AT512766B1

AT512766B1 - Hydrodynamic screw

Info

Publication number: AT512766B1
Application number: ATA8029/2012A
Authority: AT
Original assignee: Albrecht Walter
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2015-02-15
Also published as: AT512766A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftschnecke (1) mit einer ein- oder mehrgängigen Arbeitsschnecke, welche verbunden mit einem die Arbeitsschnecke (2) umgebenden Mantelrohr (4) zum Halten des Arbeitswassers, drehbar gelagert ist, wobei das Mantelrohr (4) einen Flüssigkeitszulauf und einen tiefer liegenden Flüssigkeitsablauf aufweist. Zumindest die tiefer liegende Lagerung (13) der Wasserkraftschnecke (1) erfolgt durch einen das Mantelrohr (4) von unten umschlingenden Riemen (5), welcher oberhalb des Mantelrohrs (4) eine drehbare Welle (6) von oben her umschlingt, wobei diese Welle (6) gleichzeitig als Aufhängung für den Riemen (5) als auch als ein Kraftabtrieb (7) dient.The invention relates to a hydrodynamic screw (1) with a single- or multi-start working screw, which is connected to a working screw (2) surrounding jacket tube (4) for holding the working water, rotatably mounted, wherein the jacket tube (4) has a liquid inlet and a deeper having lying liquid drain. At least the lower-lying bearing (13) of the hydrodynamic screw (1) takes place through a belt (5) looping around from the casing (4), which above the casing tube (4) wraps around a rotatable shaft (6) from above, said shaft (6) simultaneously serves as a suspension for the belt (5) and as a power take-off (7).

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftschnecke mit einer ein- oder mehrgängigen Arbeitsschnecke, welche verbunden mit einem die Arbeitsschnecke umgebenden Mantelrohr zum Halten des Arbeitswassers, drehbar gelagert ist, wobei das Mantelrohr einen Flüssigkeitszulauf und einen tiefer liegenden Flüssigkeitsablauf aufweist.Description: The invention relates to a hydrodynamic screw with a single or multi-start working worm, which is rotatably mounted connected to a casing tube surrounding the working worm for holding the working water, wherein the casing tube has a liquid inlet and a lower lying liquid drain.

[0002] Wasserkraftschnecken bestehen im Allgemeinen aus einem schräg abfallenden Rohr oder Trog, in welchem eine gewindeartig gewundene Schneckenspirale, welche üblicherweise durch ein entsprechend gebogenes Blechband gebildet ist, verläuft.Hydropower screws generally consist of a sloping tube or trough, in which a thread-like spiral screw spiral, which is usually formed by a correspondingly bent sheet-metal strip runs.

[0003] Wenn die Schneckenspirale gegenüber dem Rohr oder Trog drehbar ist, ist die Wasserkraftschnecke gleich aufgebaut wie ein üblicher Schneckenförderer. In der Anwendung als Wasserkraftschnecke wird oben Wasser eingefüllt, dieses bewirkt durch seine Schwerkraft ein Drehmoment auf die Schneckenspirale, wodurch sich diese dreht und mit jedem Gewindegang einen kleinen Tümpel Wasser nach unten fördert. Höhenenergie des Wassers wird in Rotationsenergie der Schneckenspirale umgewandelt, welche wiederum einen Generator für die Erzeugung von elektrischer Energie antreiben kann.If the spiral screw is rotatable relative to the pipe or trough, the hydrodynamic screw is the same structure as a conventional screw conveyor. In the application as a hydrodynamic screw above water is filled, this causes by its gravitational torque on the spiral screw, making it rotate and with each thread a small pool of water promotes down. Height energy of the water is converted into rotational energy of the spiral screw, which in turn can drive a generator for the generation of electrical energy.

[0004] Bei der speziellen Form von Wasserschnecken, wie sie beispielsweise in der EP 2 369 168 A2 offenbart ist, verläuft die Schneckenspirale in einem Rohr und Schneckenspirale und Rohr sind fix miteinander verbunden. Drehung der Spirale bewirkt auch Drehung des gesamten Rohres. (Die Bauweise wird gern in Wasserspielparks angewendet und dient dort dazu Wasser, aus einem unten liegenden Teich anzuheben.) [0005] Gemäß dem Patent AT 509209 B1 wird eine zweischalige Bauweise der Wasserkraftschnecke vorgeschlagen, wobei die innere Spirale einen anderen Wickelsinn aufweist als die äußere. Damit kann eine Spirale als Turbine wirken, während die andere Spirale als fischfreundliche Fischleiter wirken kann.In the special form of water screws, as disclosed for example in EP 2 369 168 A2, the spiral screw runs in a tube and spiral screw and tube are fixed to each other. Rotation of the spiral also causes rotation of the entire tube. (The design is often used in water parks and serves to raise water from a pond below.) According to the patent AT 509209 B1 a bivalve construction of the hydrodynamic screw is proposed, wherein the inner spiral has a different winding sense than the outer , Thus, one spiral can act as a turbine, while the other spiral can act as a fish-friendly fish ladder.

[0006] Die US 7044711 B2 zeigt eine eingängige Wasserkraftschnecke mit einer tiefer liegenden Lagerung sowie einen das Mantelrohr umschlingenden Riemen, der oberhalb des Mantelrohrs eine drehbare Welle von oben her umschlingt und auch als Kraftabtrieb dient. Nicht gezeigt ist jedoch, dass dieser Riemen für den Kraftabtrieb gleichzeitig auch die untere Lagerung des Mantelrohrs bildet.The US 7044711 B2 shows a catchy hydrodynamic screw with a lower-lying storage as well as a belt encircling the jacket tube, which wraps above the casing tube, a rotatable shaft from above and also serves as a power take-off. Not shown, however, that this belt simultaneously forms the lower bearing of the jacket tube for the power take-off.

[0007] Nachteilig bei bekannten Wasserkraftschnecken ist, dass das untere Lager der Wasserkraftschnecke in einem vom Wasser umgebenen Bereich liegt und dadurch teurer ausgestaltet ist als ein Lager, welches sich im Trockenen befindet. Weiters ist ein unter Wasser liegendes Lager wartungsanfälliger und schwieriger zugänglich.A disadvantage of known hydrodynamic screws is that the lower bearing of the hydrodynamic screw is located in a region surrounded by the water and thus is designed more expensive than a warehouse, which is located in the dry. Furthermore, a submerged bearing is maintenance-prone and more difficult to access.

[0008] Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wasserkraftschnecke zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile des unteren Lagers beseitigt und somit den Wartungsaufwand und die Kosten für die Herstellung und den Betrieb einer Wasserkraftschnecke wesentlich senkt.It is therefore an object of the present invention to provide a hydrodynamic screw, which eliminates the above-mentioned disadvantages of the lower bearing and thus significantly reduces the maintenance and the cost of manufacturing and operating a hydrodynamic screw.

[0009] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest die tiefer liegende Lagerung der Wasserkraftschnecke durch einen das Mantelrohr von unten umschlingenden Riemen erfolgt, welcher oberhalb des Mantelrohrs eine drehbare Welle von oben her umschlingt, wobei diese Welle gleichzeitig als Aufhängung für den Riemen als auch als ein Kraftabtrieb dient. Durch dieses Merkmal wird das Mantelrohr gegen Kräfte nach unten abgestützt und macht ein unteres Lager, wie es im Stand der Technik bekannt ist, überflüssig. Das Lager dient gleichzeitig auch als Kraftabtrieb, welcher an der Oberseite der Wasserkraftschnecke gut zugänglich für etwaige Wartungsarbeiten ist. Ein Kraftabtrieb über beispielsweise einen Zahnkranz am Mantelrohr würde entweder ein weiteres Lager am unteren Ende der Wasserkraftschnecke erfordern, wenn der Zahnkranz frei drehbar ist, oder der Zahnkranz müsste an der Unterseite des Mantelrohrs mit entsprechenden Lagerrollen abgestützt werden, wodurch diese wieder schwer zugänglich und schlecht zu warten sind. Am Abtrieb kann eine Übersetzung angeordnet sein, welche die Drehbewegung der Wasserkraftschnecke zu höheren Drehzahlen hin übersetzt, wie sie für einen daran angeschlossenen Generator vorteilhaft sind. Ganz allgemein kann der Riemen am Mantelrohr in einem Längsbereich angreifen, welcher im Betriebszustand nicht im Wasser ist.This object is achieved in that at least the underlying storage of the hydrodynamic screw is done by a tubular casing from below the belt, which wraps above the casing tube, a rotatable shaft from above, said wave at the same time as a suspension for the belt as well serves as a power take-off. By this feature, the jacket tube is supported against forces down and makes a lower bearing, as is known in the art, superfluous. The camp also serves as a power take-off, which is easily accessible at the top of the hydrodynamic screw for any maintenance. A power take-over, for example, a sprocket on the casing pipe would either require a further bearing at the lower end of the hydrodynamic screw when the sprocket is freely rotatable, or the sprocket would have to be supported on the underside of the casing tube with corresponding bearing rollers, making them again difficult to access and bad to are waiting. At the output, a translation can be arranged, which translates the rotational movement of the hydrodynamic screw to higher speeds, as they are advantageous for a generator connected thereto. In general, the belt on the casing pipe can attack in a longitudinal region, which is not in the operating state in the water.

[0010] Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass mehrere das Mantelrohr von unten umschlingende Riemen zur Lagerung der Wasserkraftschnecke vorgesehen sind, wobei die Riemen in Längsrichtung der Wasserkraftschnecke in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Bei einem sehr langen Mantelrohr können somit über die Länge des Rohres mehrere derartige Riemen verwendet werden, wodurch das Mantelrohr gegen Biegung geschützt ist und lange, schlanke Bauweisen sinnvoll verwirklichbar sind.Another feature of the invention is that a plurality of the casing tube from the bottom looping around belt for supporting the hydrodynamic screw are provided, wherein the belts are arranged in the longitudinal direction of the hydrodynamic screw at regular intervals. In a very long jacket tube thus several such belt can be used over the length of the tube, whereby the jacket tube is protected against bending and long, slim designs are meaningful feasible.

[0011] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorgesehen, dass am Mantelrohr Einrichtungen zur Führung des/der Riemen, wie beispielsweise nach außen gewölbte oder bombierte Laufflächen, Sicken oder dergleichen, vorgesehen sind. Bevorzugt werden nach außen gewölbte Laufflächen verwendet, da der Riemen im Betrieb das Bestreben hat, auf den höchsten Punkt aufzulaufen.According to a further feature of the invention, it is provided that on the jacket tube means for guiding the / the belt, such as outwardly curved or cambered treads, beads or the like, are provided. Outwardly curved treads are preferably used because the belt tends to run up to the highest point during operation.

[0012] Ferner ist es ein Merkmal der Erfindung, dass das Mantelrohr zusätzlich gegen quer zur Längsrichtung wirkende Kräfte durch seitliche Abstützungen mit Laufrollen gesichert ist, wobei die Laufrollen in einem Abschnitt angeordnet sind, welcher im Betrieb außerhalb der Flüssigkeit liegt. Diese, vor allem im unteren Längsbereich des Mantelrohrs angeordnete, seitliche Abstützungen mit Laufrollen verhindern ein Ausschwenken der Wasserkraftschnecke zur Seite hin.Further, it is a feature of the invention that the jacket tube is additionally secured against transverse forces acting on the longitudinal direction by lateral supports with rollers, wherein the rollers are arranged in a portion which is in operation outside of the liquid. These, especially in the lower longitudinal region of the jacket tube arranged lateral supports with rollers prevent swinging the water screw to the side.

[0013] Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die [0014] Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte erfindungsgemäße Was serkraftschnecke.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a longitudinal section through a schematically represented What serkraftschnecke according to the invention.

[0015] Die in Fig. 1 gezeigte Wasserkraftschnecke 1 weist eine erste Schneckenspirale auf, welche als Arbeitsschnecke 2 dient und mit dem Mantelrohr 4 fest verbunden ist. In ihrer Mitte verläuft eine zweite Schneckenspirale 3 mit entgegensetztem Wickelsinn zur Arbeitsschnecke 2. Diese zweite Schneckenspirale 3 dient als Fischleiter und ist fest mit der Arbeitsschnecke 2 verbunden, sodass sie von dieser mit angetrieben wird. Die Wasserkraftschnecke 1 ist derart gelagert, dass das obere offene Ende der ersten Schneckenspirale unterhalb eines oberen Flüssigkeitszulaufs 12 liegt. Das untere tiefer gelegene Ende der Wasserkraftschnecke 1 ist so angeordnet, dass die zweite Schneckenspirale in den tiefer gelegenen Flüssigkeitsablauf 11 hineinragt und somit Flüssigkeit vom Flüssigkeitsablauf 11 aufnimmt und nach oben transportiert. Die obere Lagerung der Wasserkraftschnecke 1 ist durch ein herkömmliches Achslager 10 realisiert. Die untere Lagerung 13 wird durch einen das Mantelrohr 4 von unten umschlingenden Riemen 5 bewerkstelligt, welcher eine drehbare Welle 6, mit beispielsweise einer entsprechend angeordneten Scheibe, von oben her umschlingt. Die Scheibe ist drehbar gelagert und ist in weiterer Folge als Kraftabtrieb 7 über ein Getriebe 8 mit einem Generator 9 verbunden. Der Riemen 6 befindet sich in einem Abschnitt der Wasserkraftschnecke 1, welcher im Betrieb nicht im Wasser ist. Alle für die Wartung wesentlichen Teile sind oberhalb der Wasserkraftschnecke angeordnet und dadurch leicht zugänglich. Bei einer besonders langen Ausführung einer Wasserkraftschnecke können weitere Riemen 6 entlang des Mantelrohres 4 angeordnet werden.The hydrodynamic screw 1 shown in Fig. 1 has a first helical spiral, which serves as a working screw 2 and is fixedly connected to the jacket tube 4. In the middle of a second spiral screw 3 runs with opposite sense of winding to the working screw 2. This second spiral screw 3 serves as a fish ladder and is firmly connected to the working screw 2, so that it is driven by this. The hydrodynamic screw 1 is mounted in such a way that the upper open end of the first helical spiral lies below an upper fluid inlet 12. The lower lower end of the hydrodynamic screw 1 is arranged so that the second spiral screw protrudes into the lower-lying liquid outlet 11 and thus receives liquid from the liquid outlet 11 and transported upwards. The upper bearing of the hydrodynamic screw 1 is realized by a conventional journal bearing 10. The lower bearing 13 is accomplished by a belt 5 looping around the casing 4 from below, which wraps around a rotatable shaft 6, for example, with a correspondingly arranged disc from above. The disc is rotatably mounted and is subsequently connected as a power take-off 7 via a gear 8 with a generator 9. The belt 6 is located in a section of the hydrodynamic screw 1, which is not in operation in the water. All parts essential for maintenance are arranged above the hydrodynamic screw and thus easily accessible. In a particularly long version of a hydrodynamic screw further belt 6 can be arranged along the jacket tube 4.

Claims

1. hydrodynamic screw (1) with a single or multi-start working worm, which is connected to a working screw (2) surrounding jacket tube (4) for holding the working water, rotatably mounted, wherein the jacket tube (4) has a liquid inlet and a lower lying Has liquid outflow, characterized in that at least the lower bearing (13) of the hydrodynamic screw (1) by a jacket tube (4) from below the belt looping (5), which above the casing tube (4) has a rotatable shaft (6) wraps around at the top, said shaft (6) at the same time as a suspension for the belt (5) and as a power take-off (7).

2. A hydrodynamic screw according to claim 1, characterized in that a plurality of the casing tube (4) from below the belt (5) for supporting the hydrodynamic screw (1) are provided, wherein the belt (5) are preferably arranged in the longitudinal direction of the hydrodynamic screw at regular intervals ,

3. hydrodynamic screw according to claim 1 or 2, characterized in that the jacket tube (4) means for guiding the / the belt (5), such as outwardly curved or cambered treads, beads or the like, are provided.

4. hydrodynamic screw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the jacket tube (4) is additionally secured against transverse forces acting on the longitudinal direction by lateral supports with rollers (14), wherein the rollers (14) are arranged in a section, which is outside the liquid during operation. For this 1 sheet drawings