DE3600254A1

DE3600254A1 - Device for generating energy using a water wheel

Info

Publication number: DE3600254A1
Application number: DE19863600254
Authority: DE
Inventors: Valentin Dipl Ing Schnitzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1986-01-08
Publication date: 1987-04-09

Abstract

The invention relates to a device for generating energy using a water wheel which is driven by flowing water, so that the energy from flowing water can be used without a high technical outlay and with low investment costs.

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen von Energie mit einem Wasserrad, das durch ein Fließgewässer angetrieben wird.The innovation relates to a device for generating of energy with a water wheel running through a river is driven.

Die Nutzung derartiger Anlagen, wie Wasserräder, erfordert heute komplizierte Regel-, Schalt- und Steuereinrichtungen zur Stromerzeugung. Dies führt dazu, daß eine Vielzahl Wasserräder nur noch aus historischen Gründen erhalten werden und dem Besitzer keinen Nutzen bringen. Die oft einsam gelegenen Gehöfte oder Mühlen sind gezwungen ihren gesamten Energie bedarf durch Strom, Öl oder dergleichen zu decken. Hinzu kommt, daß das vorhandene Wasserrad erhalten werden muß und hierdurch zusätzliche Kosten entstehen.The use of such facilities as water wheels requires today complicated control, switching and control devices for Power generation. This results in a large number of water wheels can only be preserved for historical reasons and that Owners bring no benefit. The often lonely ones Homesteads or mills are forced to use all their energy needs to be covered by electricity, oil or the like. In addition comes that the existing water wheel must be preserved and this creates additional costs.

Das Ziel der Entwicklung ist deshalb auf eine Nutzung der Kleinwasserkräfte gerichtet, um das vorhandene Wasserkraft potential als Energiequelle zu erschließen.The aim of the development is therefore to use the Small hydropower directed to the existing hydropower to tap potential as an energy source.

Hieraus ergibt sich als Aufgabe der Neuerung, ein bereits vorhandenes Wasserrad in einem Fließgewässer vor dem Verfall zu schützen und für die Energiegewinnung zu nutzen, ohne großen technischen Aufwand, wobei mit geringen Investitions kosten ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird.This results in the task of innovation, an already Existing waterwheel in a river before decay to protect and use for energy generation without great technical effort, with little investment high efficiency is achieved.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Neuerung gelöst. Die mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffene Lösung hat den Vorteil, daß genügend Primär energie erzeugt wird, um z.B. das Wohngebäude einer abgele genen Mühle mit Wärmeenergie und mit Strom zu versorgen. Sollte nicht alle Energie z. B. zum Beheizen des Mühlenge bäudes und für den Eigenbedarf, wie Beleuchtung und sonstige elektrische Stromverbraucher genutzt werden, so läßt sich die überschüssige Energie an das Netz abgeben. The task is characterized by the characteristics of the Innovation solved. The with the device according to claim 1 created solution has the advantage that enough primary energy is generated, e.g. the residential building of an abandoned to supply the mill with heat and electricity. Should not all energy z. B. for heating the mill buildings and for personal use, such as lighting and other electrical power consumers are used, so the deliver excess energy to the grid.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung, die bei geringen Investitionskosten einen hohen Nutzeffekt gewährleisten.The subclaims characterize advantageous refinements the innovation that is high at low investment costs Ensure efficiency.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the innovation is in the drawing shown schematically.

Ein an sich bekanntes Wasserrad 1, dessen Achse 2 beiderseits in Lagern 3, 4 drehbar gelagert ist, taucht in ein Fließ gewässer 5 ein und wird durch dessen Strömung in Drehbewegung versetzt. Auf der Achse 2 ist ein Stirnrad 6 befestigt, das in das Zahnrad 7 eines Übersetzungsgetriebes 8 eingreift. Hiermit wird die Abtriebsgeschwindigkeit des Wasserrades 1 entspre chend den Erfordernissen erhöht. Das Übersetzungsgetriebe 8 läßt sich hierbei an die räumlichen Gegebenheiten anpassen.A known water wheel 1 , the axis 2 is rotatably mounted on both sides in bearings 3 , 4 , is immersed in a flowing water 5 and is rotated by its flow. On the axis 2 , a spur gear 6 is fixed, which engages in the gear 7 of a transmission gear 8 . This increases the output speed of the water wheel 1 accordingly the requirements. The transmission gear 8 can be adapted to the spatial conditions.

Der Abtrieb des Übersetzungsgetriebes 8 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Riemenscheibe 9, die auf einer Achse 10 befestigt ist, die wiederum beiderseits in Lagern 11, 12 gelagert ist. Über einen Treibriemen 13 treibt die Riemen scheibe 9 eine auf der Welle 14 eines Generators 15 angeord nete zweite Riemenscheibe 16 an. Auf der gegenüberliegenden Seite des Generators 15 ist auf der Welle 14 desselben eine Magnetkupplung 17 befestigt, die in bekannter Weise ein- und auskuppelbar ist und gleichzeitig als Überlastschutz wirkt. Die Magnetkupplung 17 verbindet den Generator 15 mit dem Kompressor 18 einer Wärmepumpe 19. Diese wiederum ist mit einem Wärmetauscher 20 und einem Verdampfer 21 ausgestattet. Der Verdampfer 21 ist im Bereich des Wasserrades 1 im Fließ gewässer 5 angeordnet und entnimmt diesem die Wärmeenergie, die für die Wärmepumpe 19 benötigt wird, so daß etwa die 2,5 fache Nutzleistung erbracht wird. Das hier erzeugte Warm wasser, das z. B. für die Heizung benutzt werden kann, wird über einen Heizungs - Pufferspeicher 22 den Verbrauchern zugeleitet. In the exemplary embodiment shown, the output of the transmission gear 8 consists of a pulley 9 , which is fastened on an axis 10 , which in turn is supported on both sides in bearings 11 , 12 . Via a drive belt 13 , the belt pulley 9 drives a second pulley 16 , which is arranged on the shaft 14 of a generator 15 . On the opposite side of the generator 15 , a magnetic coupling 17 is fastened on the shaft 14 thereof, which can be coupled in and out in a known manner and at the same time acts as an overload protection. The magnetic coupling 17 connects the generator 15 to the compressor 18 of a heat pump 19 . This in turn is equipped with a heat exchanger 20 and an evaporator 21 . The evaporator 21 is arranged in the region of the water wheel 1 in the flowing water 5 and takes this the thermal energy required for the heat pump 19 , so that about 2 , 5 times the useful power is provided. The hot water generated here, the z. B. can be used for heating, is fed to the consumers via a heating buffer memory 22 .

Die von dem Generator 15 erzeugte elektrische Energie kann in das Stromnetz 23 eingespeist werden und z.B.für die Versorgung des Mühlengebäudes genutzt werden. Gleichzeitig wird bei gleicher Frequenz im Parallelbetrieb mit dem öffentlichen Netz eine Konstanz der Drehzahl aller Aggregate erreicht. Die von der Wärmepumpe 19 nicht benötigte Energie des Wasserrades 1 kann als Restenergie über den Generator 15 in das Stromnetz 23 eingespeist werden.The electrical energy generated by the generator 15 can be fed into the power network 23 and used, for example, to supply the mill building. At the same time, the speed of all units is constant at the same frequency in parallel operation with the public network. The energy of the water wheel 1 not required by the heat pump 19 can be fed into the power supply 23 as residual energy via the generator 15 .

Der Generator 15 und die mit diesem gekuppelte Wärmepumpe 19 lassen sich durch Verschieben oder Abnehmen des Treibriemens 13 auskuppeln bzw. stillsetzen. Dies ermöglicht, daß der Generator 15 als Motor genutzt wird und die Wärmepumpe 19 antreibt. Die Energieversorgung erfolgt hierbei aus dem Stromnetz 23. Hierdurch ist sichergestellt, daß auch bei geringer Wasserführung des Fließgewässers 5 eine Wärmeerzeu gung möglich ist.The generator 15 and the heat pump 19 coupled to it can be disengaged or stopped by moving or removing the drive belt 13 . This enables the generator 15 to be used as a motor and to drive the heat pump 19 . The energy supply here comes from the power grid 23 . This ensures that even with low water flow in the running water 5 heat generation is possible.

Die Magnetkupplung 17 ermöglicht ein Abkuppeln der Wärmepumpe 19 z. B. in den Sommermonaten, wenn keine Heizenergie benötigt wird. In dieser Zeit ist es möglich, die vom Wasserrad 1 aufgebrachte Leistung über den Generator 15 vollständig zur Stromerzeugung zu nutzen und bei Überschüssen diese ins Stromnetz 23 einzuspeisen.The magnetic coupling 17 enables the heat pump 19 to be uncoupled. B. in the summer months when no heating energy is required. During this time, it is possible to fully use the power applied by the waterwheel 1 via the generator 15 to generate electricity and, in the event of excess, to feed it into the power supply 23 .

Ist anstelle eines Wasserrades bereits eine Turbine vorhanden, so läßt sich diese ebenfalls zum Antrieb der nachgeschalteten Aggregate nutzen, so daß die gleichen Vorteile gegeben sind.If a turbine already exists instead of a water wheel, so this can also be used to drive the downstream Use aggregates so that the same advantages are given.

Claims

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Energie mit einem Wasserrad, das durch ein Fließgewässer angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtrieb (6) des Wasserrades (1) mit einem Über setzungsgetriebe (8) gekoppelt ist, daß der Abtrieb (9) des Übersetzungsgetriebes (8) einen Generator (15) an treibt, und daß der Generator (15) mit einer Wärmepumpe (19) gekoppelt ist.1. A device for generating energy with a water wheel, which is driven by a river, characterized in that the output ( 6 ) of the water wheel ( 1 ) with a transmission gear ( 8 ) is coupled that the output ( 9 ) of the transmission gear ( 8 ) drives a generator ( 15 ), and that the generator ( 15 ) is coupled to a heat pump ( 19 ).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Übersetzungsgetriebe (8) und Generator (15) ein Riementrieb (9, 13, 16) vorgesehen ist, der auskuppel bar ausgebildet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that between the transmission gear ( 8 ) and generator ( 15 ) a belt drive ( 9 , 13 , 16 ) is provided, which is designed to disengage bar.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Generator (15) und Wärmepumpe (19) eine Kupplung (17) eingebaut ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a clutch ( 17 ) is installed between the generator ( 15 ) and the heat pump ( 19 ).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (21) der Wärmepumpe (19) im Bereich des Wasserrades (1) im Fließgewässer (5) angeordnet ist.4. The device according to claim 1, characterized in that the evaporator ( 21 ) of the heat pump ( 19 ) in the region of the water wheel ( 1 ) in the flowing water ( 5 ) is arranged.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmepumpe (19) ein Heizungs - Pufferspeicher (22) nachgeordnet ist.5. The device according to claim 1, characterized in that the heat pump ( 19 ) is followed by a heating buffer memory ( 22 ).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (15) mit dem Stromnetz (23) gekoppelt ist und daß die Wärmepumpe (19) über den Generator (15) als Motor antreibbar ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the generator ( 15 ) is coupled to the power supply ( 23 ) and that the heat pump ( 19 ) via the generator ( 15 ) can be driven as a motor.