DE4202092A1 - Tidal power generator - uses plastic truncated cone anchored to sea-bed with turbine driven by internal airflow caused by tide - Google Patents

Tidal power generator - uses plastic truncated cone anchored to sea-bed with turbine driven by internal airflow caused by tide

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DE4202092A1 DE19924202092 DE4202092A DE4202092A1 DE 4202092 A1 DE4202092 A1 DE 4202092A1 DE 19924202092 DE19924202092 DE 19924202092 DE 4202092 A DE4202092 A DE 4202092A DE 4202092 A1 DE4202092 A1 DE 4202092A1
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Abstract

A tidal generator has the shape of a hollow truncated cone made of recycled plastic, anchored to the sea bed by a concrete base. Its height is at least the distance between high and low water level and it has a hexagonal cross section. Near the base at the low water level is an opening for the entry and egress of the tidal water. At the apex of the cone, above the high water level is a tube open to the atmosphere. There is a valve in this tube. Below the tube is a turbine or piston engine, driven by the flow of air through the cone as the tide rises and falls, so that electricity can be generated. ADVANTAGE - Maintenance-free and environmentally-friendly generation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieerzeu gung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. The invention relates to a device for energy generation according to the preamble of claim. 1

Bekannte Vorrichtungen dieses Typs weisen mindestens einen durch den Tidenhub bewegbaren Kolben auf, der ein Strö mungsmittel, z. Known devices of this type have at least one movable by the tidal range flask mung medium a Strö, z. B. Luft, zum Antrieb einer Turbine beauf schlagt. As air, to drive a turbine beat beauf. Die erzeugte Druckluft kann auch zunächst gespei chert und anschließend für verschiedene Arbeitsleistungen benutzt werden. The compressed air generated is also possible first chert vomit and then used for various work services. Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, bei der eine durch die vertikale Wasserbewegung angetriebene Kolbenwasserpumpe Wasser über einen Verteilerbehälter einer Turbine zuführt. Furthermore, a device is known in which a driven feeding movement of water through the vertical reciprocating water pump water through a header tank of a turbine. Nachteilig bei derartigen Vorrich tungen zur Energieerzeugung ist, daß aufgrund der verwen deten Bauteile eine regelmäßige Wartung und Überprüfung der Anlage notwendig ist. A disadvantage with such obligations Vorrich for energy is that due to the components used does a regular maintenance and inspection of the system is necessary. Die Wartung erstreckt sich dabei auch auf die Beseitigung von abgelagerten Schlammassen. The service also extends to the removal of deposited sea of ​​mud.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zur Energieerzeugung unter Ausnutzung des Tiden hubs zu schaffen, die nahezu wartungsfrei arbeitet, und bei der die Energieerzeugung weitgehend umweltunschädlich erfolgt. The invention is therefore based on the object to create an on trend for power generation utilizing the tides hubs, which is virtually maintenance free, and in which the energy is largely environmentally harmless.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. This object is solved by the features of claim 1.

Die Vorrichtung zur Energieerzeugung nach der Erfindung weist einen als geschlossenen Behälter ausgebildeten Kör per auf, der auf den Meeresboden gestellt wird oder mit diesem verankert ist. The apparatus for generating energy according to the invention comprises a closed container formed as Kör by being placed on the seabed or is anchored to the latter. Am Behälter ist in seinem unteren Abschnitt und nahe seinem unteren Ende mindestens eine Öffnung ausgebildet, durch die Wasser in den Behälter ein dringen bzw. aus dem Behälter ablaufen kann. The container is formed at least one opening in its lower portion and near its lower end, a pass through the water in the container or can drain from the container. Ein Energie aggregat ist am oberen Behälterabschnitt angeordnet. A power unit is arranged on the upper container section.

Die Öffnungen sind bevorzugterweise im Bereich des Normal- Niedrigwasserpegels angeordnet. The openings are preferably arranged in the region of the normal low tide level. Bei auflaufendem Wasser dringt dieses über die Öffnungen im unteren Behälterab schnitt ein und steigt im Behälterinneren an, wodurch die dort befindliche Luft verdrängt wird und sich ein Luft überdruck aufbaut. In this rising tide penetrates through the openings in the lower Behälterab cut and rises in the container interior, whereby the air present therein is displaced and a positive air pressure builds. Das Energieaggregat wandelt die Druck energie z. The power unit converts the pressure energy z. B. in elektrische Energie um und die Luft wird über ein mit dem Energieaggregat verbundenes Lüftungsrohr abgeführt. B. into electrical energy and the air is discharged via a power unit connected to the ventilation pipe. Dieser Vorgang kann z. This process can eg. B. über ein Druckventil gesteuert werden. B. be controlled via a pressure valve.

Bei ablaufendem Wasser baut sich ein Luftunterdruck in dem mit Wasser weitgehend gefüllten Behälter auf und die Druckdifferenz wird, wie oben beschrieben, von dem Energie aggregat zur Energieerzeugung benutzt, wobei Luft über das Lüftungsrohr und das Energieaggregat dem Behälter zuge führt wird. When running off water, a negative air pressure builds in the largely water-filled container and the pressure difference is, as described above, aggregate of the energy used for energy production, wherein air via the vent tube and the power unit supplied the container.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet im wesentlichen wartungsfrei, da z. The device of the invention operates essentially maintenance-free, since such. B. die Verwendung von mechanischen Tei len wie Kolben, Klappen etc. nicht vorgesehen ist. As the use of mechanical Tei len such as pistons, valves, etc. is not provided. Sich im Behälter absetzender Schlamm wird von selbst durch die Wasserbewegung wieder ausgespült. Absetzender located in the tank sludge is flushed out by itself by the movement of water again.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Energieaggregat im Behälterinneren an dessen oberem Ende angeordnet und nach unten mit den Behälterwänden luftdicht abgeschlossen. According to a preferred embodiment of the invention, the power unit is disposed in the container interior at the upper end and hermetically sealed to bottom with the container walls. Das obere Ende des Behälters kann sich über das Niveau des Hochwassers erstrecken oder unterhalb des Hochwasserpegels angeordnet sein. The upper end of the container may extend beyond the level of the flood or be located below the high water level.

Befindet sich das obere Ende des Behälters oberhalb des Hochwasserpegels, wird ein Kontakt des Energieaggregates mit Meerwasser weitgehend vermieden, so daß der Wartungs- und gegebenenfalls Reparaturaufwand weiter reduziert ist. Located at the upper end of the container above the high water level, a contact of the energy unit is substantially avoided with sea water, so that the maintenance and, if appropriate, repair costs are further reduced. Zwischen dem im Behälterinneren am oberen Ende luftdicht angeordneten Energieaggregat und dem Meerwasser befindet sich eine Luftblase, die bei auflaufendem Wasser zusammen gepreßt wird und bei ablaufendem Wasser sich ausdehnt. there is an air bubble, which is pressed together on the flooding water and expands when running off water between the inside the container hermetically disposed at the upper end of power unit and the sea water. Die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so sein, daß auch bei höchstem Wasserstand und belüftetem Be hälterinneren, dh bei Atmosphärendruck, das Energie aggregat über dem Wasserniveau angeordnet ist. The dimensioning of the device of the invention may be such that keeps erinneren even at the highest water level and ventilated Be, ie, at atmospheric pressure, the power unit is disposed above the water level.

Der den Behälter und das Energieaggregat aufnehmende Kör per der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann verschieden geformt und dimensioniert sein. Of the container and the power unit receiving Kör by the inventive apparatus may be different shaped and sized. Er kann z. He can, for. B. kegelstumpf förmig ausgebildet sein und einen hexagonalen Grundriß aufweisen. B. frusto be shaped and have a hexagonal outline. Zur Verankerung des Körpers kann dieser mit einer Betonplatte, die im Meeresboden angeordnet ist, ver bunden werden. For anchoring the body of the can with a concrete slab, which is located in the sea floor, are connected ver. Als Material für den Körper eignet sich z. The material of the body for suitable. B. Recycling-Kunststoff. B. recycled plastic. Die Öffnungen des Körpers in dessen unterem Bereich können auf oder kurz oberhalb des Niveaus des Niedrigwassers angeordnet sein. The openings of the body in the lower region may be disposed on or shortly above the level of low water.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Dimension des Körpers an die Größe des Tidenhubs anzupas sen, wobei die Breite etwa das 1,5 bis 2,0-fache und die Höhe mindestens das 1,0-fache des Tidenhubs betragen kann. According to a further embodiment of the invention, the dimension of the body is sen anzupas the size of the tidal range, the width can be about 1.5 to 2.0 times, and the height is at least 1.0 times the tidal range.

Geeignete Energieaggregate für die Vorrichtung nach der Erfindung sind bekannt. Suitable power units for the apparatus of the invention are known. ZB kann ein auf die Luftmenge bzw. auf den im Behälterinneren entstehenden Über- und Unterdruck angepaßtes Kolbenmotoraggregat oder ein Luft- Turbinenaggregat mit Über- und Unterdruckfunktion verwen det werden. For example, a USAGE on the amount of air and on the resulting in the container interior pressure and vacuum matched piston engine unit or an air turbine generator with a pressure and vacuum function det. Ferner können zusätzliche Wasser-Turbinen aggregate zur Ausnutzung des ein- und ausströmenden Was sers an den Öffnungen im unteren Behälterabschnitt ange ordnet werden. Furthermore, additional water turbines can be classified aggregates to utilize the flowing in and out What sers been at the openings in the lower reservoir section.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand von Zeichnungen näher erläutert. An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to drawings.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 1 shows a schematic view of a device according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1. Fig. 2 shows a plan view of the apparatus of FIG. 1.

Ein als geschlossener Behälter 1 ausgebildeter Körper stützt sich auf einer Betonplatte 2 ab, die im Meeresboden 3 verankert ist. Designed as a closed container body 1 is supported on a concrete slab 2, which is anchored in the seabed. 3 An einem unteren Behälterabschnitt 4 sind kurz oberhalb des mit Pfeil 5 dargestellten Niveaus des Niedrigwassers Öffnungen 6 in der Behälterwand, die aus Recycling-Kunststoff besteht, ausgebildet. Are at a lower container portion 4 just above the arrow 5 shown with levels of low water openings 6 in the container wall which is made from recycled plastic. Der Hochwasser pegel ist mit Pfeil 7 dargestellt. The flood level is shown by arrow. 7 Der Behälter 1 ist kegelstumpfförmig geformt und hat gemäß Fig. 2 einen hexa gonalen Grundriß. The container 1 is frustoconical in shape and has a hexa gonal plan view of FIG. 2. In einem oberen Behälterabschnitt 8 ist ein Energieaggregat 9 angeordnet, das luftdicht mit den Behälterwandabschnitten 10 , 11 am oberen Ende des Behäl ters abschließt. In an upper tank portion 8, a power unit 9 is arranged, which closes air-tight container with the wall portions 10, 11 at the upper end of the Behäl ters.

Ein Lüftungsrohr 12 verbindet das Behälterinnere mit der Atmosphäre und ist mit dem Energieaggregat 9 verbunden. A vent pipe 12 connects the container interior with the atmosphere and is connected to the power unit. 9 Unterhalb des Energieaggregates befindet sich eine unter Druck stehende Luftblase 13 vor, die durch das auflaufende und durch die Öffnungen 6 eindringende Wasser, dessen Pegel in Fig. 1 mit 14 bezeichnet ist, erzeugt wird. Below the power unit to a pressurized air bladder 13 located in front of, by the running up and through the openings 6 penetrating water, whose level is designated in Fig. 1 at 14, is generated.

Dieser Luftüberdruck wird durch das Energieaggregat 9 in Energie umgewandelt, wobei ein Druckventil (nicht gezeigt) öffnet und die Luft über das Lüftungsrohr 12 in die Atmos phäre abgegeben wird. This positive air pressure is converted by the power unit 9 in energy, wherein a pressure valve (not shown) opens and the air through the vent tube 12 is discharged into the atmos phere. Anschließend schließt das Druckven til und im Behälterinneren herrscht Atmosphärendruck. Then closes the Druckven til and inside the container is at atmospheric pressure. Bei ablaufendem Wasser wird durch Ausdehnung der Luftblase 13 ein Unterdruck erzeugt, der ebenfalls von dem Energie aggregat 9 zur Energieerzeugung genutzt wird, wobei in diesem Fall Luft über das Druckventil und das Lüftungsrohr in das Behälterinnere einströmt. When running off water, a negative pressure, by expansion of the air bubble 13 generates, also aggregate of the energy 9 is used for energy, in which case air flows into the container interior via the pressure valve and the vent tube.

Claims (12)

  1. 1. Vorrichtung zur Energieerzeugung unter Ausnutzung des Tidenhubs, wobei ein durch den Tidenhub erzeugter Luftüber- bzw. Luftunterdruck in einem Körper mittels eines Energieaggregats zur Energieerzeugung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper als ein geschlossener Behälter ( 1 ) ausgebildet ist, der auf den Meeresboden ( 3 ) gestellt wird oder mit diesem ver ankert ist, der Behälter ( 1 ) mindestens eine Öffnung ( 6 ) im unteren Behälterabschnitt ( 4 ) für den Wasser zu- und Wasserablauf aufweist, und mindestens ein an einem oberen Behälterabschnitt ( 8 ) angeordnetes Ener gieaggregat ( 9 ) vorgesehen ist, so daß der bei auflau fendem Wasser entstehende Luftüberdruck bzw. der bei ablaufendem Wasser entstehende Luftunterdruck über das Energieaggregat ( 9 ) umgewandelt und die Luft über ein Lüftungsrohr ( 12 ) ab- bzw. zugeführt wird. 1. A device for power generation by utilizing the tidal range, wherein a current generated by the tidal range Luftüber- or air pressure is used in a body by means of a power unit for energy production, characterized in that the body as a closed container (1) is formed which on the seabed (3) provided is or is anchored with this ver, the container (1) supply at least one opening (6) in the lower container portion (4) for the water and has water outlet and at least one of an upper container section (8) arranged Ener gieaggregat (9) is provided, so that the resulting in auflau fendem water air pressure or formed during running off water negative air pressure on the power unit (9) is converted and the air via a ventilation tube (12) off or is supplied.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaggregat ( 9 ) im Behälterinneren und an dessen oberem Ende angeordnet und nach unten mit Be hälterwandabschnitten ( 10 , 11 ) luftdicht verschlossen ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the power unit (9) arranged in the container interior, and at its upper end and downwardly hälterwandabschnitten with Be (10, 11) is hermetically sealed.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Energieaggregat ( 9 ) mit einem Druck ventil verbunden ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the power unit (9) is connected with a valve pressure.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Körpers ( 1 ) sich über das Niveau des Hochwassers ( 7 ) erstreckt. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the upper end of the body (1) extends over the level of the high-water (7).
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ( 1 ) kegelstumpfförmig ausgebildet ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the body (1) is frustoconical.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ( 1 ) einen hexagonalen Grundriß hat. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the body (1) has a hexagonal outline.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ( 1 ) mit einer im Mee resboden ( 3 ) angeordneten Platte, insbesondere eine Betonplatte ( 2 ), verbunden ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the body (1) arranged with a resboden in Mee (3) plate, in particular a concrete slab (2) is connected.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Körpers ( 1 ) etwa das 1,5- bis 2,0-fache des Tidenhubs und die Höhe des Körpers mindestens das 1,0-fache des Tidenhubs beträgt. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the width of the body (1) about 1.5 to 2.0 times the tidal range and the height of the body is at least 1.0 times the tidal is.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper ( 1 ) aus Recycling- Kunststoff besteht. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the body (1) consists of recycled plastic.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf die Luftmenge in dem Kör per ( 1 ) abgestimmtes Überdruck- bzw. Niederdruckaggre gat als Kolbenmotor vorgesehen ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a tailor the amount of air in the Kör by (1) over- or Niederdruckaggre gat is provided as a piston engine.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luft-Turbinenaggregat mit Über- und Unterdruckfunktion als Energieaggregat vor gesehen ist. 11. The device according to one of claims 1 to 9, characterized in that an air-turbine unit with pressure and vacuum function is seen as a power unit in front.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wasser-Turbinen aggregat an den Öffnungen ( 6 ) im unteren Behälterab schnitt ( 4 ) vorgesehen ist. 12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that at least a water turbine unit on the openings (6) in the lower Behälterab cut (4) is provided.
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