DE9010713U1

DE9010713U1 - Device for generating electric current

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Publication number: DE9010713U1
Application number: DE9010713U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1990-11-15
Anticipated expiration: 2000-07-19

Description

EUROPEAN PATENT ATTORNEYEUROPEAN PATENT ATTORNEY

DiPL.-PHvs. DR. WALTHER JUNlUS 3 Hannover &bgr;-&igr;DiPL.-PHvs. DR. WALTHER JUNlUS 3 Hannover &bgr;-&igr;

WOLFSTIASSE 24 - TELEFON (05411 834530WOLFSTIASSE 24 - TELEPHONE (05411 834530

TELEFAX (41-511) «42124FAX (41-511) «42124

12. JuIi 1990 Heine Akte: &Pgr;36July 12, 1990 Heine File: &Pgr;36

Jörg-Ulrich Herrmann, Walter-3ieseking-Svr. 26, 3000 Hannover 1Jörg-Ulrich Herrmann, Walter-3ieseking-Svr. 26, 3000 Hanover 1

^Device for generating electrical current

Die Erfinduitj betrifft eine 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.The invention relates to a device for generating electric current, consisting of a magnet and an induction coil as well as a fluid-driven device for moving the magnet relative to the 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 ändert Teil im Rotor eingebaut ist. Allen diesen Maschinen ist es eigen, daß die Flussigkeits-Such devices have become known in a wide variety of designs as hydroelectric power plants of various sizes. The liquid-driven device for moving the magnet relative to the induction coil consists of water wheels or turbines, while the magnets and induction coils are parts of rotating machines in which part of the induction coils and/or magnets are permanently installed in the stator, while the other part is installed in the rotor. A feature of all these machines is that the liquid

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bewegung in eine rotierende Bewegung mechanisch gewandelt wird, und die mechanische rotierende Bewegung dann in elektrische Energie gewandelt wird.movement is mechanically converted into a rotating movement, and the mechanical rotating movement is then converted into electrical energy.

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 Problemlösungen erbringen.Devices in which the movement of the liquid is converted into a linear movement and then the mechanical energy of this linear movement is converted into electrical energy are not known. However, such devices can provide solutions to problems in the field of measuring instruments, for example.

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 to create a device for generating electrical current, with which the movement of a liquid is converted into a mechanical linear movement of a solid body and the energy of this mechanical linear 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 Snde des Gefäßes ein durch ein Ventil verschließbarer Zu- und Ablauf für die Flüssigkeit vorgesehen ist.The invention consists in the fact that the movement device is a buoyancy body arranged in a vessel, that the buoyancy body carries the magnet or the coil, while the vessel carries a coil or a magnet on its vertical walls, and that an inlet and outlet for the liquid that can be closed by a valve is provided at the lower end of the vessel.

Mit dieser Vorrichtung läßt sich die Bewegung einer Flüssigkeit in eine lineare Bewegung des Auftriebskörper wandeln und diese lineare Bewegung des AuftriebskörpersWith this device, the movement of a liquid can be converted into a linear movement of the buoyancy body and this linear movement of the buoyancy body

dadurch, daß er einen Magneten trägt, in elektrische Energie wandeln, weil das Gefäß an oder in seinen Vertikalaandungen 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 kMrd. 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.by carrying a magnet, it can be converted into electrical energy, because the vessel has a coil on or in its vertical ends, into which current is induced by the movement of the magnet(s). This current is achieved in two working cycles, once when the liquid flows into the vessel, and the other time when the liquid flows out of the vessel, whereby in the first cycle the buoyancy body is raised and in the second cycle the buoyancy body is lowered. To generate this inflow and outflow movement of the liquid, an inlet and outlet for the liquid is arranged at the lower end of the vessel and can be closed with a valve. A three-way valve is used as the valve, with which the liquid can be introduced into the vessel and, after rotation, can be led out again.

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, an outlet path and a path leading into the vessel to be filled or emptied.

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 arrange several vessels with buoyancy bodies one above the other, whereby these do not necessarily have to be arranged in a row, but can also be arranged laterally offset from one another. The drain path of the three-way valve used in this arrangement then leads to the next vessel.

It may be useful to have a

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Gefäßes bzw. der Gefäße je ein Fiüssigkeitsreservoir anzuerdnen, wobei diese Flüssigkeitsreservoire auch durch einen mit einer Pumpe versehenen Flüssigkeitsweg miteinander verbinden sein können.A liquid reservoir is to be installed in each vessel or vessels, whereby these liquid reservoirs can also be connected to one another by a liquid path equipped with a pump.

Bei der Verwendung von Ventilen ist es zweckmäßig, eine Steuervorrichtung für die Ventilbetätigung und einen an diese Steuervorrichtung angeschlossenen Höhengeber der Auftriebskörperhöhe vorzugehen. Erreicht der Auftriebskörper 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 have a control device for the valve actuation and a height sensor for the buoyancy body connected to this control device. When the buoyancy body reaches a certain predefined height, it actuates a sensor that sends its signal to the control device, which triggers the valve actuation. This can be done mechanically, hydraulically and/or electrically. In this way, the buoyancy body moves between a lower and an upper reversal point of its movement.

Baulich ist es zweckmäßig, wenn der Auftriebskörper an seiner vertikalen Umfangsflache 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 eier Stromerzeugungsvorrichtung herangerückt, die zweckmäßigerweise in die Wandung des Gef?..»es eingebaut oder an der Wandung des Gefäßes befestigt sind.From a structural point of view, it is practical if the buoyancy body carries the magnet(s) or the coil on its vertical peripheral surface. In this way, the moving parts relevant to the generation of electricity are brought very close to the corresponding stationary parts of a power generation device, which are conveniently built into the wall of the vessel or attached to the wall of 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 GasinhaltIf aggressive or easily evaporating liquids are used, it is advisable to use a closed vessel. It may be advantageous to attach a storage vessel for the gas content to this closed vessel.

des Gefäßes oberhalb des Flüssigkeitsspiegeis bzw. des Auftriebskörpers anzuordnen.of the vessel above the liquid level or the buoyancy body.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles 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 explained in more detail below using an embodiment shown schematically in the drawing. The drawing shows a schematic representation of a section through a device for generating electricity. In this device, two vessels are arranged vertically one above the other.

Jedes Gefäß 1 ist von einer Spule ummantelt, welcne 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 Auftriebskörper 3 trägt an seiner bzw. in seiner vertikalen Umfangsfläche Magnete 4, deren Magnetfeld die Spule 2 durchsetzt. Am unteren Ende jedes Gefäßes befindet sich ein Zu- und Ablaufrohr 5, welches an einen Stützen des Dreiwegeventils 6 angeschlossen ist. Der Zulaufstutzen zum oberen Dreiwegeventil 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 surrounded by a coil which is wound onto the vertical outer surface of the vessel. Inside the vessel 1 there is a buoyancy body 3 which can be designed as a hollow space or can be formed by a foam block. This buoyancy body 3 has magnets 4 on its or in its vertical peripheral surface, the magnetic field of which 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 support of the three-way valve 6. The inlet connection to the upper three-way valve 6 is connected to a pipe which comes from the upper liquid reservoir 7. The outlet connection of the three-way valve 6 is connected to a pipe which leads to the next three-way valve 6 below it or to 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:The device works as follows:

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 seiner. 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 de^ Geber 12 anstößt, der an die Steuervorrichtung 13 angeschlossen ist, die bei eine?. Impuls aus dem Geber 12 das Dreiwegeventil in seine andere Stellung umschaltet. Nach diesem Umschaltvorgang läuft die im G fäß 1 befindliche Flüssigkeit durch die Rohrleitung 14 zu dem nächst darunter gelegenen Dreiwegeventil 6, welches die Flüssigkeit in das nächst darunter gelegene Gefäß la laufen läßt. Wählend somit im oberen Gefäß 6 der Flüssigkeitsspiegel und damit der Auftriebskörper 3 sinkt, steigt im nächst darunter liegender Gefäß 1 -. der Flüssigkeitsspiegel, und der Auftriebskörper 3a wird in diesem Gefäß angehoben. Auf diese Weise entsteht im oberen Gefäß 1 durch das Absinken de? Auftriebskörpers 3 mit den Magneten 4 eine Strominduktion in der Spule 2, während im unteren Gefäß la 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 £ 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 Ventjlkör-Liquid from the upper liquid reservoir flows through the pipe 11 and the three-way valve 6 into the vessel 1, thereby lifting the buoyancy body 3. Since this moves with its magnet relative to the coil 2 wound firmly onto the vessel 1, a current is induced in the coil 2. This movement continues until the buoyancy body 3 hits the sensor 12, which is connected to the control device 13, which switches the three-way valve to its other position when a pulse from the sensor 12 is received. After this switching process, the liquid in the vessel 1 flows through the pipe 14 to the three-way valve 6 located next below, which allows the liquid to flow into the vessel 1a located next below. If the liquid level in the upper vessel 6 and thus the buoyancy body 3 sinks, the liquid level rises in the vessel 1 below it and the buoyancy body 3a is raised in this vessel. In this way, a current is induced in the coil 2 in the upper vessel 1 by the sinking of the buoyancy body 3 with the magnets 4, while in the lower vessel 1a a current is also induced in the coil 2a by the rising movement of the buoyancy body 3 with its magnets 4. The three-way valve £ is switched over again when the buoyancy body 3 actuates another sensor 15 which is connected to the control device 13 and causes the valve body to move again by emitting a pulse.

pers im Dreiwegeventil 6 bewirkt. Zweckmäßig ist es, wenn sämtliche Dreiwegeventile 6 in dieser Vorrichtung gleichzeitig bewegt werden. Im Gefäß la brauchen keine Geber angeordnet zu sein, wenn dieses Gefäß gleiche Größenabmessungen wie das Gefäß 1 aufweist oder größer ist.pers in the three-way valve 6. It is expedient if all three-way valves 6 in this device are moved simultaneously. No sensors need to be arranged in the vessel la if this vessel has the same dimensions as the vessel 1 or is larger.

Die Spulen 2, 2a werden zweckmäßigerweise parallel geschaltet, wobei das untere Ende der oberen Spule mit dem oberen Ende der unteren Spule verbunden ist.The coils 2, 2a are expediently connected in parallel, with the lower end of the upper coil being connected to the upper end of the lower coil.

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List of reference symbols:

11 Gefäßvessel 22 SpuleKitchen sink 33 ÄuftrieosköirerExit stalls 44 MagneiMagnei 55 Zu- und AölaufiOhrInlet and outlet ear 66 DreiwegeventilThree-way valve 77 oberes Flüssigkeitsreservoirupper liquid reservoir 88th unteres Flüssigkeitsreservoirlower fluid reservoir 99 RohrPipe 1010 Pumpepump 1111 RohrleitungPipeline 1212 Gebergiver 1313 SteuervorrichtungControl device 1414 RohrleitungPipeline 1515 Gebergiver 1616 SpeichergefäßStorage vessel

Claims

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EXPECTATIONS:

1. Device &idigr;&udigr;»· Erxeygu^g ·&ogr;&eegr; Mekt rise hem Strom,

consisting of a magnet and an induction coil as well as a?*- fluid-driven device for moving the magnet relative to the induction coil,
characterized.

that the movement device is a buoyancy body (3) 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 an inlet and outlet for the liquid, which can be closed by a valve (6), is provided at the lower end of the vessel (1).

Z. Device according to claim 1,
characterized,

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 (la) and a path leading into the vessel to be filled and emptied.

3. Device according to claim 1,
characterized,

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that a liquid reservoir (7,8) is arranged above and below the vessel (1) or the vessels.

4. Device according to claim 1,
marked by

a control device (13) for actuating the valves (6, 6a) and height sensors (12, 14) connected to the control device (13) for the height of the buoyancy body:, (3).

5. Device according to claim 1,
characterized,

that the buoyancy body (3) carries the magnet(s) (4) or the coil on its vertical circumferential surface.

Device according to claim 1,
characterized,

that the coil (2) or the magnets are built into the wall of the vessel (i) or are attached to the wall (i).

7. Device according to claim 3,
characterized,

that the liquid reservoirs (7,8) are connected to one another by a liquid path provided with a pump (10).

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8. Device according to claim 1, characterized in that the Gt barrel (1) is closed.

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