DE102012017992B4 - water turbine - Google Patents

Abstract

Die vorgeschlagene Erfindung gehört zu den Hydroturbinen und kann Anwendung in privaten Haushalten finden. Die vorgeschlagene Turbine schließt eine zylindrische Buchse 1 ein, auf welcher drei Schaufeln 2, verschoben zueinander auf 120°, angeordnet sind. Jede Schaufel 2 hat von außen die Form eines Schiffrumpfs, was einen minimalen hydraulischen Widerstand gewährleistet. Ein Ende jeder Schaufel 2 ist frei ausgeführt, mit ihrem zweiten Ende ist jede Schaufel mit einer anderen Schaufel verbunden. Dabei wird eine sehr haltbare Konstruktion aus Dreiecken formiert, die es ermöglicht, die Zuverlässigkeit der Turbine wesentlich zu erhöhen und die Turbine leicht zu machen. In dem Teil jeder Schaufel, der mit einer anderen Schaufel verbunden ist, sind einige Schlitzen 3 ausgeführt, die einen Durchgang des Wassers gewährleisten. Die einzelnen Module können zu einer leistungsstarken Hydroanlage zusammengesetzt werden. Die einzelnen Module können nebeneinander oder übereinander auf einer gemeinsamen Hauptachse angeordnet werden.The proposed invention belongs to the hydraulic turbines and can be used in private households. The proposed turbine includes a cylindrical bush 1 on which three blades 2 are arranged offset from one another by 120 °. From the outside, each blade 2 has the shape of a ship's hull, which ensures minimal hydraulic resistance. One end of each blade 2 is made free, with its second end each blade is connected to another blade. A very durable construction of triangles is formed, which makes it possible to significantly increase the reliability of the turbine and to make the turbine light. In the part of each blade that is connected to another blade, some slots 3 are made to ensure passage of the water. The individual modules can be combined to form a powerful hydraulic system. The individual modules can be arranged side by side or one above the other on a common main axis.

Description

Die vorgeschlagene Erfindung gehört zu den Hydroturbinen und kann Anwendung in privaten Haushalten finden.The proposed invention belongs to the hydroturbines and can be used in private households.

Wasserturbinen mit mehreren Schaufeln, welche auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und eine rinnenartige Form haben, sind bekannt, beispielsweise aus der US 2012/0 068 464 A1 und der JP 2001-165 027 A . Diese bekannten Turbinen haben einige wesentliche Mängel. Einerseits, sind die Schaufeln in solchen Turbinen auf einer Welle konsolartig an einem Punkt befestigt, was die Konstruktion schwer macht und ihre Zuverlässigkeit verringert. Andererseits, sind solche Turbinen auf starke Wasserströme berechnet und sind in küstennahen Zonen und in den Strömen mit kleiner Geschwindigkeit schlecht verwendbar. Bei einem vollen Eintauchen solcher Turbinen ins Wasser leistet die Rückseite der Schaufeln einen großen hydraulischen Widerstand dem Drehen der Turbine.Water turbines with a plurality of blades, which are arranged on a common shaft and have a groove-like shape, are known, for example from the US 2012/0 068 464 A1 and the JP 2001-165 027 A , These known turbines have some major shortcomings. On the one hand, the blades in such turbines are mounted on a shaft in a bracket-like manner at one point, which makes the construction difficult and reduces their reliability. On the other hand, such turbines are calculated for heavy water flows and are poorly usable in coastal areas and in the low speed streams. At a full immersion of such turbines in the water, the back of the blades makes a great hydraulic resistance to the turning of the turbine.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Mängel. Die Lösung wird mit einer Wasserturbine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wasserturbine.The object of the present invention is the elimination of the mentioned deficiencies. The solution is achieved with a water turbine having the features of claim 1. Claim 2 describes an advantageous development of the water turbine according to the invention.

Auf der 1 ist die vorgeschlagene Turbine, Seitenansicht, auf der 2 ist dasselbe, Sicht senkrecht zu der Drehachse, auf der 3 ist die allgemeine Ansicht der Turbine, auf der 4 sind zwei vorgeschlagenen Turbinen, die nebenan miteinander auf einer allgemeinen Achse angeordnet sind, abgebildet.On the 1 is the proposed turbine, side view, on the 2 is the same, view perpendicular to the axis of rotation, on the three is the general view of the turbine on which 4 are two proposed turbines, which are arranged next to each other on a common axis, mapped.

Die vorgeschlagene Turbine schließt eine zylindrische Buchse 1 ein, auf welcher drei Schaufeln 2, verschoben zueinander auf 120°, angeordnet sind. Jede Schaufel 2 hat von außen die Form eines Schiffrumpfs, was einen minimalen hydraulischen Widerstand gewährleistet. Ein Ende jeder Schaufel 2 ist frei ausgeführt, mit ihrem zweiten Ende ist jede Schaufel mit einer anderen Schaufel verbunden. Dabei wird eine sehr haltbare Konstruktion aus Dreiecken formiert, die es ermöglicht, die Zuverlässigkeit der Turbine wesentlich zu erhöhen und die Turbine leicht zu machen. In dem Teil jeder Schaufel, der mit einer anderen Schaufel verbunden ist, sind einige Schlitze 3 ausgeführt, die einen Durchgang des Wassers gewährleisten.The proposed turbine includes a cylindrical bushing 1 one on which three shovels 2 , shifted from each other to 120 °, are arranged. Every scoop 2 has the shape of a hull from the outside, which ensures minimal hydraulic resistance. An end to every scoop 2 is freely designed, with its second end, each blade is connected to another blade. A very durable triangular construction is formed, which makes it possible to increase the reliability of the turbine significantly and to make the turbine light. In the part of each blade, which is connected to another blade, are some slots three executed, which ensure a passage of water.

Bei jeder Umdrehung der Turbine wirkt im Bereich von 200° aufgrund der vorhandenen Schlitze 3 und der nachfolgenden Turbinenschaufel ein positiver Druck des Wasserflusses auf die eine Turbinenschaufel. Auf die andere Turbinenschaufel wirkt hingegen ein negativer Druck im Bereich von 160°At each revolution of the turbine acts in the range of 200 ° due to the existing slots three and the subsequent turbine blade a positive pressure of the water flow to the turbine blade. On the other turbine blade, however, a negative pressure in the range of 160 ° acts

Dieser positive Effekt ist in der abgebildeten Ausführung der Turbine mit drei Schaufeln deutlich größer als bei einer Turbine mit höherer Anzahl an Schaufeln. Der Ursache für diesen Effekt ist eine kleine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem eingehenden und dem ausgehendem Wasserstrom aufgrund der niedrigeren Anzahl an entstehenden Verwirbelungen in der Turbine, die die Drehbewegung abbremsen. Die drei Turbinenschaufeln sind fest miteinander verbunden und ermöglichen einen einfachen, widerstandsfähigen und verlässlichen Aufbau.This positive effect is significantly greater in the illustrated embodiment of the three blade turbine than in a turbine with a larger number of blades. The cause of this effect is a small difference in velocity between the incoming and outgoing water flow due to the lower number of turbulence created in the turbine which slows down the rotation. The three turbine blades are firmly connected and allow a simple, robust and reliable construction.

Die einzelnen Module können zu einer leistungsstarken Hydroanlage zusammengesetzt werden. Die einzelnen Module können nebeneinander oder übereinander auf einer gemeinsamen Hauptachse, wie es auf der 4 abgebildet ist, angeordnet werden.The individual modules can be combined to form a high-performance hydraulic system. The individual modules can be side by side or on top of each other on a common main axis, as it is on the 4 is pictured to be arranged.

Claims (2)

Wasserturbine mit mehreren, an einer gemeinsamen Welle angeordneten rinnenförmigen Schaufeln, wobei jede Schaufel die äußere Form eines Schiffsrumpfes hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende jeder Schaufel frei auskragend ausgeführt ist und ihr zweites Ende mit einer anderen Schaufel verbunden ist, wobei in den Schaufel-Verbindungsteilen jeweils Schlitze zum Durchgang des Wassers ausgeführt sind.A water turbine having a plurality of trough-shaped blades arranged on a common shaft, wherein each blade has the outer shape of a ship hull, characterized in that one end of each blade is freely cantilevered and its second end is connected to another blade, wherein in the blade Connecting parts are each designed slots for the passage of water. Wasserturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei Schaufeln im Winkelabstand von 120° zueinander versetzt angeordnet sind.A water turbine according to claim 1, characterized in that three blades are arranged offset at an angular distance of 120 ° to each other.

Images