SE508307C2 - Vågenergiomvandlare - Google Patents

Description

508 É07 _ 2 _ töjbara och anslutna mellan å ena sidan motsatta sidor av arbetskolven och à andra sidan flytkroppen och/eller acce- lerationsröret.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna.

Fig. 1 är en schematisk perspektivvy av en vàgenergiom- vandlare av det slag som uppfinningen avser; Fig. 2 är en vertikalsnittvy av vàgenergiomvandlaren i Fig. 1; och Fig. 3 är en vertikalsnittvy av en modifikation av den i Fig. 2 visade vàgenergiomvandlaren.

Den i Fig. 1 visade vàgenergiomvandlaren 10A är utformad och arbetar i enlighet med de principer som beskrivs i US-A-4277690 och US-A-4773221. Den har följaktligen en flytenhet eller flytkropp 11 försedd med fästflänsar 12 för förtöjningslinor 13 och vidare ett så kallat accelerationsri: 14, som hänger i flytkroppen 11 och är fastsatt på denna m~1 i omkretsled åtskilda, lan vilka det finns stora öppningar. längsgående, radiella flänsar 15, "- Liksom i vàgenergiomvandlaren enligt de ovannämnda gi tentskrifterna är accelerationsröret 14 öppet vid båda ai darna, så att vatten kan strömma fritt in i och ut ur röra' Som visas i närmare i Fig. 2 och kommer att beskrivas nedan inrymmer flytkroppen 11 och accelerationsröret 14 utrustning för omvandling av de av vågor framkallade verti- kala svängningarna hos flytkroppen 11 och accelerationsröret 14 till elektrisk energi.

När vàgenergiomvandlaren 10A är i drift är hela acce- lerationsröret 14 och den undre delen av flytkroppen 11 ned- sänkta i vatten. Förtöjningslinorna 13 kvarhàller vàgenergi- omvandlaren 10A i horisontell led vid en vald offshore- position men tillåter den att svänga vertikalt under inverkan av vattenvågorna.

Som visas av Fig. 2 bildar ett avsnitt av accelera- tionsröret 14 mellan dettas övre och undre ände en arbets- cylinder 16, i vilken en dubbelverkande arbetskolv 17 är rörlig fram och åter i accelerationsrörets längdriktning.

Motsatta sidor av arbetskolven 17 är fastgjorda i ett par enkelverkande så kallade slangpumpar, nämligen en övre 508 307 _ 3 _ slangpump 18 och en nedre slangpump 19, vilka sträcker sig i huvudsak utmed accelerationsrörets 14 geometriska axel. Den nedre änden av den övre slangpumpen 18 är fastsatt pá över- sidan av arbetskolven 17, medan den övre änden är förankrad i flytkroppen 11 och ansluten till ett hydrauliskt system S (detta visas ej närmare men kan vara sä som visas och beskrivs i US-A-4277690) en hydraulisk fluidledning 18A. Den övre änden av den nedre i flytkroppen 11 under förmedling av slangpumpen 19 är fastsatt på undersidan av arbetskolven, och den nedre änden är fastsatt i den nedre delen av accele- rationsröret 14 och ansluten till det hydrauliska systemet S under förmedling av en hydraulisk fluidledning 19A.

Längden eller höjden H på arbetscylindern 16 är sä vald att arbetskolven 17 normalt rör sig fram och åter inom ar- betscylindern, i vilken den bildar en spärr för vattenström- ning genom arbetscylindern. Det finns emellertid en möjlighet för arbetskolven 17 att röra sig àt båda hàllen förbi arbets- cylinderns 16 ände. 19 skall förhindras för den händelse arbetskolven 17 drivs förbi För att överbelastning av slangpumparna 18, ande; ur arbetscylindern 16, finns ett avlastningssystem vid varje ände av arbetscylindern. Detta avlastningssystem verkar pà det i US-A-4773221 lasta arbetskolven beskrivna sättet för att i huvudsak av- 17 fràn fluidkrafter när kolven rör sig ut 16, häll begränsas. ur arbetscylindern så att fortsatt rörelse hos arbets- cylindern åt samma För att sörja för sådan avlastning är arbetscylindern 16, nedre avsnitt, som är helt öppen mot accelerationsrörets 14 övre och smalare än de närliggande partierna av ac- celerationsröret. Sá snart arbetskolven 17 rör sig förbi en ände av arbetscylindern 16, kan följaktligen vatten strömma mer eller mindre fritt genom en passage bildad mellan ar- betskolvens periferi och accelerationsrörets 14 insida vid rörets vidare parti. Med andra ord upprättas en i huvudsak fri strömningsväg mellan accelerationsrörets 14 öppna övre och nedre ändar.

Slangpumparna 18, 19 är av ett slag som är i och för sig känt och de kan vara av den typ som visas i SE-B-409493.

Varje slangpump har sålunda ett elastiskt rör, som när det 508 ÉÛ7 _ 4 _ töjs i längsled kontraheras radiellt, sà att dess volymet- riska kapacitet avtar, och expanderar radiellt när det av- lastas, så att dess volymetriska kapacitet ökar. Som beskrivs närmare i SE-B-409493 kan slangpumparnas karakteristiskt med avseende pà volymen som funktion av förlängningen inställas genom ändring av stigningen för skruvlinjeformigt lindade armeringstràdar som är inbäddade i slangarnas elastmaterial.

Den ventilfunktion som erfordras för pumpningen till- handahàlls av backventiler i det hydrauliska systemet S.

Som lätt inses kommer slangpumparna 18, 19 att arbeta på i huvudsak samma sätt som den dubbelverkande hydrauliska kolvpump som visas i US-A-4277690 vad pumpningen av den hyd- rauliska fluiden beträffar. Dessutom kommer emellertid slang- pumparna 18, 19 att tjäna som återställningsorgan för arbets- kolven.

När arbetskolven 17 är vila i arbetscylindern 16, dvs. när den ej är utsatt för fluidkrafter orsakade av accele- ration av flytkroppen 11 och accelerationsröret 14, är båda slangpumparna 18, 19 lika töjda och spända, så att de håller arbetskolven centrerad inom arbetsområdet. När vágenergiom- vandlaren 10A arbetar och arbetskolven 17 rör sig fram åter i arbetscylindern 16, kommer slangpumparna 18, 19 och att så att de omväxlande spännas ytterligare och avlastas, om- växlande ökar och minskar sin volymetriska kapacitet i mot- takt. Om arbetskolven 17 skulle drivas ut ur sitt normala arbetsläge och därigenom avlastas från alla eller nästan alla de fluidkrafter som verkar på densamma, kommer den kraft som páförs arbetskolven av den ytterligare spända pumpen att överväga över den kraft som pàförs kolven av den avlastade pumpen, och den kommer därför att tendera att återföra ar- betskolven in i arbetscylindern.

Den i Fig. 3 visade vágenergiomvandlaren lOB skiljer sig från den som visas i Fig. 2 endast genom att de två slang- pumparna 18, 19 är placerade sida vid sida ovanför arbets- kolven 17. Slangpumpen 18 är fastsatt mellan flytkroppen 11 och översidan pá arbetskolven 17 som i Fig. 2, medan slang- pumpen 19 likaså är förankrad i flytkroppen 11 och ansluten till undersidan pà arbetskolven under förmedling av en rörel- seöverföringsanordning, här exemplifierad med lina 19B och en lO 508 307 _5_ linskiva l9C. Det i Fig. 3 visade arrangemanget av slang- pumparna är särskilt lämpligt för vàgenergiomvandlare avsedda att arbeta i grunda vatten.

En egenskap hos slangpumpar som är mycket förmånlig i den uppfinningsenliga användningen är deras olinjära, prog- ressiva fjäderkonstant. Den inledande förlängningen kräver sålunda en relativt liten dragkraft, medan ytterligare för- längning kräver en större dragkraft per längdenhets för- längning. Med lämplig konstruktion och dimensionering av slangpumparna kommer fjäderkonstanten att vara relativt liten sà länge arbetskolven rör sig fram och àter inuti arbets- cylindern, medan den ökar brant när arbetskolven närmar sig och rör sig förbi arbetscylinderns ändar, så att en till- räckligt stor återförande kraft páförs pä arbetskolven när den rör sig ut ur arbetscylindern.

Naturligtvis kan mer än tvä slangpumpar placeras i accelerationsröret 14, pá motsatta sidor om arbetskolven 17 som i Fig. 2 eller sida vid sida som i Fig. 3.

Claims (4)

508 307 10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Vägenergiomvandlare (10a, 10B) med (ll), ett accelerationsrör en flytkropp (14), pà flytkroppen (11) och har en övre ände intill flytkroppen som hänger i och är fastsatt och en nedre ände pà avstånd från flytkroppen, varvid ett av- (14) nedre ände bildar en arbetscylinder (16), snitt av accelerationsröret mellan dettas övre ände och öppningar anordnade i accelerationsröret (14) ovanför och nedanför arbetscylindern för att när vágenergiomvandlaren arbetar tillåta i huvudsak obehindrad vattenströmning mellan arbetscylindern (16) och en vattenmassa i vilken accelera- (14) en arbetskolv (17) som är rörlig fram och äter i arbets- tionsröret är nedsänkt, cylindern (16), och en energiupptagande anordning (18, 19, S) innefattande ett av arbetskolven drivet pumpaggregat, kännetecknad av att pumpaggregatet är placerat inuti accelerationsröret (14) och (18, 19) par, varvid en ände av varje slangpump i ett par är fastsatt i arbetskolven (17) och den andra änden av varje slangpump i paret är fastsatt i accelerationsröret (14) eller flytkroppen (11). innefattar elastiskt töjbara slangpumpar anordnade i

2. Vägenergiomvandlare enligt patentkrav 1, kännetecknad av att slangpumparna (18, 19) i ett par är placerade pà motsatta sidor om arbetskolven (17), varvid nämnda ena ände av slang- pumparna är fastsatt direkt i kolven.

3. Vägenergiomvandlare enligt patentkrav 1, kännetecknad av att båda slangpumparna (18, 19) i ett par är placerade mellan arbetskolven (17) och flytkroppen (11), varvid nämnda ena ände av en slangpump (18) (17) och nämnda ena ände av den andra slangpumpen (19) är är fastsatt direkt i arbetskolven fastsatt i arbetskolven under förmedling av en rörelseöver- föringsanordning (l9A, 19B). 508 307 _7_

4. Vàgenergiomvandlare enligt något av patentkrav 1-3, kännetecknad av vid arbetscylinderns (16) ändar belägna avlastningspassageorgan styrda av arbetskolven (17) för att tillåta i huvudsak obehindrad vattenströmning förbi arbets- kolven när arbetskolven rör sig förbi ett förutbestämt läge vid nämnda ändar.