DE202013009283U1 - Auftriebskraftwerk - Google Patents

Auftriebskraftwerk

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DE202013009283U1 DE202013009283.1U DE202013009283U DE202013009283U1 DE 202013009283 U1 DE202013009283 U1 DE 202013009283U1 DE 202013009283 U DE202013009283 U DE 202013009283U DE 202013009283 U1 DE202013009283 U1 DE 202013009283U1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/02Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • F03B17/04Alleged perpetua mobilia

Abstract

Auftriebskraftwerk mit einem mit einer Flüssigkeit (2) gefüllten Turmkraftwerk (1), einem Zugmittelgetriebe (3) mit einem endlos, über ein erstes und ein zweites Umlenkelement (4, 5) umlaufenden Zugmittel (6, 7) und mit daran in Abständen angeordneten Halteeinrichtungen (8) für die temporäre Aufnahme von Auftriebskörpern (10), wobei das Zugmittelgetriebe (3) überwiegend innerhalb des Turmkraftwerks (1) angeordnet und von der Flüssigkeit (2) umgeben ist und das zweite Umlenkelement (5) des Zugmittelgetriebes (3) außerhalb der Flüssigkeit (2) angeordnet ist und die Auftriebskörper (10) in einem Kreislauf von dem Turmkraftwerk (1) über eine Zuführeinrichtung (11) und von dieser einzeln über eine Schleusenkammer (12, 13) erneut in das Turmkraftwerk (1) transportierbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schleusenkammer (12, 13) dem mit Flüssigkeit (2) gefüllten Turmkraftwerk (1) vorgeordnet ist und durch eine erste Schleusenkammer (12) und eine zweite Schleusenkammer (13) gebildet ist,
dass die erste Schleusenkammer (12) eine zum Turmkraftwerk (1) benachbarte, im Bereich einer ersten Öffnung (23) des Turmkraftwerks (1) angeordnete erste Trennvorrichtung (14) aufweist,
dass zwischen beiden Schleusenkammern (12, 13) eine zweite Trennvorrichtung (15) angeordnet ist,
dass die zweite Schleusenkammer (13) eine der Zuführeinrichtung (11) benachbarte, im Bereich einer zweiten Öffnung (24) der zweiten Schleusenkammer (13) angeordnete dritte Trennvorrichtung (16) aufweist,
dass innerhalb der zweiten Schleusenkammer (13) ein Schieber (22) bewegbar und positionierbar angeordnet ist und
dass die Trennvorrichtungen (14 bis 16) und der Schieber (22) flüssigkeitsdicht ausgebildet und einzeln betätigbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Auftriebskraftwerk nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
  • Ein Auftriebskraftwerk ist eine Kraft- und Arbeitsmaschine, welche eine Flüssigkeit umfasst und den statischen Auftrieb, d. h. eine der Schwerkraft eines Körpers entgegengesetzte Kraft in der Flüssigkeit nutzt. Diese Verfahrensweise ist auch als „Archimedisches Prinzip” bekannt.
  • DE 169 481 A offenbart eine Auftriebsmaschine, bei welcher die Auftriebskraft von den in einem tiefsten Punkt eines Flüssigkeitsbehälters eingeführten Schwimmkörpern an eine über Leiträder laufende, endlose Kette abgegeben wird. Hierzu ist ein Rad vorgesehen, welches in einem möglichst dicht abschließenden Gehäuse drehbar gelagert ist und am Umfang Aussparungen aufweist. In diese Aussparungen werden zum Vereinzeln an einer mit der Außenluft in Verbindung stehenden Gehäuseöffnung Schwimmkörper eingelegt, die bei der Drehung des Rades vor eine Öffnung des Flüssigkeitsbehälters kommen, um in der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters, gehalten an Schaufeln einer Triebkette aufwärts zu schwimmen. Das Gehäuse umfasst weiterhin einen Abfluss für eingedrungene Flüssigkeit, welche über einen oberhalb angeordneten Zufluss erneut in den Flüssigkeitsbehälter zuführbar ist.
  • DE 93 04 916 U1 offenbart eine Gegenkraftantriebsvorrichtung, umfassend ein endlos über Umlenkelemente umlaufendes Antriebselement mit Mitnehmern. Das Antriebselement und ein unteres Umlenkelement befinden sich in einem Behälter mit Flüssigkeit und ein oberes Umlenkelement befindet sich außerhalb des Behälters. Die Mitnehmer führen in der Flüssigkeit an der Unterseite Hohlkörper, welche nach Verlassen der Flüssigkeit in einen Bevorratungsraum zugeführt werden.
  • Weiterhin ist eine unterhalb des Bevorratungsraums angeordnete, sich in den Behälter mit Flüssigkeit erstreckende Beschickungseinrichtung vorgesehen, welche die über den Bevorratungsraum zugeführten Hohlkörper zum Vereinzeln aufnimmt und diese über eine Auslassöffnung einer Führungseinrichtung innerhalb des Behälters zuführt. Nach Öffnen einer Einlassöffnung können die Hohlkörper aus eigener Kraft in die Beschickungseinrichtung eintreten. Die Beschickungseinrichtung umfasst einen, mit einem Antrieb gekoppelten Kolben sowie die Einlassöffnung mit Einlassverschluss, eine Auslassöffnung mit Auslassverschluss und einer Auspressöffnung mit Auspressöffnungsventil. Mittels des antreibbaren Kolbens werden die Hohlkörper einzeln über die Beschickungseinrichtung zum Behälter mit Flüssigkeit transportiert. Die Beschickungseinrichtung erstreckt sich bis in den Behälter mit Flüssigkeit und jeder einzelne Hohlkörper wird bei geöffnetem Auslassverschluss in den Behälter mit Flüssigkeit zugeführt. Dabei dringt anteilig Flüssigkeit aus dem Behälter in die Beschickungseinrichtung, danach wird der Auslassverschluss geschlossen und der antreibbare Kolben transportiert die eingedrungene Flüssigkeit in Richtung des Auspressventils, so dass die eingedrungene Flüssigkeit wieder in den Behälter zugeführt wird. Über ein Regelsystem werden der Einlassverschluss und der Auslassverschluss entsprechend der jeweiligen Kolbenstellung vom Antrieb geregelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Auftriebskraftwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte Zuführung von Auftriebskörpern in einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Behälter (Turmkraftwerk) gestatten.
  • Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Ausbildungsmerkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung ist darin begründet, dass das Auftriebskraftwerk einen einfachen Aufbau aufweist und die Wirkungsweise durch einfache Arbeitsschritte charakterisiert ist. Eine einem Behälter mit Flüssigkeit (Turmkraftwerk) vorgeordnete, zweiteilige Schleusenkammer (erste und zweite Schleusenkammer) umfasst lediglich mehrere Trennvorrichtungen, welche jeweils vorhandene Öffnungen zu einer Zuführeinrichtung für Auftriebskörper, innerhalb der zweiteiligen Schleusenkammer und zum mit Flüssigkeit gefüllten Behälter (Turmkraftwerk) des Auftriebskraftwerks öffnen oder schließen, wobei deren Funktionen auch mittels einer Steuerungseinrichtung nach einem hinterlegten Arbeitsprinzip realisiert werden können. Zur Unterstützung des Transports der Auftriebskörper innerhalb der Schleusenkammern sowie zum Abdichten der Schleusenkammer, speziell der zweiten Schleusenkammer, ist ein Schieber vorgesehen, welcher in verschiedene Positionen bewegbar und positionierbar ist. Bevorzugt ist der Schieber mit einem Antrieb gekoppelt und ist mit einer Steuereinrichtung schaltungs- und signaltechnisch in Wirkverbindung. Die Auftriebskörper können die erste Schleusenkammer in Richtung des mit Flüssigkeit gefüllten Behälters (Turmkraftwerk) ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie Räder oder Kolben, verlassen, d. h. lediglich mittels des statischen Auftriebs.
  • Das aus DE 169 481 A bekannte, in einem Gehäuse umlaufende Rad, welches in seinen Aussparungen temporär Schwimmkörper (Auftriebskörper) aufnimmt, ist somit nicht erforderlich. Ebenso ist eine aus DE 93 04 916 U1 bekannte Beschickungseinrichtung, welche sich in den Behälter mit Flüssigkeit erstreckt und mit einem antreibbaren Kolben die Hohlkörper zum und in den Behälter mit Flüssigkeit transportiert, nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu verbleibt der Schieber in seinen Positionen bzw. auf seinem Hubweg stets innerhalb der zweiten Schleusenkammer. Ein Transport der Auftriebskörper mittels Kolben in den mit Flüssigkeit gefüllten Behälter (Turmkraftwerk) entfällt. Die in die beiden Schleusenkammern eindringende Flüssigkeit muss nicht über ein Auspressventil in den mit Flüssigkeit gefüllten Behälter zurückgeführt werden. Vielmehr verdrängt der Schieber während seiner Hubbewegung in Richtung des Turmkraftwerks die eingedrungene Flüssigkeit aus der zweiten Schleusenkammer.
  • Als zweiter Aspekt kann genannt werden, dass die Trennvorrichtungen im Bereich der zweiteiligen Schleusenkammer (erste und zweite Schleusenkammer) manuell oder bevorzugt gesteuert betätigt werden können. Hierzu ist die Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche schaltungs- und signaltechnisch mittels Betätigungsvorrichtungen, z. B. Antrieben, auf die Trennvorrichtungen wirkt. In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Steuerungseinrichtung ebenso mit einem im Wesentlichen innerhalb des Behälters mit Flüssigkeit (Turmkraftwerk) angeordneten Zugmittelgetriebe schaltungs- und signaltechnisch gekoppelt sein.
  • Als dritter Aspekt kann genannt werden, dass die Trennvorrichtungen der Schleusenkammer einheitliche oder unterschiedliche Bauarten aufweisen können. So können die Trennvorrichtungen beispielsweise durch linear bewegbare Schieber und/oder mittels Drehgelenk (e) schwenkbare Abschottungen gebildet sein. Die Trennvorrichtungen realisieren die Öffnungs- und Schließfunktionen an der zweiteiligen Schleusenkammer und dichten die jeweilige Schleusenkammer selbst sowie die jeweils benachbarten Bauteile, wie den mit Flüssigkeit gefüllten Behälter (Turmkraftwerk) und die Zuführeinrichtung für die Auftriebskörper ab.
  • Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
  • 1 ein Auftriebskraftwerk,
  • 2 die Schleusenkammern des Auftriebskraftwerks.
  • Ein Auftriebskraftwerk umfasst einen mit einer Flüssigkeit 2 gefüllten Behälter als Turmkraftwerk 1 und ein Zugmittelgetriebe 3 mit einem endlos, über ein erstes und ein zweites Umlenkelement 4, 5 umlaufenden Zugmittel, welches ein Lasttrum 7 (Zugtrum) und ein Leertrum 6 aufweist. In einfacher Ausbildung kann das Zugmittelgetriebe 3 als Kettentrieb ausgebildet sein. An dem Zugmittelgetriebe 3 bzw. dem Zugmittel 6, 7 sind in Abständen angeordnete Halteeinrichtungen 8 für die temporäre Aufnahme von Auftriebskörpern 10 vorgesehen. Bei Bedarf kann an jeder Halteeinrichtung 8 ein Auswerfelement 9 angeordnet sein, welches die Übergabe eines Auftriebskörpers 10 in Richtung einer Zuführeinrichtung 11 unterstützt. Das Zugmittelgetriebe 3 ist dabei überwiegend innerhalb des Turmkraftwerks 1 angeordnet und ist von der Flüssigkeit 2 umgeben. Lediglich das zweite Umlenkelement 5 des Zugmittelgetriebes 3 ist außerhalb der Flüssigkeit 2 angeordnet. Bevorzugt ist das Turmkraftwerk 1 in vertikaler Erstreckung (1) ausgebildet und das zweite Umlenkelement 5 (mit Teilen des Zugmittelgetriebes 3) ist oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus 19, d. h. außerhalb der Flüssigkeit 2 angeordnet. Somit ist das Turmkraftwerk 1 nach oben offen. Die Auftriebskörper 10 sind mittels der Schwerkraft in einem Kreislauf von dem Turmkraftwerk 1 über die Zuführeinrichtung 11 und von dieser einzeln über eine zweiteilige Schleusenkammer 12, 13 (erste und zweite Schleusenkammer 12, 13) in das Turmkraftwerk 1 transportierbar.
  • Die erste und zweite Schleusenkammer 12, 13 sind dem mit der Flüssigkeit 2 gefüllten Turmkraftwerk 1 zusammenhängend vorgeordnet, wobei die erste Schleusenkammer 12 dem Turmkraftwerk 1 unmittelbar benachbart ist. Die Schleusenkammern 12, 13 sind im Wesentlichen geschlossen ausgebildet. Das Turmkraftwerk 1 umfasst eine erste Öffnung 23, welche derart dimensioniert ist, dass ein Auftriebskörper 10 die erste Öffnung 23 – ausgehend von der ersten Schleusenkammer 12 – in Richtung des Turmkraftwerks 1 passieren kann. Die zweite Schleusenkammer 13 ist der ersten Schleusenkammer 12 unmittelbar vorgeordnet und ist mit der benachbarten Zuführeinrichtung 11 in Wirkverbindung. Dabei umfasst die zweite Schleusenkammer 13 eine zweite Öffnung 24, welche derart dimensioniert ist, dass ein Auftriebskörper 10 – ausgehend von der Zuführeinrichtung 11 – die zweite Öffnung 24 in Richtung der zweiten Schleusenkammer 13 passieren kann.
  • Die beiden Schleusenkammern 12, 13 umfassen bzw. speziell die erste Schleusenkammer 12, umfasst eine dem behälterförmigen Turmkraftwerk 1 benachbarte, erste Trennvorrichtung 14. Die erste Trennvorrichtung 14 ist im Bereich der ersten Öffnung 23 angeordnet und dient dem Öffnen und Schließen der ersten Öffnung 23. Weiterhin umfassen die beiden Schleusenkammern 12, 13 eine zweite Trennvorrichtung 15, welche zwischen beiden Schleusenkammern 12, 13 angeordnet ist. Die zweite Trennvorrichtung 15 dient dem Öffnen und Schließen der aneinander grenzenden Schleusenkammern 12, 13. Speziell die zweite Schleusenkammer 13 umfasst einen antreibbaren Schieber 22, welcher innerhalb dieser Schleusenkammer 13 bewegbar und positionierbar ist. Die zweite Schleusenkammer 13 umfasst eine der Zuführeinrichtung 11 benachbarte, im Bereich der zweiten Öffnung 24 (der Schleusenkammer 13) angeordnete dritte Trennvorrichtung 16. Die dritte Trennvorrichtung 14 dient dem Öffnen und Schließen der zweiten Öffnung 24.
  • Weiterhin sind die Trennvorrichtungen 14 bis 16 sowie der Schieber 22 gegenüber der Flüssigkeit 2 flüssigkeitsdicht ausgebildet und einzeln betätigbar. Die Trennvorrichtungen 14 bis 16 können manuell betätigt werden. Die 1 und 2 zeigen das bevorzugt jede der Trennvorrichtungen 14 bis 16 schaltungs- und signaltechnisch mit einer Steuerungseinrichtung 17 gekoppelt ist. In der Steuerungseinrichtung 17 oder in einem mit der Steuerungseinrichtung 17 korrespondierenden Rechner ist das Arbeitsprinzip zur Realisierung der Betätigung (Öffnen/Schließen) der jeweiligen Trennvorrichtung 14 bis 16 hinterlegt. Weiterhin ist der Schieber 22 mit einem nicht gezeigten Antrieb gekoppelt und mit der Steuerungseinrichtung 17 schaltungs- und signaltechnisch gekoppelt. In der Steuerungseinrichtung 17 oder in einem mit der Steuerungseinrichtung 17 korrespondierenden Rechner ist das Arbeitsprinzip zum Bewegen und Positionieren des antreibbaren Schiebers 22 innerhalb der zweiten Schleusenkammer 13 hinterlegt.
  • Bevorzugt ist die Zuführeinrichtung 11 mit einem umlaufenden Zugmittelgetriebe ausgebildet, welches im Wesentlichen ähnlich dem Zugmittelgetriebe 3 (des Turmkraftwerks 1) ausgebildet sein kann. Ein derartiges Zugmittelgetriebe umfasst wiederum ein erstes Umlenkelement 4, ein zweites Umlenkelement 5, ein Leertrum 6 und ein Lasttrum 7 sowie Halteeinrichtungen 8 für die Einzelaufnahme der Auftriebskörper 10. Zwischen dem Zugmittelgetriebe 3 des Turmkraftwerks 1 sowie dem Zugmittelgetriebe der Zuführeinrichtung 11 können Leiteinrichtungen 20 vorgesehen sein, welche die Übergabe der Auftriebskörper 10 vom Turmkraftwerk 1 zur Zuführeinrichtung 11 unterstützen.
  • In vorteilhafter Ausbildung ist erste Schleusenkammer 12 (mit vorgeordneter zweiten Schleusenkammer 13) dem unteren Bereich des Turmkraftwerks 1 vorgeordnet.
  • Zur Verbesserung des Auftriebs der einzelnen Auftriebskörper 10 kann die erste Schleusenkammer 12 in einem, vorzugsweise spitzen Winkel α zum behälterförmigen Turmkraftwerk 1 geneigt angeordnet sein (2). Insbesondere der obere Abschluss der ersten Schleusenkammer 12 kann in einem spitzen Winkel α zum Turmkraftwerk 1 geneigt ausgebildet sein. Der bevorzugte spitze Winkel α liegt in einem Bereich von α = 20° bis 60°.
  • Zum Öffnen und Schließen sind die Trennvorrichtungen 14 bis 16 bevorzugt mit Betätigungseinrichtungen gekoppelt. Beispielsweise können dies Arbeitszylinder oder Stellmotoren sein, welche schaltungs- und signaltechnisch mit der Steuerungseinrichtung 17 gekoppelt sind. Bevorzugt ist jede Trennvorrichtung 14 bis 16 mit je einer Betätigungseinrichtung gekoppelt. Je nach Ausbildung sind die Trennvorrichtungen 14 bis 16 zum Öffnen und Schließen linear bewegbar ausgebildet. Alternativ können die Trennvorrichtungen 14 bis 16 um wenigstens eine Drehachse bewegbar ausgebildet sein.
  • Die Umlenkelemente 4, 5 des Zugmittelgetriebes 3 umfassen wenigstens eine Achse, welche als Welle 18 ausgebildet mit wenigstens einem Generator gekoppelt ist. 1 zeigt, dass beide Umlenkelemente 4, 5 mit je einer Welle 18 ausgebildet sind und mit je einem Generator in Wirkverbindung stehen können. In einer bevorzugten Ausbildung kann die Zuführeinrichtung 11, beispielsweise insbesondere deren zweites Umlenkelement 5, mit einem Antriebsmechanismus 21 gekoppelt sein, welcher mit der Welle 18, beispielsweise des zweiten Umlenkelements 5 des Turmkraftwerks 1 in Wirkverbindung ist.
  • Die Steuerungseinrichtung 17 kann in einer Weiterbildung ebenso mit dem Zugmittelgetriebe 3 und/oder der Zuführeinrichtung 11 schaltungs- und signaltechnisch gekoppelt sein.
  • Die Wirkungsweise des Auftriebskraftwerks ist wie folgt. Das behälterförmige Turmkraftwerk 1 ist bzw. wird mit der Flüssigkeit 2 bis zu einem definierten Flüssigkeitsniveau 19 befüllt. Beim Startvorgang kann das Füllen des Turmkraftwerks 1 mit Flüssigkeit 2 stufenweise unter Berücksichtigung der im Turmkraftwerk 1 befindlichen Auftriebskörper 10 erfolgen. Der Zuführeinrichtung 11 werden die Auftriebskörper 10 zugeführt und in Folge der Schwerkraft in Richtung der zweiten Schleusenkammer 13 transportiert. Im Bereich der zweiten Öffnung 24 ist die dritte Trennvorrichtung 16 in dieser Phase in Schließposition. Innerhalb der zweiten Schleusenkammer 13 ist der Schieber 22 in seiner Ausgangsposition P1 positioniert. Die Ausgangsposition P1 ist dadurch definiert, dass diese sich am weitesten vom Turmkraftwerk 1 und der zweiten Öffnung 24 entfernt befindet (2). In dieser Phase sind die zweite Trennvorrichtung 15 und die erste Trennvorrichtung 14 jeweils in Schließposition.
  • Zum Startvorgang wird die dritte Trennvorrichtung 16 temporär geöffnet (Position Trennvorrichtung 16') und ein einzelner Auftriebskörper 10 wird in die zweite Schleusenkammer 13 zugeführt. Anschließend wird die dritte Trennvorrichtung 16 in Schließposition verbracht, so dass keine weiteren Auftriebskörper 10 in die zweite Schleusenkammer 13 zuführbar sind. Danach wird die zweite Trennvorrichtung 15 temporär geöffnet, so dass beide Schleusenkammern 12, 13 ein Einheit bilden. Die erste Trennvorrichtung 14 ist in dieser Phase weiterhin in Schließposition. Falls das Auftriebskraftwerk vorher im Betrieb war, kann in die erste Schleusenkammer 12 bereits eingedrungene Flüssigkeit sich in Folge der geöffneten, zweiten Trennvorrichtung 15 in die zweite Schleusenkammer 13 ausbreiten. Danach wird der Schieber 22 aus der Ausgangsposition P1 linear in die Zwischenposition P2 (Schieber 22') bewegt und positioniert, wobei in der Bewegungsphase des Schiebers 22 der Auftriebskörper 10 in Richtung des Turmkraftwerks 1 transportiert wird und Flüssigkeit 2 in Richtung der ersten Schleusenkammer 12 verdrängt wird. Danach oder gleichzeitig wird die erste Trennvorrichtung 14 geöffnet. Die Zwischenposition P2 des Schiebers 22 befindet sich annähernd im Bereich der zweiten Öffnung 24. Danach wird der Schieber 22 aus der Zwischenposition P2 (Schieber 22') linear in die Endposition P3 (Schieber 22'') bewegt und positioniert, wobei in dieser Bewegungsphase des Schiebers 22 der Auftriebskörper 10 weiter in Richtung des Turmkraftwerks 1 transportiert und Flüssigkeit 2 in Richtung der ersten Schleusenkammer 12 bzw. des Turmkraftwerks 1 verdrängt wird. Die Endposition P3 des Schiebers 22'' befindet sich innerhalb der zweiten Schleusenkammer 13 und ist der zweiten Trennvorrichtung 15 unmittelbar benachbart. Der gesamte Hubweg des Schiebers 22 ist somit durch die Ausgangsposition P1 und die Endposition P3 definiert.
  • Danach wird die zweite Trennvorrichtung 15 aus der geöffneten Position 15' in die in Schließposition verbracht. Der Auftriebskörper 10 befindet sich zwischen der nunmehr geschlossenen, zweiten Trennvorrichtung 15 und der geöffneten, ersten Trennvorrichtung 14 und somit in der ersten Schleusenkammer 12. In Folge des Auftriebs dringt der Auftriebskörper 10 in das Turmkraftwerk 1 ein und legt sich an eine Unterseite der Halteeinrichtung 8 an. Danach bewegt sich der Schieber 22'' aus der Endposition P3, über die Zwischenposition P2 (Schieber 22') auf die Ausgangsposition P1 (Schieber 22) zurück. Gleichzeitig wird die erste Trennvorrichtung 14 in Schließposition verbracht. Danach beginnt erneut der Startvorgang und die Wirkungsweise kann kontinuierlich durchgeführt werden, indem die dritte Trennvorrichtung 16 temporär geöffnet (Position Trennvorrichtung 16') und ein weiterer, einzelner Auftriebskörper 10 in die zweite Schleusenkammer 13 zugeführt wird usw.
  • Die oben beschriebene Wirkungsweise wird mehrfach wiederholt, so dass das Zugmittelgetriebe 3 in Folge des statischen Auftriebs der Auftriebskörper 10 in Bewegung bringbar ist. Die Auftriebskörper 10 steigen auf und versetzen das Zugmittelgetriebe 3 in Bewegung. Erreicht ein Auftriebskörper 10 die Oberseite des Flüssigkeitsniveaus 19, so bewegt sich das Zugmittelgetriebe 3 weiter und die Halteeinrichtung 8 gibt den Auftriebskörper 10 frei. Die nachfolgende Halteeinrichtung 8 transportiert mit dem Auswerfelement 9 den Auftriebskörper 10 in Richtung der Zuführeinrichtung 11.
  • Die Bewegungsphasen des Öffnens und Schließens der Trennvorrichtungen 14 bis 16 sowie des Schiebers 22 bis 22'' sind mittels Betätigungseinrichtungen realisierbar. Hierzu sind die Betätigungseinrichtungen bevorzugt mittels Steuersignal der Steuerungseinrichtung 17 antreibbar.
  • Die Arbeitsweise erfolgt in nachstehender Reihenfolge:
    Im Ausgangszustand ist oder wird das Turmkraftwerk 1 mit Flüssigkeit 2 befüllt und die zum Turmkraftwerk 1 benachbarte erste Trennvorrichtung 14, die zweite Trennvorrichtung 15 innerhalb der Schleusenkammern 12, 13 und die zur Zuführeinrichtung 11 benachbarte, dritte Trennvorrichtung 16 sind jeweils geschlossen. Der Schieber 22 ist auf Ausgangsposition P1.
  • 1. Schritt:
  • Die dritte Trennvorrichtung 16 wird zur Zuführeinrichtung 11 geöffnet und ein Auftriebskörper 10 wird in Folge der Schwerkraft in die zweite Schleusenkammer 13 transportiert und danach wird die dritte Trennvorrichtung 16 geschlossen.
  • 2. Schritt:
  • Die zweite Trennvorrichtung 15 zwischen der ersten und zweiten Schleusenkammer 12, 13 wird geöffnet, die in die erste Schleusenkammer 12 möglicherweise eingedrungene Flüssigkeit 2 verteilt sich auf beide Schleusenkammern 12, 13, und der Schieber 22 bewegt sich auf die Zwischenposition P2, wird dort positioniert und gleichzeitig wird die erste Trennvorrichtung 14 geöffnet. Dabei wird der Auftriebskörper 10 vom Schieber 22 aus der zweiten Schleusenkammer 13 in Richtung der ersten Schleusenkammer 12 bewegt.
  • 3. Schritt:
  • Der Schieber 22 bewegt sich von der Zwischenposition P2 auf die Endposition P3 und die zweite Trennvorrichtung 15 wird geschlossen. Der Auftriebskörper 10 befindet sich in der ersten Schleusenkammer 12 und wird in Folge des statischen Auftriebs in das Turmkraftwerk 1 bewegt. Hierbei passiert der Auftriebskörper 10 die erste Öffnung 23.
  • 4. Schritt:
  • Der Schieber 22 bewegt sich von der Endposition P3 auf die Ausgangsposition P1 zurück und die erste Trennvorrichtung 14 wird geschlossen.
  • Im Dauerbetrieb folgt dem 4. Schritt kontinuierlich wiederum der 1. Schritt sowie die nachfolgenden Schritte usw.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Turmkraftwerk
    2
    Flüssigkeit
    3
    Zugmittelgetriebe
    4
    erstes Umlenkelement
    5
    zweites Umlenkelement
    6
    Leertrum
    7
    Lasttrum (Zugtrum)
    8
    Halteeinrichtung
    9
    Auswerfelement
    10
    Auftriebskörper
    11
    Zuführeinrichtung
    12
    erste Schleusenkammer
    13
    zweite Schleusenkammer
    14
    erste Trennvorrichtung
    15
    zweite Trennvorrichtung
    16
    dritte Trennvorrichtung
    17
    Steuerungseinrichtung
    18
    Welle
    19
    Flüssigkeitsniveau
    20
    Leiteinrichtung
    21
    Antriebsmechanismus
    22
    Schieber
    23
    erste Öffnung
    24
    zweite Öffnung
    α
    Winkel
    P1
    Ausgangsposition
    P2
    Zwischenposition
    P3
    Endposition
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 169481 A [0003, 0009]
    • DE 9304916 U1 [0004, 0009]

Claims (9)

  1. Auftriebskraftwerk mit einem mit einer Flüssigkeit (2) gefüllten Turmkraftwerk (1), einem Zugmittelgetriebe (3) mit einem endlos, über ein erstes und ein zweites Umlenkelement (4, 5) umlaufenden Zugmittel (6, 7) und mit daran in Abständen angeordneten Halteeinrichtungen (8) für die temporäre Aufnahme von Auftriebskörpern (10), wobei das Zugmittelgetriebe (3) überwiegend innerhalb des Turmkraftwerks (1) angeordnet und von der Flüssigkeit (2) umgeben ist und das zweite Umlenkelement (5) des Zugmittelgetriebes (3) außerhalb der Flüssigkeit (2) angeordnet ist und die Auftriebskörper (10) in einem Kreislauf von dem Turmkraftwerk (1) über eine Zuführeinrichtung (11) und von dieser einzeln über eine Schleusenkammer (12, 13) erneut in das Turmkraftwerk (1) transportierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (12, 13) dem mit Flüssigkeit (2) gefüllten Turmkraftwerk (1) vorgeordnet ist und durch eine erste Schleusenkammer (12) und eine zweite Schleusenkammer (13) gebildet ist, dass die erste Schleusenkammer (12) eine zum Turmkraftwerk (1) benachbarte, im Bereich einer ersten Öffnung (23) des Turmkraftwerks (1) angeordnete erste Trennvorrichtung (14) aufweist, dass zwischen beiden Schleusenkammern (12, 13) eine zweite Trennvorrichtung (15) angeordnet ist, dass die zweite Schleusenkammer (13) eine der Zuführeinrichtung (11) benachbarte, im Bereich einer zweiten Öffnung (24) der zweiten Schleusenkammer (13) angeordnete dritte Trennvorrichtung (16) aufweist, dass innerhalb der zweiten Schleusenkammer (13) ein Schieber (22) bewegbar und positionierbar angeordnet ist und dass die Trennvorrichtungen (14 bis 16) und der Schieber (22) flüssigkeitsdicht ausgebildet und einzeln betätigbar sind.
  2. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Trennvorrichtungen (14 bis 16) und der Schieber (22) schaltungs- und signaltechnisch mit einer Steuerungseinrichtung (17) gekoppelt sind.
  3. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammern (12, 13) dem unteren Bereich des Turmkraftwerks (1) vorgeordnet ist.
  4. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schleusenkammer (12) in einem Winkel (α) zum Turmkraftwerk (1) geneigt angeordnet ist.
  5. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtungen (14 bis 16) linear bewegbar ausgebildet sind.
  6. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtungen (14 bis 16) um eine Drehachse bewegbar ausgebildet sind.
  7. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtungen (14 bis 16) mit je einer Betätigungseinrichtung gekoppelt sind.
  8. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse wenigstens eines der Umlenkelemente (4, 5) als Welle (18) ausgebildet ist, welche mit einem Generator gekoppelt ist.
  9. Auftriebskraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (3) schaltungs- und signaltechnisch mit der Steuerungseinrichtung (17) gekoppelt ist.
DE202013009283.1U 2013-10-19 2013-10-19 Auftriebskraftwerk Expired - Lifetime DE202013009283U1 (de)

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