WO1987005078A1

WO1987005078A1 - Device for exploiting the wave energy of surface water and a wave power station which contains at least one such device

Info

Publication number: WO1987005078A1
Application number: PCT/HU1987/000005
Authority: WO
Inventors: Tibor Kenderi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1987-08-27
Anticipated expiration: 1988-08-21
Also published as: DK549787A; HU201829B; DK549787D0; NO874369L; AU7038987A; NO874369D0; HUT42599A

Abstract

The device described contains at least one swinging lever (4) provided with a floating body (5) and articulated so as to be able to swing in the vertical plane on a main body (3) anchored in the water and, if desired, floating. Between each swinging lever (4) and the main body (3) is a piston/cylinder arrangement (6) to supply a pressure medium preferably directly into a pressure accumulator. The compressed pressure medium is decompressed in a turbine or in a hydraulic engine and the drive shaft of said turbine or engine is connected to a generator to produce electricity. It is proposed that at least on each floating body (5) at least one additional flow energy converter (7) is provided by which also the inherent flow energy of the water located in the wave passage is constantly extracted. Preferably several such devices can be linked with an on-shore power station by means of power and control cables, and economically and reliably operating wave power stations can thus be set up.

Description

Einrichtung zur Nutzbarmachung der Wellenenergie von Oberflächengewässern und ein Wellenkraftwerk, welches mindestens eine solche Einrichtung enthältDevice for harnessing the wave energy of surface waters and a wave power plant which contains at least one such device

Technisches Gebiet der ErfindungTechnical field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nutzbarmachung der Wellenenergie von Oberflachengewässern, enthaltend mindestens einen an seinem freien Ende mit einem Schwimmkörper versehenen, an einem in dem sich in Wellenbewegung befindlichen Gewässer zumindest relativ ortsfest verankerten Grundkörper schwingfähig angelenkten Schwinghebel, und für jeden Schwinghebel eine einerseits am Grundkörper, andererseits am Schwinghebel angelenkte, vorzugsweise als doppeltwirkende Kolbenpumpe zur Druckmittelförderung ausgelegte Kolben/Zylinder-Anordnung, an welche gegebenenfalls ein Energiespeicher, insbesondere Druckspeicher angeschlossen ist, von dem aus Mittel zur Energieumwandlung, insbesondere eine Turbine oder ein Hydromotor mit verdichtetem Druckmittel beaufschlagt werden, und dieses Mittel eine drehmomentabgebende rotierende Abtriebswelle besitzt, welche mit einem Generator zur Stromerzeugung antriebsverbunden ist, wobei die Einrichtung vorzugsweise auf die Einstellung oder Selbsteinstellung der vertikalen Schwingungsebene eines jeden Schwinghebels in die jeweils vorherrschende Wellenfortpflanzungsrichtung zulassende Weise ausgebildet oder verankert ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Wellenkraftwerk, welches mindestens eine Einrichtung oder Einrichtungsgruppen der obenbeschriebenen Gattung enthält.The invention relates to a device for harnessing the wave energy of surface waters, comprising at least one rocker arm provided at its free end with a floating body, on a base body which is at least relatively fixedly anchored in the body of water in wave motion, and one for each rocker arm on the base body , on the other hand articulated on the rocker arm, preferably designed as a double-acting piston pump for pressure medium delivery, to which an energy storage device, in particular pressure storage device is connected, from which energy conversion means, in particular a turbine or a hydraulic motor, are supplied with compressed pressure medium, and this means has a rotating output shaft which gives off torque and is drive-connected to a generator for generating electricity, the device preferably being adjusted or self-adjusting Adjustment of the vertical plane of vibration of each rocker arm is designed or anchored in the manner permitting the prevailing shaft propagation direction. The invention further relates to a wave power plant, which contains at least one device or device groups of the type described above.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the prior art

Die Feststellung, wonach die Energieversorgung der Welt nach Erschöpfung der Erdöl- und Erdgasbestände einer kriesenhaften Lage erfahren wird, ist heutzutage bereits durch eine Vielzahl von wissenschaftlichen Prognosen, Abhandlungen und Forschungsberichten untermauert. Neben einer bereits als katastrophal ansehbaren Ausbeutung der fossilen Energieträger treten in neuester Zeit auch die Probleme und Fragen der Nutzbarmachung der regenerativen Energiearten immer mehr in den Vordergrund. Zur Energiegewinnung aus strömenden Oberflächegewässern wurden bereits vor Dahrtausenden gebrauchsfähige, bewährte technische Einrichtungen errichtet. Auch die Nutzbarmachung der Windenergie zeigt althistorische Wurzeln, wenn man die Segelschiffahrt und die Windmühlen betrachtet. Zur Nutzbarmachung der Strahlungsenergie der Sonne wurden und werden auch heute Einrichtungen beachtlicher Leistung entwickelt. So ist beispielsweise die Verwendung von Lichtzellen und Strahlungsbatterien zur unmittelbaren Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrische Energie allgemein bekannt. Insbesondere auf dem Gebiet der Landwirtschaft wurden Verfahren und Vorrichtungen, Anlagen zur Biogasverwertung entwickelt, deren Ergebnisse, Möglichkeiten äusserst bemerkenswert sind. (Eine Eingliederung der geothermischen Energie in die Gruppe der regenerativen Energiearten ist noch umstritten.)The determination that the world's energy supply will experience a dire situation after the oil and gas stocks are exhausted is already underpinned today by a large number of scientific forecasts, treatises and research reports. In addition to the exploitation of fossil fuels that can already be seen as catastrophic, the problems and questions of harnessing regenerative energies have recently come to the fore. For the generation of energy from flowing surface waters, usable, proven technical facilities were installed thousands of years ago. The utilization of wind energy also shows ancient historical roots when one looks at sailing and windmills. To harness the radiation energy of the sun, facilities of remarkable power have been developed today. For example, the use of light cells and radiation batteries for the direct conversion of solar radiation into electrical energy is generally known. In the field of agriculture in particular, processes and devices, plants for biogas utilization have been developed, the results and possibilities of which are extremely remarkable. (The integration of geothermal energy into the group of regenerative energy types is still controversial.)

Auch zur Nutzbarmachung des gewaltigen Energieinhaltes von Oberflächengewässern, insbesondere Meeren und Seen, welcher in der durch Wind generierten Bewegung der Wassermengen, d.h. im Wellengang und in Strömungen erscheint, sind bereits Versuche bekannt geworden. Unter der Leitung und Aufsicht der Universität von Edinburgh sind bereits seit dem Dahre 1980 Arbeiten zur Schaffung eines Wellenkraftwerkes mit der Bezeichnung "taumelnde Ente" im Gange. Das Wesen dieser Prinzipslösung liegt darin, daß in einem schwimmend im Wasser verankerten, sich unter Wirkung des Wellenganges ständig in Schwing- und Taumelbewegung befindlichen Hohlkörper ein Mechanismus untergebracht ist, dessen Schwinghebel eine Hydraulikpumpe antreiben. Durch ein auf diese Weise verdichtetes, zirkuliertes Druckmittel wird ein auch die sog. Kreiselwirkung ausübendes Schwungrad in Bewegung gehalten, an welches ein Generator zur Stromerzeugung angekoppelt ist. Eine andere Prinziplösung, die an der Queen's University in Belfast entwickelt worden ist, schlägt die Verwendung von zwei Hohlkörpern vor, von denen der eine Behälter am Wassergrund mittels Kabel befestigt, und teils mit Wasser gefüllt ist. Der zweite Behälter ist oben am ersten Behälter befestigt, und die Innenräume der Behälter sind miteinander durch eine Leitung von engem Strömungsquerschnitt verbunden. In dieser engen Leitung ist eine sog. Einwegturbine vorhanden. Entsprechend dem Wellengang bewegt sich das Wasser im ersten, unteren Behälter auf - und abwärts, und es wird stets Luft in den zweiten, oberen Behälter eingepumpt, bzw. zurückgesaugt. Du rch diese Luftströmung wechselnder Richtung wird die an sich bekannte Einwegturbine stets in gleicher Laufrichtung engetrieben, und durch einen angeschlossenen Gen rator wird elektrische Energie erzeugt.Attempts have also been made to harness the tremendous energy content of surface waters, in particular seas and lakes, which appear in the wind-generated movement of the water, ie in waves and currents. Under the direction and supervision of the University of Edinburgh, work on the creation of a wave power plant called "tumbling duck" has been underway since 1980. The essence of this principle solution lies in the fact that a mechanism is housed in a hollow body that is anchored floating in the water and is constantly oscillating and tumbling under the action of the waves, the rocker arms of which drive a hydraulic pump. A circulating pressure medium compressed in this way keeps a flywheel, which also has the so-called gyroscopic effect, to which a generator for generating electricity is coupled. Another solution in principle, which was developed at Queen's University in Belfast, proposes the use of two hollow bodies, one of which is attached to the water base by means of a cable and is partly filled with water. The second container is attached to the top of the first container, and the interiors of the containers are connected to each other by a conduit of narrow flow cross-section. A so-called one-way turbine is present in this narrow pipe. Depending on the swell, the water in the first, lower container moves up and down, and air is always pumped or sucked back into the second, upper container. You rch this air flow changing direction, the known one-way turbine is always driven in the same direction, and electrical energy is generated by a connected generator.

Aus der DE-OS 23 65 197 ist eine Vorrichtung und Anlage zur Energiegewinnung bekannt, welche einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung in gewisser Hinsicht ähnlich ist, indem sie an den freien Enden von an einem am Meeresgrund befestigten Gestell oder Gerüst angelenkten Schwinghebeln befestigte, sich mit dem Wellengang synchron aufund abbewegende Schwimmkörper enthält. Die in eine dem Wellengang in vertikaler Amplitudenrichtung folgende Schwingbewegung versetzten Schwinghebel können die statische oder innere Druckenergie eines gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmediums beispielsweise mittels einer angetriebenen Pumpe oder eines Verdichters erhöhen, und das Arbeitsmedium kann über einen weiteren Energiewandler beispielsweise zur elektrischen Stromerzeugung verwendet werden. Bei dieser bekannten Lösung wird jedoch zur Energiegewinnung lediglich die vertikale Amplitudenbewegung des Wellenganges herangezogen. Eine weitere, der Einrichtung von gegenständlicher Gattung nahe kommende Lösung ist aus der DE-OS 29 21 381 bekannt. Hierbei sind an einem am Meeresgrund relativ ortsfest verankerten schwimmenden Zentralkörper ringsherum den letzteren in vertikalen Radialebenen durch den Wellengang schwingend bewegte Arme gelagert. An den freien Enden dieser Arme sind bei dieser Ausführung vorzugsweise kugel- oder tonnenförmige Schwimmkörper befestigt. Durch diese dem Wellengang folgend schwingbewegten Arme werden ein flüssiges Druckmittel in einem auch einen Energiespeicher enthaltenden geschlossenen Umlauf fördernde Kolbenpumpen angetrieben. Das komprimierte Druckmittel wird in einer Turbine oder in einem Hydromotor zwecks Energieumsetzung entspannt, und es wird ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben. Auch hierfür gilt, daß diese bekannte Einrichtung lediglich zur Nutzbarmachung der vertikalen Amplitudenbewegung des Wellenganges vorgesehen und fähig ist. Das gleiche trifft für eine weitere, aus einer unter der Publikations-Nummer 2 272 274 veröffentlichten französischen Patentanmeldung bekannte Einrichtung zu, in welcher mit Ausnahme der Einstellbarkeit, bzw. Selbsteinsteilbarkeit auf die jeweils vorherrschende Wellenfortpflanzungsrichtung, in wesentlichen sämtliche Merkmale des Gattungsbegriffes der vorliegenden anmeldungsgemäßen Lösung vereint enthalten sind.From DE-OS 23 65 197 a device and system for energy generation is known, which is similar in some respects to a device of the type described at the beginning, in that it is attached to the free ends of a rocker arm attached to a frame or scaffold attached to the seabed contains floating bodies moving up and down synchronously with the waves. The oscillating levers, which are displaced in an oscillating movement following the wave in the vertical amplitude direction, can increase the static or internal pressure energy of a gaseous or liquid working medium, for example by means of a driven pump or a compressor, and the working medium can be used, for example, to generate electrical power via a further energy converter. In this known solution, however, only the vertical amplitude movement of the wave is used to generate energy. Another solution that comes close to the establishment of the objective type is known from DE-OS 29 21 381. In this case, on a floating central body that is anchored at a relatively fixed location on the seabed, the latter are mounted around the latter in vertical radial planes that are vibrating due to the waves. In this embodiment, preferably spherical or barrel-shaped floating bodies are attached to the free ends of these arms. A liquid pressure medium in a closed circulation pump, which also contains an energy storage device, is driven by these arms, which move in oscillation following the swell. The compressed pressure medium is expanded in a turbine or in a hydraulic motor for the purpose of energy conversion, and a generator is driven to generate electricity. This also applies to the fact that this known device is only intended and capable of utilizing the vertical amplitude movement of the swell. The same applies to a further device known from a French patent application published under publication number 2 272 274, in which, with the exception of the adjustability or self-adjustability to the prevailing wave propagation direction, essentially all the features of the generic term of the present application solution are united.

Wie bereits erwähnt, liegt ein wesentlicher Mangel aller erwähnten bekannten Lösungen darin, daß sie stets nur diejenige Energiekomponente von Oberfläohengewässern zur Energiegewinnung in Betracht ziehen, w .lche in der vertikalen Amplitudenbewegung des Wellenganges erscheint und enthalten ist. Die Tatsache, wonach die Bedeutung der Wellenenergie nicht nur darin liegt, daß im Wellengang die Windenergie in konzentrierter Form erscheint, sondern auch darin, daß ein in riesigen Entfernungen entstandener Wellengang auch in windstillen Meeresbereichen noch mit gut verwertbarem Energiegehalt wirksam ist, wurde bislang auf überraschende Weise noch nicht erkannt. Es ist beispielsweise bekannt, daß sich im Gebiete des Antarktis durch riesige Stürme generierte Wellen von 10 bis 16 m Höhe über die Ozeane fortpflanzen und sogar in der Umgebung des Polarkreises noch einen Wellengang von 3 bis 4 m Höhe bewirken. Meeresgrundbewegungen, vulkanische Ausbrüche und UnterwasserErdbeben resultieren stets in beachtlicher Wellenbildung, welche ebenfalls mit in Betracht bezogen werden können. (In Japan werden beispielsweise mehrere Tausende von kleineren und größeren Erdbeben pro dahr registriert. Als Folge des Ausbruchs des Vulkans Krakatoa im Gahre 1883 bestürmten die Insel Sumatra Wellen von 35 m, bzw. 22 mm Höhe. Es wurde nachträglich berechnet, daß die Fortpflanzungsgeschwindigkeit dieser Wellen bei etwa 600, km/h lag. Die Stoßwelle lief zwar mit allmählich abklingender Intensität - dreimal um die Erde herum.)As already mentioned, a major deficiency of all the known solutions mentioned is that they always only take into account that energy component of surface water for energy generation which appears and is contained in the vertical amplitude movement of the waves. The fact that the importance of wave energy lies not only in the fact that wind energy appears in concentrated form in the waves, but also in the fact that waves created in huge distances are also good in areas with no wind usable energy content has been surprisingly not yet recognized. It is known, for example, that waves of 10 to 16 m in height generated by huge storms in the area of the Antarctic propagate over the oceans and even in the vicinity of the Arctic Circle they still cause waves of 3 to 4 m in height. Sea bed movements, volcanic eruptions and underwater earthquakes always result in considerable wave formation, which can also be taken into account. (In Japan, for example, several thousands of smaller and larger earthquakes are recorded per day. As a result of the eruption of the Krakatoa volcano in 1883, the island of Sumatra stormed waves of 35 m or 22 mm in height. It was subsequently calculated that the speed of reproduction of these Waves was around 600 km / h. The shock wave ran with gradually decaying intensity - three times around the earth.)

Durch die bislang bekannt gewordenen Methoden, Verfahren und technischen Mittel konnte das Problem der Nutzbarmachung des den gesamten Energiebedarf der Menschheit mehrfach übertreffenden Energiegehaltes der sich im Wellengang befindlichen Oberflächengewässer, insbesondere von Ozeanen, Seen und großflächigen Binnenseen, bislang noch nicht befriedigend gelöst werden. Der komplexen Nutzbarmachung der Wellenenergie mit einem ökonomisch vertretbaren guten Wirkungsgrad stehen die folgenden charakteristischen Eigenschaften und hieraus resultierende technische Schwierigkeiten hindernd entgegen:The methods, processes and technical means that have become known so far have so far not been able to satisfactorily solve the problem of harnessing the energy content of the surface water in waves, which is in excess of the entire energy requirement of mankind, in particular of oceans, lakes and large inland lakes. The following characteristic properties and the resulting technical difficulties prevent the complex utilization of wave energy with an economically justifiable good efficiency:

Die Intensität und die Amplitude des Wellenganges zeigen auch örtlich beachtliche und rasche Aenderungen. So erreicht beispielsweise die allgemein charakteristische Höhe von 3 bis 4 m der Wellen der Atlantik zu Sturmzeiten örtliche Höhen von 14 bis 16 m, wobei auch Wellenhöhen über 18 m schon beobachtet und registriert worden sind. Die Periodenzeit des Wellenganges ändert sich zwischen 6 bis 8 und 30 bis 40 Sekunden. Auch der Charakter der Wellenbewegung zeigt unterschiedliche Merkmale. Aufgeschäumte Reitwellen üben nicht nur eine Hebewirkung, sondern auch ausgesprochene Stoß- und Erschütterungswirkungen aus. Sogenannte Hängewellen sind auf offener See oft von vernachlässigbarer, kaum wahrnehmbarer Höhe, wobei in der fortschreitenden Bewegung der gewaltigen Wassermengen ein derart hoher Energie/inhalt vorhanden ist, daß die gegen die Küste schlagenden Wellen das Wasser in Höhen bis 25-30 m vom ruhenden Wasserpegel gemessen hochtreiben können. Der durch den Wellenbruch ausgeübte spezifische Druck kann Messungen gemäß in einer Höhe von 7 m oberhalb des mittleren Wasserpegels einen Wert von 11500 kp/m² erreichen. Die Fortpflanzungsrichtung des Wellenganges und dieThe intensity and the amplitude of the swell also show rapid changes locally. For example, the generally characteristic height of 3 to 4 m of the waves of the Atlantic reaches local heights of 14 to 16 m during stormy times, whereby wave heights over 18 m have already been observed and registered. The period of the Waves change between 6 to 8 and 30 to 40 seconds. The character of the wave movement also shows different characteristics. Foamed riding waves not only exert a lifting effect, but also pronounced shock and vibration effects. So-called hanging waves are often of negligible, hardly noticeable height on the open sea, whereby the progressive movement of the enormous amounts of water is so high in energy / content that the waves hitting the coast bring the water to heights of up to 25-30 m from the still water level can drive up measured. The specific pressure exerted by the wave break can reach a value of 11500 kp / m ² according to measurements at a height of 7 m above the mean water level. The direction of propagation of the swell and the

Strömungsrichtung der mitbewegten Wassermassen kann Aenderungen von 180 erfahren. Geringere Bewegungsrichtungsänderungen sind, insbesondere in Bereichen geringerer Tiefe, vor einer Stunde auf die andere möglich. Der mit dem Wellengang meist gleichzeitig verbundeneThe direction of flow of the moving water masses can change by 180. Smaller changes in direction of movement are possible one hour before the other, especially in areas of shallower depth. The one usually associated with the swell at the same time

Wind zeigt ebenfalls große Unterschiede in Stärke, Richtung und Charakter. Die Schubkraft eines in Meeresgebieten häufig zu verzeichnenden Windes mit Geschwindigkeiten von oberhalb 100 km/h kann einen Wert von 100 kp/m überschreiten. Ein derartig starker Wind kann, insbesondere wenn er impulsartige, stoßweise Intensitätsänderungen zeigt, äußerst schwere Folgen für jegliche Bauten und Bauwerke verursachen.Wind also shows great differences in strength, direction and character. The thrust of a wind frequently seen in marine areas with speeds above 100 km / h can exceed a value of 100 kp / m. Such a strong wind, especially if it shows impulsive, intermittent changes in intensity, can cause extremely serious consequences for any buildings and structures.

Luftwirbelungen, die als Folge- und Begleiterscheinungen von überstarken Meereszyklonen nicht selten auftreten, können Wassersäulen von örtlich mehreren Hundert Metern mitreißen. Unter Wirkung von Sturmfluten kann der normalerweise örtlich vorherrschende Wasserpegel um 2 bis 4 m aufgestaut werden, was meist noch durch einen äußerst starken Wellengang beglleitet und erschwert ist. Die Verleitung der aus der Wasserenergie herausgewonnen - meist elektrischen - Energie zun Verbraucher kann auch mit weiteren Schwierigkeiten verbunden sein. Hierzu gesellen sich schließlich noch Probleme und technische Anforderungen, welche mit dem Funktionsprinzip, dem konstruktiven Aufbau, der Betriebssicherheit, Zuverläßigkeit und mit der Instandhaltung von Wellenkraftwerken verbunden bislang noch nicht gelöste Schwierigkeiten verursachen.Air swirls, which are not infrequent as a consequence and side effects of over-strong marine cyclones, can carry water columns of several hundred meters locally. Under the effects of storm surges, the normally locally prevailing water level can be dammed up by 2 to 4 m, which is usually accompanied and made difficult by extremely strong waves. The enticement of water energy recovered - mostly electrical - energy to the consumer can also be associated with further difficulties. Finally, there are also problems and technical requirements that cause problems that have not yet been solved with the functional principle, the structural design, operational safety, reliability and the maintenance of wave power plants.

Im Lichte der in den obigen Ausführungen nur in groben Zügen aufgezählten Charakterzügen und Schwierigkeit liegt der vorliegenden Erfindung nun die Erkenntnis zugrunde, daB bei der Schaffung und Ausbildung von Einrichtungen zur komplexen und sämtliche energietragende Komponenten mit einbeziehenden Nutzbarmachung der Wellenenergie von Oberflächengewässern die Entwicklung und Ausbildung von relativ kleinen Einzelvorrichtungen, bzw. von aus derartigen Einzelvorrichtungen gebildeten Vorrichtungsgruppen angestrebt werden soll, die in der Lage sind, gleichzeitig sowohl die vertikale Amplitudenbewegung, wie auch die mit dem Wellengang stets vorhandene Wasserströmung und auch die Strömungsenergie der Fortpflanzung von Flutwellen, mit einem gegenüber demjenigen der bekannten vorgeschlagenen Lösungen erhöhten "Wirkungsgrad wirtschaftlich in unmittelbar nutzbare Energie umzuwandeln. Dementsprechend liegt nun der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine der obenangedeuteten komplexen Forderung gerechte Einrichtung, sowie ein mindestens eine solche Einrichtung enthaltendes Wellenkraftwerk zu schaffen, welche darüber hinaus in konstruktiver Hinsicht einfach und gut übersehbar aufgebaut sind, einen leichten, sicheren und möglichst am Betriebsort durchführbaren schnellen Austausch von Verschleiß ausgesetzten und/oder defekten Bauteilen ermöglichen, weitgehend gleichartige austauschfähige Teile von hoher Lebensdauer enthalten, ohne Aufsicht automatisch arbeiten, und Angriffen von überhöhen, starken Wellen, Stoßwellen und Wasserströmen, Windstürmen, Zyklonen und ähn liehen hinreichend widerstandsfähig und baschädigungsfest ausgelegt sind.In the light of the characteristics and difficulties which are only roughly outlined in the above explanations, the present invention is based on the knowledge that the development and formation of complex and all energy-bearing components including the utilization of the wave energy of surface waters in the creation and formation of facilities relatively small individual devices, or device groups formed from such individual devices, which are able to simultaneously with both the vertical amplitude movement, as well as the water flow always present with the swell and the flow energy of the propagation of tidal waves, with one another of the known proposed solutions to economically convert increased efficiency into directly usable energy. Accordingly, the present invention is based on the object of one of the above-mentioned ko To meet complex requirements, and to create a wave power plant containing at least one such device, which are also constructed in a structurally simple and easy-to-overlook manner, enable easy, safe and, if possible, quick replacement of wear-exposed and / or defective components at the operating location, contain largely identical, interchangeable parts with a long service life, work automatically without supervision, and attacks from excessive, strong waves, Shock waves and water currents, windstorms, cyclones and the like are sufficiently robust and designed to withstand baseline damage.

Beschreibung des Wesens der ErfindungDescription of the nature of the invention

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Einrichtung αer eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgβmäß dadurch gelöst, daß zumindest jeder der Schwimmkörper mit wenigstens einem im Betriebszustand der Einrichtung ständig unterhalb der Wasseroberfläche befindlichen Strömungsenergiewandler versehen ist. Bei vorteilhaften Ausbildungen und Weiterentwicklungen der Erfindung kann auch der Grundkörper selbst mit zumindest einem im Betriebszustand ständig unterhalb der Wasseroberfläche befindlichen zusätzlichen Strömungsenergiewandler versehen sein. Der zusätzliche Strömungsenergiewandler enthält vorzugsweise eine an sich bekannte Strömungskraftmaschine, insbesondere eine Wasserturbine, welche zweckmäßig mit einem Generator zur Stromerzeugung oder mit einer hydraulischen Druckmittelpumpe gekoppelt sein kann. Durch die erfindungsgemäße Massnahme, indem zumindest ein zusätzlicher Strömungsenergiewandler vorgesehen und verwendet werden soll, wird auch diejenige Energiekomponente, welche in der mit dem Wellengang nahezu stets gleichzeitig auftretenden Strömung von großen Wassermengen enthalten ist, äußerst wirkungsvoll herausgenommen. Beobachtungen undThe object is achieved according to the invention by a device of the type described in the introduction in that at least each of the floating bodies is provided with at least one flow energy converter which is constantly below the water surface in the operating state of the device. In advantageous developments and further developments of the invention, the base body itself can also be provided with at least one additional flow energy converter which is always below the water surface in the operating state. The additional flow energy converter preferably contains a flow engine known per se, in particular a water turbine, which can expediently be coupled to a generator for generating electricity or to a hydraulic pressure medium pump. As a result of the measure according to the invention, in which at least one additional flow energy converter is to be provided and used, that energy component which is contained in the flow of large amounts of water which almost always occurs simultaneously with the swell is also removed extremely effectively. Observations and

Messungen gemäß kann diese Strömungsenergiekomponente an bestimmten, zweckmäßig wählbaren Ansiedlungs- und Betriebsorten, insbesondere in Meerespässen, Engstellen, Flußmündungsbereichen, usw. ein bemerkenswert hohes Energiegehalt haben, das bei bekannten Einrichtungen bislang völlig unberücksichtigt und auch gänzlich unausgenützt geblieben war.According to measurements, this flow energy component can have a remarkably high energy content at certain, suitably selectable settlement and operating locations, in particular in sea passes, bottlenecks, estuaries, etc., which had previously been completely disregarded in known facilities and also remained completely unused.

Entsprechend der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis können durch Anwendung der obenbeschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung Wellenkraftwerke errichtet und betrieben werden, welche erfindungsgemäß aus mindestens einer Gruppe von in vorhältnismäßig küstennahen Bereichen eines Oberflächengewässers insbesondere einer Hochsee, Binnensee, Meeresbucht, eines Seepasses oder eines relativ großflächigen Inlandsees verankerten erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Nutzbarmachung der Wellenenergie von Oberflächengewässern, sowie einer in Küstennähe vorzugsweise am Festland angesiedelten Empfangs-, Umspann- und Steuerzentrale bestehen. Die Empfangs-, Umspann- und Steuerzentrale ist mit den einzelnen Nutzbarmachungs-Einrichtungen jeweils zumindest durch elektrische Energieübertragungskabel, vorzugsweise jedoch auch durch ein System zur Übertragung von Steuer- undAccording to the knowledge on which the invention is based, wave power plants can be built and operated by using the above-described device according to the invention, which, according to the invention, consists of at least one group of areas which are located near the coast a surface water, in particular an open sea, inland lake, sea bay, a sea pass or a relatively large inland lake anchored devices according to the invention for harnessing the wave energy of surface waters, and a reception, transformer and control center preferably located near the coast. The receiving, transformer and control center is connected to the individual utilization devices at least by electrical energy transmission cables, but preferably also by a system for transmitting control and

Überwachungssignalen verbunden. Die Einrichtungen, bzw. Einrichtungsgruppen eines solchen Wellenkraftwerkes sind zweckmäßig in einer den jeweiligen örtlichen topografischen und Wellenfortpflanzungs- sowie Strömungsgegebenheiten entsprechend vorbestimmten Verteilung im vorgewählten Bereich des Oberflächengewässers verlegt und zumindest relativ ortsfest verankert, ökonomisch und technisch vertretbare Ansiedlungsorte und Verlegungsstellen derartiger erfindungsgemäßen Wellenkraftwerke können durch Heranziehung bereits bekannter und mittels Messungen, Beobachtungen systematisch erschließbarer Parameter von insbesondere Küstengebieten gemäß bekannten Verfahren und Methoden zur Ausarbeitung von Wirtschaftlichkeitsstudien für Investvorhaben ausgewählt und bestimmt werden.Monitoring signals connected. The facilities or groups of facilities of such a wave power plant are expediently laid in a predetermined distribution corresponding to the respective local topographic and wave propagation and flow conditions in the preselected area of the surface water and at least relatively firmly anchored; parameters that are already known and that can be systematically inferred from measurements, in particular coastal areas, are selected and determined in accordance with known methods and methods for the preparation of economic studies for investment projects.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung sind Fig. 1 eine skizzenhaft da rges t ellt e Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der Einrichtung gem äß der Erfindung, Fig. 2 eine Draufsicht der Einrichtung nach Fig. 1., Fig. 3 eine aus der durch einen Pfeil a angedeuteten wellen fortpf lanzungs- und Strömungsrichtung gesehene Vorderansicht der Einrichtung nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 eine skizzenhafte, vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispielβs für eine erfindungsgemäße Einrichtung im Längsschnitt entlang einer Ebene IV-IV nach Fig. 5, Fig. 4 eine Draufsicht der Einrichtung nach Fig. 4,Further advantageous details of the invention are described below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing. In the drawing, FIG. 1 is a sketchy side view of a first exemplary embodiment of the device according to the invention, FIG. 2 shows a plan view of the device according to FIG. 1, and FIG. 3 shows one of the waves indicated by an arrow a propagation and flow direction seen front view of the device of FIGS. 1 and 2, 4 shows a sketchy, simplified illustration of a second exemplary embodiment of a device according to the invention in longitudinal section along a plane IV-IV according to FIG. 5, FIG. 4 shows a top view of the device according to FIG. 4,

Fig. 6 eine Querschnittdarstellung der Einrichtung nach Fig. 4 und 5 entlang einer Ebene VI-VI, die in Fig. 4 gezeigt ist,6 is a cross-sectional view of the device of FIGS. 4 and 5 along a plane VI-VI, which is shown in Fig. 4,

Fig. 7 eine vereinfachte Längsschnittzeichnung einer weiteren dritten Ausführung der Einrichtung gemäß der vorliegen Erfindung entlang einer Ebene VII-VII nach Fig. 8,7 shows a simplified longitudinal sectional drawing of a further third embodiment of the device according to the present invention along a plane VII-VII according to FIG. 8,

Fig.8 eine skizzenhafte Draufsicht der Einrichtung nach Fig. 7, und8 is a sketchy top view of the device according to FIG. 7, and

Fig. 9 eine aus der durch einen Pfeil a verdeutlichten Wellenfortpflanzungs- und Strömungsrichtung gesehene9 shows a wave propagation and flow direction shown by an arrow a

Vorderansicht der Einrichtung nach Fig. 7 und 8.7 and 8.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen der ErfindungDescription of exemplary embodiments of the invention

Charakteristische Ansichten eines ersten Ausführungsbeispieles für eine erfindungsgemäße Einrichtung welche insbesondere in Bereichen von relativ geringer Wassertiefe von Oberflächengewässern, wo die Richtung des Windes und dementsprechend auch diejenige der Wellenfortpflanzung häufige Aenderungen zeigt, angesiedelt und mit Vorteil betrieben werden können, zeigen die Fig. 1 bis 3 in stark vereinfachter skizzenhafter Darstellung.1 to 3 show characteristic views of a first exemplary embodiment of a device according to the invention, which can be located and operated advantageously, particularly in areas of relatively shallow water depth of surface waters, where the direction of the wind and, accordingly, that of wave propagation show frequent changes in a highly simplified sketchy representation.

Als Grundkörper 3 für die Einrichtung dient eine beispielsweise mittels Pfähle 310 im Wassergrund 2 ortsfest und starr befestigte Säule 31 oder ein ähnliches säulenärtiges Gestell, um deren auch bei nöchstem Gezeitenstand und bei maximaler Wellenganghöhe oberhalb der Wasseroberfläche befindlichen Bereich ein Brückenträger 30 von hinreichender Steife und Festigkeit auf um eine vertikale Mittelachse frei drehbare Weise gelagert ist. Um im Brückenträger 30 angeordnete horizontale Achsen 3C1 sind in zueinander parallelen vertikalen Schwingungsebenen bewegliche Schwinghebel 4 drehbar gelagert, welche an ihren freien Enden jeweils befestigte Schwimmkörper 5 von strömungstechnisch günstiger Gestalt geringen Strömungswiderstandes tragen. Die Schwinghebel 4 sind hinreichend lang bemessen, so daß sie dank der Dimensionierung der Schwimmkörper 5 den durch Wellengang auftretenden Wasserflächendifferenzen auch mit Berücksichtigung der Gezeitenschwankungen schwingend folgen können. Die Schwimmkörper 5 sind als Hohlkörper oder als ausgeschäumte Schalenkörper mit hinreichendem Eigengewicht ausgebildet. Die obenbeschriebenen Einrichtungsteile sind so bemessen, daß die Schwimmkörper 5 unter Voraussetzung eines rufienden Wasserspiegels 1 wie er in Fig. 1 gezeigt ist, auf die ebenfalls in Fig. 1 dargestellte Weise etwa bis halber ßauhöhe, d.h. bis zu einer vorbestimmten Tauchtiefe ins Wasser tauchen. De eine zur Förderung eines hydraulischen Druckmittels, vorzugsweise von Hydrauliköl geeignete, insbesondere als doppeltwirkende Kolbenpumpe ausgelegte Kolben/Zylinder-Anordnung 6 ist einerseits am Brückenträger 30, andererseits an jedem Schwinghebel 4 angelenkt. In mindestens einem (mit Ausnahme des oberhalb der Wasseroberfläche ausgehobenen abgestellten Zustandes) stets unter Wasser liegenden Bereich, in vorliegendem Falle am Boden der Schwimmkörper 5 sind je drei zusätzliche Strömungsenergiewandler 7 an den Schwimmkörpern 5 befestigt angeordnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten diese zusätzlichen Strömungsenergiewandler 7 jeweils eine Wasser(röhr)turbine, welche jeweils mit einem Generator zur Stromersetzung antriebsverbunden ist.The base body 3 for the device is a pillar 31, for example fixed and rigidly fixed in the water bed 2 by means of piles 310, or a similar pillar-like frame, around which a bridge girder 30 of sufficient rigidity and strength is located even at the lowest tidal level and at maximum swell height above the water surface is mounted freely rotatable about a vertical central axis. About horizontal axes 3C1 arranged in the bridge girder 30, movable rocker arms 4 are rotatably mounted in mutually parallel vertical vibration planes, each of which is fastened at its free ends Wear floating body 5 of fluidly favorable shape low flow resistance. The rocker arms 4 are dimensioned long enough so that, thanks to the dimensioning of the floating bodies 5, they can follow the water surface differences occurring due to waves even with consideration of the tidal fluctuations. The floating bodies 5 are designed as hollow bodies or as foam-filled shell bodies with a sufficient weight. The above-described parts of the device are dimensioned such that the floats 5, assuming a calling water level 1 as shown in Fig. 1, in the manner also shown in Fig. 1 about half ßauhöhe, ie dip to a predetermined depth in the water. A piston / cylinder arrangement 6 suitable for conveying a hydraulic pressure medium, preferably hydraulic oil, in particular designed as a double-acting piston pump, is articulated on the one hand on the bridge support 30 and on the other hand on each rocker arm 4. In at least one area (with the exception of the parked state raised above the water surface) which is always under water, in the present case on the bottom of the floating bodies 5, three additional flow energy converters 7 are each attached to the floating bodies 5. In the present exemplary embodiment, these additional flow energy converters 7 each contain a water (tube) turbine, which is each drive-connected to a generator for electricity replacement.

Die Verlegung von Säulen 31 oder von Gerüsten, Gesteller als Grundkörper 3 für Einrichtungen der beschriebenen Art stellt insbesondere in nicht allzu tiefen Bereichen von Oberflächengewässern heutzutage bei Kenntnis der für die Errichtung von insbesondere zur Erdöl- und Erdgasgewinnung auf kontinentale Sänke von Gewässern vorgesehenen Bohranlagen und Gewinnungsbrunnen entwickelten sog. Off-shore Techniken eine bereits längst ökonomisch und technisch beherrschl Aufgabe dar. Die Wirkungsweise der obenangedeuteten beispielsweisen e rf indu ng sg emäßen Einrichtung kann wie folgt beschrieben werden:The laying of pillars 31 or scaffolding, frame as a base 3 for devices of the type described provides especially in not too deep areas of surface water nowadays with knowledge of the drilling rigs and wells intended for the erection of oil and gas in particular on continental sinks of water so-called off-shore techniques have long been an economically and technically mastered task. The mode of operation of the above-mentioned exemplary embodiment can be described as follows:

Es dürfte ohne Weiteres einzusehen sein, daß sich die Einrichtung infolge der frei drehbaren Lagerung des Brückenträgers 30 um die Säule 31 in jede in den Fig. 1 und 2 durch einen Pfeil a veranschaulichte Wellenfortpflanzungs- und Strömungsrichtung eine in der Zeichnung dargestallte Stellung einnehmend einstellt, und dementsprechend jeder eintretenden Aenderung der Strömungsrichtung gemäß Pfeil c in Fig. 2 automatisch folgt. Durch die sich in Richtung des Pfeiles a fortpflanzenden Wellen werden einerseits die mit Schwimmkörpern 5 versehenen Schwinghebel 4 stets mitgenommen und in ständiger Schwingbewegung gehalten, welche ihrerseits die Kolben/Zylinder-Anordnungen 6 antreiben, und nach dem Prinzip der Volumenverdrängung als doppeltwirkende Kolbenpumpen Hydrauliköl aus einem (in der Zeichnung nicht näher dargestellten) Vorratsbehälter in einem beispielsweise mit Gaskissen arbeitenden Druckspeicher fördern. Das im Druckspeicher auf einen vorbestimmten Arbeitsdruck komprimierte Hydrauliköl wird beispielsweise einem Hydromotor zugeführt, und die Abtriebswelle des Hydromotors ist mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt. Die erzeugte elektrische Energie wird auf an sich bekannte Weise beispielsweise über einem elektrischen Energiekabel zu einer vorzugsweise in Küstennähe am Festland angesiedelten Empfangs-, Umspann- und Steuerzentrale geleitet. Unter bestimmten Voraussetzungen kann die erzeugte elektrische Energie unmittelbar einem Endverbraucher zugeleitet werden. Die obenbeschriebenen funktioneilen Einheiten und Elemente der Einrichtung und der Energieübertragung sind heute bereits bekannte Mittel und Maßnahmen, die zum Stand der Technik gehören. Erfindungsgemaß sind jedoch zumindest jedem der Schwimmkörper 5 vorzugsweise mehrere, im Betriebszustand der Einrichtung ständig im Wasser oefindliche zusätzliche Strömungsenergie wandler 7 angeordnet, durch welche auch die mit der Wellenfortpflanzungsrichtung allgemein gleichgerichtete und nahezu stets gleichzeitig vorhandene äußerst bemerkenswerte Strömungsenergie des Oberflächengewässers mit herausgewonnen wird. Diese Strömungsenergiewandler 7 enthalten vorzugsweise eine wasserdurchflutete Rohrturbine, an welche ein Generator zur Stromerzeugung unmittelbar angekoppelt sein kann. In einer alternativen Ausführung kann der zusätzliche Strömungsenergiewandler 7 eine Kreiselpumpe sein, welche als zusätzliches Förderorgan parallel mit der (den) Kolben/Zylinder-Anordnung(en) geschaltet Hydauliköl, d.h. Druckmittel in den Druckspeicher fördern kann. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme, nämlich durch das Vorsehen von zusätzlichen Strömungsenergiewandlern 7 wird der Wirkungsgrad der bekannten Einrichtungen und auch ihre Förderleistung sprunghaft und wesentlich erhöht. Die Schwimmkörper 5 sind stets derart auszubilden, daß kein Wasser eindringen kann, und sie dank ihrer ctrömungstechnisch günstigen, stromlinienförmigen Gestalt und hinreichenden mechanischen Festigkeit durch plötzlich, stoßartig ankommende Massen von bei Sturm oder Zyklonen auftretenden besonders hohenWellen und Wasserwänden Beschädigungen der Einrichtung vorbeugend hindurchdringen können. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist ferner zweckmäßig auch mit einer Sicherheits-Verriegelvorrichtung versehen, durch welche einzelne (oder sämtliche) Schwinghebel 4 der Einrichtung beispielsweise durch hydraulische Verspannung von einer (oder allen) Kolben/Zylinder-Anordnung(en) 6 in einer über die Wasseroberfläche herausgehobenen oberen Totlage abgestellt und hierin verriegelt gehalten werden. Eine solche Abstellung der Einrichtung kann beispielsweise auf sämtliche Schwinghebel 4 erst reckend beim Au f t ret en von besonders heftigen Stürmen oder bei Großreparaturen erforderlich und von Vorteil sein. Einzelne Schwinghebel 4 können außer Betrieb gesetzt werden, solange Reparatur- oder Instand haltungsarbeiten durchgeführt werden. Nach Beendigung dieser Arbeiten oder bei eingetretener Besserung der Witterungsbedingungen kann die Verriegelung manuell oder gar auch automatisch aufgehoben und die Einrichtung erneut in Betrieb gesetzt werden.It should be readily apparent that, due to the freely rotatable mounting of the bridge beam 30 around the column 31, the device adopts a position shown in the drawing in each wave propagation and flow direction illustrated by an arrow a in FIGS. 1 and 2, and accordingly automatically follows every change in the flow direction according to arrow c in FIG. 2. Due to the waves propagating in the direction of arrow a, the rocker arms 4 provided with floating bodies 5 are always carried along and kept in constant rocking motion, which in turn drive the piston / cylinder assemblies 6, and, according to the principle of volume displacement, double-acting piston pumps hydraulic oil from one Promote the storage container (not shown in the drawing) in a pressure accumulator that works, for example, with a gas cushion. The hydraulic oil compressed in the pressure accumulator to a predetermined working pressure is fed, for example, to a hydraulic motor, and the output shaft of the hydraulic motor is coupled to a generator for generating electricity. The electrical energy generated is conducted in a manner known per se, for example via an electrical energy cable, to a reception, transformer and control center, preferably located near the coast on the mainland. Under certain conditions, the electrical energy generated can be fed directly to an end user. The functional units and elements of the device and of the energy transmission described above are already known means and measures which belong to the prior art. According to the invention, however, at least each of the floating bodies 5 is preferably a plurality of additional flow energy which is constantly found in the water in the operating state of the device Transducer 7 arranged, through which the generally remarkable flow energy of the surface water, which is generally rectified with the wave propagation direction and almost always present at the same time, is also extracted. These flow energy converters 7 preferably contain a tubular turbine flooded with water, to which a generator for generating electricity can be coupled directly. In an alternative embodiment, the additional flow energy converter 7 can be a centrifugal pump which, as an additional delivery element, can deliver hydraulic oil, ie pressure medium, into the pressure accumulator connected in parallel with the piston / cylinder arrangement (s). Through this measure according to the invention, namely through the provision of additional flow energy converters 7, the efficiency of the known devices and also their delivery capacity is increased by leaps and bounds and significantly. The floating bodies 5 must always be designed in such a way that no water can penetrate them and, thanks to their aerodynamically favorable, streamlined shape and sufficient mechanical strength, they can prevent damage to the device through sudden, sudden masses of particularly high waves and water walls occurring during storms or cyclones. The device according to the invention is also expediently provided with a safety locking device, by means of which individual (or all) rocker arms 4 of the device are lifted above the water surface, for example by hydraulic bracing of one (or all) piston / cylinder arrangement (s) 6 can be turned off and kept locked. Such a shutdown of the device may, for example, only be necessary and advantageous when stretching out particularly violent storms or when carrying out major repairs on all rocker arms 4. Individual rocker arms 4 can be put out of operation as long as repair or maintenance keeping work can be carried out. After completion of this work or if the weather conditions improve, the lock can be released manually or even automatically and the device can be put into operation again.

Durch die obigen Ausführungen dürfte klar und eindeutig nahegelegt sein, daß mit der Schaffung und Anwendung von anmeldungsgemäßen Einrichtungen sämtliche Energiekomponenten von Oberflächengewässern, d.h. sowohl die in der Gezeitenschwankung, die im Wellengang, insbesondere in der vertikalen Amplitudenbewegung des letzteren, sowie auch die in der durch diese auch durch die Windenergie hervorgerufenen und/oder verstärkten Wassermengenströmung innewohnenden Energiekomponenten, welche in Abhängigkeit vom jeweiligen Aufstellungsort örtlich und/oder zeitlich gemeinsam oder auch phasenverschoben dominieren, gleichzeitig vorhanden oder einander ergänzen können, gänzlich und auf komplexe Weise durch äußerst günstige Energieumwandlung herausgewonnen und nutzbar gemacht werden. Werden derartige erfindungsgemäße Einrichtungen in einer Anzahl, gar Vielzahl von Gruppen verlegt, so entstehen erfindungsgemäße Wellenkraftwerke, welche als Folge eines spontanen oder. gesteuerten Ausg le ichs der an den einzelnen Ver legu ng sst ellen vo rherrschenden Phasendifferenzen eine zumindest quasikontinuierliche Energiegewinnung von beachtlicher Leistung gewährleisten können. Die günstigen Schauplätze zur Errichtung solcher Wellenkraftwerke können durch vorangehende Beobachtungen, Messungen und Berechnungen unter Berücksichtigung der jeweiligen topografisehen, Wellenfortpflanzungs- und Strömungsgegebenheiten mit hoher Sicherheit bestimmt werden. Das gleiche gilt für die Auslegung der Konstruktionsabmessungen und der Festigkeitsdaten vorgesehener erfindungsgemäßer Einrichtungen. Beispielsweise etwa schachbrettartig verteilt verankerte er findungsgemäße Einrichtungen oder Einrich tungsgruppen einer Großanlage, insbesondere eines erfindungsgemäßen Wellenkraftwerkes können miteinander und insbesondere mit einer vorzugsweise in Küstennähe am Festland errichteten Empfangs-, Umspann- und Steuerzentrale auch durch ein System zur Übertragung von Steuer- und Überwachungssignalen verbunden sein.The above statements should clearly and unambiguously suggest that with the creation and application of devices according to the application, all energy components of surface waters, i.e. both those in the tidal fluctuation, those in the waves, in particular in the vertical amplitude movement of the latter, and also those in the these energy components, which are also caused by wind energy and / or are increased in the flow of water and which, depending on the respective installation location, dominate locally and / or temporally together or out of phase, can exist at the same time or can complement one another, can be extracted and used completely and in a complex manner by extremely favorable energy conversion be made. If such devices according to the invention are installed in a number, even a plurality, of groups, wave power plants according to the invention are created which are the result of a spontaneous or. Controlled balancing of the phase differences prevailing at the individual installation sites can guarantee an at least quasi-continuous energy production of remarkable performance. The favorable locations for the erection of such wave power plants can be determined with a high degree of certainty by previous observations, measurements and calculations taking into account the respective topographical, wave propagation and flow conditions. The same applies to the design of the construction dimensions and the strength data of devices provided according to the invention. For example, he anchored devices or equipment according to the invention distributed in a checkerboard fashion tion groups of a large-scale plant, in particular a wave power plant according to the invention, can also be connected to one another and in particular to a reception, transformer and control center which is preferably set up near the coast on the mainland, also by a system for transmitting control and monitoring signals.

Eine zweite beispielsweise Ausführung einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Fig. 4 bis 6 der Zeichnung dargestellt. Identische oder funktioneil gleiche Bauteile und -einheiten wurden dabei mit den gleichen Bezugszahlen wie sie bereits in Verbindung mit der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 benützt und beschrieben worden sind, versehen.. Erfindungsgemäße Einrichtungen dieser zweiten Ausführung können mit Vorteil insbesondere an Stellen errichtet und betrieben werden, für welche bei ebenfalls nicht zu hoher Wassertiefe eine verhältnismäßigeA second exemplary embodiment of a device according to the invention is shown in FIGS. 4 to 6 of the drawing. Identical or functionally identical components and units have been provided with the same reference numerals as have already been used and described in connection with the embodiment according to FIGS. 1 to 3. Devices of this second embodiment according to the invention can advantageously be erected in particular at locations and are operated for which a proportionate water depth is also not too high

Beständigkeit der Wellenfortpflanzungs- und Strömungsrichtung charakteristisch ist, wobei die auftretenden Richtungsänderungen zweckmäßig nicht größer als 15 sind.Resistance of the wave propagation and flow direction is characteristic, the changes in direction that occur are expediently not greater than 15.

Die Ausführung gemäß. Fig. 4 bis 6 weist als Grundkörper 3 ein am Wassergrund 2 ortsfest befestigtes, vorzugsweise ausThe execution according to. 4 to 6 has, as the base body 3, a base which is preferably fixedly attached to the water base 2

Stahlbeton ausgebildetes Bauwerk 32 auf, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel zueinander im wesentlichen parallele mauerartige Wandwerke 321, 322, enthält. In einem auch beim höchsten Wasserpegel oberhalb der 'Wasseroberfläche befindlichen Bereich der letzteren ist ein sich in Querrichtung erstreckender Brückenträger 30 angeordnet, und an diesem Brückenträger 30 befindlichen horizontalen Achsen 3C1 sind an ihrer, freien Enden jeweils mit befestigten Schwimmkörpern 5 versehene Schwinghebel 4 in vertikalen Schwingungsebenen alternierend beweglich angelenkt. Es ist einleuchtend, daß die Anzahl der in einer einzigen Einrichtung gelagerten Schwinghebel 4 kann durch Erhöhung der Zahl der im wesentlichem parallelen Wandwerke 321, 322 ... praktisch beliebig erhöht werden. Zwischen dem Brückenträger 30 und den Schwinghebeln 4 sind auch hier zur Förderung und Druckerhöhung eines hydraulisehen Druckmittels durch Volumenverdrängung sowie zur Zirkulierung desselben in einem geschlossenen Kreislauf geeignet ausgebildete Kolben/Zylinder-Anordnungen 6 vorhanden. Die letzteren, sowie die sich an diese anschließenden Mittel und Baueinheiten können sowohl im Aufbau wie auch hinsichtlich Schaltung, Steuerung und Wirkungsweise identisch mit den in Verbindung mit der ersten Ausführung gemäß Fig. 1 bis 3 obenbeschriobenen Einrichtung ausgebildet sein. Die Schwimmkörper 5 sind auch hierbei mit im Betriebszustand der Einrichtung ständig unterhalb der Wasseroberflache befindlichen zusätzlichen Strömungsenergiewandlern 7 versehen, wie dies aus den Zeichnungsfiguren 4 bis 6 eindeutig ersichtlich ist. Zur Gewährleistung von für den wirksamen Betrieb dieser zusätzlichen Strömungsenergiewandler 7 insbesondere günstigen erhöhten Wasserströmungsgeschwindigkeiten kann insbesondere an einer Grundplatte 323 des Bauwerkes 32 mindestens ein Leitwehr 324 zur Querschnittsverkleinerung ausgebildet sein. Zusätzlich zur hydrostatischen Komponenten kann die auf die Schwimmkörper 5 im aufwärtsbewegenden Sinne wirkende Auftreibkraft auch durch Anordnung von Flügeln 51, 52 von vorzugsweise verstellbarer Winkelstellung an den Schwimmkörpern 5 erhöht werden.Durch diese strömungstechnisch günstig ausgestalteten Flügel 51, 52 erzeugt das strömende Wasser eine dynamische Auftreibkraftkomponente, die auf die Schwimmkörper 5 wirkt. Es dürfte auch einzusehen sein, daß bei Ausbildung hinreichend langer Wandwerke 321, 322 "Strömungskanäle" grschaffen werden können, in welchen auch mehr als ein Schwinghebel 4 und weitere, mitarbeitende Baueinheiten hintereinander in Reihe angeordnet werden können. Das Bauwerk 32 kann sowohl am Schauplatz wie auch (insbesondere bei kleinen Einrichtungen) in einem Herstellbetrieb durch Vorfertigung und durch Schlepptransport zur Schauplatz gebracht und dort verankert errichtet werden. Die Wandwerke 321, 322 können auch aus mehreren Teilstrecken, die eine von der Parallelen abweichende Winkelstellung haben, von gebrochener Linienführung oder keilförmig ausgebildet sind, bestehen. Derart modifizierte Ausführungen dienen zusammen mit der fakultativen Anordnung und Ausbildung von Leitwehren 324 dazu, optimale Strömungs- und Wasserbewegungsparameter zur effektvollen Energiegewinnung, bzw. -Umwandlung für die Einrichtung zu schaffen, bzw. die örtlichen Gegebenheiten .in dieser Richtung günstig zu beeinflussen.Reinforced concrete structure 32, which in the illustrated embodiment contains wall-like walls 321, 322 which are essentially parallel to one another. In a region of the latter which is also at the highest water level above the water surface, there is a bridge support 30 which extends in the transverse direction, and horizontal axes 3C1 located on this bridge support 30 have rocker arms 4 provided with attached floating bodies 5 in vertical vibration planes at their free ends alternately articulated. It is obvious that the number of rocking levers 4 mounted in a single device can be increased practically as desired by increasing the number of essentially parallel walls 321, 322. Between the bridge support 30 and the rocker arms 4 there are also piston / cylinder arrangements 6 which are suitably designed for conveying and increasing the pressure of a hydraulic pressure medium by volume displacement and for the circulation thereof in a closed circuit. The latter, as well as the means and structural units connected to them, can be constructed identically to the device described above in connection with the first embodiment according to FIGS. 1 to 3, both in terms of structure and in terms of circuit, control and mode of operation. Here, too, the floating bodies 5 are provided with additional flow energy converters 7 which are constantly below the water surface when the device is in the operating state, as is clearly evident from the drawing figures 4 to 6. In order to ensure increased water flow speeds, which are particularly favorable for the effective operation of these additional flow energy converters 7, at least one guide weir 324 for reducing the cross-section can be formed on a base plate 323 of the structure 32. In addition to the hydrostatic components, the buoyancy force acting on the floating bodies 5 in the upward-moving sense can also be increased by arranging wings 51, 52 of preferably adjustable angular position on the floating bodies 5. Through these aerodynamically favorable wings 51, 52, the flowing water creates a dynamic buoyancy force component that acts on the float 5. It should also be appreciated that if sufficiently long walls 321, 322 are formed, "flow channels" can be created, in which more than one rocker arm 4 and other cooperating structural units can be arranged in series. The structure 32 can be brought to the scene both at the scene and (in particular in the case of small facilities) in a manufacturing company by prefabrication and by towing and be anchored there. The walls 321, 322 can also consist of several sections, which have an angular position deviating from the parallel, are of broken lines or are wedge-shaped. Such modified versions, together with the optional arrangement and design of guide weirs 324, serve to create optimal flow and water movement parameters for effective energy generation or conversion for the facility, or to have a favorable influence on the local conditions in this direction.

In Fig. 7 bis 9 ist schließlich eine weitere, dritte vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung als Beispiel gezeigt, welche insbesondere in Meeresbereichen bedeutender Tiefe, welche beispielsweise über Hundert Metern sein kann, so vorzugsweise auf kontinentalen Bänken, Meeresgrunderhebungen, usw. ökonomisch und vorteilhaft errichtet und betrieben werden kann. Bauteile und Einheiten, welche identisch oder funktionell gleicher Bestimmung sind, haben wir auch hierbei mit den gleichen Bezugszahlen wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen versehen, so daß auf eine eingehende Beschreibung der identischen Baueinheiten nicht näher eingegangen wird. Die Ausführung gemäß Fig. 7 bis 9 zeigt einen wesentlichen Unterschied gegenüber den vorangehenden Ausführungsbeispielen darin, daß hier einFinally, FIGS. 7 to 9 show a further, third advantageous embodiment of the device according to the invention as an example, which is built economically and advantageously, particularly on continental banks, seabed surveys, etc., particularly in marine areas of significant depth, which may be over a hundred meters, for example and can be operated. Components and units that are identical or functionally the same, we have given the same reference numerals as in the previous embodiments, so that a detailed description of the identical units is not discussed in detail. The embodiment according to FIGS. 7 to 9 shows a significant difference compared to the previous exemplary embodiments in that here a

Grundkörper 3 vorgesehen ist, welcher als ein aus katamaranartig miteinander parallel festverbundenen Schwimmkästen 331, 332 und 333 bestehender schwimmender Tragkörper 33 ausgeführt ist. Die mit Schwimmkörpern 5 versehenen Schwinghebel 4 sind bei dieser Ausführung an mindestens einem die Schwimmkästen 331, 332 und 333 miteinander in einem stets oberhalb der Wasseroberfläche befindlichen Bereich fest verbindenden, auf die vertikalen Schwingungsebenen quer angeordneten Brückenträger 30 angelenkt. Der schwimmende Tragkörper 33 ist durch mindestens ein Ankerseil 330, beispielsweise durch eine der Korrosion und der beschädigenden Einwirkung von im Gewässer lebenden Mikroorganismen und anderen Lebewesen gleichsam widerstandsfähige Stahlkette zum Wassergrund 2 relativ ortsfest verankert Somit ist der schwimmende Tragkörper 33 in der Lage, sich stets in eine mit Hinblick auf die jeweils vorherrschenden Wellenfortpflanzungs- und Strömungsverhältnisse günstige Lage einzustellen, indem sie sich entlang einer um den Verankerungspunkt kreisbogenförmigen Bahn gemäß Pfeil b in Fig. 8 frei bewegen kann. Die im Zuge eines in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 3) bereits eingehend beschriebenen völlig gleichen Energieumwandlungsprozesses erzeugte elektrische Energie wird über einen zunächst mit dem Ankerseil 33C locker verbundenen, und vom Verankerungspunkt an vorzugsweise auf den Wassergrund 2 verlegten Energiekabel zum jeweiligen Verbrauchsort, zweckmäßig jedoch zu einer auf dem Festland in Küstennahe errichteten Empfangs-, Umspann- und Steuarzentrale geleitet. In Meoresberaichen von relativ hoherBasic body 3 is provided, which is designed as a floating supporting body 33 consisting of floating boxes 331, 332 and 333 which are firmly connected in parallel to one another in the manner of a catamaran. In this embodiment, the rocker arms 4 provided with floating bodies 5 are articulated on at least one bridge girder 30, which connects the floating boxes 331, 332 and 333 to one another in a region which is always located above the water surface and is arranged transversely on the vertical vibration planes. The floating one Support body 33 is anchored relatively stationary to the water bed 2 by at least one anchor rope 330, for example by a corrosion resistant and damaging action of microorganisms and other living things living in the water. Thus, the floating support body 33 is able to always be in one with With regard to the prevailing wave propagation and flow conditions, the position should be favorable by being able to move freely along an arc-shaped path around the anchoring point according to arrow b in FIG. 8. The electrical energy generated in the course of a completely identical energy conversion process, which has already been described in detail in connection with the first exemplary embodiment (FIGS. 1 to 3), is loosely connected to the anchor cable 33C and is preferably laid from the anchoring point on the water bed 2 to the respective energy cable Place of consumption, but appropriately directed to a reception, transformer and control center set up on the mainland near the coast. In sea areas of relatively high

Wassertiefo, wo jedoch die Dichtung der Weilenfortpflonzung und der Wasserst römung Beobachtungen gemäß relativ beständig ist, vorzugsweise innerhalb eines Winkelbsreiches von 15º bleibt, kenn es zweckmäßig sein, den schwimmenden Tragkörper 33 der Einrichtung nicht nur in einem sondern in mehreren Festpunkten durch Ankerseils 330 in Wassere rund 2 zu verankern. D i e auf obige Weise ausgebildete und relativ ortsfest verankerte Einrichtung ist in der Lage, gezeitenashängigen wassorspiogolunterschieden von über zehn Metorn ohne Schwierigkoiten zu folgen. Erfindungesgemäle Einruchtungen w i e sie lediglich als Beisp ie l in d en F ig . 7 bi s 0 pr inzipshal ber g ez ei gt s ind , können auch mi t meh r e ren ode r g ar wenig eren s chwi mmkäst en 331 , 332 , 333 ausg e f üh r t s ein , wobei die le t m t er an miteinander durch unterschiedliche Anzahl von Brückenträgern 30 und auch mittels passiver Querträger 302 verbunden sein können. Es sei ferner noch erwähnt, daß auch die Schwimmkästen 331, 332, 333 können mit im Betrieb der Einrichtung stets unterhalb der Wasseroberflache befindlichen mit zusätzlichen Strömungsenergiewandlern 7 im Sinne der Erfindung, sowie auch mit entsprechend angeordneten Leitflächen, Flügeln zur Beeinflussung der Strömungs verhältnisse versehen sein. Einrichtungen derartiger Ausführung können in Werften vorgefertigt und fertiggestellt, und hiernach zum vorbestiirrmten Verankerungsort geschleppt werden. Zwecks Großreparaturen, Instandhaltung, usw. können die schwimmenden Einrichtungen ebenfalls in dafür vorgesehene Trockendocks transportiert werden. Die Länge der Schwimmkästen 331, 332, 333 soll vorzugsweise etwa auf mindestens den zweifachen Wert der am Verankerungs- und Betriebsort zu erwartenden mittleren Wellenlänge gewählt werden, um eine relative Stabilität des Grundkörpers 3 zu gewährleisten.Wassertiefo, where, however, the seal of the propagation of the waves and the water flow is relatively stable according to observations, preferably remains within an angular range of 15 °, it may be expedient to use floating rope 33 of the device not only in one but in several fixed points by means of anchor rope 330 in water anchor around 2. T he above-trained and relatively fixed-anchored facility is able to follow tide-dependent water-spiogol differences of over ten meters without difficulty. Furnishings according to the invention as shown only as an example in the fig. 7 bis 0 pr inzipshal ber g ez e s s ind, can also with more than one or a few less swarming boxes 331, 332, 333 in detail, whereby he arrives can be connected to each other by different numbers of bridge girders 30 and also by means of passive cross girders 302. It should also be mentioned that the swimming boxes 331, 332, 333 can be provided with additional flow energy converters 7 in the sense of the invention when the device is always below the water surface, and also with correspondingly arranged guide surfaces, wings for influencing the flow conditions . Devices of this type can be prefabricated and completed in shipyards and then towed to the predetermined anchorage location. For major repairs, maintenance, etc., the floating devices can also be transported to the designated dry docks. The length of the floating boxes 331, 332, 333 should preferably be selected to be at least twice the average wavelength to be expected at the anchoring and operating location in order to ensure a relative stability of the base body 3.

Es soll noch als allgemeine Bemerkung erwähnt werden, daß die Schwinghebel 4 anstelle einer drehbaren Lagerung um horizontale Achsen 301, bei allen Ausführungen auf jegliche andere Weise mittels Verbindungen, die eine Schwingbewogung in vertikalen Schwingungsebenen zulassen, angelenkt sein können. Die Erfindung ist keineswegs auf die in den obigen mit Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung lediglich als Beispiele beschriebenen Ausführungen beschränkt. Innerhalb des durch die nachstehenden Patentansprüche definierten Schutzkreisss sind zahlreiche andere Ausführungen, Abwandlungen und Weiterentwicklungen möglich. It should be mentioned as a general remark that, instead of being rotatably supported about horizontal axes 301, the rocker arms 4 can, in all embodiments, be articulated in any other way by means of connections which allow oscillation movement in vertical oscillation planes. The invention is in no way limited to the embodiments described in the above with reference to the accompanying drawing merely as examples. Numerous other designs, modifications and further developments are possible within the protective circle defined by the following patent claims.

Claims

1. A device for harnessing the wave energy of surface waters, comprising at least one rocker arm (4) which is provided with a floating body (5) at its free end and which is pivotably articulated on a base body (3) which is at least relatively fixedly anchored in the water in wave motion, and For each rocker arm (4) on the one hand on the base body (3) on the other hand articulated on the rocker arm (4), preferably designed as a double-acting piston pump for pressure medium delivery, piston / cylinder arrangement (6), to which an energy store, in particular pressure accumulator, is connected, of which from means for energy conversion, in particular a turbine or a hydraulic motor with compressed pressure medium, and this means has a rotating output shaft which gives a torque, which is drive-connected to a generator for generating electricity, the device preferably being adjusted to the setting or galb stone setting of the vertical oscillation plane of each oscillation lever (4) is designed or anchored in the manner permitting the prevailing waves in the direction of propagation, characterized in that at least each of the floating bodies (5) with at least one additional flow energy converter (below the water surface in the operating state of the device) 7) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that de r base body (3) is provided with at least one in the operating state and constantly located below the assorobar surface additional flow energy ethanol (7).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the additional flow energy converter (7) contains a turbo engine, in particular a water turbine.

4. Device according to claim 3, characterized in that in the additional flow energy converter (7) a generator for generating electricity is coupled to the turbo engine, in particular water turbine.

5. Device according to claim 3, characterized in that a hydraulic pressure medium pump is coupled in the additional flow energy converter (7) to the flow engine, in particular water turbine.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the floating body (s) is (are) designed as a hollow body or a foamed shawl body of fluidically favorable shape with low flow resistance.

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least in a Seroich in the operating state of the device constantly below the water surface at least one aerodynamically designed guide body, in particular a guide vane (51, 52) or a guide vane of preferably variable angular position is arranged on at least one of the floating bodies (5).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the base body (3) is designed as a fixed in the Wessergrund (2) fixed pillar (31) or scaffold, around whose area above the water surface is one by one vertical central axis freely rotatable bridge support (30) is mounted, and the free end with floating body (5) provided at least one rocking lever (4) about an axis (30l) arranged in this bridge girder (30) can be moved alternately in a vertical plane of vibration.

9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the base body (3) as a fixed in the water bed (2) fixed structure (32) with at least one to the wave propagation direction substantially parallel, projecting beyond the water surface wall (321, 322), and the rocker arms (5), each provided with floating bodies (5) in the free ends, on at least one area located above the water surface in an alternately movable manner in vertical vibration planes parallel to the at least one wall (321, 322) the at least one wall (321, 322) arranged Grückent carrier (30) are linked.

10. Device according to claim 9, characterized in that at least one guide weir (324) for influencing the flow conditions in the working area of the oscillating lever (4) is present on a base plate (323) of the sow (32).

11. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the base body (3) is designed as an anchored on the assergrund (2) by at least one anchor rope (330) limited to relative movements allowing anchored floating question body (33) which is according to the prevailing wave propagation and flow conditions, as well as the Gezaitenhohon differences can freely adjust around a fixed anchor point.

12. The device according to claim 11, characterized in that the base body (3) is designed as a floating support body (33) consisting of a plurality of narrow swimming boxes (331, 332, 333), and which at their free ends each with a floating body (5) provided rocking lever (4) in at least one of the swimming boxes (331, 332, 333) with each other in an area above the water surface. connecting bridge girders (30) are articulated in an alternately movable manner in and between vertical and / or next to the floating boxes (331, 332, 333).

13. The device according to claim 11 or 12, characterized in that on the swimming boxes (331, 332, 333) of the floating body (32) formed base body (3) in areas below the water surface aerodynamically designed guide body, in particular guide vanes or Guide vanes of preferably variable angular position are arranged.

14. Wave power plant with at least one device according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is anchored from at least one group of relatively shallow üstersichen a surface water, in particular an ocean, inland lake, bay, river mouth, a sea pass or a relatively large inland lake Facilities or equipment groups for harnessing the wave energy of surface waters, such as a reception, transformer and control center, which is preferably located near the coast, where the latter is expediently connected to the individual groups of decay devices in each case at least by means of electrical energy transmission gauges.

15. Wave power plant according to claim 14, characterized in that the devices or device groups for utilizing the wave energy are laid and anchored in a surface topographical manner, as well as wave propagation and flow conditions according to predetermined distribution in the surface water.

16. Wave power plant according to claim 14 or 15, characterized in that the devices, or device groups, for utilizing the wave energy with the receiving, transformer and control center are also connected by a system for the transmission of control and monitoring signals.