DE202012100029U1

DE202012100029U1 - Hydrodynamic screw

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Publication number: DE202012100029U1
Application number: DE202012100029U
Authority: DE
Original assignee: VOM BOVERT HORST DIETER
Current assignee: VOM BOVERT HORST DIETER
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2012-02-27
Anticipated expiration: 2022-01-06
Also published as: DE202011000047U1

Abstract

Wasserkraftschnecke (11) zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, die durch einen Antrieb eines Generators (25) elektrische Energie erzeugt oder durch den Antrieb einer Pumpe Arbeit verrichtet, mit wenigstens einer Rotoreinheit (12), einer Lagereinrichtung (14) und einer von der Rotoreinheit (12) angetriebenen Antriebseinheit (15), welche zumindest den Generator (25) oder die Pumpe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (12) wenigstens einen Rotor (17) mit zwei einander gegenüberliegenden Enden (16, 18) aufweist, welcher mit einem Ende (16) einseitig an der Lagereinrichtung (14) und/oder der Antriebseinheit (15) gelagert ist und dessen der Lagereinrichtung (14) gegenüberliegendes Ende (18) frei bleibt.Hydrodynamic screw (11) for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing body of water, which generates electrical energy by a drive of a generator (25) or performs work by driving a pump, with at least one rotor unit (12), a bearing device (14) and a drive unit (15) driven by the rotor unit (12), which comprises at least the generator (25) or the pump, characterized in that the rotor unit (12) has at least one rotor (17) with two opposite ends (16, 18 ), which with one end (16) on one side to the bearing means (14) and / or the drive unit (15) is mounted and its bearing means (14) opposite end (18) remains free.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wasserkraftschnecke, die durch Umwandlung der Strömungsenergie eines strömenden Gewässers durch einen Antrieb eines Generators elektrische Energie zu erzeugen oder durch den Antrieb einer Pumpe Arbeit verrichtet, wobei die Wasserkraftschnecke wenigstens eine Rotoreinheit umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Wasserkraftanlage umfassend wenigstens eine solche Wasserkraftschnecke sowie die Verwendung von solchen Wasserkraftanlagen.The invention relates to a hydrodynamic screw, which by converting the flow energy of a flowing body of water by a drive of a generator to generate electrical energy or by the drive of a pump does work, the hydrodynamic screw comprises at least one rotor unit. Furthermore, the invention relates to a hydropower plant comprising at least one such hydrodynamic screw and the use of such hydroelectric plants.

Insbesondere bei der Wasserkraftnutzung in kleinen Gewässern, d. h. bei geringen Wasserkräften mit niedriger Fallhöhe und geringer Wasserführung, eignen sich Wasserkraftschnecken, welche Wasserräder oder Turbinen ersetzen können. Dabei machen unterschiedliche geologische Verhältnisse der Gewässer, ihre Tiefe und die geführte Wassermenge die Erzeugung größerer Energiemengen schwierig. Wasserkraftschnecken haben sich hier bewährt.Especially in hydropower use in small bodies of water, d. H. with low water forces with low head and low water flow, hydrodynamic screws are suitable, which can replace water wheels or turbines. Different geological conditions of the waters, their depth and the amount of water they feed make the generation of larger amounts of energy difficult. Hydrodynamic screws have proven themselves here.

Im Stand der Technik sind Wasserkraftschnecken sowie entsprechende Wasserkraftanlagen bekannt. Die DE 41 39 134 A1 beschreibt eine Wasserkraftschnecke, die stationär an einem äußeren System, wie einem Wehr, festgelegt wird. Dabei ist in einem offenen nicht drehenden Trog eine ein- oder mehrgängige Schnecke angeordnet, welche sich gegenüber dem Trog drehen kann. Der Schnecke wird am oberen Ende über das Wehr Wasser zugeführt, welches sich unter Einwirkung der Schwerkraft im Trog über die Schnecke abwärts bewegen kann und dabei eine Kraft auf die Schnecke ausübt, welche diese in Drehung versetzt. Auf diese Weise wird die im Wasser enthaltene Energie (Lageenergie) in Bewegungsenergie umgewandelt. Nachteilig hat sich dabei herausgestellt, dass derartige Wasserkraftschnecken wartungsaufwändig und anfällig für störende Verschmutzungen sind, welche die Energiegewinnung reduzieren oder gar zum Ausfall der Anlagen führen können. Auch ist der Einfluss auf die Umwelt, wie die Reduzierung von Fließgeschwindigkeit und Störungen der Fischwanderung, bei Wasserkraftanlagen mit derartigen Wasserkraftschnecken nicht unbedenklich.In the prior art, hydropower screws and corresponding hydroelectric plants are known. The DE 41 39 134 A1 describes a hydrodynamic screw which is fixed stationarily to an external system, such as a weir. In this case, a single or multi-start screw is arranged in an open non-rotating trough, which can rotate relative to the trough. The screw is fed at the upper end via the weir water, which can move under the influence of gravity in the trough down the screw and thereby exerts a force on the screw, which sets them in rotation. In this way, the energy contained in the water (potential energy) is converted into kinetic energy. The disadvantage has been found that such hydrodynamic screws are maintenance-consuming and prone to disturbing contamination, which can reduce energy production or even lead to failure of the equipment. Also, the impact on the environment, such as the reduction of flow velocity and disturbances of fish migration, in hydroelectric power plants with such hydrodynamic screw is not safe.

Eine verbesserte Wasserkraftanlage wird mit der EP 2 003 332 A1 vorgeschlagen. Es wird eine Wasserkraftschnecke offenbart, welche hinsichtlich der erforderlichen baulichen Maßnahmen zur Inbetriebnahme verbessert ist. Insbesondere kann die Wasserkraftschnecke unabhängig von weiteren Baumaßnahmen, wie einem Wehr, in einem Gewässer platziert werden. Dabei wird eine Rotoreinheit als ein- oder mehrgängige Wasserkraftschnecke ausgebildet, welche einen Generator antreibt und welche mit Hilfe wenigstens eines Schwimmkörpers schwebend oder schwimmend direkt im strömenden Gewässer verankert werden kann. Die Wasserkraftschnecke weist hierzu einen Rahmen auf. Die Rotoreinheit ist vorzugsweise in einem offenen Trog aufgenommen, wobei die Rotoreinheit sowohl mit einem Ende am Generator und mit dem anderen Ende am Rahmen gelagert ist.An improved hydropower plant will be with the EP 2 003 332 A1 proposed. It is a hydrodynamic screw disclosed, which is improved in terms of the necessary structural measures for commissioning. In particular, the hydrodynamic screw can be placed in a body of water independently of other construction measures, such as a weir. In this case, a rotor unit is designed as a single or multi-speed hydrodynamic screw, which drives a generator and which can be anchored with the help of at least one float floating or floating directly in the flowing waters. The hydrodynamic screw has for this purpose a frame. The rotor unit is preferably accommodated in an open trough, wherein the rotor unit is mounted both with one end on the generator and with the other end on the frame.

Solche Wasserkraftschnecken haben sich als schwer und unhandlich herausgestellt. Die Zusammenschaltung zu größeren Einheiten in einer Wasserkraftanlage führt wegen der Rahmen beziehungsweise Tröge dazu, dass die Fischwanderung gestört werden kann. Außerdem besteht die Gefahr, dass störende Schmutz, Müll, Tier- oder Pflanzenteile sich in Rahmen oder Trog festsetzen können, was dazu führt, dass die Rotoren entweder schwerer bewegt werden können oder gänzlich zum Stillstand kommen. Auch kommt es leicht zu Beschädigungen der Rotoren durch derartige Fremdkörper, wenn sich diese in den Rotoren verfangen. Diese Wasserkraftschnecken bzw. -anlagen sind dementsprechend wartungsaufwändig. Da die Wirtschaftlichkeit bei solchen Anlagen, welche gerade zur Erzeugung kleiner Energiequantitäten vorgesehen sind, vom reibungslosen Betrieb der einzelnen Wasserkraftschnecken abhängt, können die genannten Probleme dazu führen, dass von einem Einsatz entsprechender Kleinkraftanlagen abgesehen wird, sofern die geologischen und physikalischen Randbedingen eines Gewässers sowie der Gewässerzustand nicht zuverlässig gleich bleibend hohen Betriebserfordernissen genügen, womit viele Gewässer von der Energienutzung ausgeschlossen bleiben.Such hydrodynamic screws have proven to be heavy and unwieldy. The interconnection to larger units in a hydropower plant leads because of the frameworks or troughs that the fish migration can be disturbed. In addition, there is a risk that disturbing dirt, garbage, animal or plant parts can settle in the frame or trough, which means that the rotors are either harder to move or come to a complete halt. Also, it is easy to damage the rotors by such foreign bodies when they get caught in the rotors. These hydrodynamic screws or plants are therefore maintenance-consuming. Since the economics of such systems, which are currently intended for the production of small quantities of energy depends on the smooth operation of the individual hydrodynamic screws, the problems mentioned can lead to the fact that the use of appropriate small power plants is disregarded, if the geological and physical boundary conditions of a water body and the Water status can not reliably meet consistently high operating requirements, which excludes many waters from energy use.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, verbesserte Wasserkraftschnecken bereitzustellen, deren Nutzung auch in vorgenannten bisher kritischen Gewässern möglich ist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Störungsanfälligkeit der Wasserkraftschnecken zu reduzieren und eine Wasserkraftschnecke beziehungsweise Wasserkraftanlage bereitzustellen, welche geringen Wartungs- bzw. Reinigungsaufwand bedürfen. Gleichzeitig ist Aufgabe der Erfindung, den Einfluss der Energiegewinnung mit solchen Wasserkraftschnecken auf die Natur, auch und insbesondere in Wasserkraftanlagen mit mehreren Wasserkraftschnecken zu minimieren.The object of the invention is therefore to provide improved hydrodynamic screws, the use of which is also possible in the previously critical waters. In particular, it is an object of the invention to reduce the susceptibility to interference of the hydropower screws and to provide a hydrodynamic screw or hydroelectric plant, which require low maintenance or cleaning costs. At the same time, it is an object of the invention to minimize the influence of energy production with such hydrodynamic screws on nature, and in particular in hydropower plants with several hydrodynamic screws.

Als Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird eine gattungsgemäße Wasserkraftschnecke vorgeschlagen, wobei die Rotoreinheit wenigstens einen Rotor mit zwei einander gegenüberliegenden Enden aufweist. Der Rotor ist dabei mit einem Ende einseitig an der Lagereinrichtung und/oder der Antriebseinheit gelagert, wobei sein der Lagereinrichtung gegenüberliegendes Ende frei bleibt. Die Lagereinrichtung und die Antriebseinheit mit dem Generator sind dabei an einem Ende des Rotors angeordnet. Das andere Ende des Rotors steht von der Lagereinrichtung ab und richtet sich im strömenden Gewässer im Wesentlichen in Fließrichtung aus, wenn die Wasserkraftschnecke im Einsatz ist. Dadurch ist die Wasserkraftschnecke im Bereich des abstehenden Rotors frei von Konstruktionsteilen, an denen sich Fremdkörper verfangen könnten. Es ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rotor zumindest unmittelbar an der Lagereinrichtung oder an der Antriebseinheit gelagert ist. Das heißt, dass die Befestigung des Rotors entweder an der Lagereinrichtung oder an der Antriebseinheit erfolgt. Ebenso ist eine Ausführungsvariante möglich, bei welcher der Rotor sowohl an der Lagereinrichtung als auch an der Antriebseinheit gelagert ist. Der Generator wird dabei zum Rotor achssymmetrisch in der Lagereinrichtung oder daran angeordnet. Damit wird die Stabilität der Wasserkraftschnecke, insbesondere der Rotoreinheit, erhöht und die Befestigung des Rotors verbessert. Ein wesentlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Wasserkraftschnecke liegt darin, dass diese sofort einsetzbar ist und für jedes Gewässer verwendbar ist. Zusätzliche bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise Stauwehre oder dergleichen, sind hierfür nicht erforderlich. Des Weiteren kann diese Wasserkraftschnecke auch schnell von einem Einsatzort zum anderen Einsatzort verlagert oder transportiert werden.As a solution to the object of the invention, a generic hydrodynamic screw is proposed, wherein the rotor unit has at least one rotor with two opposite ends. The rotor is mounted on one side with one end on the bearing device and / or the drive unit, wherein the bearing device opposite end remains free. The bearing device and the drive unit with the generator are arranged at one end of the rotor. The other end of the rotor depends on the storage facility and is directed in the flowing waters in Essentially in the flow direction when the hydrodynamic screw is in use. As a result, the hydrodynamic screw in the area of the projecting rotor is free of structural parts that could catch foreign bodies. It is inventively provided that the rotor is mounted at least directly on the bearing device or on the drive unit. That is, the attachment of the rotor takes place either on the bearing device or on the drive unit. Likewise, an embodiment variant is possible in which the rotor is mounted both on the bearing device and on the drive unit. The generator is arranged axially symmetrical to the rotor in the bearing device or thereto. This increases the stability of the hydrodynamic screw, in particular the rotor unit, and improves the fastening of the rotor. An essential advantage of this hydrodynamic screw according to the invention is that it can be used immediately and can be used for any body of water. Additional structural measures, such as weirs or the like, are not required for this purpose. Furthermore, this hydrodynamic screw can also be quickly moved or transported from one location to another site.

Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dass der Rotor mit der Antriebseinheit mechanisch gekoppelt ist. Dabei weisen der Rotor und die Antriebseinheit Kopplungsmittel auf, über welche die Drehung des Rotors auf den Generator übertragen wird. Die Kopplungsmittel umfassen beispielsweise Getriebe, wie Ketten-, Riemen- oder Zahnradgetriebe. Die von der Lagerung gesonderte Kopplung des Rotors mit der Antriebseinheit erleichtert die Wartung und Reinigung der Wasserkraftschnecken. Darüber hinaus kann der Rotor somit leicht ein- bzw. ausgebaut werden, was das Auswechseln des Rotors vereinfacht, aber auch den Aufwand bei der Installation einer oder mehrerer Wasserkraftschnecken reduziert, da die Rotoreinheit montierbar ist, nachdem die Lagereinrichtung und die Antriebseinheit im vorgesehenen Gewässer platziert wurden.With the invention it is further proposed that the rotor is mechanically coupled to the drive unit. In this case, the rotor and the drive unit on coupling means, via which the rotation of the rotor is transmitted to the generator. The coupling means include, for example, transmissions, such as chain, belt or gear transmissions. The separate from the storage coupling of the rotor with the drive unit facilitates the maintenance and cleaning of hydropower screws. In addition, the rotor can thus be easily installed or removed, which simplifies the replacement of the rotor, but also reduces the cost of installing one or more hydrodynamic screws, since the rotor unit is mounted after the storage facility and the drive unit placed in the designated water were.

Bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher der Rotor gelenkig, vorzugsweise auslenkbar, gegenüber der Lagereinrichtung und/oder der Antriebseinheit gelagert ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Rotor gegenüber der Lagereinrichtung beliebig ausgerichtet und in der Lage verstellt werden kann, ohne die grundlegende Festlegung der Lagereinrichtung im Gewässer dabei verändern zu müssen. Im Betrieb ist somit eine optimale Einstellung von Lage und Ausrichtung des Rotors möglich. Darüber hinaus ermöglicht der gelenkige Rotor einfachere Handhabung bei Installation und Reinigung der Teile, insbesondere der Übertragungsteile, einer erfindungsgemäßen Wasserkraftschnecke.An embodiment according to the invention in which the rotor is articulated, preferably deflectable, relative to the bearing device and / or the drive unit is preferred. It is provided that the rotor relative to the bearing device can be arbitrarily aligned and adjusted in position, without having to change the basic definition of the storage facility in the water while doing. In operation, an optimal adjustment of position and orientation of the rotor is thus possible. In addition, the articulated rotor allows easier handling during installation and cleaning of the parts, in particular the transmission parts, a hydrodynamic screw according to the invention.

Damit die Wasserkraftschnecke frei von Fremdkörpern bleibt, ist vorgesehen, dass der Rotor elastisch ausgebildet ist. Dabei ist als elastisch im erfindungsgemäßen Sinne gemeint, dass der Rotor zwar gegenüber dem antreibenden Wasser einen gewissen Widerstand aufweist, damit der Antrieb erfolgen kann, jedoch über die gesamte Rotorlänge eine elastische Verformung möglich ist, so dass das freie Ende gegenüber der Lagerung mit einer geringen Auslenkung beweglich ist. Im fließenden Gewässer wird das freie Ende sich folglich um die Lagerachse des festgelegten Endes bewegen können. Es wird somit gewährleistet, dass der Rotor treibenden Fremdkörpern, wie Treibholz, ausweichen und sich außerdem durch die elastische Bewegung im strömenden Wasser selbst reinigen kann, sollte es zu Anlagerungen oder Anhaftungen kommen, wie beispielsweise von Schilfblättern oder Wasserpflanzen, welche sich um den Rotor wickeln könnten.So that the hydrodynamic screw remains free of foreign bodies, it is provided that the rotor is designed to be elastic. It is meant as elastic in the sense according to the invention, that the rotor against the driving water has a certain resistance, so that the drive can take place, but over the entire rotor length elastic deformation is possible, so that the free end against the storage with a small Deflection is movable. In flowing water, the free end will consequently be able to move around the bearing axis of the fixed end. It is thus ensured that the rotor is able to avoid foreign objects such as driftwood, and can also clean itself by the elastic movement in the flowing water should deposits or adhesions occur, such as reed leaves or aquatic plants which wind around the rotor could.

Eine weitere Ausführungsform wird erfindungsgemäß dadurch vorgeschlagen, dass der Rotor wenigstens eine spiralförmige Wendel aus Schneckenflügeln aufweist. Als Schneckenflügel werden erfindungsgemäß dabei sowohl einzelne, spiralförmig hintereinander angeordnete Flügelplatten aber auch durchlaufend verbundene Spiralen eingesetzt.A further embodiment according to the invention is proposed in that the rotor has at least one spiral helix of screw flights. As a worm wing according to the invention thereby both single, spirally arranged successively wing plates but also continuously connected spirals are used.

Dabei kann der Rotor aus einer ein- oder mehrgängigen Wendel bestehen.In this case, the rotor consist of a single or multi-start helix.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steigung der Wendel des Rotors ausgehend von dem an der Lagereinrichtung angeordneten Ende zum freien Ende des Rotors hin zunimmt. Dadurch wird ermöglicht, dass die Steigung der Wendel bezogen auf deren Länge der geringer werdenden Strömungsgeschwindigkeit angepasst wird, die sich aus der Energieabnahme durch die vorangehenden Windungen der Wendel des Rotors ergibt. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass eine Erhöhung der Energieerzeugung ermöglicht ist, da trotz geringerer Strömungsgeschwindigkeit am Ende des Rotors noch eine Antriebskraft aufgrund der zunehmenden Steigung der Wendel wirkt. Die Zunahme der Steigung der Wendel kann vom lagerseitigen Ende bis zum freien Ende des Rotors kontinuierlich oder auch zunehmend erfolgen. Ebenso können stufenförmige Abschnitte für die Zunahme der Steigung der Wendel vorgesehen sein.A preferred embodiment of the invention provides that the pitch of the helix of the rotor increases starting from the end arranged on the bearing device towards the free end of the rotor. This makes it possible that the pitch of the helix is adjusted relative to the length of the decreasing flow velocity, which results from the energy decrease by the preceding turns of the helix of the rotor. This arrangement has the advantage that an increase in the power generation is made possible because, despite lower flow velocity at the end of the rotor still has a driving force due to the increasing slope of the helix. The increase in the pitch of the helix may be continuous or increasing from the bearing end to the free end of the rotor. Likewise, stepped portions may be provided for increasing the pitch of the helix.

Nach einer alternativen Ausgestaltung des Rotors ist vorgesehen, dass die Wendel des Rotors, von dem an der Lagereinrichtung angeordneten Ende bis zum freien Ende des Rotors zumindest einen Unterbrechungsbereich mit einer wendelfreien Zone aufweist. Diese Anordnung ermöglicht wiederum, dass innerhalb der wendelfreien Zone entlang des Rotors die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers zunehmen kann, so dass die sich an den Unterbrechungsbereich anschließenden Windungen der Wendel wieder mit hoher Strömungsenergie angetrieben werden. Dadurch kann wiederum eine erhöhte Antriebsenergie an dem Rotor wirken und somit eine erhöhte Energiegewinnung erzielt werden. Diese Unterbrechungsbereiche können mehrmals entlang dem Rotor verteilt vorgesehen sein. Die Länge des Unterbrechungsbereiches kann in Abhängigkeit der Steigung oder der Länge des Windungsabschnitts ausgebildet sein. Ebenso kann die Anzahl der Unterbrechungsbereiche an die Länge des Rotors angepasst sein.According to an alternative embodiment of the rotor, it is provided that the helix of the rotor, from the end arranged on the bearing device to the free end of the rotor, has at least one interruption region with a helix-free zone. This arrangement in turn allows the flow velocity of the water within the helical zone along the rotor to increase, so that it can be attached to the rotor Interruption area subsequent turns of the helix are driven again with high flow energy. This in turn can act on the rotor increased drive energy and thus increased energy production can be achieved. These interruption areas may be provided several times distributed along the rotor. The length of the interruption region may be formed as a function of the slope or the length of the winding section. Likewise, the number of interruption areas can be adapted to the length of the rotor.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Wendel ohne Schneckenwelle (Seele) ausgebildet ist. Die Stabilität der Wendel wird über Stege zwischen den einzelnen Spiralsteigungen oder durch ein Gerüst erzeugt, in welchem die Wendel integriert ist. Diese Ausführungsform gewährleistet, dass das Wasser ungehindert entlang der Wendel fließen kann. Alternativ kann die Wendel mit einer Schneckenwelle ausgeführt sein, welche im Rotationszentrum der Wendel angeordnet ist. Die Wendel kann dabei unmittelbar auf der Schneckenwelle angeordnet sein. Alternativ kann zwischen der Schneckenwelle und der inneren Kante der Wendel ein Abstand vorgesehen sein, wobei die Wendel über Stege mit der Schneckenwelle verbunden ist. Insbesondere wenn größere Kräfte übertragen werden müssen, weist diese Ausführungsform größere Stabilität auf.It is preferably provided that the helix without worm shaft (soul) is formed. The stability of the helix is generated by webs between the individual spiral pitches or by a framework in which the helix is integrated. This embodiment ensures that the water can flow unhindered along the helix. Alternatively, the helix may be designed with a worm shaft which is arranged in the center of rotation of the helix. The helix can be arranged directly on the worm shaft. Alternatively, a distance can be provided between the worm shaft and the inner edge of the helix, wherein the helix is connected via webs to the worm shaft. In particular, when larger forces must be transmitted, this embodiment has greater stability.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Rotor Befestigungselemente zur Aufnahme der Wendel aufweist, mit welchen die Wendel mechanisch koppelbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Rotor eine Aufnahmescheibe aufweist, an der die Wendel befestigt ist.According to the invention it is further provided that the rotor has fastening elements for receiving the helix, with which the helix is mechanically coupled. In particular, it is provided that the rotor has a receiving disk on which the helix is fastened.

Mit der Erfindung wird des Weiteren eine Wasserkraftschnecke vorgeschlagen, deren Rotoreinheit wenigstens einem Schwimmkörper zugeordnet ist, welcher so angeordnet ist, dass er die Lage beziehungsweise die Ausrichtung der Wasserkraftschnecke im fließenden Gewässer stabilisiert. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass einem einzelnen Rotor wenigstens zwei Schwimmkörper zugeordnet sind, so dass der Rotor in einem Bereich zwischen den Schwimmkörpern angeordnet ist, beispielsweise etwas unterhalb der Ebene, die von den Schwimmkörpern gebildet wird. Bei einer Anordnung mehrerer Rotoren kann ebenso ein zentraler Schwimmkörper wie auch eine Anordnung mehrerer Schwimmkörper vorgesehen sein. Die Schwimmkörper können dabei beliebige Formen aufweisen. Bevorzugt wird eine längliche Form der Schwimmkörper, die parallel zu den Rotoren ausgerichtet wird, beispielsweise eine zylindrische Form. Mit den erfindungsgemäßen Schwimmkörpern kann die Wasserkraftschnecke optimal im fließenden Gewässer stationiert und zur Fließrichtung ausgerichtet werden. Die Konstruktion, Größe und Form des Rotors kann an die unterschiedlichen Randbedingungen eines Gewässers, wie beispielsweise Wasserstand, Wassermenge, Fließgeschwindigkeit, Fließrichtung angepasst werden.The invention further proposes a hydrodynamic screw whose rotor unit is associated with at least one floating body which is arranged to stabilize the position or the orientation of the hydrodynamic screw in the flowing water. In this case, it is preferably provided that at least two floating bodies are assigned to a single rotor, so that the rotor is arranged in an area between the floating bodies, for example somewhat below the level formed by the floating bodies. In an arrangement of a plurality of rotors, a central floating body as well as an arrangement of a plurality of floating bodies may also be provided. The floats can have any shape. Preferably, an elongated shape of the floating body, which is aligned parallel to the rotors, for example, a cylindrical shape. With the floating bodies according to the invention, the hydrodynamic screw can be optimally stationed in the flowing water and aligned with the flow direction. The design, size and shape of the rotor can be adapted to the different boundary conditions of a water body, such as water level, amount of water, flow rate, flow direction.

Bevorzugt wird mit der Erfindung eine Konstruktion der Wasserkraftschnecke, bei der der Schwimmkörper über der Rotoreinheit angeordnet ist. Das bedeutet, dass bei einem oder mehreren Rotoren diese von dem Schwimmkörper unter der Wasseroberfläche gehalten werden. Dabei kann der Schwimmkörper aus einem Auftriebsteil bestehen oder eine Anordnung von Schwimmkörpern umfassen, welche aus mehreren einzelnen Auftriebsteilen besteht, welche miteinander beziehungsweise mit der Wasserkraftschnecke, insbesondere mit der Rotoreinheit, verbunden sind.Preferred with the invention is a construction of the hydrodynamic screw, in which the floating body is arranged above the rotor unit. This means that in one or more rotors these are kept by the float under the water surface. In this case, the float can consist of a buoyancy part or comprise an arrangement of floats, which consists of several individual buoyancy parts, which are connected to each other or with the hydrodynamic screw, in particular with the rotor unit.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Wasserkraftschnecke, bei welcher der Schwimmkörper ein dem freien Ende des Rotors zugeordnetes freies Ende aufweist. Dabei werden Schwimmkörper eingesetzt, welche wie der Rotor länglich ausgebildet sind. Der Schwimmkörper wird dabei im Wesentlichen parallel zum Rotor angeordnet, wobei er mit einem Ende an der Lagereinrichtung oder an der Antriebseinheit mit der Wasserkraftschnecke verbunden ist und sein anderes Ende frei bleibt. Damit weisen die erfindungsgemäßen Wasserkraftschnecken mit den länglichen Teilen in Fließrichtung eine offene Struktur auf, so dass Fremdkörper vom Wasser aus dem Rotorbereich weggetragen werden können.Particularly preferred is an embodiment of the hydrodynamic screw, in which the float has a free end associated with the free end of the rotor. Floats are used, which are elongated as the rotor. The float is arranged substantially parallel to the rotor, wherein it is connected at one end to the bearing device or to the drive unit with the hydrodynamic screw and its other end remains free. Thus, the hydrodynamic screws according to the invention with the elongated parts in the flow direction have an open structure, so that foreign bodies can be carried away from the water from the rotor region.

Dabei ist der Schwimmkörper mit einer Vorrichtung zum Schutz des Rotors versehen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise ebenfalls in Fließrichtung offen und schützt den Rotor vor Bodenberührung oder größerem Treibgut, das bei Kontakt zu Beschädigungen des Rotors führen könnte. Dabei können die Schwimmkörper ebenso wie die Vorrichtung so gestaltet sein, dass die Anströmcharakteristik der Wasserkraftschnecke damit optimiert wird.In this case, the float is provided with a device for protecting the rotor. The device is preferably also open in the flow direction and protects the rotor from ground contact or larger flotsam, which could lead to damage to the rotor in contact. The floats can be designed as well as the device so that the flow characteristics of the hydrodynamic screw is optimized.

Eine weitere Ausführungsform der Wasserkraftschnecke wird dadurch bereitgestellt, dass die Rotoreinheit wenigstens zwei gegenläufige Rotoren aufweist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise, wobei der Generator von zwei oder mehreren Rotoren angetrieben wird. Dadurch kann eine stabile Lage ohne Seitendrift erzielt werden.Another embodiment of the hydrodynamic screw is provided in that the rotor unit has at least two counter-rotating rotors. This allows a compact design, wherein the generator is driven by two or more rotors. This allows a stable position without side drift can be achieved.

Bei einer bevorzugten Variante dieser Wasserkraftschnecke ist vorgesehen, dass die Rotoren eine Drehrichtung aufweisen, welche das Wasser nach oben treibt. Damit wird über die Rotoren eine Abtriebskraft erzeugt, welche die Rotoren gegen die Auftriebskraft der Schwimmkörper in einer Gleichgewichtslage unter der Wasseroberfläche positioniert. Zudem wird beim Betrieb der Wasserschnecke vermieden, dass der Grund des Gewässers aufgespült wird, was insbesondere dem Schutz der dort siedelnden Lebewesen und Pflanzen dient. Gleichzeitig wird vermieden, dass auf dem Grund treibende Fremdkörper oder Schlick aufgewühlt werden, die in der Umgebung zu Verunreinigungen des Gewässers führen können, wodurch insbesondere nachgeschaltete Wasserkraftschnecken verunreinigt werden könnten.In a preferred variant of this hydrodynamic screw is provided that the rotors have a direction of rotation, which drives the water upwards. Thus, an output force is generated on the rotors, which positions the rotors against the buoyancy of the float in an equilibrium position below the water surface. In addition, during operation, the water screw avoided that the bottom of the water is flushed, which in particular serves the protection of living there and living plants. At the same time it is avoided that on the ground driving impurities or silt are stirred, which can lead to contamination of the water in the environment, which could be contaminated in particular downstream hydrodynamic screws.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Rotor an dem Abstandselement gelagert ist und der Rotor und das Abstandselement über die Lagerung mechanisch entkoppelt sind, so dass die Rotordrehung nicht über das Abstandselement gehemmt wird. Es ist dabei möglich, dass mehrere Rotoren einer Rotoreinheit an einem gemeinsamen Abstandselement gelagert sind. Günstigere Eigenschaften weist eine Anordnung auf, deren Abstandselemente in Fließrichtung des Gewässers frei bleiben. Dabei können die Abstandselemente so ausgestaltet sein, dass die Rotoren günstigere Strömungseigenschaften erhalten.Alternatively it can be provided that the rotor is mounted on the spacer element and the rotor and the spacer element are mechanically decoupled via the bearing, so that the rotor rotation is not inhibited by the spacer element. It is possible that a plurality of rotors of a rotor unit are mounted on a common spacer. Cheaper properties has an arrangement whose spacers remain free in the direction of flow of the water. In this case, the spacer elements can be designed so that the rotors receive more favorable flow characteristics.

Es ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit mit elektrischen Anschlüssen und/oder Leitungen zum Wegführen der gewonnenen elektrischen Energie versehen ist, welche vorzugsweise über die Lagereinrichtung geführt sind. Dabei kann die Antriebseinheit unmittelbar in der Lagereinrichtung integriert sein, so dass der Strom über die Lagereinrichtung weggeführt wird. Die Lagereinrichtung weist hierzu elektrische Anschlüsse auf, welche entsprechend feuchtigkeitsgeschützt und an ein entsprechend ausgestaltetes Netz anschließbar sind. Ebenso ist von der Erfindung umfasst, dass die Antriebseinheit außerhalb der Lagereinrichtung angeordnet ist. Die Antriebseinheit weist entsprechende Leitungen auf, so dass der gewonnene Strom von dort in ein entsprechendes Netz einleitbar ist. Als vorteilhaft hat sich dabei eine Anordnung erwiesen, bei welcher die Antriebseinheit oberhalb der Wasseroberfläche angeordnet ist.It is provided that the drive unit is provided with electrical connections and / or lines for carrying away the obtained electrical energy, which are preferably guided via the bearing device. In this case, the drive unit can be integrated directly in the bearing device, so that the current is led away via the bearing device. For this purpose, the storage device has electrical connections which are moisture-proof and connectable to a correspondingly configured network. Likewise, it is encompassed by the invention that the drive unit is arranged outside the bearing device. The drive unit has corresponding lines, so that the recovered power can be introduced from there into a corresponding network. An advantageous arrangement has proven to be advantageous in which the drive unit is arranged above the water surface.

Entsprechend der Erfindung kann die Antriebseinheit wenigstens eine Pumpe und/oder einen Generator umfassen, so dass mit dem Generator zum einen elektrische Energie erzeugt werden kann, aber auch die Möglichkeit besteht, über eine Pumpe Wasser zu verlagern, um an einem anderen Ort oder zu einer anderen Zeit Energie daraus zu gewinnen.According to the invention, the drive unit may comprise at least one pump and / or a generator, so that with the generator for an electrical energy can be generated, but also the possibility exists to relocate via a pump water to another place or to a other time to gain energy from it.

Von der Erfindung ist außerdem eine Wasserkraftanlage umfasst, welche wenigstens eine Wasserkraftschnecke nach den Ansprüchen 1 bis 17 aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Wasserkraftschnecke in einem strömenden Gewässer schwimmend oder schwebend platzierbar ist. Bevorzugt wird dabei eine Anordnung mit mehreren Wasserkraftschnecken, welche in einem Netz zusammengeschaltet sind. Dies ermöglicht eine höhere Energieausbeute. Wegen der hohen Umweltverträglichkeit der erfindungsgemäßen Wasserkraftschnecken können diese dabei bis nahe an den Grund des Gewässers angeordnet werden.The invention also includes a hydropower plant comprising at least one hydrodynamic screw according to claims 1 to 17. It is provided that the at least one hydrodynamic screw can be placed floating or floating in a flowing water. Preference is given to an arrangement with several hydrodynamic screws, which are interconnected in a network. This allows a higher energy yield. Because of the high environmental compatibility of the hydrodynamic screws according to the invention, they can be arranged close to the bottom of the water body.

Es ist dabei eine Verwendung der Wasserkraftanlage in beliebigen strömenden Gewässer vorgesehen, beispielsweise in einem Abfluss einer Kläranlage, einer Abflussleitung, einem Fluss, einem Gebirgsbach, ebenso in einem Meeresbereich, wobei vorzugsweise Gezeitenströmungen genutzt werden können.It is intended to use the hydroelectric power plant in any flowing waters, for example in an outflow of a sewage treatment plant, a drain line, a river, a mountain stream, as well as in a marine area, preferably tidal currents can be used.

Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the drawing. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Wasserkraftschnecke mit einem Rotor im Querschnitt von oben gesehen, 1 a hydrodynamic screw according to the invention with a rotor seen in cross-section from above,

2a eine perspektivische Ansicht der Wasserkraftschnecke nach 1 ohne Wendel, 2a a perspective view of the hydrodynamic screw after 1 without helix,

2b eine perspektivische Ansicht einer Wendel der Wasserkraftschnecke nach 1, 2 B a perspective view of a helix of the hydrodynamic screw after 1 .

3 eine erfindungsgemäße Wasserkraftschnecke mit zwei gegenläufigen Rotoren im Querschnitt von oben gesehen, 3 a hydrodynamic screw according to the invention with two counter-rotating rotors seen in cross-section from above,

4a eine perspektivische Ansicht der Wasserkraftschnecke nach 3 ohne Wendel, 4a a perspective view of the hydrodynamic screw after 3 without helix,

4b eine perspektivische Ansicht der Wendeln der Wasserkraftschnecke nach 3, 4b a perspective view of the helical helix of the screw 3 .

5 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausgestaltung der Wasserkraftschnecke zu 2b und 5 a perspective view of an alternative embodiment of the hydrodynamic screw to 2 B and

6 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Wasserkraftschnecke zu 2b. 6 a perspective view of another alternative embodiment of the hydrodynamic screw to 2 B ,

1 zeigt eine Wasserkraftschnecke 11 zum Erzeugen elektrischer Energie durch Umwandlung von Strömungsenergie eines strömenden Gewässers. Die Wasserkraftschnecke 11 weist eine Rotoreinheit 12 auf sowie eine Lagereinrichtung 14 und eine von der Rotoreinheit 12 angetriebene Antriebseinheit 15. Die Rotoreinheit 12 umfasst dabei einen Rotor 17 mit zwei einander gegenüberliegenden Enden 16, 18. Mit einem Ende 16 ist der Rotor 17 einseitig an der Lagereinrichtung 14 gelagert. Das der Lagereinrichtung 14 gegenüber liegende Ende 18 bleibt dagegen frei. 1 shows a hydrodynamic screw 11 for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing body of water. The hydrodynamic screw 11 has a rotor unit 12 on and a storage facility 14 and one of the rotor unit 12 driven drive unit 15 , The rotor unit 12 includes a rotor 17 with two opposite ends 16 . 18 , With an end 16 is the rotor 17 one-sided at the storage facility 14 stored. The storage facility 14 opposite end 18 remains free.

Das freie Ende 18 des Rotors 17 richtet sich im strömenden Wasser im Wesentlichen in Fließrichtung aus, wenn die Wasserkraftschnecke 11 im Einsatz ist. Dadurch ist die Wasserkraftschnecke 11 im Bereich des abstehenden Rotors 17 frei von Konstruktionsteilen, an denen sich Fremdkörper verfangen können. Der Rotor 17 ist dabei unmittelbar an der Lagereinrichtung 14 gelagert. Hierzu weist der Rotor 17 an seinem gelagerten Ende 16 eine Lagerschale 21 mit Führungen 22 auf, wobei die Führungen 22 dazu dienen, den Rotor 17 axial in der Lagereinrichtung 14 zu halten. An der Lagerschale 21 ist der Rotor 17 mit einem Kettengetriebe 24 ausgestattet, über das ein Generator 25 oder eine Pumpe der Antriebseinheit 15 angetrieben wird. Bei einer solchen Pumpe, die Arbeit verrichtet, kann es sich beispielsweise um eine Luftpumpe oder um eine Pumpe handeln, welche Wasser auf ein höheres Niveau pumpt.The free end 18 of the rotor 17 Aligns in the flowing water essentially in the direction of flow when the hydrodynamic screw 11 in the Use is. This is the hydrodynamic screw 11 in the area of the projecting rotor 17 free of structural parts that may catch foreign bodies. The rotor 17 is directly at the storage facility 14 stored. For this purpose, the rotor 17 at its stored end 16 a bearing shell 21 with guides 22 on, with the guides 22 serve the rotor 17 axially in the storage facility 14 to keep. On the bearing shell 21 is the rotor 17 with a chain transmission 24 equipped, over which a generator 25 or a pump of the drive unit 15 is driven. In such a pump, the work may be, for example, an air pump or a pump, which pumps water to a higher level.

Der Rotor 17 weist eine spiralförmige Wendel 19 auf, wobei die Wendel 19 ohne Schneckenwelle ausgebildet ist. Von der Erfindung ist auch eine Ausführung umfasst, bei welcher der Rotor 17 eine Wendel 19 mit Schneckenwelle aufweist.The rotor 17 has a spiral helix 19 on, with the coil 19 is formed without a worm shaft. The invention also includes an embodiment in which the rotor 17 a helix 19 having a worm shaft.

Der Rotor 17 weist Befestigungselemente 27 zur Aufnahme der Wendel 19 auf, mit welchen die Wendel 19 mit der Lagerschale 21 und dem Getriebe 24 fest verbunden ist. Somit ist die Wendel 19 über den Rotor 17 mit der Antriebseinheit 15 mechanisch oder über ein Getriebe 24 gekoppelt.The rotor 17 has fasteners 27 for receiving the helix 19 on, with which the helix 19 with the bearing shell 21 and the transmission 24 is firmly connected. Thus, the helix 19 over the rotor 17 with the drive unit 15 mechanically or via a gearbox 24 coupled.

Der Rotoreinheit 12 sind zwei Schwimmkörpern 28 zugeordnet. Die Schwimmkörper 28 sind so angeordnet, dass der Rotor 17 zwischen den Schwimmkörpern 28, vorzugsweise etwas unterhalb der durch die Schwimmkörper 28 gebildeten Ebene, angeordnet ist. Somit wirken die Schwimmkörper 28 für den Rotor 17 stabilisierend hinsichtlich der Lage und/oder Ausrichtung der Wasserkraftschnecke 11 in einem fließenden Gewässer. Außerdem wird der Rotor 17 unter der Wasseroberfläche gehalten.The rotor unit 12 are two floats 28 assigned. The floats 28 are arranged so that the rotor 17 between the floats 28 , preferably slightly below that by the floats 28 formed level, is arranged. Thus, the floats work 28 for the rotor 17 stabilizing with regard to the position and / or orientation of the hydrodynamic screw 11 in a flowing water. In addition, the rotor 17 kept under the water surface.

Die Schwimmkörper 28 weisen ein dem freien Ende des Rotors 17 zugeordnetes freies Ende 29 auf, dabei sind die Schwimmkörper 28 mit einer Vorrichtung 30 zum Schutz des Rotors 17 versehen, welche den Rotor 17 im Betrieb vor Berührungen mit dem Grund des Gewässers schützen.The floats 28 indicate the free end of the rotor 17 associated free end 29 on, here are the floats 28 with a device 30 to protect the rotor 17 provided which the rotor 17 Protect against contact with the bottom of the water during operation.

Die Wasserkraftschnecke 11 umfasst zumindest eine Öse 26, durch welche die Wasserkraftschnecke 11 mittels eines Seils, beispielsweise mittels einem Stahlseil oder einem sonstigen Halteelement, an einer Brücke, an einem Wehr oder am Ufer befestigt werden kann, so dass diese in einer vorbestimmten Position im Gewässer fixiert gehalten wird.The hydrodynamic screw 11 includes at least one eyelet 26 through which the hydrodynamic screw 11 can be attached by means of a rope, for example by means of a steel cable or other retaining element, to a bridge, on a weir or on the shore, so that it is kept fixed in a predetermined position in the water.

2a zeigt eine perspektivische Ansicht der Wasserkraftschnecke 11 nach 1 ohne Wendel 19. Dabei ist die Lagereinrichtung 14 mit der Lagerschale 21 zur Aufnahme des Rotors 17 mit den Schwimmkörpern 28 dargestellt, wobei die Schwimmkörper 28 oberhalb an der Lagereinrichtung 14 angeordnet sind, so dass sie sich bei eingesetztem Rotor 17 über der Wendel 19 befinden. 2a shows a perspective view of the hydrodynamic screw 11 to 1 without helix 19 , Here is the storage facility 14 with the bearing shell 21 for receiving the rotor 17 with the floats 28 shown, the floats 28 above at the storage facility 14 are arranged so that they are inserted rotor 17 over the helix 19 are located.

2b zeigt eine perspektivische Ansicht einer Wendel 19 der Wasserkraftschnecke 11 nach 1. Die Wendel 19 ist als eingängige Spirale ohne Schneckenwelle ausgebildet ist. An dem gelagerten Ende 16 des Rotors 17 sind Befestigungselement 27 ausgebildet, mit denen die Wendel 19 an der Lagerschale 21 befestigt sind. Die Lagerschale 21 ist dabei, wie in 2a gezeigt, in die Lagereinrichtung 14 einsetzbar, wobei die Lagerschale 21 und Wendel 19 den Rotor 17 bilden. Die Lagerschale 21 ist mittels einer Führung 34 in der Lagereinrichtung 14 gesichert. 2 B shows a perspective view of a coil 19 the hydrodynamic screw 11 to 1 , The helix 19 is designed as a catchy spiral without worm shaft. At the stored end 16 of the rotor 17 are fastener 27 formed, with which the helix 19 on the bearing shell 21 are attached. The bearing shell 21 is there, as in 2a shown in the storage facility 14 can be used, wherein the bearing shell 21 and helix 19 the rotor 17 form. The bearing shell 21 is by means of a guide 34 in the storage facility 14 secured.

3 zeigt eine Wasserkraftschnecke 11 mit einer Rotoreinheit 12, welche zwei gegenläufige Rotoren 17 umfasst, wobei die Rotoren 17 eine gegenläufige Drehrichtung aufweisen. Der Rotoreinheit 12 ist ein Schwimmkörpern 28 zugeordnet. Der Schwimmkörper 28 ist so angeordnet, dass er sich zwischen den Rotoren 17 befindet. Vorzugsweise werden die Rotoren 17 etwas unterhalb des Schwimmkörpers 28 angeordnet, so dass der Schwimmkörper 28 für die Rotoren 17 stabilisierend hinsichtlich der Lage und/oder Ausrichtung der Wasserkraftschnecke 11 in einem fließenden Gewässer wirkt. Hierdurch kann diese Ausführungsform in kompakter Bauweise realisiert werden, wobei die Antriebseinheit 15 von zwei Rotoren 17 angetrieben wird. 3 shows a hydrodynamic screw 11 with a rotor unit 12 , which two opposing rotors 17 includes, wherein the rotors 17 have an opposite direction of rotation. The rotor unit 12 is a floats 28 assigned. The float 28 is arranged so that it is between the rotors 17 located. Preferably, the rotors 17 slightly below the float 28 arranged so that the float 28 for the rotors 17 stabilizing with regard to the position and / or orientation of the hydrodynamic screw 11 works in a flowing water. As a result, this embodiment can be realized in a compact design, wherein the drive unit 15 of two rotors 17 is driven.

Der Schwimmkörper 28 weist ein dem freien Ende der Rotoren 17 zugeordnetes freies Ende 29 auf. Des Weiteren ist der Schwimmkörper 28 mit einer Vorrichtung 30 zum Schutz der Rotoren 17 versehen, welche die Rotoren 17 im Betrieb vor Berührungen mit dem Grund des Gewässers schützen. Die Rotoren 17 sind in der gleichen Weise wie bereits zu 1 beschrieben mit der Lagereinrichtung 14 verbunden und mit der Antriebseinheit 15 gekoppelt.The float 28 indicates the free end of the rotors 17 associated free end 29 on. Furthermore, the float is 28 with a device 30 to protect the rotors 17 provided, which the rotors 17 Protect against contact with the bottom of the water during operation. The rotors 17 are in the same way as they already are 1 described with the storage facility 14 connected and with the drive unit 15 coupled.

In 4a ist eine perspektivische Ansicht der Wasserkraftschnecke 11 nach 3 ohne Wendeln 19 gezeigt. Der Schwimmkörper 28 ist hierbei zentral zwischen den Lagerschalen 21 der Rotoren 17 mittig an der Lagereinrichtung 14 befestigt. Die Lagerschalen 21 sind symmetrisch von der Mitte an beiden Seiten der Lagereinrichtung 14 angeordnet.In 4a is a perspective view of the hydrodynamic screw 11 to 3 without coils 19 shown. The float 28 is here centrally between the bearing shells 21 the rotors 17 in the middle of the storage facility 14 attached. The bearing shells 21 are symmetrical from the center on both sides of the storage facility 14 arranged.

In 4b sind die zur Lagereinrichtung 14 gemäß 4a gehörenden Wendeln 19 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die Wendeln 19 sind gegenläufig und spiralförmig ohne Schneckenwelle (Seele) ausgebildet, so dass in einem fließenden Gewässer das Wasser zwischen ihnen nach oben getrieben wird.In 4b are the to the storage facility 14 according to 4a belonging coils 19 shown in perspective view. The coils 19 are formed in opposite directions and spiral without worm shaft (soul), so that in a flowing water, the water between them is driven upwards.

In 5 ist perspektivisch eine alternative Ausführungsform einer Wendel 19 der Wasserkraftschnecke 11 nach 2b dargestellt. Diese Wendel 19 weist abweichend zur eingängigen Spirale Einzelschraubenflügel 20 auf, welche jeweils benachbart zueinander angeordnet sind und ebenso quasi eine eingängige Spirale bilden. Diese Ausführungsform kann ebenso als rechts- und linksgängige Wendel 19 ausgebildet sein, so dass ein solcher Rotor 17 auch bei einer Ausführungsform gemäß 3 in Analogie einsetzbar ist. Alternativ kann die Wendel 19 auch aus mehreren gleichen und/oder verschiedenen Spiralabschnitten bestehen, die wahlweise miteinander kombiniert werden können oder aber auch mit Abstand gleich oder variabel zueinander an einer Schneckenwelle befestigbar sind. Des Weiteren können auch einzelne Spiralabschnitte der Wendel sowie Einzelschraubenflügel miteinander kombiniert werden, wobei diese sowohl unmittelbar aneinander gereiht als auch mit Abstand zueinander vorgesehen sein können. Die Anordnung und Auswahl von ein- oder mehrgängigen Spiralabschnitten sowie die Anzahl der Einzelschraubenflügel mit deren Beabstandung zueinander kann anwendungsspezifisch ausgewählt werden. In 5 is in perspective an alternative embodiment of a helix 19 the hydrodynamic screw 11 to 2 B shown. This helix 19 contrary to the catchy spiral has single screw wings 20 on, which are each adjacent to each other and also form a quasi-single-spiral. This embodiment can also be used as a right-handed and left-handed helix 19 be formed, so that such a rotor 17 also in an embodiment according to 3 can be used in analogy. Alternatively, the helix 19 also consist of a plurality of identical and / or different spiral sections, which can optionally be combined with each other or even with distance equal or variable to each other on a worm shaft can be fastened. Furthermore, individual spiral sections of the coil as well as single screw blades can be combined with each other, whereby these can be arranged both directly next to each other as well as at a distance from each other. The arrangement and selection of single or multi-start spiral sections as well as the number of single screw wings with their spacing from each other can be selected application-specific.

In 6 ist perspektivisch eine weitere alternative Ausführungsform einer Wendel der Wasserkraftschnecke nach 2b dargestellt. Diese Wendel weicht bezüglich der spiralförmigen Schnecke von der 2a dahingehend ab, dass die Spirale entlang der Steigung gesehen segmentförmig ausgebildet ist. Beispielsweise sind zwei Segmente bei einer 360°-Steigung vorgesehen. Alternativ können mehrere oder auch nur ein Segment innerhalb einer solchen Steigung beziehungsweise Windung um 360° ausgebildet sein.In 6 is a further perspective alternative embodiment of a helix of the hydrodynamic screw 2 B shown. This helix gives way to the helical screw of the 2a to the effect that the spiral is formed segment-shaped viewed along the slope. For example, two segments are provided at a 360 ° slope. Alternatively, several or only one segment may be formed within such a pitch or turn by 360 °.

Bei allen Ausführungsformen ist der Schwimmkörper 28 mit einer Vorrichtung 30 zum Schutz des Rotors 17 versehen. Die Vorrichtung 30 ist vorzugsweise ebenfalls in Fließrichtung offen und schützt den Rotor 17 vor Bodenberührung oder größerem Treibgut, das bei Kontakt zu Beschädigungen des Rotors 17 führen könnte. Dabei können die Schwimmkörper 28 ebenso wie die Vorrichtung 30 so gestaltet sein, dass die Anströmcharakteristik der Wasserkraftschnecke 11 damit optimiert wird.In all embodiments, the float is 28 with a device 30 to protect the rotor 17 Mistake. The device 30 is preferably also open in the flow direction and protects the rotor 17 before ground contact or larger flotsam, which in contact to damage the rotor 17 could lead. The floats can 28 as well as the device 30 be designed so that the inflow characteristic of the hydrodynamic screw 11 to be optimized.

Es ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit 15 mit elektrischen Anschlüssen und/oder Leitungen zum Wegführen der gewonnenen elektrischen Energie versehen ist, welche in den Figuren nicht dargestellt sind.It is envisaged that the drive unit 15 is provided with electrical connections and / or lines for carrying away the recovered electrical energy, which are not shown in the figures.

Die dargestellten Wasserkraftschnecken 11 können einzeln oder in Gruppen als Wasserkraftanlage betrieben werden. Dabei ist es möglich, dass jede Wasserkraftschnecke 11 einzeln schwimmend oder schwebend in einem Gewässer platzierbar ist. Es ist auch möglich, die Wasserkraftschnecken 11 fest miteinander verbunden zu Batterien zusammenzuschließen. Mehreren Wasserkraftschnecken können dabei in einem Netz zusammengeschaltet werden, so dass eine höhere Energieausbeute erreicht werden kann. Wegen der guten Umweltverträglichkeit der erfindungsgemäßen Wasserkraftschnecken 11 können diese dabei bis nahe an den Grund des Gewässers angeordnet werden. Die Verwendung der Wasserkraftschnecken und -anlage ist in beliebigen strömenden Gewässer vorgesehen, beispielsweise in einem Abfluss einer Kläranlage, einer Abflussleitung, einem Fluss, einem Gebirgsbach, ebenso in einem Meeresbereich, wobei vorzugsweise die Gezeitenströmung genutzt werden kann.The illustrated hydrodynamic screws 11 can be operated individually or in groups as a hydroelectric power plant. It is possible that every hydrodynamic screw 11 individually floating or floating in a body of water is placeable. It is also possible the hydrodynamic snails 11 firmly connected together to form batteries. Several hydropower screws can be interconnected in a network, so that a higher energy yield can be achieved. Because of the good environmental compatibility of the hydrodynamic screws according to the invention 11 These can be arranged close to the bottom of the water. The use of hydrodynamic screws and plant is provided in any flowing waters, for example in a drain of a sewage treatment plant, a drain line, a river, a mountain stream, as well as in a marine area, preferably the tidal current can be used.

Mit der Erfindung ist eine einfach installierbare Wasserkraftschnecke 11 gefunden worden, welche gut zu warten und die handlich bedienbar ist. Die Zusammenschaltung mehrerer zu größeren Einheiten in einer Wasserkraftanlage ist ebenso möglich wie der Betrieb als Einzelgerät. Dabei wird weder die Fischwanderung gestört, noch wird die Umgebung der Wasserkraftanlagen beeinträchtigt. Mit der gefundenen Wasserkraftschnecke 11 wird die Energiegewinnung auch in kritischen Gewässern möglich. Es besteht kaum eine Gefahr, dass störender Schmutz, Müll, Tier- oder Pflanzenteile sich an der Wasserkraftschnecke 11 festsetzen können, so dass die Rotoren 17 dauerhaft störungsfrei bewegt werden können. Auch sind die Rotoren 17 vor gefährdenden Fremdkörpern geschützt, welche sich in den Rotoren 17 verfangen oder diese beschädigen könnten. Diese Wasserkraftschnecken 11 bzw. Wasserkraftanlagen sind dementsprechend wartungsfreundlich. Insbesondere kann somit die Wirtschaftlichkeit bei solchen Anlagen erhöht werden. Es ist auch möglich, mit der gefundenen Wasserkraftschnecke 11 neue bisher nicht nutzbare Gewässer zu erschließen.With the invention is an easy to install hydrodynamic screw 11 been found, which is easy to maintain and which is easy to use. The interconnection of several to larger units in a hydropower plant is just as possible as the operation as a single unit. In this case, neither the fish migration is disturbed, nor is the environment of the hydropower plants affected. With the found hydrodynamic screw 11 Energy generation is also possible in critical waters. There is hardly a risk that disturbing dirt, garbage, animal or plant parts are on the hydrodynamic screw 11 can set, so the rotors 17 can be moved permanently trouble-free. Also, the rotors are 17 protected from hazardous foreign bodies, which are in the rotors 17 could catch or damage them. These hydrodynamic snails 11 or hydropower plants are accordingly easy to maintain. In particular, thus, the profitability of such systems can be increased. It is also possible with the found hydrodynamic screw 11 opening up new waters that are not yet usable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4139134 A1 [0003]
EP 2003332 A1 [0004]

Claims

Hydrodynamic screw ( 11 ) for generating electrical energy by converting flow energy of a flowing body of water, by a drive of a generator ( 25 ) generates electrical energy or performs work by the drive of a pump, with at least one rotor unit ( 12 ), a storage facility ( 14 ) and one of the rotor unit ( 12 ) driven drive unit ( 15 ), which at least the generator ( 25 ) or the pump, characterized in that the rotor unit ( 12 ) at least one rotor ( 17 ) with two opposite ends ( 16 . 18 ), which has one end ( 16 ) on one side of the bearing device ( 14 ) and / or the drive unit ( 15 ) and the bearing device ( 14 ) opposite end ( 18 ) remains free.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the rotor ( 17 ) with the drive unit ( 15 ) is mechanically coupled.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the rotor ( 17 ) articulated, preferably deflectable, opposite the bearing device ( 14 ) and / or the drive unit ( 15 ) is stored.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the helix ( 19 ) is formed with or without worm shaft.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor ( 17 ) is elastic.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor ( 17 ) at least one helical coil ( 19 ) from Schneckenflügeln.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 6, characterized in that a pitch of the helix ( 19 ) of the rotor ( 17 ) starting from that at the storage facility ( 14 ) arranged end ( 16 ) to the free end ( 18 ) of the rotor ( 17 ) increases.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 6, characterized in that the helix ( 19 ) of the rotor ( 17 ) from that at the storage facility ( 14 ) arranged end ( 16 ) to the free end ( 18 ) of the rotor ( 17 ) has at least one interruption area with a helix-free zone.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the drive unit ( 15 ) and / or the rotor ( 17 ) Fasteners ( 27 ) for receiving the helix ( 19 ), with which the helix ( 19 ) and the drive unit ( 15 ) are mechanically coupled.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor unit ( 12 ) at least one floating body ( 28 ) and that the float ( 28 ) Position and / or orientation of the hydrodynamic screw ( 11 ) is arranged stabilizing.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 10, characterized in that the float ( 28 ) over the rotor unit ( 12 ) is arranged.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 10 or 11, characterized in that the float ( 28 ) one the free end ( 18 ) of the rotor ( 17 ) associated free end ( 29 ) having.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 10 to 12, characterized in that the floating body ( 28 ) with a device for protecting the rotor ( 17 ) is provided.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rotor unit ( 12 ) at least two counter-rotating rotors ( 17 ) having.

Hydrodynamic screw according to claim 14, characterized in that the at least two rotors ( 17 ) Are connected to each other by a transmission, in particular a gear transmission.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to claim 15, characterized in that the rotors ( 17 ) are mounted on a common spacer element.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the drive unit ( 15 ) is provided with electrical connections and / or lines for carrying away the obtained electrical energy, which preferably via the storage device ( 14 ) are guided.

Hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the drive unit ( 15 ) comprises at least one pump and / or a generator.

Hydroelectric power plant comprising at least one hydrodynamic screw ( 11 ) according to one of claims 1 to 18 for generating electrical energy by converting the flow energy of a flowing water body, characterized in that the hydrodynamic screw ( 11 ) is floating or floating placeable in the waters concerned.

Use of a hydropower plant according to claim 19, characterized in that it is the flowing water to a drain of a sewage treatment plant, a drain line, a river, a mountain stream, a sea area with tidal flow.