DE102012002869A1 - Magnetic tool e.g. permanent magnet used as rotor in generator and/or motor unit of energy storage power station, has spring element that is moved from clamping state to relaxed state and vice versa to accelerate magnetic tool - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Arbeitsmittel für eine Generator- und/oder Motorstation einer Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie.The invention relates to a magnetic working means for a generator and / or motor station of a system for on-demand storage and / or delivery of electrical energy.
Das magnetische Arbeitsmittel dient als sogenannter Läufer, der innerhalb der Generator- und/oder Motorstation entweder im Motorbetrieb unter dem Einfluss einer durch elektrische Eingangs-Energie erzeugten elektromagnetischen Kraft in eine Hochlage transportiert wird oder in einen Generatorbetrieb bei einer Bewegung von der Hochlage in eine Tieflage elektrische Abgabe-Energie induziert. Die Generator- und/oder Motorstation ist ein Teil der Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie, die beispielsweise einen Speicher für das dauermagnetische Arbeitsmittel sowohl in der Tieflage als auch in der Hochlage umfassen kann. Eine solche Anlage wird auch Energiespeicherkraftwerk genannt. Ein Energiespeicherkraftwerk kann als Mikroanlage, als Anlage kleinerer und mittlerer Leistung bis zu einer Großanlage zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie von mehreren Megawatt pro Stunde, sogar mehreren Tausend Megawatt pro Stunde, ausgelegt sein.The magnetic working means serves as a so-called rotor, which is transported within the generator and / or motor station either in motor operation under the influence of an electromagnetic force generated by electrical input energy in a high position or in a generator operation during a movement from the high position to a low position induces electrical release energy. The generator and / or motor station is a part of the system for the need-based storage and / or delivery of electrical energy, which may include, for example, a memory for the permanent magnetic working means both in the low position and in the high position. Such a plant is also called energy storage power plant. An energy storage power plant can be designed as a micro plant, as a plant of small and medium power up to a large plant for storing and delivering electrical energy of several megawatts per hour, even several thousand megawatt per hour.
Das magnetische Arbeitsmittel, wie ein Dauermagnet, zirkuliert bekanntermaßen als Läufer in einem geschlossenen Fördersystem der Anlage zwischen der vordefinierten Hochlage und der vordefinierten Tieflage, um je nach Betriebszustand Energie durch Umwandlung elektrischer Energie in potentielle Höhenenergie zu speichern oder gespeicherte Energie in elektrische Abgabe-Energie umzuwandeln. Eine derartige Energiespeicheranlage mit einem dauermagnetischen Arbeitsmittel in einem Zirkulationskreislauf ist aus
Bei der Verwendung von einem dauermagnetischen Arbeitsmittel in einem geschlossenen Förderkreislauf zum Erzeugen und Abgeben elektrischer Energie zeigte sich, dass ein erheblicher Anteil der beim Herabfallen von der Hochlage in die Tieflage vorliegenden kinetischen Energie ungenutzt bleiben, aber beim Abbremsen des dauermagnetischen Arbeitsmittels verloren werden. Zudem ist beim Abbremsen des magnetischen Arbeitsmittels darauf zu achten, dass keine sonstigen Anlagenteile im Bereich der Tieflage in Mitleidenschaft gezogen werden.When using a permanent magnetic working fluid in a closed conveying circuit for generating and outputting electrical energy, it was found that a considerable proportion of the kinetic energy present when falling from the high position to the low position remains unused, but is lost when the permanent-magnetic working medium is decelerated. In addition, care must be taken when braking the magnetic working means that no other parts of the system in the area of the low-lying position are affected.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere ein magnetisches Arbeitsmittel für eine Generator- und/oder Motorstation einer Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie bereitzustellen, wobei eine verbesserte Energiebilanz bereitgestellt werden soll, insbesondere eine Energiespeicherkapazität deutlich erhöht wird.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a magnetic working means for a generator and / or motor station of a system for the needful storage and / or delivery of electrical energy, with an improved energy balance to be provided, in particular one Energy storage capacity is significantly increased.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Danach ist ein magnetisches Arbeitsmittel für eine Generator- und/oder Motorstation einer Anlage zum bedarfsweisen Speichern und/oder Abgeben elektrischer Energie vorgesehen. Das magnetische Arbeitsmittel im allgemeinen besitzt ein eigenes magnetisches Feld. Beispielsweise kann das magnetische Arbeitsmittel zumindest teilweise dauermagnetisches Material umfassen. Alternativ oder in Kombination mit dauermagnetischem Material kann das magnetische Arbeitsmittel ein elektromagnetisches Feld erzeugen, indem beispielsweise ein Metallkern von einer Spule umwickelt ist. Bei der Bewegung des gewickelten Metallkerns innerhalb eines Magnetfelds wird in der Spule ein Strom induziert, wodurch dem magnetischen Arbeitsmittel ein Magnetfeld verliehen wird. Das erfindungsgemäße magnetische Arbeitsmittel ist als Läufer in der Generator- und/oder Motorstation ausgeführt, der in einem Generatorbetrieb bei einer Bewegung von einer vordefinierten Hochlage in eine vordefinierte Tieflage der Anlage unter dem Einfluss der Schwerkraft in einem induktiven Bauelement, wie einer Spulenanordnung, elektrische Abgabe-Energie induziert und/oder in einem Motorbetrieb bei einer Bewegung von einer vordefinierten Tieflage in eine vordefinierte Hochlage unter dem Einfluss einer durch ein induktives Bauelement, wie eine Spule, hervorgerufenen, elektromagnetischen Kraft befördert wird. Erfindungsgemäß hat das magnetische Arbeitsmittel neben dessen magnetischen Feld zusätzlich eine Federeinrichtung, die von einem Entspannungszustand in wenigstens einen aktiven Spannzustand verbringbar ist, um das magnetische Arbeitsmittel für die Generatorbewegung und/oder Motorbewegung zu beschleunigen. Dafür gibt die wenigstens eine Federeinrichtung beim Übergang von deren Spannzustand in den Entspannungszustand Federkräfte an das magnetische Arbeitsmittel ab. Beispielsweise kann die Federeinrichtung aufgrund von kinetischer Energie des von der Hochlage herab fallenden magnetischen Arbeitsmittels gespannt werden, wodurch zumindest ein Teil der kinetischen Energie für eine spätere Nutzung gespeichert ist. Beispielsweise kann ein in der Tieflage ruhendes magnetisches Arbeitsmittel zuerst mittels der gespeicherten Federkräfte der wenigstens einen Federeinrichtung in Richtung Hochlage durch das Freigeben der Federkräfte katapultiert werden, um elektrische Eingangsenergie zur Erzeugung der elektromagnetischen Anhebekraft zu sparen. Zudem kann bei der durch die Beschleunigung des magnetischen Arbeitsmittels aufgrund der sich entspannenden wenigstens einen Federeinrichtung elektrische Abgabe-Energie an dem induktiven Bauelement erzeugt werden, wenn sich das federbeschleunigte, magnetische Arbeitsmittel an dem induktiven Element vorbeibewegt.This object is solved by the features of claim 1. Thereafter, a magnetic working means for a generator and / or motor station of a system for on-demand storage and / or delivery of electrical energy is provided. The magnetic working medium in general has its own magnetic field. For example, the magnetic working medium may at least partially comprise permanent-magnetic material. Alternatively, or in combination with permanent magnetic material, the magnetic working means can generate an electromagnetic field by, for example, a metal core is wound by a coil. As the wound metal core moves within a magnetic field, a current is induced in the coil, thereby imparting a magnetic field to the magnetic tool. The magnetic working means according to the invention is designed as a rotor in the generator and / or motor station, in a generator operation during a movement from a predefined high position in a predefined low position of the system under the influence of gravity in an inductive component, such as a coil assembly, electrical output Energy is induced and / or is promoted in an engine operation during a movement from a predefined low position to a predefined high position under the influence of an electromagnetic force caused by an inductive component, such as a coil. According to the invention, the magnetic working means in addition to the magnetic field in addition a spring means which can be brought from a relaxation state in at least one active clamping state to accelerate the magnetic working means for the generator movement and / or motor movement. For the at least one spring device at the transition from the clamping state in the state of relaxation gives spring forces to the magnetic working means. For example, the spring device can be tensioned due to kinetic energy of the falling down from the top magnetic working fluid, whereby at least a portion of the kinetic energy is stored for later use. For example, a resting in the low position magnetic working means first by means of the stored spring forces of at least a spring means are catapulted towards the high position by the release of the spring forces to save electrical input energy for generating the electromagnetic lifting force. In addition, electrical energy can be generated at the inductive component due to the acceleration of the magnetic working medium due to the relaxing at least one spring device, when the spring-accelerated, magnetic working medium moves past the inductive element.
Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst das magnetische Arbeitsmittel einen Metallkern, insbesondere Eisenkern, der von einer Spule zumindest teilweise umgeben ist, und/oder einen Dauermagnetkörper, wie einen Stabmagneten, mit einer Nordpolseite und einer Südpolseite. Vorzugsweise kann die wenigstens eine Federeinrichtung an dem Metallkern und/oder Dauermagnetkörper insbesondere an der Nordpol- und/oder Südpolseite befestigt sein. Um Federbeschleunigungskräfte an dem magnetischen Arbeitsmittel sowohl in der Hochlage als auch in der Tieflage vorzusehen, kann der Dauermagnetkörper mit zwei vorzugsweise sich diametral gegenüber liegenden Federeinrichtungen versehen sein, wobei eine Federeinrichtung das magnetische Arbeitsmittel hin zur Hochlage katapultieren kann, während die andere Federeinrichtung das magnetische Arbeitsmittel hin zur Tieflage beschleunigt. Alternativ kann ein Dauermagnetkörper lediglich mit einer Federeinrichtung auf einer Seite des Dauermagnetkörpers versehen sein. Sollte eine Federbeschleunigung des magnetischen Arbeitsmittels sowohl in der Hochlage als auch in der Tieflage gewünscht sein, kann das magnetische Arbeitsmittel mit einer Zwangsführung kooperieren, welche sicherstellt, dass bei der Bewegung des magnetischen Arbeitsmittels zwischen der Hochlage und der Tieflage das magnetische Arbeitsmittel mit dessen einer Federeinrichtung versehenen Seite einer Abstoßwand der Tieflage bzw. der Hochlage zugewandt ist.In the preferred embodiment of the invention, the magnetic working means comprises a metal core, in particular iron core, which is at least partially surrounded by a coil, and / or a permanent magnet body, such as a bar magnet, with a north pole side and a south pole side. Preferably, the at least one spring device can be fastened to the metal core and / or permanent magnet body, in particular on the north pole and / or south pole side. In order to provide spring acceleration forces on the magnetic working means both in the high position and in the low position, the permanent magnet body may be provided with two preferably diametrically opposed spring means, wherein a spring means can catapult the magnetic working means towards the high position, while the other spring means the magnetic working means accelerated to the low position. Alternatively, a permanent magnet body may be provided only with a spring means on one side of the permanent magnet body. Should a spring acceleration of the magnetic working means be desired both in the high position and in the low position, the magnetic working means can cooperate with a positive guide, which ensures that during the movement of the magnetic working medium between the high position and the low position of the magnetic working means with its spring means provided side facing a repelling wall of the low position or the high position.
Bei der Anordnung der wenigstens einen Federeinrichtung an dem Metallkern oder Dauermagnetkörper ist sichergestellt, dass sowohl der Metallkern oder Dauermagnetkörper als auch wenigstens eine Federeinrichtung gemeinsam bewegt werden.In the arrangement of the at least one spring device on the metal core or permanent magnet body ensures that both the metal core or permanent magnet body and at least one spring device are moved together.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung definiert die wenigstens eine Federeinrichtung eine Federhauptwirkrichtung zwischen zwei Abstoßabschnitten der Federeinrichtung. Einer der Abstoßabschnitte ist an dem Magneten befestigt, wobei der andere Abstoßabschnitt frei zugänglich ist, um ein ungehindertes Spannen der Federeinrichtung beispielsweise beim Umwandeln der kinetischen Energie in potentielle Federenergie zu zu lassen.In a preferred embodiment of the invention, the at least one spring device defines a main spring action direction between two push-off sections of the spring device. One of the butt sections is attached to the magnet with the other butt section freely accessible to allow unrestrained tensioning of the spring means, for example, in converting the kinetic energy into potential spring energy.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die wenigstens eine Federeinrichtung und der Dauermagnetkörper oder der Metallkern aus einem vorzugsweise dauermagnetischen Metallstück gefertigt. Alternativ kann die Federeinrichtung unmagnetisch sein. Es sei klar, dass der magnetische Körper nicht ausschließlich aus dauermagnetischem Material gebildet sein muss. Zumindest ein Teil des dauermagnetischen Körpers kann durch dauermagnetisches Material gebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, the at least one spring device and the permanent magnet body or the metal core are made of a preferably permanent-magnetic metal piece. Alternatively, the spring device may be non-magnetic. It should be understood that the magnetic body need not be formed exclusively of permanent magnetic material. At least part of the permanent-magnetic body can be formed by permanent-magnetic material.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das magnetische Arbeitsmittel zumindest bei der Bewegung zwischen der Hoch- und Tieflage derart geführt, dass eine Federhauptwirkrichtung der wenigstens einen Federeinrichtung zumindest in der Tieflage und/oder in der Hochlage mit der geführten Bewegungsrichtung des magnetischen Arbeitsmittels insbesondere mit einer Vertikalen zusammenfällt. Die Federhauptwirkrichtung ist diejenige Richtung, welche die Federeinrichtung beim Entspannen und Freigeben der potentiellen Federenergie definiert, um die Beschleunigungskräfte freizugeben. Mit der Führung für das magnetische Arbeitsmittel wird gewährleistet, dass auf einfache Weise die kinetische Energie des magnetischen Arbeitsmittels gezielt in das Spannen der wenigstens einen Federeinrichtung und somit des Speicherns der Federenergie gebracht werden kann. Vorzugsweise folgt die Federhauptwirkrichtung der wenigstens einen Federeinrichtung im Verlauf der gesamten Bewegung zwischen der Hoch- und Tieflage stets der geführten Bewegungsrichtung des magnetischen Arbeitsmittels. Insofern fällt die Federhauptwirkrichtung mit der geführten Bewegungsrichtung des magnetischen Arbeitsmittels stets zusammen.In a preferred embodiment of the invention, the magnetic working means is guided at least in the movement between the high and low positions such that a Federhauptwirkrichtung the at least one spring means at least in the low position and / or in the high position with the guided movement direction of the magnetic working means in particular with a Vertical coincides. The main spring action is that direction which defines the spring means in releasing and releasing the potential spring energy to release the acceleration forces. With the guide for the magnetic working means ensures that in a simple manner, the kinetic energy of the magnetic working means can be selectively brought into the tensioning of the at least one spring means and thus the storage of the spring energy. Preferably, the Federhauptwirkrichtung the at least one spring means in the course of the entire movement between the high and low position always follows the guided movement direction of the magnetic working means. In this respect, the Federhauptwirkrichtung always coincides with the guided movement direction of the magnetic working means.
Die wenigstens eine Federeinrichtung kann an einem die geführte Bewegungsrichtung betrachtend vorlaufenden und/oder an einem nachlaufenden Ende des dauermagnetischen Arbeitsmittels fest angebracht sein.The at least one spring device can be fixedly attached to the guided movement direction leading and / or attached to a trailing end of the permanent magnetic working means.
Erfindungsgemäß kann die Generator- und/oder Motorstation ein spurgeführtes Transportsystem aufweisen, durch welches der Läufer längs der wesentlichen vertikalen Förderstrecke zumindest nahe der Hochlage oder der Tieflage geführt ist. Das spurgeführte Transportsystem ist derart ausgelegt, dass der Läufer im Wesentlichen nur einen Freiheitsgrad im Raum während der geführten Bewegung längs der Förderarbeitsstrecke zulässt. Auf diese Weise ist es möglich, ein kontrolliertes ausfallsicheres Fördern des magnetischen Arbeitsmittels zwischen der Hochlage und der Tieflage zu gewährleisten. Insbesondere bedarfsweise kann die Abgabe elektrischer Energie leistungsgenau kontrolliert werden. Das spurgeführte Transportsystem gewährleistet, dass der Läufer, als magnetisch aktives Arbeitsmittel mit einer festgelegten, insbesondere wunschgemäßen, Ausrichtung bei der Förderbewegung nicht aus der Bewegungsrichtung herauswandert.According to the invention, the generator and / or motor station can have a track-guided transport system through which the rotor is guided along the essential vertical conveying path at least near the high position or the low position. The track guided transport system is designed such that the runner essentially allows only one degree of freedom in the space during the guided movement along the conveying work path. In this way it is possible to ensure a controlled failure-safe conveying of the magnetic working medium between the high position and the low position. In particular, if necessary, the delivery of electrical energy can be controlled with high performance. The track-guided transport system ensures that the runner, as a magnetically active working medium with a defined, in particular desired, Alignment during the conveying movement does not move out of the direction of movement.
Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Läufer ein Stückgut, das individuell längs der Förderstrecke geführt ist. Vorzugsweise hat das spurgeführte Transportsystem ein läuferfestes Führungsteil und ein stationsfestes Führungsteil, wobei das läuferfeste Führungsteil und das stationsfeste Führungsteil zur Festlegung einer Translationsspur für den Läufer zusammenwirken, sodass insbesondere eine festgelegte Ausrichtung insbesondere eine Längsrichtung des Läufers längs der wesentlichen vertikalen Förderstrecke zumindest nahe der Hochlage und/oder der Tieflage mit der geführten Spurrichtung des Transportsystems zusammen fällt.In the preferred embodiment of the invention, the runner is a piece goods, which is guided individually along the conveyor line. Preferably, the track-guided transport system has a runner-fixed guide part and a stationfestes guide part, wherein the runner fixed guide member and the stationary station guide part for determining a translation track for the runner, so in particular a fixed orientation, in particular a longitudinal direction of the rotor along the essential vertical conveyor track at least near the high position and / or the low-level coincides with the guided track direction of the transport system.
Der Läufer kann längs der gesamten Förderarbeitsstrecke zwischen der Hoch- und Tieflage spurgeführt sein.The runner can be track guided along the entire Förderarbeitsstrecke between the high and low position.
Bei der Weiterbildung der Erfindung umfasst das spurgeführte Transportsystem eine Schienenführung mit einem läuferfesten Führungswagen oder -schlitten und einer stationsfesten Führungsschiene. Die Wagen(Schlitten)-Schienen-Anordnung hat einen elektropneumatischen Linearmotor- und/oder Lineargeneratoraufbau insbesondere mit einem magnetischen Wanderfeld zur Beschleunigung des Läufers von der Tieflage in die Hochlage und/oder zum Induzieren elektrischer Abgabe-Energie in den Stator.In the development of the invention, the track-guided transport system comprises a rail guide with a rotor-fixed guide carriage or carriage and a station-fixed guide rail. The carriage (slide) rail assembly has an electropneumatic linear motor and / or linear generator assembly, in particular with a traveling magnetic field for accelerating the rotor from low to high and / or inducing electrical output energy into the stator.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist an einem oberen und/oder unteren Ende der im Wesentlichen vertikalen Förderarbeitsstrecke ein Einspeisefördersystem vorgesehen, dass insbesondere eine an die im wesentlichen Förderarbeitsstrecke anschließende Einspeisestrecke aufweist. Die Einspeisestrecke kann im Wesentlichen horizontal oder gegenüber der horizontalen leicht hin zur im Wesentlichen vertikalen Förderstrecke geneigt sein. Mit einer leicht geneigten Einspeiseförderstrecke gelangt der Läufer unter dem Einfluss seiner Schwerkraft automatisch hin zur im Wesentlichen vertikalen Förderarbeitsstrecke. Das spurgeführte Transportsystem ist vorzugsweise auch längs des Einspeisefördersystems ausgebildet, das vorzugsweise eine Schienenführung aufweist, die mit dem Führungswagen oder -schlitten des Läufers spurgebend kompatibel ist.In a preferred embodiment of the invention, a feed conveyor system is provided at an upper and / or lower end of the substantially vertical conveying work path, which in particular has a feed path adjoining the essentially conveying work path. The feed path may be substantially horizontal or slightly inclined with respect to the horizontal to the substantially vertical conveyor line. With a slightly inclined feed-in conveyor section, the rotor automatically moves under the influence of its gravity towards the essentially vertical conveyor work section. The track-guided transport system is preferably also formed along the feed conveyor system, which preferably has a rail guide, which is spur-compatible with the runner carriage or carriage of the rotor.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat die wenigstens eine Federeinrichtung ein Federteil, insbesondere eine Schraubenfeder oder eine Blattfeder und/oder mehrere in Reihe geschaltete Federteile, wie Schraubenfedern oder Blattfedern.In a further development of the invention, the at least one spring device has a spring part, in particular a helical spring or a leaf spring and / or a plurality of spring parts connected in series, such as helical springs or leaf springs.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die wenigstens eine Federeinrichtung eine mit einem Arbeitsfluid, wie einer Arbeitspneumatik, gefüllte Arbeitskammer aufweisen, dessen Volumen über einen beweglichen Kolben derart veränderbar, insbesondere reduzierbar, ist, dass zum Erreichen des Spannzustands der wenigstens einen Federeinrichtung das in der Arbeitskammer befindliche Fluid unter erhöhten Druck gesetzt wird. Die Beschleunigung des magnetischen Arbeitsmittels wird dadurch erreicht, dass der Überdruck in der Arbeitskammer abgebaut wird, indem der Kolben in die die Arbeitskammer vergrößernde Richtung katapultiert wird.In a preferred embodiment of the invention, the at least one spring device may have a working chamber filled with a working fluid, such as a working pneumatics, the volume of which is variable, in particular reducible, by means of a movable piston such that the at least one spring device achieves the tension state of the at least one spring device Working chamber located fluid is placed under increased pressure. The acceleration of the magnetic working fluid is achieved in that the pressure in the working chamber is reduced by the piston is catapulted in the working chamber enlarging direction.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat das magnetische Arbeitsmittel einen Stabmagneten, der vorzugsweise zylindrisch oder torpedoförmig ausgeführt ist und der insbesondere an jedem Polende eine Federeinrichtung aufweist.In a preferred embodiment of the invention, the magnetic working means has a bar magnet, which is preferably cylindrical or torpedo-shaped and in particular has a spring device at each pole end.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung hat das magnetische Arbeitsmittel mehrere über jeweilige Federeinrichtungen gekoppelte Metallkerne und/oder Dauermagnetkörper, die insbesondere derart formkomplementär aufeinander abgestimmt sind, dass sie zumindest teilweise teleskopartig ineinander und auseinander verfahrbar sind, um die jeweiligen Federeinrichtungen in den Spannungszustand bzw. Entspannungszustand zu verbringen. Vorzugsweise können wenigstens zwei zueinander benachbarte Dauermagnetkörper oder Metallkern durch wenigstens eine Federeinrichtung schwingfähig und insbesondere geführt aneinander gekoppelt sein, wobei insbesondere einer der Dauermagnetkörper oder Metallkern quer zur Federhauptwirkrichtung der wenigstens einen Federeinrichtung größer für eine teleskopartige Aufnahme des anderen benachbarten Dauermagnetkörpers oder Metallkerns dimensioniert ist.In one development of the invention, the magnetic working means has a plurality of spring devices coupled via respective metal cores and / or permanent magnet body, which are particularly matched shape complementary to each other, that they are at least partially telescopically movable into and out of each other to the respective spring means in the state of stress or relaxation state spend. Preferably, at least two mutually adjacent permanent magnet body or metal core by at least one spring means vibratable and in particular guided coupled to each other, in particular one of the permanent magnet body or metal core is dimensioned transversely to the spring main direction of the at least one spring device larger for a telescopic recording of the other adjacent permanent magnet body or metal core.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind drei, vier oder mehr Dauermagnetkörper und/oder Metallkern in einer teleskopartigen Anordnung ineinander verfahrbar und in Reihe hintereinander jeweils über eine Federeinrichtung beweglich gekoppelt.In a preferred embodiment of the invention, three, four or more permanent magnet body and / or metal core are telescopically movable in a telescopic arrangement and coupled in series successively each via a spring means movable.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die wenigstens eine Federeinrichtung eine Spannungsverriegelung zum Speichern und bedarfsweisen Abgeben der potentiellen Federenergie. Die Spannungsverriegelung kann insbesondere mit einer Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung gekoppelt sein, die vorzugsweise je nach Energiebedarf die Spannungsverriegelung entriegelt, um die gespeicherte potentielle Federenergie zur Beschleunigung des magnetischen Arbeitsmittels abzugeben.In a preferred embodiment of the invention, the at least one spring means has a tension lock for storing and dispensing the potential spring energy as needed. The voltage lock may in particular be coupled to a control and / or regulating device, which preferably unlocks the voltage lock depending on the energy requirement in order to deliver the stored potential spring energy for accelerating the magnetic working means.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Generator- und/oder Motorstation für eine Anlage zum Speichern elektrischer Energie und/oder bedarfsweisen Abgeben elektrischer Energie oder für eine Transportanlage. Die Generator- und/oder Motorstation umfasst eine Förderarbeitsstrecke zwischen einer vordefinierten Hochlage und einer vordefinierten Tieflage der Anlage.Furthermore, the invention relates to a generator and / or motor station for a system for storing electrical energy and / or on-demand delivery of electrical energy or for a transport system. The generator and / or Motor station comprises a conveying work path between a predefined high position and a predefined low position of the plant.
Des Weiteren hat die Generator-Motorstation wenigstens ein insbesondere wie oben beschriebenes erfindungsgemäßes, magnetisches Arbeitsmittel und wenigstens ein zumindest teilweise längs des Förderarbeitswegs angeordnetes induktives, passives Bauelement, wie eine Spulenanordnung. Das magnetische Arbeitsmittel ist als Läufer ausgeführt, wie oben beschrieben ist. Bei der erfindungsgemäßen Generator- und/oder Motorstation ist im Bereich der Tieflage und/oder im Bereich der Hochlage eine spannbare Katapultierstation angeordnet, die beim Übergehen von einem aktiven Spannzustand in einen passiven Entspannungszustand das magnetische Arbeitsmittel längs des Förderwegs in Richtung der Hochlage bzw. der Tieflage beschleunigt. Auf diese Weise kann zum einen die durch Induktion hervorgerufene elektrische Abgabe-Energie erhöht werden, sowohl bei der Bewegung von der Tieflage in die Hochlage als auch von der Hochlage in die Tieflage. Zum anderen kann mittels der Katapultierstation eine deutliche Reduzierung bzw. ein Verzicht auf elektromagnetische Kraft erreicht werden, um das dauermagnetische Arbeitsmittel in die Hochlage zu befördern.Furthermore, the generator motor station has at least one magnetic working means, in particular as described above, and at least one inductive, passive component, such as a coil arrangement, arranged at least partially along the conveying work path. The magnetic working means is designed as a runner, as described above. In the generator and / or motor station according to the invention, a tensioning catapulting station is arranged in the region of the low position and / or in the region of the high position, the magnetic working means along the conveying path in the direction of the high position or the. When passing from an active clamping state in a passive relaxation state Tie-down accelerates. In this way, on the one hand, the induction-induced electric discharge energy can be increased, both in the movement from the low position to the high position and from the high position to the low position. On the other hand, by means of the catapulting station a clear reduction or a renunciation of electromagnetic force can be achieved in order to convey the permanent-magnetic working medium into the high position.
Bei einer bevorzugten Ausführung hat die Katapultierstation wenigstens eine Federeinrichtung, welche beim Speichern elektrischer Energie in den aktiven Spannzustand gebracht ist und zum Abgeben elektrischer Energie von dem aktiven Spannzustand in den Entspannungszustand das in der Hochlage befindliche, magnetische Arbeitsmittel hin zur Tieflage beschleunigt, um zusätzliche elektrische Abgabe-Energie in dem induktiven Bauelement zu induzieren.In a preferred embodiment, the catapulting station has at least one spring device which is brought into the active clamping state when electrical energy is stored and accelerates the high-order magnetic working means towards the low-lying position for discharging electrical energy from the active clamping state to the relaxation state Induce output energy in the inductor.
Vorzugsweise hat die Katapultierstation wenigstens eine Federeinrichtung, welche beim Speichern elektrischer Energie in den aktiven Spannzustand gebracht wird und zum Abgeben elektrischer Energie von dem aktiven Spannzustand in den Entspannungszustand das in der Tieflage befindliche magnetische Arbeitsmittel hin zur Hochlage beschleunigt, um zudem elektrische Abgabe-Energie in dem induktiven Bauelement zu induzieren oder zumindest die zum Transport in die Hochlage erforderliche elektromagnetische Kraft zu reduzieren.Preferably, the catapulting station has at least one spring means, which is brought into the active clamping state when storing electrical energy and for delivering electrical energy from the active clamping state to the relaxation state accelerates the low-lying magnetic working means to the high position, in addition to electrical discharge energy to induce the inductive component or at least reduce the required for transport to the high-level electromagnetic force.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die Katapultierstation mehrere, sich teleskopisch beim Spannen ineinander verschiebliche Schleuderstufen, die miteinander über entsprechende Federelemente derart verbunden sind, dass sie zum Abgeben potentieller Federenergie in Beschleunigungsrichtung des magnetischen Arbeitsmittels insbesondere gemäß einer zyklischen Hintereinanderauslösung katapultiert werden. Eine der Katapultierstation zugewandte Eingriffsseite des dauermagnetischen Arbeitsmittels kann Aussparungsaufnahmen aufweisen, die jeweils formkomplementär zu einer ausgefahrenen Schleuderstufe geformt ist, wobei insbesondere eine axiale Tiefe des magnetischen Arbeitsmittels in Beschleunigungsrichtung kleiner als die axiale Höhe der jeweiligen ausgefahrenen Schleuderstufe ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass beim Auslösen jeder Schleuderstufe ein Katapultierkontakt zwischen der Katapultierstation und dem magnetischen Arbeitsmittel erreicht wird.In a preferred embodiment of the invention, the catapulting station has a plurality of telescopically telescopically slidable spin stages, which are connected to each other via corresponding spring elements such that they are catapulted for dispensing potential spring energy in the direction of acceleration of the magnetic working means in particular according to a cyclic succession triggering. An engagement side of the permanent-magnetic working means facing the catapulting station can have recess receptacles which are each shaped complementary to an extended spin stage, wherein in particular an axial depth of the magnetic working means in the acceleration direction is smaller than the axial height of the respective extended spin stage. In this way it is ensured that when each spin stage is triggered, a catapulting contact is achieved between the catapulting station and the magnetic working means.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat die Generator- und/oder Motorstation eine Führung für das magnetische Arbeitsmittel längs der Förderstrecke. Die Führung zwingt das insbesondere ansonsten freibewegliche magnetische Arbeitsmittel zumindest bei der Bewegung im Bereich der Hochlage und/oder im Bereich der Tieflage der Anlage stets in eine vordefinierte Orientierung. Diese Orientierung des dauermagnetischen Arbeitsmittels ist dadurch definiert, dass eine zur Aufnahme einer Katapultierkraft ausgelegte Eingriffseite des dauermagnetischen Arbeitsmittels der Katapultierstation insbesondere lotrecht zugewandt ist.In a preferred embodiment of the invention, the generator and / or motor station has a guide for the magnetic working means along the conveying path. The guide always forces the otherwise otherwise freely movable magnetic working means, at least during the movement in the region of the high position and / or in the region of the low position of the installation, into a predefined orientation. This orientation of the permanent-magnetic working means is defined by the fact that an engagement side of the permanent-magnetic working means designed for receiving a catapulting force is in particular perpendicular to the catapulting station.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen magnetischen Arbeitsmittels als Läufer in einer insbesondere oben beschriebenen erfindungsgemäßen Generator- und/oder Motorstation der Anlage zum bedarfsweisen Speichern elektrischer Energie und/oder Abgeben elektrischer Energie.Furthermore, the invention relates to a use of the above-described magnetic working medium according to the invention as a runner in a generator and / or motor station according to the invention described above, the system for the required storage of electrical energy and / or output of electrical energy.
Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:Further characteristics, advantages and features of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
In
Die oberen Dauermagnetkörper
Zwei benachbarte Dauermagnetkörper sind miteinander über eine Federeinrichtung gekoppelt, die als Schraubenfeder
Beim Spannen des magnetischen Arbeitsmittels
Das magnetische Arbeitsmittel
Die Generator- und/oder Motorstation, in der das magnetische Arbeitsmittel
In
Das magnetische Arbeitsmittel
Im Gegensatz zu dem magnetischen Arbeitsmittel gemäß
In den
Gemäß zweitem Zyklusschritt werden die Federeinrichtungen zwischen den Dauermagnetkörpern
Die jeweiligen Zyklusschritte sind derart aufeinander abgestimmt, dass die jeweiligen Federeinrichtungen unmittelbar entriegelt werden, bevor der jeweilige Dauermagnetkörper den Kontakt zum Boden
In
Des weiteren hat die Generator- und/oder Motorstation ein magnetisches Arbeitsmittel
Die Generator- und/oder Motorstation
Eine der Katapultierstationen ist eine federbeaufschlagte Wippeinrichtung
Durch eine Bewegung des magnetischen Arbeitsmittels
Die zweite Katapultierstation
Die Katapultierstation
Jede Schleuderstufe
Die der Katapultierstation
Die axiale Tiefe der jeweiligen Eingriffsstufe der Eingriffsaussparung
In
In den
In der Generator-Motorstation
In
Um die potentielle Höhenenergie des magnetischen Arbeitsmittels
In
Das Energiespeicherwerk
Das magnetische Arbeitsmittel
Längs der Förderstrecke wird das magnetische Arbeitsmittel
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the figures and the claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- dauermagnetisches Arbeitsmittelpermanent magnetic work equipment
- 3a bis 3d3a to 3d
- DauermagnetkörperPermanent magnet body
- 5a bis 5d5a to 5d
- Teleskopaufnahmetelescopic recording
- 77
- Schraubenfedercoil spring
- 1111
- Bodenground
- 2121
- Generator- und/oder MotorstationGenerator and / or motor station
- 2323
- zugewandte Seitefacing side
- 2525
- abgewandte Seiteopposite side
- 31, 3331, 33
- KatapultiereinrichtungenKatapultiereinrichtungen
- 3535
- Wippeinrichtungrocker device
- 3737
- Hebellever
- 4141
- Schwenklagerpivot bearing
- 4343
- Endabschnittend
- 45 bis 4945 to 49
- Schleuderstufenspin levels
- 5151
- BasisBase
- 5353
- Druckfedercompression spring
- 5555
- Eingriffsaussparungengaging recess
- 6161
- SpuleKitchen sink
- 6363
- elektrischer Kreiselectrical circuit
- 6565
- Schalterswitch
- 7171
- EnergiespeicherkraftwerkEnergy storage power plant
- 7373
- oben gelegenes Speicherreservoirupstairs storage reservoir
- 7575
- unten gelegenes Speicherreservoirstorage reservoir located below
- AA
- Axialrichtungaxially
- BB
- Pfeilarrow
- SS
- Förderstreckeconveyor line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- BE 1016363 A6 [0003] BE 1016363 A6 [0003]
- BE 2004/0610 [0003] BE 2004/0610 [0003]
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109245482A (en) * | 2018-09-03 | 2019-01-18 | 深圳市无电通科技有限公司 | The sudden dynamic capacitation device of ejection type and the sudden dynamic capacitation method and its application of ejection |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1016363A6 (en) | 2004-12-14 | 2006-09-05 | Laureyssens Dirk | Electricity generating system, comprises magnet allowed to free fall down shaft enclosed by coil and column of liquid for returning magnet to top of shaft |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2618046A1 (en) * | 1976-04-24 | 1977-11-10 | Sven O I Jonsson | Stored energy utilisation system - has hydraulic motor driven by lowering pressure coupled to dynamo recharging battery |
BR0103310A (en) * | 2001-06-18 | 2003-03-05 | Jose Raimundo Dos Santos | Electricity generation system |
AT502079B1 (en) * | 2004-05-28 | 2007-05-15 | Knapp Logistik Automation | SHELVING SYSTEM WITH ENERGY RECYCLING |
US7847421B2 (en) * | 2007-01-19 | 2010-12-07 | Willowview Systems, Inc. | System for generating electrical energy from ambient motion |
DE102007017695A1 (en) * | 2007-04-14 | 2008-10-23 | Rau, Werner, Dipl.-Phys. | Electrical energy producing and storing method for e.g. tidal hub power station, involves converting potential energy of arbitrary mass carriers at rate of preset watt second per kilogram meter |
US8350394B2 (en) * | 2009-09-30 | 2013-01-08 | Alcatel Lucent | Energy harvester apparatus having improved efficiency |
TWI469884B (en) * | 2010-05-17 | 2015-01-21 | Univ Nat Taiwan | The design of the shock absorbing system for energy recycling |
DE102010034174B4 (en) * | 2010-08-13 | 2015-05-13 | Jorge Luis Sanchez Vargas | Method and system for storing and dispensing electrical energy as needed |
-
2012
- 2012-02-13 DE DE102012002869.5A patent/DE102012002869B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1016363A6 (en) | 2004-12-14 | 2006-09-05 | Laureyssens Dirk | Electricity generating system, comprises magnet allowed to free fall down shaft enclosed by coil and column of liquid for returning magnet to top of shaft |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109245482A (en) * | 2018-09-03 | 2019-01-18 | 深圳市无电通科技有限公司 | The sudden dynamic capacitation device of ejection type and the sudden dynamic capacitation method and its application of ejection |
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