DE535623C - Tidal or electric power plant with a governorless turbine - Google Patents

Description

Gezeiten- oder Stromkraftanlage mit einer reglerlosen Turbine Die Erfindung betrifft eine Gezeiten- oder Stromkraftanlage, d. h. eine Anlage zur Ausnutzung von Ebbe und Flut und der Kraft fließenden Wassers.Tidal or electric power plant with a governorless turbine Die The invention relates to a tidal or electric power plant, i. H. a facility for exploitation of ebb and flow and the power of flowing water.

Es sollen somit durch die Kraftanlage nach der Erfindung solche Wasserkräfte ausgenutzt werden, bei denen der Wasserstand nicht geregelt werden kann oder nicht geregelt zu werden braucht.The power plant according to the invention should therefore result in such water forces can be used where the water level cannot be controlled or not needs to be regulated.

Zweck der Erfindung ist, die Anlagekosten soweit wie möglich zu verringern. Dieses Ziel ist dadurch erreicht, daß die Anlage so einfach wie möglich gehalten ist, z. B. durch Verwendung einer einfachen, reglerlosen Turbine, einer sogenannten Propellerturbine, bei der die Notwendigkeit irgendeiner Regelung des Wasserzulaufs zur Turbine entfällt.The purpose of the invention is to reduce the investment costs as much as possible. This goal is achieved by keeping the system as simple as possible is e.g. B. by using a simple, regulatorless turbine, a so-called Propeller turbine that requires some kind of control of the water inlet to the turbine is omitted.

Um die Turbine mit gutem Wirkungsgrad arbeiten zu lassen, muß sie möglichst immer so hoch belastet werden, wie es ihrem Bestwirkungsgrad entspricht.In order to make the turbine work with good efficiency, it must as high as possible, which corresponds to their best efficiency.

Es ist bekannt, derartige reglerlose Turbinen einerseits mit einer Arbeitsmaschine, z. B. einem elektrischen Generator, anderseits mit einer hydraulischen Bremse zu kuppeln. Es ist ferner bekannt, bei derartigen Kraftanlagen die Überschußenergie in Form von Wärme oder unter entsprechender Drucksenkung in Form von Dampf für den Antrieb von Maschinen auszunutzen. So wird z. B. bei einer bekannten Anlage die Überschußenergie in Form von erwärmtem Wasser gespeichert, und dieses Wasser wird in Hei.-zungs- oder Waschanlagen nutzbar -gemacht. Bei den bekannten derartigen Anlagen wird die an die hydraulische Bremse abgegebene Energie in der Weise geregelt, daß durch einen Wasserstandsregler die Menge des der hydraulischen Bremse zugeführten Wassers in Abhängigkeit vom Wasserstand beeinflußt wird.It is known that such regulatorless turbines on the one hand with a Work machine, e.g. B. an electric generator, on the other hand with a hydraulic one Brake to clutch. It is also known, in such power plants, the excess energy in the form of heat or with a corresponding reduction in pressure in the form of steam for the Exploiting the drive of machines. So z. B. in a known system Excess energy is stored in the form of heated water, and that water is made usable in heating or washing systems. With the known such Systems, the energy delivered to the hydraulic brake is regulated in such a way that that the amount of the hydraulic brake supplied by a water level regulator Water is influenced depending on the water level.

Im Gegensatz hierzu wird bei der Kraftanlage nach der Erfindung die überschußenergie erfindungsgemäß in der Weise geregelt, daß ein Geschwindigkeitsregler vorgesehen wird, ' der die Flügel der hydraulischen Bremse und damit das Widerstandsmoment der Bremse entsprechend der jeweiligen Belastung verstellt.In contrast to this, in the power plant according to the invention Excess energy regulated according to the invention in such a way that a speed controller is provided, 'of the wings of the hydraulic brake and thus the moment of resistance the brake is adjusted according to the respective load.

Während also bei der bekannten Vorrichtung die Regelung statisch erfolgt, geschieht die Regelung bei der Anlage nach der Erfindung dynamisch durch Ausnutzung derFliehkraft. Hierdurch wird eine weitgehende Vereinfachung der Übertragungsvorrichtung erreicht. Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß nicht wie bei der bekannten Anlageeine Mengenregelung, sondern eine Widerstandsregelung vorgenommen wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer Vereinfachung und Verbilligung der Kraftanlage, da man bei der Widerstandsregelung mit weit kleineren Wassermengen und Behälterabmessungen auskommt.So while in the known device the regulation takes place statically, the regulation in the system according to the invention is done dynamically through utilization the centrifugal force. This greatly simplifies the transmission device achieved. Another difference is that it is not like the known Plant a quantity control, but a resistance control is made. Through this there is the advantage of simplifying and making the power plant cheaper because one with the resistance control with far smaller water quantities and container dimensions gets by.

Es ist bei Wellenkupplungen an sich bekannt, die Antriebskraft über eine Flüssigkeit durch auf der Antriebswelle radial angeordnete Flügel auf den anzutreibenden Teil zu übertragen, wobei während des Betriebes die Flügel in einem beliebigen Winkel eingestellt werden. -Weiter ist es an sich bekannt, die Flügel der Turbine- durch -einen Geschwindigkeitsregler zu verstellen. Es ist auch für Bandbremsen bekannt, die Bremskraft durch einen Geschwindigkeitsregler zu beeinflussen.In the case of shaft couplings, it is known per se to use the driving force a liquid is applied to the one to be driven by means of vanes arranged radially on the drive shaft part to transfer, with the wings in one during operation any angle can be set. -Further it is known per se, the wings The turbine can be adjusted by a speed controller. It is also for Band brakes are known to influence the braking force through a speed controller.

Für Gezeiten- oder Stromkraftanlagen mit reglerloser Turbine ist es indes neu, einen Geschwindigkeitsregler vorzusehen und die Flügel der Bremse durch diesen Geschwindigkeitsregler zu verstellen.For tidal or electric power plants with a governorless turbine it is however new to provide a cruise control and the wing of the brake by to adjust this speed controller.

Außer dem oben angegebenen Vorteil wird hierdurch vor allem der Vorteil erreicht, daß es auf diese Weise ermöglicht ist, die Umlaufsgeschwindigkeit der mit der Turbine gekuppelten Arbeitsmaschine, z. B. eines Generators, unabhängig von den Schwankungen der Energieabnahme von dem Generator auf beliebig gleichbleibender Höhe zu halten. Hierdurch entsteht der für solche Anlagen wichtige Vorteil, an Stelle eines Gleichstromgenerators einen Wechselstromgenerator aufstellen zu können, so daß die gesamte Anlage sehr einfach und sehr billig wird.In addition to the above-mentioned advantage, this mainly results in the advantage achieved that it is made possible in this way, the rotational speed of the working machine coupled to the turbine, e.g. B. a generator, independently from the fluctuations in the consumption of energy from the generator to any more constant Keep altitude. This creates the important advantage for such systems, in place a DC generator to be able to set up an AC generator, so that the whole system is very simple and very cheap.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele. einer Anlage- nach- der Erfindung dargestellt Abb. z zeigt schematisch eine Anlage, bei der die Bremse zwischen die Kraftmaschine und den angetriebenen Generator eingeschaltet ist, -Abb. a eine Anlage, bei welcher der Generator und die Bremse parallel geschaltet sind. In Abb. r bezeichnet a die Kraftmaschine, z. B. eine Turbine, b die Arbeitsmaschine, z. B. einen elektrischen Generator, und c die hydraulische Bremse. Die Bremse c ist mit einem -Geschwindigkeitsregler d und mit einem Flüssigkeitsbehälter e verbunden, der zur Aufspeicherung oder Vernichtung der durch die Bremse c erzeugten Wärme dient. Das Widerstandsmoment der Bremse c kann, wenn, wie auf der Zeichnung angedeutet, Wasserschrauben als Bremsen verwendet werden, mittels des Geschwindigkeitsreglers selbsttätig verstellt werden, z. B. durch Verstellung der Steigung der Schraubenflügel.There are two exemplary embodiments in the drawing. of a plant the invention shown Fig. z shows schematically a system in which the brake is connected between the engine and the driven generator, -Fig. a system in which the generator and the brake are connected in parallel. In Fig. R, a denotes the prime mover, e.g. B. a turbine, b the working machine, z. B. an electric generator, and c the hydraulic brake. The brake c is connected to a speed regulator d and to a liquid container e, which is used to store or destroy the heat generated by the brake c. The moment of resistance of the brake c can, if, as indicated in the drawing, Water screws are used as brakes, by means of the cruise control be adjusted automatically, z. B. by adjusting the pitch of the screw blades.

Die Turbinenwelle ist mit der Bremswelle gekuppelt und die Bremswelle ihrerseits mit der Generatorwelle, derart, daß die Turbine, die Bremse und der Generator arbeiten, als säßen sie auf einer einzigen durchgehenden Welle.The turbine shaft is coupled to the brake shaft and the brake shaft in turn with the generator shaft, in such a way that the turbine, the brake and the generator work as if they were sitting on a single continuous wave.

Bei der Anordnung wird das wirksame Drehmoment der Turbine a auf den Generator b und die Bremse c verteilt. Wenn das wirksame Drehmoment den zur Überwindung der Belastung des Generators b notwendigen Wert übersteigt, was bei Entlastung des Generators b oder bei Anwachsen der Wasserkraft eintreten würde, so wird der Überschuß des Drehmoments von der Bremse c aufgenommen. Diese erzeugt Wärme, die von der Flüssigkeit in der Bremskammer aufgenommen: wird. .In the arrangement, the effective torque of the turbine is a on the Generator b and brake c distributed. If the effective torque is the one to overcome the load on the generator b exceeds the necessary value, which is when the load is removed Generator b would occur or if the hydropower increased, the excess of the torque absorbed by the brake c. This creates heat from the liquid recorded in the brake chamber: is. .

Bei der Ausführungsform nach Fig. a ist der hydraulische Antriebsmotor wieder mit a bezeichnet. Die Turbinenwelle f trägt an ihrem oberen Ende ein Kegelrad g, das mit zwei Kegelrädern h und m in Eingriff steht. Das Kegelrad in dient zum Antrieb der Bremse c, die wieder aus Schraubenflügeln mit durch den Geschwindigkeitsregler d veränderlicher Steigung besteht. Das andere Kegelrad h treibt den Wechselstromgenerator b.- Eine Rohrleitung i verbindet den Bremsbehälter mit einer Dampfturbine j, die zum Antrieb des Generators mittels eines GetriQbes h dienen kann. Das Getriebe k tritt in Tätigkeit, wenn die Wasserturbine nicht -mehr imstande-ist; das für den Generator b erforderliche Drehmoment zu liefern. Wenn der Gen- erator b von der Dampfturbine j -getrieben wird,-so tritt eine Ausrückvorrichtung l in-Tätigkeit und löst die Verbindung zwischen dem Generator b und der Turbine a, die jedoch in Verbindung mit der Bremse c bleibt. @-._ _ -Sobäld die natürliche Kraftquelle wieder in der Lage ist; mittels der Turbine a den Generator b anzutreiben, tritt die Entkupplungsvorrichtung l außer Wirkung. Je mehr die hydraulische Kraftquelle nachläßt, desto geringer wird der von der Bremse c aufgenommene Teil der Energie bis zu dem Augenblick, wo die Abkupplung des Generators b von der Turbine a durch die Ausrückvorrichtung l stattfindet. Von- da an wird die gesamte Energie der Turbine a von der Bremse c verzehrt, falls nicht -etwa die Kraftquelle ganz versiegt.In the embodiment according to FIG. A, the hydraulic drive motor is again designated by a. The turbine shaft f carries at its upper end a bevel gear g which meshes with two bevel gears h and m. The bevel gear in is used to drive the brake c, which again consists of helical blades with a pitch that can be changed by the speed controller d. The other bevel gear h drives the alternator b.- A pipe i connects the brake reservoir with a steam turbine j, which can be used to drive the generator by means of a gearbox h. The gear k comes into action when the water turbine is no longer able; to deliver the torque required for generator b. When the generator b is driven by the steam turbine j, a release device 1 comes into operation and releases the connection between the generator b and the turbine a, which, however, remains connected to the brake c. @ -._ _ -Sobäld is able to restore the natural source of power; To drive the generator b by means of the turbine a, the decoupling device l is ineffective. The more the hydraulic power source decreases, the lower the part of the energy absorbed by the brake c up to the moment when the decoupling of the generator b from the turbine a by the release device 1 takes place. From then on, the entire energy of the turbine a is consumed by the brake c, if the power source does not dry up completely.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gezeiten- oder Stromkraftanlage mit einer reglerlosen Turbine, die gekuppelt ist einerseits mit einer Arbeitsmaschine, anderseits mit einer hydraulischen Bremse, durch welche die Überschußenergie in Wärmeenergie umgesetzt wird, gekennzeichnet durch. einen Geschwindigkeitsregler.(d), der die Flügel der Bremse (c) verstellt.PATENT CLAIM Tidal or electric power plant with a regulatorless Turbine, which is coupled on the one hand with a working machine, on the other hand with a hydraulic brake, through which the excess energy is converted into thermal energy is indicated by. a speed controller. (d) that controls the wings of the Brake (c) adjusted.