DE202006019126U1

DE202006019126U1 - Heat energy converting device for charging rechargeable battery, has pipeline with magnetic fluid that is moved in pipeline in determined flow direction by heat energy of source, where pipeline has ferric oxide coating on upper surface

Info

Publication number: DE202006019126U1
Application number: DE200620019126
Authority: DE
Original assignee: Tsai Hua-Hsin Linnei; Tsai Hua Hsin
Current assignee: Tsai Hua-Hsin Linnei; Tsai Hua Hsin
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2016-12-20

Abstract

The device has a locally closed continuous pipeline (1) fixed with a heat source (4) in a heat exchange, and an induced coil (5) that is wound on the pipeline. The coil is electrically connected with a rechargeable battery (6), and magnetic fluid (2) is provided in the pipeline, where the magnetic fluid is moved in the pipeline in a determined flow direction by the heat energy of the heat source. The pipeline has a coating (3) of ferric oxide on an upper surface of the pipeline.

Description

[Technisches Gebiet][Technical area]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie ohne Verwendung eines aufwendigen Wärmemotors.The The invention relates to a device for the direct conversion of Thermal energy in electrical energy without the use of a complex heat engine.

Unter dem Begriff "direkte Umwandlung" ist eine Energieumwandlung zu verstehen, daß die Umwandlung der Wärmeenergie in elektrische Energie ohne eine Zwischenumwandlung über dynamischen Energie direkt erfolgt.Under the term "direct Transformation "is one Energy conversion to understand that the conversion of heat energy into electrical energy without intermediate conversion via dynamic energy directly done.

[Stand der Technik][State of the art]

Es wurde seit lange bekannt, Wärmeenergie, die sonst als Abwärme abgeführt oder verloren wird, auszunutzen, um eine elektrische Energie zu gewinnen. Als Wärmeenrgie wird z.B. die Abwärme von Abgas aus einer Verbrennung (z.B. eines Verbrennungsmotors oder eines Verbrennungsofens) oder von noch warmem Abwasser, oder auch Sonenenergie eingesetzt. Der Einsatz von Sonnenenergie setzt die Verwendung von sehr teueren Sonnenzellen oder dgl. voraus, und eine Sonnenzelle kann zur Umwandlung in eine elektrische Energie nur das Lichtenergieteil, aber nicht das Wärmeenergieteil der Sonnenenergie ausnutzen. Ansonst wurde zur Umwandlung von Wärme- in Elektroenergie immer ein Wärmemotor eingesetzt, wobei die Wärmeenergie zuerst in eine kinetische Energie umgewandelt wird, die dann durch einen Stromgenerator in eine eletrische Energie umgewandelt wird. Bewdingt durch den des nur geringen Wirkungsgrades von Wärmemotoren und die zweistufigen Umwandlung (Wärme → kinetische Energie → elktrische Energie) ist die Ausbeute an elektrischer Energie sehr gering. Darüber hinaus ist ein solches Umwandlungssystem aus einem Wärmemotor und einem Stromgenerator sehr kompliziert und aufwendig. Darüber hinaus ist dabei zur Umwandung von Wärmeenergie in elektrische Energie eine ausreichend hohe Temperatur der Wärmequelle erforderlich.It has long been known, heat energy, the otherwise as waste heat dissipated or is lost to exploit an electrical energy win. As a heat energy is e.g. the waste heat exhaust gas from combustion (e.g., an internal combustion engine or an incinerator) or still warm wastewater, or else Used solar energy. The use of solar energy sets the Use of very expensive solar cells or the like ahead, and one Sun cell can convert to electrical energy only the light energy part, but not the thermal energy part of the solar energy exploit. Otherwise, the conversion of heat into electrical energy has always been a heat engine used, with the heat energy is first converted into a kinetic energy, which then passes through a power generator is converted into an electrical energy. Reserved by the low efficiency of heat engines and the two-stage transformation (heat → kinetic energy → elctric Energy), the yield of electrical energy is very low. Furthermore is such a conversion system of a heat engine and a power generator very complicated and expensive. About that In addition, it is used to convert thermal energy into electrical energy a sufficiently high temperature of the heat source required.

Der Erfindug liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Vorrichtung zur direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie (d.h. ohne indirekt über eine Zwischenumwandlung:Wärmeenergie → kinetische Energie → elktrische Energie) zu schaffen, mit der die o.g. Nachteile vermieden werden. Darüber soll die Erfindung für jede Wärmequelle, einschließlich der Sonnenenergie und einer solchen, deren Temperatur nur geringfügig über die Raumtemperatur liegt, geeignet sein.Of the Erfindug the task is based on a simple and effective Device for direct conversion of thermal energy into electrical energy (i.e., without indirectly via an intermediate transformation: thermal energy → kinetic Energy → elctric Energy), with the o.g. Disadvantages are avoided. About that should the invention for each Heat source including solar energy and one whose temperature is only slightly above the Room temperature is appropriate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den kennzeichneden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The The object is achieved by a Device solved with the characterizing features of claim 1.

Die Erfindug geht davon aus, daß in einem Leiter (z.B. in einer Spule) ein Strom induziert wird, wenn dieser sich relativ zu einem Magnetfeld bewegt.The Inventions assume that in a current is induced to a conductor (e.g., in a coil) when this moves relative to a magnetic field.

Die relative Bewegung des Magnetfelds erfolgt durch eine im Kreis angetriebene magnete Flüssigkeit, die durch die zugeführte Wärmeenergie in einer endlosen Leitung im Kreislauf versetzt wird, um die die Spule umgewunden ist. Infolge des Flusses der magnetischen Flüssigkeit wird das Magnetfeld derselben ralativ zur Spule in Bewegung versetzt, wodurch ein Induktionsstrom in der Spule erzeugt wird.The relative movement of the magnetic field is effected by a circular driven magnets Liquid, which by the supplied Thermal energy in an endless line is circulated to the the Coil is wound around. As a result of a flow of a magnetic liquid the magnetic field of the same is set in motion relative to the coil, whereby an induction current is generated in the coil.

Vorzugsweise wird als magnetische Flüssigkeit ein Gemisch in Form einer Dispersion aus einem flüssigen Trägermedium (z.B. Wasser oder Öl) und darin dispergierten feingeteitletn (vorzugsweise in Nano-ordnung) Permanentmagnet-Kristallteilchen (Nanoteilchen) eingesetzt.Preferably is called magnetic fluid a mixture in the form of a dispersion of a liquid carrier medium (e.g., water or oil) and finely dispersed therein (preferably in nano-order) Permanent magnet crystal particles (nanoparticles) used.

Da bereits eine geringe örtliche Temperaturdifferenz in der Leitung ausreicht, um die magnetische Flussigkeit im Kreislauf zu versetzen, kann sowohl Sonnenenergie als auch eine Wärmequelle, deren Temperatur nur geringfügig oberhalb der Raumtemperatur liegt, zur Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden.There already a little local Temperature difference in the line is sufficient to the magnetic Cycle fluid can cause both solar energy as well as a heat source, their temperature is only slightly above room temperature, for the operation of the device according to the invention be used.

Um einen magnetischen Wirbel in der Rohrleitung zu vermeiden, kann diese an ihrer Oberfläche mit einer Beschichtung aus Eisenoxyd überzogen werden.Around can avoid a magnetic vortex in the pipeline these on their surface with a coating of iron oxide are coated.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. It demonstrate:

[Zeichnung][Drawing]

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufladung eines Akkumulators, 1 a schematic representation of a device according to the invention for charging a battery,

2 eine Variante der einlagigen Ausführung in 1, zur Aufladung zweier Akkumulatoren, 2 a variant of the single-layered execution in 1 , for charging two accumulators,

3 und 4 entsprechend 1 und 2 jeweils eine mehrlagige Abwandlung für einen oder zwei Akkumulatoren. 3 and 4 corresponding 1 and 2 each a multi-layered modification for one or two accumulators.

[Erläuterung der bevorzugten Ausführungsformen][Explanation of Preferred Embodiments]

1 illustriert eine erfinungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung von Wärmeenergie aus einer Wärmequelle 4 (Abwärme oder Sonnenenergie) in eine elektrische Energie. Als magnetische Flüssigkeit 2 ist ein Gemisch aus einem flüssigen Trägermedium 21 (z.B. Wasser oder Öl) und darin dispergierten feingeteilten Permamentmagnet-Nonokristallteichen 22 eingesetzt, das in einer geschlossenen endlosen umlaufenden Rohrleitung 1 eingeschlossen und im Kreislauf antreibbar ist, um welche eine Induzierungsspule 5 umgeschlungen ist, die mit einem aufzuladen Akkumulator 6 in elektrischer Verbindung steht. Das Trägermedium 21 der Flüssigkeit 2 wird durch die zugeführte Wärmeenergie der Wärmequelle 4 erwärmt und im Kreislaug versetzt, wodurch die darin dispergierten Nanokristallteilchen 22 durch das Trägermedium im Mitfluß mitgenommen werden. Hierdurch ergibt sich eine relative Bewegung des Magnetfelds der magnetischen Flüssigkwit 2 zur Spule 5. Infolgedessen wird in der Spule 5 ein Strom induziert, der den Akkumulator 6 aufladet. 1 illustrates an inventive device for converting heat energy from a heat source 4 (Waste heat or solar energy) into an electrical energy. As a magnetic fluid 2 is a mixture of a liquid carrier medium 21 (eg, water or oil) and finely divided permanent magnet nonocrystalline particles dispersed therein chen 22 used in a closed endless circulating pipeline 1 enclosed and can be driven in the circuit, around which an induction coil 5 is wrapped around with a rechargeable battery 6 is in electrical connection. The carrier medium 21 the liquid 2 becomes due to the supplied heat energy of the heat source 4 heated and placed in the Kreislaug, whereby the nanocrystal particles dispersed therein 22 be taken by the carrier medium in the flow. This results in a relative movement of the magnetic field of the magnetic Flüssigkwit 2 to the coil 5 , As a result, in the coil 5 induces a current to the accumulator 6 charges up.

Es ist zu bemerken, daß die Rohrleitung so ausgebildet sein muß, daß die darin geleitete magnetische Flüssigkeit 2 nur in einer bestimmten Flußrichtung (in 1 im Gegenuhrzeigersinn) strömen kann.It should be noted that the piping must be formed so that the magnetic liquid passed therein 2 only in a certain flow direction (in 1 counterclockwise) can flow.

Um einen magnetischen Wirbel (Eddy) in der Rohrleitung 1 zu vermeiden, kann diese an ihrer Oberfläche mit einer Beschichtung 3 aus Eisenoxyd überzogen werden.To create a magnetic eddy (Eddy) in the pipeline 1 To avoid this may be on their surface with a coating 3 be coated from iron oxide.

2 zeigt eine Variante mit zwei Spulen 5 jeweils für einen je einer Spule 5 zugeordneten Akkumulator 6. 2 shows a variant with two coils 5 each for one coil 5 associated accumulator 6 ,

Die Ausführungsformen in 3 und 4 unterscheidet sich von den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen nur darin, daß die Rohrleitung 1 mehrlagig ausgebildet ist.The embodiments in 3 and 4 is different from the ones in 1 and 2 shown embodiments only in that the pipeline 1 is formed multi-layered.

Claims

Device for converting heat energy from a heat source ( 4 ) into electrical energy for charging at least one accumulator ( 6 ), characterized in that it is located locally with the heat source ( 4 ) heat exchanged closed endless piping ( 1 ) with at least one wound around it, with the accumulator ( 6 ) electrically connected induction coil ( 5 ) and a magnetic fluid held therein ( 2 ) due to the heat energy of the heat source in the pipeline ( 1 ) is recirculating in a certain flow direction, the pipeline ( 1 ) on its surface with a coating ( 3 ) is provided from iron oxide.

Device according to claim 1, characterized in that the magnetic fluid ( 2 ) from a liquid carrier medium ( 21 ) and dispersed therein, preferably nano-finely divided permanent magnet crystal particles ( 22 ) consists.

Device according to claim 1, characterized in that that as heat source Solar energy, or the waste heat from a combustion or from an exhaust gas is used.