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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftwerk und Verfahren zur Stromerzeugung durch Nutzung von Gravitations- und Auftriebskräften mit Schleusensystem, Auftriebskörper und Flüssigkeitssäule.
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Stand der Technik
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Herkömmliche Kraftwerke nutzen überwiegend Öl, Gas, Kohle zur Herstellung von Strom.
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Problem: Die Ressourcen Öl, Gas, Kohle und spaltbares Material stehen nur in begrenzter Menge zur Verfügung und ihre Nutzung zur Energieerzeugung schädigt Umwelt, Klima und Gesundheit.
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Erneuerbare Energien Kraftwerke nutzen Wasser, Wind, Sonne und Geothermie zur Herstellung von Strom.
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Problem:
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Die Ressourcen Sonne und Wind stehen nicht zu jeder Zeit zur Verfügung, Geothermie und Wasserkraft sind lagebedingt und nicht an jedem Ort wirtschaftlich verfügbar.
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Den Kraftwerken gemeinsam sind in der Regel technisch aufwendige Konstruktionen und hohe Investitionskosten.
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Darüber hinaus existieren komplizierte, oft zu große und problembehaftete, weniger wirtschaftliche und akzeptierte Konstruktionen und Prototypen von Auftriebskraftwerken mit z. B. Einspeisung von Druckluft in Auftriebskörpern oder mit Schleusen/Schiebern etc. für den Übergang von Auftriebskörpern aus dem gasförmigen Medium in eine Flüssigkeitssäule, die sich bisher nicht etabliert haben.
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Lösung:
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Nutzung von Auftriebs- und Gravitationskräften durch Kraftwerke mit technisch einfachen Schleusensystemen, Flüssigkeitssäulen, Auftriebskörpern und Transportsystemen zur Energieerzeugung.
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Die Kraftwerke produzieren kontinuierlich sauberen Strom, sind fast an jedem Ort der Erde autark einsetzbar und arbeiten klima-/umweltfreundlich.
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Darstellung und Ausführung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Kraftwerke zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile ausräumen.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen der genannten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftwerkes sind in den Ansprüchen angegeben.
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Kraftwerk nach Fig. 1
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Das Kraftwerk ist gekennzeichnet
- 1. durch einen mindestens teilweise luft- bzw. gas- und flüssigkeitsdichten vertikal angeordneten Hohlkörper (1)
- 2. durch einen innerhalb des Hohlkörpers (1) angeordneten Körper zur Trennung luft- bzw. gasförmigen Medien von flüssigen Medien (2)
- 3. durch eine Aufteilung des Hohlraumes des Hohlkörpers (1) in die Räume (5.1) (5.2) und (5.3) für luft- bzw. gasförmige Medien und der Raum (6.7) für flüssige Medien
- 4. durch mindestens zwei den Raum (5.2) luft- bzw. gasdicht umschließende Klappen (11), die durch Anstoß der Auftriebskörper (3) geöffnet und durch Gravitationskraft, Federkraft oder andere Mechanismen geschlossen werden, eine Luftschleuse bildend und so angeordnet sind, das beim Durchlauf von Auftriebskörpern mindestens eine Klappe geschlossen ist.
- 5. durch über ein mit einem Generator verbundene Tragrolle/Welle (4) laufendes Transportband (10) mit Fördergabel (9) im Raum (5.3) und (6.7), welches durch die auftreibenden Auftriebskörper (3.2) im flüssigen Medium (6.7) in Bewegung versetzt über die Tragrolle/Welle (4) durch den Generator Strom erzeugt.
- 6. durch Auftriebskörper
- 7. durch eine Anzahl von im Raum (5.1) (3) und im Raum (6.7) (3.1) angeordnete Auftriebskörper, die von ihrem Gesamtgewicht her so bemessen sind, das beim Kontakt und Belastung durch einen weiteren Auftriebskörpers aus dem Raum (5.2) der am tiefsten positionierte Auftriebskörper (3.1) zum Auftrieb gestartet wird.
- 8. durch eine geneigt bis senkrecht angeordnete Laufbahn für Auftriebskörper im Raum (5.3), (5.2) und (5.1), welche die Fortbewegung der Auftriebskörper durch Gravitationskräfte ermöglicht
- 9. durch geneigt angeordnete Fördergabeln (9), welche nach Ende des Auftriebs im Raum (5.3) die Fortbewegung der Auftriebskörper vom Raum (5.3) in den Raum (5.2) und (5.3) durch Gravitationskraft ermöglichen.
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Start und Funktion
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Das Kraftwerk ist technisch eingerichtet und senkrecht aufgestellt. Das Transportband (9) ist arretiert (Arretierung nicht dargestellt) und eine der beiden Luftschleusenklappen (11) geschlossen. Durch eine verschließbare Öffnung (13) im Raum (5.3) wird ein flüssiges Medium gegossen, das den Raum (6.7) wie dargestellt füllt. Danach werden die Arretierungen gelöst und das Transportsystem beginnt wie folgt zu arbeiten: Der Auftriebskörper im Raum (5.3) rollt durch Gravitationskraft über die geneigte Ebene gegen die Schleusenklappe (11) in Richtung Raum (5.2). Durch Eigengewicht und Anstoß des Auftriebskörpers öffnet sich die Schleusenklappe, der Auftriebskörper rollt hindurch und sofort hinter dem Auftriebskörper schließt die Schleusenklappe. Der Vorgang wiederholt sich beim Lauf des Auftriebskörpers durch die Schleusenklappe zum Raum (5.1) Danach rollt der Auftriebskörper (3) auf den obersten im Raum (5.1) gelegenen Auftriebskörper, belastet diesen und erhöht mit seinem Eigengewicht das Gesamtgewicht der unter ihm liegenden Auftriebskörpersäule soweit, das der am tiefsten gelegene Auftriebskörper (3.1) im Raum (6.7) in den Auftriebsbereich des Raum (6.7) zu einer Fördergabel des Transportbandes (9) auftreibt. Der Auftriebskörper drückt das Transportband aufwärts über die Flüssigkeitsoberfläche im Raum (5.3), schwimmt auf der Flüssigkeitsoberfläche auf und wird von der nachfolgenden Fördergabel bis auf das Niveau der geneigten Ebene vor dem Raum zur Schleuse (5.2) befördert. Bei Erreichen des Niveaus rollt der Auftriebskörper im Raum (5.3) durch Gravitationskraft in Richtung Schleusenklappe (11) und der Prozess beginnt von neuem.
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Kraftwerk für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung, dadurch gekennzeichnet,
- • dass es vertikal angeordnet mit einer atmosphärischen Druck haltenden Luftschleuse (5.2) eine Flüssigkeitssäule (6.7) hält.
- • dass die Luftschleuse (5.2) beim Eintritt, Durchlauf und Austritt von Auftriebskörpern (3) eine Flüssigkeitssäule (6.7) hält
- • dass die Luftschleuse verlassenden Auftriebskörper (3) in einem abwärts gerichteten Warteraum (5.1) aufeinandertreffen und durch ihr Gesamtgewicht bei Anstoß und Belastung mit einem weiteren aus der Schleuse kommenden Auftriebskörper (3) den am tiefsten gelegenen Auftriebskörper (3.1) zum Auftriebsstart in den Auftriebsbereich der Flüssigkeitssäule (6.7) drücken/befördern.
- • dass sich ein Transportsystem bestehend aus einer Tragrolle/Welle (4) und Transportband (10) mit Fördergabeln (9) in der Flüssigkeitssäule (6.7) und im Startraum der Auftriebskörper (5.3) befindet, welches in ihrer Formgebung,
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Neigung und Funktion so gestaltet ist, dass es für die Auftriebskörper zugleich Anstoßelement, Auftriebskraft übertragendes Element und Abrollelement ist.
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Kraftwerk nach Fig. 2
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Das Kraftwerk ist gekennzeichnet
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- 1. durch einen mindestens flüssigkeitsdichten vertikal angeordneten Hohlkörper (1)
- 2. durch einen innerhalb des Hohlkörpers (1) angeordneten Trennkörper (2) zur Trennung gasförmigen Medien von flüssigen Medien
- 3. durch eine Aufteilung des Hohlraumes des Hohlkörpers (1) in die Räume für gasförmige Medien (5), für flüssige Medien geringer Dichte (6) und für flüssige Medien hoher Dichte (7) zum Halten einer Flüssigkeitssäule (6).
- 4. durch am Transportband bzw. an Fördergabeln befestigte oder lose Auftriebskörper ins fester Form mit oder ohne Hohlraum (3) oder Auftriebskörper aus dehnbaren, Spannung aufnehmendes und abgebendes Material (12.1) umgebenden Hohlraum (12) und bis in das gasförmige Medium reichenden nachgeführtem Schlauch (12.3), am Schlauchende mit einer gas-, aber nicht flüssigkeitsdurchlässigen Membran (12.2) oder ein Ventil (12.2), zur Volumenabgabe bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium hoher Dichte und Volumenaufnahme bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium geringerer Dichte zur Verringerung des Widerstandes beim Lauf des Auftriebskörpers durch das flüssige Mediums hoher Dichte.
- 5. durch über ein mit einem Generator verbundene Tragrolle/Welle (4) laufendes Transportband (10) mit Fördergabeln (9) im Raum (5) (6) und (7), welches durch die auftreibenden Auftriebskörper (3) im flüssigen Medium (6) (7) in Bewegung versetzt über die Tragrolle/Welle (4) durch den Generator Strom erzeugt.
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Start und Funktion
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Das Kraftwerk ist technisch eingerichtet und senkrecht aufgestellt. Das Transportsystem (9) ist arretiert (Arretierung nicht dargestellt). Durch eine verschließbare Öffnung (13) im Raum (5) wird ein flüssiges Medium hoher Dichte gegossen, das den Raum (7) wie dargestellt füllt. Danach wird durch die verschließbare Öffnung (13) im Raum (5) ein flüssiges Medium geringer Dichte gegossen, das den Raum (6) wie dargestellt füllt. Die Arretierung wird gelöst und das Transportsystem beginnt wie folgt zu arbeiten: Der Auftriebskörper im Raum (6) und im Auftriebsbereich Raum (7) drückt das Transportband aufwärts über die Flüssigkeitsoberfläche im Raum (5), schwimmt auf der Flüssigkeitsoberfläche auf, wird von der nachfolgenden Fördergabel auf die sich vor ihm bewegende Fördergabel geschoben und folgt der abwärts gerichteten Bewegung des Transportbandes bis zum Eintritt in das flüssige Medium hoher Dichte. Der Auftriebskörper schwimmt dort auf und wird von der nachfolgenden Fördergabel bis zum Auftriebsbereich des flüssigen Mediums hoher Dichte gedrückt. Dort steigt der Auftriebskörper zu der vor ihr liegenden Fördergabel im Raum (6) auf, stößt an, drückt die Fördergabel aufwärts und der Prozess beginnt von neuem.
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Kraftwerk für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung, dadurch gekennzeichnet,
- • dass in einem vertikal angeordneten flüssigkeitsdichten Hohlkörper (1) mit einem Trennkörper (2) innerhalb des Hohlraumes durch Einfüllen flüssiger Medien verschiedener Dichte (6) (7) eine Flüssigkeitssäule (6) gehalten wird.
- • dass sich in dem Hohlkörper (1) ein Transportsystem bestehend aus einer Tragrolle/Welle (4), Transportband (10) und Fördergabeln (9) mit
a) befestigten oder losen Auftriebskörpern (3) in fester Form mit oder ohne Hohlraum befindet,
oder
b) befestigten oder losen Auftriebskörpern aus dehnbaren, Spannung aufnehmendes und abgebendes Material (12.1) umgebenden Hohlraum (12) und bis in das gasförmige Medium reichenden nachgeführtem Schlauch (12.3), am Schlauchende mit einer gas-, aber nicht flüssigkeitsdurchlässigen Membran (12.2) oder ein Ventil (12.2), zur Volumenabgabe bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium hoher Dichte und Volumenaufnahme bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium geringerer Dichte befindet zur Verringerung des Widerstandes beim Lauf des Auftriebskörpers durch das flüssige Mediums hoher Dichte.
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Kraftwerk nach Fig. 3
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Das Kraftwerk ist gekennzeichnet
- 1. durch einen ringförmigen, vertikal angeordneten gas- und flüssigkeitsdichten Hohlkörper, bestehend aus einem Außenring (1), Innenring (2.1), zwei Seitenringen (8) oder kreisförmige Seitenscheiben (8) mit einer verschließbaren Öffnung (Öffnung nicht dargestellt)
- 2. durch eine Aufteilung des Hohlraumes des Hohlkörpers (1), (2.1) und (8) in den Raum (5) für gasförmige Medien, Raum (6) für flüssige Medien geringer Dichte und Raum (7) für flüssige Medien hoher Dichte.
- 3. durch innerhalb des Hohlkörpers (1), (2.1) und (8) angeordnete Auftriebskörper (3)
- 4. durch mit einem Generator verbundene Rollen (4) welche durch den Hohlkörper/Ring (1), (2.1) und (8) mittels der auftreibenden Auftriebskörper (3) in eine Rotationsbewegung versetzt werden, durch die der Generator Strom erzeugt.
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alternativ nach Fig. 3a
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- 5. durch einen Auftriebskörper in dehnbaren, Spannung aufnehmendes und abgebendes Material (12.1) umgebenden Hohlraum (12) mit in das gasförmige Medium außerhalb des Hohlkörpers (1), (2.1) und (8) reichenden Schlauch und für die Volumenabgabe (3.4) bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium hoher Dichte und Volumenaufnahme (3.3) bei Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium geringerer Dichte zur Verringerung des Widerstandes beim Lauf durch das flüssige Medium hoher Dichte.
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alternativ nach Fig. 3b
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- 6. durch das flüssige Medium hoher Dichte (7) in das gasförmige Medium außerhalb des Hohlkörpers (1), (2.1) und (8) verschiebbare (3.5) feste Auftriebskörper (3) zur Beseitigung der Widerstandes ab Eintritt des Auftriebskörpers in das flüssige Medium hoher Dichte und der Eigenschaft zum Eintritt in das flüssige Medium geringerer Dichte durch Spannung aufnehmende und abgebende Materialien wie z. B. ein Spiralfederwerk im Bereich der Pfeile (3.6)
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Start und Funktion Kraftwerk nach Fig. 3
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Das Kraftwerk ist technisch eingerichtet, senkrecht aufgestellt und arretiert. Durch eine verschließbare Öffnung (nicht dargestellt) im Raum (5) wird ein flüssiges Medium hoher Dichte gegossen, das den Raum (7) wie dargestellt füllt. Danach wird durch die verschließbare Öffnung (nicht dargestellt) im Raum (5) ein flüssiges Medium geringer Dichte gegossen, das den Raum (6) wie dargestellt füllt. Die Arretierung wird gelöst und das Kraftwerk beginnt wie folgt zu arbeiten: Die an den kreisrunden Scheiben/Ringen (8) befestigten jeweils im Auftriebsbereich Raum (6) und Raum (7) positionierten Auftriebskörper bringen die kreisrunden Scheiben/Ringe (8) samt Außen- (1) und Innenring (2.1) durch die aufwärts gerichtete Auftriebskraft in Pfeilrichtung zum Rotieren, über die Rollen (4) erfolgt die Kraftübertragung an den Generator.
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Der bei Eintritt der Auftriebskörper vom luft- bzw. gasförmigen Medium im Raum (5) in das flüssige Medium hoher Dichte zwischen den Positionen (7.1) und (7.2) durch den Höhenunterschied zu überwindende Widerstand wird durch die in 3a dargestellte Lösung verringert und in 3b beseitigt.
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Kraftwerk für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung, dadurch gekennzeichnet,
- • dass es aus einem ringförmigen, vertikal angeordneten gas- und flüssigkeitsdichten Hohlkörper (1) und innerhalb des Hohlraumes des Hohlkörpers angeordneten und befestigten Auftriebskörpern (3) besteht und durch Einfüllen flüssiger Medien verschiedener Dichte (6) (7) eine Flüssigkeitssäule (6) gehalten wird, wodurch die Auftriebskörper (3) Auftrieb erzeugend den Hohlkörper (1) und die mit einem Generator verbundenen Tragrollen/Wellen (4) in Rotation versetzen, zum Zweck der Energiegewinnung.
- • nach 3a
mit Auftriebskörpern aus dehnbarem, Spannung aufnehmenden und abgebenden Material (12.1) umgebenden Hohlraum (12) mit einem nach außerhalb des Hohlkörpers (1) geführten Schlauch mit der Eigenschaft der Volumenabgabe (3.4) bei Eintritt des Auftriebskörpers (12.1) in das flüssige Medium hoher Dichte (7) und der Volumenaufnahme (3.3) bei Eintritt in das flüssige Medium geringer Dichte (6) zur Verringerung des Widerstandes beim Lauf des Auftriebskörpers (12.1) durch das flüssige Mediums hoher Dichte (7).
- • nach 3b
mit nach außerhalb des Hohlkörpers (1) geführten Auftriebskörpern (3), die bei Eintritt in das flüssige Medium hoher Dichte (7) in das gasförmige Medium außerhalb des Hohlkörpers (1), verschiebbar (3.5) sind und bei Eintritt in das flüssige Medium geringer Dichte (6) durch Spannung aufnehmende und abgebende Materialien wie z. B. ein Spiralfederwerk (3.6) in den Hohlkörper zurückgeführt werden zur Beseitigung des Widerstandes beim Lauf des Auftriebskörpers (3) durch das flüssige Mediums hoher Dichte (7).
- • dass die flüssigkeitsberührten Oberflächen der Kraftwerke eine Lotusbeschichtung erhalten zum Zweck der Sicherstellung der Trennung der flüssigen Medien und zur Auftriebsoptimierung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen
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1 Kraftwerk mit Luftschleuse zum Zweck des Haltens einer Flüssigkeitssäule mit Transportsystem für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung
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2 Kraftwerk mit flüssigen Medien verschiedener Dichte zum Zweck des Haltens einer Flüssigkeitssäule mit Transportsystem für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung
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3 Rotierendes Kraftwerk mit flüssigen Medien verschiedener Dichte zum Zweck des Haltens einer Flüssigkeitssäule für Auftriebszwecke zur Energiegewinnung
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3a wie 3 mit Spannung aufnehmenden und abgebenden Auftriebskörpern
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3b wie 3 mit Verschiebung von Auftriebskörpern
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlkörper, außen
- 2
- Trennkörper, innen
- 2.1
- Ring, innen
- 3
- Auftriebskörper
- 3.1
- Auftriebskörper
- 3.2
- Auftriebskörper
- 3.3
- Volumeneintritt
- 3.4
- Volumenaustritt
- 3.5
- verschiebbar
- 3.6
- z. B. Spiralfederwerk
- 4
- Tragrolle/Welle (zum Generator)
- 5
- gasförmiges Medium
- 5.1
- Warteraum für Auftriebskörper
- 5.2
- Luftschleuse für Auftriebskörper
- 5.3
- Startraum für Auftriebsköper
- 6
- Säule für flüssiges Medium geringer Dichte
- 6.7
- Säule für flüssiges Medium geringer oder hoher Dichte
- 7
- flüssiges Medium hoher Dichte
- 7.1
- Höhe für flüssiges Medium hoher Dichte
- 7.2
- Höhe für flüssiges Medium hoher Dichte
- 8
- Ringe oder kreisrunde Scheiben
- 9
- Fördergabel
- 10
- Transportband
- 11
- Schleusenklappe
- 12
- Auftriebskörperhohlraum, dehnbar
- 12.1
- Auftriebskörper, dehnbar
- 12.2
- Membran
- 12.3
- Schlauch
- 13
- Öffnung, verschließbar
