DE2636829A1 - Energy storage flywheel mounted electric batteries - are used for storage of kinetic as well as electrical energy - Google Patents

Energy storage flywheel mounted electric batteries - are used for storage of kinetic as well as electrical energy

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Abstract

A motor-generator (2), with a hollow shaft attached, hangs vertically from the centre of the machine's frame (1): a flywheel (5) is mounted on the hollow shaft, and carries a number of electric batteries (6) connected by leads (7) to the motor-generator (2), which can thus store and recover both electrical and kinetic energy. The motor-generator may be above, below, or even inside, the hollow axle. The batteries may be spaced round the periphery of the flywheel, and hinged to swing outwards, or they may be inside the flywheel, and separated from each other by partitions.

Description

Maschine zur geregelten Orts- odar FormänderungMachine for controlled location or shape change

von Energie oder Stoff.of energy or matter.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur geregelten Orts- oder Formänderung von Energie oder Stoff.The invention relates to a machine for controlled change in location or shape of energy or matter.

Es gehören Maschinen, die der geregelten Orts-oder Formänderung von Energisn oder Stoffen dienen, zum allgsesinan Stand der Technik. In diezum Zusammenhang kannt die einschlägige Industris Kraft- und Arbeitsmaschinen.It includes machines that allow for the regulated change of location or shape Energisn or substances are used for the general state of the art. In the context knows the relevant industries of power and work machines.

In den bekannten Kraftmaschinen oder Motoren wird blirus, potentielle (Druck-) Energie oder elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt.In the known prime movers or motors there is blirus, potential (Pressure) energy or electrical energy converted into mechanical energy.

Demgegenüber wird in den Arbeitsmaschinen die zugeführte mechanische Energie zur Umformung des Stoffes verwendet, wie bei den Werkzaugmaschinen, Textilmaschinsn usw., oder sie wird zum Transport des Stoffes benutzt, wie bei den Hebezeugen, Forderanlagen, Pumpen und Ventilatoren, oder zur Umformung in elektrische Energie wie bei den elektrischen Generatoren, den Verdichtern ( Konpres soren) und den Kältsmaschinen.In contrast, the supplied mechanical Energy to transform the Material used, as with the tool machines, Textile machines etc., or it is used to transport the fabric, as with the Lifting equipment, conveyor systems, pumps and fans, or for converting into electrical ones Energy as with the electrical generators, the compressors (Konpres sors) and the refrigeration machines.

Bei den aufgezeigten Maschinen wird jeweils nach dem Energisträger unterschieden zwischen Damptkraft-, Verbrennungskraftmaschinen oder -Motoren, die als Wärmekraftmaschinen bezeichnet werden, Wasserkraftmaschinan und Elektromotoren. Die Kraft- und Arbeitsmaschinen kannen als Kolbenmaschinen, die mit hin- und hergshenden Kolben arbeiten, und als rotierende Strömungsmaschinen gebaut sein, bei denen auch die kinetische Energie des Treibmittels bei der Energiauwandlung beteiligt ist.For the machines shown, the energy source is used differentiated between steam engines, internal combustion engines or motors, the are referred to as heat engines, hydropower machines and electric motors. The prime mover and working machines can be used as piston machines, with reciprocating Pistons work, and be built as rotating fluid flow machines, where too the kinetic energy of the propellant is involved in the energy conversion.

Zu den Kolbenmaschinen gehören die Kolbandempfmaschinen und Verbrannungsmotors, die Kolbenpumpen sowie -konpressoren0 Als Strömungsmaschinen bezeichnet man die Dampf- und Gasturbinsn, Wasserkraftmaschinen, Kreiselpumpen sowie Kreiselverdichter.The piston machines include the piston machines and internal combustion engines, the piston pumps and compressors0 The fluid machines are called the Steam and gas turbines, water power machines, centrifugal pumps and centrifugal compressors.

Der Erfinder hat sich nun die Rufgabe gestellt, das Gebiet der aufgezeigten Maschinen um eine weitere Ausführungsart zu bereichern, wobei bei dieser noch naher zu beschreibenden Ausführung die relativ schweren Akkumulatoren, wie z.B.The inventor has now set himself the call to the area of the indicated Enriching machines with a further type of execution, with this one being even closer execution to be described the relatively heavy accumulators, such as e.g.

Blei-Säure-Batterien, in vorteilhafter Weise zur Speicherung von kinetischer Energie Verwendung finden und unter Verwendung der erwähnten Ausführungsart sich nunmehr elektrische oder kinetische Energie speichern bzw. an entsprechende arbeitseinrichtungen abgeben läßt.Lead-acid batteries, advantageously for storing kinetic Find energy use and using the mentioned embodiment now store electrical or kinetic energy or transfer it to appropriate work facilities lets give up.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Maschinengestell mit außsnliegender Energieststion zentrisch ein vertikal aufgehangener Matorgenerstor und eine mit dE-selben verbundene Hohlwelle angeordnst sind, wobei die Welle sin Schwungrad mit einer Anzahl von separaten Batterien aufweist, derart, daß bei Rotation des Schwungrades und der damit verbundenen Batterien unter Verwendung elektrischer Zuleitungen den einzelnen Batterien elektrische oder kinetische Energie zutUhr- bzw. entnahmbar ist.The object is achieved according to the invention in that in a machine frame with an external energy station centrically and vertically suspended Matorgenerstor and a hollow shaft connected to dE-same arranged with the shaft having a flywheel with a number of separate batteries, such that upon rotation of the flywheel and the associated batteries under Use electrical leads to the individual batteries electrical or kinetic Energy can be supplied or withdrawn.

Der Motorgenerator f£Ir den Antrieb der Welle ist ober- oder unterhalb der Welle im Masehinengestell angeordnet.The motor generator for driving the shaft is above or below the shaft arranged in the Masehinenrahmen.

Ee beeteht jedoch euch die Möglichkeit, den Motorgenerator direkt in die hohl ausgebildete Welle einzusetzen0 Die separaten Batterien sind am Kreisumfang des Schwungradas gradmäßig versetzt und schwankbsweglich angeordnet, wobei des Schwungrad eine entsprechende Anzahl von mit Steckbolzen ausgerüststen Halterungen für die schwenkbewegliche Befestigung der einzelnen Batterien aufweist.However, you have the option to use the motor generator directly to be inserted into the hollow shaft 0 The separate batteries are on the circumference of the flywheel offset in degrees and arranged to fluctuate, the flywheel a corresponding number of brackets equipped with socket pins for the Has pivotable attachment of the individual batteries.

Letztlich soll noch erwähnt werden, daß die inzelnen Batterien in dem Schwungrad eingesetzt sind, wobei das Schwungrad dann aus mehreren Lagen von kreisrunden od. kreisabschnittförmigen Batteriezellen besteht und, daß zwischen den einzelnen Lagen von Bettariezellen jeweils eine Trennecheibe ad.Finally, it should be mentioned that the individual batteries in the flywheel are used, the flywheel then consisting of several layers of circular or circular segment-shaped battery cells and that between the individual layers of Bettarie cells each have a dividing disk ad.

dgl. angeordnet ist.Like. Is arranged.

Die nachstehende Beschreibung dient der Erlauturung des Gegenstandes der Erfindung, von dem zwei Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen dargestellt sind, hierbei zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht mit am Schwungrad sich befindlichen Batterien; Fig. 2 eine Draufsicht gen, Fig. 1 und Fig. 3 eine Teildarstellung einer Hohlwelle mit Schwungrad und darin sich befindlichen Batteriezellen.The following description serves to explain the subject matter of the invention, of which two exemplary embodiments are shown in the drawings are, 1 shows a side view with batteries located on the flywheel; Fig. 2 is a plan view, Fig. 1 and Fig. 3 is a partial representation of a hollow shaft with flywheel and battery cells located in it.

Wie die Figuren 1 und 2 erkennen lassen, zeigt die erfindungsgemäße Maschine zur geregelten Orte- oder Forulnderung von Energie oder Stoff ein rahmenartiges Maschinengestell 1 auf. Dieses Maschinengestell 1 ist mit einer - nicht dargestellten - Energiestetion verbunden. Zentrisch ist in dem Maschinengestell 1 ein.As can be seen in Figures 1 and 2, shows the invention A frame-like machine for the regulated change of place or form of energy or material Machine frame 1 on. This machine frame 1 is equipped with a - not shown - Connected energy station. A is centered in the machine frame 1.

Matorgenerator 2 in der vertikalen Ebene angeordnet, wobei sich demselben 2 lino Welle 3 anschließt0 Diese Welle 3 stützt sich bodenseitig in sinn händelsüblichen Lager 4 ab. Des Maschinengestell 1 ist kreuzförmig mit entsprechend angeiinkelten Standfflßen 11 aurgebildet, Die Welle 3, antreibbar über den Mbtorgenerator 2, trägt ein Schwungrad 5, welches wiederum eine Anzahl von separaten Batterien 6 trägt. Die Batterien 6 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 jeweils um 900 an der Peripherie des Schwungrades 5 angeordnet und zwar in der Vertikalen schwenkbeweglich. FUr diese schwenkbewegliche Halterung der Batterien 6 ist das Schwungrad 5 mit einer entsprechenden Anzahl von Halterungen 8 ausgestattet. Batterien 6 und Halterungen 8 weisen Lagereugen auf und durch diese Lageraugen ist Ja ein Bolzen 9 eingesteckt und abgesichert. Zwischen dem Matorgenarstor 2 und dem Schwungrad 5 Rind AnechlOses 7 fBr Leitungen vorgesehen1 durch welche elektrische Energie geführt werden kann. Die mit den Anschlüssen 7 gekoppelten Leitungen führen von den Anschlüssen der Batterien 6 zu den Bürsten, durch welch dann elektrische Energie den Batterien 6 entnommen oder zugeführt werden kann.Matorgenerator 2 arranged in the vertical plane, with the same 2 lino shaft 3 connects 0 This shaft 3 is supported on the bottom side in the usual commercial sense Camp 4 from. The machine frame 1 is cross-shaped with correspondingly angled Standing rafts 11 formed, The shaft 3, driven by the motor generator 2, carries a flywheel 5, which in turn carries a number of separate batteries 6 carries. The batteries 6 are in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, respectively arranged around 900 on the periphery of the flywheel 5, namely in the vertical pivotable. This is for this pivotable holder for the batteries 6 Flywheel 5 is equipped with a corresponding number of brackets 8. Batteries 6 and brackets 8 have bearing eyes and these bearing eyes mean yes Bolt 9 inserted and secured. Between the Matorgenar Gate 2 and the flywheel 5 Rind AnechlOses 7 for lines provided1 through which electrical energy is passed can be. The lines coupled to the connections 7 lead from the connections the batteries 6 to the brushes, through which then electrical energy is supplied to the batteries 6 can be removed or fed.

Bei der Zuführung von elektrischer Energie setzt dar Motorgenerator 2 die Welle 3 und somit such des mit Batterien 6 bestückts Schwungrad 5 in eine rotierende Bewegung. Je nach der Umlsufgeschwindigkeit des Schwungrades 5 schwingen die Ober Bolzen 9 ad.When supplying electrical energy, it uses a motor generator 2 the shaft 3 and thus looking for the flywheel 5 equipped with batteries 6 in a rotating movement. Swing depending on the speed of the flywheel 5 the upper bolt 9 ad.

dgl. in den Helterungen aufgehangenen Batterien 6 nach dem Flienkraftprinzip nach außen. Das Gewicht der Batterien 6 trägt nicht unwesentlich zur Uc leufkraft des Schwungrades 5 bei und erhöht somit die Speicherfähigkeit des Schwungrades 5 in bezug auf kinetische Energie erheblich, Beim AusfUhrungabeispiel gemäß Fig. 3 sind die Batterien 6 eingebautes Bestandteil des Schwungrades So Das Schwungrad 5 ist hier mit einer Hohl-Welle 3 verbunden, wobei diese Hohl-Welle 3 die gleichen Funktionen ausüht, wie ZU den Figuren 1 und 2 beschrieben0 Der Korpus des Schwungrades 5 gemäß Fig. 3 beinhaltet eine Anzahl von Batteriezellen 10, wobei die einzelnen Lagen der Batteriezellen 10 aus kreisförmigen oder kreiaabschnittförmigen Segmenten bestehen. Zwischen den einzelnen Batteriezellen 10, welche positive und negative Platten enthalten, sind der Trennung dienende Scheiben 11 ad. dgl. eingebracht. Von den Batteriezellen 10 fOhren auch bei diesem Ausführungsbeispiel elektrische Zuleitungen 7 zu den Gürsten.The like. Batteries suspended in the holders 6 after the principle of centrifugal force to the outside. The weight of the batteries 6 is not insignificant to Uc leufkraft of the flywheel 5 and thus increases the storage capacity of the Flywheel 5 in terms of kinetic energy considerably, when AusfUhrungabebeispiel According to Fig. 3, the batteries 6 are built-in part of the flywheel So Das Flywheel 5 is here connected to a hollow shaft 3, this hollow shaft 3 performs the same functions as described for FIGS. 1 and 2. The body of the flywheel 5 according to FIG. 3 includes a number of battery cells 10, wherein the individual layers of the battery cells 10 are circular or segment-shaped Segments exist. Between the individual battery cells 10, which are positive and contain negative plates, disks 11 ad are used for separation. Like. Introduced. In this exemplary embodiment, too, electrical connections are made from the battery cells 10 Supply lines 7 to the belts.

Die Hohlwelle 3 kann so konzipiert sein, daß eine Unterbringung des Motorgeneratore 2 in dieser Hohlwelle 3 gegeben ist.The hollow shaft 3 can be designed so that an accommodation of the Motor-generators 2 in this hollow shaft 3 is given.

Bei jedem der Ausführungsbeispiels ist die in den Batterien 6 bzw. Batteriezellen 10 enthaltene Energie eins elektrische. Hinzukommt noch die kinetische Energie, welche sich infolge des rotierenden Schwungrads 5 nebst dessen Batterien 6 Einstellt. Die Summe der totalen Energie ist somit ohne Frage wesentlich höher als dieses bei fast aufgestellten Batterien der Fall ist.In each of the exemplary embodiments, the in the batteries 6 and Battery cells 10 contained energy one electrical. There is also the kinetic one Energy, which is due to the rotating flywheel 5 and its batteries 6 Adjusts. The sum of the total energy is therefore clearly much higher than is the case with batteries that are almost upright.

Um nun z.B. eine hydraulische Anlage in Betrieb setzen zu können, kann von den Batterien 6 die elektrische Energie entnommen werden, während die kinetiache Energie aus dem Schwungrad 5 abgeleitet wird.In order to be able to put a hydraulic system into operation, for example, the electrical energy can be taken from the batteries 6, while the kinetiache Energy is derived from the flywheel 5.

Es sind versehiedens Variationen gegeben, ohne daß der Erfindungsrahmen irgendwie überschritten wird.There are several variations that do not go beyond the scope of the invention is somehow exceeded.

Im großen und ganzen wird die mechanische Energie direkt an der Welle 3 abgenommen. Die elektrische Energie wird, wie vorerwähnt, den Batterien 6 Ober entsprechende BOrsten entnommen. Es ist jedoch auch möglich, daß elektrische Energis dem Motorgenerator 2 entnehmbar ist.By and large, the mechanical energy is applied directly to the shaft 3 removed. The electrical energy is, as mentioned above, the batteries 6 upper appropriate bristles removed. However, it is also possible that electrical Energis the motor generator 2 can be removed.

Bei dem zum Stand der Technik zählenden muß die Total-Energie, eo wie sie der Anmeldungegegenatand aufzeigt, einer gesonderten Energiequelle entnommen werden.In the case of the prior art, the total energy, eo as indicated in the application document, taken from a separate energy source will.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß kinetische und/od. elektrische Formen von Energie nach Belieben eine Umwandlung bzw. Umformung erfahren können. So kann z.B. in den Akkumulatoren, sprich Batterien 6, elektrische Energie gespeichert und dem Hotorgenerator 2 zugeführt werden, wobei derselbe 2 dann die Rotation der Welle 3 herbeiführt, umgekehrt kann der Hotorgenerator 2 nur als Generator arbeiten; denn bei dem Motorgenerator 2 handelt es sich bekannterweise um einen aus einem Motor und einem Generator bestehenden Maschinensatz. Arbeitet der Motorgenerator 2 als Generator, so läßt sich die aus dem Schwungrad 5 resultierende kinetische Energie in elektrische Energie umwandeln, welche dann den Batterien 6 bzw. Batteriezellen 10 zugeführt und hier gespeichert wird.In summary, it can be stated that kinetic and / od. electrical Forms of energy can experience a transformation or transformation at will. For example, electrical energy can be stored in the accumulators, i.e. batteries 6 and the Hotorgenerator 2 are fed, the same 2 then the rotation of the Shaft 3 brings about, conversely, the Hotorgenerator 2 can only work as a generator; because the motor generator 2 is known to be one of one Engine and a generator existing machine set. Does the engine generator work? 2 as a generator, the resulting from the flywheel 5 kinetic Convert energy into electrical energy, which then the batteries 6 or battery cells 10 is supplied and stored here.

Die Kraftübartragung beim GEgEnstand der Erfindung braucht nicht unbedingt auf elektrischem Wege 10 erfolgen.The transmission of force in the subject matter of the invention is not absolutely necessary be done by electrical means 10.

So kann z.8. auch eine hydraulische Motorpumpe verwandt werden, welche dann den Motorgenerator 2 und die Welle 3 entsprechend heaufschlagt. Mit einer hydraulischen Motorpumpe ist das gleiche Ziel in bezug auf Energieumwandlung erreichbar.For example, 8. a hydraulic motor pump can also be used, which then the motor generator 2 and the shaft 3 impacts accordingly. With a hydraulic Motor pump achieves the same goal in terms of energy conversion.

Zum Schluß wird darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäß Gegenstand in seiner Gesamtheit für seine Aufstellung, d.h. Montage, eine luftleere Kammer erfordert.Finally, it should be noted that the subject of the invention in its entirety for its installation, i.e. assembly, a vacuum chamber requires.

Dieses ist jedoch, betrachtet man die Einsatzmöglichkeit des Erfindungagegenstandes, kein allzu großes Hindernis. L e e r s e i t eHowever, if one considers the possible application of the subject matter of the invention, not too much of an obstacle. L e r s e i t e

Claims (5)

patenetansprche 1)Meechine zur geregelten Orts- od. Formänderung von Energie od. Stoff, d a d u r c h gek e n n -z e i c h n e t, daB in einem Maschinengestell (1) mit außenliegender Energiestation zentrisch ein vertikal aufgehangener Motorgenerator (2) und eine mit demselben (2) verbundene Hohlwelle (3) angeordnet sind, wobei die Hohlwslle (3) ein Schwungrad mit einer Anzahl von separaten Batterien (6) derart aufweist, daß bei Rotation des Schwungrades (5) und der damit verbundenen Batterien (6) unter Verwendung elektrischer Zuleitungen (7) den einzelnen Batterien (6) elektrische od. kinetische Energie zuführ- bzw. Patent claims 1) Mechanism for controlled change of location or shape of energy or material, that is not indicated in a machine frame (1) A vertically suspended motor generator in the center with an external energy station (2) and a hollow shaft (3) connected to the same (2) are arranged, the Hohlwslle (3) a flywheel with a number of separate batteries (6) like this has that upon rotation of the flywheel (5) and the associated batteries (6) using electrical leads (7) the individual batteries (6) electrical or add kinetic energy entnehmbar ist. is removable. 2) Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daB der Motorgenerator (2) für den Antrieb der Welle (3) ober- od. unterhalb der Welle (3) im Maschinengeatell (1) angeordnet ist.2) Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h Not that the motor generator (2) for driving the shaft (3) is above or below the shaft (3) is arranged in the machine frame (1). 3) Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Motorgenerator (2) innerhalb der hohl ausgebildeten Welle (3) eingesetzt iat.3) Machine according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the motor generator (2) is used within the hollow shaft (3) iat. 4) Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g 5 -k e n n z e i c h n e t, daß die separaten Batterien (6) am Kreisumfang des Schwungrades (5) gradmäßig versetzt und schwankbeweglich angeordnet sind, wobei das Schwung rad (5) eine entsprechende Anzahl von mit Steckbolzen (9) ausgerüstete Halterungen (8) für die schwenkbewegliche Befestigung für die einzelnen Batterisn (6) aufweist.4) Machine according to claim 1, d a d u r c h g 5 -k e n n z e i c h n e t that the separate batteries (6) on the circumference of the flywheel (5) in terms of degree are offset and arranged to be able to oscillate, the flywheel (5) having a corresponding Number of brackets (8) equipped with socket pins (9) for the pivotable Has fastening for the individual Batterisn (6). 5) Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g E -k e n n z e i c h n e t, daß die einzelnen Battsrien (6) in dem Schwungrad (5) eingesetzt sind, wobei das Schwungrad (5) dann aus mehreren Lagen von kreisrunden od. kreisabschnittförmigen Battsriezallen (10) und zwischen den einzelnen Lagen von Batteriezellen (in) jeweils eine Trennscheihe (11) od. dgl. angeordnet ist.5) Machine according to claim 1, d a d u r c h g E -k e n n z e i c h n e t that the individual Battsrien (6) are used in the flywheel (5), wherein the flywheel (5) then consists of several layers of circular or circular segment-shaped Battsriezallen (10) and between the individual layers of battery cells (in) each a separating sheet (11) or the like. Is arranged.
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