AT524516A1 - Druckluftunterstütztes Energierad im Wasser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft den Aufbau, die Ausführung und das Zusammenwirken eines Energierades, wobei -ein senkrecht stehendes, scheibenförmiges Energierad im Wasser vorgesehen ist, -das Energierad in Kammern unterteilt ist, welche im Betrieb abwechselnd mit Wasser und Luft gefüllt werden, -eine Unterteilung der Anlage in einen Luftraum und einen Wasserraum vorgesehen ist, wodurch, bei Betrieb des Energierades, Schwerkraft und Auftrieb gleichzeitig nutzbar ist, -eine Vorrichtung vorgesehen ist, um Luftraum und Wasserraum abzudichten, und -eine Druckluftverteilanlage, eine Druckluftzufuhr und Druckluftableitung und eine Vorrichtung zur Energieübertragung der Drehenergie zum Generator vorgesehen sind.

Description

Druckluftunterstütztes Energierad im Wasser als Antrieb zur Stromerzeugung.

Grundfunktion

Das Energierad — Blatt 1 (4) - ist ein Rohrrad in beliebiger Dimension, welches in sich in Kammern unterteilt ist. Das Rohrrad hat eine fixe Achse (1) als Mittelpunkt, danach folgt die drehbare Druckluftröhre (2) und folgend die drehbare Abluftröhre (3). Das Luftkammernrad ist außen anschließend und ist entweder durch Streben (6) oder gänzlich mit der Abluftröhre verbunden. Die Radkammern (5) des Energierades haben einen geschwungenen Verlauf, sodass sowohl Luft als auch Wasser optimal einströmen und abfließen können. Das Rohrrad ist (fast) zur Gänze unter Wasser. Durch das Gewicht des einströmenden Wassers auf der einen Seite und den Auftrieb der, mit Luft gefüllten Kammern, auf der anderen Seite, wird das Rad in Bewegung gehalten.

Der Druck unter Wasser ist das aktivierende Element, welcher immer vorhanden ist und so eine Drehbewegung des Rades aufrecht erhält. Ebenso ist das Gewicht des Wassers, welches auf einer Seite einströmt, drehfördernd. Die Druckluft, die in die jeweilige Kammer des Energierades, am unteren Scheitelpunkt eingeblasen wird, verdrängt das Wasser, welches bisher in der Kammer war und erzeugt damit einen Auftrieb. Durch den kolbengesteuerten Drucklufteinlass, am unteren Scheitelpunkt, wird Wasser aus der jeweiligen Kammer gepresst. Wenn sich das Energierad dann eine Vierteldrehung weiterdreht, schließt sich einerseits die Öffnungsklappe und andererseits wird die eingeblasene Luft durch ein Rohr wieder abgeleitet.

Die Abluft wird in einem geschlossenen System in das Abluftsystem abgeführt. Dies erfolgt auf dem Weg zum oberen Scheitelpunkt, wenn noch kein Wasser einströmt, aber die Öffnungsklappe außen noch geschlossen ist. Kurz nach dem oberen Scheitelpunkt öffnet sich die Öffnungsklappe durch das Eigengewicht und das Umgebungswasser strömt ein. Dies unterstützt zusätzlich die Drehbewegung.des Energierades.

Die Energieräder (Luftkammerräder) können an einer Achse angeordnet werden, allerdings muss sich jedes zweite Rad gegengleich drehen, um unerwünschte Schwingungen zu vermeiden Blatt 5 A.

Die Drehenergie kann mittels, Kette, Zahnrad, Zahnriemen auf einen Generatorwelle übertragen werden.

Um eine gleiche Drehrichtung der Generatorantriebswelle zu erhalten, muss jedes zweite Energierad mit zwei ineinandergreifenden Zahnrädern in Drehrichtung der Generatorantriebswelle gebracht werden. Die Generatorantriebswelle kann aus dem Wasser ragen Blatt 5 B.

Unter dem Energierad ist ein Reservoir (36) mit Druckluft im Wasser, wo der Wasserdruck auf das Reservoir wirkt. Daher ist der Luftdruck im Reservoir höher, als er jemals im Energierad ist. Das Reservoir ist an der Basis offen und kann kegel- oder pyramidenförmig ausgeführt sein — es soll jedenfalls nach oben spitz zusammenlaufen, sodass die Luft innen aufsteigt. Das Reservoir kann weit unter dem Energierad situiert sein. Der Wasserdruck von unten, erzeugt den benötigten Luftdruck für das Energierad.

Diese Druckluft wird mit einem festen Rohr (38) in das Druckluftgehäuse (31) des Energierades gelenkt. Die Druckluft kann zwischen jedem Energierad oder am Beginn und Ende der Anlage, in die Mittelröhre (2) gepresst werden. Von dort wird die Druckluft bedarfsgerecht mittels Kolben und Ventil in die jeweilige Kammer gepumpt.

Dies ist ein fast autarkes System, wo nur zeitweise Luft von Außen zugeführt werden muss (49). Dies kann durch ein Ansaugrohr, welches über die Wasseroberfläche ragt und in Absaugkammer (46) führt, erfolgen.

Ablauf einer ganzen Energieraddrehung

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine von den Radkammern. Annahme ist; dass sich das Energierad gegen den Uhrzeigersinn dreht. Beginnend von oben, dreht sich das Rad nach links und die Öffnungsklappe der Radkammer öffnet sich. Damit strömt Wasser in die Radkammer.

Wenn sich das Rad weiterdreht, geht der Kolben (23) mit der Schwerkraft nach unten. Der Kolben hat eine Mittelstange (22) als Führung und ist in einem eigenen Rohr (21) neben dem Druckluftventil (18). Der Kolben wird mittels einer dünnen Stahlfeder (26) aufgehalten. Wenn sich das Rad weiterdreht und das Gewicht des Kolbens durch die Schwerkraft zunimmt, überwindet der Kolben die Stahlfeder und schnellt nach unten. Durch dieses Gewicht des Kolbens wird das Ventil des Druckluftrohres am unteren Scheitelpunkt geöffnet. Das Ventil des Druckluftrohres ist ansonsten durch einen leichten Magnetring (17) geschlossen. Durch das Druckrohr strömt Druckluft in die Radkammer, und drückt das Wasser aus der Kammer. Dies ist möglich, weil die Öffnungsklappe noch immer offen ist.

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3 Wenn die Druckluftzufuhr optimal eingestellt ist, wird das gesamte Wasser aus der Kammer verdrängt, während sich das Rad nur ein kurzes Stück weiterdreht. Unmittelbar darauf schließt sich die Öffnungsklappe, sodass jetzt die Kammer mittels Druckluft Auftrieb erzeugt. Nach nicht ganz einer Dreivierteldrehung öffnet sich das Ventil des Absaugrohres. Die Druckluft strömt ins Absaugrohr und wird zusätzlich vom Kompressor angesaugt. Damit sich das Absaugrohr öffnet, ist dieses Ventil ebenfalls mit einem Kolben verbunden, welcher am Scheitelpunkt nach unten schnellt. Der Kolben, der auch das Druckluftventil bewegt, ist mit einem Innenmetallseil (25) zum Magnetdeckel des Abluftrohres (Ventil) (15) verbunden. Der Abluftdeckel schließt sich mit der Schwerkraft, wenn das Energierad nach oben dreht und der Kolben, ebenfalls durch die Schwerkraft, in eine Art Ruhestellung zurückgeht. In jede Radkammer mündet ein Druckluftrohr und ein Abluftrohr. Die Wirkweise ist in Abbildung — Blatt 2 B dargestellt.

Je nach Anzahl der Radkammern, wird der, nach unten schnellende Kolben, mit einer Seilführung, mit dem Absaugventil verbunden, welches in etwa eine Dreivierteldrehung erreicht hat. Das Druckluft- und Absaugventil haben eine Gummidichtung und halten ansonsten mittels eines leichten Magneten an der jeweiligen Rohröffnung. Wenn sich das Energierad weiterdreht, kommt die fast luftleere Kammer nach oben. Diese Kammer hat trotzdem Auftrieb und ist wesentlich leichter als die Kammer gegenüber. Der Deckel des Abluftrohres schließt mit der Schwerkraft. Wenn die Kammer nach dem oberen Scheitelpunkt wieder Richtung Wasser dreht, öffnet sich die Öffnungsklappe durch die Schwerkraft und Wasser strömt ein. Der Kreislauf ist geschlossen.

Die Dimensionen des Druckluftrohres und des Absaugrohres müssen so sein, dass sich zeitlich der jeweilige Vorgang optimal ausgeht.

Die Kolben könnten auch noch — indem er sich nach oben oder unten bewegen, leicht zur Drehbewegung beitragen.

Wenn das Energierad zu schnell dreht, wird in die Radkammer weniger Luft eingeblasen, damit entsteht weniger Auftrieb und damit wird das Rad automatisch langsamer. Die Einstellung sollte so gelingen, dass das Wasser vollständig aus der Radkammer hinausgepresst wird. Danach sollte sich die Öffnungsklappe komplett schließen.

Der Kolben für das Druckluft- und Abluftventil muss so schwer sein, dass er

den Ventildeckel trotz Unterdruck in der Abluftröhre und Überdruck in der Druckluftröhre bedarfsgerecht öffnet. ©

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4 Der Aufbau der Achse, dem Druckluftrohr und dem Abluftrohr ist in der Abbildung Blatt 4 A dargestellt.

Die feste Welle (1) ist in der Mitte. Die Verbindung des Druckluft- und Abluftrohres ist außerhalb des Energierades. Nach der Mittelachse ist das Druckluftrohr (2), welches durch ein Kugellager und die Mittelachse drehbar ist. Dieses Druckluftrohr, mündet und endet in ein weiteres größeres 3Rohr (31), welches ebenfalls mit Kugellagern mit der Druckluftachse verbunden ist. Dieses Rohr dient als Gehäuse, damit die Druckluft weiterströmen kann. Im Gehäuse, wo das eine Druckluftrohr endet, folgt in einem Abstand ein Druckluftrohr (2) in selber Dimension, allerdings dreht sich dieses in die Gegenrichtung. Das Gehäuse hat auf jeder Seite abgedichtete Kugellager, um die Druckluft zu halten. Darüber ist das drehbare Abluftrohr (3). Abluftrohr und Druckluftrohr drehen immer in die gleiche Richtung mit dem jeweils verbundenen Energierad. Das Abluftrohr mündet und endet ebenfalls in einem größeren Rohr (32), welches durch Kugellager mit dem Druckluftgehäuse verbunden ist. Dieses größere Rohr dient als Gehäuse, damit die Abluft weiterströmen kann.

Im Gehäuse, wo das Abluftrohr endet, folgt in einem Abstand ein Abluftrohr in selber Dimension, allerdings dreht sich dieses in die Gegenrichtung. Das Gehäuse hat auf jeder Seite abgedichtete Kugellager, um die Abluft zu halten. Die Gehäuse von Abluftrohr und Druckluftrohr sind durch Stabilisierungsstreben (34) mit der Mittelachse verbunden. Vom Gehäuse des Abluftrohres kann je eine Strebe (33) zu den Schwimmkörpern gehen.

Die Abluft von den Rohrkammern wird im Rohr (3) gesammelt und gelangt zur Ansaugkammer (46), indem sie durch einem Kompressor (48) angesaugt wird und in die benachbarte Verdichtungskammer (47) geleitet wird. Von dort strömt die verdichtete Luft durch ein Verbindungsrohr (37) in die „Pyramide“. Die luftdichte Ansaug- und Verdichtungskammer mit dem Kompressor, der auch ganz in der Ansaugkammer stehen kann, befinden sich am Anfang oder Ende der Energieräder. Der Kompressor kann auch eine Kolbenpumpe sein, die einerseits Luft ansaugt und sie im nächsten Raum verdichtet. Diese Kolbenpumpe kann durch die Energieraddrehung bewegt werden. Die Ansaugkammer ist mit dem Rohr 3 und dem Ansaugrohr (49) für die Außenluft verbunden. Die Verdichtungskammer ist mit dem Rohr 2 und mit dem Rohr (37) zur Pyramide verbunden.

Wenn in der Verdichtungskammer der Luftdruck so groß ist, dass die Luft von selbst durch ein Rohr in die Pyramide strömt, ist der Kreislauf perfekt.

Zuviel Luft in der Pyramide entweicht einfach ins Wasser oder wird gespeichert.

Jede Radkammer wird durch die Drehung abwechselnd mit Luft und Wasser gefüllt. Die Radkammern haben eine Öffnungsklappe (Blatt 2A), welches in einer beidseitigen Führung beweglich ist und die Luft/Wasserkammern öffnen und schließen. Diese Öffnungsklappen können an der Unterseite geschwungen sein, und auch die Radkammeröffnung kann an der Außenrohrseite nach unten geschwungen sein. Die Öffnungsklappen haben eine Gummilippe (9), welche bei einrasten luft/wasserdicht abschließen. Die Öffnungsklappen sind an ihrer Oberseite (10) etwas schwerer, sodass sie mit der Schwerkraft auf und zugehen. In der jeweiligen Klappenführung (11), kann mittels Rolllager, die jeweilige Klappe leichtgängig ausgeführt werden. Die Öffnungsklappen befinden sich an der Laufunterseite jeder Energieradkammer.

Jedes Energierad hat außen ein Zahnrad Blatt 5A (39), welches mit Kette/Zahnriemen (42)... eine Welle antreibt. In eine Richtung laufend, treibt sie durch ein Zahnrad (41) die Generatorwelle direkt an. Beim gegenläufigen Energierad wird eine Welle (43) vorgelagert, welche dann mit 2 direkt ineinandergreifenden Zwischenzahnrädern (41/44) ebenfalls die Generatorwelle antreibt.

Die Anlage kann als Ganzes Blatt 4B auf Schwimmern (luftgefüllte Hohlkörper) (35) platziert werden. Diese Hohlkörper können entlang der Anlage aufgereiht werden und sind am Anfang und Ende, sowie zwischen jedem Energierad fest (33) mit der Mittelachse verbunden.

Durch Streben zur Pyramide (33), trägt die luftgefüllte Pyramide (36) ebenfalls die Anlage. Die Generatorwelle kann an ihrem Ende zum Generator beweglich ausgeführt werden, um Höhenunterschiede der Energieradanlage auszugleichen. Je nach Luft und Auftrieb in der Pyramide, kann man die Schwimmkörper fluten, oder mit Druckluft das Wasser aus den Schwimmkörpern ausblasen.

Die Anlage kann auch mit Pfeilern am Boden fixiert werden oder vom Ufer ins Wasser hinausragen.

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Exakteres öffnen und schließen der Ventile geht auch mit Elektrokontakten. Dabei wäre, statt Kolben(hub) ein kleiner fix situierter Glasbehälter Blatt 3 mit Quecksilber (28) vorstellbar, der die jeweiligen Elektrokontakte (29) herstellt. Die Elektrokontakte sollen höhenverstellbar (30) konstruiert sein, sodass leicht ein optimaler Zeitpunkt für das Einblasen der Druckluft und das Öffnen des Abluftdeckels gefunden werden kann. Jedes Ventil ist mit einem Öffnungs- und Schließmechanismus ausgestattet, der durch die Elektroimpulse des Quecksilbers im Glassbehälter gesteuert wird. Es kann auch ein anderes System mit Schwerkraft und Elektrokontakten oder eine Computersteuerung verwendet werden.

Bei der mechanischen Variante (Kolben) muss der optimale Zeitpunkt mit der Seitenstahlfeder und/oder kleinen Zusatzgewichten gefunden werden.

Die Energieräder können auch in mehreren Reihen nebeneinander laufen, wobei die Drehenergie aller Energieräder auf eine Achse, die zum Stromgenerator führt, übertragen werden kann.

Es ist nur die Funktionsweise beschrieben, die Größenverhältnisse der Zeichnungen sind nicht aufeinander abgestimmt.

Die Außenhülle des Rades kann schuppig wie eine Haihaut oder wie ein Lotusprofil wasserabweisend ausgebildet sein, um die Reibung im Wasser zu verringern.

Der Vorteil der Energieräder ist, dass sie eine ziemlich gleichbleibende Energie liefern, sie sind gut steuerbar und können laufend Drehenergie generieren.

Das vorgestellte Energierad ist für Stauseen und eher ruhige, etwas tiefere Gewässer gut geeignet. Bei einem Stausee verdrängt die Luftpyramide zusätzlich Wasser, welches zur Stromgewinnung eingesetzt werden kann. Bei überschüssigem Strom, kann Wasser wieder in den Stausee zurückgepumpt werden.

Vorteile gegenüber:

- Wind und Sonnenenergie: Man ist auf Wind und Sonne angewiesen, während die Drehenergie des Energierades dauernd vorhanden ist.

- Fluss- oder Staukraftwerke Das fließende Wasser wird als Antrieb genutzt. Das abgeflossene Wasser ist als potentieller Energielieferant weg. Bei Staukraftwerken kann Wasser zwar wieder hinaufgepumpt werden, allerdings mit viel Energieaufwand.

- Thermische Kraftwerke bedeuten eine Umweltbelastung, sowohl beim Verbrauch von Ressourcen als auch beim Ausstoß von Schadstoffen.

- Atomkraftwerke haben ein Gefährdungspotential bezüglich Sicherheit und die Frage der Endlagerung der Brennstäbe ist (noch) nicht gelöst.

Was ist patentwürdig — Gesamtsystem

7 Die einzelnen Teile des Energieradsystems sind technisch einfach. Die Gesamtkonstruktion ist schützenswert, wobei sich der Schutz sowohl auf eine Anlage die mechanisch, elektrisch oder computergesteuert ist, erstreckt, weil das Wirkprinzip das Gleiche ist. Den Patentanspruch genau zu definieren ist mir derzeit nicht möglich, , da ich nicht weiß, welche Patentansprüche es in Richtung meines Energierades schon gibt.

8 Blatt 1 (Energierad - Längsschnitt)

1 Mittelachse

2 Druckluftrohres 3 Abluftrohres

4 Energierad

5 Radkammer

6 Strebe

Blatt 2A (Außenseite Energierad)

7 Radöffnung

8 Öffnungsklappe

9 Gummilippe

10 Beschwerung für Öffnungsklappe 11 Gleitlager

Blatt 2 B (Innenansicht - Druck-Abluftverbindung)

12 Druckluftverbindungsrohr 13 Abluftverbindungsrohr

14 Kolbengehäuse

15 Ventile

16 Metallseilverbindung

Blatt 3 A (Druckluftrohr mit Kolben)

17 Magnetring

18 Ventil

19 Schanier

20 Ventilhebel

21 Zylinder für Kolben

22 Kolbenführungsstange 23 Kolben

24 Lenkrolle für Stahlseil 25 Stahlseil mit Führung 26 Stahlblattfeder

Blatt 3 B (Glassbehälter)

27 Glassbehälter

28 Quecksilber

29 Elektrokontakte

30 Höhenfeststellbüge!

Blatt 4 A (Achsenaufbau)

31 Gehäuse für Druckluftrohr 32 Gehäuse für Abluftrohr

33 Strebe zum Hohlkörper 34 Stabilisierungsstreben

Blatt 4 B (Gesamtanlage)

35 Schwimmkörper

36 Pyramide (Reservoir) 37 Verbindungsrohr

38 Rohr zur Pyramide

Blatt 5 A (Energieübertragung)

39 Zahnrad mit Energierad fixiert 40 Anlagenhalterung

41 Zahnrad für Antriebswelle

42 Kette/Zahnriemen..

43 Zwischenlaufwelle

44 Zwischenzahnrad

45 Antriebswelle

Blatt 5 B (Radanordnungsvariante)

Blatt 5 C (Ansaug- und Verdichtungsraum) 46 Ansaugkammer

47 Verdichtungskammer

48 Kompressor 49 Ansaugrohr nach Außen

Claims (1)

1. ae Sen Na x Dr der Aufbau, die Ausführı UK UNG das Zusammenwirken das verbesserten Eneral erades,

   $ ; N Si 8 A NENNE ses & - Im Einzelnen gekennzeichnet

   - dureh ein senkrechtstahendes, scheibeanfäürmiges Znergierad Im

   - < es Unterteilung d des Energierades In Kan man, welche bei Setrieh, abweachssing mit Wasser und LUX gefühlt werden.

   - die Unterteilung der Anlage In , einen Luftraum und eine mn \VasSSermraten,

   ® Aw DM we o$ SA & Wocdurch, Dei Betrieb des Energierades, Schwerkraft und Auftrieb

   NN abs ee Sta a ET aiet MON SE X N LK ES $, x Ex Sa ng m x Ve 3 x AA SP A ME a > sine Vorrichtun a Luftraum und Wassermaum abzudichten 83 A aa = die Drucklulh ‚arte: aacs Sag PUS S Sie Kann x ıs$ Sr N = die DruskiunNzuführ uns Drucklunablisiun EN nn 8 Sin Pie sam 88 es EA NE SS NR SOSE EN = Die 5X & SR en KASe N eRK Ss SS es $ Spas € IS Südhert: ASS ZEN RP

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   ZULETZT VORGEL!