DE102014112604A1 - Energierückgewinnungsvorrichtung - Google Patents

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magnet
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Björn Pehnert
Thomas Warbeck
Manuel Groß
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1869—Linear generators; sectional generators
    • H02K7/1876—Linear generators; sectional generators with reciprocating, linearly oscillating or vibrating parts
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energierückgewinnungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus Abgas, mit einer Membran, welche an eine Öffnung einer Abgasanlage anbringbar ist, und von dem durch die Abgasanlage strömenden Abgas in Schwingungen versetzbar ist, wobei die Membran mit einem Aufnehmer einer Magnet-Spulen-Vorrichtung verbunden ist, so dass ein elektrische Strom in der Magnet-Spulen-vorrichtung induziert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Energierückgewinnungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
  • Bei Kraftfahrzeugen werden Energierückgewinnungsvorrichtungen immer häufiger eingesetzt. So ist es bekannt, die thermische Energie des Abgases durch thermoelektrische Elemente direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Auch sind so genannte Rankine-Cycle-Vorrichtungen bekannt, welche die thermische Energie des Abgases in einem Dampfkreislauf in mechanische Energie umwandeln, um die mechanische Energie dem Antriebsstrang wieder zuzuführen.
  • Durch die DE 10 2006 018 446 B4 ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt geworden, mittels welcher aus Abgas elektrische Energie erzeugt werden kann. Die darin offenbarte Vorrichtung ist jedoch sehr kompliziert und damit kostenträchtig, so dass die Einsatzwahrscheinlichkeit in Kraftfahrzeugen eher gering ist.
  • Auch die DE 10 2008 050 655 B4 offenbart eine Vorrichtung zur Energierückgewinnung aus Abgas. Auch die darin offenbarte Vorrichtung ist sehr komplex und damit teuer.
  • Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energierückgewinnungsvorrichtung zu schaffen, welche relativ einfach und damit kostengünstig ausgebildet ist.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Energierückgewinnungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus dem Abgas, mit einer Membran, welche an eine Öffnung einer Abgasanlage anbringbar ist, und die von dem durch die Abgasanlage strömenden Abgas in Schwingungen versetzbar ist, wobei die Membran mit einem Aufnehmer einer Magnet-Spulen-Vorrichtung verbunden ist, so dass ein elektrischer Strom in der Magnet-Spulen-Vorrichtung induziert wird. So wird sehr einfach aufgrund der Dichteschwankungen im Abgas die Membran in Schwingungen versetzt, welche sich auf die Magnet-Spulen-Vorrichtung übertragen lässt, so dass durch die Magnet-Spulen-Vorrichtung Strom erzeugt wird. Dieser kann für andere Zwecke eingesetzt oder in das Bordnetz des Kraftfahrzeugs eingespeist und/oder in einer Batterie gespeichert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Magnet-Spulen-Vorrichtung einen mit der Membran verbundenen Magneten und eine Spule aufweist, wobei der Magnet bei einer Bewegung des Magneten ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am Spulenort erzeugt, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird. Dadurch wird das bewegte Bauteil als der Magnet festgelegt, so dass die Spule ortsfest angeordnet werden kann, was Vorteile bei der Verkabelung hat.
  • Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn die Magnet-Spulen-Vorrichtung eine mit der Membran verbundene Spule und einen Magneten aufweist, wobei der Magnet bei einer Bewegung der Spule ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am Spulenort erzeugt, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird.
  • Zur Einspeisung des Stroms in das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs ist es vorteilhaft, wenn der Magnet-Spulen-Vorrichtung ein Gleichrichter nachgeordnet ist, zur Umwandlung des Wechselstroms in einen Gleichstrom.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Energierückgewinnungsvorrichtung.
  • Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Energierückgewinnungsvorrichtung 1, welche eine Membran 2 aufweist, welche an eine Öffnung 3 einer Abgasanlage 4 anbringbar ist. Mit der Membran 2 ist eine Magnet-Spulen-Vorrichtung 5 verbunden, welche einen Aufnehmer aufweist, der mit der Membran 2 verbunden ist und von der Membran 2 zum Schwingen gebracht werden kann, wenn die Membran aufgrund von Dichteschwankungen des Abgases schwingt.
  • Die Magnet-Spulen-Vorrichtung 5 weist einen Magneten und eine Spule auf. Wird der Magnet relativ zur Spule bewegt, so wird in der Spule ein Strom induziert. So kann der Magnet als Aufnehmer an der Membran 2 angebracht sein. Bei einer Bewegung der Membran 2 wird der damit verbundene Magnet bewegt und erzeugt ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am Spulenort, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird.
  • Alternativ dazu kann die Magnet-Spulen-Vorrichtung 5 auch derart ausgebildet sein, dass sie eine mit der Membran 2 verbundene Spule und einen Magneten aufweist, wobei der Magnet bei einer Bewegung der Spule ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am örtlich veränderlichen Spulenort erzeugt, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird. Auch so kann bei Bewegung der Spule ein Strom induziert werden.
  • Der Magnet-Spulen-Vorrichtung 5 kann dabei ein Gleichrichter 6 als Inverter nachgeordnet sein, zur Umwandlung des Wechselstroms in einen Gleichstrom. Dieser Gleichstrom kann dann beispielsweise ins Bordnetz eingespeist werden.
  • 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 102006018446 B4 [0003]
    • DE 102008050655 B4 [0004]

Claims (4)

  1. Energierückgewinnungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Energie aus Abgas, mit einer Membran, welche an eine Öffnung einer Abgasanlage anbringbar ist, und von dem durch die Abgasanlage strömenden Abgas in Schwingungen versetzbar ist, wobei die Membran mit einem Aufnehmer einer Magnet-Spulen-Vorrichtung verbunden ist, so dass ein elektrischer Strom in der Magnet-Spulen-Vorrichtung induziert wird.
  2. Energierückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet-Spulen-Vorrichtung einen mit der Membran verbundenen Magneten und eine Spule aufweist, wobei der Magnet bei einer Bewegung des Magneten ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am Spulenort erzeugt, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird.
  3. Energierückgewinnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnet-Spulen-Vorrichtung eine mit der Membran verbundene Spule und einen Magneten aufweist, wobei der Magnet bei einer Bewegung der Spule ein zeitlich veränderliches Magnetfeld am Spulenort erzeugt, so dass ein elektrischer Strom in der Spule induziert wird.
  4. Energierückgewinnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet-Spulen-Vorrichtung ein Gleichrichter nachgeordnet ist, zur Umwandlung des Wechselstroms in einen Gleichstrom.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7633175B1 (en) * 2008-05-13 2009-12-15 Florida Turbine Technologies, Inc. Resonating blade for electric power generation
DE102008050655B4 (de) 2008-09-30 2011-02-10 Fox-Service Gmbh Abgasanlage für Kraftfahrzeuge mit integrierter Wärmekraftmaschine
DE102006018446B4 (de) 2006-04-16 2012-11-08 Heinrich Reents Verfahren und Vorrichtungen zur Gewinnung elektrischer Energie aus Abgasen und Abwärme in mobilen und stationären Anlagen
US8648480B1 (en) * 2012-06-25 2014-02-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Energy harvesting system using flow-induced vibrations

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