DE102022116242A1

DE102022116242A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels Magnetfeld

Info

Publication number: DE102022116242A1
Application number: DE102022116242.7A
Authority: DE
Inventors: Julius Justenhoven
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2024-01-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes, umfassend eine Magnetanordnung (12) zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes, wobei das Magnetfeld einen Hohlraum (14) zumindest teilweise durchdringt, und einen Aufnahmeraum (16) zur Aufnahme von Materie, wobei der Aufnahmeraum (16) die im Aufnahmeraum (16) aufgenommene Materie nach außen begrenzt, wobei der Aufnahmeraum (16) und der Hohlraum (14) sich räumlich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, überlappen, wobei die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass der Aufnahmeraum (16) und/oder die darin aufgenommene Materie bewegt werden kann. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Beeinflussung von Materie.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes mit Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes mit Merkmalen des Anspruchs 17.
Elektromotoren und Generatoren sind seit Langem aus dem Stand der Technik bekannt. In einem Elektromotor werden Magnetfelder erzeugt, üblicherweise mittels stromdurchflossener Leiterspulen. Die gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte der Magnetfelder werden dabei in eine mechanische Rotationsbewegung umgewandelt, die bspw. als Antrieb für ein Fahrzeug genutzt werden kann.
In einem Generator hingegen wird eine mechanische Rotationsbewegung mittels Magnetfelder in elektrischen Strom (bzw. elektrische Spannung) innerhalb einer Leiterspule umgewandelt. Der so erzeugte elektrische Strom bzw. elektrische Spannung kann abgegriffen und genutzt werden, um bspw. Arbeit zu verrichten.
Mit anderen Worten, eine Ausnutzung von Magnetfeldern zum Transferieren mechanischer Bewegungsenergie in elektrische Energie (Leistung) und umgekehrt ist aus dem Stand der Technik bekannt. Eine andere Art der Ausnutzung von Magnetfeldern geht aus dem Stand der Technik jedoch nicht hervor.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Die Materie kann fest (bspw. pulverförmig), flüssig und/oder gasförmig ausgebildet sein.
Die Vorrichtung umfasst eine Magnetanordnung zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes. Das Magnetfeld durchdringt einen Hohlraum zumindest teilweise, insbesondere vollständig. Mit anderen Worten, die Magnetanordnung füllt den Hohlraum mit dem Magnetfeld zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus.
Die Vorrichtung umfasst zudem einen Aufnahmeraum zur Aufnahme von Materie.
Die Vorrichtung ist derart eingerichtet, dass der Aufnahmeraum und/oder die darin aufgenommene Materie bewegt werden kann. Dabei kann es sich um eine lineare Bewegung handeln. Die Vorrichtung kann derart eingerichtet sein, dass der Aufnahmeraum und/oder die darin aufgenommene Materie um eine Rotationsachse in Rotation versetzt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung hohlzylindrisch ausgebildet sein. Die Magnetanordnung kann den Hohlraum nach radial außen umgeben. Die Magnetanordnung kann mindestens einen Ringmagneten aufweisen, insbesondere aus einem oder mehreren Ringmagneten ausgebildet sein. An ihren axialen Enden kann die Magnetanordnung offen ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Aufnahmeraum zylinderförmig ausgebildet sein. Der Aufnahmeraum kann innerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Der Aufnahmeraum kann die im Aufnahmeraum aufgenommene Materie nach radial außen begrenzen. Mit anderen Worten, der Aufnahmeraum kann die aufgenommene Materie umgeben. Der Aufnahmeraum kann bspw. hohl- oder vollzylinderförmig ausgebildet sein.
Der Aufnahmeraum und/oder die aufgenommene Materie können insbesondere relativ zur Magnetanordnung in Rotation versetzt werden.
Vorliegend ist mit „axial“ bzw. „axialer Richtung“ eine entlang der Rotationsachse bzw. parallel zur Rotationsachse ausgerichtete Richtung gemeint. Mit anderen Worten, die Rotationsachse ist in axialer Richtung orientiert. Entsprechend ist mit „radial“ bzw. „radialer Richtung“ eine senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtete und von der Rotationsachse ausgehende Richtung gemeint.
Die Rotationsachse kann als Zylinderachse der hohlzylindrischen Magnetanordnung ausgebildet sein. Die Rotationsachse kann parallel zur Zylinderachse der hohlzylindrischen Magnetanordnung angeordnet sein.
Das Magnetfeld kann auf die bewegte bzw. rotierende Materie einwirken. Hierdurch kann insbesondere aufgrund der Lorentzkraft die bewegte bzw. rotierende Materie mittels des Magnetfelds beeinflusst werden.
Damit eröffnen sich viele Anwendungsgebiete. So ist bspw. ein Entsalzen von Salzwasser (Süßwassergewinnung) denkbar. Dabei kann das Magnetfeld dazu benutzt werden, das rotierende Salzwasser (Materie) in Süßwasser und Salzwasser oder Natriumchlorid (NaCl) zu separieren bzw. zu trennen. Auch hier wird die - auf die sich bewegte bzw. drehende Materie (Salzwasser) wirkende und durch das Magnetfeld erzeugte - Lorentzkraft ausgenutzt.
Das erzeugte Magnetfeld kann ein elektrisches Feld erzeugen, welches auf die bewegte bzw. rotierende Materie einwirken und mit der bewegten bzw. rotierenden Materie wechselwirken kann. So können bspw. Wassermoleküle (H₂O) oder Gasmoleküle (bspw. Methan CH₄) in Sauerstoff (O₂) und Wasserstoff (H₂) gespalten werden. Damit können Wassermoleküle (bewegte bzw. rotierende Materie) in Wasserstoffmoleküle und Sauerstoffmoleküle gespalten werden.
In einem Gas oder Feststoff (bspw. in Form von Pulver) lässt sich dies analog umsetzen. So ist bspw. ein Anlegen einer elektrischen Spannung insbesondere zur Erzeugung eines elektrischen Feldes nicht nötig, da dieses bereits durch das Magnetfeld erzeugt wird.
Die Größe der elektrischen Feldstärke kann aus der Lorenztransformation der Relativitätstheorie mittels der folgenden Formel berechnet werden: $E = v \times B$
Dabei ist „E“ die Feldstärke des elektrischen Feldes, „v“ die (Rotations-)Geschwindigkeit der Materie und „B“ die magnetische Flussdichte (bzw. magnetische Induktion; Stärke des Magnetfeldes).
Aufgrund der Verwendung des Magnetfeldes kann daher von einer induktiven Beeinflussung von Materie, bspw. induktiven Wasserspaltung oder Gasspaltung bzw. einer induktiven Elektrolyse gesprochen werden.
Ist die bewegte bzw. rotierende Materie salzhaltiges Wasser (Salzwasser), bspw. aufweisend Natriumchlorid (NaCl), so kann bereits eine geringere Induktionsspannung das Wasser entsalzen.
Aufgrund der Rotation und der damit verbundenen Fliehkraft (Zentrifugalkraft) steht insbesondere das rotierende Wasser oder Gas stets unter Druck. Daher können die bei der induktiven Elektrolyse entstehenden Wasserstoff- und Sauerstoffblasen ebenso unter Druck stehen und können nach der Trennung von Sauerstoff und Wasserstoff direkt jeweils bspw. in einem Druckbehälter aufgefangen und/oder gespeichert werden. Es kann somit auf einen hierfür üblicherweise vorgesehenen Kompressor verzichtet werden.
Es entstehen keine Überspannung und keine lokale Erwärmung („Hot Spots“) bei hohen Leistungen. Ebenso werden keine kostspieligen Materialen benötigt.
So kann bspw. Wasserstoff mit einem sehr hohen Wirkungsgrad erzeugt werden. Ebenso kann bspw. Wasserstoff erzeugt werden, welcher sich bereits unter Betriebsdruck befindet.
Der Aufnahmeraum kann die im Aufnahmeraum aufgenommene Materie nach radial außen und/oder an den axialen Enden begrenzen. Der Aufnahmeraum kann bspw. durch ein Behältnis zur Aufnahme von Materie definiert sein. So ist denkbar, dass ein hohlzylindrisches Behältnis mit geschlossenen (axialen) Enden im Hohlraum angeordnet ist, welches den Aufnahmeraum definiert bzw. nach (radial und/oder axial) außen hin begrenzt.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung mindestens einen Permanentmagneten aufweisen. Ein Permanentmagnet erzeugt ein Magnetfeld, welches dauerhaft (permanent) aufrechterhalten werden kann. Dabei wird keine zusätzliche Energie (bspw. in Form einer elektrischen Stromquelle) benötigt.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung mindestens einen Elektromagneten aufweisen. Das Magnetfeld eines Elektromagneten kann durch eine Bestromung des Elektromagneten gesteuert und/oder wunschgemäß eingestellt werden. So kann das Magnetfeld des Elektromagneten ein- oder ausgeschaltet werden, indem die Bestromung des Elektromagneten aktiviert oder deaktiviert wird. Das Magnetfeld des Elektromagneten kann erhöht oder verringert werden, indem die elektrische Spannung (und/oder die elektrische Stromstärke) der Bestromung des Elektromagneten erhöht oder verringert wird.
Es ist denkbar, dass die Magnetanordnung eine Kombination aus mindestens einem Permanentmagneten und mindestens einem Elektromagneten aufweist. Damit können die Vorteile eines Permanentmagneten und die Vorteile eines Elektromagneten miteinander kombiniert werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung mindestens ein ferromagnetisches Element aufweisen. Mit einem ferromagnetischen Element ist insbesondere ein Element mit einer hohen Permeabilität gemeint. Das ferromagnetische Element kann Eisen aufweisen oder aus Eisen bestehen. Das ferromagnetische Element kann ringförmig ausgebildet sein. Das ferromagnetische Element kann als Eisenring ausgebildet sein. Durch das ferromagnetische Element kann das durch die Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld verstärkt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung mindestens einen nach innen ausgerichteten Polschuh aufweisen. Die Magnetanordnung kann insbesondere mehrere nach innen ausgerichtete Polschuhe aufweisen.
Die Magnetanordnung kann mindestens einen nach radial innen (also in Richtung Hohlraummitte, zur Rotationsachse hin) ausgerichteten Polschuh aufweisen. Die Magnetanordnung kann insbesondere mehrere nach radial innen ausgerichtete Polschuhe aufweisen.
Der oder die Polschuhe können jeweils entlang der radialen Richtung fluchtend zu dem ferromagnetischen Element angeordnet bzw. ausgerichtet sein. Mittels des Polschuhs können die Magnetfeldlinien gezielt (bspw. konzentriert) in die bewegte bzw. rotierende Materie eingeleitet werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Magnetanordnung statisch ausgebildet sein. Mit anderen Worten, die Magnetanordnung kann unbeweglich, insbesondere nicht bewegbar oder nicht rotierbar (drehfest) relativ zum Hohlraum bzw. Aufnahmeraum, ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung kann am Aufnahmeraum oder innerhalb des Aufnahmeraums eine Rotiereinrichtung angeordnet sein. Die Rotiereinrichtung kann eingerichtet sein, um die in dem Aufnahmeraum aufgenommene Materie in Rotation zu versetzen. Die Rotiereinrichtung kann eine zylindrische, insbesondere eine vollzylindrische, Form aufweisen.
Es ist ebenso denkbar, dass die Rotiereinrichtung eine hohlzylindrische Form aufweisen kann. Hierdurch kann das Gewicht der Rotiereinrichtung und damit das Gesamtgewicht der Vorrichtung reduziert werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Rotiereinrichtung derart eingerichtet sein, dass die in dem Aufnahmeraum aufgenommene Materie nach radial innen durch die Rotiereinrichtung begrenzt wird. Damit wird die in dem Aufnahmeraum aufgenommene Materie nach radial außen (also in die radiale Richtung) durch den Aufnahmeraum und nach radial innen (also entgegen der radialen Richtung) durch die Rotiereinrichtung begrenzt. Damit kann die Materie eine hohlzylindrische Form einnehmen. Die Materie kann also eine hohlzylinderförmige Gestalt einnehmen.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung derart eingerichtet sein, dass das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld parallel zur Rotationsachse ausgerichtet (orientiert) ist.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung derart eingerichtet sein, dass das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet (orientiert) ist.
Auch eine windschiefe Anordnung (Orientierung) des von der Magnetanordnung erzeugten Magnetfeldes zur Rotationsachse ist denkbar. Das Magnetfeld kann in alle Richtungen orientiert sein. Durch ein Einstellen der Magnetfeldrichtung (-orientierung) kann die Richtung, in die die Lorentzkraft auf die bewegte bzw. rotierende Materie wirkt, wunschgemäß eingestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung derart eingerichtet sein, dass das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld zeitlich konstant ist. Mit anderen Worten, das erzeugte Magnetfeld ändert sich insbesondere im Laufe der Zeit nicht. Dies kann bspw. mittels, insbesondere eines konstanten, Gleichstroms umgesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Vorrichtung derart eingerichtet sein, dass das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld zeitlich variabel ist. Das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld kann alternierend sein. Dies kann beispielsweise durch Erzeugen des Magnetfeldes mittels Wechselstrom umgesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Aufnahmeraum mindestens einen Einlass zum Einführen der Materie in den Aufnahmeraum und mindestens einen Auslass zum Ausführen der Materie aus dem Aufnahmeraum aufweisen.
Der Einlass und der Auslass können voneinander verschieden bzw. getrennt ausgebildet sein. Der Einlass und der Auslass können entlang der Rotationsachse, bzw. entlang einer zur Rotationsachse parallelen Achse, an zwei bspw. voneinander abgewandten (axialen) Enden des Aufnahmeraums der Vorrichtung angeordnet sein.
Gemäß einer Weiterbildung kann innerhalb des Aufnahmeraums ein vom Einlass ausgehender und in den Auslass mündender, spiralförmiger Kanal zum Durchleiten der Materie durch den Aufnahmeraum angeordnet sein. Der Kanal kann spiralförmig um die Rotationsachse angeordnet sein. Durch das Durchleiten der Materie durch den spiralförmigen Kanal wird die Materie quasi automatisch um die Rotationsachse rotiert, indem sie dem spiralförmigen Verlauf des Kanals folgt.
Die obige Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
Die Materie kann fest (bspw. pulverförmig), flüssig und/oder gasförmig ausgebildet sein.
Das Verfahren umfasst die Schritte:

Bereitstellen einer Magnetanordnung zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes. Die Magnetanordnung umgibt einen Hohlraum nach außen. Die Magnetanordnung kann hohlzylindrisch ausgebildet sein und den Hohlraum nach radial außen umgeben.

Anordnen von Materie innerhalb des Hohlraums der Magnetanordnung.
Bewegen der Materie innerhalb des Hohlraums. Insbesondere Rotieren der Materie innerhalb des Hohlraums um eine Rotationsachse.
Erzeugen mindestens eines, insbesondere parallel zur Rotationsachse orientierten (auch senkrechte oder windschiefe Orientierung denkbar), Magnetfeldes mittels der Magnetanordnung, wobei das Magnetfeld mit der bewegten, insbesondere rotierenden, Materie innerhalb des Hohlraums wechselwirkt.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Materie kontinuierlich, insbesondere mittels eines Einlasses, in das Magnetfeld eingeleitet (eingeführt) werden. Die Materie kann kontinuierlich, insbesondere mittels eines Auslasses, aus dem Magnetfeld ausgeleitet (ausgeführt) werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Materie spiralförmig, insbesondere mittels eines spiralförmigen Kanals, durch das Magnetfeld geleitet werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann das Verfahren weiter den Schritt umfassen:

Zeitliches Variieren, insbesondere Alternieren, des Magnetfeldes. Dies kann bspw. mittels Anlegen von Wechselstrom umgesetzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung kann das Verfahren weiter den Schritt umfassen:

Zeitliches Konstanthalten des Magnetfeldes. Dies kann bspw. mittels Anlegen von Gleichstrom umgesetzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung kann zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung gemäß obiger Ausführungen verwendet werden. Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Vorrichtung verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
4 eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren tragen sich entsprechende Bauteile und Elemente gleiche Bezugszeichen. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen enthalten.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 10 weist eine Magnetanordnung 12 zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf. Das Magnetfeld durchdringt einen Hohlraum 14. Vorliegend durchdringt das Magnetfeld den Hohlraum 14 vollständig. Der Hohlraum 14 kann optional durch einen Körper (nicht gezeigt) definiert werden, der den Hohlraum 14 nach außen hin begrenzt.
Die Vorrichtung 10 weist weiter einen Aufnahmeraum 16 zur Aufnahme von Materie auf. Der Aufnahmeraum 16 begrenzt die im Aufnahmeraum 16 aufgenommene Materie nach außen. Der Hohlraum 14 und der Aufnahmeraum 16 überlappen sich in einem Schnittvolumen 13. Mit anderen Worten, der Hohlraum 14 und der Aufnahmeraum 16 weisen ein gemeinsames Schnittvolumen 13 auf.
Die Magnetanordnung 12, der Hohlraum 14, der Aufnahmeraum 16 sowie das Schnittvolumen 13 sind in 1 lediglich schematisch angedeutet.
Wird die Materie innerhalb des Aufnahmeraums 16 bewegt, so wirkt das von der Magnetanordnung 12 erzeugte Magnetfeld auf die bewegte Materie zumindest innerhalb des Schnittvolumens 13 ein. Mit anderen Worten, das Magnetfeld wechselwirkt mit der bewegten Materie innerhalb des Schnittvolumens 13. Aufgrund der Wechselwirkung des Magnetfelds mit der bewegten Materie kann diese beeinflusst werden.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Aufnahmeraum 16 wird vorliegend durch die Materie selbst gebildet. Der Aufnahmeraum 16 ist hohlzylinderförmig ausgebildet. Der Aufnahmeraum 16 bzw. die Materie kann um eine Rotationsachse 18 gedreht (rotiert) werden. Dies ist in 2 mittels eines geschwungenen Pfeils, der die Drehrichtung veranschaulichen soll, angedeutet. Damit entspricht die Bewegung der Materie einer Rotationsbewegung um die Rotationsachse 18.
Das von der Magnetanordnung 12 (nicht dargestellt) erzeugte Magnetfeld kann parallel zur Rotationsachse 18 orientiert sein. Die parallele Anordnung des Magnetfeldes ist in 2 mittels einer Parallelrichtung 17 angedeutet.
Alternativ oder ergänzend kann das Magnetfeld auch senkrecht zur Rotationsachse 18 orientiert sein. Dabei kann das Magnetfeld bspw. von radial außen nach radial innen (also zur Rotationsachse 18 hin) gerichtet sein. Dies ist in 2 mittels einer ersten Senkrechtrichtung 19 angedeutet.
Das Magnetfeld kann ebenso von radial innen nach radial außen (also von der Rotationsachse 18 weg) gerichtet sein. Dies ist in 2 mittels einer zweiten Senkrechtrichtung 21 angedeutet.
Die Orientierung des Magnetfelds kann vorliegend in alle Raumrichtungen eingestellt werden.
3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Sowohl die Vorrichtung 10 als auch ein Verfahren zur Beeinflussung von Materie werden im Folgenden anhand eines Beispiels der (induktiven) Wasserspaltung erläutert. Die im Folgenden beschriebene Vorrichtung 10 bzw. das Verfahren können analog zur (induktiven) Wasserspaltung auf andere Anwendungen angewendet werden (bspw. Wasserentsalzung; chemisches Trennen von Stoffen).
Die Magnetanordnung 12 ist hohlzylindrisch ausgebildet und umgibt den Hohlraum 14 nach radial außen. Mit anderen Worten begrenzt die Magnetanordnung 12 den Hohlraum 14 in eine radiale Richtung 15.
Die radiale Richtung 15 geht von der Rotationsachse 18 aus und ist orthogonal zur Rotationsachse 18 angeordnet. Die Rotationsachse 18 ist vorliegend identisch mit der Zylinderachse der Magnetanordnung 12. Die Rotationsachse 18 erstreckt sich entlang einer axialen Richtung.
Der Hohlraum 14 weist eine zylindrische Form auf, insbesondere in Form eines senkrechten Kreiszylinders.
Der Aufnahmeraum 16 ist vorliegend zylinderförmig ausgebildet und innerhalb des Hohlraums 14 angeordnet. Der Aufnahmeraum 16 begrenzt die im Aufnahmeraum 16 aufgenommene Materie nach radial außen. Im Beispiel handelt es sich bei der Materie um Wasser (H₂O).
Die in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommene Materie (Wasser) kann um die Rotationsachse 18 in Rotation versetzt werden. Die Vorrichtung 10 weist hierzu eine Rotiereinrichtung 24 auf. Die Rotiereinrichtung 24 ist vorliegend vollzylindrisch ausgebildet und innerhalb des Aufnahmeraums 16 angeordnet.
Die in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommene Materie wird damit durch den Aufnahmeraum 16 nach radial außen (in die radiale Richtung 15) und durch die Rotationseinrichtung 24 nach radial innen (entgegen der radialen Richtung 15) begrenzt. Damit nimmt die Materie (vorliegend Wasser) in dem Aufnahmeraum 16 eine hohlzylindrische Form (Gestalt) an.
Die Rotationseinrichtung 24 und/oder der Aufnahmeraum 16 können um die Rotationsachse 18 rotiert werden. Dies ist in 3 mittels eines geschwungenen Pfeils, der die Drehrichtung veranschaulichen soll, angedeutet.
Damit wird das in dem Aufnahmeraum 16 aufgenommene Wasser ebenfalls in Rotation um die Rotationsachse 18 versetzt. Grund hierfür sind Reibungseffekte mit der (radialen Außenseite der) Rotationseinrichtung 24 und/oder dem Aufnahmeraum 16 (bzw. dessen radialen Innenseite). So entsteht eine um die Rotationsachse 18 rotierende Wassersäule innerhalb des Aufnahmeraums 16.
Zum Einführen des Wassers in den Aufnahmeraum 16 ist ein Einlass 26 vorgesehen. Das Einführen des Wassers in den Aufnahmeraum 16 ist in 3 mittels eines dicken Pfeils in Richtung des Aufnahmeraums 16 angedeutet.
Das Wasser fließt in 3 von links nach rechts, um die Rotationsachse 18 rotierend, durch den Aufnahmeraum 16. Dabei wechselwirkt das Wasser mit dem durch die Magnetanordnung 12 erzeugten Magnetfeld, so dass im Beispiel das Wasser (H₂O) zu Sauerstoff (O₂) und Wasserstoff (H₂) gespalten wird. Mit anderen Worten beeinflusst das durch die Magnetanordnung 12 erzeugte Magnetfeld die um die Rotationsachse 18 rotierenden Wassermoleküle derart, dass diese zu Sauerstoffmolekülen und Wasserstoffmolekülen umgewandelt (gespalten) werden.
Zum Ausführen des Wasserstoffs und des Sauerstoffs (also der durch das Magnetfeld beeinflussten Materie) aus dem Aufnahmeraum 16 ist ein Auslass 28 vorgesehen. Das Ausführen aus dem Aufnahmeraum 16 ist in 3 mittels eines vom Aufnahmeraum 16 weg zeigenden dicken Pfeils angedeutet.
Es ist denkbar, dass mehrere Auslässe 28 vorgesehen sind. So kann bspw. Sauerstoff über einen ersten Auslass und Wasserstoff über einen zweiten Auslass aus dem Aufnahmeraum 16 ausgeführt werden. Ebenso denkbar ist es, dass das Wasser nicht vollständig in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt wird, so dass auch (Rest-) Wasser (H₂O) aus dem Auslass 28 (bzw. aus einem der Auslässe) ausgeleitet werden kann.
Zur Erzeugung des Magnetfelds weist die Magnetanordnung 12 vorliegend zwei Permanentmagnete 17 auf. Die Permanentmagnete 17 sind als Ringmagnete ausgebildet.
Die Magnetanordnung 12 weist vorliegend drei ferromagnetische Elemente 20 auf, die ringförmig ausgebildet sind. Die ferromagnetischen Elemente 20 sind jeweils an den Stirnflächen (axialen Seiten bzw. Flächen) der Permanentmagnete 17 angeordnet. Die beiden Permanentmagnete 17 und die drei ferromagnetischen Elemente 20 bilden zusammen eine hohlzylindrische Form.
Die Magnetanordnung 12 weist vorliegend drei Polschuhe 22 auf. Je ein Polschuh 22 ist an einem ferromagnetischen Element 20 angeordnet. Die Polschuhe 22 sind an den radial innenliegenden Flächen der ferromagnetischen Elemente 20 angeordnet. Mit anderen Worten, die Polschuhe 22 sind an den der Rotationsachse 18 zugewandten Flächen der ferromagnetischen Elemente 20 angeordnet.
Die Polschuhe 22 und die jeweiligen ferromagnetischen Elemente 20 sind entlang der radialen Richtung 15 jeweils fluchtend zueinander angeordnet. Damit kann das durch die Permanentmagnete 17 erzeugte Magnetfeld durch die ferromagnetischen Elemente 20 verstärkt und durch die Polschuhe 22 gezielt in Richtung des Aufnahmeraums 16, also in die rotierende Materie, eingeleitet werden.
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung 10 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten dadurch, dass die Vorrichtung 10 einen spiralförmigen Kanal 30 umfasst. Mittels des spiralförmigen Kanals 30 wird vorliegend die Rotation der Materie umgesetzt.
Da die Rotation des Wassers mittels des spiralförmigen Kanals 30 realisiert wird, ist eine Rotationseinrichtung 24 für das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 nicht notwendig und kann weggelassen werden. Ebenso ist eine Rotation des Aufnahmeraums 16 nicht nötig, so dass der Aufnahmeraum 16 auch statisch (also unbeweglich, insbesondere drehfest) ausgebildet werden kann.
Der Kanal 30 geht vom Einlass 26 aus, erstreckt sich spiralförmig um die Rotationsachse 18 und mündet in den Auslass 28. Das Wasser wird durch den Einlass 26 in den Kanal 30 und damit den Aufnahmeraum 16 eingeleitet.
Das Wasser läuft entlang des Kanals 30 und damit spiralförmig um die Rotationsachse 18 vom Einlass 26 in Richtung des Auslasses 28. Damit wird eine um die Rotationsachse 18 rotierende Wassersäule innerhalb des Aufnahmeraums 16 erzeugt, auf die das erzeugte Magnetfeld einwirken kann.
Das Wasser wird, während es innerhalb des Aufnahmeraums 16 entlang des Kanals 30 geleitet wird, aufgrund der Wechselwirkung mit dem erzeugten Magnetfeld in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten.
Wasserstoff, Sauerstoff und/oder (Rest-) Wasser (vgl. oben) können anschließend über einen oder mehrere Auslässe 28 aus dem Kanal 30 und damit dem Aufnahmeraum 16 ausgeleitet werden.

Claims

Vorrichtung (10) zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes, umfassend - eine Magnetanordnung (12) zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes, wobei das Magnetfeld einen Hohlraum (14) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, durchdringt, und - einen Aufnahmeraum (16) zur Aufnahme von Materie, wobei der Aufnahmeraum (16) die im Aufnahmeraum (16) aufgenommene Materie nach außen begrenzt, wobei der Aufnahmeraum (16) und der Hohlraum (14) sich räumlich zumindest teilweise, insbesondere vollständig, überlappen - wobei die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass der Aufnahmeraum (16) und/oder die darin aufgenommene Materie bewegt, insbesondere um eine Rotationsachse (18) in Rotation versetzt, werden kann.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) hohlzylindrisch ausgebildet ist und einen Hohlraum (14) nach radial außen umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (16) zylinderförmig ausgebildet ist und innerhalb des Hohlraums (14) angeordnet ist, wobei der Aufnahmeraum (16) die im Aufnahmeraum (16) aufgenommene Materie nach radial außen begrenzt.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) mindestens einen Permanentmagneten (17) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) mindestens einen Elektromagneten aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) mindestens ein ferromagnetisches Element (20) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) mindestens einen nach, vorzugsweise radial, innen ausgerichteten Polschuh (22), insbesondere mehrere nach, vorzugsweise radial, innen ausgerichteten Polschuhe (22), aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (12) statisch ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufnahmeraum (16) oder innerhalb des Aufnahmeraums (16) eine Rotiereinrichtung (24) angeordnet ist, wobei die Rotiereinrichtung (24) eingerichtet ist, um die im Aufnahmeraum (16) aufgenommene Materie in Rotation zu versetzen.
Vorrichtung (10) nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotiereinrichtung (24) derart eingerichtet ist, dass die in dem Aufnahmeraum (16) aufgenommene Materie nach radial innen durch die Rotiereinrichtung (24) begrenzt wird, so dass die Materie eine hohlzylindrische Form einnimmt.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass das von der Magnetanordnung (12) erzeugte Magnetfeld parallel zur Rotationsachse (18) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass das von der Magnetanordnung (12) erzeugte Magnetfeld senkrecht zur Rotationsachse (18) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass das von der Magnetanordnung (12) erzeugte Magnetfeld zeitlich konstant ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass das von der Magnetanordnung (12) erzeugte Magnetfeld zeitlich variabel, insbesondere alternierend, ist.
Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (16) mindestens einen Einlass (26) zum Einführen der Materie in den Aufnahmeraum (16) und mindestens einen Auslass (28) zum Ausführen der Materie aus dem Aufnahmeraum (16) aufweist.
Vorrichtung (10) nach dem voranstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Aufnahmeraums (16) ein vom Einlass (26) ausgehender und in den Auslass (28) mündender, spiralförmiger Kanal (30) zum Durchleiten der Materie durch den Aufnahmeraum (16) angeordnet ist.
Verfahren zur Beeinflussung von bewegter Materie mittels mindestens eines Magnetfeldes, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Magnetanordnung (12) zur Erzeugung mindestens eines Magnetfeldes, wobei die Magnetanordnung (12), insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet ist und, einen Hohlraum (14) nach, insbesondere radial, außen umgibt; - Anordnen von Materie innerhalb des Hohlraums (14) der Magnetanordnung (12); - Bewegen der Materie innerhalb des Hohlraums (14), insbesondere Rotieren der Materie innerhalb des Hohlraums (14) um eine Rotationsachse (18); und - Erzeugen mindestens eines, insbesondere parallel zur Rotationsachse (18) orientierten, Magnetfeldes mittels der Magnetanordnung (12), wobei das Magnetfeld mit der bewegten, insbesondere rotierenden, Materie innerhalb des Hohlraums (14) wechselwirkt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Materie kontinuierlich, insbesondere mittels eines Einlasses (26), in das Magnetfeld eingeleitet wird und kontinuierlich, insbesondere mittels eines Auslasses (28), aus dem Magnetfeld ausgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Materie spiralförmig, insbesondere mittels eines spiralförmigen Kanals (30), durch das Magnetfeld geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt umfasst: - Zeitliches Variieren, insbesondere Alternieren, des Magnetfeldes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt umfasst: - Zeitliches Konstanthalten des Magnetfeldes.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 verwendet wird.