DE202011050318U1

DE202011050318U1 - Device for generating energy using the buoyancy force

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Publication number: DE202011050318U1
Application number: DE202011050318U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-09-03
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: DE102012104690A1; DE102012104690B4

Abstract

Einrichtung zur Energieerzeugung unter Nutzung der Auftriebskraft, mit einem flüssigkeitsgefüllten Behälter,
– in welchem mehrere einseitig offene Auftriebselemente an einem in einer Umlaufrichtung umlaufbaren Triebelement befestigt sind, welches eine obere Umlenkung mit einer ersten Welle und eine untere Umlenkung mit einer zweiten Welle aufweist, wobei die erste und/oder zweite Welle mit Mitteln zur Energieerzeugung wirkverbunden ist/sind und
– wobei die Öffnung der Auftriebselemente entgegen der Umlaufrichtung weist und die Auftriebselemente im Bereich der unteren Umlenkung über ihre Öffnung mit einem über eine Zuführung in den Behälter zuführbaren Auftriebsmedium füllbar sind und
– die Auftriebselemente gegenüber der Öffnung einen konvex gekrümmten Boden aufweisen.Device for generating energy using the buoyancy force, with a liquid-filled container,
In which a plurality of lift elements open on one side are fastened to a drive element which can be rotated in a circulation direction, which has an upper deflection with a first shaft and a lower deflection with a second shaft, wherein the first and / or second shaft is operatively connected to means for generating energy are and
- Wherein the opening of the buoyancy elements counter to the direction of rotation and the buoyancy elements can be filled in the region of the lower deflection via its opening with a feedable into the container via a feed buoyancy medium and
- The buoyancy elements with respect to the opening have a convexly curved bottom.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Energieerzeugung unter Nutzung der Auftriebskraft nach dem Oberbegriff des ersten Schutzanspruchs.The invention relates to a device for generating energy using the buoyancy force according to the preamble of the first protection claim.

Aus der Druckschrift DE 10 1008 016 009 A1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie durch die Auftriebskraft in einer flüssigen Substanz oder Fallkraft in der Luft bzw. einer anderen gasförmigen Substanz bekannt. Mit einem Deckel verschlossene Behälter, die einen flachen Boden aufweisen, werden über eine Rohrleitung, die vom oberen Ende des Behälters in den Behälter reicht mit Luft gefüllt, worauf sich der Deckel schließt und die Behälter durch die Auftriebskraft nach oben steigen. Die Behälter sind an einem Riemenantrieb befestigt, der über ein oberes und ein unteres Rad umgelenkt wird. Der Füllvorgang erfolgt bei jedem Gefäß, welches das untere Rad umkreist hat. Die Drehenergie wird zum Antrieb eines Generators übertragen.From the publication DE 10 1008 016 009 A1 is a device for generating electrical energy by the buoyancy force in a liquid substance or falling force in the air or other gaseous substance known. Closed-topped containers having a flat bottom are filled with air via a conduit extending from the top of the container into the container, whereupon the lid closes and the containers rise upwardly by the buoyancy force. The containers are attached to a belt drive, which is deflected by an upper and a lower wheel. The filling takes place at each vessel, which has circled the lower wheel. The rotational energy is transmitted to drive a generator.

Nachteil dieser Lösung ist die Verwendung von Behältern mit Deckel und flachem Boden, da diese durch den flachen Boden und den Deckel im geöffneten Zustand einen erhöhten Strömungswiderstand verursachen und einen größeren konstruktiven Aufwand darstellen. Weiterhin ist ebenfalls nachteilig, dass jeder Behälter zur separaten Luftzuführung mit einem entsprechenden Anschluss und Ventil versehen sein muss. Dies erfordert einen erhöhten Wartungsaufwand und vergrößert die Störanfälligkeit.Disadvantage of this solution is the use of containers with a lid and flat bottom, as they cause an increased flow resistance in the open state by the flat bottom and the lid and represent a major design effort. Furthermore, it is also disadvantageous that each container for separate air supply must be provided with a corresponding connection and valve. This requires increased maintenance and increases the susceptibility to interference.

Aufgabe der ist es, eine Einrichtung zur Energieerzeugung unter Nutzung der Auftriebskraft zu entwickeln, welche einen einfachen konstruktiven Aufbau mit geringem Strömungswiderstand aufweist und funktionssicher arbeitet.The task of it is to develop a device for generating energy using the buoyancy force, which has a simple structural design with low flow resistance and works functionally reliable.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved with the characterizing features of the first protection claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings. Show it:

1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Einrichtung, 1 a schematic diagram of the device according to the invention,

2 eine Variante der Zuführeinrichtung in Form eines Kammersystems in der Ausgangsstellung, 2 a variant of the feeder in the form of a chamber system in the starting position,

3 das Kammersystem mit zurückgefahrenem Kolben, 3 the chamber system with retracted piston,

4 das Kammersystem mit geöffnetem Schieber zum zuführen der Luft, 4 the chamber system with open slide for supplying the air,

5 das Kammersystem mit vorfahrendem Kolben und geöffnetem Schieber, 5 the chamber system with advancing piston and open slide,

6 eine Variante ohne Kolben, bei welcher der Schieber nach der Luftzuführung schließt und das Wasser dann durch eine Ausgangsleitung aus der Kammer fließt. 6 a variant without piston, in which the slide closes after the air supply and the water then flows through an output line from the chamber.

Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Energieerzeugung, welche einen flüssigkeitsgefüllten Behälter 1 aufweist. Die Flüssigkeit ist bevorzugt Wasser. In dem Behälter 1 sind mehrere Auftriebselemente 2 angeordnet und in einem Abstand zueinander an wenigstens einem umlaufbaren Triebelement 3 befestigt und somit über dieses untereinander gekoppelt. Das Triebelement 3 ist beispielsweise ein Riemen, eine Kette oder dergleichen und weist eine obere Umlenkung 4 mit einer ersten Welle 5 und eine untere Umlenkung 6 mit einer zweiten Welle 7 auf. Die erste und/oder zweite Welle 5, 7 sind mit Mitteln zur Energieerzeugung, vorzugsweise einem hier nicht dargestellten Generator, wirkverbunden.The 1 shows a device for generating energy, which is a liquid-filled container 1 having. The liquid is preferably water. In the container 1 are several buoyancy elements 2 arranged and at a distance from each other on at least one rotatable drive element 3 attached and thus coupled with each other over this. The drive element 3 For example, is a belt, a chain or the like and has an upper deflection 4 with a first wave 5 and a lower deflector 6 with a second wave 7 on. The first and / or second wave 5 . 7 are operatively connected to means for generating energy, preferably a generator, not shown here.

Die Öffnung 2.1 jedes Auftriebselementes 2 weist entgegen der Umlaufrichtung. Das sich im Bereich der unteren Umlenkung 6 befindliche Auftriebselement 2 wird, sobald dessen Öffnung 2.1 nach unten geneigt ist, über eine sich im Boden 1.1 des Behälters befindliche Zuführung 8 mit einem Auftriebsmedium in Form von Luft L befüllt, die durch die Zuführung 8 nach oben steigt. Um abzusichern, dass sich die Luft im Auftriebskörper sammelt befindet sich über der Zuführung 8 ein nach unten und oben offenes Leitelement 9, welches sich nach oben verjüngt und unter die Öffnung 2.1 des unteren gerade umgelenkten Behälters 2 ragt, so dass das zugeführte Auftriebsmedium in die Öffnung 2.1 des zu füllenden Auftriebskörpers 2 geleitet wird.The opening 2.1 every buoyancy element 2 points opposite to the direction of rotation. This is in the area of the lower deflection 6 located buoyancy element 2 as soon as its opening 2.1 is tilted down, over one in the ground 1.1 the container located feeder 8th filled with a buoyant medium in the form of air L passing through the feeder 8th goes up. To assure that the air collects in the buoyant body is above the feeder 8th a down and up open guide 9 which tapers upwards and under the opening 2.1 the lower straight deflected container 2 protrudes, allowing the supplied buoyant medium into the opening 2.1 of the buoyant body to be filled 2 is directed.

Die Auftriebselemente 2 weisen bevorzugt gegenüber der Öffnung 2.1 einen konvex gekrümmten Boden 2.2 auf und sind napfartig und insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet. Dadurch wird ein hervorragendes Strömungsverhalten gewährleistet.The buoyancy elements 2 preferably facing the opening 2.1 a convex curved bottom 2.2 on and are cup-shaped and in particular rotationally symmetrical. This ensures excellent flow behavior.

Durch die sich mit Luft füllenden Auftriebskörper 2 steigen diese im Wasser nach oben, wobei auch deren Boden 2.2 nach oben weist. Dabei addieren sich die Auftriebskräfte F1 bis F6 der in 1 auf der linken Seite angeordneten und nach oben steigenden Auftriebskörper 2. Gelangt ein Auftriebskörper 2 in den Bereich der oberen Umlenkung 4 wird dieser zunächst schräg gestellt, so dass die Luft L nach oben entweicht und dann insgesamt um 180° gedreht, so dass der Boden 2.2 nach unten und die Öffnung 2.1 nach oben weist. Durch die Auftriebskraft laufen somit die Auftriebskörper 2, die am Triebelement befestigt sind um und durch das Triebelement werden die Wellen 5, 7 angetrieben. Die Wellen 5, 7 (eine oder beide) sind mit einem Generator über ein Untersetzungsgetriebe gekoppelt (nicht dargestellt). Wird Luft in die Auftriebskörper 2 gefüllt wird durch deren Umlaufen am Generator Strom erzeugt.Through the buoyant bodies filled with air 2 these rise up in the water, with their bottom too 2.2 points upwards. The buoyancy forces F1 to F6 of the in 1 arranged on the left side and rising up buoyancy body 2 , Get a buoyancy body 2 in the area of the upper deflection 4 this is initially tilted so that the air L escapes upwards and then rotated a total of 180 °, leaving the floor 2.2 down and the opening 2.1 points upwards. By buoyancy thus run the buoyancy bodies 2 , which are attached to the drive element around and through the drive element, the waves 5 . 7 driven. The waves 5 . 7 (one or both) are coupled to a generator via a reduction gear (not shown). Will air in the buoyancy bodies 2 is filled by the circulation generated at the generator current.

Erfindungsgemäß wird das Auftriebsmedium über eine Zuführung 8 in Form wenigstens eines Kammersystems 10 in den Behälter 1 durch dessen Boden 1.1 geführt. Eine konstruktive Variante ist in den 2 bis 5 in unterschiedlichen Arbeitstakten dargestellt.According to the invention, the buoyancy medium is supplied via a feed 8th in the form of at least one chamber system 10 in the container 1 through its bottom 1.1 guided. A constructive variant is in the 2 to 5 shown in different work cycles.

In dem Boden 1.1 des Behälters, der hier ausschnittsweise dargestellt ist, befindet sich eine Durchströmöffnung 1.2. Unter dieser ist ein vertikal verschiebbarer plattenartiger Schieber 11 angeordnet, durch welchen die Durchströmöffnung 1.2 freigebbar und verschließbar ist. Unter dem Schieber 11 ist eine Kammer 12 vorgesehen, in welcher ein Kolben 13 verschiebbar angeordnet ist. Die Kammer 13 weist im Bereich der Durchströmöffnung 1.1 eine obere Öffnung 14 auf.In the ground 1.1 the container, which is shown here in fragmentary form, there is a flow-through 1.2 , Below this is a vertically displaceable plate-like slide 11 arranged through which the flow opening 1.2 is releasable and lockable. Under the slider 11 is a chamber 12 provided in which a piston 13 slidably arranged. The chamber 13 points in the region of the flow opening 1.1 an upper opening 14 on.

2 zeigt die Ausgangsstellung, in welcher keine Luft in den Behälter geleitet wird. Dabei verschließt der Schieber 11 die Durchströmöffnung 1.2 und die obere Öffnung 14 der Kammer 12. Der Kolben 13 befindet sich in seiner hinteren Endposition. 2 shows the starting position, in which no air is fed into the container. The slide closes 11 the flow-through 1.2 and the upper opening 14 the chamber 12 , The piston 13 is in its rear end position.

Nun vollführt der Kolben 13 in Pfeilrichtung einen Rückhub, so dass die Kammer 12 freigegeben wird und in diese über eine Zuführbohrung 15 Luft einströmt. Ist gemäß 3 die Kammer 12 mit Luft L gefüllt, wird die Luftzufuhr z. B. mit einem nicht dargestellten Ventil geschlossen und der Schieber 11 in Pfeilrichtung bewegt und dadurch die Durchströmöffnung 1.2 und die obere Öffnung 14 der Kammer 12 freigegeben, wodurch gemäß 4 das Wasser in die Kammer 12 strömt und die Luft L aus der Kammer 12 in den Behälter nach oben steigt.Now the piston performs 13 in the direction of the arrow, a return stroke, leaving the chamber 12 is released and into this via a Zuführbohrung 15 Air flows in. Is according to 3 the chamber 12 filled with air L, the air supply z. B. closed with a valve, not shown, and the slide 11 moved in the arrow direction and thereby the flow-through 1.2 and the upper opening 14 the chamber 12 released, whereby according to 4 the water in the chamber 12 flows and the air L out of the chamber 12 into the container rises.

Nach Abschluss dieses Vorganges ist die Kammer 12 mit Wasser gefüllt. Um das Wasser aus der Kammer 12 zu entfernen und wieder in den Behälter zurückzudrücken wird der Kolben 13 mit einer Vorhubbewegung in die Kammer 12 geschoben, so dass das Wasser W nach oben in den Behälter gedrängt wird. Mach Abschluss dieses Vorganges befindet sich der Kolben 13 wieder in seiner Position gem. 2 und der Schieber 11 wird ebenfalls wieder in seine Ausgangsposition gem. 2 bewegt.After completion of this process is the chamber 12 filled with water. To get the water out of the chamber 12 to remove and push back into the container is the piston 13 with a Vorhubbewegung in the chamber 12 pushed so that the water W is pushed up into the container. Make the end of this process is the piston 13 again in his position gem. 2 and the slider 11 is also returned to its original position gem. 2 emotional.

Aus allen Darstellungen 2 bis 5 ist ersichtlich, dass über der Durchströmöffnung 1.2 das Leitelement 9 angeordnet ist, in welchem die Luft L durch das Wasser W nach oben geführt und gesammelt wird und dann in einen Auftriebsbehälter gelangt. Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispieles kann der Schieber 11 auch im Behälter angeordnet sein und die Durchströmöffnung von oben verschließen und freigeben.From all representations 2 to 5 it can be seen that above the flow opening 1.2 the guiding element 9 is arranged, in which the air L is guided by the water W upwards and collected and then enters a buoyancy tank. According to an embodiment not shown, the slider 11 be arranged in the container and close the flow opening from above and release.

Weiterhin ist es gemäß 6 möglich, das Wasser W aus der Kammer 12 nicht in den Behälter zurückzudrücken sondern nach dem Schließen der Durchströmöffnung 1.2 aus der Kammer über eine Ausflussleitung 16 abzuleiten oder abzupumpen (beispielsweise in den Behälter zurück) und gleichzeitig über die Zuführbohrung 15, deren Ventil geöffnet ist, Luft anzusaugen. In diesem Fall ist kein Kolben erforderlich. Ist die Kammer 12 mit Luft L gefüllt wird das entsprechende nicht dargestellte Ventil geschlossen. Nun wird der Schieber 11 verfahren und dadurch die Durchströmöffnung 1.2 freigegeben, wodurch das Wasser in die Kammer 12 strömt (die Abflussleitung 16 ist dabei geschlossen) und die Luft in dem Behälter nach oben steigt und sich in einem Auftriebskörper (hier nicht dargestellt) sammelt. Nun wird die Durchströmöffnung 1.2 mit dem Schieber 11 wieder geschlossen und die Abflussleitung 16 geöffnet und das in der Kammer 12 befindliche Wasser abgelassen und so weiter. Gemäß der vorgenannten Varianten wird somit die Luft L durch das Wasser W welches mit dem Gewicht der Wassersäule in die Kammer 12 strömt, in den Behälter eingebracht. Der Schieber 1 kann auf einem Fluidfilm oder einem anderen Lager laufen, so dass die Reibung sehr gering ist und muss in der geschlossenen Position zum Behälter bzw. der Kammer entsprechend abdichten.Furthermore, it is according to 6 possible, the water W from the chamber 12 not to push back into the container but after closing the flow-through 1.2 from the chamber via an outflow line 16 divert or pump off (for example, back into the container) and at the same time on the supply hole 15 whose valve is open to suck in air. In this case, no piston is required. Is the chamber 12 filled with air L, the corresponding valve, not shown, is closed. Now the slider 11 method and thereby the flow opening 1.2 released, causing the water in the chamber 12 flows (the drain pipe 16 is closed) and the air in the container rises and collects in a buoyancy body (not shown here). Now the flow opening 1.2 with the slider 11 closed again and the drain line 16 opened and that in the chamber 12 drained water and so on. According to the aforementioned variants, therefore, the air L through the water W which with the weight of the water column in the chamber 12 flows, introduced into the container. The slider 1 can run on a fluid film or other bearing, so that the friction is very low and must seal in the closed position to the container or the chamber accordingly.

Es ist beispielsweise möglich, die Einrichtung in Kühlwassertürmen zu betreiben, Zu Wartungszwecken sollte es möglich sein, diese aus dem Wasser zu heben.It is possible, for example, to operate the device in cooling water towers. For maintenance purposes, it should be possible to lift them out of the water.

Durch die erfindungsgemäße Anlage wird die Energieerzeugung durch des neuartige Auftriebskraftwerk revolutioniert, da das System mit einem sehr hohen Wirkungsgrad und nahezu wartungsfrei arbeitet.The system according to the invention revolutionizes energy production by the novel buoyancy power plant, since the system operates with a very high degree of efficiency and virtually maintenance-free.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 101008016009 A1 [0002]

Claims

Device for generating energy using the buoyancy force, with a liquid-filled container, In which a plurality of lift elements open on one side are fastened to a drive element that can be rotated in a direction of rotation, which has an upper deflection with a first shaft and a lower deflection with a second shaft, wherein the first and / or second shaft is operatively connected to means for generating energy are and - Wherein the opening of the buoyancy elements counter to the direction of rotation and the buoyancy elements can be filled in the region of the lower deflection via its opening with a feedable into the container via a feed buoyancy medium and - The buoyancy elements with respect to the opening have a convexly curved bottom.

Device for generating energy using the buoyancy force, with a liquid-filled container, In which a plurality of lift elements open on one side are fastened to a drive element that can be rotated in a direction of rotation, which has an upper deflection with a first shaft and a lower deflection with a second shaft, wherein the first and / or second shaft is operatively connected to means for generating energy are and - Wherein the opening of the buoyancy elements counter to the direction of rotation and the buoyancy elements can be filled in the region of the lower deflection via its opening with a feedable into the container via a feed buoyancy medium and - The buoyancy medium is fed via a feed in the form of at least one chamber system in the container.

Device according to claim 2, characterized in that the chamber system comprises a slide which adjoins a flow-through opening of the container and through which the flow-through opening can be opened and closed, wherein a chamber adjoining the slide is provided, in which a piston is displaceably arranged, such that - With the slide closed and the chamber released piston in the chamber buoyancy medium can be introduced, - Then the slide releases the flow opening of the container, which flows through the flow-through opening into the chamber liquid from the container and buoyancy medium from the chamber enters the container and that either • The piston presses the liquid in the chamber via the flow opening into the container with a forward stroke and then the slider closes again the flow-through opening of the container and in a return stroke of the piston, the chamber again with buoyancy medium is filled or • that the slide closes the flow opening and the liquid flows out of the chamber via a drain and the chamber is filled with buoyant medium.

Device according to claim 2 or 3, characterized in that the discharged from the chamber via the drain medium is again supplied to the container.

Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the slide is vertically or horizontally movable.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston is vertically or horizontally movable.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flow-through opening is arranged in the wall or in the bottom of the container.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the container in the region of the flow opening, a guide element is arranged, by means of which the supplied buoyancy medium is passed under the opening of the buoyant body to be filled.

Device according to claim 8, characterized in that the guide element tapers upwards.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the opening of a buoyancy element points in the direction of the bottom of another buoyancy element.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the bottom of the buoyancy element is substantially hemispherical curved.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that adjoins the bottom of a substantially cylindrical wall portion.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the buoyancy medium is air.

Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the liquid in the container is water.

Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that between the first and / or the second shaft and the means for generating energy at least one gear unit is arranged.

Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that it is operable in a cooling water tower.

Device according to claim 16, characterized in that it can be integrated in a cooling water tower of a disconnected industrial plant such as a power plant, in particular a nuclear power plant or a coal power plant and the like.

Device according to one of Claims 16 to 17, characterized in that the means (generator) present in the switched-off power plant are used as the means for generating energy, and thus the power plant can continue to be operated.