DE3941973A1 - Wave-powered energy plant - has controlled flaps for periodic closure of peripheral drum chambers around rotational shaft - Google Patents

Abstract

The energy plant allows the wave movement to be converted into a rotation using a series of drum chambers, supported by a common rotation shaft. Each drum chamber has a slit through which water can enter, with double sealing flaps (3, 4) for periodically blocking the individual chambers. The sealing flaps, are controlled so that the ingress of water and the contained air ensure continuous rotation of the shaft. The space enclosed by the inside walls (1) of the drum chambers pref. comprises a hollow chamber acting as a float. ADVANTAGE - High energy efficiency.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung von Wasserwellenhubenergie in Rotationsenergie, wie sie im Patent (Patentanmeldung P 39 04 442.4-15) bereits beschrieben worden ist. Mit einer derartig ausgestalteten Anlage läßt sich die Hubbewegung von Wellen, die zu einer Rotation der einen Richtung durch das einströmende bzw. ausströmende Wasser in Verbindung mit dem Klappenmechanismus führt, umwandeln in eine bspw. elektrische Energie.The invention relates to a device for converting Water wave stroke energy in rotational energy, as in the patent (Patent application P 39 04 442.4-15) has already been described. With such a system, the lifting movement can of waves that cause a rotation of one direction through the inflowing or outflowing water in connection with the Flap mechanism leads to convert into an electrical, for example Energy.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Einrichtung weiter zu verbessern, um damit die Energieausbeute zu erhöhen.The present invention is based on the object Facility to further improve, thereby increasing energy yield increase.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen im Kennzeichen des Anspruchs 1.This task is solved with the characteristics in the indicator of the Claim 1.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß zusätzlich zu dem Energieteil, der durch den Wellenhub direkt auf die Trommelkammern einwirkt und zu einer Drehbewegung der Einrichtung führt, noch durch ein die Trommelkammern umgebendes Gehäuse ein Druckpolster erzeugt wird, das im wesentlichen nur unter Beaufschlagung der Dichtungsklappen sich beim Anstieg der Welle verringern kann und damit eine zusätzliche Bewegungskomponente auf die Einrichtung übertragen wird, so daß eine verbesserte Rotation der Trommelkammern möglich ist und damit auch die Energieausbeute insgesamt erhöht werden kann.The essential idea of the invention is to be seen in the fact that in addition to the energy part that is directly due to the wave stroke the drum chambers acts and causes a rotary movement of the Device still leads through a surrounding the drum chambers Housing creates a pressure pad that is essentially only by applying the sealing flaps as the Can reduce wave and thus an additional Movement component is transferred to the device so that an improved rotation of the drum chambers is possible and thus the overall energy yield can also be increased.

Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Refinements preferably result from the subclaims.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren, die skizziert die erfindungsgemäße Einrichtung beim Ansteigen der Welle (Fig. 1) bzw. Fallen der Welle (Fig. 2) zeigen.The invention will be shown below with reference to the figures, which outline the device according to the invention when the shaft rises ( FIG. 1) or the shaft falls ( FIG. 2).

Zunächst sei der Zustand in Fig. 1 betrachtet.The state in FIG. 1 is first considered.

Wie bereits in der vorausgegangenen Patentanmeldung im einzelnen dargelegt, besteht die Einrichtung im wesentlichen aus auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordneten Trommelkammern, die jeweils eine Trommelinnenwand 1, eine Trommelaußenwand 2 aufweisen sowie zwischen diesen beiden Wänden vorgesehene Dichtungsklappen 3 und 4. Die an der Trommelinnenwand vorgesehenen Dichtungsklappen sind starr angeordnet und weisen in Richtung auf die Trommelaußenwand, wie in der Figur ersichtlich. Andererseits sind die an der Trommelaußenwand vorgesehenen Dichtungsklappen 4 mit Schwimmkörpern 5 versehen und weisen Rinnen 6 auf, so daß hier durch den Auftrieb im Wasser bzw. das Gegengewicht des Wassers in der Rinne ein Schließen oder Öffnen der Klappen erfolgen kann, wie dies ebenfalls aus der Zeichnung ersichtlich ist. Beim Wellenhub, und hier sei auf die Fig. 1 verwiesen, steigt das Wasser an, dabei schließen sich die Klappen 4 und die Trommel wird durch diese ansteigende Bewegung des Wassers in Umdrehung versetzt. Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Klappen 4 offen, so daß hier kein wesentlicher Widerstand des Wassers entgegengesetzt wird. lm Unterschied zu der vorausgegangenen Patentanmeldung sind bei der jetzigen Anmeldung die Trommelkammern in einem Gehäuse angeordnet, das unten offen ist, während der eine Teil, der in der Figur mit 8 bezeichnet ist, am oberen Bereich der Trommelaußenwand anliegt. Hier sind Dichtungen 10 vorgesehen. Außerdem ist das Gehäuseteil 8 durch eine Klappe 9 verschließbar. Steigt nun, wie in der Fig. 1 ersichtlich, die Welle an und führt zu einer Bewegung der Trommel, so wird gleichzeitig, da die Klappe 9 verschlossen ist, die in dem Gehäuse 8 bzw. der Druckkammer 14 befindliche Luft bis zu einem gewissen Grad komprimiert und kann nun, da sich die Trommel weiterdreht, lediglich durch zusätzliche Einwirkung auf die Klappen 3, 4 dann ausströmen, wenn die einzelne Trommelkammer sich an den Dichtungen 10 vorbeibewegt hat und in den Bereich des Öffnungsspaltes 16 gelangt. Dort kann die in der Kammer befindliche Luft dann über den Schlitz 15 entweichen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß damit zusätzlich zu der Hubenergie durch die Welle selbst eine Unterstützung der Drehbewegung durch die ausströmende Luft erreicht wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses befindet sich das Gehäuseteil 12. Hier sind etwa in halber Höhe des maximalen Wellenhubes Klappen 11 vorgesehen, und zwar zwischen der Gehäuseinnenwand und der Trommelaußenwand.As already explained in detail in the previous patent application, the device essentially consists of drum chambers arranged side by side on a common axis, each of which has an inner drum wall 1 , an outer drum wall 2 and sealing flaps 3 and 4 provided between these two walls. The sealing flaps provided on the inside wall of the drum are arranged rigidly and point towards the outside wall of the drum, as can be seen in the figure. On the other hand, the sealing flaps 4 provided on the drum outer wall are provided with floating bodies 5 and have channels 6 , so that here the flaps can be closed or opened by the buoyancy in the water or the counterweight of the water in the channel, as can also be seen in FIG Drawing can be seen. During the wave stroke, and here reference is made to FIG. 1, the water rises, the flaps 4 close and the drum is set in rotation by this increasing movement of the water. On the opposite side, the flaps 4 are open, so that there is no substantial resistance to the water. In contrast to the previous patent application, in the current application the drum chambers are arranged in a housing which is open at the bottom, while the part which is designated by 8 in the figure rests on the upper region of the outer drum wall. Seals 10 are provided here. In addition, the housing part 8 can be closed by a flap 9 . If, as can be seen in FIG. 1, the shaft rises and leads to a movement of the drum, at the same time, since the flap 9 is closed, the air in the housing 8 or the pressure chamber 14 is to a certain extent compressed and can now, since the drum continues to rotate, flow out only by additional action on the flaps 3 , 4 when the individual drum chamber has moved past the seals 10 and reaches the area of the opening gap 16 . There, the air in the chamber can then escape through the slot 15 . It is readily apparent that in addition to the lifting energy by the shaft itself, the rotational movement is supported by the outflowing air. The housing part 12 is located on the opposite side of the housing. Flaps 11 are provided approximately halfway up the maximum shaft stroke, namely between the inner wall of the housing and the outer wall of the drum.

Wie sich aus der Fig. 1 ergibt, sind diese Klappen bei steigendem Wasser geöffnet, so daß das Wasser hier auf dieser Seite ebenfalls ansteigen kann.As can be seen from FIG. 1, these flaps are open when the water rises, so that the water can also rise here on this side.

Betrachtet man nun aber die Fig. 2, so ist dargestellt die Situation, wenn die Welle wieder abwärts geht. ln diesem Moment ist einerseits die Klappe 9 geöffnet, so daß hier Luft nachströmen kann und damit kein Unterdruck auf dieser Seite des Gehäuses entsteht. Durch die Öffnung 13 kann auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite ständig Luft nachströmen, so daß auch hier ungehindert das Wasser absinken kann. Allerdings schließen allein durch das Gewicht des Wassers die Klappen 11, so daß eine gewisse Wassermenge oberhalb dieser Klappen sich staut. Da diese Wassermenge ebenfalls abfließen will, strömt sie in die sich vorbeibewegenden Kammern ein und kann dann aufgrund der Abdeckung 17 erst unterhalb der Klappen wieder aus den einzelnen Kammern ausströmen. Auf diese Weise wird durch das Wassergewicht selbst ebenfalls eine Bewegungskomponente auf die Trommel aufgegeben, die insgesamt zu einer weiteren Drehung führt.If one now looks at FIG. 2, the situation is shown when the wave goes down again. At this moment, on the one hand, the flap 9 is open, so that air can flow in here and thus no negative pressure is created on this side of the housing. Air can continuously flow in through the opening 13 on the opposite side of the housing, so that the water can sink freely here as well. However, the flaps 11 close solely due to the weight of the water, so that a certain amount of water accumulates above these flaps. Since this amount of water also wants to flow away, it flows into the chambers moving past and can then flow out of the individual chambers again only below the flaps due to the cover 17 . In this way, the water weight itself also gives up a movement component to the drum, which overall leads to a further rotation.

Aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 bzw. den obigen Darlegungen ist somit ersichtlich, daß zusätzlich zu der Hubbewegung der Wellen, hier auch noch die Strömungsenergie der Luft sowie das Gewicht des Wassers selbst für die Erzeugung der Rotationsbewegung ausgenutzt wird, so daß insgesamt nicht nur eine Vergleichmäßigung der Rotation, sondern auch eine Erhöhung der auszunutzenden Energie möglich geworden ist.From the comparison of FIGS. 1 and 2 or the above explanations, it can thus be seen that in addition to the stroke movement of the waves, here also the flow energy of the air and the weight of the water itself is used for generating the rotational movement, so that overall not only an equalization of the rotation, but also an increase in the energy to be used has become possible.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Umwandlung von Wasserwellenhubenergie in Rotationsenergie, wobei mehrere auf einer gemeinsamen Welle angeordnete Trommelkammern vorgesehen sind, die jeweils eine, die Welle umgebende Trommelinnenwand und eine koaxial dazu angeordnete Trommelaußenwand aufweisen mit mehreren in der Trommelaußenwand über den Umfang verteilte, dem Ein- bzw. Auslaß des Wassers dienenden Längsschlitzen, sowie mit zwischen der Trommelaußenwand und der Trommelinnenwand befindlichen, jedem Längsschlitz zugeordnete Doppeldichtklappen, deren Schwenkachsen in Längsrichtung der Trommel koaxial zur Welle verlaufen und die jeweils mit den Trommelwänden den Trommelinnenraum in Kammern so unterteilen, daß jeder einzelnen Trommelkammer ein Längsschlitz zugeordnet ist, wobei die an der Trommelaußenwand angelenkten Klappen an ihrer Rückseite Schwimmkörper aufweisen und im Bereich ihrer Anlenkung verlängert sind und an der Verlängerung sich mit Wasser füllende als Gegengewicht dienende koaxial zur Schwenkachse verlaufende Rinnen aufweisen nach Patent (Patentanmeldung P 39 04 442.4-15), dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtklappen (3) an der Trommelinnenwand (1) zur Trommelaußenwand weisend, starr angeordnet sind und daß die Trommelkammern insgesamt von einem nach unten offenen, den Wellenhub aufnehmenden Gehäuse (8, 12) umgeben sind, wobei dieses Gehäuse einerseits (8) am oberen Bereich der Trommelkammern oberhalb des maximalen Wellenhubes weitgehend dichtend an der Trommelaußenwand (2) anliegt und dadurch ein verschließbarer Druckraum geschaffen wird, in dessen Inneren durch das ansteigende Wasser eine Druckerhöhung der verbleibenden Restluft erfolgt und andererseits (12) mit der Trommelaußenwand einen zur Atmosphäre offenen Raum bildet, in dem zwischen Gehäuseinnenwand und Trommelaußenwand etwa in halber Höhe des maximalen Wellenhubes, durch steigendes Wasser sich öffnende Dichtklappen (11) angeordnet sind.1.Device for converting water wave stroke energy into rotational energy, wherein a plurality of drum chambers arranged on a common shaft are provided, each having a drum inner wall surrounding the shaft and a drum outer wall arranged coaxially therewith, with a plurality of the inlet and outlet walls distributed in the outer drum wall The outlet of the water-serving longitudinal slots, as well as with double sealing flaps located between the outer drum wall and the inner drum wall and assigned to each longitudinal slot, the pivot axes of which extend coaxially to the shaft in the longitudinal direction of the drum and which each divide the drum interior into chambers with the drum walls in such a way that each individual drum chamber Longitudinal slot is assigned, wherein the flaps hinged to the outer drum wall have floats on their rear side and are extended in the region of their articulation and on the extension they serve as a counterweight that fills with water According to patent (patent application P 39 04 442.4-15), channels running axially to the swivel axis have, characterized in that the sealing flaps ( 3 ) on the inner drum wall ( 1 ) are rigidly arranged facing the outer drum wall and that the drum chambers are open from the bottom , the shaft stroke receiving housing ( 8 , 12 ) are surrounded, this housing on the one hand ( 8 ) on the upper area of the drum chambers above the maximum shaft stroke largely sealingly against the outer drum wall ( 2 ) and thereby creating a closable pressure chamber, inside of which the rising water increases the pressure of the remaining air and, on the other hand, ( 12 ) forms a space open to the atmosphere with the drum outer wall, in which sealing flaps ( 11 ) opening due to rising water are arranged between the housing inner wall and the outer drum wall at about half the maximum wave stroke. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Trommelinnenwand (1) umschlossene Raum als Schwimmkörper (Auftriebskörper) dient.2. Device according to claim 1, characterized in that the space enclosed by the inner drum wall ( 1 ) serves as a floating body (buoyancy body). 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Trommelaußenwand (2) zugewandten lnnenwand des einen Gehäuseteiles (8) mit der Trommelaußenwand (2) zusammenwirkende Dichtungen (10) angeordnet sind.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that in the drum outer wall ( 2 ) facing inner wall of a housing part ( 8 ) with the drum outer wall ( 2 ) cooperating seals ( 10 ) are arranged. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Gehäuseteil (8) eine Entlüftungsklappe (9) aufweist, die beim Wellenhub zur Erhöhung des Druckes im Druckraum (14) schließt und beim Absenken der Welle sich öffnet, um Luft in den Druckraum (14) einströmen zu lassen und daß in dem anderen Gehäuseteil (12) eine ständig offene Entlüftung (13) vorgesehen ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the one housing part ( 8 ) has a ventilation flap ( 9 ) which closes during the shaft stroke to increase the pressure in the pressure chamber ( 14 ) and opens when the shaft is lowered to Allow air to flow into the pressure chamber ( 14 ) and that a constantly open vent ( 13 ) is provided in the other housing part ( 12 ). 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelaußenwand (2) unterhalb der Klappen (11) über einen Teilumfang abgedeckt ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer drum wall ( 2 ) below the flaps ( 11 ) is covered over a partial circumference.