DE3425852A1

DE3425852A1 - Schwimmende und von wind angetriebene anlage zur meeresluftbefeuchtung

Info

Publication number: DE3425852A1
Application number: DE19843425852
Authority: DE
Inventors: Walter 2000 Hamburg Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-01-16

Description

Schwimmende und von Wind angetriebene Anlage zur Meeresluftbefeuchtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine schwimmende und von Wind angetriebene Anlage zur Meeresluftbefeuchtung. Ein kreisrunder Schwimmkörper ist durch Speichen mit einem schräg nach unten verlaufenden Stützrohr verbunden, welches auf einem auf Pontons installierten Stützgerüst gelagert ist und am Ende einen Zugdämpfer mit Axiallager hat, an dem die Anlage mit einem Tau freipendelnd verankert ist. An den Speichen sind Segel angeordnet, deren äußeren Bäume elastisch befestigt sind und so bei Windböen nachgeben. Im äußeren Umfang des Schwimmkörpers sind Kammern angebracht_s die sich während des Eintauchens mit Wasser füllen und in der höchsten Position über ein Sprührohr wieder entleeren wobei die Segel und die durchströmende Luft befeuchtet werden. Der komplette Schwimmkörper wird vom Wind über die Segel in Rotation gehalten.

Die weiteren Unteransprüehe zeigen weitere Besonderheiten auf.

In letzter Zeit sind Windanlagen zur Stromerzeugung, die auf ausgedienten Schiffen installiert x^urden_s bekannt geworden. Sie befinden sich aber noch im Erprobungsstadium. Sie dienen auch nicht dem Zweck einer Verdunstungserhöhung des Meerwassers an trockenen Küsten mit auflandigen Wind. Man hat bisher nur wenige Überlegungen angestellt, wie man durch technische Mittel das Klima und damit auch die Niederschlagsmenge in küstennahen Dürregebieten durch eine Verdunstungserhöhung des Meerwassers verbessern könnte.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Anlage zu schaffen,, die in einfacher und leichter Bauweise hergestellt ist und auf dem Wasser schwimmend rotiert wobei Wasser gehoben und in größerer Höhe versprüht wird. Dies wird durch eine Anlage erreicht, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.

— U- — O / O γ* η ι~ ο

Ein kreisrunder Schwimmkörper ist durch Speichen mit einem Stützrohr verbunden, welches schräg nach unten verläuft und auf einem schwimmenden Stützgerüst gelagert ist. Am Ende ist ein Zugdämpfer mit einem Axiallager angebracht, an dem die Anlage mit einem Tau freipendelnd verankert ist. Zur besseren Stabilität sind die Speichen mit schrägen Seilen am Stüzrohr abgespannt. An den Speichen sind Segel angebracht, die bei Wind den Schwimmkörper und das Stützrohr drehen. Das gesamte Schwimmkörperrad ist entsprechend der Schräge des Stützrohres dem Wind entgegengeneigt und hat somit eine erhöhte Schwimmstabilität. Der Schwimmkörper ist ein Hohlring, der auch ausgeschäumt sein kann. Der Querschnitt weist auf der Anströmseite eine abgerundete Strömungsform und gegenüber eine flache und gerade Stirnseite auf, in der die Kammern und Rohre für das Sprühwasser untergebracht sind. Damit der äußere Umfang im Wasser horizontal und die Stirnseite senkrecht verlaufen, ist der Schwimmkörper entsprechend der Neigung des Stützrohres keglig.

Während die Anlage vom Wind gedreht wird, taucht die Kammer unten ins Wasser und füllt sich über ein Füllrohr, hebt das Rieselwasser nach oben und kippt es langsam über ein kurzes Fallrohr in ein Sprührohr. Ein Teil des Wassers rieselt durch kleine Löcher auf die Segel und der größte Teil in Windrichtung nach unten fallend. Durch den freien Fall verwirbeln die Wassertropfen die vorbeiströmende Luft, geben Feuchtigket ab und erzeugen beim Aufprall auf die Wasseroberfläche Spritzwasser, was den Befeuchtungseffekt weiter erhöht. Einen Teil der Feuchtigkeit nimmt die Luft schon beim Vorbeistreichen am Segel auf. Damit die Anlage ein hohes Drehmoment hat, sind viele Segel angebracht.

Um größere Dürregebiete fruchtbar machen zu können, müssen Süßwasser, Pumpen, Rohrleitungen, Kanäle und die dazu erforderliche Energie vorhanden sein.

Durch Verankerung mehrerer solcher Anlagen dicht vor einer Küste mit auflandigen Winden erhöht den Taupunkt der Luft, besonders wenn das wasser wärmer als die Luft ist, bis nahe an die Wassertemperatur, was einen erhöhten Niederschlag als Tau, Sprühregen oder Regen bewirkt. Die Anlage arbeitet schon bei Schwachwind (ca 3m/s) und erreicht bei Starkwind (ca lH-m/s) ihre Spitzenleistung. Durch die Reibung zwischen Meerwasser und der benetzten Fläche des rotierenden Schwimmkörpers schwenkt sie mehr oder weniger, je nach Windstärke, selbstständig aus dem Wind. Dadurch wird eine schädliche Überlastung vermieden. Wird im Stützgerüst ein Generator installiert, so kann er, vom Stützrohr über ein Getriebe angetrieben, schon bei mäßigen Wind noch zusätzlich Strom erzeugen.

Vo Die Einsatz- und Verwendungsmöglichkeiten sind vielseitig. Die Anlage ist ortsunabhängig und kann zu jeder Zeit an andere Küstenbereiche verlegt werden. Sie kann auch auf Binnengewässern als Schöpfwerk für künstliche Bewässerung oder als Kraftwerk für die Stromerzeugung dienen.

Die Anlage dient nebenbei auch dem Küstenschutz. Um den eingetauchten Abschnitt des rotierenden Schwimmkörpers bilden sich abwälzende Strömungskreise aus, die erstens den Wellenverlauf behindern und zweitens den Meeresgrund aufwirbeln, wobei Schwebteilchen von der Oberflächenströmung zur Küste getragen werden und dort ablagern. Vor der bedrohten Küste der Insel Sylt könnten solche Anlagen guten Schutz leisten. Ein meeresbiologxscher Effekt entsteht noch durch die Sauerstoffanreicherung des Meerwassers. Hur ein Beispiel soll nachstehend die nützliche Wirkung verdeutlichen. Werden auf 150 km Länge im Mittelmeer vor der Küste der Sinai-Halbinsel ca 1000 Anlagen mit je einem Durchmesser von 100 m verankert, so wird eine jährliche Mehr Verdunstung von 1_S5 bis 2 Mrd nr⁵ und eine Leistung von 500 bis 1000 MIv erreicht. Der nördliche Teil der Sinai-Halbinsel, der Kegev und Teile WestJordaniens wurden das mehrfache an Niederschlägen erhalten.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 eine Seitenansicht,

Figur 2 eine Ansicht entgegen der Windrichtung der Anlage, Figur 3 einen offenen Teilabschnitt des Schwimmkörpers

in oberer Stellung und

Figur h einen offenen Teilabschnitt des Schwimmkörpers mit gefüllter Kammer in unterer Stellung.

wie j η Figur 1 dargestellt, ist ein kreisrunder Schwimmkörper 1 mit einem nach unten schräg verlaufenden Stützrohr 3 durch Speichen 2 verbunden. Zur höheren Stabilität ist der Schwimmkörper 1 durch Spannseile 11 am Stützrohr abgespannt. Das Stützrohr 3 wird von den Lagern 10 des Stützgerüstes 9 auf den Pontons 8 aufgenommen!. Am Ende ist es mit einem Zugdämpfer K versehen, der ein Axiallager 5 mit einer Befestigung für das Tau 6 aufweist. Die gesamte Anlage ist mit dem Tau 6 freischwenkend am Anker verankert. An den Speichen 2 sind die Segel 12 befestigt.

Der äußere Baum 23 wird an der Innenkante des Schwimmkörpers 1 von einer elastischen Befestigung 13 gehalten, so daß das Segel 12 bei Windböen nachgeben kann. Der Hantel des Schwimmkörpers 1 besteht aus seewasserbeständigem Aluminium. Der Innenraum ist hohl oder auch mit Schaumstoff 22 ausgeschäumt. Damit Wind und Wellen keine große Angriffsfläche haben, hat der Querschnitt des Schwimmkörpers 1 auf der Anströmseite eine abgerundete Strömungsform. Die gegenüberliegende Seite ist dagegen flach und senkrecht zur Außenhaut ausgeführt.

in der Stirnseite sind die Kammern 16, die Fallrohre 17 mit den Sprührohren 18 sowie die Füllrohre 15 mit den Füllöffnungen lh angeordnet. Diese Teile sollten möglichst aus leichtem Kunststoff sein, hierzu siehe Figur 3. Der Schwimmkörper 1 schwimmt auf dem Wasser und ist entsprechend der Schräge des Stützrohres 3 dem Wind entgegengeneigt, was die Schwimmstabilität erhöht.

Nachstehend soll die Funktionsweise der Anlage erläutert werden. Die freischwimmende Anlage richtet sich bei einsetzendem Wind aus. Der Schwimmkörper 1 wird durch die Segel 12 in Drehung gebracht, wobei sich die Kammern 16 mit Sprühwasser 19 füllen und es nach oben heben.

Wie in Figur 3 dargestellt, wird das Sprühwasser 19 aus der Kammer 16 durch die Drehung des Schwimmkörpers 1 in das Fallrohr 17" gekippt. Es fließt danach mit leichtem Druck in das darunterliegende Sprührohr 18 und tritt durch seine Löcher als Rieselwasser 20 in Windrichtung nach unten fallend ins Freie. Ein geringer Teil wird für die Befeuchtung 21 der Segel 12 abgeleitet. Die Segel 12 erhöhen mit ihren großen und schwarzen Flächen die Verdunstung beträchtlich.

Wie Figur k- zeigt, taucht die Kammer 16 unten im Wasser ein und füllt sich durch die mit einem Schutzgitter versehene Füllöffnung l·¹+ über das Füllrohr 15. Vor dem Austauchen der Füllöffnung l*f fließ das überschüssige Wasser wieder heraus, wodurch sich das Schutzgitter selbst reinigt.

Wach Figur 1 strömt der Wind von der Stützrohrseite her durch die nassen Segel 12, wo er erstmals Feuchtigkeit aufnimmt. Danach wird er von den fallenden Tropfen des Rieselwassers 20 durchströmt, erneut befeuchtet und nach unten verwirbelt. An der Meerwasseroberfläche wird die Luft umgelenkt und nimmt vom Spritzwasser nochmal Feuchtigkeit auf.

Soll die Anlage als Hebewerk für Bewässerungszwecke auf Flüssen oder Binnenseen arbeiten, so muß das Wasser vom Fallrohr 17 in die aus einem Rohr bestehende Speiche 2 abgeleitet werden, von wo es dann im Stützrohr 3 abfließen kann.

Claims

Pa t ent ans prüc he

,; Schwimmende und von Wind angetriebene Anlage zur Meeresluftbefeuchtungj dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisrunder Schwimmkörper (1) durch Speichen (2), an denen Segel (12) befestigt sind, mit einem schräg nach unten zum Tau (6) verlaufenden und von Lagern (10) eines Stützgerüstes (9), welches auf Pontons (8) installiert ist, gehalten wird, Stützrohr (3) verbunden ist, wobei der Schwimmkörper (1) durch die Segel (12) rotiert und in den in ihm angeordneten Kammern (l6) Wasser nach oben gehoben wird₃ welches über Spruhrehre (18) als Rieselwasser (20) und ein geringerer Teil für die Segelbefeuchtung (21) herabrieselt und die Luft befeuchtet.
2. Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Schwimmkörpers (1) auf der Anströmseite eine günstige Strömungsform aufweist und entsprechend des Neigungswinkels des Stützrohres (3) keglig ist.
3« Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Baum (23) am Segel (12) mit einer elastischen Befestigung (13) an der Innenseite des Schwimmkörpers (l) oder an der nachfolgenden Speiche (2) befestigt ist und somit das Segel (12) bei Sturmböen nachgeben kann.
k. Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang des Schwimmkörpers (1) mehrere Kammern (l6) angeordnet sind, die sich während des Eintauchens durch die Füllöffnungen (I¹O der in Drehrichtung der Kammern (l6) vorgelagerten Füllrohre (15) füllen und sich oben über die Fallrohre (17) und die am inneren Umfang angeordneten Sprührohre (18) entleeren wobei das Wasser nach unten rieselt.
5. Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis h₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Segel (12) mit Wasser berieselt werden und so die Verdunstungsfläche vergrößert wird.
6. Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach einem der

Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Stützrohres (3) ein Zugdämpfer (k) mit einem Axiallager (5) angeordnet ist, an dem die Anlage durch ein Tau (6) an der Verankerung (7) entsprechend der Windrichtung freipendelnd verankert ist.
7. Anlage zur Meeresluftbefeuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet;, daß der Schwimmkörper (1), die Segel (12) und sonstigen mit Wasser benetzten Teile in schwarz ausgeführt sind, um eine gute Nutzung der Sonnenstrahlen für die Verdunstungswärme zu erreichen.