DE102006026058B4 - Device for energy production - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, bei der es Aufgabe war, eine mit einem Fluid arbeitende Anordnung zu schaffen, bei der Fluidverluste vermieden werden. Mit Schwimmern ist ein Kolben starr verbunden, der in einem senkrechten auf dem Grund eines Gewässers fest verankerten Zylinder laufend angeordnet ist. Ebenso kann die Kolbenstange fest auf dem Grund des Gewässers verankert sein und der Zylinder ist fest mit einem Schwimmer verbunden. Der obere Hubraum ist gegenüber der Umgebung ebenso wie der untere abgedichtet. Unterer und oberer Hubraum sind durch eine Rohrleitung miteinander verbunden, die unterhalb des unteren und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens mit dem Inneren des Zylinders jeweils in Boden- oder Deckelnähe des Zylinders mit dem jeweils zugehörigen Hubraum verbunden ist. In die unteren und oberen Hubraum verbindende Rohrleitung ist mittig ein Treibrad zur Erzeugung kinetischer Energie integriert (Fig. 1).The invention relates to a device for obtaining energy by utilizing the Tidenhubs, in which it was an object to provide a working with a fluid arrangement in which fluid losses are avoided. With floats a piston is rigidly connected, which is arranged in a vertical at the bottom of a water-tightly anchored cylinder running. Likewise, the piston rod can be firmly anchored to the bottom of the water and the cylinder is firmly connected to a float. The upper displacement is sealed from the environment as well as the lower. Lower and upper displacement are connected by a pipe, which is connected below the lower and above the top dead center of the piston with the interior of the cylinder in each case in the bottom or lid near the cylinder with the respective displacement. In the lower and upper capacity connecting pipe is centered a drive wheel for generating kinetic energy integrated (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, indem kinetische Energie gewonnen und im weiteren vorzugsweise zum Erzielen elektrischer Energie bereitgestellt wird.The The invention relates to a device for obtaining energy under Exploiting the tidal range by gaining kinetic energy and in the further preferably provided for obtaining electrical energy becomes.

Nach der DE 33 43 955 A1 wird vorgeschlagen, über das Heben und Senken des Wasserspiegels ein Pumpen eines Fluids zu erzeugen, indem dieses zunächst angesaugt, im weiteren einem Vorratsgefäß übergeben und von dort nach weiterem Druckaufbau einem Treibrad zur Erzeugung zunächst kinetischer und im weiteren anderer Energieformen aufgegeben wird.After DE 33 43 955 A1 It is proposed to produce about the raising and lowering of the water level, a pumping of a fluid by this initially sucked, passed in a further storage vessel and from there to further pressure build-up a drive wheel for generating first kinetic and other energy forms is abandoned.

Das Fluid ist bevorratet vorzusehen sowie laufend zuzuführen, und es ist nicht vorgesehen, dieses im weiteren im Ursprungsprozess zu verwenden.The Fluid is stocked to provide and continuously feed, and it is not intended, this further in the original process to use.

Bekannt ist die Schrift DE 31 08 034 A1 , in der ein Strömungsmittel gesteuert in Abhängigkeit vom Heben und Senken des Wasserspiegels über eine wechselnde Rotationsbewegung eine Turbine antreibt. Durch die sich adäquat dem Tidenhub ändernde Drehrichtung ist ein Umpolen des Generators oder der Einbau eines angepasst arbeitenden Wendegetriebes erforderlich.The font is known DE 31 08 034 A1 in which a fluid controlled in response to the raising and lowering of the water level via an alternating rotational movement drives a turbine. Due to the adequately changing the tidal stroke direction of rotation of the generator or the installation of an adapted working reversing gear is required.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu entwickeln, die ebenfalls unter Verwendung eines Fluids selbsttätig arbeitend ausgebildet ist und mit hohem Gleichförmigkeitsgrad arbeitet und bei der auf zusätzliche Ausrüstungen zur Änderung der Drehrichtung eines die Rotation erzeugenden Treibrades verzichtet werden kann.task The invention is to develop a device which also is formed automatically using a fluid and with a high degree of uniformity works and on additional equipment to change the direction of rotation of the rotation generating drive wheel omitted can be.

Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei wird die als Stand der Technik geschilderte Einrichtung zweckentsprechend verändert. Zunächst werden Schwimmer, wie bekannt, verwendet. Ein Kolben kann mit diesen starr verbunden sein, der dann bekanntermaßen ebenfalls in einem senkrechten auf dem Grund eines Gewässers fest verankerten Zylinder laufend angeordnet ist. Der in diesem Zylinder befindliche Kolben weist bekanntermaßen nach oben hin eine Kolbenstange auf, die bezogen auf den Zylinder durch eine Ausnehmung nach außen geführt ist und die mit den bereits erwähnten Schwimmern verbunden ist. Diese passen ihre Lage ständig der sich verändernden Wasserhöhe an. Des weiteren ist ein Treibrad zur Erzeugung kinetischer Energie vorhanden.These The object is achieved with a device according to claim 1. there For example, the device described as state of the art is appropriately changed. First, be Float, as known, used. A piston can be rigidly connected to these be known then also stuck in a vertical on the bottom of a body of water anchored cylinder is arranged continuously. The one in this cylinder located piston is known to have a piston rod at the top on, which is based on the cylinder out through a recess to the outside and those with those already mentioned Floats is connected. These constantly adjust their position changing water level at. Furthermore, a drive wheel for generating kinetic energy available.

Es ist ebenso möglich, die Einrichtung so auszubilden, dass die Kolbenstange fest auf dem Grund des Gewässers verankert ist und der Zylinder mit einem Schwimmer verbunden ist. Erfindungsgemäß wird hier vorgeschlagen, als Vorzugsvariante den Schwimmer als Bootskörper auszubilden.It is also possible Form the device so that the piston rod is firmly on the ground of the water anchored and the cylinder is connected to a float. According to the invention is here proposed to design the float as hull as a preferred variant.

Es ist selbstverständlich, dass im Bereich der Ausnehmung die Kolbenstange eine Dichtung aufweist, sodass der obere Hubraum gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Unterer und oberer Hubraum sind durch eine Rohrleitung miteinander verbunden, die jeweils unterhalb des unteren Totpunktes und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens mit dem Inneren des Zylinder jeweils in Boden- oder Deckelnähe des Zylinders mit dem jeweils zugehörigen Hubraum verbunden ist. Das Treibrad ist in die unteren und oberen Hubraum verbindende Rohrleitung integriert. Diese Rohrleitung weist in diesem Bereich eine Aufteilung auf, in die das Treibrad mittig integriert ist. Unterer und oberer Hubraum sowie die Rohrleitung sind mit einem Fluid gefüllt.It is self-evident, in the region of the recess, the piston rod has a seal, so that the upper displacement opposite the environment is sealed. Lower and upper displacement are through a pipeline connected to each other, each below the bottom dead center and above the top dead center of the piston with the interior of the cylinder in each case near the bottom or lid of the cylinder with the respective displacement connected is. The drive wheel is in the lower and upper displacement integrated connecting pipe. This pipeline points in this Area a division, in which the drive wheel integrated in the middle is. Lower and upper displacement and the pipeline are with a Fluid filled.

Jeweils über und unter dem Treibrad sind vorzugsweise als Ventilklappen ausge führte Ventile vorhanden, die in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids so gesteuert sind, dass das Treibrad beim Wechsel der Strömungsrichtung des Fluids keinen Wechsel der Drehrichtung vollführt, sodass die durch das Fluid hervorgerufene am Treibrad tangential angreifende Kraft ausschließlich in einer Richtung wirkt.Each over and under the drive wheel are preferably designed as valve flaps valves exist, the dependent from the flow direction of the fluid are controlled so that the drive wheel when changing the flow direction the fluid does not change the direction of rotation, so that by the fluid caused on the drive wheel tangentially attacking force exclusively in one direction works.

Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, die Rohrleitung als Kanal mit rechteckigen Querschnitt auszubilden. Mindestens im Bereich der Ventile ist das für deren Ausbildung von Vorteil.A advantageous training provides, the pipeline as a channel form rectangular cross-section. At least in the area of Valves is that for their training is an advantage.

Bewegt sich der Kolben auf Grund sich verändernden Wasserstandes im Zylinder nach oben und nach Gezeitenwechsel wieder nach unten und insoweit in Abhängigkeit von der Entwicklung des Wasserstandes in den zeitlichen Phasen immerwiederkehrend intermittierend hin und her, wird das Fluid aus dem einen in den anderen Hubraum gedrückt. Dabei strömt es an dem in die Rohrleitung integrierten Treibrad vorbei.Emotional the piston due to changing water level in the cylinder up and after tide change back down and so far dependent on recurring from the development of the water level in the temporal phases intermittently back and forth, the fluid from the one into the pressed another displacement. there flows it past the drive wheel integrated in the pipeline.

Vorhandene Sensoren bewirken in Abhängigkeit von der Totpunktlage ein gleichzeitiges Umschalten beider Ventilklappen, sodass das Fluid jeweils links oder rechts am Treibrad Kräfte einleitend wirkt. Damit läuft das Treibrad ausschließlich in eine Richtung. Die Sensoren können mechanisch wirkend als ebenso elektronisch wirkend aufgebaut sein. Sie können im Bereich des Kolbens wirkend angeordnet sein, jedoch ebenso im Bereich der Kolbenstange.Existing Sensors effect depending from the dead center a simultaneous switching of both valve flaps, so that the fluid in each case acts on the left or right of the drive wheel forces. It works the drive wheel exclusively in one direction. The sensors can mechanically acting to be constructed as electronically acting as well. You can be arranged in the region of the piston, but also in the Area of the piston rod.

Vorzugsweise ist das Treibrad mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt.Preferably the drive wheel is coupled to a generator for generating electricity.

Des weiteren ist es ebenso möglich, dass eine Vielzahl von Zylindern mit den notwendigen Nebeneinrichtungen auf eine Kolbenstange arbeitend übereinander ausgebildet sind. Ebenso ist es möglich, eine Vielzahl von Zylindern mit den notwendigen Nebeneinrichtungen nebeneinander auf eine Kolbenstange arbeitend anzuordnen.Furthermore, it is also possible that a plurality of cylinders are formed with the necessary ancillary facilities on a piston rod working one above the other. It is also possible Lich, a variety of cylinders with the necessary auxiliary equipment side by side to work on a piston rod to order.

Um im Falle extremer Temperaturwechsel die Einrichtung vor Zerstörung zu schützen, ist bekanntermaßen ein Ausgleichsgefäß mit einer kompressiblen Luftblase sehr zweckmäßig, sodass bei extremer Erwärmung, die regelmäßig mit einem ebenso extremen Druckanstieg verbunden ist, das Fluid die Möglichkeit der Ausdehnung hat. Es ist ebenso möglich, zum Zweck der Beschattung und damit einer Verringerung einer witterungsbedingt erfolgenden Erwärmung geeignete Vorrichtungen vorzusehen, wie Sonnensegel und dergleichen.Around in the case of extreme temperature changes, the device against destruction too protect, is known a surge tank with a compressible bubble very convenient, so that in extreme warming, the regularly with an equally extreme increase in pressure is connected, the fluid possibility has the extent. It is also possible for the purpose of shading and thus a reduction of a weather-related warming to provide suitable devices, such as awnings and the like.

Damit ist eine Einrichtung vorhanden, die selbstlaufend in Abhängigkeit vom Tidenhub ständig mindestens kinetische Energie erzeugt, die ausschließlich mit einer Drehrichtung anliegt. So kann das Treibrad unproblematisch mit einem Generator gekoppelt werden, der mit einem hohen Gleichförmigkeitsgrad arbeitend ausgebildet ist.In order to There is a facility that self-running depending on from the tidal range constantly at least kinetic energy generated exclusively with one direction of rotation is applied. So the drive wheel can be easily coupled with a generator be formed working with a high degree of uniformity is.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigtIn the associated Drawing shows

1 einen Querschnitt durch eine prinzipiell erfindungs gemäß aufgebaute Einrichtung, bei der das Treibrad zum Zeitpunkt des Sinkens des Wasserspiegels rechtsdrehend dargestellt ist. 1 a cross section through a principle according to the Invention constructed device in which the drive wheel is shown clockwise at the time of sinking the water level.

Auf einem als Schwimmer 1 dienenden Bootskörper ist ein Traggestell 2 befestigt. An diesem ist wiederum eine Kolbenstange 3 vorzugsweise gelenkig ausgebildet, die durch den Deckel 4 eines Zylinders 5, der im Verhältnis zum Gewässergrund höhenmäßig festgelegt ist, in dessen Inneres führt und dort mit einem Kolben 6 verbunden ist. Im Bereich der Durchführung der Kolbenstange 3 durch den Deckel 4 ist eine Dichtung 7 angeordnet. Oberer Hubraum 8 und unterer Hubraum 9 sind durch eine Rohrleitung 10 miteinander verbunden.On one as a swimmer 1 serving hull is a support frame 2 attached. At this is again a piston rod 3 preferably articulated formed by the lid 4 a cylinder 5 , which is set in terms of height relative to the river bottom, leading into the interior and there with a piston 6 connected is. In the area of carrying out the piston rod 3 through the lid 4 is a seal 7 arranged. Upper displacement 8th and lower displacement 9 are through a pipeline 10 connected with each other.

Der mögliche Hub des Kolbens 6 ist auf den am Einsatzort üblichen Tidenhub abgestimmt und konstruktiv vorbestimmt.The possible stroke of the piston 6 is tuned to the usual on site Tidenhub and structurally predetermined.

Die Rohrleitung 10 ist etwa mittig zwischen Deckel 4 und Boden 11 des Zylinders 5 in Form eines Kanals ausgeführt, in den ein Treibrad 12 so integriert ist, dass es beiderseitig gleichermaßen in eine Aufteilung 13 in der Rohrleitung 10 hineinragt.The pipeline 10 is about midway between lids 4 and soil 11 of the cylinder 5 designed in the form of a channel into which a driving wheel 12 is so integrated that it is mutually equally divided 13 in the pipeline 10 protrudes.

Des weiteren sind jeweils unterhalb und oberhalb des Treibrades 12, jeweils am Beginn und am Ende der Aufteilung 13, als Klappen ausgebildete Ventile 14 vorhanden, die bei identischer Stellung und gleichzeitiger Bewegung ein links am Treibrad 12 Vorbeiströmen des Fluids oder rechts am Treibrad 12 Vorbeiströmen des Fluids bewirken.Furthermore, each below and above the drive wheel 12 , at the beginning and at the end of the distribution 13 , Valves designed as valves fourteen present, the identical position and simultaneous movement of a left on the drive wheel 12 Flow past the fluid or right on the drive wheel 12 Cause the fluid to flow past.

Die Steuerung erfolgt, indem im Inneren des Zylinders 5 Sensoren im oberen und im unteren Totpunkt des Kolbens 6 angebracht sind, die der Umkehr der Strömung des Fluids folgend die Ventile 14 steuern und eine Umsteuerung des Fluidstromes bewirken, sodass das Treibrad 12 ständig in einer Richtung dreht.The control is done by inside the cylinder 5 Sensors in the top and bottom dead center of the piston 6 attached, following the reversal of the flow of fluid following the valves fourteen control and cause a reversal of the fluid flow, so that the drive wheel 12 constantly turning in one direction.

Sofern die Dichtung 7 in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird, können die Sensoren ebenso im Bereich der Kolbenstange 3 angebracht werden und über Markierungen, die sich auf der Kolbenstange 3 befinden, betätigt werden.Unless the seal 7 is not affected in their function, the sensors can also in the range of the piston rod 3 be attached and over markings that are on the piston rod 3 be operated.

11
Schwimmerswimmer
22
Traggestellsupporting frame
33
Kolbenstangepiston rod
44
Deckelcover
55
Zylindercylinder
66
Kolbenpiston
77
Dichtungpoetry
88th
Oberer HubraumOberer capacity
99
unterer Hubraumlower capacity
1010
Rohrleitungpipeline
1111
Bodenground
1212
Treibradpinion
1313
Aufteilungdivision
1414
Ventilevalves

Claims (10)

Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, mit einem Treibrad (12) zur Erzeugung kinetischer Energie mit einem eine Kolbenstange (3) aufweisenden Kolben (6), der bezogen auf einen vertikal ausgerichteten verankerten Zylinder (5) in diesem gleitend ausgebildet ist, wobei die Kolbenstange (3) durch eine Ausnehmung im Deckel (4) des Zylinders (5) nach außen geführt ist, wobei – jeweils eines der Teile Kolbenstange (3) und Zylinder (5) mit Schwimmern (1) verbunden ist, die ihre Lage ständig der sich veränderten Wasserhöhe anpassen und das jeweils andere Teil gegenüber dem Gewässergrund festgelegt ist, wobei eine Dichtung (7) im Bereich der Durchführung der Kolbenstange (3) durch den Deckel (4) angeordnet ist, – wobei ein unterer Hubraum (9) und ein oberer Hubraum (8) getrennt durch den Kolben (6) im Zylinder (5) gebildet sind, die durch eine Rohrleitung (10) miteinander verbunden sind, die jeweils unterhalb des unteren Totpunktes und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens (6) mit dem Inneren des Zylinder (5) verbunden ist, – wobei das Treibrad (12) in die den unteren Hubraum (9) und den oberen Hubraum (8) verbindende Rohrleitung (10) integriert ist, – wobei der untere Hubraum (9) und der obere Hubraum (8) sowie die Rohrleitung (10) mit einem Fluid gefüllt sind, – wobei die Rohrleitung (10) im Bereich des Treibrades (12) eine Aufteilung (13) dergestalt aufweist, dass in diese das Treibrad (12) mittig so integriert ist, dass auf jeder Seite des Treibrades (12) eine Krafteinleitung durch das Fluid möglich ist, – wobei jeweils über und unter dem Treibrad (12) Ventile (14) vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids so gesteuert sind, dass eine Krafteinleitung, die durch Strömen des Fluids eintritt, ausschließlich einseitig auf das Treibrad (12) eintritt und – wobei den oberen und den unteren Totpunkt des Kolbens (6) registrierende Sensoren und eine Steuerung der Ventile (14) in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids wechselweise eine bestimmte Drehrichtung des Treirads (12) bewirkend ausgebildet sind.Device for generating energy using the Tidenhubs, with a drive wheel ( 12 ) for generating kinetic energy with a piston rod ( 3 ) having pistons ( 6 ) related to a vertically oriented anchored cylinder ( 5 ) is formed in this sliding, wherein the piston rod ( 3 ) through a recess in the lid ( 4 ) of the cylinder ( 5 ) is guided to the outside, wherein - each one of the parts piston rod ( 3 ) and cylinders ( 5 ) with floats ( 1 ), which constantly adjust their position to the changed water level and the other part is fixed opposite the water bottom, whereby a seal ( 7 ) in the region of the passage of the piston rod ( 3 ) through the lid ( 4 ), - wherein a lower displacement ( 9 ) and an upper displacement ( 8th ) separated by the piston ( 6 ) in the cylinder ( 5 ) formed by a pipeline ( 10 ) are connected to each other, each below the bottom dead center and above the top dead center of the piston ( 6 ) with the interior of the cylinder ( 5 ) connected is, - where the drive wheel ( 12 ) in the lower displacement ( 9 ) and the upper displacement ( 8th ) connecting pipeline ( 10 ), the lower displacement ( 9 ) and the upper displacement ( 8th ) as well as the pipeline ( 10 ) are filled with a fluid, - whereby the pipeline ( 10 ) in the region of the drive wheel ( 12 ) a division ( 13 ) in such a way that in this the drive wheel ( 12 ) is centered so that on each side of the drive wheel ( 12 ) a force introduction through the fluid is possible, - in each case above and below the drive wheel ( 12 ) Valves ( fourteen ) are provided, which are controlled in dependence on the flow direction of the fluid so that an introduction of force, which occurs by the flow of fluid, only on one side of the drive wheel ( 12 ) and - wherein the top and bottom dead center of the piston ( 6 ) registering sensors and a control of the valves ( fourteen ) depending on the flow direction of the fluid alternately a certain direction of rotation of the tricycle ( 12 ) are formed effecting. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der – die Rohrleitung (10) mindestens im Bereich der Aufteilung (13) als einen rechteckigen Querschnitt aufweisender Kanal ausgeführt ist.Device according to claim 1, in which - the pipeline ( 10 ) at least in the area of division ( 13 ) is designed as a rectangular cross-section channel having. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der – die Ventile (14) eine klappenförmige Ausbildung aufweisen.Device according to one of claims 1 or 2, in which - the valves ( fourteen ) have a flap-shaped design. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der – die Achse des Treibrades (12) mit einem Generator verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 3, in which - the axis of the drive wheel ( 12 ) is connected to a generator. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der – die die Steuerung der Ventile (14) bewirkenden Sensoren von der Kolbenstange (3) beeinflussbar ausgebildet sind.Device according to one of Claims 1 to 4, in which - the control of the valves ( fourteen ) causing sensors from the piston rod ( 3 ) are influenced influenced. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der – der Zylinder (5) auf dem Grund des Gewässers fest verankert und die Kolbenstange (3) nach oben aus dem Zylinder (5) hinausführend mit Schwimmern (1) kraftschlüssig verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 5, in which - the cylinder ( 5 ) firmly anchored to the bottom of the water body and the piston rod ( 3 ) upwards out of the cylinder ( 5 ) leading out with floats ( 1 ) is positively connected. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der – der Zylinder (5) mit Schwimmern (1) kraftschlüssig verbunden und die Kolbenstange (3) nach unten aus dem Zylinder (5) hinausführend auf dem Grund des Gewässers fest verankert ist.Device according to one of claims 1 to 5, in which - the cylinder ( 5 ) with floats ( 1 ) positively connected and the piston rod ( 3 ) down from the cylinder ( 5 ) is firmly anchored on the bottom of the water. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der – der Schwimmer (1) ein Bootskörper ist.Device according to claim 7, in which - the float ( 1 ) is a hull. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der – eine Vielzahl von Zylindern (5) mit den notwendigen Nebeneinrichtungen auf eine Kolbenstange (3) arbeitend übereinander angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 8, in which - a plurality of cylinders ( 5 ) with the necessary ancillary equipment on a piston rod ( 3 ) are arranged one above the other. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der – eine Vielzahl von Zylindern (5) mit den notwendigen Nebeneinrichtungen nebeneinander angeordnet sind.Device according to one of claims 1 to 8, in which - a plurality of cylinders ( 5 ) are arranged side by side with the necessary auxiliary equipment.
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