengene 166 til sylindrene er tilkoblet de øvre og nedre vegger 120 og 122. Ved passende regulering av sylindrene 164 kan således høyden til veggene 120 og 122 justeres for å anbringe åpningen 108 i optimal høyde for oppsamling av blandingen av olje og vann.
Som nevnt, er et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse den måten som blandingen akselereres på når den passerer langs de buede vegger 110 - 116. Det er fun-damentalt at vannet vil bevege seg langs de buede vegger 110 - 116, på nøyaktig samme tid som det ville ta vannet å bevege seg i en rett bane fra enden av strømningsdeleren 118 til et bakre punkt parallellt med de fremre ender til ledningene 124 og 126. Ettersom den samlede bane langs de buede sidevegger er betydelig lenger, økes hastigheten til vannet proporsjonalt.. Vannet ledes naturligvis inn i åpningen 108 med en hastighet som er lik hastigheten til fartøyet. Det er flatene som er buet i tverr-retningen og lengderetningen som bevirker den akselerasjon eller økede hastighet til vannet, i motsetning til f.eks. enkle, . rette vegger som leder vannet inn i oppsamlings ledninger..
Selv om den nøyaktige krumning i lengderetningen og tverr-retningen ikke er absolutt kritisk, fremgår det, som beskrevet ovenfor, at maksimal hastighet oppnås når den langsgående krumning er parabolsk. Det er vanskelig å beregne den samlede hastighetsøkning til vannet, på grunn av friksjonskrefter og det faktum at vannet kommer i kontakt med de langsgående sidevegger i hovedsakelig hele den buede overflate av disse.
Som forklart, foretrekkes ..det å drive fartøyet 100 i hastigheter på 24 km pr. time eller mere. Slike hastigheter tjener to fordelaktige hensikter. For det. første øker produksjonen eller mengden av blanding av olje og vann som behandles, fordi mengden av blanding som oppsamles innlysende er proporsjonal med hastigheten til fartøyet. For det annet utgjør hastigheten til fartøyet, og følgelig den relative hastighet mellom vannet og fartøyet, grunn-laget for hastighetsøkning ved hjelp av den tverrgående og langsgående krumning til veggene 110 - 116. I slike hastigheter, og uten hjelp av pumper, strømmer blandingen gjennom ledningene 124, 126, 126', 127 og 130 til separatoren 132. Fartøyet kan derfor fremstilles eller modifiseres med minimale utgifter, idet bare åpningen 108, sideveggene 110 - 116 og ledningene 124, 126 og 126' trenger å monteres. Derfor kan en vanlig, motordrevet båt hurtig og billig omdannes slik at den dessuten fung-erer som et fartøy for oppsamling av blanding av olje og vann som er resultatet av oljeutslipp. Når det således omdannede fartøy ikke skal brukes for dette formål, kan lukene 162 beveges til lukket stilling, og fartøyet kan brukes for vanlige fritidsformål.
Sideveggene 110 - 116 kan være fremstilt av hvilket som helst egnet material, idet glassfiber er et eksempel. Glassfiber gir en flate med liten friksjon, slik at friksjonstapene derved minskes. Dersom det brukes tre eller metall for sideveggene, belegges fortrinnsvis de åpne overflater av disse med et friksjonsreduserende material. Ledningene 124, 126, 126', 127 og 130 kan likeledes være fremstilt av hvilket som helst egnet material, også fortrinnsvis friksjonsreduserende så langt .det er mulig.
Selv om prammen 134 er vist på tegningene i ansøkningen
og beskrevet ovenfor som innrettet til separasjon ;og lagring på stedet, vil det fremgå at andre innretninger for separasjon og oppsamling også kan anvendes. Dessuten, dersom oljeutslippet er forholdsvis nær stranden, kan blandingen av olje og vann, eventuelt ved hjelp av pumper, ledes til installasjoner for separasjon og oppsamling på land.
Den mengde blanding av olje og vann som kan behandles av-henger selvsagt av størrelsen og hastigheten til fartøyet. Ved en hastighet på 24 km pr. time, den foretrukne mini-mumshastighet under drift, og med en diameter på 30 cm for hver av ledningene 124 og 126, kan imidlertid omtrent 25 tonn blanding av olje og vann oppsamles og behandles pr. minutt. Driftskapasiteten til sentrifugalseparatoren må naturligvis stå i forhold til det behandlede volum.
Som nevnt ovenfor, kan fartøyet hvis ønskelig transporteres til bruksstedet ved hjelp av fly eller helikopter, en innlysende fordel sammenlignet med de forholdsvis store oppsamlingsinnretninger som hittil har vært benyttet for samme formål. Selvom beskrivelsen ovenfor primært angår behandling av oljeutslipp, kan den også benyttes for å behandle andre forurensninger som befinner seg på overflaten.

Claims (17)

1. Innretning for å øke hastigheten til vann eller væsker som inneholder vann, omfattende: a) konstruktive midler som er anbrakt i banen til en vann- eller væskestrøm, idet vannet strømmer med variabel hastighet som et. resultat av relativ bevegelse mellom vannet og de konstruktive midler, idet de konstruktive midler omfatter i det minste en sidevegg, hvilken sidevegg er buet i lengderetningen fra et avbøyningspunkt ved den annen ende til en gradvis avflatet kurve ved den indre ende, idet et vertikalt plan gjennom kantene til veggen er hovedsakelig mere vinkelrette på strømningsbanen, og krumningen til sideveggen er kontinuerlig fra den ytre til den indre ende, idet veggen også er buet i tverr-retningen fra en hovedsakelig plan flate ved den ytre ende til en bue som nærmer seg sirkelformet ved den indre ende, idet vannet eller væsken øker vesentlig i hastighet når det strømmer langs veggen, og b) midler for å motta og å utnytte vannet eller væsken med denne økede hastighet.
2. Innretning som angitt i krav 1, idet innretningen utnyttes for produksjon av elektrisk energi, og de konstruktive midler er hovedsakelig faststående for kontakt med. en mengde strømmende vann eller væske, og videre omfatter skjermanordninger ved den indre ende av sideveggen, hvilke skjermanordninger er hovedsakelig koniske i form og smalner av fra en utvidet ende ved overgangen til sideveggen, til en forholdsvis mindre, motsatt ende, samt en turbin- , u.i generatoranordning ved den motsatte ende av skjermanordningen, slik at vann avbøyes ved sideveggen ved den ytre ende av denne, idet vannet øker i hastighet og således kraft når det strømmer forbi veggen som er buet i lengderetningen og tverr-retningen, idet hastigheten til vannet øker ytterligere ved strømning gjennom skjermanordningen før det kommer frem til turbin-generatoranordningen.
3. Vannkraftgenerator som angitt i krav 2, idet skjermanordningen omfatter et separat skjermelement anbrakt ved den indre ende av sideveggen, og tverrsnittet til sideveggen umiddelbart foran skjermanordningen er hovedsakelig sirkelformet i tverrsnitt og lukket, slik at hele vannstrømmen ledes til skjermanordningen.
4. Vannkraftgenerator som angitt i krav 3, idet en filter-anordning er koblet til skjermelementet ganske nær det ytre og indre ende av dette, slik at fremmendlegemer og lignende som beveger seg langs sideveggen filtreres ut før vannstrømmen kommer inn i turbin-generatoranordningen.
5. Vannkraftgenerator som angitt i krav 2, idet de konstruktive midler omfatter en annen sidevegg hvis annen ende støter sammen med den ytre ende til den første sidevegg og danner en spiss, og den annen sidevegg er buet på lignende måte i lengderetningen og tverr-retningen, en skjermanordning anbrakt ved den indre ende av den annen sidevegg, idet skjermanordningen er hovedsakelig komisk i form, og smalner av fra en utvidet ende ved overgangen til den annen sidevegg, til en forholdsvis liten, motstående ende, og en turbin-generatoranordningen med den motstående ende av skjermanordningen, i tilslutning til den annen sidevegg, slik at én vannstrøm avbøyes ved spissen til konstruksjonen langs hver av sideveggene, idet den langsgående og tverrgående krumning til hver sidevegg og formen til hver skjermanordning øker hastigheten til vannstrømmen før denne kommer inn i og driver turbin-generatoranordningen .
6. Vannkraftgenerator som angitt i krav 2, idet konstruksjonen videre omfatter en annen sidevegg som har en lignende langsgående og tverrgående utformning som den første sidevegg, idet den ytre ende av den annen sidevegg støter sammen med den ytre ende av den første sidevegg og danner en spiss for avbøyning av vannstrømmen langs sideveggen, en skjermanordning anbrakt ved enden av den annen side vegg og en turbin-generatoranordning som kommuniserer med utløpsenden til sk jermanordningen, idet konstruksjonen ■■' <.• videre omfatter tredje og fjerde sideveggelementer anbrakt motsatt på konstruksjonen i forhold til den første og annen sidevegg, idet de indre ender til den tredje og fjerde sidevegg støter sammen og danner en spiss for av-bøyning av vannstrømmen, idet den tredje og fjerde sidevegg på lignende måte er buet i lengderetningen og tverr-retningen for å øke hastigheten til vannet som strømmer langs veggene, og skjermanordninger og turbin-generator-anordninger ved den indre ende av den tredje og fjerde sidevegg, slik at i et tidevannsområde en vannstrøm i en tidevannstilstand kommer i kontakt med første og annen sidevegg for å drive turbin-generatoranordningene som befinner seg ved de indre ender til den første og annen sidevegg, og under den annen tidevannstilstand vil en vannstrøm i den motsatte retning komme i kontakt med den tredje og fjerde sidevegg, for å drive turbin-generatoranordningene som befinner seg ved den indre ende til den tredje og fjerde sidevegg.
7. Vannkraftgenerator som angitt i krav 2, idet konstruksjonen er montert i vann slik at den ytre ende av sideveggen utgjør et skille, idet en del av vannstrømmen avbøyes langs sideveggen slik som beskrevet, idet det vann som ikke avbøyes strømmer uhindret forbi de konstruktive midler.
8. Vannkraftgenerator som angitt i krav 2, og som videre omfatter en annen sidevegg som har en utformning i lengderetningen og tverr-retningen som tilsvarer i det minste en sidevegg, idet den ytre ende av den annen sidevegg er adskilt fra den første sidevegg og krumningen til sideveggen er slik at det dannes en hovedsakelig traktformet åpning for å motta en vannstrøm, en skjermanordning i tilknytning til det annet sideveggparti og en turbin-generatoranordning anbrakt ved utløpet til skjermanordningen, og tredje og fjerde sideveggpar.tier motstående til den første og annen sidevegg, idet den tredje og. fjerde sidevegg på lignende måte sammen avgrenser en hovedsakelig traktformet åpning for vannstrømmen, og er buet i lengderetningen og tverr-retningen slik som angitt, og en skjermanordning og en turbin-generatoranordning tilkoblet hen-holdsvis det tredje og fjerde sideveggparti, idet en vann-strøm, i et tidevannsområde, ledes langs den første og annen sidevegg og deretter gjennom turbin-generatoranordningene i tilslutning til disse, og under den motsatte tidevannstilstand ledes en vannstrøm langs den tredje og fjerde sidevegg mot skjermanordningen og turbin-. generatoranordningene tilknyttet den tredje og fjerde sidevegg.
9. Vannkraftgenerator som angitt i krav 8, idet konstruksjonen som omfatter den første, annen, tredje og fjerde sidevegg er anbrakt i vann slik at den avleder en del av vannstrømmen, idet vannet som ikke avbrytes av konstruksjonen strømmer uhindret forbi denne, slik at konstruksjonen er særlig tilpasset bruk i elver der det opptrer tidevannstilstander.
10. vannkraftgenerator som angitt i krav 5, 6, 7 eller 8, idet skjermanordningen omfatter et separat skjermelement plassert ved den innerste ende til den tilhørende sidevegg, idet sideveggen umiddelbart foran skjermelementet er hovedsakelig sirkelformet i tverrsnitt og lukket, og en filter-anordning i tilknytning til hvert skjermelement, for å filtrere ut fremmendlegemer og lignende fra vannet før dette strømmer gjennom turbin-generatoranordningene.
11. Innretning som angitt i krav 1, idet innretningen anvendes for oppsamling og bortføring av en blanding av forurenset vann fra en vannflate, og videre .omfatter et oppsamlingsfartøy, og midler for å drive fartøyet gjennom vann, idet fartøyet er utstyrt med en tverrgående, langstrakt åpning i bauen, ved vannoverflaten, og de konstruktive midler er anordnet i åpningen og plassert i banen til vannstrømmen, idet de konstruktive midler omfatter en første og annen sidevegg, der den annen sidevegg også er buet i lengderetningen og på tvers innover fra den ytre ende, til en gradvis skarpere kurve ved den indre ende, slik at et vertikalplan gjennom kanten til den annen vegg er hovedsakelig mere vinkelrett på strømningsbanen, idet den langsgående krumning til den annen vegg er kontinuerlig fra den ytre til den indre ende, og idet den annen vegg også er buet i tverr-retningen fra en hovedsakelig vertikal, plan flate ved den ytre ende til en hovedsakelig halvsirkelformet krumning ved den indre ende, idet de indre ender, til den første og annen vegg er adskilt for å danne en utløpsåpning for blandigen, en øvre og nedre vegg som avgrenser de vertikale dimensjoner til åpningen og danner, sammen med sideveggene, et traktformet oppsamlingsområde som ender ved utlø psåpningen, en ledningsanordning : som kommuniserer med utløpsåpningen og rager bakover fra fartøyet, for å motta blandingen og å lede denne, uten annen hjelp, til en separatoranordning: for å separere forurensningene fra vannet, idet separatoranordningen er tilkoblet midler for å tømme vannet overbord etter at forurensningene er utseparert og oppsamlet.
12. Innretning som angitt i krav 11, videre omfattende en tredje og fjerde sidevegg anordnet i den langstrakte åpningen i bauen, på en side av den første og annen sidevegg, idet den tredje og fjerde sidevegg er buet i lengderetningen, på tvers innover fra den ytre ende til enu gradvis skarpere kurve ved den indre ende, slik at et vertikalplan gjennom kanten til veggene er hovedsakelig mere vinkelrett på strømningsbanene, idet den langsgående krumning til den tredje og fjerde vegg er kontinuerlig fra den ytre til den indre ende, idet den tredje og fjerde vegg også er buet i tverr-retningen, fra en hovedsakelig vertikal, plan flate ved den ytre ende til én hovedsakelig halvsirkelformet krumning ved den indre ende, og de indre ender til den tredje og fjerde sidevegg er adskilt for å danne en utløpsåpning for blandigen, idet de nær inntil anordnede vegger til den første, annen, tredje og fjerde sidevegg er adskilt av et deleelement som utgjør den ytterste ende til naboveggene og tjener til å avbøye blandigen av forurenset vann inn i oppsamlingsom-rådet som er avgrenset av den første og annen eller den tredje og fjerde sidevegg, idet et annet, traktformet oppsamlingsområde ender i utløpsåpningene, og en ledningsanordning kommuniserer med utløpsåpningen fra den tredje og fjerde sidevegg og rager bakover fra fartøyet, for å motta blandingen og å lede denne, uten videre hjelp, til separatoranordningen.
13. Innretning som angitt i krav 12, der ledningsanordning-en som rager bakover fra utlø psåpningene rager hovedsakelig parallellt med vannflaten og hovedsakelig horisontalt, til et punkt hovedsakelig midt på lengden til fartøyet, og deretter er reddet oppover over planet til dekket og bakover til separatoranordningen.
14. Innretning som angitt i krav 11 eller 12, idet forurensningene er olje og separatoren omfatter en sentrifugal-separator anordnet på en pram som slepes av fartøyet, hvilken sentrifulgalseparator virker til å separere oljen fra vannet ved hjelp av den forskjellige spesifike vekt til olje og vann, og idet midlene'for å tømme ut vannet omfatter et rør som kommuniserer med separatoren, for å motta vann fra denne og å tømme dette overbord til vannet utenfor prammen.
15. Innretning som angitt i!krav 14, idet midlene for å oppsamle den separerte olje omfatter en lagringstank anordnet på prammen samt midler som setter sentrifulgalsepa-ratoren i kommunikasjon med lagringstanken, for å lede olje til tanken.
16. Innretning som angitt i krav 11, og som videre omfatter midler tilknyttet åpningen i bauen til fartøyet, for å lukke åpningen, slik at fartøyet kan klargjøres for andre formål.
17. Innretning som angitt i krav 11,vog som videre omfatter midler operativt tilkoblet den nedre vegg i åpningen og bauen, for å bevege den nedre vegg, og således den øvre vegg og sideveggene, for derved å variere høyden til åpningen i bauen, for at strømmen av en blanding av forurensninger og vann inn i åpningen i bauen skal bli så stor som mulig.
NO821509A 1980-09-09 1982-05-07 Innretning for aa oeke hastigheten til en vannstroem for produksjon av elektrisk energi og andre anvendelser NO821509L (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/185,486 US4363564A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Water power generator
US23137181A 1981-02-03 1981-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO821509L true NO821509L (no) 1982-05-07

Family

ID=26881173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO821509A NO821509L (no) 1980-09-09 1982-05-07 Innretning for aa oeke hastigheten til en vannstroem for produksjon av elektrisk energi og andre anvendelser

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0059215A1 (no)
KR (1) KR830007964A (no)
AU (1) AU7205081A (no)
BR (1) BR8108790A (no)
CA (1) CA1155367A (no)
DD (1) DD201820A5 (no)
DK (1) DK204582A (no)
IL (1) IL63776A0 (no)
MA (1) MA19266A1 (no)
NO (1) NO821509L (no)
OA (1) OA07095A (no)
PL (1) PL232961A1 (no)
PT (1) PT73633B (no)
WO (1) WO1982000840A1 (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2007200888B1 (en) * 2007-02-28 2007-09-20 Michael Dileo Electricity generation device
CN113981927B (zh) * 2021-11-16 2023-09-01 青岛嘉德水处理材料有限公司 一种水利工程用河道浮漂收集装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1375232A (en) * 1916-06-26 1921-04-19 Allan C Rush Breakwater and pier and method of making the same
US2641108A (en) * 1948-03-16 1953-06-09 Wave Power Dev Ltd Means for harnessing wave power
US3667234A (en) * 1970-02-10 1972-06-06 Tecnico Inc Reducing and retarding volume and velocity of a liquid free-flowing in one direction
US4034231A (en) * 1975-04-28 1977-07-05 Conn J L Ocean tide and wave energy converter
US4033876A (en) * 1976-02-06 1977-07-05 Diosdado L. Cocjin Spilled oil retriever and anti-water pollution water craft
JPS52120460A (en) * 1976-04-01 1977-10-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Flow out oil retrieving device
US4172689A (en) * 1977-12-14 1979-10-30 Ivar Thorsheim Wave power generator

Also Published As

Publication number Publication date
OA07095A (fr) 1987-01-31
WO1982000840A1 (en) 1982-03-18
MA19266A1 (fr) 1982-04-01
PT73633B (en) 1983-11-30
BR8108790A (pt) 1982-08-24
AU7205081A (en) 1982-03-18
IL63776A0 (en) 1981-12-31
KR830007964A (ko) 1983-11-09
CA1155367A (en) 1983-10-18
DK204582A (da) 1982-05-06
DD201820A5 (de) 1983-08-10
EP0059215A1 (en) 1982-09-08
PT73633A (en) 1981-10-01
PL232961A1 (no) 1982-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7607862B2 (en) Shoaling water energy conversion device
US8206113B2 (en) Method and apparatus for converting marine wave energy by means of a difference in flow resistance form factors into electricity
RU2592660C2 (ru) Установка и метод для генерирования энергии из потока жидкости
US3715034A (en) Device for removing oil slicks
US4224527A (en) Fluid flow intensifier for tide, current or wind generator
AU2008338257B2 (en) Apparatus for extracting energy from flowing water
JPH05501901A (ja) 水流エネルギー変換機
EP1849999A2 (en) Floating hydroelectric power generation plant
US4622471A (en) Ocean wave hydro-electric generator facility
CN103765002A (zh) 波浪能提取装置及方法
JPWO2014065282A1 (ja) 流水エネルギーを利用した底無しカップ式水力変換装置
RU2347937C1 (ru) Бесплотинная гидроэлектростанция
DK173018B1 (da) Anlæg til indvinding af vind-/bølgeenergi på åbent hav
CN103498458A (zh) 一种水面漂浮物拦截系统
GB2443697A (en) Floating water wheel with buoyant blades
NO821509L (no) Innretning for aa oeke hastigheten til en vannstroem for produksjon av elektrisk energi og andre anvendelser
US12078140B2 (en) Method of electric energy generation and power generation system, in particular a power plant
JPS58502010A (ja) 水の表層面から軽い液層を選択採取する装置
CN210459152U (zh) 一种水利生态工程建设用河道清理装置
JPS62228672A (ja) 潮汐利用ドツク式圧力発電方法
GB2239819A (en) 0il slick skimmer
EP4184002B1 (en) Hydropower barge
CN110984095B (zh) 一种拦漂设施
DK172853B1 (da) Anordning for opsamling af olie eller anden letflydende væske over et bredt felt på vandoverfladen
GB2419383A (en) Endless loop wave generation device and marine propulsion unit