DE2750616A1 - Umlaufender energieumwandler und vorrichtung zur gewinnung von energie aus oberflaechenquellen - Google Patents

Umlaufender energieumwandler und vorrichtung zur gewinnung von energie aus oberflaechenquellen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen umlaufenden Energieumwandler mit einem mit einer Anzahl von Flügeln besetzten Flügelrad, der von durchströmender Luft antreibbar ist sowie eine Vorrichtung zur Gewinnung von Energie aus Oberflächenwellen, insbesondere Meereswellen.
Es ist bekannt, daß es möglich ist, Energie aus Oberflächenwellen, insbesondere Meereswellen, zu gewinnen, indem man die Wellen in einer Kammer, die vorzugsweise gegen die umgebende Luft offen ist, einen schwankenden Flüssigkeitspegel erzeugen lässt, um auf diese Weise Luft aus der Kammer zu verdrängen oder in sie aufzunehmen, wobei der dadurch erzeugte Luftstrom zum betreiben einer Turbine verwendet wird. Eine solche Kammer kann in einer schwimmenden Boje vorgesehen oder Teil einer größeren Schwimmkonstruktion bzw. einer im Seeboden verankerten meerestechnischen Konstruktion bzw. einer den Wellen zugänglichen Uferanlage sein.
Es ist natürlich notwendig, daß das Flügelrad einer solchen Vorrichtung während des Betriebes nur in einer Drehrichtung betrieben werden sollte, wenn die Gewinnung einer brauchbaren Leistung aus dessen Umdrehung von praktischer Bedeutung sein soll.
Ein Vorschlag dazu ist in der britischen Patentschrift 1 014 196 angegeben. Diese Patentschrift zeigt eine Anordnung, die eine Turbine einer Art benutzt, die in einander entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben wird, indem sie mit Luft aus einander entgegengesetzten axialen Richtungen beaufschlagt wird. Dies erfordert die Anordnung eines Klappenventils zur Regulierung des Luftstroms, derart, daß die Luft stets in der gleichen axialen Richtung durch das Flügelrad strömt und es dabei stets in der gleichen Drehrichtung antreibt. Das Vorhandensein einer Klappenventil-Anordnung benötigt einen unerwünscht komplizierten Aufbau und vermindert auch den Wirkungsgrad der Turbine.
Die Vorrichtung nach der britischen Patentschrift 1 449 740 vermeidet die Anwendung von Klappenventilen der oben beschriebenen Art durch die Verwendung einer Turbine mit schaufelartigen Flügeln, auf die der Luftstrom durch zu beiden Seiten an der Turbine angeordnete feste Leitflügeln aus beiden axialen Richtungen gelenkt wird, so daß die Turbine sich immer in die gleiche Richtung dreht. Eine solche Turbine hat eine relativ geringe Umfangsgeschwindigkeit, da die Geschwindigkeit der Flügel auf einen Wert begrenzt ist, der etwas geringer ist, als der des einwirkenden Luftstroms. Während diese Turbine z.B. als Energiequelle für ein Navigationslicht geeignet ist, ist sie dies weniger zur Erzeugung von Energie in einer Größenordnung, für die es sich lohnt, an die Küste übertragen zu werden. Insbesondere macht die geringe Umlaufgeschwindigkeit eine solche Vorrichtung für unerwünschte Unregelmäßigkeiten in der Leistung und sogar für Stillstand anfällig.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen umlaufenden Energieumwandler der eingangs genannten Art gegenüber herkömmlichen solchen Umwandlern zu verbessern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Flügel einen tragflächenartigen Querschnitt aufweist und mit seiner Nullauftriebs-Tragfläche senkrecht zur Flügelradachse befestigt ist, wobei in jeder axialen Richtung durch das Flügelrad strömende Luft eine Drehbewegung desselben in die stets gleiche Richtung bewirkt.
Wenn das Flügelrad eines solchen Umwandlers sich bewegt und eine in eine von den beiden axialen Richtungen gerichtete Luftströmung durch dieses vorhanden ist, so ergibt sich die Richtung der relativ zu einem Flügel einfallenden Luft, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. In dieser Figur 1 ist der Flügel im Querschnitt dargestellt und die Geschwindigkeit des gezeigten Teiles dieses Flügels sei V, wodurch nach Figur 1 ein wirksamer Luftstrom der Geschwindigkeit V in der zur Drehrichtung entgegengesetzten Richtung erzeugt wird. Wenn Luft mit einer Geschwindigkeit Utief1 axial nach unten durch das Flügelrad strömt, ist die resultierende Richtung der auf den Flügel einströmenden Luft gleich Itief1. Wenn Luft mit einer Geschwindigkeit Utief2 axial nach oben strömt, ist die Richtung der auf den Flügel einströmenden Luft gleich Itief2. Dadurch wird ein senkrecht zur einströmenden Luft gerichteter Auftrieb erzeugt; in der Figur 1 ist der von der abwärts strömenden Luft erzeugte Auftrieb mit Ltief1 und der von der aufwärts strömenden Luft erzeugte mit Ltief2 bezeichnet. Ltief1 und Ltief2 haben eine in der Rotationsebene des Flügels liegende Komponente, die mit der Drehrichtung des Flügels gleichgerichtet ist. Auf diese Weise wird das Flügelrad immer in die gleiche Richtung gedreht, ganz gleich wie die Axialkomponente der einströmenden Luft gerichtet ist.
Wenn das Flügelrad steht, beginnt es sich zu drehen, sobald ein Luftstrom in axialer Richtung auftritt. Dies liegt daran, dass die Flügel an ihrer Profilvorderkante einen größeren Krümmungsradius aufweisen, als an ihrer Profilhinterkante und die vom Luftstrom erzeugte Druckminderung an der Profilvorderkante auf eine größere Fläche wirkt als an der Profilhinterkante. Dieses Phänomän erzeugt nur eine geringe Kraft, aber sie reicht aus, das Flügelrad in Drehung zu versetzen, worauf der oben beschriebene Mechanismus zur Wirkung kommt. Es ist deshalb gut zu
Verstehen, daß ein verhältnismäßig dicker und stumpfer Flügel gute Selbststarteigenschaften haben wird. Jedoch wird ein dünner Flügel, der mit hoher Geschwindigkeit arbeiten kann, vorgezogen, da er einen wirksameren Rotor schafft. Das gegenwärtig vorgezogene Flügelprofil bezieht sich auf NACA 64/009, beispielsweise NACA 0009 und NACA 0012, wobei NACA die Abkürzung für "United States National Advisory Committee on Aeronautics" ist. Dies ist jedoch nur ein Beispiel von vielen ähnlichen Flügelprofilen, die benutzt werden können.
Der Ausfüllungsfaktor des Flügelrades, welcher als das Verhältnis zwischen der Fläche des Kreises, der von den Flügeln überstrichen wird und der Fläche, die von den Flügeln eingenommen wird, definiert ist, ist vorzugsweise kleiner als 0,5, vorzugsweise mindestens 0,3, höchstens aber 0,4.
Der Umwandler kann auf wenigstens einer Seite des Flügelrades Leitflügel haben. Vorzugsweise sind aber auf beiden Seiten des Flügelrades Leitflügel angeordnet. Durch solche Leitflügel wird die Luft veranlasst, im Wesentlichen senkrecht durch das Flügelrad zu strömen. Die Leitflügel können in Ebenen liegen, in denen auch die Flügelradachse liegt, jedoch sind sie vorzugsweise gegen diese in einem Winkel bis zu 30° geneigt. Die dem Flügelrad benachbarten Kanten der Leitflügel sind mehr in Drehrichtung des Flügelrades vorgestellt als die vom Flügelrad abgewandten Leitflügelkanten.
Der vorgeschlagene Energieumwandler ist vorteilhaft bei Vorrichtungen zur Gewinnung von Energie aus Oberflächenwellen, insbesondere Meereswellen, anwendbar. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dabei so ausgebildet, dass ein Begrenzer, der einen Bereich der Oberfläche des Wellenmediums abgrenzt, vorhanden ist, und daß ein umlaufender Energieumwandler mit einem, mit einer Anzahl von Flügeln besetzten Flügelrad, der von durchströmender Luft antreibbar ist, wobei jeder Flügel einen tragflügelartigen Querschnitt aufweist und mit seiner Nullauftriebs-Tragfläche senkrecht zur Flügelradachse befestigt ist, wobei in jede axiale Richtung durch das Flügelrad strömende Luft eine Drehbewegung desselben in die stets gleiche Richtung bewirkt, so angeordnet ist, dass er durch die von der im Bereich vorhandenen
Wellenbewegung erzeugten Luftbewegung angetrieben wird.
Vorzugsweise weist der Begrenzer Wände auf, die eine Kammer mit offenem Boden festlegen und steht der umlaufende Energieumwandler in Luftstromverbindung mit dieser Kammer.
Vorzugsweise ist der umlaufende Energieumwandler in einem, die Kammer mit der umgebenden Luft verbindenden Durchgang angeordnet. Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine im Meer schwimmfähige Boje auf, obwohl sie auch Teil einer Uferanlage, einer größeren Schwimmkonstruktion oder am Meeresboden befestigt sein kann. Die Vorrichtung wird vorzugsweise zur Elektrizitätserzeugung mittels eines vom Flügelrad angetriebenen elektrischen Generators benutzt, obwohl sie auch zum Antreiben einer Pumpe oder anderer geeigneter Energieumwandler verwendbar ist.
Wenn die Vorrichtung gerade arbeitet, hebt und senkt sich das eingegrenzte Wasser periodisch. Aufgrund dieser periodischen Bewegung des Wasserpegels strömt Luft durch das Flügelrad und bewirkt, daß sich dieses aufgrund der ihm eigenen erfindungsgemäßen Konstruktion bei jeder Richtung des Luftstroms in die gleiche Richtung dreht. Vorzugsweise ist der Umwandler in einer sich verengenden und wieder erweiternden Röhre angeordnet, wobei die Rotationsachse des Flügelrades mit der Röhrenachse zusammenfällt.
Der am Flügelrad erzeugte Auftrieb oder axiale Schub ist zu der augenblicklichen mittleren Axialgeschwindigkeit der durchströmenden Luft, wobei über den Querschnitt gemittelt ist, proportional, so dass die Luftsäule in der Bojenkammer eine lineare Dämpfung erfährt und damit auch die Auf- und Abbewegung der Boje selbst, die auf durch die Bojenmasse (die auch die Masse des eingefüllten Wassers umfasst), die Steifheit der Auf- und Abbewegung (vom Wasserlinien-Querschnitt der Boje herrührend), die oben definierte Dämpfung und die zyklische, das Heben und Senken störende Kraft des Wellensystems beeinflusst wird. Soweit das Wellensystem ein charakteristisches Spektrum von Wellenkomponenten unterschiedlicher Wellenlängen und Winkelgeschwindigkeiten hat, sollte die Eigenfrequenz der Auf- und Abschwingung der Boje der Wellenkomponente mit dem größten Produkt aus Energie und Auftrittswahrscheinlichkeit (über ein Jahr oder eine längere Periode) oder einer etwas größerer Eigenfrequenz als dieser entsprechen, so daß ein passender Kompromiß zwischen zwei Faktoren, nämlich Ausnutzung der Leistungsverstärkung durch Resonanz, wirksame Energiegewinnung aus den wahrscheinlicheren, aber weniger energiereichen hochfrequenten Wellen und ein hoher Unterdrückungsgrad für die Energie von nicht resonanten Sturmwellen niedriger Frequenz erhalten wird.
In einer noch zu beschreibenden Ausführungsform der Erfindung ist die optimale träge Masse der Boje größer als im tragfähigen Raum und in einem unter der Boje angebrachten Hilfskammer, die geflutet ist und an der das Ankertau befestigt ist, untergebracht werden kann. Die zusätzliche träge Masse ist dabei annähernd schwebend gemacht. Eine solche zusätzliche Masse, an der das Ankertau befestigt ist, kann dann auch die Einrichtung eines Wurfankers vorsehen, wobei die Kraft des Ankerkabels zu jede Zeit in Richtung Horizontale gezogen wird (so daß der Anker nicht von seiner erfassten Position gezogen wird) und Vorkehrung für begrenzte horizontale wie auch vertikale zyklische Bewegung der Boje, die der Wellentätigkeit zuzuschreiben ist, erlaubt ist.
Ein Satz Leitflügel ist vorzugsweise wenigstens auf einer Seite des mit der Kammer in Verbindung stehenden Flügelrades angeordnet. Dies deshalb, weil, wenn die Luft durch das Flügelrad in die Kammer gezogen wird, in ihr ein Wirbel erzeugt wird, so daß, wenn sie wieder aus der Kammer ausgestoßen wird, dieser Wirbel zum Weiterbestehen tendiert. Es ist deshalb günstig, den Wirkungsgrad des Flügelrades zu verbessern, indem dieser Effekt eliminiert oder wenigstens wesentlich reduziert wird.
Eine Anzahl von Bojen, wie sie oben beschrieben sind, können miteinander verbunden sein, um eine gerade oder gekrümmte Linie oder einen Ring zu bilden. Jedoch sind die Bojen wirksamer, wenn sie isoliert festgemacht sind und sie werden deshalb in einem Abstand von annähernd sechs Bojendurchmessern voneinander angeordnet.
Es kann günstig sein, eine Boje mit einer Anzahl umlaufender Energieumwandler, die mit parallelen Luftströmen arbeiten, auszurüsten. Dies würde es erlauben, das Luftvolumen zu erhöhen, während der Luftstrom über die Flügel eines jeden Flügelrades unter der Schallgeschwindigkeit gehalten wird. Diese Anordnung hat auch den Vorteil, dass der Strom zu einem oder mehreren der Umwandler abgeschaltet werden könnte, wenn die Wellenhöhe klein ist, wobei der Umfang von Spitzenströmungsraten, für welche es brauchbare Arbeitsleistung gibt, effektiv verdoppelt wird.
Zusätzlich kann es auch günstig sein, eine Anzahl von Umwandlern in Serie auf einer gemeinsamen Welle anzuordnen, um einen vergrößerten Druckabfall zu erreichen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus weiteren Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren im folgenden näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des umlaufenden Energieumwandlers, Figur 2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines umlaufenden Energieumwandlers nach der Erfindung, Figur 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach Figur 2, Figur 4 in einer Seitenansicht einen Umwandler, in dem das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 und 3 eingebaut ist und der in einer Boje befestigt ist, und Figur 5 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Boje nach der Erfindung.
Nach den Figuren 2 und 3 weist ein Umwandler 1 zwei fixierte Flügel 2 mit jeweils einem tragflügelartigen Querschnitt auf. Die Flügel sind so angeordnet, daß die Tragfläche mit Nullauftrieb (in Figur 3 waagrecht) in einer zur Achse des Flügelrades senkrechten Ebene liegt: das bedeutet, daß die Profilsehnen der Flügel zur Drehrichtung ausgerichtet sind.
Figur 4 zeigt die Vorrichtung nach den Figuren 2 und 3 auf einer Welle 3 eines elektrischen Generators 4 festgeschraubt. Der Generator ist in einer sich verengenden und wieder erweiternden Röhre 5 mittels dreier Leitflügel 6 befestigt. Der Generator ist in einer solchen Position montiert, daß das Flügelrad in der Röhre sich befindet. Eine weitere Anordnung von drei Leitflügeln 7 ist unter dem Flügelrad 1 in der Röhre befestigt. Die Leitflügel 6 und 7 dienen zur Reduzierung von Wirbeln in dem axial durch die Röhre strömenden Luftstrom. Solche Luftströme dienen, wie oben beschrieben, dazu, das Flügelrad zu drehen; das Flügelrad dreht dann die Welle 3, wodurch der Generator 4 Energie erzeugt, die in bekannter Weise abgenommen werden kann.
Figur 5 zeigt eine Boje 8, in welche die Anordnung nach Figur 4 eingebaut ist. Die Boje 8 ist quasispärisch ausgebildet und hat die oben beschriebene, sich verengende und wieder erweiternde Röhre 5 am oberen Ende sowie eine offene Basis 9. Die Boje ist aus einer Anzahl von Ausschnitten 10 aus faserverstärktem Material zusammengesetzt. Glasfasern oder andere starke Fasern und eine Matrix aus polymeren oder anorganischem Material sind geeignet. Letztlich sind einige der Abschnitte 10 im Inneren der Boje mit einem Schwimmkörper 11 ausgestattet. Die Schwimmkörper können aus Schaumstoff sein.
Die Boje 8 ist mittels starrer Teile 14 an einer Hilfskammer 12 befestigt. Diese Kammer ist zur Erhöhung der trägen Masse der Boje geflutet, wobei das Wasser durch einen Durchgang 13 eintritt. Da darüber hinaus die ganze Masse im wesentlichen durch das in der Kammer 12 enthaltende Wasser gebildet wird, schwebt sie im Wasser. Zur Unterstützung der Stabilität der Orientierung der benutzten Boje können Kappen 15 und 16 aus Schaumstoff und Gussmasse an der Kammer 12 vorgesehen sein. Weiter sind Beine 17 vorgesehen, so daß die Boje aufrecht am Boden stehen kann.
Wenn die Boje eingesetzt wird, wird sie an den gewünschten Ort geschleppt, die Kammer 12 geflutet und mittels Halteketten, die an der Kammer 12 angebracht sind, festgemacht. Wenn Wellen durch die Boje 8 gehen, schwingt die darin enthaltene Wassersäule und pumpt Luft entweder aufwärts oder abwärts durch die Röhre 5. Dadurch wird, wie oben beschrieben, das Flügelrad 1 veranlaßt sich zu drehen und damit der Generator 4 Elektrizität zu erzeugen.

Claims (29)

1. Umlaufender Energieumwandler mit einem mit einer Anzahl von Flügeln besetzten Flügelrad, der von durchströmender Luft antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (2) einen tragflächenartigen Querschnitt (Figur 1) aufweist und mit seiner Nullauftriebs-Tragfläche senkrecht zur Flügelradachse befestigt ist, wobei in jeder axialen Richtung durch das Flügelrad strömende Luft eine Drehbewegung desselben in die stets gleiche Richtung bewirkt.
2. Energieumwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfüllungsfaktor des Flügelrades kleiner als 0,5 ist.
3. Energieumwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfüllungsfaktor mindestens 0,3, höchstens aber 0,4 ist.
4. Energieumwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur zwei Flügel vorhanden sind.
5. Energieumwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Flügel ein nach NACA 64/0009 festgelegtes Profil hat.
6. Energieumwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel ein nach NACA 0009 oder NACA 0012 festgelegtes Profil hat.
7. Energieumwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Flügelrad angetriebener elektrischer Generator (4) vorhanden ist.
8. Energieumwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einer Seite des Flügelrades Leitflügel (6 oder 7) vorgesehen sind.
9. Energieumwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Flügelrades Leitflügel (6 und 7) vorgesehen sind.
10. Energieumwandler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel gegenüber Ebenen, in welchen die Flügelradachse liegt, in einem Winkel bis zu 30° geneigt sind.
11. Energieumwandler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel in Ebenen liegen, in denen auch die Flügelradachse liegt.
12. Energieumwandler nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator von den Leitflügeln getragen ist.
13. Vorrichtung zur Gewinnung von Energie aus Oberflächenwellen, insbesondere Meereswellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzer, der einen Bereich der Oberfläche des Wellenmediums abgrenzt, vorhanden ist, und daß ein umlaufender Energieumwandler mit einem, mit einer Anzahl von Flügeln besetzten Flügelrad, der von durchströmender Luft antreibbar ist, wobei jeder Flügel (2) einen tragflügelartigen Querschnitt aufweist und mit seiner Nullauftriebs-Tragfläche senkrecht zur Flügelradachse befestigt ist, wobei in jede axiale Richtung durch das Flügelrad strömende Luft eine Drehbewegung desselben in die stets gleiche Richtung bewirkt, so angeordnet ist, daß er durch die von der im Bereich vorhandenen Wellenbewegung erzeugte Luftbewegung angetrieben wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfüllungsfaktor des Flügelrades kleiner als 0,5 ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfüllungsfaktor mindestens 0,3, höchstens aber 0,4 ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nur zwei Flügel vorhanden sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel ein nach NACA 64/009 festgelegtes Profil hat.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel ein nach NACA 0009 oder NACA 0012 festgelegtes Profil hat.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, durch gekennzeichnet, daß ein vom Flügelrad angetriebener elektrischer Generator (4) vorhanden ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf zumindest einer Seite des Flügelrades Leitflügel (6 oder 7) vorgesehen sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Flügelrades Leitflügel (6 und 7) vorgesehen sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel gegenüber Ebenen, in welchen die Flügelradachse liegt, in einem Winkel bis zu 30° geneigt sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel in Ebenen liegen, in denen auch die Flügelradachse liegt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 19 und einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator von den Leitflügeln getragen ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer Wände aufweist, die eine Kammer mit offenem Boden festlegen und daß der umlaufende Energieumwandler in Luftstromverbindung mit dieser Kammer steht.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieumwandler in einem, die Kammer mit der umgebenden Luft verbindenden Durchgang angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Energieumwandler in einer sich verengenden und wieder erweiternden Röhre (5) angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine im Meer schwimmfähige Boje aufweist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der trägen Masse der Boje eine flutbare Hilfskammer vorgesehen ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003033824A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Seapower Pacific Pty Ltd Wave power generator
CN111550357A (zh) * 2020-05-13 2020-08-18 杭州巨浪能源科技有限公司 波浪能发电设备

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1574379A (en) * 1977-08-24 1980-09-03 English Electric Co Ltd Turbines and like rotary machines
US4302162A (en) * 1978-09-22 1981-11-24 Lipman Electric Company, Inc. Water pumping device
WO1981001174A1 (en) * 1979-10-17 1981-04-30 A Wells Wave energy apparatus
JPS56171677U (de) * 1980-05-22 1981-12-18
US4406586A (en) * 1980-11-13 1983-09-27 Roche Kerandraon Oliver Device to convert the energy of a fluid in motion
CH659851A5 (de) * 1981-06-05 1987-02-27 Escher Wyss Ag Turbine.
JPS58220973A (ja) * 1982-06-17 1983-12-22 Mitsubishi Electric Corp 往復流中で同一方向に回転するタ−ビン装置
JPS5981780U (ja) * 1982-11-24 1984-06-02 株式会社緑星社 波圧発電装置
CA2021226C (en) * 1989-07-17 1994-01-11 James B. Wulf High efficiency turboexpander
GB9022713D0 (en) * 1990-10-18 1990-11-28 Wells Alan A Wave power apparatus
GB9108152D0 (en) * 1991-04-17 1991-06-05 Applied Res & Tech Wave energy converter
GB9112537D0 (en) * 1991-06-11 1991-07-31 Haser Co Ltd Generator
GB9221917D0 (en) * 1992-10-19 1992-12-02 Applied Res & Tech Electric power generator
GB9323828D0 (en) * 1993-11-19 1994-01-05 Le Baigue Research Ltd Improvements in and relating to wind powered machines
GB2298681B (en) * 1993-11-19 1997-07-09 Le Baigue Research Ltd Blade profile for wind turbine
AUPO361396A0 (en) * 1996-11-14 1996-12-12 Energetech Australia Pty Limited Parabolic wave focuser & double ended aerofoil turbine
GB9701818D0 (en) 1997-01-29 1997-03-19 Applied Res & Tech Wave energy converter
NL1005542C2 (nl) * 1997-03-14 1998-09-15 Zakaria Khalil Doleh Inrichting voor de conversie van energie uit de verticale beweging van zeewater.
US6784566B2 (en) * 2001-01-25 2004-08-31 Robert Nason Thomas Coupled vortex vertical axis wind turbine
US6756695B2 (en) 2001-08-09 2004-06-29 Aerovironment Inc. Method of and apparatus for wave energy conversion using a float with excess buoyancy
AU2002328217B2 (en) * 2001-09-17 2005-09-22 Clean Current Limited Partnership Underwater ducted turbine
CA2481820C (en) * 2004-09-17 2009-09-01 Clean Current Power Systems Incorporated Flow enhancement for underwater turbine generator
US7762776B2 (en) * 2006-03-14 2010-07-27 Siegel Aerodynamics, Inc. Vortex shedding cyclical propeller
US8206113B2 (en) * 2006-06-02 2012-06-26 Ryynaenen Seppo Method and apparatus for converting marine wave energy by means of a difference in flow resistance form factors into electricity
US7686583B2 (en) * 2006-07-10 2010-03-30 Siegel Aerodynamics, Inc. Cyclical wave energy converter
GB2440344A (en) 2006-07-26 2008-01-30 Christopher Freeman Impulse turbine design
DE102006057383A1 (de) 2006-12-04 2008-06-05 Voith Patent Gmbh Turbinenanlage zum Nutzen von Energie aus Meereswellen
DE102007059038B3 (de) 2007-12-06 2009-06-04 Voith Patent Gmbh Wells-Turbine mit passiver Rotorblattverstellung
US20100283248A1 (en) * 2009-02-20 2010-11-11 Moffat Brian L Venturi based ocean wave energy conversion system
US8925313B2 (en) * 2008-02-22 2015-01-06 Brian Lee Moffat Wave energy conversion apparatus
AU2010348973B2 (en) 2010-03-22 2015-07-09 Dresser-Rand Company Energy conversion system with self-rectifying radial flow turbine and method
AU2011245011B2 (en) 2010-04-30 2014-03-06 Clean Current Limited Partnership Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator
DE102011100756B3 (de) * 2011-05-06 2012-08-02 Voith Patent Gmbh Turbinenanlage zum Nutzen von Energie aus Meereswellen
DE102011114512B3 (de) * 2011-09-29 2012-12-27 Voith Patent Gmbh Turbinenanlage zum Ausnutzen von Energie aus dem Meer
PT106943A (pt) 2013-05-16 2014-11-17 Inst Superior Técnico Turbina de ar para aplicações em aproveitamentos de energia das ondas
US8745981B1 (en) * 2013-10-10 2014-06-10 John Clark Hanna Ocean powered take-off for multiple rotary drives
JP6354051B2 (ja) * 2014-04-16 2018-07-11 国立大学法人 東京大学 波力発電タービン
RU2742012C2 (ru) 2015-02-12 2021-02-01 Хайдроукайнетик Энерджи Корп Однонаправленная гидрокинетическая турбина (варианты) и ограждение для такой турбины
PT109624B (pt) 2016-09-22 2021-06-04 Inst Superior Tecnico Sistema de conversão de energia em escoamentos alternados bidirecionais e o seu método de funcionamento

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1014196A (en) * 1961-11-24 1965-12-22 Ryokuseisha Kk Buoy devices for utilising wave energy
US3912938A (en) * 1974-01-25 1975-10-14 Gregory D Filipenco Electrical stations operated by waves
GB1449740A (en) * 1974-03-27 1976-09-15 Babintsev I A Apparatus for converting sea wave energy into electrical energy
US4271668A (en) * 1979-10-17 1981-06-09 Mccormick Michael E Counter-rotating wave energy conversion turbine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR540347A (fr) * 1921-01-12 1922-07-08 Dispositif de production d'énergie à l'aide d'hélices coaxiales actionnées par un fluide en mouvement
FR604390A (fr) * 1925-10-09 1926-05-03 Leblanc Vickers Maurice Sa Turbine à axe de rotation transversal à la direction du courant
GB745084A (en) * 1953-07-07 1956-02-22 Alan Victor Rhead Improvements in or relating to apparatus for utilizing wave energy
US3064137A (en) * 1960-05-11 1962-11-13 Thiokol Chemical Corp Power generator actuated by wave motion
IT1031869B (it) * 1974-02-20 1979-05-10 Ricafranca Romulo M Procedimento ed apparecchiatura per convertire un moto ondoso in energia utilizzabile
JPS5617547B2 (de) * 1974-04-22 1981-04-23
FR2278043A1 (fr) * 1974-07-08 1976-02-06 Serals Engineering Systeme d'alimentation et de climatisation d'un centre de trai tement informatique
US3988592A (en) * 1974-11-14 1976-10-26 Porter William H Electrical generating system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1014196A (en) * 1961-11-24 1965-12-22 Ryokuseisha Kk Buoy devices for utilising wave energy
US3912938A (en) * 1974-01-25 1975-10-14 Gregory D Filipenco Electrical stations operated by waves
GB1449740A (en) * 1974-03-27 1976-09-15 Babintsev I A Apparatus for converting sea wave energy into electrical energy
US4271668A (en) * 1979-10-17 1981-06-09 Mccormick Michael E Counter-rotating wave energy conversion turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003033824A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Seapower Pacific Pty Ltd Wave power generator
CN111550357A (zh) * 2020-05-13 2020-08-18 杭州巨浪能源科技有限公司 波浪能发电设备

Also Published As

Publication number Publication date
FR2370875B1 (de) 1982-02-12
IE45839B1 (en) 1982-12-15
NL7712434A (nl) 1978-05-17
GB1595700A (en) 1981-08-12
NL184852C (nl) 1989-11-16
SE7712797L (sv) 1978-05-14
US4221538A (en) 1980-09-09
IE45839L (en) 1978-05-13
JPS6211188B2 (de) 1987-03-11
FR2370875A1 (fr) 1978-06-09
JPS5392060A (en) 1978-08-12
SE445756B (sv) 1986-07-14

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