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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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a) Umfeld der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Energieblock, insbesondere einen Gravitations-Energieblock, der mit geothermischem Dampf betrieben wird.
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b) Beschreibung der bekannten Ausführungsart
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Mit dem Trend der technologischen Entwicklung und des Bevölkerungswachstums nimmt der Energieverbrauch wegen der Überbeanspruchung der fossilen Brennstoffe drastisch zu. Dies führt nicht nur zum Treibhauseffekt, sondern wegen den Freisetzungen von großen Mengen Kohlendioxiden ebenfalls zu Anomalitäten des Erdklimas. Es bestehen daher dringende Probleme der Energieknappheit und einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen, die es von verschiedenen Regierungen zu lösen gilt, da für Menschen ein zwingendes Anliegen für ein nachhaltiges Leben besteht.
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Neben der Entwicklung von erneuerbaren Energiequellen sind natürliche Energiequellen, wie z.B. Solarenergie, Windenergie und hydroelektrische Energie, die Hauptthemen. In den vergangenen Jahren und mit der Ausbesserung der Energieumwandlungstechnologie begannen Fachkräfte in der Industrie mit dem Entwickeln von Technologien, mit denen die Abwärme zurückgewonnen werden soll. Dies wird ein neuer Ansatz zum Lösen der Probleme der Energieknappheit.
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Die sogenannte "geothermische Energie" wird aus der natürlichen Wärmeenergie in der Erdkruste gewonnen. Die geothermische Energie ist thermische Energie, die in der Erde erzeugt und gespeichert wird. Thermische Energie ist die Energie, die die Temperatur der Materie bestimmt. Die geothermische Energie von der Erdkruste stammt von der ursprünglichen Entstehung des Planeten und vom radioaktiven Zerfall der Materialien ab. Da die geothermische Energie eine hohe Temperatur aufweist und reichlich vorhanden ist, kann die geothermische Energie oder ein Dampfausbruch zum Erzeugen von Energie für die elektrische Energie anhand der gegenwärtigen Technologie verwendet werden. Die Entwicklung der geothermischen Energie ist weit verbreitet, wobei diese Energie aus einer Vielzahl von neuen alternativen Energiequellen genutzt wird. Wenn in der Zukunft die Technologie weiter fortgeschritten sein wird, wird diese weiter entwickelt, um die in der tieferen Erdkruste vorhandene geothermische Energie zu nutzen. Daher gilt die geothermische Energie häufig als sogenannte unerschöpfliche Ressource.
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Die
1 zeigt eine Schwerkrafteinrichtung zum Erzeugen der elektrischen Energie nach der
Patentschrift-Nr. M399911 aus Taiwan , die eine vom Erfinder dieses Patents im voraus eingereichte Patentanmeldung ist. Die im voraus eingereichte Patentanmeldung beschreibt eine Anlage, die mit natürlicher Energie elektrische Energie erzeugt und einen Energieblock
11, eine erste Gravitationseinheit
12 und eine zweite Gravitationseinheit
13 umfasst. Der Energieblock
11 besteht aus einem Generator
111 und aus einer drehenden Welle
112, mit der elektrische Energie erzeugt werden kann und mit dem Generator
11 verbunden ist. Die erste Gravitationseinheit
12 weist ein erstes Kabel
121 auf, das an der drehenden Welle
112 befestigt ist, während ein erstes Gehäuse
122 am anderen Ende des ersten Kabels
121 befestigt ist. Die zweite Gravitationseinheit
13 weist ein zweites Kabel
131 auf, das an der drehenden Welle
112 befestigt ist, während ein zweites Gehäuse
132 am anderen Ende des zweiten Kabels
131 befestigt ist.
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Mit dem Design der ersten Gravitationseinheit 12 und der zweiten Gravitationseinheit 13 wird das Gesamtgewicht des ersten und zweiten Gehäuses 122 und 132 durch das Einspritzen und Auslassen von Wasser verändert, um das erste und zweite Gehäuse 122 und 132 auf und ab zu bewegen. Die erste Gravitationseinheit 12 kann daher hinsichtlich der zweiten Gravitationseinheit 13 zwischen einer ersten Position der Energieerzeugung und einer zweiten Position der Energieerzeugung bewegt werden, um die Welle 112 des Energieblocks 11 zu drehen und dadurch den Generator 111 zum Erzeugen der elektrischen Energie anzutreiben. Damit werden die Umwelterforderneisse durch Umwandeln der potentiellen Energie in elektrische Energie erfüllt.
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Die Einrichtung, die in der im voraus eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist, muss jedoch in einer natürlichen Umgebung installiert werden, wie beispielsweise an einer Meeresküste, einem Fluss oder an einem Wasserfall, damit die Einrichtung zum Erzeugen der elektrischen Energie mit Hilfe der hydraulischen Energie eingesetzt werden kann. Hydraulische Energie ist jedoch im Vergleich mit der geothermischen Energie unbeständiger und durch Wetterbedingungen leicht beeinflußbar. Bei der geothermischen Energieerzeugung wird die elektrische Energie mit Hilfe des geothermischen Dampfes zum Antreiben der Blätter des Generators zum Drehen erzeugt. Bei Fehlen einer guten Wärmeaustauschtechnologie wird diese Einrichtung jedoch nicht effektiv betrieben. Generell gesagt werden durch Geothermiebohrungen leicht toxische Gase, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid und sonstige umweltschädigende Stoffe, die gesundheitsschädlich sind, freigesetzt. Der geothermische Dampf weist üblicherweise einen hohen Gehalt an Mineralen auf, die sich leicht ansammeln und die Rohrleitungen verstopfen, wobei die Zusammensetzung dieser Minerale die Generatorblätter verschmutzen, wodurch die Drehgeschwindigkeit verlangsamt wird oder ein Drehen der Blätter gar verhindert wird, was eine stark beeinträchtigte Energieeffizienz zur Folge hat. Der fehlfunktionierende Generator muss durch einen neuen ersetzt werden, was zwangsläufig zu einem höheren Kostenaufwand führt, wobei die praktische Anwendbarkeit begrenzt und schwierig zu verbessern ist. Daher bedarf es neuen Vorgehensweisen zur Erzeugung der elektrischen Energie durch eine effektive Nutzung der geothermischen Energie, um eine Lösung für das Problem der Energiekrise zu bieten.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Gravitations-Energieblocks für den Betrieb mit geothermischem Dampf, mit dem mit Hilfe von geothermischer Energie effektiv elektrische Energie erzeugt werden kann.
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Zum Erreichen des obengenannten Ziels umfasst der Gravitations-Energieblock eine Geothermiebohrung, einen hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper, einen Energieblock, eine dampfführende Einheit, einen Kondensator und einen Wasserverteiler. Die Geothermiebohrung ist unterirdisch vorgesehen. Der hohle wärmeleitende stabförmige Körper ist zum Leiten des geothermischen Dampfes unten in der Geothermiebohrung angeordnet. Der Energieblock ist an der Geothermiebohrung angeordnet und besteht aus einem Generator, wobei eine Welle am Generator, ein erstes Kabel an der Welle, ein erster Tank am ersten Kabel, ein zweites Kabel an der Welle und ein zweiter Tank am zweiten Kabel befestigt sind. Der erste Tank weist einen ersten Auslass auf, durch den das Wasser ausgelassen werden kann, wobei das Öffnen und Schließen dieses ersten Auslasses mit einem ersten Schalter geregelt wird. Der zweite Tank weist einen zweiten Auslass auf, durch den das Wasser ausgelassen werden kann, wobei das Öffnen und Schließen dieses zweiten Auslasses mit einem zweiten Schalter geregelt wird. Die dampfführende Einheit ist mit einer Trennwand gebildet, die unten in der Geothermiebohrung und über dem hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper vorgesehen ist, während auf einer Seitenwand der Geothermiebohrung ein Hauptkanal gebildet ist, durch den der geothermische Dampf geleitet wird. Mit der Trennwand und der Geothermiebohrung ist ein Dampfraum gebildet, der mit dem Hauptkanal verbunden ist. Der Kondensator ist mit dem Hauptkanal der dampfführenden Einheit verbunden, um den durch den Hauptkanal geleiteten geothermischen Dampf zu Wasser zu kondensieren. Der Wasserverteiler ist mit dem Kondensator verbunden, um das mit dem Kondensator kondensierte Wasser zu leiten. Der Wasserverteiler besteht aus einem Regelventil, wobei eine erste Rohrleitung und eine zweite Rohrleitung mit dem Regelventil verbunden sind. Mit dem Regelventil können die erste Rohrleitung und zweite Rohrleitung zum Öffnen oder Schließen geregelt werden, so dass das von der ersten Rohrleitung kommende Wasser beim Öffnen der ersten Rohrleitung in den ersten Tank eingespritzt wird, während das von der zweiten Rohrleitung kommende Wasser beim Schließen der zweiten Rohrleitung nicht in den zweiten Tank eingespritzt wird, oder das von der ersten Rohrleitung kommende Wasser wird beim Schließen der ersten Rohrleitung nicht in den ersten Tank gespritzt, während das von der zweiten Rohrleitung kommende Wasser beim Öffnen der zweiten Rohrleitung in den zweiten Tank gespritzt wird. Der erste Tank und zweite Tank sind dabei zwischen einer ersten Position der Energieerzeugung und einer zweiten Position der Energieerzeugung beweglich. Das Gewicht des ersten Tanks, der mit Wasser gefüllt ist, ist dabei höher als das Gewicht des zweiten Tanks, so dass der zweite Tank über dem ersten Tank positioniert ist, wobei das zweite Kabel in der ersten Position der Energieerzeugung um die Welle gewickelt ist. Das Gewicht des zweiten Tanks, der mit Wasser gefüllt ist, ist höher als das Gewicht des ersten Tanks, so dass der erste Tank über dem zweiten Tank positioniert ist und das erste Kabel in der zweiten Position der Energieerzeugung um die Welle gewickelt ist.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Grabungstiefe der Geothermiebohrung reduziert wird, was niedrigere Installationskosten bedeutet, der Bau vereinfacht und die Arbeitsweise praktischer gestaltet ist, indem der hohle wärmeleitende stabförmige Körper in den Boden gestoßen wird. Der geothermische Dampf im Dampfraum wird der Trennwand entlang in den Hauptkanal geleitet, um die Effizienz beim Auffangen des geothermischen Dampfes zu verbessern. Mit dem Kondensator wird der geothermische Dampf zu Wasser kondensiert, das durch die erste Rohrleitung und die zweite Rohrleitung in den ersten Tank und in den zweiten Tank eingespritzt wird. Durch abwechselndes und wiederholtes Auslassen und Einfüllen des Wassers werden der erste Tank und der zweite Tank kontinuierlich zwischen der ersten und zweiten Positionder Energieerzeugung hin und her bewegt, so dass die Welle kontinuierlich gedreht wird, um den Generator zum Erzeugen der elektrischen Energie anzutreiben. Die Wärmeenergie vom geothermischen Dampf kann in die potentielle Energie des Wassers und danach in elektrische Energie umgewandelt werden, um die Anforderung der Energieerzeugung mit natürlicher Energie zu erfüllen.
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Für ein besseres Verständnis der Ziele und technologischen Methoden der vorliegenden Erfindung folgt nach der untenstehenden Kurzbeschreibung der Zeichnungen eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine fragmentarische schematische Querschnittansicht eines Gravitations-Energieblocks, der in der
Patentschrift-Nr. M399911 aus Taiwan dargestellt ist;
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2 zeigt eine fragmentarische schematische Querschnittansicht eines Gravitations-Energieblocks für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt eine vergrößerte fragmentarische schematische Querschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei nur ein erster Tank gezeigt ist;
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4 zeigt eine vergrößerte fragmentarische schematische Querschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei nur ein zweiter Tank gezeigt ist;
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5 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Gravitations-Energieblocks für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei jedoch nur eine Schiene und ein Auslöser gezeigt sind;
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6 zeigt eine fragmentarische schematische Querschnittansicht des Gravitations-Energieblocks des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
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7 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Gravitations-Energieblocks für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die nachstehend beschriebenen bestimmten strukturellen und funktionellen Einzelheiten werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen offensichtlich.
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Vor der detaillierten Erläuterung der vorliegenden Methode soll angemerkt werden, das ähnliche Elemente mit derselben Bezugsziffer bezeichnet sind.
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Die 2, 3 und 4 zeigen einen Gravitations-Energieblock für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Gravitations-Energieblock umfasst eine Geothermiebohrung 2, einen Deckel 3, einen hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper 4, einen Energieblock 5, eine dampfführende Einheit 6, einen Kondensator 7, einen Wasserverteiler 8 und einen Energiespeicher 9.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel befindet sich die Geothermiebohrung 2 in einer Region mit geothermischer Wärme und wird in einer vorbestimmten Tiefe in den Boden gebohrt. Die Bohrtiefe ist je nach geographischer Umgebung unterschiedlich. Die Geothermiebohrung 2 wird oben mit einem Deckel 3 abgedeckt, wobei der Deckel 3 zwei Durchgangsöffnungen 31 aufweist. Es soll angemerkt werden, dass der Deckel 3 aus Zement besteht. Mit dem Deckel 3 wird vermieden, dass Fremdkörper oder Personen unbeabsichtigt in die Geothermiebohrung 2 fallen, um so die Sicherheit der Geothermiebohrung 2 zu verbessern.
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Der hohle wärmeleitende stabförmige Körper 4 ist unten in der Geothermiebohrung 2 zum Leiten des geothermischen Dampfes in die Geothermiebohrung 2 vorgesehen. Der hohle wärmeleitende stabförmige Körper 4 besteht dabei aus einem Körper 41, der in den Boden ragt, und aus einem Wärmeleiter 42, der im Körper 41 angeordnet und in der Geothermiebohrung 2 freigelegt ist. Der hohle wärmeleitende stabförmige Körper 4 besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Metall.
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Der unterirdische geothermische Dampf kann durch den in den Boden ragenden Körper 41 zur Geothermiebohrung 2 geleitet werden. Auf ähnliche Weise wird der unterirdische geothermische Dampf ebenfalls mit dem Wärmeleiter 42 zur Geothermiebohrung 2 geleitet. Dadurch wird die Leitung der geothermischen Effizienz beschleunigt, was dazu führt, dass es möglich ist, die Grabungstiefe der Geothermiebohrung 2 zu reduzieren, die Installationskosten zu senken, den Bau zu vereinfachen und die Arbeitsweise praktischer zu gestalten.
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Der Energieblock 5 besteht aus einem Generator 51, einer am Generator 51 befestigten Welle 52, einem an der Welle 52 befestigten ersten Kabel 53, einem am ersten Kabel 53 befestigten ersten Tank 54, einem an der Welle 52 befestigten zweiten Kabel 55 und aus einem am zweiten Kabel 55 befestigten zweiten Tank 56.
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Die Welle 52 treibt den Generator 51 zum Erzeugen der elektrischen Energie an. Ein Ende des ersten Kabels 53 ist an der Welle 52 und das andere Ende des ersten Kabels 53 am ersten Tank 54 befestigt. Ein Ende des zweiten Kabels 55 ist an der Welle 52 und das andere Ende des zweiten Kabels 55 am zweiten Tank 56 befestigt. Das erste Kabel 53 und das zweite Kabel 55 sind je durch eine der beiden Durchgangsöffnungen 31 im Deckel 3 geführt und am ersten Tank 54 bzw. am zweiten Tank 56 befestigt.
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Es soll hier angemerkt werden, dass die wesentlichen Längen des ersten Kabels 53 und des zweiten Kabels 55, die an der Welle 52 befestigt sind, dieselben sind. Beim Drehen der Welle 52 werden das erste Kabel 53 und das zweite Kabel 55 in entgegengesetzten Richtungen um die Welle 52 gewickelt. Außerdem bestehen der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 aus einem Material, das gegen hohe Temperaturen beständig ist.
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Der erste Tank 54 weist eine erste obere Öffnung 541, einen ersten Auslass 542, durch den das Wasser ausgelassen werden kann, einen ersten Schalter 543 zum Regeln des Öffnens und Schließens des ersten Auslasses 542 und einen ersten Timer 544 am ersten Schalter 543 zum Regeln der Betätigung des ersten Schalters 543 auf.
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Der zweite Tank 56 weist eine zweite obere Öffnung 561, einen zweiten Auslass 562, durch den das Wasser ausgelassen werden kann, einen zweiten Schalter 563 zum Regeln des Öffnens und Schließens des zweiten Auslasses 562 und einen zweiten Timer 564 am zweiten Schalter 563 zum Regeln der Betätigen des zweiten Schalters 563 auf.
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Da der erste Schalter 543 und der zweite Schalter 563 Magnetventile und der erste Timer 544 und zweite Timer 564 elektronische Komponenten zum Regeln der Betätigung des ersten Schalters 543 und des zweiten Schalters 563 sind können der erste Schalter 543 und der zweite Schalter 563 das Öffnen und Schließen des ersten Auslasses 542 und des zweiten Auslasses 562 zu einer bestimmten Zeit automatisch regeln, um die Stabilität beim Betrieb sicherzustellen.
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Insbesondere können die erste obere Öffnung 541 und die zweite obere Öffnung 561, der erste Auslass 542 und der zweite Auslass 562, der erste Schalter 543 und der zweite Schalter 563 sowie der erste Timer 544 und der zweite Timer 564 so konzipiert sein, das im ersten Tank 54 und um zweiten Tank 56 vorhandene Wasser auszulassen sowie und das Öffnen und Schließen der ersten und zweiten Öffnung zum Auslassen des Wassers und des ersten Auslasses 542 und des zweiten Auslasses 562 zu regeln. Die Erfindung sollte daher nicht auf die Ausführungsart dieses ersten Ausführungsbeispiels begrenzt sein.
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Das erste Ausführungsbeispiel beschreibt außerdem einen Generator 51 und eine Welle 52, die drehbar und horizontal in den Generator 51 eingeführt ist. In der Praxis können beide Enden der Welle 52 ebenfalls in je einen von zwei separat angeordneten Generatoren 51 eingeführt sein. Dies sollte daher nicht auf die Ausführungsform dieses ersten Ausführungsbeispiels begrenzt sein.
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Die dampfführende Einheit 6 weist eine Trennwand 61 auf, die unten in der Geothermiebohrung 2 und über dem hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper 4 angeordnet ist, während ein Hauptkanal 62 auf einer Seitenwand der Geothermiebohrung 2 zum Leiten des geothermischen Dampfes gebildet ist. Ein Dampfraum 60 ist mit der Trennwand 61 und dem Unterteil der Geothermiebohrung 2 gebildet und mit dem Hauptkanal 62 verbunden.
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Die Trennwand 61 ist schräg in der Geothermiebohrung 2 angeordnet, währen das oberste Ende der Trennwand 61 am Hauptkanal 62 befestigt ist. Der geothermische Dampf im Dampfraum 60 wird der Trennwand 61 entlang in den Hauptkanal 62 geleitet, um so die Effizienz des Auffangens des geothermischen Dampfes zu verbessern.
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Weiter weist die dampfführende Einheit 6 einen Einlass 63 am unteren Ende der Trennwand 61 auf, während ein Block 64 für den Einlass 63 vorgesehen ist, um ein Ausströmen des Dampfes aus dem Dampfraum 60 zu verhindern. Der Block 64 öffnet nur in eine Richtung, damit das Wasser in der Geothermiebohrung 2 in den Dampfraum 60 fließen kann, während der geothermische Dampf im Dampfraum 60 durch die Trennwand 61 nicht ausströmen kann. Die verschiedenen Arten der Blöcke 64 können je nach Anforderung für die Praxis vorgesehen werden, wobei sie nicht auf die Ausführungsform dieses ersten Ausführungsbeispiels begrenzt sein sollen.
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Der Kondensator 7 ist mit dem Hauptkanal 62 der dampfführenden Einheit 6 verbunden, um den durch den Hauptkanal 62 geleiteten geothermischen Dampf zu Wasser zu kondensieren. Der Kondensator 7 umfasst einen Kühlkörper 71, der in der dampfführenden Einheit 6 angeordnet ist. Der Kühlkörper 71 weist in diesem ersten Ausführungsbeispiel Rippen auf oder ist in anderen Ausführungsbeispielen für die Wasserkühlung konzipiert.
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Der Wasserverteiler 8 ist mit dem Kondensator 7 verbunden, um das mit dem Kondensator 7 kondensierte Wasser zu leiten. Der Wasserverteiler 8 weist ein Regelventil 81 auf, wobei eine Rohrleitung 82 am Regelventil 81 und eine zweite Rohrleitung 83 am Regelventil 81 befestigt sind. Mit dem Regelventil 81 kann das Öffnen und Schließen der ersten Rohrleitung 82 und der zweiten Rohrleitung 83 geregelt werden. Der Auslass der ersten Rohrleitung 82 befindet sich über dem ersten Tank 54, während der Auslass der zweiten Rohrleitung 83 über dem zweiten Tank 56 ist.
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Da die erste Rohrleitung 82 und die zweite Rohrleitung 83 durch die Regelung mit dem Regelventil 81 geöffnet und geschlossen werden wird kein Wasser aus der zweiten Rohrleitung 83 eingespritzt, wenn das Wasser von der ersten Rohrleitung 82 eingespritzt wird. Von der ersten Rohrleitung 82 wird dagegen kein Wasser eingespritzt, wenn das Wasser von der zweiten Rohrleitung 83 eingespritzt wird.
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Im ersten Ausführungsbeispiel sind der Kondensator 7 und der Wasserverteiler 8 am Boden installiert. Der Kondensator 7 und der Wasserverteiler 8 können je nach der Installationsposition und der Anforderung in der Praxis unterirdisch installiert sein, wobei dies nicht auf die Ausführungsform dieses ersten Ausführungsbeispiels begrenzt sein soll.
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Der Energiespeicher 9 ist am Boden installiert und elektrisch mit dem Energieblock 5 verbunden, um die mit dem Generator 51 des Energieblocks 5 erzeugte elektrische Energie zu speichern und auszugeben. Die im Energiespeicher 9 gespeicherte elektrische Energie kann als eine stabile Stromausgabe und weit verbreitet in den Sektoren der Industrie, Landwirtschaft, im Handel, von Familien oder in weiteren Sektoren verwendet werden.
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In der Praxis kann der geothermische Dampf mit dem hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper 4 unten in der Geothermiebohrung 2 schnell in den Dampfraum 60 und der Trennwand 61 entlang in den Hauptkanal 62 geleitet werden. In diesem Augenblick wird der geothermische Dampf mit dem Kondensator 7, der mit dem Hauptkanal 62 verbunden ist, zu Wasser kondensiert. Das kondensierte Wasser fließt in die erste Rohrleitung 82 und in die zweite Rohrleitung 83 des Wasserverteilers 8 dem Hauptkanal 62 entlang. Das Öffnen und Schließen der ersten Rohrleitung 82 und der zweiten Rohrleitung 83 wird mit dem Regelventil 81 geregelt, um das kondensierte Wasser in den ersten Tank 54 bzw. zweiten Tank 56 einzuspritzen. Durch den Gewichtsunterschied zwischen dem ersten Tank 54 und dem zweiten Tank 56 nach dem Einspritzen des Wassers sind der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 zwischen der ersten Position der Energieerzeugung und der zweiten Position der Energieerzeugung beweglich, d.h. der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 werden auf und ab bewegt.
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Das Gewicht des ersten Tanks 54, in dem Wasser vorhanden ist, ist höher als das Gewicht des zweiten Tanks 56, so dass der zweite Tank 56 über dem ersten Tank 54 positioniert ist, wobei das zweite Kabel 55 in der ersten Position der Energieerzeugung um die Welle 52 gewickelt wird.
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Beim Auslösen des ersten Timers 544 am ersten Tank 54 zu der Zeit, die im voraus eingestellt wurde, wird das Öffnen des ersten Auslasses 542 mit dem ersten Schalter 543 geregelt, um das im ersten Tank 54 vorhandene Wasser auszulassen. Wenn dagegen der erste Timer 544 am ersten Tank 54 zu der im voraus eingestellten Zeit zum Schließen ausgelöst wird, wird das Schließen des ersten Auslasses 542 mit dem ersten Schalter 543 geregelt. Mit dem Regelventil 81 wird die zweite Rohrleitung 83 geöffnet, so dass das Wasser aus der zweiten oberen Öffnung 561 nach dem vollständigen Auslassen aus dem ersten Tank 54 in den zweiten Tank 56 eingespritzt werden kann.
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Auf ähnliche Weise ist das Gewicht des mit Wasser befüllten zweiten Tanks 56 höher als das Gewicht des ersten Tanks 54, so dass der erste Tank 54 über dem zweiten Tank 56 positioniert ist und das erste Kabel 53 in der Position der zweiten Energieerzeugung um die Welle 52 gewickelt wird.
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Beim Auslösen des zweiten Timers 564 am zweiten Tank 56 zu der im voraus eingestellten Zeit zum Öffnen wird das Öffnen des zweiten Auslasses 562 mit dem zweiten Schalter 563 geregelt, um das im zweiten Tank 56 vorhandene Wasser auszulassen. Wenn dagegen der zweite Timer 564 am zweiten Tank 56 zu der im voraus eingestellten Zeit zum Schließen ausgelöst wird, wird das Schließen des zweiten Auslasses 562 mit dem zweiten Schalter geregelt. Mit dem Regelventil 81 wird die erste Rohrleitung 82 geöffnet, so dass das Wasser nach dem vollständigen Auslassen aus dem zweiten Tank 56 aus der ersten oberen Öffnung 541 in den ersten Tank 54 eingespritzt werden kann.
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Durch abwechselndes und wiederholtes Auslassen und Einfüllen des Wassers werden der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 zwischen der ersten und zweiten Position der Energieerzeugung kontinuierlich zurück- und vorwärtsbewegt, um die Welle 52 kontinuierlich zu drehen und dadurch den Generator 51 zum Erzeugen der elektrischen Energie anzutreiben, so dass dadurch die Wärmeenergie des geothermischen Dampfes in potentielle Energie des Wassers und danach in elektrische Energie umgewandelt werden kann, um so die Anforderung der Energieerzeugung mit natürlicher Energie zu erfüllen.
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Im ersten Ausführungsbeispiel sind der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 zum Fassen einer Tonne Wasser konzipiert. Durch die Fallbeschleunigung des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 wird die Menge der sofortigen Energieerzeugung zum Steigern der Effizienz der Energieerzeugung erhöht. Der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 können je nach Anforderung in der Praxis eine verschiedene Kapazität aufweisen, wobei dies durch die Ausführungsform dieses ersten Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt sein soll.
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Da der geothermische Dampf einen hohen Mineralgehalt aufweist und in bestimmten Regionen stark säurehaltig ist kann dies zu einer Korrosion der Metallausrüstung führen, wobei sich diese Minerale langfristig leicht ansammeln und die Rohrleitungen verstopfen können. Dies hat eine Beeinträchtigung der Effizienz der Energieerzeugung zur Folge, so dass die Ausrüstung durch eine neue ersetzt werden muss. Im vorliegenden Fall wird der geothermische Dampf der Trennwand 61 in den Hauptkanal 62 geleitet, wonach der Dampf mit dem Kondensator 7 zu Wasser kondensiert wird. Der Energieblock 5 wird daher nicht direkt durch den geothermischen Dampf angefressen, um so eine eine längere Dauerhaftigkeit zu gewährleisten.
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Die 2 zeigt, dass das aus dem ersten Tank 54 und dem zweiten Tank 56 ausgelassene Wasser durch den Einlass 63 in den Dampfraum 60 fließt und mit dem Wärmeleiter 42, der in der Geothermiebohrung 2 angeordnet ist, in Berührung kommt. Durch die hohe Temperatur des Wärmeleiter 42 wird das Wasser zu Dampf verdampft, wonach dieser Dampf zur Wiederverwendung der Trennwand 61 entlang in den Hauptkanal 62 geleitet werden kann.
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Die 5 und 6 zeigen einen Gravitations-Energieblock für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ist generell identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei sich das zweite Ausführungsbeispiel lediglich dadurch unterscheidet, dass der Energieblock 5 weitere zwei Schienen 57 aufweist, die je in der Geothermiebohrung 2 gebildet und mit dem ersten Tank 54 und dem zweiten Tank 56 verbunden sind, um den ersten Tank 54 und den zweiten Tank 56 auf diesen Schienen 57 auf und ab zu bewegen, während zwei Auslöser 58 je an einem der beiden Enden der beiden Schienen 57 vorgesehen sind. In der 5 sind wegen dem Sichtwinkel nur eine Schiene 57 und nur ein Auslöser 58 gezeigt. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die beiden Auslöser 58 Kontaktschalter und können das Signal an den ersten Schalter 543 und an den zweiten Schalter 563 übertragen.
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Der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 werden an den Schienen 57 auf und ab bewegt. Wenn der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 zum Ende der beiden Schienen 57 bewegt werden sind die beiden Auslöser 58 mit dem ersten Tank 54 und dem zweiten Tank 56 in Kontakt und aktivieren den ersten Schalter 543 und den zweiten Schalter 563, um den ersten Auslass 542 bzw. den zweiten Auslass 562 zu öffnen. Das Wasser wird dann in den ersten Tank 54 eingespritzt und aus dem zweiten Tank 56 ausgelassen.
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Der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 können durch die Anordnung der beiden Schienen 57 zwischen der ersten und zweiten Position der Energieerzeugung reibungslos und wechselseitig auf und ab bewegt werden. Die Bewegungsstabilität des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 kann verbessert werden. Mit den beiden Auslösern 58 an je einem Ende der beiden Schienen 57 wird das im ersten Tank 54 und im zweiten Tank 56 vorhandene Wasser in die Geothermiebohrung 2 ausgelassen.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel weist der Energieblock 5 weiter eine Bremse 59 auf, die mit der Welle 52 verriegelt ist und mit der ein Fallen des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 verhindert wird.
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Übersteigt die Drehgeschwindigkeit der Welle 52 die voreingestellte Geschwindigkeit wird mit der Bremse 59 begonnen, eine Bremskraft auszuüben, um die Welle 52 zu verlangsamen. Die Fallgeschwindigkeit des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 wird verlangsamt, um beim Fall des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 eine Dämpfungs- oder Pufferkraft zu erzeugen. Die gesamte Anlage kann vor Schäden durch hohe externe Kräfte geschützt werden. Da zahlreiche Ausführungsarten von Bremsen 59 verfügbar sind und die Anzahl nicht auf eine eingeschränkt sein muss soll dies nicht auf die Ausführungsform des zweiten Ausführungsbeispiels begrenzt sein.
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Die 7 zeigt einen Gravitations-Energieblock für den Betrieb mit geothermischem Dampf nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel ist generell identisch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei sich das dritte Ausführungsbeispiel lediglich dadurch unterscheidet, dass der Gravitations-Energieblock weiter mehrere Energieblöcke 5 aufweist, die in der Geothermiebohrung 2 vorgesehen sind.
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Im dritten Ausführungsbeispiel sind die in der Geothermiebohrung 2 vorgesehenen mehreren Energieblöcke 5 auf verschiedenen Stufen angeordnet, so dass das erste Kabel 53 und das zweite Kabel 55, die am ersten Tank 54 und am zweiten Tank 56 befestigt sind, gekürzt werden können, um den Abstand der Pendelbewegung des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 zwischen der ersten und der zweiten Position der Energieerzeugung zu reduzieren. Gleichzeitig kann ebenfalls die Effizienz der Energieerzeugung mit dem Generator 51 durch Erhöhen der Anzahl der Energieblöcke 5 gesteigert werden.
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Mit dem dritten Ausführungsbeispiel soll im Vergleich zu dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Hilfe des Hauptkanals 62 ebenfalls eine weitere Anordnung zum Leiten des geothermischen Dampfes in die Geothermiebohrung 2 geschaffen werden. Bei der Anordnung zum Leiten des geothermischen Dampfes ist es ebenfalls möglich, die Anordnung der Einrichtung je nach den Anforderungen in der Praxis zu verändern, wobei dies nicht auf die Ausführungsform dieses dritten Ausführungsbeispiels begrenzt sein soll.
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Das reiche Vorhandensein der geothermischen Energie und dessen Potential zur Energieerzeugung wird ebenfalls von der wissenschaftlichen Gemeinschaft anerkannt. Die geothermische Energie hat eine vergleichbar lange Dauerhaftigkeit wie die Erde, wobei das Erschöpfungsrisiko gering ist. Die konventionelle Methode der geothermischen Energieerzeugung nutzt die Kraft des geothermischen Dampfes, wenn dieser ausbricht, um die Blätter zum Rotieren anzutreiben und somit Energie zu erzeugen, wobei die Kapazität der Energieerzeugung beschränkt ist. Anhand der vorliegenden Erfindung kann die elektrische Energie mit Hilfe der geothermischen Energie zum Kondensieren des Dampfes zu Wasser erzeugt werden, wonach mit der potentiellen Energie des Wassers der Generator 51 angetrieben wird. Die Menge der mit dem Generator 51 erzeugten elektrischen Energie wird daher maximiert ist stets deutlich größer als jene der konventionellen Energieerzeugung. Die Menge der elektrischen Energie wird durch die Gravitations-Energieerzeugung noch größer, da die Welle 52 durch die Fallbeschleunigung zusammen mit der Bewegung des ersten Tanks 54 und des zweiten Tanks 56 schnell gedreht wird. Das Potential der Energieerzeugung nach der vorliegenden Erfindung kann nicht unterbewertet werden.
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Zusammenfassend besteht der erfindungsgemäße Gravitations-Energieblock für den Betrieb mit geothermischem Dampf aus der Geothermiebohrung 2, dem Deckel 3, dem hohlen wärmeleitenden stabförmigen Körper 4, dem Energieblock 5, der dampfführenden Einheit 6, dem Kondensator 7, dem Wasserverteiler 8 und aus dem Energiespeicher 9, wobei der hohle wärmeleitende stabförmige Körper 4 in den Boden ragt, wodurch die Effizienz der Leitung der geothermischen Wärme gesteigert wird, um die Grabungstiefe der Geothermiebohrung 2 zu reduzieren, die Installationskosten zu senken, den Bau zu vereinfachen und die Arbeitsweise praktischer zu gestalten. Mit der schräg in der Geothermiebohrung 2 installierten Trennwand 61 wird der geothermische Dampf in den Hauptkanal 62 geleitet, um den geothermischen Dampf effizienter aufzufangen.
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Durch abswechselndes und wiederholtes Auslassen und Einfüllen des Wassers werden der erste Tank 54 und der zweite Tank 56 zwischen der ersten und zweiten Position der Energieerzeugung kontinuierlich zurück- und vorwärtsbewegt, um die Welle 52 kontinuierlich zu drehen und damit den Generator 51 zum Erzeugen der elektrischen Energie anzutreiben, so dass dabei die Wärmeenergie des geothermischen Dampfes in potentielle Energie des Wassers und danach in elektrische Energie umgewandelt werden kann, um die Anforderung der Energieerzeugung mit natürlicher Energie zu erfüllen, ohne dabei toxische Substanzen und andere umweltschädliche Stoffe freizusetzen, die gesundheitsschädlich sind. Damit soll das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
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Trotz der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf deren bestimmte Ausführungsbeispiele sind weitere Ausführungsbeispiele ebenfalls möglich. Die Zielsetzung und der Umfang der angehängten Schutzansprüche sollten daher nicht auf die Beschreibung der hier enthaltenen Ausführungsbeispiele begrenzt sein.
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Dem Fachmann auf diesem Gebiet wird es offensichtlich, dass verschiedene Modifizierungen und Änderungen am Aufbau der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder der Zielsetzung der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In Anbetracht der obenstehenden Beschreibung sollen Modifizierungen und Änderungen der vorliegenden Erfindung mit in den Umfang der vorliegende Erfindung und der nachstehenden Schutzansprüche gehören.
