DE102019007315B3

DE102019007315B3 - Kombirotationshebel mit Förderschnecke für kleine Wasserkraftwerke

Info

Publication number: DE102019007315B3
Application number: DE102019007315.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2019-10-21
Publication date: 2020-11-05
Anticipated expiration: 2039-10-22

Abstract

Das Fördergerät ist ein Wasserhebewerk das große Mengen Wasser einem Wasserschaufelrad zuführen kann, das die Schwerkraft des Wassers durch einen Generator in elektrischen Strom umwandelt. Durch die besondere Konstruktion und Funktionsweise des Fördergerätes wird für den Antrieb wenig Energie gebraucht und hat selber einen guten Wirkungsgrad. Der Vorteil ist, dass es Tag und Nacht überall auf der Welt eingesetzt werden kann, weil es das Wasser aus einem geschlossenen Wasserkreislauf nimmt. Diese Wasserkraftwerke können autark aufgestellt werden aber auch miteinander verbunden sein.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Gerät, das aus einem Kombirotationshebel, aus einem Fördergerät für flüssige Massen und einem Wasserschaufelrad, das einen Generator antreibt, besteht, die miteinander ein kleines Wasserkraftwerk bilden.
Ein solches Fördergerät ist bekannt unter der Bezeichnung „Bahnkreisende oszillierende steigende schiefe Ebene“, Patent DE 101 00 534 B4 und es wurde ebenfalls vom Anmelder erfunden.

- Diese ältere Erfindung hatte aber nur einen Hebelarm und zwar die Mittelachse des Zylinders, auf dem die Förderschnecke aufgewickelt war.
- Der Kombirotationshebel ist neu und besteht aus Hebelarm 1 und Hebelarm 2.
- Der Hebelarm 2 ist das neue Herzstück des Fördergerätes und auch noch andere Elemente, die neu dazugekommen sind.

- Verschiedene Versuche wurden durchgeführt, unter anderem dieses Beispiel.
- Wenn man 100 Kg auf den äußeren Rand der Zentripetalplatte 10 legt und diese im Kreis horizontal in Drehrichtung der Förderschnecke 3 manuell weiterschiebt (ohne den Hebelarm 2), folgt die Förderschnecke 3 dem verlagerten Schwerpunkt und befördert zugleich innerhalb der Förderschnecke 3, ungefähr 400 Kg nach oben.
- Der Weg und die Zeit sind relativ zu betrachten, wenn viele Geräte miteinander vernetzt und verbunden sind.

Die Wirtschaftlichkeit solcher Geräte fängt erst bei einer Höhe von über 10 Metern an. Sie müssen mit Förderschnecken ausgebaut werden, die eine Förderleistung von mindestens einer Tonne Wasser in 8 Sekunden haben, das dann dem Wasserschaufelrad oben zugeführt wird und das anschließend in einen geschlossenen Wasserkreislauf übergeht. Es sind Fördergeräte, die sehr kostengünstig arbeiten, sehr wenig Energie verbrauchen, Energie erzeugen, unabhängig ob die Sonne scheint oder der Wind weht.

- Es ist auch ein guter Beitrag zum Klimaschutz, denn es fallen keine umweltschädlichen Stoffe an.

In der Zeichnung wird das ganze Gerät dargestellt und zwar:

1: eine Seitenansicht des Gerätes,
2: einen Schnitt A - A des Kreuzschwinglagers 11, und
3: einen Schnitt B - B des Zahnrades mit Lagerbock 12.

Das Fördergerät gemäß 1 besteht aus einem Kombirotationshebel aus dem der Hebelarm 1 hervorgeht, der auch die geneigte Mittelachse des Zylinders 29 ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere Förderschnecken horizontal nebeneinander steigend auf dem Zylinder aufgewickelt sind, damit man ein größeres Volumen an Wasser nach oben befördern kann. Zudem ist ein Hebelarm 2 vorhanden, der die gleiche Länge hat wie der Hebelarm 1.
Die beiden Hebelarme 1 und 2 sind mit einem Drehlager mit Gelenk miteinander verbunden. Der Hebelarm 2 verläuft parallel zur Symmetrieachse des Fördergerätes und ist mit einem Antriebsarm 6 durch ein Gelenk verbunden, das auch mit dem Mittelpunkt des großen Zahnrades 7 durch ein Gelenk verbunden ist. Der Hebelarm 2 sorgt insbesondere für die Verdoppelung der Hebelkraft des Kombirotationshebels, weil er genau so lang ist wie Hebelarm 1, der parallel zur Symmetrieachse des Fördergerätes (1) und senkrecht zum Mittelpunkt des Antriebes steht. Der Hebelarm 2 kann mit der gleichen Antriebskraft, indem er den gleichen Weg in der gleichen Zeit zurücklegt, den Hebeldruck auf die Förderschnecke um 50-100% erhöhen.
Angetrieben wird der Kombirotationshebel, der aus Hebelarm 1 und 2 besteht, von einem Elektromotor 9 über einen Kettenantrieb, bestehend aus einem großen Zahnrad 7 oben und einem kleinen Zahnrad 8 am Elektromotor 9. Die Hebelarme 1 und 2 des Kombirotationshebels sind durch ein Kugellagergehäuse miteinander verbunden, wo sich das Kugellagergehäuse um das verjüngte Ende des Hebelarmes 1 dreht, im Gegensatz zu Hebelarm 2, der starr durch ein Gelenk mit dem Kugellagergehäuse 4 verbunden ist und sorgt mit der Einstellschraube zugleich dafür, dass die Neigung des Hebelarms 1 auf seiner Position bleibt und der Hebelarm 2 parallel und senkrecht nach oben zur Symmetrieachse steht.
Der Hebelarm 1 dreht sich nicht um die eigene Achse, weil er fest mit dem Kreuzschwinglager verbunden ist, um so die Massen in den Förderschnecken zu zwingen, durch ihr eigenes Gewicht nach oben zu fließen oder zu rollen. Das ganze Förder-gerät (1) mit den Förderschnecken ist dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecken um einen Zylinder links- oder rechtsdrehend im Kreis in mehreren Reihen horizontal steigend nebeneinander aufgerollt sind. Die Mittelachse, die auch zugleich der Hebelarm 1 ist und mit dem Hebelarm 2 den Kombirotationshebel bilden, stützen sich gemeinsam unten im Mittelpunkt des Gerätes in einem Kreuzschwinglager 11 auf zwei beweglichen Achsen, wo der Hebelarm 1 von der mittleren Achse getragen wird.
In den Förderschnecken, die taumelnd ihren oberen Mittelpunkt umkreisen, fließen oder rollen flüssige oder feste Massen immer nach unten, werden aber durch die Funktionsweise des Gerätes fast senkrecht nach oben befördert. Durch die Taumelgeschwindigkeit der Förderschnecken, die Schwerkraft und die Fliehkraft der Massen, entsteht eine nach oben gerichtete Drallbeschleunigung, siehe Wort-/ Bildmarke DE 30 2012 033 058 Barth Drallbeschleunigung, die an die Massen eine große Schubkraft übertragen. Hier ist diesen physikalischen Kräften die Möglichkeit gegeben, sich in einem rotierenden System zu bündeln, die dann zu einer höheren Effizienz der eingesetzten Energie führen.
Zwischen Zentripetalplatte 10 und Kreuzschwinglager 11 befindet sich eine lose Stützplatte 16, getrennt vom Kreuzschwinglager 11 durch Stahlkugeln, die es der Zentripetalplatte 10 ermöglicht, bei Bedarf sich den richtigen Drehpunkt selber frei herbei zu drehen, damit keine Reibung zwischen Zentripetalplatte 10 und Stützplatte 16 entsteht, weil der Hebelarm 1 sich nicht um seine eigene Achse drehen kann. Der Hebelarm 1, der auch die Mittelachse des Fördergerätes ist, hat noch die Aufgabe, das unterhalb des Kreuzschwinglagers 11 gelegene Zahnrad 12 mitzunehmen und es in Rotation zu versetzen. Dieses Zahnrad 12 kann einen Generator antreiben.
Das Fördergerät (1) mit den Förderschnecken 3 benötigt eine Bremse in die entgegengesetzte Drehrichtung der Förderschnecken, damit sie nicht leerlaufen, wenn das Gerät steht, denn das Gerät läuft dann nämlich rückwärts. Es geht aber nur um die Zeitverzögerung, die beim Wiedereinschalten des Gerätes entsteht, bis das Wasser wieder oben ankommt.
Ist das Wasser oben angekommen, fließt es mit der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecken 3 heraus, sammelt sich in der Wasserauffangwanne 24, verlässt diese durch den Wasserspeier und landet auf den Schaufeln des Wasserschaufelrades 17. Der Durchmesser des Wasserschaufelrades 17 hängt von der Höhe der Förderschnecken 3 ab. Dafür ist die Breite unabhängig davon und kann sehr viel Wasser aufnehmen.
Das Wasser gelangt aus dem Wasserschaufelrad in die Wasserauffangwanne 26, wovon es von den Förderschnecken, die sich durch die kreisende Taumelbewegung des Gerätes auf und ab bewegen, und jedes Mal Wasser schöpfen können, das dann wieder nach oben in den geschlossenen Wasserkreislauf, befördert wird. Bei dieser Bauart von Wasserkraftwerken muss nur das verdunstete Wasser ersetzt werden. Mit dem Wasserschaufelrad 17 wird die potentielle Energie über einen Kettenantrieb oder über eine Riemenscheibe auf einen Generator 18 übertragen, der fest auf den Stützkonsolen 19 des Wasserschaufelrades montiert ist.
Bei der Recherche wurden folgende Druckschriften in Betracht gezogen.

Zudem wurden im Prüfungsverfahren zitiert.

WO 2016/ 080 902 A1
DE 37 16 434 C1

Bezugszeichenliste

1.: Kombirotationshebelarm 1, Achsel, Hebelarm 1
2.: Kombirotationshebelarm 2, Hebelarm 2
3.: Förderschnecken
4.: Kugellagergehäuse mit Gelenk
5.: Stellschraube mit Haltelasche
6.: Antriebsarm mit Gelenk
7.: Großes Zahnrad oben
8.: Kleines Zahnrad am Elektromotor
9.: Elektromotor
10.: Zentripetalplatte
11.: Kreuzschwinglager mit Stahlkugeln
12.: Zahnrad mit Lagerbock
13.: Rahmengestell für das Fördergerät
14.: Stützrohre für das Kreuzschwinglager
15.: Kugeln
16.: Stützplatte
17.: Wasserschaufelrad
18.: Stromerzeuger, Generator
19.: Stützkonsole für das Wasserschaufelrad
20.: Lager für das Wasserschaufelrad
21.: Kettenantrieb auf dem Wasserschaufelrad
22.: Kette
23.: Zahnrad auf der Stromerzeugerachse
24.: Wasserauffangwanne oben mit Wasserspeier
25.: Halter für Wasserwanne
26.: Wasserauffangwanne unten
27.: Stahlrohrkäfig
28.: Fundamentschrauben
29.: Zylinder für Förderschnecken

Claims

Fördergerät für flüssige oder feste Massen bestehend aus mehreren Förderschnecken (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecken (3) horizontal nebeneinander steigend links oder rechtsdrehend auf dem Zylinder (29) aufgewickelt sind und dass es mit einem Kombirotationshebel ausgestattet ist, der aus Hebelarm (1) und Hebelarm (2) zusammengesetzt ist, der die Förderschnecken (3) mit dem Zylinder (29) in eine Kreisbewegung versetzt, die sich taumelnd um das Zentrum des großen Zahnrades (7) oben am Antrieb drehen.
Fördergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) so lang sein kann wie der Hebelarm (1) und dass der Hebelarm (2) auch abhängig von dem Neigungswinkel des Hebelarmes (1) ist.
Fördergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (2) parallel zur Symmetrieachse des Fördergerätes und senkrecht zum Mittelpunkt des großen Zahnrades (7) stehen muss.
Fördergerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hebeldruck mit dem Hebelarm (2) verdoppeln kann, weil sich die Länge des Kombirotationshebels durch den Hebelarm (2) verdoppelt, dass der Hebelarm (2) parallel steht zur Symmetrieachse und senkrecht zum großen Zahnrad (7), wodurch sich so an der Antriebskraft des großen Zahnrades (7), am Weg und an der Zeit, in dem der Kombirotationshebel eine Umdrehung um seine eigene Achse macht, nichts ändert, dass nach dem Stand der Technik der Hebelarm (2) neu zu bewerten ist und zu dieser Hebelkraftverbesserung des Kombirotationshebels führt, und dass mit Hebelarm (2) (gleicher Antrieb, gleicher Weg, gleiche Zeit) = 50 - 70 % mehr Druck des Kombirotationshebels gegeben ist.
Fördergerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mit seinem Kreuzschwinglager (11) das ganze Gewicht der Förderschnecken (3) mit ihrem Aufbau trägt und es dem Hebelarm (1) ermöglicht, das untere Zahnrad (12) in eine Drehbewegung zu versetzen, mit dem man einen Generator (18) antreiben kann.
Fördergerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung des Hebelarmes (1) unterhalb des Kreuzschwinglagers (11) die Hebelkraft des Kombirotationshebels, Hebelarm (1) und Hebelarm (2) an ein Zahnrad oder eine Riemenscheibe weiter gibt, auch ohne dass die Förderschnecken (3) für flüssige oder feste Massen, die oberhalb des Kreuzschwinglagers (11) montiert sind, ein Fördergut transportieren.
Fördergerät nach Anspruch 1, mit dem man Bewässerungs- und Entwässerungsanlagen betreiben kann, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einem Wasserschaufelrad (17) und einem Generator (18) zugleich ein kleines Wasserkraftwerk mit einem geschlossenen Wasserkreislauf betreiben kann, das auch immer im Vordergrund stehen muss.
Fördergerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsarm (6) vorhanden ist, der in seiner Länge verstellbar ist, und dass, gekoppelt mit dem großen Zahnrad (7), der Antriebsarm (6) für den Antrieb sorgt, Fliehkräfte aufnimmt und den Zylinder (29) mit den Förderschnecken (3) auf ihrer vorgegebenen Umlaufbahn hält.
Fördergerät nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass man den Hebelarm (1) unterhalb des Kreuzschwinglagers (11) verlängern kann, damit man ein Ausgleichgewicht gegenüber den Förderschnecken (3) mit ihrem ganzen Aufbau anbringen kann.
Geräte nach einem der Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer taumelnden Förderschnecke (3) oder mit einem Kombirotationshebel ausgestattet sind, in Gestalt von: - Wasserhebeanlagen oder - Maschinen in der Landwirtschaft oder - Autos oder - Fahrräder oder - Erdbohrgeräte oder - Getriebe aller Art.