DE202004016159U1

DE202004016159U1 - Unterwasserturbine

Info

Publication number: DE202004016159U1
Application number: DE202004016159U
Authority: DE
Original assignee: VENNEWALD FRANZ JOSEF; VENNEWALD FRANZ-JOSEF
Current assignee: VENNEWALD FRANZ JOSEF; VENNEWALD FRANZ-JOSEF
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2014-10-15

Abstract

Unterwasserturbine mit einem Gehäuse, in dem ein Strömungskanal ausgebildet ist, mit einer Einlassöffnung zum Einlassen von Wasser in den Strömungskanal und einer Auslassöffnung zum Auslassen von Wasser aus dem Strömungskanal und mit einer Antriebseinrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Strömungserzeuger zum Erzeugen einer Wasserströmung in dem Strömungskanal antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungserzeuger (15) ein Propeller mit wenigstens zwei Flügeln (15.1 bzw. 15.2) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unterwasserturbine mit einem Gehäuse, in dem eine Einlassöffnung zum Einlassen von Wasser in das Gehäuse und eine Auslassöffnung zum Auslassen von Wasser aus dem Gehäuse ausgebildet sind, und mit einer Antriebseinrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Strömungserzeuger zum Erzeugen einer Wasserströmung antreibt.
Eine solche Unterwasserturbine ist z. B. aus DE 102 55 770 und aus zahlreichen weiteren Druckschriften als Stand der Technik bekannt,
Alle bekannten Unterwasserturbinen haben den Nachteil, dass sie ein Laufrad mit einer Mehrzahl von Laufschaufeln und einem Leitschaufelkranz aufweisen. Eine solche Anordnung führt zu einer Verwirbelung des Wassers und verhindert die Erzeugung einer starken laminaren Strömung. Solche Pumpen werden z. B. als Fäkalpumpen eingesetzt, mit der auch Feststoffe transportiert werden müssen.
Für Anwendungen, bei denen aber keine Feststoffe transportiert werden sollen, dafür aber eine starke laminare Strömung wichtig ist, sind solche Unterwasserturbinen nicht einsetzbar.
Anwendungsgebiete, in denen der Einsatz von Unterwasserturbinen des Standes der Technik problematisch ist, sind z. B. Aquarien. Insbesondere in großen Aquarien mit über 10 m³ Fassungsvolumen soll mit einer Unterwasserturbine aber eine starke laminare Strömung erzeugt werden, wobei auf Grund des Dauerbetriebes angestrebt wird, dabei nur wenig Energie zu verbrauchen. Solche Anforderungen werden von Unterwasserturbinen des Standes der Technik nicht erfüllt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Unterwasserturbine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine starke laminare Strömung bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch und hoher Wasserumwälzung erzeugt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Strömungserzeuger ein Propeller mit wenigstens zwei Flügeln ist.
Die Reduzierung der Laufschaufeln und des Leitschaufelkranzes auf nur einen Propeller mit wenigstens zwei Flügeln führt zu einer stark laminaren Strömung ohne die bekannte starke Verwirbelung des Standes der Technik.
Gemäß Anspruch 2 ist es von Vorteil, dass der Strömungserzeuger koaxial zu einer Längsachse des Strömungskanals angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Strömung im Strömungskanal über den Strömungsquerschnitt gleichmäßig erfolgt.
Ein weiterer Vorteil gemäß Anspruch 3 besteht darin, dass die Antriebseinrichtung koaxial zu einer Längsachse des Strömungskanals angeordnet ist. Dadurch kann die Antriebseinrichtung in strömungstechnisch günstiger Weise mit dem Strömungserzeuger verbunden werden, so dass sich im Strömungskanal über den Strömungsquerschnitt eine gleichmäßige Strömung ergibt.
Gemäß Anspruch 4 ist es von Vorteil, dass die Antriebseinrichtung den Strömungserzeuger um eine mit der Längsachse zusammenfallende Drehachse in Drehung versetzen kann.
Ein wichtiger Vorteil gemäß Anspruch 5 besteht darin, dass stromabwärts des Strömungserzeugers in der Auslassöffnung ein Leitelement angeordnet ist. Gemäß Anspruch 6 soll das Leitelement in vorteilhafter Weise als Leitkreuz ausgebildet sein. Die Ausbildung als Leitkreuz, d. h., mit nur wenigen Leitelementen im Vergleich zu einer Vielzahl von Leitschaufeln im Stand der Technik, führt zu einer Beruhigung der Strömung und dadurch zu einer stark laminaren Ausprägung derselben.
Weitere vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 7 bis 10.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung im Längsschnitt einer Unterwasserturbine gemäß vorliegender Erfindung;
2 eine schematische Vorderansicht der Unterwasserturbine aus 1
In 1 ist schematisch von der Seite bzw. im Längsschnitt eine Unterwasserturbine 1 dargestellt. Die Pfeile in 1 geben die Strömungsrichtung einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, an. Die Unterwasserturbine (1) weist ein Gehäuse (3) auf, das stromabwärts eine Einlassöffnung (5) für Wasser umschließt. Das Gehäuse (3) umschließt am stromabwärts liegenden Ende eine Auslassöffnung (7). Das Gehäuse (3) bildet somit zwischen der Einlassöffnung (5) und der Auslassöffnung (7) einen Strömungskanal (9). Der Strömungskanal (9) und das Gehäuse (3) haben eine gemeinsame Längsachse (11) und verjüngen sich von der Einlassöffnung (5) zur Auslassöffnung (7) hin, d. h., der Strömungskanal (9) hat an der Auslassöffnung (7) einen geringeren Strömungsquerschnitt als an der Einlassöffnung (5).
Koaxial zu der Längsachse (11) ist eine Antriebseinrichtung (13) in dem Strömungskanal (9), bzw. in dem Gehäuse (3) angeordnet (2). An der stromaufwärts liegenden Seite des Gehäuses (3) wird der Strömungskanal (9) somit innen von der Antriebseinrichtung (13) und außen von den Innenseiten des Gehäuses (3) begrenzt. Die Antriebseinrichtung (13) endet im verjüngten Bereich des Strömungskanals (9) vor der Auslassöffnung (7). Die Antriebseinrichtung (13) ist an ihrem stromabwärts liegenden Ende mit einem Strömungserzeuger (15) verbunden, der um eine mit der Längsachse (11) zusammenfallenden Drehachse von der Antriebseinrichtung (13) in Drehung versetzt wird, wenn diese Betrieb gesetzt ist.
Der Strömungserzeuger (15) ist ein Propeller mit zwei Flügel (15.1 bzw. 15.2). Die Flügel (15.1 bzw. 15.2) liegen mit einem freien Ende in Abstand zu der Innenwand des Gehäuses (3). Stromabwärts hinter den Flügeln (15.1, 15.2) ist an der Auslassöffnung (7) ein Leitelement (17) angeordnet, das in der vorliegenden Ausführungsform als Leitkreuz ausgebildet ist (siehe auch 2). Das Leitelement (17) weist zwei sich unter rechtem Winkel schneidende Leitelemente (17.1, 17.2) auf, die den Strömungsquerschnitt des Strömungskanals (9) in Viertel-Querschnitte unterteilen.
Die Antriebseinrichtung (13) ist ein mit 3 bis 24 Volt und einer Stromstärke von 12 bis 15 Ampere betriebener Elektromotor. Die Leistungsaufnahme der Unterwasserturbine (1) beträgt zwischen etwa 110 und 160 Watt.
Mit den Leistungsmerkmalen und auf Grund der erfindungsgemäßen Konstruktion erreicht die Unterwasserturbine einen Wasserdurchsatz von 300-600 m³/h. Sie ist damit einsetzbar in Aquarien ab einer Größe von 10 m³ und in Freilandteichen.

Claims

Unterwasserturbine mit einem Gehäuse, in dem ein Strömungskanal ausgebildet ist, mit einer Einlassöffnung zum Einlassen von Wasser in den Strömungskanal und einer Auslassöffnung zum Auslassen von Wasser aus dem Strömungskanal und mit einer Antriebseinrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Strömungserzeuger zum Erzeugen einer Wasserströmung in dem Strömungskanal antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungserzeuger (15) ein Propeller mit wenigstens zwei Flügeln (15.1 bzw. 15.2) ist.
Unterwasserturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungserzeuger (15) koaxial zu einer Längsachse (11) des Strömungskanals (9) angeordnet ist.
Unterwasserturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) koaxial zu einer Längsachse (11) des Strömungskanals (9) angeordnet ist.
Unterwasserturbine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) den Strömungserzeuger (15) um eine mit der Längsachse (11) zusammenfallenden Drehachse in Drehung versetzen kann.
Unterwasserturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Strömungserzeugers (15) in der Auslassöffnung (7) ein Leitelement (17) angeordnet ist.
Unterwasserturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (17) ein Leitkreuz ist.
Unterwasserturbine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wasserdurchsatz von 300-600 m³/h.
Unterwasserturbine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Wasserdurchsatz von 220 m³/h.
Unterwasserturbine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (13) einen Elektromotor aufweist, der mit einer Niederspannung von 3–24 Volt und einem Strom von 12–24 Ampere betrieben wird.
Unterwasserturbine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme 110–160 Watt beträgt.