DE102006026058B4

DE102006026058B4 - Einrichtung zur Energiegewinnung

Info

Publication number: DE102006026058B4
Application number: DE102006026058A
Authority: DE
Inventors: Lutz Michalak
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-03
Filing date: 2006-06-03
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2026-06-04
Also published as: DE102006026058A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, bei der es Aufgabe war, eine mit einem Fluid arbeitende Anordnung zu schaffen, bei der Fluidverluste vermieden werden. Mit Schwimmern ist ein Kolben starr verbunden, der in einem senkrechten auf dem Grund eines Gewässers fest verankerten Zylinder laufend angeordnet ist. Ebenso kann die Kolbenstange fest auf dem Grund des Gewässers verankert sein und der Zylinder ist fest mit einem Schwimmer verbunden. Der obere Hubraum ist gegenüber der Umgebung ebenso wie der untere abgedichtet. Unterer und oberer Hubraum sind durch eine Rohrleitung miteinander verbunden, die unterhalb des unteren und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens mit dem Inneren des Zylinders jeweils in Boden- oder Deckelnähe des Zylinders mit dem jeweils zugehörigen Hubraum verbunden ist. In die unteren und oberen Hubraum verbindende Rohrleitung ist mittig ein Treibrad zur Erzeugung kinetischer Energie integriert (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, indem kinetische Energie gewonnen und im weiteren vorzugsweise zum Erzielen elektrischer Energie bereitgestellt wird.
Nach der DE 33 43 955 A1 wird vorgeschlagen, über das Heben und Senken des Wasserspiegels ein Pumpen eines Fluids zu erzeugen, indem dieses zunächst angesaugt, im weiteren einem Vorratsgefäß übergeben und von dort nach weiterem Druckaufbau einem Treibrad zur Erzeugung zunächst kinetischer und im weiteren anderer Energieformen aufgegeben wird.
Das Fluid ist bevorratet vorzusehen sowie laufend zuzuführen, und es ist nicht vorgesehen, dieses im weiteren im Ursprungsprozess zu verwenden.
Bekannt ist die Schrift DE 31 08 034 A1 , in der ein Strömungsmittel gesteuert in Abhängigkeit vom Heben und Senken des Wasserspiegels über eine wechselnde Rotationsbewegung eine Turbine antreibt. Durch die sich adäquat dem Tidenhub ändernde Drehrichtung ist ein Umpolen des Generators oder der Einbau eines angepasst arbeitenden Wendegetriebes erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu entwickeln, die ebenfalls unter Verwendung eines Fluids selbsttätig arbeitend ausgebildet ist und mit hohem Gleichförmigkeitsgrad arbeitet und bei der auf zusätzliche Ausrüstungen zur Änderung der Drehrichtung eines die Rotation erzeugenden Treibrades verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer Einrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Dabei wird die als Stand der Technik geschilderte Einrichtung zweckentsprechend verändert. Zunächst werden Schwimmer, wie bekannt, verwendet. Ein Kolben kann mit diesen starr verbunden sein, der dann bekanntermaßen ebenfalls in einem senkrechten auf dem Grund eines Gewässers fest verankerten Zylinder laufend angeordnet ist. Der in diesem Zylinder befindliche Kolben weist bekanntermaßen nach oben hin eine Kolbenstange auf, die bezogen auf den Zylinder durch eine Ausnehmung nach außen geführt ist und die mit den bereits erwähnten Schwimmern verbunden ist. Diese passen ihre Lage ständig der sich verändernden Wasserhöhe an. Des weiteren ist ein Treibrad zur Erzeugung kinetischer Energie vorhanden.
Es ist ebenso möglich, die Einrichtung so auszubilden, dass die Kolbenstange fest auf dem Grund des Gewässers verankert ist und der Zylinder mit einem Schwimmer verbunden ist. Erfindungsgemäß wird hier vorgeschlagen, als Vorzugsvariante den Schwimmer als Bootskörper auszubilden.
Es ist selbstverständlich, dass im Bereich der Ausnehmung die Kolbenstange eine Dichtung aufweist, sodass der obere Hubraum gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Unterer und oberer Hubraum sind durch eine Rohrleitung miteinander verbunden, die jeweils unterhalb des unteren Totpunktes und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens mit dem Inneren des Zylinder jeweils in Boden- oder Deckelnähe des Zylinders mit dem jeweils zugehörigen Hubraum verbunden ist. Das Treibrad ist in die unteren und oberen Hubraum verbindende Rohrleitung integriert. Diese Rohrleitung weist in diesem Bereich eine Aufteilung auf, in die das Treibrad mittig integriert ist. Unterer und oberer Hubraum sowie die Rohrleitung sind mit einem Fluid gefüllt.
Jeweils über und unter dem Treibrad sind vorzugsweise als Ventilklappen ausge führte Ventile vorhanden, die in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids so gesteuert sind, dass das Treibrad beim Wechsel der Strömungsrichtung des Fluids keinen Wechsel der Drehrichtung vollführt, sodass die durch das Fluid hervorgerufene am Treibrad tangential angreifende Kraft ausschließlich in einer Richtung wirkt.
Eine vorteilhafte Ausbildung sieht vor, die Rohrleitung als Kanal mit rechteckigen Querschnitt auszubilden. Mindestens im Bereich der Ventile ist das für deren Ausbildung von Vorteil.
Bewegt sich der Kolben auf Grund sich verändernden Wasserstandes im Zylinder nach oben und nach Gezeitenwechsel wieder nach unten und insoweit in Abhängigkeit von der Entwicklung des Wasserstandes in den zeitlichen Phasen immerwiederkehrend intermittierend hin und her, wird das Fluid aus dem einen in den anderen Hubraum gedrückt. Dabei strömt es an dem in die Rohrleitung integrierten Treibrad vorbei.
Vorhandene Sensoren bewirken in Abhängigkeit von der Totpunktlage ein gleichzeitiges Umschalten beider Ventilklappen, sodass das Fluid jeweils links oder rechts am Treibrad Kräfte einleitend wirkt. Damit läuft das Treibrad ausschließlich in eine Richtung. Die Sensoren können mechanisch wirkend als ebenso elektronisch wirkend aufgebaut sein. Sie können im Bereich des Kolbens wirkend angeordnet sein, jedoch ebenso im Bereich der Kolbenstange.
Vorzugsweise ist das Treibrad mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt.
Des weiteren ist es ebenso möglich, dass eine Vielzahl von Zylindern mit den notwendigen Nebeneinrichtungen auf eine Kolbenstange arbeitend übereinander ausgebildet sind. Ebenso ist es möglich, eine Vielzahl von Zylindern mit den notwendigen Nebeneinrichtungen nebeneinander auf eine Kolbenstange arbeitend anzuordnen.
Um im Falle extremer Temperaturwechsel die Einrichtung vor Zerstörung zu schützen, ist bekanntermaßen ein Ausgleichsgefäß mit einer kompressiblen Luftblase sehr zweckmäßig, sodass bei extremer Erwärmung, die regelmäßig mit einem ebenso extremen Druckanstieg verbunden ist, das Fluid die Möglichkeit der Ausdehnung hat. Es ist ebenso möglich, zum Zweck der Beschattung und damit einer Verringerung einer witterungsbedingt erfolgenden Erwärmung geeignete Vorrichtungen vorzusehen, wie Sonnensegel und dergleichen.
Damit ist eine Einrichtung vorhanden, die selbstlaufend in Abhängigkeit vom Tidenhub ständig mindestens kinetische Energie erzeugt, die ausschließlich mit einer Drehrichtung anliegt. So kann das Treibrad unproblematisch mit einem Generator gekoppelt werden, der mit einem hohen Gleichförmigkeitsgrad arbeitend ausgebildet ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigt
1 einen Querschnitt durch eine prinzipiell erfindungs gemäß aufgebaute Einrichtung, bei der das Treibrad zum Zeitpunkt des Sinkens des Wasserspiegels rechtsdrehend dargestellt ist.
Auf einem als Schwimmer 1 dienenden Bootskörper ist ein Traggestell 2 befestigt. An diesem ist wiederum eine Kolbenstange 3 vorzugsweise gelenkig ausgebildet, die durch den Deckel 4 eines Zylinders 5, der im Verhältnis zum Gewässergrund höhenmäßig festgelegt ist, in dessen Inneres führt und dort mit einem Kolben 6 verbunden ist. Im Bereich der Durchführung der Kolbenstange 3 durch den Deckel 4 ist eine Dichtung 7 angeordnet. Oberer Hubraum 8 und unterer Hubraum 9 sind durch eine Rohrleitung 10 miteinander verbunden.
Der mögliche Hub des Kolbens 6 ist auf den am Einsatzort üblichen Tidenhub abgestimmt und konstruktiv vorbestimmt.
Die Rohrleitung 10 ist etwa mittig zwischen Deckel 4 und Boden 11 des Zylinders 5 in Form eines Kanals ausgeführt, in den ein Treibrad 12 so integriert ist, dass es beiderseitig gleichermaßen in eine Aufteilung 13 in der Rohrleitung 10 hineinragt.
Des weiteren sind jeweils unterhalb und oberhalb des Treibrades 12, jeweils am Beginn und am Ende der Aufteilung 13, als Klappen ausgebildete Ventile 14 vorhanden, die bei identischer Stellung und gleichzeitiger Bewegung ein links am Treibrad 12 Vorbeiströmen des Fluids oder rechts am Treibrad 12 Vorbeiströmen des Fluids bewirken.
Die Steuerung erfolgt, indem im Inneren des Zylinders 5 Sensoren im oberen und im unteren Totpunkt des Kolbens 6 angebracht sind, die der Umkehr der Strömung des Fluids folgend die Ventile 14 steuern und eine Umsteuerung des Fluidstromes bewirken, sodass das Treibrad 12 ständig in einer Richtung dreht.
Sofern die Dichtung 7 in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird, können die Sensoren ebenso im Bereich der Kolbenstange 3 angebracht werden und über Markierungen, die sich auf der Kolbenstange 3 befinden, betätigt werden.

1: Schwimmer
2: Traggestell
3: Kolbenstange
4: Deckel
5: Zylinder
6: Kolben
7: Dichtung
8: Oberer Hubraum
9: unterer Hubraum
10: Rohrleitung
11: Boden
12: Treibrad
13: Aufteilung
14: Ventile

Claims

Einrichtung zur Gewinnung von Energie unter Ausnutzung des Tidenhubs, mit einem Treibrad (12) zur Erzeugung kinetischer Energie mit einem eine Kolbenstange (3) aufweisenden Kolben (6), der bezogen auf einen vertikal ausgerichteten verankerten Zylinder (5) in diesem gleitend ausgebildet ist, wobei die Kolbenstange (3) durch eine Ausnehmung im Deckel (4) des Zylinders (5) nach außen geführt ist, wobei – jeweils eines der Teile Kolbenstange (3) und Zylinder (5) mit Schwimmern (1) verbunden ist, die ihre Lage ständig der sich veränderten Wasserhöhe anpassen und das jeweils andere Teil gegenüber dem Gewässergrund festgelegt ist, wobei eine Dichtung (7) im Bereich der Durchführung der Kolbenstange (3) durch den Deckel (4) angeordnet ist, – wobei ein unterer Hubraum (9) und ein oberer Hubraum (8) getrennt durch den Kolben (6) im Zylinder (5) gebildet sind, die durch eine Rohrleitung (10) miteinander verbunden sind, die jeweils unterhalb des unteren Totpunktes und oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens (6) mit dem Inneren des Zylinder (5) verbunden ist, – wobei das Treibrad (12) in die den unteren Hubraum (9) und den oberen Hubraum (8) verbindende Rohrleitung (10) integriert ist, – wobei der untere Hubraum (9) und der obere Hubraum (8) sowie die Rohrleitung (10) mit einem Fluid gefüllt sind, – wobei die Rohrleitung (10) im Bereich des Treibrades (12) eine Aufteilung (13) dergestalt aufweist, dass in diese das Treibrad (12) mittig so integriert ist, dass auf jeder Seite des Treibrades (12) eine Krafteinleitung durch das Fluid möglich ist, – wobei jeweils über und unter dem Treibrad (12) Ventile (14) vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids so gesteuert sind, dass eine Krafteinleitung, die durch Strömen des Fluids eintritt, ausschließlich einseitig auf das Treibrad (12) eintritt und – wobei den oberen und den unteren Totpunkt des Kolbens (6) registrierende Sensoren und eine Steuerung der Ventile (14) in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Fluids wechselweise eine bestimmte Drehrichtung des Treirads (12) bewirkend ausgebildet sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, bei der – die Rohrleitung (10) mindestens im Bereich der Aufteilung (13) als einen rechteckigen Querschnitt aufweisender Kanal ausgeführt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der – die Ventile (14) eine klappenförmige Ausbildung aufweisen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der – die Achse des Treibrades (12) mit einem Generator verbunden ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der – die die Steuerung der Ventile (14) bewirkenden Sensoren von der Kolbenstange (3) beeinflussbar ausgebildet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der – der Zylinder (5) auf dem Grund des Gewässers fest verankert und die Kolbenstange (3) nach oben aus dem Zylinder (5) hinausführend mit Schwimmern (1) kraftschlüssig verbunden ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der – der Zylinder (5) mit Schwimmern (1) kraftschlüssig verbunden und die Kolbenstange (3) nach unten aus dem Zylinder (5) hinausführend auf dem Grund des Gewässers fest verankert ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, bei der – der Schwimmer (1) ein Bootskörper ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der – eine Vielzahl von Zylindern (5) mit den notwendigen Nebeneinrichtungen auf eine Kolbenstange (3) arbeitend übereinander angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der – eine Vielzahl von Zylindern (5) mit den notwendigen Nebeneinrichtungen nebeneinander angeordnet sind.