DE10216203A1

DE10216203A1 - Wassernutzungs-System, Verfahren und Technik zum Einsatz in einem oder an einem Meer oder See und im Festland zur Erzeugung elektrischer Energie, von Wassertieren, Pflanzen, chemischer, allgemeiner biologischer Produkte in einer Wassernutzungskette

Info

Publication number: DE10216203A1
Application number: DE10216203A
Authority: DE
Inventors: Guenter Heinrich Born
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-23

Abstract

Bei den hier beanspruchten Verfahren und Techniken wird in die Wassersäule (16) eines Meeres oder Sees ein Wasserturbinengehäuse (1) frei schwebend verankert oder auf Fundamenten gelagert eingesetzt. Aus der Wassersäule (16) tritt Wasser (7) an einem Rohrschieber (9) vorbei auf eine Düse (8) und von dort zu einem Wasserturbinenrad (3), welches mit seiner Welle (5) mindestens einen Generator (5) antreibt, dessen Strom durch ein Kabel (18) und in einem Schutzrohr (17) zum Festland und zu den Verbrauchern geführt wird. Das Turbinenabwasser fällt zum tiefsten Punkt (10) im Gehäuse (1) und von dort in ein tiefer gelegenes Wasserbecken (12), welches im Gewässer am Gehäuse (1) angebaut ist oder welches in einem Erdschacht (22, Figur 2) gelagert ist. Das Turbinenwasser wird entweder durch ein Rohr (14), an einem Schwimmkörper angeschlagen (15), hochgepumpt; vorzugsweise jedoch wird das Turbinenwasser (7) durch das Rohr (10, Figur 2) in einem Festlanddurchbruch (20) in einen im Festland (20) verlegten Schacht (22) geführt, wo das Wasser nach unten in ein Wasserbecken (12) fällt. Beliebig viele Becken (12) können miteinander kommunizieren, indem das Wasser über Siebe (28) und Schieber (32) durch Rohre (29) in Richtung (31) zu weiteren Becken gelangt (30). In den Becken (12, 30 ff.) werden Wassertiere gezüchtet; aus anderen Becken wird das Wasser (7) für technische Zwecke genutzt. Im Festlandschacht (22) sind Regaletagen aus Gitterrosten (23) angeordnet, auf denen in Wannen (24) ...

Description

Zum Stand der Technik

Bisher konnte der Wasserdruck in einer Wassersäule in einem Meer oder See nicht zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden, weil das Wasser zwar in ein Turbinengehäuse hinein gelaufen wäre; aber man konnte es nicht gewinnbringend an die Wasseroberfläche zurück bringen; deshalb sind die hohen Wasserdrücke in den Gewässertiefen ungenutzt.
Andererseits verbraucht die Landwirtschaft in allen ihren Teilbereichen jeder für sich viel Wasser: die Fischzuchtbetriebe, die Landwirtschaftsbetriebe, die Gärtnereien.
Die Meeresküsten sind für die Fischzucht aus vielen Gründen nicht nutzbar; es fehlt dort auch an elektrischer Energie zum Betrieb benötigter Anlagen. Wo die Wüsten der Erde an die Meeresküsten drängen, gibt es kein Süßwasser und keine Landwirtschaft mit ihren vielen Unterbereichen, so daß viele tausend Kilometer Meeresküsten für die Menschheit ungenutzt bleiben, während im Inland oft genug der Hunger und das Elend toben.
Weltweit wird das kostbare Süßwasser verschwendet und das ebenso kostbare Meerwasser nicht genutzt. Wasserturbinenanlagen verschandeln in vielen Landstrichen die Natur. Stauseen üben einen gefährlichen hydraulischen Druck auf das Bodenrelief aus. Oft muß die elektrische Energie über weite und teure Strecken zu den Verbrauchern transportiert und verlegt werden. Die Gewässer sind der Kälte und der Hitze ausgesetzt und sind deshalb unberechenbar. Es fehlt an gedeihlichen Verfahren und Techniken.

Aufgabenstellung

Die Gewässer der Erde sollen sinnvoller, umfassend und mit weniger Verschwendung so genutzt werden, dass natürliche Gewässervorkommen optimal in "Wassernutzungsketten" (nach Born) fachübergreifend genutzt werden, damit das Wasser in biologischen und technischen Bereichen Nutzen bringen kann. Dabei soll die Versorgung mit elektrischer Energie sichergestellt werden, die Küsten von Meeren und grossen Seen sollen besiedelt werden können und mehr Menschen einen neuen Lebensraum bieten. Dabei soll die Lebensmittelproduktion weltweit gesteigert werden, und begleitend und gleichzeitig soll dem Artenschutz gedient werden, damit Meere und Seen nicht aussterben; der Überfischung soll ein Ende bereitet werden. Bei all dem sollen keine Arbeitsplätze vernichtet, sondern vielmehr neue geschaffen werden. Den hohen Kosten und den politischen Unwägbarkeiten in Verbindung mit dem Rohöl soll wirksam begegnet werden.

Lösung der gestellten Aufgaben

Bei den hier beanspruchten Verfahren und Techniken wird in der Wassersäule (2) in einem Meer oder See ein Wasserturbinengehäuse (1) eingesetzt, in welches Wasser aus der Wassersäule (2) aus (7) an Schiebern (9) und Düsen (8) vorbei in das Gehäuse (1) eindringt und hier auf die Leitschaufeln (3) einer Wasserturbine, vorzugsweise auf eine Hochdruckturbine trifft, so daß sich deren Welle (5) dreht und dabei einen Generator (4) antreibt, desse Strom dann über ein Stromkabel (18) in einem Schutzrohr (17) zum erwünschten Ort geleitet wird, entweder zur Wasseroberfläche (16), oder durch einen Festlanddurchbruch (20) direkt zum Festland (20). Die Turbinenanlage steht auf einem Basisboden (6). Das Turbinenwasser aus (7) fällt zum tiefsten und schrägen Boden im Gehäuse und gelangt über ein Rohr oder mehrere Rohre (10; Fig. 1 und 3) zu mindestens einem tiefer gelegenen Wasserbecken (12), wo das Wasser nur bis (13) ansteigen kann, weil das Wasser entweder über Rohre (14), die an Schwimmbojen (1 S) hängen, hoch gepumpt wird. Oder das Turbinenwasser gelangt durch Rohr (10; Fig. 2) oder durch mehrere Rohre (10; Fig. 3) durch einen Festlanddurchbruch (20 Fig. 2) in einen geometrisch beliebigförmigen Schacht (22 Fig. 2) und dort zu dessen tiefstem Punkt, einem oder mehrerer Wasserbecken (12), welche miteinander über Siebe (28), vorbei an Schiebern (32) und Rohren (29) kommunizieren. In den Becken (12) werden Wassertiere gezüchtet; aus wiederum anderen Becken (12) wird das Wasser für technische Zwecke entnommen. Hier wird das Turbinenwasser bereits biologisch und technisch genutzt. Im Schacht (22), beliebig viele davon in das in das Festland (20) eingebaut und miteinander kommunizierend, sind Regaletagen (23) eingesetzt, auf denen Wannen aus Kunststoff und dergleichen (24) ruhen; in den unteren Wannen und bei weniger Licht werden die Eier und Brütlinge der in den Becken (12) gezogenen Wassertiere gezüchtet und gehältert; in den oberen Wannen (24) und Etagen aus Gitterrosten (23) werden Nutzpflanzen und Zierpflanzen gezüchtet. An einer Traverse (25), eingebaut in dem Schacht (22) oder im über dem Schacht liegenden Kuppeldach oder Gewächshaus (27) wird ein Fahrstuhl (26) betrieben, mit welchem alle Etagen bis hinab zu den Becken (12) bearbeitet werden können. Fig. 4 zeigt, wie der Aufzug (26) im Schacht (22) nahe bei den Kunststoffwannen stehen kann, um Personen und Güter abzusetzen oder abzuholen. Die Wannen (24) stehen stets auf Gitterrosten (23), damit das Wasser aus den Becken (12) verdunsten und nach oben steigen kann, um auf diesem Weg genutzt zu werden. Neben den Wannen (24) tragen die Roste (23) auch beliebige Arbeitsflächen (34). Der Aufzug (26 Fig. 4) weist nach allen Seiten Türen vor. Die Etagen (23) weisen ausreichende Schutzgeländer vor. Der Schacht (22) und seine Etagen (23) können beleuchtet werden; sie werden belüftet und entlüftet. Auf der Oberkante des Schachtes (22) werden lichtdurchlässige Glaskuppeln oder sogar ganze, komplette Gewächshäuser aufgesetzt (27), in denen wiederum Wassertiere und Pflanzen mehrgeschossig gezüchtet werden. In der Kuppel oder im Gewächshaus (27) kondensiert aufgestiegener Wasserdampf; dessen Wasser läuft nach unten in einen Rohrring mit Stutzen (35, 36 Fig. 5) und in angesteckte Rohre nach aussen. Kuppel und Gewächshaus (27) ruhen mit ihrem umlaufenden Fundamentring (37) auf dem Schacht (22). Schacht (22) und Kuppel oder Gewächshaus (27) können auch rechteckige, viereckige, runde Grundrisse vorweisen; viele Schächte (22) können mit ihren Aufsätzen (27) weit in das Landesinnere verbaut werden, so daß lange Wassernutzungsketten entstehen und dabei das Turbinenwasser (10; 7) verbraucht wird, wobei sich die Wasserentsorgung aus dem Turbinengehäuse (1 und 7) rechnet. Das Turbinengehäuse (1) ist auf einem Fundament (19) in der Wassersäule aufgestellt, oder es hängt an Schwimmbojen in einer bestimmten Wassertiefe und ist über Betonringe und Seilen daran auf dem Meeresboden (21) verankert. Der Schacht (22) mit allen seinen Einbauten steht im und auf dem Festland (20). Beide Anlagen, Turbinengehäuse (1) und Schacht (22), stehen möglichst nahe an der Küste eines Meeres oder Sees. Einstiegsluken ermöglichen den Zutritt zu den unter Wasser liegenden Vorrichtungen und dergleichen. Zusätzliche Versorgungsrohre (11, 14, 15) oder Entsorgungsrohre können vorgewiesen sein. An beliebigen Stellen können beliebige Schieber (9, Fig. 1 und dergleichen) und/oder Ventile vorgewiesen sein. Die beiden miteinander kommunizierenden Anlagen (1 und 22) können eingesetzt werden, wo der Meeresspiegel oder Seespiegel (16) über oder unter dem Festland liegt. In den Schächten können wahlweise Pflanzen beliebiger Wachstumshöhe mit sehr hohem Wasserbedarf gezogen werden. Das Turbinenwasser (7, 10) kann auch für technische Zwecke verwendet werden, z. B. in der Entsalzung, in der Gewinnung von Wasserstoff und dergleichen.
Nach Figur (6) sind alle technischen Anlagen für die Erzeugung elektrischer Energie (1, 3, 4, 8, 9) und für die weiteren Wassernutzungen nach dem Turbinendurchlauf im Festland und dessen Tiefe gelagert, wobei das Turbinengehäuse (1) sein Turbinenwasser durch das Rohr (10) im Mauerdurchbruch (20) aus Richtung (7) und der Wassersäule (2) des Meeres oder Sees bezieht; nach dem Turbinengehäuse gelangt das Turbinenwasser zu vielen anderen Wassernutzungsverfahren in der Lebensmittelproduktion, der Aqua-.Culturen, der chemischen und technischen Nutzung des Turbinenwassers. Das Rohr (10) weist Schieber, Ventile, Schutzgitter und Siebe vor.

Erzielbare Vorteile

Mit den beanspruchten Verfahren und Techniken ist die Nutzung der Wassersäule und ihrem Druck in Meeren und tiefen Seen zur Gewinnung elektrischer Energie möglich, weil das Turbinenwasser (7) kostengünstig aus dem Gehäuse (1) entsorgt werden kann, da das Wasser (7) zu vielen und verschiedenen anderen Verwendungsmethoden geleitet wird. Dabei erhöht sich die Lebensmittelproduktion an Pflanzen und Wassertieren sehr stark und bekämpft dadurch wirksam den Hunger und das Elend in der Welt. Weiterführend können große Mengen an hier gezüchteten Wassertieren an die Meere und Seen freigesetzt werden, so dass die Arten vor dem Aussterben bewahrt bleiben. Durch eine kommerzielle Wassertierzucht kann zukünftig die Überfischung der Meere und Seen unterbleiben; auch dies dient dem Artenschutz. Das Turbinenwasser steht nun auch in großen Mengen der technischen Nutzung zur Verfügung. Die beiden miteinander kommunizierenden Anlagen (1 und 22) sind vor den Gefahren aus Hitze, Dürre und Kälte, Sandstürmen, Vereisung und dergleichen geschützt. Die Wassersäulen in den Meeren und tiefen Seen sind die sichersten Energiequellen und halten länger vor als Oel, Kohle und Gas. Der Erpressung durch ölproduzierende und gasfördernde Länder kann nun entgegengewirkt werden. Wo die Transporte für alte Energiearten zu weit und teuer sind, können nun vor Ort die beanspruchten Verfahren und Techniken eingesetzt werden; die Küsten von Meeren und großen Seen können nun auch städteplanerisch genau angelegt werden, wobei wiederum durch die beanspruchten technischen Verfahren auch soziologische Aufgabenstellungen und Probleme gelöst werden können. Die hier beanspruchten Verfahren und Techniken werden in hohem Maße der Forderung nach Machbarkeit und Nutzen gerecht; sie dienen Mensch und Natur. Die benötigte Energie muß nicht in/aus tausenden Metern Tiefe gehoben werden, die beanspruchten Verfahren und Techniken lassen die Gewinnung elektrischer Energie in geringeren Tiefen zu, wobei eine Kommunikation mit den Erdschächten (22) gewährleistet ist; die Energie reicht aus, und das hierbei benötigte Turbinenwasser wird vielfältig verwendet.
Da alle Anlagen in der Tiefe des Festlandes, ähnlich wie in Bergwerken, gelagert werden (Fig. 6) und Patentanspruch Nr. 9, können alle Anlagen leicht montiert, gewartet und betrieben werden; lediglich das Rohr (10) steht durch einen Mauerdruchbruch (20) mit der Wassersäule (2) in permanenter Verbindung. Alle Anlagen können in ihren Räumen temperiert, vor großer Hitze und Kälte und vor Sandstürmen, Schneestürmen, vor Taifunen und anderen Unwettern geschützt betrieben werden. Das Rohmaterial "Meerwasser" steht für die genannten Nutzungen immer zur Verfügung und kann in den bergwerkähnlichen Schächten und Etagen immer genutzt werden, so dass die benötigten Investitionen auf sehr lange Sicht zu sehen sind. Anders als in herkömmlichen Bergwerken kann aus dem Meerwasser eine lange Kette von brauchbaren und benötigten Materialien und Substanzen gewonnen werden.

Claims

1. Wassernutzungs-System, Verfahren und Technik zum Einsatz in einem Meer oder See und im Festland zur Erzeugung elektrischer Energie, von Wassertieren und Pflanzen und zur technischen Wassernutzung in einer Nutzungskette.

2. Patentanspruch nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dass in der Tiefe eines Meeres oder Sees und in der dortigen Wassersäule (2)(Fig. 1) möglichst nahe zum Festland (20) ein Wassserturbinengehäuse (1) an Bojen schwimmend oder auf Fundamenten (19) gelagert eingesetzt ist, wobei aus dem Umgebungswasser der Wassersäule (2) dessen Wasser (7) an geöffnetem Schieber (9) vorbei zu einer Düse (8) in das Turbinengehäuse eindringt und dort auf die Leitschaufeln (3) einer wahlweise Hochdruckturbine (3, 5 Fig. 1) trifft, deren Welle (3) mindestens einen Generator (4) antreibt und dessen Strom über Kabel (18) in einem Schutzrohr (17) zur gewünschten Stelle geleitetet wird. Die vorgenannte Wasserturbinenanlage ruht in der Wassersäule (2) über dem Meeresboden (21, Fig. 2). (6) ist ein Bodenlager für die Turbine.

3. Patentanspruch nach den Ansprüchen 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenwasser im Turbinengehäuse (1) zur tiefsten, geneigten Stelle fällt und von dort durch mindestens ein Rohr (10) durch einen Festlanddurchbruch (20) in einen im Festland (20) eingebauten Schacht (22), oder zu beliebig vielen Schächten (22), und darin zu den am tiefsten gelegenen Becken (12) für die Zucht von Wassertieren fällt. Der Festlandschacht (22) steht auf dem Festlandsockel (20, Fig. 2).

4. Patentanspruch nach den Ansprüchen 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in das Festland (20) eingebaute Schacht (22) wahlweise aus einer Stahlröhre oder aus Steinschalen beliebiger geometrischer Form besteht, und dass an seiner tiefsten Stelle Wassertierzuchtbecken (12) vorgewiesen sind, die ihr Wasser aus dem Rohr (10) beziehen, wobei das Wasser im Becken (12) nur bis zur Wasseroberfläche (13) ansteigen kann, weil es im Schacht (22) verdunstet, weil es zu weiteren, in Reihen stehenden und miteinander kommunizierenden anderen Schächten (30) durch Siebe (28), an Schiebern (32) vorbei über Rohre (29) in Richtung (31) dorthin geleitet wird. Weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass im Schacht (22) Regale eingebaut sind, in denen auf Gitterrosten (23) Kunststoffwannen und dergleichen (24) stehen, in denen weiter oben am Licht Pflanzen und weiter unten mit weniger Licht Wassertiere, deren Eier und Brütlinge gezüchtet werden (Fig. 2). Weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass im Schacht (22) an einer Traverse (25), die auch in der Glaskuppel (27) angeschlagen sein kann, ein Aufzug (26) betrieben wird, welcher zu den Wassertierbecken (12) und zu allen Regaletagen (23) führt, wobei der Aufzugkorb (26) (Fig. 4) zu allen Regalebenen (23) mit ihren Laufflächen, (Fig. 4) Kunststoffwannen (24) und Arbeitsflächen (34) gelangt, und dass hier Schutzgeländer vorgewiesen sind. Weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schacht (22) eine lichtdurchlässige Glocke aus Leichtmetall mit Verglasung (27), Zugöse (38 Fig. 5) aufgesetzt ist, welche auf einem umlaufenden Ring (37) auf dem Schacht (22) aufgesetzt ist, und aus welcher durch Formgebung und Rohrring (36) das an der Kuppel (27) kondensierte Wasser durch die Stutzen (35) und Rohre daran ablaufen kann; die Kuppel (27) kann wahlweise aus kompletten Gewächshäusern bestehen, deren Böden mit Gitterrosten abgedeckt sind, und die von unten aus dem Schacht Kühlung beziehen. Der Aufzug (26, 25 Fig. 2) kann wahlweise bis in die Glocke (27) oder in das Gewächshaus (27) hochgezogen und hineingezogen werden. Glocke oder Gewächshaus (27) können von außen durch Türen betreten werden. Die Glocke (27) ist abhebbar. (38 Fig. 5).

5. Anspruch nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenwasser aus dem Gehäuse (1) über mehrere Rohre (10) (33 Fig. 3) direkt zu verschiedenen Wassertierzuchtbecken oder zu anderen Arbeitsplätzen geleitet wird.

6. Anspruch nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinengehäuse (1) in einer Wassersäule (2) steht, deren Wasseroberfläche in einem Meer oder See (16) unterhalb des Festlandes (20) und des darin eingebauten Schachtes (22) liegt, oder dass wahlweise das Festland (20) mit dem Schacht (22) unterhalb des Meeresspiegels oder Seespiegels liegt.

7. Anspruch nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass an benötigten Stellen der Anlagen Einstiegsluken und Anschlußstutzen (11 Fig. 1) vorgesehen sein können, und dass durch die Rohre (14) das Wasser aus den Becken (12) zur Wasseroberfläche oder zur Erdoberfläche gepumpt werden kann, wobei bei einem Einsatz im Wasser das Rohr durch Schwimmkörper (15) gehalten wird. Das Rohr (14) kann auch zur Entwässerung im Schacht verlegt sein.

8. Anspruch nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenanlage mit ihrem Gehäuse (1) im Meer oder einem See separat gelagert ist, (Fig. 1), wobei das Turbinenwasser aus dem Becken (12) durch das Rohr (14) zum Festland oberhalb oder unterhalb der Wasseroberfläche (16 Fig. 1) und zu dortigen Verwertungsanlagen wie für die Wassertierzucht, Pflanzenzucht, für die technische Verarbeitung geleitet wird, wobei der Wasserstand im Becken (12) die Höhe (13) nicht übersteigt. Weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass das Stromkabel (18) wahlweise auch durch den Festlanddurchbruch (20) bei Rohr (10) zum Festland geführt werden kann.

9. Anspruch nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise das gesamte Turbinengehäuse (1, 3, 4, 8, 9) nicht in einem öffentlichen Gewässer wie in einem Meer oder See und dessen Wassersäule (2), sondern in der Tiefe des Festlandes nahe der Meeres- oder Seeküste gelagert ist, und hierbei das Turbinenwasser (7) aus dem Rohr (10) im Mauerdurchbruch (20) und aus der Wassertiefe (2) des Meeres oder Sees bezieht (Fig. 6); nach der Nutzung des Wassers (7) aus der Wassersäule (2) in der Turbine (1) fließt das Turbinenwasser zu ebenfalls im Festland angebauten anderen Wassernutzungsanlagen (12, 31, 22) wie zu Wassertierzuchten, Pflanzenzuchten, chemischen, technischen und wissenschaftlichen Wasserverwertungen und dergleichen ab (13, 12, 32, 31 und dergleichen). Das Rohr (10) Weist Schieber, Ventile, Schutzgitter und Siebe vor.