DE102007023505B4

DE102007023505B4 - Apparatus for obtaining electrical energy from heat energy

Info

Publication number: DE102007023505B4
Application number: DE102007023505A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Herzig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2027-05-19
Also published as: DE102007023505A1

Abstract

Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Wärmeenergie, mit zwei oder mehr magnetischen Kreisen, die durch einen magnetischen Fluss erregt sind,
wobei die magnetischen Kreise temperaturabhängige magnetische Widerstände (7) umfassen, mit dem jeweils in Abhängigkeit der Temperatur des Widerstands (7) der magnetische Fluss durch den jeweiligen magnetischen Kreis beeinflussbar ist, und
wobei jeweils eine mit einem der magnetischen Kreise elektromagnetisch gekoppelte Spule (14, 15) vorgesehen ist, in der der sich in dem entsprechenden magnetischen Kreis ändernde magnetische Fluss eine Spannung induziert, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem magnetischen Kreis jeweils zwei magnetische Widerstände derart angeordnet sind, dass der magnetische Fluss beidseits der dem magnetischen Kreis zugeordneten Spule beeinflussbar ist, und dass die magnetischen Widerstände (7) durch Ferrite gebildet sind.Apparatus for recovering electrical energy from thermal energy, having two or more magnetic circuits energized by a magnetic flux,
wherein the magnetic circuits comprise temperature-dependent magnetic resistors (7), with which in each case depending on the temperature of the resistor (7), the magnetic flux can be influenced by the respective magnetic circuit, and
wherein in each case one with one of the magnetic circuits electromagnetically coupled coil (14, 15) is provided, in which the magnetic flux changing in the corresponding magnetic flux induces a voltage, characterized in that in each magnetic circuit in each case two magnetic resistors are arranged in that the magnetic flux can be influenced on both sides of the coil associated with the magnetic circuit, and that the magnetic resistors (7) are formed by ferrites.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Wärmeenergie mit zwei oder mehr magnetischen Kreisen, die durch einen magnetischen Fluss erregt sind, wobei die magnetischen Kreise jeweils mindestens einen temperaturabhängigen magnetischen Widerstand umfassen, mit dem jeweils in Abhängigkeit der Temperatur des Widerstands der magnetische Fluss durch den jeweiligen magnetischen Kreis beeinflussbar ist, und wobei jeweils eine mit einem der magnetischen Kreise elektromagnetisch gekoppelte Spule vorgesehen ist, in der der sich in dem entsprechenden magnetischen Kreis ändernde magnetische Fluss eine Spannung induziert.The invention relates to a device for obtaining electrical energy from thermal energy with two or more magnetic circuits, which are energized by a magnetic flux, wherein the magnetic circuits each comprise at least one temperature-dependent magnetic resistance, with each depending on the temperature of the resistance of the magnetic flux is influenced by the respective magnetic circuit, and wherein in each case one with one of the magnetic circuits electromagnetically coupled coil is provided, in which the magnetic flux changing in the corresponding magnetic flux induces a voltage.

Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Verfahren.The invention further relates to a corresponding method.

Bei vielen technischen Prozessen, beispielsweise in Verbrennungskraftmaschinen, entsteht eine große Menge an nicht nutzbarer Wärmeenergie. Verbrennungskraftmaschinen weisen im Allgemeinen einen Maschinenwirkungsgrad zwischen 0,3 und 0,35 auf. Etwa 65 bis 70% der im Treibstoff (Diesel, Benzin, Methan, Erdgas, Wasserstoff oder dergleichen) enthaltenen Energie geht als Abwärme oder Verlustwärme an die Umwelt oder wird bestenfalls zum Teil in der kalten Jahreszeit in Sekundäranlagen genutzt (z. B. Heizung, Kraft-Wärmekopplung im Kohlekraftwerk). Sie fällt in großem Umfang als ungenutzte Verlustenergie an.In many technical processes, for example in internal combustion engines, creates a large amount of unusable heat energy. Internal combustion engines generally have a machine efficiency between 0.3 and 0.35. About 65 to 70% of the energy contained in the fuel (diesel, gasoline, methane, natural gas, hydrogen or the like) goes to the environment as waste heat or waste heat or is used at best partly in the cold season in secondary plants (eg heating, Combined heat and power in the coal-fired power station). It is largely incurred as unused loss energy.

Die DE 31 06 520 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische oder mechanische Energie mittels eines magnetischen Systems mit einem oder zwei gesteuerten magnetischen Kreisen. In jedem gesteuerten Kreis ist ein temperaturempfindlicher magnetischer Widerstand angeordnet, der mit einem Gas temperiert wird. Das Gas strömt abwechselnd von einem Behälter mit heißem Gas in einen Behälter mit kaltem Gas und zurück. Die beiden Behälter werden geheizt bzw. gekühlt. Der kalte Behälter wird auf 10°C, der warme Behälter auf 100°C gestalten.The DE 31 06 520 A1 discloses a device for converting thermal energy into electrical or mechanical energy by means of a magnetic system having one or two controlled magnetic circuits. In each controlled circuit, a temperature-sensitive magnetic resistance is arranged, which is tempered with a gas. The gas flows alternately from a container of hot gas into a container of cold gas and back. The two containers are heated or cooled. The cold container is set to 10 ° C, the warm container to 100 ° C.

In der US 2510800 , US 1 406 576 , DE 898 032 C und US 2016 100 sind weitere Vorrichtungen zum Umwandeln von thermischer Energie in elektrische Energie offenbart. Aus der US 2589775 ist eine Vorrichtung bekannt, die temperaturabhängige Widerstände und deren Einfluss auf den magnetischen Fluss in einem magnetischen Kreis eine Kühlvorrichtung nutzt.In the US 2510800 . US Pat. No. 1,406,576 . DE 898 032 C and US 2016 100 Further devices for converting thermal energy into electrical energy are disclosed. From the US 2589775 a device is known which uses temperature-dependent resistors and their influence on the magnetic flux in a magnetic circuit of a cooling device.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass Wärmeenergie in nutzbare Energie umgewandelt werden kann.The present invention has for its object to provide a device and a method of the type mentioned above such that heat energy can be converted into usable energy.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Vorrichtung derart ausgestaltet, dass in jedem magnetischen Kreis jeweils zwei magnetische Widerstände derart angeordnet sind, dass der magnetische Fluss beidseits der dem magnetischen Kreis zugeordneten Spule beeinflussbar ist, und dass die magnetischen Widerstände durch Ferrite gebildet sind. According to the invention the above object is achieved by the features of claim 1. Thereafter, the device in question is designed such that in each magnetic circuit two magnetic resistors are arranged such that the magnetic flux on both sides of the coil associated with the magnetic circuit can be influenced, and that the magnetic resistors are formed by ferrites.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass sich bisher kaum nutzbare Wärmeenergie auf vergleichsweise einfache Art und Weise in elektrische Energie wandeln lässt. Dazu werden vorzugsweise zwei magnetische Kreise verwendet, die aus einem Erreger-Teilkreis bestehen und in denen ein magnetischer Fluss erzeugt wird. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit nur einem magnetischen Kreis ausgestaltet sein. Hierbei tritt zwar in einem Zustand mit hohem magnetischem Widerstand Streuung auf und die Effekte sind im Vergleich zur Verwendung mehrerer magnetischer Kreise etwas reduziert, allerdings liefert die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit einem magnetischen Kreis ausreichend gute Ergebnisse, insbesondere im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen.In accordance with the invention, it has first been recognized that previously hardly usable heat energy can be converted into electrical energy in a comparatively simple manner. For this purpose, preferably two magnetic circuits are used, which consist of an exciter pitch and in which a magnetic flux is generated. In principle, the device according to the invention can also be designed with only one magnetic circuit. Although this occurs in a state of high magnetic resistance scattering and the effects are somewhat reduced compared to the use of multiple magnetic circuits, but the device of the invention also provides with a magnetic circuit sufficiently good results, especially in comparison to the known devices.

In jedem der magnetischen Kreise ist erfindungsgemäß mindestens ein temperaturabhängiger magnetischer Widerstand angeordnet, dessen magnetischer Widerstand sich in Abhängigkeit seiner Temperatur ändert.In each of the magnetic circuits, at least one temperature-dependent magnetic resistance is arranged according to the invention, the magnetic resistance of which changes as a function of its temperature.

Es sind temperaturabhängige magnetische Widerstände bekannt, deren magnetischer Widerstand sich in hohem Maße in Abhängigkeit ihrer Temperatur ändert. Der magnetische Widerstand von Ferriten kann beispielsweise im Verhältnis 1:100 bis 1:1000 in einem Bereich von 20°C bis 125°C reversibel geändert werden. Wird den magnetischen Widerständen ein heißes Medium (z. B. Öl mit 150°C) zugeführt, erhöht sich deren magnetischer Widerstand auf Werte von Isolierstoffen oder Luft. Umgekehrt sinkt deren magnetischer Widerstand mit Abkühlung annähernd auf den von Eisen. Diese Eigenschaft kann erfindungsgemäß für einen Stromerzeuger genutzt werden.There are known temperature-dependent magnetic resistors whose magnetic resistance varies greatly depending on their temperature. For example, the magnetic resistance of ferrites can reversibly be changed in a ratio of 1: 100 to 1: 1000 in a range of 20 ° C to 125 ° C. If the magnetic resistors are supplied with a hot medium (eg oil at 150 ° C.), their magnetic resistance increases to values of insulating materials or air. Conversely, their magnetic resistance decreases with cooling to approximately that of iron. This property can be used according to the invention for a power generator.

Der durch Temperaturänderungen variierende magnetische Widerstand beeinflusst den im magnetischen Kreis vorhandenen magnetischen Russ erheblich. Dadurch kann in einer mit dem magnetischen Kreis elektromagnetisch gekoppelten Spule eine Spannung induziert werden. Nach dem Induktionsgesetz ergibt sich für eine Urspannung e in der Spule: e = –w dΦ / dt, wobei w die Anzahl der Windungen der Spule ist. Durch intermittierende Erwärmung und Abkühlung kann eine intermittierende Magnetflussänderung dΦ/dt hervorgerufen werden, die eine nutzbare Urspannung in der Spule induziert.The magnetic resistance, which varies as a result of temperature changes, considerably influences the magnetic soot present in the magnetic circuit. As a result, a voltage can be induced in a coil electromagnetically coupled to the magnetic circuit. According to the law of induction results for a residual stress e in the coil: e = -w dΦ / dt, where w is the number of turns of the coil. By intermittent heating and cooling, an intermittent magnetic flux change dΦ / dt can be induced, which induces a usable original voltage in the coil.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Wärmeenergie effektiv in elektrische Nutzenergie umgewandelt werden. Im allgemeines wird derzeit elektrische Energie aus Wärmeenergie in rotierenden, beispielsweise durch Turbinen angetriebenen Maschinen, erzeugt. Dabei wird in einem elektromagnetischen Kreis eine Magnetflussänderung dΦ/dt erzeugt, die in einer über dem magnetischen Kreis angeordneten Spule eine Spannung de/dt induziert. Diese Spannung bringt wiederum in einem äußeren Stromkreis einen Strom di/dt zum Fließen. Dazu sind im Allgemeinen relativ große Energiemengen notwendig, um in sinnvollem Maße elektrische Energie erzeugen zu können. Dazu entstehen in hohem Maße Energieverluste, die prinzipbedingt anfallen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich jedoch bereits bei relativ geringen. Energiemengen effektiv nutzen, die bei den bekannten Verfahren kaum nutzbare Effekte hervorrufen.By the device according to the invention, heat energy can be effectively converted into useful electrical energy. In general, electrical energy is currently being generated from thermal energy in rotating machines powered by turbines, for example. In this case, a magnetic flux change dΦ / dt is generated in an electromagnetic circuit, which induces a voltage de / dt in a coil arranged above the magnetic circuit. This voltage in turn causes a current di / dt to flow in an external circuit. For this purpose, relatively large amounts of energy are generally necessary in order to generate electrical energy to a reasonable extent. This results in a high degree of energy losses, which arise in principle. However, the device according to the invention can already be used at relatively low levels. Use amounts of energy effectively, which cause hardly usable effects in the known methods.

Wichtig bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ist, dass die Widerstandsänderung schnell genug erfolgen kann, damit eine ausreichende Spannung in der Spule induziert wird. Es hängt von einer geeigneten Dimensionierung eines magnetischen Widerstands ab, wie schnell er erwärmt bzw. abgekühlt werden kann. Im Allgemeinen dürfte es in wenigen Anwendungsfällen sinnvoll sein, einen Widerstand aus soliden Blöcken zu fertigen. Vielmehr wird es vorteilhaft sein, wenn ein Widerstand aus relativ dünnem Material hergestellt ist. Um dennoch einen ausreichenden magnetischen Fluss durch den Widerstand zu ermöglichen, könnte der Widerstand aus mehreren parallel geschalteten dünnen Teilwiderständen bestehen. Hierzu und zu weiteren Ausgestaltungen hinsichtlich einer schnellen Erwärm- und Abkühlbarkeit sind aus der Praxis verschiedene Techniken bekannt.Important in the proposed device is that the change in resistance can be fast enough to induce sufficient voltage in the coil. It depends on a suitable dimensioning of a magnetic resistance, how fast it can be heated or cooled. In general, it may be useful in a few applications to make a resistance from solid blocks. Rather, it will be advantageous if a resistor is made of relatively thin material. Nevertheless, in order to allow a sufficient magnetic flux through the resistor, the resistor could consist of several thin partial resistors connected in parallel. For this purpose and to further embodiments in terms of rapid heating and Abkühlbarkeit different techniques are known from practice.

Die magnetischen Kreise können in Abhängigkeit von der gewünschten Dimensionierung sowohl hintereinander als auch nebeneinander angeordnet sein. Jeder magnetische Kreis weist mindestens einen temperaturabhängigen magnetischen Widerstand auf und ist mit einer Induktionsspule elektromagnetisch gekoppelt. Dadurch kann in jeder Induktionsspule der Mehrfachanordnung unabhängig voneinander eine Spannung induziert werden. Die einzelnen magnetischen Kreise können dabei entsprechend der aus der Praxis bekannten Verfahren zum Dimensionieren der magnetischen Kreise ausgebildet und angeordnet sein.Depending on the desired dimensioning, the magnetic circuits can be arranged both one behind the other and next to one another. Each magnetic circuit has at least one temperature-dependent magnetic resistance and is electromagnetically coupled to an induction coil. As a result, a voltage can be induced independently in each induction coil of the multiple arrangement. The individual magnetic circuits can be designed and arranged in accordance with the method known from practice for dimensioning the magnetic circuits.

Erfindungsgemäß sind die magnetischen Widerstände durch Ferrite gebildet Ferrite sind elektrische schlecht oder nicht leitende ferrimagnetische keramische Werkstoffe, die aus Metalloxiden bestehen. Ferrite weisen die – im Allgemeinen als unerwünscht und negativ empfundene – Eigenschaft auf, dass ihr magnetischer Widerstand sehr stark von ihrer Temperatur abhängt. Dabei können sich die Widerstandeswerte in einem Temperaturbereich von 100°C um den Faktor 100 bis 1.000 verändern. Damit lässt sich eine besonders große Veränderung des magnetischen Flusses in dem magnetischen Kreis bewirken.According to the invention, the magnetic resistors are formed by ferrites. Ferrites are electrically poor or non-conductive ferrimagnetic ceramic materials which consist of metal oxides. Ferrites have the property - generally perceived as undesirable and negative - that their magnetic resistance depends very much on their temperature. The resistance values can change by a factor of 100 to 1,000 in a temperature range of 100 ° C. This can cause a particularly large change in the magnetic flux in the magnetic circuit.

In vorteilhafter Weise wird der in den magnetischen Kreisen eingeprägte magnetische Fluss durch eine mit Gleichstrom durchflossene Spule erzeugt. Damit lässt sich der eingeprägte magnetische Fluss durch Wahl der Stärke des Gleichstroms beeinflussen. Alternativ oder zusätzlich könnte der magnetische Fluss durch einen Permanentmagneten erzeugt werden. Bei Verwendung eines Permanentmagneten wäre keine zusätzliche Gleichstromversorgung mehr notwendig.Advantageously, the magnetic flux impressed in the magnetic circuits is generated by a DC-current-carrying coil. Thus, the impressed magnetic flux can be influenced by selecting the strength of the direct current. Alternatively or additionally, the magnetic flux could be generated by a permanent magnet. When using a permanent magnet no additional DC power supply would be necessary.

Vorteilhafterweise erzeugen die durch Gleichstrom durchflossene Spule und/oder der Permanentmagnet den magnetischen Fluss für mehrere oder gar für alle magnetischen Kreise. Dabei könnte die Magnetfeldquelle auf einem gemeinsamen Schenkel der Anordnung angeordnet sein.Advantageously, the DC-current-carrying coil and / or the permanent magnet generate the magnetic flux for several or even all magnetic circuits. In this case, the magnetic field source could be arranged on a common leg of the arrangement.

Hinsichtlich eines möglichst wartungsarmen Betriebs der Vorrichtung sollten die eingesetzten magnetischen Widerstände beständig gegenüber Temperaturwechseln und dauerbeanspruchbar sein. Diese Eigenschaft wäre insbesondere dahingehend sinnvoll, da Temperaturschwankungen von 100°C und mehr innerhalb relativ kurzer Zeit von dem Material der magnetischen Widerstände bewältigt werden müssen. Einzelne Werkstoffe bilden bei derartiger Beanspruchung Risse oder andere Verschleißerscheinungen aus. Dementsprechend sollte bei der Auswahl der Materialen für die magnetischen Widerstände auf eine entsprechende Beständigkeit geachtete werden.With regard to low-maintenance operation of the device, the magnetic resistors used should be resistant to thermal cycling and durable. This property would be particularly meaningful in that temperature fluctuations of 100 ° C and more must be overcome within a relatively short time by the material of the magnetic resistances. Individual materials form cracks or other signs of wear under such stress. Accordingly, in selecting the materials for the magnetic resistors, attention should be paid to a corresponding durability.

Zum möglichst gezielten Erwärmen bzw. Abkühlen der magnetischen Widerstände ist ein Wärmeträger vorgesehen, der durch ein geeignetes Mittel bewegbar ist. Der Wärmeträger transportiert die Wärmeenergie zu dem magnetischen Widerstand hin, wodurch dieser erwärmt wird, oder von dem magnetischen Widerstand weg, wodurch eine Abkühlung des Widerstands herbeigeführt wird.For the most selective heating or cooling of the magnetic resistances, a heat transfer medium is provided, which is movable by a suitable means. The heat carrier transports the thermal energy to the magnetic resistance, thereby heating it, or away from the magnetic resistance, thereby causing the resistance to cool.

Es ist der Wärmeträger gut wärmeleitend und nicht magnetisierbar. Je besser die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeträgers ist, desto besser kann Wärme von den Widerständen auf den Wärmeträger bzw. umgekehrt übergehen. Handelt es sich um ein nicht magnetisierbares Medium, so wird der Wärmeträger durch den in dem magnetischen Kreis fließenden magnetischen Fluss nicht beeinflusst und umgekehrt.It is the heat carrier good thermal conductivity and not magnetizable. The better the thermal conductivity of the heat carrier, the better can heat from the resistors to the heat transfer medium or go over in reverse. If it is a non-magnetizable medium, the heat transfer medium is not affected by the magnetic flux flowing in the magnetic circuit and vice versa.

Hinsichtlich einer besonders einfachen Ausgestaltung könnte es sich bei dem Wärmeträger um ein Gas oder eine Flüssigkeit handeln. Dabei weisen Flüssigkeiten insbesondere den Vorteil auf, dass ihre Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität gegenüber der von Gas erhöht ist. Ein Gas bietet hingegen den Vorteil, dass Leckagen in dem Rohrsystem zum Transport des Wärmeträgers vergleichsweise unkritisch sind. Die Wahl des geeigneten Wärmeträgers wird in starkem Maße von dem jeweiligen Einsatzbereich der Vorrichtung abhängen.With regard to a particularly simple embodiment, the heat carrier could be a gas or a liquid. In this case, liquids have the particular advantage that their thermal conductivity and heat capacity is increased compared to that of gas. By contrast, a gas offers the advantage that leaks in the pipe system for transporting the heat carrier are relatively uncritical. The choice of the suitable heat carrier will depend to a great extent on the particular area of use of the device.

Als Flüssigkeit könnten Wasser, Öle, Glykole oder geeignete Gemische hiervon verwendet werden. Darüber hinaus sind aber wertere Wärmeträger denkbar, die die geforderten Eigenschaften des Wärmetransports erfüllen können. In vielen Anwendungsfällen können Flüssigkeiten mit einer geringen Viskosität besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da diese gut auch durch kleinere Strukturen bewegt werden können.As the liquid, water, oils, glycols or suitable mixtures thereof could be used. In addition, however, wertere heat transfer are conceivable that can meet the required properties of the heat transfer. In many applications, liquids with a low viscosity can be used particularly advantageously, since they can be well moved by smaller structures.

Hinsichtlich eines möglichst effektiven Transports der Wärmeenergie könnten zwei voneinander getrennte Wärmekreisläufe vorgesehen sein. Dabei würde ein Wärmekreislauf Wärmeenergie zu den magnetischen Widerständen transportieren, während ein zweiter Wärmekreislauf Wärmeenergie von den Widerständen wegführt. Dadurch könnten die in den Wärmeträgerkreisläufen verwendeten Medien effektiv auf einer gewünschten Temperatur gehalten werden. Es müssten lediglich geeignete Mittel vorgesehen sein, mit Hilfe derer der jeweils gewünschte Wärmeträger den magnetischen Widerständen zugeführt werden kann.With regard to the most effective transport of heat energy two separate heat cycles could be provided. In this case, a heat cycle would transport heat energy to the magnetic resistors, while a second heat cycle dissipates heat energy from the resistors. This would effectively keep the media used in the heat transfer circuits at a desired temperature. Only suitable means would have to be provided by means of which the respective desired heat transfer medium can be supplied to the magnetic resistors.

Die Mittel, mit denen der Wärmeträgerstrom zu den magnetischen Widerständen steuerbar ist, könnten auf die verschiedensten Arten realisiert sein. Sie könnten beispielsweise Magnetventile oder speziell ausgestaltete beispielsweise motorisch betriebene Ventile umfassen. Voraussetzung an die eingesetzten Mittel ist, dass durch sie die Menge des zugeführten Wärmeträgers beeinflusst werden kann. Dies kann in einem einfachen An- oder Abschalten des Warmeträgerstroms bestehen. Allerdings könnte auch zwischen einer maximalen und einer minimalen Durchflussmenge gewechselt werden.The means by which the heat carrier flow to the magnetic resistors can be controlled, could be realized in a variety of ways. You could, for example, solenoid valves or specially designed, for example, motorized valves include. A prerequisite for the funds used is that they can be influenced by the amount of supplied heat carrier. This can consist in a simple switching on or off of the heat carrier stream. However, it would also be possible to switch between a maximum and a minimum flow rate.

Vorzugsweise ist zum Bewegen des Wärmeträgers eine Umwälzpumpe vorgesehen. Dabei könnte die Umwälzpumpe als separate elektrisch betriebene Umwälzpumpe ausgestaltet sein. Andererseits könnte die Umwälzpumpe an eine beispielsweise ohnehin vorhandene Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sein und durch diese angetrieben werden. Auch hier sind verschiedene Verfahren aus der Praxis bekannt.Preferably, a circulation pump is provided for moving the heat carrier. The circulating pump could be designed as a separate electrically operated circulation pump. On the other hand, the circulation pump could be coupled to an existing example anyway combustion engine and driven by them. Again, various methods are known in practice.

Zum Erreichen einer gewünschten Temperatur eines Wärmeträgers könnten Wärmetauscher vorgesehen sein, durch die aus einem anderen Prozess vorhandene Wärmeenergie auf den Wärmeträger übertragen wird. So kann beispielsweise dem Abgas bzw. dem Kühlöl eines Otto-, Diesel- oder Gasmotors Wärmeenergie entzogen werden, die sonst als Abwärme an die Umwelt abgegeben wird. Hierbei könnte beispielsweise ein Wärmetauscher hinter dem Katalysator vor dem Auspufftopf in das Abgasrohr eingesetzt werden. Andererseits könnte ein Wärmeträger über einen Wärmetauscher abgekühlt werden. Dieser Wärmetauscher könnte beispielsweise Wärmeenergie an eine Wärmesenke in Form von Fluss-, See- oder Meerwasser oder an die Umgebungsluft abgeben.To achieve a desired temperature of a heat carrier, heat exchangers could be provided by which heat energy present from another process is transferred to the heat carrier. For example, the exhaust gas or the cooling oil of a gasoline, diesel or gas engine heat energy can be withdrawn, which is otherwise discharged as waste heat to the environment. Here, for example, a heat exchanger could be used behind the catalyst in front of the muffler in the exhaust pipe. On the other hand, a heat transfer medium could be cooled by a heat exchanger. For example, this heat exchanger could deliver heat energy to a heat sink in the form of river, sea or seawater or to ambient air.

Mehrere Wärmetauscher zum Erwärmen des Wärmeträgers können sowohl in Reihe wie auch parallel geschaltet werden, jedenfalls so, dass eine möglichst große Wärmemenge den Kühlkreisen entnommen werden kann und der Aufheizung des Wärmeträgers – beispielsweise auf 140°C bis 160°C – dient. Diese könnten auch aus verschiedenen Wärmequellen gespeist werden. So könnte in obigem Beispiel ein Wärmetauscher Abwärme aus dem Abgas aufnehmen, während ein anderer parallel oder in Reihe geschalteter Wärmetauscher Wärmeenergie dem Kühlöl der Verbrennungskraftmaschine entnimmt. Entsprechendes gilt für den Wärmetauscher zum Abkühlen des Wärmeträgers. Auch hier können mehrere Wärmetauscher parallel oder in Reihe geschaltet werden.Several heat exchangers for heating the heat carrier can be connected both in series and in parallel, in any case so that the largest possible amount of heat can be removed from the cooling circuits and the heating of the heat carrier - for example, to 140 ° C to 160 ° C - is used. These could also be fed from different heat sources. Thus, in the above example, a heat exchanger could absorb waste heat from the exhaust gas, while another heat exchanger connected in parallel or in series draws heat energy from the cooling oil of the internal combustion engine. The same applies to the heat exchanger for cooling the heat carrier. Again, several heat exchangers can be connected in parallel or in series.

Damit der Wärmeträger gezielt den magnetischen Widerständen zugeführt werden kann, könnten die magnetischen Widerstände in geeigneten Gehäusen angeordnet sein. Dabei sind die Gehäuse vorzugsweise aus einem nicht magnetischen und elektrisch nicht leitenden Material ausgebildet. Dadurch wird ein Einfluss des Gehäuses auf den magnetischen Kreis verhindert. Vorteilhafter Weise sind die magnetischen Widerstände der einzelnen magnetischen Kreise jeweils getrennt in einem Gehäuse untergebracht. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die magnetischen Widerstände unabhängig voneinander erwärmt bzw. abgekühlt werden können. Befinden sich mehrere magnetische Widerstände in einem magnetischen Kreis, so könnten auch diese in getrennten Gehäusen angeordnet sein.So that the heat carrier can be selectively supplied to the magnetic resistors, the magnetic resistors could be arranged in suitable housings. The housings are preferably formed of a non-magnetic and electrically non-conductive material. This prevents the housing from influencing the magnetic circuit. Advantageously, the magnetic resistances of the individual magnetic circuits are each housed separately in a housing. This can ensure that the magnetic resistors can be heated or cooled independently. If there are several magnetic resistors in a magnetic circuit, then these too could be arranged in separate housings.

Das Gehäuse eines magnetischen Widerstands könnte über einen Zufluss und einen Abfluss für den Wärmeträger verfügen. Der Wärmeträger würde in das Gehäuse über den Zufluss hineintreten und das Gehäuse über den Abfluss wieder verlassen. In dem Gehäuse könnte dann die gewünschte Erwärmung oder Abkühlung des magnetischen Widerstands erfolgen. Der Wärmeträger könnte dabei in direkten Kontakt mit einem magnetischen Widerstand gelangen. Alternativ könnte der Widerstand in ein Isolationsmaterial eingebettet sein, das einen direkten Kontakt unterbindet.The housing of a magnetic resistance could have an inlet and an outlet for the heat transfer medium. The heat transfer medium would enter the housing via the inflow and the housing again via the outflow leave. The desired heating or cooling of the magnetic resistance could then take place in the housing. The heat transfer medium could thereby come into direct contact with a magnetic resistance. Alternatively, the resistor could be embedded in an insulating material that prevents direct contact.

Hinsichtlich eines möglichst flexiblen Einsatzes könnten die Gehäuse über ein Paar von Zu- und Abflüssen für den erwärmenden Wärmeträger und ein weiteres Paar für den kühlenden Wärmträger verfügen. Diese Paare von Zu- und Abflüssen sind vorzugsweise voneinander getrennt. In einer Erwärmungsphase würde dann der Zu- und Abfluss für den erwärmenden Wärmeträger aktiviert, während des Zu- und Abfluss für den kühlenden Wärmeträger gesperrt sind. Ist die gewünschte Aufwärmdauer oder die gewünschte Widerstandstemperatur erreicht, so könnte der Zu- und Abfluss für den erwärmenden Wärmeträger geschlossen werden und der Zu- und Abfluss für den kühlenden Wärmeträger aktiviert werden. Dadurch würde zwar der kühlende Wärmeträger durch den noch im Gehäuse des Widerstands befindlichen erwärmenden Wärmeträger vermischt und erwärmt, allerdings kann auf diese Art sichergestellt werden, dass eine möglichst kurze Übergangsphase zwischen dem warmen Zustand und dem kalten Zustand erreicht wird. Vorraussetzung einer derartigen Ausgestaltung ist, dass der erwärmende Wärmeträger und der kühlende Wärmeträger aus dem gleichen Medium bestehen.With regard to a flexible use as possible, the housing could have a pair of inflows and outflows for the heating heat carrier and another pair for the cooling heat carrier. These pairs of inflows and outflows are preferably separated from each other. In a heating phase, the inflow and outflow would then be activated for the heating heat carrier, while the inflow and outflow are blocked for the cooling heat transfer medium. Once the desired heating time or the desired resistance temperature has been reached, the inflow and outflow for the heating heat carrier could be closed and the inflow and outflow for the cooling heat carrier activated. As a result, although the cooling heat transfer medium would be mixed and heated by the still heating in the housing of the heating, it can be ensured in this way that the shortest possible transition phase between the warm state and the cold state is achieved. Vorraussetzung such a configuration is that the heating heat carrier and the cooling heat carrier consist of the same medium.

In verfahrensmäßiger Hinsicht ist die oben genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 13 gelöst. In procedural terms, the above object is solved by the features of claim 13.

Zur Gewinnung der elektrischen Energie kannte dabei die Temperatur des magnetischen Widerstands gezielt beeinflusst werden. Dadurch kann gezielt auf die Veränderung des magnetischen Flusses in dem magnetischen Kreis und damit auf die in der Spule induzierte Spannung Einfluss genommen werden. Die Beeinflussung der Temperatur des magnetischen Widerstands könnte mittels eines Wärmeträgerstroms erfolgen, mit dem ein erwärmender oder kühlender Wärmeträger den magnetischen Widerständen zugeleitet wird. Über diesen Wärmeträgerstrom könnte der magnetische Widerstand gezielt erwärmt bzw. abgekühlt werden.To obtain the electrical energy knew thereby the temperature of the magnetic resistance can be influenced. As a result, the change in the magnetic flux in the magnetic circuit and thus in the voltage induced in the coil can be influenced in a targeted manner. The influencing of the temperature of the magnetic resistance could be effected by means of a heat transfer flow, with which a heating or cooling heat transfer medium is supplied to the magnetic resistors. About this heat transfer stream of the magnetic resistance could be specifically heated or cooled.

Vorzugsweise wird der magnetische Widerstand auf eine hohe Temperatur in einem heißen Bereich erwärmt. Diese Temperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich oberhalb von 100°C. Als vorteilhaft hat sich ein Temperaturbereich zwischen 120°C und 170°C erwiesen. Es sei allerdings darauf hingewiesen, dass auch Temperaturen unterhalb dieses Bereichs oder gar unterhalb von 100°C oder – je nach Wahl des Materials des magnetischen Widerstands – oberhalb dieses Bereiches sinnvoll eingesetzt werden können.Preferably, the magnetic resistance is heated to a high temperature in a hot region. This temperature is preferably in a range above 100 ° C. An advantageous temperature range between 120 ° C and 170 ° C has proven. It should be noted, however, that temperatures below this range or even below 100 ° C or - depending on the choice of the material of the magnetic resistance - above this range can be used meaningfully.

Als Quelle der Wärmeenergie in dem Wärmeträgerstrom kommen insbesondere Abwärmequellen in Frage, die durch die verschiedensten Systeme gebildet sein können. Bioreaktore erzeugen beispielsweise Gase, die in Verbrennungskraftmaschinen genutzt werden können. Die Abwärme der Verbrennungskraftmaschinen kann als Wärmequelle zur Gewinnung elektrischer Energie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt werden. Schiffsdiesel oder Schiffsdampfmaschinen, Kraftwerke der Energieerzeugung erzeugen Abwärme, die für gewöhnlich an die Umwelt abgegeben wird. Diese Abwärme könnte stattdessen zur Gewinnung zusätzlicher elektrischer Energie durch das erfindungsgemäße Verfahren genutzt werden. Auch Straßen- oder Schienenfahrzeuge aller Art erzeugen Abwärme, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in elektrische Energie umgewandelt und in Batterien gespeichert werden kann. Diese kurze Auflistung deutet an, wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind.As a source of heat energy in the heat transfer stream are in particular waste heat sources in question, which may be formed by a variety of systems. Bioreactors produce, for example, gases that can be used in internal combustion engines. The waste heat of the internal combustion engines can be used as a heat source for the production of electrical energy by the method according to the invention. Marine diesel engines or marine steam engines, power plants that produce energy, generate waste heat that is usually released into the environment. This waste heat could instead be used to obtain additional electrical energy by the method according to the invention. Even road or rail vehicles of all kinds generate waste heat, which can be converted by the method according to the invention into electrical energy and stored in batteries. This short listing indicates how diverse the possible uses of the method according to the invention and the device according to the invention are.

Zum Erreichen eines kalten Bereiches könnte der magnetische Widerstand durch einen Wärmeträger abgekühlt werden. Der Wärmeträger fungiert hier als Kühlmittel. Die von dem magnetischen Widerstand an den Wärmeträger abgegebene Wärmeenergie kann an eine Wärmesenke abgegeben werden. Je nach Ausgestaltung der Wärmesenke wird der kalte Bereich bei unterschiedlichen Temperaturen liegen. So könnte ein Wärmeträger beispielsweise mittels Flusswasser gekühlt werden. Bei Kraftfahrzeugen könnte der Fahrzeugkühler zur Abkühlung des Wärmeträgers verwendet werden. Je nach Jahreszeit und entsprechender Temperatur der Wärmesenke liegt die Temperatur, auf die der Wärmeträger abgekühlt wird, bei unterschiedlichen Werten. In vielen Fällen wird der kalte Bereich jedoch zwischen 0°C und 50°C liegen.To reach a cold area, the magnetic resistance could be cooled by a heat transfer medium. The heat carrier acts as a coolant here. The heat energy released by the magnetic resistance to the heat carrier can be delivered to a heat sink. Depending on the design of the heat sink, the cold area will be at different temperatures. For example, a heat transfer medium could be cooled by means of river water. In motor vehicles, the vehicle radiator could be used to cool the heat carrier. Depending on the season and the corresponding temperature of the heat sink, the temperature at which the heat transfer medium is cooled is at different values. In many cases, however, the cold range will be between 0 ° C and 50 ° C.

Zum Erreichen einer kontinuierlichen Gewinnung elektrischer Energie wird zwischen einer Phase der Erwärmung des magnetischen Widerstands und einer Phase der Abkühlung des magnetischen Widerstands gewechselt. Dieser Wechsel erfolgt vorzugsweise periodisch. Die Frequenz der Erwärmung und Abkühlung entspricht der Frequenz der gewonnenen elektrischen Energie. Prinzipiell ist es für die erfindungsgemäße Gewinnung der elektrischen Energie nicht von Bedeutung, in welchem Verhältnis die Zeitspannen für die Erwärmung und die Abkühlungen zueinander stehen. Allerdings dürfte es sinnvoll sein, im Wesentlichen gleiche Zeitspannen für die Erwärmung und die Abkühlung zu realisieren.In order to achieve continuous recovery of electrical energy, a change is made between a phase of heating of the magnetic resistance and a phase of cooling of the magnetic resistance. This change preferably takes place periodically. The frequency of heating and cooling corresponds to the frequency of the electrical energy obtained. In principle, it is of no importance for the recovery of the electrical energy according to the invention in which relationship the periods of time for the heating and the cooling to each other. However, it might make sense to realize essentially the same time periods for the heating and the cooling.

Bei Verwendung mehrerer magnetischer Kreise in der verwendeten Vorrichtung könnten die Erwärmungs- und Abkühlungsphasen in den einzelnen Kreisen zeitlich versetzt durchgeführt werden. So könnte beispielsweise bei zwei magnetischen Kreisen die Wärmezufuhr bzw. -abfuhr in den beiden magnetischen Kreisen um 180° versetzt sein. Bei Verwendung von drei magnetischen Kreisen könnte die Erwärmung bzw. Abkühlung jeweils um 120° versetzt erfolgen. Dadurch würde der durch einen Permanentmagneten oder eine gleichstromerregte Spule erzeugte magnetische Fluss besonders effektiv genutzt. Bei Verwendung von zwei magnetischen Kreisen ist beispielsweise ein magnetischer Kreis auf einen niedrigen magnetischen Widerstand eingestellt, während der zweite magnetische Kreis einen hohen magnetischen Widerstand aufweist. Dadurch wird nahezu der gesamte magnetische Fluss durch den magnetischen Kreis mit niedrigem Widerstand gelenkt. Danach wird vom heißen Bereich in den kalten Bereich bzw. umgekehrt gewechselt, so dass wiederum ein magnetischer Kreis einen hohen Widerstand aufweist, während der andere einen niedrigen Widerstand besitzt in dieser Phase fließt der magnetische Fluss im Wesentlichen durch den anderen magnetischen Kreis. Bei geschickter Dimensionierung der Vorrichtung kann der annähernd konstante magnetische Fluss des Permanentmagneten oder der erregenden Spule in der Anordnung ohne wesentliche Streuungen genutzt werden. When using multiple magnetic circuits in the device used, the heating and cooling phases in the individual circuits could be performed offset in time. Thus, for example, in two magnetic circuits, the heat supply or removal in the two magnetic circuits could be offset by 180 °. When using three magnetic circuits, the heating or cooling could be offset by 120 °. As a result, the magnetic flux generated by a permanent magnet or a DC-energized coil would be used particularly effectively. For example, when using two magnetic circuits, one magnetic circuit is set to a low magnetic resistance, while the second magnetic circuit has a high magnetic resistance. This directs nearly all of the magnetic flux through the low resistance magnetic circuit. Thereafter, the hot region is changed to the cold region, or vice versa, so that once again one magnetic circuit has a high resistance while the other has a low resistance in this phase, the magnetic flux substantially flows through the other magnetic circuit. With skillful sizing of the device, the approximately constant magnetic flux of the permanent magnet or the exciting coil in the array can be utilized without significant variations.

Bei geeigneter Verschaltung der einzelnen Induktionsspulen in den einzelnen magnetischen Kreisen und geeigneter Zuführung von Wärmeenergie zu den einzelnen magnetischen Widerständen können verschiedene Formen elektrischer Energie erzeugt werden. So lässt sich ein pulsierender Gleichstrom ebenso erzeugen wie ein Wechselstrom oder ein Drehstrom (bei Verwendung dreier magnetischer Kreise). Zur Verwendung der gewonnenen elektrischen Energie kann es gegebenenfalls notwendig sein, die elektrische Energie geeignet aufzubereiten. Dazu stehen verschiedenste Arten von aus der Praxis hinlänglich bekannten Gleich- oder Wechselrichter zur Verfügung.With suitable interconnection of the individual induction coils in the individual magnetic circuits and suitable supply of heat energy to the individual magnetic resistances, various forms of electrical energy can be generated. Thus, a pulsating direct current can be generated as well as an alternating current or a three-phase current (when using three magnetic circuits). For use of the recovered electrical energy, it may be necessary to properly prepare the electrical energy. There are a variety of types of well-known from DC or DC inverters available.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 bzw. 13 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigenThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the claims 1 and 13 subordinate claims and on the other hand to refer to the following explanation of preferred embodiments of the invention with reference to the drawings. In conjunction with the explanation of the preferred embodiments of the invention with reference to the drawings, also generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing show

1 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei magnetischen Kreisen, 1 a cross section of a first embodiment of a device according to the invention with two magnetic circuits,

2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1, 2 a side view of the device according to 1 .

3 einen Schnitt längs der Linie A-B durch die Vorrichtung gemäß 1 zuzüglich schematisch dargestellter Wärmequellen, 3 a section along the line AB through the device according to 1 plus schematically illustrated heat sources,

4 den Temperatur- und Induktionsverlauf in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei magnetischen Kreisen und 4 the temperature and induction curve in a device according to the invention with two magnetic circuits and

5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vier Induktionsspulen und sechs Gehäusen für magnetische Widerstände. 5 A second embodiment of a device according to the invention with four induction coils and six housings for magnetic resistors.

In den Figuren sind gleichartige Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Davon wird abgewichen, wenn eine Unterscheidung für die Erläuterung hilfreich ist.In the figures, like parts are designated by the same reference numerals. This is deviated if a distinction is helpful for the explanation.

Die 1 bis 3 stellen verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Bei der dargestellten Vorrichtung 1 sind zwei magnetische Kreise ausgebildet, die gemeinsam einen Permanentmagneten 2 als Magnetfeldquelle aufweisen. Der erste magnetische Kreis umfasst neben dem Permanentmagneten 2 Kernstücke 3, 4 und 5, der zweite magnetische Kreis umfasst neben dem Permanentmagneten 2 Kernstücke 3, 6 und 5. Der Permanentmagnet bildet somit einen gemeinsamen Mittelsteg für die beiden magnetischen Kreise. Zwischen einzelnen Kernstücken (3 und 4, 4 und 5, 5 und 6, 6 und 3) sind Spalte ausgebildet, die durch Ferrite 7 überbrückt sind. Jeder Spalt mit den Ferriten ist in einem eigenen, nichtmagnetischen und elektrisch nicht leitenden Gehäuse 8, 9, 10, 11 angeordnet. Jedes Gehäuse 8, 9, 10, 11 ist mit jeweils zwei Zuflüsse 12 und zwei Abflüsse 13 (2) für eine Durchflutung des Gehäuses mit einem von zwei Wärmeträgern ausgestaltet. Über die Wärmeträger werden die in den Gehäusen 8, 9, 10, 11 angeordneten Ferrite 7 erhitzt oder abgekühlt, wodurch eine Änderung des magnetischen Widerstands der Ferrite 7 verursacht wird. Mit dem sich ändernden Widerstand ändert sich der magnetische Fluss durch die magnetischen Kreise.The 1 to 3 represent different views of a first embodiment of a device according to the invention. In the illustrated device 1 are formed two magnetic circuits, which together form a permanent magnet 2 have as a magnetic field source. The first magnetic circuit includes adjacent to the permanent magnet 2 core pieces 3 . 4 and 5 , the second magnetic circuit includes adjacent to the permanent magnet 2 core pieces 3 . 6 and 5 , The permanent magnet thus forms a common center bar for the two magnetic circuits. Between individual core pieces ( 3 and 4 . 4 and 5 . 5 and 6 . 6 and 3 ) are formed by ferrites 7 are bridged. Each gap with the ferrites is in its own, non-magnetic and electrically non-conductive housing 8th . 9 . 10 . 11 arranged. Every case 8th . 9 . 10 . 11 is with two tributaries each 12 and two outlets 13 ( 2 ) designed for a flow of the housing with one of two heat transfer. About the heat transfer in the housings 8th . 9 . 10 . 11 arranged ferrites 7 heated or cooled, causing a change in the magnetic resistance of the ferrites 7 is caused. As the resistance changes, the magnetic flux changes through the magnetic circuits.

Jedem magnetischen Kreis ist jeweils eine Spule 14, 15 zugeordnet, die mit dem magnetischen Kreis elektromagnetisch gekoppelt sind. Dies ist dadurch realisiert, dass die Spulen um die Kernstücke 4 und 5 gewickelt sind. Durch den sich ändernden magnetischen Fluss wird damit in den Spulen 14, 15 eine Spannung induziert. Diese wird durch Anschlussleitungen 16 nach außen geführt. Über eine Last kann diese Spannung zu einem nutzbaren Stromfluss führen.Each magnetic circuit is a coil 14 . 15 associated with the magnetic circuit are electromagnetically coupled. This is realized by having the coils around the core pieces 4 and 5 are wound. Due to the changing magnetic flux is thus in the coils 14 . 15 induces a voltage. This is done by connecting cables 16 led to the outside. About a load can this voltage will lead to a usable current flow.

Die gesamte Vorrichtung befindet sich innerhalb eines Gehäuses 17, das gegebenenfalls mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sein kann.The entire device is located within a housing 17 , which may optionally be filled with a cooling liquid.

Jeder der beiden magnetischen Kreise und die Ferrite 7 sollten so bemessen sein, dass der von den Permanentmagneten 2 erzeugte magnetische Fluss bei möglichst kleiner Streuung aufgenommen werden kann. Dabei sollten die Ferrite andererseits möglichst dünn ausgeführt sein, damit sie zugeführte Wärme schnell aufnehmen und bei Kühlung wieder abgeben können. Bei der Dimensionierung ist zu beachten, dass bei Entmagnetisierung Wärmeenergie verbraucht wird, d. h. die betreffenden Teile werden kühler, und bei der Magnetisierung Wärmeenergie frei wird, d. h. die betreffenden Teile werden wärmer.Each of the two magnetic circuits and the ferrites 7 should be sized to that of the permanent magnets 2 generated magnetic flux can be absorbed as small as possible scattering. On the other hand, the ferrites should be made as thin as possible, so that they can quickly absorb heat supplied and release it again when cooled. When dimensioning it is important to note that during demagnetization heat energy is consumed, ie the parts in question become cooler, and when the magnetization heat energy is released, ie the parts in question are warmer.

2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 1, bei der insbesondere die Zu- und Abflüsse 12, 13 deutlich zu erkennen sind. Jedes Gehäuse 8, 9, 10, 11 weist ein Paar von Zu- und Abflüssen 12.1, 13.1 bzw. 12.3, 13.3 für den kühlenden Wärmeträger und ein weiteres Paar von Zu- und Abflüssen 12.2, 13.2 bzw. 12.4, 13.4 für den heizenden Wärmeträger auf (2). Durch die Zuflüsse wird in jedes Gehäuse 8, 9, 10, 11 abwechselnd ein Wärmeträger als Heiz- und Kühlflüssigkeit gepumpt. 2 shows a side view of the device 1 , in particular the inflows and outflows 12 . 13 are clearly visible. Every case 8th . 9 . 10 . 11 has a couple of inflows and outflows 12.1 . 13.1 respectively. 12.3 . 13.3 for the cooling heat carrier and another pair of inflows and outflows 12.2 . 13.2 respectively. 12.4 . 13.4 for the heating medium on ( 2 ). Through the tributaries is in each case 8th . 9 . 10 . 11 alternately pumped a heat transfer medium as heating and cooling liquid.

3 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung 1 entlang der Linie A-B. Die Fig. zeigt also die Gehäuse 8, 9 des ersten magnetischen Kreises, der in 1 in der oberen Hälfte dargestellt ist. Zusätzlich sind schematisch die Heiz- und Kühlkreisläufe eingezeichnet. Jeder Kreislauf besteht aus einer Wärmequelle 18 bzw. einer Wärmesenke 19, einer Umwälzpumpe 20 und zwei steuerbaren Ventilen 21, 22. Da die Gehäuse 8, 9 bzw. die darin angeordneten Ferrite 7 einem gemeinsamen magnetischen Kreis angehören, können die Ferrite 7 gleichzeitig erwärmt werden. Dadurch genügt für einen magnetischen Kreis eine gemeinsame Ansteuerung, weshalb in dem Heizkreislauf lediglich jeweils ein Ventil 21 in dem Zu- bzw. Abfluss gemeinsam für beide Gehäuse 8, 9 angeordnet ist. Entsprechendes gilt für den Kühlkreislauf und die beiden Ventile 22. 3 shows a section through the device 1 along the line AB. The figure thus shows the housing 8th . 9 of the first magnetic circuit in 1 is shown in the upper half. In addition, the heating and cooling circuits are shown schematically. Each cycle consists of a heat source 18 or a heat sink 19 , a circulation pump 20 and two controllable valves 21 . 22 , Because the case 8th . 9 or the ferrites arranged therein 7 belong to a common magnetic circuit, the ferrites 7 heated at the same time. This is sufficient for a magnetic circuit, a common control, which is why in the heating circuit only one valve 21 in the inlet and outlet together for both housing 8th . 9 is arranged. The same applies to the cooling circuit and the two valves 22 ,

Die in 3 dargestellte Anordnung ist für die Gehäuse 10, 11 entsprechend vorhanden. Dabei können jedoch die Umwälzpumpen 20 für den Heiz- bzw. Kühlkreislauf für beide Gehäusepaare genutzt werden. Damit sind für die in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung 2 × 4 = 8 steuerbare Ventile 21, 22 und zwei Umwälzpumpen 20 für den Wärmeträger erforderlich.In the 3 The arrangement shown is for the housing 10 . 11 available accordingly. However, the circulation pumps can do this 20 be used for the heating or cooling circuit for both housing pairs. This is for the in the 1 to 3 illustrated device 2 × 4 = 8 controllable valves 21 . 22 and two circulation pumps 20 required for the heat transfer medium.

Die Umwälzpumpen 20 bewegen den Wärmeträger in einem Heiz- bzw. Kühlkreislauf und führen den Wärmeträger Wärmetauschern zu. Die Wärmetauscher nehmen Wärmeenergie von der Wärmequelle 18 auf bzw. geben Wärmeenergie an die Wärmesenke 19 ab. Durch Schalten der Ventile 21 wird der Wärmeträger des Heizkreislaufs in die Gehäuse 8, 9 geleitet, durch Schalten der Ventile 22 strömt der Wärmeträger des Kühlkreislaufs durch die Gehäuse 8, 9.The circulation pumps 20 move the heat carrier in a heating or cooling circuit and lead the heat transfer to heat exchangers. The heat exchangers absorb heat energy from the heat source 18 on or give heat energy to the heat sink 19 from. By switching the valves 21 the heat carrier of the heating circuit is in the housing 8th . 9 directed, by switching the valves 22 the heat transfer medium of the cooling circuit flows through the housing 8th . 9 ,

Beim Betreiben der Vorrichtung 1 wird nun ein Gehäusepaar 8, 9 mit dem Wärmeträger des Heizkreislaufs durchströmt, während gleichzeitig der Wärmeträger des Kühlkreislaufs dem anderen Gehäusepaar 10, 11 zugeführt wird. (Die Wärmezufuhr bzw. -abfuhr in den beiden magnetischen Kreise ist also um 180° versetzt.) Dadurch erhöht sich der magnetische Widerstand der Ferrite 7 im Gehäuse 8 und 9, was den magnetischen Fluss in dem ersten magnetischen Kreis nahezu vollständig zum Erliegen kommen lässt. Durch die Abkühlung der Ferrite 7 in den Gehäusen 10, 11 sinkt dort der magnetische Widerstand, wodurch der Gesamtwiderstand im zweiten magnetischen Kreis sinkt. Dadurch wird der durch den Permanentmagneten 2 erzeugte magnetische Fluss nahezu vollständig durch den zweiten Kreis gelenkt.When operating the device 1 will now be a pair of housings 8th . 9 flows through with the heat carrier of the heating circuit, while at the same time the heat carrier of the cooling circuit the other pair of housings 10 . 11 is supplied. (The heat supply or removal in the two magnetic circuits is thus offset by 180 °.) This increases the magnetic resistance of the ferrites 7 in the case 8th and 9 , which almost completely stops the magnetic flux in the first magnetic circuit. By the cooling of the ferrites 7 in the cases 10 . 11 There, the magnetic resistance decreases, whereby the total resistance in the second magnetic circuit decreases. This will be through the permanent magnet 2 generated magnetic flux almost completely directed by the second circle.

Nach Ablauf einer gewünschten Zeitspanne oder nach Erreichen einer gewünschten Temperatur der Ferrite 7 wird umgeschaltet. Damit wird den Gehäusen 8, 9 der Wärmeträger des Kühlkreislaufs zugeleitet, während die Gehäuse 10, 11 durch den Wärmeträger des Heizkreislaufs durchströmt werden. Dadurch erhält der erste magnetische Kreis einen niedrigen magnetischen Widerstand, der magnetische Widerstand des zweiten Kreises hingegen steigt gleichzeitig. Damit wird der magnetische Fluss nahezu vollständig in den ersten magnetischen Kreis gelenkt. Wiederum nach Ablauf einer gewünschten Zeitspanne oder nach Erreichen einer gewünschten Temperatur der Ferrite 7 werden die Heiz- bzw. Kühlkreisläufe wieder umgeschaltet. Damit entsteht eine intermittierende Beaufschlagung mit Wärmeenergie, was zu einer intermittierenden Änderung des magnetischen Flusses in den magnetischen Kreisen führt.After a desired period of time or after reaching a desired temperature of the ferrites 7 will be switched. This will make the housings 8th . 9 the heat carrier fed to the cooling circuit, while the housing 10 . 11 flows through the heat carrier of the heating circuit. As a result, the first magnetic circuit receives a low magnetic resistance, while the magnetic resistance of the second circuit increases at the same time. Thus, the magnetic flux is almost completely directed into the first magnetic circuit. Again after a desired period of time or after reaching a desired temperature of the ferrites 7 the heating or cooling circuits are switched over again. This results in an intermittent application of heat energy, which leads to an intermittent change of the magnetic flux in the magnetic circuits.

Einen beispielhaften Verlauf der Temperatur der magnetischen Widerstände zeigt der obere Teil der 4. Dabei ist mit durchgezogener Linie der Temperaturverlauf am ersten magnetischen Kreis (oberer Teil der Anordnung gemäß 1) dargestellt, während der Temperaturverlauf bei dem zweiten magnetischen Kreis (unterer Teil der Anordnung gemäß 1) gestrichelt wiedergegeben ist. Der untere Teil der 4 zeigt den jeweils korrespondierenden Verlauf der Induktion in den jeweiligen magnetischen Kreisen.An exemplary course of the temperature of the magnetic resistances shows the upper part of the 4 , In this case, the temperature profile at the first magnetic circuit (upper part of the arrangement according to FIG 1 ), while the temperature profile in the second magnetic circuit (lower part of the arrangement according to FIG 1 ) is shown in dashed lines. The lower part of the 4 shows the corresponding course of the induction in the respective magnetic circuits.

Durch die Änderung des magnetischen Flusses in den magnetischen Kreisen wird in den Spulen 14, 15 jeweils eine Spannung induziert. Bei einem periodischen Wechsel zwischen Heiz- und Kühlphasen werden auch die induzierten Spannungen einen periodischen Verlauf annehmen. Dabei entsprechen sich die Frequenzen der Wechsel und der Spannungen.By changing the magnetic flux in the magnetic circuits is in the coils 14 . 15 each induces a voltage. In a periodic change between heating and cooling phases and the induced voltages will take a periodic course. The frequencies of the changes and the voltages correspond.

5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1' mit mehr als 2 Induktionsspulen. In dem Ausführungsbeispiel sind vier Spulen 23 dargestellt. Die Vorrichtung 1' weist vier Eisenkreise 24, 24', 25 und 25' auf, in denen zwei Permanentmagnete 3 einen magnetischen Fluss erzeugen. In den Eisenkreisen 24, 24', 25, 25' sind mehrere Ferrite 7 angeordnet, die in insgesamt sechs Gehäusen 26 untergebracht sind. Der Betrieb der in 4 dargestellten Vorrichtung entspricht im Wesentlichen dem der in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung. Allerdings werden die Eisenkerne in unterschiedlichen Drehsinnen durch den magnetischen Fluss durchflossen. Die Richtung wird dabei durch die Polarität des Permanentmagneten festgelegt. 5 shows a second embodiment of a device according to the invention 1' with more than 2 induction coils. In the embodiment, four coils 23 shown. The device 1' has four iron circles 24 . 24 ' . 25 and 25 ' on, in which two permanent magnets 3 generate a magnetic flux. In the iron circles 24 . 24 ' . 25 . 25 ' are several ferrites 7 arranged in a total of six enclosures 26 are housed. Operation of in 4 The device shown essentially corresponds to that in the 1 to 3 illustrated device. However, the iron cores are traversed by the magnetic flux in different rotational senses. The direction is determined by the polarity of the permanent magnet.

Die Vorrichtung kann in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Wärmeenergie erweitert werden. Die Vorrichtung könnte in 5 nach links und/oder nach unten durch Wiederholung einzelner Teile fortgesetzt werden. Dabei muss lediglich die Polarität der Permanentmagneten beachtet werden.The device can be extended depending on the available heat energy. The device could be in 5 continue to the left and / or down by repeating individual parts. Only the polarity of the permanent magnets has to be considered.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränkt.Finally, it should be expressly understood that the embodiments described above are only for the purpose of discussion of the claimed teaching, but this is not limited to the embodiments.

Claims

Apparatus for obtaining electrical energy from thermal energy, having two or more magnetic circuits energized by a magnetic flux, the magnetic circuits having temperature-dependent magnetic resistances ( 7 ), in each case depending on the temperature of the resistor ( 7 ), the magnetic flux can be influenced by the respective magnetic circuit, and wherein in each case one with one of the magnetic circuits electromagnetically coupled coil ( 14 . 15 in which the magnetic flux changing in the corresponding magnetic circuit induces a voltage, characterized in that two magnetic resistors are arranged in each magnetic circuit such that the magnetic flux can be influenced on both sides of the coil associated with the magnetic circuit, and that the magnetic resistances ( 7 ) are formed by ferrites.

Device according to claim 1, characterized in that a permanent magnet ( 2 ) and / or a DC-current coil generates the magnetic flux exciting magnetic circuits.

Device according to claim 2, characterized in that the permanent magnet ( 2 ) and / or the DC-current-carrying coil excites several or all of the magnetic circuits.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for transporting the heat energy to or from the magnetic resistance away a gas or a liquid is provided as a heat transfer medium.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the liquid comprises water, oil, glycol or mixtures thereof.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that two separate heat transfer medium circuits are provided, each supplying or removing energy.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that for moving the heat carrier, a circulating pump ( 20 ) is provided.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that heat exchangers are provided for heating or cooling of the heat carrier.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that valves ( 21 . 22 ) are provided, with which the heat carrier flow to the magnetic resistors ( 7 ) is controllable.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the / the magnetic / n resistance / resistances ( 7 ) in a housing ( 8th . 9 . 10 . 11 ) are arranged.

Apparatus according to claim 10, characterized in that the housing with an inflow ( 12 ) and an outflow ( 13 ) is provided for a heating or cooling heat transfer medium.

Apparatus according to claim 11, characterized in that an inflow and outflow ( 12.1 . 12.3 . 13.1 . 13.3 ) for the heating heat carrier and a separate inflow and outflow ( 12.2 . 12.4 . 13.2 . 13.4 ) is provided for the cooling heat carrier.

Method for obtaining electrical energy from heat energy using a device according to one of claims 1 to 12, wherein the temperature of two temperature-dependent magnetic resistances ( 7 ), which form part of a magnetic circuit through which a magnetic flux flows, and wherein, by changing the temperature of the magnetic resistances ( 7 ) the magnetic flux is changed by the magnetic circuit whose change to induce an induction voltage in a magnetically coupled to the magnetic circuit coil ( 14 . 15 ) is being used.

Method according to claim 13, characterized in that the magnetic resistance ( 7 ) is selectively heated or cooled by a heat transfer stream.

Method according to claim 11 or 14, characterized in that the magnetic resistance ( 7 ) is heated to reach a hot region by a heat carrier having a temperature greater than 100 ° C, preferably in the range between 120 ° and 170 ° C.

Method according to claim 13 or 14, characterized in that the magnetic resistance ( 7 ) is cooled to reach a cold region by a heat carrier having a temperature preferably in a range between 0 ° and 50 ° C.

Method according to one of claims 13 to 16, characterized in that between a phase of heating of the magnetic resistance ( 7 ) and a phase of cooling of the magnetic resistance ( 7 ), preferably periodically, is changed.

A method according to claim 17, characterized in that in a device having a plurality of magnetic circuits, the heating and cooling phases are performed offset in time.

Method according to one of claims 13 to 18, characterized in that in the induction coils ( 14 . 15 ) a pulsating direct current, an alternating current or a three-phase current is induced.