DE102009020534A1 - Method for increasing static water pressure in open vessel, involves projecting small diameter water column from open container in wide manner, where water column is connected with vessel without pressure lock - Google Patents

Method for increasing static water pressure in open vessel, involves projecting small diameter water column from open container in wide manner, where water column is connected with vessel without pressure lock Download PDF

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Abstract

The method involves projecting a small diameter water column from an open container (1) in a wide manner, where the water column is connected with a vessel (2) without pressure lock. A generated upper gauge is supported permanently by a completely formed free jet. The free jet is a water jet, which is pumped into the free water column without wall boundaries. A motionless and static water column is compressed by a dynamic water jet over a level of a fountain. An independent claim is also included for an apparatus for current generation and supply of environment water.

Description

Technisches Gebiet: Wasserkraft/PropulsionTechnical field: Hydropower / Propulsion

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit dem ein Wasserstrahl effizient erzeugt, bzw. man die Erzeugung des Wasserstrahls so gestalten kann, dass sich im Vergleich zu bisherigen Verfahren Vorteile ergeben, besonders in Hinsicht auf die Energieeffizienz.The The invention relates to a method with which a water jet efficiently generated, or you can make the generation of the water jet so that there are advantages compared to previous methods, especially in terms of energy efficiency.

Ziel der hydromechanischen Drucksteueranlage ist, den statischen Wasserdruck in einem offenen Bassin zu erhöhen, ohne den Pegel anzuheben, auf dessen Niveau Wasser dem Gefäß schüttend zugeführt werden kann. Es wird zu diesem Zweck aus diesem Behälter heraus ein zweiter, erhöhter Pegel erzeugt der in einem, im Durchmesser kleinen Rohr aus dem Bassin herausragt und frei mit dem Brunnen, dem natürlichen Pegel in Verbindung steht.aim the hydromechanical pressure control system is the static water pressure to raise in an open basin, without raising the level at the level of which water is supplied to the vessel by pouring can. For this purpose, a second, elevated level is generated out of this container which protrudes from the basin in a small diameter pipe and freely connected to the well, the natural level stands.

Ein voll ausgebildeter Freistrahl (ungewandeter, frei in die Umgebung gestoßener Wasserstrahl) stützt die Wassersäule die in dem Rohr aus dem Gefäß heraus ragt und den oberen, statischen Pegel bildet, der ohne Drucksperre mit dem Brunnen (unterer Pegel) verbunden ist. Der Schweredruck aus der unbewegten Wassersäule im Rohr kann sich wegen dieser freien Verbindung über einen turbulenten Bereich hinweg in den Brunnen hinein fortpflanzen. Er lastet/drückt gegen den Freistrahl. Stellt man die Pumpe/den Freistrahl ab, fällt Wasser aus der im Querschnitt kleinen, erhöhten Wassersäule auf das Brunnenniveau zurück.One fully trained free jet (unmanned, free in the environment poked Water jet) the water column in the tube out of the vessel protrudes and forms the upper, static level, without pressure lock connected to the well (lower level). The heavy pressure from the still water column in the tube can because of this free connection over a propagate into the well in the turbulent area. He busy / suppresses against the free jet. If you turn off the pump / free jet, water will fall from the small cross-section, increased water column on the fountain level back.

Wegen der offenen Verbindung zwischen den Pegeln kann die Information des Schweredrucks sich über die turbulente Freistrahlebene hinweg sich in den Brunnen fortpflanzen und dort den Druck vergrößern.Because of the open connection between the levels can be the information of heavy pressure over the turbulent open-air planes propagate into the wells and increase the pressure there.

Die Technik findet Verwendung insbesondere in der Seeschifffahrt (relativ großer Tiefgang), wegen der außergewöhnlichen Effektivität kann sie aber auch in neuartigen, stationär schwimmenden Kraftwerken zum Einsatz kommen.The Technology is used especially in maritime shipping (relative greater Draft), because of the extraordinary effectiveness But it can also be used in new, stationary floating power plants be used.

Beispiel für die Anwendung im Fall eines Wasserstrahlantriebes:Example of the application in the case of Water-jet drive:

Bisherige Wasserstrahlantriebe saugen das Antriebsmedium an, um es beschleunigt achteraus zu drücken und so nach dem „Impulserhaltungssatz” Vortrieb zu erzeugen.Previous Water jet drives suck the drive medium to accelerate it to press aft and so on after the "conservation of momentum" propulsion to create.

In dem hier beschriebenen Verfahren wird Umgebungswasser passiv durch eine Öffnung unterhalb der Schwimmwasserlinie in den Schwimmkörper aufgenommen. Der Wasserfluss setzt eine Turbine in Bewegung und ein daran angeschlossener Generator produziert elektrischen Strom aus der Rotationsbewegung der Turbine.In ambient water is passed passively by the method described here an opening taken under the swimming water line in the float. The water flow sets a turbine in motion and a connected generator produces electrical current from the rotational movement of the turbine.

Das Antriebsmedium des Schiffes ist Umgebungswasser, das ins Schiff einströmt. Im Schiff fließt es in ein, hinter und unterhalb der Einlassöffnung gelegenes Sammelbecken ab. In diesem Becken erzeugt die hydromechanische Drucksteueranlage einen Druckanstieg.The Drive medium of the ship is ambient water that enters the ship flows. It flows in the ship in a, located behind and below the inlet opening reservoir from. In this basin generates the hydromechanical pressure control system a pressure increase.

Um den Zulauf in dieses Becken dauerhaft zu ermöglichen und den Schwimmkörper auf konstantem Tiefgang zu halten, muss aufgenommenes Wasser wieder außenbords gepumpt werden; wobei mit der hydromechanischen Drucksteueranlage der Schweredruck in dem Gefäß erzeugt wird, aus dem eingeströmtes Umgebungswasser dann energieeffizient und Schub erzeugend achteraus gepumpt werden kann.Around to allow the inflow into this tank permanently and the float on Keep constant draft, water must be re-absorbed outboard be pumped; being with the hydromechanical pressure control system the gravitational pressure generated in the vessel is, from the inflowed Ambient water then energy efficient and thrust producing aft can be pumped.

Der Volumenstrom durchs Schiff ist konstant (gleich bleibender Tiefgang).Of the Volume flow through the ship is constant (constant draft).

Der für die Effizienz verantwortliche Druckanstieg wird erzielt, indem ein eine hohe aber im Querschnitt kleine Wassersäule frei mit dem Brunnen verbunden, von einem Freistrahl getragen wird.Of the for the Efficiency responsible pressure increase is achieved by a one high but small in cross-section water column freely connected to the well, is carried by a free jet.

Es entsteht ein Gefäß mit zwei Pegeln. Auf dem unteren Pegel wird dauerhaft, über die Einlassöffnung einströmendes Wasser schüttend zugeführt. Der dauerhaft gestützte obere Pegel kommuniziert mit dem Brunnen (dem Wasser unterhalb des unteren Pegels) und sorgt damit für einen Tiefendruck im Brunnen der größer ist, als die Wassersäule bis zum unteren Pegel ihn erzeugen würde.It creates a vessel with two Levels. At the lower level becomes permanently, via the inlet opening inflowing water schüttend fed. Of the permanently supported upper level communicates with the fountain (the water below the lower level) and thus ensures a low pressure in the well which is bigger, as the water column until it reaches the lower level.

Hebt man das Druckniveau ausreichend weit an, kann das Wasser aus einem anhaltend zu erzeugenden Überdruckgebiet (im Vergleich mit dem Umgebungsdruck am Ausgang der Düse) gepumpt werden. Ab einem bestimmten Druckniveau kann mit dem an der Einlassöffnung generierten elektrischen Strom Vortrieb erzeugt werden, indem Wasser achteraus gepumpt wird.lifts If the pressure level is sufficiently high, the water can come out of one sustained overpressure area to be generated (compared to the ambient pressure at the outlet of the nozzle) pumped become. From a certain pressure level can be generated with the at the inlet opening Electric power propulsion are generated by water aftertreatment is pumped.

Anwendungsgebiete der Erfindung:Fields of application of the invention:

Die Erfindung ist insbesondere in der Seeschifffahrt anwendbar, kann aber auch in stationären Kraftwerken genutzt werden, indem der ausgestoßene Wasserstrahl nicht dem Vortrieb, sondern der Stromgewinnung dient.The Invention is particularly applicable in maritime shipping can but also in stationary power plants be used by the ejected jet of water not the Propulsion, but the power is used.

Zum Stand der Technik:To the state of the art:

Bekannt sind Wasserstrahlantriebe, die zur Propulsion achteraus gestoßenes Wasser ansaugen, dafür Energie aufwenden. Im Gegensatz dazu soll hier das Antriebsmedium passiv durch eine Öffnung unterhalb der Schwimmwasserlinie ins Schiffsinnere strömen, wobei elektrischer Strom generiert werden kann und darüber hinaus die Widerstand bildende Grenzschicht von Schiffen verkleinert wird.Water jet drives are known which suck in water ejected for propulsion and expend energy on it. In contrast, here the drive medium passively through an opening flow below the swimming water line into the ship's interior, whereby electric current can be generated and beyond the resistance-forming boundary layer of ships is reduced.

Gänzlich neu ist die Technik den statischen Wasserdruck über das Pegelniveau hinaus zu erhöhen, auf dem Wasser dem Gefäß schüttend zugeführt werden kann.Totally new the technique is the static water pressure beyond the level level to increase, be supplied to the vessel on the water can.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist eine kostengünstige, umweltfreundliche und effiziente Methode um Schiffe anzutreiben oder elektrischen Strom zu erzeugen.aim The invention is a low cost, environmentally friendly and efficient way to power ships or electric Generate electricity.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die Nutzung des hydrostatischen Paradoxon liegt der Erfindung zu Grunde.The Use of the hydrostatic paradox is the basis of the invention.

Durch eine Öffnung unterhalb der Schwimmwasserlinie im Boden des Schwimmkörpers wird Umgebungswasser über eine Turbine in den Schwimmkörper geleitet und dabei elektrischer Strom generiert. Umgebungswasser strömt auf Grund der Druckdifferenz, der zwischen der Öffnung im Schwimmkörper und seiner Schwimmwasserlinie herrscht in den Schwimmkörper ein und wird in einem unterhalb und achterlich der Öffnung gelegenen Becken gesammelt.By an opening below the swim line in the bottom of the float Ambient water over a turbine in the float while generating electricity. environment water flows due to the pressure difference between the opening in the float and his swimming water line reigns in the float and is collected in a basin located below and aft of the opening.

Es wird aus diesem Gefäß ein zweiter, massearmer Pegel gedrückt, der frei – ohne Trennung durch eine Sperre – mit dem unteren Pegel in Verbindung steht.It this vessel becomes a second, low-mass level pressed, the free - without Separation through a lock - with the lower level is in communication.

Unter der Wasseroberfläche dieses Sammelbeckens stützt ein zu erzeugender Freistrahl dauerhaft eine im Querschnitt kleine Wassersäule, die hinter bzw. oberhalb eines turbulenten Bereichs unbewegt, in einem Rohr weit aus dem Gefäß herausragt und so ein zweiter Druck abgebender Pegel gebildet wird.Under the water surface this collecting basin supports a free jet to be generated permanently a small in cross-section Water column, the behind or above a turbulent area unmoved, in a tube protrudes far out of the vessel and as a second pressure-emitting level is formed.

Diese Wassersäule wird von einem dynamischen Wasserstrahl „getragen” und so die Eigenschaft von Wasser Druck weiter zu leiten nutzbar gemacht.These water column is "carried" by a dynamic water jet and so the property of Water pressure can be utilized.

Auf diese Weise pflanzt der hydrostatische Druck aus dem oberen Pegel (beruhigte Wassersäule) sich über den dynamischen Bereich (Freistrahl) hinweg, sich in das Sammelbecken (den Bereich unterhalb des unteren Pegels des Gefäßes) hinein fort.On In this way, the hydrostatic pressure from the upper level (calmed water column) over the dynamic range (free jet), into the reservoir (the area below the lower level of the vessel) continued.

In diesem Sammelbecken herrscht jetzt ein Tiefendruck, der größer ist als ihn der Pegel erzeugen würde, auf dessen Niveau dem Bassin Umgebungswasser zugeführt wird.In This reservoir is now a depression, which is larger when it would generate the level at the level of which ambient water is supplied to the basin.

Aus dem erzeugten Überdruckgebiet wird aufgenommenes Wasser achteraus gepumpt, um Vortrieb zu erzeugen. Wegen der Effektivität des Verfahrens kann man diesen Wasserstrahl auch erzeugen, um ihn zur Stromgewinnung zu nutzen.Out the generated overpressure area absorbed water is pumped achteraus to generate propulsion. Because of the effectiveness The process can also generate this jet of water to him to use for power generation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail.

Es zeigenIt demonstrate

1:
ein Gefäß (2) in einem offenen Behälter (1), beide sind mit Wasser (3) gefüllt. Das Gefäß (2) hat zwei Öffnungen; eine, in der Darstellung auf seiner linken Seite (22) und eine zweite in der oberen Wandbegrenzung, in der ein an beiden Enden offenes Rohr (21) befestigt ist. Ebenfalls unter der Wasseroberfläche (3) ist in dem Behälter (1) eine Tauchpumpe (4) zu sehen. Daran angeschlossen ein Rohr (41) dessen Ende mit deutlichem Abstand in Richtung der Öffnung (22) der Kiste (2) zeigt. 1 :
a vessel ( 2 ) in an open container ( 1 ), both are with water ( 3 ) filled. The container ( 2 ) has two openings; one, in the illustration on its left side ( 22 ) and a second in the upper wall boundary, in which a tube open at both ends ( 21 ) is attached. Also under the water surface ( 3 ) is in the container ( 1 ) a submersible pump ( 4 to see). Connected to a pipe ( 41 ) whose end is at a considerable distance in the direction of the opening ( 22 ) the box ( 2 ) shows.

2:
zeigt die gleiche Darstellung in einem geänderten Maßstab. Es ist in diesem Bild die Tauchpumpe (4) angestellt und erzeugt einen Freistrahl (5), der gegen die Öffnung (22) der Kiste (2) gerichtet ist. Es wird mit dem dynamischen Druck des Freistrahls neben dem natürlichen unteren Pegel ein zweiter oberer Pegel erzeugt bzw. gestützt. Der dynamische Druck des Freistrahls entspricht dem statischen Druck der aus dem Gefäß hinausragenden, im Querschnitt kleinen, beruhigten Wassersäule. So wird der obere Pegel auf einem konstanten Niveau gehalten und damit so Lange der Schweredruck im Brunnen angehoben, wie der Freistrahl (5) erzeugt wird. Für dieses neu gebildete Gefäß mit zwei frei in Verbindung stehenden Pegeln gilt das Druckfortpflanzungsgesetz. 2 :
shows the same representation in a different scale. It is in this picture the submersible pump ( 4 ) and creates a free jet ( 5 ), which is against the opening ( 22 ) the box ( 2 ). It is generated or supported with the dynamic pressure of the free jet next to the natural lower level, a second upper level or supported. The dynamic pressure of the free jet corresponds to the static pressure of protruding out of the vessel, in cross section small, calmed water column. Thus, the upper level is kept at a constant level and thus so long the gravity pressure in the well raised as the free jet ( 5 ) is produced. For this newly formed vessel with two freely communicating levels, the pressure propagation law applies.

3:
zeigt das Heck eines Schiffes, in das durch eine Öffnung (8) unterhalb der Schwimmwasserlinie Wasser aus der Grenzschicht des fahrenden Schiffes ins Schiffsinnere strömt. In der seitlich gewandeten Einlassöffnung arbeitet eine Turbine (6). Hinter und unterhalb der Öffnung wird einströmendes Umgebungswasser gesammelt und wie in 1 und 2 dargestellt der Schweredruck in diesem Bassin angehoben. Aus dem erzeugten Druckgebiet lässt sich ab einem bestimmten Druckniveau aufgenommenes Wasser mit dem an der Einlassöffnung generierten elektrischen Strom außenbords pumpen (7). 3 :
shows the stern of a ship, into which through an opening ( 8th ) flows below the swimming water line water from the boundary layer of the moving ship into the ship's interior. In the laterally facing inlet opening works a turbine ( 6 ). Behind and below the opening incoming ambient water is collected and as in 1 and 2 pictured the gravity in this basin raised. From the generated pressure area, water taken up above a certain pressure level can be pumped outboard with the electric current generated at the inlet opening ( 7 ).

Eine allmählich sich verengende Düse (9) beschleunigt das achteraus gedrückte Wasser.A gradually narrowing nozzle ( 9 ) accelerates the aft-depressed water.

Claims (5)

Verfahren zur Erhöhung des statischen Wasserdruckes in einem offenen Gefäß mit beschränkter Pegelhöhe, gekennzeichnet durch eine im Durchmesser kleine Wassersäule die weit aus einem offenen Behälter herausragt und ohne Drucksperre mit dem Gefäß verbunden ist, also mit dem Brunnen kommunizieren kann. Der erzeugte obere Pegel wird dauerhaft von einem voll ausgebildeten Freistrahl (Wasserstrahl der ohne Wandbegrenzung in die freie Umgebung gepumpt wird) gestützt; es wird eine unbewegte, statische Wassersäule (oberer Pegel) von einem dynamischen Wasserstrahl über das Niveau des Brunnens (unterer Pegel) gedrückt bzw. gestützt. Der aus der statischen Wassersäule resultierende Schweredruck pflanzt sich in den Brunnen hinein fort, da keine Drucksperre (Schott, Schieber, angeschlossene Pumpe) dies verhindert.Method for increasing the static water pressure in an open vessel of limited level height through a small diameter water column far out of an open container protrudes and is connected without pressure lock with the vessel, so with the Well can communicate. The generated upper level becomes permanent from a fully formed free jet (water jet without wall boundary pumped into the open air) is supported; it becomes a still, static water column (upper level) of a dynamic water jet over the Level of the well (lower level) pressed or supported. Of the from the static water column resulting gravitational pressure propagates into the well, since no pressure barrier (bulkhead, slide, connected pump) this prevented. Vorrichtung zur Stromgewinnung und Zuführung von Umgebungswasser, gekennzeichnet durch eine Öffnung im Schwimmkörper, in der eine Turbine arbeitet und so Elektrizität mit einem Generator produziert werden kann.Device for power generation and supply of Ambient water, characterized by an opening in the float, in a turbine works, producing electricity with a generator can be. Vorrichtung zur Abgabe von aufgenommenem Wasser, gekennzeichnet dadurch, dass Wasser, mit einer von einem E-Motor angetriebenen Pumpe durch eine Düse außenbords gedrückt wird, so dass ein kontinuierliches Volumen den Schwimmkörper durchströmt.Device for discharging absorbed water, characterized by having water, with one of an electric motor driven pump through a nozzle outboard depressed is, so that a continuous volume flows through the float. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass bauliche Vorkehrungen den Auftriebskörper von der Antriebsanlage abschotten, d. h. die Schwimmfähigkeit zu jederzeit gewährleistet bleibt.Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that structural precautions the buoyancy body of isolate the drive system, d. H. the buoyancy guaranteed at all times. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass ein Druckmessgerät die Funktion der Anlage überprüft und die Leistung bzw. Höhe der Wassersäule geregelt werden kann.Device according to claim 1, characterized that a pressure gauge the function of the plant is checked and the Power or height the water column can be regulated.
DE102009020534A 2009-05-07 2009-05-07 Method for increasing static water pressure in open vessel, involves projecting small diameter water column from open container in wide manner, where water column is connected with vessel without pressure lock Withdrawn DE102009020534A1 (en)

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FR2985528A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-12 Pascal Jean Raymond Gigot Pressurized fountain device for decorating e.g. garden, has receiver-container comprising bottom with opening, and rigid pipe connected to opening, where water circulates when container is completely filled by user

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