DE202013101648U1 - Stromerzeugungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Stromerzeugungsvorrichtung, umfassend einen Hauptkörper (1), der einen Boden (11) und eine Ringwand (12) aufweist, die einen Aufnahmeraum (13) bilden, wobei der Boden (11) in der Mitte ein erstes Durchgangsloch (14) besitzt, eine Achse (2), die durch das erste Durchgangsloch (14) des Hauptkörpers (1) geführt ist, und Stromerzeugungseinheiten (3), die im Aufnahmeraum (13) angeordnet sind und N Statoren (31) und N + 1 Rotoren (32) beinhalten, die abwechselnd angeordnet sind, wobei die Rotoren (32) an der Ringwand (12) und die Statoren (31) an der Achse (2) befestigt sind, wobei die Rotoren (32) jeweils mehr als einen Neodymium-Magnet (322) besitzen, wobei die Statoren (31) jeweils eine Vielzahl von Löchern (312) besitzen, in denen jeweils eine Spule (313) befestigt ist, wobei der Hauptkörper (1) gegenüber der Achse (2) gedreht werden kann, wodurch die Rotoren (31) gegenüber den Statoren (32) mitgedreht werden, so dass ein Strom erzeugt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsvorrichtung, die Rotoren und Statoren aufweist, wobei wenn die Rotoren gedreht werden, die Spulen der Statoren von den Neodymium-Magneten der Rotoren induziert werden und somit einen Strom erzeugen.
• Aus dem taiwanesischen Patent M409643 ist eine magnetische Stromerzeugungsvorrichtung bekannt, die eine Radnabe, eine Radachse und eine Stromerzeugungseinheit umfasst. Die Stromerzeugungseinheit beinhaltet einen Stator, eine Spule und zwei Rotoren. Der Stator ist an der Radachse befestigt. Die Spule ist an dem Stator angeordnet. Die beiden Rotoren sind an der Radnabe befestigt und besitzen jeweils mehr als einen Neodymium-Magnet. Wenn das Fahrzeug fährt, dreht die Radnabe die Rotoren gegenüber der Radachse mit, wodurch die Spule induziert wird und einen Strom erzeugt.
• Diese Stromerzeugungsvorrichtung weist jedoch folgende Nachteile auf:
• 1. diese magnetische Stromerzeugungsvorrichtung weist zwei Rotoren und einen Stator auf, wobei der Reifen beim Drehen einen Viskositätswiderstand erzeugen kann, so dass die Stromerzeugungseffizienz reduziert wird;
• 2. die Spule dieser magnetischen Stromerzeugungsvorrichtung befindet sich außerhalb des Stators und kann nur eine begrenzte Strommenge erzeugen, so dass die Stromerzeugungseffizienz niedrig ist;
• 3. die Effizienz der Stromerzeugungseinheit ist gering; selbst wenn an den beiden Seiten des Reifens jeweils eine Stromerzeugungseinheit angeordnet ist, ist die erzeugte Strommenge auch zu niedrig,
• 4. wenn die Rotoren mit niedriger Drehzahl gedreht werden, ist der erzeugte Strom zu klein;
• 5. da die erzeugte Strommenge zu klein ist, kann diese Stromerzeugungsvorrichtung nur die Batterie des Elektrofahrzeugs aufladen und nicht direkt einen Strom an den Motor des Elektrofahrzeugs liefern.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromerzeugungsvorrichtung zu schaffen, die die Stromerzeugungseffizienz erhöht. Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Stromerzeugungsvorrichtung gelöst, die umfasst: einen Hauptkörper, der einen Boden und eine Ringwand aufweist, die einen Aufnahmeraum bilden, wobei der Boden in der Mitte ein erstes Durchgangsloch besitzt eine Achse, die durch das erste Durchgangsloch des Hauptkörpers geführt ist; und Stromerzeugungseinheiten, die im Aufnahmeraum angeordnet sind und N Statoren und N + 1 Rotoren beinhalten, die abwechselnd angeordnet sind, wobei die Rotoren an der Ringwand und die Statoren an der Achse befestigt sind, wobei die Rotoren jeweils mehr als einen Neodymium-Magnet besitzen, wobei die Statoren jeweils eine Vielzahl von Löchern besitzen, in denen jeweils eine Spule befestigt ist, wobei der Hauptkörper gegenüber der Achse gedreht werden kann, wodurch die Rotoren gegenüber den Statoren mitgedreht werden, so dass ein Strom erzeugt wird.
• Die Vorteile der Erfindung sind:
• 1. durch die Anordnung der Rotoren und der Statoren wird der Viskositätswiderstand bei der Stromerzeugung reduziert, so dass die Stromerzeugungseffizienz erhöht wird;
• 2. die Statoren weisen eine Vielzahl von Löchern auf, in denen jeweils eine Spule befestigt ist, wodurch die Anzahl der Spulen vergrößert wird, so dass die erzeugte Strommenge erhöht wird;
• 3. die Stromerzeugungseinheit besitzt einen einfachen Aufbau, niedrige Herstellungskosten, eine lange Lebensdauer und eine niedrige Arbeitstemperatur und erzeugt keine Luftverschmutzung und globale Erwärmung;
• 4. der Anwendungsbereich der Stromerzeugungsvorrichtung ist groß;
• 5. die Stromerzeugungseffizienz ist hoch, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung mit dem Rad eines Elektrofahrzeugs kombiniert werden und ein Stromerzeugungsradbilden kann, wodurch der erzeugte Strom direkt an den Motor des Elektrofahrzeugs geliefert wird, so dass die Lebensdauer der Batterie verlängert wird und somit die Kapazität der Batterie reduziert werden kann;
• 6. da die Stromerzeugungsvorrichtung direkt als Stromerzeugungsrad ausgebildet sein kann, muss das Elektrofahrzeug nicht neu ausgestaltet werden, wobei das Stromerzeugungsrad direkt an dem Elektrofahrzeug montiert werden kann und für verschiedene Elektrofahrzeuge geeignet ist.
• Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
• 1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Stromerzeugungsvorrichtung, wobei im Aufnahmeraum drei Statoren und vier Rotoren angeordnet sind,
• 2 eine perspektivische Darstellung des Stators der erfindungsgemäßen Stromerzeugungsvorrichtung, die eine Vielzahl von Löchern aufweist, in denen jeweils eine Spule befestigt ist,
• 3 eine perspektivische Darstellung gemäß 1,
• 4 eine Schnittdarstellung gemäß 3,
• 5 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Stromerzeugungsvorrichtung beim Einsatz, und
• 6 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Stromerzeugungsvorrichtung, wobei die Stromerzeugungseinheiten vier Statoren und fünf Rotoren beinhalten.
• Wie aus den 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst die erfindungsgemäße Stromerzeugungsvorrichtung einen Hauptkörper (1), eine Achse (2) und mindestens eine Stromerzeugungseinheit (3).
• Der Hauptkörper (1) weist einen Boden (11) und eine Ringwand (12) auf, die einen Aufnahmeraum (13) bilden. Der Boden (11) besitzt in der Mitte ein erstes Durchgangsloch (14). Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die erfindungsgemäße Stromerzeugungsvorrichtung bei einem Elektrofahrzeug angewendet und bildet ein Stromerzeugungsrad. Dabei ist der Hauptkörper (1) als Radfelge ausgebildet, um die ein Reifen (4) angeordnet ist, Die Achse (2) ist als Radachse ausgebildet und durch das erste Durchgangsloch (14) geführt, wodurch der Hauptkörper (1) gegenüber die Achse (2) gedreht werden kann. Die Stromerzeugungseinheit (3) ist im Aufnahmeraum (13) angeordnet. Der Aufnahmeraum (13) wird verschlossen. Dadurch ist ein Stromerzeugungsrad gebildet. Die Stromerzeugungseinheiten (3) beinhaltet N Statoren (31) und N + 1 Rotoren (32). Genauer gesagt, eine Stromerzeugungseinheit (3) beinhaltet einen Stator (31) und zwei Rotoren (32), die wie folgt gereiht sind: Rotor, Stator, Rotor. Zwei Stromerzeugungseinheiten (3) beinhalten zwei Statoren (31) und drei Rotoren (32), die wie folgt gereiht sind: Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor. Drei Stromerzeugungseinheiten (3) beinhalten drei Statoren (31) und vier Rotoren (32), die wie folgt gereiht sind: Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor.
• Der von einer oder zwei Stromerzeugungseinheiten erzeugte Strom ist kleiner. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden drei Stromerzeugungseinheiten (3) verwendet. Die Statoren (31) weisen entsprechend dem ersten Loch (14) jeweils ein zweites Durchgangsloch (311) auf. Die Statoren (31) sind jeweils mit einer Vielzahl von Löchern (312) versehen, insbesondere 21 Löcher (312). In den Löchern (312) ist jeweils eine Spule (313) befestigt, die vorzugsweise eine Dreiphasenspule (nicht dargestellt) ist. Dadurch, dass in den Löchern (312) jeweils eine Spule (313) befestigt ist, kann die Anzahl der Spulen vergrößert werden, um die induzierte elektromotorische Kraft zu erhöhen (2). Die Rotoren (32) weisen entsprechend dem ersten Durchgangsloch (14) jeweils ein drittes Durchgangsloch (321) und entsprechend den Löchern 312 Neodymium-Magnete (322) auf, insbesondere 28 trapezförmige Neodymium-Magnete (322). Bei der Montage wird die Achse durch das dritte Durchgangsloch (321) des ersten Rotors (32) geführt, der somit im Aufnahmeraum (13) aufgenommen und dann an der Ringwand (12) befestigt wird. Anschließend wird die Achse durch das zweite Durchgangsloch (311) des ersten Stators (31) geführt, der somit im Aufnahmeraum (13) aufgenommen und dann an der Achse befestigt wird. Nach der Montage von allen Rotoren (32) und Statoren (31) sind die Stromerzeugungseinheiten (3) wie folgt gereiht: Rotor (32), Stator (31), Rotor (32), Stator (31), Rotor (32), Stator (31), Rotor (32), Der Abstand zwischen den Statoren (31) und den Rotoren (32) liegt im Bereich zwischen 0,3 mm und 0,5 mm. Schließlich verschließen zwei Verbindungsscheiben (B) die beiden Seiten des Hauptkörpers (1). Die Verbindungsscheiben (B) besitzen entsprechend dem ersten Durchgangsloch (14) jeweils ein viertes Durchgangsloch (B1), durch das die Achse geführt wird, die von einem Dichtring (21) und einer Mutter (22) befestigt wird. Dadurch werden die Stromerzeugungseinheiten (3) im Aufnahmeraum (13) verschlossen. Zwei Schrauben (C) befestigen die Verbindungsscheiben (B) an der Radfelge.
• Die Achse (2) (Radachse) kann hohlausgebildet sein, wodurch die Spulen (313) der Statoren (31) durch die Achse geführt werden können, so dass der erzeugte Storm ausgegeben werden kann.
• Wie aus den 4 und 5 ersichtlich ist, wird das Rad beim Fahren des Elektrofahrzeugs gedreht, wodurch die Rotoren (32) mitgedreht werden, so dass durch die Neodymium-Magnete (322) der Rotoren (32) die Spulen (313) der Statoren (31) induziert werden und somit eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugen.
• In 6 weist die Stromerzeugungsvorrichtung vier Stromerzeugungseinheiten (3A), die vier Statoren (31A) und fünf Rotoren (32A) beinhalten, die wie folgt gereiht sind: Rotor (32A), Stator (31A), Rotor (32A), Stator (31A), Rotor (32A), Stator (31A), Rotor (32A), Stator (31A), Rotor (32A), und im Aufnahmeraum (13A) angeordnet sind, wodurch die Stromerzeugungseffizienz erhöht wird. Es ist auch möglich, fünf, sechs oder über sechs Stromerzeugungseinheiten zu verwenden. Die Erfindung ist nicht durch die Anzahl der Stromerzeugungseinheiten begrenzt.
• Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung eines Elektrofahrzeug beschränkt und kann auch auf Windkraft- und Wasserkraft-Stromerzeugung angewendet werden. Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
• Bezugszeichenliste

1

Hauptkörper

11

Boden

12

Ringwand

13

Aufnahmeraum

14

erstes Durchgangsloch

2

Achse

21

Dichtring

22

Mutter

3

Stromerzeugungseinheit

31

Stator

311

zweites Durchgangsloch

312

Loch

313

Spule

32

Rotor

321

drittes Durchgangsloch

322

Neodymium-Magnet

13A

Aufnahmeraum

3A

Stromerzeugungseinheit

31A

Stator

32A

Rotor

A

Reifen

B

Verbindungsscheibe

B1

viertes Durchgangsloch

C

Schraube

Claims (10)

1. Stromerzeugungsvorrichtung, umfassend einen Hauptkörper (1), der einen Boden (11) und eine Ringwand (12) aufweist, die einen Aufnahmeraum (13) bilden, wobei der Boden (11) in der Mitte ein erstes Durchgangsloch (14) besitzt, eine Achse (2), die durch das erste Durchgangsloch (14) des Hauptkörpers (1) geführt ist, und Stromerzeugungseinheiten (3), die im Aufnahmeraum (13) angeordnet sind und N Statoren (31) und N + 1 Rotoren (32) beinhalten, die abwechselnd angeordnet sind, wobei die Rotoren (32) an der Ringwand (12) und die Statoren (31) an der Achse (2) befestigt sind, wobei die Rotoren (32) jeweils mehr als einen Neodymium-Magnet (322) besitzen, wobei die Statoren (31) jeweils eine Vielzahl von Löchern (312) besitzen, in denen jeweils eine Spule (313) befestigt ist, wobei der Hauptkörper (1) gegenüber der Achse (2) gedreht werden kann, wodurch die Rotoren (31) gegenüber den Statoren (32) mitgedreht werden, so dass ein Strom erzeugt wird.
2. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (31) entsprechend dem ersten Loch (14) jeweils ein zweites Durchgangsloch (311) aufweisen, durch das die Achse (2) geführt wird, wobei die Statoren (31) an der Achse (2) befestigt sind, und dass die Rotoren (32) entsprechend dem ersten Durchgangsloch (14) jeweils ein drittes Durchgangsloch (321) aufweisen, durch das die Achse (2) geführt wird, wobei die Rotoren (32) an der Ringwand (12) befestigt sind.
3. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass N = 2, wobei die Stromerzeugungseinheiten (3) zwei Statoren (31) und drei Rotoren (32) beinhalten, die wie folgt gereiht sind: Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor.
4. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass N = 3, wobei die Stromerzeugungseinheiten (3) drei Statoren (31) und vier Rotoren (32) beinhalten, die wie folgt gereiht sind: Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor, Stator, Rotor.
5. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (31) jeweils 21 Löcher (312) aufweisen, in denen jeweils eine Spule (313) befestigt ist, und dass die Rotoren (32) jeweils 28 Neodymium-Magnet (322) aufweisen.
6. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (2) hohl ausgebildet ist, wodurch die Spulen (313) der Statoren (31) durch die Achse geführt werden können.
7. Stromerzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkörper (1) als Radfelge und die Achse als Radachse ausgebildet ist.
8. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei Verbindungsscheiben (B), die jeweils ein viertes Durchgangsloch (B1), durch das die Achse geführt wird, um den Aufnahmeraum (13) zu verschließen.
9. Stromerzeugungsvorrichtung, die N Statoren (31) und N + 1 Rotoren (32) umfasst, die abwechselnd angeordnet sind, wobei die Rotoren (32) jeweils mehr als einen Neodymium-Magnet (322) besitzen, wobei die Statoren (31) jeweils eine Vielzahl von Löchern (312) besitzen, in denen jeweils eine Spule (313) befestigt ist, wobei die Rotoren (31) gegenüber den Statoren (32) gedreht werden können, so dass ein Strom erzeugt werden kann.
10. Stromerzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren und die Statoren durch Dünnscheiben gebildet sind, wobei die Rotoren gedreht werden können und die Statoren feststehend sind, oder die Rotoren feststehend sind und die Statoren gedreht werden können, oder die Rotoren und die Statoren in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden.

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