DE202009009968U1 - Hydropower plant - Google Patents

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Abstract

Wasserkraftanlage zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit wenigstens einem Schneckenkörper (3) und einem von dem Schneckenkörper (3) angetriebenen Generator (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) getriebelos ausgebildet ist und unmittelbar von dem Schneckenkörper (3) beaufschlagt wird.Hydroelectric power plant for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing body of water, comprising at least one screw body (3) and one driven by the screw body (3) generator (4), characterized in that the generator (4) is gearless and directly from the Slug body (3) is acted upon.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit wenigstens einem Schneckenkörper und einem von dem Schneckenkörper angetriebenen Generator.The The invention relates to a hydropower plant for generating electrical Energy through conversion of flow energy of a flowing Body of water, with at least one snail body and a generator driven by the worm body.

Derartige Wasserkraftanlagen sind bekannt und werden beispielsweise im Zusammenhang mit einer Staustufe in der DE 41 39 134 A1 beschreiben. Andere so genannte Wasserkraftschnecken können aber auch direkt mit Hilfe von beispielsweise Schwimmkörpern in das strömende Gewässer verbracht werden, wie dies beispielhaft und nicht einschränkend die EP 2 003 332 A1 beschreibt.Such hydroelectric plants are known and are used for example in connection with a barrage in the DE 41 39 134 A1 describe. Other so-called hydrodynamic screws can also be spent directly with the help of, for example, floats in the flowing waters, as example and not limiting the EP 2 003 332 A1 describes.

Sämtliche bekannten Wasserkraftanlagen des eingangs beschriebenen Aufbaus greifen durchgängig auf mehrstufige Getriebe zurück, um die niedrige Drehzahl des Schneckenkörpers in eine für den Generator geeignete höhere Drehzahl umzuwandeln. Das heißt, bei dem mehrstufigen Getriebe handelt es sich um Übersetzungsgetriebe.All known hydropower plants of the structure described above consistently use multistage transmissions, to the low speed of the worm body in a for to convert the generator suitable higher speed. The means, the multi-stage transmission is gearbox.

Solche Übersetzungsgetriebe bzw. allgemein mehrstufigen Getriebe sind in diesem Zusammenhang aus mehreren Gründen nachteilig. So erfordert ein solches Getriebe eine turnusgemäße Wartung und Überprüfung, beispielsweise im Hinblick auf das Getriebeöl. Hinzu kommt, dass solche Getriebe einen nicht unerheblichen Einbauraum erfordern und das Gewicht der gesamten Wasserkraftanlage negativ beeinflussen. Das ist insbesondere vor dem Hintergrund als nachteilig anzusehen, als derartige Wasserkraftanlagen oftmals in beengten Bereichen an Staustufen eingebaut werden respektive eine Ausrüstung mit Schwimmkörpern erfahren, um ihre unmittelbare Anbringung in dem strömenden Gewässer zu gewährleisten. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.Such transmission gear or generally multi-stage transmission are in this context disadvantageous for several reasons. So requires one Gear a regular maintenance and inspection, for example, with regard to the transmission oil. Come in addition, that such transmissions require a considerable installation space and negatively impact the weight of the entire hydropower plant. This is particularly disadvantageous in the light of the background, as such hydropower plants often in cramped areas at barrages be installed respectively a equipment with floats experienced, to their immediate attachment in the pouring Ensure waters. Here is the invention overall remedy.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Wasserkraftanlage so weiter zu entwickeln, dass das Gewicht und die Komplexität verringert sind.Of the Invention is the technical problem underlying such Hydropower plant so on to develop that weight and the complexity is reduced.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Wasserkraftanlage erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass der Generator getriebelos ausgebildet ist und unmittelbar von dem Schneckenkörper beaufschlagt wird oder allenfalls über ein lediglich einstufiges Getriebe mit dem Schneckenkörper gekoppelt ist. Im Falle der getriebelosen Auslegung des Generators wird der Generator folglich unmittelbar von dem Schneckenkörper beaufschlagt.to Solution of this technical problem is a generic Hydroelectric power plant according to the invention characterized that the generator is gearless and formed directly from the worm body is acted upon or possibly over a single-stage gearbox with the screw body is coupled. In the case of the gearless design of the generator Consequently, the generator is directly from the screw body applied.

Einstufiges Getriebe meint im Rahmen der Erfindung ein solches, welches lediglich mit zwei unmittelbar oder mittelbar im Eingriff stehenden Getrieberädern ausgerüstet ist. Hierbei kann es sich um zwei miteinander kämmende Zahnräder handeln. Es ist auch denkbar, dass zwei über einen Treibriemen gekoppelte Riemenscheiben zum Einsatz kommen. Auch durch eine Kette miteinander verbundene Kettenräder sind denkbar. Jedenfalls lassen sich mit einem solchen einstufigen Getriebe allenfalls geringfügige Übersetzungen dergestalt realisieren, dass die (langsamen) Rotationen des Schneckenkörpers in (schnellere) Drehungen des Generators umgewandelt werden. Dabei kann auf aufwendige Getriebegehäuse, eine Führung in Öl wie bei mehrstufigen Getrieben etc. ausdrücklich verzichtet werden.Single-stage Gear means in the context of the invention, such, which only with two directly or indirectly meshed gears equipped. These can be two together intermeshing gears act. It is also conceivable that two pulleys coupled via a drive belt be used. Also connected by a chain Sprockets are conceivable. Anyway, let's go with one Such single-stage transmission possibly minor translations realize that the (slow) rotations of the worm body be converted into (faster) rotations of the generator. there can be on elaborate gearbox, a guide in oil as in multi-stage transmissions etc. expressly be waived.

Um dies im Detail zu realisieren, kommt als Generator üblicherweise ein Synchrongenerator mit Rotor und Stator zum Einsatz. Tatsächlich handelt es sich vorteilhaft um einen so genannten Torque-Generator, welcher hohe Dreh momente bei relativ kleinen Drehzahlen verarbeitet. Solche Generatoren zeichnen sich durch einen Rotor mit einer Vielzahl an Magneten aus, welche eine elektrische Spannung in den Rotor umschließende Spulen des Stators induzieren. Dabei ist der Rotor regelmäßig mit Permanentmagneten ausgerüstet. Auf diese Weise kann der Generator mit einer durch die vorerwähnten Permanentmagnete erzeugten Selbsterregung arbeiten, so dass Verluste entfallen, die beispielsweise durch eine Fremderregung zwangsläufig auftreten.Around To realize this in detail usually comes as a generator a synchronous generator with rotor and stator is used. Indeed is it advantageous to a so-called torque generator, which processes high torques at relatively low speeds. Such generators are characterized by a rotor with a large number on magnets, which encloses an electrical voltage in the rotor Inducing coils of the stator. The rotor is regular equipped with permanent magnets. This way you can the generator with a through the aforementioned permanent magnets generated self-excitation work, so that losses are eliminated For example, by a foreign impulse inevitably occur.

In der Regel kommt ein Generator zum Einsatz, der mit einer Hohlwelle ausgerüstet ist. Aufgrund dieser speziellen Bauform mit Hohlwelle mag der Generator direkt auf einer Rotorwelle des Schneckenkörpers angeordnet sein bzw. die vorerwähnte Rotorwelle des Schneckenkörpers ringförmig umschließen. In diesem Fall sind die Magneten des Rotors radial auf der Rotorwelle des Schneckenkörpers angeordnet bzw. radial in die fragliche Rotorwelle des Schneckenkörpers eingelassen. Die Magneten erzeugen die gewünschte elektrische Spannung in den die Rotorwelle meistens ringförmig umschließenden Spulen des Stators. Das erfolgt wie allgemein bekannt durch elektromagnetische Induktion. Unter dem Strich arbeitet der Generator also ähnlich wie ein elektrischer Linearmotor, der in Kreisform gebracht wurde. Verschleißteile wie Kollektoren, Bürsten etc. entfallen.In The rule is a generator used with a hollow shaft equipped. Due to this special design with Hollow shaft like the generator directly on a rotor shaft of the worm body be arranged or the aforementioned rotor shaft of the screw body enclose annular. In this case, the Magnets of the rotor arranged radially on the rotor shaft of the worm body or radially in the questionable rotor shaft of the screw body admitted. The magnets generate the desired electrical Voltage in the rotor shaft usually enclosing annular coils of the stator. This is done as generally known by electromagnetic Induction. The bottom line is that the generator works similarly like a linear electric motor that has been circularized. Wear parts such as collectors, brushes etc. omitted.

Es hat sich bewährt, wenn dem Generator ein Umrichter zugeordnet ist. Dabei mag es sich um einen Wechselrichter handeln, weil der Generator regelmäßig als Wechselstromgenerator ausgebildet ist.It has proven itself when the generator is assigned a converter is. This may be an inverter, because of the Generator regularly as an alternator is trained.

Mit Hilfe des vorerwähnten Umrichters bzw. Wechselrichters können Frequenzschwankungen der erzeugten elektrischen Energie an Anforderungen eines elektrischen Netzes für die Energieeinspeisung angepasst werden. Solche Frequenzschwankungen lassen sich in der Regel auf Drehzahlschwankungen des Schneckenkörpers zurückführen, die beispielsweise aus einer unterschiedlichen Fließgeschwindigkeit des strömenden Gewässers oder auch einem wechselnden Wasseranfall an einer Staustufe resultieren.With the aid of the aforementioned inverter or inverter frequency fluctuations of the generated electrical energy to requirements of an electrical network for Energieeinspei be adjusted. Such frequency fluctuations can usually be attributed to speed fluctuations of the screw body, resulting, for example, from a different flow rate of the flowing body of water or an alternating water attack at a barrage.

Jedenfalls ist die Auslegung meistens so getroffen, dass der Umrichter bzw. Wechselrichter von dem Netz für die Einspeisung der erzeugten elektrischen Energie getaktet wird. Dadurch kann die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters mit der gewünschten Netzfrequenz auf Übereinstimmung gebracht werden. Der Ausgang des Wechselrichters mag an einem nachgeordneten Transformator anliegen. Mit Hilfe des Transformators lässt sich die vom Wechselrichter zur Verfügung gestellte Ausgangsspannung auf jeden gewünschten Wert eingangsseitig des Netzes für die Eingangsspannung transformieren.In any case the design is usually made so that the inverter or Inverter from the grid for feeding the generated electrical energy is clocked. This can change the output frequency of the inverter with the desired line frequency to match to be brought. The output of the inverter may be at a downstream level Apply transformer. With the help of the transformer leaves the output voltage provided by the inverter to any desired value on the input side of the network for transform the input voltage.

Durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Generators mit einer Hohlwelle besteht die Möglichkeit, zumindest einen oberen Lagerpunkt des Schneckenkörpers im oder am Generator vorzusehen. Tatsächlich kann dieser obere Lagerpunkt des Schneckenkörpers gleichsam in den Generator integriert werden. Dadurch lässt sich die Baulänge der gesamten Wasserkraftanlage signifikant verkürzen. Auch ist eine insgesamt kompakte Baugröße gegeben und wird durch den Verzicht auf eine separate Lagerung des Gewicht der Wasserkraftanlage minimiert.By the formation of the generator according to the invention with a hollow shaft is possible, at least an upper bearing point of the worm body in or on Provide generator. In fact, this upper bearing point of the worm body as it were integrated into the generator become. This allows the overall length of the entire Shorten the hydropower plant significantly. Also is one given overall compact size and is characterized by the waiver of a separate storage of the weight of the hydropower plant minimized.

Als weitere Besonderheit schlägt die Erfindung vor, dass der Generator zusammen mit dem optionalen lediglich einstufigen Getriebe von einer gemeinsamen Flanschplatte getragen wird. Die fragliche Flanschplatte kann zugleich den oberen Lagerpunkt definieren. Das gilt besonders für den Fall, dass der Lagerpunkt – wie beschrieben – im Innern des Generators vorgesehen wird.When Another special feature of the invention proposes that the Generator together with the optional single-stage gearbox is supported by a common flange plate. The questionable Flange plate can also define the upper bearing point. The especially in the case that the bearing point - like described - is provided inside the generator.

Im Ergebnis wird eine Wasserkraftanlage zur Verfügung gestellt, die zunächst einmal durch einen kompakten Aufbau überzeugt. Tatsächlich kann die erforderliche Baulänge gegenüber bisherigen Ausführungsformen deutlich reduziert werden. Das lässt sich im Kern darauf zurückführen, dass der Generator getriebelos ausgebildet ist oder über ein lediglich einstufiges Getriebe mit der Rotorwelle eine mechanische Verbindung eingeht. So oder so kann die Baulänge reduziert werden. Dies gilt erst recht für den Fall, dass der Generator die fragliche Rotorwelle des Schneckenkörpers umschließt.in the Result, a hydropower plant will be provided, The first convinced by a compact design. Actually, the required length compared to previous embodiments are significantly reduced. This can essentially be attributed to that the generator is gearless or over a single-stage transmission with the rotor shaft mechanical Connection is received. Either way, the overall length can be reduced become. This is even more true in the event that the generator encloses the rotor shaft of the screw body in question.

Dadurch besteht die weitere Möglichkeit, den Generator an einer Flanschplatte festzulegen bzw. sogar in diese Flanschplatte zu integrieren. Das empfiehlt sich besonders für den Fall, dass der obere Lagerpunkt im Innern des Generators vorgesehen wird. Auf diese Weise lässt sich auch das Gewicht einer entsprechend ausgelegten Wasserkraftanlage deutlich reduzieren. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Wasserkraftanlage zusammen mit dem erfindungsgemäßen Generator bzw. Synchrongenerator zu einer vormontierbaren Baueinheit zusammenzufassen. Hierzu mag auch der Flansch bzw. die Flanschplatte gehören.Thereby there is the further possibility of the generator at one Set flange plate or even integrate into this flange plate. This is particularly recommended in the event that the upper Storage point is provided inside the generator. In this way Also, the weight of a suitably designed Reduce hydropower plant significantly. This makes it possible the hydroelectric power plant together with the invention Generator or synchronous generator to a preassembled unit summarize. This may also include the flange or the flange plate.

Durch das relativ geringe Gewicht der erfindungsgemäßen Wasserkraftanlage ist der Einbau beispielsweise an oder in einer Staustufe besonders einfach. Hinzu kommt, dass bei einer schwimmenden oder schwebenden Anbringung der betreffenden Wasserkraftanlage in dem strömenden Gewässer relativ geringe Auftriebskräfte von zugehörigen Schwimmkörpern aufgebracht werden müssen. Das reduziert den anlagentechnischen Aufwand und auch die Kosten an dieser Stelle deutlich. – Zwar sind vergleichbare Synchrongeneratoren in Verbindung mit Turbinen grundsätzlich bereits bekannt und werden beispielsweise von den Firmen Fella Maschinenbau GmbH und Oswald Elektromotoren GmbH unter der Kennzeichnung ”Dive-Turbine” vermarktet. Bei Schneckenkörpern hat man betreffende Generatoren bisher allerdings nicht eingesetzt.By the relatively low weight of the invention Hydroelectric power plant is the installation, for example, on or in one Barrage particularly easy. On top of that, in a floating or floating installation of the hydropower plant in question flowing waters relatively low buoyancy forces be applied by associated floats have to. This reduces the plant engineering effort and also the costs at this point clearly. - While are comparable synchronous generators in connection with turbines in principle already known and are, for example, by the company Fella Maschinenbau GmbH and Oswald Elektromotoren GmbH marketed under the name "Dive-Turbine". With worm bodies one has relevant generators so far but not used.

Das lässt sich im Kern darauf zurückführen, dass man es bis jetzt nicht für möglich gehalten hat, die im Vergleich zur Turbine noch langsamer laufenden Wasserschnecken mit derartigen Generatoren überhaupt ausrüsten zu können. Hinzu kommt, dass Turbinen in der Regel über verstellbare Schaufelräder verfügen, um ihre Drehzahl größtenteils konstant halten zu können. Eine solche Möglichkeit besteht bei einem Schneckenkörper mit seinen wendelförmig verlaufenden Schneckenflügeln augenscheinlich nicht.The can essentially be attributed to the fact that It has not been thought possible until now, the compared to the turbine even slower running water snails Equip with such generators at all to be able to. On top of that, turbines usually over Adjustable paddle wheels feature their speed to keep mostly constant. Such a possibility exists with a screw body with its helical worm wings apparently not.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:in the The invention will be described below with reference to a purely exemplary embodiment descriptive drawing explained in more detail; show it:

1 Die erfindungsgemäße Wasserkraftanlage in einer schematischen Übersicht und 1 The hydropower plant according to the invention in a schematic overview and

2 den eingesetzten Generator in einer perspektivischen Ansicht. 2 the generator used in a perspective view.

In der 1 ist eine Wasserkraftanlage dargestellt, die im Bereich einer Staustufe mit Oberwasserspiegel 1 und Unterwasserspiegel 2 zum Einsatz kommt, allerdings genauso gut schwimmend oder schwebend respektive am Grund verankert direkt in ein strömendes Gewässer eingesetzt werden kann. In jedem Fall wird die Wasserkraftanlage verwendet, um mit Hilfe eines Schneckenkörpers 3 und einem von dem Schneckenkörper 3 angetriebenen Generator 4 ausgangsseitig elektrische Energie zu erzeugen.In the 1 is a hydroelectric power plant shown in the area of a barrage with a water table 1 and underwater mirror 2 is used, but just as well floating or floating or anchored to the ground can be used directly into a streaming water. In any case, the hydropower plant is used to with the help of a screw body 3 and one of the screw body 3 driven genera gate 4 on the output side to generate electrical energy.

Zu diesem Zweck fließt im Rahmen des Ausführungsbeispiels nach 1 das Wasser des Oberwasserspiegels 1 in einen den Schneckenkörper 3 ganz oder teilweise umschließenden Trog 5 unter Füllen der einzelnen Schneckengänge.For this purpose flows within the scope of the embodiment 1 the water of the upper water level 1 in a the snail body 3 completely or partially enclosing trough 5 filling the individual flights.

Infolge der angreifenden Schwerkraft fließt das Wasser zum Unterwasserspiegel 2 hin und versetzt dabei den Schneckenkörper 3 in Rotationen. Diese (langsamen) Rotationen des Schneckenkörpers 3 werden mit Hilfe des Generators 4 in elektrische Energie umgewandelt.As a result of the attacking gravity, the water flows to the underwater mirror 2 and offset the screw body 3 in rotations. These (slow) rotations of the slug body 3 be with the help of the generator 4 converted into electrical energy.

Im Rahmen des Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem Generator 4 um einen Wechselstromgenerator. Grundsätzlich kann aber auch ein Gleichstromgenerator zum Einsatz kommen. Von besonderer Bedeutung ist nun die Tatsache, dass der fragliche Generator 4 im Rahmen des dargestellten Beispiels getriebelos ausgebildet ist und unmittelbar mit einer Rotorwelle 6 des Schneckenkörpers 3 eine mechanische Verbindung eingeht. Im Detail sind nämlich der Generator 4 und die Rotorwelle 6 achsgleich zueinander ausgerichtet. Der Generator 4 verfügt über eine Hohlwelle 7, wie man sie am besten in der 2 erkennt. Diese Hohlwelle 7 ist im Rahmen des gezeigten Beispiels mit der Rotorwelle 6 deckungsgleich.In the context of the embodiment, it is the generator 4 around an alternator. In principle, however, a DC generator can also be used. Of particular importance now is the fact that the generator in question 4 is formed gearless in the context of the example shown and directly with a rotor shaft 6 of the slug body 3 a mechanical connection is received. In detail, namely the generator 4 and the rotor shaft 6 aligned coaxially with each other. The generator 4 has a hollow shaft 7 how best to use them in the 2 recognizes. This hollow shaft 7 is in the context of the example shown with the rotor shaft 6 congruent.

Bei dem Generator 4 handelt es sich um einen Synchrongenerator mit Rotor 8 und Stator 9. Der Rotor 8 setzt sich im Detail aus einer Vielzahl radial auf der Hohlwelle 7 bzw. der Rotorwelle 6 des Schneckenkörpers 3 angeordneten Magneten 10 zusammen. Bei diesen Magneten 10 handelt es sich im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend um Permanentmagneten 10.At the generator 4 it is a synchronous generator with rotor 8th and stator 9 , The rotor 8th is composed in detail of a variety radially on the hollow shaft 7 or the rotor shaft 6 of the slug body 3 arranged magnets 10 together. With these magnets 10 is in the embodiment and not limiting to permanent magnets 10 ,

Aufgrund dieser Tatsache arbeitet der fragliche Generator 4 mit durch die erwähnten Permanentmagnete 10 erzeugter Selbsterregung. Das heißt, die Permanentmagnete 10 erzeugen von vornherein ein Magnetfeld, welches nicht mehr durch Fremderregung induziert werden muss. Jede Drehung der Hohlwelle 7 respektive der hiermit zusammenfallenden Rotorwelle 6 und damit des Schneckenkörpers 3 führt also unmittelbar zu einer elektromagnetischen Induktion in den Rotor 8 umschließenden Spulen 11 des Stators 9.Because of this fact, the generator in question works 4 with by the mentioned permanent magnets 10 generated self-excitement. That is, the permanent magnets 10 generate from the outset a magnetic field which does not have to be induced by external excitation. Every rotation of the hollow shaft 7 respectively the coincident rotor shaft 6 and thus the slug body 3 thus leads directly to an electromagnetic induction in the rotor 8th enclosing coils 11 of the stator 9 ,

Die gleichsam als Plattensegmente ausgestalteten Permanentmagnete 10 sind regelmäßig entsprechend dem Innendurchmesser des Stators 9 abgerundet und folglich optimal an diesen angepasst. Dadurch kann der Bauraum für die Aufnahme des Rotors 8 im Innern des Stators 9 reduziert werden. Die den Rotor 8 umschließenden Spulen 11 des Stators 9 sind ringförmig ausgelegt und mögen in zugehörige Aussparungen 12 eines Plattensegmentblockes 13 eingeschoben werden. Das ist allerdings nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen.The as it were designed as plate segments permanent magnets 10 are regular according to the inside diameter of the stator 9 rounded and therefore optimally adapted to this. This allows the space for the inclusion of the rotor 8th inside the stator 9 be reduced. The the rotor 8th enclosing coils 11 of the stator 9 are designed annular and like in associated recesses 12 a disk segment block 13 be inserted. This is only an example and not restrictive to understand.

Anhand einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 erkennt man, dass ein oberer Lagerpunkt 14 des Schneckenkörpers 3 bzw. dessen Rotorwelle 6 respektive der hiermit deckungsgleichen Hohlwelle 7 im Generator 4 vorgesehen ist. Grundsätzlich kann der betreffende Lagerpunkt 14 aber auch an dem Generator 4 realisiert werden. Des Weiteren erkennt man, dass der Generator 4 von einer Flanschplatte 15 oder einem Flansch 15 getragen wird. Die Flanschplatte respektive der Flansch 15 definiert zugleich den oberen Lagerpunkt 14. Dabei mag der Generator 4 in den fraglichen Flansch 15 integriert werden.On the basis of a comparative analysis of the 1 and 2 you realize that an upper bearing point 14 of the slug body 3 or its rotor shaft 6 respectively, the congruent hollow shaft 7 in the generator 4 is provided. Basically, the relevant bearing point 14 but also on the generator 4 will be realized. Furthermore one recognizes that the generator 4 from a flange plate 15 or a flange 15 will be carried. The flange plate respectively the flange 15 also defines the upper bearing point 14 , The generator likes it 4 into the flange in question 15 to get integrated.

Zusätzlich ist noch ein Umrichter 16 realisiert, welcher als Wechselrichter ausgebildet ist. Die von dem Generator 4 erzeugte elektrische Energie wird über den Umrichter bzw. den Wechselrichter 16 in ein Netz 17 eingespeist. Dabei ist die Auslegung so getroffen, dass der Wechselrichter 16 vom Netz 17 aus getaktet wird, so dass seine und damit die Ausgangsfrequenz der erzeugten elektrischen Energie ausgangsseitig des Generators 4 mit der Netzfrequenz übereinstimmt.In addition, there is an inverter 16 realized, which is designed as an inverter. The from the generator 4 generated electrical energy is via the inverter or the inverter 16 in a network 17 fed. The design is such that the inverter 16 from the network 17 is clocked out, so that its and thus the output frequency of the electrical energy generated on the output side of the generator 4 coincides with the mains frequency.

Zusätzlich mag noch ein Transformator 18 zwischen dem Umrichter bzw. Wechselrichter 16 und dem Netz 17 zwischengeschaltet sein, um die erzeugte Spannung auf einen gewünschten Wert transformieren zu können. – Im Kern handelt es sich bei dem Generator 4 um einen Permanentmagnet-Synchrongenerator mit Hohlwelle, welcher aufgrund dieser speziellen Bauform direkt auf die Rotorwelle 6 des Schneckenkörpers 3 gleichsam aufgesteckt respektive auf dieser platziert werden kann. Dadurch lässt sich das Gewicht der solchermaßen realisierten Wasserkraftanlage deutlich verringern. Außerdem entfallen etwaige Wartungsarbeiten für ein fehlendes oder allenfalls einfach aufgebautes Getriebe. Zugleich wird eine kompakte Bauform beobachtet.In addition, there is another transformer 18 between the inverter or inverter 16 and the network 17 be interposed in order to transform the generated voltage to a desired value can. - In essence, it is the generator 4 around a permanent magnet synchronous generator with hollow shaft, which due to this special design directly on the rotor shaft 6 of the slug body 3 as it were plugged on or can be placed on this. As a result, the weight of the thus realized hydropower plant can be significantly reduced. In addition, any maintenance for a missing or possibly simply constructed gear accounts. At the same time a compact design is observed.

Der Schneckenkörper 3, der Generator 4 und der den Generator 4 tragende Flansch 15 mögen insgesamt als Baueinheit 3, 4, 15 ausgeführt sein. Diese Baueinheit 3, 4, 15 kann werksseitig vormontiert werden. Zu dieser Baueinheit 3, 4, 15 mag auch ein Absperrschieber oder allgemein ein Stellorgan 19 gehören, was allerdings nicht zwingend ist.The snail body 3 , the generator 4 and the generator 4 bearing flange 15 like a whole as a unit 3 . 4 . 15 be executed. This unit 3 . 4 . 15 can be pre-assembled at the factory. To this unit 3 . 4 . 15 also likes a gate valve or generally an actuator 19 belong, which is however not obligatory.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4139134 A1 [0002] DE 4139134 A1 [0002]
  • - EP 2003332 A1 [0002] EP 2003332 A1 [0002]

Claims (12)

Wasserkraftanlage zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit wenigstens einem Schneckenkörper (3) und einem von dem Schneckenkörper (3) angetriebenen Generator (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) getriebelos ausgebildet ist und unmittelbar von dem Schneckenkörper (3) beaufschlagt wird.Hydroelectric power plant for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing water body, with at least one screw body ( 3 ) and one of the screw body ( 3 ) powered generator ( 4 ), characterized in that the generator ( 4 ) is gearless formed and directly from the screw body ( 3 ) is applied. Wasserkraftanlage zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit wenigstens einem Schneckenkörper (3) und einem von dem Schneckenkörper (3) angetriebenen Generator (4), dadurch gekennzeichne, dass der Generator (4) über ein lediglich einstufiges Getriebe mit dem Schneckenkörper (3) verbunden ist.Hydroelectric power plant for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing water body, with at least one screw body ( 3 ) and one of the screw body ( 3 ) powered generator ( 4 ), characterized in that the generator ( 4 ) via a single-stage transmission with the screw body ( 3 ) connected is. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) eine Hohlwelle (7) aufweist und auf einer Rotorwelle (6) des Schneckenkörpers (3) angeordnet ist.Hydroelectric power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the generator ( 4 ) a hollow shaft ( 7 ) and on a rotor shaft ( 6 ) of the worm body ( 3 ) is arranged. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) die Rotorwelle (6) des Schneckenkörpers (3) umschließt.Hydroelectric power plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the generator ( 4 ) the rotor shaft ( 6 ) of the worm body ( 3 ) encloses. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) als Synchrongenerator mit Rotor (8) und Stator (9) ausgebildet ist.Hydroelectric power plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the generator ( 4 ) as a synchronous generator with rotor ( 8th ) and stator ( 9 ) is trained. Wasserkraftanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) mit radial auf der Rotorwelle (6) bzw. der Hohlwelle (7) angeordneten Magneten (8) ausgerüstet ist, welche eine elektrische Spannung in die Rotorwelle (6) bzw. Hohlwelle (7) umschließende Spulen (11) des Stators (9) induzieren.Hydroelectric power plant according to claim 5, characterized in that the rotor ( 8th ) with radially on the rotor shaft ( 6 ) or the hollow shaft ( 7 ) arranged magnets ( 8th ), which is an electrical voltage in the rotor shaft ( 6 ) or hollow shaft ( 7 ) enclosing coils ( 11 ) of the stator ( 9 ). Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (9) mit Permanentmagneten (8) ausgerüstet ist.Hydroelectric power plant according to one of claims 5 or 6, characterized in that the rotor ( 9 ) with permanent magnets ( 8th ) is equipped. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) mit durch die Permanentmagnete (8) erzeugter Selbsterregung arbeitet.Hydroelectric power plant according to one of claims 5 to 7, characterized in that the generator ( 4 ) with the permanent magnets ( 8th ) generated self-excitation works. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Generator (4) ein Umrichter (16) zugeordnet ist, welcher Drehzahlschwankungen des Schneckenkörpers (3) und daraus resultierende Frequenzschwankungen der erzeugten elektrischen Energie an Anforderungen eines Netzes (17) für die Einspeisung der elektrischen Energie anpasst.Hydroelectric power plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the generator ( 4 ) an inverter ( 16 ), which speed variations of the worm body ( 3 ) and resulting frequency fluctuations of the generated electrical energy to requirements of a network ( 17 ) for the supply of electrical energy adapts. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Lagerpunkt (14) des Schneckenkörpers (3) im oder am Generator (4) vorgesehen ist.Hydroelectric power plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that an upper bearing point ( 14 ) of the worm body ( 3 ) in or on the generator ( 4 ) is provided. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (4) zusammen mit dem optionalen Getriebe von einer gemeinsamen Flanschplatte bzw. einem Flansch (15) getragen wird.Hydroelectric power plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the generator ( 4 ) together with the optional transmission of a common flange plate or a flange ( 15 ) will be carried. Wasserkraftanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte bzw. der Flansch (15) zugleich den oberen Lagerpunkt (14) definiert.Hydroelectric power plant according to claim 11, characterized in that the flange plate or the flange ( 15 ) at the same time the upper bearing point ( 14 ) Are defined.
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