DE202007012751U1 - Energy generating filter system - Google Patents

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    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems

Abstract

Energieerzeugendes Filtersystem, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
– ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeiten oder Gasen, welches insbesondere aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das konzentrisch angeordnet ist und durch zwei Endscheiben an den Stirnkanten verschlossen ist,
– ein Gehäuse zur Aufnahme des Filterelementes, das eine Öffnung zum Einströmen von zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gasen, eine Öffnung zum Ausleiten der filtrierten Medien und einen Deckel zum Öffnen des Gehäuses und Austauschen des Filterelementes aufweist, wobei wenigstens ein Energieerzeuger vorgesehen ist, der aus Schwingungsbewegungen am Filterelement und/oder Pulsationen des gefilterten oder zu filternden Mediums elektrische Energie erzeugt.Energy producing filter system characterized by the following features:
A filter element for filtering liquids or gases, which in particular consists of a zig-zag folded filter medium which is arranged concentrically and is closed by two end disks at the end edges,
- A housing for receiving the filter element having an opening for the inflow of liquids or gases to be filtered, an opening for discharging the filtered media and a lid for opening the housing and replacing the filter element, wherein at least one power generator is provided, consisting of oscillatory movements generates electrical energy at the filter element and / or pulsations of the filtered or to be filtered medium.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein energieerzeugendes Filtersystem.The The invention relates to a power generating filter system.

Stand der TechnikState of the art

Aus der EP 1 312 171 ist ein energieautarker Hochfrequenzsender zu entnehmen. Dieser besitzt einen elektromechanischen Wandler mit einem nachgeschalteten Gleichrichter und einer Spannungswandlerschaltung. Ziel der Erzeugung der elektrischen Energie ist die Energieversorgung einer Logikbaugruppe, die damit beispielsweise Sensormesssignale über eine Hochfrequenzstufe an eine Sendeantenne abgeben kann.From the EP 1 312 171 is an energy-self-sufficient high-frequency transmitter to take. This has an electromechanical converter with a downstream rectifier and a voltage converter circuit. The aim of the generation of electrical energy is the power supply of a logic module, which can thus deliver, for example, sensor measurement signals via a high-frequency stage to a transmitting antenna.

Der Stand der Technik zur energieautonomen Übermittlung von Signalen weist die Möglichkeit auf, den Ausnutzungsgrad der vom Wandler gelieferten Energie bzgl. der aussendbaren Informationsdichte sehr hoch zu gestalten. Zwar verbraucht ein solches System eine im Vergleich zu einfachen Schwingkreisen höhere elektrische Energie pro Zeiteinheit, jedoch ist es möglich, eine dazu überproportional hohe Informationsdichte pro Zeiteinheit zu senden. Die Anwendung eines solchen Systems ist jedoch auf die Erzeugung von Energie zur Aktivierung von Sensoren begrenzt.Of the State of the art for the energy-autonomous transmission of Signals indicates the possibility of the degree of utilization the energy supplied by the converter with respect to the information density that can be transmitted very high. Although such a system consumes one higher electrical compared to simple resonant circuits Energy per unit of time, however, it is possible to disproportionate high information density per unit of time to send. The application However, such a system is based on the generation of energy Activation of sensors limited.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energieerzeugendes Filtersystem zu schaffen, das es ermöglicht, nicht nur Sensoren zu aktivieren, sondern auch unterschiedliche Systeme mit Energie zu versorgen bzw. Energie aus schwingenden oder pulsierenden Medien oder mechanischen Teilen zu generieren.Of the Invention is based on the object, an energy-generating filter system which enables not only sensors to be activated, but also to supply different systems with energy or energy from vibrating or pulsating media or mechanical parts to generate.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.These The object is achieved by the features of the independent claim 1 solved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass einerseits sowohl mechanische Komponenten als auch Druckänderungen in einem Medium, z. B. in Flüssigkeit oder Luft, in elektrische Energie umgewandelt wird. Unter einem elektromechanischen Wandler gemäß der Erfindung wird ein allgemeines Bauteil verstanden, bei dem mechanische Energie in elektrische Energie umwandelbar ist, beispielsweise ein piezoelektrisches, elektrostriktives oder magnetostriktives Element oder eine elektromagnetische Induktionsspule. Die mechanische Energie wird aus einer gerichteten mechanischen Krafteinwirkung, einer Druckänderung in Flüssigkeiten oder Gasen bzw. einer Vibration an einem Filtersystem erzeugt.Of the The essential advantage of the invention is that on the one hand both mechanical components as well as pressure changes in one Medium, e.g. B. in liquid or air, in electrical Energy is converted. Under an electromechanical converter According to the invention becomes a general component understood in the mechanical energy into electrical energy convertible is, for example, a piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive element or an electromagnetic induction coil. The mechanical energy is from a directed mechanical Force, a pressure change in liquids or generates gases or a vibration on a filter system.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung befindet sich an einem Filtersystem – und zwar an schwingenden Bauteilen – ein Permanentmagnet, der innerhalb einer Spule beweglich gelagert ist. Dies ist eine einfache Methode, um aus der Bewegung eines Systems elektrische Energie zu erzeugen. Gleichzeitig hat das System den Vorteil, dass diese Bewegung durch die Erzeugung der Energie gedämpft wird. Es erfolgt also durch die Energieaufnahme des Generators eine Vibrationsdämpfung.According to one Embodiment of the invention is located on a filter system - and Although on vibrating components - a permanent magnet, the is movably mounted within a coil. This is a simple one Method to get electrical energy out of moving a system produce. At the same time the system has the advantage that this movement is dampened by the generation of energy. It takes place So by the energy consumption of the generator a vibration damping.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Energieumwandlung anwenden, wenn bestimmte Teile eines Filtersystems, einschließlich der Gehäusewandung, als Membran ausgebildet werden. Diese Membran nimmt die Schwingungen auf und überträgt sie unmittelbar an einen Permanentmagneten oder einen Piezoaufnehmer.Especially Advantageously, the energy conversion can be applied if certain parts of a filtration system, including the housing wall, be formed as a membrane. These Membrane absorbs the vibrations and transmits they directly to a permanent magnet or a piezoelectric sensor.

Diese und weitere Merkmale gehen nicht nur aus den Patentansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor.These and further features are not only based on the patent claims, but also from the description and the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines Flüssigkeitsfilters.The Invention will be described below with reference to an embodiment explained in more detail. The only figure shows one Sectional view of a liquid filter.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

Das Filtersystem 10 gemäß der Figur stellt einen Flüssigkeitsfilter dar. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, einen Luftfilter in dieser Weise aufzubauen. Das System besteht aus einem Gehäuse 11, das im Wesentlichen konzentrisch aufgebaut und mit einem Deckel 12 verschließbar ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Filterelement 13, bestehend aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium 14, das an den Stirnseiten Endscheiben 15, 16 aufweist. Der Deckel ist über ein geeignetes Dichtsystem 17 beispielsweise mit einer O-Ring-Dichtung verschlossen. Zum Austausch des Filterelementes 13 wird der Deckel abgeschraubt, das Filterelement kann entnommen und durch ein neues Filterelement ersetzt werden. Das Gehäuse weist eine Einströmöffnung 18 so wie eine Öffnung 19 zum Ausleiten des filtrierten Mediums auf. Das zu filtrierende Medium strömt nach der Einströmöffnung 18 gemäß dem Pfeil 20 am Filtermedium 14 entlang, wird durch Eintritt in das Filtermedium 14 gereinigt und verlässt gemäß dem Pfeil 21 das Gehäuse über die Öffnung 19. Üblicherweise wird das Medium durch Kolbenpumpen oder andere Pumpensysteme durch das Filterelement hindurch gefördert. Es treten deshalb innerhalb des Filtersystems Schwingungen auf, die zu einer Belastung des Filtermediums bzw. auch des Gesamtgehäuses führen. Diese Schwingungen können in elektrische Energie umgewandelt werden. Hierzu ist die Endscheibe 15 mit einer Sicke 22 und einer Stößelaufnahme 23 versehen. Die Endscheibe besteht beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer und wirkt als Membran. In der Stößelaufnahme 23 befindet sich ein Stößel 24, der einen permanenten Magneten 25 aufweist. Der Permanentmagnet ist axial beweglich innerhalb eines Spulensystems 26 gelagert und beispielsweise mit einer Druckfeder 27 vorgespannt. Pulsationen im Medium erzeugen eine Axialbewegung des Permanentmagneten 25 innerhalb des Spulensystems, so dass eine elektrische Energie erzeugt wird. Diese kann über den Anschluss 28 abgegriffen werden.The filter system 10 of the figure represents a liquid filter. Of course, it is also possible to build an air filter in this way. The system consists of a housing 11 , which is essentially concentric and with a lid 12 is closable. Inside the housing is a filter element 13 consisting of a zigzag-folded filter medium 14 , which at the end faces end discs 15 . 16 having. The lid is over a suitable sealing system 17 For example, closed with an O-ring seal. To replace the filter element 13 the lid is unscrewed, the filter element can be removed and replaced by a new filter element. The housing has an inflow opening 18 like an opening 19 for discharging the filtered medium. The medium to be filtered flows to the inlet opening 18 according to the arrow 20 on the filter medium 14 along, is by entering the filter medium 14 cleaned and leaves according to the arrow 21 the housing over the opening 19 , Typically, the medium is pumped through piston pumps or other pump systems through the filter element. It therefore occur within the filter system vibrations, which lead to a load on the filter medium and the overall housing. These vibrations can be converted into electrical energy become. This is the end plate 15 with a bead 22 and a plunger pickup 23 Mistake. The end plate consists for example of a thermoplastic elastomer and acts as a membrane. In the plunger seat 23 there is a pestle 24 , which is a permanent magnet 25 having. The permanent magnet is axially movable within a coil system 26 stored and for example with a compression spring 27 biased. Pulsations in the medium produce an axial movement of the permanent magnet 25 within the coil system so that electrical energy is generated. This can be over the connection 28 be tapped.

Eine weitere Energieerzeugungseinheit befindet sich an der Gehäusewand 29. Dort ist ebenfalls eine Membran 30 vorgesehen, die beispielsweise auch aus einem thermoplastischen Elastomer besteht und eine Stößelaufnahme 31 besitzt, die wiederum mit einem Stößel und einem Permanentmagneten versehen ist. Aufgrund der Pulsation der Flüssigkeit oder der Luft erzeugt der Permanentmagnet in einem Spulensystem elektrische Energie. Das System kann als Aufsteckteil am Gehäuse angeordnet werden. Hierzu ist am Gehäuse lediglich ein Ringflansch erforderlich, der mit entsprechenden umlaufenden Stegen zur Einrastung eines Steckteils ausgestattet ist.Another power generation unit is located on the housing wall 29 , There is also a membrane 30 provided, which for example also consists of a thermoplastic elastomer and a plunger receptacle 31 own, which in turn is provided with a plunger and a permanent magnet. Due to the pulsation of the liquid or the air, the permanent magnet generates electrical energy in a coil system. The system can be arranged as a plug-on part on the housing. For this purpose, only one annular flange is required on the housing, which is equipped with corresponding circumferential ridges for latching a male part.

Die Lagerung des Filterelementes 13 ist axial beweglich ausgeführt. Hierzu ist im Bereich der Öffnung 19 ein Faltenbalg 32 vorgesehen, der das Filterelement 13 trägt. An dem Faltenbalg ist die Endscheibe 16 aufgesteckt. Der Faltenbalg kann aber auch Teil der Endscheibe sein, so dass das Filterelement mit diesem Balg an dem Anschlussstutzen 33 befestigt wird. Über Stege 34, 35 ist an der Endscheibe 16 eine Stößelaufnahme 36 befestigt. In dieser Stößelaufnahme befindet sich wiederum ein Stößel mit einem Permanentmagneten, der in ein Spulensystem 37 eingreift und bei einer Axialbewegung oder Axialvibration des gesamten Filterelementes 13 einen an dem Anschluss 38 abgreifbaren elektrischen Strom erzeugt.The storage of the filter element 13 is designed to be axially movable. This is in the area of the opening 19 a bellows 32 provided, which is the filter element 13 wearing. At the bellows is the end plate 16 attached. But the bellows can also be part of the end plate, so that the filter element with this bellows on the connection piece 33 is attached. About bridges 34 . 35 is at the end disk 16 a plunger seat 36 attached. In this ram receptacle is again a plunger with a permanent magnet, which is in a coil system 37 engages and during an axial movement or axial vibration of the entire filter element 13 one at the connection 38 tapped electric current generated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1312171 [0002] - EP 1312171 [0002]

Claims (5)

Energieerzeugendes Filtersystem, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeiten oder Gasen, welches insbesondere aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, das konzentrisch angeordnet ist und durch zwei Endscheiben an den Stirnkanten verschlossen ist, – ein Gehäuse zur Aufnahme des Filterelementes, das eine Öffnung zum Einströmen von zu filtrierenden Flüssigkeiten oder Gasen, eine Öffnung zum Ausleiten der filtrierten Medien und einen Deckel zum Öffnen des Gehäuses und Austauschen des Filterelementes aufweist, wobei wenigstens ein Energieerzeuger vorgesehen ist, der aus Schwingungsbewegungen am Filterelement und/oder Pulsationen des gefilterten oder zu filternden Mediums elektrische Energie erzeugt.Energy producing filter system, characterized by the following features: A filter element for the filtration of liquids or gases, which in particular consists of a zigzag folded filter medium, which is arranged concentrically and by two end plates to the Front edges is closed, - a housing for receiving the filter element, which has an opening for Inflow of liquids to be filtered or gases, an opening for discharging the filtered Media and a lid to open the case and replacing the filter element, wherein at least one Energy generator is provided, the vibration movements on Filter element and / or pulsations of the filtered or to be filtered Medium generated electrical energy. Energieerzeugendes Filtersystem, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie durch ein Magnetspulensystem erzeugt wird.Energy generating filter system, characterized that generates the electrical energy through a magnetic coil system becomes. Energieerzeugendes Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Endscheibe des Filterelementes mit einer Membran versehen ist, die mit einem Stößel ausgestattet ist, wobei der Stößel einen Permanentmagneten aufweist und dieser Permanentmagnet innerhalb einer Spule beweglich gelagert ist.Energy generating filter system according to claim 1 or 2, characterized in that at least one end plate of the filter element provided with a membrane, which is equipped with a plunger is equipped, wherein the plunger is a permanent magnet and this permanent magnet is movable within a coil is stored. Energieerzeugendes Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse eine Membran vorgesehen ist, die über einen Stößel mit einem Magneten verbunden und dieser Magnet beweglich innerhalb einer Spule gelagert ist.Energy producing filter system according to one of the preceding Claims, characterized in that the housing a membrane is provided, which via a plunger Connected with a magnet and this magnet is movable within a coil is mounted. Energieerzeugendes Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement innerhalb des Filtergehäuses axial oder radial beweglich gelagert ist und Schwingungsbewegungen des Filterelementes über einen elektromechanischen Wandler in eine elektrische Spannung umgewandelt wird.Energy producing filter system according to one of the preceding Claims, characterized in that the filter element axially or radially movable within the filter housing is mounted and vibrational movements of the filter element over converted an electromechanical transducer into an electrical voltage becomes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312171A2 (en) 2000-05-24 2003-05-21 EnOcean GmbH Energy self-sufficient high frequency transmitter

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