DE4022767A1 - Vorrichtung zur erzeugung von elektrischem strom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom, bestehend aus einem Magneten und einer Induktionsspule sowie einer mit Flüssigkeit angetrie­ benen Vorrichtung zur Bewegung des Magneten relativ zur Induktionsspule.

Derartige Vorrichtungen sind in den verschiedensten Bauformen als Wasserkraftwerke in den verschiedensten Größenordnungen bekannt geworden. Die von einer Flüssigkeit angetriebene Vorrichtung zur Bewegung des Magneten relativ zur Induktionsspule besteht dabei aus Wasserrädern oder Turbinen, während die Magneten und Induktionsspulen Teile von rotierenden Maschinen sind, bei denen ein Teil der Induktionsspulen und/oder Magnete fest im Ständer eingebaut sind, während der andere Teil im Rotor eingebaut ist. Allen diesen Maschinen ist es eigen, daß die Flüssigkeits­ bewegung in eine rotierende Bewegung mechanisch gewandelt wird, und die mechanische rotierende Bewegung dann in elektrische Energie gewandelt wird.

Vorrichtungen, bei denen die Bewegung der Flüssigkeit in eine Linearbewegung gewandelt und dann die mechanische Energie dieser Linearbewegung in elektrische Energie gewandelt wird, sind nicht bekannt. Dabei können derartige Vorrichtungen z. B. auf dem Gebiet der Meßgeräte Problemlö­ sungen erbringen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom zu schaffen, mit der die Bewegung einer Flüssigkeit in eine mechanische lineare Bewegung eines festen Körpers gewandelt wird und die Energie dieser mechanischen geradlinigen Bewegung in elektrische Energie gewandelt wird.

Die Erfindung besteht darin, daß die Bewegungsvorrichtung ein Auftriebskörper ist, der in einem Gefäß angeordnet ist, daß der Auftriebskörper den Magneten oder die Spule trägt, während das Gefäß an seinen vertikalen Wandungen eine Spule oder einen Magneten trägt, und daß am unteren Ende des Gefäßes ein durch ein Ventil verschließbarer Zu­ und Ablauf für die Flüssigkeit vorgesehen ist.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich die Bewegung einer Flüssigkeit in eine lineare Bewegung des Auftriebskörpers wandeln und diese lineare Bewegung des Auftriebskörpers dadurch, daß er einen Magneten trägt, in elektrische Energie wandeln, weil das Gefäß an oder in seinen Vertikal­ wandungen die Spule aufweist, in die durch die Bewegung des bzw. der Magneten Strom induziert wird. Dieser Strom wird jeweils in zwei Arbeitstakten erzielt, einmal beim Zulauf der Flüssigkeit in das Gefäß, das andere Mal beim Ablauf der Flüssigkeit aus dem Gefäß, wobei im ersten Takt der Auftriebskörper angehoben und im zweiten Takt der Auftriebskörper abgesenkt wird. Zur Erzeugung dieser Zulauf- und Ablaufbewegung der Flüssigkeit dient ein am unteren Ende des Gefäßes angeordneter, durch ein Ventil verschließbarer Zu- und Ablauf für die Flüssigkeit. Als Ventil dient hierbei zweckmäßigerweise ein Dreiwegeventil, mit dem sich die Flüssigkeit in das Gefäß einführen und nach Drehung auch wieder herausführen läßt.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Ventil einen Zulaufweg, einen Ablaufweg und einen in das zu beschickende oder zu entleerende Gefäß führenden Weg aufweist.

Zweckmäßig kann es sein, mehrere Gefäße mit Auftriebskörpern übereinander anzuordnen, wobei diese nicht unbedingt in einer Reihe angeordnet werden müssen, sondern auch seitlich versetzt zueinander angeordnet sein können. Der Ablaufweg des in dieser Anordnung benutzten Dreiwegeventils führt dann zum nächsten Gefäß.

Zweckmäßig kann es sein, oberhalb und unterhalb des Gefäßes bzw. der Gefäße je ein Flüssigkeitsreservoir anzuordnen, wobei diese Flüssigkeitsreservoire auch durch einen mit einer Pumpe versehenen Flüssigkeitsweg miteinan­ der verbunden sein können.

Bei der Verwendung von Ventilen ist es zweckmäßig, eine Steuervorrichtung für die Ventilbetätigung und einen an diese Steuervorrichtung angeschlossenen Höhengeber der Auftriebskörperhöhe vorzusehen. Erreicht der Auftriebskör­ per eine bestimmte vorgegebene Höhe, betätigt er einen Geber, der sein Signal an die Steuervorrichtung abgibt, die die Ventilbetätigung auslöst. Dieses kann mechanisch, hydraulisch und/oder elektrisch erfolgen. Auf diese Weise bewegt sich der Auftriebskörper zwischen einem unteren und einem oberen Umkehrpunkt seiner Bewegung.

Baulich ist es zweckmäßig, wenn der Auftriebskörper an seiner vertikalen Umfangsfläche den oder die Magnete oder die Spule trägt. Auf diese Weise werden die für die Stromerzeugung relevanten bewegten Teile sehr dicht an die korrespondierenden feststehenden Teile der Stromerzeu­ gungsvorrichtung herangerückt, die zweckmäßigerweise in die Wandung des Gefäßes eingebaut oder an der Wandung des Gefäßes befestigt sind.

Werden aggressive oder leicht verdampfende Flüssigkeiten benutzt, ist es zweckmäßig, ein geschlossenes Gefäß zu verwenden, wobei es vorteilhaft sein kann, an dieses geschlossene Gefäß ein Speichergefäß für den Gasinhalt des Gefäßes oberhalb des Flüssigkeitsspiegels bzw. des Auftriebskörpers anzuordnen.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie­ les näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Strom. In dieser Vorrichtung sind vertikal übereinander zwei Gefäße angeordnet.

Jedes Gefäß 1 ist von einer Spule ummantelt, welche auf die vertikale Außenfläche des Gefäßes aufgewickelt ist. Im Inneren des Gefäßes 1 befindet sich ein Auftriebskörper 3, der z. B. als Hohlraum ausgebildet sein kann oder durch einen Schaumstoffblock gebildet sein kann. Dieser Auftriebs­ körper 3 trägt an seiner bzw. in seiner vertikalen Umfangs­ fläche Magnete 4, deren Magnetfeld die Spule 2 durchsetzt. Am unteren Ende jedes Gefäßes befindet sich ein Zu- und Ablaufrohr 5, welches an einen Stutzen des Dreiwegeventils 6 angeschlossen ist. Der Zulaufstutzen zum oberen Dreiwege­ ventil 6 ist an ein Rohr angeschlossen, welches vom oberen Flüssigkeitsreservoir 7 kommt. Der Abflußstutzen des Dreiwegeventils 6 ist mit einem Rohr verbunden, welches zum nächst darunter liegenden Dreiwegeventil 6 bzw. zum unteren Flüssigkeitsreservoir 8 führt. Die beiden Flüssigkeitsreservoire 7 und 8 sind durch eine weitere Rohrleitung 9 verbunden, in welchem eine Pumpe 10 angeordnet ist.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Flüssigkeit aus dem oberen Flüssigkeitsreservoir fließt durch die Rohrleitung 11 und das Dreiwegeventil 6 in das Gefäß 1 und hebt dabei den Auftriebskörper 3 an. Da dieser sich mit seinen Magneten relativ zu der fest auf das Gefäß 1 gewickelten Spule 2 bewegt, wird in der Spule 2 ein Strom induziert. Diese Bewegung verläuft so lange, bis der Auftriebskörper 3 an den Geber 12 anstößt, der an die Steuervorrichtung 13 angeschlossen ist, die bei einem Impuls aus dem Geber 12 das Dreiwegeventil in seine andere Stellung umschaltet. Nach diesem Umschaltvorgang läuft die im Gefäß 1 befindliche Flüssigkeit durch die Rohrleitung 14 zu dem nächst darunter gelegenen Dreiwegeven­ til 6, welches die Flüssigkeit in das nächst darunter gelegene Gefäß 1a laufen läßt. Während somit im oberen Gefäß 6 der Flüssigkeitsspiegel und damit der Auftriebskör­ per 3 sinkt, steigt im nächst darunter liegenden Gefäß 1a der Flüssigkeitsspiegel, und der Auftriebskörper 3a wird in diesem Gefäß angehoben. Auf diese Weise entsteht im oberen Gefäß 1 durch das Absinken des Auftriebskörpers 3 mit den Magneten 4 eine Strominduktion in der Spule 2, während im unteren Gefäß 1a durch die aufsteigende Bewegung des Auftriebskörpers 3 mit seinen Magneten 4 in der Spule 2a ebenfalls ein Strom induziert wird. Eine erneute Umschaltung des Dreiwegeventiles 6 erfolgt dann, wenn der Auftriebskörper 3 einen weiteren Geber 15 betätigt, der an die Steuervorrichtung 13 angeschlossen ist und durch Abgabe eines Impulses eine erneute Bewegung des Ventilkör­ pers im Dreiwegeventil 6 bewirkt. Zweckmäßig ist es, wenn sämtliche Dreiwegeventile 6 in dieser Vorrichtung gleichzei­ tig bewegt werden. Im Gefäß 1a brauchen keine Geber ange­ ordnet zu sein, wenn dieses Gefäß gleiche Größenabmessungen wie das Gefäß 1 aufweist oder größer ist.

Die Spulen 2, 2a werden zweckmäßigerweise parallel geschal­ tet, wobei das untere Ende der oberen Spule mit dem oberen Ende der unteren Spule verbunden ist.

Liste der Bezugszeichen

 1 Gefäß
 2 Spule
 3 Auftriebskörper
 4 Magnet
 5 Zu- und Ablaufrohr
 6 Dreiwegeventil
 7 oberes Flüssigkeitsreservoir
 8 unteres Flüssigkeitsreservoir
 9 Rohr
10 Pumpe
11 Rohrleitung
12 Geber
13 Steuervorrichtung
14 Rohrleitung
15 Geber
16 Speichergefäß

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom, bestehend aus einem Magneten und einer Induktionsspule sowie einer mit Flüssigkeit angetriebenen Vorrichtung zur Bewegung des Magneten relativ zur Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsvorrichtung ein Auftriebskörper (3) ist, der in einem Gefäß (1) angeordnet ist,
daß der Auftriebskörper (3) den Magneten (4) oder eine Spule trägt, während das Gefäß (1) an oder in seinen vertikalen Wandun­ gen die Spule (2) oder Magnete trägt,
und daß am unteren Ende des Gefäßes (1) ein durch ein Ventil (6) verschließbarer Zu- und Ablauf für die Flüssig­ keit vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Gefäße (1) mit Auftriebskörpern (3) übereinan­ der angeordnet sind,
und daß das Ventil (6) ein Dreiwegeventil ist, welches einen Zulaufweg (11), einen zum nächsten Gefäß (1a) führenden Ablaufweg (14) und einen in das zu beschickende und zu entleerende Gefäß führenden Weg aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb des Gefäßes (1) bzw. der Gefäße je ein Flüssigkeitsreservoir (7, 8) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (13) für die Betätigung der Ventile (6, 6a) und an die Steuervorrichtung (13) angeschlossene Höhengeber (12, 14) für die Höhe des Auftriebskörpers (3).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftriebskörper (3) an seiner vertikalen Umfangs­ fläche den oder die Magnete (4) oder die Spule trägt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (2) oder die Magnete in die Wandung des Gefäßes (1) eingebaut oder an der Wandung (1) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsreservoire (7, 8) durch einen mit einer Pumpe (10) versehenen Flüssigkeitsweg miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) geschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an das geschlossene Gefäß (1) ein Speichergefäß (16) für die Speicherung von Gas oberhalb des Auftriebskörpers (3) angeordnet ist.