DE102007063509A1

DE102007063509A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie

Info

Publication number: DE102007063509A1
Application number: DE102007063509A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Boehnke
Original assignee: Bohnke Klaus-Dieter
Current assignee: Bohnke Klaus-Dieter
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-08-20
Also published as: DE102008016961A1; DE102007060449A1; DE102008004667A1; DE102008047244A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 102007060449.3. Erfindungsgemäß ist vorgesehen: eine plastic-ummantelte Styroporscheibe, die Form entsprechend dem jeweiligen Absenkrohr, die Stärke der Styroporscheibe entsprechend zur Verstärkung der Auftriebskraft (z. B. Länge des Absenkrohres) an der Unterseite des Balges fest angebracht, ein halbrunder Knopf an der Unterseite der Styproporscheibe zur Betätigung des Haltebandes, der halbrunde Knopf an der Unterseite des Balges entfällt, die Wassermenge in der oberen Kammer wird entsprechend zur Auftriebskraft der Styproporscheibe erhöht, ein Drehrad an der Außenseite des Behälters in Höhe der oberen Kammer und eines in die obere Kammer und das obere Führungsrohr führenden Metallstabes und einer im Führungsrohr drehbar gelagerten Klappe zur Unterbrechung des Wasserdurchflusses.

Description

Bei der vorliegenden Patentanmeldung handelt es sich um einen Zusatz zur deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 .
Beschreibung zum Patentanspruch 1:
Da eine Styroporscheibe ein weitestgehend mit Luft gefüllter Körper und daher wesentlich leichter als Wasser ist, kann dieser Körper sehr gut zur Erhöhung der Auftriebskraft genutzt werden.
Für den Absenkvorgang des Balges mit der daran befestigten Styroporscheibe ist jedoch zu berücksichtigen, daß der Wasserdruck aus der oberen Kammer durch eine größere Wassermenge in der oberen Kammer erhöht werden muß, um einen Absenkvorgang zu ermöglichen.
Ein Drehrad mit drehbar gelagerter Klappe im Führungsrohr (1 und 2) ist notwendig zur Unterbrechung des Wasserflusses und damit der Bewegung der Kraftnutzungseinheit (bsw. bei Wartungsarbeiten)
Beschreibung zum Patentanspruch 2:
Eine Ausgestaltung als Serienanlage ist dort sinnvoll, wo mehr Leistung für einen größe ren Energiebedarf benötigt wird. (3)
Gleichzeitig wird auch ein Zeitgewinn erzielt, weil die nächste Kraftnutzungseinheit bereits gefüllt wird, obwohl der Zyklus der vorherigen Kraftnutzungseinheit noch nicht abgeschlossen ist.
Die Anbringung mehrerer Turbinen auf einer Welle ist sinnvoll, um die Drehbewegung der Welle (ausgelöst durch die 1. Turbine) und damit die Drehbewegung einer Schwungscheibe durch die nachfolgende Kraft der nächsten Turbine auf hohem Drehniveau zu halten. Da die einzelnen oberen Kammern von der Fläche (und damit dem Wasserinhalt) kleiner sind) müssen diese Kammern höher oder länger sein, um einen Wasserdurchfluß mit entprechend hohem Druck zum Balg zu gewährleisten.
Beschreibung zum Patentanspruch 3:
Eine Anlage nach Patentanspruch 3 eignet sich besonders für Anlagen mit hohem Absenkrohr (bsw. Off-Shore Anlagen mit 100 m Rohrhöhe). Bei dieser Kraftnutzungseinheit handelt es sich um eine Anlage nach dem Kolbenprinzip. (4) Der Absenktrog (unter dem Trichtertrog) wird durch das vom Trichtertrog (und der oberen Kammer) einfließende Wasser nach unten gedrückt, die Larnellenventile innerhalb des Absenktroges öffnen nach oben, so daß der Absenktrog mit dem im Rohr befindlichen Restwasser gefüllt wird und auf den Boden absinkt. Der Absenktrog muß jedoch ein entsprechendes Eigengewicht haben, um zügig absinken zu können.
Bei Öffnung des Absenkrohres und Freigabe der Auftriebskraft wird dieser Absenktrog mit dem darüber befindlichen Wasser wie ein Kolben nach oben gedrückt. Durch den entstehenden Druck im Absenkrohr oberhalb des Absenktroges wird der Weichplasticrand des Absenktroges gegen das Absenkrohr gepreßt und die innerhalb des Absenktroges befindlichen Lamellenventile auf den Bodes des Absenktroges gepreßt, so daß eine für den Druckerhalt notwendige Dichtung entsteht.
Da es sich im Gegensatz zu den bisherigen Patentansprüchen um eine Einwasserkreislauf-Anlage handelt, wird die obere Kammer hierbei jedoch auch mit dem Wasser der unteren Kammer bzw. des freien Gewässers befüllt; ein Überlauf von der oberen zur unteren Kammer (bzw. natürlichem Gewässer) wird damit notwendig.
Beschreibung zum Patentanspruch 4:
Eine Anlage nach dem Patentanspruch 4 beinhaltet eine Serienanlage gemäß dem Patentanspruch 2, nur mit dem Unterschied, daß die jeweilige Kraftnutzungseinheit nicht mit einem Schwellkörperprinzip (Balg), sondern mit dem Kolbenprinzip (Absenktrog) des Patentanspruches 3 ausgestattet ist.
Beschreibung zum Patentanspruch 5:
Eine Anlage nach dem Patentanspruch 5 beinhaltet eine Serienanlage für einen größeren Energiebedarf mit dafür entwickelter elektronischer Steuerung des Wasserzuflusses. Erreicht werden soll ein systematischer Vorgang vergleichbar einem Mehrzylinder Motor. (3)
Beispiel:

1. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr offen, Balg entleert
2. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr geschlossen, Balg leer
3. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr geschlossen, Balg 1/4 gefüllt
4. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr geschlossen, Balg 1/2 gefüllt
5. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr geschlossen, Balg 3/4 gefüllt
6. Kraftnutzungseinheit Absenkrohr offen, Balg voll gefüllt

Beschreibung zum Patentanspruch 6:
Eine Ausführung nach Patentanspruch 6 ist für Anlagen mit sehr hohem Absenkrohr gedacht, wo relativ viel Wasser nach oben gefördert werden muß. Ein Drucklufterzeuger befindet sich auf der Oberseite des Behälters (bzw. der Anlage). Der Drucklufterzeuger, der zu Beginn seine Leistung aus einem Akku bezieht (welcher wiederum später vom System aufgeladen wird) erzeugt Druckluft, die in einem Druckluftbehälter gespeichert wird. Durch eine Druckluftleitung fließt diese Druckluft zu einem Druckluftventil am Boden der unteren Kammer bzw. der Bodenplatte eines natürlichen Gewässers, aber innerhalb des Raumes des Absenkrohres. Die Gummiabdichtung zwischen Bodenplatte und Absenkrohr muß dabei jedoch erhalten bleiben. Der Knopf an der Unterseite des Balges bzw. des Absenktroges entfällt. Dafür ist an der Unterseite des Balges (bzw. des Absenktroges) ein weiterer Auftriebstrog (vergleichbar einer Schüssel) angebracht, jedoch mit der offenen Seite nach unten. Der Auftriebstrog läuft zur unteren, offenen Seite konisch zusammen bis etwa zur Hälfte des normalen Durchmessers. Damit kann der Auftriebstrog mit der kleineren Öffnung auf das Halteband aufstoßen, ohne die Haltehaken zu behindern. Die Druckluftleitung wird im inneren Bereich des Absenkrohres senkrecht nach oben geführt und mit einem Druckluftventil versehen. Das Druckluftventil gibt elektronisch die Druckluft frei, wenn die Elektronik die oberen Mehrfachventile (durch Induktion im Absenkrohr) im Auftriebstrog geschlossen hat und die Druckluft dann in den Auftriebstrog strömt und das darin befindliche Wasser verdrängt. Das verdrängte Wasser steigt im Absenkrohr auf. Das Druckluftventil darf den Luftdruck in den Auftriebstrog erst freigeben, wenn das Absenkrohr an den Haltehaken verankert ist, aber die konische Seite des Auftriebstroges das Halteband (zum Öffnen des Absenkrohres bzw. zum Auslösen eines Sensors bei Elektronik) noch nicht erreicht hat. Die Freigabe des Absenkrohres durch das Halteband darf erst dann erfolgen, wenn der Auftriebstrog vollständig mit Luft gefüllt ist, um einen optimalen Auftrieb zu erreichen. Die Größe des Auftriebstroges (und damit des Luftvolumens) muß in Übereinstimmung mit der Höhe des Absenkrohres stehen, damit einerseits ein optimaler Auftrieb erzeugt wird und andererseits die zu befördernde Wassermenge im Balg bzw. über dem Kolben optimal bleibt. Wenn der Balg dann (nach Öffnung des Absenkrohres) nach oben zusammen gepreßt ist bzw. der Kolben oben am Trichtertrog ist, geben die in dieser Höhe im Rohr befindlichen Induktionsschleifen den Impuls an die elektronischen Druckluftventile und geben die Druckluft in den Balg bzw. den Absenktrog frei, die dann mit dem Restwasser durch die Turbinen in der oberen Kammer fließt Luftschlitze in der oberen Kammer sind deshalb unverzichtbar. Der Auftriebstrog wird durch die Entlassung der Luft nach oben luftleer und das Wasser kann wieder von unten nachströmen für die nächste Absenkung. Die Druckluftventile beim Balg dürfen jedoch nur die Druckluft, aber kein Wasser nachströmen lassen.
Die Druckluftventile beim Absenktrog (Kolben) sind Mehrfachventile, die oben 1. die Druckluft in den Absenktrog entlassen und durch einen weiteren elektro-magnetischen Impuls für den Absenkvorgang Wasserdurchflußlöcher vom Auftriebstrog zum Absenktrog freigeben.
Es zeigen:
1: Absperr-Drehventil offen;
2: Absperr-Drehventil geschlossen.

1: Wasser
2: Gemeinsame Turbinenwelle
3: Turbine mit Turbinenschaufeln
4: Wasserausflußrohr
5: Führungsrohreintritt in Turbine
6: Wasseroberfläche
7: Trichtertrog
8: Schwingungsdämpfer
9: Weichplasticrand
10: Absenktrog
11: Lamellenventile
12: Auftriebstrog
13: Elektronische Mehrfachventile
14: Druckluftventil
15: Druckluftleitung
16: Absenkrohr
17: Dichtung
18: Bodenplatte
19: Druckluftventile
20: Balg
21: Haltehaken
22: Halteband

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007060449 [0001]

Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 zusätzlich dadurch gekennzeichnet: – eine plastic-ummantelte Styroporscheibe, die Form entsprechend des jeweiligen Absenkrohres, die Stärke der Styroporscheibe entsprechend zur Verstärkung der Auftriebskraft (z. B. Länge des Absenkrohres) an der Unterseite des Balges fest angebracht – ein halbrunder Knopf an der Unterseite der Styroporscheibe zur Betätigung des Haltebandes – der halbrunde Knopf an der Unterseite des Balges entfällt – die Wassermenge in der oberen Kammer wird entsprechend zur Auftriebskraft der Styroporscheibe erhöht – ein Drehrad an der Außenseite des Behälters in Höhe der oberen Kammer und eines in die obere Kammer und das obere Führungsrohr führenden Metallstabes und einer im Führungsrohr drehbar gelagerten Klappe zur Unterbrechung des Wasserdurchflusses
Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 und/oder nach Anspruch 1, zusätzlich dadurch gekennzeichnet: – in der unteren Kammer bzw. im natürlichen Gewässer befinden sich beliebig viele Kraftnutzungseinheiten als Serienanlage – die obere Kammer ist unterteilt in einzelne Kammern (passend zur jeweils darunterliegenden Kraftnutzungseinheit) mit jeweils eigenem Steig- und Führungsrohr und Wasserdurchflußlöchern und Ventilen und jeweils eigener Turbine, aber auf einer Turbinenwelle – die gesamte obere Kammer ist höher oder länger, um den einzelnen Kammern die jeweils notwendige Wassermenge für die Absenkung des Balges zuordnen zu können – Die Wasserausflußleitung nach der Turbine mündet jeweils in die nächste obere Kammer, die Ausflußleitung der letzten Kammer mündet in die erste Kammer – Die Löcher für den Wasserdurchfluß in den darunter liegenden Trog und die jeweiligen Ventile sind für einen schnelleren Wasserdurchfluß größer gestaltet
Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 , jedoch dadurch gekennzeichnet: – anstelle des Balges befindet sich unter dem Trichtertrog ein weiterer, im Absenkrohr frei beweglicher Absenktrog, mit Weichplasticrand oben sowie einfachen Lamellenventilen am Trogboden – an den Seiten des Absenktroges angebrachte Schwingungsdämpfer – die Löcher und Lamellenventile im Absenkrohr entfallen – die obere Kammer erhält einen Überlauf mit Verbindung zur unteren Kammer
Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 und/oder Anspruch 2, jedoch dadurch gekennzeichnet: – die Anlage ist für die Kraftnutzungseinheiten mit dem Kolbenprinzip (Absenktrog) des Patentanspruches 3 ausgestattet
Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 und/oder einem der Ansprüche 2, 4, jedoch dadurch gekennzeichnet: – in einem Behälter oder einem natürlichen Gewässer sind beliebig viele Kraftnutzungseinheiten zu einer Serie angeordnet – das Absenken-Befüllen-Freigeben wird bei jeder einzelnen Kraftnutzungseinheit elektronisch gesteuert – auf dem Behälter befindet sich ein Akku sowie eine elektronische Steuereinheit – in den Löchern zur unteren Kammer und dem Trichtertrog befinden sich elektronisch gesteuerte Ventile
Vorrichtung und Verfahren zur Nutzung hydrostatischer Energie nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 der deutschen Patentanmeldung 10 2007 060 449.3 und/oder einem der Ansprüche 2 bis 5, jedoch dadurch gekennzeichnet: – auf dem Behälter befindet sich ein Akku sowie ein Drucklufterzeuger mit Lufttank – eine Druckluftleitung führt durch die obere Kammer sowie durch die Decke zur unteren Kammer auf den Boden der unteren Kammer bzw. des natürlichen Gewässers zu einem Punkt innerhalb des Absenkrohres. – an der Druckluftleitung innerhalb des Absenkrohres befindet sich ein Druckluftventil, senkrecht nach oben gerichtet, das für den Druckluftaustritt mechanisch oder elektronisch gesteuert wird – an der Unterseite des Balges bzw. an der Unterseite des Absenktroges ist ein Auftriebstrog mit der offenen Seite nach unten fest angebracht, nach unten konisch geformt – der Knopf am Balg bzw. des Absenktroges entfällt – an der Oberseite dieses Auftriebstroges sind mehrere Druckluftventile, für den Luftaustritt in den Balg ein 2-fach Ventil, für den Luftaustritt und Wasseraustritt in den Absenktrog ein 3-fach Ventil, mechanisch oder elektronisch gesteuert – Die obere Kammer hat Luftaustauschschlitze – im Absenkrohr am Nullpunkt oben und am Nullpunkt unten Induktionsschleifen zum Auslösen der elektro-magnetischen Ventile