DE202011051851U1

DE202011051851U1 - Hochwirksame elektrische Stromerzeugungsvorrichtung mit hoher Ausgangsdichte

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Publication number: DE202011051851U1
Application number: DE202011051851U
Authority: DE
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Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2021-11-04
Also published as: US9184647B2; CN202395533U; US20120319519A1; JP3172207U

Abstract

Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung, die dazu geeignet ist, sowohl (i) die Leistungserzeugungswirksamkeit als auch (ii) die elektrische Leistungsdichte zu erhöhen, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung aufweist: (i) eine Mehrzahl von Scheibenflächen, von denen jede an ein Array von Magneten gekoppelt ist, die als passende Magnetenpaare auf zwei aneinander grenzenden Scheibenflächen angeordnet sind, um eine Mehrzahl von Magnetfeldern zwischen den passenden Magnetenpaaren zu erzeugen; (ii) eine Mehrzahl von stationären Trägern, von ägt; wobei jede Spule zwischen jedem der passenden Magnetenpaaren angeordnet ist; und (iii) eine Drehwelle, die auf den Scheibenflächen befestigt ist und die dazu geeignet ist, die passenden Magnetenpaare um Generatorspulen zu drehen, so dass ein zeitveränderlicher magnetischer Fluss bereitgestellt und elektrischer Strom in jeder der Generatorspulen erzeugt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen elektrische Stromerzeugung durch Einbringen eines veränderlichen magnetischen Flusses durch eine Erzeuger- bzw. Generatorspule.
Die vorliegende Erfindung betrifft ins besondere das Verändern des magnetischen Flusses mittels des drehenden Bewegens einer Mehrzahl von Magneten über eine Mehrzahl von Erzeugerspulen hinweg.
Hintergrund der Erfindung
Seit den Anfängen der elektrischen Stromerzeugungsgerätschaften ist der einzige bisher betrachtete Weg, um das wechselnden Magnetfeld zu erhalten, der gewesen, die Drahtspulen an den Magneten vorbei oder die Magneten an den Spulen vorbei zu bewegen. Über viele Jahre hinweg konzentrierte sich die Entwicklung von elektrischen Stromerzeugern auf verschiedene Konfigurationen der Bewegung der Spulen an Magneten vorbei oder der Magneten an Spulen vorbei. Da die Idee funktioniert hat, hat sich die Art und Weise, durch die Elektrizität produziert worden ist, über viele Jahre nicht geändert, auch wenn sie ineffizient war.
Die steigenden Kosten von Energiequellen und Bedenken bezüglich der Umweltverschmutzung bedingt durch die enorme Menge an Brennstoffverbrennung motivierten die Regierungen und die Industrie, aufmerksam zu werden und Verbesserungen in der Stromerzeugungswirksamkeit eine hohe Priorität zu geben. Eine der wegweisenden Bemühungen bei der Verbesserung der Erzeugungswirksamkeit wurde durch Ecklin in der US 3,879,622 gemacht, die hierin unter Bezugnahme umfasst ist.
Die US 3,879,622 offenbart einen Permanentmagnetmotor, der in einer Ausführungsform ein durch eine Feder vorgespanntes, hin- und herbewegbares, magnetisierbares Element nutzt, das zwischen zwei Permanentmagneten angeordnet ist. Magnetische Abschirmschilde in Form von drehenden Klappen sind zwischen jedem Permanentmagnet und dem hin- und herbewegenden Element angeordnet, um das Element abwechselnd von dem Magnetfeld abzuschirmen und diesem auszusetzen, wodurch eine wechselseitige Bewegung erzeugt wird. Eine zweite Ausführungsform nutzt ein hin- und herbewegbares, durch eine Feder vorgespanntes Permanentmagnetenpaar mit aneinander angrenzenden gleichen magnetischen Polen, die durch ein magnetisches Schild getrennt sind, das die gleichen Pole abwechselnd den abstoßenden Kräften ihrer Magnetfelder aussetzt und von diesen abschirmt. In seinem SAG 6 Generator (Erzeuger) verwendet Ecklin eine von der in Bezug genommenen leicht veränderte Konfiguration, bei der sowohl die Magneten als auch die Spulen stationär sind. Dadurch, dass darauf verzichtet werden kann, die überwiegende Eingangsleistung in die Bewegung der schweren Massen von Spulen oder Magneten zu stecken, ist der SAG 6 Generator (Erzeuger) erheblich wirksamer bzw. effizienter.
Ein wesentliches Merkmal eines elektrischen Generators ist es, eine Konfiguration aufzuweisen, die den Leistungsausgang einer gegebenen physikalischen Größe des Generators maximiert. Einschränkungen des Montageraums und die Befähigung zu einfacherer Handhabung verlangen Generatorkonfigurationen, die die physische Größe für einen gegebenen Leistungsausgang minimieren.
Die US 4,691,119 , die hierin unter Bezugnahme umfasst ist, offenbart eine Wechselstromleistungserzeugungsanordnung, die ein Array von Permanentmagnet – Wechselstromerzeugern umfasst. Die Statorwicklungen dieser Wechselstromerzeuger sind elektrisch in Reihe miteinander verbunden und die Gesamtausgangsspannung des Wechselstromerzeugerarrays wird durch das Einstellen der relativen Winkelausrichtung der Statoren reguliert, um den Phasenwinkel der Ausgangsspannung von jedem Wechselstromerzeuger zu steuern. Die Wechselstromerzeuger nutzen einen ”von innen nach außen gekehrten Aufbau” (inside-out design), wobei eine Mehrzahl von Permanentmagneten an umlaufend angeordneten Stellen auf einer inneren Fläche einer nicht-magnetischen Trägerstruktur angeordnet ist, um den Rotor zu bilden. Ein Stator, der einen Kern mit länglichen Einschnitten zur Aufnahme einer Statorwicklung aufweist, ist innerhalb der Rotorstruktur angeordnet, so dass die Relativdrehung zwischen dem Stator und dem Rotor eine Spannung in der Statorwicklung induziert.
Die US 7,218,025 , die hierin unter Bezugnahme umfasst ist, offenbart eine in Rotation wechselnd magnetische, elektrische Erzeugungsvorrichtung, die einen wechselnden elektrischen Strom erzeugt, der durch einen zentralen, drehmagnetischen Zylinder mit einem inneren Hohlraum erzeugt wird, der eine mittig befestigte Spule aufweist, die durch einen Gleichstrom betrieben wird, der eine wechselnde Antriebskraft auf eine Mehrzahl von eingefassten Neodymmagneten innerhalb des inneren Hohlraums des zentralen, drehmagnetischen Zylinders bereitstellt, wobei der zentrale, drehmagnetische Zylinder eine obere äußere Begrenzung mit einem oberen magnetischen Ring und eine untere äußere Begrenzung mit einem unteren magnetischen Ring aufweist, die zwei magnetischen Ringe den zentralen drehmagnetischen Zylinder zwischen zwei festgelegten Magnetfeldern gestützt durch ein Rahmenelement aufhängen, wobei der zentrale, drehmagnetische Zylinder weiterhin eine äußere Umfangsfläche, in die eine Mehrzahl an gleich großen und beabstandeten Magneten mit Neodymlegierung eingefasst sind, eine untere Fläche, in die eine Mehrzahl an gleich großen und beabstandeten Magneten mit Neodymlegierung eingefasst bzw. eingebettet ist, und eine obere Fläche aufweist, in die eine Mehrzahl an gleich großen und beabstandeten Magneten mit Neodymlegierung eingefasst bzw. eingebettet ist. Eine Mehrzahl von abwechselnd gewickelten elektrischen Statoren ist über der oberen Fläche, unter der unteren Fläche und um die äußere Umfangsfläche des zentralen, drehmagnetischen Zylinders herum unterstützt durch das Rahmenelement aufgehängt, obwohl sie vom Rahmenelement isoliert sind, wobei jeder elektrische Stator mit äußeren Anschlüssen verbunden ist, um einen wechselnden Strom zu übertragen, der durch den drehenden, zentralen, drehmagnetischen Zylinder erzeugt wird, wobei die gesamte Vorrichtung in einem Vakuum eingeschlossen ist.
Die US Patentanmeldung mit der Nr. 10/272,839 , die hierin unter Bezugnahme umfasst ist, offenbart einen Schwungscheiben-Motor/Generator, der einen Halter aufweist, um die Permanentmagneten in einem runden Array am Rotor zu halten. Besondere Gesichtspunkte dieser Erfindung umfassen die verwendeten Magnetenformen, die Mantel (liner)/Halterungskonfiguration, die verwendet wird, um die Magneten zu sichern, und die Konstruktion des Rotors in der unmittelbaren Nähe der Magneten. Die Hauptfunktionen der Anordnung sind 1) das Bewältigen von Belastungen im Rotor und in den Magneten bei hohen Geschwindigkeiten, wenn die Zentrifugalbeschleunigung 100 000 g überschreiten kann, und 2) das Befestigen der Magneten, wenn die Anordnung in Ruhe ist, wenn Magneten, die nicht ordentlich befestigt sind, sich selbst auf schädliche Weise durch gegenseitiges Anziehen und Abstoßen verschieben können. Außerdem sind an den Enden der Magneten aufgeraute Elemente vorgesehen, um die Rotoranordnung zu unterstützen und die Magneten in ihrer korrekten Ausrichtung zu halten.
Es existiert daher ein lange bestehendes Bedürfnis nach einem wirksamen elektrischen Erzeuger (Generator), der die elektrische Ausgangsleistung bei einer gegebenen physikalischen Größe maximiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist demgemäß eine Hauptaufgabe der Erfindung einen elektrischen Stromerzeuger bzw. -generator bereitzustellen, der dazu geeignet ist die Leistungserzeugungswirksamkeit und den Leistungserzeugungsausgang für eine gegebene physikalische Größe des Erzeugers bzw. Generators zu maximieren, indem er mit einer leistungsstarken, distinkten und einheitlichen Mehrzahl an Magnetfeldern mit hoher magnetischer Flussdichte und passenden Erzeugerspulen ausgestattet ist, die den Großteil des Erzeuger- bzw. Generatorvolumens ausnutzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es die Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Stromerzeugungsvorrichtung zu offenbaren mit:

(i) einer Mehrzahl von Flächen, wobei an jeder der Flächen ein Array von Magneten befestigt ist;
(ii) einer Mehrzahl an stationären Erzeugerspulenarrays;
(iii) einer Drehwelle, die an den Flächen befestigt ist.

Die Mehrzahl von Scheibenflächen ist so angeordnet, dass sie eine Mehrzahl an Magnetfeldern zwischen gegenüber liegenden Magnetenpaaren erzeugt, die auf jeder zweiten angrenzenden Flächen angeordnet sind. Jedes der Erzeugerspulenarrays ist zwischen beliebigen der angrenzenden Flächen angeordnet; wobei die Anzahl, die Größe, die Form und die Anordnung einer beliebigen der Erzeugerspulen völlig identisch mit der Anzahl, der Größe, der Form und der Anordnung der Magnetfelder sind.
Elektrische Leistung bzw. elektrischer Strom wird in jeder der Erzeugerspulen durch einen zeitveränderlichen magnetischen Fluss erzeugt, der durch das Vorbeibewegen der passenden Magnetenpaare an den Erzeugerspulen erzeugt wird, wenn sich die Welle dreht.
Der Erzeuger (Generator) ist dabei geeignet, die Leistungserzeugungswirksamkeit und – dichte zu maximieren, indem er mit der leistungsfähigen, distinkten und gleichförmigen Mehrzahl von Magnetfeldern und dazu passenden elektromagnetischen Spulen konfiguriert ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Stromerzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu geeignet ist sowohl (i) die Leistungserzeugungswirksamkeit als auch (ii) die elektrische Leistungsdichte zu erhöhen. Die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung weist auf:

(i) eine Mehrzahl von Scheibenflächen, von denen jede an ein Array von Magneten gekoppelt ist, die als passende Magnetenpaare auf zwei aneinander grenzenden Scheibenflächen angeordnet sind, um eine Mehrzahl von Magnetfeldern zwischen den passenden Magnetenpaaren zu erzeugen;
(ii) eine Mehrzahl von stationären Trägern, von denen jeder ein elektromagnetisches Spulenarray trägt; wobei jede Spule zwischen jedem der passenden Magnetenpaaren angeordnet ist; und
(iii) eine Drehwelle, die an jeder der Scheibenflächen befestigt ist und die dazu geeignet ist, jedes der passenden Magnetenpaare um Generatorspulen zu drehen, so dass ein zeitveränderlicher magnetischer Fluss bereitgestellt und elektrischer Leistung in jeder der Generatorspulen erzeugt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung die Leistungserzeugungswirksamkeit gemäß IEC 60034-30 auf etwa 90% erhöht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung die Leistungserzeugungswirksamkeit gemäß Edict 553/2005 auf etwa 90% erhöht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Form der Magneten aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer kreisförmigen Form oder einer polynomischen Form besteht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magneten Magnetfeldquellen sind, die aus einem Seltene-Erden-Material gebildet sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Samarium oder Neodym besteht.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei sich die Paare von Magnetfeldquellen mit entgegen gesetzten magnetischen Polen gegenüber liegen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Paare von Magnetfeldquellen sich mit gleichen magnetischen Polen gegenüber liegen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magneten Eisenteile sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magnetenpaare versetzt angeordnet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, die umkehrbar gewickelte Spulen aufweist, die zur Optimierung der Erzeugungswirksamkeit in dem Array angeordnet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die innerhalb des stationären Trägers angeordnete Spule um einen Winkel A bezüglich der Scheibenfläche geneigt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Kräfte, die auf die geneigte Spule ausgeübt werden, eine horizontale und eine vertikale Komponente aufweisen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die horizontalen Kräfte dazu verwendet werden können, die Magneten um die Welle zu drehen, wenn eine Spannung an der Generatorspule anliegt und somit den Generator in einen Motor umwandelt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Generatorspule mehrere Leiterwindungen auf einem Kern aus ferromagnetischen Material aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Größe und Form der Generatorspulen an die Größe und die Form der Magnetfelder, die zwischen den Magnetenpaaren erzeugt werden, angepasst ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung derart konfiguriert ist, um die Luftzwischenräume zwischen den Magneten und den Erzeugerspulen zu minimieren und damit die Verluste zu reduzieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magnetfelder zwischen den Magnetenpaaren distinkt und durch die Fläche getrennt sind, die eine nicht magnetische Schicht aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei das Array auf einer Scheibenfläche montiert ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei alle Magneten auf einer Scheibe dieselbe magnetische Polorientierung aufweisen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magnetenpaare entgegen gesetzte Polorientierungen aufweisen, um ein Magnetfeld zwischen ihnen zu erzeugen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die obere Fläche der oberen Scheibe und die untere Fläche der unteren Scheibe die Eisenwände des Generatorpakets kontaktieren, um einen niedrigen Verlustmediumspfad für das Magnetfeld bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Anordnung der Magneten auf zwei aneinandergrenzenden radialen Linien versetzt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magneten auf gekrümmten Linien von der Mitte der Scheibe hinaus zu dem Rand der Scheibe angeordnet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magneten auf einer Spirallinie von der Mitte der Scheibe hin bis zum Rand der Scheibe angeordnet sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Erzeugungsvorrichtung als eine Kugelstruktur konfiguriert ist und eine erste Fläche aufweist, die im Inneren einer ersten Kugel angeordnet ist, und eine zweite Fläche aufweist, die auf der Außenfläche einer zweiten Kugel angeordnet ist, die innerhalb der ersten Kugel angeordnet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Erzeugungsvorrichtung als eine Ellipsoidstruktur konfiguriert ist und eine erste Fläche, die im Inneren eines ersten Ellipsoids angeordnet ist, und eine zweite Fläche aufweist, die auf der Außenfläche eines zweiten Ellipsoids angeordnet ist, das innerhalb des ersten Ellipsoids angeordnet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Erzeugungsvorrichtung zusätzlich eine erste wellenförmige Fläche aufweist, die innerhalb angeordnet ist, und eine zweite wellenförmige Fläche aufweist, die außen angeordnet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche die aus Eisen gebildete Drehwelle kontaktieren, um einen verlustlosen Mediumsweg für das Schließen der Magnetfelder bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei jede der stationären Generatorspulen in einer Richtung angeordnet ist, die durch das Magnetfeld definiert ist, das zwischen einem Paar von Magnetvorrichtungen erzeugt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Generatorspulen die Form und Größe aufweisen, die durch das Magnetfeld definiert sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Magneten, die auf den zwei Flächen angeordnet sind, gleich groß sind und die Generatorspule zylindrisch wie das Magnetfeld geformt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie oben definiert elektrische Leistung bereitzustellen, wobei die Generatorspulen konisch wie das Magnetfeld geformt sind, das durch größere Magneten, die auf der größeren ersten Fläche angeordnet sind, und kleinere Magneten, die auf der zweiten kleineren Fläche angeordnet sind, erzeugt wird.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen von elektrischer Leistung offenbart, indem es sowohl die Leistungserzeugungswirksamkeit als auch die elektrische Leistungsdichte erhöht. Das Verfahren weist Schritte auf, die unter anderem gewählt sind aus:

a. Bereitstellen einer Mehrzahl von Scheibenflächen;
b. Bereitstellen einer Mehrzahl von Arrays von Magneten;
c. Koppeln der Arrays von Magneten an jede der Scheibenflächen, so dass man ein passendes Magnetenpaar auf zwei aneinander angrenzenden Scheibenflächen erhält, so dass eine Mehrzahl von Magnetfeldern zwischen den passenden Magnetenpaar erzeugt werden;
d. Anordnen einer Mehrzahl von Erzeugerspulenarrays zwischen jedem der passenden Magnetenpaare;
e. Befestigen einer Drehwelle an den Scheibenflächen;
f. Drehen der Drehwelle, so dass die passenden Magnetenpaare gedreht werden; wobei sie dabei in jeder der Erzeugerspulen eine elektrische Leistung durch einen zeitveränderlichen magnetischen Fluss erzeugen, wobei sowohl die Leistungserzeugungswirksamkeit als auch die elektrische Leistungsdichte erhöht werden.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Auswählens der Form der Magneten aus einer Gruppe aufweist, die aus einer kreisförmigen Form oder einer polynomischen Form besteht.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Bereitstellens der Magneten der Magnetfeldquellen aufweist, die aus einem Seltene-Erden-Material gebildet sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Samarium oder Neodym besteht.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anpassens der Paare von Magnetfeldquellen aufweist, damit sie sich mit entgegen gesetzten magnetischen Polen gegenüber liegen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anpassens der Paare von Magnetfeldquellen aufweist, damit sie sich mit gleichen magnetischen Polen gegenüber liegen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Auswählens der Magneten aus Eisenteilen aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des versetzten Anordnens der Paare von Magnetvorrichtungen aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anordnens der umkehrbar gewickelten Spulen in einem Array aufweist, um die die Erzeugerwirksamkeit zu optimieren.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anordnens der Spulen innerhalb des Volumens der versetzten Magneten aufweist, die um einen Winkel geneigt sind.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Auswählens einer Erzeugerspule aufweist, die mehrere Leiterwicklungen auf einem ferromagnetischen Kern aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anpassens der Größe und Form der Erzeugerspule an die Form und Größe des Magnetfelds aufweist, das zwischen den Magnetenpaaren erzeugt wird.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Konfigurierens der elektrischen Erzeugervorrichtung aufweist, um die Luftzwischenräume zwischen den Magneten und den Erzeugerspulen zu minimieren und damit die Magnetfeldverluste zu reduzieren.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Abgrenzens und Trennens der Magnetfelder zwischen jedem der passenden Magnetenpaare aufweist, indem die Scheibenfläche eine nicht-magnetische Schicht aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Montierens des Arrays auf der Oberfläche der Scheibe aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anpassens aller Magneten auf der Scheibe aufweist, so dass diese die gleiche magnetische Polausrichtung aufweisen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anpassens der passenden Magnetenpaare aufweist, so dass diese eine entgegen gesetzte magnetische Polausrichtung aufweisen, um ein Magnetfeld zwischen ihnen zu erzeugen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des in Kontakt Bringens der oberen Fläche der oberen Scheibe und der unteren Fläche der unteren Scheibe mit den Eisenwänden des Generatorpakets aufweist, um einen niedrigen Verlustmediumspfad für das Magnetfeld bereitzustellen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anordnens der Magneten auf gekrümmten Linien von der Mitte der Scheibe zum Rand der Scheibe hin aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anordnens der Magneten in einer Spirallinie von der Mitte der Scheibe bis hin zum Rand der Scheibe aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Konfigurierens des Erzeugers als Kugelstruktur aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Konfigurierens des Erzeugers als eine EI-lipsoidstruktur aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des in Kontakt Bringens der ersten Fläche und der zweiten Fläche mit der Drehwelle aufweist, um einen niedrigen Verlustmediumspfad zum Schließen der Magnetfelder bereitzustellen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Anordnens jeder der stationären Erzeugerspulen in einer Richtung aufweist, die durch das Magnetfeld definiert ist, das zwischen einem Magnetenpaar erzeugt wird.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Konfigurierens der Erzeugerspulen aufweist, so dass sie die Größe und Form aufweisen, wie sie durch die Magnetfelder definiert sind.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Erhöhens der Leistungserzeugungswirksamkeit durch die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung gemäß IEC 60034-30 auf etwa 90% aufweist.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein wie oben definiertes Verfahren offenbart, das zusätzlich den Schritt des Erhöhens der Leistungserzeugungswirksamkeit durch die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung gemäß Edict 553/2005 auf etwa 90% aufweist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Für ein besseres Verständnis der Erfindung bezüglich deren Ausführungsformen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen Bezugszeichen entsprechende Elemente über die Abschnitte hinweg kennzeichnen, und in denen
1 ein Blockschaltbild einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die Wind- und Solarenergie in elektrischen Strom umwandelt;
2 eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht eines Generators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, der zylinderförmig aufgebaut ist;
3a eine nicht maßstabsgetreue Draufsicht einer Scheibe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die zum Befestigen eines Arrays von Magneten verwendet wird, wobei eine Anordnung von kreisförmigen und sechseckig geformten Magneten angebracht wird;
3b eine nicht maßstabsgetreue Draufsicht einer Scheibe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die zum Befestigen eines Arrays von Magneten verwendet wird, wobei eine zweite Anordnung von Magneten angebracht wird;
3c eine nicht maßstabsgetreue Draufsicht einer Scheibe darstellt, die zum Befestigen eines Arrays von Magneten verwendet wird, die nahe der Scheibenmitte kleiner sind und die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ihrer Größe zum Rand hin anwachsen;
4a eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht von zwei aneinander angrenzenden Flächen darstellt, die vier Paare von unterschiedlichen Vorrichtungen umfassen, die einander gegenüber liegen;
4b eine nicht maßstabsgetreue Draufsicht von zwei aneinander angrenzenden Flächen, an denen Arrays von Magneten befestigt sind, die als geneigte Paare angeordnet sind, und von Erzeugerspulen darstellt, die zwischen jedem Paar der Vorrichtungen geneigt sind;
5a eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht einer kleinen Kugelanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die in einer größeren Kugel angeordnet ist, die sich um die gleiche Drehwelle bewegt, wobei sie eine erste Anordnung von magnetischen und Erzeugerspulenarrays umfasst.
5b eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht einer kleinen Kugelanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die in einer größeren Kugel angeordnet ist, die sich um die gleiche Drehwelle bewegt, wobei sie eine zweite Anordnung von magnetischen und Erzeugerspulenarrays umfasst.
5c eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht einer kleinen Ellipsoidstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die in einem größeren Ellipsoid angeordnet ist, das sich um die gleiche Drehwelle bewegt; und
6 eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht einer kleinen beliebig geformten Struktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die innerhalb einer größeren Struktur angeordnet ist, die parallele Flächen aufweist, die sich um die gleiche Drehwelle drehen.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung wird neben all den Kapiteln der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, um es dem Fachmann zu ermöglichen, von der Erfindung Gebrauch zu machen, und erläutert die besten Ausführungsformen, die vom Erfinder zur Ausführung dieser Erfindung berücksichtigt wurden. Verschiedene Änderungen werden allerdings für den Fachmann offensichtlich erscheinen, da die allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung speziell dafür definiert wurden, eine elektrische Stromerzeugungsvorrichtung bzw. einen elektrischen Generator bereitzustellen.
In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein genaues Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann wird allerdings verstehen, dass diese Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden können. Die Bezugnahme auf ”eine Ausführungsform” in dieser Beschreibung bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur, oder Besonderheit, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Daher ist das Auftreten der Formulierung ”in einer Ausführungsform” an verschiedenen Stellen dieser Beschreibung nicht notwendigerweise jedes Mal auf die gleiche Ausführungsform oder Erfindung bezogen. Darüber hinaus können die besonderen Merkmale, Strukturen, oder Besonderheiten auf jede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden.
Die Zeichnungen erläutern die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die hierin offenbarten Ausführungsformen der Erfindung sind die besten Betriebsweisen, die von den Erfindern berücksichtigt wurden, um ihre Erfindung in einer kommerziellen Umgebung auszuführen, wenngleich es sich versteht, dass verschiedene Abänderungen innerhalb der Parameter der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
Der Begriff ”Erzeugerspule” oder ”Generatorspule” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf ein Element des Erzeugers (Generators), das die elektrische Ausgangsspannung erzeugt und das gewöhnlich durch eine Mehrzahl von Leiterdrahtwicklungen um einen ferromagnetischen Kern gebildet ist.
Der Begriff ”ferromagnetischer Kern” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf einen Materialstruktur von Stoffen wie Eisen, Nickel oder Kobalt und verschiedene Legierungen, die eine extrem hohe magnetische Permeabilität, eine charakteristische Sättigungsgrenze und eine magnetische Hysterese aufweisen.
Der Begriff ”Diodenbrückengleichrichter” (diode bridge rectifier) bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf einen Schaltkreis, der vier Dioden verwendet, um eine Vollwellengleichrichtung bereitzustellen, um eine Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung umzuwandeln.
Der Begriff ”Permanentmagnetfeldquelle” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf eine Vorrichtung, die aus einem speziellen Material gebildet ist, das eigenständig über eine lange Zeit ein Magnetfeld aufbaut.
Der Begriff ”Magneteinrichtung” oder ”Magnet” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf eine Permanentmagnetfeldquelle oder ein gleichartiges Eisenteil. Ein Magnetfeld wird zwischen einem beliebigen, sich gegenüber liegenden Paar von magnetischen Vorrichtungen (z. B. Magneten) erzeugt.
Der Begriff ”nicht magnetisches Material” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf Materialien, bei denen die Magnetfelder der einzelnen Atome zufällig angeordnet sind und daher dazu neigen sich aufzuheben.
Der Begriff ”bürstenloser Erzeuger bzw. Generator” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf einen Generator, der keine Bürsten verwendet, um den Kontakt zwischen den Generatorklemmen herzustellen, um die Ausgangsspannungen gleichzurichten, um die Wechselspannung in eine Ausgangsgleichspannung umzuwandeln.
Der Begriff ”magnetischer Fluss” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf ein Maß der Stärke eines Magnetfelds über einen gegebenen Bereich, das grafisch durch die Kraftlinien dargestellt wird, die den Permanentmagnet umgeben.
Der Begriff ”magnetische Flussdichte” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf die Menge von magnetischem Fluss durch eine Einheitsfläche, die senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses genommen wird.
Der Begriff ”Leistungserzeugung bzw. Stromerzeugung mit hoher Dichte” bezieht sich im Folgenden in einer nicht einschränkenden Art und Weise auf das Bereitstellen einer elektrischen Leistung pro physikalische Größe von über ungefähr 90%.
Der Begriff ”ungefähr” bezieht sich im Folgenden auf einen Bereich von 25% unter oder über dem entsprechenden Wert.
Der Begriff ”International Electrotechnical Commission (IEC) 60034-30” bezieht sich im Folgenden auf einen von der IEC neu entwickelten Standard; 'IEC 60034-30, Effizienzklassen von Eingeschwindigkeits-Drei-Phasen-Induktionskäfigmotoren'.
Dieser Standard zielt darauf ab, einen weltweit harmonisierten Satz von Leistungskennzeichnungen bereitzustellen, die Energieeffizienzklassen von Eingeschwindigkeits-Drei-Phasen-Induktionskäfigmotoren kategorisieren. Der Bereich der in Frage kommenden Motoren betrifft Drei-Phasen-Induktionskäfigmotoren bei 50 Hz oder 60 Hz, die:

– eine Nennleistung zwischen 0,75 kW und 200 kW aufweisen;
– eine Nennspannung von bis zu 1000 V aufweisen;
– im Dauerbetrieb laufen –S1;
– einen Schutzgrad von IP4x oder höher aufweisen;

Der Begriff ”Edict 553/2005” bezieht sich im Folgenden auf eine aktuelle Reglementierung aus Ende 2005. Die erste Reglementierung des ”Energieeffizienzgesetzes” für Elektromotoren, eingeführt im Jahr 2002, legte zwei Sätze von Minimaleffizienzleistungsstandards (Minimum Efficiency Performance Standard; MEPS) fest, für 'Standard-' (obligatorisch) und 'Hochleistungs-' (fakultativ) Motoren (siehe Agenor Gomes Pinto Garcia, Alexandre S. Szklo, Roberto Schaeffer und Michael A McNeil, "Energy-efficiency standards for electric motors in Brazilian industry", Energie Policy, Band 35, Ausgabe 6, Juni 2007, Seiten 3424–3439).
Die vorliegende Erfindung beinhaltet die Erzeugung von elektrischer Leistung bzw. von elektrischem Strom durch das Verändern eines magnetischen Flusses durch eine Mehrzahl von Erzeugerspulen mittels des schnellen Wechselns des magnetischen Flusses durch stationäre Spulen. Das schnell wechselnde Magnetfeld wird durch eine Mehrzahl von passenden Magnetenpaaren erzeugt, die an einer Drehwelle befestigt sind und durch diese verschoben bzw. verlagert werden. Eine Mehrzahl von Magneten, die in Paaren angeordnet sind, erzeugen eine leistungsstarke, einheitliche, magnetische Flussdichte zwischen jedem Magnetenpaar und das Magnetfeld, das durch jedes Paar erzeugt wird, ist distinkt von dem Magnetfeld, das von beliebigen anderen Magnetenpaaren erzeugt wird. Die physikalische Größe von jeder Erzeugerspule ist passend zu dem Volumen und der Form des Magnetfelds, das zwischen jedem Magnetenpaar (passenden Magnetenpaar) erzeugt wird. Die Anzahl und Anordnung von allen Erzeugerspulen passt zur Anzahl und Anordnung von passenden Magnetenpaaren. Wenn die Magneten durch die Wellendrehung verschoben bzw. verlagert werden, erfährt jede Erzeugerspule wiederholt einen zeitveränderlichen magnetischen Fluss, der durch das bewegende Magnetfeld von jedem passenden Magnetenpaar erzeugt wird, die sich an den stationären Erzeugerspulen vorbei bewegen. Folglich wird eine elektrische Spannung über jede der Erzeugerspulen hinweg erzeugt.
Die Anordnung einer Mehrzahl von leistungsstarken, distinkten und einheitlichen Magnetfeldern mit hoher magnetischer Flussdichte und passenden Erzeugerspulen, die das Erzeugervolumens möglichst vollständig ausnutzen, ist dazu geeignet, die Leistungserzeugungswirksamkeit und den Stromerzeugungsertrag pro gegebener physikalischer Größe des Generators zu maximieren.
Es wird nun auf 1, ein Blockschaltbild einer elektrischen Stromerzeugungsvorrichtungsanordnung, Bezug genommen, die Windenergie und Solarenergie in elektrische Leistung umwandelt. Die Windenergie 20 wird an einen Rotor angelegt, der mechanisch den drehenden Abschnitt der elektrischen Stromerzeugungsvorrichtung 10 dreht. Die Solarenergie 30 wird gewöhnlich in eine Rotationskraft umgewandelt, wobei eine Flüssigkeit mit niedrigem Siedepunkt erhitzt wird und die erzeugte Wärme verwendet wird, wobei ein Wärmeumwandler verwendet wird, um einen Motor zu versorgen, der die Welle des Generators 10 dreht. Der Generator 10 erzeugt durch das Verändern eines magnetischen Flusses durch Erzeugerspulen elektrischen Strom bzw. Leistung. Der veränderliche magnetische Fluss wird durch das Drehen der Magneten vorbei an den Erzeugerspulen erzeugt. Der Generator 10 erzeugt üblicherweise einen Wechselstrom (AC) am Ausgang. Wahlweise wandelt ein Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Umrichter 40 den Ausgangswechselstrom des Generators mittels eines allgemein bekannten Diodenbrückengleichrichters in einen Ausgangsgleichstrom um. Der Generator ist bürstenlos, wobei er anstatt einer mechanischen Verbindungsvorrichtung, die Bürsten aufweist, einen Diodenbrückengleichrichter verwendet, um die erzeugte Wechselspannung in eine Gleichspannung umzuwandeln.
Es wird nun auf 2, eine Querschnittsansicht einer zylindrischen Strukturausführungsform des elektrischen Generators 200, Bezug genommen. Der Generator umfasst eine obere Scheibe 210, eine mittlere Scheibe 220 und eine untere Scheibe 230. Die Magneten 211, 212, 213 und 214, die an der Unterseite der Scheibe 210 befestigt sind, stellen eine Mehrzahl von Magneten dar, die in einem dichten Array auf der gesamten unteren Fläche der Scheibe 210 angeordnet sind. Ebenso stellen die Magneten 221, 222, 223 und 224, die auf der Scheibe 220 befestigt sind, ein dichtes Array von Magneten dar. Die Magneten 211 und 221 sind gegenüber voneinander angeordnet und bilden ein Paar (passendes Magnetenpaar), das ein gleichförmiges Magnetfeld dazwischen erzeugt. Ebenso weisen alle Magneten auf der Scheibe 210 paarweise Magneten auf der Scheibe 220 auf, die als passende Magnetenpaare konfiguriert sind, die Magnetfelder zwischen ihnen aufweisen. Eine Schicht aus nicht-magnetischem Material isoliert die Magneten auf der Scheibenfläche magnetisch voneinander. Folglich existiert eine Mehrzahl von einheitlichen und distinkten Magnetfeldern zwischen gegenüber liegenden Magneten auf den Scheiben 210 und 220. Die Magneten 231, 232, 233 und 234, die auf der Scheibe 230 befestigt sind, stellen ein dichtes Array von Magneten dar. Die Magneten 231 und 221 sind gegenüber voneinander angeordnet und bilden ein passendes Magnetenpaar, das ein einheitliches Magnetfeld zwischen ihnen erzeugt. Ebenso weisen alle Magneten auf der Scheibe 230 entsprechende Magneten auf der Scheibe 220 auf. Die Magneten auf der Scheibenfläche sind durch eine Schicht aus nicht-magnetischem Material magnetisch voneinander isoliert, woraus folgt, dass eine Mehrzahl von einheitlichen und distinkten Magnetfeldern zwischen den gegenüber liegenden Magneten der Scheiben 210 und 220 existiert.
Die Magneten können eine polygonale oder kreisförmige Form aufweisen und sind entweder eine Magnetfeldquelle, die aus einem Seltenen-Erde-Material, wie Samarium oder Neodym gebildet ist, oder ein Teil, das aus Eisen gebildet ist. Die Erzeugerspulen 241, 242, 243 und 244, die in dem Volumen angeordnet sind, das zwischen der Scheibe 210 und der Scheibe 220 eingeschlossen ist, stellen eine Mehrzahl von Erzeugerspulen dar, die wie die passenden Magnetenpaare nummeriert sind und räumlich wie die Magnetfelder angeordnet sind. Ebenso stellen die Erzeugerspulen 251, 252, 253, und 254, die in dem Volumen angeordnet sind, das zwischen der Scheibe 220 und der Scheibe 230 eingeschlossen ist, eine Mehrzahl von Erzeugerspulen dar, die wie die passenden Magnetenpaare nummeriert sind und räumlich wie die Magnetfelder angeordnet sind.
Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Anzahl, die Größe, die Form und die Anordnung einer beliebigen der Erzeugerspulen vollständig gleich der Anzahl, der Größe, der Form und der Anordnung der Magnetfelder ist.
Die Scheiben 210, 220 und 230, die an der Welle 201 befestigt sind, drehen sich (und daher auch die gesamte magnetische Vorrichtung), wenn sich die Welle dreht. Die Drehung aller Magneten, die an den Scheiben befestigt sind, erzeugt einen zeitveränderlichen magnetischen Fluss durch jede der Erzeugerspulen und erzeugt eine Wechselspannung in jeder der Erzeugerspulen. Die Oberseite der Scheibe 210 und die Unterseite der Scheibe 230 sind aus Metallen mit niedrigem magnetischen Verlust gebildet, die die Eisenwände des Generatorpakets berühren, um die Verluste der Magnetfeldlinien zu minimieren. Die Generatoranordnung ist in ein Paket mit Eisenwänden mit niedrigen magnetischen Verlusten gepackt, die verwendet werden, um die Magnetfeldlinien zu schließen, wobei die Verluste minimiert werden. Die Magneten innerhalb der passenden Magnetenpaare sind entweder beide Permanentmagnetfeldquellen mit entgegen gesetzter oder identischer Polarität oder umfassen eine Permanentmagnetfeldquelle und ein Eisenteil. Die Zwischenräume zwischen den passenden Magnetenpaaren und den Erzeugerspulen werden minimiert, um die Energieverluste zu minimieren. Die Anzahl der Scheiben innerhalb des Erzeugers 200 kann in einer nicht einschränkenden Art und Weise von einem Minimum von einer oberen Scheibe und einer unteren Scheibe bis zu einer beliebigen geeigneten Anzahl von Scheiben verändert werden, wenn eine höhere Ausgangsleistung gewünscht ist. Eine hohe magnetische Flussdichte, die durch eine Mehrzahl von passenden Magnetenpaaren erzeugt wird, eine dichte Anordnung von passenden Magnetenpaaren und passenden Erzeugerspulen, eine minimale Größe der Luftzwischenräumen und ein minimaler Magnetfeldverlust sind in dieser Erfindung dazu geeignet, eine hochwirksame Stromerzeugungsvorrichtung mit hoher Leistungsdichte bereitzustellen.
Die Wicklung der elektromagnetischen Spulen kann in zwei entgegen gesetzten Richtungen ausgeführt werden, die dabei entgegen gesetzte Magnetfeldrichtungen und folglich entgegen gesetzte Kraftvektoren erzeugen. In einer Ausführungsform kann das Array von Spulen umkehrbar gewickelte Spulen umfassen, die so angeordnet sind, dass die Motor-Generator Wirksamkeit optimiert wird.
Es wird nun auf 3a Bezug genommen, eine Draufsicht einer Scheibe 30 mit einer Mehrzahl von Magneten 31, die auf zwei aneinander angrenzenden radialen Linien angeordnet sind und eine Mehrzahl von radialen Linien von Magneten darstellen, die die gesamte Fläche der Scheibe 30 bedecken. Das Array von Magneten auf der gesamten Scheibenfläche ist dicht auf der gesamten Scheibenfläche angeordnet. Die Fläche der Scheibe ist mit einer nicht-magnetischen Schicht beschichtet, die zwischen der Mehrzahl von parallelen Magnetfeldern isoliert, die zwischen den individuellen Magneten auf der Scheibe und den entsprechenden Gegenmagneten entstehen, die auf einer zweiten zugewandten Scheibe angeordnet sind. Die kreisförmigen Magneten 31 in dieser Ausführungsform sind in gleicher Weise entlang zweier aneinander angrenzender Linien angeordnet. Die Magneten können eine beliebige polynomische Form aufweisen. Es sind zum Beispiel sechseckig geformte Magneten 34 entlang einer radialen Linie angeordnet dargestellt.
Es wird nun auf 3b Bezug genommen, eine Draufsicht einer Scheibe 30 mit einer Mehrzahl von Magneten 32, die auf zwei aneinander angrenzenden radialen Linien angeordnet sind und eine Mehrzahl von radialen Linien von Magneten darstellen, die die gesamte Fläche der Scheibe 30 bedecken. Das Array von Magneten auf der gesamten Scheibenfläche ist dicht auf der gesamten Scheibenfläche angeordnet. Die Fläche der Scheibe ist mit einer nicht-magnetischen Schicht beschichtet, die zwischen der Mehrzahl von parallelen Magnetfeldern isoliert, die zwischen den individuellen Magneten auf der Scheibe und den entsprechenden Gegenmagneten entstehen, die auf einer zweiten Scheibe angeordnet sind, die dieser Scheibe zugewandt ist. Die Magneten 32 in dieser Ausführungsform, die entlang einer radialen Linie angeordnet sind, sind versetzt bezüglich denen, die entlang einer angrenzenden radialen Linie angeordnet sind.
Es wird nun auf 3c Bezug genommen, eine Draufsicht einer Scheibe 30 mit einer Mehrzahl von Magneten 33 mit Größen, die sich schrittweise in der Größe entlang einer radialen Linie verändern. Der kleinste Magnet ist nahe der Scheibenmitte angeordnet und der größte ist der, der dem Rand der Scheibe am nächsten ist. Das Anbringen verschiedener Magneten ist eine Ausführungsform, die eine höhere Flächennutzung der magnetischen Scheiben, die auf den Scheiben befestigt sind, umfasst.
Die Anordnung des Magnetenarrays auf einer Fläche kann auch andere Formen annehmen. In einer Ausführungsform kann das Magnetenarray spiralenförmig von der Mitte zum Rand der Scheibe hin ausgebildet sein. In einer anderen Ausführungsform kann das Magnetenarray entlang verschieden gekrümmten Linien von der Scheibenmitte zum Scheibenrand hin angeordnet sein.
Es wird nun auf 4a Bezug genommen, eine Querschnittsansicht von zwei aneinander angrenzenden Scheiben, auf denen Magnetenpaare befestigt sind, die einander zugewandt sind. Die Magneten 45a, die an der Scheibe 40a befestigt sind, und die Magneten 45b, die an der Scheibe 40b befestigt sind, sind ein Paar von Permanentmagnetfeldquellen. Die Permanentmagnetquelle 45b weist einen magnetischen Nordpol auf, der nach oben gerichtet ist, und die Permanentmagnetquelle 45a weist einen magnetischen Südpol auf, der nach unten gerichtet ist. Folglich erzeugt das Magnetfeld zwischen diesem Paar eine Anziehungskraft.
Die Magneten 44a und die Magneten 44b sind Permanentmagneten, die einander mit ihren gemeinsamen Nordpolen zugewandt sind. Folglich erzeugt das Magnetfeld zwischen diesem Paar eine abstoßende Kraft.
Die Magneten 43a sind ein Eisenteil und die Magneten 43b sind eine Permanentmagnetfeldquelle von beliebiger Polausrichtung. Ein magnetisches Feld wird zwischen diesem Paar von Magneten erzeugt, indem das Eisenteil 43a durch die Permanentmagnetfeldquelle 43b magnetisiert wird.
Die Magneten 42a sind Permanentmagnetfeldquellen und die Magneten 42b sind ein Eisenteil. Dieses passende Magnetenpaar ist daher gegenüber dem passenden Magnetenpaar 43a und 43b angeordnet.
Eine optimale Anordnung der verschiedenen passenden Magnetenpaarkombinationen, die auf den Scheibenflächen befestigt sind, führt zu einer bevorzugten Systemleistung.
Es wird nun auf 4b, eine nicht maßstabsgetreue Querschnittsansicht von aneinander angrenzenden Flächen, an denen Arrays von Magneten in Paaren angeordnet befestigt sind, Bezug genommen. Die Magneten, die an der Scheibe 46 befestigt sind, und die Magneten der Scheibe 48 sind zueinander versetzt. Folglich ist der magnetische Fluss zwischen den passenden Magnetenpaaren um einen beliebigen Winkel bezüglich der Scheibenebenen geneigt und die Spulen zwischen jedem Paar sind um denselben Winkel geneigt. Die geneigten Spulen, die durch die Struktur 47 gehalten sind, und die Magnetfelder weisen geneigte Kraftvektoren auf, wenn Spannung an die Spulen angelegt wird. Die horizontale Komponente des Kraftvektors übt eine Rotationskraft auf den Rotor aus. Folglich kann die Anordnung von geneigten Magnetfeldern und Spulen als Motor verwendet werden, wenn eine Spannung an den Spulen angelegt wird.
Es wird nun auf 5a, eine Querschnittsansicht eines Erzeugers, der eine Kugelstruktur verwendet, Bezug genommen. Die Ausführungsform beinhaltet eine äußere Kugel 500 für ein erstes Magnetenarray und eine innere Kugel 501 für ein zweites Magnetenarray. Die Magneten 511, 512, 513 und 514, die an der inneren Kugel 500 befestigt sind, stellen ein Array einer Mehrzahl von Magneten an der inneren Fläche der Kugel 500 dar. Die Magneten 521, 522, 523 und 524, die an der äußeren Fläche der Kugel 501 befestigt sind, die innerhalb des Volumens der Kugel 500 angeordnet ist, stellt ebenfalls ein Array von Magneten auf der gesamten äußeren Fläche der Kugel 501 dar. Jeder Magnet an der inneren Fläche der Kugel 500 ist mit einem entsprechenden Magnet auf der äußeren Fläche der Kugel 501 gepaart und erzeugt ein zylindrisches, leistungsstarkes, einheitliches Magnetfeld. Eine Mehrzahl von einheitlichen Magnetfeldern ist daher radial in das Volumen der Kugel 500 und aus der Kugel 501 heraus gerichtet. Ein nicht-magnetisches Material, das die innere Fläche der Kugel 500 und die äußere Fläche der Kugel 501 beschichtet, isoliert die Mehrzahl von Magnetfeldern voneinander und minimiert Verluste, die durch Streuung der Magnetfelder erzeugt werden. Die Erzeugerspulen 531, 532, 533 und 534 sind innerhalb des Volumens der Kugel 500 und außerhalb der Kugel 501 befestigt. Jede Erzeugerspule weist die Größe und die Form des Magnetfelds auf, das innerhalb des Volumens erzeugt wird. Die Anzahl der Spulen gleicht der Anzahl von passenden Magnetenpaaren und sie sind wie die Magnetfelder radial angeordnet, die zwischen den passenden Magnetenpaaren erzeugt werden. Die Erzeugerspulen erzeugen elektrischen Strom, wenn ein zeitveränderlicher magnetischer Fluss an ihnen angelegt wird. Der magnetische Fluss, der an den Erzeugerspulen angelegt ist, ist zeitveränderlich, wenn sich die Kugel 500 und die Kugel 501 um die Welle 502 drehen. Folglich wird eine Mehrzahl von Magnetfeldern durch das stationäre Array von Erzeugerspulen und eine Spannung in jeder der Spulen erzeugt. Die Kugel 500 und die Kugel 501, die aus Eisen oder einem anderen Material mit niedrigem magnetischen Verlust gebildet sind, berühren die Welle 502, die aus Eisen oder einem anderen Material mit niedrigem magnetischen Verlust gebildet ist, und werden zusammen verwendet, um den Magnetfeldkreis zu schließen. Ein niedriger Magnetfeldverlust wird auch durch kleine Luftzwischenräume zwischen jeder Erzeugerspule und dem Magnetenpaar eingebracht. Die Anordnung umfasst eine hohe Leistungserzeugungswirksamkeit aufgrund von niedrigen Verlusten zusammen mit einer hohen Leistungsdichte aufgrund der wirksamen Nutzung des Erzeugervolumens.
Es wird nun auf 5b Bezug genommen, eine Querschnittsansicht eines Erzeugers, der eine Kugelkonstruktionsvariante verwendet, die sich von der der 5a dadurch unterscheidet, dass sie größere Magneten auf der inneren Fläche der Kugel 500, kleinere Magneten auf der äußeren Fläche der Kugel 501 und konisch geformte Erzeugerspulen umfasst. Die Ausführungsform umfasst eine äußere Kugel 500 und eine innere Kugel 501. Die Magneten 551, 552, 553 und 554, die an der inneren Fläche der Kugel 500 befestigt sind, stellen ein Array von Magneten auf der gesamten inneren Fläche der Kugel 500 dar. Die Magneten 561, 562, 563 und 564, die an der äußeren Oberfläche der Kugel 501 befestigt sind, stellen ebenfalls ein Array von Magneten auf der gesamten äußeren Fläche der Kugel 501 dar. Jeder Magnet auf der inneren Fläche der Kugel 500 ist gepaart mit einem entsprechenden Magnet auf der äußeren Fläche der Kugel 501 und erzeugt ein konisch geformtes, leistungsstarkes und gleichförmiges Magnetfeld. Ein nicht-magnetisches Material, das die innere Fläche der Kugel 500 und die äußere Fläche der Kugel 501 beschichtet, isoliert die Mehrzahl von Magnetfeldern voneinander und minimiert Verluste, die durch Streuung der Magnetfelder erzeugt werden. Die Erzeugerspulen 571, 572, 573 und 574 sind innerhalb des Volumens der Kugel 500 und außerhalb der Kugel 501 befestigt. Jede Erzeugerspule weist die Größe und die Form des Magnetfelds auf, das innerhalb des Volumens erzeugt wird. Die Anzahl der Spulen gleicht der Anzahl von passenden Magnetenpaaren und sie sind wie die Magnetfelder radial angeordnet, die zwischen den passenden Magnetenpaaren erzeugt werden. Der magnetische Fluss, der an den Erzeugerspulen angelegt ist, ist veränderlich, wenn sich die Kugel 500 und die Kugel 501 um die Welle 502 drehen. Folglich wird eine Mehrzahl von Magnetfeldern durch das stationäre Array von Erzeugerspulen und eine Spannung in jeder der Spulen erzeugt. Die Kugel 500 und die Kugel 501, die niedrige Magnetfeldverluste aufweisen, berühren die Welle 502, die aus Eisen oder einem anderen Material mit niedrigem magnetischen Verlust gebildet ist, und werden zusammen verwendet, um den Magnetfeldkreis zu schließen. Ein niedriger Magnetfeldverlust wird auch durch kleine Luftzwischenräume zwischen jeder Erzeugerspule und dem Magnetenpaar eingebracht. Die Anordnung umfasst eine hohe Leistungserzeugungswirksamkeit aufgrund von niedrigen Verlusten zusammen mit einer hohen Leistungsdichte aufgrund der wirksamen Nutzung des Erzeugervolumens.
Es wird nun auf 5c, eine Querschnittsansicht einer Erzeugerausführungsform, die eine Ellipsoidstruktur verwendet, Bezug genommen. Das Array von Magneten ist an einer größeren Fläche 500 und an einer inneren Fläche 501 befestigt und die passenden Magnetenpaare und die befestigten Erzeugerspulen sind in dem Volumen angeordnet, das durch die Flächen 500 und 501 eingeschlossen ist. Diese Ausführungsform ist bis auf die Ellipsoidform genauso wie die Kugelstrukturausführungsform der 5a angeordnet und funktioniert wie diese und die Bestandteile der 5c sind mit denselben Ziffern wie die entsprechenden Bestandteile der 5a bezeichnet.
Es wird nun auf 6, eine Querschnittansicht der Erzeugerausführungsform, Bezug genommen, die wellenförmige Flächen zum Befestigen der Magneten aufweist. Die äußere Fläche 60a und die angrenzende Fläche 61a weisen Magnetenpaare, die einander zugewandt an diesen befestigt sind, und Erzeugerspulen auf, die in den Volumina der passenden Magnetenpaare angeordnet sind. Die Anordnung der Magnetenarrays und der Spulen folgt den Prinzipien von Magneten und Erzeugerspulen der vorangehenden Ausführungsformen. Die Anordnung der Magnetenarrays auf den Flächen 60b und 61b verhält sich ebenso. Die Flächen 60a, 60b, 61a und 61b sind an der Drehwelle 62 befestigt und drehen sich mit der Welle.
Es versteht sich, dass die zuvor beschriebenen Erzeugerausführungsformen auf viele Arten und Weisen einschließlich der Magneten, der Flächen und der Anordnung der Magnetenarrays auf den Flächen innerhalb den Beschränkungen der offenbarten Erfindung variiert werden können.
Es sollte ebenfalls gewürdigt werden, dass die oben beschriebene Beschreibung von Verfahren und Vorrichtungen derart zu interpretieren ist, dass sie eine Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren und Verfahren zur Verwendung der Vorrichtungen und Computersoftware zum Umsetzen der verschiedenen automatisierten Kontrollverfahren für einen allgemeinen Zweck oder ein spezielles Computersystem umfasst, die von einer beliebigen Ausführung sind, wie sie dem Fachmann bekannt sind, und die hierin nicht im Detail beschrieben werden müssen, um es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung zu auszuführen, da eine solche Person mit Industrie- und Kontrollcomputern, ihrer Programmierung und Integration in ein Betriebssystem sehr erfahren ist.
Für die Hauptausführungsformen der Erfindung ist die bestimmte Wahl von Typ und Modell nicht entscheidend, allerdings kann das relevant sein, wo diese ausdrücklich gekennzeichnet sind. Die vorliegende Erfindung wurde beschrieben, indem detaillierte Beschreibungen von ihren Ausführungsformen verwendet wurden, die beispielhalber bereitgestellt wurden und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Erfindung einzuschränken. Es sollen keine Einschränkungen, keine allgemeinen oder durch Ausdrücke wie ”können”, ”sollen”, ”bevorzugt”, ”müssen” oder andere Ausdrücke, die einen Grad an Wichtigkeit oder Motivation andeuten, als Einschränkung des Bereichs der Ansprüche oder deren Entsprechungen betrachtet werden, es sei denn diese sind ausdrücklich in einem solchen Anspruch als wörtliche Einschränkung auf diesen Bereich vorhanden. Es versteht sich, dass Merkmale und Schritte, die bezüglich einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch in anderen Ausführungsformen verwendet werden können, und dass nicht alle Ausführungsformen der Erfindung alle Merkmale und/oder Schritte aufweisen, die in einer bestimmten Figur gezeigt sind oder bezüglich einer der Ausführungsformen beschrieben sind. Die Offenbarung sollte komplett von einem kombinatorischen Blickwinkel betrachtet werden, wobei jede betrachtete Ausführungsform von jedem Element in Verbindung mit jeder Anderen Ausführungsform von jedem Element offenbart ist (und tatsächlich in verschiedenen Kombinationen von kompatiblen Umsetzungen von Veränderungen in einem Element). Veränderungen von beschriebenen Ausführungsformen werden Fachmännern einfallen. Weiterhin sollen die Ausdrücke ”aufweisen”, ”umfassen”, ”haben” und ihre Verbformen, wenn sie in den Ansprüchen verwendet werden, ”umfassend aber nicht notwendigerweise beschränkt auf” bedeuten. Mit jedem Element, das in den Ansprüchen im Singular vorhanden ist, ist ein oder mehrere Elemente wie beansprucht gemeint, und wenn eine Wahlmöglichkeit für eine oder mehrere einer Gruppe geboten ist, soll das so interpretiert werden, dass der Anspruch nur ein Element benötigt, das von den verschiedenen Möglichkeiten gewählt ist, und er nicht eines von jeder Möglichkeit benötigt. Die Zusammenfassung soll nicht als Beschränkung des Bereichs der Anmeldung oder der Ansprüche interpretiert werden.
Es wird angemerkt, dass einige der oben beschriebenen Ausführungsformen die beste Betriebsweise, die von den Erfindern berücksichtigt wurde, beschreiben können und daher Anordnungen, Handlungen oder Details von Anordnungen und Handlungen umfassen, die für die Erfindung nicht wesentlich sind, und die als Beispiele beschrieben sind. Anordnung und Handlungen, die hierin beschrieben sind, können durch äquivalente, die dieselbe Funktion ausführen ersetzt werden, sogar wenn die Anordnung oder Handlung unterschiedlich ist, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Daher wird der Bereich der Erfindung nur durch die Elemente und Merkmale, die in den Ansprüchen verwendet werden, beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3879622 [0004, 0005]
US 4691119 [0007]
US 7218025 [0008]
US 10/272839 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 60034-30 [0017]
IEC 60034-30 [0072]
International Electrotechnical Commission (IEC) 60034-30 [0100]
Agenor Gomes Pinto Garcia, Alexandre S. Szklo, Roberto Schaeffer und Michael A McNeil, ”Energy-efficiency standards for electric motors in Brazilian industry”, Energie Policy, Band 35, Ausgabe 6, Juni 2007, Seiten 3424–3439 [0102]

Claims

Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung, die dazu geeignet ist, sowohl (i) die Leistungserzeugungswirksamkeit als auch (ii) die elektrische Leistungsdichte zu erhöhen, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung aufweist: (i) eine Mehrzahl von Scheibenflächen, von denen jede an ein Array von Magneten gekoppelt ist, die als passende Magnetenpaare auf zwei aneinander grenzenden Scheibenflächen angeordnet sind, um eine Mehrzahl von Magnetfeldern zwischen den passenden Magnetenpaaren zu erzeugen; (ii) eine Mehrzahl von stationären Trägern, von denen jeder ein elektromagnetisches Spulenarray trägt; wobei jede Spule zwischen jedem der passenden Magnetenpaaren angeordnet ist; und (iii) eine Drehwelle, die auf den Scheibenflächen befestigt ist und die dazu geeignet ist, die passenden Magnetenpaare um Generatorspulen zu drehen, so dass ein zeitveränderlicher magnetischer Fluss bereitgestellt und elektrischer Strom in jeder der Generatorspulen erzeugt wird.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sie die Leistungserzeugungswirksamkeit gemäß IEC 60034-30 auf etwa 90% erhöht.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sie die Leistungserzeugungswirksamkeit gemäß Edict 553/2005 auf etwa 90% erhöht.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Form der Magneten aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer kreisförmigen Form oder einer polynomischen Form besteht.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magneten Magnetfeldquellen sind, die aus einem Seltene-Erden-Material gebildet sind, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Samarium oder Neodym besteht.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Paare von Magnetfeldquellen sich mit entgegen gesetzten magnetischen Polen gegenüber liegen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Paare von Magnetfeldquellen sich mit gleichen magnetischen Polen gegenüber liegen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magneten Eisenteile sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnetenpaare versetzt angeordnet sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die umkehrbar gewickelte Spulen aufweist, die zur Optimierung der Erzeugungswirksamkeit in dem Array angeordnet sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die innerhalb des stationären Trägers angeordnete Spule um einen Winkel A bezüglich der Scheibenfläche geneigt ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Kräfte, die auf die geneigte Spule ausgeübt werden, eine horizontale und eine vertikale Komponente aufweisen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die horizontalen Kräfte dazu verwendet werden können, die Magneten um die Welle zu drehen, wenn eine Spannung an der Generatorspule anliegt und somit den Generator in einen Motor umwandelt.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Generatorspule mehrere Leiterwindungen auf einem Kern aus ferromagnetischem Material aufweist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Größe und Form der Generatorspulen an die Größe und die Form der Magnetfelder, die zwischen den Paaren von Magnetvorrichtungen erzeugt werden, angepasst ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrische Stromerzeugungsvorrichtung derart konfiguriert ist, um die Luftzwischenräume zwischen den Magneten und den Spulen zu minimieren und damit die Verluste zu reduzieren.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnetfelder zwischen den Paaren von Magnetvorrichtungen distinkt und durch die Fläche getrennt sind, die eine nicht magnetische Schicht aufweist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Array auf einer Scheibenfläche montiert ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei alle Magneten auf einer Scheibe dieselbe magnetische Polorientierung aufweisen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Paare von magnetischen Vorrichtungen entgegen gesetzte Polorientierungen aufweisen, um ein Magnetfeld zwischen ihnen zu erzeugen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die obere Fläche der oberen Scheibe und die untere Fläche der unteren Scheibe die Eisenwände des Generatorpakets kontaktieren, um einen niedrigen Verlustmediumspfad für das Magnetfeld bereitzustellen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Anordnung der Magneten auf zwei aneinandergrenzenden radialen Linien versetzt ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Magneten auf gekrümmten Linien von der Mitte der Scheibe hinaus zu dem Rand der Scheibe angeordnet sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Magneten auf einer Spirallinie von der Mitte der Scheibe hin bis zum Rand der Scheibe angeordnet sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung als eine Kugelstruktur konfiguriert ist und eine erste Fläche aufweist, die im Inneren einer ersten Kugel angeordnet ist, und eine zweite Fläche aufweist, die auf der Außenfläche einer zweiten Kugel angeordnet ist, die innerhalb der ersten Kugel angeordnet ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung als ein Ellipsoid konfiguriert ist und eine erste Fläche, die im Inneren eines ersten Ellipsoids angeordnet ist, und eine zweite Fläche aufweist, die auf der Außenfläche eines zweiten Ellipsoids angeordnet ist, das innerhalb des ersten Ellipsoids angeordnet ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die zusätzlich eine erste wellenförmige Fläche aufweist, die innerhalb angeordnet ist, und eine zweite wellenförmige Fläche aufweist, die außen angeordnet ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 27, wobei die erste Fläche und die zweite Fläche die aus Eisen gebildete Drehwelle kontaktieren, um einen verlustlosen Mediumsweg für das Schließen der Magnetfelder bereitzustellen.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 27, wobei jede der stationären Generatorspulen in einer Richtung angeordnet ist, die durch das Magnetfeld definiert ist, das zwischen einem Paar von Magnetvorrichtungen erzeugt wird.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 27, wobei die Generatorspulen die Form und Größe aufweisen, die durch das Magnetfeld definiert sind.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach den Ansprüchen 26 bis 27, wobei die Magneten, die auf den zwei Flächen angeordnet sind, gleich groß sind und die Generatorspule zylindrisch wie das Magnetfeld geformt ist.
Elektrische Stromerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 18 oder 26 bis 28, wobei die Generatorspulen konisch wie das Magnetfeld geformt sind, das durch größere Magneten, die auf der größeren ersten Fläche angeordnet sind, und kleinere Magneten, die auf der zweiten kleineren Fläche angeordnet sind, erzeugt wird.