DE19938122A1

DE19938122A1 - Drive system for generator unit for vehicles etc. has first driven turbine unit and second turbine unit driving generator, and connecting fluid channel

Info

Publication number: DE19938122A1
Application number: DE1999138122
Authority: DE
Inventors: Eugen Gilbert Berger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-02-15

Abstract

The drive has a first driven turbine unit (110), and connected to it is a second turbine unit (120) connected to the generator device to drive it. A channel (130) is located between first and second turbine units, so that the first turbine unit can feed fluid to the second unit. The profile of the channel decreases in size towards the second turbine unit. The first turbine unit is connected to a drive pulley (140), esp. a friction drive pulley. The second turbine unit is connected to a flywheel device (150). All components are contained in a housing (160) with fluid intake (161) and outlet (162).

Description

Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben einer Generatorvorrichtung und eine Generatorvorrichtung mit einer derartigen Antriebsvorrichtung.The invention relates to a device for driving a generator device and a Generator device with such a drive device.

State of the art

Es sind Vorrichtungen zum Antreiben einer Generatorvorrichtung, in denen die Drehung eines Antriebsrads über Keilriemen und Rollen oder Ketten und Zahnräder oder Zahnrie men und Zahnräder auf die Antriebswelle eines Generators übertragen werden, aus dem Stand der Technik bekannt. Durch Wahl der Größe des Antriebsrads und der Rollen bezie hungsweise der Zahnräder kann in derartigen Vorrichtungen das Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, und insbesondere die Drehzahl des Generatorwelle gegenüber der Drehzahl des Antriebsrads erhöht werden.There are devices for driving a generator device in which the rotation a drive wheel via V-belts and rollers or chains and gears or toothed belt men and gears are transmitted to the drive shaft of a generator from which State of the art known. By choosing the size of the drive wheel and rollers The gear ratios in such devices can be the gear ratio can be set, and in particular the speed of the generator shaft compared to the Drive wheel speed can be increased.

Nachteil dieser Vorrichtungen ist es allerdings, daß Riemen oder Kette und Rollen oder Zahnräder dieser Vorrichtung stark verschleißen.The disadvantage of these devices, however, is that belts or chains and rollers or Wear the gears of this device heavily.

Angesichts des vorangegangenen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Antreiben einer Generatorvorrichtung und eine Generatorvorrichtung mit einer derartigen Antriebsvorrichtung zu schaffen, in welcher der Verschleiß der Teile zur Übertra gung der Drehung eines Antriebsrads auf die Drehung einer Welle vermindert ist.In view of the foregoing, the present invention seeks to provide a Vorrich device for driving a generator device and a generator device with a to create such drive device in which the wear of the parts for transfer tion of the rotation of a drive wheel is reduced to the rotation of a shaft.

Description of the invention

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Antreiben einer Generatorvorrich tung, mit einer ersten Turbineneinrichtung die antreibbar vorgesehen ist, einer zweiten Tur bineneinrichtung die zum Antreiben der Generatorvorrichtung mit dieser verbindbar ist, ei nem Kanal, der zwischen der ersten und der zweiten Turbineneinrichtung vorgesehen ist, wobei die erste Turbineneinrichtung bei Antrieb derselben ein Fluid zur zweiten Turbinen einrichtung fördert.This object is achieved by a device for driving a generator device device, with a first turbine device which is drivably provided, a second door Bineneinrichtung which can be connected to drive the generator device, egg a duct which is provided between the first and the second turbine device, the first turbine device driving a fluid to the second turbine institution promotes.

Dadurch daß die Übertragung der Drehung der ersten auf die zweite Turbineneinrichtung durch ein Fluid erfolgt, ist es erfindungsgemäß nicht erforderlich stark verschleißende Rie men oder Ketten und Rollen oder Zahnräder in der Antriebsvorrichtung vorzusehen. Die Lebensdauer einer derartigen Vorrichtung kann dadurch erhöht werden.In that the transmission of the rotation of the first to the second turbine device carried out by a fluid, it is not necessary according to the invention to wear heavily Men or chains and rollers or gears to be provided in the drive device. The The life of such a device can be increased.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich zweckmäßigerweise dort einsetzen, wo große Energiemengen verbraucht werden. Durch eine geringe, kaum feststellbare Erhöhung die ser großen Energiemengen kann dann zusätzlich elektrische Energie erzeugt werden. Ein derartiger hoher Energieverbrauch ist beispielsweise zum Antrieb von Fahrzeugen, großen Maschinen und dergleichen erforderlich.The device according to the invention can expediently be used where large Amounts of energy are consumed. By a small, hardly noticeable increase the This large amount of energy can then be used to generate additional electrical energy. On Such high energy consumption is, for example, large for driving vehicles Machines and the like are required.

Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung der zuvor beschriebenen Einrichtung kann sich der Querschnitt des Kanals zur zweiten Turbineneinrichtung hin verkleinern. Hierdurch erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in dem Kanal was zu einer Vergröße rung der Rotationsgeschwindigkeit der zweiten Turbineneinrichtung gegenüber der ersten Turbineneinrichtung führt. Somit kann die Generatorvorrichtung mit einer erhöhten Ge schwindigkeit betrieben werden, was zu einer vergrößerten Leistungsabgabe der Genera torvorrichtung führt.According to a preferred development of the device described above, the cross section of the channel to the second turbine device is reduced. Hereby the flow velocity of the fluid in the channel increases, which leads to an increase tion of the rotational speed of the second turbine device compared to the first Turbine device leads. Thus, the generator device with an increased Ge speed are operated, which leads to an increased power output of the genera gate device leads.

Vorteilhafterweise kann hierbei die erste Turbineneinrichtung mit einem Antriebsrad ver bunden sein, durch das die erste Turbineneinrichtung antreibbar ist. Auf diese Weise läßt sich eine sehr einfache und kostengünstiger Antrieb der ersten Turbineneinrichtung reali sieren. Bei Einsatz der Einrichtung in einem sich bewegenden Fahrzeug kann so das An triebsrad von einem sich bewegenden Teil des Fahrzeugs, beispielsweise von einer Innen seite der Felge des Fahrzeugs angetrieben werden. Alternativ kann das Antriebsrad durch Abrollen auf einer Fläche in dem Referenzsystem, in dem sich das Fahrzeug bewegt, also bei einem Kraftfahrzeug auf der Strasse oder bei einem Schienenfahrzeug auf der Schiene, angetrieben werden. Außerdem kann die Vorrichtung auch in einer Maschine eingesetzt werden, in der sich drehende Walzen vorgesehen sind und dabei das Antriebsrad in Kon takt mit einer derartigen drehenden Walze gebracht werden.Advantageously, the first turbine device can have a drive wheel be bound by which the first turbine device can be driven. That way a very simple and inexpensive drive for the first turbine device is realized sieren. When the device is used in a moving vehicle, the on can drive wheel from a moving part of the vehicle, for example from an interior side of the rim of the vehicle. Alternatively, the drive wheel through Rolling on an area in the reference system in which the vehicle is moving, that is in the case of a motor vehicle on the road or in the case of a rail vehicle on the rail, are driven. The device can also be used in a machine be in which rotating rollers are provided and the drive wheel in Kon be brought clock with such a rotating roller.

Vorteilhafterweise, kann das Antriebsrad in Form eines Reibrads vorgesehen sein. Hier durch wird ein guter Kontakt zwischen der Fläche, auf der das Antriebsrad abrollt, und dem Reibrad gewährleistet, was zu einer hohen Kraftübertragung der Bewegung des Fahrzeugs oder der Walze der Maschine auf das Antriebsrad führt.The drive wheel can advantageously be provided in the form of a friction wheel. Here through is a good contact between the surface on which the drive wheel rolls and the Friction wheel ensures, which leads to a high power transmission of the movement of the vehicle or the roller of the machine on the drive wheel.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Antriebsrad hierbei abriebfest ausgebildet ist. Diese Maßnahme verringert den Verschleiß des Antriebsrads und erhöht somit die Le bensdauer der Vorrichtung.According to a preferred development, the drive wheel is designed to be wear-resistant is. This measure reduces the wear of the drive wheel and thus increases the Le Device life.

Entsprechend einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Turbineneinrich tung auch so ausgebildet sein, daß sie durch ein anströmendes Fluid antreibbar ist. Diese vorteilhafte Weiterbildung läßt sich insbesondere bei Fahrzeugen einsetzen, die einer Ge genströmung eines Fluids ausgesetzt sind, wie beispielsweise ein sich in Luft bewegendes Fahrzeug oder ein sich im Wasser bewegendes Fahrzeug. Im ersten Fall ist die erste Tur bineneinrichtung so ausgebildet, daß Luft als anströmendes Fluid einsetzbar ist. Ein derar tiger Einsatz ist beispielsweise bei Landfahrzeugen und Luftfahrzeugen möglich. Vorteilhaf terweise läßt sich die Vorrichtung bei Fahrzeugen einsetzen, die sich mit hoher Geschwin digkeit gegenüber der Luft bewegen. Im zweiten Fall ist die erste Turbineneinrichtung so ausgebildet ist, daß Wasser als anströmendes Fluid einsetzbar ist.According to an alternative advantageous development, the first turbine device can tion can also be designed so that it can be driven by an inflowing fluid. This advantageous development can be used especially in vehicles that have a Ge are exposed to the counterflow of a fluid, such as a fluid moving in air Vehicle or a vehicle moving in the water. In the first case, the first door Bineneinrichtung designed so that air can be used as the incoming fluid. A derar For example, use in land vehicles and aircraft is possible. Advantageous The device can be used in vehicles that can run at high speeds move towards the air. In the second case, the first turbine device is like this is formed that water can be used as the incoming fluid.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung aller zuvor beschriebener Vorrichtungen kann die zweite Turbineneinrichtung mit einer Schwungradeinrichtung verbunden sein. Hierdurch kann eine konstantere Betätigung der Generatorvorrichtung erzielt werden, die zu einer konstanteren Energieabgabe pro Zeiteinheit, ober anders ausgedrückt zu geringeren Va riationen der Energieabgabe, führt.According to a preferred development of all the devices described above, the second turbine device can be connected to a flywheel device. Hereby a more constant actuation of the generator device can be achieved, which leads to a more constant energy output per unit of time, or in other words to lower Va rations of energy delivery, leads.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Weiterbildung der zuvor beschriebenen Vorrich tungen können die erste Turbineneinrichtung, die zweite Turbineneinrichtung und der Kanal in einem Gehäuse angeordnet sein, und das Gehäuse kann eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für das Fluid aufweisen. Auf diese Weise kann eine einfache Ausbildung der gesamten Vorrichtung realisiert werden, die zum einen nur einen geringen Wartungs aufwand erfordert und sich zum anderen durch geringe Herstellungskosten auszeichnet.According to another preferred development of the device described above the first turbine device, the second turbine device and the duct be arranged in a housing, and the housing can have an inlet opening and a Have outlet opening for the fluid. In this way, simple training the entire device can be realized, on the one hand, only a low maintenance requires effort and is also characterized by low manufacturing costs.

In den zuvor beschriebenen Weiterbildungen, in denen ein Antriebsrad verwendet wird, kann das Gehäuse drehbar an einer Halteeinrichtung gelagert sein und außerdem eine Vorspanneinrichtung vorgesehen sein, durch die das Gehäuse gegenüber der Halteeinrich tung vorspannbar ist. Durch diese Maßnahme kann immer ein gleichmäßiger Anpressdruck des Antriebsrads an die Fläche, auf der es abrollt, gewährleistet werden. Hierdurch können insbesondere Unregelmäßigkeiten in dieser Fläche, die beispielsweise in Form einer Straße vorliegen kann, ausgeglichen werden.In the developments described above, in which a drive wheel is used, the housing can be rotatably mounted on a holding device and also a Preload device can be provided through which the housing relative to the holding device tion can be preloaded. This measure can always ensure an even contact pressure of the drive wheel to the surface on which it rolls. This can in particular irregularities in this area, for example in the form of a street can be compensated.

Vorteilhafterweise kann hierbei die Vorspanneinrichtung durch eine Andruckfeder ausgebil det sein. Diese Realisierung zeichnet sich durch geringe Kosten aus.Advantageously, the biasing device can be formed by a pressure spring det be. This implementation is characterized by low costs.

Die zuvor beschriebenen Vorrichtungen können dahingehend vorteilhaft weitergebildet werden, daß das Gehäuse mit Kühlrippen versehen ist. Hierdurch kann die in der Vorrich tung entstehende Wärme auf einfache Weise abgeleitet werden.The devices described above can advantageously be further developed in this regard be that the housing is provided with cooling fins. This allows the in the Vorrich heat generated can be dissipated in a simple manner.

Die oben genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit einer der zuvor beschriebene Vorrichtungen und mit einer Genera torvorrichtung, die mit der zweiten Turbineneinrichtung drehfest verbunden ist. In dieser Vorrichtung können alle Vorteile, die im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Vor richtungen zum Antreiben einer Generatorvorrichtung diskutiert worden sind, erzielt werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb auf die entsprechenden Diskussionen dieser Vorteile verwiesen.The above object is also achieved by a device for generating electrical energy with one of the devices described above and with a genera Gate device which is rotatably connected to the second turbine device. In this Device can have all the advantages associated with the above described directions for driving a generator device have been discussed can be achieved. To avoid repetition, therefore, the appropriate discussions referred to these advantages.

Diese Vorrichtung kann dahingehend vorteilhaft weitergebildet werden, daß die Generator vorrichtung in dem Gehäuse vorgesehen wird. Hierdurch wird eine besonders robuste Ein heit auf kostengünstige Weise realisiert.This device can advantageously be further developed such that the generator device is provided in the housing. This makes a particularly robust one realized in a cost-effective manner.

Im folgenden werden besondere Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:Special embodiments of the invention are described below with reference to FIG the attached drawing explains. The drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Generatorvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß einer ersten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a side view of a first embodiment of a generator device with a device for driving the same according to a first embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Ge neratorvorrichtung mit der Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß der er sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 is a partial sectional view of the first embodiment of the generator device shown in FIG. 1 with the device for driving the same according to the first embodiment of the present invention; FIG.

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Generatorvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 3 is a side view of a second embodiment of a generator device with a device for driving the same according to a second embodiment of the present invention; and

Fig. 4 eine Teilschnittansicht der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform der Generatorvorrichtung mit der Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. FIG. 4 is a partial sectional view of the second embodiment of the generator device shown in FIG. 3 with the device for driving the same according to the second embodiment of the present invention.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform 10 einer Generatorvorrich tung mit einer Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß einer ersten Ausführungsform 100 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 2 zeigt diese erste Ausführungsform 10 mit der Vorrichtung zum Antreiben gemäß der ersten Ausführungsform 100 in einer Teil schnittansicht.In Fig. 1 is a side view of a first embodiment 10 is a Generatorvorrich processing same according to a first embodiment illustrated 100 of the present invention with a device for driving. Fig. 2 shows this first embodiment 10 with the device for driving according to the first embodiment 100 in a partial sectional view.

Die Vorrichtung zum Antreiben der Generatorvorrichtung 100 umfaßt eine erste Turbinen einrichtung 110, die in vorliegender Ausführungsform in einem Gehäuse 160 drehbar gela gert ist. Mit der Drehachse fest verbunden ist ein Antriebsrad 140, durch welches die erste Turbineneinrichtung 110 antreibbar ist. Vorliegend ist dieses Antriebsrad 140 in Form eines Reibrads 141 vorgesehen, und vorzugsweise im Bereich der Reibfläche 141 abriebfest ausgebildet. In dem Gehäuse 160 ist weiterhin eine zweite Turbineneinrichtung 120 drehbar gelagert vorgesehen. Die Drehachse dieser zweiten Turbineneinrichtung 120 ist einerseits mit einer Generatorvorrichtung G, die ebenfalls innerhalb des Gehäuses 160 vorgesehen ist, verbunden. An der anderen Seite schließt sich in axialer Richtung ein Schwungrad 150, das außerhalb des Gehäuses 160 vorgesehen ist, an.The device for driving the generator device 100 comprises a first turbine device 110 , which in the present embodiment is rotatably mounted in a housing 160 . A drive wheel 140 , through which the first turbine device 110 can be driven, is fixedly connected to the axis of rotation. In the present case, this drive wheel 140 is provided in the form of a friction wheel 141 , and is preferably designed to be wear-resistant in the area of the friction surface 141 . In the housing 160 , a second turbine device 120 is also provided such that it can rotate. The axis of rotation of this second turbine device 120 is connected on the one hand to a generator device G, which is also provided within the housing 160 . On the other side, a flywheel 150 , which is provided outside the housing 160 , connects in the axial direction.

In dem Gehäuse 160 ist zwischen der ersten Turbineneinrichtung 110 und der zweiten Turbineneinrichtung 120 ein Kanal 130 ausgebildet, dessen Querschnitt sich von der ersten Turbineneinrichtung 110 zur zweiten Turbineneinrichtung 120 verkleinert.A channel 130 is formed in the housing 160 between the first turbine device 110 and the second turbine device 120 , the cross section of which decreases from the first turbine device 110 to the second turbine device 120 .

Im Gehäuse 160 ist weiterhin eine Eintrittsöffnung 161 vorgesehen, durch die ein Arbeits fluid, im vorliegenden Fall vorzugsweise Umgebungsluft, eintreten kann. Außerdem umfaßt das Gehäuse 160 eine Austrittsöffnung 162, durch welche dieses Fluid wieder aus dem Gehäuse 160 austreten kann. Die Eintrittsöffnung 161 ist hierbei in der Umgebung der er sten Turbineneinrichtung 110 vorgesehen, die Austrittsöffnung 162 in der Umgebung der zweiten Turbineneinrichtung 120.In the housing 160 there is also an inlet opening 161 through which a working fluid, in the present case preferably ambient air, can enter. In addition, the housing 160 includes an outlet opening 162 through which this fluid can exit the housing 160 again. The inlet opening 161 is provided in the vicinity of the first turbine device 110 , the outlet opening 162 in the vicinity of the second turbine device 120 .

Das Gehäuse 160 ist drehbar an einer Halteeinrichtung 180 gelagert. Diese Halteeinrich tung 180 ist ihrerseits an einem Träger 190 gehaltert. Der Träger 190 stellt, beispielsweise wenn die Vorrichtung 10 in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt, einen Teil des Fahrzeugs dar.The housing 160 is rotatably mounted on a holding device 180 . This Halteinrich device 180 is in turn supported on a carrier 190 . The carrier 190 represents part of the vehicle, for example when the device 10 is used in a vehicle.

Das Gehäuse 170 ist gegenüber der Halteeinrichtung 180 durch eine Vorspanneinrichtung, die vorliegend durch eine Andruckfeder 170 ausgebildet ist, vorgespannt.The housing 170 is biased relative to the holding device 180 by a biasing device, which in the present case is formed by a pressure spring 170 .

Im folgenden wird die Funktionsweise der Vorrichtung 10 beim Einsatz in einem Fahrzeug beschrieben.The mode of operation of the device 10 when used in a vehicle is described below.

Die Vorrichtung 10 wird an dem Fahrzeug 190 so angebracht, daß das Antriebsrad 140 durch die Federeinrichtung 170 an eine Fläche derart angedrückt wird, daß sich das An triebsrad 140 bei Bewegung des Fahrzeugs auf dieser Fläche abrollt und sich somit dreht. Diese Fläche kann hierbei eine sich aufgrund der Fahrzeugbewegung drehende Fläche, beispielsweise eine Felgeninnenseite eines Rads des Fahrzeugs, sein. Es ist allerdings auch möglich, daß die Fläche durch das Referenzsystem, in dem sich das Fahrzeug be wegt, gebildet wird. Beispielsweise könnte bei einem Kraftfahrzeug das Antriebsrad 140 gegen die Straße, oder bei einem Schienenfahrzeug gegen die Schienen gepreßt werden.The device 10 is mounted on the vehicle 190 so that the drive wheel 140 is pressed by the spring means 170 at an area such that the at drive wheel 140 during movement of the vehicle on this surface rolls and thus rotates. In this case, this surface can be a surface that rotates due to the vehicle movement, for example an inner rim of a wheel of the vehicle. However, it is also possible that the area is formed by the reference system in which the vehicle is moving. For example, the drive wheel 140 could be pressed against the road in a motor vehicle, or against the rails in a rail vehicle.

Wenn sich das Fahrzeug in Bewegung setzt, wird bei oben beschriebener Anordnung das Antriebsrad 140 durch Abrollen auf der Fläche gedreht. Hierdurch wird durch die Eintritts öffnung 161 ein Fluid, im vorliegenden Fall Umgebungsluft, in den Kanal 130 gefördert. Durch die sich verkleinernde Querschnittsfläche des Kanals 130 in Richtung zur zweiten Turbineneinrichtung 120 erhöht sich die Geschwindigkeit des Fluids. Dieses Fluid treibt die zweite Turbineneinrichtung 120 an, die fest mit einer Generatorvorrichtung G verbunden ist. An der Generatorvorrichtung G kann schließlich elektrische Energie zur weiteren Verwen dung abgegriffen werden.With the arrangement described above, when the vehicle starts to move, the drive wheel 140 is rotated by rolling on the surface. As a result, a fluid, in the present case ambient air, is conveyed into the channel 130 through the inlet opening 161 . The velocity of the fluid increases due to the decreasing cross-sectional area of the channel 130 in the direction of the second turbine device 120 . This fluid drives the second turbine device 120 , which is firmly connected to a generator device G. At the generator device G electrical energy can finally be tapped for further use.

Diese elektrische Energie kann auf vielfältige Weise eingesetzt werden, beispielsweise kann sie in einem Elektroauto direkt in die Batterie eingespeist werden. Sie kann beispiels weise in einem Auto dazu verwendet werden, die Batterie aufzuladen, oder kann direkt zum Laden von Zweitbatterien eingesetzt werden. Darüber hinaus kann diese Energie in Akku mulatoren gespeichert werden und danach beispielsweise in ein Stromnetz eingespeist werden. Wenn das Fahrzeug an ein Stromnetz angeschlossen ist, wie beispielsweise im Fall von Schienenfahrzeugen, kann die gewonnene Energie zum Antrieb des Fahrzeugs benützt werden und so zur Entlastung des Stromnetzes führen.This electrical energy can be used in a variety of ways, for example it can be fed directly into the battery in an electric car. For example used in a car to charge the battery, or can be used directly to Charging second batteries can be used. In addition, this energy can be stored in battery mulators are stored and then fed into a power grid, for example become. If the vehicle is connected to a power supply, such as in the In the case of rail vehicles, the energy gained can be used to drive the vehicle be used and thus lead to relief of the power grid.

Wie aus der Funktionsbeschreibung unmittelbar ersichtlich, können die Größe der ersten Turbineneinrichtung, die Größe der zweiten Turbineneinrichtung und die Dimensionen des Kanals so eingestellt werden, daß, bei gegebener Geschwindigkeit, eine bestimmte Ener giemenge erzeugt wird.As can be seen directly from the functional description, the size of the first Turbine device, the size of the second turbine device and the dimensions of the Channel are set so that, at a given speed, a certain energy is generated.

Die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Ausführungsform 10 der Vor richtung zur Erzeugung elektrischer Energie dient lediglich als beispielhafte Beschreibung der Erfindung und kann auf vielfältigste Weise abgewandelt werden.The embodiment 10 of the device for generating electrical energy described with reference to FIGS. 1 and 2 serves only as an exemplary description of the invention and can be modified in many different ways.

Entsprechend einer nicht dargestellten Ausführung kann das Gehäuse mit Kühlrippen zur besseren Ableitung der in der Vorrichtung entstehenden Wärme ausgebildet sein. According to an embodiment not shown, the housing can be provided with cooling fins better dissipation of the heat generated in the device.

Beispielsweise kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, daß sie über eine Verbin dungseinrichtung an einer bereits vorhandenen Generatorvorrichtung anschließbar ist. In diesem Fall kann die Generatorvorrichtung G auch außerhalb des Gehäuses liegen.For example, the device can be designed such that it has a connection can be connected to an existing generator device. In In this case, the generator device G can also lie outside the housing.

Der Kanal in der beschriebenen Ausführungsform hat zwar einen sich verjüngenden Ab schnitt, wodurch eine höhere Drehzahl der zweiten Turbineneinrichtung erzielt wird, kann allerdings auch mit gleichem Querschnitt oder sich zur zweiten Turbinenvorrichtung hin vergrößerndem Querschnitt ausgebildet sein, wenn diese höhere Drehzahl nicht gewünscht wird.The channel in the described embodiment has a tapered Ab cut, whereby a higher speed of the second turbine device can be achieved however also with the same cross section or towards the second turbine device be enlarged cross-section if this higher speed is not desired becomes.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schwungrad 150 führt zu einer zeitlich konstanten Energieabgabe. Falls eine derartige zeitlich konstante Energieabgabe von geringerer Be deutung ist, kann von einem derartigen Schwungrad abgesehen werden. Weiterhin kann das Schwungrad auch innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein.The flywheel 150 shown in FIGS. 1 and 2 leads to a time-constant energy output. If such a time-constant energy output is of lesser importance, such a flywheel can be disregarded. Furthermore, the flywheel can also be provided within the housing.

Das Antriebsrad 140 ist vorliegend als Reibrad dargestellt. Es ist allerdings auch möglich, in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet, dieses Antriebsrad verschiedenartig auszubilden. Wenn beispielsweise die Rotation einer Walze in einer Maschine zur Energieerzeugung ausge nützt werden soll, kann es zweckmäßig sein, dieses Antriebsrad in Form eines Zahnrads auszubilden, das in ein entsprechend an der Antriebswalze der Maschine vorgesehenes Zahnrad eingreift. Darüber hinaus sind eine Vielzahl mechanischer Kopplungsmöglichkei ten des Antriebsrads mit einem beweglichen Teil eines Fahrzeugs oder einer Maschine möglich. Diese bestimmen sich hauptsächlich nach dem Einsatzgebiet der Energieerzeu gungsvorrichtung.The drive wheel 140 is shown here as a friction wheel. However, it is also possible, depending on the area of application, to design this drive wheel in different ways. If, for example, the rotation of a roller in a machine for generating energy is to be used, it may be expedient to design this drive wheel in the form of a gearwheel which engages in a gearwheel provided on the drive roller of the machine. In addition, a variety of mechanical coupling possibilities of the drive wheel with a movable part of a vehicle or a machine are possible. These are mainly determined by the area of application of the energy generating device.

Die Vorspanneinrichtung 170 ist in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs form in Form einer Andruckfeder ausgebildet. Dies führt insbesondere dazu, daß etwaige Unebenheiten der Fläche, auf welcher das Antriebsrad abrollt, ausgeglichen werden kön nen. Falls derartige Unregelmäßigkeiten, wiederum in Abhängigkeit von dem Einsatzgebiet, nicht vorliegen, kann von einer derartigen Andruckfeder abgesehen werden; in diesem Fall läßt sich das Gehäuse an der Halteeinrichtung so festlegen, daß das Antriebsrad mit dem erforderlichen Druck an der Abrollfläche anliegt.The biasing device 170 is formed in the form of a pressure spring in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. This leads in particular to the fact that any unevenness in the surface on which the drive wheel rolls can be compensated for. If such irregularities, again depending on the area of application, do not exist, such a pressure spring can be dispensed with; in this case, the housing can be fixed on the holding device so that the drive wheel rests on the rolling surface with the required pressure.

Die Form der Schaufeln der ersten Turbineneinrichtung und der zweiten Turbineneinrich tung sind, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, lediglich beispielhaft zu verstehen. Diese Turbinenschaufeln können im Rahmen des allgemeinen Fachwissens zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Vorrichtung optimiert werden. Gleiches gilt für die Lagerung der ersten Turbineneinrichtung und der zweiten Turbineneinrichtung in dem Gehäuse.The shape of the blades of the first turbine device and the second Turbineneinrich device, as shown in FIGS. 1 and 2, are to be understood only as examples. These turbine blades can be optimized within the scope of general specialist knowledge to increase the efficiency of the device. The same applies to the storage of the first turbine device and the second turbine device in the housing.

In Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Generatorvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Antreiben derselben gemäß einer zweiten Ausführungsform 200 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht der in Fig. 3 gezeigten Anordnung 10 bzw. 100. FIG. 3 shows a side view of a second embodiment of a generator device with a device for driving the same according to a second embodiment 200 of the present invention. FIG. 4 shows a partial sectional view of the arrangement 10 or 100 shown in FIG. 3.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß die erste Turbi neneinrichtung 210 nicht durch ein Antriebsrad, sondern durch ein anströmendes Fluid, das in Fig. 3 durch das Bezugszeichen F gekennzeichnet ist, angetrieben wird.The embodiment shown in FIGS . 3 and 4 differs from the embodiment shown in FIGS . 1 and 2 essentially in that the first Turbi neneinrichtung 210 not by a drive wheel, but by an inflowing fluid, which in Fig. 3 by Reference symbol F is marked, is driven.

Im folgenden werden deshalb nur die Komponenten, die sich aufgrund dieser verschiede nen Antriebsweise von den entsprechenden Komponenten der in den Fig. 1 und 2 ge zeigten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholun gen bezüglich der verbleibenden Komponenten wird auf die entsprechende Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen. In diesem Zusammenhang bleibt anzumerken, daß sich einander entsprechende Komponenten der beiden Ausführungsformen lediglich in ihrer ersten Ziffer voneinander unterscheiden.In the following, therefore, only the components that differ due to this various types of drive from the corresponding components of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are described. To avoid repetitions regarding the remaining components, reference is made to the corresponding description of FIGS. 1 and 2. In this context, it should be noted that corresponding components of the two embodiments differ from one another only in their first digit.

Wie bereits kurz angedeutet, wird in der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform die erste Turbineneinrichtung 210 durch ein anströmendes Fluid angetrieben. Das anströ mende Fluid kann je nach Einsatzgebiet gegenströmende Luft oder gegenströmendes Wasser sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung in einem Fahrzeug oder einem Luftfahr zeug eingesetzt werden. In diesem Fall wird als Arbeitsfluid Umgebungsluft verwendet. Es ist allerdings auch möglich, die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform in Was serfahrzeugen einzusetzen; in diesem Fall kann gegenströmendes Wasser als Arbeitsfluid verwendet werden.As already briefly indicated, in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 the first turbine device 210 is driven by an inflowing fluid. The inflowing fluid can be counter-flowing air or counter-flowing water, depending on the area of application. For example, the device can be used in a vehicle or an aircraft. In this case, ambient air is used as the working fluid. However, it is also possible to use the embodiment shown in FIGS . 3 and 4 in water vehicles; in this case, countercurrent water can be used as the working fluid.

Die Vorrichtung 20 wird hierbei zweckmäßigerweise so an dem Fahrzeug befestigt, daß der Wirkungsgrad, mit dem die erste Turbineneinrichtung 210 durch das Fluid bewegt wird, maximal ist, d. h. zweckmäßigerweise strömt das Fluid im wesentlichen senkrecht auf die Öffnung 261 des in Fig. 3 gezeigten Gehäuses 260 ein.The device 20 is in this case expediently attached to the vehicle in such a way that the efficiency with which the first turbine device 210 is moved through the fluid is at a maximum, that is to say expediently the fluid flows essentially perpendicularly to the opening 261 of the housing shown in FIG. 3 260 a.

Im Fall der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist es nicht erforderlich, das Gehäuse gegenüber der Halteeinrichtung 280 vorzuspannen. Vielmehr kann das Gehäuse 260 gegenüber der Halteeinrichtung 280 festgelegt sein.In the case of the embodiment shown in Figs. 3 and 4, it is not necessary to bias the housing relative to the support device 280. Rather, the housing 260 can be fixed in relation to the holding device 280 .

In Abhängigkeit von dem eingesetzten Fluid können, wie in der in Fig. 1 gezeigten Ausfüh rungsform, die Abmessungen der ersten Turbineneinrichtung 210, der zweiten Turbinen einrichtung 220 und des Kanals 230 entsprechend angepaßt werden.Depending on the fluid used, as in the embodiment shown in FIG. 1, the dimensions of the first turbine device 210 , the second turbine device 220 and the duct 230 can be adapted accordingly.

Auch die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform kann auf verschiedenste Weise der entsprechenden Situation angepaßt werden.The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 can also be adapted to the corresponding situation in various ways.

Beispielsweise ist es nicht erforderlich, die im Detail in den Fig. 3 und 4 gezeigte Halte einrichtung zu verwenden.For example, it is not necessary to use the holding device shown in detail in FIGS. 3 and 4.

Wenn die Vorrichtung nicht direkt dem Gegenstrom ausgesetzt werden kann, ist es mög lich, diesen durch Umlenkbleche oder ähnliches der ersten Turbineneinrichtung zuzuführen.If the device cannot be directly countercurrently, it is possible Lich to feed this through baffles or the like of the first turbine device.

Selbstverständlich lassen sich auch die anderen Weiterbildungen und Abwandlungen, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 1 und 2 erläutert worden sind, ein setzen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird vorliegend deshalb lediglich auf diese Beschreibung verwiesen.Of course, the other developments and modifications that have been explained in connection with the description of FIGS. 1 and 2 can also be used. To avoid repetition, reference is therefore only made to this description in the present case.

Claims

A device ( 100 ; 200 ) for driving a generator device (G), comprising:
a first turbine device ( 110 ; 210 ) which is drivable,
a second turbine device ( 120 ; 220 ) which can be connected to drive the generator device,
a duct ( 130 ; 230 ) provided between the first and second turbine devices, wherein
the first turbine device promotes a fluid to the second Turbinenein direction when driving the same.

2. Device according to claim 1, in which the cross section of the channel ( 130 ; 230 ) decreases towards the second turbine device.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, in which the first turbine device is connected to a drive wheel ( 140 ) and can be driven thereby.

4. The device according to claim 3, in which the drive wheel is provided in the form of a friction wheel ( 141 ).

5. Apparatus according to claim 3 or 4, in which the drive wheel is abrasion-resistant det.

6. The device according to claim 1 or 2, in which the first and the second Turbinenein direction ( 210 , 220 ) are formed so that they can be driven by an inflowing fluid (F).

7. The apparatus of claim 6, in which the first and second turbine means are designed so that air can be used as the inflowing fluid.

8. The apparatus of claim 6, in which the first and second turbine means are designed so that water can be used as the inflowing fluid.

9. Device according to one of the preceding claims, in which the second turbine device is connected to a flywheel device ( 150 ; 250 ).

10. The device according to one of the preceding claims, in which the first turbine device, the second turbine device and the duct are arranged in a housing ( 160 ; 260 ), and the housing has an inlet opening ( 161 ; 261 ) and an outlet opening ( 162 ; 262 ) for the fluid.

11. The device according to claim 10 in connection with one of claims 3 to 5, in which the housing ( 160 ) is rotatably mounted (in 175 ) on a holding device ( 180 ) and a pretensioning device is provided, through which the housing relative to the holding device can be preloaded.

12. The apparatus of claim 11, in which the biasing means is formed by a compression spring ( 170 ).

13. Device according to one of claims 10 to 12, in which the housing with cooling ribs is provided.

14. A device for generating electrical energy ( 10 ; 20 ), comprising: a device according to one of the preceding claims ( 100 ; 200 ), and a generator device (G) which is connected to the second turbine device ( 120 ; 220 ) in a rotationally fixed manner.

15. The apparatus of claim 14 in connection with one of claims 10 to 13, in which the generator device (G) is provided in the housing ( 160 ; 260 ).