AT527653B1

AT527653B1 - Device for generating electrical energy from the flow energy of a flowing body of water

Info

Publication number: AT527653B1
Application number: ATA9177/2023A
Authority: AT
Inventors: Breitenbach Peter
Original assignee: Breitenbach Peter
Priority date: 2022-07-17
Filing date: 2023-07-13
Publication date: 2025-07-15
Also published as: AT527653A5; WO2024016039A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit einer schwimmenden Rotoreinheit in Form einer ein- oder mehrgängigen archimedischen Schraube (1) beschrieben, die beiderends bezüglich einer Positioniervorrichtung (2) mittels Lager (10) gelagert und mit der Positioniervorrichtung im strömenden Gewässer positionierbar ist und mit einem von der Rotoreinheit angetriebenen elektrischen Generator (5, 16). Um die Verletzungsgefahr für Lebewesen zu verringern, wird vorgeschlagen, dass die um einen Kern (13) gewundene Wendel (14) der archimedischen Schraube (1) als Schwimmkörper ausgebildet ist und dass die Wendel (14) anströmseitig eine in radialer Richtung schaufelförmig gebogene Oberfläche aufweist.A device for generating electrical energy from the flow energy of a flowing body of water is described, comprising a floating rotor unit in the form of a single- or multi-threaded Archimedean screw (1), which is supported at both ends with respect to a positioning device (2) by means of bearings (10) and can be positioned in the flowing body by means of the positioning device, and comprising an electrical generator (5, 16) driven by the rotor unit. In order to reduce the risk of injury to living beings, it is proposed that the helix (14) of the Archimedean screw (1), wound around a core (13), be designed as a floating body, and that the helix (14) has a surface curved in the radial direction in the form of a blade on the upstream side.

Description

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Description

VORRICHTUNG ZUR GEWINNUNG ELEKTRISCHER ENERGIE AUS STRÖMUNGSENERGIE EINES STRÖMENDEN GEWÄSSERS Device for generating electrical energy from the flow energy of a flowing body of water

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL FIELD

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Strömungsenergie eines strömenden Gewässers, mit einer schwimmenden Rotoreinheit in Form einer ein- oder mehrgängigen archimedischen Schraube, die beiderends bezüglich einer Positioniervorrichtung mittels Lager gelagert und mit der Positioniervorrichtung im strömenden Gewässer positionierbar ist und mit einem von der Rotoreinheit angetriebenen elektrischen Generator, wobei die um einen Kern gewundene Wendel der archimedischen Schraube als Schwimmkörper ausgebildet ist. [0001] The invention relates to a device for generating electrical energy from flow energy of a flowing body of water, with a floating rotor unit in the form of a single or multi-threaded Archimedean screw, which is mounted at both ends with respect to a positioning device by means of bearings and can be positioned in the flowing body of water with the positioning device, and with an electrical generator driven by the rotor unit, wherein the helix of the Archimedean screw wound around a core is designed as a floating body.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

[0002] Wasserförderschnecken nach Archimedes werden seit Jahrhunderten eingesetzt. Aktiv drehangetrieben dienen sie als Pumpen, und in Fliekgewässern angeordnet, wie hier, als Antriebe für Stromgeneratoren. Heute werden sie auch für Kleinkraftwerke, die vorwiegend im Uferbereich von Flüssen Anwendung finden, verwendet. Zum Teil sind diese Kleinanlagen fest im Flussboden verankert und weisen als Strömungsturbine wirkende, zylinderförmige oder sich verjJüngende, Schrauben auf. Schwimmende Konstruktionen tragen zur Energiegewinnung verschiedenste, ins Wasser ragende Schaufelräder, wie herkömmliche Wasserräder oder eben archimedische Schrauben. Der Nachteil all dieser Ausführungen besteht darin, dass sie mit großem Aufwand am Flussboden verankert werden müssen um gegen Bodenerosion gesichert zu sein. [0002] Archimedes-style water screw conveyors have been in use for centuries. Actively driven by rotation, they serve as pumps, and when installed in flowing waters, as shown here, they drive power generators. Today, they are also used for small power plants, which are primarily located along river banks. Some of these small systems are firmly anchored in the riverbed and feature cylindrical or tapered screws that act as flow turbines. Floating structures contribute to energy generation by a variety of paddle wheels that project into the water, such as conventional waterwheels or Archimedean screws. The disadvantage of all these designs is that they require considerable effort to anchor to the riverbed to protect them from soil erosion.

[0003] Eine Vorrichtung der Eingangs geschilderten Art offenbart beispielsweise die US 4412417 A. Die DE 102010023272 A1 offenbart eine schwimmende Strömungsturbine mit einer archimedischen Schraube zur vorwiegenden Verwendung in kleineren Flüssen, wobei die archimedische Schraube vorzugsweise schräg zur Fließrichtung des Wassers halbseitig unter der Wasseroberfläche zwischen zwei seitlichen Lagern selbstschwimmend positioniert ist, wobei die archimedische Schraube mit einer Positioniereinrichtung, nämlich mit einem Gestänge, und mittels eines Gelenkes mit einem am befestigten Ufer befindlichen Generator begrenzt beweglich verbunden ist. Aus der Fließenergie des an der archimedischen Schraube vorbeiströmenden Gewässers, welches die archimedische Schraube in Drehung versetzt, kann somit elektrische Energie gewonnen werden. Diese Variante kommt mit einer einfachen Positioniervorrichtung aus, da die archimedische Schraube nicht auf einem Schwimmkörper gelagert werden muss. Allerdings stellt die Schraubenwendel, wie bei allen bekannten Vorrichtungen, insbesondere bei mittleren bis gröBeren Strömungsgeschwindigkeiten eine nicht unerhebliche Verletzungsgefahr für Lebewesen dar, die zudem gegebenenfalls unter Wasser gezogen werden können. [0003] A device of the type described above is disclosed, for example, in US 4412417 A. DE 102010023272 A1 discloses a floating flow turbine with an Archimedean screw for use primarily in smaller rivers, wherein the Archimedean screw is preferably positioned obliquely to the direction of flow of the water, halfway below the water surface between two lateral bearings, wherein the Archimedean screw is connected with limited movement to a positioning device, namely a rod assembly, and by means of a joint to a generator located on the fortified bank. Electrical energy can thus be generated from the flow energy of the water flowing past the Archimedean screw, which causes the Archimedean screw to rotate. This variant requires a simple positioning device, since the Archimedean screw does not need to be mounted on a floating body. However, as with all known devices, the screw helix poses a significant risk of injury to living beings, particularly at medium to high flow velocities, which may also be pulled underwater.

[0004] Aus der WO 2012019307 A1 ist eine schwimmende Strömungsturbine zur vorwiegenden Verwendung in kleineren Flüssen bekannt, wobei eine archimedische Schraube vorzugsweise schräg zur Fließrichtung des Wassers halbseitig oder gänzlich unter der Wasseroberfläche durch beiderends der archimedischen Schraube vorgesehene Lager selbstschwimmend auf einem Schwimmkörper gelagert ist. Die archimedische Schraube ist mit einem am befestigten Ufer befindlichen Generator verbunden. Die ganze Vorrichtung kann und durch mindestens einen schwimmenden, Auftrieb erzeugenden, als Schwimmkörper wirkenden, Flügel angehoben werden. [0004] WO 2012019307 A1 discloses a floating flow turbine primarily for use in smaller rivers. An Archimedean screw is mounted on a floating body, preferably at an angle to the direction of water flow, either partially or entirely below the water surface, by bearings provided at both ends of the Archimedean screw. The Archimedean screw is connected to a generator located on the fortified bank. The entire device can be lifted by at least one floating, buoyancy-generating blade acting as a floating body.

[0005] Eine weitere Variante mit einer schwimmenden Konstruktion zum Tragen der archimedischen Schaube auf dem Wasser offenbart die WO 2006059094 A1, wobei eine archimedische Schraube in der Fließrichtung des Wassers gänzlich unter der Wasseroberfläche zwischen zwei Lagern drehbar gelagert und mittels Seilen und Schwimmkörper selbstschwimmend im Gewässer positionierbar ist. Die die Seile sind an Erdankern befestigbar und die ganze Turbine wird von Schwimmkörpern getragen. Eine ähnliche Vorrichtung mit Schwimmkörpern, welche die archime-[0005] Another variant with a floating construction for supporting the Archimedean screw on the water is disclosed in WO 2006059094 A1, wherein an Archimedean screw is mounted completely below the water surface between two bearings, rotatable in the direction of water flow, and can be positioned in the water by means of ropes and floats. The ropes can be attached to ground anchors, and the entire turbine is supported by floats. A similar device with floats, which supports the Archimedean screw,

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dische Schraube tragen, offenbart die WO 2018077414 A1. Die Arbeitslage im Wasser ist durch Ablassen von vorzugsweise flüssigen Ballaststoffen einstellbar. WO 2018077414 A1 discloses a device that supports a mechanical screw. The working position in the water can be adjusted by releasing preferably liquid fiber.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0006] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet und insbesondere eine gegenüber dem Stand der Technik verringerte Verletzungsgefahr für Lebewesen darstellt und mit der gegebenenfalls ein unter Wasser ziehen vom Lebewesen vermieden werden kann. [0006] The invention is therefore based on the object of creating a device of the type described at the outset which avoids the aforementioned disadvantages and, in particular, represents a reduced risk of injury to living beings compared to the prior art and with which it is possible to avoid the living being being pulled underwater.

[0007] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Wendel anströmseitig eine in radialer Richtung schaufelförmig gebogene Oberfläche aufweist. [0007] The invention solves the stated problem in that the helix has a blade-shaped curved surface on the upstream side in the radial direction.

[0008] Zur Wirkungsgradsteigerung weist die Wendel anströmseitig eine in radialer Richtung schaufelförmig gebogene Oberfläche auf. Die Wanne der Schaufel ist also unter der Wasserlinie gegen die Strömung gerichtet. [0008] To increase efficiency, the helix has a radially curved blade-shaped surface on the upstream side. The blade trough is thus directed against the flow below the waterline.

[0009] In einem einfachsten Fall der Erfindung besteht die archimedische Schraube nur aus einer Windung bzw. aus zwei oder mehreren Windungen, die beiderends über je eine Art Radkranz zur archimedischen Schraube zusammengefasst werden. Die Windungen bestimmen den Auftrieb und sorgen dafür, dass die archimedische Schraube ohne zusätzliche Auftriebsmittel, wie Flosse od. dgl., selbsttätig auf dem Gewässer schwimmen kann. Die in Achsrichtung beiderends der archimedischen Schraube vorgesehenen Lager dienen als Angriffspunkte für die Positioniervorrichtung, welche die archimedische Schraube gegen ein abströmen im Gewässer sichert und derart schwenkbar am Ufer befestigt, dass Pegeländerungen des Gewässers gefolgt werden kann. Die Positioniereinrichtungen sind beispielsweise Schwenkgestänge, welche einerends am Ufer oder im Gewässer verankert sind und die andernends am zugeordneten Lager angreifen, insbesondere an einem dem Lager zugeordneten Lagergehäuse angreifen. Die archimedische Schraube ist vorzugsweise mit ihrer Achse schräg zur Fließrichtung des Gewässers im Gewässer selbstschwimmend positioniert und bildet eine vorzugsweise mobile Wasserturbine, welche an geeigneter Stelle an einem Fließgewässer zum Einsatz gebracht werden kann. Von Vorteil ist es, wenn die Wendel einen derart hohen Auftrieb erzeugt, dass der Kern oberhalb der auf der Wendel liegende Wasserlinie der archimedischen Schraube liegt. Die Wasserlinie bezeichnet die Marke, bis zu der die archimedische Schraube konstruktionsbedingt in das Wasser eintaucht. Bei sich drehender Schraube verläuft die Wasserlinie entlang einer Kreisbahn um die Drehachse der Schraube, wobei die Wasserlinie zwischen Kernradius und Außenradius der Schraube bzw. Wendel zu liegen kommt. In jedem Fall ist dadurch sichergestellt, dass ein Lebewesen, welches gegen die archimedische Schraube getrieben wird zwischen Wasserlinie und Kern bzw. bei fehlendem Kern zwischen Wasserlinie und freiem Kern durch die archimedische Schraube durchsehen und vorzugsweise ungehindert frei durchschwimmen kann. Die Arbeit für den Antrieb des Generators wird von der unter Wasser in der Strömung schwimmenden Wendel aufgebracht. Der Abstand zwischen Wasserlinie und Kernradius liegt vorzugsweise zwischen 10-30cm, vorzugsweise bei 20cm. [0009] In the simplest case of the invention, the Archimedean screw consists of only one winding or of two or more windings, which are combined at both ends via a type of wheel rim to form the Archimedean screw. The windings determine the buoyancy and ensure that the Archimedean screw can float independently on the body of water without additional buoyancy devices, such as fins or the like. The bearings provided in the axial direction at both ends of the Archimedean screw serve as points of engagement for the positioning device, which secures the Archimedean screw against flowing away in the body of water and is pivotally attached to the bank so that changes in the water level can be followed. The positioning devices are, for example, pivoting rods, which are anchored at one end to the bank or in the body of water and the other end engage the associated bearing, in particular a bearing housing associated with the bearing. The Archimedean screw is preferably positioned self-floating in the water with its axis diagonal to the direction of flow of the water and forms a preferably mobile water turbine which can be used at a suitable location on a flowing water body. It is advantageous if the helix generates such high buoyancy that the core lies above the waterline of the Archimedean screw located on the helix. The waterline is the mark to which the Archimedean screw is submerged in the water due to its design. When the screw rotates, the waterline runs along a circular path around the screw's axis of rotation, with the waterline lying between the core radius and the outer radius of the screw or helix. In any case, this ensures that a living being driven against the Archimedean screw can see through the Archimedean screw between the waterline and the core, or if there is no core, between the waterline and the free core, and can preferably swim through freely without hindrance. The work required to drive the generator is generated by the helix floating underwater in the current. The distance between the waterline and the core radius is preferably between 10-30cm, preferably 20cm.

[0010] Ist ein Kern vorgesehen, so ist dieser vorzugsweise von einem Hohlkörper, insbesondere einem Rohr gebildet, welches beiderends die Lager aufnimmt, an denen die Positioniereinrichtung angreift und um die die archimedische Schraube drehbar gelagert ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zur Aussteifung der archimedischen Schraube im Rohr eine Welle oder eine Achse angeordnet, die in Achsrichtung gegen die Stirnflächen des Rohres mittels Stirnplatten, Axiallagern od. dgl. verspannt ist, um die Biegesteifigkeit des Rohres zu erhöhen. Dabei wirkt in der Welle oder eine Achse eine Zugspannung welche auf das Rohr eine in Achsrichtung wirkende Druckspannung ausübt. [0010] If a core is provided, it is preferably formed by a hollow body, in particular a tube, which accommodates the bearings at both ends, on which the positioning device engages and around which the Archimedean screw is rotatably mounted. In a particularly preferred embodiment, a shaft or an axle is arranged in the tube to stiffen the Archimedean screw, which is braced in the axial direction against the end faces of the tube by means of end plates, axial bearings, or the like, in order to increase the flexural rigidity of the tube. A tensile stress acts in the shaft or an axle, which exerts a compressive stress on the tube in the axial direction.

[0011] Um einen Generator in vorteilhafter Weise an die archimedische Schraube anschließen zu können, wird vorgeschlagen, dass die archimedische Schraube mit einer teleskopartigen Welle und mittels zwei Kardangelenken mit dem, vorzugsweise an einem befestigten Ufer des Gewässers befindlichen, Generator begrenzt beweglich antriebsverbunden ist. Begrenzt beweglich bedeutet insbesondere, dass die archimedische Schraube Pegeländerungen des Gewässers [0011] In order to advantageously connect a generator to the Archimedean screw, it is proposed that the Archimedean screw be connected to the generator, preferably located on a fortified bank of the water, by means of a telescopic shaft and two cardan joints, with limited mobility. Limited mobility means, in particular, that the Archimedean screw can detect changes in the water level.

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ausgleichen kann bzw. dass der Anstellwinkel der archimedischen Schraube zur Strömungsrichtung einstellbar ist. Und zwar im Extremfall zwischen 0 und 90°, vorzugsweise 45°, zwischen der Strömungsrichtung und der Drehachse der archimedischen Schraube. can be compensated or that the angle of attack of the Archimedean screw to the flow direction is adjustable. In extreme cases, this can be between 0 and 90°, preferably 45°, between the flow direction and the axis of rotation of the Archimedean screw.

[0012] Zur zusätzlichen Absicherung der Vorrichtung im Gewässer kann am flussseitigen Lager der vorzugsweise schräg zur Fließrichtung des strömenden Gewässers schwimmenden archimedische Schraube ein zusätzliches Seil angebracht sein, das am, vorzugsweise näherliegenden, Ufer verankert ist. [0012] For additional protection of the device in the water, an additional rope can be attached to the river-side bearing of the Archimedean screw, which preferably floats diagonally to the flow direction of the flowing water, and which is anchored to the bank, preferably the one closer to it.

[0013] Zur Einstellung des Sicherheitsabstandes des Kernes von der Wasseroberfläche kann die Wassereindringtiefe der archimedischen Schraube durch Hinzufügen oder Ablassen von vorzugsweise flüssigen Ballaststoffen bestimmbar sein, wozu der Hohlkörper des Kernes und/oder die Wendel eine oder mehrere Ballaststofffüllöffnungen aufweisen. Es empfiehlt sich als Ballast Wasser zu verwenden. [0013] To adjust the safety distance of the core from the water surface, the water penetration depth of the Archimedean screw can be determined by adding or removing preferably liquid fiber. For this purpose, the hollow body of the core and/or the helix have one or more fiber filling openings. It is recommended to use water as ballast.

[0014] Um die Verletzungsgefahr im Einzugsbereich und gegebenenfalls auch im Abzugsbereich der archimedischen Schraube so gering wie möglich zu halten, ist es von Vorteil, wenn die Wendelhöhe beiderends zu den Lagern weisend, vorzugsweise bogenförmig, abnimmt. Es kann also ein bogenförmiger oder ein stetiger Übergang vom maximalen Schraubendurchmesser bis zum Kerndurchmesser über einen angemessenen Abschnitt in Richtung der Drehachse, wie Beispielsweise über 0,5-1m, gegeben sein. Neben der Profilhöhe der Wendel kann sich auch die Profilbreite im Einzugsbereich und auch im Abzugsbereich verjüngen, um Bremseffekte beim Eintauchen und beim Auftauchen der Schraubenköpfe zu verringern. [0014] To minimize the risk of injury in the entry and, where applicable, exit areas of the Archimedean screw, it is advantageous if the helix height decreases at both ends toward the bearings, preferably in an arcuate manner. Thus, there may be an arcuate or continuous transition from the maximum screw diameter to the core diameter over an appropriate section in the direction of the rotation axis, such as 0.5-1 m. In addition to the profile height of the helix, the profile width may also taper in the entry and exit areas to reduce braking effects during the insertion and exit of the screw heads.

[0015] Für kompakte Konstruktionsverhältnisse kann der Generator im Hohlkörper angeordnet und, vorzugsweise über ein Getriebe, mit der Rotoreinheit Antriebsverbunden sein. [0015] For compact construction conditions, the generator can be arranged in the hollow body and, preferably via a gear, be drive-connected to the rotor unit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0016] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0017] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht, [0016] The subject matter of the invention is illustrated by way of example in the drawing. [0017] Fig. 1 shows a device according to the invention in plan view,

[0018] Fig. 2 die vergrößerte archimedische Schraube aus Fig. 1 in schematischer Ansicht, [0018] Fig. 2 shows the enlarged Archimedean screw from Fig. 1 in a schematic view,

[0019] Fig. 3 einen Querschnitt einer archimedischen Schraube mit der als Schwimmkörper ausgebildet Wendel, [0019] Fig. 3 shows a cross-section of an Archimedean screw with the helix designed as a floating body,

[0020] Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Querschnitt der Wendel und [0020] Fig. 4 shows a cross-section of the helix according to the invention and

[0021] Fig. 5 eine Konstruktionsvariante eines Abschnittes einer teilgeschnittenen archimedischen Schraube. [0021] Fig. 5 shows a design variant of a section of a partially cut Archimedean screw.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION

[0022] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus Strömungsenergie eines in Fließrichtung s strömenden Gewässers, mit einer schwimmenden Rotoreinheit in Form einer ein- oder mehrgängigen archimedischen Schraube 1, die beiderends bezüglich einer Positioniervorrichtung 2 mittels Lager 10 gelagert und mit der Positioniervorrichtung 2, einem Schwenkgestänge, im strömenden Gewässer positionierbar ist und mit einem von der Rotoreinheit angetriebenen elektrischen Generator 5, 16. [0022] The invention relates to a device for generating electrical energy from flow energy of a body of water flowing in the direction of flow s, with a floating rotor unit in the form of a single- or multi-threaded Archimedean screw 1, which is mounted at both ends with respect to a positioning device 2 by means of bearings 10 and can be positioned in the flowing water with the positioning device 2, a pivoting rod, and with an electrical generator 5, 16 driven by the rotor unit.

[0023] Erfindungsgemäß ist die um einen Kern 13 gewundene Wendel 14 der archimedischen Schraube 1 als Schwimmkörper ausgebildet. Für den nötigen Auftrieb der archimedischen Schraube 1 sorgt somit die Wendel 14 selbst, was bedeutet, dass im Betrieb nur ein Teil der Wendel 14 in das Gewässer eintaucht. [0023] According to the invention, the helix 14 of the Archimedean screw 1, wound around a core 13, is designed as a floating body. The helix 14 itself thus provides the necessary buoyancy of the Archimedean screw 1, which means that only a portion of the helix 14 is submerged in the water during operation.

[0024] Die Wendel 14 erzeugt dabei insbesondere einen derart hohen Auftrieb, dass der Kern 13 oberhalb der auf der Wendel 14 liegende Wasserlinie 9 der archimedischen Schraube 1 liegt. In Fig. 3 und 4 ist angedeutet, dass die Wendel einen derart hohen Auftrieb erzeugt, dass der Kern 3 mit einem Abstand h oberhalb der Wasserlinie 9 zu liegen kommt. Die Eindringtiefe der Wendel 14 bis zur Wasserlinie 9 plus den Abstand h ergibt also die Wendelhöhe. Die Wendelhöhe plus [0024] The helix 14 generates such a high buoyancy that the core 13 lies above the waterline 9 of the Archimedean screw 1, which lies on the helix 14. In Figs. 3 and 4, it is indicated that the helix generates such a high buoyancy that the core 3 comes to lie at a distance h above the waterline 9. The penetration depth of the helix 14 to the waterline 9 plus the distance h thus results in the helix height. The helix height plus

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den Kernradius ergibt den Schraubenradius. Es hat sich gezeigt, dass ein Abstand h von 10 30cm, insbesondere von 20cm gute Ergebnisse liefert. Die Eindringtiefe der Wendel 14 kann beispielsweise 80 cm betragen. Eine erfindungsgemäße Schraube kann zudem 1 bis 4 oder mehr Windungen mit einer Steigung von beispielsweise 130cm (100-200cm) aufweisen. The core radius determines the screw radius. It has been shown that a distance h of 10 to 30 cm, especially 20 cm, produces good results. The penetration depth of the helix 14 can be, for example, 80 cm. A screw according to the invention can also have 1 to 4 or more turns with a pitch of, for example, 130 cm (100-200 cm).

[0025] Der Kern 13 kann von einem Hohlkörper, insbesondere einem Rohr gebildet sein, das der archimedischen Schraube 1 eine entsprechende Stabilität verleiht. In einer einfachen Ausgestaltungsvariante könnte der Kern 13 auch entfallen und die archimedischen Schraube 1 Kernlos ausgebildet sein, also nur die Wendel und eine Kupplung zur Anbindung eines Generators 5, 16 aufweisen. [0025] The core 13 can be formed by a hollow body, in particular a tube, which provides appropriate stability to the Archimedean screw 1. In a simple design variant, the core 13 could also be omitted and the Archimedean screw 1 could be designed without a core, i.e., only have the coil and a coupling for connecting a generator 5, 16.

[0026] Die archimedische Schraube 1 kann mit einer teleskopartigen Welle 4 und mittels zwei Kardangelenken 3 mit dem, vorzugsweise an einem befestigten Ufer 6 des Gewässers angeordneten, Generator 5 begrenzt beweglich antriebsverbunden sein. In Fig. 5 ist angedeutet, dass der Generator 16 zusammen mit einer Kupplung und/oder einem Getriebe 17 im Kern angeordnet und über eine Anschlusswelle mit der archimedischen Schraube 1 antriebsverbunden ist. [0026] The Archimedean screw 1 can be connected to the generator 5, preferably arranged on a fixed bank 6 of the body of water, by means of a telescopic shaft 4 and two universal joints 3, for limited movement. Fig. 5 indicates that the generator 16, together with a coupling and/or a gear 17, is arranged in the core and is connected to the Archimedean screw 1 via a connecting shaft.

[0027] Am flussseitigen Lager 10 (rechts oben in Fig. 1) der vorzugsweise schräg zur Fließrichtung des strömenden Gewässers schwimmenden archimedische Schraube 1 kann ein zusätzliches Seil 8 angebracht sein, das am, vorzugsweise gegenüberliegenden, Ufer 7 verankert ist. [0027] An additional rope 8 can be attached to the river-side bearing 10 (top right in Fig. 1) of the Archimedean screw 1, which preferably floats obliquely to the flow direction of the flowing water, and which is anchored on the, preferably opposite, bank 7.

[0028] Die Wassereindringtiefe der archimedische Schraube 1 kann durch Hinzufügen oder Ablassen von vorzugsweise flüssigen Ballaststoffen bestimmbar sein, wozu der Hohlkörper des Kernes und/oder die Wendel eine oder mehrere Ballaststofffüllöffnungen 12 aufweisen kann. [0028] The water penetration depth of the Archimedean screw 1 can be determined by adding or draining preferably liquid fiber, for which purpose the hollow body of the core and/or the helix can have one or more fiber filling openings 12.

[0029] Fig. 4 ist eine Variante zu entnehmen, bei der die Wendel anströmseitig eine in radialer Richtung schaufelförmig gebogene Oberfläche aufweist, um den Staudruck im Gewässer und damit die Energieausbeute zu erhöhen. [0029] Fig. 4 shows a variant in which the helix has a blade-shaped surface on the upstream side that is curved in the radial direction in order to increase the dynamic pressure in the water and thus the energy yield.

[0030] Nimmt die Wendelhöhe beiderends zu den Lagern weisend, vorzugsweise bogenförmig, ab, so ist sichergestellt, dass Zu und Ablauf der Schraube derart abgerundet bzw. entschärft ausgebildet sind, dass diese Bereiche für Lebewesen keine übermäßige Verletzungsgefahr darstellen. [0030] If the helix height decreases at both ends towards the bearings, preferably in an arcuate manner, it is ensured that the inlet and outlet of the screw are rounded or softened in such a way that these areas do not pose an excessive risk of injury to living beings.

Claims

A 'hes AT 527 653 B1 2025-07-15 Ss N patent claims

1. Device for generating electrical energy from the flow energy of a flowing body of water, with a floating rotor unit in the form of a single- or multi-threaded Archimedean screw (1), which is mounted at both ends with respect to a positioning device (2) by means of bearings (10) and can be positioned in the flowing water with the positioning device, and with an electrical generator (5, 16) driven by the rotor unit, wherein the helix (14) of the Archimedean screw (1) wound around a core (13) is designed as a floating body, characterized in that the helix (14) has a surface curved in the radial direction in the shape of a blade on the upstream side.

2. Device according to claim 1, characterized in that the helix (14) generates such a high buoyancy that the core (13) lies above the waterline of the Archimedean screw (1) lying on the helix.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the core (13) is formed by a hollow body, in particular a tube.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Archimedean screw (1) is connected to a telescopic shaft (4) and by means of two cardan joints (3) with limited movement to the generator (5), which is preferably located on a fixed bank (6) of the body of water.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that an additional rope (8) is attached to the river-side bearing (10) of the Archimedean screw (1), which preferably floats obliquely to the direction of flow of the flowing water, which rope is anchored to the, preferably closer, bank (7).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the water penetration depth of the Archimedean screw (1) can be determined by adding or draining preferably liquid fiber, for which purpose the hollow body and/or the helix has one or more fiber filling openings (12).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the helix height decreases at both ends pointing towards the bearings, preferably in an arcuate manner.

8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the generator (16) is arranged in the hollow body and is drive-connected to the rotor unit, preferably via a gear (17).

5 sheets of drawings