DE202004020800U1

DE202004020800U1 - Wasserkraft-Generator

Info

Publication number: DE202004020800U1
Application number: DE202004020800U
Authority: DE
Original assignee: G E PRODUCTS CO; Ge Products Co Ltd
Current assignee: G E PRODUCTS CO; Ge Products Co Ltd
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2014-09-24

Abstract

Wasserkraft-Generator insbesondere für einen Heißwasserboiler umfassend:
(a) eine Verschalung, in der sich eine Erste und eine Zweite Einbaukammer befinden, sowie eine Einfluss- und eine Ausflussseite, um die Zweite Einbaukammer zu kanalisieren;
(b) einen in die Erste Einbaukammer eingebauten Generator, der aus Anker, Magnetfeldrahmen und Ankertreiber besteht;
(c) eine in die Zweite Einbaukammer eingebaute Wasserturbine, bestehend aus dem Verbindungsteil der Blätter und einem Diffusorgehäuse, umfassend Einfluss- und Ausflusslöcher, wobei ein Satz Blätter auf der Achse der Blätter gehalten und drehbar gelagert ist, ein Satz Magneten mit den Blättern verbunden ist, die von einem Diffusorgehäuse geschützt werden, wobei sich auf der Oberfläche des Diffusorgehäuses ein Ausflussloch befindet und sich von der Oberfläche des Diffusorgehäuses eine Gehäusewand vertikal ausdehnt, welche zwei oder mehrere Einflusslöcher aufweist;
(d) ein Druckablassventil, samt einem auf der Oberfläche des Diffusorgehäuses angebrachten Hohlventil, eine das Ventil unterstützende Dichtung und eine zwischen der Dichtung und dem...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserkraft-Generator, insbesondere für Heißwasserboiler, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät, das mit Hilfe von Wasserkraft Energie erzeugt und zusammen mit einem Heißwasserboiler benutzbar ist. Es verwandelt die Energie aufgrund des Wasserflusses durch den Heißwasserboiler in elektrische Energie, um denselben mit der von ihm benötigten Elektrizität zu versorgen.
Im Rahmen des Standes der Technik beschreibt das Patent 201 05 185.0 einen „Wasserkraft-Microgenerator", der mit den meistbekannten herkömmlichen Prinzipien der Stromerzeugung arbeitet. Die Wasserkraft treibt dabei eine Wasserturbine an, die dann den Anker des Generators bewegt. Der sich drehende Anker zerteilt das statische Magnetfeld, um eine direkte Strömung zu erzeugen, die damit die Heißwasserboiler mit der benötigten Elektrizität versorgen.
Dennoch hat dieser herkömmliche, mit Wasserkraft betriebene Generator gewisse Nachteile, da der Wasserfluss nur von einem einzigen Einflussloch in die Blätterkammer dringt, um die Blätter in Bewegung zu setzen. Dies führt dazu, dass lediglich ein geringer Fluss an Wasserkraft die Blätter erreicht; demzufolge erreicht auch die Drehkraft nicht das optimale Maß und die Geschwindigkeit ist nicht gleichbleibend. Außerdem ist der Geräuschpegel größer, wenn die Blätter dem Wasser fluss von nur einer Seite ausgesetzt sind, wie es bei dem Stand der Technik der Fall ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden, und einen Wasserkraft-Generator bereitzustellen, der die Blätter der Turbine mit weniger Wasser antreibt und damit dafür sorgt, dass die Magnetspule in einem statischen Magnetfeld rotiert. Zudem soll die damit erzeugte Elektrizität zur Versorgung eines elektrischen Gerätes, insbesondere eines Heißwasserboilers mit Strom verwendet werden, wobei das zu versorgende Gerät zusätzlich mit Gas o.ä. betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Wasserkraft-Generator vorgeschlagen, der mit mehr als zwei Einflusslöchern ausgerüstet ist und ein Regulierungsventil zum Druckablassen aufweist, damit die Blätter der Turbine einer koordinierten Kraft ausgesetzt sind, wodurch eine stabilere Rotation der Blätter und somit eine starke und stabile Spannung erzeugt wird. Gleichzeitig wird durch diesen Wasserfluss der Geräuschpegel reduziert.
Der Wasserkraft-Generator umfasst in seiner Ummantelung eine Verschalung samt Ein- und Ausflussseite, eine Wasserturbine, einen Generator und ein Regulierungsventil zum Druckablassen. Die Blätter der Wasserturbine, mit einem Satz Magneten versehen, bewegen sich mit dem Wasserfluss. Der Anker des Generators weist ebenfalls ein Satz Magneten auf. Beide Sätze fester Magneten sind von einem befestigten Gebinde umschlossen und erzeugen mehr als zwei Magnetfelder, die den Anker mit seinen beweglichen Blättern beim Rotieren in die Magnetfelder senken und auf diese Weise Elektrizität induzieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Diagramme bzw. 1 bis 9 beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Diagramm 1 eine Schnittansicht eines mit Wasserkraft betriebenen Generators für einen Heißwasserboiler gemäß der Erfindung;
Diagramm 2 eine vergrößerte Ansicht des mit Wasserkraft betriebenen Generators;
Diagramm 3 eine Schnittansicht des Generators mit Ausnahme des Treibrades des Ankers;
Diagramm 4 eine perspektivische Ansicht des Generators;
Diagramm 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Treibrades des Ankers;
Diagramm 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Verbindungsteils der Blätter;
Diagramm 7 eine Schnittansicht des Generators, wobei die Pfeile den Wasserfluss zeigen;
Diagramm 8 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Diagramm 7; und
Diagramm 9 eine Schnittansicht wie in Diagramm 7, wobei das Druckablassventil geöffnet ist.
Wie in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, wird die praktische Anwendung des Wasserkraft-Generators 10 mit Hilfe einer Verschalung 1 erreicht, die aus einem ineinandergeschraubten zweiten Gehäuse 12 und einem Gehäusedeckel 13 besteht. In die Verschalung ist eine Erste Kammer 14 eingesetzt, die den Generator 3 beherbergt; in das Gehäuse 12 und den Gehäusedeckel 13 ist eine Zweite Kammer 15 für die Wasserturbine 5 und das Druckablassventil 7 eingesetzt. Die oben erwähnte Ummantelung schließt einen Einfluss 16 im Zweiten Gehäuse 12 und einen Ausfluss 17 auf dem Gehäusedeckel 13 ein; beide sind mit der Zweiten Kammer 15 verbunden und besitzen Leitungsverbindungspunkte für die Kaltwasserzufuhr des Heißwasserboilers (nicht auf dem Diagramm zu sehen), um mit Hilfe der Wasserdynamik die Wasserturbine 5 anzutreiben.
Wie in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, besteht die erwähnte Wasserturbine 5 aus dem Verbindungsteil der Blätter und dem Diffusorgehäuse 61. Das Verbindungsteil der Blätter besteht aus dem Körper der Blätter 53, einem Gebinde 54 sowie einem Satz fester Magneten 55 und wird gehalten und bewegt sich mit der Achse der Blätter 52. Der Körper der Blätter 53 hat eine Zylindereinbaukammer 56 (vgl. Diagramm 6). Das Gebinde 54 ist aus magnetischem Material hergestellt. Der Drehpunkt der Blätter 57 auf dem Körper der Blätter 53 und die festen Magneten 55 befinden sich in gleichen Abständen innerhalb der Einbaukammer 56 und werden von dem Gebinde 54 in die richtige Lage gebracht. Diese Konstruktion arbeitet mit zwei oder mehr Magnetplatten. Dabei hat dieses Design den Vorteil, dass es weniger wiegt und weniger Platz wegnimmt, aber gleichzeitig ein stärkeres Magnetfeld erzeugt als das herkömmliche Magnetgebinde. Das Diffusorgehäuse 61 hat Einflusslöcher 62 an der Wand und ein Ausflussloch 63, das vorzugsweise eine Palisadenform aufweist, um eine Verschmutzung des Diffusorgehäuses 61 zu vermeiden.
Beim Wasserkraft-Generator, wenn er gemäß der obigen Konstruktion zusammengebaut wird und wie in den Diagrammen 7 und 8 gezeigt, fließt das Wasser zunächst in das Diffusorgehäuse 61 durch das Einflussloch 62, um das Verbindungsteil der Blätter 51 anzutreiben, und dann aus dem Diffusorgehäuse 61 durch das Ausflussloch 63. Durch diese Bewegung dreht sich das Verbindungsteil der Blätter 51 dank der hydraulischen Energie und treibt synchron dazu den Anker 31 an, der die statischen Magnetfelder senkt und es der Magnetspule ermöglicht, Elektrizität zu induzieren.
Dieser Elektrostrom gelangt zum Heißwasserboiler mit Hilfe der Elektroplatte 41 durch den Stülpring 40, der sich mit der Ankerachse 34 dreht.
Für eine bessere Anwendung, gezeigt in den Diagrammen 3 und 4, wird eine Kohlebürste 42 den Elektroplatten 41 hinzugefügt. Der konstante Kontakt des Stülpringes 40 und der Kohlebürste 42 stellt eine stabile Stromzufuhr zu den Elektroplatten 41 sicher.
Für eine bessere Anwendung besitzt dieser Wasserkraft-Generator 10 ein Druckablassventil 7, um sicherzustellen, dass Wasserfluss und Wasserdruck nicht die Drehgeschwindigkeit des Verbindungsteiles der Blätter 51 beeinflussen. Obwohl das Druckablassventil 7 oben bereits erwähnt wurde, wird es hier nochmals angeführt, um die Technik des Wasserkraft-Generators 10 zu verdeutlichen. Wie in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, besteht das Druckablassventil 7, aus einem Ventilstopper 71, einem unterstützenden Diffusorgehäuse 61 und einem Abflussloch 72; dabei ist der Ventilstopper aus Gummi. Das Abflussloch 72 befindet sich gegenüber dem Ausflussloch 63 des Diffusorgehäuses 61. Der Wasserfluss, der das Verbindungsteil der Blätter 51 im Diffusorgehäuse 61 bewegt, fließt aus dem Ausflussloch 63 und dem Abflussloch 72. Aus weicherem Material hergestellt, befindet sich die Dichtung 73 auf dem Oberteil des Ventilstoppers 71, um so die Druckfeder 74 zu unterstützen. Am anderen Ende der Druckfeder 74 befindet sich der Gehäusedeckel 13, um dank seiner elastischen Schließkraft den Ventilstopper 71 eng am Diffusorgehäuse zu halten. Dank dieser Anordnung gelangt einzig der Wasserfluss aus dem Abflussloch 72 in das Diffusorgehäuse 61.
Das oben erwähnte Druckablassventil 7 dient dazu, einen Teil der Abflussfunktionen zu erledigen. Wie in Diagramm 9 gezeigt, wenn der Wasserdruck im Wasserkraft-Generator 10 den vorher eingestellten Wert übersteigt, d.h. die elastische Schließkraft der Druckfeder 74, öffnet sich der Ventilstopper 71 automatisch, um überschüssiges Wasser durch den Spalt 75 zwischen dem Diffusorgehäuse 61 und dem Ventilstopper 71 abzuleiten, anstatt den Wasserfluss in das Diffusorgehäuse 61 zurückgelangen zu lassen. Wenn der Wasserdruck wieder auf den vorher eingestellten Wert gesunken ist, springt der Ventilstopper 71 dank der elastischen Schließkraft der Druckfeder 74 zurück in die Originalposition und schaltet sich automatisch ab (wie in Diagramm 7 gezeigt). Somit kann das Wasser nur bis zum Einflussloch 62 im Diffusorgehäuse 61 gelangen, um das Verbindungsteil der Blätter 51 in Bewegung zu setzen und den Ankertreiber 33 des Generators 3 dank des während des Prozesses entstandenen Magnetfeldeffekts anzutreiben. Der Anker 31 haftet dann an der selben Achse wie der Ankertreiber 33 und bringt diesen dazu, direkt im Magnetfeldrahmen 32 Strom zu erzeugen.
Der Generator weist zudem einen mit den Stromleistungsplatten verbundenen Satz Kohlebürsten aufweist, um den Kontakt mit der Gleitbewegung der Ankerachse herzustellen, wobei der Generator leitende Komponenten aufweist, die aus der Gehäusewand des Diffusorgehäuses herausragen, deren Anzahl der Anzahl der Einflusslöcher entspricht, wobei die leitenden Komponenten in etwa wie ein Dreieck geformt sind und die Einflussausgänge der Einflusslöcher sich auf der abgeschrägten Seite der leitenden Komponenten befinden.
Natürlich sind unter der Prämisse der geeigneten Reichweite dieser Erfindung Änderungen der obengenannten Anwendung möglich. Demzufolge sollten alle Begriffe aus den obigen Beschreibungen und Diagrammen nur der Veranschaulichung dienen und nicht als einzige Möglichkeit gelten.
Bezugszeichenliste:

Claims

Wasserkraft-Generator insbesondere für einen Heißwasserboiler umfassend: (a) eine Verschalung, in der sich eine Erste und eine Zweite Einbaukammer befinden, sowie eine Einfluss- und eine Ausflussseite, um die Zweite Einbaukammer zu kanalisieren; (b) einen in die Erste Einbaukammer eingebauten Generator, der aus Anker, Magnetfeldrahmen und Ankertreiber besteht; (c) eine in die Zweite Einbaukammer eingebaute Wasserturbine, bestehend aus dem Verbindungsteil der Blätter und einem Diffusorgehäuse, umfassend Einfluss- und Ausflusslöcher, wobei ein Satz Blätter auf der Achse der Blätter gehalten und drehbar gelagert ist, ein Satz Magneten mit den Blättern verbunden ist, die von einem Diffusorgehäuse geschützt werden, wobei sich auf der Oberfläche des Diffusorgehäuses ein Ausflussloch befindet und sich von der Oberfläche des Diffusorgehäuses eine Gehäusewand vertikal ausdehnt, welche zwei oder mehrere Einflusslöcher aufweist; (d) ein Druckablassventil, samt einem auf der Oberfläche des Diffusorgehäuses angebrachten Hohlventil, eine das Ventil unterstützende Dichtung und eine zwischen der Dichtung und dem Gehäuse der Wasserturbine angebrachte Druckfeder, wobei das Ventil durch die elastische Schließkraft in ständigem engen Kontakt mit der Oberfläche des Diffusorgehäuses bleibt, um zu verhindern, dass der Druck im Inneren des Wasserkraft-Generators den maximalen vorher eingestellten Druckwert übersteigt, wobei ein Satz Magneten im Verbindungsteil der Blätter und ein weiterer Satz Magneten im Ankertreiber des Generators vorgesehen sind, welche in einer Gebinde-Position angelegt sind, um mehr als zwei Magnetplatten zu bilden, und wobei sich der Ankertreiber mit den Blättern dreht, wodurch sich der auf der gleichen Achse angeordnete Anker synchron mitdreht, um die statischen Magnetfelder zu senken, derart, dass die Magnetspule Elektrizität induziert und Strom für ein angeschlossenes Gerät, insbesondere einen Heißwasserboiler produziert.
Wasserkraft-Generator nach Anspruch 1, wobei das Ausflussloch im Diffusorgehäuse des Wasserkraft-Generators eine Palisadenform aufweist.
Wasserkraft-Generator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Generator einen mit den Stromleistungsplatten verbundenen Satz Kohlebürsten aufweist, um den Kontakt mit der Gleitbewegung der Ankerachse herzustellen, wobei der Generator leitende Komponenten aufweist, die aus der Gehäusewand des Diffusorgehäuses herausragen, deren Anzahl der Anzahl der Einflusslöcher entspricht, wobei die leitenden Komponenten in etwa wie ein Dreieck geformt sind und die Einflussausgänge der Einflusslöcher sich auf der abgeschrägten Seite der leitenden Komponenten befinden.