DE2365197A1 - Vorrichtung und anlage zur energiegewinnung - Google Patents
Vorrichtung und anlage zur energiegewinnungInfo
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Description
8500 Nürnberg 22.12.73·
Rauschbergweg 6
IF 173
IF 173
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung und Axjßkge zur Energiegewinnung,insbesondere zur Stromerzeugung
durch Nutzung der Wasserkraft.
Zur Gewinnung von Energie aus der Bewegungsenergie des Wassers
ist es bekannt,in einem Flußlauf Staustufen vorzusehen und die
Strömungsenergie bei geringem Gefälle über Kaplan-Turbinen und Generatoren in elektrische Energie umzuwandeln .Derartige Kraft=
werke werden als Laufkraftwerke bezeichnet.
Bei größeren Gefällen wird die hohe Strömungsgeschwindigkeit
des Wassers über Francis-Turbinenund Generatoren in elektrische
Energie umgeformt .Derartige Kraftwerke sind meist SSpeicherkraft=
werke.
Diese Art der Energiegewinnung ist immer abhängig von der jährlichen Niederschlagsmenge in Form von Regen oder Schnee in
den umgebenden Wassereinzugsgebieten.
Um unabhängig von der Niederschlagsmenge das ganze Jahr über Strom erzeugen zu können,hat man bereits die Ebbe und Flut des
Meeres in sogenannten Gezeitenkraftwerken ausgenutzt.Diese Kraft= werke sind besonders dort vorteilhaft,wo durch natürliche Ufer=
gestaltung dfe Gezeiten sehr unterschiedlich sind,d.h.zwischen
Ebbe und Flut große Höhenunterschiede vorhanden sind oder wo trichterförmige oder kanalförmige Landeinschnitte vorhanden sind
und jeweils bei Flut eine sehr große Wassermenge in einen Speicher
geleitet werden können.Bei diesen Gezeitenkraftwerken ist man daher an besondere Gegebenheiten der Natur gebunden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Vorrichtung und eire Anlage zur Energiegewinnung durch
Wasserkraft anaugeben,das nicht an dieörtliche Gestaltung der Erde gebunden ist.Hierdurch soll erreicht werden,daß die Energie=
erzeugung auch an solchen Orten der Erde vorgenommen werden kann,
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'« 2 - IF 173
an denen von der Gestaltung der Küste her ein Gezeitenkraftwerk
nicht oder nur mit hohem Kostenaufwand erstellt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,daß der
Wellengang des Wassers dadurch ausgenutzt wird,daß auf der Äasser=
oberfläche ein Schwimmer zumindest annähernd senkrecht zur Wasser= oberfläche bewegbar angeordnet ist,der bei Wellengang eine Hub=
bewegung.ausführt,und daß der Schwimmer mit einer Maschine
gekuppelt ist,die die dem Hub des Schwimmers entsprechende Wellen=
energie in statische oder Bewegungsenergie eines gasförmigen und/oder flüssigen und/oder festen Mediums umwandelt.
Eine solche Maschine besteht vorzugsweise aus einer Pumpe .Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann überall dort angewendet werden,
wo das Wasser zumindest den größten Teil des Jahres Wellenbewe= gungen ausführt .Dies sind praktisch alle Festlandsküsten der
Meere,aber auch das offene Meer.Ebenso könne größere Seen dafür
geeignet sein.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele
besehrieben.
Fig.l zeigt eine er findungs gemäße Vorrichtung mit Führungs=
stützen von der Seite und
Fig.2 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Hebel= system.
Fig.2 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Hebel= system.
In Fig.l sind mit 1 zwei Führungs stützen bezeichnet ,die im
Meeresboden 2 verankert sind.Sie können auch auf einem besonderen,
am Meeresbodenn2 befindlichen Fundament oder einem sonstigen geeigneten !!rager,z.B.einer schwimmenden Insel,befestigt sein.
Durch die Führungs stützen 1 ist ein Schwimmer 3 senkrecht zur
Meeresoberfläche verschiebbar gelagert .Der Schwimmer 3 kann aus
einem beispielsweise kastenförmigen oder zylindrischen oder im Querschnitt elliptischen Behälter bestehender mit üas,insbesondere
luft gefüllt oder mit einem Kunst st off schaum ausgeschäumt ist. Letzteres ist dann von Vorteil,wenn der Behälter aus einem gegen
Meerwasser nicht korrosionsbeständigen Material besteht,da dann eine spätere Behandlung des Behälterinnern nicht mehr erforderlich
ist." . ■
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Der Schwimmer 3 ist liter eine z.B. als Kolbenstange ausgebildete
Kupplung 4 mit einer als Pumpe ausgebildeten Maschine 5 gekuppelt, deren Saugleitung 6 ins Meer 7 ragt.Gegebenenfalls kann das Ende
der Saugleitung 6 in ein Filter 8 münden.Die Pumpe 5 kann ebenfalls
an den Jiuhrungs stützen 1 befestigt sein.Eine Druckleitung 9 führt
von der Pumpe 5 weg und mündet in einenals Hochbehälter ausgeführten Speicher IO oder in einen höher als der Uormalpegel des Meeres
liegenden natürlichen oder künstlichen Speichersee.
Im Bereich des Speicherbodens 11 ist ein Wasserablauf 12 vorge=
sehen,der in eine Turbine 13 mündet.Von dieser läuft das Wasser
ins Meer 7 zurück .Der Speicherboden ist zweckmäßig etwas höher angelegt als der Normalpegel des Meeres,um auch bei höherem Meeres=
spiegel,z.B.infolge eines Sturmes,eine einwandfreie funktion der
Turbine 13 zu gewährleistender Speicher 10 kann noch mit einem. Überlauf 14 versehen sein,um ein Überlaufen des Speichers 10 bei
starkem Wellengang und ohne entsprechende Regelung der Wasserzufuhr zu verhindern.
Die Turbine 13 treibt einen Genarator 15 an,sodaß eine als "Wellenkraftwerk" zu bezeichnende Anlage entsteht.
Die strichpunktierte Linie zeigt den momentanen Pegel der Meeresoberfläche,die Lilie 17 den momentanen Pegelstand bei einer
ankommenden Welle,z.B.den oberen Scheitelpunkt oder Wellenberg
und die gestrichelte Lilie 18 den unteren Scheitelpunkt einer Welle.
Die Welle selbst ist schematisch als Kurve 19 dargestellt .Der Abstand zwischen den Linien 17 und 18 ist mit 20 bezeichnet.Er gibt
zugleich den Hub des Schwimmers 3 an,wenn dieser unbela.stet ist.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende:
In der gezeichneten Stellung ist der Schwimmer- 3 von unten,also
vom Wellental,nach oben bis zum oberen Scheitelpunkt des Wellen=
berges angehoben worden.Dadurch hat der Kolben 21 der Pumpe 5 einen
Hub ausgeführt und dabei das über ihm befindliche Wasser zum Speieher 10 gedruckt.Gleichzeitig wird über die Saugleitung 6
Wasser angesaugt,da das untere Pumpenventil offen ist.Beim Abwärts=
bewegen des Schwimmers 3 geht auch der Kolben 21 nach unten,wobei
das obere Pumpenventil öffnet und das untöre schließt .Dadurch wird
das unter dem Kolben 21 stehende Wasser über den Kolben gedruckt.
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Die dargestellte Pumpe 5 arbeitet also nach dem Prinzip einer
Hubpumpe.Es kann jedoch auch jede andere Art vonnKolbenpumpen
verwendet ß. werden.
Das so in den Speicher 10 gedrückte Wasser wird dann bei Bedarf · oder kontinuierlich oder geregelt über die Turbine 13 ins Meer 7
zurückgeleitet .Die Turbine 13 treibt den Generator 15 an,der Strom
in ein Leitungsnetz abgibt .Die ganze Anlage kann je nach Bedarf mit manuellen oder automatischen Regelungen versehen werden,die
einen konstanten oder maximalen Energiefluß und/oder eine möglichst
konstante oder maximale Energieerzeugung gewährleistet.
Eine andere vorteilhafte erfindungsgeeäße Vorrichtung ist in
der fig.2 dargestellt .Hier ist ein Schwimmer 3 schwenkbar an einem
Hebelsystem 22 gelagert,das seinerseits an einem Stützkörper 23 um eine Achse 24 schwenkbar gelagert ist.Bei diesem System ist es
möglieh,eine Anpassung an den gewünschten Energiebedarf dadurch
zu erreichen,daß die Pumpe 5 näher zur Achse 24 oder weiter weg
angeordnet werden kann,d.h.je nachdem,ob eon hoher Druck und geringe
Wasserfördermenge (entsprechend nahe der Achse) oder geringer Druck und große Wasserfördermenge (Sntsprechend Pumpe 5 weiter entfernt
von der Achse 24) gewünscht wird .Auch kann die Pumpe 5 zwischen Achse 24 und Schwimmer 3 oder,wie die Fig.2 zeigt,an dem über die
Achse 24 hinausragenden Teil des Hebelsystems 22 angekuppelt sein.
Die Achse 24 ist am Stützkörper 23 um eiie senkrecht zur Wasser=
Oberfläche stehende Afase 25 drehbar;z.B.ist sie an einem Drehteller
26 befestigt.Hierdurch kann der Schwimmer 3 immer senkrecht zur
Welle bezw.in oder gegen die Richtung gedreht werden,in der sich die Welle fortbewegt.
Zusätzlich kann beispielsweise ein topfförmiger Teil 27 auf einem Teil 28 des Stützkörpers 23 in der Höhe verschiebbar angeord=
net sein .Dadurch kann die Vorrichtung der jeweiligen Höhe des
Meeresspiegels angepaßt werden.
Die Vorrichtungen können auch nicht nur zur Stromerzeugung Verwendung findeA.So ist es beispielsweise möglich,mit der Pumpe 5
ein Be- oder Entwässerungsanlage κχχ oder ein Trinkwasservers or=
gunsanlage zu betreiben.
Die Pumpe 5 kann auch zur Erzeugung von Druckluft dienen,mit der
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dann andere Vorrichtung betrieben werden können.Auch kann der
Schwimmer 3 über eine entsprechende Kupplung unmittelbar zum Antrieb eines Massespeichers,z.B.eines Schwungrades,dienen,νon dem
die gespeicherte Energie abgenommen wird.
Der Antrieb des Massespeichers in Form einer Schwungmasse erfolgt beispielsweise über eine Zahnstange,die am Schwimmer3 befestigt ist
und über eine Ratschenkupplung bei jedem Aufwärtshub die Schwung= masse in Drehung versetzt.Diese Antriebsart kann auch unmittelbar
zum Antrieb eines Roto^rs eines Generators zur Stromerzeugung
eingesetzt werden.
Gemäß einer vorteilahften Weiterbildung der Erfindung kann der Schwimmer 3 und die Maschine 5,z.B.eine Pumpe,zu einer baulichen
Einheit zusammengefaßt sein.
Weiterhin können zur besseren Ausnutzung der Wellenenergie im
Bereich des Schwimmers 3 insbesondere trichterförmig zum Schwimmer hin angeordnete Leitwände 29 (Fig.2) vorgesehen sein.Hierdurch
wird erreicht,daß der Wellenberg höher und das Wellental tie/fer
wird.Die Leitwände 2§ können zweckmäßig auf einer Plattform befestig
sein,die z.B.bei einer Drehung des Drehtellers 26 entsprechend mit=
gedreht werden.Gegebenenfalls sind der Stützkörper 23 oder die
Führungsstützen 1 mit auf dieser Plattform befestigt und somit die
gesamte Vorrichtung bezw.Anlage drehbar.
Vorzugsweise werden an einem Küstenstreifen oder/und im offemn
Meer mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen parallel und/oder in
Reihe geschaltet.
- 6 5 0 9828/0060
Claims (1)
- ~ 6 - IF 173Patentansprüche.( 1,Vorrichtung zar Energiegewinnung,insbesondere zur Stromerzeugung, durch Nutzung der Wasserkraft,dadurch gekennzeichnet,daß der Wellengang des Wassers dad%urch ausgenutzt wird,daß auf der Wasseroberfläche (l6) ein Schwimmer (3) zumindest annähernd senkrecht zur Wasseroberfläche bewegbar angeordnet ist,der bei Wellengang eine Hubbewegung ausführt,und daß der Schwimmer (3) mit einer Maschine (5) gekuppelt ist,die die dem Hub des Schwimmers (3) entsprechende Wellenenergie in statische Energie oder Bewegungsenergie eines gasförmige und/oder flüssigen und/ oder festen Mediums umwandelt..Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß der Schwimmer (3) durch senkrecht zur Wasseroberfläche verlaufende Führungsstützen (l) geführt ist..Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß der Schwimmer (3) an einem Hebelsystem (22) befestigt ist,das an einem Stützkörper (23) schwenkbar gelagert ist..Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet,daß die Maschine (5) über eine Kupplung (4) mit dem Schwimmer (3) unmittelbar oder mittelbar,ζ.B.über das Hebelsystem (22),ver= bunden ist.5.Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet ,daß der Schwimmer (3) und die Maschine (5) eine bauliche Einheit bilden..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5,dadurch gekennzeichnet ,daß die Maschine (5) eine Pumpe ist.T.Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet,daß die Pumpe (5) eine Flüssigkeitspumpe ist.- 7-509828/0060- 7 - IF 173.Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7tdadurch gekennzeichnet,daß die Führungsstützen (1) oder der Stützkörper (23) bezw. Teile desselben um eine senkrecht zur Wasserober= fläche stehende Achse (25) drehbar sind..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet,daß die Führungsstützen (l) oder der Stützkörper (23) bezw.!Peile desselben höhenverstellbar sind..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 ,dadurch gekennzeichnet,das die Führungsstützen (l) oder der Stützkörper (23) im Meeresgrund (2) bezw.Seegrund etc. verankert sind..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet,daß die Führungsstützen (l) oder der Stützkörper (23) auf einer schwimmenden Insel befestigt sind..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11,dadurch gekennzeichnet,daß im Bereich des Schwimmers (3) Leitwände (29) vorgesehen sind..Vorrichtung nach Anspruch 12,dadurch gekeimzeiehnet,daß die Leitwände (29) von oben gesehen trichterförmig zueinander ange« ordnet sind und der Schwimmer (3) in der Trichtermündung oder zumindest in äeren Bereich vorgesehen ist. ..Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 131dadurch gekennzeichnet,daß der Schwimmer (3) mit Kunststoff ausgeschäumt ist.15.Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14,dadurch gekennzeichnet,daß zur unmittelbaren Umwandlung der Wellenenergie in eine Drehbewegung zwischen Schwimmer(3) und einem Rotor eine in einer Richtung der Hübbewegung des Schwimmers (3) wirkende und in derAbwärtsbewegung öffnende Kupplung vorgesehen ist.- 8 509828/0060- θ - Ii1 173.Anlage zur Energiegewinnung unter Verwendung einer Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15»dadurch gekennzeich= net,daß mit der als Pumpe ausgebildeten Maschine (5) ein Medium (7) in einen Speieher (10) beförderter ist und der Ablauf des Speichers (10) mit einer Turbine verbunden ist.17.Anklage nach Jtaspruch 16,dadurch gekennzeichnet,daß die Turbine (13) mit einem Stromerzeuger (15) gekuppelt ist.18.Anlage nach Anspruch 16 oder 17»dadureh gekennzeichnet,daß der Speicher (10) ein natürliches oder künstliches Speicherbecken ist..Anlage nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 18,dadurch gekennzeichnet,daß die Anlage mit einer Regeleinrichtung ausge= stattet ist,mit der eine maximale oder konstante Energieerzeugung bezw.ein entsprechender Energiefluß einstellbar ist.20.Anlage nach zumindest einem der Ansprüche 16 bis 19,dadurch gekennzeichnet,daß mehrere Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder den folgenden parallel und/oder in Reihe betrieben werden.509828/0060Leerseite
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2365197A DE2365197A1 (de) | 1973-12-31 | 1973-12-31 | Vorrichtung und anlage zur energiegewinnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2365197A DE2365197A1 (de) | 1973-12-31 | 1973-12-31 | Vorrichtung und anlage zur energiegewinnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2365197A1 true DE2365197A1 (de) | 1975-07-10 |
Family
ID=5902265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2365197A Pending DE2365197A1 (de) | 1973-12-31 | 1973-12-31 | Vorrichtung und anlage zur energiegewinnung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2365197A1 (de) |
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