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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserkraft-Generator, insbesondere für Heißwasserboiler, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät, das mit
Hilfe von Wasserkraft Energie erzeugt und zusammen mit einem Heißwasserboiler
benutzbar ist. Es verwandelt die Energie aufgrund des Wasserflusses
durch den Heißwasserboiler
in elektrische Energie, um denselben mit der von ihm benötigten Elektrizität zu versorgen.
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Im
Rahmen des Standes der Technik beschreibt das Patent 201 05 185.0
einen „Wasserkraft-Microgenerator", der mit den meistbekannten
herkömmlichen
Prinzipien der Stromerzeugung arbeitet. Die Wasserkraft treibt dabei
eine Wasserturbine an, die dann den Anker des Generators bewegt.
Der sich drehende Anker zerteilt das statische Magnetfeld, um eine
direkte Strömung
zu erzeugen, die damit die Heißwasserboiler
mit der benötigten
Elektrizität
versorgen.
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Dennoch
hat dieser herkömmliche,
mit Wasserkraft betriebene Generator gewisse Nachteile, da der Wasserfluss
nur von einem einzigen Einflussloch in die Blätterkammer dringt, um die Blätter in
Bewegung zu setzen. Dies führt
dazu, dass lediglich ein geringer Fluss an Wasserkraft die Blätter erreicht;
demzufolge erreicht auch die Drehkraft nicht das optimale Maß und die
Geschwindigkeit ist nicht gleichbleibend. Außerdem ist der Geräuschpegel
größer, wenn
die Blätter
dem Wasser fluss von nur einer Seite ausgesetzt sind, wie es bei
dem Stand der Technik der Fall ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten Nachteile
zu vermeiden, und einen Wasserkraft-Generator bereitzustellen, der die Blätter der
Turbine mit weniger Wasser antreibt und damit dafür sorgt,
dass die Magnetspule in einem statischen Magnetfeld rotiert. Zudem
soll die damit erzeugte Elektrizität zur Versorgung des Heißwasserboilers
mit Strom ausreichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Demnach
wird ein Wasserkraft-Generator vorgeschlagen, der mit mehr als zwei
Einflusslöchern
ausgerüstet
ist und ein Regulierungsventil zum Druckablassen aufweist, damit
die Blätter
der Turbine einer koordinierten Kraft ausgesetzt sind, wodurch eine
stabilere Rotation der Blätter
und somit eine starke und stabile Spannung erzeugt wird. Gleichzeitig
wird durch diesen Wasserfluss der Geräuschpegel reduziert.
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Der
Wasserkraft-Generator umfasst in seiner Ummantelung eine Verschalung
samt Ein- und Ausflussseite, eine Wasserturbine, einen Generator
und ein Regulierungsventil zum Druckablassen. Die Blätter der Wasserturbine,
mit einem Satz Magneten versehen, bewegen sich mit dem Wasserfluss.
Der Anker des Generators weist ebenfalls ein Satz Magneten auf.
Beide Sätze
fester Magneten sind von einem befestigten Gebinde umschlossen und
erzeugen mehr als zwei Magnetfelder, die den Anker mit seinen beweglichen
Blättern beim
Rotieren in die Magnetfelder senken und auf diese Weise Elektrizität induzieren.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Diagramme bzw. 1 bis 9 beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
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Diagramm
1 eine Schnittansicht eines mit Wasserkraft betriebenen Generators
für einen
Heißwasserboiler
gemäß der Erfindung;
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Diagramm
2 eine vergrößerte Ansicht
des mit Wasserkraft betriebenen Generators;
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Diagramm
3 eine Schnittansicht des Generators mit Ausnahme des Treibrades
des Ankers;
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Diagramm
4 eine perspektivische Ansicht des Generators;
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Diagramm
5 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Treibrades des
Ankers;
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Diagramm
6 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Verbindungsteils
der Blätter;
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Diagramm
7 eine Schnittansicht des Generators, wobei die Pfeile den Wasserfluss
zeigen;
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Diagramm
8 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Diagramm 7; und
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Diagramm
9 eine Schnittansicht wie in Diagramm 7, wobei das Druckablassventil
geöffnet
ist.
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Wie
in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, wird die praktische Anwendung
des Wasserkraft-Generators 10 mit Hilfe einer Verschalung 1 erreicht,
die aus einem ineinandergeschraubten zweiten Gehäuse 12 und einem Gehäusedeckel 13 besteht.
In die Verschalung ist eine Erste Kammer 14 eingesetzt,
die den Generator 3 beherbergt; in das Gehäuse 12 und
den Gehäusedeckel 13 ist
eine Zweite Kammer 15 für
die Wasserturbine 5 und das Druckablassventil 7 eingesetzt.
Die oben erwähnte
Ummantelung schließt
einen Einfluss 16 im Zweiten Gehäuse 12 und einen Ausfluss 17 auf
dem Gehäusedeckel 13 ein;
beide sind mit der Zweiten Kammer 15 verbunden und besitzen
Leitungsverbindungspunkte für
die Kaltwasserzufuhr des Heißwasserboilers (nicht
auf dem Diagramm zu sehen), um mit Hilfe der Wasserdynamik die Wasserturbine 5 anzutreiben.
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Wie
in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, besteht die erwähnte Wasserturbine 5 aus
dem Verbindungsteil der Blätter
und dem Diffusorgehäuse 61.
Das Verbindungsteil der Blätter
besteht aus dem Körper
der Blätter 53,
einem Gebinde 54 sowie einem Satz fester Magneten 55 und
wird gehalten und bewegt sich mit der Achse der Blätter 52.
Der Körper
der Blätter 53 hat
eine Zylindereinbaukammer 56 (vgl. Diagramm 6). Das Gebinde 54 ist
aus magnetischem Material hergestellt. Der Drehpunkt der Blätter 57 auf
dem Körper
der Blätter 53 und
die festen Magneten 55 befinden sich in gleichen Abständen innerhalb
der Einbaukammer 56 und werden von dem Gebinde 54 in
die richtige Lage gebracht. Diese Konstruktion arbeitet mit zwei
oder mehr Magnetplatten. Dabei hat dieses Design den Vorteil, dass
es weniger wiegt und weniger Platz wegnimmt, aber gleichzeitig ein
stärkeres
Magnetfeld erzeugt als das herkömmliche
Magnetgebinde. Das Diffusorgehäuse 61 hat
Einflusslöcher 62 an
der Wand und ein Ausflussloch 63, das vorzugsweise eine
Palisadenform aufweist, um eine Verschmutzung des Diffusorgehäuses 61 zu
vermeiden.
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Beim
Wasserkraft-Generator, wenn er gemäß der obigen Konstruktion zusammengebaut
wird und wie in den Diagrammen 7 und 8 gezeigt,
fließt
das Wasser zunächst
in das Diffusorgehäuse 61 durch
das Einflussloch 62, um das Verbindungsteil der Blätter 51 anzutreiben,
und dann aus dem Diffusorgehäuse 61 durch
das Ausflussloch 63. Durch diese Bewegung dreht sich das
Verbindungsteil der Blätter 51 dank
der hydraulischen Energie und treibt synchron dazu den Anker 31 an,
der die statischen Magnetfelder senkt und es der Magnetspule ermöglicht,
Elektrizität
zu induzieren.
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Dieser
Elektrostrom gelangt zum Heißwasserboiler
mit Hilfe der Elektroplatte 41 durch den Stülpring 40,
der sich mit der Ankerachse 34 dreht.
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Für eine bessere
Anwendung, gezeigt in den Diagrammen 3 und 4, wird eine Kohlebürste 42 den
Elektroplatten 41 hinzugefügt. Der konstante Kontakt des
Stülpringes 40 und
der Kohlebürste 42 stellt
eine stabile Stromzufuhr zu den Elektroplatten 41 sicher.
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Für eine bessere
Anwendung besitzt dieser Wasserkraft-Generator 10 ein Druckablassventil 7,
um sicherzustellen, dass Wasserfluss und Wasserdruck nicht die Drehgeschwindigkeit
des Verbindungsteiles der Blätter 51 beeinflussen.
Obwohl das Druckablassventil 7 oben bereits erwähnt wurde,
wird es hier nochmals angeführt,
um die Technik des Wasserkraft-Generators 10 zu
verdeutlichen. Wie in den Diagrammen 1 und 2 gezeigt, besteht das
Druckablassventil 7, aus einem Ventilstopper 71,
einem unterstützenden
Diffusorgehäuse 61 und
einem Abflussloch 72; dabei ist der Ventilstopper aus Gummi.
Das Abflussloch 72 befindet sich gegenüber dem Ausflussloch 63 des
Diffusorgehäuses 61.
Der Wasserfluss, der das Verbindungsteil der Blätter 51 im Diffusorgehäuse 61 bewegt,
fließt
aus dem Ausflussloch 63 und dem Abflussloch 72.
Aus weicherem Material hergestellt, befindet sich die Dichtung 73 auf
dem Oberteil des Ventilstoppers 71, um so die Druckfeder 74 zu
unterstützen.
Am anderen Ende der Druckfeder 74 befindet sich der Gehäusedeckel 13,
um dank seiner elastischen Schließkraft den Ventilstopper 71 eng
am Diffusorgehäuse
zu halten. Dank dieser Anordnung gelangt einzig der Wasserfluss
aus dem Abflussloch 72 in das Diffusorgehäuse 61.
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Das
oben erwähnte
Druckablassventil 7 dient dazu, einen Teil der Abflussfunktionen
zu erledigen. Wie in Diagramm 9 gezeigt, wenn der Wasserdruck im
Wasserkraft-Generator 10 den vorher eingestellten Wert übersteigt,
d.h. die elastische Schließkraft
der Druckfeder 74, öffnet
sich der Ventilstopper 71 automatisch, um überschüssiges Wasser
durch den Spalt 75 zwischen dem Diffusorgehäuse 61 und
dem Ventilstopper 71 abzuleiten, anstatt den Wasserfluss
in das Diffusorgehäuse 61 zurückgelangen
zu lassen. Wenn der Wasserdruck wieder auf den vorher eingestellten
Wert gesunken ist, springt der Ventilstopper 71 dank der
elastischen Schließkraft
der Druckfeder 74 zurück
in die Originalposition und schaltet sich automatisch ab (wie in
Diagramm 7 gezeigt). Somit kann das Wasser nur bis zum Einflussloch 62 im
Diffusorgehäuse 61 gelangen,
um das Verbindungsteil der Blätter 51 in
Bewegung zu setzen und den Ankertreiber 33 des Generators 3 dank
des während
des Prozesses entstandenen Magnetfeldeffekts anzutreiben. Der Anker 31 haftet
dann an der selben Achse wie der Ankertreiber 33 und bringt
diesen dazu, direkt im Magnetfeldrahmen 32 Strom zu erzeugen.
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Der
Generator weist zudem einen mit den Stromleistungsplatten verbundenen
Satz Kohlebürsten
aufweist, um den Kontakt mit der Gleitbewegung der Ankerachse herzustellen,
wobei der Generator leitende Komponenten aufweist, die aus der Gehäusewand
des Diffusorgehäuses
herausragen, deren Anzahl der Anzahl der Einflusslöcher entspricht,
wobei die leitenden Komponenten in etwa wie ein Dreieck geformt
sind und die Einflussausgänge
der Einflusslöcher
sich auf der abgeschrägten
Seite der leitenden Komponenten befinden.
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Natürlich sind
unter der Prämisse
der geeigneten Reichweite dieser Erfindung Änderungen der obengenannten
Anwendung möglich.
Demzufolge sollten alle Begriffe aus den obigen Beschreibungen und
Diagrammen nur der Veranschaulichung dienen und nicht als einzige
Möglichkeit
gelten.
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