201829. lajstromszámú szabadalom • Kombinált hullámerőgép
HU 201829 B sításának kérdését az eddig ismert módszerek, szerkezetek nem oldották meg. A hullámenergia komplex és jó hatásfokú hasznosíthatóságát az alábbi sajátos jellemzők, és az ezekkel kapcsolatosan jelentkező műszaki nehézségek gátolják: A hullámmozgás intenzitásának és amplitúdójának változékonyságára jellemző, hogy az Atlanti óceánon pl. gyakori 3-4 méteres hullámok magassági viharok idején 14-16 métert is elér, és megfigyeltek már 18 méter feletti hullámokat is. A hullámzás időperiódusa 6-8 mp és 30-40 mp között változhat. A hullámmozgás jellege is igen összetett, így pl. a tarajos hullámoknak nemcsak emelő-, de kifejezetten rázkódást, rángatást okozó hatása is van. Az ún. lógóhullám magassága a nyílt tengeren sok esetben alig megfigyelhető, ugyanakkor előrehaladó mozgása olyan energiát képviselhet, hogy sziklának, kiépített partfalnak vetődve hatalmas víztömegeket a középvízszint fölé 25-30 méter magasságba is felcsap. A hullámtörés által kifejtett nyomás - mérések szerint - a középvízszint felett 7 méter magasságban elérheti a 11500 kp/m2 értéket. A hullámmozgás ill. a vele mozgó víztömegek mozgási irányának változása 180 fokot is elérhet. A mozgásirány kisebb értékű, de már jelentős irányváltozása, főleg kisebb vízmélységek esetében, óránként is bekövetkezhet. A hullámzással általában együttjáró szél változó erejű, irányú és jellegű. A tengereken igen gyakran előforduló 100 km/ó feletti sebességű szél tolóereje 1000 kp/m2 értéket is meghalad. Ez a szélhatás, főleg ha szakaszos, pöffös szél rángató hatásával együtt lép fel, igen súlyos következtményeket okozhat bármely műtárgyban. A nagy tengeri ciklonok okozta légörvények helyenként többszáz méteres vízoszlopokat ragadnak magukkal. Vihardagály hatására egy adott helyen és időben a szokásos vízszint 2-4 méterrel is megemelkedhet, amit az igen erős hullámzás hatása is súlyosbít. A vízmozgásból nyert - többnyire villamos - energia felhasználási helyre juttatása is gondokat okozhat. A fentiekhez társulnak még a hullámerőművek működési elvével, szerkezeti felépítésével, üzembiztonságával és karbantartásigényével kapcsolatos további nehézségek és követelmények is. A fentiekben csupán nagy vonalakban összesített jellemzők és nehézségek tükrében a jelen találmány alapját annak felismerése és messzemenő hasznosítása képezi, hogy a hullámzó felszíni vizek hullámenergiájának komplex, minden összetevőre kiterjedő hasznosítható kinyerésére alkalmas, viszonylag kisméretű olyan szerkezetek és ezekből rendszert képező szerkezet-együttesen kialakítására kell törekedni, amelyek egyaránt képesek a hullámzás függőleges irányú amplitúdómozgásának, a hullámmozgással együttjáró igen jelentős helyi vízáramlások energiájának és a dagályhullámok terjedési áramlási energiájának együttes, hasznosítható, és az ismert korábbi megoldásokhoz viszonyítva megnövelt hatásfokkal történő kinyerésére. A találmány célja a fenti követelményrendszert maradéktalanul kielégítő olyan szerkezetek kialakítása, amelyek emellett még könnyen áttekinthető, 3 egyszerű felépítésűek, az elhasználódásnak kitett és meghibásodott elemek könnyű, biztonságos és lehetőleg a telepítési helyszínen történő gyors cseréjét teszik lehetővé, hosszú élettartamú, csereszabatos alkatrészeket tartalmaznak, állandó felügyelet nélkül üzemeltethetők, és még abnormálisán magas vagy nagysebességű hullámok, lökéshullámok ill. vízáramlások, szélviharok, ciklonok stb. romboló hatását is károsodás nélkül elviselni képesek. A kitűzött célt olyan tárgyi, hullámzó felszíni vizek energiájának hasznosítható kinyerésére alkalmas hullámerőgép kialakításával és alkalmazásával érjük el, amelynek a találmány szerint legalább az úszótest(ek) üzemi állapotban vízbe merülő, vízalatti tartományán elrendezett legalább egy járulékos áramlási energiaátalakító egysége is van, amely célszerűen egy áramlási forgógépet, különösen vízturbinát tartalmaz. Az áramlási forgógéppel, amely a hullámzó vízmozgással mindig együttjáró, bizonyos célszerű telepítési helyeken, például tengerszorosokban, folyamtorkolatokban stb. gyakran - mérések és megfigyelések szerint - igen számottevő vízáramlási járulékos energiahasznosítását teszi lehetővé, előnyösen hajthatók a járulékos áramlási energiahasznosító egység részét képező villamos áramfejlesztő generátorok vagy hidraulikus szivattyúk. A hullámerőgép úszótestei előnyösen viharálló, csekély áramlási ellenállású áramvonalas kiképzésű üreges vagy habanyaggal kitöltött merev héjszerkezetű testekként lehetnek kialakítva, amelyek üzemi állapotban mindig vízbe merülő tartományán előnyösen állítható állásszögű legalább egy áramlási test, különösen terelőlapát ill. terelőszárny is el lehet rendezve. A találmány szerinti hullámerőgép egyik típusú kiviteli alakjainál az alaptest egy a vízfenéken helytállóan és mereven rögzített oszlop ill. állvány, amelynek mindenkor vízfelszín fölé kinyúló tartományán egy függőleges tengelyvonal körül szabadonfutóan elforduló hídszerkezet van ágyazva, és a szabad végén úszótesttel ellátott legalább egy lengőkar a hídszerkezetben elrendezett vízszintes tengely körül van függőleges síkú lengőmozgásra alkalmas módon csuklósán csapágyazva. Egy másik célszerű kiviteli lehetőséget képeznek az olyan hullámerőgépek, amelyeknél az alaptest egy a vízfenéken helytállóan rögzített, az uralkodó hullámterjedési és vízáramlási iránnyal lényegében párhuzamos, a vízfelszín fölé kinyúló legalább egy fallal ellátott építmény, és a szabad végeiken rendre legalább egy úszótesttel ellátott lengőkarok a fal(ak közötti és) melletti függőleges síkokban lengőmozgásra alkalmas módon az építmény vízszint feletti tartományán rögzített legalább egy hídszerkezetben vannak csuklósán ágyazva. Az építmény alaptestén a vízáramlási viszonyokat befolyásoló legalább egy terelőfelület, különösen terelőgát is kiképezhető. Egy további, különösen mélyvízi telepítésre alkalmas kiviteli alakcsoportot képeznek az olyan hullámerőgépek, amelyeknél az alaptest a vízfenékhez legalább egy kikötőelem útján korlátozott relatívmozgást megengedő módon lehorgonyzóit, a mindenkori hullámterjedési áramlási és nyugalmi víztükör ingadozási viszonyok szerint önbeálló szabadságfokú úszó hordtestként van kialakítva. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
