SE423431B - Aggregat for tillvaratagnade av rorelseenergi, som er bunden i vattnets vagrorelse - Google Patents

Description

780867943 löphjulstvärsnittet. En dylik anordning kan ge effektök- ningar på 5 ä 10 gånger, men effekten per ytenhet är dock fortfarande för låg i förhållande till kostnaderna för kon- struktionen för att kunna användas annat än i speciella fall där investerings- och driftkostnaderna är av mindre betydelse. ¿ šEn ytterligare förbättring av effektiviteten kan er- hållas om löphjulen byggs in i ett accelerationsrör som ut- för en i vertikalled oscillerande rörelse. Den inneslutna vätskepelaren medbringas därvid på grund av det motstånd mot genomströmning som löphjulen och eventuellt anordnad_ Å förträngning av rörarean erbjuder. Om t.ex. röret med fast- sittande turbinenhet accelereras uppåt uppstår ett övertryck under den vätskepelare som ligger ovanför löphjulet och ett undertryck ovanför den vätskepelare som ligger under löp- hjulet. Summan av dessa tryck ger drivkraften till löphju- let. §Tryckskillnaden zsp blir' ' iAp=_f.1.a H där f = vattnets densitet - i I l = rörets totala längd I I _ a = vattenpelarens acceleration.- jför en våg med höjden 2 m blir maximala acceleratio- nen ca. l m/sz. Ett 25 m långt rör ger då upphov till en tryckskillnad av 25 000 N/m2. Detta motsvarar en vattentur- binanläggning med 2;5 m fallhöjd. Som jämförelse kan nämnas 7 att ett löphjul som på liknande sätt oscilleras upp och ned i öppet vatten enbart kan tillgodogöra sig det dynamiska trycket som.för den antagna vâghöjden 2.m blir maximalt ca. 500 N/m2. Detta motsvarar en fallhöjd på blott 0,05 m.

:Man finner således att införandet av ett accelerations- rör med rimliga dimensioner kan höja effektuttaget för en' given turbinstorlek 50 ggr. Annorlunda uttryckt kan i den gjorda jämförelsen turbindiametern minskas till 1/7 för li- ka stor producerad effekt; -Genom att löphjulen vid denna anläggning kan arbeta med högre varvtal än vid andra kända anläggningar av detta slag kan de ges mindre dimensioner, vilket underlättar den 7808679-0 I konstruktiva utformningen av anläggningen samtidigt som tillverkningskostnaderna för anläggningen kan reduceras.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkom- ma ett aggregat för tillvaratagande av vågrörelseenergin hos vatten, som möjliggör en effektivare och jämnare energiupp- tagning och energiomvandling än vad som varit möjligt vid de hittills kända aggregaten av detta slag.

Uppfinningens kännetecken framgår av patentkraven.

Uppfinningen beskrivs i detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritning på vilken en utföringsform av uppfinningen är schematiskt åskådliggjord såsom exempel.

Pig. 1 visar i perspektiv ett aggregat enligt uppfinningen med flytenhet och accelerationsrör. Pig. 2 är en längdsek- tionsvy av den övre delen av aggregatet enligt fig. l, var- vid visas schematiskt hydraulkretsar som är inbyggda i flyt- enheten.

Det i fig. l visade aggregatet har som huvudbestånds- delar ett accelerationsrör 1 och en flytenhet 2, som är för- ankrade i botten medelst en förtöjning 3. Flytenhetens 2 bärighet är så dimensionerad och accelerationsrörets 1 längd är så avpassad att rörets l övre ändar 4 ligger under vatten- ytan 5.

I fig. 2 är visat det övre partiet av röret 1 i sek- tion, varjämte aggregatets hydraulkretsar är åskådliggjorda schematiskt inuti flytenheten 2. Röret 1 har i sin övre än- de en utvidgning 6, i vilken är upptagen en dränkt kolv 7 som oscilleras upp och ned inuti utvidgningen B av vatten- pelaren inuti röret 1. Kolven 7 är via en kolvstång 8 för- bunden med kolven 9 i en hydraulcylinder 10. Kolvstången 8 är således gemensam för kolvarna 7 och 9 och går igenom cy- linderns 10 båda ändar. Kolvarna 7 och 9 rör sig således parallellt med varandra, varvid kolvens 9 rörelse är tvångs- styrd av kolven 7. När vattenpelaren i röret l lyfter kol- ven 7 förskjutes kolven 9 i samma takt uppåt inuti cylindern , varvid hydraulvätska strömmar från den övre cylinder- halvan genom backventilen ll till hydraulmotorn 12 och dri- ver denna. Motorn 12 är kopplad till en elektrisk generator 13 via axeln ln. Hydraulvätskan återvänder till den nedre 7808679-0 r cylinderhalvan via backventilen 15. När vattenpelaren i rö- ret l börjar »dra ned kolven 7, d.v.'s. när denna vänder, vän- der även kolven 9 och ventilen ll slutes. Hydraulvätska kommer nu att i stället strömma från den nedre cylinderhal- van via backventilen l6 till hydraulmotorn 12 och driva den- 'na_i samma riktning. -Hydraulvätskan återvänder till den öv- re cyfinderhalvan via backventilen 17. För att utjämna ver- kan av hydraulvätskans volymströmsvaríationer på rotations- frekvensen hos generatorn 13, speciellt i de ögonblick då 7 kolvarna 7,9 vänder, är axeln 14 försedd med ett svänghjul 18.

I samma syfte är hydraulkretsen även försedd med en tank eller sump l9 jämte en backventil 20 mellan sumpen och motorn som öppnas så snart volymströmmen från cylindern 10 underskrider den vdlymström som upprätthâlles genom motorn tack vare sväng- hjulet 18. 'Kretsen går då E tomgångscirkulation tills cylin- dern ÉO ökat sin volymström och kommit ifatt volymströmmen genom motorn 12.' Det är även möjligt att koppla svänghjulet '18 medelst ett frihjul till motorn l2, vilket medför mindre förluster men vilket har den nackdelen att en tryckstöt upp- står när motorn kommer igång och hinner ifatt svänghjulet.

Mellan motorns utgångssida och sumpen 19 är anordnat ett fil- ter 21. l :För att ytterligare minska hastighetsvariationerna hos generatorn kan hydraulmotorn ha variabelt deplacement och vara tryckkompenserad så att dess deplacement minskar när volym- strömmen från cylindern tenderar att minska. Därigenom kan drivning av generatorn fortsätta ytterligare en del av arbets- cykeld, utan att backventilen 20 behöver öppna. 7 ÉFör att få optimal utnyttjning av vågenergin bör följan- de vara uppfyllt. ' l. Rörlängden större än halva våglängden. Å 2 _ »2' A1 Eg = 0,5 - 3 _A e 21 'rörarea ekvivalent_stryparea d.v.s. arean hos.en Q..

S112 N '21 3> D> F' u u i röret insatt strypning, som ger samma 7808679-0 bromsning av den oscillerande vätske~ pelaren, som det verkliga energiuppta- gande organet halva våghöjden d.v.s. vågamplituden vörets längd

Claims (5)

1sess79-G de 7 ~ Patentkrav

1. l. Aggregat för tillvaratagande av rörelseenergi, som är bunden i vattnets vägrörelse eller sjöhävning, innefattan- de en flytenhet (2) och en med flytenheten (2) förbunden ener- giupptagande anordning, k ä n n e t e c k n a t_ av att den energiupptagande anordningen består av en dränkt, stel kolv (7), som är glidbart inbyggd i ett i vattnet nedsänkt och i båda ändar öppet och i huvudsak vertikalt, långsträckt acce- lerationsrör (1), som är kopplat till flytenheten (2) och som följer med denna i vattnets vågrörelse. I 7

2. Aggregat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kolven (7) är kopplad till en hydraulmotor (12) som driver en elektrisk generator (13). '

3. Aggregat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att kolven (7) är anordnad i en utvidgning (6) upptill i accelerationsröret. Z

4. Aggregat enligt krav 2 eller 2 och 3, k ä n n e - t e c k n a t ,av att mellan kolven (7) och hydraulmotorn (12) är kopplad en hydraulcylinder (10) med dubbelsidig kolv (9) jämte en likriktande hydraulkrets för matning av hydraul- tryck alltid till samma sida av hydraulmotorn (12). 7

5. Aggregat enligt krav 2 eller 2 och 3, eller 2 och H eller 3 och 4, k ä n nde t e c k n a t av att ett sväng- hjul (18) är kopplat mellan hydraulmotor (12) och generator (l3) för utjämning av tryckvariationers inverkan på genera- torn (13). '