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Patent Searching and Data


Title:
FLUID SCREW AND DEVICE FOR OPERATING A FLUID SCREW
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/091813
Kind Code:
A1
Abstract:
Fluid screws (10) or hydrodynamic screws, such as in particular, Archimedean screws, are used in various designs to convey fluids and also to produce electrical energy. Because of the continual increase in the size of fluid screws (10), tolerances and gap dimensions also become greater, thereby leading to an increased risk to aquatic animals. The invention addresses this problem by providing a seal in the gap (22) between the fluid screw (10) and the surrounding trough (16), the seal consisting preferably of a flexible or fluid material. This prevents aquatic animals from penetrating the gap (22) and becoming endangered.

Inventors:
ADAMS JOACHIM (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/005198
Publication Date:
June 27, 2013
Filing Date:
December 17, 2012
Export Citation:
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Assignee:
PEB PROJEKT ENTWICKLUNGS UND BETEILIGUNGSGMBH (DE)
International Classes:
F03B3/04; F03B11/00; F03B17/06
Domestic Patent References:
WO2011117564A12011-09-29
Foreign References:
EP0393564A11990-10-24
DE102009056902A12011-06-09
EP1930597A22008-06-11
AT33252B1908-06-10
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ELLBERG, Nils et al. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Flüssigkeitsschraube, insbesondere Wasserkraftschnecke, mit einer Welle (12) als zentraler Drehachse und einem um die Welle (12) schraubenförmig bzw. wendeiförmig umlaufenden Schneckenblech (14) bzw. Schraubenblech, wobei der Steigungswinkel des Schneckenbleches hinreichend klein ist, um ein Wechselwirken mit einer Flüssigkeit, wie insbesondere Wasser, zu ermöglichen und/oder wobei die Steigung des Schneckenbleches (14) derart bemessen ist, dass ein Wechselwirken mit einer Flüssigkeit, wie insbesondere Wasser, möglich ist, um die Welle (12) in Drehung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung an der umfangsseitigen Außenkante (32) des Schneckenbleches (14) angeordnet ist.

2. Flüssigkeitsschraube, insbesondere Wasserkraftschnecke, mit einer Welle (12) als zentraler Drehachse und einem um die Welle (12) schraubenförmig bzw. wendeiförmig umlaufenden Schneckenblech (14) bzw. Schraubenblech, wobei der Steigungswinkel des Schneckenbleches (14) hinreichend klein ist um ein Wechselwirken mit einer Flüssigkeit, wie insbesondere Wasser, zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung an der umfangsseitigen Außenkante (32) des Schneckenbleches (14) angeordnet ist.

3. Flüssigkeitsschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus einem flexiblen und/oder fluiden Material gebildet ist, und/oder dass die Dichtung an der Außenkante (32) des Schneckenbleches (14) befestigt, vorzugsweise auf die Außenkante (32) des Schneckenbleches (14) aufgesteckt ist.

4. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtung zumindest im Wesentlichen über die gesamte Außenkante (32) des Schneckenbleches (14) erstreckt.

5. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung bürstenartig, bevorzugt mit einer Vielzahl flexibler Borsten (28), besonders bevorzugt als Bürste (26) ausgebildet ist, wobei die Borsten (28) vorzugsweise aus Kunststoff, Gummi, Teflon, Naturborsten oder Ähnlichem gebildet sind.

6. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als wenigstens eine Dichtlippe (48), insbesondere als flexible Dichtlippe (48) ausgebildet ist, wobei die Dichtlippe (48) insbesondere aus einem flexiblen Material, vorzugsweise aus Kunststoff, Gummi, Teflon und/oder Ähnlichem, gebildet ist.

7. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung durch eine vorzugsweise strömende Flüssigkeit, bevorzugt Wasser, gebildet ist, wobei die Dichtung insbesondere als Sperrflüssigkeitsring, insbesondere Sperrwasserring, ausgebildet ist, und/oder dass die Flüssigkeit vorzugsweise unter Druck strömt bzw. ausströmt.

8. Flüssigkeitsschraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorzugsweise langgestreckter Hohlkörper (34), insbesondere ein Rohr und/oder Schlauch, am Umfang des Schneckenbleches (14) angeordnet ist, wobei der Hohlkörper (34) vorzugsweise mit wenigstens einer Öffnung (36) versehen ist zum Ausströmenlassen der Flüssigkeit, und/oder dass die Flüssigkeit aufgrund von Gravitation und/oder Fliehkräften und/oder einer Pumpkraft ausströmt.

9. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus Holz gebildet ist, vorzugsweise aus

Weichholz, wobei die Dichtung vorzugsweise sich verjüngend ausgebildet ist, insbesondere radial und/oder nach außen hin, bevorzugt keilförmig und/oder trapezförmig.

10. Flüssigkeitsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Leitblech (42), vorzugsweise eine Vielzahl von Leitblechen (42), zur Lenkung wenigstens eines Teils der Flüssigkeit zwischen den Windungen des Schneckenbleches (14) in Richtung des Spalts (14) insbesondere im Randbereich des Schneckenbleches (14) angeordnet ist.

11. Vorrichtung zum Betreiben einer Flüssigkeitsschraube, mit einer Flüssigkeitsschraube (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem die Flüssigkeitsschraube (10) zumindest teilweise umgebenden Trog (16) und/oder Rohr, wobei die Flüssigkeitsschraube (10), insbesondere deren Welle (12), in dem Trog (16) und/oder Rohr um die Drehachse rotierbar gelagert ist, wobei ein Spalt (22) zwischen dem Außenumfang des Schneckenblechs (14) der Flüssigkeitsschraube (10) und dem Trog (16) bzw. Rohr ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung im Bereich des Spalts (22) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Dichtung den Spalt (22) zumindest im Wesentlichen ausfüllt.

*****

Description:
Flüssigkeitsschraube und Vorrichtung zum Betreiben einer Flüssigkeitsschraube Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsschraube und/oder eine Wasserkraftschnecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben einer Flüssigkeitsschraube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Bei einer Flüssigkeitsschraube handelt es sich um ein schraubenartiges Gebilde mit einer zentralen Welle oder Achse. Um diese, als zentrale Drehachse verwendete Welle windet sich ein so genanntes Schneckenblech oder Schraubenblech herum. Das Schneckenblech als im Vergleich zu seinen Querabmessungen relativ dünnes, plattenförmiges Element steht mit einer seiner beiden längsseitigen Seitenkanten auf der Welle auf. Es windet sich dabei schraubenförmig bzw. wendeiförmig um die zentrale Welle herum. Die Abstände zwischen den Windungen sind üblicherweise gleichmäßig. Der Querschnitt der Flüssigkeitsschraube ist üblicherweise konstant.

Ursprünglich wurde die Flüssigkeitsschraube zur Förderung von Flüssigkeiten, wie insbesondere Wasser, entwickelt. Die Welle der Flüssigkeitsschraube wird üblicherweise schräg von unten nach oben verlaufend angeordnet und in Drehung versetzt. Sie befindet sich in der Regel in einem als Trog bezeichneten, nach oben offenen Halbrohr oder im Innern eines geschlossenen Rohres bzw. Kombinationen daraus. Der Trog besteht häufig aus Stein oder Beton, kann aber auch aus anderen Materialien wie insbesondere Metall gefertigt sein. Die Steigung des Schneckenbleches muss so bemessen sein, dass die Flüssigkeit in den Kammern gehalten und nach oben transportiert werden kann. Die Kammern werden zwischen jeweils zwei Schraubengängen zusammen mit dem

BESTÄTIGUNGSKOPIE unterseitigen Trog gebildet. Eine solche Flüssigkeitsschraube wird auch als sogenannte Archimedische Schraube bezeichnet.

Flüssigkeitsschrauben werden zu verschiedenen Zwecken eingesetzt. Neben der geschilderten Verwendung zur Förderung von Flüssigkeiten werden in jüngerer Zeit vermehrt Flüssigkeitsschrauben auch in umgekehrter Weise zur Energiegewinnung betrieben. Diese werden dann häufig auch als Wasserkraftschnecken bezeichnet. Dabei strömt Wasser mit einer typischerweise von oben auf die ebenfalls schräg angeordnete Flüssigkeitsschraube und ruft aufgrund der einwirkenden Schwerkraft der in den Kammern zwischen den Schraubengängen vorhandenen Flüssigkeit eine Drehung der Schnecke und die zentrale Drehachse hervor. Mithilfe eines angetriebenen Generators kann dann elektrische Energie bereitgestellt werden. Der Steigungswinkel der Windungen des Schneckenbleches ist dabei so gewählt, dass die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft derart auf das Schneckenblech einwirkt, dass sie die Flüssigkeitsschraube in Drehung versetzen kann. Dazu ist ein geeigneter, insbesondere hinreichend kleiner Steigungswinkel des Schneckenbleches erforderlich. Die Steigung des schraubenförmigen Schneckenbleches entspricht als Faustregel häufig in etwa dem Schraubendurchmesser, kann aber auch davon mehr oder weniger deutlich abweichen.

Im Allgemeinen werden Flüssigkeitsschrauben als sehr robust und besonders umweltschonend und fischschonend eingestuft, da insbesondere geringe Gefahren für Fische und andere im Wasser lebende Tiere bestehen. Dies gilt insbesondere, da die Spaltmaße zwischen kleinen Flüssigkeitsschnecken beziehungsweise Flüssigkeitsschrauben und dem Trog üblicherweise sehr klein sind und sein können, so dass zumindest große Wassertiere nicht dazwischen gelangen können, um sich zu verletzen. Dies gilt üblicherweise zumindest bei Spaltmaßen von nur wenigen Millimetern, insbesondere bis etwa fünf Millimeter. Allerdings sind zumindest kleine Tiere oder deren Körperteile wie beispielsweise Flossen auch in diesen Fällen bereits gefährdet. Des Weiteren nehmen die Abmessungen insbesondere der als Wasserkraftschnecken zur effizienten Energiegewinnung verwendeten Flüssigkeitsschrauben immer mehr zu. Inzwischen sind mehr als 3 Meter Durchmesser und mehr als 10 Meter Länge nicht ungewöhnlich. Bei derart großen Abmessungen müssen die Spaltmaße größer werden als bei kleinen Anlagen. Zumindest werden demnach wenigstens fünf Millimeter erforderlich sein, in der Regel auch mehr als zehn oder fünfzehn Millimeter. Zu geringe Spaltmaße zwischen der Flüssigkeitsschraube und dem Trog führen häufig beispielsweise zu einem Anlaufen des Schneckenbleches an der Trogwand und in der Folge einem messerscharfen Anschleifen der Außenkanten bzw. zur Ausbildung eines scharfen Grates jeweils mit einer entsprechenden zusätzlichen Gefährdung von Wassertieren. Ein zu großes Spaltmaß von insbesondere mehr als zehn Millimetern zur Verhinderung des Anschleifens führt andererseits häufiger zu Quetschungen und ähnlichen Verletzungen insbesondere bei schlanken oder kleinen Tieren, wie Aalen oder kleineren Fischen. Die mit größeren Abmessungen der Flüssigkeitsschrauben aus konstruktiven Gründen erforderlichen ebenfalls größeren Spaltmaße führen also zu einer deutlich zunehmenden Gefährdung von Wassertieren. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die geschilderten Nachteile der Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere sind Verletzungen von Wassertieren auch bei immer größer werdenden Abmessungen der Flüssigkeitsschrauben und damit verbundenen größeren Spaltmaßen möglichst zu verhindern.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Flüssigkeitsschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Dichtung an der umfangsseitigen Außenkante des Schneckenbleches bzw. Schraubenbleches angeordnet. Die Dichtung ist insbesondere in Verlängerung des Schneckenbleches ausgerichtet. Somit wird der Durchmesser der Flüssigkeitsschraube im Ganzen vergrößert. Diese Vergrößerung über den Querschnitt der Schraube beziehungsweise des Schneckenbleches hinaus erfolgt jedoch ausschließlich durch die Dichtung. Im in einen Trog eingebauten Zustand der Flüssigkeitsschraube befindet sich die Dichtung dann im Spalt zwischen der Flüssigkeitsschraube und dem Trog. Im Wesentlichen sorgt die Dichtung damit für ein Ausfüllen des Abstandes zwischen der Außenkante des Schneckenbleches und der Innenwand des Troges bzw. Rohres, also des Spaltes, beziehungsweise dessen Beseitigung. Durch Verwendung einer Dichtung wird außerdem ein Anschleifen des Schneckenbleches als solches verhindert. Zum Einen ist die Dichtung zwischen dem Schneckenblech und dem Trog angeordnet und zum Anderen kann das Spaltmaß zwischen dem Schneckenkörper, also insbesondere dem metallischen Teil, und dem Trog vergrößert werden. Statt des Schneckenbleches steht nämlich vorzugsweise nur die Dichtung im Kontakt mit dem umgebenden Trog bzw. Rohr. Damit wird die Verletzungsgefahr für Wassertiere wirksamer verringert, als durch eine Verkleinerung des Abstandes zum umgebenden Trog bzw. Rohr mit den beschriebenen Nachteilen, insbesondere für kleine Tiere. Außerdem sorgt eine Dichtung für eine Reduzierung der Wasserverluste durch den Spalt im Hinblick auf eine möglichst vollständige Nutzung und verbesserte Effizienz.

Bevorzugt ist die Dichtung aus einem flexiblen Material gebildet. Ein flexibles Material kann sich einerseits den Konturen des umgebenden Trogs anpassen und andererseits beispielsweise bei Schwingungen der Flüssigkeitsschraube nachgeben, vorzugsweise elastisch federnd. Damit ist der Spalt im Betriebszustand möglichst jederzeit durch die Dichtung ausgefüllt, zumindest im Wesentlichen. Weiter bevorzugt ist die Dichtung aus einem fluiden Material gebildet. Dies bedeutet, dass die Dichtung nicht als festes Material vorliegt, sondern als Flüssigkeit oder Gas. Bei der Flüssigkeit kann sich insbesondere um Wasser handeln. Alternativ kann als Gas insbesondere Luft oder Ähnliches in Betracht kommen. Weiter bevorzugt ist die Dichtung an der Außenkante des Schneckenbleches befestigt. Sie kann dabei auf verschiedene Weisen befestigt sein, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Nieten, Schrauben, Stecken, Einrasten, oder Ähnliches. Vorzugsweise kann die Dichtung auch auf die Außenkante des Schneckenbleches aufgesteckt und/oder beispielsweise in eine Nut eingesteckt sein, vorzugswiese mittels eines entsprechenden Halters. Diese Ausführungen sorgen insbesondere für eine leichte Austauschbarkeit der Dichtung. Eine Befestigung kann vorzugsweise mittels unterschiedlicher Befestigungsmittel erfolgen, insbesondere durch eine oder mehrere Schrauben, Nieten, Klebstoffe, Steck-, Rast- oder Klemmmittel oder Ähnlichem. Die Dichtung ist einerseits an der Flüssigkeitsschraube befestigt und liegt andererseits an der Innenwand des umgebenden Troges an. Ein flexibles Material ermöglicht dabei vorzugsweise eine kontinuierliche Anpassung der Dichtung an die Größe des Spalts und die Beschaffenheit der Innenwand des Trogs.

Die Dichtung erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen über die gesamte umfangseitige Stirnfläche des Schneckenbleches. Damit ist eine hohe Stabilität und gute Abdichtung gewährleistet. Außerdem können bei zumindest hinreichend guter Abdichtung unnötige Kanten und Wassertiere gefährdende Kanten vermieden werden.

Die Dichtung ist bevorzugt bürstenartig, vorzugsweise als Bürste ausgestaltet. Insbesondere sind vorzugsweise flexible Borsten vorhanden. Die Borsten können beispielsweise aus Kunststoff, Gummi, Teflon, Textil, Naturborsten oder Ähnlichem gebildet sein. Eine Bürste ist kostengünstig herstellbar und verursacht außerdem nur geringe Reibung mit der Innenwand des Troges bei gleichzeitig guter Abdichtung und geringer Wassertiergefährdung. Die Dichtung kann vorzugsweise durch eine Dichtlippe gebildet werden. Eine insbesondere flexible Dichtlippe kann sich zur Abdichtung und/oder zum Tierschutz an die Wand des Troges anschmiegen. Insbesondere ist die Dichtlippe aus Kunststoff, Gummi, Teflon, Textil, oder ähnlichem gebildet. Weiter bevorzugt bildet eine insbesondere strömende Flüssigkeit die Dichtung. Es handelt sich bei der Flüssigkeit vorzugsweise um dieselbe Flüssigkeit, die die Flüssigkeitsschraube antreibt. Bevorzugt handelt es sich bei der Flüssigkeit um Wasser. Die Flüssigkeit bildet dabei insbesondere einen Sperrflüssigkeits- oder Sperrwasserring. Die Flüssigkeit steht und/oder strömt dabei insbesondere unter Druck, vorzugsweise in den Spalt zwischen der Außenkante des Schneckenbleches und der Troginnenwand.

Vorzugsweise ist ein insbesondere langgestreckter Hohlkörper, vorzugsweise ein Rohr und/oder ein Schlauch, vorgesehen zur Abgabe der Flüssigkeit. Dieser Hohlkörper ist insbesondere am Umfang des Schneckenbleches angeordnet. Er ist bevorzugt mit einer Öffnung versehen zum Ausströmenlassen der Flüssigkeit. Die Flüssigkeit strömt vorzugsweise aufgrund der Gravitation beziehungsweise Schwerkraft und/oder von Fliehkräften und/oder einer Pumpkraft beziehungsweise einer Pumpe aus dem Hohlkörper aus, vorzugsweise in den Spalt zum umgebenden Trog hinein. Bevorzugt ist eine Zuführung für die Flüssigkeit an der Flüssigkeitsschraube vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt die Zuführung nahe der Drehachse und/oder durch die Welle hindurch, insbesondere im Bereich zumindest eines der Lager.

Insbesondere ist wenigstens eine Lenkungsvorrichtung für die Flüssigkeit, insbesondere wenigstens ein Leitblech, an der Flüssigkeitsschraube, insbesondere am Schneckenblech vorgesehen. Dies dient vorzugsweise zur Leitung beziehungsweise Lenkung wenigstens eines Teils der Flüssigkeit in Richtung des umfangseitigen Randbereichs des Schneckenbleches. Das wenigstens eine Leitblech ist vorzugsweise zwischen den Windungen des Schneckenbleches flächenseitig angeordnet, insbesondere winklig, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht dazu. Weiter bevorzugt weist das wenigstens eine Leitblech eine Krümmung zur Beschleunigung der Flüssigkeit in Richtung des Randbereichs der Flüssigkeitsschraube auf.

In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist die Dichtung aus Holz gebildet. Vorzugsweise handelt es sich um Weichholz. Dies bietet den Vorteil, dass die Dichtung beim Anlaufen an der Trogwand angeschliffen wird. Die Dichtung passt sich bevorzugt an den Spalt zwischen Flüssigkeitsschraube und Trogwand an. Die Holzdichtung ist insbesondere an der Außenkante des Schneckenbleches angeordnet. Bevorzugt weist die Dichtung eine sich verjüngende bzw. konische Ausbildung auf, vorzugsweise radial nach außen schmaler werdend. Die Ausbildung ist bevorzugt trapezförmig und/oder keilförmig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch eine Vorrichtung zum Betreiben einer Flüssigkeitsschraube mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Flüssigkeitsschraube gemäß obigen Beschreibungen ist dazu in einem diese teilweise umgebenden Trog bzw. einem Halbrohr oder Rohr angeordnet. Des Weiteren ist die Flüssigkeitsschraube um die Drehachse rotierbar gelagert, vorzugsweise mittels Lagerschalen insbesondere an Endbereichen der Welle. Ein Spalt zwischen dem Außenumfang des Schneckenbleches der Flüssigkeitsschraube und dem Trog bzw. Rohr ist vorhanden. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung der Flüssigkeitsschraube im Bereich des Spaltes angeordnet ist. Damit ist sichergestellt, dass eine durch den Spalt hervorgerufene Gefährdung von Wassertieren vermindert wird. Insbesondere erstreckt sich die Dichtlippe bzw. die Bürste von der Außenkante des Schneckenbleches in Richtung des Spalts auf die Innenwand des Troges zu. Gleiches gilt für eine entsprechende, im Bereich der Außenkante des Schneckenbleches austretende Flüssigkeit als Sperrflüssigkeit. Diese befindet sich ebenfalls im Bereich des Spaltes.

Bevorzugt füllt die Dichtung den Spalt im Wesentlichen aus. Dies bedeutet, dass der vorhandene Spalt durch die Dichtung nicht nur verkleinert, sondern praktisch geschlossen wird. Sofern es sich bei der Dichtung um ein flexibles bzw. fluides Material handelt, kann sich die Dichtung zumindest teilweise an unterschiedliche bzw. sich ändernde Spaltmaße während des Betriebs der Flüssigkeitsschraube anpassen. Sich ändernde Spaltmaße treten beispielsweise aufgrund von Vibrationen, Erschütterungen, Lastwechseln, Temperatureinflüssen und ähnlichem auf. Außerdem treten in der Regel Ungenauigkeiten und Toleranzen sowohl bei der Herstellung der Flüssigkeitsschraube selber wie auch beim Bau des Troges bzw. Rohres auf. Insbesondere die Herstellung des Troges bzw. Rohres als umgebendes Bauwerk aus Beton bzw. Steinen ist in der Regel nicht mit hoher Genauigkeit möglich.

Weitere besondere Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Flüssigkeitsschnecke bzw. Flüssigkeitsschraube im eingebauten Zustand in einen Trog in einer Seitenansicht, Fig. 2 einen angedeutete perspektivische Ansicht der Flüssigkeitsschraube gemäß Fig. 1 , Fig. 3 eine Detaildarstellung einer Bürste als Dichtung,

Fig. 4 eine Detaildarstellung eines Schneckenbleches mit Flüssigkeitssperrring,

Fig. 5 eine Detailansicht der Querschnittansicht senkrecht zur Welle mit Leitblechen auf dem Schneckenblech,

Fig. 6 eine Detailansicht eines Schneckenbleches mit einer Dichtlippe,

Fig. 7 eine Detailansicht eines Schneckenbleches mit einer Holzdichtung, und

Fig. 8 eine Detailansicht eines Schneckenbleches mit einer weiteren Holzdichtung.

Fig. 1 zeigt eine Flüssigkeitsschraube 10 oder Flüssigkeitsschnecke mit einer zentralen Welle 12 und einem Schneckenblech 14. Das Schneckenblech 14 windet sich um die Welle 12 herum, so dass eine schraubenförmige Gestalt der Flüssigkeitsschraube 10 entsteht. Die Flüssigkeitsschraube 10 ist in einen Trog 16 eingelassen. Dieser Trog 16 weist eine halbrohrartige Form auf, ist nach oben geöffnet und verläuft in schräger Weise in der Darstellung von links unten nach rechts oben. Dementsprechend liegt das rechte Ende der Welle 12 höher als das linke Ende derselben.

Auf der rechten Seite kann eine Flüssigkeit, wie Wasser, der Flüssigkeitsschraube 10 zugeführt werden. Diese trifft dann auf das Schneckenblech 14 und gelangt zunächst in die jeweils oberste Kammer 18, die im Bereich zwischen zwei Windungen des Schneckenbleches 14 und einer Innenwand 24 des Trogs 16 gebildet ist. Aufgrund der Schwerkraft wird das Schneckenblech 14 in der Zeichnung nach links weggedrückt, um damit die Welle 12 in eine Rotationsbewegung um deren Achse, also die Welle 12, zu versetzen. Dabei bewegt sich die Flüssigkeit an der Wand des sich wegdrehenden Schneckenbleches 14 entlang nach links unten in der Darstellung. Diese Rotation der Welle 12 wird von einem Generator 20 in elektrische Energie umgewandelt. Ein Spalt 22 befindet sich zwischen dem Schneckenblech 14 und der Innenwand 24 des Trogs 16.

Der Fall einer Bürste 26 als Dichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Die Bürste 26 weist Borsten 28 auf, die sich in den Spalt 22 hinein erstrecken. Die Borsten 26 liegen mit ihren Spitzen an der Innenwand 24 des Trogs 16 an. Bei hinreichender Länge schmiegen sich die Borsten 26 mit Ihren Endbereichen flach an die Innenwand 24 an. Bei Rotation der Welle 12 streichen die Borsten 26 an der Innenwand 26 entlang. Zur Befestigung der Bürste 26 an bzw. auf dem Schneckenblech 14 ist hier ein Halter 30 vorgesehen. Dieser Halter 30 ist auf die umfangseitige Außenkante 32 des Schneckenbleches 14 aufgesetzt bzw. aufgesteckt. Da die Bürste 26 vollständig auf der Außenkante 32 des Schneckenbleches 14 aufgesetzt ist, hält sie dort fest. Außerdem kann beispielsweise eine seitliche Klemmwirkung durch den Halter 30 erfolgen.

In Fig. 4 ist ein Hohlkörper 34 dargestellt, der auf die Außenkante 32 des Schneckenbleches 14 aufgesetzt ist. Der Hohlkörper 34 ist mit dem Schneckenblech 14 verbunden. Der Hohlkörper 34 weist in Richtung der Innenwand 24 des Trogs 16 ausgerichtete, also radiale Öffnungen 36 auf, aus denen ein fluides Medium, wie insbesondere Wasser oder Luft, ausströmen kann. Dies ist hier durch Pfeile 38 angedeutet. Die Flüssigkeit wird dazu im Inneren 40 des Hohlkörpers 34 geführt. Eine Zufuhr kann hierzu insbesondere über die hohle Welle 12 erfolgen, in die das Medium eingeleitet bzw. gepumpt wird.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht einer Flüssigkeitsschraube 10 mit Leitblechen 42. Diese Leitbleche 42 sind umfangseitig auf das Schneckenblech 14 aufgesetzt. Sie befinden sich im Randbereich des Schneckenbleches 14 nahe der Außenkante 32. Die Leitbleche 42 weisen eine leichte Krümmung auf, so dass die Flüssigkeit als sogenannte Sperrflüssigkeit, also insbesondere das Wasser, zum Teil tangential in Richtung des Spaltes 22 nach außen befördert wird. Somit strömt die Flüssigkeit durch den Spalt 22 und sorgt für eine Sperrwirkung im Bereich des Spaltes aufgrund der Strömung. Damit können Wassertiere praktisch nicht mehr in diesen Bereich gelangen. Die Strömungsrichtung der Flüssigkeit ist durch Pfeile 44 angedeutet. Die Drehrichtung 46 der Welle 12 wird ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Flüssigkeitsschraube 10 mit einer Dichtlippe 48 als Dichtung. Die Dichtlippe 48 ist ebenfalls an der Außenkante 32 angeordnet. Sie kann beispielsweise in eine Nut 50 in der Außenkante 48 eingesetzt sein. Die Dichtung kann in allen Ausführungsbeispielen mit der Außenkante 32 dauerhaft oder lösbar verbunden sein. Hierzu kann sie wie im Ausführungsbeispiel der Dichtlippe 48 zumindest teilweise in eine Nut 50 eingesetzt bzw. eingesteckt sein. Alternativ kann sie auf die Außenkante 32 aufgesteckt sein. Die Befestigung an der Außenkante 32 kann auch mit Hilfe von Befestigungsmitteln erfolgen. Dazu können beispielsweise Schrauben, Nieten, Klebemittel, Klemm- Steck- und/oder Rastverbindungen und ähnliches Verwendung finden. Auch kann beispielsweise ein Verschweißen oder Verlöten erfolgen. Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei etwas unterschiedliche Beispiele von Holzdichtungen 54 zur Abdichtung des Spaltes 22. In Fig. 7 weist die gezeigte Holzdichtung 54 einen trapezförmigen und in Fig. 8 einen keilförmigen Querschnitt auf. Die Holzdichtungen 54 sind in beiden Fällen in Nuten 50 des Schneckenbleches 14 eingesetzt und ragen in den Spalt 22 hinein. Die Holzdichtungen 54 sind aus Weichholz gebildet. Weichholz hat die besondere Eigenschaft, sich einzuschleifen, also abgetragen zu werden, wenn es im Betrieb der Flüssigkeitsschraube 10 an der Innenwand 24 des Trogs 16 entlang streicht. Somit wird der Spalt 22 durch eine eingepasste Dichtung nahezu vollständig ausgefüllt. Statt Weichholz können auch andere alternative Materialien, wie weiche Kunststoffe oder ähnliches, bei entsprechender Eignung in Betracht kommen.

Die verschiedenen erfindungsgemäßen konstruktiven Besonderheiten und insbesondere die Verbindungsarten der Dichtung mit dem Schneckenblech 14 sind grundsätzlich als in allen Ausführungsformen der Erfindung austauschbar anzusehen.

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Bezugszeichenliste

10 Flüssigkeitsschraube

12 Welle

14 Schneckenblech

16 Trog

18 Kammer

20 Generator

22 Spalt

24 Innenwand

26 Bürste

28 Borsten

30 Halter

32 Außenkante

34 Hohlkörper

36 Öffnung

38 Pfeil

40 Inneres

42 Leitblech

44 Pfeil

46 Drehrichtung

48 Dichtlippe

50 Nut

52 Sicherungsstift

54 Holzdichtung