TW201422907A - 用於從水力取出電能的裝置 - Google Patents

用於從水力取出電能的裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW201422907A
TW201422907A TW102124393A TW102124393A TW201422907A TW 201422907 A TW201422907 A TW 201422907A TW 102124393 A TW102124393 A TW 102124393A TW 102124393 A TW102124393 A TW 102124393A TW 201422907 A TW201422907 A TW 201422907A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
factory
flow impact
generator
water
drive mechanism
Prior art date
Application number
TW102124393A
Other languages
English (en)
Inventor
Felix Widmer
Martin Ruge
Markus Felix
Original Assignee
Wrh Walter Reist Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wrh Walter Reist Holding Ag filed Critical Wrh Walter Reist Holding Ag
Publication of TW201422907A publication Critical patent/TW201422907A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/02—Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00—Water wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B7/00—Water wheels
    • F03B7/006—Water wheels of the endless-chain type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/707—Application in combination with an electrical generator of the linear type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本發明有關用於從水力取出電能的工廠(1)。該工廠(1)包括被設計為一組裝單元之能量取出模組(2)。此工廠包括一驅動機構，具有多數流動衝擊零組件(8)，其可於一循環方向(R)中藉著水力被驅動；二隔開的轉向元件(5,6)，該驅動機構係環繞該等轉向元件以循環方式被引導；發電機(10)，用於由該循環驅動機構取出電能；水輸送管道(11)，用於形成與該等流動衝擊零組件(8)互相作用的水承接隔間；及亦模組機架(24)，該驅動機構、該等轉向元件(5,6)、該至少一發電機(10)、及該水輸送管道(11)被連接至該模組機架。該模組機架(24)包括介面機構(13)，該能量取出模組(2)係經由該介面機構被連接至子結構(7)。

Description

用於從水力取出電能的裝置
本發明有關用於從水力取出電能的工廠。
很多裝置有利用水之潛在落差或其動能以便由該處轉換電能的知識。關於此點，根本上在二工廠型式之間作成區別。
根據第一工廠型式，該湍流水之動能被利用，以便藉此驅動一用於發電的發電機。為此目的，製備用於流動衝擊的零組件、諸如渦輪機葉片，該等零組件被水之流動所衝擊及藉著此水流而發動起來。該第一型式之水力發電廠被發現在河床式發電站或蓄能式水電站中。這樣一來，該底射式水輪亦被操作。
根據第二工廠型式，該湍流水之動能不是主要被使用者，而是於位能降之執行期間其釋放的位能。那就是說，依據此原理，作用於流動衝擊零組件上之水的地心引力驅動一驅動元件。此原理譬如被使用於該上射式水輪之案例中。
在本發明中，該“電能之取出”一詞被使用。此術語係與時常被使用之術語、諸如“能量轉換”、“發電”或“能量產生”同義。
EP-A-1 731 756譬如敘述一水力發電廠，其中水之位能被使用於電能之轉換。該工廠包含一具有直立滑槽的水力單元及一被連接至該水力單元之發電機。被緊固至鏈條及承接一特定體積之水的葉片被配置在該滑槽中。由於支承在該等葉片上之水的重量，該鏈條被驅動，且發電機經由該鏈條被驅動。相對於其應用能力，該工廠係比較無彈性的，因為這僅只可隨同直立滑槽被設計。
WO 2011/041918亦敘述一用於從水力轉換電能之工廠。這包括一具有承載段及返回段的循環驅動鏈條。該驅動鏈條在一循環方向中被導引環繞二轉向元件，該二轉向元件係皆以彼此偏置之方式水平及直立地配置。該驅動鏈條包括在該循環方向中彼此前後地配置及隔開的多數流動衝擊零組件。於每一案例中，該等流動衝擊零組件形成該驅動鏈條之鏈節的一部份。在該承載段之側面上，該等流動衝擊零組件嚙合於一傾斜之水輸送管道中及與該管道側壁嚙合，且該管道底部形成水承接隔間。於入口區域中，該個別之水承接隔間承接一特定體積之水，該水係僅只於該出口區域中再次由該水承接隔間被釋放。
再者，該工廠包括一用於由該循環驅動鏈條轉換電能的發電機。在較高定位的入口區域之水係給入該水輸送管道，其中沈浸在水輸送管道中之葉片該流入之水保留於所 形成的水承接隔間中。該等葉片係藉著水之重力所驅動，由於此結果，該等承接隔間中之水係沿著該水輸送管道導引至一較低定位的出口開口。所敘述之解決方法具有在水輸送管道中導引的葉片係相當不精確之缺點，以致對於沿著流動所運送之水及沿著流動所運送之部份水，該等承接隔間於該移動方向中係太有浸透性，而未被利用，該等流動係順著該水輸送管道至該出口區域。此外，該工廠之安裝係亦比較複雜及紛亂的。更甚者，該能量轉換係也未以最佳之方式施行。
因此，本發明之目的係最佳化該等流動衝擊零組件在該水輸送管道中之導引，且亦大致上改善該水導引及亦最佳化該能量轉換，以便至少增加該工廠之效率。此外，該工廠係能夠以快速及簡單之方式在現場被安裝。
該目的係藉著該申請專利範圍獨立項之特色所達成。本發明之進一步較佳的實施例及發展係由該等申請專利範圍附屬項及亦由該敘述與該等圖面所集合。
本發明係藉由該工廠包括一被設計為組裝單元之能量取出模組的事實為其特徵。該能量取出模組依次包括一驅動機構，具有多數流動衝擊零組件，其可於一循環方向中藉著水力被驅動。此外，該能量取出模組包括至少二隔開的轉向元件，該驅動機構係在一循環方式中被導引環繞該等轉向元件。
該等流動衝擊零組件包括像壁面的流動衝擊零組件，其橫向地延伸越過該水輸送管道。
再者，該能量取出模組包括至少一發電機，用於藉著該循環驅動機構來取出電能。再者，該能量取出模組亦包括水輸送管道，用於與該等流動衝擊零組件互相作用而形成水承接隔間。
此外，該能量取出模組亦包括一模組機架，具有該等流動衝擊零組件的驅動機構、該等轉向元件、該發電機、及該水輸送管道被連接至該模組機架。該模組機架能被設計為像籠架的結構。該模組機架尤其係一具有、或包括型材及連接元件的結構。
該模組機架包括介面機構，該能量取出模組可經由該介面機構被連接至子結構、分別以可拆卸或不可拆卸的方式連接至子構造。該介面機構較佳地係被配置在該機架基底上。該模組機架係藉著形狀配合、實質地接合、及/或機械式連接經由該介面機構連接至該子結構。該連接可為一螺栓式連接、鉚接式連接、焊接式連接、或黏著劑接合或複數連接型式的一組合。
根據一較佳實施例，該模組機架之介面機構包含模組式支腳，該能量取出模組可經由該模組式支腳被連接至子結構。為此目的，該模組機架、及該能量取出模組以此模組機架經由該模組式支腳被支撐在該子結構上。
該子結構可為一直接地被配置在地下的基礎或一被配置在該基礎或該地面與該能量取出模組間之支撐結構。
根據本發明之較佳發展，該工廠包括一支撐結構、被設計為一呈子機架之形式的子結構，該能量取出模組係經由其介面機構支撐在該子結構上。那就是說，該能量取出模組經由其介面機構被緊固在該子機架上。
該子機架較佳地係亦經由對應的介面機構被支撐在一基礎上。那就是說，該子機架係經由其介面機構以可拆卸或不可拆卸的方式固定在該基礎上。該子機架較佳地係經由該介面機構藉著螺栓式連接或鉚接式連接而連接至該基礎。
該子機架的介面機構能包含機架支腳，其被支撐在該基礎上及連接至該基礎。
根據一較佳實施例，該子機架被設計為一梯子機架，具有縱向側面軌道與相對這些側面軌道橫向地延伸的橫檔。該縱向側面軌道較佳地係延伸平行於該能量取出模組之循環方向或平行於該製程水的管道。
再者，該子機架亦包括連接介面，用於將其連接至該模組機架之連接介面、尤其用於承接該模組機架的模組式支腳。
該子機架較佳地係基於該子表面的地形或基於該基礎的位置被個別地設計。然而，於每一案例中，該子機架具有緊固介面，其被設計成匹配該等連接介面、尤其該模組機架的模組式支腳。因此，該模組機架總是可被設計為相同的，而不管該安裝位址的地形或該基礎之配置。在這種意義上，該子機架施行子表面或基礎及模組機架間之轉接 器的功能。
該子機架可被以像階梯的方式設計，譬如為著要適應於水平地定向在該地面之斜坡中的基礎之目的。
根據本發明的一發展，該模組機架包括緊固元件，為著安裝於該子結構上之目的，該能量取出模組可經由該緊固元件被連接至一安裝裝置。該安裝裝置可為一舉昇裝置，譬如，該能量取出模組可經由該緊固元件被緊固至該舉昇裝置。
使用該舉昇裝置，該能量取出模組被導引在該安裝位址上方及在該正確位置放下。
再者，本發明亦有關一用於根據本發明之工廠的能量取出模組。該能量取出模組被這係設計為一組裝單元的事實所區別。根據本發明之能量取出模組包括業已在該概論中提及的特色。
再者，該能量取出模組可包括導引機構，該等流動衝擊零組件係至少沿著該導引機構被確實地引導在該水輸送管道之區域中、亦即該承載區段之區域中。為此目的，該等流動衝擊零組件較佳地係具有會同該導引機構操作之導引元件。該導引機構可為該模組機架的一部份。
該等導引機構較佳地係延伸平行於該循環方向之導引型材。該能量取出模組尤其較佳地係在該外邊上之側面具有被配置成彼此平行的二導引型材。該等導引型材較佳地係形成該導引元件用之運行表面或滑動表面。
該等導引型材較佳地係形成該模組機架的一部份。被 配置成緊鄰著彼此平行之二導引型材能經由橫向支柱被連接，而形成一像籠架的結構。
該等導引元件能被形成為導引滾輪或滑動元件。該等滑動元件可為滑塊。該“滾輪”一詞涵括所有適合用於在一表面之上滾動的物體。譬如輪件及滾珠亦被此所涵蓋。
確實地導引意指該等導引元件係經由該導引機構-相對於三維直角或極坐標系統-至少被導引在二空間方向中。這些二空間方向較佳地係彼此相反的。
該能量取出模組包括一上轉向元件及一下轉向元件。該上轉向元件被配置在入口區域中，其中該水被容許進入該水輸送管道。該下轉向元件被配置在一出口區域中，其中該水係由該等水承接隔間被釋放。
於該安裝位置中，該二轉向元件兩者較佳地係以彼此偏置之方式水平與直立地配置。該水輸送管道係於該安裝位置中形成有一傾斜度。
於該上轉向元件及該下轉向元件之間，在該水輸送管道的區域中之驅動機構形成一承載區段，該等流動衝擊零組件係在該承載區段中由該上轉向元件移動至該下轉向元件。在該承載區段上方，該驅動機構形成一返回區段，該等流動衝擊零組件係在該返回區段中由該下轉向元件返回至該上轉向元件。
於該承載區段之區域中，該等流動衝擊零組件係橫亙於該水輸送管道定向及嚙合於此水輸送管道中。
該承載區段較佳地係沿著該承載區段延伸平行於該水 之流動方向。該等流動衝擊零組件較佳地係在該水之流動方向中沿著該承載區段移動。該水輸送管道較佳地係延伸平行於該水之流動方向。
在每一案例中，二鄰接之流動衝擊零組件於該承載區段的區域中形成水承接隔間，其係沿著該水輸送管道移動。該可移動的水承接隔間係在該等側面藉由固定不動的管道壁面界定其範圍，如在該移動方向中所看見。藉由入口區域中之水所衝擊的流動衝擊零組件因此具有一隔件之作用，其在該水輸送管道之縱長方向中界定該水承接隔間的範圍。
於該入口區域中，該個別之水承接隔間再次承接一特定體積的水，該水係僅只再次於該出口區域中由該水承接隔間釋放。
該工廠較佳地係包括一給水管道，其由該入口區域引導該有用之水至該能量取出模組的水輸送管道。
根據本發明之進一步發展，該工廠包括一耦接單元，該能量取出模組之水輸送管道可經由該耦接單元耦接至該給水管道。該耦接單元係對應地配置朝該入口區域。該耦接單元能包括一滑動裝置，該水之由該給水管道給入該水輸送管道能藉著該滑動裝置被調節。
該耦接單元較佳地係亦具有連接介面，該耦接單元可經由該連接介面被連接至該子結構、例如至子機架或至基礎。該耦接單元能被設計為該能量取出模組的一部份、或一分開之次組件。
該水輸送管道較佳地係形成一U字形截面輪廓，並具有一管道底部及二管道側壁。該等流動衝擊零組件係關於該水輸送管道以未接觸之方式被方便地導引。
由於經過該導引機構的確實導引，既然該等流動衝擊零組件相對該水輸送管道之位置可被很正確地固定，該等流動衝擊零組件至該等鄰接之管道壁面具有極小的距離。該間隙距離譬如可為僅只1至5毫米、尤其僅只2至3毫米。
根據本發明的工廠之基本優點在於該能量取出模組業已可在該等製造廠以對應小的製造容差被預制之事實，尤其當其來至流動衝擊零組件及水輸送管道之相互作用，並能當作一完整之次組件被運送及在現場安裝時。據此，於現場安裝期間，對該能量取出模組之調整不再需要著手。如在現場組裝期間不可避免地發生的零組件之調整及對齊係不再需要的。
該等流動衝擊零組件較佳地係被設計為壁面元件、尤其為像葉片的壁面元件。在兩側面上，例如，該等流動衝擊零組件能具有側壁區段，該等側壁區段係與該驅動機構之移動方向相反地彎曲，且其形成一像葉片的插座。由於此一形狀，該水之吸入過程被最佳化。
致使該等像壁面的流動衝擊零組件具有充分高度之硬度，以便耐受住該水壓，在每一案例中，這些較佳地係具有至少一加固元件、亦被稱為強化元件。在每一案例中，該等流動衝擊零組件較佳地係具有至少二加固元件，其被 配置成偏心的或至該側面。該等加固元件較佳地係配置在該等流動衝擊零組件的橫側端區域中。該等加固元件能譬如被形成為加固肋條或加固壁面或橫向壁面。
相對於該等個別流動衝擊零組件間之功能性相互作用，該驅動機構之設計可為不同的。
根據本發明之第一實施例，該等流動衝擊零組件係未互連、亦即相對於連接技術彼此獨立地被形成。依據此實施例之驅動機構係藉著該等流動衝擊零組件間之壓力的傳送所驅動。該等流動衝擊零組件被設計為壓力物體，且包括力量傳送元件，用於在該循環方向中由一尾隨之流動衝擊零組件傳送壓力至一較佳地係直接在前面的流動衝擊零組件。
該等力量傳送元件能形成壓力表面，譬如，該等壓力能經由該等力量傳送元件被傳送於該等流動衝擊零組件之間。這樣一來，類似於驅動鏈條的驅動機構可在該循環方向中移動環繞著該等轉向元件，但沒有該等流動衝擊零組件被互連。
根據本發明之第二實施例，該驅動機構被設計為一類似於驅動鏈條之連續的驅動結構，具有類似於鏈節之多數被連接的驅動鏈節，其中該等驅動鏈節較佳地係對應於該等流動衝擊零組件。該等流動衝擊零組件包括用於鄰接之流動衝擊零組件的關節式連接之連接元件，而形成一驅動結構。
該驅動結構之驅動鏈節可於該循環方向中沿著其循環 路徑藉著張力、壓力或張力及壓力的組合之傳送所驅動。張力及壓力的組合將被了解為該驅動鏈節係於該循環路徑的一些區段中經由張力所驅動，且於該循環路徑之其他區段中經由壓力所驅動。
如在該循環方向中所看見，每一驅動鏈節可至少於該承載區段之區域中包括導引元件，其在兩側面上被附著至這些，用於該驅動結構沿著該水輸送管道之確實導引。
再者，如在該循環方向中所看見，每一驅動鏈節能包括連接元件，其在兩側面上被附著至此，用於鄰接驅動鏈節之關節式連接，而形成一驅動結構。該等驅動鏈節係尤其在一平行於該移動方向或該驅動結構之循環路徑的平面中可樞轉地互連。
於本發明之尤其較佳的實施例中，該等導引元件被配置在該連接元件上，且經由一連接樞軸被連接至此。該連接樞軸較佳地係同時被設計為該等驅動鏈節間之連接元件。於此案例中，該等連接樞軸承擔一連接栓銷之功能。自然地，該等驅動鏈節間之連接亦可與該等導引元件之連接無關地設計。如在該循環方向中所看見，在每一案例中，該導引元件較佳地係配置在該等流動衝擊零組件之橫側端的外側。
該導引型材能被設計為一導軌，譬如，用於以導引方式容納該等導引元件。該導軌尤其包括一導引通道。該導軌或該導引通道具有一用於該導引元件之運行表面、譬如一用於該等滑動元件的滑動表面或一用於該等導引滾輪之 滾動表面，該等導引滾輪亦被稱為運行滾輪。
該導引通道較佳地係被設計，以致這在二相反設置的側面上形成一滑動表面或滾動表面。
該導引通道較佳地係U字形或C形設計，且譬如具有二仿形支腳及一連接壁面。該導引通道係通向該等導引元件。根據一特別實施例，該導引通道係通向該水輸送管道。
該等仿形支腳之一譬如形成該等導引元件的運行表面。該二仿形支腳間之連接壁面譬如形成用於該等流動衝擊零組件上之橫側導引元件的導引表面。既然該流動衝擊零組件較佳地係在兩側面上具有至少一導引元件，在每一案例中對應地製備用於該等流動衝擊零組件的兩側面上之導引型材。這些較佳地係彼此平行地延伸。
如果利用通向該水輸送管道之U字形或C字形導引型材，則這些具有用於該等導引元件之二相反設置的導引表面。因此，該等流動衝擊零組件不能於該承載區段之區域中藉由該水壓被往上地推開或舉起。
根據本發明之特別實施例變型，該等轉向元件係藉由該導引型材的弓形區段所形成，該等區段互連該承載區段及返回區段中之導引型材。這樣一來，該等流動衝擊零組件亦藉著該等導引型材被確實地導引在該轉向區域中。該等導引型材之弓形區段亦可為該轉向元件的一部份，其譬如亦可包括一可旋轉之本體，如在下面被進一步敘述者。
根據本發明之較佳發展，該等轉向元件之一、尤其是 位於該入口區域中的上轉向元件包括一可旋轉之本體、尤其是一驅動輪，其係藉由該驅動機構之移動所驅動，該驅動機構被局部圓周地繞著該可旋轉之本體所導引。該驅動機構係譬如於局部圓周之形式裝配中及/或與該可旋轉之本體摩擦地鎖定嚙合，以致這是譬如在該驅動機構之速率藉著該驅動機構所驅動。
如果該轉向元件係藉由該導引型材本身所形成，則然該前述及隨後敘述的可旋轉之本體係與該轉向元件有關聯。既然兩裝置係涉及該驅動機構之轉向，可旋轉之本體及導軌亦可藉由界定該轉向元件而一般地形成。
該可旋轉之本體具有驅動凹部，其係沿著其圓周配置，譬如，其中該等流動衝擊零組件之元件嚙合及這樣一來驅動該可旋轉之本體。這些元件可為導引滾輪的驅動鏈節或滾輪樞軸之連接元件。
該轉向元件係譬如耦接至該發電機。該發電機可被直接地耦接至該可旋轉之本體的轉軸。此外，該旋轉式移動亦可從該可旋轉之本體經由齒輪單元被傳送至該發電機。於此案例中，被耦接至該上轉向元件的發電機係藉著該等流動衝擊零組件之壓縮力量及/或張力所驅動。
該發電機亦可為牽引驅動器的一部份，其中該承載區域中之驅動機構或可移動的流動衝擊零組件驅動一循環撓性輸電元件，其依序驅動該發電機。
根據本發明之特別實施例，與該發電機、或兩轉向元件沒有關聯之轉向元件具有(has)、或具有(have)以 彎曲之方式延伸及設置在該等流動衝擊本體的兩側面上之導軌，在導軌中，該等流動衝擊零組件係經由其導引元件被確實地導引，及由該承載區段偏向進入該返回區段、或反之亦然。
根據本發明之特別實施例，該等流動衝擊零組件係經由其導軌中之導引元件沿著該整個循環路徑被確實地導引。那就是說，該工廠具有該等流動衝擊零組件沿著該驅動機構之循環路徑的封閉之確實導引。該封閉之確實導引係尤其與驅動機構一起使用，其中該等流動衝擊零組件不會互連、亦即不會相互鏈接。
另一獨立之發明亦有關用於從水力取出電能的工廠。該工廠包括：驅動機構，其可於一循環方向中藉著水力被驅動，而具有多數驅動元件；至少二隔開的轉向元件，該驅動機構係藉著該等轉向元件以循環方式來引導；至少一發電機，其係藉著該循環驅動機構所驅動，用於取出電能；及亦水輸送管道，尤其用於形成與該等流動衝擊零組件互相作用的水承接隔間。
該驅動機構、該等轉向元件、該發電機、及如果亦可適用之水輸送管道能夠被配置在機架中。
該驅動機構在該水輸送管道之區域中形成一承載區段。該承載區段係藉由該驅動機構之該區段所區別，其中 該水藉由其重力作用在該驅動機構的流動衝擊零組件上，且由此將這些設定於動作中。
那就是說，於該承載區段中，該等流動衝擊零組件係由該水流入該水輸送管道之較高的重力位能引導至該水離開該水輸送管道之較低的重力位能。
於該承載區段之區域中，該等流動衝擊零組件係橫亙於該水輸送管道定向及嚙合於此中。為此目的，在每一案例中，該等流動衝擊零組件包括一像壁面的流動衝擊元件，其在該水輸送管道中橫向地延伸。
於該承載區段之區域中，在每一案例中，二鄰接之流動衝擊零組件形成一水承接隔間，其係沿著移動該水輸送管道移動。如在該移動方向中所看見，該可移動的水承接隔間係在該等側面藉由固定不動的管道壁面界定其範圍。於一被配置在該較高重力位能的入口區域中，被水之流動所衝擊的流動衝擊零組件因此具有一隔件之作用，其於該水輸送管道的縱長方向中界定該等水承接隔間之範圍。
於該入口區域中，該個別之水承接隔間承接一特定體積的水，該水係僅只被由配置在該較低重力位能的出口區域中之水承接隔間再次釋放。
該等流動衝擊零組件係在該水輸送管道中經由對應的導引機構被確實地導引。該導引機構能對應於上面被進一步敘述之導引機構。
如上面所述，該等流動衝擊零組件能被設計為壓力本體或可經由連接機構被互連，而形成一像鏈條的驅動機 構。
該驅動機構形成一返回區段，其位於與該承載區段相反，且其中該等流動衝擊零組件係再次由該較低重力位能移回至該較高重力位能。
該承載區段較佳地係配置在該返回區段下方。然而，該承載區段亦可被配置在該返回區段之側面上方或至該返回區段的側面。
依據此另一發明之工廠尤其可對應於具有模組機架的工廠，其係在上面被進一步敘述。
根據本發明，該發電機係一線性發電機。該線性發電機係藉由這將在機械式縱長移動中所發展之動能轉換成電能的事實所區別。為此目的，該線性發電機形成一隨後敘述之能量取出路徑，其至少局部地位在該承載區段中。
線性發電機包括一形成磁場之場磁鐵、及亦包括一與該磁場互相作用的激磁線圈。由於該激磁線圈相對該場磁鐵之磁場的移動，磁通量變化被建立。由於該激磁線圈中之磁通量變化所感應的電壓係經由對應的機構分接。
根據本發明，該等流動衝擊零組件或該驅動機構係、或為藉著該位降、亦即藉著該水之重力所驅動，該水一起被運送在該等水運送隔間中。該等移動的流動衝擊零組件、或該移動之驅動機構造成激磁線圈及該線性馬達的場磁鐵間之相對移動，其依序感應一電壓。該電壓係經由對應的機構所分接。
該動能係藉著一沿著非連續路徑移動的物體所產生， 在本案例中，該物體係一流動衝擊零組件，而電能係在該線性發電機中由該動能轉換。
該路徑區段隨後被稱為一能量取出路徑，電能係沿著該路徑區段藉著激磁線圈及場磁鐵之對應配置所轉換。
對比於一旋轉式發電機，由於環繞一轉軸旋轉的物體，該動能因此不會發展。在該廣義中相較於傳統的發電機，線性發電機之非連續式能量取出路徑係因此發展。該能量取出路徑較佳地係直線的、或基本上直線的，動能係沿著該能量取出路徑被轉換成電能。然而，其亦可順著一曲線之路徑。
在其些方面，該線性發電機對應於與該線性馬達相反之功能，其相反地將電能轉換成平移運動的動能。
於該線性發電機中，該場磁鐵及該激磁線圈係於一機械式縱長移動中、尤其於一線性移動中相對彼此位移，其導致按時間方向改變磁通量及對應地導致一電壓電磁感應。該激磁線圈係沿著上述型式之非連續能量取出路徑配置。於該線性發電機中，該場磁鐵或該激磁線圈之任一者係以固定不動的方式被配置，反之該另一零組件、或其他零組件縱向地移動、或尤其以線性方式移動。
於該承載區段中，該能量取出路徑至少局部地、但較佳地係完全地延伸。然而，該能量取出路徑亦可延伸進入該等轉向元件之區域、或進入該返回區段。此外，具有複數線性發電機之複數能量取出路徑能沿著該驅動機構的循環路徑被提供。
根據一較佳實施例，該等場磁鐵被移動。為此目的，該可移動場磁鐵與該等流動衝擊零組件互相作用。互相作用意指該等場磁鐵係至少在各區段中藉著該等流動衝擊零組件所驅動。這可藉由被緊固在該等流動衝擊零組件上之場磁鐵而發生。
然而，該等場磁鐵亦可經由與該等流動衝擊零組件無關之分開的循環裝置被載送。於該承載區段的一區域中，該等場磁鐵與該等流動衝擊零組件互相作用，且藉由這些所驅動。為此目的，該等場磁鐵嚙合在該區域中之流動衝擊零組件中、或與其機械式相通。此嚙合嚙合能譬如藉由齒接配置或藉由摩擦配置所形成。
在每一案例中，該場磁鐵配置較佳地係附接在該等可移動的流動衝擊零組件上，反之該等激磁線圈或該等磁場繞組係固定不動之發電機裝置的一部份。這簡化所產生之電壓的分接。在這種意義上，該場磁鐵配置對應於該轉動零組件或該轉子。在這種意義上，該激磁線圈配置對應於該固定不動的零組件或定子。
該等場磁鐵被形成為磁感應來源、例如永久磁鐵或電磁鐵。
包括該發電機之固定不動的零件之發電機裝置較佳地係被配置在一線性延伸承載區段的區域中。於該等流動衝擊零組件之確實導引的區域中，該等發電機裝置較佳地係配置在該水輸送管道之開口上方。該等發電機裝置尤其被配置成與該等流動衝擊零組件相反。
該等發電機裝置較佳地係附著在該工廠之機架上、尤其在一模組機架上。該等發電機裝置較佳地係於該承載區段及該返回區段之間配置在該機架內側，且亦於該至少一上轉向元件及該至少一下轉向元件之間。該等發電機裝置較佳地係包括安裝零組件，其被配置在該管道開口上方，且該等激磁線圈被配置在該等安裝零組件上。
既然該等流動衝擊零組件係經由導引型材被確實地導引，該線性發電機可被設計用於小容差。這樣一來，剛好1/2至1/20毫米的空氣間隙能被提供於該等磁鐵及該激磁線圈之間。這在該能量取出之效率上具有一有利的效果。
線性發電機之使用具有大的優點，由於該水負載而作用在該等流動衝擊零組件上之力量被取出，在此其被建立、亦即在該承載區段中。這樣一來，該水之重力支承於該等流動衝擊零組件之像壁面的流動衝擊元件上，其橫向地延伸越過該水輸送管道。該等流動衝擊零組件係藉著該水之裝載重力所驅動。然而，該等流動衝擊零組件之移動同時在激磁線圈及場磁鐵的磁場之間造成相對移動。該因此產生的電壓電磁感應依序導致一與該水之重力反作用的力量。
在每一案例中，既然該線性馬達之激磁線圈或場磁鐵係附著在該流動衝擊零組件上，且用於產生電能的負載減少係尤其於該流動衝擊零組件與位於該管道底部相反處之區域中進行，兩力量直接地作用在該流動衝擊零組件上，明確地係在其起源之地點、亦即在該承載區段中。
如果這些元件被連接、形成一鏈條，這導致該等流動衝擊零組件之連接元件的顯著較低之機械式負載，或如果這些元件被設計為壓力物體，導致該等壓力表面有顯著較低的機械式負載。
因此，該驅動機構係機械地加應力至總而言之相當更少的程度。尤其，既然這些應力所建立之力量業已於該承載區段中在起源之地點藉著該線性發電機所減少，相當更少之壓縮應力或伸張應力發生。因此，該驅動機構之使用壽命係顯著地增加，且該維修成本被減少。
再者，由於在該承載區段中根據線性發電機之發明的配置，相對於該承載區段之長度沒有限制。該驅動機構之長度、尤其於傳統工廠之案例中係藉由該驅動機構之裝載所限制-由於張力及壓縮力量之結果-該張力及壓縮力量隨著其長度而增加。用於上面所提及之理由，此限制中止應用。
此外，由於根據該承載區段中之線性發電機的發明之配置，該承載區段亦可包括複數具有不同傾斜度或曲率的區段。因此，該地貌隨後可有該承載區段。
根據本發明之另一發展，彼此前後地串連配置之複數線性發電機能沿著該承載區段被提供。此外，被配置成彼此緊鄰平行之複數線性發電機亦可沿著該承載區段被提供。串連及平行配置之組合係亦可能的。
尤其可製備用於複數激磁線圈，其被彼此前後串連地及/或彼此緊鄰平行地配置，且會同該等流動衝擊零組件 上之對應的場磁鐵操作。
根據上述本發明而具有至少一線性發電機之工廠將被了解為一獨立之發明，其係不須受限於該工廠之模組化結構。因此，相對於該線性發電機之對應特色將被考慮為獨立的。
該承載區段、及如果亦可適用之返回區段較佳地係在一傾斜平面中延伸。那就是說，該等流動衝擊零組件係以線性方式於這些區域中移動，且相對一水平面具有恆定的傾斜角度。然而，於該承載區段及/或返回區段之區域中，該傾斜角度為可變者係亦可想像的。該水輸送管道、及亦據此該承載區段亦可被分成複數譬如線性管道區段或承載子區段，在每一案例中，該等區段與該等鄰接區段比較具有不同的傾斜角度。
該水輸送管道延伸於該上轉向元件及下轉向元件之間、較佳地係平行於該導引型材、或該等導引型材。因此，該水輸送管道較佳地係亦位在一傾斜平面中。該傾斜平面之傾斜角度α係大於0度。再者，該傾斜角度α係比90度較小、或等於90度(角度)。該傾斜角度較佳地係大於10度，且尤其大於20度。再者，該傾斜角度較佳地係小於80度，且尤其小於70度。該傾斜角度尤其較佳地係位在30度與60度間之範圍內。
用於操作根據本發明之工廠，水被容許於較高定位的入口區域中進入該工廠之傾斜的水輸送管道。流動衝擊零組件係藉著該上轉向元件於弓形、尤其圓形之移動路徑中 由該返回區段導引進入該入口區域，且被沈浸在水輸送管道中。
於該浸入製程期間，水由該給水管道流入該水輸送管道，且流至被沈浸的流動衝擊零組件上。該湍流水因此被引導進入該等同時形成之水承接隔間。於此期間，該水被保留在該水承接隔間中。那就是說，該水不能自由地流下該水輸送管道。
被裝盛在該承接隔間中之水藉著其位降驅動該等流動衝擊零組件-那就是說藉由地心引力所造成-沿著該水輸送管道於該下轉向元件或出口區域之方向中。在該下轉向元件，該等流動衝擊零組件係據此經由弓形或甚至局部圓形之移動路徑再次迴轉出該承載區段及離開該水輸送管道，以致所運送之水係由該等水承接隔間於該出口區域中被釋放及可被運送離開。
自然地，額外之轉向元件偶而能夠被提供於該上轉向元件及下轉向元件之間。
藉由該等流動衝擊零組件、及對應地該驅動機構係於該等水承接隔間中藉由該水之重力、那就是說藉由其重力壓力所驅動的事實，此工廠之功能原理與其他工廠不同。
根據本發明之水力發電廠尤其被使用在水必需流經水平面中的差異之處。此水可譬如為流水或堰壩之出口水。既然用於流水中之零組件的正式需求可為很嚴格的，於業已存在的水工構造物或其他工場之案例中，根據本發明的工廠之使用係尤其合適的。
因此，該工廠譬如被使用於污水處理廠、例如在該淨化水被釋放進入水的本體之前，或被使用於工場中，其中較大數量之工業用水被轉換用於諸製程。根據本發明之工廠業已適合用於2至20公尺的落差。然而，較大落差確定亦可被利用。
於該承載區段中，該等流動衝擊零組件之確實導引允許這些在該水輸送管道中的正確對齊。因此，較佳地係以未接觸之方式相對於該水輸送管道被導引的流動衝擊零組件能被設計成關於該水輸送管道具有比較小的容差。
1‧‧‧工廠
2‧‧‧能量取出模組
3‧‧‧承載區段
4‧‧‧返回區段
5‧‧‧上轉向元件
6‧‧‧下轉向元件
7‧‧‧子機架(梯子機架)
8‧‧‧流動衝擊零組件
9a‧‧‧導軌
9b‧‧‧導軌
10‧‧‧發電機
11‧‧‧水輸送管道
12‧‧‧機架支腳
13‧‧‧模組式支腳
14‧‧‧地面
15‧‧‧入口區域
16‧‧‧出口區域
17‧‧‧給水管道
18‧‧‧控制裝置
19‧‧‧緊固環
20‧‧‧纜線
21a‧‧‧縱長側面軌道
21b‧‧‧縱長側面軌道
22‧‧‧橫檔
23‧‧‧緊固介面
24‧‧‧模組機架
25‧‧‧橫向支柱
26‧‧‧耦接單元
27‧‧‧驅動機構
30‧‧‧通過限制裝置
31‧‧‧格柵
32‧‧‧導引滾輪
33‧‧‧導引裝置
40‧‧‧入口區域
41‧‧‧水輸送管道
42‧‧‧返回區段
43‧‧‧承載區段
43a‧‧‧第一承載子區段
43b‧‧‧第二承載子區段
43c‧‧‧第三承載子區段
44‧‧‧上轉向元件
45‧‧‧導引滾輪
46‧‧‧出口區域
47‧‧‧下轉向元件
48‧‧‧流動衝擊零組件
49a‧‧‧導軌
49b‧‧‧導軌
50‧‧‧入口區域
51‧‧‧水輸送管道
52‧‧‧返回區段
53‧‧‧承載區段
53a‧‧‧第一承載子區段
53b‧‧‧第二承載子區段
53c‧‧‧第三承載子區段
54‧‧‧上轉向元件
55‧‧‧導引滾輪
56‧‧‧出口區域
57‧‧‧下轉向元件
58‧‧‧流動衝擊零組件
59a‧‧‧導軌
59b‧‧‧導軌
70‧‧‧流動衝擊零組件
71‧‧‧流動衝擊元件
72‧‧‧場磁鐵配置
73‧‧‧導引滾輪
74‧‧‧對齊滾輪
75‧‧‧連接連桿
76‧‧‧加固壁面
77‧‧‧支撐壁面
78‧‧‧驅動機構
80‧‧‧導軌
81‧‧‧安裝零組件
82‧‧‧激磁線圈配置
83‧‧‧滾輪元件
84‧‧‧導引裝置
90‧‧‧水輸送管道
91‧‧‧水承接隔間
R‧‧‧循環方向
W‧‧‧流動方向
α1‧‧‧傾斜角度
α2‧‧‧傾斜角度
α3‧‧‧傾斜角度
β1‧‧‧傾斜角度
β2‧‧‧傾斜角度
β3‧‧‧傾斜角度
本發明係在下面參考圖面更詳細地說明。該等圖面顯示本發明之特別實施例及進一步發展，其未以任何方式被考慮為結論性的。於該圖示中：圖1：顯示根據本發明的工廠之立體圖；圖2：顯示根據本發明的工廠而沒有能量取出模組之立體圖；圖3：顯示根據本發明的工廠於該能量取出模組之安裝期間的立體圖；圖4：顯示根據本發明的工廠之進給管道的立體圖；圖5：顯示根據本發明的工廠之特別實施例的側視圖；圖6：顯示根據本發明的工廠之另一特別實施例的側視圖； 圖7：顯示經過被導引在導引通道中之流動衝擊零組件的截面；圖8a：顯示根據圖7之激磁線圈/磁鐵配置的區域之放大細部；圖8b：顯示根據圖7之激磁線圈/磁鐵配置的區域之放大細部；圖9：顯示根據圖7之被導引在導引通道中之流動衝擊零組件的立體圖。
被顯示在圖1中，用於從水力取出電能之根據本發明的工廠1係以落差安裝在水輸送區域中。該工廠1包括能量取出模組2。於流動方向W中，有用之水從水入口區域15經由給水管道17被進給至該能量取出模組2的水輸送管道11。該有用之水係沿著該落差導引經過該水輸送管道11，且於出口區域16中再次由該能量取出模組2被釋放。
該能量取出模組2包括一具有多數流動衝擊零組件8的驅動機構。該驅動機構之流動衝擊零組件8係於循環方向R中以循環方式導引或驅動環繞著上第一轉向元件5及環繞著下第二轉向元件6，該下第二轉向元件6係與該第一轉向元件5隔一段距離。
該等流動衝擊零組件8被互連，形成一驅動鏈條。該等流動衝擊零組件8係經由導引型材9a,9b確實地導引， 該等導引型材係成對地及彼此平行地配置在該等流動衝擊零組件8之側面。該導引型材9a,9b形成一用於該等流動衝擊零組件8之圓周封閉的導引件。該等流動衝擊零組件8具有在該等側面附著之導引滾輪32，該等導引滾輪被導引在該導引型材9a,9b中。
該對導軌9a,9b具有導軌區段，其係平直地形成於該二轉向元件5、6之間且彼此平行地延伸。該等平直之導軌區段係在該工廠1的安裝狀態中傾斜。該傾斜對應於該有用之落差。在該轉向之區域中，該等導軌9a,9b於一弧形中被導引環繞著該等轉向元件5、6。
該對導軌9a,9b形成一用於該等流動衝擊零組件8之連續的橫側導引件。該等導引型材9a,9b被設計為U字形區段，其在每一案例中係通向該流動衝擊零組件8。於該承載區段3之區域中，該等導引型材9a,9b被配置至該側面及在該水輸送管道11上方。
該能量取出模組2亦包括水輸送管道11，其在該下方區域中由該上轉向元件5延伸至該下轉向元件6。該水輸送管道11形成一U字形通道，且於該工廠1之安裝狀態中具有對應於該有用落差的傾斜度。
於該水輸送管道11之區域中，該驅動機構形成一承載區段3及一返回區段4，該返回區段亦延伸在該承載區段3之上及平行於此。
該等被確實地導引的流動衝擊零組件8於該承載區段3中延伸在水輸送管道11中。該等流動衝擊零組件8相 對該水輸送管道11被橫向地配置，並隨同該水輸送管道11形成水承接隔間。
在每一案例中，該上轉向元件5及下轉向元件6包括一可旋轉之本體，其係可旋轉地安裝環繞著一轉軸。該可旋轉之本體係藉著該驅動機構之移動所驅動，該驅動機構係局部圓周地被導引環繞著此本體。該驅動機構係與該可旋轉之本體於一局部圓周地形式裝配及/或摩擦地鎖定嚙合。
再者，該能量取出模組2包括發電機10，其係經由齒輪單元耦接至該上轉向元件5或至其可旋轉之本體。該發電機10將水之位能轉換成電能，其係在該等水承接隔間中間接地經由該驅動機構沿著一位能降往下導引至該出口區域，該驅動機構係沿著一循環路徑所驅動。
具有該等流動衝擊零組件8之驅動機構、該等轉向元件5、6、該發電機10、及該水輸送管道11被容納在一模組機架24中，且被連接至此。該等導引型材9a,9b形成該模組機架24的一部份。用於此目的，彼此緊鄰平行地配置之二導引型材9a,9b係經由橫向支柱25連接，形成一像籠架的結構。
該模組機架24包括呈四模組式支腳13之形式的介面機件，於每一案例中，該等支腳被配置在該機架基底之側面上。
該工廠1額外地包括一子機架7。該子機架7係呈梯子機架之形式，且包括二平行延伸的縱長側面軌道21a, 21b及亦包括互連該等縱長側面軌道21a,21b之橫檔22。該等縱長側面軌道21a,21b被定向平行於藉由該能量取出模組2的循環方向R所形成之平面。
該子機架7包括在其機架基底上之四機架支腳12，該子機架7係經由該支腳12被支撐在該基礎上。
該子機架7額外地在其上側面上具有介面機構23，用於容納該模組式支腳13。該模組機架24係經由該模組式支腳13被用螺栓固定至該子機架7(亦看圖2)。
該子機架7係基於該地面14之地形或該等基礎的位置被個別地設計。該子機架7係經由該機架支腳12被用螺栓固定在該基礎中。
再者，該能量取出模組2包括一被配置朝該入口區域15的耦接單元26，該水輸送管道11係經由該耦接單元耦接至一給水管道17。該給水管道17由該入口區域15導引該有用之水至該水輸送管道11。
該耦接單元26亦經由對應的螺紋連接被用螺栓固定至該子機架7。
在位於與該水輸送管道11相反的其上機架區段中，該模組機架24包括呈該支撐環19之形式的四個緊固點。舉昇裝置、諸如起重機的支撐纜線20能被緊固在該等支撐環19上。
這樣一來，藉著該舉昇裝置，該模組機架24能被精確地定位在該安裝位址之上，且藉由該模組式支腳13，能被放下至該業已安裝子機架7的連接介面23上(看圖 3)。
該工廠1亦包括控制裝置18，該工廠經由該控制裝置被控制。
圖4顯示該給水管道17之放大立體細部，其將該入口區域15連接至該能量取出模組2的水輸送管道11。該給水管道17之指向該入口區域15的開口係設有一通過限制裝置30。該通過限制裝置30包括橫向地延伸越過該管道開口的格柵31，其具有用於防止粗的材料進入該給水管道17之作用。
圖5顯示一驅動機構之流動衝擊零組件48，其沿著一環繞著上轉向元件44及下轉向元件47的循環路徑、且經由導引型材49a,49b中之導引滾輪45被確實地導引。該等流動衝擊零組件48在該承載區段43中延伸-其於水輸送管道41中被配置於上入口區域40及下出口區段46之間。該有用之水在一流動方向W中流動至該入口區域40。該等流動衝擊零組件48隨同該水輸送管道41形成水承接隔間。
該承載區段43包括三個線性承載子區段43a,43b,43c，如在該循環方向R中所看見，其具有關於水平面增加之傾斜度。如在該循環方向R中所看見，第一承載子區段43a關於水平面具有第一傾斜角度α1。鄰接該第一承載子區段43a的第二承載子區段43b具有一傾斜角度，該傾斜角度係關於該第一承載子區段43a增加達角度α2。鄰接該第二承載子區段43b之第三及最後承載子區段43c具有 一傾斜角度，該傾斜角度係關於該第二承載子區段43b增加達角度α3。
該驅動機構另外形成一返回區段42，其被配置成與該承載區段43相反及在此之上。於該返回區段42中，該等流動衝擊零組件係再次由該出口區域46返回進入該入口區域40。
每一案例中，線性發電機可被配置於該等承載子區段43a,43b,43c中。
圖6顯示一驅動機構之流動衝擊零組件58，其沿著一環繞著上轉向元件54及下轉向元件57的循環路徑及經由導引型材59a,59b中之導引滾輪55被確實地導引。該等流動衝擊零組件58在該承載區段53中延伸-其被配置於上入口區域50及下出口區域56之間-於水輸送管道51中。該有用之水在一流動方向W中流動至該入口區域50。該等流動衝擊零組件58隨同該水輸送管道51形成水承接隔間。
該承載區段53包括三個線性承載子區段53a,53b,53c，對比於根據圖5之實施例，如在該循環方向R中所看見，其具有關於該水平面減少之傾斜度。如在該循環方向R中所看見，第一承載子區段53a關於水平面具有第一傾斜角度β1。鄰接該第一承載子區段53a的第二承載子區段53b具有一傾斜角度，該傾斜角度係關於該第一承載子區段53a減少達角度β2。鄰接該第二承載子區段53b之第三及最後承載子區段53c具有一傾斜角度，該傾斜角度係 關於該第二承載子區段53b減少達角度β3。
該驅動機構另外形成一返回區段52，其被配置成與該承載區段53相反及在此之上。於該返回區段52中，該等流動衝擊零組件係再次由該出口區域56返回進入該入口區域50。
每一案例中，線性發電機可被配置於該等承載子區段53a,53b,53c中。
圖7至9顯示該等流動衝擊零組件70之一特別實施例，其會同一線性馬達操作，且在一循環方向R中被移動。該流動衝擊零組件70包括一平坦的流動衝擊元件71，其在水輸送管道90中橫向地延伸，且該水流動至該衝擊元件上，並被保留在尤其藉由該流動衝擊元件71所形成之水承接隔間91中。
該等流動衝擊零組件70額外地包括加固壁面76，其相對該等流動衝擊零組件71橫向地延伸、亦即被定向於該循環方向R中。這些具有用於加固該平坦的流動衝擊零組件71之作用。
該等流動衝擊零組件70額外地包括一支撐壁面77，其毗連該流動衝擊零組件71，且係相對於此及亦相對該水輸送管道90橫向地定向。該支撐壁面77被配置朝該管道開口。
複數流動衝擊零組件70係經由被配置在該等側面的連接連桿75互連，而形成一像鏈條的驅動機構78。該等連接連桿75被安排配置在該支撐壁面77上。
於每一案例中，該流動衝擊零組件70額外地包括導引滾輪73，其被配置在該等側面及經由滾輪樞軸連接至該等連接連桿75。該等導引滾輪73係導引裝置84的一部份，且在每一案例中被導引於一導軌80之導引通道中，該導軌亦係該導引裝置的一部份。在每一案例中，於該管道開口之區域中，該導引裝置84之二導軌80被配置在該水輸送管道90的側面。包括導軌80及導引滾輪73之導引裝置84形成一確實的導引。
該連接連桿75包括一像叉子的支撐區段，其具有二叉子凸耳，在每一案例中，該等凸耳具有用於該滾輪樞軸之通過的開口。此外，該連接連桿75包括一支撐本體，其在該循環方向R中位於與該像叉子的支撐區段相反之處。這亦具有一用於該滾輪樞軸之裝配的開口。
用於在二流動衝擊零組件70之間產生該連接，在該等流動衝擊零組件70的兩側面上，第一流動衝擊零組件70的連接連桿75之支撐本體被推動於鄰接、第二流動衝擊零組件70之類似地形成的連接連桿75之叉子凸耳之間。該導引滾輪73之滾輪樞軸接著被推動經過該等叉子凸耳及該支撐本體中之開口。
再者，線性發電機之磁鐵配置72被附著在該支撐壁面77上。
再者，成對之對齊滾輪74亦被配置在該支撐壁面77上。
在位於與該水輸送管道90相反的側面上，該等場磁 鐵配置72、該等對齊滾輪74、及該等連接連桿75亦被配置在該支撐壁面77上。
在該水輸送管道90上方、亦即在該管道開口上方，一安裝零組件81係以固定不動的方式被附著。該安裝零組件81位於與該支撐壁面77相反之處。
固定不動的激磁線圈配置82被附著在該安裝零組件81上，其係該線性發電機的一部分，且會同該支撐壁面77上之場磁鐵配置72操作。該等激磁線圈配置82被定向朝該流動衝擊零組件70，且對應地朝該場磁鐵配置72。於該流動衝擊零組件70之安裝狀態中，該場磁鐵72被配置於該等激磁線圈82之間。
再者，一滾輪元件83被緊固在該安裝零組件81上，且於該流動衝擊零組件70之方向中由該安裝零組件81突出，並對應地朝該對齊滾輪對74。該滾輪元件83被導引於該對齊滾輪對的二對齊滾輪74之間。如果該等流動衝擊零組件70係在該循環方向R中驅動，則該等對齊滾輪74沿著該滾輪元件83以無間隙之方式滾動。因此，具有小容差的異常精確之橫側導引被確保。此導引精確性允許激磁線圈82及場磁鐵72在彼此極小的橫側距離下配置。激磁線圈82及場磁鐵72間之空氣間隙可對應地被減至最小，其依序增加該線性發電機的效率。
在本示範實施例中，製備三對激磁線圈82及場磁鐵72，其於每一案例中係橫側地配置、亦即以隔開的方式橫亙於該水輸送管道(未示出)。於二此等對之間，在每一 案例中製備一對對齊滾輪74及滾輪元件83、亦即總共二對。
2‧‧‧能量取出模組
3‧‧‧承載區段
4‧‧‧返回區段
5‧‧‧上轉向元件
6‧‧‧下轉向元件
7‧‧‧子機架(梯子機架)
8‧‧‧流動衝擊零組件
10‧‧‧發電機
11‧‧‧水輸送管道
12‧‧‧機架支腳
13‧‧‧模組式支腳
14‧‧‧地面
15‧‧‧入口區域
16‧‧‧出口區域
17‧‧‧給水管道
18‧‧‧控制裝置
19‧‧‧緊固環
20‧‧‧纜線
21a‧‧‧縱長側面軌道
21b‧‧‧縱長側面軌道
22‧‧‧橫檔
23‧‧‧緊固介面
24‧‧‧模組機架
25‧‧‧橫向支柱
26‧‧‧耦接單元
27‧‧‧驅動機構

Claims (23)

  1. 一種用於從水力取出電能的工廠(1)，其特徵為該工廠(1)包括被設計為一組裝單元之能量取出模組(2)，其包括：驅動機構(27)，具有多數流動衝擊零組件(8)，其可於一循環方向(R)中藉著水力被驅動；至少二隔開的轉向元件(5,6)，該驅動機構(27)係藉著該等轉向元件以循環方式來引導；至少一發電機(10)，其係藉著該循環驅動機構(27)所驅動，用於取出電能；水輸送管道(11)，用於藉由與該等流動衝擊零組件(8)互相作用形成水承接隔間；及亦模組機架(24)，該驅動機構(27)、該等轉向元件(5,6)、該至少一發電機(10)、及該水輸送管道(11)被連接至該模組機架，其中該模組機架(24)包括介面機構(13)，該能量取出模組(2)係經由該介面機構被連接至子結構(7)。
  2. 如申請專利範圍第1項之工廠，其中該介面機構(13)包括模組式支腳，該能量取出模組(2)係經由該模組式支腳被連接至子結構(7)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之工廠，其中該工廠(1)包括一支撐結構(7)，尤其一子機架，其被設計為一子結構，該能量取出模組(2)係經由該介面機構 (13)被支撐在該子結構上。
  4. 如申請專利範圍第3項之工廠，其中該支撐結構(7)係經由介面機構(12)被支撐在基礎(14)上。
  5. 如申請專利範圍第4項之工廠，其中該支撐結構(7)之介面機構(12)包括支撐支腳、尤其機架支腳，該支撐結構(7)係經由該機架支腳支撐在該基礎(14)上。
  6. 如申請專利範圍第3項之工廠，其中該支撐結構(7)被設計為呈梯子機架之形式的子機架，具有縱向側面軌道(21a,21b)與相對這些側面軌道橫向地延伸的橫檔(22)。
  7. 如申請專利範圍第3項之工廠，其中該支撐結構(7)包括用於承接該模組機架(24)之連接介面(13)、尤其是該模組式支腳的連接介面(23)。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之工廠，其中該模組機架(24)包括緊固機構(19)，該能量取出模組(2)可經由該緊固機構被連接至一安裝裝置(20)，用於安裝在該子結構(7)上。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之工廠，其中該工廠包括一導引裝置(33)，用於該等流動衝擊零組件(8)在該承載區段的區域中之確實導引。
  10. 如申請專利範圍第9項之工廠，其中該導引裝置(33)包括被配置在該等流動衝擊零組件(8)上之導引元件(33)，且該導引裝置(33)包括沿著該承載區段的 導引機構(9a,9b)，其中該等流動衝擊零組件(8)之導引元件(33)係以可移動的方式配置，並以此方式使得該等流動衝擊零組件(8)至少被確實地引導在該承載區段(3)之區域中。
  11. 一種能量取出模組(2)，用於如申請專利範圍第1或2項之工廠(1)，其特徵為該能量取出模組(2)被設計為一組裝單元，且包括：驅動機構(27)，具有多數流動衝擊零組件(8)，其可於一循環方向(R)中藉著水力被驅動；至少二隔開的轉向元件(5,6)，該驅動機構(27)係環繞該等轉向元件以循環方式被引導；至少一發電機(10)，其係被該循環驅動機構(27)所驅動，用於取出電能；水輸送管道(11)；及亦模組機架(24)，該驅動機構(27)、該等轉向元件(5,6)、該至少一發電機(10)、及該水輸送管道(11)被連接至該模組機架，其中該模組機架(24)包括介面機構(13)，用於將該能量取出模組(2)連接至子結構(7)。
  12. 一種用於從水力取出電能的工廠，尤其如申請專利範圍第1或2項，包括：驅動機構，其可於一循環方向(R)中藉著水力被驅 動，具有多數隔開的流動衝擊零組件，該等流動衝擊零組件係在該循環方向(R)中彼此前後地配置；至少二隔開的轉向元件，該驅動機構係藉著該等轉向元件以循環方式來引導；至少一發電機，其係藉著該循環驅動機構(27)所驅動，用於取出電能；及亦水輸送管道；其中該驅動機構在該水輸送管道之區域中形成一承載區段，其特徵為該發電機係線性發電機，其形成至少局部地位於該承載區段中之能量取出路徑。
  13. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該至少一線性發電機包括被配置在該承載區段的區域中之固定不動的發電機裝置，且該等發電機裝置包括該線性發電機之不可移動的零件。
  14. 如申請專利範圍第13項之工廠，其中該等發電機裝置包括至少一激磁線圈(82)。
  15. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該至少一線性發電機包括至少一可移動的場磁鐵。
  16. 如申請專利範圍第15項之工廠，其中該等流動衝擊零組件(70)至少在該等區段中與共同移動的場磁鐵(72)互相作用。
  17. 如申請專利範圍第15項之工廠，其中該等場磁 鐵係永久磁鐵(72)。
  18. 如申請專利範圍第15項之工廠，其中該等場磁鐵(72)被緊固在該等流動衝擊零組件(70)上。
  19. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該等發電機裝置被配置於該承載區段及返回區段之間，且亦被配置於上轉向元件及下轉向元件之間。
  20. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該等發電機裝置被配置在該承載區段的側面、尤其對稱於兩側面。
  21. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該工廠包括一導引裝置(84)，用於該等場磁鐵相對該承載區段的區域中之至少一激磁線圈的確實導引。
  22. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該等流動衝擊零組件(70)包括一流動衝擊元件(71)及亦包括一支撐壁面(77)，該支撐壁面在與該管道底部隔一段距離的區域中毗連該流動衝擊元件(71)，且相對該流動衝擊元件及亦相對該水輸送管道(90)橫向地定位，而支撐壁面發電機裝置被配置在該支撐壁面上。
  23. 如申請專利範圍第12項之工廠，其中該驅動機構(78)形成一被配置成與該承載區段相反的返回區段，其中該返回區段被配置在該承載區段的上方或下方。
TW102124393A 2012-07-27 2013-07-08 用於從水力取出電能的裝置 TW201422907A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01181/12A CH706768A1 (de) 2012-07-27 2012-07-27 Anlage zur Entnahme von elektrischer Energie aus Wasserkraft.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201422907A true TW201422907A (zh) 2014-06-16

Family

ID=48917291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102124393A TW201422907A (zh) 2012-07-27 2013-07-08 用於從水力取出電能的裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9494128B2 (zh)
EP (1) EP2880302A2 (zh)
JP (1) JP2015522756A (zh)
CH (1) CH706768A1 (zh)
TW (1) TW201422907A (zh)
WO (1) WO2014015446A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI631278B (zh) * 2017-01-24 2018-08-01 白金立 Water flow device
TWI687587B (zh) * 2018-02-05 2020-03-11 國立臺灣師範大學 河邊流水能之擷取裝置
TWI696752B (zh) * 2019-07-10 2020-06-21 國立臺灣師範大學 自動擷取流水能的方法及其裝置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150070352A (ko) * 2012-10-22 2015-06-24 타다오 시미즈 흐르는 물 에너지를 이용한 바닥이 없는 컵식 수력 변환 장치
EP3037654A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-29 Openhydro IP Limited Adaptive hydroelectric turbine system
CN107676213B (zh) * 2017-10-24 2023-09-26 华中科技大学 一种适用于建筑物的绿色雨水发电系统
DE102022128661A1 (de) 2022-10-28 2024-05-08 Grohe Ag Schaufelkettenvorrichtung und fluiddurchströmbares, elektrisch betreibbares Bauelement

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US827845A (en) * 1905-06-29 1906-08-07 William G Bloss Motor.
US2161215A (en) * 1936-06-01 1939-06-06 George W Wise Water current motor
DE1924803A1 (de) 1969-05-14 1970-11-19 Hoechst Ag Verfahren zum Faerben von Textilmaterial aus Mischungen von Polyesterfasern mit Cellulosefasern
US3927330A (en) * 1974-04-29 1975-12-16 Roy E Skorupinski Water power machine and under sea, under water generator station
US4292535A (en) * 1976-06-03 1981-09-29 Diggs Richard E Modular current power apparatus
US4242868A (en) * 1978-08-15 1981-01-06 Smith Charles E Hydro-power generation systems
JPS5535336U (zh) * 1978-08-25 1980-03-06
JPS59231177A (ja) * 1983-06-13 1984-12-25 Tadashi Tagami 下掛水車
JPS61155674U (zh) * 1985-03-19 1986-09-26
JP2003042049A (ja) * 2001-07-26 2003-02-13 Hiromi Takahashi 環状連鎖羽根水車
EP1621767A4 (en) * 2004-01-16 2008-08-20 Takeuchi Mfg THE POWER OF A RIVER OR SEA WATER USING POWER GENERATION DEVICE
US7063579B2 (en) * 2004-07-22 2006-06-20 Joseph Voves Method and apparatus for retrieving energy from a flowing stream of water
JP2006322440A (ja) * 2005-05-17 2006-11-30 Hitoshi Shimodaira 水流車の建造方法と発電装置への利用方法
DE202005008463U1 (de) 2005-05-27 2006-10-05 Max-Tec Wasserkraft Ag Wasserkraftanlage
CH696770A5 (de) * 2006-08-04 2007-11-30 Pavel Hudec Hydraulische Kraftmaschine mit linear bewegten Schaufeln zur Umsetzung der Energien von strömenden Wassermassen in Nutzenergie.
US7785065B2 (en) * 2007-06-08 2010-08-31 Mark Hayes Clemens Apparatus for converting water current into electricity
KR100960032B1 (ko) * 2007-12-10 2010-05-28 이구식 풍수력발전 방법
CH700322A1 (de) * 2009-01-16 2010-07-30 Walter Reist Srtömungsnützungsmultiplikator.
US8561398B2 (en) * 2009-05-05 2013-10-22 Florida Renewable Energy Corporation Fluid-based power generation system
US8534057B1 (en) * 2009-07-22 2013-09-17 Brian Brown Electrical generator for waterway
CH701945A2 (de) 2009-10-05 2011-04-15 Wrh Walter Reist Holding Ag Fördervorrichtung zur energiegewinnung.
WO2011060265A2 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 Nostrum Energy Pte. Ltd. Hydrokinetic energy conversion system
KR101197375B1 (ko) 2010-07-13 2012-11-05 민병곤 고각도 저낙차 밸트식 순환 수차
CA2824713C (en) * 2010-09-14 2016-06-07 Wingmill Marine Energy, Inc. Hydrokinetic electrical generating device
EP2461017A1 (de) * 2010-12-03 2012-06-06 Rehart GmbH Archimedische Wasserschraubenanlage und Aufstellungsverfahren
US20120313376A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Browning Jr Wilson J Method and System for Converting Energy in Flowing Water to Electric Energy
JP3174457U (ja) * 2012-01-06 2012-03-22 洋一 石原 低流速河川用水力発電システム
US8890353B2 (en) * 2012-05-22 2014-11-18 Frank Patrick Cunnane Power generating hydroconveyor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI631278B (zh) * 2017-01-24 2018-08-01 白金立 Water flow device
TWI687587B (zh) * 2018-02-05 2020-03-11 國立臺灣師範大學 河邊流水能之擷取裝置
TWI696752B (zh) * 2019-07-10 2020-06-21 國立臺灣師範大學 自動擷取流水能的方法及其裝置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150211476A1 (en) 2015-07-30
US9494128B2 (en) 2016-11-15
WO2014015446A3 (de) 2014-05-30
CH706768A1 (de) 2014-01-31
WO2014015446A2 (de) 2014-01-30
EP2880302A2 (de) 2015-06-10
JP2015522756A (ja) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201422907A (zh) 用於從水力取出電能的裝置
KR101141943B1 (ko) 풍력 발전 시스템
JP5952488B2 (ja) モジュール化された海洋エネルギー発電装置
KR101075137B1 (ko) 파도력 발전장치
RU2362907C1 (ru) Способ и устройство обмена кинетической энергией с жидкостями
US20080011552A1 (en) Gravity powered rotational machine and method
US20120274076A1 (en) Device for using flow energy
CN101802390A (zh) 用于将波浪能转换为电能的系统及方法
JP2015508473A (ja) ベンチュリ効果を有する風力タービン発電機システム
JP2005315266A (ja) 自然力を利用した発電システム
JP4827380B2 (ja) 風力発電システム
TW201418571A (zh) 由水力產生電能的裝置
CN106032793A (zh) 一种杠杆式驱动装置
WO2011006546A1 (en) Systems for producing clean and renewable types of energy
CN208845101U (zh) 水平定向钻机
CN104100469B (zh) 重力能发电机
RU2383778C2 (ru) Ветровая система генерирования электроэнергии, система постоянных магнитов и преобразователь электроэнергии в механическую силу
US11629688B2 (en) Hydroelectric power generation system
KR101409717B1 (ko) 임펠러 좌우 변위형 풍력발전시스템
CN208201802U (zh) 便于开启的水闸闸门
JP2013083173A (ja) 水力発電装置用導水装置
JP3163318U (ja) 高トルク出力駆動システム
CZ2009352A3 (cs) Zarízení pro získávání energie z vody
JP5521228B2 (ja) 流水利用式水力発電装置
CN105649903A (zh) 一种压力式驱动装置