DE2704129A1 - Wasserwellenbetriebenes pumpsystem - Google Patents

Description

• Titel : Wasserwellengetriebenes Pumpsystem Wasserwellengetriebenes schwimmendes Pumpsystem zum Antrieb einer Turbine zur Elektrizitätsgewinnung , auch geei@net zum Antrieb einer Transportvorrichtung ( z.B. I'ump ) für Flüssigkeiten bzw. arin verteilte Feststoffe bzw. Gase Auch geeignet zum Transport von in Kapseln wasserdicht ein= geschlossener Fracht in zwei Richtungen gleichzeitig .
• Eine solch Pumpe soll die in Wasserwellen enthaltene Energie möglic@st vollständig und ohne zusätzlichen Energieaufwand so umformen , daß eine @utzung zum @etrieb einer Turbine oder zu Transportzwecken mö@lich wird . Eine solche Pumpvorrichtung kann überall da eingesetzt werden , wo ausreichend Wasser und Wasserwellen vorhanden sind . Besonders im Meer , aber auch in Kanälen , großen Flüssen und Seen . Sie zeichnet sich dadurch aus , daß sie keinerlei Verunreinigungen verursacht .
• Die Patentschriften der deutschen Patentgruppe 88 B 3 und 4 und der internationalen Einteilung F 03 B 13/12 und die Offenle@ungen dazu legen Zeugnis davon ab , daß die Möglich= keit der Energiegewinnung aus Meereswellen schon seit langem gesehen wird . In vielen Schriften wird die Energieumwandlung durch Pumpen vorgeschlagen . Diese Pumpen sind sehr häufig gekennzeichnet durch Schwimmerkolben oder durch Kolben , die über eine Mechanik mit Schwimmern in Verbindung stehen . In manchen Vorschlägen erzeugt auch das Steigen und Fallen des 'ulassers unmittelbar Druck bzw. Sog in der Pumpenkam@er . Viele dieser Vorrichtungen sind auf (.en Meeresboden , die Küste oder eine schiffsartige Konstruktion angewiesen ; nahezu alle arbeiten an der Wasseroberfläche Schon die Tatsac@e , r,3af? reines Wissens keiner dieser Vor= schlage erfolgr@i@@ realisiert worden ist , läßt entschei= dende @ängel der bishe@igen Vorschläge vermuten .
• Zunächst fällt der unverhältnismäßig große Materialaufwand @uf , der bei Schwimmersyste@en und Schwimmerkolbenpumpen @ötig erscheint , um auch nur einem @leinen Teil der Wasser= oberfl@che Energie zu entzie@en . Die dabei gewonnene Energie steht dan in keine@ Verhältnis zum heutigen und zukünftigen @edarf . Der Aufwand an störanfälligen mechanischen Teilen ist @@ist beträchtlich . Meerestiere und Pflanzen sowie z.B.
• Treibholz ön@en wi@@tige Teile der Anlage ( z.B. Ventile und @olben ) blockieren , was häufige Reinigung oder Reparatur, und das @@d@utet ist Stillstand der ganzen Anlage,zur Folge @at . @@@er gegen Vereisung noch ge @ Brecher und Sturzseen schein@@ die Anl@@en auch @ur einiger@ ßen geschützt zu sein .
• @@ Gegensatz zu Früh@@ dür@te der Transport elektrischer Energie zu@ Festl@nd mit h@@ti@en Mittelnkein entscheidendes Problem mehr sein .
• Aus der eben entwickelten Kritik ergibt sich die Aufgabe , ein schwimmfä@iges , nicht m@eresbodengebundenes Pumpsystem zu entwickeln , das ohne großen @aterialaufwand zu realisieren ist und so weni@ wie moglich mec@anische Teile enthält , also wartun@sfreu@dlich ist . Es sollte bei jedem Wetter voll arb@itsfä@ig sein und nicht gefährdet durch Sturzseen Strömung , Vereisung oder durch Wassertiere oder Pflanzen und Ablagerun@en . Die Durchführung von Reparatur@@ muß am Ort und möglic@st oiine Betriebsunterbrechung möglich sein . Eine problem@ose Erweiterung erscheint ebenso wünschenswert wie die Normier-ung und Einschränkung der Zahl der Einzelteile.
• Möglichst soll auch der freie Horizont der Wasserflüche nicht verstellt werden Als Lösung bietet sic folgende Konstruktion an Ein wasserwellengetriebenes schwimmendes Pumpsystem , dadurch gekennzeichnet , daß da.s System aus einem Rohr mit drei Langs= kammern bzw. einem Bündel von drei Rohren besteht , über das mehrere wasserdichte und wasserdic@t voneinander getrennte Bälge aus elastischem Material nebeneinander aufgebracht werden.
• Jeder balg wird durch zwei Waffen wasserdicht auf das Rohr bzw. das Rohrbündel gepreßt , unabhangig von den @uffen anderer Bälge . Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß alle Bälge mit Druckventilen mit der einen Längskammer des Rohrs bzw. mit dem einen Rohr des Bünd ls und durch Sangventile mit der anderen Längskammer des Rohres oder dem zweiten Hohr des Bündels ii Verbindung stehen Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Längskammer des Rohres bzw. das dritte Rohr des Bünd@ls zur Regulierung der Tauchtiefe dient .
• Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß das ganze System einen geschlossenen vom umgebenden Wasser unabhängigen Flüssigkeits= kreislauf darstellt und jederzeit in waagerechter Lage voll= ständig unter der Wasseroberfläche staucht ist Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß beliebig viele einzelne Systeme in verschiedenen Anordnungen koppelbar sind Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß in den Kreislauf zwischen erster und zweites Längskammer des Rohres bzw. erstes und zweitem Rohr des Bündels eine Turbine eingesetzt werden kann oder eine Transportvorricatung für Flüssigkeiten bzw. in Flüssigkeit ve@teilte Feststoffe bzw. Gase , z.B. eine Pumpe Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß im Flüssigkeitsstrom in der ersten u-itd zweiten Längskammer bzw. im ersten und zweiten Rohr des Bündels in Kapseln wasserdicht eingeschlossene Güter transportiert werden können , bei gleichzeitiger Aus= nutzung des Flüssigkeitsstromes zur Energiegewinnung Die Wandungen des Rohres bzw. aller drei Rohre des bündels sind aus einem Material herzustel'Len , das sich bei den auftretenden Drücken nicht verformt . Die Bälge können sowohl aus einem gummiartigen elastischen Material bestehen wie auch aus vorgefälteltem kunstoffbescnichteten Gewebe . Sie sollen etwa kugelige oder zylindrische Form haben , im Durchmesser nicnt mehr als eine halb@ Wasserwellenlänge aufweisen und in der Lage sein , ihr Volumen sowohl zu vergrößern wie auch zu verkleinern , ohne dadurch Schaden zu leiden . Die Bälge könnten z.B. aus Schlauchabschnitten formgeblasen sein Die @älge können zur Erleic@terung von Repar@turen auch mit ei@@@ oder mehreren wasserdicht zu verschließ@nden @aht bzw.
• Nä@ten ausgebild@t werden .
• @esteht das System aus einem Rohrbündel , so sind die einz@lnen Rohre an den Stellen , @n dene@ die Muffen die @älge aufpressen sol@@n , in ein wasserdichtes Fut er ei zupassen , das die Rohre in ine zylindris@@e Form zusammenfaßt .
• Zur Vermeidung von @eschädi@un@ n an den @älgen sind die @uffen rundherum zu Polstern auszubilden .
• Zwischen den Muffen sollen am Rohr oder an Rohrbündel Stan:;en Xo,rre oder Seile angebrac@t werden können zur Kopplun me@rerer Systeme in verschiedenen Anordnungen aneinander oder zum @inablassen bzw. Herauskeben aus dem Wasser .
• Die Tauc@tiefe kann durch Einlassen von Wasser bzw. Luft in die dritte Län@s@ammer des Rohres bzw. das dritte Rohr des Bünd@ls re@uliert werder .
• Die Turbinen- und @edienu@@seinheit kan sowohl auf dem Fest= l@@d , auf dem eeresboden oder schwimmend ausgebildet sein ; sie ist elastisch aber druckfest mit dem Pumpsystem zu verbinden , damit dieses in verschiedene Tauchtiefen gebracht werden kann . ei rauher See wird die Tauchtiefe vergrößert so daß das System unbeschadet w@iterarbeiten kann Besondere Vorteile bei der Verwendung der vorgeschlagenen konstruktion bes .ehen in dem relativ zu and-re Vorschligen geringen Materialaufwand , geringer Wartungs- und Reparatur= anfälligkeit . Selbst bei Zerstörung mehrerer Bälge bleibt das übrige System arbeitsfähig und durch die Anordnung der Ventile bleibt der Flüssigkeitskreislauf ein geschlossener Abgesehen von der öglichkeit völliger Unbewegtheit der Wassermassen wegen anhaltender Flaute bleibt das Punpsystem bei jeder Witterung einsatzfähig . Durch leichte konstruktive Veränderungen scheint dieses Pumpsystem zugleich auch geeignet zum Transport von z.B. Post in wasserdichten Kapseln . Dafür wären die einzelnen Systeme der Lange nach aneinander zu koppeln und Beschickungs- und Entnahmevorrichtungen zu konstruieren Die Zeichnungen sollen veranschaulichen in Fig.I bis IX das vorgeschlagene Pumpsystem in seinen wesentlichen Merkmalen , wenn es zum Antrieb einer Turbine dient oder zu Antrieb einer Transportvorrichtung für Flüssig keit@n bzw. darin verteilte Feststoffe bzw. Gase In Fig.X bis XIII die @erkmale des Systems , wenn es zum Transport von in Kapseln verpackten Gütern verwendet werden soll Die Zahlen in den Zeichnungen bedeuten : 1 : erste Längskammer des Rohres bzw. erstes Rohr des Bündels 2 : zweite Längskammer des Rohres bzw. zweite:- Rohr des @ündels 3 : dritte Längskammer des @ohres bzw. dritt@ Rohr des Bündels 4 : Balg in unverformtem Zustand 5 : Balg im zusammengedrückten Zust@@@ 6 : Balg im g@blahten Zu@tand 7 : gepolsterte Muffen 8 : Druckventile 9 : Sau@ventile 10 : Vorrichtung zur Regulierung der @auc@tiefe 11 : anzutreibende Vorrichtung , z.B. @urbi@e oder Pumpe 12 : Stan@en , Rohre oder oeile zum koppeln mehrerer Systeme 13 : Kapseln zum Transport von z.B. ost 14 : Beschickungs- und Entnahmestation 15 : Wasseroberfl@@ .e 16 : Futter Arbeitsweise des Systems : Der Druck eines Wellenberges drückt die im Balg enthaltene Flüssigkeit durch die Druckventile in die e@ste Längskammer des Rohres bzw. in das erste Rohr des Bündels Der Unterdruck eines Wellentals bl;,bt den Balg wieder auf und zieh@ durch die Saugventile Flüssigkeit aus der zweiten Längskammer des Rohres bzw. dem zweiten Rohr des Bündels in den Balg . Dieser Vorgang spielt sich in allen Bälgen gleich= z@itig ab , nur werden Ma@imal- und Minimalwert des Volumens im Balg in jedem Balg zu anderen Zeiten eintreten , abhängig vom jeweiligen Wasserstand darüber .
• Figur I zeigt das Pumpsystem unter der Wasseroberfläche im Schnitt von der Seite gesehen . Die gestrichelten Bögen deuten die Verformungsrichtungen der Bälge an ; die gestric'-,elten Linien von A nach B und von C nach D zeigen die Schnittebenen durch das System , wie sie in Fig. II und Fig. III g@zeichnet sind Fig. IV , V und VI zeigen mögliche Anordnungen der Rohre des @ündels bzw. der @am@ern im Rohr . Auch andere Anordnungen könnten geeign@t sein .
• Fig. VII , VIII und IX stellen eine Auswahl möglicher Koppelungen mehrerer Systeme dar Fig. X zeigt die Anordnung des Systems , wenn es speziell zuin Transport von in wasserdichten kapseln eingeschlossenen Gütern verwendet wird Fig. XI und XII zeigen die Schnitte durch das System von A nach B und von C nach D Fig. XIII soll die Aneinanderkopplung von Systemen der Länge nach zeigen , zwischen zwei Bedienungsstationen L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Patentansprüche : 1. Wasserwellengetriebenes schwimmendes Pumpsystem zum trieb einer Turbine zur Elektrizitätserzeugung , auch geeignet zum Antrieb einer Transportvorrichtung ( z.B. Pumpe ) für Flüssigkeiten bzw. darin verteilte Feststoffe bzw. Gase Auch geeignet um Transport von in Kapseln wasserdicht ein= geschlossener Fracht in zwei Richtungen gleichzeitig Dadurch gekennzeichnet , daß das System aus einem Rohr mit drei Läng--kammern bzw. einem Bündel von drei Rohren besteht über das mehrere wasserdichte und wasserdicht voneinander getrennte Bälge aus elastischem Material nebeneinander auf= gebracht werden . Jeder Balg wird durch zwei Muffen wasserdicht auf das Rohr gepreßt , unabhängig von den Muffen anderer Bälge Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß alle Bälge mit Druck= ventilen mit der einen Längskammer des Rohres bzw. mit dem einen Rohr des Bündels und durch Saugventile mit der zweiten Dingskammer des Rohres bzw. dem zweiten Rohr des Biindels in Verbindung stehen Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Längskammer des Rohres bzw. das dritte Rohr des Bündels zur Regulierung der Tauchtiefe dient .

   Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß das ganze System innen geschlossenen vom umgebenden Wasser unabhängigen Flüssitt;keits= kreislauf darstellt und jederzeit waagerecht vollstandig unter der Wasseroberfläche getaucht ist Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß beliebig viele einzelne Systeme in verschiedenen Anordnungen koppelbar sind Weiterhin dadurch Lekennzeichnet , daß in den Kreislauf zwischen erster und zweiter Lingskammer des Rohres bzw. dem ersten und zweiten Rohr des Bündels eine Turbine engesetzt werten kann oder eine Transportvorrichtung für Flüssigkeiten bzw. in Flüssigkeiten verteilte Feststoffe bzw. Gase , z. B.

   eine Pumpe Weiterhin dadurch gekennzeichnet , daß im Flüssigkeitsstrom in der ersten und zweiten Längskammer bzw. in ersten und zweiten Rohr des Bündels in Kapseln wasserdicht eingeschlossene Güter transportiert werden können , bei gleichzeitiger Aus= nutzung des Flüssigkeitsstromes zur Energieerzeugung 2. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Bälge aus gummiartigem @aterial oder aus vor= gefälteltem kunstoffbeschichteten Gewebe sein können .

   3. Pumpensystem nach Anspruch 1 dadurch gekennz ichnet , daß die @älge etwa kugelige Form haben oder zylindrisch aus ebild@@ sind .

   4. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß die Bälge zur Erleic@terung von Rep@raturen aus einem Teil mit wasserdicnt zu schließe@der aht oder aus mehreren Teilen bestehen können .

   5. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß die alge wasserdicht durch @uffen auf dem Rohr oder dem Rohrbündel gezielten werden und zwar jeder '3alg durch eine an jeder Seite,unabhängig von den uf,'en anderer @älge 6. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß zwischen den uffen am Rohr bzw. Rohrbünd@l Stangen , Rohre oder Seile angebracht werden können , zur @opplung mehrerer Systeme od r zum @inablassen oder @erausheben aus dem lasser 7. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich et daß die puffen rundum als Polster ausgebildet sind 8. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß , wen ein Bündel aus @rei Rohren verwendet wird dieses an .en Aufpreßstellen der ½.%lge durch ein mutter in ei er zylindrischen orm zusammengefaßt wird .

   9. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Turbinen- bzw. Bedienungsstation sowohl auf dcm Festland , dem @eer @bod@n oder frei schwimmend ausgebild@t sein kann 10. Pumpsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeic net daß die Verbindung zur Turbineneinheit druckfest aber elastisch ist