DE215657C

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Publication number: DE215657C
Application number: DENDAT215657D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 215657 KLASSE 88 b. GRUPPE- M 215657 CLASS 88 b. GROUP

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage, mittels deren die Triebkraft unregelmäßig auftretender Naturkräfte in Wasserkraft umgewandelt und aufgespeichert werden kann, welche sodann zu beliebiger Zeit zur Leistung von Arbeit benutzt werden soll. Gewisse Naturkräfte, wie z. B. der Wind oder die Sonnenwärme,' treten in unregelmäßigen Abständen auf und haben eine sehr ungleichmäßige Stärke.The present invention relates to a system by means of which the driving force is irregular occurring natural forces can be converted into hydropower and stored, which is then to be used at any time for the performance of work. Certain forces of nature such as B. the wind or the sun's heat, 'occur at irregular intervals and have a very uneven strength.

ίο Um sie ausnutzen zu können, ist es daher er-' forderlich, zu geeigneter Zeit ihr Arbeitsvermögen aufzuspeichern. Der vorliegenden Erfindung gemäß geschieht dies in der Weise, daß Wasser in bekannter Weise auf eine sehr bedeutende Höhe gehoben und sodann zwecks Arbeitsleistung in die ursprüngliche Tiefe wieder sinken gelassen wird, dabei aber der Hochbehälter nicht wie bisher in der beabsichtigten Druckhöhe über der Erdoberfläche auf einem turm- oder gerüstartigen Unterbau, sondern an oder nahe der Erdoberfläche und der Tiefbehälter unter der Erdoberfläche, angeordnet ist. Das sinkende Wasser treibt eine Turbine o. dgl., die zweckmäßigerweise mit irgendeiner Arbeitsmaschine gekuppelt ist.ίο In order to be able to take advantage of it, it is therefore necessary it is necessary to store up their work capacity at a suitable time. The present invention accordingly this is done in such a way that water in a known manner in a very significant height is raised and then allowed to sink back to the original depth for the purpose of work performance, but the elevated tank is thereby not as before in the intended pressure height above the earth's surface on one tower-like or scaffold-like substructure, but on or near the surface of the earth and the deep tanks below the surface of the earth. The sinking water drives a turbine or the like, which is expediently coupled to any work machine.

In beiliegender Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigtIn the accompanying drawing, several embodiments of the invention are illustrated, namely shows

Fig. ι eine Ausführungsform unter Zugrundelegung eines Windrades. Der eine Wasserbehälter ist statt wie bisher über der Erdoberflä he in bedeutender Tiefe unter der Erdoberfläche angeordnet.Fig. Ι an embodiment on the basis of a wind turbine. One of the water tanks is above the earth's surface instead of as before he is located at a considerable depth below the surface of the earth.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform unter Zugrundelegung einer durch die Sonnenwärme getriebenen Kraftmaschine.Fig. 2 shows a similar embodiment based on the heat generated by the sun driven prime mover.

Fig. 3 zeigt die- Verbindung der Einrichtung mit einer elektrischen Verteilungsanlage.Fig. 3 shows the connection of the device to an electrical distribution system.

Bisher haben nur diejenigen Einrichtungen zur Aufspeicherung von Kraft sich bewährt, bei denen elektrische Sammelbatterien zur Anwendung kamen. Andere Anlagen haben sich hauptsächlich deswegen nicht bewährt, weil es unmöglich war, ein genügend hohes Gefälle bei der üblichen Anwendung künstlicher Wasserbehälter zu erzielen, und weil derartige Behälter bei der üblichen Ausführungsweise und Aufstellung bei sehr hohen Anlagekosten einer sehr schnellen Abnutzung ausgesetzt waren. Das Anwendungsgebiet der Sammelbatterien ist gleichfalls ein sehr beschränktes gewesen, da unter gewöhnlichen Verhältnissen der Preis der Batterie so groß wird, daß einerseits infolge der hohen Anlagekosten, andererseits infolge des geringen Wirkungsgrades der Anlage der Betrieb der Anwendung gewöhnlicher Kraftmaschinen gegenüber keine Vorteile bietet. Ein wesentlicher Nachteil der Sammelbatterien besteht darin, daß etwa 10 bis 20 Prozent des elektrischen Arbeitsvermögens beim Laden und ungefähr ebensoviel beim Entladen verloren gehen. Die vorliegende Erfindung hat den bisher angewandten Einrichtungen gegenüber den Vorteil sehr geringer Anlagekosten, da sowohl die Anwendung von Sammelbatterien, wie auch die Aufstellung von Wasserbehältern auf hohen Gerüsten gänzlich vermieden wird und in sehr einfacher Weise ein sehr hohes Wassergefälle erzielt wird.So far, only those devices for storing power have proven themselves, where electrical collection batteries were used. Other plants have turned mainly because it was impossible to achieve a sufficiently high gradient at the usual use of artificial water tanks, and because such tanks with the usual method of execution and installation with very high investment costs, a very were exposed to rapid wear and tear. The area of application of the collection batteries is it was also a very limited one, since under ordinary circumstances the price the battery is so large that on the one hand as a result of the high investment costs, on the other hand as a result the low efficiency of the system, the operation of the application of ordinary prime movers offers no advantages over. A major disadvantage of the accumulator batteries is that about 10 to 20 percent of the electrical work capacity when charging and about the same amount is lost when unloading. The present invention has so far Applied facilities compared to the advantage of very low investment costs, since both the use of collection batteries, as well as the installation of water tanks high scaffolding is completely avoided and in a very simple way a very high water gradient is achieved.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zwecks Erzielung eines hohen Wassergefälles ein Schacht 1 abgeteuft. In der Nähe derIn the embodiment according to FIG. 1, in order to achieve a high water gradient a shaft 1 sunk. Near the

Schachtmündung sind die oberen Behälter 2, 2' angeordnet. "Um das Gefrieren des Wassers im Winter und gleichzeitig das Rosten der Behälter zu verhindern, empfiehlt es sich, dem Wasser ein Alkali, z. B. Kalk, zuzusetzen. Am unteren Schachtende ist eine Reihe von Kammern 3 vorhanden, die nach Art von Minengängen ausgegraben sind. Über den Kammern 3 ist ein Raum 4 zur Aufnahme einer Dynamomaschine 5, einer Turbine 6 und einer Pumpe 7 vorgesehen. Die Pumpe 7 ist durch ein entsprechendes Gestänge mit der Windmühle 8 gekuppelt. Von den an der Oberfläche angeordneten Behältern führt eine Rohr-The upper containers 2, 2 'are arranged at the mouth of the shaft. "About the freezing of the water in winter and to prevent the containers from rusting at the same time, it is advisable to use the Water an alkali, e.g. B. lime to add. At the lower end of the shaft is a row of Chambers 3 available, which are excavated in the manner of mine tunnels. Above the chambers 3 is a space 4 for receiving a Dynamo machine 5, a turbine 6 and a pump 7 are provided. The pump 7 is through a corresponding linkage is coupled to the windmill 8. From those on the surface arranged containers leads a pipe

t5 leitung 9 zur Turbine und eine zweite Rohrleitung 10 zur Pumpe. Die Säugleitung der Pumpe und die Auslaßleitung der Turbine sind mit den Wasserbehältern 3 verbunden. Die Wirkungsweise ist folgende: Das Wasser wird durch die vom Windrade getriebene Pumpe 7 aus den unterirdischen Behältern 3 in die an der Oberfläche befindlichen Behälter gehoben. Soll die aufgespeicherte Kraft in Arbeit umgesetzt werden, so wird durch Öffnen des Ab-Schlusses 11 am oberen Ende der Rohrleitung 9 die Turbine 6 in Gang gesetzt und mittels der Dynamomaschine 5 Strom erzeugt, der zum Antrieb von Maschinen oder für Beleuchtungszwecke benutzt werden kann. Es ist ein wesent- liches Merkmal der Erfindung, daß keine über der Erdoberfläche auf Gerüsten o. dgl. aufzustellenden Behälter zur Erzielung der Druckhöhe erforderlich sind. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Wasser überhaupt nicht über die Oberfläche gehoben. Die Anordnung der Behälter 3 unter der Erdoberfläche hat den Vorteil einer wesentlichen Verringerung der Herstellungs- und Erhaltungskosten und ermöglicht die Erzielung eines sehr hohen Gefälles.t5 line 9 to the turbine and a second pipe 10 to the pump. The suction line of the pump and the discharge line of the turbine are connected to the water tanks 3. The mode of action is as follows: The water becomes by the pump 7 driven by the wind turbine from the underground containers 3 into the the container located on the surface. Should the stored power be converted into work are, by opening the closure 11 at the upper end of the pipeline 9 the turbine 6 set in motion and generated by means of the dynamo 5 electricity, the Can be used to drive machines or for lighting purposes. It is an essential Liches feature of the invention that no above the surface of the earth on scaffolding o. The like. To be set up Containers are required to achieve the pressure head. In the embodiment described, the water is used at all not lifted above the surface. The arrangement of the containers 3 below the surface of the earth has the advantage of a substantial reduction the production and maintenance costs and enables a very high gradient to be achieved.

Der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine durch die Sonnenwärme betriebene Kraftmaschine zugrunde gelegt. D'ese besteht im wesentlichen aus einer vorzugsweise mit durchsichtiger Decke 12 und mit drehbaren Schiebern 13 ausgestatteten Kammer 11'. Die. Kammer ist mit einer Reihe von Kühlröhren 14 versehen und steht mit einer Heißluftmaschine 15 in Verbindung, deren Kolben hier unmittelbar mit dem Kolben der Pumpe 16 verbunden ist. Im übrigen ist die Anordnung der vorher beschriebenen gleich. Wenn die Schieber 13 in der Offenstellung sich befinden, wird die Luft in der Kammer 11' erwärmt, und der Kolben der Maschine 15 bewegt sich nach abwärts unter Mitnahme des Pumpenkolbens 16.. Am .Ende des Hubes werden unter Vermittlung einer entsprechenden Vorrichtung die Schieber geschlossen, und es wird ein Kühlmittel durch die Röhren . 14 durchgeleitet. Infolgedessen sinkt die Temperatur in der Kammer 11', und die beiden Kolben bewegen sich nach aufwärts.The embodiment of FIG. 2 is a solar powered engine based on. D'ese consists essentially of a preferably transparent Ceiling 12 and chamber 11 'equipped with rotatable slides 13. The. chamber is provided with a series of cooling tubes 14 and is connected to a hot air machine 15 in connection, the piston of which is directly connected to the piston of the pump 16 here is. Otherwise, the arrangement is the same as that previously described. When the sliders 13 are in the open position, the air in the chamber 11 'is heated, and the piston the machine 15 moves downward, taking along the pump piston 16 .. Am At the end of the stroke, the slides are activated by an appropriate device closed and a coolant will flow through the tubes. 14 passed through. Consequently the temperature in the chamber 11 'drops and the two pistons move upwards.

Bei der insbesondere zur Versorgung von Städten mit Kraft geeigneten Anordnung nach Fig. 3 treibt das Windrad 36 eine Dynamomaschine 37, die hier mit einem Kraftwerk 38 verbunden ist und wie früher eine Treibmaschine 39 mit Strom versorgt, die die Pumpe 40 treibt. Sowohl die unteren wie auch die oberen Behälter sind hier unterirdisch angeordnet. Wenn die aufgespeicherte Arbeitskraft abgegeben werden soll, treibt das Wasser die Turbine 41, und die Dynamomaschine 39 liefert Strom in das Netz. Es kann somit das Netz stetig mit Strom gespeist werden, trotzdem die Geschwindigkeit des Windrades beträchtlichen Schwankungen unterworfen ist. Ein wesentlicher Vorzug dieser Anordnung besteht in den geringen Anlagekosten und dem kleinen Raumbedarf. Als Wasserbehälter können unter Umständen die Minengänge vorhandener Bergwerke benutzt werden.In the case of the arrangement that is particularly suitable for supplying cities with power 3, the wind turbine 36 drives a dynamo 37, which here is connected to a power station 38 is connected and, as before, a driving machine 39, which the pump 40 drives. Both the lower and the upper containers are arranged underground here. When the stored labor is to be released, the water drives the turbine 41, and the dynamo 39 supplies electricity to the network. It can thus be the network are continuously fed with electricity, despite the fact that the speed of the wind turbine is considerable Is subject to fluctuations. A major advantage of this arrangement is the low investment costs and the small space requirement. As a water container, under certain circumstances the mine tunnels of existing mines are used.

Es wird hervorgehoben, daß das Wesen der Erfindung in der Hauptsache darin besteht, daß bei Anlagen, in denen Wasser durch die unregelmäßig wirkende Naturkraft gehoben und zwecks Abgabe der aufgespeicherten Arbeitskraft wieder sinken gelassen und zum Antrieb von Maschinen verwendet wird, an Stelle hochgelegener Wasserbehälter unterirdisch angeordnete Behälter treten, deren Herstellungs- und Erhaltungskosten sehr gering sind. Mittels dieser Einrichtung kann ein sehr großes Druckgefälle erzielt werden, wodurch naturgemäß die Größe der anzuwendenden Behälter und Pumpen wesentlich verringert wird.It is emphasized that the essence of the invention consists mainly in that in systems in which water is lifted by the irregular force of nature and lowered again for the purpose of releasing the stored workforce and to the Propulsion of machines is used in place of elevated water tanks underground arranged containers occur whose production and maintenance costs are very low are. By means of this device, a very large pressure gradient can be achieved, as a result of which naturally the size of the containers and pumps to be used is significantly reduced.

Claims

Patent claim:

System for the storage of hydropower in an elevated tank with return of the water from a deep tank into the elevated tank, characterized in that the elevated tank is at or near the surface of the earth and the deep tank is arranged below the surface of the earth.

1 sheet of drawings.