DE215657C

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Info

Publication number: DE215657C
Application number: DENDAT215657D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 215657 KLASSE 88 b. GRUPPE

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage, mittels deren die Triebkraft unregelmäßig auftretender Naturkräfte in Wasserkraft umgewandelt und aufgespeichert werden kann, welche sodann zu beliebiger Zeit zur Leistung von Arbeit benutzt werden soll. Gewisse Naturkräfte, wie z. B. der Wind oder die Sonnenwärme,' treten in unregelmäßigen Abständen auf und haben eine sehr ungleichmäßige Stärke.

ίο Um sie ausnutzen zu können, ist es daher er-' forderlich, zu geeigneter Zeit ihr Arbeitsvermögen aufzuspeichern. Der vorliegenden Erfindung gemäß geschieht dies in der Weise, daß Wasser in bekannter Weise auf eine sehr bedeutende Höhe gehoben und sodann zwecks Arbeitsleistung in die ursprüngliche Tiefe wieder sinken gelassen wird, dabei aber der Hochbehälter nicht wie bisher in der beabsichtigten Druckhöhe über der Erdoberfläche auf einem turm- oder gerüstartigen Unterbau, sondern an oder nahe der Erdoberfläche und der Tiefbehälter unter der Erdoberfläche, angeordnet ist. Das sinkende Wasser treibt eine Turbine o. dgl., die zweckmäßigerweise mit irgendeiner Arbeitsmaschine gekuppelt ist.

In beiliegender Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι eine Ausführungsform unter Zugrundelegung eines Windrades. Der eine Wasserbehälter ist statt wie bisher über der Erdoberflä he in bedeutender Tiefe unter der Erdoberfläche angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform unter Zugrundelegung einer durch die Sonnenwärme getriebenen Kraftmaschine.

Fig. 3 zeigt die- Verbindung der Einrichtung mit einer elektrischen Verteilungsanlage.

Bisher haben nur diejenigen Einrichtungen zur Aufspeicherung von Kraft sich bewährt, bei denen elektrische Sammelbatterien zur Anwendung kamen. Andere Anlagen haben sich hauptsächlich deswegen nicht bewährt, weil es unmöglich war, ein genügend hohes Gefälle bei der üblichen Anwendung künstlicher Wasserbehälter zu erzielen, und weil derartige Behälter bei der üblichen Ausführungsweise und Aufstellung bei sehr hohen Anlagekosten einer sehr schnellen Abnutzung ausgesetzt waren. Das Anwendungsgebiet der Sammelbatterien ist gleichfalls ein sehr beschränktes gewesen, da unter gewöhnlichen Verhältnissen der Preis der Batterie so groß wird, daß einerseits infolge der hohen Anlagekosten, andererseits infolge des geringen Wirkungsgrades der Anlage der Betrieb der Anwendung gewöhnlicher Kraftmaschinen gegenüber keine Vorteile bietet. Ein wesentlicher Nachteil der Sammelbatterien besteht darin, daß etwa 10 bis 20 Prozent des elektrischen Arbeitsvermögens beim Laden und ungefähr ebensoviel beim Entladen verloren gehen. Die vorliegende Erfindung hat den bisher angewandten Einrichtungen gegenüber den Vorteil sehr geringer Anlagekosten, da sowohl die Anwendung von Sammelbatterien, wie auch die Aufstellung von Wasserbehältern auf hohen Gerüsten gänzlich vermieden wird und in sehr einfacher Weise ein sehr hohes Wassergefälle erzielt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zwecks Erzielung eines hohen Wassergefälles ein Schacht 1 abgeteuft. In der Nähe der

Schachtmündung sind die oberen Behälter 2, 2' angeordnet. "Um das Gefrieren des Wassers im Winter und gleichzeitig das Rosten der Behälter zu verhindern, empfiehlt es sich, dem Wasser ein Alkali, z. B. Kalk, zuzusetzen. Am unteren Schachtende ist eine Reihe von Kammern 3 vorhanden, die nach Art von Minengängen ausgegraben sind. Über den Kammern 3 ist ein Raum 4 zur Aufnahme einer Dynamomaschine 5, einer Turbine 6 und einer Pumpe 7 vorgesehen. Die Pumpe 7 ist durch ein entsprechendes Gestänge mit der Windmühle 8 gekuppelt. Von den an der Oberfläche angeordneten Behältern führt eine Rohr-

t5 leitung 9 zur Turbine und eine zweite Rohrleitung 10 zur Pumpe. Die Säugleitung der Pumpe und die Auslaßleitung der Turbine sind mit den Wasserbehältern 3 verbunden. Die Wirkungsweise ist folgende: Das Wasser wird durch die vom Windrade getriebene Pumpe 7 aus den unterirdischen Behältern 3 in die an der Oberfläche befindlichen Behälter gehoben. Soll die aufgespeicherte Kraft in Arbeit umgesetzt werden, so wird durch Öffnen des Ab-Schlusses 11 am oberen Ende der Rohrleitung 9 die Turbine 6 in Gang gesetzt und mittels der Dynamomaschine 5 Strom erzeugt, der zum Antrieb von Maschinen oder für Beleuchtungszwecke benutzt werden kann. Es ist ein wesent- liches Merkmal der Erfindung, daß keine über der Erdoberfläche auf Gerüsten o. dgl. aufzustellenden Behälter zur Erzielung der Druckhöhe erforderlich sind. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Wasser überhaupt nicht über die Oberfläche gehoben. Die Anordnung der Behälter 3 unter der Erdoberfläche hat den Vorteil einer wesentlichen Verringerung der Herstellungs- und Erhaltungskosten und ermöglicht die Erzielung eines sehr hohen Gefälles.

Der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine durch die Sonnenwärme betriebene Kraftmaschine zugrunde gelegt. D'ese besteht im wesentlichen aus einer vorzugsweise mit durchsichtiger Decke 12 und mit drehbaren Schiebern 13 ausgestatteten Kammer 11'. Die. Kammer ist mit einer Reihe von Kühlröhren 14 versehen und steht mit einer Heißluftmaschine 15 in Verbindung, deren Kolben hier unmittelbar mit dem Kolben der Pumpe 16 verbunden ist. Im übrigen ist die Anordnung der vorher beschriebenen gleich. Wenn die Schieber 13 in der Offenstellung sich befinden, wird die Luft in der Kammer 11' erwärmt, und der Kolben der Maschine 15 bewegt sich nach abwärts unter Mitnahme des Pumpenkolbens 16.. Am .Ende des Hubes werden unter Vermittlung einer entsprechenden Vorrichtung die Schieber geschlossen, und es wird ein Kühlmittel durch die Röhren . 14 durchgeleitet. Infolgedessen sinkt die Temperatur in der Kammer 11', und die beiden Kolben bewegen sich nach aufwärts.

Bei der insbesondere zur Versorgung von Städten mit Kraft geeigneten Anordnung nach Fig. 3 treibt das Windrad 36 eine Dynamomaschine 37, die hier mit einem Kraftwerk 38 verbunden ist und wie früher eine Treibmaschine 39 mit Strom versorgt, die die Pumpe 40 treibt. Sowohl die unteren wie auch die oberen Behälter sind hier unterirdisch angeordnet. Wenn die aufgespeicherte Arbeitskraft abgegeben werden soll, treibt das Wasser die Turbine 41, und die Dynamomaschine 39 liefert Strom in das Netz. Es kann somit das Netz stetig mit Strom gespeist werden, trotzdem die Geschwindigkeit des Windrades beträchtlichen Schwankungen unterworfen ist. Ein wesentlicher Vorzug dieser Anordnung besteht in den geringen Anlagekosten und dem kleinen Raumbedarf. Als Wasserbehälter können unter Umständen die Minengänge vorhandener Bergwerke benutzt werden.

Es wird hervorgehoben, daß das Wesen der Erfindung in der Hauptsache darin besteht, daß bei Anlagen, in denen Wasser durch die unregelmäßig wirkende Naturkraft gehoben und zwecks Abgabe der aufgespeicherten Arbeitskraft wieder sinken gelassen und zum Antrieb von Maschinen verwendet wird, an Stelle hochgelegener Wasserbehälter unterirdisch angeordnete Behälter treten, deren Herstellungs- und Erhaltungskosten sehr gering sind. Mittels dieser Einrichtung kann ein sehr großes Druckgefälle erzielt werden, wodurch naturgemäß die Größe der anzuwendenden Behälter und Pumpen wesentlich verringert wird.

Claims

Patent-Anspruch :

Anlage zur Aufspeicherung von Wasserkraft in einem Hochbehälter mit Rückführung des Wassers aus einem Tiefbehälter in den Hochbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochbehälter an oder nahe der Erdoberfläche und der Tiefbehälter unter der Erdoberfläche angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.