DE2837269A1

DE2837269A1 - Verfahren zum erzeugen von bewegungsenergie unter ausnuetzung des auftriebs von koerpern

Info

Publication number: DE2837269A1
Application number: DE19782837269
Authority: DE
Inventors: Enrique Pedro Palomer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-25
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1979-03-01
Also published as: GB2004597B; ZA784844B; FR2401330A1; GB2004597A; SE7808826L; BR7805536A; NL7808758A; AU3918178A; BE869924A; ES461890A1; US4324099A; JPS5459541A

Description

DR. BERG &IPL.-ENG. STAPF DIPL.-ING. SCKWABB DR. DR. SANDMAIR 2837269

PATENTANWÄLTE

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte 29 44-2 25.August 19?B

Enrique Pedro PALOMER, Barcelona/Spanien

Verfahren zum Erzeugen von Bewegungsenergie unter Ausnutzung des Auftriebs von Körpern

- Ansprüche -

1-08-8

«(089)988272 Telegramme: Bankkonten:- Hypo-Bank München 4410122850

988Z73 BERGSTAPCTATENTMIinchett (BLZ 700200H):SwiftCode·. HYPa DEMM

988274- TELEX;" Bayer Vereinsbank München-453100(BEZ 70020270)

983310 052*560 BERG d Postscheck München. 65J4J-808 (BXZ 70010080)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von Bewegung und Energie unter Ausnützung des Auftriebs von Körpern sowie, in gewissen Anwendungsarten, zum Speichern iron Energie unter Verwendung von Einrichtungen, welche keine Verunreinigung herbeiführen, sehr ruhig arbeiten und äußerst wirtschaftlich sind, da die Gewinnung der Energie durch die Strömung von umlaufendem Wasser erfolgt, ohne die Anwendung von zusätzlichen Drücken über den Druck hinaus, welcher durch die Strömung des Wassers von einer Quelle oder einem Vorrat vorhanden ist, welche bzw. welcher in einer größeren Höhe angeordnet ist als die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Einrichtungen.

Der Auftrieb eines eingetauchten Körpers ist bekanntlich gleich dem Gewicht eines von ihm verdrängten Strömungsmittels. Dies trifft sowohl bei einem in eine große Wassermenge eintauchenden Körper zu, beispielsweise einem Schiff in See, als auch bei einem Schiff in einem Dock, in welchem das Volumen des Wassers erheblich kleiner ist. Die gleiche Erscheinung tritt auch bei einem Hohlkörper oder einem Körper, welcher eine niedrigere Dichte hat als ein ihn umgebendes Strömungsmittel, auf, wenn ein solcher Körper in einen Behälter von gleicher oder ähnlicher Form gebracht wird, so daß zwischen dem Körper und dem Behälter möglichst kleine Zwischenräume vorhanden sind. Werden diese kleinen Zwischenräume dann mit einem Strömungsmittel bzw. einer Flüssigkeit beschickt, so schwimmt der Körper auf, wobei sein Auftrieb von dem eingetauchten Volumen des Körpers und der Dichte des verwendeten Strömungsmittels abhängig ist.

Das vorstehend erläuterte Prinzip wurde in der Technik nicht angewendet, bevor der Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung darauf kam, es für den Antrieb von drehbaren Plattformen mit einem Mindestmaß an Energie anzuwenden. Auf der Grundlage der Erfahrungen mit solchen Plattformen und anderen, später erfundenen und

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ebenfalls auf dem Prinzip des Auftriebs eingetauchter Körper beruhenden Vorrichtungen, welche jeweils durch eigene Patente geschützt sind, entstand der Gedanke, durch die Auf- und Abwärtsbewegung von Schwimmkörpern mehr Energie zu erzeugen, als die Körper für die genannten Bewegungen verbrauchen, wobei die Bewegungen der Schwimmkörper, wie eingangs erwähnt, durch die Strömung von in Umlauf versetztem Wasser bewirkt werden.

Für die Erzeugung von elektrischer Energie oder für den direkten Antrieb gewisser Maschinen wird seit langer Zeit das Gefälle von Wasser in Staudämmen und Flußläufen verwendet. Die herkömmlichen "Verfahren zur Erzeugung von Energie mittels strömenden oder angestauten Wassers wird jedoch zunehmend unwirtschaftlich, einmal, da Wasser in vielen Teilen der Welt knapp ist, und zum anderen, da die für die Speicherung von Wasser angelegten Stauseen in den meisten Fällen weite und fruchtbare Täler überfluten. Stauseen haben den weiteren Nachteil, daß die gespeicherte Wassermenge durch fortschreitende Verlandung stetig abnimmt. Ferner kann das an einem Staudamm entnommene Wasser nicht erneut zur Energiegewinnung herangezogen werden, bevor nicht durch erneutes Anstauen ein ausreichendes Gefälle zustande kommt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Gewinnung von Energie, ohne daß dazu ein großes Wasservolumen wie ein Stausee od. dergl. notwendig ist. Das nur in geringsten Mengen verwendete Wasser kann einem beliebigen Vorrat entnommen und einer beliebigen Anzahl von Behältern gleichzeitig oder nacheinander zugeleitet werden, um in diesen angeordnete Schwimmkörper in eine auf und ab gehende Bewegung zu versetzen. Die Bewegungen der Schwimmkörper können direkt für den Antrieb irgendwelcher Vorrichtungen verwendet oder in eine Drehbewegung oder andere Bewegungen für den Antrieb verschiedener Vorrichtungen, beispielsweise Stromgeneratoren und dergl. umgewan-

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delt werden.

Im föl genden sind Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zum Durchführen des erfindungsgeraäßen Verfahrens anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Schnittansicht einer Vorrichtung mit einem Behälter und einem darin angeordneten, mit einer Kurbelwelle verbundenen Schwimmkörper,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Anordnung von zwei miteinander verbundenen Vorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art und

Fig. 3 eine Schnittansicht einer der in Fig. 2 dargestellten ähnlichen Anordnung zur Erläuterung des zur Erzeugung von Energie mittels Schwimmkörpern angewendeten physikalischen Prinzips.

Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat einen Behälter 1 mit einem Einlaßventil 2 und einem Auslaßventil 3 für den Zutritt bzw. Abfluß eines Strömungsmittels, insbesondere Wassers. Der Behälter 1 enthält einen Hohlkörper 4, welcher gegebenenfalls mit einem Material gefüllt sein kann, dessen Dichte niedriger ist als die des Strömungsmittels. Der Zwischenraum zwischen der Innenfläche des Behälters 1 und dem Umfang des Körpers 4 ist so klein wie möglich, so daß eine geringe Menge des Strömungsmittels ausreicht, den Körper zum Aufschwimmen zu bringen. Durch abwechselnde Zufuhr und Ableitung des Strömungsmittels über das Einlaßbzw. Auslaßventil 2 bzw. 3 wird der Körper 4 in eine auf und ab gehende Bewegung versetzt _% welche über eine Pleuelstange 5* auf die Kröpfung einer Kurbelwelle 5 übertragen unetr so· in- eine drehende Bewegung, umgewandelt wird.

Anstelle der Pleuelstange und der Kurbelwelle können aucli andere Einrichtungen, etwa eine Zahnstange und ein Zahnrad verwendet werden, und die Bewegung des Körpers kann auch in eine andere als eine Drehbewegung umgewandelt werden. Die aus der Auf- und Abbewegung des Körpers gewonnene Energie kann für den Antrieb der verschiedensten Vorrichtungen verwendet werden, insbesondere für den Antrieb von Vorrichtungen für die Stromerzeugung und -speicherung.

Mehrere der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen, welche jeweils einen Behälter und einen Schwimmkörper aufweisen, können nach Art einer Batterie miteinander kombiniert werden und gemeinsam auf eine einzige Anordnung zur Umwandlung der Bewegungsenergie oder auch getrennt auf einzelne derartige Einrichtungen einwirken. Dabei können die Behälter so miteinander verbunden sein, daß das Wasser jeweils von einem Behälter in einen anderen strömt, oder die Behälter können jeweils eine eigene Zuleitung und Abflußleitung aufweisen.

Das öffnen und Schließen der Ventile kann selbsttätig von herkömmlichen, vorzugsweise elektronischen Einrichtungen gesteuert sein, welche auf den Flüssigkeitsstand im jeweiligen Behälter oder auf die Bewegungen des Schwimmkörpers darin ansprechen.

Soll eine Vorrichtung der beschriebenen Art nicht in der. Nähe eines Flusses oder Kanals oder an einem sonstigen Ort, an welchem reichlich Wasser vorhanden ist, aufgestellt werden, d.h. also an einem Ort, an welchem Wasser knapp und somit auch teuer ist,, können die zur Energiegewinnung verwendeten Elemente der Vorrichtung derart miteinander verbunden werden, daß das Wasser oder das verwendete Strömungsmittel unter Zuhilfenahme einer Pumpe in einem geschlossenen Kreislauf umgewälzt werden kann.

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Eine derartige, in Fig. 2 dargestellte Anordnung hat zwei untereinander gleiche Behälter 6, 7 der vorstehend beschriebenen Art. Der Behälter 6 hat ein Einlaßventil 8 für die Zuleitung von Wasser aus einem Vorratsbehälter oder einer Leitung. Die beiden Behälter 6, 7 enthalten jeweils einen Schwimmkörper 9 bzw. 10 und sind über ein Ventil oder einen Schieber 11 miteinander strömungsverbunden. Außerdem sind die Behälter mit einer herkömmlichen Pumpe 12 verbunden, welche dazu dient, gewisse Wassertnengen von einem Behälter zum anderen zu überführen und umgekehrt. Sobald der Schwimmkörper 9 im ersten Behälter 6 seine obere Endstellung erreicht, wird das Ventil 8 automatisch geschlossen und das Ventil bzw. der Schieber 11 zwischen den beiden Behälter geöffnet, so daß nun der Schwimmkörper 9 im ersten Behälter absinkt und der Schwimmkörper 10 im zweiten Behälter 7 aufsteigt, bis die beiden Schwimmkörper auf gleicher Höhe sind. Dies würde nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren zum Stillstand der beiden Schwimmkörper führen. Deshalb wird zu diesem Zeitpunkt der Schieber 11 zwischen den beiden Behältern geschlossen und die Pumpe 12 in Gang gesetzt, um Wasser vom ersten Behälter in den zweiten zu überführen, bis der darin befindliche Schwimmkörper seine obere Endstellung erreicht, worauf sich die vorstehenden Vorgänge unter Steuerung durch herkömmliche elektronische Einrichtungen in umgekehrter Reihenfolge wiederholen. Der Betrieb der Pumpe 12 verbraucht lediglich einen kleinen Bruchteil der von der Schwimmkörpern für den Antrieb irgend einer Vorrichtung aufgebrachten Energie.

Die Schwimmkörper können bei ihrer Auf- und Abbewegung geführt sein, so daß sie mit der Wandung der Behälter nicht in Berührung kommen. Als Führung kann ein in der Mittelachse angeordneter Stab oder eine am äußeren Umfang der Schwimmkörper angreifende Einrichtung verwendet werden, wobei die Ausbildung und Anordnung der Führungseinrichtungen im Hinblik auf die Erfindung nicht ausschlaggebend ist.

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Zur theoretischen und praktischen Erläuterung des vorstehend gesagte zeigt Fig. 3 ein Paar Behälter, welche mit einem darunter angeordneten Behälter 13 und über eine mit diesem strömungsverbundene Pumpe 14- untereinander strömungsverbunden sind.

Unter der Annahme, daß ein Schwimmkörper ein Gewicht von 1 500 kg bei einem Volumen von 3 000 dm hat, kommt ein solcher Körper zum Aufschwimmen, wenn die Flüssigkeit die Standhöhe A erreicht hat, ohne daß er dabei jedoch eine aufwärts gerichtete Kraft ausübt. Wird dem Behälter dann weitere Flüssigkeit zugeführt, bis sie die Standhöhe B erreicht, so verringert sich das effektive Gewicht des Schwimmkörpers auf I5OO kg und der Körper übt eine aufwärts gerichtete Kraft von I5OO kg aus, welche während der Füllung des unteren Teils des Behälters mit der Flüssigkeit über den gesamten Hub des Schwimmkörpers konstant bleibt.

Je nach der Strömungsmenge und dem Druck des dem Behälter zugeführten Wassers steigt der Schwimmkörper schneller oder langsamer auf. Der Speisedruck der Flüssigkeit ist bei Zufuhr von außen von der Höhe des Flüssigkeitsvorrats abhängig, im Falle eines geschlossenen Kreislaufs mit einer Umwälzpumpe hängt die Aufstiegsgeschwindigkeit von der Leistung der Pumpe ab.

Das Niedersinken des Schwimmkörpers erfolgt dann in Abhängigkeit vom Ablauf des vorher zugeführten Wassers, wobei der Schwimmkörper eine abwärts gerichtete Kraft von 1500 kg ausübt.

Je schneller die Flüssigkeit dem Behälter zugeleitet wird und aus diesem abfließen kann, um so schneller bewegt sich der Schwimmkörper auf- und abwärts. Dadurch ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung je nach dem Verwendungszweck mühelos einstellbar. Obgleich für den Betrieb

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der Vorrichtung als Strömungsmittel gewöhnlich Wasser in Frage kommt, kann in einem geschlossenen Kreislauf auch eine Flüssigkeit größerer Dichte verwendet werden, wobei die Schwimmkörper dann aufgrund der größeren Dichte des Strömungsmittels größere Kräfte entwickeln können.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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L e e r s e i \ e

Claims

DR. BERG DIPL -ING. STAFF DIPL.-ING. SCo¹WaBE DR. DR. SANDMAIR 2837 25

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 - 8000 München 86

Inwaltsakte 29

P_a_t_e_n_t_a_n_s_£_r_ü_c_h_e

Verfahren zum Erzeugen von Bewegung und Energie unter Ausnützung des Auftrieb von Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ein Einlaßventil und ein Auslaßventil für ein Strömungsmittel, vorzugsweise Wasser, aufweisenden Behälter ein Hohlkörper oder ein mit einem Stoff, dessen Dichte niedriger ist als die des Strömungsmittels, gefüllter Körper durch Zu- und Ableitung des Strömungsmittels über das Einlaß- bzw. Auslaßventil in eine auf und ab gehende Bewegung versetzt wird, wobei der Zwischenraum zwischen dem Umfang des Körpers und. des Behälters sehr klein und somit die zum Aufschwimmen des Körpers notwendige Menge des Strömungsmittels sehr gering ist, daß die auf und ab gehende Bewegung des Körpers mittels damit verbundener Einrichtungen in eine Drehbewegung oder eine sonstige Bewegung für den Antrieb

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Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM Bayec Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

«(089)988272 Telegramme: 988273 BERGSTAPFPATENT München 988274 TELEX: 983310 0524560 BERG d

verschiedener VorriohtunFen, insbesondere von Vorrichtungen für die Erzeugung und Speicherung von elektrischer Energie umgewandelt wird, daß gegebenenfalls mehrere Anordnungen von Behältern und Körpern zu einer Batterie zusammengefaßt sind und unabhängig voneinander oder gemeinsam arbeiten, und daß das abwechselnde Öffnen und Schließen der Ein- und Auslaßventile der Behälter bei Erreichen einer bestimmten Standhöhe des Strömungsmittels oder Aufschwimmhöhe des jeweiligen Körpers mittels elektronischer Einrichtungen selbsttätig bewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Knappheit von Wasser zwei untereinander gleiche Behälter der in Anspruch 1 genannten Art verwendet werden, von denen der eine ein Ventil für den Zulauf von Wasser aus einem vorhandenen Behälter oder einer Leitung aufweist, daß die beiden, jeweils gleichartige Schwimmkörper enthaltenden Behälter über einen Schieber miteinander und gleichzeitig mit einer herkömmlichen Pumpe zum Überführen einer bestimmten Wassermenge von einem Behälter zum anderen und umgekehrt verbunden sind, daß das Ventil für den Zulauf von Wasser zum ersten Behälter automatisch geschlossen und der den Übertritt des Wassers vom ersten zum zweiten Behälter freigebende Schieber geöffnet werden, sobald der im ersten Behälter angeordnete Schwimmkörper seine obere Endstellung erreicht, so daß dieser sich abwärts bewegt und der im zweiten Behälter angeordnete Schwimmkörper sich aufwärts zu bewegen beginnt, bis sich die beiden Schwimmkörper in den beiden Behältern in der gleichen Höhe befinden, wodurch die Abwärts- und Aufwärtsbewegung nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren zum Stillstand kommt, daß zu diesem Zeitpunkt der die beiden Behälter miteinander verbindende Schieber geschlossen und die Pumpe in Gang gesetzt wird, um die Flüssigkeit vom ersten in den zweiten Behälter zu überführen, bis der im zweiten Behälter angeordnete Schwimmkörper seine obere

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Endstellung erreicht, und daß danach, die beschriebenen Vorecänsre ?n umgekehrter Reihenfolpe wiederholt werden, vorei für den Betrieb der Pumpe nur ein kleiner Bruchteil des von den Schwimmkörpern für den Antrieb einer Vorrichentwickelten Arbeitspotentials verbraucht wird.