DE102013108889A1 - Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie - Google Patents

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    • H02K44/085Magnetohydrodynamic [MHD] generators with conducting liquids

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion, umfassend ein in einer Anordnung von Magneten (12a, 12b) verlegtes kanalartiges oder rohrförmiges Leitungssystem (10) für die Durchleitung eines elektrisch leitenden Fluids, welches quer zu dem von den das Leitungssystem umgebenden Magneten erzeugten Magnetfeld (15) strömt, sowie wenigstens zwei elektrisch leitende Elemente (13, 14), in denen eine Induktionsspannung erzeugt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als elektrisch leitende Elemente jeweils metallische Platten (13, 14) dienen, die sich mit Abstand zueinander, einander gegenüber liegend jeweils radial außen zum Leitungssystem (10) entlang der Vorrichtung in Längsrichtung des Leitungssystems erstrecken. Erfindungsgemäße Vorrichtungen können beispielsweise als Gezeitenkraftwerke eingesetzt werden und die durch Ebbe und Flut verursachten Strömungen in einem Leitungssystem nutzen, oder in einem Abwassernetz durch ein Rohrleitungssystem elektrische Energie erzeugen oder auch in einem Trinkwasserleitungssystem. Weiterhin können beispielsweise Pipelines mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüstet und so zur Energiegewinnung genutzt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion umfassend ein in einer Anordnung von Permanentmagneten verlegtes kanalartiges oder rohrförmiges Leitungssystem für die Durchleitung eines elektrisch leitenden Fluids, welches quer zu dem von den das Leitungssystem umgebenden Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld strömt, sowie umfassend wenigstens zwei elektrisch leitende Elemente, in denen eine Induktionsspannung erzeugt wird.
  • Es sind die verschiedensten Systeme zur Gewinnung von Energie aus Wasserkraft bekannt. Diese beruhen grundsätzlich darauf, dass die Strömungsenergie des Wassers in elektrische Energie umgewandelt wird. Bei Wasserturbinen wird durch die Verzögerung der Geschwindigkeit im Laufrad ein Drehmoment erzeugt, mittels dessen dann ein Generator angetrieben werden kann.
  • Andere Möglichkeiten zur Gewinnung von Energie aus Wasserkraft bieten beispielsweise Wellenkraftwerke, von denen unterschiedlichste Typen bekannt sind, Strömungskraftwerke, bei denen große Meeresströmungen Turbinen antrieben, die unter der Wasseroberfläche installiert sind oder Gezeitenkraftwerke, bei denen das auf- und ablaufende Wasser durch Bauwerke aufgestaut wird, in deren Wänden sich Turbinen befinden.
  • Alle zuvor beschriebenen Typen von Kraftwerken haben bewegliche Teile, die durch die Wasserkraft hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Hierdurch ist die Lebensdauer begrenzt und Verschleißteile müssen gewartet und ausgetauscht werden. Es ist ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, die durch die Verwendung mechanisch belasteter Bauteile gegebenen Nachteile zu vermeiden.
  • Aus dem Stand der Technik sind magnetohydrodynamische Generatoren seit längerem bekannt. Sie beruhen auf dem Prinzip, dass man ein elektrisch leitendes Fluid durch ein Magnetfeld strömen lässt. Die relativ zu dem Magnetfeld bewegten elektrischen Ladungsträger werden durch die Lorentzkraft in dem Magnetfeld abgelenkt. Dadurch ist es möglich die kinetische Energie eines Fluids in elektrische Energie umzuwandeln.
  • Herkömmliche magnetohydrodynamische Generatoren arbeiten in der Regel mit einem elektrisch leitenden Hochtemperaturgasstrom, der durch ein Magnetfeld bewegt wird, um so eine elektromotorische Kraft zwischen zwei Elektroden des Generators zu induzieren. Ein derartiger magnetohydrodynamischer Generator wird beispielsweise in der DE 26 58 177 A1 beschrieben. Einer der Nachteile eines solchen Generators liegt jedoch darin, dass die als leitendes Fluid verwendeten sehr heißen Gase stark korrosiv sind und daher sowohl die Elektroden des Generators als auch nachgeschaltete Einrichtungen korrodieren. Außerdem ist die umweltfreundliche Entsorgung der Abgase des Generators schwierig. Weiterhin wird zunächst ein hoher Anteil an Energie benötigt, um das als leitendes Fluid verwendete Gas auf die notwendige Temperatur zu bringen.
  • In der DE 41 10 266 A1 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung der Energie eines strömenden Mediums in elektrische Energie beschrieben, bei der man eine diamagnetische Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser durch ein Rohr strömen lässt, welches sich in einem Magnetfeld befindet. Dabei wird bei dieser bekannten Vorrichtung vorgeschlagen, entlang der Strömungsrichtung Dauermagnetkreise alternierender Polarität quer zur Strömungsrichtung sowie zwischen den Magneten jeweils die Strömung umfassende Spulen anzuordnen. Hier ist als nachteilig anzusehen, dass die Verwendung von Spulen die Gesamtkosten für die Herstellung einer solchen Vorrichtung nicht unerheblich erhöhen, so dass deren Anwendung für größere Verlegestrecken mit großer Abmessung der Vorrichtung in Längsrichtung wegen der dafür erforderlichen großen Anzahl von Spulen aus Kostengründen ausscheidet. Vergleichende Versuche im Zusammenhang mit der der vorliegenden Anmeldung zugrunde liegenden Erfindung haben ergeben, dass sich bei dieser bekannten Lösung eine vergleichsweise geringe Stromausbeute ergibt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion der eingangs genannten Art zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut, daher vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist und für einen breiteren Anwendungsbereich in Betracht kommt.
  • Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß sind als elektrisch leitende Elemente jeweils metallische Platten vorgesehen, die sich mit Abstand zueinander, einander gegenüber liegend jeweils radial außen zum Leitungssystem entlang der Vorrichtung in Längsrichtung des Leitungssystems erstrecken.
  • Die elektrische Energie, die mittels einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art erzeugt werden kann, ist abhängig von der Art der verwendeten Flüssigkeit, von der Menge, der Geschwindigkeit und von Querschnitt und Länge der Leitung.
  • Erfindungsgemäße Vorrichtungen können beispielsweise als Gezeitenkraftwerke eingesetzt werden und die durch Ebbe und Flut verursachten Strömungen in einem Leitungssystem nutzen, welches beispielsweise horizontal auf dem Meeresgrund oder auch vertikal angebracht sein kann. In diesem Fall müssen die metallischen Platten des Leitungssystems auch außen isoliert sein. Man kann alternativ beispielsweise in einem Abwassernetz durch ein Rohrleitungssystem elektrische Energie erzeugen oder auch in einem Trinkwasserleitungssystem. Weiterhin können beispielsweise Pipelines mit einem erfindungsgemäßen System ausgerüstet und so zur Energiegewinnung genutzt werden.
  • Ein Vorteil bei den vorgenannten Anwendungen liegt darin, dass überall an dem Leitungssystem elektrische Energie abgenommen werden kann und somit elektrische Fernleitungen hier überflüssig werden, da das Leitungssystem selbst gleichzeitig als Fernleitung für den Stromtransport dient.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Magnete mit entgegengesetzter Polarität außerhalb des Leitungssystems und in Bezug auf dieses jeweils einander gegenüber liegen und jeweils auf einer Seite der Vorrichtung in Längsrichtung des Leitungssystems gesehen Magnete gleicher Polarität nebeneinander liegen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitenden metallischen Platten jeweils derart einander gegenüber liegen, dass die Normale zu der von den Platten aufgespannten Ebene im Wesentlichen quer zur Nord-Süd-Richtung einander gegenüber liegender Magnete verläuft.
  • Bevorzugt sind gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die elektrisch leitenden metallischen Platten so angeordnet, dass die Magnete vorzugsweise auf beiden Seiten des Leitungssystems etwa zwischen den Platten liegen.
  • Grundsätzlich können die elektrisch leitenden metallischen Platten selbst das kanalartige Leitungssystem für das Fluid bilden, wenn sie beispielsweise innenseitig an den mit dem Fluid in Kontakt kommenden Flächen isoliert sind. Der Querschnitt des Kanals kann also beispielsweise rechteckig, quadratisch oder rund sein. Eine zylindrische Geometrie des kanalartigen Leitungssystems ist allerdings von Vorteil, wenn man ein besseres Strömungsverhalten des Fluids anstrebt, insbesondere wenn man eine Drallströmung des Fluids erzeugen will, um den Wirkungsgrad bei der Gewinnung elektrischer Energie zu verbessern. Um die Ausbildung einer solchen Drallströmung zu unterstützen, kann man beispielsweise im Inneren des Kanals oder der Rohrleitung, durch die das Fluid strömt, entsprechende Führungen anordnen, beispielsweise spiralartige Führungen.
  • Bevorzugt fließt das elektrisch leitende Fluid durch eine Rohrleitung, die sich jeweils zwischen Magneten unterschiedlicher Polarität erstreckt. Diese Rohrleitung kann eine vergleichsweise dünne Wandstärke haben, da man die Rohrleitung beispielsweise durch die elektrisch leitenden Platten mechanisch weiter stabilisieren kann. Die Rohrleitung hat dann in erster Linie die Aufgabe, der Fluidströmung eine ausreichende Führung zu geben. Eine zu dicke Wandstärke einer Rohrleitung aus Kunststoff für das Fluid kann den Nachteil einer Abschirmung haben und damit den Effekt der Erzeugung einer Spannung durch Induktion verringern.
  • Gemäß einer bevorzugten Alternative fließt somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das elektrisch leitende Fluid durch einen Kanal mit rundem, etwa rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, der sich jeweils zwischen Magneten unterschiedlicher Polarität erstreckt. Dabei können beispielsweise die Magnete außen an zwei gegenüber liegenden Seiten des Kanals angeordnet sein und die Platten außen an den beiden anderen gegenüber liegenden Seiten des Kanals angeordnet sein.
  • Bei einer Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie der erfindungsgemäßen Art kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beispielsweise das elektrisch leitende Fluid Wasser sein. Es besteht zum Beispiel die Möglichkeit, das erfindungsgemäße Prinzip bei Wasser- oder Abwasserleitungen zu nutzen, die im Erdreich verlegt oder zu verlegen sind oder bei Leitungen dieser Art innerhalb von Gebäuden. Wenn beispielsweise neue Leitungen dieser Art verlegt werden, handelt es sich oft um erhebliche Verlegelängen, im Außenbereich von beispielsweise mehreren hundert Metern oder mehr. Die Erdarbeiten und der Aufwand der Verlegung fallen hier ohnehin an. Man kann somit bei Verlegung von Leitungen, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind, Leitungssysteme verlegen, die bifunktional sind und gleichzeitig Wasser oder Abwasser fördern und der Gewinnung von elektrischer Energie dienen. Auf diese Weise kann ein solches Leitungssystem gleichzeitig Liegenschaften mit Wasser oder Abwasser und Strom versorgen, welcher mindestens teilweise durch das Fördern des Wassers erzeugt wird.
  • Eine sinnvolle alternative Anwendung liegt beispielsweise im Bereich von Salzwasserleitungen, die im Meer verlegt werden und auf diese Weise zusätzlich zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden können.
  • Eine alternative Variante der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass als Magneten um eine Leitung gewickelte Magnetfolienbänder dienen und als elektrisch leitende Elemente in radialem Abstand zu diesen angebrachte, insbesondere gewickelte metallische Bänder vorgesehen sind. Diese Variante ermöglicht insbesondere eine einfache kostengünstige industrielle Fertigung der erfindungsgemäßen Leitungssysteme in großen Längen.
  • Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
  • Dabei zeigen:
  • 1 eine Ansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung im Querschnitt gesehen;
  • 2 eine schematisch vereinfachte Längsschnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1;
  • 3 eine schematisch vereinfachte Querschnittsdarstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematisch vereinfachte perspektivische Seitenansicht einer dritten beispielhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematisch vereinfachte Ansicht einer weiteren beispielhaften Variante der Erfindung.
  • Nachfolgend wird zunächst auf 1 Bezug genommen. Diese zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie. Diese umfasst eine sich in Längsrichtung der Vorrichtung erstreckende Rohrleitung 10, durch die eine elektrisch leitende Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser geleitet wird. Da gewöhnliches Wasser immer einen Anteil Ionen enthält, ist die elektrische Leitfähigkeit gegeben. Die Rohrleitung 10 befindet sich in dem Ausführungsbeispiel im Inneren eines Kanals 11. Diese kann alternativ auch entsprechend ausgekleidet sei, so dass sich eine Isolierung ergibt und in diesem Fall die Rohrleitung auch entfallen könnte, wobei dann die Flüssigkeit direkt durch den Kanal geleitet wird. Der Kanal 11 hat in dem Beispiel einen etwa rechteckigen Querschnitt, kann aber auch im Querschnitt beliebig anders gestaltet sein. Bei rechteckigem Querschnitt hat der Kanal eine obere Querwand 11a und eine erste rechte Längswand, die in diesem Fall durch ein erstes Metallblech 13 gebildet wird. Der Kanal 11 hat weiterhin eine untere Querwand 11c sowie eine zweite linke Längswand, die durch ein zweites Metallblech 14 gebildet wird.
  • Im Bereich der beiden Querwände 11a, 11c sind auf der Außenseite des Kanals eine erste Anzahl von Magneten 12a montiert, wobei sich jeweils mit Abstand zueinander in Längsrichtung der Vorrichtung, d.h. in Fließrichtung des Fluids jeweils derartige Magnete 12 befinden und wobei die Magnete 12a der ersten Anzahl eine erste Polarisierung aufweisen. In gleicher Weise sind an der gegenüber liegenden, in der Zeichnung unteren Querwand 11 c eine zweite Anzahl von Magneten 12b montiert, ebenfalls an der Außenseite des Kanals und jeweils den ersten Magneten 12a gegenüber liegend. Diese zweite Anzahl von Magneten 12b hat eine den ersten Magneten 12a entgegen gesetzte Polarisierung, so dass zwischen den Magneten ein Magnetfeld 15 erzeugt wird, welches sich auch durch die im Inneren des Kanals verlaufende Rohrleitung 10 erstreckt, das heißt quer zur Strömungsrichtung des Fluids. Die beiden metallischen Platten 13, 14 können durch hier nicht näher dargestellte Befestigungsmittel wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen mit den Profilen, die den Kanal 11 bilden, verbunden sein. Natürlich kann auch ein Kanal 11 mit vier Seitenwänden vorhanden sein, was aber in dem dargestellten Beispiel nicht notwendig ist, da die beiden Metallbleche (Platten) 13, 14 bereits zwei Längsseitenwände des Kanals bilden. Das sich in Längsrichtung der Vorrichtung, das heißt senkrecht zur Zeichenebene in 1 erstreckende Rohr 10 liegt in dem etwa rechteckigen Hohlraum, den der Kanal 11 bildet.
  • Die beiden metallischen Platten 13, 14 sind in Bezug auf die Magneten derart angeordnet, dass sich die jeweilige Normale zu der von den metallischen Platten 13, 14 aufgespannten Ebene jeweils quer zum Magnetfeld erstreckt. Wenn nun eine elektrisch leitende Flüssigkeit durch die Rohrleitung 10 strömt, wird in den beiden metallischen Platten 13, 14 eine elektrische Spannung induziert, die mittels geeigneter Einrichtungen wie beispielsweise elektrischer Leitungen 16, 17, die jeweils an die Platten 13, 14 angeschlossen werden, abgegriffen werden kann.
  • 2 zeigt eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung. Man erkennt hier, dass in Längsrichtung der Vorrichtung und in Achsrichtung der Rohrleitung 10 gesehen mehrere der ersten Magneten 12a gleicher Polarität mit vergleichsweise geringfügigem Abstand jeweils hintereinander angeordnet sind, so dass dadurch quasi entlang der gesamten Rohrleitung ein diese durchsetzendes Magnetfeld entsteht. In 1 erkennt man die an beiden Seiten außenseitig jeweils an der Vorrichtung angebrachten Metallplatten 13, wobei eine der Metallplatten in der schematisch vereinfachten Ansicht von 2 (entspricht quasi einem Längssschnitt durch die Anordnung von 1) an der Rückseite der Rohrleitung liegt.
  • In den beiden Metallplatten wird die Spannung induziert und über elektrische Leitungen abgenommen. Die Magneten 12a liegen jeweils mit Abstand zwischen den beiden einander gegenüber liegenden Metallplatten 13, 14 an der oberen Querseite des Kanals 11 und können beispielsweise durch Kleben oder Anschrauben an der oberen Querwand 11a befestigt werden (siehe 1). Die zweiten Magneten 12b mit der entgegengesetzten Polarität liegen auf der gegenüber liegenden Seite der Rohrleitung 10 und in 2 ist erkennbar, dass die einander gegenüber liegenden ersten und zweiten Magneten jeweils entgegengesetzte Polarität aufweisen, während die in einer Reihe in Längsrichtung hintereinander angeordneten ersten Magneten 12a, die einander benachbart sind und ebenso die Magneten 12b der anderen Gruppe, jeweils gleiche Polarität aufweisen. Die Metallplatten 13, 14 oder Metallbleche können sich außenseitig entlang der Rohrleitung 10 und gegebenenfalls über die gesamte Länge der Vorrichtung erstrecken. Die Metallbleche 13, 14 verlaufen etwa rechtwinklig zur oberen Querwand 11a des Kanals (siehe 1), auf der die ersten Magneten 12a befestigt sind und entsprechend auch etwa rechtwinklig zur unteren Querwand 11c, an der außen und unterseitig die zweiten Magneten 12b befestigt sind. Die Metallbleche erstrecken sich somit etwa in Richtung der Feldlinien des Magnetfelds 15. Die Rohrleitung 10 verläuft in dem kanalartigen Zwischenraum zwischen den beiden Metallblechen 13, 14 und den zu diesen jeweils etwa rechtwinklig verlaufenden beiden Querwänden 11a und 11c.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 3 eine zweite beispielhafte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Rohrleitung 10 aus einem vergleichsweise dünnwandigen Kunststoffrohr, an welches auf beiden Seiten jeweils die einander gegenüber liegenden Magneten 12a, 12b angrenzen, die an ihrer Innenseite jeweils konkav geformt sind, so dass sie sich dort formschlüssig an die zylindrische Geometrie der Rohrleitung 10 anpassen. Die beiden Magnete umschließen jeweils die Rohrleitung 10 an einem Teil ihres Umfangs. An den verbleibenden freien Umfangsabschnitten der Rohrleitung 10 zwischen den beiden Magneten ist zunächst eine Schicht aus einem isolierenden Material, beispielsweise einer Kunststofffolie 18 angeordnet, die sich entlang der freien Umfangsabschnitte der Rohrleitung 10 und entlang der beiden Magnete 12a, 12b an ihren einander gegenüber liegenden Längsseiten erstreckt. Außenseitig jenseits dieser Isolierschicht 18 ist jeweils eine metallische leitende Platte 13, 14 beispielsweise aus einem Kupferblech oder einem mit einer Kupferschicht kaschierten Blech angeordnet, die ebenfalls einem Teil des Umfangs der Rohrleitung 10 folgt, nämlich in den jeweiligen Umfangsabschnitten zwischen den beiden Magneten 12a, 12b, so dass die leitenden Platten 13, 14 im Querschnitt in etwa die Form eines Omega haben. Die beiden gebogenen Abschnitte 13a, 14a die metallischen Bleche liegen einander gegenüber, von der Rohrleitung jeweils nur getrennt durch die Isolierschicht 18. Das durch die Rohrleitung in axialer Richtung strömende Fluid (Wasser) erzeugt wie zuvor bereits bei der anderen Ausführungsvariante beschrieben durch magnetische Induktion in den beiden Kupferblechen 13, 14 eine elektrische Spannung, die über geeignete, hier nicht dargestellte Leitungen abgenommen werden kann.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 4 eine weitere beispielhafte Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei dieser Variante wird ein Magnetband 19 spiralförmig um eine Rohrleitung 10 gewickelt, bei der es sich zum Beispiel um ein dünnwandiges Kunststoffrohr handelt. Das Magnetband 19 kann beispielsweise so polarisiert sein, dass sich der eine Pol jeweils an der Außenseite (radial bezogen auf die Rohrleitung 10 gesehen) befindet und sich der andere Pol jeweils an der Innenseite des Magnetbands 19 befindet, die der Rohrleitung zugewandt ist. Bei dem dadurch erzeugten Magnetfeld, das sich durch die Rohrleitung hindurch erstreckt, befindet sich somit über den Durchmesser der Rohrleitung gesehen an deren gegenüberliegenden Seiten jeweils eine gleiche magnetische Polarität, da der andere Pol immer radial außen liegt.
  • Bei dieser Variante wird das Magnetband 19 so gewickelt, dass zwischen zwei jeweils spiralförmigen Wicklungen jeweils ein Streifen frei bleibt, d.h. die einzelnen Windungen des Magnetbands liegen auf Abstand zueinander. Durch diesen Abstand kann in den frei bleibenden Bereichen zwischen den jeweiligen Wicklungen des Magnetbands 19 ein metallisch leitendes Band 20, beispielsweise ein Kupferband, ebenfalls spiralförmig um die Rohrleitung 10 gewickelt werden, derart, dass die jeweiligen Wicklungen des metallisch leitenden Bands 20 jeweils in den Lücken zwischen zwei Wicklungen des Magnetbands 19 liegen, d.h. dass die Wicklungen beider Bänder jeweils einander abwechselnd spiralförmig um die Rohrleitung 10 herum laufen. In den Randbereichen zwischen je einer Wicklung des Magnetbands 19 und einer benachbarten Wicklung des metallisch leitenden Bands 20 ist jeweils ein Streifen aus einem Isoliermaterial 21 angeordnet. Außerdem sind sowohl das Magnetband 19 als auch das metallisch leitende Band 20 an ihren jeweils nach außen gewandten Oberflächen mit einer das Band abdeckenden Isolierschicht versehen, was beispielsweise ein isolierender Lack sein kann, um zu vermeiden, dass es durch Feuchtigkeit beispielsweise aus dem die Anordnung umgebenden Erdreich zu einem Kurzschluss kommt.
  • 5 zeigt eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Ansicht ähnlich ist derjenigen gemäß 2, jedoch mit dem Unterschied, dass in Längsrichtung der Anordnung der Magneten gesehen auf beiden Seiten der Rohrleitung die Magneten jeweils einander abwechselnde Polaritäten aufweisen. Man erkennt hier, dass in Längsrichtung der Vorrichtung und in Achsrichtung der Rohrleitung 10 gesehen wiederum eine Anordnung von mehreren der ersten Magneten 12a vorgesehen ist, wobei diese jedoch jeweils abwechselnd unterschiedliche Polaritäten aufweisen. Auf der gegenüber liegenden Seite der Rohrleitung befindet sich eine Reihe mit einer Anordnung von zweiten Magneten 12b, die ebenfalls in Längsrichtung gesehen jeweils abwechselnd unterschiedliche Polaritäten aufweisen. Auch hier entsteht mit quasi entlang der gesamten Rohrleitung 10 ein diese durchsetzendes Magnetfeld, wobei auch hier die einander gegenüber liegenden Magneten jeweils entgegengesetzte Polarität aufweisen. Dadurch, dass in Längsrichtung auf beiden Seiten aber die Polarität der Magneten jeweils wechselt, ändert sich in Längsrichtung der Rohrleitung und somit in Strömungsrichtung des Fluids in jedem aufeinander folgenden Abschnitt der Rohrleitung die Polarität des Magnetfelds. Experimentell wurde festgestellt, dass eine solche Anordnung mit alternierend wechselndem Magnetfeld bei der induktiven Stromerzeugung vorteilhaft sein kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Rohrleitung
    11
    Kanal
    11a
    obere Querwand
    11c
    untere Querwand
    12
    Magnete
    12a
    erste Anzahl Magnete
    12b
    zweite Anzahl Magnete
    13
    erstes Metallblech
    13a
    gebogener Abschnitt
    14a
    gebogener Abschnitt
    14
    zweites Metallblech
    15
    Magnetfeld
    16
    Kabel
    17
    Kabel
    18
    Isolierschicht
    19
    Magnetband
    20
    metallisches leitendes Band (Kupferband)
    21
    Isoliermaterial
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2658177 A1 [0006]
    • DE 4110266 A1 [0007]

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion, umfassend ein in einer Anordnung von Magneten verlegtes kanalartiges oder rohrförmiges Leitungssystem für die Durchleitung eines elektrisch leitenden Fluids, welches quer zu dem von den das Leitungssystem umgebenden Magneten erzeugten Magnetfeld strömt, sowie umfassend wenigstens zwei elektrisch leitende Elemente, in denen eine Induktionsspannung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitende Elemente jeweils metallische Platten (13, 14) vorgesehen sind, die sich mit Abstand zueinander, einander gegenüber liegend jeweils radial außen zum Leitungssystem (10) entlang der Vorrichtung in Längsrichtung des Leitungssystems erstrecken.
  2. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Magnete (12a, 12b) mit entgegengesetzter Polarität außerhalb des Leitungssystems (10) und in Bezug auf dieses jeweils einander gegenüber liegen und jeweils auf einer Seite der Vorrichtung in Längsrichtung des Leitungssystems gesehen entweder Magnete gleicher Polarität hintereinander liegen oder in Längsrichtung der Magnetanordnung und des Leitungssystems gesehen Magnete mit jeweils alternierend wechselnder Polarität hintereinander angeordnet sind.
  3. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden metallischen Platten (13, 14) jeweils derart einander gegenüber liegen, dass die Normale zu der von den Platten aufgespannten Ebene im Wesentlichen quer zur Nord-Süd-Richtung einander gegenüber liegender Magnete (12a, 12b) verläuft.
  4. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden metallischen Platten (13, 14) so angeordnet sind, dass die Magnete (12a, 12b) vorzugsweise auf beiden Seiten des Leitungssystems (10) etwa zwischen den Platten angeordnet sind.
  5. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Fluid durch eine Rohrleitung (10) fließt, die sich jeweils zwischen Magneten (12a, 12b) unterschiedlicher Polarität erstreckt.
  6. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Fluid durch einen Kanal (11) mit etwa rechteckigem, quadratischem oder rundem Querschnitt fließt, der sich jeweils zwischen Magneten (12a, 12b) unterschiedlicher Polarität erstreckt.
  7. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12a, 12b) außen an zwei gegenüber liegenden Seiten (1a, 11c) des Kanals (11) angeordnet sind und die Platten (13, 14) außen an den beiden anderen gegenüber liegenden Seiten des Kanals angeordnet sind.
  8. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Fluid Wasser ist.
  9. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden metallischen Platten (13, 14) jeweils einen konvex gebogenen Abschnitt (13a, 14a) bevorzugt etwa in einem mittleren Bereich aufweisen, der sich außen entlang der Rohrleitung (10) entsprechend deren Krümmungsradius erstreckt.
  10. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kanalartige oder rohrförmige Leitungssystem (10) eine im Erdreich oder in einem Gebäude verlegte Wasserleitung oder Abwasserleitung oder eine off-shore verlegte Salzwasserleitung ist.
  11. Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie durch elektromagnetische Induktion, umfassend ein in einer Anordnung von Magneten verlegtes kanalartiges oder rohrförmiges Leitungssystem für die Durchleitung eines elektrisch leitenden Fluids, welches quer zu dem von den das Leitungssystem umgebenden Magneten erzeugten Magnetfeld strömt, sowie umfassend wenigstens ein elektrisch leitendes Element, in dem eine Induktionsspannung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Anordnung von Magneten spiralförmig um eine Rohrleitung (10) gewickeltes Magnetband (19) dient und als elektrisch leitendes Element ein spiralförmig um die Rohrleitung gewickeltes metallisches leitendes Band (20) vorgesehen ist, welches sich jeweils zwischen zwei benachbarten Wicklungen des Magnetbands (19) erstreckt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen benachbarten Wicklungen des Magnetbands (19) und des metallischen leitenden Bands (20) ein Isoliermaterial (21) angeordnet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016113852A1 (de) * 2016-07-27 2018-02-01 Endress+Hauser Flowtec Ag Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines strömenden Mediums

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2658177A1 (de) 1975-12-24 1977-07-07 Reynolds Metals Co Magnetohydrodynamischer generator
DE4110266A1 (de) 1991-03-28 1992-10-01 Boenicke Holger Verfahren und vorrichtung zur umwandlung der energie eines stroemenden mediums in elektrische energie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2658177A1 (de) 1975-12-24 1977-07-07 Reynolds Metals Co Magnetohydrodynamischer generator
DE4110266A1 (de) 1991-03-28 1992-10-01 Boenicke Holger Verfahren und vorrichtung zur umwandlung der energie eines stroemenden mediums in elektrische energie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016113852A1 (de) * 2016-07-27 2018-02-01 Endress+Hauser Flowtec Ag Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines strömenden Mediums

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