DE102008048638A1 - Electrical generator for e.g. francis turbine, in industrial plant, has coil, and piston carrying electromagnet along circular path, where magnet is bypassed at coil such that electric voltage is induced in coil - Google Patents

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Abstract

The generator (100) has a piston chamber (110) provided with an inlet port (112) and an outlet port (114), and a piston (120) supported in the piston chamber and rotatable around a midpoint of a circular ring on a circular path, where the generator includes a coil (140). The piston carries an electromagnet (130) along the circular path. The electromagnet is bypassed at the coil such that electric voltage is induced in the coil. A movable sealant (150) is arranged between the inlet and outlet ports, and closes the piston chamber between the inlet and outlet ports in a pressure tight manner. An independent claim is also included for a method for operating an electrical generator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Generator sowie ein Verfahren zum Betreiben des elektrischen Generators. Genauer gesagt betrifft die Erfindung einen elektrischen Generator, der mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium betrieben werden kann, insbesondere mit einem unter Druck stehenden Fluid.The The present invention relates to an electric generator as well a method of operating the electric generator. More accurate said invention relates to an electric generator, the can be operated with a pressurized working medium, in particular with a pressurized fluid.

Im Stand der Technik sind zahlreiche Bauformen für elektrische Generatoren bekannt. Beispielsweise werden im großtechnischen Einsatz häufig Dampf- oder Gasturbinen zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet. Ebenfalls weite Verbreitung haben Wasserturbinen gefunden, die beispielsweise als Kaplan-Turbine oder Francis-Turbine ausgebildet sind. Häufig sind solche Generatorkonzepte jedoch nur für großtechnische Anlagen angepasst.in the State of the art, numerous designs for electric generators are known. For example, in the industrial Use often steam or gas turbines used to generate electrical energy. Also Water turbines have found widespread use, for example are designed as Kaplan turbine or Francis turbine. Frequently However, such generator concepts adapted only for large-scale installations.

Im Hinblick darauf schlägt die vorliegende Erfindung einen elektrischen Generator gemäß Anspruch 1 und 2 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Generators nach Anspruch 32 vor. Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen.in the View of it the present invention is an electric generator according to claim 1 and 2 and a method for operating an electric generator according to claim 32. Other embodiments, aspects and details The present invention is apparent from the dependent claims, the Description and accompanying drawings.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Generator bereitgestellt, der eine Kolbenkammer mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung umfasst, wobei die Kolbenkammer in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist. Weiterhin umfasst der Generator einen Kolben, der in der Kolbenkammer auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist. Der Kolben ist dabei so eingerichtet, dass er mindestens einen Magneten auf einer Kreisbahn mitnehmen kann. Bei dieser Ausführungsform weist der Generator weiterhin mindestens eine Spule auf, an der der Magnet vorbeigeführt werden kann, sodass in der Spule eine elektrische Spannung induziert wird.According to one embodiment The present invention provides an electrical generator, comprising a piston chamber having an inlet opening and an outlet opening, wherein the piston chamber is annular in at least one cross-sectional view. Furthermore, the generator comprises a piston which is in the piston chamber rotatably mounted on a circular path around the center of the annulus is. The piston is set up so that it has at least one Magnets on a circular path can take. In this embodiment the generator further comprises at least one coil on which the magnet passed by can be so induced in the coil, an electrical voltage becomes.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird ein elektrischer Generator bereitgestellt, der eine Kolbenkammer mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung umfasst, wobei die Kolbenkammer in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist. Der Generator umfasst weiterhin einen Kolben, der in der Kolbenkammer auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist. Insoweit entspricht der Aufbau dieser Ausführungsform dem Aufbau der vorher genannten Ausführungsform. Gemäß der alternativen Ausführungsform ist der Kolben jedoch eingerichtet, mindestens eine Spule auf einer Kreisbahn mitzunehmen, wobei der Generator weiterhin mindestens einen Magneten aufweist, an dem die Spule vorbeigeführt werden kann, sodass in der Spule eine elektrische Spannung induziert wird.According to one alternative embodiment an electric generator is provided which includes a piston chamber with an inlet opening and an outlet opening includes, wherein the piston chamber in at least one cross-sectional view circular ring is. The generator further includes a piston that is in the piston chamber rotatably mounted on a circular path around the center of the annulus is. In that regard, the structure of this embodiment corresponds to the structure of the before said embodiment. According to the alternative embodiment However, the piston is set up, at least one coil on one Take circular orbit with the generator at least a magnet, on which the coil are passed can, so that in the coil, an electrical voltage is induced.

Die beiden oben genannten alternativen Konzepte, das heißt einmal das Mitnehmen eines Magneten und alternativ das Mitnehmen einer Spule, verwenden einen Rotationskolbenantrieb für den Generator. Auf diese Weise wird ein Generatorantrieb bereitgestellt, bei dem der Kolben nicht umgelenkt werden muss, sondern fortgesetzt auf der Kreisbahn in einer Richtung rotieren kann. Es werden auf diese Weise die bei Einsatz eines Hubkolbenantriebs entstehenden Verluste durch die Umlenkung des Kolbens an den beiden Totpunkten vermieden. Weiterhin kann bei den Generatoren gemäß den beiden oben geschilderten Ausführungsbeispielen auf den Einsatz eines zwischengeschalteten Getriebes, das mit weiteren Verlusten behaftet ist, verzichtet werden. Vielmehr wird hier der Magnet bzw. die Spule direkt vom Rotationskolben mitgenommen. Weiterhin kann so über die Generatordrehzahl direkt die Frequenz der elektrischen Generatorausgangsleistung gesteuert werden. Gleichfalls kann der Generator im Netzparallelbetrieb mit der festen Netzfrequenz gefahren werden, wobei er dann Leistung abgibt.The both above-mentioned alternative concepts, that is once Take a magnet with you and, alternatively, take a person with you Coil, use a rotary piston drive for the generator. To this Way, a generator drive is provided in which the piston does not have to be diverted, but continues on the circular path in can rotate in one direction. It will be in this way at Use of a reciprocating drive losses due to the Deflection of the piston avoided at the two dead centers. Furthermore, can at the generators according to the two above-described embodiments on the use of an intermediate gear that with other Losses is waived. Rather, here is the Magnet or the coil taken directly from the rotary piston. Farther so over the generator speed directly the frequency of the electrical generator output power to be controlled. Likewise, the generator in grid parallel operation be driven with the fixed mains frequency, where he then performance emits.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst der elektrische Generator eine zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnete bewegliche Dichtung, die eingerichtet ist, die Kolbenkammer zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung im Wesentlichen druckdicht zu verschließen, und die weiterhin so bewegbar ist, dass der Kolben an der beweglichen Dichtung vorbeibewegt werden kann. Auf diese Weise kann ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium über die Einlassöffnung in einen in der Kolbenkammer ausgebildeten Zwischenraum zwischen dem Rotationskolben und der beweglichen Dichtung eingebracht werden. Das Arbeitsmedium beaufschlagt dann die bewegliche Dichtung sowie eine Druckseite des Rotationskolbens mit seinem Druck. Da der Rotationskolben drehbar gelagert ist, wird er durch das Arbeitsmedium in Rotation versetzt, wobei sich das Arbeitsmedium entspannt. Die bewegliche Dichtung ist hingegen so eingerichtet, dass sie die Kolbenkammer zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung im Wesentlichen druckdicht verschließt. Daher kann sich das Arbeitsmedium im Wesentlichen nur in Rotationsrichtung des Kolbens entspannen.According to one another embodiment of the Present invention, the electric generator comprises an intermediate the inlet opening and the outlet opening arranged movable seal which is arranged, the piston chamber between the inlet opening and the outlet opening essentially to close pressure-tight, and continue to be so movable is that the piston are moved past the movable seal can. In this way, a pressurized working medium on the inlet port in a space formed in the piston chamber between the rotary piston and the movable seal are introduced. The working medium then acts on the movable seal as well a pressure side of the rotary piston with its pressure. Because the rotary piston is rotatably mounted, it is rotated by the working medium offset, with the working fluid relaxes. The mobile one Seal, on the other hand, is set up to hold the piston chamber between the inlet opening and the outlet opening essentially closes pressure-tight. Therefore, the working medium can essentially relax only in the direction of rotation of the piston.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die bewegliche Dichtung im Wesentlichen in radialer Richtung bewegbar. Insbesondere kann dabei die bewegliche Dichtung in eine Dichtungsaufnahme, die in einer inneren oder in einer äußeren Wand der Kolbenkammer ausgebildet ist, bewegbar sein. Gemäß einer Ausführungsform können dabei der Rotationskolben und/oder die bewegliche Dichtung so ausgebildet sein, dass der Kolben die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme bewegt. Beispielsweise kann die in Bewegungsrichtung des Kolbens liegende Seite des Kolbens in der Querschnittsansicht zumindest teilweise schräg verlaufen, wobei eine der Bewegungsrichtung des Kolbens zugewandte Seite der beweglichen Dichtung in Querschnittsansicht ebenfalls zumindest teilweise schräg verläuft, sodass der Kolben die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme drückt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist an der Vorderseite des Kolbens ein Arm angeordnet, an dessen in Bewegungsrichtung gesehen vorderem Ende eine Rolle federnd gelagert ist. Dieser Arm kann so mit einer versenkbaren Dichtung zusammenwirken, dass die Dichtung durch den Arm bei Überfahren des Kolbens in die Dichtungsaufnahme gedrückt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Dichtung als eine mit einer Feder vorgespannte Dichtungsklappe ausgebildet sein. Dabei ist die Dichtung so ausgebildet, dass sie gegen den Druck des eingelassenen Arbeitsmediums sperrt, jedoch in Rotationsrichtung des Kolbens gegen eine Federkraft in die Dichtungsaufnahme versenkbar ist. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann die bewegliche Dichtung separat antreibbar sein, um die Dichtung in die Dichtungsaufnahme zu bewegen. Beispielsweise kann die Dichtung über einen elektromagnetischen Antrieb ähnlich einem Relais in die Dichtungsaufnahme hineingezogen werden. Beispielsweise kann bei einer solchen Ausführungsform zusätzlich ein Sensor bereitgestellt sein, der die aktuelle Winkelposition des Rotationskolbens an den separaten Antrieb der Dichtung weitergibt, sodass die Dichtung in Abhängigkeit der Stellung des Rotationskolbens in die Dichtungsaufnahme hineinbewegt werden kann. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die bewegliche Dichtung mittels einer mechanischen Steuerung in die Dichtungsaufnahme bzw. wieder aus der Dichtungsaufnahme heraus bewegt werden.According to a further embodiment, the movable seal is movable substantially in the radial direction. In particular, in this case, the movable seal in a seal receptacle, which is formed in an inner or in an outer wall of the piston chamber, be movable. According to one embodiment, in this case, the rotary piston and / or the movable seal may be formed so that the piston, the seal when over drive into the seal holder moves. For example, the side of the piston lying in the direction of movement of the piston in the cross-sectional view may be at least partially oblique, wherein a side of the movable seal facing the direction of movement of the piston in cross-sectional view is also at least partially oblique, so that the piston presses the seal when passing into the seal receptacle. In a further embodiment, an arm is arranged on the front side of the piston, at its seen in the direction of movement of the front end of a roller is resiliently mounted. This arm can cooperate with a retractable seal so that the seal is pressed by the arm when driving over the piston in the seal receptacle. According to another embodiment, the seal may be formed as a spring biased sealing flap. In this case, the seal is designed so that it locks against the pressure of the recessed working medium, but in the direction of rotation of the piston against a spring force in the seal receptacle can be lowered. According to another embodiment, the movable seal may be separately driven to move the seal into the seal receiver. For example, the seal can be pulled into the seal receptacle via an electromagnetic drive similar to a relay. For example, in such an embodiment, a sensor may additionally be provided, which transmits the current angular position of the rotary piston to the separate drive of the seal, so that the seal can be moved into the seal receiver depending on the position of the rotary piston. According to a further embodiment, the movable seal can be moved by means of a mechanical control into the seal receptacle or again out of the seal receptacle.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der elektrische Generator weiterhin mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Ring, der mit dem Kolben verbunden ist. Der drehbar gelagerte Ring kann dabei am inneren Umfang der Kolbenkammer angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der drehbar gelagerte Ring am äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordnet. Bei jeder der beiden vorgenannten Anordnungen können der zumindest eine Magnet bzw. die zumindest eine Spule an dem drehbar gelagerten Ring angeordnet sein. Mit anderen Worten ist der Rotationskolben in solchen Ausführungsbeispielen mit einem Ring verbunden, der sich mit dem Rotationskolben mitdreht. Der Magnet bzw. die Spule können an dem Ring befestigt sein oder in den Ring integriert sein und werden so von dem Kolben mitgenommen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können auch mehrere Magnete oder mehrere Spulen entlang des Umfangs des drehbar gelagerten Ringes angeordnet sein. Insbesondere können die Magnete bzw. Spulen über den vollständigen Umfang des Ringes verteilt sein. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt, da jeder der Magnete bzw. jede der Spulen zu einem Induktionsvorgang führt. Es sei hervorgehoben, dass selbstverständlich sowohl Permanentmagnete als auch Elektromagnete als Magnete verwendet werden können.According to one further embodiment the electric generator continues to at least one around the center the annulus rotatably mounted ring, which is connected to the piston is. The rotatably mounted ring can thereby on the inner circumference of Be arranged piston chamber. According to another embodiment the rotatably mounted ring is arranged on the outer circumference of the piston chamber. In each of the two aforementioned arrangements, the at least one magnet or the at least one coil arranged on the rotatably mounted ring be. In other words, the rotary piston is in such embodiments connected to a ring that rotates with the rotary piston. The magnet or the coil can on be attached to the ring or integrated into the ring and become so taken from the piston. According to a further embodiment can also a plurality of magnets or a plurality of coils along the circumference of the rotatable be mounted ring. In particular, the Magnets or coils over the complete Scope of the ring be distributed. In this way, the available Optimally utilized space, since each of the magnets or each of the coils leads to an induction process. It should be emphasized that, of course, both permanent magnets as well as electromagnets can be used as magnets.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die zumindest eine Spule dem zumindest einen Magneten oder den mehreren Magneten gegenüberliegend an dem inneren oder dem äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordnet. Insbesondere kann die Spule am inneren Umfang der Kolbenkammer angeordnet sein, wenn der drehend gelagerte Ring auch am inneren Umfang der Kolbenkammer angeordnet ist. Entsprechend kann die Spule am äußeren Umfang angeordnet sein, wenn auch der drehbar gelagerte Ring am äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordnet ist. Auf diese Weise kann der zu überbrückende Spalt zwischen dem Magneten und der Induktionsspule gering gehalten werden. Ebenso wie an dem drehbar gelagerten Ring mehrere Magnete bzw. mehrere Spulen angeordnet sein können, können selbstverständlich auch mehrere Induktionsspulen entlang des inneren Umfangs der Kolbenkammer bzw. des äußeren Umfangs der Kolbenkammer angeordnet sein. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Induktionsspulen an dem drehenden Ring angeordnet sein und die Magnete feststehend am inneren Umfang oder am äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordnet sein. Insbesondere können die am inneren Umfang oder am äußeren Umfang der Kolbenkammer angeordneten Magnete bzw. Spulen ortsfest sein.According to one another embodiment of the Present invention, the at least one coil at least a magnet or the plurality of magnets opposite to the inner or the outer circumference arranged the piston chamber. In particular, the coil on the inner Circumference of the piston chamber may be arranged when the rotationally mounted Ring is also arranged on the inner circumference of the piston chamber. Corresponding can the coil on the outer circumference be arranged, although the rotatably mounted ring on the outer circumference the piston chamber is arranged. In this way, the gap to be bridged between the magnet and the induction coil are kept low. As well as on the rotatably mounted ring a plurality of magnets or more coils can be arranged can Of course also a plurality of induction coils along the inner circumference of the piston chamber or the outer circumference be arranged the piston chamber. According to a further embodiment, the Induction coils can be arranged on the rotating ring and the magnets fixed to the inner circumference or the outer circumference of the piston chamber be arranged. In particular, you can on the inner circumference or on the outer circumference the piston chamber arranged magnets or coils to be stationary.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der elektrische Generator des Weiteren eine ortsfeste Dichtung, die zwischen dem drehbar gelagerten Ring und den ortsfesten Spulen oder Magneten angeordnet ist. Dabei ist die ortsfeste Dichtung so ausgebildet, dass sie die Kolbenkammer gegenüber den ortsfesten Spulen bzw. Magneten gasdicht abschließt. Gemäß einer Ausführungsform ist die dabei die ortsfeste Dichtung im Wesentlichen ringförmig. In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels kann dabei die ortsfeste Dichtung eine Wölbung in radialer Richtung aufweisen. Typischerweise ist dabei die ortsfeste Dichtung zum Mittelpunkt des Kreisrings hin gewölbt. Die ortsfeste Dichtung erlaubt den gasdichten Abschluss der Kolbenkammer gegenüber der Umgebung, ohne dass ein bewegliches Dichtungselement vorgesehen werden muss. Aufgrund der Wölbung ist die ortsfeste Dichtung angepasst, die im Inneren der Kolbenkammer auftretenden Drücke ohne wesentliche mechanische Verformungen aufzunehmen. Da diese Dichtung ortsfest ist, ist kein Verschleiß der Dichtung bei Rotation des Kolbens zu erwarten. Aufgrund dieser Verschleißfreiheit ist ebenfalls nicht zu erwarten, dass sich die Dichtigkeit über die Lebensdauer des Generators verschlechtert.According to a further embodiment, the electric generator further comprises a stationary seal, which is arranged between the rotatably mounted ring and the stationary coils or magnets. In this case, the stationary seal is formed so that it seals the piston chamber relative to the stationary coil or magnet gas-tight. In one embodiment, the stationary seal is substantially annular. In a further development of this embodiment, the stationary seal can have a curvature in the radial direction. Typically, the stationary seal is arched towards the center of the annulus. The stationary seal allows the gas-tight completion of the piston chamber from the environment, without the need for a movable sealing element must be provided. Due to the curvature of the stationary seal is adapted to absorb the pressures occurring in the interior of the piston chamber without significant mechanical deformation. Since this seal is stationary, no wear of the seal during rotation of the piston to it waiting. Due to this freedom from wear, it is also not to be expected that the tightness will deteriorate over the life of the generator.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die ortsfeste Dichtung aus einem schwach magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Material gefertigt. Insbesondere kann die ortsfeste Dichtung dabei aus Aluminium, einem Stahl, insbesondere einem nicht rostenden Stahl, oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Kohlefaserverbundwerkstoff, gefertigt sein. Aufgrund der geringen Magnetisierbarkeit der ortsfesten Dichtung sind nur äußerst geringe Magnetisierungsverluste im Generator zu erwarten. Die ortsfeste Dichtung kann beispielsweise als Bauteil mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm ausgebildet sein. Insbesondere kann die ortsfeste Dichtung im Wesentlichen gasdicht in einer Gehäusewand des Generators eingespannt sein. Eine solchermaßen eingespannte und gewölbte ortsfeste Dichtung ist somit auf Zug beansprucht und kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Zugfestigkeit im Bereich von 0,5 bis 2 kN/mm2 aufweisen. Beispielsweise kann die ortsfeste Dichtung aus Lehrenband ausgebildet sein.According to a further embodiment, the stationary seal is made of a weakly magnetizable or non-magnetizable material. In particular, the stationary seal can be made of aluminum, a steel, in particular a stainless steel, or a fiber-reinforced composite material, for example a carbon fiber composite material. Due to the low magnetizability of the stationary seal only extremely low magnetization losses in the generator can be expected. The stationary seal may be formed, for example, as a component with a thickness in the range of 0.1 mm to 5 mm. In particular, the stationary seal can be clamped substantially gas-tight in a housing wall of the generator. Such a clamped and curved stationary seal is thus claimed to train and may according to one embodiment have a tensile strength in the range of 0.5 to 2 kN / mm 2 . For example, the stationary seal can be formed from gauge band.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann weiterhin in zumindest einem Bereich der Oberfläche des Kolbens eine Labyrinthdichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das unter Druck stehende Arbeitsmedium in Rotationsrichtung in nennenswerter Menge zwischen Kolben und Kammerwand hindurchströmt. Gleichzeitig wird auf diese Weise eine Abdichtung bereitgestellt, die praktisch verschleißfrei ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Innenwand der Kolbenkammer zumindest teilweise eine Labyrinthdichtung aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können ein oder mehrere Dichtringe am Kolben breitgestellt sein, wobei die Dichtringe den Kolben gegenüber der Kammerinnenwand in der Art eines Kolbenrings im Ottomotor abdichten. Diese Dichtringe sind typischerweise sehr klein und können beispielsweise aus einem Hartmetall gefertigt sein. Auf diese Weise wird nur wenig Reibung erzeugt und die Dichtringe sind praktisch verschleißfrei. Gemäß einer Weiterbildung sind die Dichtringe federnd in dem Kolben gelagert.According to one another embodiment of the The present invention may further be in at least one area the surface the piston may be formed a labyrinth seal. This way you can prevents the pressurized working fluid in Direction of rotation in appreciable amount between piston and chamber wall flowing. At the same time a seal is provided in this way, which is practically wear-free is. additionally or alternatively, the inner wall of the piston chamber at least partially have a labyrinth seal. According to another embodiment can one or more sealing rings are provided on the piston, wherein the sealing rings facing the piston Seal the chamber inner wall in the manner of a piston ring in the gasoline engine. These seals are typically very small and can, for example be made of a hard metal. In this way, only little Friction generated and the sealing rings are virtually wear-free. According to one Further development, the sealing rings are resiliently mounted in the piston.

Gemäß noch einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein Einlassventil vorgesehen sein, über das das Arbeitsmedium, beispielsweise ein Fluid, insbesondere ein Gas, in die Kolbenkammer eingelassen werden kann, um die Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Auslassventil vorgesehen sein, über das das Arbeitsmedium wieder aus der Kolbenkammer abgelassen werden kann. Insbesondere können solche Ventile über eine Ventilsteuerung ansteuerbar sein, wobei die Ventilsteuerung eingerichtet ist, spezielle im Folgenden beschriebene Verfahren auszuführen.According to one more embodiment The present invention may further provide an intake valve be over that is the working medium, for example a fluid, in particular a Gas, can be admitted into the piston chamber to the pressure side to pressurize the piston. According to a further embodiment an outlet valve can be provided, via which the working medium again can be drained from the piston chamber. In particular, such valves can have a Valve control be controlled, the valve control set is to perform special procedures described below.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Generators bereitgestellt. Das Verfahren umfasst insbesondere die folgenden Schritte: ein Arbeitsmedium wird in die Kolbenkammer eingelassen, um eine Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen, sodass der Kolben auf einer Kreisbahn rotiert; ein vom Kolben mitgenommener Magnet bzw. eine vom Kolben mitgenommen Spule wird an einer Spule bzw. einem Magneten vorbeigeführt, um in der Spule eine elektrische Spannung zu induzieren; und eine elektrische Leistung wird aus dem Generator entnommen. Auf diese Weise wird in dem Rotationskolbengenerator unmittelbar elektrische Energie aus dem unter Druck stehenden Arbeitsmedium ohne Zwischenschaltung eines Getriebes gewonnen.According to one Another aspect of the present invention is a method for Operating an electric generator provided. The procedure includes in particular the following steps: becomes a working medium let into the piston chamber to a pressure side of the piston with Applying pressure so that the piston rotates in a circular path; a magnet entrained by the piston or a coil entrained by the piston is passed past a coil or a magnet to to induce electrical voltage in the coil; and an electric one Power is taken from the generator. This way will in the rotary piston generator directly electrical energy from the pressurized working fluid without interposition won a transmission.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Arbeitsmedium für eine solche Zeitdauer eingelassen werden, die kleiner ist als die Zeitdauer für eine vollständige Rotation des Kolbens. Mit anderen Worten ist die Öffnungszeit eines Einlassventils kleiner als die Dauer einer vollständigen Umdrehung des Kolbens. Insbesondere kann die Zeitdauer, in der das Arbeitsmedium in die Kolbenkammer eingelassen wird, so bemessen sein, dass der Kolben während dieser Zeit höchstens eine halbe Umdrehung oder gar höchstens eine viertel Umdrehung ausführt. Wird das Arbeitsmedium nur für verhältnismäßig kurze Zeit in die Kolbenkammer eingelassen, so kann sich die verhältnismäßig geringe Menge an Arbeitsmedium während einer Rotation des Kolbens stark entspannen. Auf diese Weise kann ein deutlicher Anteil des Drucks in mechanische Rotationsarbeit umgesetzt werden. Bei einem solchen Betrieb ist der Wirkungsgrad des Generators verhältnismäßig hoch, da dem Arbeitsmedium viel mechanische Arbeit entzogen wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird bei dem Verfahren im wesentlichen ständig Arbeitsmedium in die Kolbenkammer nachgeführt. Auf diese Weise entspannt das Arbeitsmedium in der Kolbenkammer kaum, sodass der Kolben andauernd mit dem Ausgangsdruck des Arbeitsmediums beaufschlagt wird. Das Arbeitsmedium, das dann aus der Kolbenkammer ausgelassen wird, weist noch im Wesentlichen denselben Druck auf, wie bei Einlassen in die Kolbenkammer. Auf diese Weise kann der Generator mit hoher Leistung betrieben werden, da ständig der maximale Druck auf den Kolben ausgeübt wird. Zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen Zeitsteuerung kann auch eine Mengensteuerung vorgesehen sein, mittels der die Menge des eingelassenen Arbeitsmediums gesteuert wird. Über eine Steuerung der Einlasszeiten des Arbeitsmediums bzw. der Einlassmenge des Arbeitsmediums kann somit stufenlos zwischen einer wirkungsgradoptimierten Betriebsweise und einer leistungsoptimierten Betriebsweise variiert werden. Insbesondere kann der Generatorbetrieb stufenlos an jeweilige aktuelle Erfordernisse angepasst werden. Wird der Generator beispielsweise im Inselbetrieb gefahren, so kann über diese Steuerung die Generatordrehzahl konstant gehalten und überschüssige Leistung abgegeben werden.According to a further embodiment, the working medium may be admitted for a period of time which is less than the time for a complete rotation of the piston. In other words, the opening time of an intake valve is less than the duration of a complete revolution of the piston. In particular, the period of time in which the working medium is admitted into the piston chamber may be so dimensioned that during this time the piston performs at most half a revolution or even at most a quarter revolution. If the working fluid is admitted into the piston chamber only for a relatively short time, then the relatively small amount of working medium can greatly relax during a rotation of the piston. In this way, a significant proportion of the pressure can be converted into mechanical rotation work. In such an operation, the efficiency of the generator is relatively high, since the working fluid is removed much mechanical work. According to another embodiment, in the process substantially constantly working medium is tracked in the piston chamber. In this way, the working fluid in the piston chamber hardly relaxes, so that the piston is constantly charged with the outlet pressure of the working medium. The working fluid, which is then discharged from the piston chamber, still has substantially the same pressure as when it is admitted into the piston chamber. In this way, the generator can be operated at high power, as constantly the maximum pressure is exerted on the piston. In addition or as an alternative to the timing described above, a quantity control can also be provided, by means of which the quantity of working medium introduced is controlled. Over a control of the inlet times of the working medium or the inlet quantity of the working medium can thus steplessly between an efficiency-optimized Operation and a performance-optimized operation can be varied. In particular, the generator operation can be continuously adapted to current requirements. If the generator is driven, for example, in stand-alone mode, the generator speed can be kept constant and excess power can be delivered via this control.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei zeigen:Based the attached Drawings will now be exemplary embodiments of the present invention. Showing:

1 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Generators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 a cross-sectional view of an electric generator according to a first embodiment of the present invention.

2 eine andere Querschnittsansicht eines elektrischen Generators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 another cross-sectional view of an electric generator according to an embodiment of the present invention.

3A bis 3D die Funktionsweise eines elektrischen Generators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3A to 3D the operation of an electric generator according to an embodiment of the present invention.

4 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Generators. 4 another embodiment of an electric generator.

5 noch eine Ausführungsform eines elektrischen Generators. 5 Yet another embodiment of an electric generator.

6 eine Querschnittsansicht eines elektrischen Generators mit einer weiteren Ausführungsform einer beweglichen Dichtung. 6 a cross-sectional view of an electric generator with a further embodiment of a movable seal.

7 eine andere Querschnittsansicht eines elektrischen Generators mit einer weiteren Ausführungsform einer ortsfesten Dichtung. 7 another cross-sectional view of an electric generator with another embodiment of a stationary seal.

8 eine schematische Darstellung einer Anordnung mit zwei hintereinandergeschalteten Generatoren. 8th a schematic representation of an arrangement with two series-connected generators.

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektrischen Generators 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der elektrische Generator 100 weist dabei eine Kolbenkammer 110 auf, die eine Einlassöffnung 112 und eine Auslassöffnung 114 aufweist. Die Kolbenkammer 110 ist in der gezeigten Querschnittsansicht kreisringförmig. In der Kolbenkammer ist weiterhin ein Kolben 120 angeordnet, der um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist. Der Kolben 120 weist eine Druckseite 122 auf, die mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium, das über die Einlassöffnung 112 in die Kolbenkammer 110 eingelassen werden kann, beaufschlagt werden kann. In der gezeigten Ausführungsform ist eine Vorderseite 124 des Kolbens gekrümmt ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch andere geeignete geometrische Formen des Kolbens, etwa eine Rechteckform, gewählt werden können. Als Arbeitsmedium kommen insbesondere Gase in Betracht, wobei hier Helium oder Stickstoff als beispielhafte gasförmige Arbeitsmedien zu nennen wären. Jedoch können. als Arbeitsmedium gleichermaßen auch Dämpfe, insbesondere Wasserdampf, oder ORC-Medien verwendet werden. Dabei können sowohl hochtemperaturstabile ORC-Medien als auch Niedertemperatur-ORC-Medien verwendet werden. 1 shows a cross-sectional view of an electric generator 100 according to an embodiment of the present invention. The electric generator 100 has a piston chamber 110 on, which has an inlet opening 112 and an outlet opening 114 having. The piston chamber 110 is annular in the cross-sectional view shown. In the piston chamber is still a piston 120 arranged, which is rotatably mounted about the center of the annulus. The piston 120 has a print page 122 on top of that with a pressurized working fluid passing through the inlet port 112 into the piston chamber 110 can be admitted, can be acted upon. In the embodiment shown is a front side 124 formed of the piston curved. It should be noted, however, that of course other suitable geometric shapes of the piston, such as a rectangular shape, can be selected. As a working medium in particular gases are considered, in which case helium or nitrogen would be mentioned as exemplary gaseous working media. However, you can. as a working medium equally vapors, especially water vapor, or ORC media can be used. Both high temperature stable ORC media and low temperature ORC media can be used.

Der Kolben 120 ist mit einem drehbar gelagerten Ring 135 verbunden. An dem Ring 135 sind Magnete 130 angeordnet, wobei sich die Magnetpole von im Umfangsrichtung nebeneinander liegenden Magneten abwechseln. Dies ist in 1 durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Aus 1 geht hervor, dass die Magnete 130 den vollständigen Umfang des Rings 135 überdecken. Auf diese Weise wird der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt. Die Magnete 130 können dabei an dem Ring 135 befestigt oder in diesen integriert sein. Weiterhin können die Magnete 130 als Permanentmagnete oder als Elektromagnete ausgebildet sein. Im letzteren Fall verfügt der elektrische Generator 100 über eine Stromzuführung zu den Elektromagneten 130. Diese kann beispielsweise über Schleifringe und Bürsten geschehen. Der Ring 135 ist am inneren Umfang der Kolbenkammer 110 angeordnet. Ihm gegenüberliegend sind Spulen 140 angeordnet. Werden nun die Magnete 130 an den Spulen 140 vorbeibewegt, so induzieren sie in diesen Spulen eine Spannung. Diese Spannung kann abgegriffen und dem elektrischen Generator 100 somit elektrische Leistung entnommen werden.The piston 120 is with a rotatably mounted ring 135 connected. At the ring 135 are magnets 130 arranged, wherein the magnetic poles alternate in the circumferential direction adjacent magnets. This is in 1 indicated by the corresponding arrows. Out 1 it turns out that the magnets 130 the full circumference of the ring 135 cover. In this way, the available space is optimally utilized. The magnets 130 can do this on the ring 135 attached or integrated into this. Furthermore, the magnets can 130 be designed as permanent magnets or as electromagnets. In the latter case, the electric generator has 100 via a power supply to the electromagnets 130 , This can be done for example via slip rings and brushes. The ring 135 is on the inner circumference of the piston chamber 110 arranged. Opposite him are coils 140 arranged. Now become the magnets 130 on the coils 140 Moving past, they induce a voltage in these coils. This voltage can be tapped and the electric generator 100 thus electrical power can be taken.

Zwischen dem Ring 135 und den Spulen 140 ist eine ortsfeste Dichtung 160 angeordnet. Die ortsfeste Dichtung 160 dichtet die Kolbenkammer 110 gegenüber den Spulen 140 gasdicht ab. Weiterhin ist zwischen der Einlassöffnung 112 und der Auslassöffnung 114 eine bewegliche Dichtung 150 vorgesehen. Wie durch den Doppelpfeil in 1 angedeutet kann die bewegliche Dichtung 150 in radialer Richtung bewegt werden. Dabei kann die bewegliche Dichtung 150 aus der Kolbenkammer in eine radial außen liegende Aufnahme hineinbewegt werden und aus dieser wieder in die Kolbenkammer zurück. Die bewegliche Dichtung 150 ist so eingerichtet, dass sie die Kolbenkammer 110 zwischen der Einlassöffnung 112 und der Auslassöffnung 114 im Wesentlichen druckdicht verschließt. Auf diese Weise wird zwischen der Druckseite 122 des Kolbens 120 und der beweglichen Dichtung 150 ein Zwischenraum geschaffen, in den über die Einlassöffnung 112 ein Arbeitsmedium eingebracht werden kann. Weiterhin sind in 1 ein Einlassventil 170 und ein Auslassventil 180 gezeigt. Über das Einlassventil 170 kann das Einbringen von Arbeitsmedium in die Kolbenkammer 110 gesteuert werden. Gleichzeitig kann über das Auslassventil 180 das Auslassen von Arbeitsmedium aus der Kolbenkammer 110 gesteuert werden.Between the ring 135 and the coils 140 is a stationary seal 160 arranged. The stationary seal 160 seals the piston chamber 110 opposite the coils 140 gastight. Furthermore, between the inlet opening 112 and the outlet opening 114 a movable seal 150 intended. As indicated by the double arrow in 1 The movable seal can be indicated 150 be moved in the radial direction. In this case, the movable seal 150 are moved from the piston chamber into a radially outer receptacle and back from this back into the piston chamber. The movable seal 150 is set up to be the piston chamber 110 between the inlet opening 112 and the outlet opening 114 essentially closes pressure-tight. In this way, between the pressure side 122 of the piston 120 and the movable seal 150 created a gap in the over the inlet opening 112 a working medium can be introduced. Furthermore, in 1 an inlet valve 170 and an exhaust valve 180 shown. About the inlet valve 170 may be the introduction of working fluid in the piston chamber 110 to be controlled. At the same time can via the exhaust valve 180 the discharge of working fluid from the piston chamber 110 to be controlled.

Ein Teilbereich der Oberfläche des Kolbens 120 kann mit einer Labyrinthdichtung 126 versehen sein. Dieser Teilbereich umfasst insbesondere den Bereich der Kolbenoberfläche, der zur Innenwand 116 der Kolbenkammer benachbart ist. Aufgrund der Labyrinthdichtung 126 kann die Menge an Arbeitsmedium, die von der Druckseite 122 des Kolbens 120 auf die Vorderseite 124 des Kolbens strömt, deutlich verringert werden. Weiterhin ist die Labyrinthdichtung 126 im Wesentlichen verschleißfrei, sodass der elektrische Generator 100 äußerst wartungsarm ist.A partial area of the surface of the piston 120 can with a labyrinth seal 126 be provided. In particular, this subarea includes the area of the piston surface that faces the inner wall 116 adjacent the piston chamber. Due to the labyrinth seal 126 may be the amount of working fluid coming from the pressure side 122 of the piston 120 on the front 124 of the piston flows, be significantly reduced. Furthermore, the labyrinth seal 126 essentially wear-free, so the electric generator 100 extremely low maintenance.

2 zeigt eine weitere Querschnittsansicht des elektrischen Generators 100 entlang einer Ebene senkrecht zur Rotationsrichtung des Kolbens 120. In der darin gezeigten Ausführungsform weist die Kolbenkammer 110 einen bogenförmigen bzw. einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Wie bereits erwähnt sind auch andere Querschnittsgeometrien der Kolbenkammer wie etwa ein Rechteck denkbar. Die Seitenwand der Kolbenkammer weist dabei Auskragungen 118 auf, die dazu dienen, ein Lager 137 für den drehbaren Ring 135 zu tragen. In dieser Querschnittsansicht weist der Ring 135 eine im Wesentlichen T-förmige Struktur auf, wobei der Ring 135 seitlich auf den Lager 137 drehend gelagert ist. Ein Magnet 130 ist am zum Mittelpunkt hinweisenden Ende des Rings 135 angeordnet. Dem Magneten 130 gegenüber ist eine Induktionsspule 140 angeordnet, die auf einem Träger 144 ortsfest gelagert ist. Eine von dem Magneten 130 in der Spule 140 induzierte Spannung V kann über die Spulenanschlüsse 142 abgegriffen werden. Zwischen dem Magneten 130 und der Spule 140 ist die ortsfeste Dichtung 160 angeordnet. Die ortsfeste Dichtung ist so ausgebildet, dass sie die Kolbenkammer 110 gegenüber der ortsfesten Spule 140 gasdicht abschließt. Die ortsfeste Dichtung 160 ist an ihren seitlichen Rändern 162 eingespannt. Dazu weist der Spulenträger 144 Klemmbereiche 146 auf, die sich in radialer Richtung erstrecken. Die seitlichen Enden 162. der Dichtung 160 sind zwischen den Klemmbereichen 146 des Spulenträgers 144 und den Auskragungen 118 der Kammerwand eingespannt. Insbesondere können dabei die Seiten 162 der ortsfesten Dichtung 160 mit den Auskragungen 118 und/oder den Klemmbereichen 146 verklebt oder verschweißt sein. Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsarten zwischen der ortsfesten Dichtung 160 und dem Generatorgehäuse denkbar, solange die Gasdichtigkeit gewährleistet werden kann. 2 shows a further cross-sectional view of the electric generator 100 along a plane perpendicular to the direction of rotation of the piston 120 , In the embodiment shown therein, the piston chamber 110 an arcuate or a substantially semicircular cross-section. As already mentioned, other cross-sectional geometries of the piston chamber, such as a rectangle, are also conceivable. The side wall of the piston chamber has projections 118 on which serve a camp 137 for the rotatable ring 135 to wear. In this cross-sectional view, the ring 135 a substantially T-shaped structure, wherein the ring 135 on the side of the camp 137 is mounted rotating. A magnet 130 is at the middle point end of the ring 135 arranged. The magnet 130 opposite is an induction coil 140 arranged on a support 144 is stored stationary. One from the magnet 130 in the coil 140 induced voltage V can through the coil terminals 142 be tapped. Between the magnet 130 and the coil 140 is the stationary seal 160 arranged. The stationary seal is designed to hold the piston chamber 110 opposite the stationary coil 140 gas-tight. The stationary seal 160 is at their lateral edges 162 clamped. For this purpose, the bobbin 144 clamping areas 146 on, which extend in the radial direction. The lateral ends 162 , the seal 160 are between the clamping areas 146 of the bobbin 144 and the overhangs 118 clamped the chamber wall. In particular, the pages can 162 the stationary seal 160 with the projections 118 and / or the clamping areas 146 glued or welded. Of course, other types of connection between the stationary seal 160 and the generator housing conceivable as long as the gas-tightness can be ensured.

Wie in 2 gezeigt, weist die ortsfeste Dichtung 160 eine Wölbung in Richtung zum Mittelpunkt des Kreisrings hin auf. Auf diese Weise ist die ortsfeste Dichtung 160 auf Zug beansprucht und wird sich auch dann, wenn die Kolbenkammer 110 mit unter hohem Druck stehenden Arbeitsmedium befüllt ist, nur unwesentlich mechanisch verformen. Dies ist vorteilhaft, da ansonsten der Ring 135 und insbesondere der Magnet 130 an der ortsfesten Dichtung 160 schleifen könnte. Typischerweise ist die ortsfeste Dichtung 160 aus einem schwach magnetisierbaren oder einem nicht magnetisierbaren Material gefertigt. Auf diese Weise werden Magnetisierungsverluste beim Betrieb des Generators möglichst gering gehalten. Beispielsweise kann die ortsfeste Dichtung aus einem Stahl, insbesondere Aluminium, einem nicht rostendem Stahl, oder einem faserverstärkten Verbundwerkstoff, beispielsweise einem Kohlefaserverbundwerkstoff, gefertigt sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die ortsfeste Dichtung 160 aus Lehrenband aus nicht rostendem Stahl mit einer Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm ausgebildet.As in 2 shown has the stationary seal 160 a curvature toward the center of the annulus on. In this way, the stationary seal 160 stressed on train and will be even if the piston chamber 110 is filled with working fluid under high pressure, only slightly deform mechanically. This is advantageous because otherwise the ring 135 and especially the magnet 130 on the stationary seal 160 could grind. Typically, the stationary seal 160 made of a weakly magnetizable or a non-magnetizable material. In this way, magnetization losses during operation of the generator are kept as low as possible. For example, the stationary seal can be made of a steel, in particular aluminum, a stainless steel, or a fiber-reinforced composite material, for example a carbon fiber composite material. In one embodiment, the stationary seal 160 made of stainless steel gauge tape having a thickness in the range of 0.1 mm to 5 mm.

Im Folgenden wird anhand der 3A bis 3D die Wirkungsweise des elektrischen Generators 100 erläutert. Dabei zeigt 3A wie über die Einlassöffnung 112 ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium in den zwischen der Druckseite 122 des Kolbens 120 und der beweglichen Dichtung 150 gebildeten Zwischenraum eingelassen wird. Das unter Druck stehende Arbeitsmedium beaufschlagt die Druckseite 122 des Kolbens mit einem Druck, sodass der drehbar gelagerte Kolben 120 in Rotation versetzt wird. Dies ist in 3A durch den gekrümmten Pfeil angedeutet. Dabei nimmt der Kolben 120 den Ring 135 und die an ihm angeordneten Magnete 130 mit. Auf diese Weise werden Magnete mit abwechselnder Ausrichtung der Pole an den ortsfesten Spulen 140 vorbeibewegt, sodass jede dieser Spulen ein magnetisches Wechselfeld erfährt. Demgemäß wird in jeder der Induktionseulen 140 eine elektrische Wechselspannung induziert, die an jeweiligen Spulenanschlüssen 142 abgegriffen werden kann.The following is based on the 3A to 3D the operation of the electric generator 100 explained. It shows 3A as about the inlet opening 112 a pressurized working fluid in between the pressure side 122 of the piston 120 and the movable seal 150 formed intermediate space is taken. The pressurized working medium acts on the pressure side 122 of the piston with a pressure, so that the rotatably mounted piston 120 is set in rotation. This is in 3A indicated by the curved arrow. This takes the piston 120 The ring 135 and the magnets arranged on it 130 With. In this way, magnets with alternating orientation of the poles on the stationary coils 140 moved past, so that each of these coils undergoes a magnetic alternating field. Accordingly, in each of the induction coils 140 an alternating electrical voltage induced at respective coil terminals 142 can be tapped.

Wie in 3B ersichtlich, bewegt sich nun der Kolben auf seiner Kreisbahn weiter. Gemäß dem in 3B gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Einlassen des Arbeitsmediums in die Kolbenkammer 110 an der angezeigten Winkelposition des Kolbens 120 gestoppt, sodass kein weiteres Arbeitsmedium mehr in die Kolbenkammer 110 eintritt. Es wird darauf hingewiesen, dass die gezeigte Winkelposition des Kolbens 120 lediglich beispielhaft zu verstehen ist und selbstverständlich auch andere Winkelpositionen gewählt werden können. Die nun in dem Bereich der Kolbenkammer, der sich zwischen der beweglichen Dichtung 150 und der Druckseite des Kolbens 120 befindet, vorhandene Menge an Arbeitsmedium entspannt sich und drückt den Kolben 120 weiter in Rotationsrichtung.As in 3B As can be seen, the piston now moves on its circular path. According to the in 3B the embodiment shown, the admission of the working medium in the piston chamber 110 at the indicated angular position of the piston 120 stopped, so no more working fluid in the piston chamber 110 entry. It should be noted that the angular position of the piston shown 120 is to be understood only as an example and of course other angular positions can be selected. The now in the area of the piston chamber, which is between the movable seal 150 and the pressure side of the piston 120 is present, existing amount of working fluid relaxes and pushes the piston 120 further in the direction of rotation.

Dies ist in 3C gezeigt. Weiterhin ist in 3C angedeutet, dass aufgrund der Entspannung des Arbeitsmediums nunmehr der Kolben 120 mit einem geringeren Druck beaufschlagt ist. Entsprechend ist die Länge des gekrümmten Pfeils kürzer dargestellt als beispielsweise in den 3A und 3B. Weiterhin ist durch die Pfeile angedeutet, dass gegebenenfalls noch aus einem vorherigen Takt in der Kolbenkammer befindliches Arbeitsmedium durch den Kolben 120 verdrängt und über die Auslassöffnung 114 aus der Kolbenkammer gedrückt werden kann.This is in 3C shown. Furthermore, in 3C indicated that due to the relaxation of the working medium now the piston 120 is subjected to a lower pressure. Entspre Accordingly, the length of the curved arrow is shown shorter than, for example, in the 3A and 3B , Furthermore, it is indicated by the arrows that optionally still from a previous cycle in the piston chamber befindliches working fluid through the piston 120 displaced and over the outlet opening 114 can be pushed out of the piston chamber.

3D zeigt wie der Kolben 120 die beweglich Dichtung 150 beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme 156 hineindrückt. Dabei ist die in Bewegungsrichtung des Kolbens liegende Seite 124 des Kolbens 120 teilweise schräg oder wie hier abgerundet ausgebildet. Die der Bewegungsrichtung des Kolbens zugewandte Seite 152 der beweglichen Dichtung 150 ist ebenfalls zumindest teilweise schräg oder abgerundet ausgebildet, sodass der Kolben 120 die Dichtung 150 beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme 156 drücken kann. Weiterhin ist in 3D gezeigt, dass die Dichtungsseite 154 der beweglichen Dichtung 160 ein an den Außendurchmesser des Rings 135 angepasstes Profil aufweist, um eine gute Dichtung mit dem Ring 135 zu bewirken. Auch die Dichtungsfläche 154 kann mit einer Labyrinthdichtung versehen sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können anstatt der Labyrinthdichtung auch ein oder mehrere Dichtringe breitgestellt sein, wobei die Dichtringe die bewegliche Dichtung 150 gegenüber dem Ring 135 in der Art eines Kolbenrings im Ottomotor abdichten. Diese Dichtringe sind typischerweise sehr klein und können beispielsweise aus einem Hartmetall gefertigt sein. Auf diese Weise wird nur wenig Reibung erzeugt und die Dichtringe sind praktisch verschleißfrei. Gemäß einer Weiterbildung sind die Dichtringe federnd in dem Kolben gelagert. 3D shows like the piston 120 the movable seal 150 when driving over in the seal holder 156 pushes. Here is the lying in the direction of movement of the piston side 124 of the piston 120 partially oblique or as rounded here. The direction of movement of the piston side facing 152 the movable seal 150 is also at least partially oblique or rounded, so that the piston 120 the seal 150 when driving over in the seal holder 156 can press. Furthermore, in 3D shown that the gasket side 154 the movable seal 160 one to the outside diameter of the ring 135 adapted profile to a good seal with the ring 135 to effect. Also the sealing surface 154 can be provided with a labyrinth seal. According to a further embodiment, instead of the labyrinth seal also one or more sealing rings may be provided, wherein the sealing rings, the movable seal 150 opposite the ring 135 Seal in the manner of a piston ring in the gasoline engine. These sealing rings are typically very small and can be made for example of a hard metal. In this way, only little friction is generated and the sealing rings are virtually wear-free. According to a development, the sealing rings are resiliently mounted in the piston.

Alternativ zu dem dargestellten Überfahren der Dichtung mit dem Kolben 120 kann die Dichtung 150 auch separat antreibbar sein, um in die Dichtungsaufnahme 156 bewegt zu werden. Beispielsweise kann dies über einen Elektromagneten realisiert werden, der die Dichtung 150 gegen eine Federkraft in die Dichtungsaufnahme zieht.Alternatively to the illustrated running over the seal with the piston 120 can the seal 150 Also be driven separately to the seal holder 156 to be moved. For example, this can be realized via an electromagnet which seals 150 pulls into the seal holder against a spring force.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist der grundsätzliche Aufbau des elektrischen Generators 400 im Wesentlichen gleich zu den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen. Jedoch ist bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Magnetring 435 am äußeren Umfang der Kolbenkammer 410 angeordnet. Weiterhin sind die Induktionsspulen 440 dem Magnetring 435 gegenüberliegend am äußeren Umfang der Kolbenkammer 410 angeordnet. Eine ortsfeste Dichtung 460 schließt wiederum die Kolbenkammer 410 mit dem darin befindlichen Magnetring 435 gasdicht gegenüber den nun außen liegenden Spulen 440 ab. Der prinzipielle Aufbau des Magnetrings 435, der Spulen 440 sowie der ortsfesten Dichtung 460 entsprechen den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei die nötigen Anpassungen auf die Ausführungsform von 4 dem allgemeinen Können des Fachmanns entsprechen. Weiterhin sind die Einlassöffnung 412 sowie die Auslassöffnung 414 im Inneren des Generators 400 gelegen, sodass bei dieser Ausführungsform die Zu- und Ableitungen für das Arbeitsmedium zentral zu führen sind. Ebenfalls innen gelegen ist aufgrund des Aufbaus die bewegliche Dichtung 450, die jedoch ansonsten der vorher beschriebenen beweglichen Dichtung 150 entspricht, wobei die Dichtungsfläche dem Innendurchmesser des Magnetrings 435 angepaßt ist. Mit anderen Worten ist das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel lediglich hinsichtlich der Anordnung von beweglichem Ring und Spulen invertiert, das heißt, die vorher außen liegenden Elemente wurden ins Innere des Generators verlegt, wohingegen die vorher innen liegenden Spulen und der innen liegende Ring nach außen gelegt wurden. Vom prinzipiellen Wirkprinzip und der Funktionsweise her unterscheidet sich der Generator 400 jedoch nicht vom Generator 100 der vorher besprochenen Ausführungsbeispiele. 4 shows a further embodiment of the present invention. Here is the basic structure of the electric generator 400 substantially equal to the embodiments shown so far. However, in the case of 4 shown embodiment of the magnetic ring 435 on the outer circumference of the piston chamber 410 arranged. Furthermore, the induction coils 440 the magnetic ring 435 opposite to the outer circumference of the piston chamber 410 arranged. A stationary seal 460 in turn closes the piston chamber 410 with the magnetic ring inside 435 gastight against the now outer coils 440 from. The basic structure of the magnet ring 435 , the coils 440 and the stationary seal 460 correspond to the embodiments described above, with the necessary adaptations to the embodiment of 4 to the general skill of the person skilled in the art. Furthermore, the inlet opening 412 as well as the outlet opening 414 inside the generator 400 located, so that in this embodiment, the supply and discharge lines for the working medium are to be centrally managed. Also located inside is due to the structure of the movable seal 450 but otherwise the previously described movable seal 150 corresponds, wherein the sealing surface to the inner diameter of the magnetic ring 435 is adapted. In other words, that's in 4 shown embodiment only with respect to the arrangement of movable ring and coils inverted, that is, the previously outer elements were laid inside the generator, whereas the previously internal coils and the inner ring were laid outwards. From the principal operating principle and the operation, the generator differs 400 but not from the generator 100 the previously discussed embodiments.

In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Darin weist der Generator 500 wiederum den Aufbau mit innen liegendem drehenden Ring und innen liegenden Spulen so wie im Ausführungsbeispiel der 1 auf. Jedoch sind bei diesem Ausführungsbeispiel die in 1 gezeigten Permanentmagnete durch Spulen 530 ersetzt. Diese Spulen 530 werden in einer Betriebsart des Generators 500 als Magnetspulen verwendet, um in den ihnen gegenüber liegenden Spulen 540 eine Spannung zu induzieren, sodass elektrische Leistung aus dem Generator abgegriffen werden kann. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel werden die ortsfesten innen liegenden Spulen 540 als Magnetspulen betrieben, die in den an ihnen vorbei bewegten Spulen 530 eine Spannung induzieren. Diese Spannung kann ebenfalls abgegriffen werden, und als elektrische Leistung dem Generator entnommen werden. Zur Versorgung der rotierenden Spulen 530 mit Strom bzw. zum Abgriff der in den Spulen induzierten Spannung können Schleifringe und Bürsten vorgesehen sein. Ein Vorteil bei dieser Ausführungsart ist darin zu sehen, dass durch geeignete Steuerung der Erregerströme in den Magnetspulen, die Stärke und/oder Phasenlage der erzeugten Wechselströme gesteuert werden können. Ebenso kann der Generator 500 durch die Steuerung bzw. Regelung der Erregerströme alleine oder in Kombination mit der Steuerung bzw. Regelung des Arbeitsmediums stufenlos zwischen wirkungsgradoptimiertem Betrieb und leistungsoptimiertem Betrieb eingestellt werden. Ebenfalls können so konstante Leistungen und/oder konstante Drehzahlen eingeregelt werden.In 5 another embodiment of the present invention is shown. This shows the generator 500 turn the structure with internal rotating ring and inner coils as in the embodiment of 1 on. However, in this embodiment, the in 1 shown permanent magnets by coils 530 replaced. These coils 530 be in an operating mode of the generator 500 used as solenoids to coils in their opposite 540 to induce a voltage so that electrical power can be tapped from the generator. According to another embodiment, the fixed internal coils 540 operated as magnetic coils in the moving past them coils 530 induce a voltage. This voltage can also be tapped and taken as electrical power from the generator. To supply the rotating coils 530 With current or for tapping the voltage induced in the coil slip rings and brushes may be provided. An advantage of this embodiment is the fact that by appropriate control of the excitation currents in the magnetic coils, the strength and / or phase angle of the alternating currents generated can be controlled. Likewise, the generator 500 be adjusted by the control or regulation of the excitation currents alone or in combination with the control or regulation of the working fluid continuously between efficiency-optimized operation and performance-optimized operation. Also so constant power and / or constant speeds can be adjusted.

6 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines elektrischen Generators 600, wobei in dieser Ausführungsform die bewegliche Dichtung 650 als Klappe ausgebildet ist. Die bewegliche Dichtung 650 ist schwenkbar um eine Achse 652 gelagert und mittels einer Feder 654 vorgespannt. Die Feder 654 drückt die bewegliche Dichtung 650 gegen den Magnetring 635. Da die Dichtung eine länger ist als der Durchmesser der Kolbenkammer 610, ist die bewegliche Dichtung 650 gegenüber dem von dem Arbeitsmedium ausgeübten Druck sperrend. Der rotierende Kolben 620 drückt die Dichtungsklappe 650 jedoch gegen die Federkraft 654 in die Aufnahme. Dabei ist die Dichtung 650 beispielsweise so geformt, dass sie sich in das Profil der äußeren Wand der Kolbenkammer 610 einfügt. 6 shows a cross-sectional view of another embodiment of an electric generator 600 In this embodiment, the movable seal 650 is designed as a flap. The movable seal 650 is pivotable about an axis 652 stored and by means of a spring 654 biased. The feather 654 pushes the movable seal 650 against the magnetic ring 635 , Since the seal is longer than the diameter of the piston chamber 610 , is the moving seal 650 blocking the pressure exerted by the working fluid pressure. The rotating piston 620 pushes the sealing flap 650 but against the spring force 654 in the recording. Here is the seal 650 for example, shaped to fit into the profile of the outer wall of the piston chamber 610 fits.

7 zeigt eine andere Schnittansicht mit einer weiteren Ausführungsform der feststehenden Dichtung 760. Dabei ist der Magnetring 735 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die Öffnung des Us zu der Spule 740 hinzeigt. An der Innenseite eines jeweiligen Schenkels des Us ist jeweils ein Magnet 730 angeordnet. Der Spulenträger 744 ist im Wesentlichen T- förmig ausgebildet, wobei die Spule 740 nach oben durch die Öffnung des U zwischen die beiden Magnete 730 hineinragt. Die ortsfeste Dichtung 760 ist ebenfalls U-förmig ausgebildet und zwischen den Schenkeln des Magnetrings 735 und der Spule 740 angeordnet. Ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die seitlichen Ränder 762 der ortsfesten Dichtung 760 mit dem Generatorgehäuse derart verbunden, dass die ortsfeste Dichtung 760 die Kolbenkammer 710 gegenüber der Spule 740 gasdicht abschließt. Um die mechanische Festigkeit der U-förmigen ortsfesten Dichtung 760 zu erhöhen, kann der die beiden Schenkel verbindende Querteil der Dichtung mit dem oberen Teil des Spulenträgers 744 verbunden sein. Insbesondere kann der quer laufende Bereich mit dem Spulenträger 744 verschraubt sein. 7 shows another sectional view with another embodiment of the fixed seal 760 , This is the magnetic ring 735 formed substantially U-shaped, wherein the opening of the US to the coil 740 pointing. On the inside of each leg of the US is in each case a magnet 730 arranged. The coil carrier 744 is formed substantially T-shaped, wherein the coil 740 up through the opening of the U between the two magnets 730 protrudes. The stationary seal 760 is also U-shaped and between the legs of the magnet ring 735 and the coil 740 arranged. As in the embodiment according to 1 are the side edges 762 the stationary seal 760 connected to the generator housing such that the stationary seal 760 the piston chamber 710 opposite the coil 740 gas-tight. To the mechanical strength of the U-shaped stationary seal 760 can increase, connecting the two legs cross part of the seal with the upper part of the bobbin 744 be connected. In particular, the transverse region with the coil carrier 744 be bolted.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der zwei Generatoren 800, 900 der vorbeschriebenen Art hintereinander geschaltet sind. Dabei ist der Auslass 814 des ersten Generators 800 mit dem Einlass 914 des zweiten Generators 900 verbunden. Auf diese Weise kann das aus dem ersten Generator 800 ausströmende Arbeitsmedium noch in dem zweiten Generator 900 verwendet werden, um Strom zu erzeugen. Beispielsweise ist es möglich, den ersten Generator 800 leistungsoptimiert zu betreiben, sodass das aus dem ersten Generator 800 austretende Arbeitsmedium im Wesentlichen einen ähnlichen Druck aufweist wie bei Einströmen in diesen ersten Generator 800. Der zweite Generator 900 kann nun wirkungsgradoptimiert betrieben werden, sodass das unter Druck stehende Arbeitsmedium im zweiten Generator 900 möglichst vollständig entspannt wird. Dazu können beispielsweise die Querschnitte bzw. Volumina der beiden Generatoren in geeigneter Weise aufeinander angepasst sein. So kann der mit hoher Leistung und hohem Druck betriebene Generator 800 einen kleinen Querschnitt der Kolbenkammer aufweisen, wohingegen der Querschnitt der Kolbenkammer des zweiten Generators 900 entsprechend größer ist, um die Menge an Arbeitsmedium aus dem ersten Generator 800 aufzunehmen und zu entspannen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Generatoren in geeigneter Weise hintereinander geschaltet werden, wobei die jeweiligen Querschnitte/Volumina bzw. Generatordurchmesser aufeinander abzustimmen sind. Insbesondere können solche mehrstufigen Generatoren in einem einzigen Gehäuse angeordnet werden, sodass eine kompakte mehrstufige Bauform bereitgestellt wird. Zusätzlich zur Abstimmung der jeweiligen Querschnitte, Radien und Volumina aufeinander können selbstverständlich auch die Steuerungen der Einlass- und Auslassventile sowie gegebenenfalls die Steuerungen der Erregerströme für Magnetspulen aufeinander abgestimmt werden. Eine solche mehrstufige Bauform kann in weiten Druckbereichen betrieben werden und die verschiedenen Betriebsparameter können fast beliebig eingestellt werden. Weitere Freiheitsgrade des Systems können beispielsweise durch das Vorsehen einer Zwischenerhitzung des Arbeitsmediums zwischen zwei Generatorstufen oder ähnliche vergleichbare Maßnahmen eingestellt werden. 8th shows a schematic representation of an arrangement in which two generators 800 . 900 the above-described type are connected in series. This is the outlet 814 of the first generator 800 with the inlet 914 of the second generator 900 connected. In this way, that can be done from the first generator 800 effluent working fluid still in the second generator 900 used to generate electricity. For example, it is possible to use the first generator 800 operate with optimized performance, so that from the first generator 800 emerging working fluid substantially has a similar pressure as when flowing into this first generator 800 , The second generator 900 can now be operated efficiency optimized, so that the pressurized working fluid in the second generator 900 as completely relaxed as possible. For this purpose, for example, the cross sections or volumes of the two generators may be adapted to one another in a suitable manner. So the high power and high pressure generator can 800 have a small cross section of the piston chamber, whereas the cross section of the piston chamber of the second generator 900 is correspondingly larger to the amount of working fluid from the first generator 800 to absorb and relax. Of course, more than two generators can be connected in a suitable manner one behind the other, wherein the respective cross sections / volumes or generator diameters are to be matched. In particular, such multi-stage generators can be arranged in a single housing, so that a compact multi-stage design is provided. In addition to the coordination of the respective cross sections, radii and volumes on one another, it goes without saying that the controls of the inlet and outlet valves and, if appropriate, the controls of the excitation currents for magnetic coils can also be coordinated with one another. Such a multi-stage design can be operated in wide pressure ranges and the various operating parameters can be set almost arbitrarily. Other degrees of freedom of the system can be set, for example, by providing intermediate heating of the working medium between two generator stages or similar comparable measures.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sollen keinesfalls als einschränkend für die vorliegende Erfindung verstanden werden. Insbesondere können einzelne Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele in andere Ausführungsformen übernommen werden oder verschiedene Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, solange sich die kombinierten Merkmale nicht technisch bedingt gegenseitig ausschließen.The The present invention has been explained with reference to exemplary embodiments. These embodiments should by no means be considered as limiting the present Be understood invention. In particular, individual features of the various embodiments assumed in other embodiments or different embodiments be combined with each other as long as the combined features are not for technical reasons mutually exclusive.

Claims (35)

Elektrischer Generator (100, 400, 500, 600, 700, 800, 900), umfassend eine Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) mit einer Einlaßöffnung (112, 412) und einer Auslaßöffnung (114, 414, 614, 814), wobei die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist, einen Kolben (120, 420, 520, 620), der in der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist, wobei der Kolben (120, 420, 520, 620) eingerichtet ist, mindestens einen Magneten (130, 430, 530, 630, 730) auf einer Kreisbahn mitzunehmen, und wobei der Generator weiterhin mindestens eine Spule (140, 440, 540, 640) aufweist, an der der Magnet (130, 430, 530, 630, 730) vorbeigeführt werden kann, so daß in der Spule (140, 440, 540, 640) eine elektrische Spannung induziert werden kann.Electric generator ( 100 . 400 . 500 . 600 . 700 . 800 . 900 ) comprising a piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) with an inlet opening ( 112 . 412 ) and an outlet opening ( 114 . 414 . 614 . 814 ), wherein the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is annular in at least one cross-sectional view, a piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) located in the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is rotatably mounted on a circular path about the center of the annulus, wherein the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ), at least one magnet ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) on a circular path, and wherein the generator further comprises at least one coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ), on which the magnet ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) can be passed, so that in the coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) An electrical voltage can be induced. Elektrischer Generator, umfassend eine Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung, wobei die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) in zumindest einer Querschnittsansicht kreisringförmig ist, einen Kolben (120, 420, 520, 620), der in der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) auf einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagert ist, wobei der Kolben (120, 420, 520, 620) eingerichtet ist, mindestens eine Spule (140, 440, 540, 640) auf einer Kreisbahn mitzunehmen, und wobei der Generator weiterhin mindestens einen Magneten (130, 430, 530, 630, 730) aufweist, an dem die Spule (140, 440, 540, 640) vorbeigeführt werden kann, so daß in der Spule (140, 440, 540, 640) eine elektrische Spannung induziert werden kann.Electric generator comprising a piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) with an inlet opening and an outlet opening, wherein the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is annular in at least one cross-sectional view, a piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) located in the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is rotatably mounted on a circular path about the center of the annulus, wherein the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ), at least one coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) on a circular path, and wherein the generator further comprises at least one magnet ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ), on which the coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) can be passed so that in the coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) An electrical voltage can be induced. Elektrischer Generator nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin umfassend eine zwischen der Einlaßöffnung (112, 412) und der Auslaßöffnung (114, 414, 614, 814) angeordnete bewegliche Dichtung (150, 450, 650), die eingerichtet ist, die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung im wesentlichen druckdicht zu verschließen, und die weiterhin so bewegbar ist, daß der Kolben (120, 420, 520, 620) an der beweglichen Dichtung (150, 450, 650) vorbeibewegt werden kann.An electric generator according to claim 1 or 2, further comprising a between the inlet port ( 112 . 412 ) and the outlet ( 114 . 414 . 614 . 814 ) arranged movable seal ( 150 . 450 . 650 ), which is set up, the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) between the inlet opening and the outlet opening substantially pressure-tight, and which is further movable so that the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) on the movable seal ( 150 . 450 . 650 ) can be moved past. Elektrischer Generator nach Anspruch 3, wobei die bewegliche Dichtung (150, 450) im wesentlichen in radialer Richtung bewegbar ist.Electric generator according to claim 3, wherein the movable seal ( 150 . 450 ) is movable substantially in the radial direction. Elektrischer Generator nach Anspruch 3 oder 4, wobei die bewegliche Dichtung (150, 450, 650) in eine Dichtungsaufnahme, die in einer inneren oder in einer äußeren Wand der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) ausgebildet ist, bewegbar ist.Electric generator according to claim 3 or 4, wherein the movable seal ( 150 . 450 . 650 ) in a seal receiver, which in an inner or in an outer wall of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is formed, is movable. Elektrischer Generator nach Anspruch 5, wobei der Kolben (120, 420, 520, 620) und/oder die bewegliche Dichtung (150, 450, 650) so ausgebildet sind, daß der Kolben (120, 420, 520, 620) die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme bewegt.Electric generator according to claim 5, wherein the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) and / or the movable seal ( 150 . 450 . 650 ) are formed so that the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) moves the seal when driving into the seal holder. Elektrischer Generator nach Anspruch 6, wobei eine in Bewegungsrichtung des Kolbens (120, 420, 520, 620) liegende Seite des Kolbens in der Querschnittsansicht zumindest teilweise schräg verläuft und wobei eine der Bewegungsrichtung des Kolbens (120, 420, 520, 620) zugewandte Seite der beweglichen Dichtung (150, 450, 650) in Querschnittsansicht ebenfalls zumindest teilweise schräg verläuft, so daß der Kolben (120, 420, 520, 620) die Dichtung beim Überfahren in die Dichtungsaufnahme drückt.Electric generator according to claim 6, wherein a movement direction of the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) lying side of the piston in the cross-sectional view is at least partially oblique and wherein one of the direction of movement of the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) facing side of the movable seal ( 150 . 450 . 650 ) is also at least partially oblique in cross-sectional view, so that the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) presses the seal when driving into the seal receptacle. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die bewegliche Dichtung (150, 450) separat antreibbar ist, um die Dichtung in die Dichtungsaufnahme zu bewegen.Electric generator according to one of claims 3 to 5, wherein the movable seal ( 150 . 450 ) is separately driven to move the seal in the seal holder. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens einen um den Mittelpunkt des Kreisrings drehbar gelagerten Ring (135, 435, 635, 735), der mit dem Kolben (120, 420, 520, 620) verbunden ist.Electric generator according to one of the preceding claims, further comprising at least one ring rotatably mounted about the center of the annulus (FIG. 135 . 435 . 635 . 735 ), with the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) connected is. Elektrischer Generator nach Anspruch 9, wobei der drehbar gelagerte Ring (135, 635, 735) am inneren Umfang der Kolbenkammer (110, 610, 710) angeordnet ist.Electric generator according to claim 9, wherein the rotatably mounted ring ( 135 . 635 . 735 ) on the inner circumference of the piston chamber ( 110 . 610 . 710 ) is arranged. Elektrischer Generator nach Anspruch 9, wobei der drehbar gelagerte Ring (435) am äußeren Umfang der Kolbenkammer (410) angeordnet ist.Electric generator according to claim 9, wherein the rotatably mounted ring ( 435 ) on the outer circumference of the piston chamber ( 410 ) is arranged. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 und 9 bis 11, wobei der zumindest eine Magnet (130, 430, 530, 630, 730) an dem drehbar gelagerten Ring (135, 435, 635, 735) angeordnet ist.Electric generator according to one of claims 1 and 9 to 11, wherein the at least one magnet ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) on the rotatably mounted ring ( 135 . 435 . 635 . 735 ) is arranged. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 2 und 9 bis 11, wobei die zumindest eine Spule (140, 440, 540, 640) an dem drehbar gelagerten Ring (135, 435, 635, 735) angeordnet ist.Electric generator according to one of claims 2 and 9 to 11, wherein the at least one coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) on the rotatably mounted ring ( 135 . 435 . 635 . 735 ) is arranged. Elektrischer Generator nach Anspruch 12 oder 13, wobei mehrere Magnete (130, 430, 530, 630, 730) oder mehrere Spulen (140, 440, 540, 640) entlang des Umfangs des drehbar gelagerten Rings (135, 435, 635, 735) angeordnet sind.Electric generator according to claim 12 or 13, wherein a plurality of magnets ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) or several coils ( 140 . 440 . 540 . 640 ) along the circumference of the rotatably mounted ring ( 135 . 435 . 635 . 735 ) are arranged. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 12 und 14, wobei die zumindest eine Spule (140, 440, 540, 640) dem einen Magneten oder den mehreren Magneten (130, 430, 530, 630, 730) gegenüberliegend an dem inneren oder dem äußeren Umfang der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) angeordnet ist.Electric generator according to one of claims 1 and 3 to 12 and 14, wherein the at least one coil ( 140 . 440 . 540 . 640 ) one or more magnets ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) opposite to the inner or the outer circumference of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is arranged. Elektrischer Generator nach Anspruch 15, wobei mehrere Spulen (140, 440, 540, 640) entlang des inneren oder des äußeren Umfangs der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) angeordnet sind.Electric generator according to claim 15, wherein a plurality of coils ( 140 . 440 . 540 . 640 ) along the inner or the outer circumference of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) are arranged. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 2, 3 bis 11, 13 und 14, wobei der zumindest eine Magnet (130, 430, 530, 630, 730) der Spule oder den mehreren Spulen (140, 440, 540, 640) gegenüberliegend an dem inneren oder dem äußeren Umfang der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) angeordnet ist.Electric generator according to one of claims 2, 3 to 11, 13 and 14, wherein the at least one magnet ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) of the coil or the plurality of coils ( 140 . 440 . 540 . 640 ) opposite to the inner or the outer circumference of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) is arranged. Elektrischer Generator nach Anspruch 17, wobei mehrere Magnete (130, 430, 530, 630, 730) entlang des inneren oder des äußeren Umfangs der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) angeordnet sind.Electric generator according to claim 17, wherein several magnets ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) along the inner or the outer circumference of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) arranged are. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die an der inneren oder der äußeren Wand der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) angeordneten Magnete (130, 430, 530, 630, 730) oder Spulen (140, 440, 540, 640) ortsfest sind.An electric generator according to any one of claims 15 to 18, wherein the at the inner or the outer wall of the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) arranged magnets ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ) or coils ( 140 . 440 . 540 . 640 ) are stationary. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 9 bis 19, weiterhin umfassend eine ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760), die zwischen dem drehbar gelagerten Ring (135, 435, 635, 735) und den ortsfesten Spulen (140, 440, 540, 640) oder Magneten (130, 430, 530, 630, 730) angeordnet ist, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) gegenüber den ortsfesten Spulen oder Magneten gasdicht abschließt.Electric generator according to one of claims 9 to 19, further comprising a stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ), between the rotatably mounted ring ( 135 . 435 . 635 . 735 ) and the fixed coils ( 140 . 440 . 540 . 640 ) or magnets ( 130 . 430 . 530 . 630 . 730 ), wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) Completes gastight against the stationary coils or magnets. Elektrischer Generator nach Anspruch 20, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) im wesentlichen ringförmig ist.Electric generator according to claim 20, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) is substantially annular. Elektrischer Generator nach Anspruch 21, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) eine Wölbung in radialer Richtung aufweist.Electric generator according to claim 21, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) has a curvature in the radial direction. Elektrischer Generator nach Anspruch 22, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) zum Mittelpunkt des Kreisrings hin gewölbt ist.Electric generator according to claim 22, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) is curved towards the center of the annulus. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) aus einem schwach magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Material gefertigt ist.Electric generator according to one of claims 20 to 23, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) is made of a weakly magnetizable or non-magnetizable material. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) aus Aluminium oder nicht rostendem Stahl gefertigt ist.Electric generator according to one of claims 20 to 24, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) is made of aluminum or stainless steel. Elektrischer Generator nach Anspruch 25, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm aufweist.Electric generator according to claim 25, wherein the fixed seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) has a thickness in the range of 0.1 mm to 5 mm. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei die ortsfeste Dichtung (160, 460, 660, 760) im wesentlichen gasdicht in einer Gehäusewand des Generators eingespannt ist.Electric generator according to one of claims 20 to 26, wherein the stationary seal ( 160 . 460 . 660 . 760 ) is clamped substantially gas-tight in a housing wall of the generator. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Labyrinthdichtung (126), die in zumindest einem Bereich der Oberfläche des Kolbens (120) ausgebildet ist.Electric generator according to one of the preceding claims, further comprising a labyrinth seal ( 126 ), which in at least a portion of the surface of the piston ( 120 ) is trained. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Einlaßventil (170), über das ein Arbeitsmedium in die Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) eingelassen werden kann, um eine Druckseite des Kolbens (120, 420, 520, 620) mit Druck zu beaufschlagen.Electric generator according to one of the preceding claims, further comprising an inlet valve ( 170 ), via which a working medium into the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) can be inserted to a pressure side of the piston ( 120 . 420 . 520 . 620 ) to apply pressure. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein Auslaßventil (180), über ein Arbeitsmedium aus der Kolbenkammer (110, 410, 610, 710) abgelassen werden kann.Electric generator according to one of the preceding claims, further comprising an outlet valve ( 180 ), via a working medium from the piston chamber ( 110 . 410 . 610 . 710 ) can be drained. Elektrischer Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Ventilsteuerung, die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der nachfolgenden Ansprüche auszuführen.Electric generator after one of the previous ones Claims, further comprising a valve controller that is configured to carry out a method according to one of the following claims. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Generators nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: (a) Einlassen eines Arbeitsmediums in die Kolbenkammer, um eine Druckseite des Kolbens mit Druck zu beaufschlagen, so daß der Kolben auf einer Kreisbahn rotiert; (b) Vorbeiführen eines/einer vom Kolben mitgenommenen Magneten/Spule an einer Spule/Magneten, um in der Spule eine elektrische Spannung zu induzieren; und (c) Entnehmen einer elektrischen Leistung aus dem Generator.Method for operating an electric generator according to one of the preceding claims, comprising the steps: (A) Admitting a working medium into the piston chamber to a pressure side of the piston to apply pressure, so that the piston on a circular path rotated; (b) Passing by a / a magnet / coil entrained by the piston on a coil / magnet to to induce electrical voltage in the coil; and (C) Removing an electrical power from the generator. Verfahren nach Anspruch 32, wobei in Schritt (a) das Arbeitsmedium nur für eine Zeitdauer eingelassen wird, die kleiner als die Zeitdauer für eine vollständige Rotation des Kolbens ist.The method of claim 32, wherein in step (a) the working medium only for a period of time is taken which is less than the time for a complete rotation of the piston is. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Zeitdauer des Einlassens des Arbeitsmediums so bemessen ist, daß der Kolben während dieser Zeit höchstens eine halbe Umdrehung ausführt.The method of claim 33, wherein the time duration the inlet of the working medium is dimensioned so that the piston while this time at most half a turn. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, wobei die Zeitdauer des Einlassens des Arbeitsmediums so bemessen ist, daß der Kolben während dieser Zeit höchstens eine Viertelumdrehung ausführt.The method of claim 33 or 34, wherein the time period the inlet of the working medium is dimensioned so that the piston while this time at most performs a quarter turn.
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