DE202006004200U1

DE202006004200U1 - Tragbarer windkraftgetriebener Gernerator

Info

Publication number: DE202006004200U1
Application number: DE202006004200U
Authority: DE
Original assignee: WU KUANG CHIEH; Wu Kuang-Chieh Hsin Pu
Current assignee: WU KUANG CHIEH; Wu Kuang-Chieh Hsin Pu
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2016-03-17

Abstract

Ein windkraftgetriebener Generator, bestehend aus:
– einem Generator mit einem Gehäuse, durch das eine axiale Welle geht, auf der im Mittelabschnitt ein Permanentmagnet sitzt und einer Statorspule auf der Innenseite der Gehäusewand;
– einem Propeller am Ende der besagten Welle;
– einem Hilfsantrieb mit einem Motor und einem Freilauf, der die Generatorwelle so mit der Motorwelle verbindet, daß sie zwar vom Motor angetrieben werden kann, der Motor aber die freie Drehung der Generatorwelle nicht behindert;
– einer ersten wiederaufladbaren Batterie, die mit der Statorspule verbunden ist und die elektrische Energie zumindest an einen äußeren Verbraucher liefert;
– einer zweiten wiederaufladbaren Batterie, die elektrisch mit der Statorspule und dem Motor des Hilfsantriebs verbunden ist;
Wobei bei der Propeller, wenn ein Wind geht, von diesem angetrieben wird, was wiederum zu einer Relativbewegung zwischen Statorspule und Permanentmagnet führt, wodurch ein Stromfluß durch die Statorspule erzeugt wird, der...

Description

Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik
Tragbare Consumergeräte, wie z.B. Mobiltelefone, PDAs, MP3-Spieler und digitale Kameras haben in den letzten Jahren ständig an Popularität gewonnen. Um sie vom Stromnetz unabhängig zu machen, werden sie üblicherweise von eingebauten Akkus oder von auswechselbaren Trockenbatterien gespeist.
Akkus haben jedoch eine äußerst begrenzte Kapazität und nicht immer ist ein Stromanschluß in der Nähe, an dem sie wiederaufgeladen werden können. Bei der Verwendung von Trockenbatterien müssen Ersatzbatterien mitgeführt werden, was auch oft lästig ist.
Stromerzeugung durch vom Wind angetriebene Generatoren ist eine erprobte Technologie und weit verbreitet, da Wind prinzipiell in nahezu unbegrenzten Mengen zur Verfügung steht und seine Nutzung ökologisch unproblematisch ist. Sein tatsächliches Vorhandensein ist jedoch vom Menschen nicht beeinflußbar und deshalb werden Windkraftgeneratoren üblicherweise an Stellen mit hohem Windaufkommen fest aufgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Schematische Darstellung eines windkraftgetriebenen Generators entsprechend einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung
2 Schematische Darstellung der Beziehung zwischen den in 1 gezeigten Hauptbestandteilen
3 Schematische Darstellung eines windkraftgetriebenen Generators entsprechend einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung
4 Schematische Darstellung eines windkraftgetriebenen Generators entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie er von einem Benutzer getragen wird
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Wie in 1 und 2 dargestellt enthält eine erste Ausführung hauptsächlich einen Propeller (10), einen Generator (20), eine erste wiederaufladbare Batterie (30), eine zweite wiederaufladbare Batterie (40) und einen Hilfsantrieb (50).
Der Generator (20) hat ein Gehäuse (21) in Form eines Hohlzylinders. Durch seine Längsachse geht die Generatorwelle (22). Innerhalb des Gehäuses (21) sitzt auf dem mittleren Abschnitt der Generatorwelle (22) ein Permanentmagnet (23). Die Generatorwelle (22) ist an beiden Enden des Gehäuses (21) gelagert, so daß sie sich zusammen mit dem Permanentmagnet (23) frei drehen kann. Eine Statorspule (24) verläuft entlang der inneren Wandung des Gehäuses (21), ohne die Beweglichkeit von Generatorwelle (22) und Permanentmagnet (23) zu beeinträchtigen.
Der Propeller (10) ist außerhalb des Gehäuses (21) an einem Ende der Generatorwelle (22) fest angebracht. Wenn er durch einen Luftzug in Bewegung versetzt wird, dreht sich mit ihm der Permanentmagnet (23) auf der Generatorwelle (22), wodurch eine Relativbewegung zwischen Statorspule (24) und Permanentmagnet (23) entsteht, welche wiederum durch elektromagnetische Induktion einen Stromfluß in der Statorspule (24) erzeugt.
Die so erzeugte elektrische Energie lädt die erste (30) und die zweite (40) wiederaufladbare Batterie, die parallel durch einen Gleichrichter (a) mit der Statorspule (24) verbunden sind.
Der Hilfsantrieb (50) enthält mindestens einen Motor (51) und eine Kraftübertragung (52), durch welche der Motor (51) und die Generatorwelle (22) verbunden sind. Der Motor (51) ist mit der zweiten wiederaufladbaren Batterie (40) verbunden. Die Kraftübertragung (52) kann ein Riemenantrieb sein, der die Generatorwelle (22) und den Motor (51) verbindet oder wie in der Zeichnung dargestellt ein Kegeladpaar, von denen eines an der dem Propeller (10) abgewandten Seite der Generatorwelle (22) und das andere am Ende der Welle des Motors (51) angebracht ist. Das Kegelrad am Ende der Motorwelle ist über einen Freilauf (53) mit dieser verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, den Generator (20) mittels der elektrischen Energie in der zweiten wiederaufladbaren Batterie (40) über den Motor (51) anzutreiben, ohne daß der Motor mitlaufen muß, wenn der Propeller (10) durch den Wind angetrieben wird.
Solange Wind geht, treibt dieser den Propeller (10) und der Generator (20) erzeugt elektrische Energie, mit der die erste (30) und die zweite (40) wiederaufladbare Batterie über den Gleichrichter (a) aufgeladen werden. Ein externer Verbraucher (60), der an die vorliegende Ausführung angeschlossen ist, wird ausschließlich von der gespeicherten elektrischen Energie der ersten (30) wiederaufladbaren Batterie gespeist. Wenn kein Wind mehr geht und die erste (30) wiederaufladbare Batterie noch nicht voll ist, kann der Hilfsantrieb (50) entweder manuell oder automatisch gekuppelt werden und mit der in der zweiten (40) wiederaufladbaren Batterie gespeicherten Energie den Generator (20) antreiben, der dann wiederum die erste (30) wiederaufladbare Batterie so weit wie möglich auflädt.
Die in 3 gezeigte zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung hat zusätzlich noch einen manuellen Antrieb. Der manuelle Antrieb enthält eine Kurbel (54), die über einen Freilauf (57) mit einem Kegelrad (56) verbunden ist. Dieses Kegelrad (56) greift in ein anderes Kegelrad (55), welches an geeigneter Stelle zwischen Generator (2O) und Kegelrad (52) auf der Generatorwelle (22) sitzt. Wenn kein Wind geht und beide wiederaufladbaren Batterien (30 und 40) nicht voll aufgeladen sind, kann somit über die Handkurbel (54) der Generator (20) angetrieben und die Batterien aufgeladen werden. Der Freilauf (57) sorgt dafür, daß die Kurbel (54) nicht mitbewegt werden muß, wenn der Propeller (10) vom Wind angetrieben wird.
Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß die vorstehend beschriebenen Komponenten der verschiedenen Ausführungen alle in einem geeigneten Gehäuse (70) untergebracht sind, welches den Propeller (10) dem Luftstrom aussetzt, so daß die ganze Einheit abgestellt oder, wie in 4 gezeigt, am Körper getragen werden kann. Die in der ersten wiederaufladbaren Batterie (30) gespeicherte Energie kann auf verschiedene Weise einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise kann, wie in 1 dargestellt, ein Regler (b) in die Verbindung zum externen Verbraucher (60) eingeschleift werden. Ein Steckverbinder (c) kann auf der Oberfläche des Gehäuses (70) angebracht werden, um den Anschluß von üblichen Geräten, wie Handy, PDA, MP3 Spieler, Digitalkamera oder Rasierapparat zu ermöglichen. Auf Wunsch kann eine Beleuchtungseinrichtung (61) mit einer Anzahl Leuchtkörper auf dem Gehäuse (70) befestigt und mit dem Regler (b) verbunden werden, so daß die Erfindung auch als Lichtquelle benutzt werden kann.

Claims

Ein windkraftgetriebener Generator, bestehend aus: – einem Generator mit einem Gehäuse, durch das eine axiale Welle geht, auf der im Mittelabschnitt ein Permanentmagnet sitzt und einer Statorspule auf der Innenseite der Gehäusewand; – einem Propeller am Ende der besagten Welle; – einem Hilfsantrieb mit einem Motor und einem Freilauf, der die Generatorwelle so mit der Motorwelle verbindet, daß sie zwar vom Motor angetrieben werden kann, der Motor aber die freie Drehung der Generatorwelle nicht behindert; – einer ersten wiederaufladbaren Batterie, die mit der Statorspule verbunden ist und die elektrische Energie zumindest an einen äußeren Verbraucher liefert; – einer zweiten wiederaufladbaren Batterie, die elektrisch mit der Statorspule und dem Motor des Hilfsantriebs verbunden ist; Wobei bei der Propeller, wenn ein Wind geht, von diesem angetrieben wird, was wiederum zu einer Relativbewegung zwischen Statorspule und Permanentmagnet führt, wodurch ein Stromfluß durch die Statorspule erzeugt wird, der zur Aufladung von erster und zweiter wiederaufladbarer Batterie dient. Wenn kein Wind geht und die erste wiederaufladbare Batterie noch nicht voll geladen ist, wird der Motor des Hilfsantriebs von der elektrischen Energie der zweiten wiederaufladbaren Batterie gespeist und treibt den Generator, um die erste wiederaufladbare Batterie so weit wie möglich vollzuladen.
Der windkraftgetriebene Generator aus Anspruch 1, bei dem die Verbindung der Generatorwelle zum Motor des Hilfsantriebs durch ein Kegelrad an dem dem Propeller gegenüberliegenden Ende der Generatorwelle und ein zweites Kegelrad, welches durch einen Freilauf mit der Motorwelle verbunden ist, erfolgt.
Der windkraftgetriebene Generator aus Anspruch 1, der zusätzlich einen manuellen Antrieb mit einer Handkurbel hat, welcher über ein Paar von Kegelrädern, von denen eines auf der Generatorwelle außerhalb des Generatorgehäuses sitzt und das andere über einen Freilauf mit dem Ende der Handkurbelwelle verbunden ist.