DE4022767A1

DE4022767A1 - Moving-magnet electric generator powered by hydrostatic thrust - which raises floating magnets alternately in upper and lower cylinders around which induction coils are wound

Info

Publication number: DE4022767A1
Application number: DE19904022767
Authority: DE
Inventors: Joerg-Ulrich Herrmann
Original assignee: HERRMANN JOERG ULRICH
Current assignee: HERRMANN JOERG ULRICH
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Liq. is pumped (10) from a lower tank (8) into an upper tank (7) from which the upper cylinder (1) is filled via a three-way valve (6) so that magnets (4) around the floating piston (3) induce current in the surrounding coil (2). Contact with an upper limit switch (12) resets (13) the valve (6) so that the liq. drains into the lower cylinder (1A) until the upper piston (3) contacts a lower limit switch (15), restarting the cycle. The coils (2,2A) around the two cylinders (1,1A) are connected in parallel. ADVANTAGE - Flow is converted into linear motion from which electrical energy is generated.

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.The invention relates to a device for generating electric current consisting of a magnet and an induction coil and one powered by liquid benen device for moving the magnet relative to Induction coil.

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.Such devices are in a wide variety Designs as a variety of hydroelectric power plants Orders of magnitude become known. That of a liquid driven device for moving the magnet relatively to the induction coil consists of water wheels or Turbines while the magnets and induction coils parts of rotating machines where some of the Induction coils and / or magnets permanently installed in the stand are while the other part is installed in the rotor. It is characteristic of all these machines that the liquid movement mechanically converted into a rotating movement and the mechanical rotating movement then in electrical energy is converted.

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.Devices in which the movement of the liquid in transformed a linear movement and then the mechanical Energy this linear motion into electrical energy are not known. Such can Devices e.g. B. in the field of measuring devices Problemlö provide solutions.

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.It is the object of the present invention, a Device for generating electrical current create the movement of a liquid into a mechanical linear movement of a solid body changed will and the energy of this mechanical rectilinear Movement is converted into electrical energy.

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.The invention is that the movement device is a buoyancy body, which is arranged in a vessel is that the float is the magnet or the coil carries while the vessel on its vertical walls carries a coil or a magnet, and that at the bottom At the end of the vessel, a valve can be closed and drain for the liquid is provided.

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.With this device, the movement of a Fluid in a linear movement of the buoyancy body convert and this linear movement of the buoyancy body by carrying a magnet into electrical Convert energy because the vessel is on or in its vertical walls the coil has in the movement the magnet or magnets current is induced. This stream is achieved in two work cycles, one at Inflow of the liquid into the vessel, the other time when Drain the liquid from the vessel, being in the first Stroke the buoyancy body raised and in the second stroke the buoyancy body is lowered. To generate this An inflow and outflow movement of the liquid is used on lower end of the vessel arranged by a valve lockable inlet and outlet for the liquid. As Valve expediently serves a three-way valve, with which the liquid is introduced into the vessel and can also lead out after rotation.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Ventil einen Zulaufweg, einen Ablaufweg und einen in das zu beschickende oder zu entleerende Gefäß führenden Weg aufweist.It is useful if the valve has an inlet path, one drainage path and one into or to be loaded emptying vessel leading way.

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.It can be useful to have several vessels with buoyancy bodies to be arranged one above the other, although these are not necessarily in must be arranged in a row, but also laterally can be arranged offset to each other. The drainage path of the three-way valve used in this arrangement then to the next vessel.

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.It can be useful above and below the One or more liquid reservoirs to arrange, these liquid reservoirs also through a fluid path provided with a pump who can be connected.

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.When using valves, it is advisable to use a Control device for valve actuation and one on this control device connected to the height sensor Provide buoyancy height. Reaches the buoyancy aid by a certain predetermined height, he actuates one Encoder, which sends its signal to the control device, which triggers the valve actuation. This can be mechanical, hydraulically and / or electrically. In this way the buoyancy body moves between a lower one and an upper reversal point of its movement.

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.In terms of construction, it is expedient if the buoyancy body is on its vertical peripheral surface or magnets or carries the coil. In this way, those for Power generation relevant moving parts very close the corresponding fixed parts of the electricity generator gung device approached, which is conveniently in the wall of the vessel installed or on the wall of the Are attached to the vessel.

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.Become aggressive or easily evaporating liquids used, it is advisable to close a closed vessel use, it may be advantageous to this closed vessel a storage vessel for the gas content of the vessel above the liquid level or the To arrange the float.

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.The essence of the invention is based on an in the drawing schematically illustrated exemplary embodiment les explained in more detail. The drawing shows in a schematic Representation of a section through a device for Generation of electricity. In this device are vertical two vessels arranged one above the other.

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. Each vessel 1 is covered by a coil which is wound on the vertical outer surface of the vessel. Inside the vessel 1 there is a buoyancy body 3 which , for. B. can be formed as a cavity or can be formed by a foam block. This buoyancy body 3 carries on its or in its vertical circumference surface magnets 4 , whose magnetic field passes through the coil 2 . At the lower end of each vessel there is an inlet and outlet pipe 5 which is connected to a nozzle of the three-way valve 6 . The inlet connection to the upper three-way valve 6 is connected to a tube which comes from the upper liquid reservoir 7 . The drain port of the three-way valve 6 is connected to a tube which leads to the next three-way valve 6 or the lower liquid reservoir 8 . The two liquid reservoirs 7 and 8 are connected by a further pipeline 9 , in which a pump 10 is arranged.

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.The device works as follows:
Liquid from the upper liquid reservoir flows through the pipeline 11 and the three-way valve 6 into the vessel 1 and lifts the buoyancy body 3 . Since this moves with its magnets relative to the coil 2 firmly wound on the vessel 1 , a current is induced in the coil 2 . This movement continues until the buoyancy body 3 abuts the transmitter 12 , which is connected to the control device 13 , which switches the three-way valve into its other position when there is a pulse from the transmitter 12 . After this switching operation, the liquid in the vessel 1 runs through the pipeline 14 to the next three-way valve 6 below, which allows the liquid to run into the next-lying vessel 1 a. Thus, while in the upper vessel 6 the liquid level and thus the float drops by 3 , the liquid level rises in the next vessel 1 a below, and the buoyancy body 3 a is raised in this vessel. In this way, a current induction in the coil 2 is created in the upper vessel 1 by the sinking of the buoyancy body 3 with the magnets 4 , while in the lower vessel 1 a, a current is likewise generated by the ascending movement of the buoyancy body 3 with its magnets 4 in the coil 2 a is induced. A renewed switching of the three-way valve 6 takes place when the buoyancy body 3 actuates a further transmitter 15 , which is connected to the control device 13 and causes a renewed movement of the valve body in the three-way valve 6 by emitting a pulse. It is useful if all three-way valves 6 are moved simultaneously in this device. In the vessel 1 a donors do not need to be arranged if this vessel has the same size dimensions as the vessel 1 or is larger.

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.The coils 2 , 2 a are advantageously switched in parallel, the lower end of the upper coil being connected to the upper end of the lower coil.

Liste der BezugszeichenList of reference numbers

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 1 jar
2 coil
3 buoyancy bodies
4 magnet
5 inlet and outlet pipe
6 three-way valve
7 upper liquid reservoir
8 lower fluid reservoir
9 pipe
10 pump
11 pipeline
12 donors
13 control device
14 pipeline
15 donors
16 storage vessel

Claims

1. Device for generating electric current, consisting of a magnet and an induction coil and a liquid-driven device for moving the magnet relative to the induction coil, characterized in that
that the movement device is a buoyancy body ( 3 ) which is arranged in a vessel ( 1 ),
that the buoyancy body ( 3 ) carries the magnet ( 4 ) or a coil, while the vessel ( 1 ) carries the coil ( 2 ) or magnets on or in its vertical walls,
and that at the lower end of the vessel ( 1 ) through a valve ( 6 ) closable inlet and outlet for the liquid speed is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in
that several vessels ( 1 ) with buoyancy bodies ( 3 ) are arranged one above the other,
and that the valve ( 6 ) is a three-way valve which has an inlet path ( 11 ), an outlet path ( 14 ) leading to the next vessel ( 1 a) and a path leading into the vessel to be loaded and emptied.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a liquid reservoir ( 7 , 8 ) is arranged above and below the vessel ( 1 ) or the vessels.

4. The device according to claim 1, characterized by a control device ( 13 ) for the actuation of the valves ( 6 , 6 a) and to the control device ( 13 ) connected height transmitter ( 12 , 14 ) for the height of the buoyancy body ( 3 ).

5. The device according to claim 1, characterized in that the buoyancy body ( 3 ) on its vertical circumferential surface or the magnet ( 4 ) or the coil carries.

6. The device according to claim 1, characterized in that the coil ( 2 ) or the magnets are installed in the wall of the vessel ( 1 ) or attached to the wall ( 1 ).

7. The device according to claim 3, characterized in that the liquid reservoirs ( 7 , 8 ) are connected to one another by a liquid path provided with a pump ( 10 ).

8. The device according to claim 1, characterized in that the vessel ( 1 ) is closed.

9. The device according to claim 8, characterized in that on the closed vessel ( 1 ), a storage vessel ( 16 ) for storing gas above the buoyancy body ( 3 ) is arranged.