NO823047L - Fremgangsmaate og innretning for utvinning av energi fra sjoe- eller havboelger. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår omforming av energien i sjø-eller havbølger til elektrisk energi. Oppfinnelsen utgjør

en forbedring av en sjøbølge-energiomformingsinnretning av den type som er beskrevet i US-patent 4 152 895 (Leslie S. Wirt) som ble utgitt den 8. mai 1979.

Energien i sjø- eller havbølger i åpent hav er tilnærmet halvt kinetisk og halvt potensiell. Når havbøl-gene treffer en hellende strand, blir de imidlertid brattere og danner skumtopper, og brytes til slutt opp i pulser av translasjonsmessig frembrusende vann som primært har kinetisk energi. Vannet som bruser frem på stranden, er teknisk sett ikke lenger en "bølge" i den betydning at den oppviser bølgende bevegelse, men ikke desto mindre blir den i litte-raturen vanligvis betegnet som "den primære translasjons-bølge" ("the primary wave of translation"). En hellende strand omformer således energien i suksessive havbølger til pulser av kinetisk energi.

Dersom en havbølge treffer en strand som har en

i hovedsaken paraply- eller soppformet figurasjon, slik som når det dreier seg om en vanligvis sirkulær øyatoll, brytes eller avbøyes den innfallende bølgefront av stranden i overensstemmelse med Snells lov, slik det er gjort rede for

blant annet av R. S. Arthur i "Refraetion of Water Waves by Islands and Shoals with Circular Bottom Contours"» Transactions American Geophysical Union, Vol. 27. nr. II, 1946. For typiske havbølger som opptrer i en kystsone rundt en øyatoll, avbøyes størstedelen av bølgefrontene slik at de antar i hovedsaken spiraldannende baner rundt atollen før de oppbrytes på stranden. Pulsene av frembrusende vann som frembringes når de spiraldannende bølgefronter oppbrytes, beveger seg således langs baner som har en tendens til å konvergere i atollens indre.

I overensstemmelse med ovennevnte Wirt-patent,

som herved innlemmes i beskrivelsen ved henvisning, anbringes en av mennesker frembrakt, sirkulær atoll som har en sentral åpning, slik at den sperrer veien for eller oppfanger energi-ladede havbølger. Atollstrandens kontur forårsaker at suksessive havbølger som treffer stranden, avbøyes slik at de

får en spiraldannende bevegelse samtidig som de blir brattere og danner skumtopper. De skumtoppdannende bølger brytes deretter opp i pulser av translasjonsmessig frembrusende vann som konvergerer mot den sentrale åpning. Ledeskovler er montert på atollen for å kanalisere pulsene av frembrusende vann inn i den sentrale åpning med en hvirvlende bevegelse. Et vertikalt standrør eller stigerør med i hovedsaken sylindrisk form er forbundet med atollen for å oppta det frembrusende vann som passerer gjennom den sentrale åpning. Stigerøret fylles med vann som etter hvert får vinkel-bevegelsesmengde som følge av vinkelimpulser som bibringes vannet på grunn av den hvirvlende bevegelse av pulsene av. frembrusende vann som strømmer inn i stigerøret etter hvert som suksessive havbølger treffer atollen.

Den kinetiske energi i pulsene av frembrusende vann som frembringes etter hvert som suksessive havbølger oppbrytes på atollstranden, lagres i vinkel-bevegelsesmeng-den til vannet i stigerøret. Av denne grunn karakteriseres vannet i stigerøret som et "flytende svinghjul". En turbin og tilknyttet aksel med felles rotasjonsakse er anbrakt inne i stigerøret med turbinens og akselens rotasjonsakse i hovedsaken sammenfallende med stigerørets sylinderakse. Vinkel-bevegelsesmengden til vannet i stigerøret bringer turbinen og akselen til å rotere. En elektrisk generator er koplet til akselen slik at den rotasjonsenergi som erverves av akselen, av generatoren omformes til elektrisk energi.

Turbinen . frembringer en trykkforskjell ved stige-rørets utløp. Det er derfor å foretrekke å anordne en ut-strømningsdiffusor ved stigerørets utløp for å oppnå mer effektiv radial utstrømning av vann fra stigerøret, for derved å lette innstrømning av senere pulser av frembrusende vann inn i stigerøret via ledeskovlene etter hvert som suksessive havbølger brytes opp på atollstranden.

Inntil den foreliggende oppfinnelse hadde imidlertid ikke virkningen av havtilstandsvariasjoner og tidevannsforhold på effektiviteten av energiomforming tilveiebrakt av en innretning av den sirkulære atolltype, som beskrevet i Wirt-patentet, blitt fullt ut erkjent. Av denne grunn var ingen foranstaltninger gjort i den kjente teknikk for å regulere en havbølge-energiomformingsinnretning av den sirkulære atolltype etter varierende sjøtilstand og tidevannsforhold for å maksimere elektrisk energiytelse.

Inntil den foreliggende oppfinnelse var det heller ikke gjort noen foranstaltninger for å regulere en havbølge-energiomformingsinnretning av den sirkulære atolltype for å oppnå maksimal elektrisk energiytelse uten'hensyn til endringer i effektivitet av turbinen eller av den elektriske generator.. Inntil den foreliggende oppfinnelse kunne videre en havbølge-energiornformingsinnretning av den sirkulære atolltype ikke nedsenkes på kommando for å utsette innretningen minst mulig for de ødeleggende virkninger av sterke stormer.

Det er et formål med oppfinnelsen å oppnå maksimal effektivitet ved omforming av havbølgeenergi til nyttig rotasjonsenergi, særlig for generering av elektrisk effekt.

Det er også et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en havbølge-energiornformingsinnretning av den sirkulære atolltype som kan reguleres for å tilveiebringe maksimal elektrisk effektytelse for et vilkårlig, spesielt sett av sjøtilstands- og tidevannsforhold.

Det er likeledes et formål<:>Jmed oppfinnelsen å om-forme energien i havbølger til elektrisk energi ved hjelp av en innretning som kan nedsenkes for beskyttelse mot de ødeleggende virkninger av sterke stormer.

En havbølge-energiformingsinnretning ifølge oppfinnelsen er regulerbar eller innstillbar for å tilveiebringe maksimal elektrisk effektytelse for hvilket som helst sett av.sjøtilstands- og tidevannsforhold, og for hvilket som helst sett av tilstander som påvirker integriteten eller funksjonen av konstruksjonskoagonenter eller elektri-sitetsgenererende komponenter i innretningen. I den foretrukne utførelse kan innstilling av havbølge-energiornfor-mingsinnretningen ifølge oppfinnelsen for å tilfredsstille betingelser som påvirker elektrisk effektytelse, utføres enten manuelt eller automatisk.

En innretning ifølge oppfinnelsen omfatter en stasjonsholdende anordning som er plassert under havet, en bølgeenergiomformingsanordning som er festet til den stasjonsholdende anordning for translasjonsbevegelse over et område av vertikale stillinger, og en anordning for bevegelse av bølgeenergiomformingsanordningen over området av vertikale stillinger til en optimalt effektiv stilling. I de foretrukne utførelser er den stasjonsholdende anordning festet til sjø-« eller havbunnen, og bølgeenergiomf ormingsanordningen er tjoret til eller montert til den stasjonsholdende anordning. Bølgeenergiomformingsanordningen fungerer som en impedanstransformasjonsanordning slik som angitt i ovennevnte Wirt-patent.

Mer spesielt er bølgeenergiomformingsanordningen en sirkulær atollkonstruksjon som har en sentral åpning ved sin topp. I den beste form som for tiden er uttenkt for praktisering av oppfinnelsen, er atollkonstruksjonen tjoret til den stasjonsholdende anordning ved hjelp av kabler som kan forlenges eller forkortes etter behov for å endre atoll-konstruks jonens vertikale stilling. Beholdere eller tanker med variabel oppdrift er festet til atollkonstruksjonen for å opprettholde denne i en ønsket oppdriftstilstand. Et vertikalt standrør eller stigerør er koplet til atollkonstruksjonen for å oppta pulsene av vann som bruser frem langs spiraldannende baner til den sentrale åpning etter hvert som suksessive havbølger danner topper og brytes.opp på atoll-konstruks jonen. En innløpskonstruksjon omfattende et antall ledeskovler er festet på toppen av atollkonstruksjonen rundt den sentrale åpning for å kanalisere pulsene av frembrusende vann gjennom den sentrale åpning inn i stige- eller stand-røret med en hvirvlende bevegelse.

Den hvirvlende bevegelse av pulsene av vann som kommer inn i standrøret, bibringer rotasjonsbevegelse til vann som allerede er til stede i standrøret. I virkeligheten fungerer vannet i standrøret som et flytende svinghjul som erverver vinkel-bevegelsesmengde fra de innkommende pulser av vann. En utstrømningsdiffusor er anordnet ved standrørets utløp for å øke effektiviteten av radial utstrømning av vann fra standrøret. En turbin med en fast dreieaksel er plassert "inne i standrøret for å oppnå rotas jonsbevegelse fra vannet i standrøret, og en elektrisk generator er koplet til dreie-akselens øvre ende. Akselens rotasjonsenergi omformes således til elektrisk energi. En elektrisk effektoverførings-kabel strekker seg fra generatoren til en transformator eller belastning som vanligvis vil være beliggende på land.

Under drift kan bølgeenergi-omformingsanordningen ifølge oppfinnelsen beveges.vertikalt opp og ned i forhold til den stasjonsholdende anordning, og den elektriske effektytelse for hver vertikal stilling måles. På denne måte kan en optimal vertikal stilling av bølgeenergi-omformingsanord-ningen bestemmes på et vilkårlig gitt sett av sjøtilstands-og/eller tidevannsforhold, eller for hvilken som helst gitt tilstand av turbinen eller annen utrustning. Innretningen kan således avstemmes for å tilveiebringe maksimal elektrisk energiytelse for de spesielle tilstander som er fremhersken-de ved hvilket som helst gitt tidspunkt for et gitt sted.

I tilfelle av en sterk storm på sjøens eller havets overflate, kan bølgeenergi-omformingsanordningen nedsenkes for be-skyttelses mot de ødeleggende virkninger av stormen.

Ved å utvinne eller uttrekke energi fra de hav-bølger som treffer en innretning ifølge oppfinnelsen, tjener innretningen til å tilveiebringe en roligere sjø- eller hav-tilstand på innretningens nedstrøms- eller leside. Et sett av passende beliggende bølgeenergi-omformingsinnretninger ifølge oppfinnelsen kan derfor benyttes til å tilveiebringe et roligere vannområde i hva som ellers ville være et område med ugjestmild sjøtilstand.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et antall utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et snittriss av en innretning ifølge oppfinnelsen for utvinning av energi fra havbølger, fig. 2 viser et snittriss av en alternativ innretning ifølge oppfinnelsen for utvinning av energi fra hav-bølger, fig. 3 viser et snittriss av en annen alternativ innretning ifølge oppfinnelsen for utvinning av energi fra havbølger, fig. 4 viser et delvis gjennomskåret perspektiv-

riss av innretningen på fig. 3, fig. 5 viser en grafisk ^fremstilling av variasjonen av elektrisk energiytelse med høyden av standrørinnløpet i en innretning ifølge oppfinnelsen for tre forskjellige sjøtilstands-og/eller tidevannsforhold, og fig. 6 viser en perspektivisk fremstilling av en rolig vannkanal som er dannet med et antall innretninger ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 er vist en innretning ifølge oppfinnelsen for omforming av sjø- eller havbølgeenergi til elektrisk energi. Innretningen omfatter en stasjonær fundamentdel 11 som er fiksert i stilling på havbunnen, og en bevegelig atolldel 12 som er montert på fundamentdelen 11. Utformingen av atolldelen 12 likner i hovedsaken på utformingen av det øvre parti av den bølgedrevne motor som er beskrevet i US-patent 4 152 895. Til forskjell fra den bølgedrevne motor ifølge den kjente teknikk, er imidlertid atolldelen 12 ifølge oppfinnelsen bevegelig i vertikal retning på kommando for å innta en stilling for maksimal energiomforming for hvilket som helst gitt sett av sjøtilstands- og/eller tidevannsforhold.

Atolldelen 12, som har en i hovedsaken soppformet, ytre form, har et kuppelliknende., stranddannende. parti 13 som er understøttet på et vertikalt, sylindrisk stige- eller standrør 14. Ved toppen av atolldelen 12 er anordnet en sentral åpning for å skaffe inngang til standrøret 14 for hav-bølger som brytes opp på det stranddannende parti 13. Inn-vendig omfatter atolldelen 12 ett eller flere fritt over-svømte rom eller kamre 15.

Fundamentdelen 11 omfatter en fritt oversvømt bunnkonstruksjon 16 som fortrinnsvis er av forspent betong og som er montert på en søylestøtteanordning. Slik som vist på fig. 1, omfatter søylestøtteanordningen et antall med lik innbyrdes avstand anbrakte, vertikale søyler.17 som er anbrakt for å understøtte omkretspartier av bunnkonstruksjonens 16 underside. Søylene 17 kan eventuelt være innstøpt direkte i havbunnen, eller de kan være festet til en betong-blokk på havbunnen som vist på fig. 1, avhengig av den grad av stedpreparering som kreves av jordbunnforholdene på hav-

bunnen på installasjonsstedet.

Det øvre parti av bunnkonstruksjonen 16 er utformet for å sette undersiden av atolldelen 12 i stand til å legge seg til rette på bunnkonstruksjonen. Låsetapper 18 som rager ned fra atolldelens 12 underkonstruksjon, er opptatt i tilsvarende fordypninger eller åpninger på bunnkonstruksjonens 16 øvre parti for å hindre rotasjon av atolldelen 12 i forhold til fundamentdelen 11. En i hovedsaken sylindrisk, vertikal passasje er anordnet sentralt gjennom bunnkonstruksjonen 16 for å oppta atolldelens 12 standrør 14. En konvensjonell grenseflateanordning 19, som kan bestå av lagerputer (bearing pads), tannstang- og drivanordninger, eller slede- og ledeskinneanordninger, er anordnet mellom standrøret 14 og veggen av den vertikale passasje gjennom bunnkonstruksjonen 16. Lagerputer for benyttelse ved en så-dan anvendelse er beskrevet i "Marine Engineering" redigert av Roy L. Harrington, Society of Nåvel Architects and Marine Engineers, New York (1971), sidene 382 - 384.

Havbølger som treffer det stranddannende parti 13 av atolldelen 12, blir brattere, danner deretter skumtopper og brytes til slutt opp i pulser av frembrusende vann. Den sirkulære form på det stranddannende parti 13 i horisontal-planet forårsaker avbøyning av suksessive bølgefronter i overensstemmelse med Snells lov, slik at de resulterende pulser av vann som strømmer frem på det stranddannende parti 13, beveger seg langs spiraldannende baner som konvergerer ved den sentrale.åpning ved toppen av atolldelen 12. En ledekonstruksjon 20 er montert på toppen av atolldelen 12 rundt den sentrale åpning. Ledekonstruksjonen.20 omfatter et antall skovler som dirigerer de spiraldannende vannpulser via den sentrale åpning inn i standrøret 14 med en hvirvlende bevegelse. De hvirvlende vannpulser som kommer inn i stand-røret 14, bibringer vinkel-bevegelsesmengde til vann som allerede, er til stede i standrøret 14. I virkeligheten fungerer vannet i standrøret 14 som et flytende svinghjul som oppnår vinkel-bevegelsesmengde fra de suksessive havbøl-ger som brytes opp på atolldelens 12 stranddannende parti 13.

Standrøret 14 strekker.seg gjennom bunnkonstruksjonens 16 sentrale passasje til det volum som er omsluttet av søylene 17 mellom bunnkonstruksjonens 16 underside og betongplaten på havbunnen. Den stadige innføring av nye pulser av vann som strømmer inn i standrøret 14, forårsaker at vann passerer fra standrøret .14 inn i volumet under bunn-konstruks jonen . 16. For å øke den radiale fordeling av vann som strømmer ut og inn i dette volum fra standrøret 14, er en diffusor 21 i den foretrukne utførelse anordnet ved stand-rørets 14 utstrømningsende.

Et trekk ved energiomformingsinnretningen ifølge oppfinnelsen er at atolldelens 12 vertikale høyde kan reguleres for å innstille det stranddannende parti 13 i den riktige høyde for maksimal utvinning av energi fra havbølgene som treffer det nevnte parti. Den riktige innstilling av atolldelen 12 i forhold til havbunnen for et vilkårlig,

gitt sted fluktuerer med tidevannsvariasjoner og sjøtilstands-forhold. Evnen til å heve og senke atolldelen-12 på kommando tilveiebringer således et middel for finavstemning av energi-omf ormingsinnretningen for maksimal elektrisk energifrem-bringelse.

For å heve og senke atolldelen 12 over et område

av vertikale stillinger,.kan en hydraulisk jekk benyttes.

På fig. 1 er vist en hydraulisk jekk som omfatter en sylinder 22 som er innleiret i havbunnen, og et stempel 23 som er glidende opptatt i sylinderen 22. På fig. 1 er også vist en trykkledning.24 gjennom hvilken et forholdsvis inkompressibelt fluidum (vanligvis olje) tilføres til eller uttrekkes fra sylinderen 22 for å heve eller senke stempelet 23. Stempe-lets 23 øvre eller ■ distale ende er festet til undersiden av diffusoren 21 som på sin side er festet til standrørets 14 nedre ende. Når stempelet 23 heves eller senkes, blir samtidig atolldelens 12 vertikale høyde Jievet eller senket.

I tillegg til (eller i stedet for) den hydrauliske jekk kan én eller flere tanker 25 med variabel oppdrift være anordnet i de fritt oversvømte rom 15 i atolldelen 12 for å sétte atolldelen i stand til å heves eller senkes på kommando.

En takkonstruksjon 26 er understøttet på lede-konstruks j onen 20 for å danne et kontrollrom i hvilket det blant andre utstyrsdetaljer er anbrakt en elektrisk generator 27. Generatoren 27 er koplet til en vertikal aksel 28 som strekker seg koaksialt, inne i standrøret 14 ned til diffusoren 21. Som vist på fig. 1, er akselen 28 lagret for rotasjonsbevegelse på lagre 29 og 30 som er beliggende på hen-holdsvis ledekonstruksjonen 20 og diffusoren 21. En turbin 31 er koplet til akselen 28 nær bunnen av standrøret 14.

Den vinkel-bevegelsesmengde som overføres til vannet i standrøret 14 av de innkommende pulser av frembrusende vann som kommer inn i standrøret 14 gjennom ledekonstruksjonen 20, bringer turbinen .31 til å rotere slik at den dreier akselen 2 8 og forårsaker at generatoren 2 7 frembringer elektrisk effekt. Rotasjonsenergien til vannet i standrøret 14 (dvs. det flytende svinghjuls rotasjonsenergi) omformes således av turbinen 31 til roterende bevegelse av akselen 28, hvilken bevegelse på sin side omformes til elektrisk effekt av generatoren 27. En kraftkabel 32 er koplet til generatoren 27 for å overføre den således frembrakte elektriske effekt til et elektrisk effektfordelingssystem eller en belastning. Som vist på fig. 1, kommer kraftkabelen 32 ut fra kontrollrommet gjennom en elektrisk isolerende gjennomtreng-ningskonstruksjon 33 som passerer gjennom takkonstruksjonen 26. Kabelen 32.kan føres langs havbunnen til effektforde-lingssystemet eller belastningen, eller den kan være opphengt ved hjelp av en flytende eller nedsenket bøye 34 som vist på fig. 1. Bøyen 34 vil være fortøyd på konvensjonell måte ved hjelp av en line 35 som er festet til en anker- eller for-tøyningsblokk 36.

For hvilket som helst .gitt sett av sjøtilstands-og/eller tidevannsforhold, og/eller utrustningsforhold,.kan atolldelen 12 beveges.gjennom et område av vertikale stillinger. Den elektriske effektytelse.fra generatoren 27 over våkes ved hjelp av konvensjonelle måleteknikker etter hvert som atolldelen 12 beveges gjennom de forskjellige vertikale stillinger. På denne måte kan den spesielle vertikale stilling for atolldelen 12 i hvilken elektrisk effektgenerering er maksimal, bestemmes nøyaktig for hvilket som helst gitt sett av driftsforhold eller driftsbetingelser. Bølgeenergi-omf ormingsinnretningen kan således "finavstemmes" kontinuerlig slik at den maksimale elektriske effektytelse kan opp-rettholdes uten hensyn til endringer i tidevanns- og sjø-tilstander eller i utrustningsef f ektivitet.. Dersom sjøtil-standsforholdene blir tilstrekkelig voldsomme til å true innretningens konstruksjonsintegritet, kan atolldelen 12 nedsenkes fullstendig under havoverflaten i så lang tid som nødvendig for å unngå skade.

Den på fig. 1 viste utførelse krever forholdsvis omfattende stedsforberedelse og konstruksjonsinnsats for å bygge og anbringe fundamentkonstruksjonen 11. I en alternativ utførelse av oppfinnelsen kan fundamentdelen 11, som vist på fig. 2, være erstattet av.et antall.armerte betongpeler 40 som er innstøpt i havbunnen i et sirkulært mønster under omkretskantpartier av atolldelens 12 underside. En hydraulisk jekk er festet til hver av pelene 40 for å heve og senke atolldelen 12 på kommando. Som vist på fig. 2, omfatter hver jekk en sylinder 41 som er innstøpt i den tilsvarende pel 40, og et stempel 42 som er glidende opptatt i sylinderen 41. Den øvre ende a<y>hvert stempel 42 er festet til et kant-parti av atolldelens .12 underside, slik at atolldelen 12 heves eller senkes når stemplene 4 2 heves eller senkes. De forskjellige hydrauliske jekker som virker på atolldelens 12 kantpartier, erstatter den sentrale, hydrauliske jekk som virker på diffusoren 21 i den på fig. 1 viste utførelse. I andre henseender er imidlertid utformingen av atolldelen 12

i innretningen på fig. 2 stort sett den samme som i utførel-sen på fig. 1.

I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen, som vist på fig. 3 og 4, er de hydrauliske jekker ifølge fig. 1 og 2 eliminert, og atolldelen 12 er ved hjelp av tjoringskabler 50 og trinser 51 festet til peleverk 52 som er inn-støpt i havbunnen. Med den utførelse som er vist på fig. 3 og 4, er den omfattende stedsforberedelse som kreves for den på fig. 1 viste utførelse, og de forholdsvis.massive funda-mentkonstruksjoner som kreves for utførelsene ifølge fig. 1 og 2, eliminert.

Som vist i snittrisset på fig. 3 og i perspektiv-risset på fig. 4, kan vertikal bevegelse av atolldelen 12 reguleres ved å variere lengden av tjoringskabelen 50 som fester atolldelen 12 til delene 52. Tjoringskablene 50 strekker seg fra pelene 52 oppover over trinser eller skiver 51 til vinsjer 53 som er beliggende i kontrollrommet som er innesluttet av takkonstruksjonen 26. På fig. 3 er vist to kryssende vinsjer, dvs. én vinsj hvis akse ligger i papir-planet og.en annen vinsj hvis akse står normalt på dette. Man må imidlertid være klar over at de på fig. 3 viste vinsjer kan erstattes av et system omfattende hydrauliske jekker som har låsende sperrer for å hindre utfiring av tjoringskablene 50 i tilfelle av brudd i de hydrauliske jekktetninger. Antallet av tjoringskabler 50 bestemmer antallet av vinsjer eller hydrauliske jekker som er nødvendig i kontrollrommet.

Den på fig. 3 og 4 viste utførelse krever minimal stedsforberedelse. Det er ikke nødvendig at installasjonsstedet har en i hovedsaken flat bunn på grunn av at den viste fortøyningsteknikk også kan benyttes på en hellende bunn.

Fig. 5 viser en grafisk fremstilling av variasjonen av elektrisk energiytelse som funksjon av vertikal høyde av standrørinnløpet i en bølgeenergi-omformingsinnretning. ifølge oppfinnelsen for tre forskjellige sett av sjøtilstands-og/eller tidevannsforhold representert ved kurvene A, B og C. For de forhold eller tilstander som er representert ved en spesiell av kurvene, f.eks. ved kurve A, vil den elektriske effektytelse fra generatoren 27 målt i kilowatt-timer variere som angitt for.forskjellige høyder av standxørets 14 innløp over området av mulige høyder i forhold til havbunnen. For et gitt sett av sjøtilstands- og/eller tidevannsforhold kan det således nøyaktig bestemmes en spesiell vertikal høyde for hvilken den elektriske effektytelse er maksimal. Som vist ved kurvene A, B og C på fig. 5, varierer den optimale høyde av standrørets innløp med forskjellige sjøtilstands-og/eller tidevannsforhold. For helautomatisk drift kan en bølgeenergi-omformingsinnretning ifølge oppfinnelsen kjøres periodisk gjennom et område av vertikale stillinger (f.eks. én gang pr. time eller én gang pr. tidevannsendring) for å

"forfølge" den stadig varierende, optimale vertikale høyde for maksimal effektytelse.

Da en energiomformingsinnretning ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en roligere sjøtilstand på innretningens nedstrøms- eller, leside ved å utvinne energi fra bølgene på sjøens eller havets overflate, kan et antall sådanne innretninger anordnes, slik som antydet på fig. 6, for å danne et område med forholdsvis rolig vann i et område som ellers ville ha en forholdsvis ugjestmild sjøtilstand.

Claims (24)

1. Fremgangsmåte for utvinning av energi fra sjø-eller havbølger, karakterisert ved at den omfatter de trinn å anbringe en stasjonsholdende anordning under havet, å feste en energiomformingsanordning til den stasjonsholdende anordning, idet energiomformingsanordningen omfatter (i) en atolldel som er i stand til å utføre vertikal bevegelse i forhold til den stasjonsholdende anordning, (ii) en aksel som er festet til atolldelen, og (iii) en anordning for omforming av energi av suksessive havbølger som treffer atolldelen, til rotasjonsenergi for akselen, å bevege energiomformingsanordningen gjennom et område av vertikale stillinger i hvilke de suksessive havbølger treffer atolldelen, å måle energiomforming for de vertikale stillinger i det nevnte område for å bestemme en stilling i hvilken omforming av energi fra de innfallende havbølger til rotasjonsenergi for akselen er maksimal for et visst sett av sjøtilstands-og tidevannsforhold, å opprettholde energiomformingsanordningen i den nevnte stilling for maksimal energiomforming for det spesielle sett av tilstander så lenge tilstandene forblir i hovedsaken uendret, å bevege energiomformingsanordningen gjennom andre vertikale stillinger i det nevnte område når nye sjøtilstandsforhold inntreffer, å måle energiomforming for de andre vertikale stillinger for å bestemme en ny stilling i hvilken omforming av energi fra de innfallende havbølger til rotasjonsenergi for akselen er maksimal for de nye sjøtilstandsforhold, og å opprettholde energiomformingsanordningen i den nye stilling med maksimal energiomforming for de nye sjøtilstandsforhold så lenge de nye sjøtilstandsforhold og tidevannsforholdene forblir i hovedsaken uendret.

2 Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at anbringelsen av den stasjonsholdende anordning under havet omfatter fastgjøring av den stasjonsholdende anordning til havbunnen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at fastgjøringen av den stasjonsholdende anordning til havbunnen omfatter innstøpning av den stasjonsholdende anordning i havbunnen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav .1, karakterisert ved at festingen av energiomformingsanordningen til den stasjonsholdende anordning omfatter tjoring av energiomformingsanordningen til den stasjonsholdende anordning ved hjelp av kabelanordninger.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at flyttingen av energiomformingsanordningen gjennom det nevnte område av vertikale stillinger omfatter variering av kabellengden for kabelanordningene.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at energiomformingsanordningen anbringes slik at de suksessive havbølger som treffer atolldelen, danner topper og brytes opp på atolldelen i pulser av translasjonsmessig fremstrømmende vann som beveger seg langs spiraldannende baner og konvergerer mot et åpningsforsynt parti av atolldelen, at en hvirvlende bevegelse bibringes til det frembrusende vann ved hjelp av en innløpskonstruksjon som er festet til atolldelen rundt det åpningsforsynte parti, idet det frembrusende vann passerer via innløpskonstruksjonen til et vertikalt standrør som er koplet til atolldelen, idet den hvirvlende bevegelse av det frembrusende vann forårsaker at vann som til stede i standrøret, oppnår rotasjonsenergi, og at rotasjonsenergi utvinnes fra vannet som er til stede i standrøret,. ved hjelp av en turbin som er montert på den nevnte aksel for rotasjonsbevegelse inne i standrøret.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at en utstrømningsdiffusor anbringes på turbinens nedstrømsside for å øke radial utstrømning av vann fra standrøret.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at opprettholdelsen av energiomformingsanordningen i den nevnte.stilling med maksimal energiomforming for det spesielle sett av forhold omfatter benyttelse av variab-le oppdriftsanordninger som er festet til atolldelen.

9. • Fremgangsmåte ifølge krav 6 , karakterisert ved at den nevnte aksel koples til en elektrisk generator, idet rotasjonsenergi som utvinnes fra vannet i standrøret ved hjelp av turbinen, omformes til elektrisk energi av generatoren.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at anbringelsen av energiomformingsanordningen i den nevnte stilling med maksimal energiomforming for det spesielle sett av forhold, omfatter anbringelse av atolldelen i en stilling med maksimal elektrisk energigenerering for det spesielle sett av forhold.

11. Innretning for utvinning av energi fra sjø- eller havbølger, karakterisert ved at den omfatter en stasjonsholdende anordning som er anbrakt under havet, en energiomformingsanordning som er fastgjort til den stasjonsholdende anordning, idet energiomformingsanordningen inneholder (i) en atolldel som er i stand til å utføre vertikal bevegelse i forhold til den stasjonsholdende anordning gjennom et område av vertikale stillinger, (il) en vertikal aksel som er festet til atolldelen, og (iii) en anordning for omforming av energi fra suksessive havbølger som treffer atolldelen, til rotasjonsenergi av den nevnte aksel, og en anordning for bevegelse av energiomformingsanordningen gjennom det nevnte område av vertikale stillinger til en stilling i hvilken omforming av energi fra havbølgene til rotasjonsenergi av akselen er maksimal for et spesielt sett av sjø-tilstands- og tidevannsforhold.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at atolldelen har et åpningsforsynt parti, idet atolldelen er utformet slik at suksessive havbølger som treffer denne, danner skumtopper og brytes opp i pulser av frembrusende vann som beveger seg på atolldelen langs spiraldannende baner som konvergerer mot det åpningsforsynte parti, og at energiomformingsanordningen. videre omfatter en innløps-konstruksjon som er fastgjort til atolldelen rundt det åp-ningsf orsynte parti,.idet innløpskonstruksjonen er utformet for å bibringe en hvirvlende bevegelse til pulsene av frembrusende vann som konvergerer mot det . åpningsforsynte parti, et standrør som er koplet til atolldelen for å oppta pulsene av frembrusende vann, idet den hvirvlende bevegelse av det frembrusende vann forårsaker at vann som er til stede i standrøret, erverver■rotasjonsenergi, og en turbin som er montert på den nevnte aksel inne i standrøret, slik at den erverver rotasjonsenergi fra vannet .i standrøret.

13. Innretning ifølge krav. 12, karakterisert ved at den omfatter en utstrømningsdiffusoranord-ning som er anbrakt på turbinens nedstrømsside for å øke radial utstrømning av vann fra standrøret.

14. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at energiomformingsanordningen er montert på den stasjonsholdende anordning for vertikal bevegelse i en grenseflatedannende forbindelse med et overflateparti av den stasjonsholdende anordning, idet det er sørget for låsean-ordninger for å hindre vesentlig rotasjon av energiomformingsanordningen i forhold til den stasjonsholdende anordning.

15. Innretning ifølge krav 14, karakterisert ved at overflatepartiet.av den stasjonsholdende anordning avgrenser et hulrom med i hovedsaken vertikal ut-strekning, og at standrøret er anbrakt for vertikal bevegelse i det nevnte hulrom.

16. Innretning ifølge krav 15, karakterisert ved at den omfatter en grenseflateanordning mellom standrøret og det hulromsavgrensende overflateparti av den stasjonsholdende anordning, for å muliggjøre vertikal bevegelse av standrøret.i forhold til den stasjonsholdende anordning.

17. Innretning ifølge krav 16, karakterisert ved at grenseflateanordningen omfatter en lagerpute som er fremstilt av grafittimpregnert bronse.

18. Innretning ifølge krav 16, karakterisert ved at grenseflateanordningen omfatter en tannstang-og drevanordning.

19. Innretning ifølge krav 16, karakterisert ved at grenseflateanordningen omfatter et sete og en ledeskinne.

20. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at atolldelen har i hovedsaken kuppelliknende form, idet det åpningsforsynte parti er beliggende ved kup-pelens topp.

21. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at den omfatter en anordning med variabel oppdrift for å muliggjøre vertikal bevegelse av energiomformingsanordningen i forhold til den stasjonsholdende anordning.

22. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at den omfatter en løftejekkanordning for å muliggjøre en vertikal bevegelse av energiomformingsanordningen i forhold til den stasjonsholdende anordning.

23. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at energiomformingsanordningen omfatter en impedanstransformasjonsanordning for mottagelse av overflate-bølger som i det minste delvis inneholder potensiell energi, og for omforming av den potensielle energi til kinetisk energi, en treghetsanordning som har en inngang koplet til impedanstransformasjonsanordningen for mottagelse og lagring av den kinetiske energi, og som.har en utgang fra hvilken kontinuerlig, gradvis uttrekking av den kinetiske energi oppnås, og en diffusoranordning . for utstrømning av det medium i hvilket overflatebølgene forplantes, etter å ha passert gjennom innretningen.

24. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at energiomformingsanordningen omfatter en impedanstransformasjonsanordning som er nedsenket i havvann for å.oppfange overflatebølger som forplantes i dette, idet bølgene omfatter både potensiell og kinetisk energi, og for omforming av bølgene til pulser av hovedsakelig kinetisk energi, en treghetsanordning som har en inngang koplet til impedanstransformasjonsanordningen for mottagelse og lagring av pulsene av kinetisk energi, og som har en utgang fra hvilken kontinuerlig, gradvis uttrekking av den kinetiske energi oppnås, en omformeranordning for kinetisk energi som har en roterende utgangsaksel koplet til utgangen fra treg-hetsanordningen for å omdanne den kinetiske energi som til-føres til denne, til en kontinuerlig rotasjonsbevegelse av utgangsakselen, og en utstrømningsanordning på omformeran-ordningens nedstrømsside for å utdrive havvannet som passerer gjennom innretningen.