DE202004003797U1

DE202004003797U1 - Sanitärgerät mit integrierter Elektrizitätserzeugung und Speicherung

Info

Publication number: DE202004003797U1
Application number: DE200420003797
Authority: DE
Original assignee: HSU CHI CHEN; Hsu Chi Chen Xizhi
Current assignee: HSU CHI CHEN; Hsu Chi Chen Xizhi
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2014-03-12

Abstract

Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung, bestehend aus:
dem Sanitärgerät an sich, welches im Wasserauslaß ein Magnetventil zur Steuerung hat;
einem Mikrowasserkraftgenerator, welcher mit dem vorgenannten Wasserauslaß verbunden ist und aus einem Wasserdukt, dem Generatorteil an sich und einer Regelung besteht, wobei der Wasserdukt innen eine Kammer und außen einen Zu- und einen Abfluß hat, mit einer äußeren Induktionsspule und einem inneren Flügelrad mit Magneten, welches durch das einströmende Wasser in Bewegung versetzt wird und so in der Induktionsspule eine Spannung erzeugt, mit der ein Magnetventil bedient werden kann;
einem Ladekontrollschaltkreis, welcher mit dem vorgenannten Mikrowasserkraftgenerator verbunden ist und aus einem Akkumulator, einer Gleichrichterdiode, einer Zenerdiode und einem Strombegrenzungswiderstand versehen ist und erlaubt, überschüssige elektrische Energie im Akkumulator zu speichern und Stromspitzen für die Betätigung des Magnetventils aus dem Akkumulator abzudecken.

Description

Hintergrund der Erfindung
(a) Bereich der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft Sanitärausrüstung mit integrierter Elektrizitätserzeugung und -speicherung. Sie umfaßt einen Mikrowasserkraftgenerator und einen Ladekontrollschaltkreis. Spitzenstrombedarf kann dabei von der aufladbaren Batterie befriedigt werden, während gleichmäßiger Stromfluß von dem Wasserkraftgenerator geliefert wird. Außerdem kann überschüssige elektrische Energie in der aufladbaren Batterie gespeichert werden. Auf diese Weise kann das Sanitärgerät die für die Betätigung eines Magnetwasserventils nötige elektrische Energie selbst erzeugen. Durch diese einfache Vorrichtung wird eine Verringerung der Stromkosten erreicht, bzw der Einsatz von Magnetventilen an Stellen, an denen Elektrizität nicht zur Verfügung steht erst ermöglicht.
(b) Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik Elektrisch gesteuerte Sanitärgeräte wie z.B. elektrisch gezündete Gaswarmwasserbereiter, sensorgesteuerte Urinale und Wasserhähne mit elektronischer Betätigung beziehen die für ihre Funktion benötigte elektrische Energie derzeit entweder aus dem Netz oder aus Trockenbatterien. Während Trockenbatterien regelmäßig emeuert werden müssen, verlangt Netzversorgung eine aufwendige Installation und Sicherung gegen Stromschläge. Es wird daher häufig auf den Einsatz derartiger Geräte verzichtet.
Der Erfinder hat daher 2001-2-27 unter der Nummer 90202944 Schutzrechte für einen Milcrowasserkraftgenerator zum Einsatz in Wasserheizgeräten beantragt. In den Wasserauslauf eines gasbefeuerten Wasserheizgeräts eingebaut, kann dieser Mikrowasserkraftgenerator die zur Zündung des Gases nötige elektrische Energie liefern und macht somit den Einsatz von Trockenbatterien überflüssig.
Da die elektrische Leistung eines derartigen Mikrowasserkraftgenerators begrenzt ist, kann er nicht zur direkten Versorgung eines Magnetwasserventils dienen. Er wurde daher bisher nur zur Zündung von Gaswasserheizgeräten eingesetzt und fand deshalb nur geringe Verbreitung. Der Erfinder hat sich in der Folge Gedanken gemacht, wie der Einsatz von Sanitärgeräten wie Urinalen mit automatischer Spülung und automatischer Wasserhähne zur Verbesserung der Lebensqualität in abgelegenen Gebieten ohne Elektrizitätsversorgung möglich gemacht werden kann. Durch eine Kombination von elektrisch gesteuertem Sanitärgerät mit Mikrowasserkraftgenerator konnte das Ziel erreicht werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, je nach Situation entweder kurzfristig hohen Strom aus dem Akkumulator oder langfristig einen geringeren Strom aus dem Mikrowasserkraftgenerator zur Verfügung stellen und überschüssigen Strom im Akkumulator speichern zu können. Das ganze soll übersichtlich und einfach aufgebaut sein, keinen Installationsaufwand verlangen und die Stromkosten des Sanitärgeräts senken.
Um das obige Ziel zu erreichen, enthält das Sanitärgerät mit integrierter Elektrizitätserzeugung und Speicherung außer dem Sanitärgerät selbst, einen Mikrowasserkraftgenerator und einen Ladekontrollschaltkreis.
Im Wasserauslauf des Sanitärgeräts ist ein Magnetabsperrventil eingebaut, welches zur Steuerung des Wasserzulaufs dient.
An den Wasserauslauf ist ein Mikrowasserkraftgenerator angeschlossen, der aus einem Wasserzulaufteil, einem Generatorteil und einer Regelung besteht. Der Wasserzulaufteil besteht aus einem Hohlraum im Innern und dem Zulauf- sowie dem Ablaufrohr. Außen ist eine Magnetspule mit ihm verbunden. Im Innern ist eine Flügelradwelle, die vom darauf treffenden Wasser angetrieben wird. Der darauf angebrachte Magnet induziert in der Magnetspule eine Spannung und erzeugt so die zum Betrieb des Magnetventils nötige Elektrizität.
An den Mikrowasserkraftgenerator ist ein Ladekontrollschaltkreis angeschlossen. Er besteht aus einem Akkumulator, einer Gleichrichterdiode, einer Zenerdiode zur Spannungskonstanthaltung und einem Strombegrenzungswiderstand. Wenn sich der Generator dreht, wird Strom erzeugt, der im Akkumulator gespeichert wird, bis er zur Betätigung des Magnetventils gebraucht wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Anwendungsbeispiele (Urinal mit Sensorspülung, Wasserhahn mit Sensorsteuerung)
2 Stromlaufplan des Ladekontrollschaltkreises
3. Schnittzeichnung durch den Mikrowasserkraftgenerator entsprechend der Erfindung
3A Schnittzeichnung durch Mikrowasserkraftgenerator und eingebauten Ladeschaltkreis
3B Schnittzeichnung durch Milcrowasserkraftgenerator und angebauten Ladeschaltkreis
4 Kompletter Stromlaufplan der Erfindung
5 Die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Heißwassergerät
Detaillierte Beschreibung der Bevorzugten Ausführung
1 und 2 zeigen Ausführungen des Sanitärgeräts mit integrierter Elektrizitätserzeugung und Speicherung. Sie bestehen jeweils aus einem Sanitärgerät (1), einem Mikrowasserkraftgenerator (2) und einem Ladekontrollschaltkreis (3). Das Sanitärgerät (1) enthält einen Stromverbraucher (13), der wiederum ein Magnetventil (11) enthält, welches im Verlauf des Wasserzulaufrohrs angebracht ist und den Spülfluß steuert.
Der Mikrowasserkraftgenerator (2), der im Wasserzulauf des Sanitärgeräts (1) sitzt, besteht aus einem Gehäuse (21) und den Deckeln (22, 23), die zusammen den Wasserdukt bilden. In ihm befinden sich der Generator (24) und die Regelung (25) (siehe auch 3). Innerhalb des Wasserdukts befindet sich eine Kammer (26), außerhalb der Wasserzulauf (27) und der Wasserauslauf (28). Ebenfalls außerhalb ist die Ständerspule (241) des Generators (24). Innerhalb der Kammer (26) ist der Rotor des Generators, bestehend aus dem Flügelrad (29) und den Magneten (291). Die Regelung (25) sitzt zwischen Wasserauslaßrohr (27) und Wassereinlaßrohr (28). Wenn das Flügelrad (29) durch das einströmende Wasser in Drehung versetzt wird, induzieren die darauf angebrachten Magneten (291) in der Ständerspule (241) des Generators eine Spannung. Die so erzeugte Elektrizität kann zur Ansteuerung des Magnetventils (11) verwendet werden (siehe auch 2).
Der Ladekontrollschaltkreis (3) ist mit dem Generator (2) verbunden. Er kann je nach Bedarf in den Generator (2) integriert (siehe 3A) oder an ihn angebaut werden (siehe 3B). Er besteht aus einem Akkumulator (31), einer Gleichrichterdiode (32), einer Zenerdiode (33) und einem Strombegrenzungswiderstand (34). Wenn sich der Generator (2) dreht, kann die überschüssige Energie im Akkumulator (31) gespeichert werden und steht dann zur Verfügung, wenn der Stromverbraucher (13) für die Betätigung des Magnetventils (11) kurzfristig einen hohen Strombedarf hat.
Das beschriebene System eines Mikrowasserkraftgenerators mit Energiespeicherung kann auf zwei Arten angewendet werden:

1. Wie in 1, 2 dargestellt, wo z.B. ein selbstspülendes Urinal oder ein sensorgesteuerter Wasserhahn dargestellt sind. Hier wird über einen Infrarotsensor (12) bei Annäherung einer Person das Magnetventil (11) des Stromverbrauchers (13 ) mit Hilfe der im Akkumulator (31) gespeicherten. Energie geöffnet, worauf Wasser zu fließen beginnt. Das fließende Wasser treibt den Generator (2) und lädt den Akkumulator (31) wieder auf.
2. Wie in 4, 5 für den Einsatz in einem Warmwasserbereiter dargestellt. Der Ladekontrollschaltkreis enthält hier noch zusätzlich einen Transistor (35) und einen Spannungsteiler (36, 37). Sobald der Wasserhahn an einer Warmwasserentnahmestelle geöffnet wird, beginnt Wasser zu fließen und der Generator (2) beginnt Strom zu liefern. Dadurch schaltet der Transistor (35) die Last (11) im Verbraucher (13 ) ein. Spitzenbedarf wird auch hier vom Akkumulator (31) gedeckt, während ansonsten der Generator den Akkumulator lädt.

Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Vorteile:

1. Sie ist einfach, sicher und benötigt keine Installation. Ihr Einsatz ist daher auch dort problemlos möglich, wo kein Stromnetz zur Verfügung steht.
2. Stromspitzen werden vom Akkumulator gedeckt, während der Mikrowasserkraftgenerator für die langfristige Energiezufuhr sorgt. Überschüssige Energie wird im Akkumulator gespeichert.

Die Erfindung kann die ihr gesetzten Ziele, je nach Situation entweder kurzfristig hohen Strom aus dem Akkumulator oder langfristig einen geringeren Strom aus dem Mikrowasserkraftgenerator zur Verfügung zu stellen und überschüssigen Strom im Akkumulator zu speichern, erreichen.

Claims

Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung, bestehend aus: dem Sanitärgerät an sich, welches im Wasserauslaß ein Magnetventil zur Steuerung hat; einem Mikrowasserkraftgenerator, welcher mit dem vorgenannten Wasserauslaß verbunden ist und aus einem Wasserdukt, dem Generatorteil an sich und einer Regelung besteht, wobei der Wasserdukt innen eine Kammer und außen einen Zu- und einen Abfluß hat, mit einer äußeren Induktionsspule und einem inneren Flügelrad mit Magneten, welches durch das einströmende Wasser in Bewegung versetzt wird und so in der Induktionsspule eine Spannung erzeugt, mit der ein Magnetventil bedient werden kann; einem Ladekontrollschaltkreis, welcher mit dem vorgenannten Mikrowasserkraftgenerator verbunden ist und aus einem Akkumulator, einer Gleichrichterdiode, einer Zenerdiode und einem Strombegrenzungswiderstand versehen ist und erlaubt, überschüssige elektrische Energie im Akkumulator zu speichern und Stromspitzen für die Betätigung des Magnetventils aus dem Akkumulator abzudecken.
Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung wie in Anspruch 1, wobei das Magnetventil durch einen Sensor betätigt wird, so daß automatische Spülung, bzw. automatischer Wasserzufluß erreicht werden.
Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung wie in Anspruch 1, wobei der Ladekontrollschaltkreis mit einem zusätzlichen Transistor und einem Spannungsteiler versehen ist, so daß bei Wasserdurchfluß der Akkumulator vom Mikrowasserkraftgenerator geladen wird, während Stromspitzen vom Akkumulator gedeckt werden, wie dies beim Einsatz in einem Warmwasserbereiter erforderlich ist.
Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung wie in Anspruch 1, wobei der Ladekontrollschaltkreis in das Generatorgehäuse eingebaut ist.
Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung wie in Anspruch 1, wobei der Ladekontrollschaltkreis als separate Einheit an das Generatorgehäuse angebaut ist.
Sanitärgerät mit eingebauter Elektrizitätserzeugung und -speicherung wie in Anspruch 1, wobei an der Verbindung von Wasserein- und Wasserauslaß des Generators eine Regelung ist.