DE112006003268T5

DE112006003268T5 - Elektrischeer Generator

Info

Publication number: DE112006003268T5
Application number: DE112006003268T
Authority: DE
Inventors: Yury Glenview Shkolnikov; Leslie M. Watts; Richard P. Schaumburg Bolger; Paul Glen Ellyn Micheli
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Finishing Brands Holdings Inc
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2008-10-23
Anticipated expiration: 2026-11-28
Also published as: US20080309196A1; US7781944B2; WO2007064602A2; DE112006003268B4; WO2007064602A3

Abstract

Elektrischer Generator, welcher einen Körper beinhaltet, welcher einen Durchgang aufweist, welcher
eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung, mindestens einen Resonator zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche sich in dem Durchgang bilden, in mechanische Schwingungen des Resonators, wobei der mindestens eine Resonator angrenzend an mindestens einer Ausgangsöffnung ausgerichtet ist, und
mindestens einen mechanisch-elektrischen Energieumwandler aufweist, welcher an den mindestens einen Resonator gekoppelt ist, um Elektrizität als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.

Description

Diese Anmeldung beansprucht nach 35 U. S. C §119(e) die Vorteile des Einreichungsdatums der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/741115, eingereicht am 1. Dezember 2005. Die Offenbarung der U.S.S.N. 60/741115 wird hiermit durch Bezug eingeschlossen.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf Generatoren zur Erzeugung elektrischer Potentiale.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene Arten von Generatoren sind bekannt, welche piezoelektrische Energieumwandler zur Erzeugung elektrischer Potentiale anwenden. Es gibt zum Beispiel die Vorrichtungen, die in den U.S. Patenten 4248386 und 3666976 und darin zitierten Entgegenhaltungen dargestellt und beschrieben werden. Es sind ebenfalls verschiedene Arten von Generatoren bekannt, welche Fluidströmungen nutzen, um elektrische Potentiale zu erzeugen. Es gibt zum Beispiel die Vorrichtungen, die in den U.S. Patenten 4574092 , 4498631 , 4433003 , 4020393 , 3991710 , 3791579 , 3673463 und 3651354 (generell elektro-gasdynamische Potentialversorgungen); und in den U.S. Patenten 4290091 und 4219865 (generell Gasturbinen-betriebene Generator-/Inverter-/Transformator-/Vervielfacherversorgungen und Wechselstromerzeuger-/Transformator-/Vervielfacherversorgungen) dargestellt, und in der U.S.S.N. 11/500,156 beschrieben sind, welche am 7. August 2006 mit dem Titel „Elektrischer Energieerzeuger" („Electric Power Generator") angemeldet wurde und auf den selben Rechtsnachfolger wie diese Anmeldung übertragen wurde. Es liegt auch Richard G. Goldman, Ultraschall Technologie, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1962 vor, speziell die Seiten 94–102. Die Offenbarungen dieser Entgegenhaltung sind hiermit durch Bezug eingeschlossen. Diese Auflistung soll nicht den Eindruck erwecken, dass eine vollständige Recherche des relevanten Standes der Technik gemacht wurde, oder dass kein anderer treffenderer Stand der Technik als der aufgelistete existiere, oder dass der gelistete Stand der Technik wesentlich ist für die Patentierbarkeit. Noch soll irgendein derartiger Eindruck abgeleitet werden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, beinhaltet ein elektrischer Generator einen Körper, welcher einen Durchgang bietet, der eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung, mindestens einen Resonator zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche in dem Durchgang aufgebaut werden, in mechanische Schwingungen des Resonators, wobei der mindestens eine Resonator mindestens an einer Ausgangsöffnung angrenzend ausgerichtet ist, und einen mechanischelektrischen Energieumwandler aufweist, gekoppelt an den mindestens einen Resonator, um Elektrizität als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein elektrischer Generator einen Körper, welcher einen Durchgang bietet, der eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung, mindestens einen Resonator zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche in dem Durchgang aufgebaut werden, in mechanische Schwingungen des Resonators, wobei der mindestens eine Resonator außerhalb mindestens einer Ausgangsöffnung ausgerichtet ist, und einen mechanisch-elektrischen Energieumwandler aufweist, gekoppelt an den mindestens einen Resonator, um Elektrizität als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein elektrischer Generator einen Körper, welcher einen Durchgang bietet, der eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung, mindestens einen Resonator zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche in dem Durchgang aufgebaut werden, in mechanische Schwingungen des Resonators, wobei der mindestens eine Resonator an mindestens einer Ausgangsöffnung angrenzend und außerhalb des Durchgangs ausgerichtet ist, und einen mechanisch-elektrischen Energieumwandler aufweist, gekoppelt an den mindestens einen Resonator, um Elektrizität als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.
Veranschaulichenderweise liegt der mechanisch-elektrische Energieumwandler nicht entlang einer Achse des Durchganges.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der Durchgang einen Keilzungen- bzw. Klingen- bzw. Messerschneiden- bzw. Schneidkanten-Resonator (knife edge resonator).
Alternativ beinhaltet der Durchgang veranschaulichenderweise einen Hartmann-Generator.
Alternativ beinhaltet der Durchgang veranschaulichenderweise einen Helmholtz-Resonator.
Alternativ beinhaltet der Durchgang veranschaulichenderweise einen mechanischen Blatt- bzw. Zungen- bzw. Reed-Resonator.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der elektrische Generator mehrere Ausgangsöffnungen und einen Resonator, welcher angrenzend an jede Ausgangsöffnung ausgerichtet ist, um akustische Schwingungen, welche in dem Durchgang aufgebaut werden, in mechanische Schwingungen des Resonators umzuwandeln.
Veranschaulichenderweise gibt es mehrere Ausgangsöffnungen, welche in verschiedenen Abständen von der Eingangsöffnung angeordnet sind.
Veranschaulichenderweise umfassen die mechanisch-elektrischen Energieumwandler piezoelektrische Energieumwandler.
Veranschaulichenderweise umfassen die Resonatoren in etwa kalottenförmige, elastische Resonatoren.
Veranschaulichenderweise umfassen die Resonatoren flexible Metallresonatoren.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der Durchgang ein abgeschlossenes Ende.
Veranschaulichenderweise beinhaltet das abgeschlossene Ende einen Diffusor.
Veranschaulichenderweise ist das abgeschlossene Ende mit einem verstellbaren Stopfen abgeschlossen.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der verstellbare Stopfen einen Diffusor.
Weiterhin veranschaulichenderweise beinhaltet der elektrische Generator einen Diffusor und eine Feder zwischen dem Diffusor und dem verstellbaren Stopfen.
Veranschaulichenderweise ist die Feder durch eine nicht-lineare Federkonstante gekennzeichnet.
Veranschaulichenderweise berücksichtigt die Federkonstante die angenäherte Änderung der Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur.
Weiterhin veranschaulichenderweise beinhaltet der elektrische Generator eine Vorrichtung zur Leistungsanpassung.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die Vorrichtung zur Leistungsanpassung einen Wechselrichter.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die Vorrichtung zur Leistungsanpassung zusätzlich oder wahlweise einen Transformator.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die Vorrichtung zur Leistungsanpassung zusätzlich oder wahlweise einen Gleichrichter.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die Vorrichtung zur Leistungsanpassung zusätzlich oder wahlweise einen Vervielfacher.
Veranschaulichenderweise ist eine Verbrauchervorrichtung mit dem elektrischen Generator kombiniert.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die Verbrauchervorrichtung eine elektrostatisch unterstützte Zerstäubungs- und Abgabevorrichtung für Beschichtungsmaterial.
Veranschaulichenderweise beinhaltet die mindestens eine Ausgangsöffnung mindestens einen abgestimmten Wellenleiter.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der Resonator einen dickeren Querschnitt nahe der Mitte des Resonators.
Veranschaulichenderweise wird der dickere Abschnitt durch eines von Ankleben eines zusätzlichen Elementes angrenzend an die Mitte, Anschweißen eines zusätzlichen Elementes angrenzend an die Mitte, chemisch auftragendes Bearbeiten, chemisch abtragendes Bearbeiten, mechanisch auftragendes Bearbeiten und mechanisch abtragendes Bearbeiten gebildet.
Veranschaulichenderweise beinhaltet der dickere Abschnitt einen abgestuften mittleren Abschnitt oder einen mittleren Abschnitt mit allmählich zunehmender Dicke.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann am besten mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung und begleitende Zeichnungen, welche die Erfindung veranschaulichen, verstanden werden. In den Zeichnungen zeigt/zeigen
1 eine seitliche Teilquerschnitts-Aufsicht einer Vorrichtung, welche gemäß der Erfindung konstruiert ist;
2a–e stark schematisierte Vorrichtungen, welche in Verbindung mit der in 1 gezeigten Vorrichtung nützlich sind;
3 eine seitliche Teilquerschnitts-Aufsicht einer weiteren Vorrichtung, welche gemäß der Erfindung konstruiert ist;
4 eine seitliche Teilquerschnitts-Aufsicht einer weiteren Vorrichtung, welche gemäß der Erfindung konstruiert ist;
5 eine seitliche Teilquerschnitts-Aufsicht einer weiteren Vorrichtung, welche gemäß der Erfindung konstruiert ist;
6a–b optionale Konstruktionsdetails der in 1 und 3–5 gezeigten Vorrichtungen;
7a–c stark schematisierte Vorrichtungen, welche zur Umsetzung der Erfindung nützlich sind;
8 eine perspektivische Teilansicht einer anderen Vorrichtung, welche gemäß der Erfindung konstruiert ist; und
9 ein Schnittbild entlang der Schnittlinie 9–9 in 8 der Vorrichtung, welche in 8 gezeigt ist.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Das U.S. Patent 3666976 beschreibt eine Vorrichtung, welche eine Luftdüse beinhaltet, die ein ringförmiges, Viertel-Wellenlängen-Resonanzrohr mit keilförmige Rand beaufschlagt. Das Rohr ist gegenüber der Düse von einer piezoelektrischen Vorrichtung begrenzt und abgeschlossen, welche die Druckschwankungen in elektrische Energie umwandelt. Das Abschließen einer geschlossenen Luftsäule mit einem piezoelektrischen Energieumwandler in der Art, wie in U. S. Patent 3666976 beschrieben, führt zu gewissen Einschränkungen hinsichtlich des Gesamtwirkungsgrades. Eine effektivere geschlossene Resonator-Bauform ergibt sich, wenn der Energieumwandler/Abschluss eine wesentliche akustische Impedanz-Fehlanpassung zu der Luft in der Säule darstellt. Eine derartige Bauform weist die für die Resonanz notwendige Reflexion auf. Jedoch ist eine Impedanzanpassung wünschenswerter, um die Druckschwankungen effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Deshalb muss bei dem effizienten elektrischen Energieübertrag ein Kompromiss eingegangen werden, um die Resonanz in der Luftsäule zu erhalten.
Weiterhin strahlen Vorrichtungen, welche resonante Luftsäulen erzeugen, eine nennenswerte Menge an akustischer Energie als Schallwellen ab. Diese Energie wird im Stand der Technik nicht wirksam genutzt.
Mit Bezug auf 1 sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Anordnungen eines oder mehrerer Energieumwandler 20, wie z. B. unimorphe oder bimorphe keramische, piezolektrische Energieumwandler, angrenzend an Öffnungen 22 zur Umgebung, um einen Durchgang 24 angeordnet, und nicht koaxial mit dem Durchgang 24. Der Durchgang 24 hat ein geschlossenes Ende 26, welches nicht von einem Energieumwandler 20 abgeschlossen wird. Mit dieser Anordnung wandelt der Energieumwandler 20 Energie um, welche in Vorrichtungen nach dem Stand der Technik als akustische Abstrahlung verloren geht. Die Energieumwandler 20 sind zum Beispiel durch Kleben mit geeigneten Klebstoff(en), wie z. B. Cyanoacrylatklebern oder ähnlichem, an klingen- bzw. schneidkanten- bzw. keilförmigen Kanten 28 befestigt, welche an den Enden der jeweiligen Röhren 30 ausgebildet sind. Die Energieumwandler 20 sind mit den keilförmigen Kanten 28 an Schwingungsknoten des Energieumwandlers 20 verbunden, um die Schwingungen des Energieumwandlers 20 nicht übermäßig zu beeinflussen. Jeder Energieumwandler 20 ist zum Beispiel durch Kleben mit geeigneten Klebstoff(en), wie z. B. Cyanoacrylatklebstoff oder ähnlichem, an einer angrenzenden flachen Planfläche einer Scheibe 36 aus z. B. Messing oder einem geeigneten Material befestigt. Der Scheitelpunkt 40 des in etwa kalottenförmigen, flexiblen Resonators 34, welcher z. B. aus Aluminium gestaltet ist, ist zum Beispiel durch Kleben mit geeigneten Klebstoff(en), wie z. B. Cyanoacrylatklebstoff oder ähnlichem an der gegenüberliegenden Planfläche der Scheibe 36 gegenüber der Mitte 38 seines jeweiligen Energieumwandlers 20 befestigt.
Das Antriebsfluid, zum Beispiel ein Unterschall-, transsonischer oder Überschall-Luftstrahl ist in das offene Ende 44 des Durchgangs 24 hineingerichtet, wobei er eine resonante Luftsäule bildet, um die Schwingungen des Energieumwandlers 20 anzutreiben, welche den elektrischen Strom erzeugen, welcher dann einer Verbrauchervorrichtung 48, 2, zugeführt wird. Der elektrische Strom kann mit Anschlüssen geeigneter Vorrichtungen zur Leistungsanpassung 50 wie z. B. (ein) Wechselrichter 52 (2b) und/oder (einem) Transformator(en) 54 (2c) und/oder (einem) Gleichrichter(n) 56 (2d) und/oder (einem) Vervielfacher(n) 58 (2e) und ähnlichem verbunden sein, welche das elektrische Ausgangssignal des Energieumwandlers 20 für die Nutzung in einer Verbrauchervorrichtung 48 aufbereiten, die zum Beispiel ein elektrostatisch unterstützter Zerstäuber für Beschichtungsmaterial oder ähnliches sein kann. Solch eine Vorrichtung zur Leistungsanpassung 50 kann zum Beispiel ein Gerät der Art sein, wie es in den U.S. Patenten 4331298 , 4165022 , 3731145 , 3687368 , und/oder 3608823 dargestellt und beschrieben ist.
Mit Bezug jetzt auf 3 wird eine Ausführungsform dargestellt, in welcher der Durchgang 124 eine Länge hat, die abstimmbar ist, indem ein Abstimmstopfen 160 an dem abgeschlossenen Ende 126 des Durchgangs 124 hinein- und herausbewegt wird. Beispielhafterweise wird das durch das Versehen der Außenseite des Abstimmstopfens 160 und der Innenseite des Durchgangs 124 in der Nähe seines abgeschlossenen Endes 126 mit sich gegenseitig ergänzenden Gewindegängen erreicht. Ein in etwa nadelartiger oder geschossförmiger Diffusor 164 ist auf der Abschlussfläche 166 des Abstimmstopfens 160 bereitgestellt, welcher die Auskoppelung der resonanten Schwingungen aus dem Durchgang 124 in den Energieumwandler 120 unterstützt.
In noch einer weiteren Ausführungsform, dargestellt in 4, wird die akustische Energie durch abgestimmte Wellenleiter 222 variablen Querschnitts zu den Energieumwandlern 220 geleitet. Die variablen Querschnitte der Wellenleiter 222 verbessert die akustische Impedanzanpassung.
In noch einer weiteren Ausführungsform, dargestellt in 5, sind der Abstimmstopfen 360 und der Diffusor 364 durch eine Feder 368 getrennt, wie z. B. eine nicht-lineare Druckfeder. Erzeugung und Ankopplung der Schwingungen in dem Durchgang 324 an den Energieumwandler 320 soll dadurch unterstützt werden, indem es dem Diffusor 364 erlaubt wird sich in Bezug auf den Abstimmstopfen 360 zu bewegen. Diese Ausführungsform kann zum Beispiel in Anwendungen nützlich sein, in welchen der Durchgang 324 ein Staupunkt wird. In derartigen Situationen neigt die Lufttemperatur dazu sich in dem Durchgang 324 zu erhöhen. Solche Temperaturänderungen können Änderungen der Schallgeschwindigkeit im Durchgang 324 und der Resonanzfrequenz im Durchgang 324 herbeiführen. Wenn der Diffusor 364, welcher die Abschlusswand 366 des Durchgangs 324 umfasst, mittels einer Feder 368 befestigt ist und sich durch die Staudruckkraft bewegen kann, wird das System dazu neigen, die Temperaturänderungen auszugleichen und die Resonanzfrequenz wird dazu neigen, konstant zu bleiben. Eine nicht-lineare Druckfeder, deren Federkonstante die ungefähre Änderung der Schallgeschwindigkeit c mit der Temperatur T berücksichtigt (c = √(γRT), wobei T die Temperatur in Grad Kelvin, R die universelle Gaskonstante und γ das Verhältnis der Wärmekapazitäten bei konstantem Druck und konstantem Volumen ist, welches für Luft ungefähr 1,4 ist), wird dazu neigen den Ausgleich genauer auszuführen.
6a–b zeigen verschiedene Querschnittskonfigurationen für den kalottenförmigen flexiblen Resonator 34. In 6a bietet ein dickerer Querschnitt des Resonators 434 nahe der Mitte zusätzliche mechanische Stabilität in dem Bereich mit hohen Biegemomenten. Dieser dickere Abschnitt wird durch eine graduelle Abschrägung gebildet. Bei dem Resonator 534 von 6b ist dieser dickere Abschnitt ein separater Absatz. Diese dickeren Querschnitte nahe der Mitte der Resonatoren 434, 534 können durch Kleben oder Schweißen von (einem) zusätzlichen Elementen) oder durch chemische oder mechanische auftragende oder abtragende Bearbeitung erreicht werden (zum Beispiel Ablagerung, Ätzen und so weiter).
Die erste Stufe der Energieumwandlung eines Luftstromes ist die Umwandlung von reguläreren, wie zum Beispiel laminaren oder gleichmäßigen Luftströmungen in resonante Luftsäulen. Zahlreiche Mechanismen existieren dafür. Ein solcher Mechanismus ist ein Keilzungen- bzw. Klingen- bzw. Messerschneiden- bzw. Schneidkanten-Resonator 600 (knife edge resonator). Siehe zum Beispiel U.S. Patent 3666976 . Ein weiterer und der in den Ausführungsformen, welche in 1 und 3–5 dargestellt werden, genutzte ist das, was unter dem Namen Hartmann-Generator bekannt ist. Siehe zum Beispiel Goldman, "Ultrasonic Technology", weiter oben. Ein weiterer ist ein Helmholtz-Resonator 602. Ein weiterer ist ein mechanischer Blatt- bzw. Zungen- bzw. Reed-Resonator 604. Die Resonatoren 600, 602 und 604 werden jeweils sehr schematisch in 7a–c dargestellt.
Mit Bezug auf 8–9 sind gemäß einer anderen Ausführungsform Energieumwandler 720, angrenzend an die Öffnungen 722 zur Umgebung, um einen Durchgang 724 angeordnet und nicht koaxial mit dem Durchgang 724. Der Durchgang 724 hat ein geschlossenes Ende 726, das nicht mit einem Energieumwandler 720 abgeschlossen ist. Die Energieumwandler 720 sind wie oben beschrieben an keilförmigen Kanten (welche wegen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind) befestigt, welche an den Enden der jeweiligen Röhren ausgebildet sind (ebenfalls wegen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt). Die Energieumwandler 720 sind zum Beispiel durch Kleben mit geeigneten Klebstoff(en), wie z. B. Cyanoacrylatklebstoff oder ähnlichem, an angrenzenden flachen Planflächen der jeweiligen Scheiben 736 aus z. B. Messing oder einem geeigneten Material befestigt. Die Scheitelpunkte 740 der jeweiligen in etwa kalottenförmigen Resonatoren 734, sind zum Beispiel durch Kleben mit geeigneten Klebstoff(en), wie z. B. Cyanoacrylatklebstoff oder ähnlichem an den gegenüberliegenden Planflächen der jeweiligen Scheiben 736 gegenüber den Mitten 738 ihrer jeweiligen Energieumwandler 720 befestigt.
Das Antriebsfluid, zum Beispiel ein Unterschall-, transsonischer oder Überschall-Luftstrahl ist in das offene Ende 744 des Durchgangs 724 hineingerichtet, wobei es eine resonante Luftsäule bildet, um die Schwingungen des Energieumwandlers 20 anzutreiben, welche den elektrischen Strom erzeugen, welcher dann einer Verbrauchervorrichtung wie zum Beispiel dem Zerstäuber 48, dargestellt in 2a, typischerweise über geeignete Vorrichtungen 50 zur Leistungsanpassung wie z. B. (ein) Wechselrichter 52 (2b) und/oder (einem) Transformator(en) 54 (2c) und/oder (einem) Gleichrichter(n) 56 (2d) und oder (einem) Vervielfacher(n) 58 (2e) und ähnlichem zugeführt wird.
Während die dargestellten Ausführungsformen ein offenes Ende 44, 744 und ein geschlossenes Ende 26, 226, 726 haben, wird angenommen, dass Durchgänge wie die Durchgänge 24, 124, 324, 724, aber mit zwei offenen Enden, ebenfalls verwendbar sind.
Zusammenfassung
Ein elektrischer Generator beinhaltet einen Durchgang (24), welcher mindestens eine Eingangsöffnung (44) und mindestens eine Ausgangsöffnung (22) und mindestens einen Resonator (34) aufweist, um akustischen Schwingungen, welche in dem Durchgang (24) aufgebaut werden, in mechanische Schwingungen des Resonators (34) zu umzuwandeln. Der Resonator (34) ist an mindestens einer Ausgangsöffnung (22) angrenzend ausgerichtet. Ein mechanisch-elektrischer Energieumwandler (20) ist an den Resonator (34) gekoppelt, um elektrische Energie als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.
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

- US 4248386 [0003]
- US 3666976 [0003, 0045, 0045, 0053]
- US 4574092 [0003]
- US 4486631 [0003]
- US 4433003 [0003]
- US 4020393 [0003]
- US 3991710 [0003]
- US 3791579 [0003]
- US 3673463 [0003]
- US 3651354 [0003]
- US 4290091 [0003]
- US 4219865 [0003]
- US 4331298 [0048]
- US 4165022 [0048]
- US 3731145 [0048]
- US 3687368 [0048]
- US 3608823 [0048]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Richard G. Goldman, Ultraschall Technologie, Reinhold Publishing Corporation, New York [0003]

Claims

Elektrischer Generator, welcher einen Körper beinhaltet, welcher einen Durchgang aufweist, welcher eine Eingangsöffnung und mindestens eine Ausgangsöffnung, mindestens einen Resonator zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche sich in dem Durchgang bilden, in mechanische Schwingungen des Resonators, wobei der mindestens eine Resonator angrenzend an mindestens einer Ausgangsöffnung ausgerichtet ist, und mindestens einen mechanisch-elektrischen Energieumwandler aufweist, welcher an den mindestens einen Resonator gekoppelt ist, um Elektrizität als Reaktion auf die mechanischen Schwingungen zu erzeugen.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, welcher mehrere Ausgangsöffnungen und einen Resonator beinhaltet, zur Umwandlung akustischer Schwingungen, welche in dem Durchgang gebildet werden, in mechanische Schwingungen des Resonators, welcher angrenzend an jeder Ausgangsöffnung ausgerichtet ist.
Elektrischer Generator nach Anspruch 2, worin es mehrere Ausgangsöffnungen gibt, welche in verschiedenen Abständen von der Eingangsöffnung angeordnet sind.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, worin die mechanisch-elektrischen Energieumwandler piezoelektrische Energieumwandler beinhalten.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, worin die Resonatoren in etwa kalottenförmige, elastische Resonatoren beinhalten.
Elektrischer Generator nach Anspruch 5, worin die Resonatoren flexible Metallresonatoren beinhalten.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, worin der Durchgang ein abgeschlossenes Ende beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Anspruch 7, worin das abgeschlossene Ende einen Diffusor beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Claim 7, worin das abgeschlossene Ende von einem verstellbaren Stopfen abgeschlossen wird.
Elektrischer Generator nach Anspruch 9, worin der verstellbare Stopfen einen Diffusor beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Anspruch 9, welcher weiterhin einen Diffusor und eine Feder zwischen dem Diffusor und dem verstellbaren Stopfen beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Anspruch 11, worin die Feder durch eine nichtlineare Federkonstante gekennzeichnet ist.
Elektrischer Generator nach Anspruch 12, worin die Federkonstante die angenäherte Veränderung der Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur berücksichtigt.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, welcher weiterhin eine Vorrichtung zur Leistungsanpassung beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Ausgangsöffnung mindestens einen abgestimmten Wellenleiter beinhaltet.
Elektrischer Generator nach Anspruch 1, worin der Resonator einen dickeren Querschnitt nahe der Mitte des Resonators beinhaltet.