DE4417499A1

DE4417499A1 - Kaltes-Energie-System KES

Info

Publication number: DE4417499A1
Application number: DE4417499A
Authority: DE
Inventors: Hartwig Dr Ing Irps
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 1994-10-06
Also published as: DE19502953C2; DE19502953A1

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung einer Antriebsenergie unter Verwendung von erneuerbaren Energien. Da die Antriebsleistung des der Erfindung zugrunde liegenden Energiesystems hauptsächlich ohne den Einsatz von Verbrennungsmotoren herkömmlicher Art erfolgen soll, lautet die Bezeichnung des Systems "Kaltes-Energie-System", abgekürzt KES.

Zentrales Antriebselement des KES ist die an jedem Ort der Erde vorhandene natürliche Schwerkraft. Die physischen Komponenten des Systems KES bestehen aus einem Körper mit mehreren Einzelmassen, die so zueinander wiederkehrend beweglich angeordnet werden, daß die Drehachse des Körpers nicht mit der Schwerpunktachse zusammenfällt.

Die auf den Körper einwirkenden Kräfte resultieren damit zunächst aus der unveränderbaren natürlichen Schwerkraft und aus den unter örtlichen Bedingungen vorhandenen, von erneuerbaren Energiequellen erzeugten, potentiellen Energie (Lagenenergie) und kinetischen Energie (Bewegungsenergie). Als Lagenenergie ist beispielhaft Wasser in einem oberschlächtigen Wasserrad und als Bewegungsenergie ist beispielhaft Wasser in einem unterschlächtigen Wasserrad zu nennen.

Da Systeme auf der Erde ohne Reibungs- und Steuerungsverluste nicht existieren können, sollen durch Verwendung der erneuerbaren Energiequellen die Verluste kompensiert werden und gleichzeitig der vorhandene Energieüberschuß zur Erhöhung der Antriebsleistung des KES- Körpers dienen.

Zweck des "Kalten-Energie-Systems KES" soll es sein, unter größtmöglicher Ausnutzung der natürlich vorhandenen, erneuerbaren Energiequellen die Verwendung heutiger ressourcengefährdender Energieträger zu reduzieren. Dazu wäre es erforderlich, KES großtechnisch aufzubauen und einzusetzen.

Zum Stand der Technik a) Wasserkraft

Die Ausnutzung der Wasserkraft zum Antrieb von Arbeitsmaschinen läßt sich in der Literatur über mehrere Jahrtausende zurück verfolgen. Oberschlächtige oder unterschlächtige Wasserräder dienen noch heute zum Antrieb von Mühlen, Generatoren, etc. Kennzeichen der Wasserräder ist die geringe Umdrehungsgeschwindigkeit und die Abhängigkeit vom verfügbaren Wasserzulauf.

Durchströmturbinen, Peltonturbinen oder andere Turbinentypen werden in Abhängigkeit von der Fallhöhe und dem vorhandenen Wasserstrom in Raumeinheit und Zeiteinheit zur Erzeugung einer Antriebsleistung eingesetzt.

Wasserkraft ist eine saubere, erneuerbare Energiequelle ohne Schadstoffemission in die Atmosphäre.

b) Windkraft

Wind ist eine Luftbewegung, hervorgerufen durch Luftdruckunterschiede. Durch die Bodenreibung werden diese Luftdruckunterschiede reduziert, weshalb vornehmlich in Küstenregionen die Windkraft als Antriebsenergie Verwendung findet.

Ebenso wie die Wasserkraft hat die Windkraft seit Jahrtausenden eine große Bedeutung bei der Technisierung der Arbeitsabläufe der Menschen. Zu nennen sind das Fördern von Wasser, der direkte Antrieb von Arbeitsmaschinen und der Antrieb von Strom-Generatoren. Dabei bestimmen Anzahl und Bauart der Windflügel je Windanlage den Verwendungszweck.

c) Sonnenkraft

Sonnenenergie wird, in Abhängigkeit von der geographische Lage auf der Erde, über Kollektoren oder über die Photovoltaik genutzt. Kollektoren führen die eingestrahlte Wärmeleistung einem nutzbaren Medium zu. So sind bei starker Sonneneinstrahlung auch Konstruktionsarten von Pumpen denkbar, die über das Druckdifferential erwärmter Luft und - von Brunnenwasser - abgekühlt Luft betrieben werden. Die photoelektrische Ausnutzung der Sonneneinstrahlung erzeugt elektrischen Strom, der einem Verbraucher zugeführt werden kann und damit in eine Antriebsenergie umgewandelt werden kann. Da die Sonne dem tageszeitlichen Rhythmus unterliegt, sind Speicherakkumulatoren erforderlich.

Kritische Beurteilung der vorhandenen Anlagen a) Wasserkraft

Wasserkraftanlagen sind "Wasserverbraucher". Somit würde der verstärkte Bau von Wasserkraftanlagen herkömmlicher Bauart in das zu schützende empfindliche Gleichgewicht von Seen und Flüssen eingreifen. Um letzteres zu minimieren, sind nur kleine Wasserkraftanlagen empfehlenswert. Die Dimensionierung richtet sich nach dem zu erwartenden minimalen, mittleren Wasserstrom. Der Bau von Großanlagen in Kombination mit Trinkwasserspeicher dürfte weitestgehend erschöpft sein.

b) Windkraft

Windkraftanlagen unterliegen den Schwankungen der vorhandenen Windgeschwindigkeiten. Flaches Gelände und absolute Höhen reduzieren die störenden turbulenten Luftströmungen. Daraus ergeben sich die bevorzugten Standorte, vornehmlich in Küstenregionen.

c) Sonnenkraft

Sonnenkraftanlagen erfordern eine starke Sonneneinstrahlung und sind damit von der geographischen Lage des Anwenders abhängig.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt ein Antriebssystem zugrunde, das die Vorzüge der erneuerbaren, natürlichen Energien bezüglich ihrer Verfügbarkeit in Menge und Zeiteinheit bündelt. Ziel ist es, endliche Energieressourcen zu schonen und einen Beitrag zu umweltschonenden sowie risikoarmen Energiesystemen zu leisten.

Lösung durch die Erfindung

Mit der Erfindung wird der Aufbau eines Antriebssystems vorgeschlagen, dessen resultierenden Kräfte, nutzbar als Antriebsleistung, durch mehrere, zueinander verschiebbare, Einzelmassen entstehen. Dieses Antriebssystem vereint auf sich additive Kräfte, die sich aus am Ort verfügbare erneuerbare Energien ergeben.

Die Abbildungen in Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3 stellen ein Beispiel für das "Kalte-Energie-System KES" wie folgt dar:

Ein fester Körper B dreht sich um seine Schwerpunktachse A1, die auf A, dem festen Bezugssystem, gelagert ist. Ferner besteht der Körper B aus einem kreisförmigen Hohlraum B1, symmetrisch zu A1 angeordnet. In diesen Hohlraum hinein ragt teilweise, zum Beispiel halbseitig, befestigt am Bezugssystem A, ein Körper A2. Damit sich der Körper B drehen kann, öffnet und schließt sich der Hohlraum B1 über die Hebel B2 und den Federn B2.2 nach Anschlag an A3, verlustmindernd zum Beispiel über eine drehbare Anordnung A3.1 mit einer oder mehreren Rollen. Eine additive Energiezuführung ist hier, abgenommen von den Energieträgern E, H möglich. Das Schließsystem B1.1/B2.1 ist an der Position A3 druckentlastet.

Wird der Hohlraum B1 mit einer Flüssigkeit C1 gefüllt, zum Beispiel Flußwasser oder Meerwasser, so verschiebt sich wegen des Körpers A2 die Schwerpunktachse von der vorgegebenen Drehachse A1 und dreht den Körper B in Richtung L.

Die durch den Körper A2 hervorgerufene Verkleinerung des Volumenquerschnittes B1 stellt einen Widerstand für die Flüssigkeit C1 dar und behindert das Drehmoment des Körpers B, abgenommen zum Beispiel am Kettenrad K. Neben dem optimal anzupassenden Strömungsquerschnitt von A2 besteht die Möglichkeit, den Körper A2 mit einem Hohlraum auszubilden, der die Flüssigkeitsmenge C2 aufnehmen kann, damit diese Flüssigkeitsmenge C2 wieder an der Position C3, als potentielle Energie , dem Volumen B1 zugeführt werden kann. Ein zusätzliches Ausschleusen von Flüssigkeit aus B1 kann auf der Seite von A2 vorgenommen werden, wenn ein Wasserüberschuß aus D1/D2 vorhanden ist.

Unterstützt wird der Flüssigkeitstransport von C2 durch das Fördersystem M, dessen Antriebsenergie von den Energiequellen E (Sonnenenergie; elektrische Tauchmotorpumpe), H (Windenergie; mechanische oder hydraulische Kopplung), D2 (Wasserenergie,; oberschlächtige Zuführung) oder D3 (Wasserenergie; unterschlächtige Zuführung, Flußläufe, Gezeitenströmung im Küstenbereich) herrührt.

In oder ohne Kombination mit M besteht die Möglichkeit des Transportes der Flüssigkeit C2 über ein Vakuumsystem G, wobei eine Rückführung von C2, in der Flüssigkeitsmenge C5, in das Volumen B1 durch eine angepaßte Pumpe mit Energiezuführung F vorgenommen werden kann. Ein Ausschleusen der Flüssigkeit C2 in der Gesamtmenge von C4 ist in einfacher Form (Saugheber) möglich, bei teilweiser Ausnutzung der kinetischen Energie für die Bewegung von B, wenn über das Windenergiesystem H die verloren gegangene potentielle Energie mit der Flüssigkeitsmenge D1 dem Körper B/B1 zugeführt wird, wobei ein Teil von D1 zum Auffüllen der etwaigen Flüssigkeitsmenge dient, die dem System verloren gegangen ist. Statt einer völligen Ausschleusung von C4 ist auch eine direkte Rückführung über C3 möglich, wenn die erzeugten Druckunterschiede dieses ermöglichen, auch durch Installation einer Saugpumpe an der Position C3.

Auch die Möglichkeit des Flüssigkeitstransportes über das Einblasen von Luft an P ergäbe einen Luft-Mischheber, da die Luft durch das Öffnen des Volumens B1, an der durch die Bewegung von B2.1 erzeugten Öffnung, entweichen kann.

Die angedeuteten festen oder beweglichen Schaufeln B3, B4, B5 innerhalb oder außerhalb des Körpers B sollen zur Optimierung der Bewegungsenergie von B, abgenommen zum Beispiel an K, dienen.

Die Art der Energieausnutzung der additiven Energiequellen richtet sich nach der Dimensionierung des "Kalten-Energie- Systems KES". Zum Wassertransport über H können zum Beispiel eingesetzt werden: Kreiselpumpen, Verdrängungspumpen oder Hebewerke (Kolbenpumpen H1, H2, Becherwerke, Kettenpumpen, etc.). Die stärkere Nutzung der additiven Energieform E in Kombination mit Akkumulatoren E1 würde an tropischen Standorten bevorzugt zum Einsatz kommen.

Das "Kalte-Energie-System KES" stellt ein geschlossenes System A4, aber kein abgeschlossenes System (Luftdruck N) dar. Dennoch ist eine Konstruktion unter Vakuum dann denkbar, wenn sich hieraus Dimensionsvorteile ergeben sollten.

Das "Kalte-Energie-System KES" könnte auf einer schwimmenden Plattform großtechnisch installiert und auf Flüssen oder Meeren, mit günstigen Bedingungen für H/D3, positioniert werden.

Um eine hohe Leistungsabgabe zu erreichen, ist wegen der geringen Umfangsgeschwindigkeit von B der Abstand der bewegten Einzelmassen zur Drehachse entsprechend groß zu wählen.

Von heutigen Energiesystemen wird eine konstante Leistungsabgabe erwartet. Um möglichen Energiesenken vorzubeugen, kann ein Bereithalten der nach den Patentansprüchen 3. beschriebenen Energieträgern von Vorteil sein.

Claims

1. Kaltes- Energie- System KES, dadurch gekennzeichnet, daß die natürliche Schwerkraft zum Zwecke der Erzeugung einer Antriebsleistung auf einen Körper (B) oder auf mehreren, miteinander verbundenen, Körpern, im folgenden Körper genannte derart wirkt, daß die am Körper angreifende Schwerkraft den Körper zu einer Bewegung (L), in Abhängigkeit von der erzielten Massenverlagerung, veranlaßt und somit der Körper aus verschiedenen Einzelmassen besteht, deren Aggregatzustände fest (B, B1-B5, K), flüssig (C1, C2) oder gasförmig (P) sein können, wobei die bezüglich des Schwerpunktes positionierten Massen so wiederkehrend innerhalb des Körpers oder am Körper angeordnet werden, daß die Schwerpunktachse nicht mit der Drehachse (A1) des Körpers zusammenfällt und damit die auf den Körper wirkende Schwerkraft eine Bewegung (L) des Körpers hervorruft, die vom Körper abgenommen (K), eine Antriebsleistung ergibt.

2. Kaltes-Energie-System KES nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auf den Körper zur Erhaltung der wiederkehrenden Bewegung, der Kompensation der unvermeidlichen Energieverluste oder zur Erhöhung der Antriebsleistung additive Kräfte direkt oder indirekt wirken, wobei die additiven Kräfte statischer Art, abstützend auf dem tragenden und ruhenden System (A) oder dynamischer Art sein können, letztere hervorgerufen durch am Ort vorhandene natürliche Energiequellen, die erneuerbar sind, zum Beispiel Windenergie (H, D1), Solarenergie (E, M, F), Wasserenergie (D2, D3), Luftdruck (N) und Vakuum (G).

3. Kaltes-Energie-System KES nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Körper additive Kräfte aus Energieträgern fossiler Art, elektrolytischer Art, nachwachsender Art oder physiologischer Art wirken, um damit zur Aufrechterhaltung bzw. zur Erhöhung der Bewegung des Körpers beizutragen, damit die erwünschte Antriebsleistung des Körpers erzielt werden kann.