DE202010014312U1

DE202010014312U1 - Miniaturisierter Wasserkraftgenerator

Info

Publication number: DE202010014312U1
Application number: DE202010014312U
Authority: DE
Original assignee: SHIH HSING PAO; Shih Hsing-Pao Sanchong City
Current assignee: SHIH HSING PAO; Shih Hsing-Pao Sanchong City
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2020-10-15

Abstract

Ein miniaturisierter Wasserkraftgenerator mit einer Turbine (40), einem Generator (50) und einer Elektronikplatine (60) in einem Gehäuse (20), wobei das Gehäuse (20) aus einem Rohrteil (21) mit einem Einlass (21a) und einem Auslass (21b) besteht und nach dem Einlass (21a) eine Einlassöffnung (26a) angebracht ist, bei dem das einströmende Wasser eine Turbine (40) antreibt und diese wiederum einen Wechselstrom erzeugenden Generator (50). Dieser Wechselstrom wird in der Elektronikplatine (60) gleichgerichtet und stabilisiert. Durch eine Auslassöffnung (26b) fließt das Wasser zum Auslass (21b). Einlass (21a) und Auslass (21b) sind zusätzlich durch einen von einem Druckreduzierventil (70) gesteuerten Nebenschluss (24) verbunden. Im Einlass (21a) ist außerdem ein Filter (30) zur Filterung des einströmenden Wassers untergebracht. Dieser miniaturisierte Wasserkraftgenerator zeichnet sich außerdem durch folgendes aus:
Der Nebenschluss (24) geht über eine begrenzende Längstrennung (24c) mit einer normalerweise vom Ventilteil (73) verschlossenen Öffnung (24d) von der ersten Seitenwand (24a) auf der Einlaufseite des...

Description

Hintergrund der Erfindung
(a) Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Wasserkraftgenerator in Miniaturausführung.
(b) Beschreibung des derzeitigen Standes der Technik
Durch Einsatz eines Wasserkraftgenerators zur Stromversorgung eines Warmwassergeräts können viele mit seiner Wartung verbundene Probleme gelöst werden.
Die Taiwan Offenlegungsschrift M322521 ”Miniaturisierter Wasserkraftgenerator” beschreibt eine Wasserkraftturbine, die durch das im Zuleitungsrohr zum Warmwassergerät fließende Wasser angetrieben wird. Der von ihr angetriebene Generator erzeugt eine Wechselspannung, die nach Gleichrichtung und Stabilisierung zum Antrieb der elektronischen Steuerung eines Warmwassergeräts dient.
Der vorgenannte Generator ist zur Erzeugung seines Magnetfelds mit Permanentmagneten versehen, an denen sich im Wasser enthaltene magnetische Partikel anlagern. Diese und sonstige im Wasser enthaltene Feststoffe führen zu einem langsamen Zusetzen der Leitung und einer Beschädigung des Generators, falls sie nicht entfernt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen miniaturisierten Wasserkraftgenerators
2 Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen miniaturisierten Wasserkraftgenerators
3 Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen miniaturisierten Wasserkraftgenerator
4 Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen miniaturisierten Wasserkraftgenerator bei geöffnetem Druckreduzierventil
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Wie man aus 1 bis 3 ersieht, besteht der erfindungsgemäße miniaturisierte Wasserkraftgenerator (10) aus einem Gehäuse (20), einem Filter (30), einer Turbine (40), einem Generator (50), einer Elektronikplatine (60) und einem Druckreduzierventil (70).
Das Gehäuse (20) besteht aus einem Rohrteil (21), einem Generatorgehäuse (22) und einem Gehäusedeckel (23). Der Rohrteil (21) hat einen Einlass (21a) und einen Auslass (21b), zwischen denen sich ein Nebenschluss (24) befindet, der von der ersten Seitenwand (24a) zur zweiten Seitenwand (24b) geht, zwischen denen sich eine Längstrennung (24c) befindet. Die Längstrennung (24c) ist mit einer Öffnung (24d) versehen, die vom Druckreduzierventil (70) verschlossen wird, so dass normalerweise kein Durchfluss durch den Nebenschluss (24) vom Einlass (21a) zum Auslass (21b) stattfindet. Um eine zuverlässige Abdichtung zu gewährleisten hat die Längstrennung (24c) auf der Oberseite um die runde Öffnung (24d) einen Dichtsitz (27). Einlass (21a) und Auslass (21b) sind an den Enden als Anschlussstücke (25a, 25b) zur Verbindung mit dem umgebenden Rohrsystem ausgeführt. Der Rohrteil (21) hat am inneren Ende des Einlasses (21a) eine Einlassöffnung (26a) und am inneren Ende des Auslasses (21b) eine Auslassöffnung (26b). Zwischen Einlassöffnung (26a) und Auslassöffnung (26b) ist über der Längstrennung (24c) ein ebener Basissitz (28) angebracht, der von vier gleichmäßig verteilten Durchgangsbohrungen (28a) umgeben ist, mittels derer der Rohrteil (21) durch Schrauben (28b) mit dem Generatorgehäuse (22) verbunden wird. Im Generatorgehäuse (22) wird durch einen Trenndeckel (29) eine mit der Einlassöffnung (26a) verbundene erste Kammer (22a) erzeugt, in der die Turbine (40) und der Läufer (51) des Generators (50) untergebracht sind. In einer zweiten Kammer (22b) befinden sich der Stator (52) des Generators (50) und die Elektronikplatine (60) zur Gleichrichtung und Spannungsregelung. Der Gehäusedeckel (23) schließt das Generatorgehäuse (22) nach oben ab.
Der Filter (30) besteht aus einem von einem Filternetz (32) umgebenen runden Gerüst (31), das im Einlass (21a) des Rohrteils (21) untergebracht ist. Es liegt mit einem Ende an der ersten Seitenwand (24a) des Nebenschlusses (24) an und ist am anderen Ende fest in das Anschlussstück (25a) eingesetzt und dient dazu Rost und andere Fremdkörper aus dem Wasser zu entfernen, so dass sie sich nicht am Läufer (51) absetzen können.
Zur Turbine (40) gehören ein Turbinengehäuse (41) mit zwei sich gegenüberliegenden Turbineneinlässen (42) im unteren Teil der ersten Kammer (22a), ein Turbinenauslass (43) mit einer kreuzförmigen Struktur (44) und mit einer Zentralbohrung (45) als Begrenzung in Richtung der Turbinenachse, der mit der Auslassöffnung (26b) verbunden ist. Dazu kommt ein Schaufelrad (46) im Turbinengehäuse (41), das um eine Welle (47), die mit einem Ende am Trenndeckel (29) und mit dem anderen an der kreuzförmigen Struktur (44) des Turbinengehäuses (41) befestigt ist rotiert.
Der Generator (50) enthält einen Läufer (51) und einen Stator (52), wobei der Läufer (51) zur Erzeugung des Magnetfelds einige Permanentmagnete (53) im oberen Teil der ersten Kammer (22a) enthält. Er wird über die Welle (47) vom Schaufelrad (46) in Rotation versetzt. Der Stator (52) befindet sich in der zweiten Kammer (22b) und enthält einige Wicklungen (54), die sich im Magnetfeld der Permanentmagnete (53) befinden.
Die Elektronikplatine (60) ist mit dem Ausgang des Stators (52) verbunden und mit diesem zusammen in der zweiten Kammer (28b) mit Kunstharz vergossen. Sie glättet und stabilisiert die vom Generator (50) gelieferte Wechselspannung und stellt sie für den Gebrauch des Warmwassergeräts zur Verfügung.
Das Druckreduzierventil (70) enthält einen Basissitz (71) mit einem Zentralteil (72), der in der Zentralbohrung (45) der kreuzförmigen Struktur (44) gleitet, einen auf dem Basissitz (71) montierten Ventilteil (73) und eine um das Zentralteil (72) gewundene Schraubenfeder (74) zwischen der Struktur (44) und dem Basissitz (71). Wenn Generatorgehäuse (22) und Rohrteil (21) verbunden sind, ist die Schraubenfeder (74) zusammengedrückt und der Ventilteil (73) verschließt im Normalzustand den Dichtsitz (27), wodurch der Nebenschluss (24) blockiert ist.
Bei Einsatz des miniaturisierten Wasserkraftgenerators (10) fließt nach Öffnen des Warmwasserhahns Wasser vom Ausgang des Filters (30) durch die Einlassöffnung (26a) in die erste Kammer (22a) und dann durch die Turbineneinlässe (42) in das Turbinengehäuse (41), wo es das Schaufelrad (46) und damit den Läufer (51) des Generators (50) in Rotation versetzt. Danach fließt es durch den Turbinenauslass (43) und die Auslassöffnung (26b) in den Auslass (21b).
Aus 4 ersieht man, dass bei Überschreiten des am Druckreduzierventil (70) eingestellten Drucks die von unten auf den Ventilteil (73) einwirkende Kraft größer ist als die Kraft der Schraubenfeder (74) und er sich daher nach oben bewegt, wodurch der Nebenschluß (24) geöffnet und ein Teil des Wassers direkt zum Auslass (21b) fließt. Dadurch wird einerseits der Wasserdurchfluß durch die Turbine gleichmäßiger und andererseits werden im Filterinnern abgelagerte Teilchen ausgespült.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- TW 322521 [0003]

Claims

Ein miniaturisierter Wasserkraftgenerator mit einer Turbine (40), einem Generator (50) und einer Elektronikplatine (60) in einem Gehäuse (20), wobei das Gehäuse (20) aus einem Rohrteil (21) mit einem Einlass (21a) und einem Auslass (21b) besteht und nach dem Einlass (21a) eine Einlassöffnung (26a) angebracht ist, bei dem das einströmende Wasser eine Turbine (40) antreibt und diese wiederum einen Wechselstrom erzeugenden Generator (50). Dieser Wechselstrom wird in der Elektronikplatine (60) gleichgerichtet und stabilisiert. Durch eine Auslassöffnung (26b) fließt das Wasser zum Auslass (21b). Einlass (21a) und Auslass (21b) sind zusätzlich durch einen von einem Druckreduzierventil (70) gesteuerten Nebenschluss (24) verbunden. Im Einlass (21a) ist außerdem ein Filter (30) zur Filterung des einströmenden Wassers untergebracht. Dieser miniaturisierte Wasserkraftgenerator zeichnet sich außerdem durch folgendes aus: Der Nebenschluss (24) geht über eine begrenzende Längstrennung (24c) mit einer normalerweise vom Ventilteil (73) verschlossenen Öffnung (24d) von der ersten Seitenwand (24a) auf der Einlaufseite des Rohrteils (21) zur zweiten Seitenwand (24b) auf der Auslaufseite.
Der miniaturisierte Wasserkraftgenerator aus Anspruch 1, bei dem der Filter (30) aus einem von einem Filternetz (32) umgebenen runden Gerüst (31) besteht und mit einem Ende an der ersten Seitenwand (24a) des Nebenschlusses (24) anliegt.