DE102006006260A1 - Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden - Google Patents
Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006006260A1 DE102006006260A1 DE102006006260A DE102006006260A DE102006006260A1 DE 102006006260 A1 DE102006006260 A1 DE 102006006260A1 DE 102006006260 A DE102006006260 A DE 102006006260A DE 102006006260 A DE102006006260 A DE 102006006260A DE 102006006260 A1 DE102006006260 A1 DE 102006006260A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- axis
- inflow opening
- turbine wheel
- electrical energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/70—Application in combination with
- F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
- F05B2220/7066—Application in combination with an electrical generator via a direct connection, i.e. a gearless transmission
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung bzw. ein mobiles System zur Erzeugung elektrischer Energie, bestehend aus einem Gehäuse (2) mit mindestens einer Einströmöffung (14) und mindestens einer Aufnahme (4) für eine Achse (17), wobei auf der Achse (17) mindestens ein Spulenkörper (20) mit einer elektrisch leitenden Spule vorgesehen ist, einem Turbinenlaufrad (5), das rotationssymmetrisch zur und drehbar um die Achse (17) angeordnet ist, zumindest zwei Magneten (22), die drehfest mit dem Turbinenlaufrad (5) verbunden sind und einem elektrischen Anschluss, an dem die erzeugte elektrische Energie abgenommen werden kann.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, die kompakt aufgebaut und einfach in der Handhabung ist. Durch die einfache Konstruktion, sowie aufgrund des niedrigen Gewichts ist die Vorrichtung für nahezu alle Arten mobiler und stationärer Anwendung geeignet.
- Solche mobilen Vorrichtungen, im Folgenden als Generatorsysteme bezeichnet, werden hauptsächlich dort angewendet, wo „Strom aus der Steckdose" nicht vorhanden ist, entweder weil ein permanenter Versorgungsanschluss zu teuer, nicht realisierbar oder einfach nicht gewünscht ist. Diese Generatorsysteme können auch zur Notstromversorgung oder zur Unterstützung vorhandener Systeme verwendet werden.
- Die Anwendungsgebiete können beispielsweise in die folgenden Bereiche unterteilt werden: Mobiler Betrieb auf Segelbooten, transportabler/quasi stationärer Betrieb beim Camping oder Trekking und/oder stationärer Betrieb auf Hütten oder in Ferienanlagen.
- Es sind mobile und stationäre Generatorsysteme zum Einsatz in strömenden Gewässern bekannt, bei denen ein externer Rotor über eine Welle mit einem Generator verbunden ist. Nachteile hierbei sind, dass der Rotor nicht definiert von einer Seite angeströmt werden kann, was zu einem sehr geringen Wirkungsgrad führt, dass die Anzahl der Funktionsteile hoch ist und dass durch die räumliche Trennung von Rotor und Generator die Abmessungen des Generatorsystems vergrößert werden. Die bekannten Generatorsysteme weisen in der Regel ein Metallgehäuse, eine Metallwelle und/oder einen Metallrotor auf, was zu einem hohen Gewicht führt.
- Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein mobiles Generatorsystem zur Erzeugung elektrischer Energie zu schaffen, das kompakt aufgebaut, einfach realisierbar ist und einen guten Wirkungsgrad aufweist.
- Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Abhängige Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterentwicklungen bzw. bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
- Erfindungsgemäß kann diese Aufgabe durch eine mobile Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie gelöst werden, mit einem Gehäuse mit einer Einströmöffnung und mindestens einer Aufnahme für eine Achse, wobei an der Achse mindestens ein Spulenkörper mit einer elektrisch leitenden Spule vorgesehen ist, einem Turbinenlaufrad, das rotationssymmetrisch zur und drehbar um die Achse angeordnet ist, mit zumindest zwei Permanentmagneten die drehfest mit dem Turbinenlaufrad verbunden sind und/oder einem elektrischen Anschluss, an dem die in der Vorrichtung erzeugte elektrische Energie abgenommen werden kann.
- Das Gehäuse kann eine grundsätzlich zylindrische und/oder kubische Form aufweisen. Ferner kann das Gehäuse rotationssymmetrisch sein.
- Dieser einfache, möglichst auf geometrische Grundformen basierende Aufbau ermöglicht es nahezu alle Fertigungsmöglichkeiten zur Fertigung des Gehäuses zu verwenden.
- Die Außenhülle des Gehäuses kann mehrere Lagen aufweisen, vorzugsweise zwei. Diese Lagen können mindestens einen Hohlraum bilden.
- Durch diese so entstandenen Hohlräume erhält das Gehäuse Auftrieb. Durch diesen Auftrieb ist das Gehäuse schwimmfähig.
- Der Hohlraum kann befüllbar sein. Vorzugsweise hat jeder Hohlraum eine Serviceöffnung, durch die er befällt und entleert werden kann. Weiter vorzugsweise wird der Hohlraum mit Stoffen befüllt, die ein spezifisches Gewicht höher dem spezifischen Gewicht des umströmenden Fluids aufweisen.
- Durch das Befüllen der Hohlräume kann die vertikale Lage des Gehäuses eingestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Gehäuse immer vollständig vom Fluid umgeben ist und dadurch die maximale Menge Fluid durch die Vorrichtung strömt.
- Ferner kann das Gehäuse aus mindestens zwei verbindbaren Teilen bestehen. Diese Teile können verschraubbar, steckbar und/oder verklemmbar ausgebildet sein. Sie können einen Bajonettverschluss, einen Schnellverschluss, ein Schraubgewinde und/oder Einrichtungen für weitere Befestigungsmöglichkeiten -aufweisen. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen den Teilen abdichtbar ausgeführt.
- Dadurch, dass das Gehäuse aus mindestens zwei Teilen besteht, sind der Zusammenbau, die Einstellung und die Wartung besonders einfach und servicefreundlich.
- Der durchströmte Innenraum des Gehäuses kann eine Verengung in radialer Richtung aufweisen. Diese Verengung kann als Laval-Düse oder als ein allgemein konvergent-divergentes Rohr ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Turbinenlaufrad am Ort der maximalen Strömungsgeschwindigkeit angeordnet.
- Durch die Verengung wird in dem Innenraum die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, was zu einer höheren Drehzahl des Turbinenlaufrads führt. Diese erhöhte Drehzahl führt zu einer erhöhten elektrischen Leistungsabgabe.
- Die Einströmöffnung in das Gehäuse kann strömungsoptimiert so ausgebildet sein, dass das Gehäuse dem Fluss des umströmenden Fluids einen geringen Strömungswiderstand entgegenbringt und/oder den Fluss des Fluids vorzugsweise in Richtung des Turbinenlaufrads lenkt.
- Ferner kann das Gehäuse mindestens eine Aufnahme für eine Achse aufweisen. Auch die Aufnahme kann strömungsoptimiert ausgebildet sein.
- Der geringe Strömungswiderstand reduziert Wirbel und die daraus entstehende Verluste an der Einströmöffnung des Gehäuses. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad einerseits und zu einer geringeren Geräuschentwicklung andererseits.
- Die Aufnahme kann mindestens einen Steg aufweisen. Der Steg kann strömungsoptimiert ausgebildet sein. Der Steg kann die Aufnahme an einer vorteilhaften Position fixieren.
- Durch die vorteilhafte Positionierung der Aufnahme können die auf die Aufnahme wirkenden Kräfte gleichmäßig auf das Gehäuse abgeleitet und verteilt werden, was zu einem ruhigen Gleichlauf führt.
- Auf der Achse ist die Statorwicklung vorgesehen. Die Achse kann auch von der Statorwicklung gebildet werden. Die Statorwicklung kann aus mindestens 2n Spulenkörperbestehen, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist. Vorzugsweise können auch mindestens (2n + 1) Spulenkörper vorgesehen sein, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist. Die Spulenkörper können eingegossen sein um so fest mit der Achse verbunden zu sein. Die Statorwicklung ist mit dem elektrischen Anschluss der Vorrichtung verbunden. Ein Stator besteht aus der Achse und der Statorwicklung.
- Dadurch dass die Statorwicklung eingegossen ist, ist sie vor eindringendem Wasser geschützt.
- Um die Statorwicklung zu kühlen kann axial innerhalb der Achse mindestens eine durchgängige Bohrung/Öffnung vorgesehen sein. Das Gehäuse bzw. der Steg kann eine weitere Einströmöffnung aufweisen. Diese Einströmöffnung kann mit der Bohrung/Öffnung der Achse in Verbindung stehen.
- Diese Konstruktion ermöglicht es die Statorwicklung bei hohen Drehzahlen vor eine Überhitzung zu schützen.
- Ferner können an dem Gehäuse externe und/oder variable Einrichtungen zur Regulierung des Auftriebs und/oder zur Lagenstabilisation vorgesehen sind. Die vertikale Lage des Gehäuses kann durch den Auftrieb eingestellt werden, die horizontale Lage des Gehäuses kann durch, an der Außenseite des Gehäuses angeformte Anströmungsleitmittel eingestellt werden. Diese Einrichtungen bzw. Anströmungsleitmittel können strömungsoptimierte Ausformungen sein.
- Durch die Einstellung der Lage in horizontaler und vertikaler Richtung kann der Einströmwinkel vorteilhaft so eingestellt werden, dass die Einströmrichtung mit der Durchflussrichtung der Vorrichtung übereinstimmt.
- Auf der Achse befindet sich mindestens ein Turbinenlaufrad. Das Turbinenlaufrad kann auf die Achse aufschiebbar sein. Vorzugsweise ist das Turbinenlaufrad auswechselbar. Weiter vorzugsweise sind die Lager des Turbinenlaufrades abgedichtet. Sind mehrere Turbinenlaufräder vorhanden, können diese gemäß der Anströmgeschwindigkeit optimiert sein. Diese Mehrzahl von Turbinenlaufrädern kann miteinander gekoppelt sein. Das Turbinenlaufrad kann aus Kunststoff und/oder Metall bestehen.
- Der Einsatz verschiedener Turbinenlaufräder ermöglicht es den Arbeitspunkt optimal an die Strömungsgeschwindigkeit anzupassen.
- Das Turbinenlaufrad besteht aus einer Basis und Turbinenschaufeln. Die Turbinenschaufeln können an der Basis angeformt sein. Der Winkel der Turbinenschaufeln zur Durchströmrichtung kann einstellbar sein. Ferner kann der Anströmwinkel der Turbinenschaufeln einstellbar sein. Der Anströmwinkel des Turbinenlaufrads kann durch Leitschaufeln einstellbar sein.
- Die Einstellung des Winkels der Turbinenschaufeln zur Durchströmrichtung ermöglicht es den Arbeitspunkt optimal an die Strömungsgeschwindigkeit anzupassen.
- An der Innenseite des Rotors ist mindestens ein Magnet angebracht. Bei einer Mehrzahl von Magneten können diese radial gleichmäßig beabstandet sein. Die Anzahl der Magnete kann gleich der Anzahl der Spulenkörper für die Statorwicklung sein. Die Magnete können zur Fixierung an dem Rotor eingegossen sein. Die Magnete bestehen vorzugsweise aus hartmagnetischem Werkstoff. Die Magnete können aber auch aus einer Mischung von magnetischen Material und Kunststoff bestehen.
- Dadurch dass die Magneten eingegossen sind, sind sie vor eindringendem Wasser geschützt.
- Zur Verringerung der Reibung zwischen Turbinenlaufrad und Achse kann zwischen Turbinenlaufrad und Achse mindestens ein Lager vorhanden sein. Die Lager können als mechanische, hydraulische oder magnetische Lager ausgebildet sein.
- Bei einer mechanischen Lagerung werden zwischen dem Rotor und dem Stator entsprechende mechanische Lager, vorzugsweise Roll- und/oder Gleitlager befestigt.
- Bei einer magnetischen Lagerung werden zwischen dem Rotor und dem Stator entsprechende magnetische Lager befestigt. Bei passiven Magnetlagern benutzt man in der Regel die zwischen Dauermagneten auftretenden absto ßenden oder anziehenden Kräfte. Eine entsprechende Anordnung und Auslegung der Magnete sorgt für die Stabilisierung des rotierenden Körpers.
- Bei einer hydraulischen Lagerung weisen der eingegossene Stator und der eingegossene Rotor an ihren Oberflächen entsprechende Strukturen auf, die zu einer Scherung des Funktionsmediums, in diesem Fall Wasser, zwischen dem Stator und dem Rotor führen. Durch diese Scherung entsteht ein Flüssigkeitsfilm zwischen dem Stator und dem Rotor, der die Lagerung bewirkt.
- Um den Eintritt von Fluid in den Spalt zwischen Stator und Rotor zu verhindern kann mindestens eine Dichtung zwischen Achse und Rotor vorhanden sein. Als Dichtungen die Lager können Berührungsdichtungen und/oder berührungsfreie Dichtungen verwendet werden. Diese Dichtungen können die Axialbewegung des Rotors auf der Achse bzw. dem Stator begrenzen.
- Als Berührungsdichtungen kommen alle bekannten Arten wie z.B. statische und/oder dynamische Dichtungen in Betracht. Bei dynamischen Dichtungen kommen vorzugsweise Rotations- und/oder Translationsdichtungen zur Anwendung
- Als berührungsfreie Dichtungen alle bekannten Arten von Dichtungen vorzugsweise Labyrinthdichtungen, Gewindewellendichtungen und/oder Magnetflüssigkeitsdichtungen in Betracht.
- Die Funktion des Generatorsystems kann von der Durchströmungsrichtung unabhängig sein. Das Generatorsystem kann in fließenden und stehenden Gewässern verwendet werden. Wird das Generatorsystem in stehenden Gewässern eingesetzt, muss eine Schleppvorrichtung verwendet werden. Als Schleppvorrichtung kann jedes Wasserfahrzeug, insbesondere Segelboote, benutzt werden. Zum Schutz des Anwenders und des Generatorsystems können an der Einströmöffnung und/oder an der Ausströmöffnung Schutzgitter angebracht werden. Durch diese Gitter kann einerseits verhindert werden, dass ein Anwender in die Turbinenschaufeln fasst und andererseits kann verhindert werden, dass Fremdkörper in den Strömungskanal gelangen und die Turbinenschaufeln beschädigen oder zu einer sonstigen Funktionsstörung führen.
- Die Statorwicklung kann auch im Gehäuse vorgesehen sein. Die Statorwicklung kann aus mindestens 2n Spulenkörperbestehen, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist. Vorzugsweise können auch mindestens (2n + 1) Spulenkörper vorgesehen sein, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 0 ist. Die Spulenkörper können eingegossen sein um so fest mit dem Gehäuse verbunden zu sein. Die Statorwicklung ist mit dem elektrischen Anschluss der Vorrichtung verbunden. Ein Stator besteht aus dem Gehäuse und der Statorwicklung.
- An der Außenseite des Turbinenlaufrades kann mindestens ein Permanentmagnet angebracht sein. Bei einer Mehrzahl von Permanentmagneten können diese radial gleichmäßig beabstandet und/oder gleichmäßig auf die Turbinenlaufräder verteilt sein. Die Anzahl der Permanentmagnete kann gleich der Anzahl der Spulenkörper für die Statorwicklung sein. Die Permanentmagnete können in die Turbinenschaufeln integriert sein.
- Die vorliegende Erfindung beschreibt eine kompakte Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, die einfach in ihrer Konstruktion und ihrem Auf bau ist und ein geringes Leistungsgewicht aufweist. Ferner ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach in Handhabung und Wartung.
- Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung lassen sich anhand der schematischen Zeichnungen und der folgenden Beschreibung entnehmen; es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 einen Schnitt entlang der Durchströmrichtung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, -
3 eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
4 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Einrichtungen zur horizontalen Lageregelung, -
5 ein Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in stehenden Gewässern, -
6 eine Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in fließenden Gewässern. -
1 zeigt die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung1 , bestehend aus einem im Wesentlichen runden und in Längsrichtung im Wesentlichen konischen Gehäuse2 , Stegen3 , einer Aufnahme4 zur Aufnahme einer Achse auf die ein Turbinenlaufrad5 aufgeschoben wird. An dem Turbinenlaufrad5 sind Turbinenschaufeln6 im Wesentlichen radial gleichmäßig beabstandet ange formt. Die Stege3 positionieren im Wesentlichen die Aufnahme4 in der Durchströmrichtung des Gehäuses2 . Die Stege3 sind über Sockelelemente7 an der Innenseite9 des Gehäuses2 und über weitere Sockelelemente13 an der Aufnahme4 angeformt. Die Aufnahme4 weist eine weitere Einströmöffnung8 für einen Kühlkanal auf. Das Gehäuse2 weist an seiner Einströmöffnung14 im radialen Umfang eine Stirnfläche10 auf. Ferner sind an der Außenseite15 des Gehäuses2 über einen Sockel12 Flügel11 angeformt. - Bei weiteren Ausführungsformen können die Flügel
11 und/oder ein oder mehrere Stege3 und/oder die weitere Einströmöffnung8 für den Kühlkanal nicht vorhanden sein. -
2 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung1 entlang der bevorzugten Durchströmrichtung26 . Die Teile die den Teilen in der vorangegangenen Figur entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Fluid fließt von der Einströmöffnung16 entlang der Durchströmrichtung26 zu der Ausströmöffnung31 . Die weitere Einströmöffnung8 für den Kühlkanal fluchtet mit einer axialen Bohrung16 einer Achse17 die den Kühlkanal bildet. Der Kühlkanal wird durch eine weitere Ausströmöffnung18 abgeschlossen. Die weitere Ausströmöffnung18 befindet sich in einer weiteren Aufnahme19 . Die Aufnahme4 und die weitere Aufnahme19 begrenzen die Axialbewegung des Turbinenlaufrades5 . Auf der Achse17 befinden sich Spulenkörper20 , die auf der Achse17 befestigt sind. Die Spulenkörper20 sind elektrisch miteinander verbunden. Weiter ist mit den Spulenkörpern20 eine elektrisch leitende Leitung21 verbunden, über die die erzeugte elektrische Energie durch einen Steg3 an eine Regelelektronik (nicht gezeigt) geleitet wird. Über die Regelelektronik können ein oder mehrere Verbraucher versorgt werden. - Die Achse
17 ist drehfest mit der Aufnahme4 verbunden. Um die auf der Achse17 befestigten Spulenkörper20 befindet sich das Turbinenlaufrad5 . Das Turbinenlaufrad5 ist durch Lager (nicht gezeigt) drehbar auf der Achse17 gelagert. An der Innenseite des Turbinenlaufrads5 sind Magnete22 angebracht. Zwischen den Spulenkörpern20 und den Magneten22 befindet sich ein Luftspalt23 . Zwischen der Aufnahme4 , den Spulenkörpern20 und den Magneten22 befindet sich ein weiterer Hohlraum28 . Zwischen der weiteren Aufnahme19 , den Spulenkörpern20 und den Magneten22 befindet sich ein weiterer Hohlraum29 . Die Spulenkörper20 werden durch Isolierungen30 voneinander elektrisch isoliert. - Die Aufnahme
4 , die Achse17 , das Turbinenlaufrad5 und die weitere Aufnahme19 werden von dem Steg3 in dem Gehäuse2 zentral fixiert. Das Gehäuse2 besitzt Hohlräume24 , sowie eine Aussparung. Die Hohlräume24 dienen zum Auftrieb der Vorrichtung1 in einem Fluid. In der Aussparung befindet sich ein auswechselbarer Trimmer25 , der zusammen mit den Hohlräumen24 die Lage der Vorrichtung1 grob bestimmt. - Ein Teil des Fluids strömt von der Einströmöffnung
14 durch den Innenraum des Gehäuses2 und wird an einer Verengung36 beschleunigt. Der andere Teil des Fluids strömt durch die Einströmöffnung8 , die Bohrung16 und durch die Ausströmöffnung18 der weiteren Aufnahme19 . Dabei kühlt das Fluid die Achse17 sowie die Spulenkörper20 . -
3 zeigt eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung1 . Die Teile die den Teilen in den vorangegangenen Figuren entsprechen, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Um eine einfache Mon tage der Vorrichtung zu erreichen, besteht das Gehäuse2 aus einem ersten Gehäuseteil32 und einem zweiten Gehäuseteil33 die miteinander lösbar zu verbinden sind. Um die Stabilität der Vorrichtung1 zu erhöhen befinden sich in der Ausströmöffnung31 Stege34 . -
4a zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den seitlich angeformten Flügel11 . Die Flügel sind horizontal, in einer Ebene, etwa auf Höhe der weiteren Einströmöffnung8 angebracht. Durch die Flügel11 kann die Lage der Vorrichtung zur Durchströmrichtung eingestellt werden kann. -
4b zeigt verschiedene Einstellungen11a ,1b der Flügel11 , die entlang einer Verstellrichtung35 eingestellt werden können. Die Einstellungen können an die Strömungsgeschwindigkeit angepasst werden. -
5 zeigt eine bevorzugte Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Segelboot50 zieht die Vorrichtung1 an einer Leine51 nach. Durch den Vortrieb des Segelboots50 wird die Vorrichtung1 von Wasser53 durchströmt und das Turbinenrad5 in Rotation versetzt. Die Leine51 ist so konstruiert, dass sie einerseits den auftretenden Zugkräften standhält und andererseits die in der Vorrichtung1 erzeugte elektrische Energie an die Regeleinheit12 auf dem Segelboot50 überträgt. Bezugszeichen52 gibt die Fahrtrichtung des Segelbootes an. -
6 zeigt eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung1 . In einem fließenden Gewässer60 das in Richtung61 fließt wird eine Halterung62 angebracht. Die Halterung62 hat ein Positionskennzeichen63 in Form eines Wimpels. An der Halterung62 ist die Vorrichtung1 an einer Befestigungsvorrichtung62 mittels der Leine51 befestig. Durch die Strömung des Fluids wird die Vorrichtung1 von Wasser53 durchströmt und das Turbinenrad5 in Rotation versetzt. Die in der Vorrichtung1 erzeugte elektrische Energie wird dann über die Leine51 der Regeleinrichtung12 an Land zugeführt. - Die einzelnen Teile der Erfindung sind selbstverständlich nicht beschränkt auf die beschriebenen Kombinationen und können auch in anderen Kombinationen bzw. unabhängig voneinander eingesetzt werden. Die einzelnen Erfindungsgedanken können erfindungsgemäß auch selbständig oder in Verbindung mit anderen Gegenständen zur Anwendung kommen.
Claims (16)
- Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie mit – einem Gehäuse (
2 ) mit mindestens einer Einströmöffnung (14 ) und mindestens einer Aufnahme (4 ) für eine Achse (17 ), wobei an der Achse (17 ) mindestens ein Spulenkörper (20 ) mit einer elektrisch leitenden Spule vorgesehen ist, – einem Turbinenlaufrad (5 ), das rotationssymmetrisch zur und drehbar um die Achse (17 ) angeordnet ist, – zumindest zwei Magneten (22 ) die drehfest mit dem Turbinenlaufrad (5 ) verbunden sind, und – einem elektrischen Anschluss, an dem die in der Vorrichtung (1 ) erzeugte elektrische Energie abgenommen werden kann. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der durchströmte Innenraum des Gehäuses (
2 ) eine Verengung (36 ) zur Beschleunigung der Strömung aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (
14 ) und/oder die Aufnahme (4 ) für die Achse (17 ) aus Kunststoff bestehen und strömungsoptimiert ausgebildet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (
2 ) mindestens ein Hohlraum (24 ) vorgesehen ist, der zur Änderung des Auftriebs befüllbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (
2 ) eine weitere Einströmöffnung (8 ) zur Kühlung vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (
2 ) externe Einrichtungen (11 ) zur Regulierung des Auftriebs und/oder zur Lagenstabilisation vorgesehen sind, wobei diese Einrichtungen (11 ) strömungsoptimierte Ausformungen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenlaufrad (
5 ) auswechselbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung der Spulenkörper (
20 ) radial innerhalb der Achse (17 ) mindestens eine durchgängige Bohrung (16 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (
17 ) mindestens 2n Spulenkörper (20 ), wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an der Achse (
17 ) mindestens (2n + 1) Spulenkörper (20 ), wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in dem Turbinenlaufrad (
5 ) mindestens 2n Magnete (22 ), wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an in dem Turbinenlaufrad (
5 ) mindestens (2n + 1) Magnete (22 ), wobei n eine ganze Zahl größer 0 ist, vorgesehen sind. - Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper (
20 ) in Kunststoff eingegossen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenlaufrad (
5 ) mechanisch, hydraulisch und/oder magnetisch gelagert wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (
14 ) des Turbinenlaufrades (5 ) mit Rotationsdichtungen und/oder berührungsfreien Dichtungen abgedichtet werden. - System zur Erzeugung von elektrische Energie mit – einer mobile Vorrichtung (
1 ) zur Energieerzeugung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, – einer Regelung (12 ) um die Ausgangsleistung auf den Verbrauch anzupassen, – einer Befestigungsvorrichtung und – einer Ausrichtungsautomatik.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006006260A DE102006006260A1 (de) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006006260A DE102006006260A1 (de) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006006260A1 true DE102006006260A1 (de) | 2007-08-23 |
Family
ID=38288620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006006260A Ceased DE102006006260A1 (de) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006006260A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2925621A1 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-06-26 | Dcns Sa | Dispositif electrohydraulique de generation d'electricite et utilisation |
GB2456811A (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | Pilot Drilling Control Ltd | Turbine cowling |
ITRC20090002A1 (it) * | 2009-02-10 | 2010-08-11 | Antonino Cutrupi | Turbina cinetica auto stabilizzante, supportata da telaio orizzontale incernierato, con due differenti settori idrodinamici concentrici, destinata per impianti di conversione dell'energia dalle correnti d'acqua di marea e/o fluviali |
WO2010079368A3 (en) * | 2009-01-09 | 2011-04-07 | Panteleon Zafiriou | The hydroelectric system seawater |
DE102010025070A1 (de) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Smart Utilities Solutions Gmbh | Wasserkraftvorrichtung für den Einsatz in strömendem Wasser |
DE102013223618A1 (de) * | 2013-11-20 | 2015-01-08 | Voith Patent Gmbh | Rohrturbinen-Generatoreinheit |
DE102017100485A1 (de) * | 2017-01-11 | 2018-07-12 | Ocean Power GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Eckard Scholz, 29351 Eldingen) | Generator zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Wasserfahrzeug |
EP4116571A1 (de) * | 2021-07-09 | 2023-01-11 | Ingenieurbüro Immig GmbH | Energieumwandlungsvorrichtung und energieumwandlungsanordnung |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH231949A (de) * | 1942-08-07 | 1944-04-30 | Porsche Kg | Luftgekühlter Maschinensatz. |
US4219303A (en) * | 1977-10-27 | 1980-08-26 | Mouton William J Jr | Submarine turbine power plant |
DE2933907A1 (de) * | 1979-08-22 | 1981-03-12 | Hans-Dieter 6100 Darmstadt Kelm | Anlage zum gewinnen von elektrischer energie aus stroemenden gewaessern und turbinenaggregat fuer eine solche anlage |
DE3102333C2 (de) * | 1981-01-24 | 1985-05-30 | Wilhelm Gebhardt Gmbh, 7112 Waldenburg | Außenläufermotor |
US4868408A (en) * | 1988-09-12 | 1989-09-19 | Frank Hesh | Portable water-powered electric generator |
DE8914379U1 (de) * | 1988-12-06 | 1990-04-19 | Lainé, Michel, Bievres | Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie unter Verwendung eines Teils oder der gesamten hydraulischen Energie, die in den Wasserleitungsnetzen zur Verfügung steht |
US6168373B1 (en) * | 1999-04-07 | 2001-01-02 | Philippe Vauthier | Dual hydroturbine unit |
DE10134509A1 (de) * | 2000-07-05 | 2002-05-29 | Norman Perner | Unterwasserkraftwerk |
DE19948198B4 (de) * | 1999-10-06 | 2005-06-30 | Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. | Transportables Meeresstrom-Kraftwerk |
-
2006
- 2006-02-10 DE DE102006006260A patent/DE102006006260A1/de not_active Ceased
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH231949A (de) * | 1942-08-07 | 1944-04-30 | Porsche Kg | Luftgekühlter Maschinensatz. |
US4219303A (en) * | 1977-10-27 | 1980-08-26 | Mouton William J Jr | Submarine turbine power plant |
DE2933907A1 (de) * | 1979-08-22 | 1981-03-12 | Hans-Dieter 6100 Darmstadt Kelm | Anlage zum gewinnen von elektrischer energie aus stroemenden gewaessern und turbinenaggregat fuer eine solche anlage |
DE3102333C2 (de) * | 1981-01-24 | 1985-05-30 | Wilhelm Gebhardt Gmbh, 7112 Waldenburg | Außenläufermotor |
US4868408A (en) * | 1988-09-12 | 1989-09-19 | Frank Hesh | Portable water-powered electric generator |
DE8914379U1 (de) * | 1988-12-06 | 1990-04-19 | Lainé, Michel, Bievres | Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie unter Verwendung eines Teils oder der gesamten hydraulischen Energie, die in den Wasserleitungsnetzen zur Verfügung steht |
US6168373B1 (en) * | 1999-04-07 | 2001-01-02 | Philippe Vauthier | Dual hydroturbine unit |
DE19948198B4 (de) * | 1999-10-06 | 2005-06-30 | Wobben, Aloys, Dipl.-Ing. | Transportables Meeresstrom-Kraftwerk |
DE10134509A1 (de) * | 2000-07-05 | 2002-05-29 | Norman Perner | Unterwasserkraftwerk |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2925621A1 (fr) * | 2007-12-21 | 2009-06-26 | Dcns Sa | Dispositif electrohydraulique de generation d'electricite et utilisation |
GB2456811A (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | Pilot Drilling Control Ltd | Turbine cowling |
GB2456786A (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | Pilot Drilling Control Ltd | Turbine cowling |
WO2009093052A1 (en) * | 2008-01-23 | 2009-07-30 | George Swietlik | A turbine having a modified cowling |
WO2010079368A3 (en) * | 2009-01-09 | 2011-04-07 | Panteleon Zafiriou | The hydroelectric system seawater |
ITRC20090002A1 (it) * | 2009-02-10 | 2010-08-11 | Antonino Cutrupi | Turbina cinetica auto stabilizzante, supportata da telaio orizzontale incernierato, con due differenti settori idrodinamici concentrici, destinata per impianti di conversione dell'energia dalle correnti d'acqua di marea e/o fluviali |
WO2010092611A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | Antonino Cutrupi | Self-stabilizing kinetic turbine |
DE102010025070A1 (de) * | 2010-06-25 | 2011-12-29 | Smart Utilities Solutions Gmbh | Wasserkraftvorrichtung für den Einsatz in strömendem Wasser |
DE102013223618A1 (de) * | 2013-11-20 | 2015-01-08 | Voith Patent Gmbh | Rohrturbinen-Generatoreinheit |
DE102017100485A1 (de) * | 2017-01-11 | 2018-07-12 | Ocean Power GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Eckard Scholz, 29351 Eldingen) | Generator zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Wasserfahrzeug |
DE102017100485B4 (de) * | 2017-01-11 | 2021-06-10 | Ocean Power GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Eckard Scholz, 29351 Eldingen) | Generator zur Erzeugung elektrischer Energie für ein Wasserfahrzeug |
EP4116571A1 (de) * | 2021-07-09 | 2023-01-11 | Ingenieurbüro Immig GmbH | Energieumwandlungsvorrichtung und energieumwandlungsanordnung |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006006260A1 (de) | Mobile Vorrichtung zur Erzeugung elekrischer Energie in Fluiden | |
DE60012034T2 (de) | Hydroelektrische stromversorgungsanlage für eine wasseraufbereitungsanlage | |
EP1966486B1 (de) | Vorrichtung und anlage zur erzeugung von regenerativer und erneuerbarer energie aus wind | |
DE102015000259B4 (de) | Schwimm- und Tauchhilfe | |
DE112004000729B4 (de) | Künstliche Herzpumpe | |
DE8914379U1 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie unter Verwendung eines Teils oder der gesamten hydraulischen Energie, die in den Wasserleitungsnetzen zur Verfügung steht | |
EP2230750A2 (de) | Windkraftstromgenerator | |
EP0013907A1 (de) | Wasserturbine | |
EP2279113A2 (de) | Strömungsmaschine mit zumindest zwei rotoren | |
EP0115045A1 (de) | Unterwasserschraubenpropeller, dessen Mantelring den Rotor eines elektrischen Antriebsmotors aufnimmt | |
DE3029523A1 (de) | Generator zur erzeugung elektrischer energie | |
EP3123024B1 (de) | Wasserkraftwerk mit freistehender drehachse | |
DE102010039394A1 (de) | Verstellpropeller oder -repeller | |
DE4112730C2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom durch Wasserkraft | |
EP3809565B1 (de) | Antrieb für ein boot mit elektromotor | |
DE3330899C2 (de) | ||
DE1623801A1 (de) | Magnetische Triebkupplung fuer Messgeraete,wie Stroemungsmesser u.dgl. | |
DE102010022935A1 (de) | Konkave Strömungsturbine | |
DE102004023475A1 (de) | Synchronmaschine mit Statorkühleinrichtung | |
DE102009005959A1 (de) | Schaltschrankanordnung | |
EP3707370B1 (de) | Strömungsmaschine zum bereitstellen von elektrischer energie | |
DE102014119257B4 (de) | Durch ein Fluid angetriebene Stromerzeugungsvorrichtung | |
DE20121672U1 (de) | Schiffsantrieb | |
DE102016000831A1 (de) | Dichtungssystem für Strömungsmaschinen, deren Flügel verstellbar sind und von einem angetriebenen Ring nach innen weisen | |
WO2016113262A1 (de) | Unterwasser-antriebs-einheit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8131 | Rejection |