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Dokumentenidentifikation DE102006026463A1 19.07.2007
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Energieerzeugung
Anmelder Dange, Madhukar P., 12353 Berlin, DE
Erfinder Dange, Madhukar P., 12353 Berlin, DE
Vertreter Kietzmann, M., Dipl.-Ing. Faching. f. Schutzrechtswesen, Pat.-Anw., 10117 Berlin
DE-Anmeldedatum 01.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006026463
Offenlegungstag 19.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse F03G 5/00(2006.01)A, F, I, 20060601, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F03G 7/08(2006.01)A, L, I, 20060601, B, H, DE   
Zusammenfassung Zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung werden in eine Richtung verlaufende Verkehrsströme genutzt. Eine Plattform (1) mit einem Tragegerüst (3, 4, 5, 6), das auf einer dreieckigen Grundform basiert, ist auf einer zentralen Säule (2) und innerhalb von drei äußeren Stützsäulen (7) derart verschiebbar angeordnet, dass die Plattform (1) über entsprechende Zugänge (8) in den Stützsäulen (7) auf einem höheren Niveau (A) mit einer Gewichtskraft beladbar und auf einem niederen Niveau (B) entladbar ist und die Plattform (1) über die zentrale Säule (2) mit einer druckerzeugenden Einrichtung gekoppelt ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung. Die potentielle Energie wird durch eine Gewichtskraft dargestellt, die beispielsweise aus Gütern und/oder Personen (Verkehrsströmen) besteht und die auf großen Flughäfen, in Warenhäusern oder in anderen Einrichtungen nutzbringend in einer Richtung mobilisierbar ist.

[Stand der Technik]

Grundsätzlich ist bekannt, z. B. aus der DE 10 2005 047 559 A1, potentielle Energie in andere Energieformen, wie z. B. elektrische oder thermische Energie zu wandeln, indem die potentielle Energie von einem höheren auf ein tieferes Niveau gebracht wird und anschließend durch eine Auftriebskraft wieder in die Ausgangsposition überführt wird. Eine wirtschaftlich praktische Anwendung dieses Systems ist nicht zu erkennen.

Aus der DE 26 18 046 A1 ist ferner bei einer elektrohydraulischen Hebeeinrichtung bekannt, gespeicherte potentielle Energie beim Entladen von Waren nutzbringend in das System zurückzuführen. In dem beschriebenen Verfahren und der Anordnung wird ein Druck, der durch das Absenken des Ladeguts anfällt, zur Erzeugung von Elektroenergie zum Aufladen eines Akkumulators genutzt. Mit dieser Anordnung wird keine außerhalb des Systems nutzbare Energie erzeugt, sondern lediglich die vollständige Entladung des Akkumulators verzögert.

[Aufgabe der Erfindung]

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung zu schaffen, bei der vorhandene oder organisierte Verkehrsströme zur Energiegewinnung ausgenutzt werden. Ferner soll die Vorrichtung möglichst einfach und mit einem geringen Materialeinsatz aufgebaut sein, um bei einem geringen Verbrauch an Eigenenergie eine hohe Wirtschaftlichkeit zu erreichen.

Die Aufgabe wird in Bezug auf das Verfahren mit den Merkmalen des 1. Patentanspruchs und für die Vorrichtung mit den Merkmalen des 4. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie nutzt zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung Verkehrsströme, die in einer Richtung verlaufen oder organisierbar sind. Solche Verkehrsströme können Waren oder Personen sein, die eine Gewichtskraft darstellen und mittels einer Vorrichtung von einem höheren Niveau auf ein niederes Niveau verbracht werden.

Die Vorrichtung besitzt dazu, ähnlich einem Fahrstuhl, eine Plattform, die auf dem höheren Niveau beladen und auf dem niederen Niveau entladen wird, wobei ein Teil der erzeugten Energie dazu genutzt wird, die Plattform nach Entladung wieder auf das höhere Niveau zu bringen.

Die Plattform ist zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung beispielsweise mit einer druckerzeugenden Einrichtung gekoppelt, die mittels hydraulischer oder andersartiger Maschinen Wärme oder Elektrizität erzeugt.

Für ein optimales Verhältnis zwischen eingesetzter Gewichtskraft und notwendiger Rückstellkraft ist unter Vorraussetzung der erfindungsgemäßen Bauweise eine Gewichtskraft von ca. 25 000 kg bis 30 000 kg notwendig. Das entspricht etwa 300 erwachsenen Personen.

Um eine derart große Anzahl von Personen transportieren zu können, ist es zweckmäßig, die Plattform mit mehreren Etagen auszustatten, beispielsweise 5 Etagen a 60 Personen. Um dafür die Bauhöhe der Vorrichtung zu begrenzen, ist es weiterhin vorteilhaft, die Personen im Sitzen zu transportieren.

Grundlage der Vorrichtung bildet für die Konstruktion der Plattform ein Tragegerüst in Leichtbauweise, das von einer dreieckigen Grundform ausgeht und aus bekannten Materialien hergestellt ist, die beispielsweise im Flugzeug- oder Raketenbau eingesetzt werden und stabil genug sind, um eine Masse von 30 000 kg tragen zu können.

Bei mehrstufiger Ausführung der Plattform ist zu berücksichtigen, dass die Stabilität der Träger proportional der zu belastenden Masse in den einzelnen Etagen auszuführen ist.

Optimal ist eine Ausführung als druckerzeugende Vorrichtung, die zur Kompression einer Flüssigkeit oder eines Gases dient. Damit wird sowohl eine Federung gewährleistet, als auch die Fallgeschwindigkeit gedämpft, ein Teil des Druckes wird als Rückführkraft genutzt und der Druck wird durch den Einsatz bekannter Maschinen zur Erzeugung und Speicherung von Elektrizität, Wärme oder anderen Energieformen genutzt.

Als optimales Transportmittel wird für die Vorrichtung ein Tragegestell vorgeschlagen, das aus mindestens einer Plattform besteht, die an einer zentralen Säule befestigt ist. Die Plattform wird vorteilhaft aus drei Trägerarmen gebildet, die sternförmig, ausgehend von der zentralen Säule, im Abstand von 120° ausgerichtet sind. Damit bildet die Grundform des Tragegestells in der Draufsicht ein gleichschenkliges Dreieck.

Die äußeren Enden der Trägerarme sind über Schienen reibungsarm in drei Säulen geführt, die ein äußeres Gestell bilden und über die der Zugang zu der Plattform gewährleistet ist.

Über die zentrale Säule wird mit der belasteten Plattform zur Energiegewinnung ein Druck auf ein Medium (Flüssigkeit oder Gas) ausgeübt und eine hydraulische Federung drückt von unten das leere Gerüst wieder in seine Ausgangsposition zurück.

Zur Energiegewinnung werden bekannte Mechanismen eingesetzt. Eine Gewichtskraft wird von einem höheren Niveau auf ein niederes Niveau bewegt, so dass gewinnbringend Elektroenergie oder Wärme erzeugt werden kann.

[Beispiele]

An Hand von Zeichnungen werden der Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

1 eine perspektivische schematische Darstellung der Vorrichtung in Ausführung mit fünf Etagen für den Transport von Personen,

2 eine Draufsicht auf eine Plattform der Vorrichtung.

Für den Transport von Personen ist in 1 eine Vorrichtung mit einer Plattform 1 dargestellt, die mit fünf Etagen ausgerüstet ist.

Die Plattform 1 ist an einer zentralen Säule 2 befestigt, wobei jede Ebene der Plattform 1 aus drei horizontal ausgerichteten Trägerarmen 3 besteht, die ein gleichschenkliges Dreieck 4 bildend, sternförmig von der zentralen Säule 2 aus ausgerichtet sind. Jede Ebene der Plattform 1 ist so in gleicher Weise aufgebaut.

Die äußeren Enden der Trägerarme 3 sind durch Tragesäulen 5 vertikal gegeneinander abgestützt (dargestellt in 2) und bilden so zusammen mit Verbindungsstützringen 6 in den einzelnen Ebenen eine stabile Konstruktion.

Die Tragesäulen 5, die gleichzeitig schienenförmig ausgebildet sind, gleiten reibungsarm in äußeren Stützsäulen 7, die gleichzeitig Teil eines Gebäudes sein können.

Zwischen den äußeren Stützsäulen 7 und den Ebenen sind Zugänge 8 (dargestellt in 2) angeordnet. Zur Verringerung der Bauhöhe der Plattform 1 ist es zweckmäßig, die Personen im Sitzen zu transportieren.

Ausgehend von einer normalen Geschosshöhe in Gebäuden können somit zwei Ebenen in der Plattform 1 mit Personen beschickt werden. Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang zweckmäßig, dass die Personen auf Rollsitzen Platz nehmen und so auf Schienen oder Rollen entlang der Trägerarme 3 in die Plattform 1 hineinfahren.

Zur Sicherheit der zu transportierenden Personen wird das Tragegerüst 3, 4, 5, 6 der Plattform 1 beispielsweise mit Plexiglas verkleidet.

Bewegt sich die Plattform 1 bei Belastung von einer Ebene A zu einer Ebene B, wird durch Druck der zentralen Säule 2 auf einen Druckspeicher und/oder Druckwandler (nicht dargestellt) Energie erzeugt. Für die Weiterverarbeitung des durch die zentrale Säule 2 erzeugten Druckes sind aus der Technik zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Es ist aber auch möglich, die Gleitschienen zwischen den vertikalen Tragesäulen 5 und den äußeren Stützsäulen 7 mit Lineargeneratoren auszurüsten und so direkt Elektroenergie zu erzeugen.

Durch die Konstruktion des Tragegerüstes 3, 4, 5, 6 in Leichtbauweise, hergestellt aus bekannten Materialien, die beispielsweise im Flugzeug- oder Raketenbau eingesetzt werden und stabil genug sind, um eine Masse von 30 000 kg zu tragen, wird der Bedarf an Eigenenergie weiter verringert.

Ferner ist die Plattform 1 sowohl in der Ebene A, als auch in der Ebene B mit einer Arretierung ausgestattet, die in der Ebene A erst gelöst wird, wenn alle Personen eingestiegen oder die Plattform 1 maximal beladen ist. In der Ebene B wird die Plattform 1 ebenfalls arretiert und erst gelöst, wenn alle Personen ausgestiegen oder alle Waren ausgeladen sind.

Es ist aber auch möglich, die Arretierung im Zusammenhang mit dem Schließen der Zugänge 8 zu lösen.

Durch die Gewichtskraft der Personen entsteht in der Ebene A eine druckerzeugende Last (Arbeit). In der Ebene B findet eine Umkehr des Vorganges statt und die Plattform 1 bewegt sich wieder in die Ebene A.

In der Ebene A kommen, beispielsweise wie auf einem Flugterminal, immer neue Personen an oder die Personen gelangen aus der Ebene B über eine Treppe oder energiearm über einen Paternoster wieder in die Ebene A.

In 2 ist eine Draufsicht auf eine Plattform 1 der energieerzeugenden Vorrichtung dargestellt.

Ausgehend von einem Träger 4 in Form eines gleichschenkligen Dreiecks, der die Hauptsäule bildet und/oder mit der druckerzeugenden zentralen Säule 2 verbunden ist, gehen sternförmig drei Trägerarme 3 aus. Bei der Anordnung einer Plattform 1, die sich über fünf Gebäudeetagen erstreckt, sind bei einem sitzenden Transport von Personen 30 Trägerarme 3 notwendig. Bei 10 Personen auf einem Trägerarm 3 können so 300 Personen transportiert werden.

An ihren äußeren Enden sind die Trägerarme 3 an vertikalen Tragesäulen 5 über Anker 9, wie auch an dem dreieckigen Träger 4 der zentralen Säule 2 befestigt. Die vertikalen Tragesäulen 5 sind untereinander mit einem Verbindungsstützring 6 verbunden.

Die Tragesäulen 5 gleiten reibungsarm in äußeren Stützsäulen 7, die Teil eines Gebäudes sind und über die auch die Zugänge 8 zu der Plattform 1 erfolgen.

1
Plattform
2
Druckerzeugende Hauptsäule
3
Trägerarme
4
Tragedreieck, gleichschenkliges Dreieck
5
Vertikale Tragesäulen
6
Verbindungsstützringe
7
Äußere Stützsäulen
8
Zugänge
9
Verbindungsanker


Anspruch[de]
Verfahren zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung, dadurch gekennzeichnet dass in einer Richtung verlaufende Verkehrsströme, die eine Gewichtskraft darstellen, mittels einer Vorrichtung verkehrsbedingt von einem höheren Niveau (A) auf ein niederes Niveau (B) verbracht werden, indem eine Plattform (1) auf dem höheren Niveau (A) beladen und auf dem niederen Niveau (B) entladen wird, wobei ein Teil der erzeugten Energie dazu genutzt wird, die Plattform (1) nach Entladung wieder auf das höhere Niveau (A) zu bringen. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kinetische Energie der Gewichtskraft einen Druck erzeugt. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Druckerzeugung der Plattform (1) eine Flüssigkeit oder ein Gases komprimiert wird, wobei gleichzeitig eine Nutzenergie erzeugt, ein Teil des Druckes als Rückführkraft genutzt, eine Federung gewährleistet und die Fallgeschwindigkeit gedämpft wird. Vorrichtung zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Energieerzeugung und/oder Energiespeicherung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Nutzung von in einer Richtung verlaufenden Verkehrsströmen eine Plattform (1) mit einem auf einer dreieckigen Grundform basierenden Tragegerüst (3, 4, 5, 6), das an einer zentralen Säule (2) angeordnet ist, innerhalb von drei äußeren Stützsäulen (7) derart verschiebbar angeordnet ist, dass die Plattform (1) über entsprechende Zugänge (8) in den Stützsäulen (7) auf einem höheren Niveau (A) mit einer Gewichtskraft beladbar und auf einem niederen Niveau (B) entladbar ist, und die Plattform (1) über die zentrale Säule (2) mit einer Energieerzeugungs- und/oder Energiespeichereinrichtung gekoppelt ist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Gewichtskraft darstellenden Verkehrsströme Waren sind. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Gewichtskraft darstellenden Verkehrsströme Personen sind. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das Tragegerüst (3, 4, 5, 6) der Plattform (1) aus drei Trägerarmen (3) befestigt an einem Tragedreieck (4), drei vertikalen Tragesäulen (5) und einem Verbindungsstützring (6) besteht. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Plattform (1) aus mehreren Etagen besteht, die gleichzeitig beladbar und entladbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet dass das Tragegerüst (3, 4, 5, 6) in den einzelnen Etagen der Plattform (1) proportional zur belastenden Masse dimensioniert ist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Plattform (1) über die Säule (2) mit einer druckerzeugenden Einrichtung gekoppelt ist, die mittels hydraulischer oder andersartiger Maschinen Wärme oder Elektrizität erzeugt. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass das druckerzeugende Mittel in der druckerzeugenden Einrichtung ein Gas oder eine Flüssigkeit ist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass die Plattform (1) in der Ebene A und in der Ebene B derart mit einer Arretierung versehen ist, die in der Ebene A bei maximaler Last und/oder Schließung der Zugänge (8) die Bewegung der Vorrichtung von A nach B freigibt und in der Ebene B bei minimaler Last und/oder Schließung der Zugänge (8), die Bewegung der Vorrichtung von B nach A erfolgt. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet dass zwischen den Tragesäulen (5) und den äußeren Stützsäulen (7) Lineargeneratoren angeordnet sind. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet dass zur Reduzierung der Bauhöhe der Plattform (1) die Personen sitzend transportierbar sind. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet dass die Sitze Rollsitze sind.






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