EP3622177A1

EP3622177A1 - Vorrichtung zur nutzung der zentrifugalkraft für die energiegewinnung

Info

Publication number: EP3622177A1
Application number: EP17735373.7A
Authority: EP
Inventors: Gustav-Adolf Munnecke
Original assignee: MUNNECKE GUSTAV ADOLF
Current assignee: MUNNECKE GUSTAV ADOLF
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2020-03-18
Also published as: DE112017007526A5; WO2018206018A1

Abstract

Vorrichtung zur Nutzung der Zentrifugalkraft für die Energiegewinnung bestehend aus einem Antriebsmotor (1) verbundenen Drehrahmen (5) auf / in / an dem zumindest ein mit Flüssigkeit gefüllter Behälter radial zur Rotationsachse am Drehrahmen (5) befestigt ist und die Flüssigkeit unter der Wirkung der bei der Rotation auftretenden Zentrifugalkraft mit hohem Druck an der Peripherie des Drehrahmens befestigten vorzugsweise Ölmotoren (9) zugeführt werden. - aus Mitteln die Oelmotore antriebsmäßig mit der Rotorwelle (22) des Stromgenerators axial oder radial zu verbinden - aus Mitteln zum Zurücktransportieren der drucklosen Flüssigkeit zur obersten Öffnung des Flüssigkeitsbehälters im Drehrahmenzentrum - aus Mitteln des erzeugten Stroms von den im Drehzentrum oder Drehrahmenaußenrand befestigten Stromgeneratoren mit Drehdurchführungen zu den stationären Stromverbrauchern 1. + 13. + 19. -> nach Fig 1 + 2 zurückzuleiten.

Description

Vorrichtung zur Nutzung der Zentrifugalkraft für die Energiegewinnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzung der Zentrifugalkraft für die Energiegewinnung mittels eines Rotationsaggregats mit mindestens einer, in Wirkungsrichtung der Zentrifugalkraft als bewegbar gelagerten Masse, deren Translationsbewegung unter der Wirkung der Schwerkraft ausgenutzt wird. Es ist bekannt, die Zentrifugalkraft auszunutzen zum Fortbewegen von in ein Rotationsaggregat eingebrachten bzw. mit einem solchen verbundenen Massen, wie Körpern, Partikeln und Flüssigkeiten, z. B. in Zentrifugen zum Trennen von in einer Flüssigkeit enthaltenen Stoffen unterschiedlicher Dichte in Flüssigkeitspumpen und Zentrifugaltrocknern zum Fortbewegen von Flüssigkeiten, in Tourenzählern für die Umdrehungszählung und in Zentrifugalreglern für die Regelung von Dampfkraftmaschinen. Bei den letzten beiden Arten von Vorrichtungen wird die von der Zentrifugalkraft bewirkte Fortbewegung von festen Massen durch geeignete

Energieübertragungsmittel in Bewegungsenergie anderer Körper umgewandelt, z. B. in

Bewegungsenergie für Zeiger oder Ventile. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung dieser Art mit Umwandlung der Bewegungsenergie der von der Zentrifugalkraft unmittelbar beaufschlagten Massen in Energie für andere Energie- Verwertungs- oder Speichervorrichtungen. Ausgehend von den Sätzen von der Drehimpuls- oder Energieerhaltung (vergl. z. B.„Taschenbuch der Physik" von Horst STÖCKER, 2. Auflage, Frankfurt a. M., Thun, Verlag Harri Deutsch, 1994, Seiten 60-77) hat der Erfindung die Aufgabe zugrundegelegen, eine kostengünstig und einfach herstellbare

Energiegewinnungsvorrichtung der vorstehend genannten Art zu schaffen, welche eine

umweltschonende Energiegewinnung mit großem Kosten/ Nutzen-Effekt für Antriebszwecke (z. B. Fahrzeugantrieb) oder für die dezentrale Strom- oder Wärmeerzeugung ermöglicht. Die Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind

Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Diese zeigen, alle in schematischer Darstellung: Fig. 1 Seitenansicht einer Energiegewinnungsvorrichtung mit axialem Generatorantrieb, Fig. 2 Seitenansicht einer

Energiegewinnungsvorrichtung mit radialem Generatorantrieb., Fig. 3 Draufsicht auf das

Rotationsaggregat und den Flüssigkeitsverlauf vom Rotationszentrum zur Peripherie des

Drehrahmens zur stationären Flüssigkeitsauffangrinne, Fig. 4 Draufsicht eines Rotationsaggregats mit axialem und radialem Antrieb des E-Generators. Bei allen dargestellten Ausführungen ist ein Akkumulator 3. durch einen Einschalter 2. mit einem Antriebsmotor 1. verbunden. Die Welle 4. des Antriebsmotors ist antriebsmäßig mit einem Drehrahmen 5. verbunden. An diesem Drehrahmen 5. sind mit Flüssigkeit gefüllte Rohre/Behälter radial zum Rahmenrotationszentrum 14. befestigt. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft gelangt die Flüssigkeit in den Rohren/Behältern 6 +8 zu den Flüssigkeitsverbrauchern 9. An der Peripherie des Drehrahmenaussenrandes sind zumindest ein Flüssigkeitsverbraucher 9. vorzugsweise Zahnradmotore 9. befestigt. Die mit Druckflüssigkeit beaufschlagten Zahnlücken 7. der Zahnräder des Zahnradmotors 9. setzen die Zahnradwelle 20 in Rotation. Die rotierende Welle 20. des vorzugsweise Zahnradmotors 9. treibt über die

Antriebswelle 20. radial oder axial die Rotorwelle 22. des Generators an. Die rotierende Welle 22 ist vorzugsweise mit Permanentmagneten bestückt. Bei Rotation der Permanentmagnetwelle 22 wird über die im Generatorgehäuse 5 +16. befestigten Wicklungen Strom erzeugt. Das

Generatorgehäuse 5. ist horizontal oder vertikal im Drehzentrum 5. mit dem Drehrahmen 5. starr verbunden. Vom Generatorgehäuse 16. wird der erzeugte Strom durch eine am Rotationsaggregat Innengehäuse (Verkleidung) befestigte Stromleitung 15. den Schleifringen 15. welche am

Außenrand der Flüssigkeitsbehälteröffnung im Rotationszentrum befestigt sind geleitet. Die stationär befestigten Bürsten 17. greifen den Strom von den rotierenden Schleifringen 15. ab und transportieren den Strom durch die stationären Stromleitungen 18. zu den stationären

Verbrauchern und treiben den Drehrahmenantriebsmotor die Flüssigkeitsförderpumpe und den Verbraucher 19. der den gewonnenen Strom verbraucht. Die bei Rotation drucklos aus dem Zahnradmotor austretende Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft in die

Flüssigkeitsauffangrinne 11. berührungslos geschleudert. Die Flüssigkeitsrinne ist rund um das Rotationsaggregat 5. stationär befestigt, siehe Fig. 3. Aus der Flüssigkeitsauffangrinne 11. fließt die Flüssigkeit selbständig in die vorzugsweise Flüssigkeitsförderpumpe 13. und über

Flüssigkeitsrohrleitungen 14. zur Öffnung der Flüssigkeitsrohrleitungen 14. zur Öffnung der Flüssigkeitsbehälter 6. im Rotationsrahmenzentrum. Das gesamte Rotationsaggregat ist mit einer runden Abdeckglocke 21 verkleidet. Durch die Rotationsaggregataußenverkleidung wird der bei der Rotation auftretende Luftreibungswiderstand auf ein Minimum reduziert und trägt wesentlich zur Energiegewinnung bei. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst werden die

Flüssigkeitsvorratsrohre/ Behälter 6. die Flüssigkeitsmotore / Verbraucher 9. die

Flüssigkeitsauffangrinne 11. mit den Flüssigkeitsrohren 14. bis zur höchsten

Flüssigkeitseinfüllöffnung im Drehrahmenzentrum mit Flüssigkeit gefüllt. Bei vollem Akkumulator wird mit dem Einschalter 2 der Antriebsmotor 1 und die damit verbundene Antriebswelle 4. die wiederum kraftschlüssig mit dem Drehrahmen 5 verbunden ist in Rotation versetzt. Mit dem Antriebsmotor wird der Drehrahmen auf vorzugsweise 3000 Umdrehungen Drehzahl pro Minute beschleunigt. Auf dem Drehrahmen sind mit Flüssigkeit befüllte Rohre radial zum

Rotationsaggregatszentrum starr befestigt. Die bei der Rotation auftretende Zentrifugalkraft wirkt auf das Gewicht der Flüssigkeit in den Vorratsflüssigkeitsrohren 6. hin zur Peripherie des

Drehrahmens. Dabei steigt der Druck in den Flüssigkeitsrohren bei konstanter Drehzahl mit dem Abstand zum Drehzentrum (r) proportional an. An der Peripherie des Drehrahmens sind

Flüssigkeitsverbraucher 9. vorzugsweise Zahnradölmotore befestigt. Der hohe Druck an der Einflußöffnung des Zahnradölmotors 9. beaufschlagt die Zahnradlücken 7 der Zahnräder mit hohem Druck und setzt damit die Zahnradwelle 20. in Drehbewegung und die Antriebswelle des Generators, die mit dem Permanentmagnetrotor 22. kraftschlüssig verbunden ist. Die im

Generator-Innengehäuse befestigte Wicklung (Stator) erzeugt bei der Rotation der Magnetwelle 22 Strom. Der vom Generator erzeugte Strom wird vom rotierenden Generatorgehäuse über eine Stromleitung zu den rotierenden Schleifringen 15. und stationären Bürsten 17. über die stationären Stromleitungen 18. dem Antriebsmotor 1 und der Flüssigkeitsförderpumpe 13. zugeführt. Der gewonnene Strom wird gleichzeitig den Verbrauchern 19. z. B. dezentrale Stromversorgung; Kfz- Antriebe u.s.w. zugeleitet. Der zur Beschleunigung des Drehrahmens 5. auf konstante

vorzugsweise 3000 Umdrehungen / Minute verbrauchte Strom wird beim Umschalten des vorzugsweise Gleichstrommotors 1. beim Drehrahmen Drehzahlen 5. herunterfahren der verbrauchte Strom aus dem Akkumulator zum großen Teil wieder aufgefüllt. Durch die stufenlose Drehzahlerhöhung oder Drehzahlreduzierung des Drehrahmens lässt sich die Stromgewinnung dem Stromverbrauch stufenlos anpassen. Um einen sehr hohen Flüssigkeitsdruck an der

Peripherie des Rotationsaggregats zu erzielen hat das Flüssigkeitsvorratsrohr 6. einen sehr großen Innenrohrdurchmesser gegenüber dem kleinen

Flüssigkeitshochdruckinnenrohrdurchmesser der kleinen Flüssigkeitseinlassöffnung des

Verbrauchers (Zahnradmotors) an der Peripherie des Drehrahmens. Um den Druckabfall der Druckflüssigkeit beim Eintritt in die Öffnung des Zahnradmotors zu minimieren muß das Verhältnis zwischen dem Flüssigkeitsdruckrohrinnendurchmesser und den großen

Flüssigkeitsvorratsrohrinnendurchmesser vorzugsweise ein Verhältnis von 1 zu 18 betragen. Es ist auch im Rahmen der Erfindung des Rotationaggregats das mit Flüssigkeit gefüllte Rohreradial zum Rotationszentrum zu befestigen, wie die Fig. 1 + 2 + 3 + 4 zeigen. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt die im Rahmen der Erfindung fachmännische Veränderungen erfahren können hinsichtlich des Rotationsaggregates 5. dessen Form kann ein runder geschlossener Flüssigkeitsbehälter mit einer oberen

Flüssigkeitszufuhröffnung im oberen Drehzentrum und vielen kleinen Flüssigkeitsöffnungen am äußeren Drehrahmenrand sein. Am äußeren Drehrahmenrand können vorzugsweise am

Stromgenerator drehbar befestigte Peltonturbinenräder befestigt sein dessen erzeugter Strom vom äußeren Drehrahmenrand 9. durch Stromleitungen zu den im Drehzentrum befestigten

Schleifringen und über die stationären Bürsten den stationären Verbrauchern zugeführt werden. Im praktischen Betrieb (Prototyp) hat nach Fig. 2 das Rotationsaggregat einen Radius von 35 cm mit zwei Gerollerölmotoren am Rahmenaußenrand und im Zentrum einen

Permanentmagnetgenerator 2,8 kw. Bei konstanten 3000 Umdrehungen/Minute verbraucht der Antriebsmotor konstant 270 Watt die Flüssigkeitförderpumpe konstant 35 Watt und Permanentmagnetmotor 19. gegen Widerstände Verbraucher geschaltet 1700 Watt im praktischen Betrieb. Bezugszeichenliste

1. Motor

2. Ein- und Ausschalter

3. Akku

4. Drehrahmenantriebswelle

5. Drehrahmen mit Generator

6. Druckflüssigkeitsrohre

7. Zahnlücken des Flüssigkeitsmotors

8. Hochdruckflüssigkeitsrohre zu den Flüssigkeitsmotoren

9. Flüssigkeitsmotore

10. Flüssigkeitsaustrittsrohre drucklos

11. Flüssigkeitssammelrinne

12. Gestell für Wellenlagerung

13. Flüssigkeitsförderpumpe

14. Flüssigkeitsförderrohr zur Drehmittelpunktöffnung

15. Stromleitung vom Generator zu den Schleifringen

16. Generator

17. Bürsten und Stromleitung zum Verbraucher

18. Stromleitung zu Antriebsmotor, Förderpumpe und Verbraucher

19. Verbraucher

20. Antriebswelle axial und Riemenscheibe radial zum Stromgeneratorantrieb

21. Runde gesammte Rotationsaggregatsverkleidung

22. Permanentmagnetrotor des Stromgenerators

Fig. 1 und 2 Seitenansicht

Fig. 3 und 4 Draufsicht

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Nutzung der Zentrifugalkraft für die Energiegewinnung bestehend aus einem Drehrahmen 5. welcher antriebsmäßig mit einem einschaltbaren Motor 1. verbunden ist und auf / in / an dem mindestens ein runder Flüssigkeitsbehälter 6. radial zur Rotationsachse befestigt ist und dessen Flüssigkeitsinhalt als Fliehkraftreaktionsmittel die Flüssigkeit unter Wirkung der bei der Rotation auftretenden Zentrifugalkraft die Flüssigkeit mit hohem Druck den an der Peripherie des Drehrahmens befestigten Oelmotoren und Stromgeneratoren mit Druckflüssigkeit beaufschlagt zugeführt werden und die von den vorzugsweise Oelmotoren erzeugte Rotationsenergie wird den im Drehzentrum 4. oder am Drehrahmenaussenrand befestigten Stromgeneratoren radial oder axial mit der Antriebswelle 20. zugeführt. Die aus den Oelmotoren 9. drucklos austretende

Flüssigkeit wird während der Rotation des Drehrahmens in die stationären

Flüssigkeitsauffangbehälter 11. geschleudert um in der Flüssigkeitsauffangrinne 11. selbständig in die Flüssigkeitspumpe 13. und über die Flüssigkeitsrohre 18. die Flüssigkeit zu dem höchsten Flüssigkeitsstand durch die Öffnung im Rotationbehälter 6. im Drehzentrum zurückzufordern. Der gleichzeitig von den Stromgeneratoren 16. im Drehzentrum oder am Drehrahmenrand befestigten Stromgeneratoren erzeugte Strom wird durch die Stromleitung den rotierenden Schleifringen mit stationären Bürsten 17. über die stationären Stromleitungen 8. den Antriebsmotor 1. der

Flüssigkeitsförderpumpe 13. und den Verbraucher 19. zugeführt mit Mitteln: zum Antrieb des Drehrahmens mittels eines Akku 3. mit Ein- und Ausschalter 2. zum Betrieb des Antriebsmotors 1. welcher kraftschlüssig mit der Antriebswelle 4. mit dem Drehrahmen verbunden ist aus Mitteln welche die drucklose Flüssigkeit über stationäre Behälter Förderpumpe Rohre den rotierenden Vorratsdruckbehältern die Flüssigkeit zurückführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen auf dem Drehrahmen befestigten runden Flüssigkeitsbehälter mit Flüssigkeitsaustrittsöffnungen am Drehrahmenaussenrand zum Betrieb von Flüssigkeitsmotoren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch Flüssigkeitsvorratsrohre dessen

Vorratsflüssigkeitsrohrinnendurchmesser vorzugsweise 25 mal so groß sind wie der

Innendurchmesser der FlüssigkeitseinlassöfFnungsdurchmesser der Flüssigkeitsverbraucher um den Druckabfall zu minimieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte runde

Rotationsaggregat rundum verkleidet ist und nur die oberste Flüssigkeitsbehälteröffnung und die Stromdurchführung im obersten Drehzentrum herausragen und am unteren

Rotationsaggregataußenrand die Austrittsöffnungen für die drucklosen Flüssigkeiten. Durch die Totalabdeckung des Rotationsaggregats wird der Luftreibungswiderstand

bei hohen Drehzahlen auf ein Minimum reduziert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehrahmen das der Antriebsmotor als Stromgenerator umschaltbar ist um den Rotationsenergieverbrauch bei Rotationsaggregat herunterfahren zum größten Teil zurückgewonnen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Drehrahmen wie Fig. 1 u 2 zeigt zwei Flüssigkeitsvorratsbehälter mit zwei vorzugsweise Oelmotoren befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass nach Fig. 3 und 4. vier oder mehr Flüssigkeitsvorratsbehälter mit vier oder mehr Flüssigkeitsverbrauchern am Drehrahmen befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass statt der Oelmotoren

Flüssigkeitsturbinen u s w. am Drehrahmenaußenrand befestigt sind und antriebsmäßig mit einem Stromgenerator verbunden sind.