DE10257375A1 - Vorrichtung die Gravitation für eine Energieumwandlung mittels eines Fallkörpers und Verdampfungsprozesses zu nutzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung löst das Energiegewinnungsproblem mit einer neuen Technologie: ohne ständigen Rohstoffverbrauch, ohne Umweltverschmutzung, bei universeller Einsetzbarkeit elegant und einfach. Die Vorrichtung nutzt die Massenträgheit als neue Energiequelle: global verfügbar, unerschöpflich, kostengünstig. Die Erfindung nutzt die Gravitation für eine Energieumwandlung mittels eines Fallkörpers und eines Verdampfungsprozesses in einem geschlossenen System mit Kapillarleitung, Verdichter, Verflüssiger, Fallrohr und Turbinenanlage. Der flüssige Körper im Kapillarröhrchen bekommt Wärme vom Verdichter, wird gehoben, verdampft, wird verflüssigt und aufgrund seiner Schwerkraft mittels der Turbinenanlage und des Generators in elektrische Energie umgewandelt. Nutzeffekt ist ca. 0,6 bei der Arbeitsleistung 100 MgW, weil ca. 30% der Energie von der Generatorstromerzeugung, dem Verdichter und Verflüssiger und ca. 10% durch den Streuverlust und Strömungsverluste abgezweigt werden. Die Ausrüstungskosten, Montagearbeitskosten und Materialkosten betragen zusammen ca. 70 Mio USD.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die Gravitation für eine Energieumwandlung mittels eines Fallkörpers und eines Verdampfungsprozesses in einem geschlossenen System mit Kapillarleitung, Verdichter Verflüssiger und Fallrohr zu nutzen.
• Bekannt ist die Gravitation im Gezeiten-Kraftwerken für die Stromerzeugung umzuwandeln. Ferner ist bekannt die Gravitation in Form der Auftriebskraft für die Energiegewinnung zu nutzen. Die vielfältigen Anwendungen die Gravitation zu nutzen, z.B. in Stauseen, Wasserfällen und vielem mehr, können nicht genannt werden, sie berühren auch den Anmeldungsgegenstand nicht.
• Bisher fanden Kapillaren in Wissenschaft, Technik und Arbeitswelt entweder als einzelne Exemplare, z.B. als Brenner, Absorber, gläserne Kapillarröhchen in phisikalischen, chemischen oder medizinischen Bereicht Anwendung. Die zweite Verwendungsmöglichkeit der Kapillarkraft sind willkürliche, vom Material vorgegebene Kapillarverbände, z.B. Schwämme, Schwammtücher usw. In beiden Fällen handelt es sich jedoch um geringe, nicht in großerem technischen Maßstab nutzbare Kräfte.
• In der Natur befördern geordnete Kapillarverbundsysteme das Wasser aus Boden in beachtliche Höhen (Tante ca 50 m, Mammutbaum 100 m, Eukalyptusbaum 150 m). Wurzeln, besonders von Wüstenpflanzen, entwickelt mit ihren Kapillarverbundsystem einerseits beachtliche Saugwirkung, andererseits einen beachtlichen Überdruck.(Der große Brockhaus, Band 1, Seite 669, Stichwort Baum, und Band 6, Seite 227, Stichwort Kapillarität des Bodens).
• Die Nachteile dieser bekannten Anwendungsverfahren zur Nutzung der Gravitation sind vielfältig, z.B. sind Gezeiten-Kraftwerke nur an Küsten mit hohen Tidehub wirtschaftlich. Die Nutzung der Auftriebskraft zur Umwandlung in Energie ist mit dem Nachteil verbunden, daß der Antrieb der Flüssigkeien mittels Käpillarröhrchen relativ langsam erfolgt. Er erbringt viel Arbeit aber wenig Leistung.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile aufzuheben, und die Gravitation in Form Schwerkraft in dem geschlossenen System mittels Turbinenanlage und Generator auszunutzen.
• Diese Aufgabe wird von der hiermit beschriebenen Erfindung dadurch gelöst, das der flüssiger Körper bei Siedetemperatur mittels Kapillarröhrchen gehoben wird, verdampft, sich verflüssigt, herabfällt und eine Turbinenanlage betreibt.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand des, in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Man erkennt in 1:
  Die Kapillarleitung 1 bestehend aus vielen Kapillarröhrchen eingebaut in eine isolierte Rohrleitung 2, versehen mit einem Heizelement 12, das sich im Verteilungskollektor 11 befindet; der Verteilungskollektor 11, der mit dem Verdichter 9 durch ein isoliertes Rohr 10 und mit dem Verflüssiger 5 durch ein isoliertes Rohr 6, verbunden ist; der Verflüssiger 5, der mit der Turbinenanlage 7 durch das isolierte Rohr 3 kommuniziert; den flüssigen Körper 4, der sich bei Siedetemperatur in dem geschlossenen System (2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14 und 17) befindet.
• Der flüssige Körper 4 bekommt die Wärme vom Heizelement 16 und wird mittels Kapillarröhrchen 1 gehoben. Der flüssige Körper 4 verdampft in dem geschlossenen System (5, 6, 9, 10 und 11) mittels Verdichter 9 vom äußeren Ende der Kapillarröhrchen 14, und der Dampf 15 gibt Wärme durch das Heizelement 12 an die Kapillarleitung 1 ab und schlägt sich aufgrund des Temperaturunterschiedes im Verflüssiger 5 nieder. Der flüssige Körper 4 fällt sodann durch das isolierte Rohr 3 zur Turbinenanlage 7 und wird aufgrund seiner Schwerkraft mittels der Turbinenanlage 7 und des Generators 8 in elektrische Energie umgewandelt. Diese elektrische Energie wird in die elektrische Versorgungsleitung 18 eingespeist.
• Der flüssige Körper 4 soll Stoff mit möglichst hohem spezifischen Gewicht und einer möglichst niedrigen spezifischen Wärme sein, vorzugweise Quecksilber, Natrium, Kalium oder Wasser.
• Am Anfang des Verdampfungsprozesses des flüssigen Körper 4 wird die Wärme von Heizelement 16 eingesetzt.
• Die Kapillarleitung 1 muß aus einem Material bestehen, das bei Siedetemperatur des gewählten flüssigen Körpers 4 diesen an- und hochsaugt.
• Die Kapillarleitung 1 muß aus einem einstöckigen Körper je nach Auswahl des flüssigen Körpers entweder aus Keramik, Wolfram, Titankarbid, Kupfer, Nickel oder Molybdän besteht.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung erzielt folgende Vorteile:
• 1. Verzicht auf den Verbrauch von Rohstoffen wie Kohle, Öl oder Uran.
• 2. Stop der Umweltbelastung durch Wärme, Gase und Strahlungen durch Energiegewinnung.
• 3. Verbilligung der Energie durch das neuerfundene Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren z.B. um das 3-fache bei Kernkraftwerken einer Arbeitsleistung von 1000 MgW.
• 4. Die Möglichkeit, die Energieversorgung weitgehend zu dezentralisieren und damit autarke Räume zu schaffen.

1

Kapillarleitung mit Kapillarröhrchen

2

Isolierte Rohrleitung mit Kapillarleitung

3

Isolierte Rohrleitung zwischen Verflüssiger und Turbinenanlage

4

Flüssiger Körper, Absorption in Flüssigkeit zur Benetzung der Kapillahrröhrchen

5

Verflüssiger

6

Isoliertes Rohr zwischen Verteilungskollektor

und Verflüssiger

7

Turbinenanlage

8

Generator

9

Verdichter

10

Isoliertes Rohr zwischen Verdichter und Verteilungskollektor

11

Verteilungskollektor

12

Heizelement für Kapillarleitung

13

Inneres Ende der Kapillarleitungen

14

Äußeres Ende der Kapillarleitungen

15

Dampf des flüssigen Körpers

16

Heizelement für den flüssigen Körper

17

Isoliertes Rohr für den Ablauf des flüssigen Körpers

18

Versorgungsleitung

Claims (5)

1. Vorrichtung, die Gravitation für eine Energieumwandlung mittels eines Fallkörpers und eines Verdampfungsprozesses zu nutzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer isolierten Rohrleitung 2 eine Kapillarleitung bestehend aus vielen Kapillarröhrchen 1 eingebaut ist, versehen mit einem Heizelement 12, das sich in einem Verteilungskollektor 11 befindet, der mit einem Verdichter 9 durch ein isoliertes Rohr 10 und mit einem Verflüssiger 5 durch ein isoliertes Rohr 6 verbunden ist, wobei der Verflüssiger 5 mit einer Turbinenanlage 7 durch ein isoliertes Rohr 3 kommuniziert; in dem geschlossenen System 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11 und 17 befindet sich ein flüssiger Körper 4 bei Siedetemperatur, der durch ein Heizelement 16, mittels Kapillarröhrchen gehoben wird; der gasförmige Körper 15 in dem geschlossenen System 5, 6, 9, 10 und 11, verdampft mittels Verdichter 9 vom äußeren Ende der Kapillarröhchen 14, und der Dampf 15 schlägt sich aufgrund des Temperaturunterschiedes in dem geschlossenen System im Verflüssiger 5 nieder; der flüssige Körper 4 fließt sodann durch das isolierte Rohr 3 zur Turbinenanlage 7 ab und aufgrund seiner Schwerkraft wird er mittels Turbinenanlage 7 und Generator 8 in elektrische Energie umgewandelt, die in die elektrische Versorgungsleitung 18 eingespeist wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Körper 4 aus einem Stoff mit Möglichst hohem spezifischem Gewicht und einer möglichst niedrigen spezifischen Wärme, vorzugweise Quecksilber, Natrium oder Kalium, besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang des Verdampfungsprozesses des flüssigen Körpers 4 die Wärme vom Heizelement 16 eingesetzt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarleitung 1 aus einem Material besteht, das bei Siedetemperatur den gewählten flüssigen Körper in die Höhe saugt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarleitung 1 aus einem einstückigen Körper je nach Auswahl des flüssigen Körpers entweder aus Keramik, Wolfram, Titankarbid, Kupfer, Nickel oder Molybdän besteht.