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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE4134692 A1
Publication typeApplication
Application numberDE19914134692
Publication date21 May 1992
Filing date21 Oct 1991
Priority date21 Oct 1991
Publication number19914134692, 914134692, DE 4134692 A1, DE 4134692A1, DE-A1-4134692, DE19914134692, DE4134692 A1, DE4134692A1, DE914134692
InventorsFritz Ehlke
ApplicantFritz Ehlke
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Wave-powered electrical generation plant - has floats used to drive reciprocating piston air compressors
DE 4134692 A1
Abstract
The generation plant has a frame (2) extending between or among pontoons (1), supporting reciprocating piston air compressors (3) controlled via floats (8) which move up and down with the sea level. Pref. the cylindrical reciprocating floats can run along vertical guide rails (10) via attached rollers (9), each coupled directly to a piston rod (5) of a respective air compressor, the guide rails (10) being joined together at their bottom ends, for improved stability. The top of the frame may have solar panels for additional energy generation. ADVANTAGE - Prevents environmental pollution.
Claims(6)  translated from German
1. Meereswellen-Kraftwerk, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Maschinenraum ( 2 ) der zwei oder mehrere Schwimmkörper ( 1 ) überspannt, Kolben-Luftverdichter ( 3 ) aufgestellt sind, die durch Schwimmer ( 8 bzw. 15 ), welche von den Meereswellen auf und ab bewegt werden, über Verbindungs- und Kolbenstangen ( 6 und 5 ) betätigt werden. 1. An ocean wave power plant, characterized in that in a machine room (2) spanning two or more floating body (1), piston air compressor (3) are set up by float (8 or 15) formed on the ocean waves and be moved up and down, via connecting and piston rods (6 and 5) are operated.
2. Meereswellen-Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen oder kastenförmigen Schwimmer ( 8 ) in einem Schienengerüst ( 10 ), welches am Boden des Maschinenraumes ( 2 ) aufgehängt ist, mittels Rollen ( 9 ) in senkrechter Richtung geführt werden. 2. An ocean wave power plant according to claim 1, characterized in that the cylindrical or box-shaped float (8) are guided in a rail structure (10) which is suspended at the bottom of the engine room (2), by means of rollers (9) in the vertical direction.
3. Meereswellen-Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer ( 15 ) in einem gabelförmigen Gestänge ( 16 ) an einer waagerecht zwischen den Schwimm körpern ( 1 ) angeordneten Achse ( 17 ) gelagert sind und mit ihrer durch die Wellen erzeug ten Auf- und Abbewegung über Verbindungsstangen ( 6 ) und Kolbenstangen ( 5 ) die Luft verdichter ( 3 ) im Maschinenraum ( 2 ) betreiben. Th 3. sea wave power plant according to claim 1, characterized in that the float (15) in a bifurcated linkage (16) are rotatably arranged on a horizontal bodies between the float (1) axis (17) and prod with their through the waves up and down movement by means of connecting rods (6) and piston rods (5) to operate the air compressor (3) in the engine room (2).
4. Meereswellen-Kraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderböden ( 12 ) der Kolbenverdichter ( 3 ) im Zylinder beweglich sind und in ihrem Abstand zum Kolben ( 4 ) durch hydraulische oder mechanische Vorrichtungen ( 13 ) verstell bar angeordnet sind. 4. arranged sea-wave power plant according to claims 1 to 3, characterized in that the cylinder bases (12) of the piston compressor (3) in the cylinders are movable, and in its distance from the piston (4) by hydraulic or mechanical means (13) adjustable bar are.
5. Meereswellen-Kraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Oberdeck des Maschinenraumes ( 2 ) eine Solaranlage ( 14 ) zur Stromerzeugung in stalliert ist. 5. An ocean wave power plant according to claims 1 to 4, characterized in that on the upper deck of the engine room (2) is a solar system (14) for electricity generation in installed.
6. Meereswellen-Kraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Erhöhung der Leistung auch mit einer Brennkraft-Turbinenanlage zur Stromer zeugung ausgerüstet ist, in welcher die durch die Meereswellen erzeugte Druckluft anstelle der Druckluft aus der Verdichterstufe der Turbine zum Betreiben der Turbine genutzt wird. 6. An ocean wave power plant according to claims 1 to 5, characterized in that it is equipped for increasing the performance even with a combustion-turbine system to Stromer generation, in which the compressed air generated by the sea waves instead of the compressed air from the compressor stage of the turbine for operating the turbine is used.
Description  translated from German

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Erzeugung von Elektroenergie aus der Energie der Meereswellen. The field of application of the invention is the generation of electric energy from the energy of sea waves.

Eine Recherche in den Patentklassen EO2B 9/08 und FO3B 13/14 ergab, daß Wellenkraftanlagen bekannt sind, bei welchen die Wellenkraft direkt in horizontal oder vertikal angeordneten Wasserturbinen genutzt werden sollen. A search of the patent classes EO2B 9/08 and 13/14 FO3B showed that wave power plants are known in which the wave force to be used directly in horizontally or vertically arranged water turbines. Es werden auch durch Schwimmer betätigte Pumpwerke beschrieben, bei welchen Wasser auf eine höhere Ebene gepumpt wird, welches anschließend zum Antrieb von Wasserturbinen mit Generatoren genutzt werden soll. There are also described by float-operated pumping stations, in which water is pumped to a higher level, which will then be used to drive water turbines generators.

Es wurde auch vorgeschlagen, eine durch die Wellenbewegung erzeugte Hin- und Herpendelung von Schwimmern über Gestänge und eine Achse in eine Drehbewegung zu verwandeln und damit Maschinen anzutreiben. It has also been proposed to transform a wave motion generated by the way Herpendelung of swimmers by arm and an axis in a rotational movement and thus to drive machines.

Die beschriebenen Wege zur Erzeugung von Elektroenergie haben sich nicht durchgesetzt. The ways of producing electric energy described have not prevailed.

Zur Erzeugung von Elektroenergie sind in der Hauptsache Kraftwerke auf der Basis von Steinkohle, Braunkohle, Gas, Erdöl, Wasserkraft und Atomenergie im Einsatz. For the generation of electric energy are mainly power plants based on coal, brown coal, gas, oil, hydro and nuclear in use.

Wasserkraft steht für Kraftwerke in sehr beschränktem Umfang zur Verfügung. Hydroelectric power plants is a very limited extent. Kohlekraftwerke verursachen durch die starke Rauch- und Abgasentwicklung eine große Umweltverschmutzung, wobei auch die Gewinnung der Kohle, besonders der Rohbraunkohle, Umweltschäden verursacht. Coal-fired power plants are responsible for the strong smoke and gas development, a large pollution, wherein the extraction of coal, especially the raw lignite, environmental damage. Auch Ölkraftwerke erzeugen schädliche Abgase. Even oil-fired power plants produce harmful emissions. Die Atomkraftwerke haben den Nachteil, daß auftretende Havarien eine Strahlenverseuchung der Umwelt hervorrufen können. The nuclear power plants have the disadvantage that occurring accidents can cause radiation contamination of the environment.

Als alternative Energieerzeugungsanlagen sind Windkraftanlagen, Gezeitenkraftwerke, Solarstromanlagen und auch Sonnenenergie-Kraftanlagen bekannt, bei welchen die Sonnenenergie über Spiegel auf Dampferzeuger gerichtet wird. As an alternative energy generation plants wind turbines, tidal power, solar power systems and solar energy power plants are known in which the sun's energy is directed to the steam generator via mirrors. Diese Lösungen können aber nur einen geringen Teil der benötigten Elektroenergie decken. These solutions can, however, cover only a small portion of the required electric energy.

Der Zweck, der durch die Erfindung erreicht werden soll, besteht darin, auf ökologischer und ökonomischer Basis Elektroenergie auch aus der Energie der Meereswellen zu erzeugen. The purpose of that is to be achieved by the invention is to produce on an ecological and economic basis electric energy also from the energy of sea waves. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein System von Schwimmern gelöst, die von den Meereswellen abwechselnd gehoben und gesenkt werden und über Verbindungs- und Kolbenstangen Kolben-Luftverdichter betreiben. According to the invention this object is achieved by a system of floats, which are alternately raised and lowered by the waves and operate the connecting rods and piston air compressor. Die so erzeugte Druckluft wird in Kesseln gespeichert und dann zum Antrieb von Stromerzeugungsanlagen genutzt. The compressed air produced is stored in tanks and then used to power electricity plants.

Damit der erzeugte Luftdruck bei unterschiedlicher Wellenhöhe etwa gleich bleibt, sind die Zylinderböden in den Luftverdichtern oben und unten hydraulisch oder mechanisch in ihrer Entfernung zum Kolben möglichst automatisch, vom erzeugten Luftdruck abhängig, verstellbar angeordnet. Thus, the generated air pressure at different wave height is approximately equal, the cylinder bases in the air compressors are hydraulically or mechanically automatically up and down as possible in their distance from the piston, the generated air pressure dependent, adjustable arranged.

Zur Erhöhung der Leistung bei Bedarf kann auch der Betrieb einer Brennkraftturbine mit der vorhandenen Druckluft auf Ölbasis zum Antrieb von Generatoren vorgesehen werden. To increase the power, if required, the operation of the combustion turbine with the compressed air existing oil-based for driving generators may be provided.

An den Tagen mit geringer Wellenbewegung ist häufig mit Sonnenschein zu rechnen. On days with low wave motion is often expected to sunshine. Deshalb soll die obere Plattform des Meereswellen-Kraftwerkes mit Solarzellen zur Stromerzeugung ausgelegt werden. Therefore, the upper deck of the ocean wave power plant to be designed with solar panels to generate electricity.

Das Meereswellen-Kraftwerk wird zweckmäßig in Ufernähe in mäßiger Wassertiefe so verankert, daß es durch Antriebsaggregate, die in den Endschwimmkörpern untergebracht werden, immer günstig in den Wind bzw. gegen die Wellen gedreht werden kann. The ocean wave power plant is suitably anchored near the shore at a moderate depth of water so that it can always be rotated by low power units, which are housed in the Endschwimmkörpern in the wind and the waves. Der erzeugte Strom wird durch ein Kabel an eine Übernahmestation geleitet, die sich an Land befindet. The generated electricity is passed through a cable to a transfer station, which is located on land. Zur Durchführung von Versuchen kann zunächst ein ausgedientes Schiff mit einer entsprechenden Anlage ausgerüstet werden. To conduct the experiments can initially be equipped a disused ship with appropriate equipment.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden. The invention will be explained in the following two examples.

In den zugehörigen Zeichnungen der Variante 1 zeigen: In the accompanying drawings of variant 1 show:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Meereswellen-Kraftwerk mit senkrecht stehenden Schwimmern, Fig. 1 shows a longitudinal section through the ocean wave power station with vertical floats,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Kraftwerk, Fig. 2 shows a cross section through the power plant,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schwimmeranordnung. Fig. 3 is a plan view of the float assembly.

In den Zeichnungen der Variante 2 zeigen: In the drawings, the variant 2 show:

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Meereswellen-Kraftwerk mit waagerecht liegenden Schwimmern, Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the ocean wave power plant with horizontal floats,

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Kraftwerk, Fig. 5 is a cross-sectional view of the power plant,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Schwimmeranordnung. Fig. 6 is a plan view of the float assembly.

Erläuterung der Variante 1, Fig. 1 bis 3 Explanation of variant 1, Fig. 1 to 3

In dem Meereswellen-Kraftwerk ist über Schwimmkörpern 1 in angemessener Höhe über dem Wasser ein Maschinenraum 2 angeordnet, in dem Kolben-Luftverdichter 3 aufgestellt sind. In the ocean wave power plant, a machine room 2 is about 1 floats in an appropriate height above the water disposed are placed in the piston air compressor 3. Die Kolben 4 der Luftverdichter 3 sind über Kolbenstangen 5 und Verbindungsstangen 6 mit den durch die Wellen auf- und abbewegten Schwimmern 8 verbunden. The piston 4 of the air compressor 3 are connected by rods 5 and 6 with the connecting rods moved up and down by the waves 8 swimmers. Die Schwimmer bestehen aus zylindrischen oder rechteckigen Hohlkörpern, die mittels Rollen 9 und Führungsschienen 10 in ihrer senkrechten Bewegungsrichtung geführt werden. The floats are made of cylindrical or rectangular hollow bodies, which are guided by rollers 9 and guide rails 10 in their vertical movement. Zur Stabilisierung der Führungsschienen 10 werden diese an den unteren Enden durch Gestänge 11 miteinander verbunden. For stabilization of the guide rails 10, these are connected at the lower ends by rods 11 to each other. Die Verdichter 3 sind doppelt wirkend, dh, daß bei der Aufwärts- und bei der Abwärtsbewegung der Kolben 4 Druckluft erzeugt wird. The compressor 3 are double acting, that is, in the upward and in the downward movement of the piston 4, compressed air is generated.

Damit bei unterschiedlicher Wellenbewegung und damit bei unterschiedlichem Hub die Kolben 4 Druckluft mit gleichem Druck fördern können sind die Zylinderböden 12 oben und unten im Abstand zum Kolben 4 hydraulisch oder mechanisch, möglichst automatisch, vom erzeugten Luftdruck abhängig, verstellbar angeordnet. Thus, at different wave motion and thus with different stroke the piston can promote 4 compressed air at the same pressure, the cylinder bases 12 are arranged hydraulically or mechanically, as automatically as possible, the generated air pressure dependent, adjustable up and down the distance to the piston 4. Die Größe der Schwimmer 8 und die Höhe des unter dem Maschinenraum 2 befindlichen Schwimmerraumes richtet sich nach dem vorgesehenen Standort und der dort zu erwartenden Wellenhöhe. The size of the float 8 and the height of underneath the engine room 2 float space depends on the intended location and there expected wave height.

In dem Beispiel "Variante 1" sind 24 Schwimmer 8 und Verdichter 3 zu einer Sektion zusammengefaßt. In the example "version 1" float 8 and 24 compressor 3 combined into one section. Das komplette Meereswellen-Kraftwerk kann aus beliebig vielen Sektionen bestehen, die jeweils durch Schwimmkörper 1 getrennt sind. The entire ocean wave power plant can contain any number of sections, each separated by floating body 1. In den Schwimmkörpern 1 ist Platz für die Unterbringung von Druckluftbehältern und Stromerzeugungs-Aggregaten. In the floats 1 is room for the power of compressed air receivers and power generation units. Auf dem oberen Deck über dem Maschinenraum 2 ist die Installierung von Solarzellen zur ergänzenden Erzeugung von Elektroenergie vorgesehen. On the upper deck above the engine room 2, the installation of solar cells for generating supplementary electric power is provided.

Erläuterung der Variante 2, Fig. 4 bis 6 Explanation of variant 2, Fig. 4 to 6

Im Gegensatz zur Variante 1 sind die Schwimmer 15 liegend angeordnet. In contrast to variant 1, the float 15 are arranged horizontally. Sie sind mit Schwenkarmen 16 an einer Achse 17 gelagert, die an den Schwimmkörpern 1 befestigt ist. They are mounted with pivot arms 16 to an axle 17 which is attached to the floats 1. Zwischen den Schwenkarmen 16 ist in der Nähe der Schwimmer 15 eine gelenkig gelagerte Querstange 18 angeordnet, die in der Mitte die Verbindungsstange 6 zur Kolbenstange 5 trägt. Between the pivot arms 16 a hinged crossbar 18 is disposed in the vicinity of the float 15, which carries 6 in the center of the connecting rod to the piston rod 5.

Die Kolbenstangen 5 sind mit den Kolben 4 der Verdichter 3 verbunden, die im Maschinenraum 2 stehen. The piston rods 5 are connected to the piston 4 of the compressor 3, which are in the engine room 2. Zur Erhöhung der Stabilität der Lagerung der Achsen 17 ist in der Mitte zwischen den Schwimmerlagern eine zusätzliche Aufhängung der Achse 17 in einem am Maschinenraum 2 hängenden Lagerträger 20 vorgesehen. To increase the stability of the mounting of the axes 17, an additional mounting of the axle 17 is provided in a hanging bearing bracket 2 to the machine room 20 in the middle between the float bearings.

Im übrigen entspricht die Variante 2 der Variante 1. Moreover corresponds to the version 2 of the variant. 1

Eine weitere Variante kann wie folgt gestaltet sein: Another variant may be designed as follows:
Um einen zentralen Schwimmkörper herum können Schwimmersektionen mit darüber im Maschinenraum angeordneten Kolben-Verdichtern kreuz- oder sternförmig angeordnet werden. Around a central float float around with cross- sections can be placed above the engine room piston compressors or arranged in a star shape.

Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
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International ClassificationF03B13/18
Cooperative ClassificationF03B13/1815, Y02E10/38
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21 May 1992OAVApplicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
25 Jun 19928122Nonbinding interest in granting licenses declared
6 Oct 19948139Disposal/non-payment of the annual fee