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Dokumentenidentifikation DE102006060708A1 18.10.2007
Titel Energieoptimierer II
Anmelder Schmid, Josef, 85253 Erdweg, DE
Erfinder Schmid, Josef, 85253 Erdweg, DE
DE-Anmeldedatum 21.12.2006
DE-Aktenzeichen 102006060708
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse F03G 7/00(2006.01)A, F, I, 20061221, B, H, DE
Zusammenfassung Der Energieoptimierer II ermöglicht die Nutzung von Auftriebskräften. Sie entstehen dadurch, dass sich in einem Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) mit einer hohen Flüssigkeitstemperatur ein oder mehrere Auftriebsbehälter befinden, die sich im Volumen bei zunehmendem inneren Druck verändern.
In einem Verdampfer wird eine leicht zu verdampfende Flüssigkeit (also eine Flüssigkeit mit niedriger Verdampfungstemperatur) in Gas/Dampf umgewandelt. Durch das sich bei der Zustandsänderung von Flüssigkeit zu Gas/Dampf verändernde Volumen entsteht Gas/Dampfdruck. Dieses Gas/Dampf wird dann in die Auftriebsbehälter, deren Volumen variabel ist, eingepresst. Dadurch verändert sich das Volumen des Auftriebsbehälters und es entstehen Auftriebskräfte.
Über dem Flüssigkeitsbehälter befindet sich eine Vakuum-/Unterdruckkammer. Das Vakuum/der Unterdruck bewirkt, dass der Bodendruck im Flüssigkeitsbehälter gesenkt werden kann. Damit ist es möglich, mehr Gas/Dampf bei gleichem Energieaufwand zu erzeugen, was zu höherer Auftriebsenergie führt.
Durch die Rückumwandlung des Gases/Dampfes in einem Kondensator/Vakuumkondensator wird der Ausgangszustand der leicht zu verdampfenden Flüssigkeit wieder hergestellt. Der nächste Verdampfungs- und Rückumwandlungszyklus schließt sich an. Die Gas-/Dampfdruckturbine, der Kondensator/Vakuumkondensator, die Wärmepumpe und der Verdampfer dienen dem Kreislauf.
Externe Energiezuführung ist für die erstmalige Herstellung der Betriebstemperaturen ...

Beschreibung[de]
Stand

Die Energieoptimierung durch Nutzung von Auftriebskräften und Zustandsänderungen von Flüssigkeiten sowie einer Dampf-/Gasdruckturbine (Energieoptimierer) ist als Gebrauchsmuster unter Nr. 20 2006 000 094.1 und unter IPC 7/00 (2006.01) eingetragen. Die Patentanmeldung ist unter Aktenzeichen 10 2006 004 789.3-13 und Anmeldernummer 16116682 registriert.

Aufbauend auf den Erkenntnissen der als Gebrauchsmuster eingetragenen und als Patent beantragten Energieoptimierung stellt der Energieoptimierer II eine Verbesserung dar. Diese Verbesserung soll sowohl in den Gebrauchsmusterschutz als auch in die Patentanmeldung mit Priorität 5.1. 2006 mit eingeschlossen werden.

Kern der Erfindung bleibt die Nutzung der Auftriebskräfte. Sie entstehen dadurch, dass in einem mit hoher Flüssigkeitstemperatur gefüllten Flüssigkeitsbehälter am unteren Ende des Flüssigkeitsbehälters in einen dort vorhandenen Verdampfer eine zweite Flüssigkeit mit niedriger Temperatur und niedriger Verdampfungstemperatur eingespritzt wird. Diese Flüssigkeit verdampft aufgrund der höheren Umgebungstemperatur. Der Dampf/Gas strömt über eine Düse zum dehnbaren Auftriebsbehälter (Druckbeutel oder Zylinder mit Druckkolben oder ähnliches) und dehnt ihn aufgrund des entstehenden Dampf/Gasdruckes aus. Durch die bei der Verdampfung entstehende Volumenausdehnung entstehen Auftriebskräfte. Die Flüssigkeiten (auch Dampf/ Gas) bleiben dabei in getrennten Behältern und werden nicht miteinander vermischt.

Im Kondensator erfolgt die Rückumwandlung des Dampfes (Gases) in Flüssigkeit. Zur Sicherstellung der niedrigen Temperatur im Kondensator entzieht die Wärmepumpe aus dem Kondensator Wärme.

Die Wärmepumpe bringt die dem Kondensator entzogene Wärme auf eine höhere Temperatur und führt diese Wärme dem Verdampfer im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) zu, um die dort für den Betrieb erforderliche hohe Temperatur sicherzustellen. Die Wärmepumpe nutzt für ihren Betrieb auch die durch den Auftrieb entstandene Bewegungsenergie und entzieht auch der Umwelt Wärmeenergie.

Lösungsansatz für den Energieoptimierer II

Der Nutzen der eingetragenen Energieoptimierung wird höher, wenn

  • 1. der Flüssigkeitsbehälter, in dem sich das Wasser für den Auftrieb befindet, nach oben geschlossen ist und unter Vakuum gestellt wird.
  • 2. als Auftriebsbehälter anstelle eines Schieberkastens mit Zylinder und Kolben ein elastischer Druckbeutel verwendet wird. Am unteren Ende des Wasserbehälters wird eine bei niedriger Temperatur verdampfende zweite Flüssigkeit eingespritzt. Diese Flüssigkeit verdampft am Auslass der Einspritzdüse im Verdampfer. Der Dampf wird in den Auftriebsbehälter (Druckbeutel oder Zylinder mit Druckkolben) weitergeleitet. Dadurch füllt sich der Auftriebsbehälter (Druckbeutel oder Zylinder mit Druckkolben) mit Dampf (Gas) und dehnt sich aus. Er entwickelt Auftriebskräfte und steigt innerhalb eines Rahmens, der mit einer Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie verbunden ist, nach oben. Durch das Auslassventil fließt der Dampf (Gas) über eine Rohrleitung – gegebenenfalls über eine Gas-/Dampfdruckturbine – zum Kondensator. Der entleerte Auftriebsbehälter (Druckbeutel oder Zylinder mit Druckkolben) sinkt nun aufgrund des Eigengewichts wieder auf das untere Ende des Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters), wo ein neuer Kreislauf beginnen kann (Zeichnung 1).

    Wie in Zeichnung 2 dargestellt können mehrere Auftriebsbehälter innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) so hintereinandergeschaltet werden, dass ein ständiger Kreislauf entsteht. Damit kann beständige Bewegungsenergie geschaffen werden, die genutzt werden kann.
  • 3. die Dampf-/Gasdruckturbine dann nicht eingebaut wird, wenn der gefüllte Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) so stark unter Vakuum (z. B. 0,5 bar) gestellt wird, dass der Druck innerhalb des Auftriebsbehälters so niedrig ist, dass er wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll verwendet werden kann. Das am oberen Anschlag des Auftriebsvorgangs über das Auslassventil aus dem Auftriebsbehälter (Hubraum des Zylinders bzw. aus dem Druckbeutel) ausströmende Gas (Dampf) soll in diesem Fall über ein Rohrleitungssystem unmittelbar in den Kondensator strömen. Aus Vereinfachungsgründen wird in den weiteren Ausführungen die Gas-/Dampfdruckturbine nicht besonders hervorgehoben. Sie ist bereits im Gebrauchsmuster und in der beantragten Patentanmeldung enthalten und wird aufrechterhalten.
  • 4. zur Sicherstellung der Verflüssigung des Gases (Dampfes) eine Wärmepumpe einerseits aus dem Kondensator und aus der Umwelt Wärmeentzug vornimmt und andererseits dem Verdampfer und dem Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) eine höhere Wärmezufuhr bringt. Die Verdampfung wird dadurch beschleunigt und im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) wird damit die für den Betrieb erforderliche Temperatur konstant gehalten. Die Wärmezufuhr zur Erhaltung der erforderlichen Betriebstemperatur II im Verdampfer und im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) kann auch über Solarenergie oder eine andere Energiequelle geleistet werden. Dieser Ansatz ist in den Ausführungen nicht weiter dargestellt, soll aber vom Gebrauchsmusterschutz mit umfasst sein.

Funktionsbeschreibung

Genutzt werden:

  • – die Umwandlung einer Flüssigkeit mit niedriger Verdampfungstemperatur in Gas (Dampf) durch Energiezuführung.
  • – die Auftriebskraft, die durch die Verdampfung der Flüssigkeit mit der niedrigen Verdampfungstemperatur innerhalb eines Verdampfers entsteht und den beweglichen und volumenmäßig ausdehnbaren Auftriebsbehälters (Druckbeutel oder Zylinder) mit Dampf/Gas füllt. Die Auftriebskraft wird über eine mechanische Vorrichtung und z. B. über einen Generator genutzt.
  • – die Rückumwandlung von Gas (Dampf) in Flüssigkeit durch Kondensation in einem Kondensator.
  • – die Wärmeentnahme aus dem Kondensator durch eine Wärmepumpe.
  • – die Zuführung der über die Wärmepumpe erzeugten höheren Wärme in den Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) durch die Wärmepumpe.
  • – die Zuführung von Wärme aus der Umwelt in den Verdampfer und in den Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) durch die Wärmepumpe.
  • – die Wärmeabgabe aus dem Kondensator an die Umwelt, z. B. für Heizzwecke.

Für die Funktionsbeschreibung im bereits geschützten Gebrauchsmuster wurden beispielhaft die Flüssigkeiten Wasser und Alkohol zugrunde gelegt. Höherer Nutzen wird erzielt, wenn anstelle von Alkohol eine Flüssigkeit verwendet wird, bei der die Verdampfung bei einer niedrigeren Temperatur eintritt und bei der durch die Verdampfung ein höheres Dampfvolumen als bei Alkohol entsteht. Dies hat zur Folge, dass für den Verdampfungsprozess weniger Energie aufgewendet werden muss und dass beim Auftrieb mehr Auftriebsenergie entsteht.

Die beigefügten Zeichnungen 1 und 2 dienen der Erläuterung.

Beschreibung

Folgende Teile werden so miteinander verbunden, dass eine verbesserte technische Erfindung entsteht:

  • – ein Flüssigkeitsbehälter (hier Wasserbehälter) (1) mit Vakuumkammer (12); hohe Betriebstemperatur II
  • – ein weiterer Flüssigkeitsbehälter (hier Rohrleitung) mit Ausgleichsgefäß (2); niedrige Betriebstemperatur I
  • – ein Einlass- und Dosierungsventil (3) mit Düse zum Verdampfer (11). Über den Verdampfer (11) wird am unteren Teil des Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) (1) der Auftriebsbehälter (4) (Druckbeutel oder Zylinder mit Druckkolben) mit Gas/Dampf gefüllt. Der Verdampfer (11) kann mit dem Einlass- und Dosierungsventil (3) kombiniert sein. Der Verdampfungsvorgang wird dadurch beschleunigt.
  • – ein Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Zylinder und Druckkolben bzw. ein elastischer Druckbeutel) mit Rahmen (4) mit Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie (10). In der Zeichnung 2 ist dargestellt, dass mehrere Auftriebsbehälter innerhalb eines Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) (1) so hintereinandergeschaltet werden können, dass ein ständiger Kreislauf entsteht. Damit kann beständige Bewegungsenergie geschaffen werden, die z. B. über einen Generator genutzt werden kann.
  • – ein Auslassventil (5) am oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) (1), der für den Auftrieb genutzt wird. Von dort führt eine Rohrleitung (17) den Dampf/Gas (gegebenenfalls über eine Gas-/Dampfdruckturbine (18)) zum Kondensator (6)
  • – ein Kondensator (6)
  • – eine Wärmepumpe (7) mit Wärmezufuhr (Heizstab) (9) zum Verdampfer (11) und Wärmezufuhr (Heizstab) (9) zum Flüssigkeitsbehälter (1)
  • – Isolierungen (8)

Detailbeschreibungen Flüssigkeitsbehälter (hier Wasserbehälter) mit Vakuumkammer (1)

Der Flüssigkeitsbehälter (hier Wasserbehälter) (1) wird voll isoliert (8), so dass eine Wärme-/Energieabgabe nach außen nicht oder nur in ganz minimalem Umfang erfolgt.

Oberhalb der Flüssigkeit (Wasser) – aber noch im Flüssigkeitsbehälter (hier Wasserbehälter) (1) – befindet sich eine Vakuumkammer (12). Durch das Vakuum wird der Bodendruck im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) reduziert, was zur Folge hat, dass bei der Verdampfung der Flüssigkeit mit der niedrigeren Verdampfungstemperatur innerhalb des Verdampfen mehr Dampfvolumen für den Auftriebsbehälter (Druckbeutel/Zylinder) entsteht.

Der Flüssigkeitsbehälter wird bis nahe zur unteren Wasserstandslinie (14) mit Wasser gefüllt. Während der Verdampfung steigt das Wasser auf die obere Wasserstandslinie (13).

Das Wasser im Flüssigkeitsbehälter (1) wird durch Energiezufuhr (9) (vorwiegend über die Wärmepumpe (7), aber auch der Einsatz von Solarenergie oder anderer Energie ist möglich) auf die Betriebstemperatur II gebracht und durch Energiezufuhr (9) über einen Regler konstant gehalten.

Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (weiterer Flüssigkeitsbehälter) (2)

Die Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (2) wird voll isoliert, so dass ebenfalls eine Wärme-/Energieabgabe nach außen nicht oder nur in ganz minimalem Umfang erfolgt.

Die Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (2) wird vom Einlass- und Dosierungsventil (3) bis kurz unter dem Kondensator (6) mit einer Flüssigkeit mit niedriger Verdampfungstemperatur gefüllt. Im Bereich der Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (2) herrscht die Betriebstemperatur I, welche niedriger einzustellen ist, als die Temperatur, bei der die zu verdampfende Flüssigkeit ihren Zustand ändert.

Der Bodendruck der Flüssigkeit in der Rohrleitung (2) muss höher sein als der Bodendruck des Wassers im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1), deshalb soll die Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (2) deutlich höher sein als der Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1), auch wenn der Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) unter Vakuum steht.

Die Flüssigkeit in der Rohrleitung (2) und dem Ausgleichsgefäß wird auf eine konstante Temperatur (Betriebstemperatur I) gebracht und gehalten. Die Regelung erfolgt über den Kondensator und die Wärmepumpe. Diese Temperatur ist niedriger als die Temperatur, bei welcher die zu verdampfende Flüssigkeit ihren Zustand ändert und ebenfalls niedriger als die Temperatur im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1). Im Flüssigkeitsbehälter (1) herrscht die Betriebstemperatur II.

Einlass- und Dosierungsventil (3)

Das Einlassventil (mit Düse) (3) ist auch ein Dosierungsventil.

Durch das Einlassventil (3) wird aufgrund des höheren Bodendrucks in der Rohrleitung mit Ausgleichsgefäß (2) gegenüber dem Bodendruck im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) die Flüssigkeit mit der niedrigeren Verdampfungstemperatur über die Düse in den Verdampfer (11) und von dort als Gas/Dampf in den Auftriebsbehälter (Zylinder mit Druckkolben/Druckbeutel) (4) eingepresst. Über den Dosierungsregler im Einlassventil (3) wird genau die Menge der Flüssigkeit mit der niedrigen Verdampfungstemperatur in den Verdampfer eingepresst, die bei Verdampfung dieser Flüssigkeit den Auftriebsbehälter so bewegt, dass sein gesamter Hubraum unter Druck steht und der Schieberkasten einen Auftrieb erfährt bzw. der Druckbeutel sich so stark ausdehnt, dass er den ihn umschließenden Rahmen voll ausfüllt und ebenfalls einen Auftrieb erfährt. Die eingepresste Flüssigkeit soll dabei im Verdampfer (11) völlig verdampfen, um ein möglichst hohes Dampfvolumen und damit einen möglichst hohen Auftrieb zu erhalten.

Auftriebsbehälter (4) (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel)

Der Auftriebsbehälter (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel) (4) mit dem ihn umschließenden Rahmen sowie die Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebskräfte (10) befinden sich am Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1). Über sie werden die Auftriebskräfte genutzt.

Der Auftriebsbehälter (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel) (4) mit dem ihn umschließenden Rahmen ist im dampf-/gasleeren Zustand einschließlich der jeweiligen Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie etwas schwerer als die durch ihn verdrängte Wassermenge, so dass er im Wasserbehälter innerhalb von Führungsschienen nach unten sinkt.

Im unteren Bereich des Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) (1) wird der Auftriebsbehälter (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel) (4) mit dem Verdampfer gekoppelt.

Der in den Auftriebsbehälter (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel) (4) eingepresste Dampf/Gas bewirkt über die Volumenausdehnung den Auftrieb. Im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) steigt das Wasser von der unteren Wasserstandslinie (14) auf die obere Wasserstandslinie (13). Die zur Verdampfung erforderliche Energie kann sowohl aus dem Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) mit der hohen Betriebstemperatur II entnommen werden als auch direkt dem Verdampfer. Die Energiezuführung erfolgt dort durch die Wärmepumpe oder durch Nutzung anderer Energiequellen (z. B. Solarenergie).

Beim Einpressen des Dampfes/Gases in den Auftriebsbehälter (Zylinder bzw. Druckbeutel) (4) verändert sich das Volumen und der Druck im Zylinder und auf den Druckkolben bzw. im Druckbeutel. Der Kolben im Zylinder bewegt sich bis zum Ende seines Hubraums bzw. der Druckbeutel füllt den ihn umgebenden Rahmen vollständig aus.

Im jetzt mit Gas/Dampf gefüllten Auftriebsbehälter (Zylinder mit Schieberkasten, Druckkolben bzw. Druckbeutel, jeweils mit der Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie) wirken durch die Volumenausdehnung die Auftriebskräfte. Die Auftriebskräfte führen dazu, dass der Schieberkasten mit der Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie bzw. der Druckbeutel mit dem ihn umschließenden Rahmen und der Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie nach oben steigt.

Die dabei entstehende Auftriebsenergie ist z. B. über einen Generator verwertbar.

Auslassventil (5) und Rohrleitung (17) bis zum Kondensator (6) (gegebenenfalls über die Gas-Dampfdruckturbine (18)

Am oberen Anschlag des Auftriebsvorgangs im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälters) (1) koppelt sich der durch den Auftrieb nach oben gestiegene Auftriebsbehälter (Schieberkasten bzw. Druckbeutel) (4) an das Auslassventil (5) an. Beim Entleeren des Auftriebsbehälters (4) sinkt das Wasser im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) von der oberen Wasserstandslinie (13) auf die untere Wasserstandslinie (14). Da die untere Wasserstandslinie (14) noch über dem Auslassventil ist, wird durch den Wasserdruck im Flüssigkeitsbehälter (1) der Auftriebsbehälter (4) völlig entleert.

Die Rohrleitung (17) vom Auslassventil (5) zum Kondensator (6) befindet sich im Bereich der Betriebstemperatur II. Sie dient zur Weiterleitung des Dampfes/Gases an den Kondensator (6). Dabei kann eine Gas-/Dampfdruckturbine (18) zwischengeschaltet werden, um die Druckenergie des Dampfes/Gases in Bewegungsenergie umzuwandeln.

Kondensator (6)

Im Kondensator (6) wird das Gas/Dampf durch Temperaturentzug wieder in Flüssigkeit umgewandelt. Um im Kondensator eine niedrige Temperatur sicherzustellen, entnimmt die Wärmepumpe (7) Energie aus dem Kondensator. Außerdem kann Wärme an die Umwelt z. B. für Heizzwecke abgegeben werden.

Wärmepumpe (7) mit Heizstab (9)

Das Verdampfen der Flüssigkeit mit der niedrigen Verdampfungstemperatur erfolgt im Verdampfer (11), der sich innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (1) mit der hohen Betriebstemperatur II befindet. Die für die Verdampfung erforderliche Energie wird dem Verdampfer (11) durch die Wärmepumpe (7) und den Heizstab (9) zugeführt. Über die Wärmepumpe (7) und den Heizstab (9) wird auch die Betriebstemperatur II im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) konstant gehalten.

Die Wärmepumpe (7) entzieht dafür aus dem Kondensator (6) und der Umwelt Wärme, bringt diese auf eine höhere Temperatur und führt diese höhere Temperatur dem Verdampfer und dem Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) wieder zu.

Isolierungen (8)

Über Isolierungen (8) wird sichergestellt, dass sowohl die Betriebstemperatur I als auch die Betriebstemperatur II weitestgehend konstant gehalten werden.

Die Betriebstemperatur II im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) wird im notwendigen Umfang durch Energiezuführung sichergestellt. Dies kann sowohl über die Wärmepumpe erfolgen als auch über die Nutzung von Solarenergie oder anderen Energiequellen.

Die Betriebstemperatur I kann über den Kondensator – in Verbindung mit der Wärmepumpe – geregelt und sichergestellt werden.

Die Systeme sind voneinander getrennt zu halten und gut zu isolieren. Insbesondere ist sicherzustellen, dass im Rohrleitungssystem mit Ausgleichsbehälter (2) die niedrige Temperatur I bis einschließlich dem Einlass- und Dosierungsventil (3) gilt.

Flüssigkeiten

Wasser befindet sich im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1).

Das Wasser wird auf eine hohe Temperatur (Betriebstemperatur II) gebracht, aber die eigene Verdampfungstemperatur darf nicht erreicht werden. Die Flüssigkeitsmenge und die Temperatur sollen stabil bleiben.

Im Rohrleitungssystem mit Ausgleichsbehälter (2) befindet sich die Flüssigkeit mit der niedrigen Verdampfungstemperatur. Dort herrscht die niedrige Betriebstemperatur I. Diese Flüssigkeit wird wie beschrieben innerhalb eines Verdampfers (11) in Gas/Dampf umgewandelt. Der mit Gas (Dampf) gefüllte Auftriebsbehälter (4) steigt im Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) durch den entstehenden Auftrieb bis zum Auslassventil (5). Der Dampf/Gas strömt dort aus dem Auftriebsbehälter (4) und fließt noch als Gas/Dampf in die Rohrleitung (17) vom Auslassventil zum Kondensator (6), gegebenenfalls über die Gas-/Dampfdruckturbine (18). Das Gas (Dampf) wird im Kondensator (6) durch Wärmeentzug wieder verflüssigt und fließt erneut als Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter und in das Rohrleitungssystem (2).

Die Wärmepumpe (7) entzieht über einen separaten Kreislauf dem Kondensator (6) und der Umwelt Wärme, steigert die Temperatur dieser Wärme und führt die erhöhte Wärme dem Verdampfer (11) und dem Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) zu, um dort die Verdampfung sicherzustellen und die Betriebstemperatur II stabil zu halten.

Zu keiner Zeit kommen die Flüssigkeiten untereinander direkt in Berührung. Sie befinden sich jeweils in einem geschlossenen System.

Energieaufwand

Energie wird benötigt, um

  • – den Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1) und das dann befindliche Wasser sowie den beweglichen und volumenmäßig ausdehnbaren Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Druckkolben und Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie bzw. Druckbeutel mit Rahmen und Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie) (4) auf die Betriebstemperatur II zu bringen und zu halten.
  • – das Rohrleitungssystem mit Ausgleichsbehälter (2) auf die Betriebstemperatur I zu bringen und zu halten.
  • – die Zustandsänderung der Flüssigkeit mit der niedrigen Verdampfungstemperatur von flüssig zu gasförmig/dampfförmig herbeizuführen. Dabei muss ein Dampf/Gasdruck erzeugt werden, der die Volumenausdehnung innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (Wasserbehälters) (1) herbeiführt und die beschriebene Auftriebsleistung sicherstellt.
  • – das Vakuum im Vakuumraum (12) herzustellen und gegebenenfalls aufrecht zu erhalten.
  • – die Wärmepumpe zu betreiben.

Energie wird verfügbar durch

  • – die Nutzung der Auftriebskräfte.
  • – gegebenenfalls die Gas-/Dampfdruckturbine.
  • – die Kondensationswärme.
  • – die Wärmepumpe.

Anwendung

Der Energieoptimierer II ist in der Größe der Technik frei variierbar und in einer Serie von beliebig vielen Einzelsystemen, die aneinandergekoppelt werden, einsetzbar. Der Nutzen ist so beliebig multiplizierbar. Die Energieversorgung ganzer Haushalte wird verbessert. Die Erfindung arbeitet immissionsfrei. Lärm, Strahlen und Schadstoffbelastungen werden reduziert. Der Rohstoffbedarf ist gering.

Energieoptimierer II Erläuterung der Zeichnung 1

  • I Bereich der Betriebstemperatur I (niedrige Temperatur)
  • II Bereich der Betriebstemperatur II (hohe Temperatur)
  • (1) Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) mit
  • (13) oberer Wasserstandslinie
  • (14) unterer Wasserstandslinie
  • (12) Vakuumkammer
  • (2) weiterer Flüssigkeitsbehälter (Rohrleitung) mit Ausgleichsgefäß
  • (3) Einlass- und Dosierungsventil mit integriertem Verdampfer (11) und Düse zum Auftriebsbehälter
  • (4) Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Zylinder und Druckkolben bzw. elastischer Druckbeutel) mit Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie
  • (5) Auslassventil vom Auftriebsbehälter zur Rohrleitung
  • (6) Kondensator
  • (7) Wärmepumpe
  • (8) Isolierungen, um den Bereich der Betriebstemperatur I und um den Bereich der Betriebstemperatur II. Die Isolierungen sind jeweils an den Geräten angebracht.
  • (9) Heizstab zur Wärmeabgabe von der Wärmepumpe (7) oder einer anderen Energiequelle an den Verdampfer (11) und den Flüssigkeitsbehälter (1)
  • (10) Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie einschließlich Führungsschienen
  • (11) Verdampfer innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (1)
  • (17) Rohrleitung vom Auslassventil zum Kondensator – gegebenenfalls über die Gas-/Dampfdruckturbine (18) – mit hoher Betriebstemperatur II
  • (18) Gas-/Dampfdruckturbine

Energieoptimierer II Erläuterung der Zeichnung 2 für Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter) (1)

  • (1) Flüssigkeitsbehälter (Wasserbehälter)
  • (13) obere Wasserstandslinie
  • (14) untere Wasserstandslinie
  • (12) Vakuumkammer
  • (3) Einlass- und Dosierungsventil
  • (15) mit Gas/Dampf gefüllte Auftriebsbehälter
  • (16) entleerte Auftriebsbehälter
  • (5) Auslassventil
  • (9) Energiezuführung von der Wärmepumpe oder einer anderen Energiequelle an den Verdampfer und den Flüssigkeitsbehälter (1)
  • (10) Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie einschließlich Führungsschienen
  • (11) Verdampfer mit Düse zur Dampf-/Gaseinspeisung in die Auftriebsbehälter

Schlussbemerkungen

Die Darstellung ist ein Grundlagensystem, für das in allen 10 Positionen Schutzanspruch beantragt wird.

Bei der praktischen Umsetzung sind verschiedene Variationen denkbar.

Schutzanspruch wird auch erhoben für alle Umsetzungen und Anwendungen, die auf den Erkenntnissen des Grundlagenmodells für Energieoptimierung basieren, insbesondere für die Nutzung der Auftriebskräfte innerhalb einer Flüssigkeit, die durch Zustandsänderungen einer zweiten Flüssigkeit in Gas/Dampf innerhalb eines beweglichen und volumenmäßig ausdehnbaren Auftriebsbehälters zustande kommen.


Anspruch[de]
Der Hauptanspruch richtet sich auf die Sicherung der Rechte für den Energieoptimierer II, einer technischen Erfindung zur Nutzung von Auftriebskräften. Diese entstehen durch die Zustandsänderung von flüssig zu gasförmig einer bei niedriger Temperatur verdampfenden Flüssigkeit innerhalb einer zweiten Flüssigkeit mit hoher Verdampfungstemperatur. Der Dampf (Gas) entwickelt Dampfdruck und dehnt einen oder mehrere bewegliche und volumenmäßig veränderbare Auftriebsbehälter, die sich innerhalb eines zweiten gefüllten Flüssigkeitsbehälters mit hoher Temperatur befinden, aus. Es entsteht Auftriebsenergie.

Die Grundidee der Energieoptimierung durch Nutzung von Auftriebskräften und Zustandsänderungen von Flüssigkeiten sowie einer Dampf-/Gasdruckturbine (Energieoptimierer) ist als Gebrauchsmuster unter Nr. 20 2006 000 094.1 und unter IPC 7/00 (2006.01) eingetragen. Die Patentanmeldung ist unter Aktenzeichen 10 2006 004 789.3-13 und Anmeldernummer 16116682 registriert.

Aufbauend auf den Erkenntnissen der als Gebrauchsmuster eingetragenen und als Patent beantragten Energieoptimierung stellt der Energieoptimierer II eine Verbesserung dar. Diese Verbesserung soll sowohl in den Gebrauchsmusterschutz als auch in die Patentanmeldung mit Priorität 5.1.2006 mit eingeschlossen werden.

Der Energieoptimierer II ist durch die Verbindung folgender Komponenten gekennzeichnet:

– ein Flüssigkeitsbehälter (1) mit einem Temperaturregler sowie einer Vakuumkammer (12) und einer oberen Wasserstandslinie (13) und einer unteren Wasserstandslinie (14)

– eine Energiezufuhr (7) und (9)

– ein Rohrsystem (weiterer Flüssigkeitsbehälter) mit Ausgleichs- und Vorratsbehälter (2)

– ein Einlassventil (mit Düse), das gleichzeitig ein Dosierungsventil ist (3) und das mit einem Verdampfer (11) verbunden ist

– ein oder mehrere im Volumen ausdehnbare Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Zylinder und Druckkolben oder Druckbeutel) innerhalb eines Rahmens (4), jeweils versehen mit einer Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie (10)

– ein Auslassventil (5) verbunden mit einer Rohrleitung vom Auslassventil über eine Gas-/Dampfdruckturbine (18) bis zum Kondensator (6)

– ein Kondensator (6)

– eine Wärmepumpe (7)

– Isolierungen (8)

– Ein Heizstab (9) zur Wärmeabgabe von der Wärmepumpe (7) oder einer anderen Energiequelle an den Verdampfer (11) und den Flüssigkeitsbehälter (1)

Weiterhin ist der Energieoptimierer II dadurch gekennzeichnet, dass zwei unterschiedliche Betriebstemperaturen I und II bestehen, die durch eine Vollisolierung (8) der einzelnen technischen Teile sowie über den Kondensator (6), über die Wärmepumpe (7) und über Energiezufuhr (9) stabil gehalten werden.

Der Energieoptimierer II ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Auftriebsbehälter über einen Rundlauf hintereinandergeschaltet werden (Zeichnung 2) können.
Flüssigkeitsbehälter (1) nach Hauptanspruch

dadurch gekennzeichnet,

– dass er völlig abgeschlossen ist,

– dass er in der Bodenfläche oder im unteren Bereich ein Einlassventil hat, das gleichzeitig ein Dosierungsregler (3) ist und mit einem Verdampfer (11) verbunden ist,

– dass er im oberen mit Wasser gefüllten Bereich ein Auslassventil (5) hat,

– dass er im Inneren Führungsschienen für den oder die sich von unten nach oben und von oben nach unten bewegenden volumenmäßig ausdehnbaren Auftriebsbehälter (4) (Schieberkasten mit Zylinder und Druckkolben oder elastischer Druckbeutel) hat,

– dass er einen Temperaturregulierer mit Energiezufuhr (9) hat,

– dass sich über dem mit Wasser gefüllten Flüssigkeitsbehälter, der eine obere Wasserstandslinie (13) und eine untere Wasserstandslinie (14) hat, eine Vakuumkammer (12) befindet,

– dass er mit einer Vorrichtung zur Nutzung der entstehenden Auftriebsenergie (10) verbunden ist

– dass sich der Wasserstand beim Verdampfen zwischen der unteren und oberen Wasserstandslinie bewegt.
Rohrsystem (weiterer Flüssigkeitsbehälter) (2) nach Hauptanspruch

dadurch gekennzeichnet,

– dass es höher ist, als der Flüssigkeitsbehälter (1),

– dass es am unteren Ende ein Einlassventil und einen Dosierungsregler (3) zum Verdampfer (11) und ein Ventil vom Verdampfer (11) zu dem oder zu den Auftriebsbehältern (4) hat,

– dass im Rohrsystem bis zum Verdampfer die niedrige Betriebstemperatur I herrscht

– dass es vom Auslassventil (5) über eine Rohrleitung (17) mit der hohen Betriebstemperatur II über die Gas-/Dampfdruckturbine (18) zum Kondensator führt.
Einlass- und Dosierungsventil (3) zum Verdampfer (11) und Düse zu dem oder den Auftriebsbehältern nach Hauptanspruch

dadurch gekennzeichnet,

– dass die im Rohrsystem mit Ausgleichs- und Vorratsbehälter (2) befindliche Flüssigkeit in einer genau vorgegebenen Menge mittels eines Ventils in den Verdampfer (11) durch den höheren Bodendruck eingepresst wird. Das Ventil stellt die Verbindung zwischen dem Einlass- und Dosierungsventil (3) und dem Verdampfer (11) dar. Es ist so zu gestalten und zu isolieren, dass eine Verdampfung im Ventil oder dem Rohrsystem (2) nicht möglich ist.

– dass der im Verdampfer entstehende Dampfdruck über eine Düse den/die Auftriebsbehälter mit Gas/Dampf füllt.
Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Zylinder und Druckkolben bzw. Druckbeutel) mit Rahmen (4) und Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebskräfte nach Hauptanspruch

dadurch gekennzeichnet,

– dass er einschließlich einer Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebskräfte (10) nur ein etwas höheres Gewicht hat, als die Flüssigkeitsmenge (Wasser), die er verdrängt,

– dass er im gas-/dampfleeren Zustand auf den Boden des Flüssigkeitsbehälters (1) sinkt,

– dass er die über das Einlass- und Dosierungsventil (3) in den Verdampfer eingepresste Flüssigkeit als Gas/Dampf aufnimmt und den gesamten Auftriebsbehälter füllt,

– dass er im mit Gas/Dampf gefüllten Zustand innerhalb der Führungsschienen über die Auftriebskräfte nach oben steigt. Die Führungsschienen sind senkrecht verlaufende Schienen, die in der Zeichnung nicht eingezeichnet sind.

– dass er über eine Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebskräfte (10) verfügt, über die Bewegungsenergie oder elektrische Energie z. B. mittels Generator erzeugt werden kann.

– dass mehrere Auftriebsbehälter über einen Rundlauf hintereinander geschaltet werden (Zeichnung 2) können.
Auslassventil (5) und Gas/Dampfdruckturbine nach Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet, dass der im (jeweils) oben ankoppelnden Auftriebsbehälter (4) (Zylinder mit Druckkolben bzw. Druckbeutel) befindliche Dampf/Gas ausströmen kann und über das Rohrleitungssystem und über die Gas-/Dampfdruckturbine zum Kondensator (6) weitergeleitet wird. Der Dampf/Gas strömt mit abnehmenden Druck, aber noch mit der hohen Temperatur vom Auslassventil über die Gas-/Dampfdruckturbine zum Kondensator (6). Kondensator nach Hauptanspruch (6) dadurch gekennzeichnet, dass er der Rückumwandlung von Gas/Dampf in Flüssigkeit dient und dabei verwertbare Energie z. B. für Heizzwecke, aber auch für die Wärmepumpe erzeugt. Wärmepumpe nach Hauptanspruch (7) und Energiezuführ (9) über einen Heizstab

dadurch gekennzeichnet,

dass sie Wärme aus dem Kondensator entnimmt, sie zu einer Wärme mit höherer Temperatur umwandelt und die höhere Temperatur am Verdampfer (11) in den Flüssigkeitsbehälter (1) über die Energiezufuhr (9) einspeist, damit dort die Betriebstemperatur II konstant gehalten werden kann. Die vom Flüssigkeitsbehälter (1) zur Wärmepumpe zurückfließende Wärme wird von der Wärmepumpe bei der Temperaturerhöhung mit verwertet oder an die Umwelt z. B. für Heizzwecke abgegeben.

Die Energiezuführung an den Verdampfer (11) und den Flüssigkeitsbehälter (1) kann auch über andere Energiequellen z. B. Solarenergie erfolgen.
Isolierungen nach Hauptanspruch (8)

dadurch gekennzeichnet,

dass durch sie an den einzelnen technischen Teilen unterschiedliche Betriebstemperaturen konstant gehalten werden.

Die Betriebstemperatur II gilt für den Flüssigkeitsbehälter (1) einschließlich dem oder der Auftriebsbehälter (Schieberkasten mit Druckkolben bzw. Druckbeutel mit Rahmen) einschließlich der Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebsenergie, dem Auslassventil (5) und dem Rohrleitungssystem vom Auslassventil bis zum Kondensator.

Die Betriebstemperatur II gilt für den Kondensator (6) und das Rohrleitungssystem mit Ausgleichsbehälter (2) vom Kondensator (6) bis einschließlich dem Einlass- und Dosierungsventil (3).

Innerhalb der Leitungen von der Wärmepumpe zum Verdampfer im Flüssigkeitsbehälter (1) befindet sich Flüssigkeit mit einer höheren Temperatur als im Flüssigkeitsbehälter (1). Damit wird der Wärmetransfer innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (1) und eine schnelle Verdampfung sichergestellt.

Zu keiner Zeit kommen die Flüssigkeiten bzw. Gas/Dampf direkt in Berührung. Sie befinden sich jeweils in einem geschlossenen System.
Vorrichtung zur Nutzung der Auftriebskräfte (10) nach Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet, dass durch sie die beim Auftrieb entstehende Bewegungsenergie z. B. über einen Generator in elektrische Energie umgewandelt werden oder direkt genutzt werden kann.






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