DE102011012544A1 - Method for creating energy from static characteristics of sufficient water accumulation for small power plant, involves utilizing hydrostatic pressure of column in order to obtain energy, where column is originated from bore hole - Google Patents

Method for creating energy from static characteristics of sufficient water accumulation for small power plant, involves utilizing hydrostatic pressure of column in order to obtain energy, where column is originated from bore hole Download PDF

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Abstract

The method involves utilizing hydrostatic pressure of a water column (2.12) in order to obtain alternative energy, where the water column is originated from a bore hole. The density-changing additives are mixed with the water column of a container, so that formation of gas bubbles increases the buoyancy force. The blister kinetics is strong by the activation of turbines (2.3) coupled with generators (2.4). Gas bubbles are formed by providing current and water decomposition in a fuel cell. A self-purification device is mounted to electrodes of a liquid decomposition box. An independent claim is also included for a device for creating energy from a small power plant.

Description

Die Energieversorgung von heute ist ein vitales Thema vieler Menschen, gerade in Anbetracht, dass viele Netze immer teurer werden. Der Stand der Technik ist so, dass konventionelle Techniken, wie Wind und Wasser angeboten werden, aber auch Gas- und Ölverbrennung, Erdwärme, Solarthermik wie auch Solarvolteik, Pallets u. a.. Meistens entsteht dabei CO2, also eine Belastung der Umwelt.The energy supply of today is a vital topic of many people, especially considering that many networks are becoming more and more expensive. The state of the art is such that conventional techniques such as wind and water are offered, but also gas and oil burning, geothermal, solar thermal as well as solar typhics, pallets and others. Most of the time this creates CO 2 , which is a burden on the environment.

Die vorliegende Erfindung geht einen anderen Weg. Es ist bekannt, dass eine Ansammlung von Wasser einen Eigendruck erzeugt, genauer: 10 m entspricht einen Wassereigendruck von 1 at.The present invention takes a different approach. It is known that an accumulation of water creates an autogenous pressure, more precisely: 10 m corresponds to a water autogenous pressure of 1 at.

Bohrt man ein Loch von 50 m, flutet meistens das Grundwasser diesen Hohlraum. Man hat also 50 at. Versenkt man nun eine Wasserzersetzungsvorrichtung, dann kann mit Hilfe der Elektrolyse das Grundwasser partiell zersetzt werden in den Bestandteilen, nämlich H2 und O2. Da Wasser eine Dicht von 0,999 103 Kg m–3 hat, aber Wasserstoff 0,08 Kg m–3 und Sauerstoff 1,42 Kgm–3 erkennt man schon, dass mindestens drei Größenordnungen in der Dichte sich die Gase von dem Wasser unterscheiden. Das bedeutet, Auftrieb für die Blasen an sich, aber erst recht auch durch die Beschleunigung, die der Schweredruckes des Wassers selbst, auslöst. Hier setzt der erfinderische Gedanke ein, nämlich die Blasen aus der Elektrolyse des Wassers kommend, welche die Dichteunterschiede zum Wasserkörper aufweisen und unter dem Einfluss des Schweredruckes stehen, zu nutzen, um so die daraus resultierende Wasser-Gas-Strömung, als Basis für die Energieerzeugung mittels Turbine und Generator zu nutzen, um damit Elektrizität zu erzeuge. Desweiteren können die Gase in einer Brennstoffzelle vereinigt werden, so dass wieder Wasser entsteht, mit der entsprechenden Bildungswärme und natürlich noch einmal Strom, durch die an den Membranen der Brennstoffzelle abgestreiften Elektronen. Also: zweimal Energie, Wärme und Wasser sind die Produkte dieses Verfahrens. Die dazu gehörige Vorrichtung ist aufgebaut aus einer oder mehreren Wasserzersetzungszellen mit entsprechenden Membranen, wo sich die Gaskomponenten H2 und O2 getrennt in gefluteten Strömungsröhren aufsteigen und durch die Auftriebskraft im letzten Drittel der Strömungsröhren von Turbinen mit entsprechenden Generatoren genutzt werden. Am oberen Ende der Strömungsröhren befindet sich eine Brennstoffzelle als Wandler, wo die Partialgase zum Wasser verbrennen und wiederholt Energie in den Formen Wärme und Strom frei wird. Damit wird dreifach Energie generiert ohne integrierte Belastung der Umwelt. Die Ausbeute ist proportional abhängig von der Höhe der Wassersäule, d. h. je Tiefer das Loch ist, in der die Wasseransammlung steht, um so größer ist nicht nur der Wirkungsgrad, sondern auch der Erntefaktor, als Ausdruck des Verhältnisses von gewonnener Nutzenergie zum Aufwand an Primärenergie für den Bau, Wartung und Betrieb, innerhalb einer Zeit der erwarteten Lebensdauer der Vorrichtung.If you drill a hole of 50 m, the groundwater usually floods this cavity. So you have 50 at. Now sinking a water decomposition device, then with the help of electrolysis, the groundwater can be partially decomposed in the components, namely H 2 and O 2 . Since water has a density of 0.999.103 Kg m -3 , but hydrogen 0.08 Kg m -3 and oxygen 1.42 Kgm -3 , it can already be seen that at least three orders of magnitude in density, the gases differ from the water. This means boosting the bubbles themselves, but even more so by the acceleration caused by the heavy pressure of the water itself. Here comes the inventive idea, namely the bubbles coming from the electrolysis of the water, which have the density differences to the water body and are under the influence of the gravitational pressure to use, so the resulting water-gas flow, as a basis for energy production using turbine and generator to generate electricity. Furthermore, the gases can be combined in a fuel cell, so that again water is formed, with the appropriate heat of formation and, of course, once again electricity, by the stripped at the membranes of the fuel cell electrons. So: twice energy, heat and water are the products of this process. The associated device is constructed of one or more water decomposition cells with respective membranes where the gas components H 2 and O 2 separate up into flooded flow tubes and are utilized by the buoyancy force in the last third of the flow tubes of turbines with corresponding generators. At the top of the flow tubes is a fuel cell as a converter, where the partial gases burn to the water and repeatedly release energy in the forms of heat and electricity. This generates three times more energy without an integrated burden on the environment. The yield is proportional depending on the height of the water column, ie the deeper the hole is, in which the accumulation of water is, the greater is not only the efficiency, but also the harvest factor, as an expression of the ratio of useful energy gained to the amount of primary energy for the construction, maintenance and operation, within a time of the expected life of the device.

Im Weiteren sollen an zwei Beispielen der Sachverhalt des erfinderischen Gedankens näher erläutert werden.In addition, the facts of the inventive concept will be explained in more detail by two examples.

1. Beispiel1st example

In 1 ist die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie aus den statischen Eigenschaften einer ausreichenden Wasseransammlung dargestellt. Hierbei sind mit den Bezeichnungen folgende Teile benannt:In 1 the device for generating energy from the static properties of sufficient water accumulation is shown. The following parts are named with the names:

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.11.1
Externe AktivierungsquelleExternal activation source
1.111.11
Zuleitung für die AktivierungsenergieSupply line for the activation energy
1.121.12
WasserzersetzungsblockWater decomposition block
1.131.13
Röhretube
1.141.14
Wasserwater
1.151.15
Gaskomponenten 2 H2 Gas components 2 H 2
1.161.16
Gaskomponente O2 Gas component O 2
1.171.17
Gaskomponente Cl2 bei Salzlösungen von NaClGas component Cl 2 in saline solutions of NaCl
1.1511151
Aufstieg-Röhren für 2 × H2 Rise tubes for 2 × H 2
1.1611161
Aufstieg-Röhre für O2 Rise tube for O 2
1.21.2
Ventilblock zur Steuerung aufsteigender BlasenValve block for controlling rising bubbles
1.31.3
Konverterconverter
1.41.4
Generatorgenerator
1.51.5
Energiespeicherenergy storage
1.61.6
Brennstoffzellefuel cell
1.71.7
Wärmetauscherheat exchangers
1.81.8
Wasserdepotwater depot
1.91.9
Energiespeicherenergy storage
1.9.11.9.1
Elektr. StellgliedElectric actuator
1.9.21.9.2
Verbraucherconsumer

Von einer externen Quelle 1.1, welche von der Sonne, Wind, Biogas oder strömenden Wasser rührt, wird der Wasserzersetzungsblock 1.1.1 aktiviert, der von einer Zuleitung 1.12 in der wassergefüllten Röhre 1.13 sich befindet und Wasser 1.14 in den Bestandteilen, Wassersstoff H2 1.15 und Sauerstoff O2 1.16 zersetzt, die dem Wassersdruck ausgesetzt zur Oberfläche in den jeweiligen Aufstiegsröhren 1.151 und 1.161 beschleunigt aufsteigen, den steuernden Ventilblock 1.2 passieren und dadurch eine Strömung induzieren, welche in der Lage ist, die Konverter 1.3 in den jeweiligen Röhren 1.151 und 1.161 mit jeweils angeschlossen Generatoren 1.4 zu aktiveren. Die erzeugte Energie wird in den Speicher 1.5 deponiert und verbrauchergerecht abgerufen. Die Aufstieg-Röhren 1.151 und 1.16 münden entsprechend ihres Blaseninhaltes vereinigen in der Brennstoffzelle 1.6, wo die Verbrennung zu Wasser erfolgt, so dass sich die Wärme in den Wärmetauscher 1.7 sammelt und das Wasser in den Depot 1.8 geleitet wird. Der entstehende Strom nimmt der Speicher 1.9 auf, der verbunden ist mit dem Stellglied 1.91. Hier lassen sich unmittelbar verbraucherorientierten Energieversorgungen Haus 1.92 regeln. Anstelle der Bodenvertiefung können auch Wassertürme oder andere Bauten die Wasseransammlung realisieren und dadurch den hydrostatischen Druck erzeugen.From an external source 1.1 which is caused by the sun, wind, biogas or flowing water, becomes the water decomposition block 1.1.1 activated by a feeder 1.12 in the water-filled tube 1.13 is located and water 1.14 in the ingredients, hydrogen H 2 1.15 and oxygen O 2 1.16 decomposed, exposed to the water pressure to the surface in the respective ascent tubes 1151 and 1161 speed up, the controlling valve block 1.2 and thereby induce a flow which is capable of converting 1.3 in the respective tubes 1151 and 1161 each with connected generators 1.4 to be more active. The energy generated is stored in memory 1.5 deposited and consumer-friendly retrieved. The Rise Tubes 1151 and 1.16 lead to unite according to their bubble content in the fuel cell 1.6 where the combustion takes place to water, so that the heat in the heat exchanger 1.7 collects and the water in the depot 1.8 is directed. The resulting current takes the memory 1.9 on, which is connected to the actuator 1.91 , Here you can directly house consumer-oriented energy supplies 1.92 regulate. Instead of the bottom well, water towers or other structures can realize the accumulation of water and thereby generate the hydrostatic pressure.

2. Beispiel2nd example

In 2 ist eine veränderte Variante zum Beispiel 1 dargestellt. Diesmal ist die in einem Bohrloch 2.11 geschobene Röhre 2.12 mit einer Salzlösung 2.13 gefüllt, welche bekanntlich eine größere Auftriebskraft erzeugen vermag, als reines Wasser an sich. Die durch die aus einer Anregungsquelle 2.14 kommenden Aktivierungsströme durch das Kabel 2.15 veranlassen den Elektrolysatoren-Block 2.2 mit dem Steuerventil 2.21 das Salzwasser 2.13 zu zersetzen, so dass ein Mischgas 2.22 erzeugt wird, nämlich kathodenseitig H2, an der Anoden O2 und Cl2, welche fraktioniert, entsprechend ihrer elementaren Dichte, in der Röhre 2.12 als Mischgas, also H2, O2 und Cl2 aufsteigen und die Turbine 2.3 mit den nachgeschalteten Generatoren 2.4 veranlassen zu arbeiten, um elektrische Energie zu erzeugen. Da die Cl2-Komponente nichts im Motor 2.5, der mit dem Generator 2.6 verbunden ist, bewirkt, wird es im Abscheider 2.7 abgeschieden und mit CO2 des Auspuffs 2.51 vom Motor 2.5 selbst im Methanreaktor 2.8 zusammen gebracht, wodurch Methangas entsteht, was im Brenner 2.81 Wärme erzeugt, die im Wärmespeicher 2.9 weiter für die energetisch autarke Wohneinheit 2.91 sorgt. Der Generator 2.7 leitet die Energie genauso wie der Generator 2.4 in den Speicher 2.41. Der Schalter 2.92 verbindet den elektrischen Speicher 2.41 mit den Verbrauchern im Haus 2.91.In 2 a modified variant for example 1 is shown. This time it's in a borehole 2.11 pushed tube 2.12 with a saline solution 2.13 filled, which is known to produce a greater buoyancy force than pure water itself. The through the from an excitation source 2.14 coming activation currents through the cable 2.15 cause the electrolyzer block 2.2 with the control valve 2.21 the salt water 2.13 to decompose, leaving a mixed gas 2.22 is generated, namely cathode side H 2 , at the anodes O 2 and Cl 2 , which fractionates, according to their elemental density, in the tube 2.12 as mixed gas, so H 2 , O 2 and Cl 2 ascend and the turbine 2.3 with the downstream generators 2.4 cause to work to generate electrical energy. Since the Cl 2 component is nothing in the engine 2.5 that with the generator 2.6 connected, it causes it in the separator 2.7 deposited and with CO 2 of the exhaust 2:51 from the engine 2.5 even in the methane reactor 2.8 brought together, which produces methane gas, resulting in the burner 2.81 Heat is generated in the heat storage 2.9 continue for the energy self-sufficient housing unit 2.91 provides. The generator 2.7 directs the energy as well as the generator 2.4 in the store 2:41 , The desk 2.92 connects the electrical storage 2:41 with the consumers in the house 2.91 ,

Claims (10)

Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Druck einer Wassersäule ausgenutzt wird, um alternative Energie zu gewinnen.Method and apparatus for a novel small power plant, characterized in that the hydrostatic pressure of a water column is exploited to gain alternative energy. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Wassersäule von einem Bohrloch stammt.Method and device for a novel small power plant according to claim 1, characterized in that the water column comes from a borehole. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass Die Wassersäule in einem Behältnis vorhanden ist, in der dichteverändernde Zusätze gemischt werden können, was die Auftriebskraft der Gasblasen erhöht.Method and device for a novel small power plant according to claims 1 and 2, characterized in that the water column is present in a container in which density-varying additives can be mixed, which increases the buoyancy of the gas bubbles. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Blasenkinetik so stark ist, dass damit Turbinen mit gekoppelten Generatoren aktiviert werden, was alternative Energie bedeutet.A method and apparatus for a novel small power plant according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the bubble kinetics is so strong that thus activated turbines with coupled generators, which means alternative energy. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Wasserzersetzung erzeugten Gasblasen wieder in einer Brennstoffzelle vereinigt werden, um wiederum Strom, Wärme und zu erzeugen.A method and apparatus for a novel small power plant according to claims 1 to 4, characterized in that the gas bubbles generated by the decomposition of water are reunited in a fuel cell, in turn, to generate electricity, heat and. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach bisherigen Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass außer Wasser auch andere Flüssigkeiten dem Auftrieb dienlich geeignet sind, alternative Energie nach diesem Verfahren und Vorrichtung zu erzeugen.Method and apparatus for a novel small power plant according to previous claims 1 to 5, characterized in that in addition to water, other liquids are suitable for buoyancy, alternative energy to produce by this method and apparatus. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass spezielle sphärische Elektroden in der Wasserzersetzungsvorrichtung für eine erhöhte Gasproduktion sorgen.A method and apparatus for a novel small power plant according to claims 1 to 6, characterized in that special spherical electrodes in the water decomposition device provide for increased gas production. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach bisherigen Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass an die Elektroden der Flüssigkeitszersetzungsbox eine Selbstreinigungsvorrichtung montiert ist, um Abscheidungen mit Entsorgung von den Elektroden zu entfernen, falls andere Flüssigkeiten benutzt werden als Wasser.A method and apparatus for a novel small power plant according to previous claims 1 to 7, characterized in that the electrodes of the liquid decomposition box, a self-cleaning device is mounted to remove deposits with disposal of the electrodes, if other liquids are used as water. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach den Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass schwebende Kleinkörper mit durch den Blasen-Stream bewegt werden, um die Wirkung auf den Turbinenschaufeln zwecks Generatoraktivierung zu erhöhen.A method and apparatus for a novel small power plant according to claims 1 to 8, characterized in that floating small bodies are moved through the bubble stream to increase the effect on the turbine blades for generator activation. Verfahren und Vorrichtung für ein neuartiges Kleinkraftwerk nach bisherigen genannten Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenstationen am den Gasschläuchen mehrfach ausgeführt werden, sowie das Grundsystem mehrfach ausgeführt wird.Method and apparatus for a novel small power plant according to previous claims 1 to 9, characterized in that the turbine stations are performed several times on the gas hoses, and the basic system is executed several times.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES2915050A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-20 Gall Segarra Raul Motor system to propel any type of vehicle and also to generate electricity (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

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ES2915050A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-20 Gall Segarra Raul Motor system to propel any type of vehicle and also to generate electricity (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
WO2022129660A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-23 Gall Segarra Raul Drive system by means of pressurisation for the propulsion of vehicles and the generation of electrical power

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