CZ2016380A3

CZ2016380A3 - Elektrický generátor

Info

Publication number: CZ2016380A3
Application number: CZ2016-380A
Authority: CZ
Inventors: Joel D. Sims
Original assignee: Joel D. Sims
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2017-04-05
Also published as: JP2017502636A; EP3080442A4; AU2014364289A1; US20150159621A1; CN106062357A; KR20160096092A; CA2933172A1; GB2535120A; WO2015088742A1; GB201610054D0; EP3080442A1

Abstract

Generátorový systém je uspořádán pro generování elektrického proudu s využitím samostatného systému s uzavřenou smyčkou, který využívá nádrž (1) tlakové tekutiny pro roztáčení turbíny (21), která dále pohání generátor (9) nebo alternátor, načež je spotřebovaná tekutina čerpána zpět do tlakové nádrže (1) pro pokračování procesu. Je popsán rovněž způsob činnosti systému pro výrobu energie.

Description

Elektrický generátor

Odkazy na související přihlášky [0001]

Tato přihláška je pokračovací a uplatňuje výhodu ze dne podání prozatímní patentové přihlášky US 61/913,480 o názvu „Elektrický generátor, která byla podána dne 9. prosince 2013 stejným vynálezcem této přihlášky.

Tato prozatímní patentová přihláška je zde uváděna formou odkazu ve svém plném rozsahu.

Oblast techniky [0002]

Jedno nebo více provedení tohoto vynálezu se týká obecně generátorů, přičemž se zejména týká samostatného kapalinového nebo plynového systému s uzavřenou smyčkou pro výrobu elektrické energie.

Dosavadní stav techniky [0003]

Většina světa je závislá na elektrické energii.

Velké elektrárny a sítě pro přenos elektrického proudu byly nezbytné pro uspokojení této závislosti.

Od sítí izolované oblasti musely buď nainstalovat nákladné systémy, závislé na přírodě, nebo systémy, které využívají neudržitelné zdroje.

Kromě toho po přírodních katastrofách, jako jsou povodně, zemětřesení, tornáda, atd., může obnovení dodávky energie v postižené oblasti trvat celé měsíce.

Přestože přenosné generátory na benzín nebo zemní plyn mohou být dodány do těchto oblastí, tak může být obtížné udržovat dodávky benzínu nebo zemního plynu pro pohon těchto generátorů.

[0004]

Bylo by proto tedy výhodné vyvinout nenákladný elektrický generátor, který může poskytovat stálý elektrický proud bez nutnosti využívání fosilních paliv.

Bylo by rovněž výhodné vyvinout takový elektrický generátor, který je přenosný.

Podstata vynálezu [0005]

Celá řada výhod tohoto vynálezu bude stanovena a dosahována pomocí jednoho nebo více provedeni tohoto vynálezu, která v nejširšim smyslu poskytuji v podstatě uzavřené systémy a způsoby pro generování elektrické energie bez nutnosti využívání fosilních paliv.

U alespoň jednoho provedení je vyvinut generátor, který obsahuje tekutinu (například kapalinu, plyn nebo plazmu), čerpanou ze zásobní nádrže do tlakové úložné nádrže.

Z úložné nádrže je tekutina nucena proudit přes vysokotlaké trysky a je využívána pro roztáčení turbíny.

Tekutina je poté navracena do zásobní nádrže pro její recyklování přes celý systém.

Turbína může být připojena k běžnému generátoru nebo alternátoru pro výrobu elektrické energie.

Je uspořádána jedna nebo více baterií, které mohou být nabíjeny pomocí solární, vodní, větrné energie nebo pomocí jakékoliv jejich kombinace, a které mohou být rovněž částečně nabíjeny pomocí elektrického proudu, generovaného v systému.

Jedna nebo více baterií je využívána pro pohánění provozu čerpadla, které čerpá tekutinu ze zásobní nádrže do tlakové úložné nádrže.

[0006]

Vynález bude dále popsán v souvislosti s jeho některými znázorněnými provedeními a s jeho praxí.

Pro odborníka z dané oblasti techniky je však zcela zřejmé, že různé modifikace, přidání nebo ubrání mohou být prováděny, aniž by došlo k odchýlení se od myšlenky nebo rozsahu patentových nároků.

Přehled obrázků na výkresech [0007]

Pro lepší porozumění tomuto vynálezu bude nyní odkázáno na následující popis, který bude podán ve spojitosti s přiloženými výkresy, na kterých jsou stejnými vztahovými značkami označovány stejné části, a na kterých:

[0008] obr. 1 znázorňuje čelní pohled na zařízení, které generuje mechanickou energii podle jednoho nebo více provedení tohoto vynálezu;

[0009] obr. 2 znázorňuje boční nárysný pohled na zařízení podle obr. 1 podle jednoho nebo více provedení tohoto vynálezu;

[0010]	• • • • · 4	• · · · · · • · · · · · · • ·· ·· · · ·
obr. 3	znázorňuj e	nárysný	pohled	z levé	strany
na elektrický	generátor	podle jednoho nebo	více	provedení
tohoto vynálezu, který	obsahuj e	zařízení	podle	obr. 1
a obr. 2;
[0011]
obr. 4	znázorňuj e	nárysný	pohled	z pravé	strany
na elektrický	generátor	podle jednoho nebo	více	provedení
tohoto vynálezu, který	obsahuj e	zařízení	podle	obr. 1

a obr. 2;

[0012] obr. 5 znázorňuje nárysný pohled zezadu na elektrický generátor podle jednoho nebo více provedeni tohoto vynálezu, který obsahuje zařízeni podle obr. 1 a obr. 2;

[0013] obr. 6 znázorňuje čelni pohled na alternativní provedení

elektrického generátoru	podle jednoho nebo	více	provedení
tohoto vynálezu, který	obsahuje zařízení	podle	obr. 1
a obr. 2;
[0014]

obr. 7 znázorňuje nárysný pohled na provedení podle obr. 6.

z pravé strany [0015]

Vynález bude dále popsán ve spojitosti s určitými znázorněnými provedeními a praxí.

Příklady provedení vynálezu [0016]

S odkazem na podrobnější přiložené výkresy, kde jsou stejnými vztahovými značkami označovány stejné prvky na různých obrázcích výkresů, jsou na obr. 1 až obr. 7 znázorněny elektrické generátorové systémy a způsoby podle tohoto vynálezu.

Principy a funkce tohoto vynálezu budou lépe zřejmé s odkazem na výkresy a přiložený popis.

[0017]

Následující prvky jsou označeny na různých obrázcích:

- membránová tlaková nádrž

- tlakový ventil

- odlehčení 3 tlaku

- ventil 4 pro odvádění vody

- kulový ventil vysokotlaký vodní proud vodní čerpadlo s uzavíracím tlakovým ventilem baterie generátor/alternátor hydrobox 10 s Peltonovým kolem a vysokotlakými vodními proudy řídicí jednotka 11 baterií nádrž 12 na vodu ventil 13 zpětného proudu nabíječka 14 baterií odchylovací ohřívač vysokotlaké vodní potrubí utěsněné lisované ložisko vodní těsnění

O-kroužek hřídel

Peltonovo kolo Lextanův kryt

O-kroužek měnič 110V/220V přerušovací pojistková skříň vypínací skříň voltrnetr/ampérmetr zástrčky 28 na 110 V zástrčka 29 na 220 V poj istka dělený ventil [0018]

Podle jednoho nebo více provedeni, jak je znázorněno na obr. 3 až obr. 5 a na obr. 6 až obr. 7, systém obsahuje mimo jiné tlakovou nádrž _1, úložnou nádrž 12, čerpadlo 1_, baterii 8_, a hydraulickou skřiň s Peltonovým kolem 21 (nebo některý jiný typ impulzni vodni/tekutinové turbiny) a vodními proudy 10.

Na obrázcích výkresů je znázorněna množina baterií 8 a množina čerpadel Ί_. Pro odborníka z dané oblasti techniky je zřejmé, že jde o konstrukční volbu.

Může zde být pouze jedna baterie _8 nebo množina baterií 8 a jedno čerpadlo 7_ nebo množina čerpadel 7.

Kromě toho zde může být množina úložných nádrží 12 a/nebo množina tlakových nádrží jL.

U jednoho nebo více výhodných provedení objem úložné nádrže 12 nebo úložných nádrží 12, pokud je využívána množina úložných nádrží, je stejný nebo větší, než objem tlakové nádrže 1, a obsahuje alespoň stejné množství tekutiny, které může čerpadlo 7_ čerpat přes proudy 10.

Tím je zabráněno přístupu vzduchu do čerpacího cyklu a přerušení proudu.

S výhodou, i nádrži 1 uloženo když to není vyžadováno, je alespoň tolik vody, kolik v tlakové proudy 1_ odčerpávají ven.

Tím dochází k menšímu opotřebení čerpadla 7, větší je objem tlakové nádrže 1, tím méně musí čerpat.

neboť čím čerpadlo

Pro odborníka z jsou zde další prvky dané oblasti techniky je rovněž systému, jako zřejmé, že dráty (které elektrických prvků k jsou využívány pro připojení různých prvkům, které vyžadují elektřinu), trubky/potrubí (které jsou využívány pro přepravu tekutiny z jednoho místa na druhé), spoje (pro spojování potrubí/trubek), ventily (pro regulování proudění tekutiny v systému), řemeny (pro přenos otáčivé energie z jednoho zařízení na druhé), atd., avšak jelikož zde jde o patentovou přihlášku, a nikoliv o popis výroby, tak vynález může být nejlépe popsán bez zacházení do podrobností, které jsou zcela zřejmě srozumitelné pro odborníka z dané oblasti techniky.

Avšak nehledě ke shora uvedenému, může být pro odborníka z dané oblasti techniky zcela zřejmé, že trubky z úložné nádrže 12 k čerpadlu J_ a od čerpadla Ί_ ke tlakové nádrži 1 mohou, přestože to není vyžadováno, mít stejný nebo v podstatě stejný průměr.

Trubky z tlakové nádrže 1^ k dělenému ventilu 31 mohou, přestože to není vyžadováno, mít menší průměry než trubky od úložné nádrže 12 k tlakové nádrži 1, přičemž trubky od děleného ventilu 31 k proudům 6 mohou, přestože to není vyžadováno, mít menší průměry, než trubky od tlakové nádrže 1 k dělenému ventilu 31.

Tím je vyrovnáván tlak a je tak vytvářena vyšší hnací síla pro Peltonovo kolo 21.

[0019]

Jak je znázorněno na obr. 3, tak systém může obsahovat odchylovací ohřívač 15, který může být využíván pro odvádění elektřiny ze systému v případě, kdy je generováno příliš mnoho elektřiny.

Pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že jde o bezpečnostní znak, který není nezbytný pro funkci jednoho nebo více provedení tohoto vynálezu.

Pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že další zařízeni nebo systémy mohou být využívány pro stejnou nebo podobnou funkci.

Jak je znázorněno na obr. 4, tak systém může obsahovat řídicí jednotku 11 baterií a nabíječku 14 baterií.

Řídicí jednotka 11 baterií je elektricky propojena s generátorem a s jednou nebo více bateriemi 8, přičemž reguluje množství elektrické energie, do jedné nebo více baterií 8.

které je přiváděno

Řídicí jednotka 11 baterií je propojení s odchylovacím ohřívačem 15, a být přebytečná elektrická energie odváděna ze sytému, tak řídicí jednotka 11 baterií odchyluje přebytečnou elektrickou energii do odchylovacího ohřívače 15.

rovněž v elektrickém to tak, že pokud má pro pohon čerpadla J_. To je

Nabíječka 14 baterií nabíjí baterii 8^, která je využívána napájeno elektřinou na základě elektřiny, baterií 8.

generované systémem prostřednictvím jedné nebo více

Jedna nebo více baterií

8, napájí energetický měnič 24, který je připojen k hlavní pojistkové vypínací skříni 26.

Z této pojistkové skříně je elektrický proud připojen k elektrické zástrčce 28 na 110 V.

Nabíječka 14 baterií odebírá svou energii od zástrčky 28 na 110 V.

Energetický měnič 24 je využíván pro převáděni elektrické energie od jedné nebo více baterií 8 ze stejnosměrného proudu (DC) na střídavý proud (AC) o napětí 110 / 220 V.

Pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že energetický měnič 24 může být vynechán a může být využito AC generátoru versus DC generátoru.

[0020]

Za provozu je voda buď přiváděna do úložné nádrže 12, nebo může být nejprve uložena v tlakové nádrži 1_ pro konzervováni počáteční energie pro baterie, nebo může být určitá část vody uložena v úložné nádrži 12 a určitá část v tlakové nádrži _1, a to v závislosti na konstrukční volbě podnikatele.

Za situací, kdy je voda umístěna v úložné nádrži 12, baterie 8_ napájí čerpadlo Ί_, které dále čerpá vodu z úložné nádrže 12 do tlakové nádrže _1.

Z tlakové nádrže 1_ je voda vytlačována přes vysokotlaké proudy/trysky _6 (viz obr. 1) tak, že naráží na korečky Peltonova kola 21 (viz obr. 2), čímž je způsobováno, že Peltonovo kolo 21 se otáčí kolem své osy 20.

Osa 20 obsahuje setrvačník nebo ozubené kolo nebo systém setrvačníků nebo ozubených kol nebo nějaké jiné běžné zařízení pro přenos otáčivé energie Peltonova kola 21 na běžný generátor nebo alternátor nebo nějaké jiné zařízení, které může využívat otáčivou energii, poskytovanou tímto systémem.

(Toto není znázorněno, neboť tento aspekt je zcela běžný, a pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé spojení nebo více spojení, nezbytných pro přenos otáčivé energie Peltonova kola 21 na běžný generátor).

Voda po narážení na Peltonovo kolo 21 padá dolů do úložné nádrže 12, kde je uložena až do té doby, kdy se shora uvedený proces opakuje.

[0021]

Systém je v současné době nastaven na vzájemný pohyb devíti galonů za minutu v daném cyklu.

Úložná nádrž 12 má objem 40 galonů, a tlaková nádrž 1 má objem 30 galonů.

Tím je ponecháno zabránění vzniku vzduchových kapes v tlakové nádrži 1.

galonů v úložné nádrži 12 pro

Systém je provozován při tlaku 40 liber na čtvereční palec (psi), avšak optimální tlak je od do 60 psi.

Pro odborníka z dané oblasti jiné parametry mohou být techniky je zcela zřejmé, že využívány požadovaných výstupních parametrech.

v závislosti na [0022]

Jelikož byla shora popsána výhodná vynálezu je nutno uvést jeho výhody.

provedení tohoto

Varianty popsaných provedení jsou možné, aniž k odchýlení se od rozsahu tohoto vynálezu.

by došlo

Je tedy zcela zřejmé, že byly vyvinuty systémy elektrického generátoru.

a způsoby

Přestože byla shora popsána konkrétní provedení bylo toto učiněno pouze pro ilustrativní účely, a nikoliv pro účely omezení rozsahu nároků, které následují.

podrobně,

Vynálezci alternativy k odchýlení se zejména předpokládají, že různé substituce, modifikace mohou být prováděny, od myšlenky a rozsahu tohoto nárocích.

aniž by došlo vynálezu, jak je definováno v

Formou nevýlučných příkladů byl systém popsán s využitím vody jako kapaliny.

Avšak rovněž jiné kapaliny mohou být využívány, pokud viskozita těchto jiných kapalin je brána v úvahu vzhledem k poklesu tlaku a velikosti nezbytných trysek.

Kromě toho je nutno zdůraznit, že systém může být provozován s využitím plynu namísto kapaliny, což stále spadá do rozsahu tohoto vynálezu.

Systém byl popsán z hlediska jednoho každého prvku, přičemž však pro odborníka z dané oblasti techniky je zcela zřejmé, že množina úložných nebo tlakových nádrží může být využívána, stejně jako množina baterií, množina turbín, nebo jakákoliv jejich kombinace, což stále spadá do rozsahu tohoto vynálezu.

Veškeré další aspekty, výhody a modifikace je nutno považovat za takové, že spadají do rozsahu následujících nároků.

Zde uvedené nároky jsou reprezentativní pro zde popsané vynálezy.

Kromě toho je nutno rovněž brát v úvahu nenárokované vynálezy.

Vynálezci si vyhrazuji právo uvádět takové vynálezy v pozdějších nárocích.

[0023]

Proto tedy je nutno brát v úvahu, že veškeré údaje, uvedené ve shora uvedeném popise nebo znázorněné na přiložených výkresech, je nutno interpretovat jako ilustrativní, a nikoliv v omezujícím smyslu.

Je rovněž nutno zdůraznit, že následující nároky jsou určeny pro pokrytí veškerých generických a specifických znaků tohoto vynálezu, jak byl shora popsán, jakož i veškerých údajů o rozsahu tohoto vynálezu, které z jazykového hlediska mohou do tohoto rozsahu spadat.

[0024]

Na základě popisu tohoto vynálezu, co je nárokováno jako nové a zajištěno pomocí patentové listiny, je:

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízeni pro přenos energie, obsahující:

tlakovou nádrž, uspořádanou pro uložení tekutiny, potrubí, připojené k tlakové nádrži, trysku, mající vstup a výstup, kterážto tryska je připojena k tlakové nádrži prostřednictvím potrubí, přičemž tryska je uspořádána pro uložení vstupu tekutiny, která se pohybuje z tlakové nádrže určitou rychlostí, a je uspořádána pro odvádění této tekutiny z výstupu trysky vyšší rychlostí, než je rychlost na vstupu, turbínu, uspořádanou tak, aby na ni narážela tekutina, která je přiváděna uvedenou tryskou, čerpadlo, uspořádané pro přijímání tekutiny po narážení tekutiny na turbínu a pro navracení této tekutiny do tlakové nádrže.
2. Zařízení podle nároku 1, které dále obsahuje úložnou nádrž, zapojenou mezi turbínou a čerpadlem a uspořádanou pro uložení a uskladnění tekutiny následně po narážení tekutiny na turbínu a před čerpáním tekutiny zpět do tlakové nádrže.
3. Zařízení podle nároku 1, přičemž tryska je uspořádána jako vysokotlaká tryska.
4. Zařízení podle nároku 1, přičemž tekutinou je voda.
5. Zařízení podle nároku 1, přičemž tekutinou je plyn.
6. Zařízení podle nároku 1, které dále obsahuje elektrický generátor, připojený k turbíně.
7. Zařízení podle nároku 1, které dále obsahuje alternátor, připojený k turbíně.
8. Způsob přenosu energie, obsahující:

skladování tekutiny v tlakové nádrži, nucení tekutiny k průchodu z tlakové nádrže přes trysku, která zvyšuje rychlost tekutiny a která způsobuje narážení tekutiny na turbínu, a čerpání tekutiny zpět do tlakové nádrže následně po narážení tekutiny na turbínu.
9. Způsob podle nároku 8, který dále obsahuje skladování tekutiny v úložné nádrži následně po narážení tekutiny na turbínu a před čerpáním tekutiny zpět do tlakové nádrže.
10. Způsob podle nároku 8, přičemž tryska je uspořádána jako vysokotlaká tryska.
11 .

Způsob podle nároku 8, přičemž tekutinou je voda.
12.

Způsob podle nároku 8, přičemž tekutinou je plyn.
13. Způsob podle nároku 8, který dále obsahuje využíváni turbíny pro provoz elektrického generátoru.
14. Způsob podle nároku 8, který dále obsahuje využívání turbíny pro provoz alternátoru.