DE102006005085A1

DE102006005085A1 - Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie

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Publication number: DE102006005085A1
Application number: DE102006005085A
Authority: DE
Inventors: Erhard Otte
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-04
Filing date: 2006-02-04
Publication date: 2007-08-09

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung (1) zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einer Zentraleinheit (2), die aus einer Zentralsäule (14), einem vertikal beweglichen Zentraltank (15) und mindestens einem schwimmenden Hohlkörper (3), welcher entlang einer im Abstand zur Zentraleinheit (2) pendelfähig angebrachten Führungsstange (7) vertikal geführt bewegt werden kann und seinerseits aus mehreren Kammern (4, 5) besteht, von denen eine durch ein flexibles Verbindungsleitungssystem (20) mit dem Zentraltank (15) verbunden ist. In diesem ist ein Energiewandler (21) angebracht und er ist derart gestaltet und mit Arbeitsflüssigkeit (29) befüllt, dass diese durch von einem Kompressor (26) erzeugten Luftdruck auf eine vorherbestimmte Pegelhöhe im Hohlkörper (3) gebracht werden kann. Verursachen Wellen Vertikalbewegungen des Hohlkörpers (3), kann Arbeitsflüssigkeit (29) durch den Energiewandler (21) gepumpt, Strömungsenergie in elektrische Energie gewandelt, diese abgeleitet und nutzbar gemacht werden. Bei übermäßig starken Wellen können Zentraltank (15) und Hohlkörper (3) abgesenkt, zu Wartungsarbeiten über die Wasseroberfläche hinaus angehoben werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie.
Die Nutzung der verfügbaren regenerativen Energie wird wichtiger als jemals zuvor. Dazu gehört auch die Energie, welche von Wellen in Küstennähe transportiert wird.
Vielen der zur Nutzung der Wellenenergie vorgeschlagenen Verfahren ist gemeinsam, dass aktive Vorrichtungsteile, wie zum Beispiel Turbinen, in nachteiliger Weise in ständigen Kontakt mit Meerwasser beziehungsweise mit Luft unmittelbar über Meerwasser kommen, was zu Problemen durch Korrosion, Algen- und Muschelbesatz und Salzverkrustungen führt.

Die DE 103 35 707.6 , die DE 103 36 153.7 , die DE 103 55 245.6 , die 10 2004 019 791.1 und die 10 2004 037 528.3 beschreiben Vorrichtungen, bei denen die aktiv arbeitenden Vorrichtungsteile gekapselt und so gegen die technikfeindlichen Einflüsse der maritimen Umwelt geschützt sind.

Den genannten Verfahren ist gemeinsam, dass schwimmende Hohlkörper jeweils durch ein Verbindungsleitungssystem mit einem oder mehreren, sich in einer stationären Zentraleinheit befindenden Tank mit relativ großem Querschnitt verbunden sind.

Das hat in nachteiliger Weise zur Folge, dass entweder die Querschnitte der Zentraleinheiten im Bereich der Meeresoberfläche groß sind und dadurch den Wellen große Angriffsflächen bieten, was zu erheblichen Belastungen der Anlagen und besonders aufwändigen Konstruktionen führt, oder relativ lange Verbindungsleitungen zwischen den schwimmenden Hohlkörpern und der jeweiligen Zentraleinheit erforderlich macht, welches den Wirkungsgrad der Anlagen negativ beeinträchtigt, oder es erfordert verschleißempfindliche dichtende Gleitführungen unter Wasser.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Alternative zu diesem stand der Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Zentraleinheit, die im Wesentlichen aus zumindest einem in oder auf dem Gewässerboden befestigten Führungsteil und zumindest einem relativ zu diesem vertikal beweglichen Zentraltank besteht, und mindestens einen im Abstand zu dieser in Allgemeinen schwimmenden Hohlkörper auf.

Die im Allgemeinen im Abstand zur Zentraleinheit schwimmenden Hohlkörper weisen jeweils eine rohrartige, sich über ihre Längsausdehnung erstreckende, mit Führungselementen versehene Durchgangsöffnung auf, in der sich ein Führungsteil derart befindet, dass die Hohlkörper sich entlang des Führungsteils, im Wesentlichen vertikal, bewegen lassen.

Die Enden der Führungsteile sind jeweils so ausgeführt, dass die Hohlkörper nicht über die Längserstreckung der Führungsteile hinaus bewegt werden können.

Jedes Führungsteil ist an seinem unteren Ende in alle Horizontalrichtungen schwenkbar mit einer im oder auf dem Gewässerboden oder an dem stationären Teil der Zentraleinheit befestigten Struktur verbunden.

Die Hohlkörper bestehen aus mindestens zwei Kammern. Mindestens jeweils eine Kammer jedes Hohlkörpers ist durch ein zumindest teilweise flexibles Verbindungsleitungssystem mit zumindest einer Kammer des Zentraltanks, deren Querschnittssumme im Verhältnis zur Summe der Querschnitte der verbunden Kammern der Hohlkörper groß ist, verbunden.

Ausgangs jeder mit der mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper oder eingangs jeder mit einer solchen Kammer eines Hohlkörpers verbundenen Kammer der Zentraltanks ist jeweils eine Vorrichtung zur Wandlung von Strömungsenergie in elektrische Energie angebracht.

An ihren Oberseiten können die mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper mit Ventilen, die Gase nahezu widerstandslos durchlassen, gegenüber Flüssigkeiten dagegen abdichten, versehen sein.

Bauweise und Dimensionen der Hohlkörper sind so gewählt, dass sie bis auf die unteren an den Führungsteilen sich befindenden Begrenzungen absinken können, wenn die mit dem Zentraltank verbundenen Kammern der Hohlkörper mit einer Arbeitsflüssigkeit gänzlich befüllt sind.

Die Zentraltanks sind in mindestens zwei Kammern und Auftriebsglocken unterteilt. Von den mit den entsprechenden Kammern der Hohlkörper verbundenen Kammern aus führt zumindest ein Fallrohr bis zu einem Abstand zum Boden der darunter liegenden Kammern, deren Volumen und Querschnitt groß sind im Verhältnis zu der Summe der Volumen und Querschnitte der mit dem Zentraltank verbundenen Kammern der Hohlkörper.

Die Oberseiten der unteren der miteinander verbundenen Kammern können durch zumindest eine zumindest teilweise flexible Leitung und zumindest ein Ventil mit zumindest einer Pumpe verbunden werden.

Die unteren der miteinander durch Fallrohre verbundenen Kammern sind mit einer ausreichenden Menge der Arbeitsflüssigkeit befüllt

Auch die Oberseiten der Auftriebglocken der Zentraltanks können durch zumindest eine zumindest teilweise flexible Leitung und zumindest ein Ventil mit zumindest einer Pumpe verbunden werden.

Bauweise und Dimensionen der Zentraltanks sind so gewählt, dass diese zumindest soweit aufschwimmen können, dass in den Zugängen zu den oberen der durch zumindest ein Fallrohr miteinander verbundenen Kammern angebrachte

Energiewandler sich oberhalb der Wasseroberfläche befinden, wenn die unteren der durch zumindest ein Fallrohr miteinander verbundenen Kammern mit einer ausreichenden Menge der Arbeitsflüssigkeit und die Auftriebsglocken der Zentraltanks mit einem Gas befüllt sind.

Die in oder auf dem Gewässerboden befestigten Führungsteile der Zentraleinheit sind derart mit verstellbaren Begrenzungen ausgerüstet, dass durch diese die vertikale Position der Zentraltanks von ihrer optimalen Arbeitsposition bis zu ihrer maximal durch entsprechenden Pegelstand und daraus resultierenden Auftrieb verursachten Position bestimmt werden kann.

Mittels der Pumpen, durch die entsprechenden Ventile und Leitungen, wird Gas in die Auftriebsglocken der Zentraltanks gepumpt. Sich in den Auftriebsglocken befindendes Wasser kann herausgedrückt werden.

Die Auftriebskraft wird die Zentraltanks gegen die an den in oder auf dem Gewässerboden befestigten Führungsteile der Zentraleinheit angebrachten verstellbaren Begrenzungen drücken.

Mittels der Pumpen, durch die entsprechenden Ventile und Leitungen, wird Gas in die unteren der durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern, oberhalb der sich in diesen befindenden Arbeitsflüssigkeit gepumpt, so dass die Arbeitsflüssigkeit zu einem Teil durch die Fallrohre, in die oberen der durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern, durch die Energiewandler und durch das jeweilige Verbindungsleitungssystem bis zu einer der Wasseroberfläche entsprechenden Pegelhöhe in die mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper gedrückt.

Die sich in den mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper Befindende Luft kann dabei durch die an deren Oberseiten sich befindenden Ventile, die Gase nahezu widerstandslos durchlassen, gegenüber Flüssigkeiten dagegen abdichten, entweichen.

Werden die zur Vorrichtung gehörenden schwimmenden Hohlkörper, bei durch Pumpen und Ventile nicht beeinträchtigten Gasdruck in den unteren der durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern der Zentraltanks, durch Wellen vertikal bewegt, so wird Arbeitsflüssigkeit zwischen den mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper und den durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern der Zentraltanks, durch die Energiewandler hindurch, gepumpt.

Strömungsenergie der durch die Energiewandler gepumpten Arbeitsflüssigkeit kann in elektrische Energie gewandelt, abgeleitet und nutzbar gemacht werden.

Drohen übernormal hohe Wellen, kann durch Erhöhen des Gasdrucks in den unteren der durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern der Zentraltanks mehr Arbeitsflüssigkeit in die mit den Zentraltanks verbundenen Kammern der Hohlkörper gedrückt und die Hohlkörper können so zum Absinken gebracht werden.

Durch sinngemäßes Öffnen der Ventile können die Auftriebsglocken der Zentraltanks geflutet und die Zentraltanks so zum Absinken gebracht werden.

Durch Anpassen des Gasdrucks in den unteren der durch Fallrohre miteinander verbundenen Kammern der Zentraltanks und Ausdrücken des in die Auftriebsglocken der Zentraltanks eingedrungenen Wassers kann die Vorrichtung wieder in ihre Arbeitsposition versetzt werden.

Wird zusätzlich zu den gasbefüllten Auftriebsglocken Arbeitsflüssigkeit abgepumpt und werden die an den stationären Führungsteilen der Zentraleinheit angebrachten verstellbaren Begrenzungen entsprechend hoch gestellt, können zur Vorrichtung gehörende Hohlkörper und Zentraltanks soweit aufschwimmen, dass die wesentlichen Teile der Vorrichtung oberhalb der Wasseroberfläche zugänglich sind.

Die Erfindung wird in Folgendem unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die dort dargestellten sowie oben und nachfolgend beschriebenen Merkmale können nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln und in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es stellen dar:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Arbeitsposition bei glatter, nicht welliger Wasseroberfläche mit einem schwimmenden Hohlkörper in Normalposition, teilweise geschnitten.
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in Arbeitsposition bei welliger Wasseroberfläche mit einem auf einer Welle aufgeschwommenen Hohlkörper, teilweise geschnitten.
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in Arbeitsposition bei welliger Wasseroberfläche mit einem in einem Wellental abgesunkenen Hohlkörper, teilweise geschnitten.
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in Sicherungsposition bei stark welliger Wasseroberfläche, teilweise geschnitten.
5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 in Wartungsposition bei glatter, nicht welliger Wasseroberfläche, teilweise geschnitten.
6 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Arbeitsposition bei glatter, nicht welliger Wasseroberfläche mit einem schwimmenden Hohlkörper in Normalposition, teilweise geschnitten.
7 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 6 in Wartungsposition bei glatter, nicht welliger Wasseroberfläche, teilweise geschnitten.
1 zeigt schematisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) in einer einfachen, aber effizienten Ausführung.
Zur Vorrichtung gehören eine Zentraleinheit (2) und ein im Abstand zu dieser im Wasser (22) schwimmender Hohlkörper (3).
Der Hohlkörper (3) besteht aus einer Arbeitskammer (4) und einer Auftriebskammer (5). Durch eine rohrartige Durchgangsöffnung (6) verläuft eine Führungsstange (7) mit Endbegrenzungen (8, 9).
Die Führungsstange (7) ist durch ein Gelenk (10) in alle horizontale Richtungen schwenkbar mit einem Fundament (11) verbunden.
Die Arbeitskammer (4) wird an ihrer Oberseite durch ein Ventilmaterial (12) begrenzt, welches Gase nahezu widerstandslos durchlassen, gegenüber Flüssigkeiten dagegen sperren kann.
Zur Zentraleinheit (2) gehören ein in den Gewässerboden (13) getriebener Monopile (14) und ein von diesem geführter, vertikal beweglicher Zentraltank (15).
Der Zentraltank (15) besteht im Wesentlichen aus einer Verteilerkammer (16), einer Druckkammer (17), das diese verbindende Steigrohr (18) und die Auftriebsglocke (19).
In der Verteilerkammer (16), vor dem Verbindungsleitungssystem (20), welches die Verteilerkammer (16) mit der Arbeitskammer (4) des Hohlkörpers (3) verbindet, ist der Energiewandler (21), im diesem Beispiel der Turbogenerator (21) angeordnet.
An der Oberseite des Monopiles (14) sind auf einer Konsole (24) die verstellbaren Begrenzungen (23), das Ventil (25) und der Kompressor (26) angebracht.
Das Ventil (25) ist sowohl durch eine teilweise flexible Leitung (27) mit der Oberseite der Druckkammer (17) als auch über eine weitere teilweise flexible Leitung (28) mit der Oberseite der Auftriebsglocke (19) verbunden.
Die Druckkammer (17) teilweise, das Verbindungsleitungssystem (20) und die Arbeitskammer (4) des Hohlkörpers (3) teilweise sind mit Arbeitflüssigkeit (29 befüllt.
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist Luft in die Auftriebsglocke (19) gedrückt, sich darin befindendes Wasser (22) herausgedrückt und der entsprechende Durchgang des Ventil dann geschlossen worden.
Der Auftrieb hat den Zentraltank (15) angehoben und drückt ihn gegen die Begrenzungen (23).
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist Luft in die Druckkammer (17) gepumpt und dadurch Arbeitsflüssigkeit (29) durch das Steigrohr (18), die Verteilerkammer (16), den Turbogenerator (21) und das Verbindungsleitungssystem (20) in die Arbeitskammer (4) bis auf die dargestellte Pegelhöhe, die der Wasseroberfläche (30) bei ruhigem, wellenlosem Wasser (22) entspricht, gedrückt und der entsprechende Durchgang des Ventils (25) dann geschlossen worden.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung (1) gemäß 1, teilweise geschnitten, in welligem Wasser (22), wobei der Hohlköper (3) auf einer Welle aufgeschwommen ist. Arbeitflüssigkeit (29) ist aus der Arbeitskammer (4), durch das Verbindungsleitungssystem (20), den Turbogenerator (21), die Verteilerkammer und das Steigrohr (18) in die Druckkammer (17) geflossen.
Da die Querschnitte der Verteilerkammer (16), des Steigrohrs (18) und der Druckkammer (17) groß sind in Relation zum Querschnitt der Arbeitskammer (4), sind die Fließgeschwindigkeiten dort gering und der Druckanstieg oberhalb der Arbeitsflüssigkeit (29) in der Druckkammer (17) ist minimal.
Der Pegel der Arbeitsflüssigkeit (29) in der Arbeitskammer (4) hat sich entsprechend wenig verändert.
Durch das Durchströmen von Arbeitsflüssigkeit (29) durch den Turbogenerator (21) war elektrische Energie zu gewinnen, die durch ein nicht dargestelltes Kabel abgeleitet, aufbereitet und genutzt werden konnte.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung (1) gemäß 1, teilweise geschnitten, in welligem Wasser (22), wobei der Hohlköper (3) in einem Wellental abgesunken ist.
Arbeitflüssigkeit (29) ist aus der Druckkammer (17), durch das Steigrohr (18), durch die Verteilerkammer (18), durch den Turbogenerator (21) und durch das Verbindungsleitungssystem (20) in die Arbeitskammer (4) geflossen.
Da die Querschnitte der Verteilerkammer (16), des Steigrohrs (18) und der Druckkammer (17) groß sind in Relation zum Querschnitt der Arbeitskammer (4), sind die Fließgeschwindigkeiten dort gering und der Druckabfall oberhalb der Arbeitsflüssigkeit (29) in der Druckkammer (17) ist minimal.
Der Pegel der Arbeitsflüssigkeit (29) in der Arbeitskammer (4) hat sich entsprechend wenig verändert.
Durch das Durchströmen von Arbeitsflüssigkeit (29) durch den Turbogenerator (21) war elektrische Energie zu gewinnen, die durch ein nicht dargestelltes Kabel abgeleitet, aufbereitet und genutzt werden konnte.
4 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung (1) gemäß 1 in Sicherungsposition bei stark welliger Wasseroberfläche, teilweise geschnitten.
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist weiter Luft in die Druckkammer (17) gepumpt, der Druck erhöht und dadurch mehr Arbeitsflüssigkeit (29) durch das Steigrohr (18), die Verteilerkammer (16), den Turbogenerator (21) und das Verbindungsleitungssystem (20) in die Arbeitskammer (4) gedrückt worden, bis diese gänzlich mit Arbeitsflüssigkeit (29 gefüllt war.
Der Hohlkörper (3) ist entsprechend bis auf die Endbegrenzung (9) abgesunken. Der entsprechende Durchgang des Ventils (25) dann geschlossen worden.
Der entsprechende Durchgang des Ventils (25) ist geöffnet und dadurch die Auftriebsglocke (19) geflutet worden.
Der Zentraltank (15) ist bis auf den Gewässerboden (13), aus dem unmittelbaren Bereich der Wellen heraus, abgesunken und kann zur Stabilisierung des Monopile (14) gegen die durch hohe Wellen auf diesen einwirkenden Querkräfte beitragen.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung (1) gemäß 1 in Wartungsposition bei glatter, nicht welliger Wasseroberfläche, teilweise geschnitten.
Die Begrenzungen (23) sind entsprechend hoch gestellt worden.
Die Arbeitsflüssigkeit (29) ist abgepumpt worden.
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist Luft in die Auftriebsglocke (19) gepumpt, sich darin befindendes Wasser (22) herausgedrückt und der entsprechende Durchgang des Ventils dann geschlossen worden.
Der Auftrieb hat den Zentraltank (15) angehoben und drückt ihn gegen die hoch gestellten Begrenzungen (23).
Die wesentlichen Teile der Vorrichtung sind oberhalb der Wasseroberfläche zugänglich.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der der Zentraltanks (15) auch in Arbeitsposition auf dem Gewässerboden (13) steht, teilweise geschnitten.
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist Luft in die Druckkammer (17) gepumpt und dadurch Arbeitsflüssigkeit (29) durch das Steigrohr (18), die Verteilerkammer (16), den Turbogenerator (21) und das Verbindungsleitungssystem (20) in die Arbeitskammer (4) bis auf die dargestellte Pegelhöhe, die der Wasseroberfläche (30) bei ruhigem, wellenlosem Wasser (22) entspricht, gedrückt und der entsprechende Durchgang des Ventils (25) dann geschlossen worden.
Der entsprechende Durchgang des Ventils (25) ist geöffnet und dadurch die Auftriebsglocke (19) geflutet worden.
7 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 6 in Wartungsstellung, deren vertikale Position bei diesem Ausführungsbeispiel nicht durch äußere Begrenzungen, sondern durch die Masse des Zentraltanks (15) und den Auftrieb, den dieser erfährt, bestimmt wird, teilweise geschnitten.
Die Arbeitsflüssigkeit (29) ist abgepumpt worden.
Durch den Kompressor (26), über das Ventil (25), ist Luft in die Auftriebsglocke (19) gepumpt, sich darin befindendes Wasser (22) herausgedrückt und der entsprechende Durchgang des Ventils dann geschlossen worden.
Der Auftrieb hat den Zentraltank (15) angehoben.
Die wesentlichen Teile der Vorrichtung sind oberhalb der Wasseroberfläche zugänglich.

Claims

Vorrichtung (1) zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie mit einer Zentraleinheit (2), die ihrerseits mindestens einen Zentraltank (15) und mindestens eine zumindest im Wesentlichen stationäre Zentralsäule (14) beinhaltet, und im Abstand dazu mindestens ein schwimmfähiger Hohlkörper (3), welcher seinerseits aus mindestens einer Arbeitskammer (4) und mindestens einer Auftriebskammer (5) besteht und bei der zumindest jeweils die Arbeitskammer (4) durch ein zumindest teilweise flexibles oder gelenkiges Verbindungsleitungssystem (20) mit dem Zentraltank (15) der Zentraleinheit (2) verbunden ist und zumindest ein Ein- oder Auslass des Verbindungsleitungssystems (20) in einen Energiewandler (21) mündet und der Zentraltank (15) zumindest teilweise mit einer Arbeitsflüssigkeit (29) befüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) vertikal beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) entlang der vertikalen Erstreckung der Zentralsäule (14) durch diese geführt vertikal beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) zumindest in mindestens eine Verteilerkammer (16) und mindestens eine Druckkammer (17) unterteilt ist, die mindestens auf zwei Ebenen angeordnet sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (16) und die Druckkammer (17) durch mindestens ein Steigrohr (18) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kammern der unteren Ebene zumindest teilweise mit einer Arbeitsflüssigkeit (29) befüllt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit mindestens einem Kompressor (26) und mindestens einer Leitung (27) derart ausgerüstet ist, dass Luft von oberhalb der Wasseroberfläche in die Druckkammer (17) gepumpt werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit mindestens einem Ventil (25) und mindestens einer Leitung (27) derart ausgerüstet ist, dass eine durchgehende Verbindung zwischen der Luft oberhalb der Wasseroberfläche und der Oberseite der Druckkammer (17) wahlweise hergestellt und unterbrochen werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Druckkammer (17), Energiewandler (21), Verbindungsleitungssystem (20) und Arbeitskammer (4) derart ausgeführt und angeordnet sind, dass durch Luftdruck in der Druckkammer (17) Arbeitsflüssigkeit (29) durch den Energiewandler (21) und das Verbindungsleitungssystem (20) in die Arbeitskammer (4) gedrückt werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Größe des Luftdrucks in der Druckkammer (17) des Zentraltanks (15) die Füllstandhöhe der Arbeitsflüssigkeit (29) in der Arbeitskammer (4) des Hohlkörpers (3) in einem für den Arbeitsprozess ausreichendem Maße bestimmt werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) zusätzlich mindestens eine Auftriebskammer (19) aufweist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit mindestens einem Kompressor (26) und mindestens einer Leitung (28) derart ausgerüstet ist, dass Luft von oberhalb der Wasseroberfläche in die Auftriebskammer (19) gepumpt werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammer (19) untenseits eine Zu- und Ablauföffnung aufweist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammer (19) als Auftriebsglocke (19) ausgeführt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Kompressor (26) erzeugbare Luftdruck jedenfalls groß genug ist, um sich in der Auftriebskammer (19) befindendes Wasser durch eingepumpte Luft herausdrücken zu können.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit mindestens einem Ventil (25) und mindestens einer Leitung (28) derart ausgerüstet ist, dass eine durchgehende Verbindung zwischen der Luft oberhalb der Wasseroberfläche und der Oberseite der Auftriebskammer (19) wahlweise hergestellt und unterbrochen werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 6, 7, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinheit (2) mit einem Ventil (25) ausgerüstet ist, welches derart gestaltet, und installiert ist, das durch einem Kompressor (26) Luft von oberhalb der Wasseroberfläche durch die entsprechenden Leitungen (27, 28) unabhängig von einander sowohl in die Druckkammer (17) als auch in die Auftriebskammer (19) gepumpt und jeweils eine durchgängige Verbindung zwischen der Oberseite der Druckkammer (17) und der Luft oberhalb der Wasseroberfläche und der Oberseite der Auftriebskammer (19) und der Luft oberhalb der Wasseroberfläche nabhängig voneinander wahlweise hergestellt und unterbrochen werden kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) derart gestaltet und gefertigt ist, dass er bis in den Bereich der Wasseroberfläche aufschwimmen kann, wenn Druckkammer (17), Steigrohr (18), Verteilerkammer (16), Energiewandler (21) und Verbindungsleitungssystem (20) mit einer für den Arbeitsprozess ausreichenden Menge Arbeitsflüssigkeit (29) befüllt sind und die Auftriebskammer (19) ausschließlich Luft enthält.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) derart gestaltet und gefertigt ist, dass er bis auf den Gewässerboden (13) absinken kann, wenn Druckkammer (17), Steigrohr (18), Verteilerkammer (16), Energiewandler (21) und Verbindungsleitungssystem (20) mit einer für den Arbeitsprozess ausreichenden Menge Arbeitsflüssigkeit (29) befüllt sind und die Auftriebskammer (19) geflutet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraltank (15) derart gestaltet und gefertigt ist, dass er zumindest soweit aufschwimmen kann, dass der im Auslassbereich der Verteilerkammer (16) angeordnete Energiewandler (21) sich vollständig oberhalb der Wasseroberfläche (30) befindet, wenn der Zentraltank (15) und die Auftriebskammer (19) ausschließlich Luft enthalten.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 17 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Zentralsäule (14) mindestens eine höhenverstellbare Begrenzung (23) angebracht ist, mit der die vertikale Position des Zentraltanks (15) bestimmt und verändert werden kann, wenn die auf diesen einwirkende Auftriebskraft größer als dessen Gewicht ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite der Zentralsäule (14) mindestens eine mit dem Zentraltank (15) verbundene Höhenverstelleinrichtung angebracht ist, mit der die vertikale Position des Zentraltanks (15) bestimmt und verändert werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (21) im Wesentlichen aus einer Turbine und einem von diesem angetriebenen Generator besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiewandler (21) im Wesentlichen aus einem MHD-Generator besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (29) korrosionshemmend ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (29) Schmierwirkung hat.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit (29) elektrisch leitfähig ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsflüssigkeit auch dann nicht umweltschädigend wirkt, wenn sie in großer Menge in natürliches Gewässer in Küstennähe gelangt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsleitungssystem im Wesentlichen aus einem Bündel flexibler Schläuche und deren Anschüssen besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3) derart gestaltet ist, dass er zumindest im Betriebszustand bei stabilem Gleichgewicht mit im Wesentlichen vertikaler Längsachse schwimmen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (4) des Hohlkörpers (3) über ihre gesamte Längsausdehnung einen unveränderten Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (4) des Hohlkörpers (3) über ihre Längsausdehnung hinweg Querschnitte verschiedener Größe und/oder Form aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammer (5) des Hohlkörpers (3) sich zumindest über den größten Teil seiner Längsausdehnung erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammer (5) des Hohlkörpers (3) über ihre gesamte Längsausdehnung einen unveränderten Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskammer des Hohlkörpers über ihre Längsausdehnung hinweg Querschnitte verschiedener Größe und/oder Form aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammer (5) des Hohlkörpers (3) an ihrer Oberseite durch ein Ventilmaterial (12) begrenzt ist, welches Gase nahezu widerstandslos durchlassen, gegen Flüssigkeiten dagegen sperren kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3) eine in seiner Längsrichtung durchgehende, rohrartige Durchgangsöffnung (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung durchgehende, rohrartige Durchgangsöffnung (6) des Hohlkörpers (3) von einer Führungsstange (7) geführt durchlaufen wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (7) beidseitig des Hohlkörpers (3) Endbegrenzungen (8, 9) aufweist, die die Bewegungsgröße des Hohlkörpers (3) begrenzen können
Vorrichtung nach Anspruch 38 dadurch gekennzeichnet, dass die Endbegrenzungen (8, 9) stoßdämpfend ausgeführt sind.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (7) schwimmfähig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (7) untenseits auf einem Fundament (11) im Abstand zur Zentraleinheit (2) angebracht ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (7) unterhalb der unteren Endbegrenzung (9) mit einem Gelenk (10) versehen ist, so dass sie in alle horizontalen Richtungen frei pendeln kann.