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PATENTANSPRÜCHE
1. Flüssigkeits-Kraftanlage, bei welcher Flüssigkeit von einem potentiell höheren Niveau zu mindestens einer Stelle niedrigeren Niveaus geführt wird und dabei einen Mechanismus durchströmt und antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ventile, Hähne und/oder Klappen vorgesehen sind, welche die Strömungsrichtung der Flüssigkeit steuern, derart, dass der Mechanismus in allen Betriebsphasen in der gleichen Richtung angetrieben wird.
2. Kraftanlage nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus eine Maschine mit einem Rotor ist, der stets in der gleichen Richtung angetrieben wird.
3. Kraftanlage nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit potentiell höherer Energie in einem oder mehreren Flüssigkeitsreservoiren (B/R, B/L) gesammelt und von diesen dem Rotor zugeführt wird, wodurch eine gleichmässigere Strömung als ohne Reservoir erzielt wird.
4. Kraftanlage nach Patentanspruch 3 zur Ausnützung der in einer Gewässerwelle enthaltenen Energie, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass durch Ventile oder Klappen gesteuert, in einem Behälter ein etwa dem Wellenberg entsprechendes Flüssigkeitsniveau gespeichert wird und in einem zweiten Behälter dasselbe für ein den Wellentälern entsprechendes Niveau geschieht, wobei zwischen den beiden Behältern der Rotor in einer Verbindungsleitung liegt.
5. Kraftanlage nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie so ausgebildet ist, dass sie mit Hilfe mindestens zweier Reservoire die Niveaudifferenz zwischen Ebbe und Flut auszunützen in der Lage ist.
Es sind bereits viele Kraftanlagen bekannt geworden, welche die potentielle Energie einer Flüssigkeit ausnützen.
Jede derartige Maschine kann nur auf eine Weise funktionieren, deshalb sind mehrere Möglichkeiten nicht ausgenützt.
Es ist beispielsweise eine Anlage vorgeschlagen worden, mit der die in den Wellen eines grossen Gewässers steckende Energie ausgenützt werden soll. Dabei sind mehrere vertikale Rohre im Wasser angeordnet, deren untere Enden alle in ein langes horizontales Rohr münden. Durch automatisch gesteuerte Ventile wird dafür gesorgt, dass die Niveaudifferenz zwischen Wellenbergen und Wellentälern ausgenützt wird und ein in das horizontale Rohr eingebauter Rotor einer Kraftmaschine angetrieben wird. Es kann dabei jeweils nur die rasch wechselnde Situation der Welle ausgenützt werden, da aber in der langen horizontalen Leitung eine beträchtliche Flüssigkeitsreibung auftritt, ist die Wirksamkeit einer solchen Anlage in der Praxis sehr schlecht, da sie den rasch aufeinanderfolgenden Druckänderungen nicht zu folgen vermag.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, die Flüssigkeit mit höherer potentieller Energie über einen grösseren Zeitabschnitt in einem Behälter oder Reservoir zu sammeln und sie dann über einen - z.B. gegenüber einem rasch wechselnden Vorgang, wie eine Wellenbewegung - langen Zeitabschnitt gleichmässig auf einen Maschinenrotor einwirken zu lassen.
Eine solche Kraftanlage kann Energie aus der Wellenbewegung eines grossen Gewässers (Meer, See), aus Ebbe und Flut oder auch aus einem fliessenden Gewässer gewinnen.
Die wesentlichen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem Patentanspruch 1. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1-3 drei einander ähnliche Kraftwerksanlagen mit zwei Reservoiren,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform zur Ausnützung von Wellenenergie.
Bei der Flüssigkeits-Kraftanlage nach Fig. 1 ist in dem rechten Behälter B/R das Flüssigkeitsniveau höher als in dem linken. Deswegen fliesst die Flüssigkeit aus dem rechten Behälter über das Ventil V/2 zum Rotor R, welcher zufolge seiner exzentrischen Ausbildung im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird. Vom Rotor fliesst die Flüssigkeit über das Ventil V/3 zum linken Behälter. Die Ventile V/ 1 und V/4 sind bei den hier vorliegenden Druckverhältnissen geschlossen.
Wenn das Niveau der Flüssigkeit F in den beiden Behältern gleich hoch ist, fliesst die Flüssigkeit nicht mehr.
Wenn das Flüssigkeitsniveau im linken Behälter B/L gegenüber dem im rechten Behälter B/R auf irgendeine Weise erhöht wird, strömt die Flüssigkeit von links nach rechts, und zwar über die nunmehr geöffneten Ventile V/1 und V/4, wobei der Rotor wieder in der gleichen Richtung wie vorher angetrieben wird. In diesem Falle sind durch die gegebenen Druckverhältnisse die Ventile V/2 und V/3 geschlossen.
Die Niveaudifferenzen können z.B. unter Ausnützung der Höhendifferenz zwischen Wellenberg und Wellental im Wellenfeld eines grossen Gewässers hervorgerufen werden.
Durch entsprechende Ventile und Klappen an den Behältern, die beträchtliche Ausmasse haben können, wird dafür gesorgt, dass in dem einen Behälter stets ein Niveau besteht, das etwa demjenigen der Wellenberge und im anderen ein solches, das etwa den Wellentälern entspricht. In ähnlicher Weise lassen sich auch über grössere Zeitintervalle die Niveaudifferenz zwischen Ebbe und Flut ausnützen.
Fig. 2 zeigt eine fast gleiche Kraftanlage, wie Fig. 1, bei welcher durch einen geschlossenen Luftraum (Windkessel) der Flüssigkeitsdruck gleichmässiger gemacht wird.
Fig. 3 zeigt wiederum eine fast gleiche Kraftanlage wie Fig. 1, wobei hier zu jeder Flüssigkeits-Leitung ein Ventil gehört; deswegen fliesst in jeder Leitung die Flüssigkeit nur in einer Richtung. Die Flüssigkeit wechselt in der Leitung seine Richtung kaum.
Natürlich könnten bei jeder dieser Maschinen mehrere Flüssigkeitsbehälter beidseits des Maschinenrotors angeordnet werden.
Fig. 4 zeigt eine Flüssigkeits-Kraftanlage, welche ganz unter dem Flüssigkeitsspiegel, z.B. der Meeresoberfläche liegt. Wenn das Niveau der Flüssigkeit beim Durchgang einer Welle W steigt oder sinkt, versetzt sie die beiden Schwimmer S/Lund S/R auf unterschiedliche Höhe. So entsteht ein Druckunterschied zwischen links und rechts und die Flüssigkeit fliesst durch die Leitungen F/L-1, F/L-2, F/L-3 und F/L-4 in Richtung des jeweiligen Druckgefälles und dreht den Rotor R, wie anhand von Fig. 1-3 beschrieben stets in der gleichen Richtung.
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PATENT CLAIMS
1. Liquid power plant, in which liquid is guided from a potentially higher level to at least one point lower levels and thereby flows through and drives a mechanism, characterized in that several valves, taps and / or flaps are provided which determine the direction of flow of the liquid control in such a way that the mechanism is driven in the same direction in all phases of operation.
2. Power plant according to claim 1, characterized in that the mechanism is a machine with a rotor which is always driven in the same direction.
3. Power plant according to claim 2, characterized in that the liquid potentially higher energy in one or more liquid reservoirs (B / R, B / L) is collected and supplied by these to the rotor, whereby a more uniform flow is achieved than without a reservoir.
4. Power plant according to claim 3 for utilizing the energy contained in a water wave, characterized in that it is designed such that it is controlled by valves or flaps, a liquid level approximately corresponding to the wave crest is stored in a container and the same for a second container the level corresponding to the troughs occurs, with the rotor lying in a connecting line between the two containers.
5. Power plant according to claim 3, characterized in that it is designed so that it is able to utilize the level difference between ebb and flow using at least two reservoirs.
Many power plants have already become known which utilize the potential energy of a liquid.
Each such machine can only work in one way, so several options are not exploited.
For example, a system has been proposed with which the energy contained in the waves of a large body of water is to be used. Several vertical pipes are arranged in the water, the lower ends of which all open into a long horizontal pipe. Automatically controlled valves ensure that the level difference between wave crests and wave troughs is exploited and a rotor of an engine built into the horizontal tube is driven. In this case, only the rapidly changing situation of the shaft can be exploited, but since there is considerable fluid friction in the long horizontal line, the effectiveness of such a system is very poor in practice, since it cannot follow the rapidly changing pressure.
The invention is based on the idea of collecting the liquid with higher potential energy over a longer period of time in a container or reservoir and then using a - e.g. compared to a rapidly changing process, such as a wave movement - to allow a long period of time to act evenly on a machine rotor.
Such a power plant can generate energy from the wave movement of a large body of water (sea, lake), from ebb and flow or from a flowing body of water.
The essential features of the invention result from claim 1. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
1-3 three similar power plants with two reservoirs,
Fig. 4 shows another embodiment for utilizing wave energy.
1, the liquid level in the right container B / R is higher than in the left one. Therefore, the liquid flows from the right container via the valve V / 2 to the rotor R, which due to its eccentric design is driven counterclockwise. The liquid flows from the rotor via valve V / 3 to the left container. The valves V / 1 and V / 4 are closed at the pressure conditions here.
If the level of the liquid F in the two containers is the same, the liquid no longer flows.
If the liquid level in the left container B / L is increased in any way compared to that in the right container B / R, the liquid flows from left to right, via the now open valves V / 1 and V / 4, with the rotor again is driven in the same direction as before. In this case, the valves V / 2 and V / 3 are closed by the given pressure conditions.
The level differences can e.g. using the height difference between Wellenberg and Wellental in the wave field of a large body of water.
Appropriate valves and flaps on the containers, which can have considerable dimensions, ensure that there is always a level in one container which is approximately that of the wave crests and in the other one which corresponds approximately to the wave troughs. Similarly, the level difference between ebb and flow can also be used over longer time intervals.
Fig. 2 shows an almost the same power plant as Fig. 1, in which the liquid pressure is made more uniform by a closed air space (air chamber).
FIG. 3 again shows almost the same power plant as FIG. 1, with a valve belonging to each liquid line; therefore the liquid flows in one line only in one direction. The liquid hardly changes its direction in the pipe.
Of course, several liquid containers could be arranged on both sides of the machine rotor in each of these machines.
Fig. 4 shows a liquid power plant which is located completely below the liquid level, e.g. the surface of the sea. If the level of the liquid rises or falls during the passage of a wave W, it moves the two floats S / L and S / R to different heights. This creates a pressure difference between left and right and the liquid flows through lines F / L-1, F / L-2, F / L-3 and F / L-4 in the direction of the respective pressure drop and rotates the rotor R, as 1-3 always described in the same direction.