DE202006009731U1 - Energy producing device for electrical consumer e.g. lamp, has fixed voltage generator for converting kinetic energy to electrical energy and integrated in movable closing unit e.g. swing door or sliding door - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungseinrichtung für elektrische Verbraucher, mit einem ortsfesten Spannungsgenerator und einem elektrischen Energiespeicher.The The invention relates to an energy generating device for electrical Consumer, with a fixed voltage generator and an electric Energy storage.
Eine
solche Energieerzeugungseinrichtung ist allgemein aus der Praxis
bekannt und wird im Übrigen
in der
Die bekannte Lehre versucht bereits, mit menschlichen Aktivitäten verbundene Energie in elektrischen Strom umzusetzen. Allerdings ist die Energieausbeute meistens nicht ausreichend bzw. an die Wasserentnahme zwingend gekoppelt. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.The well-known doctrine already tries to connect with human activities To convert energy into electricity. However, the energy yield is usually not sufficient or necessarily coupled to the withdrawal of water. The invention aims to remedy this situation.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Energieerzeugungseinrichtung so weiter zu entwickeln, dass der zugehörige Spannungsgenerator zuverlässig mit Bewegungsenergie versorgt wird, so dass immer genügend elektrische Energie im Energiespeicher für den Betrieb des einen oder der mehreren elektrischen Verbraucher zur Verfügung steht.Of the Invention is the technical problem underlying such Energy generating device so on to develop that the associated voltage generator reliable is supplied with kinetic energy, so that always enough electrical Energy in energy storage for the operation of the one or more electrical consumers for disposal stands.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einer gattungsgemäßen Energieerzeugungseinrichtung vorgesehen, dass der Spannungsgenerator mit vorzugsweise häuslicher menschlicher Tätigkeit verbundene Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt. Das heißt, erfindungsgemäß wird die ohnehin vorhandene und mit häuslicher menschlicher Tätigkeit allgemein verbundene Bewegungsenergie unmittelbar zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt. Dabei geht es vorliegend primär um menschliche Bewegungsenergie die anderweitigen Tätigkeiten dient, nicht zur Energieerzeugung, beispielsweise um räumliche Distanzen zu überbrücken.to solution This technical problem is in a generic power generation device provided that the voltage generator with preferably domestic human activity Connected kinetic energy converts into electrical energy. The is called, According to the invention existing anyway and with domestic human activity generally connected kinetic energy directly to the generation used electrical energy. This is primarily about human Kinetic energy that serves other activities, not to Energy generation, for example, to bridge spatial distances.
Tatsächlich existieren verschiedene Möglichkeiten, wie der Spannungsgenerator die fragliche Bewegungsenergie in elektrische Energie umwandelt. Meistens geschieht dies per Induktion, indem mit Hilfe der menschlichen Bewegungsenergie der Stromgenerator mittelbar oder unmittelbar beaufschlagt wird. Eine unmittelbare Beaufschlagung meint, dass durch die Bewegungsenergie beispielsweise der hauptsächlich rotativ arbeitende Spannungsgenerator direkt in Rotationen versetzt wird. Meistens erfolgt die Beaufschlagung des Spannungsgenerators jedoch mittelbar, beispielsweise dann, wenn der Spannungsgenerator in ein bewegbares Verschlusselement integriert ist.Actually exist various possibilities, like the voltage generator, the kinetic energy in question into electrical Energy converts. Mostly this happens by induction, by with the help of human kinetic energy of the power generator indirectly or immediately applied. An immediate admission thinks that through the kinetic energy, for example, the mainly rotational working voltage generator is set directly in rotation. Mostly, however, the application of the voltage generator takes place indirectly, for example, when the voltage generator in a movable closure element is integrated.
Bei diesem Verschlusselement mag es sich um eine Schwenktür oder eine Schiebetür handeln, deren Bewegung durch die menschliche Tätigkeit initiiert wird und die ihrerseits den Spannungsgenerator zur Strom- bzw. Spannungserzeugung beaufschlagt. Selbstverständlich kann das Verschlusselement auch als Drehtür ausgeführt sein. In jedem Fall wird die Strom- bzw. Spannungserzeugung so vorgenommen, dass das Verschlusselement mit wenigstens einem den Spannungsgenerator aufweisenden Scharnier ausgerüstet ist. Sobald dieses Scharnier eine Schwenkbewegung erfährt, wird auch der Spannungsgenerator rotativ beaufschlagt und erzeugt die gewünschte elektrische Energie.at this closure element may be a hinged door or a sliding door whose movement is initiated by human activity and in turn, the voltage generator for current or voltage generation applied. Of course the closure element can also be designed as a revolving door. In any case, will the current or voltage generation made so that the closure element with at least one hinge having the voltage generator equipped is. As soon as this hinge undergoes a pivoting movement, it will Also, the voltage generator rotatively applied and generates the desired electrical Energy.
Ähnlich mag bei einer Schiebetür vorgegangen werden, die optional über einen Zahnriemen oder ein vergleichbares Antriebselement den im oder am Türrahmen befindlichen Spannungsgenerator bei einer schiebenden Bewegung rotativ antreibt. Jedenfalls wird hierdurch die fragliche menschliche Bewegungsenergie per Induktion in elektrische Energie umgewandelt.Similar likes at a sliding door be proceeded optionally via a timing belt or a comparable drive element located in or on the door frame voltage generator rotatively drives in a sliding movement. Anyway thus the human kinetic energy in question by induction converted into electrical energy.
Daneben schlägt die Erfindung alternativ oder zusätzlich vor, die fragliche Bewegungsenergie piezoelektrisch in elektrische Energie zu verwandeln. An dieser Stelle ist es denkbar, die mit einer menschlichen Bewegung verbundene Gewichtskraft unter Zwischenschaltung ein oder mehrere piezoelektrischer Elemente unmittelbar in elektrische Spannungen umzuwandeln, die wiederum den an den Spannungsgenerator angeschlossenen Energiespeicher mit der erforderlichen elektrischen Energie speisen. Als piezoelektrische Elemente können solche zum Einsatz kommen, wie sie beispielhaft und nicht einschränkend in der DE 10 2004 031 404 A1 beschrieben werden. Beispielsweise mögen solche piezoelektrischen Elemente unter einem Teppichboden, einer Matte etc. platziert werden, so dass ein darüber laufender Mensch unmittelbar per piezoelektrischem Effekt für die nötige elektrische Energieerzeugung sorgt.Besides beats the invention alternatively or additionally before, the kinetic energy in question piezoelectric to transform into electrical energy. At this point it is conceivable the weight associated with a human movement with interposition one or more piezoelectric elements directly into electrical Transform voltages, in turn, to the voltage generator connected energy storage with the required electrical Feed energy. As piezoelectric elements such may be used as exemplified and not limiting in DE 10 2004 031 404 A1. For example, like such piezoelectric Elements are placed under a carpet, a mat, etc. so that's about it Man directly by piezoelectric effect for the necessary electrical Energy generation ensures.
Ferner kann die nötige elektrische Energie alternativ oder zusätzlich auf elektrochemischem Wege zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise indem durch die menschliche Tätigkeit eine Brennstoffzelle betrieben bzw. deren Tätigkeit initiiert wird. Bezug genommen wird in diesem Zusammenhang auf die DE 10 2004 038 870 A1, wo eine solche Brennstoffzelle beispielhaft beschrieben wird.Further can do the necessary electrical energy alternatively or additionally by electrochemical means to disposal be made, for example, by human activity a fuel cell operated or their activity is initiated. reference is taken in this context to DE 10 2004 038 870 A1, where such a fuel cell is described by way of example.
Zusätzlich zur elektrischen Energieversorgung des Energiespeichers mit Hilfe des Spannungsgenerators schlägt die Erfindung vor, wenigstens eine Solarzelle zu realisieren. Dabei kann der Spannungsgenerator inklusive Energiespeicher und der optionalen Solarzelle ein Einbaumodul formen, welches sich vorteilhaft in oder an einer Tür bzw. einem Verschlusselement anbringen lässt.In addition to the electrical energy supply of the energy storage by means of the voltage generator, the invention proposes to realize at least one solar cell. This can be the Span tion generator including energy storage and the optional solar cell form a built-in module, which can be advantageous in or attach to a door or a closure element.
Bei der fraglichen menschlichen Tätigkeit bzw. der damit erzeugten Bewegungsenergie mag es sich um eine in oder an einem Gebäude verrichtete häusliche Tätigkeit wie Gehen, Laufen, Tür öffnen, Tür schließen etc. handeln.at the human activity in question or the kinetic energy generated with it may be in or at a building done domestic activity like walking, running, opening the door, closing the door etc. act.
Selbstverständlich sind auch andere menschliche Tätigkeiten denkbar, die routinemäßig verrichtet werden und deren Bewegungsenergie zumindest teilweise erfindungsgemäß in elektrische Energie umgewandelt wird. Denkbar ist es ergänzend, die von einem Menschen verursachte Wasserkraft beim Händewaschen, der Toilettenspülung im Wasserzulauf etc. mit dem Spannungsgenerator in elektrische Energie zu verwandeln.Of course they are also other human activities conceivable, which routinely does and their kinetic energy at least partially according to the invention into electrical energy is converted. It is conceivably complementary, that of a human being caused hydropower when washing hands, the toilet flush in the water inlet etc. with the voltage generator into electrical energy to transform.
Um zu gewährleisten, dass der Energiespeicher einwandfrei geladen wird, mag dem Spannungsgenerator eine Einrichtung zur Ladeüberwachung zugeordnet sein. Zusätzlich hat es sich bewährt, wenn der Spannungsgenerator über eine Ausgangsstufe verfügt, an die seinerseits der elektrische Verbraucher angeschlossen ist.Around to ensure, that the energy storage is properly charged like the voltage generator a device for charge monitoring be assigned. additionally has it proven when the voltage generator over has an output stage, to which in turn the electrical consumer is connected.
Ergänzend mag dem Spannungsgenerator eine Einrichtung zur Akkumulation der mit der menschlichen Tätigkeit verbundenen Bewegungsenergie zugeordnet werden. Diese Einrichtung zur Akkumulation treibt ihrerseits den Spannungsgenerator an. Beispielsweise mag es sich bei dieser Einrichtung zur Akkumulation der Bewegungsenergie um eine mechanische Feder, eine (Gas-)druckfeder etc. handeln, die nach und nach mit Hilfe der Bewegungsenergie infolge menschlicher Tätigkeit gespannt wird. Erst wenn eine bestimmte Spannungsenergie dieser Feder überschritten ist, sorgt die Spannungsenergie dafür, dass der Spannungsgenerator in einem Zug angetrieben wird und so den Energiespeicher mit einem kräftigen elektrischen Energieimpuls lädt.In addition, like the voltage generator means for accumulating the of human activity be associated with associated kinetic energy. This device Accumulation in turn drives the voltage generator. For example It may be with this device for the accumulation of kinetic energy to act a mechanical spring, a (gas) compression spring, etc., the gradually with the help of kinetic energy due to human activity is tense. Only when a certain voltage energy of this spring is exceeded is, the voltage energy ensures that the voltage generator is powered in one go and so the energy storage with a strengthen electrical energy pulse is charging.
Als elektrische Verbraucher, welche mit der beschriebenen Energieerzeugungseinrichtung zusammenwirken, haben sich verschiedene häusliche Verbraucher, wie z. B. Lampen, Klingeln, Uhren etc. als besonders günstig erwiesen. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Spannungsgenerator in eine Haustür integriert ist, die unmittelbar die fraglichen haustürnahen Verbraucher mit der erforderlichen elektrischen Energie versorgt.When electrical loads, which with the described power generation device co-operate, have different domestic consumers, such. As lamps, bells, watches, etc. proved to be particularly favorable. Especially It is advantageous if the voltage generator is integrated into a front door which directly links the consumers close to the home with the consumer supplied electrical energy.
In diesem Zusammenhang macht sich die Erfindung den Umstand zu Nutze, dass die genannten Verbraucher meistens mit Niedervolt-Gleichspannung beaufschlagt werden können, die ausgangsseitig der fraglichen Energieerzeugungseinrichtung (als Gleichspannung) ohnehin zur Verfügung steht. Das heißt, es kann beispielsweise zur Beaufschlagung der Klingel, einer Lampe etc. im Haustürbereich unmittelbar auf die fragliche Energieerzeugungseinrichtung zurückgegriffen werden, ohne dass zusätzliche elektrische Stromversorgungsleitungen gelegt werden müssen und insbesondere eine Transformation und Gleichrichtung der häuslichen Netzspannung erforderlich wäre. Dadurch kommt es zu einer erheblichen Energieeinsparung, die zudem mit einem verringerten Installationsaufwand einher geht.In In this context, the invention takes advantage of the circumstance, that the consumers mentioned mostly with low-voltage DC can be charged the output side of the energy generating device in question (as DC voltage) available anyway stands. This means, For example, it can be used to pressurize the bell, a lamp etc. in the front door area directly to the energy production facility in question be without any additional electrical Power supply lines must be laid and in particular a Transformation and rectification of the domestic mains voltage required would. Thereby There is a considerable energy saving, which also comes with a associated with reduced installation costs.
Tatsächlich lässt sich die erfindungsgemäße Energieerzeugungseinrichtung bzw. das Einbaumodul als Spannungsgenerator inklusive Energiespeicher, Ausgangsstufe sowie optionaler Solarzelle problemlos an der betreffenden Tür, insbesondere Haustür anbringen. Dabei kann der Spannungsgenerator beispielsweise direkt in das Scharnier integriert sein oder aber indirekt von dem Scharnier mit den an dieser Stelle verursachten Drehbewegungen beaufschlagt werden. Denkbar ist es hier, das Scharnier beispielsweise über einen Zahnriemen oder ein vergleichbares Verbindungsmittel mit dem Stromgenerator zu koppeln.In fact, it is possible the energy generating device according to the invention or the installation module as voltage generator including energy storage, Output stage and optional solar cell easily on the relevant Door, in particular front door Attach. In this case, the voltage generator, for example, directly be integrated in the hinge or indirectly from the hinge subjected to the rotational movements caused at this point become. It is conceivable here, the hinge, for example, a Timing belt or a comparable connection means with the power generator to pair.
Im Ergebnis wird eine Energieerzeugungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die bisher nutzlos in Wärme verwandelte und mit menschlicher Tätigkeit verbundene Bewegungsenergie vorteilhaft in elektrische Energie umsetzt. Diese elektrische Energie wird meistens zur Versorgung von ein oder mehreren elektrischen Verbrauchern eingesetzt, die sich in der Regel in der Nähe der Energieerzeugungseinrichtung befinden, beispielsweise im Bereich einer Tür angeordnet sind. Weil die Energieerzeugungseinrichtung hauptsächlich Niedervolt- Gleichspannung zur Verfügung stellt, lassen sich besonders günstig verschiedene Verbraucher betreiben, wie beispielsweise eine Klingel, eine Lampe auf LED- oder Niedervolt-Halogenbasis, eine Außenbeleuchtung, ein Türöffner etc. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.in the Result, an energy generating device is provided, the previously useless in heat transformed kinetic energy associated with human activity advantageously converts into electrical energy. This electrical energy is mostly used to supply one or more electrical Used to consumers who are usually near the power generation facility are located, for example, are arranged in the region of a door. Because the Power generation device mainly low-voltage DC to disposal provides, can be particularly favorable operate different consumers, such as a bell, a lamp based on LED or low voltage halogen, outdoor lighting, a door opener etc. Here are the main benefits.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:in the The invention will be described below with reference to a purely exemplary embodiment drawing closer explains; show it:
In
den Figuren ist eine Energieerzeugungseinrichtung dargestellt, die
zur Versorgung einer oder mehrerer elektrischer Verbraucher
Die
Energieerzeugungseinrichtung für
den elektrischen Verbraucher
Der
Energiespeicher
Das
Einbaumodul
In
sämtlichen
Fällen
wird der ortsfeste Spannungsgenerator
Neben
der beschriebenen menschlichen Tätigkeit
des Türöffnens bzw.
Türschließens können zur Energieerzeugung
natürlich
auch noch andere häusliche
Tätigkeiten
wie Gehen, Laufen, etc. zur Energieerzeugung in oder an einem nicht
dargestellten Gebäude
genutzt werden. Auch die Solarzelle
Dabei
wandelt der Spannungsgenerator
In
der
Die
Man
erkennt, dass die Feder
Claims (11)
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