WO2010026072A2 - Wasserkraftanlage - Google Patents

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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention relates to a hydropower plant.
  • FIG. 1 An example of a known hydroelectric plant with an S-tube geometry is shown in FIG.
  • a flow channel 40 S-shaped with a first, second and third sections 100, 200, 300 be configured.
  • the first and third sections 100, 300 may be configured essentially straight, and the first and second sections are arranged at a distance from one another.
  • the second section 200 serves to connect the first to the third section 100, 300.
  • the impeller with the turbine blades 10 may be provided in the region of the first section.
  • the turbine blades 10 may be coupled to a generator 30.
  • the generator 30 is usually arranged on a foundation 50 made of concrete.
  • a hydropower plant is provided with a designed as an S-tube flow channel having a first, second and third sections.
  • the flow channel points a first diameter and a first centerline in the first section and a second diameter and a second centerline in the third section. There is a space between the first and second centerlines.
  • the hydropower plant further includes turbine blades in the first section and a generator coupled to the turbine blades by a shaft in the third section.
  • the flow channel essentially has steel in the region of the generator.
  • the ratio between a length of the second portion to the distance between the first and second center lines is 2 to 4, and preferably 3.
  • a foundation for the generator is provided in the region of a roof of the flow channel in the third section.
  • the roof may for example be designed as a steel structure.
  • the foundation is configured such that it can remove the hydro-dynamic loads in the flow channel in the third section.
  • first and second widening is provided at the first or third section.
  • the invention is based on the recognition that typically only the situation in front of and behind the impeller blades is considered. In this case, it may happen that losses occurring in the flow channel and in the intake manifold are neglected.
  • the configuration of the third section should be such that the occurring in the intake manifold hydro-dynamic loads are removed.
  • the ceiling of the flow channel in the third section must be designed accordingly.
  • the configuration of the ceiling of the flow channel in the third section also influences the pitch in the suction pipe or in the second section of the flow channel.
  • the required pitch in the second section can be reduced. This can be done in particular by using steel to remove the hydro-dynamic loads.
  • a smaller pitch, larger radii of curvature, and more favorable flow characteristics in the flow channel 40 can be achieved.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a hydropower plant according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a hydropower plant according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a hydropower plant according to the second exemplary embodiment.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a hydropower plant according to a first embodiment.
  • the hydropower plant has a first, second and third sections 100, 200, 300.
  • a flow channel 40 is substantially configured as an S-tube and extends through the first, second and third sections 100, 200, 300.
  • the flow channel 40 is substantially straight and has a first diameter 400 and a first diameter first centerline 410 on.
  • the flow channel is also substantially straight and has a second diameter 500 and a second center line 510.
  • the second portion 200 connects the first and third portions 100, 300.
  • the first and second centerlines 410, 510 are spaced apart a first distance 600 from each other.
  • the impeller with the turbine blades 10 is provided in the area of the first section 100.
  • a generator 30 is arranged on a foundation 50 in the region of the third distance 300.
  • the impeller 10 is connected via a shaft 20 to the generator 30.
  • a first or second widening 800, 900 of the flow channel may be provided on the first and / or third section 100, 300.
  • the second portion 200 may include a centerline 220.
  • the centerline 220 may have a slope of a - A -
  • sen. a may be between 10 ° and 30 °, in particular between 18 ° and 22 °, a may preferably be 21 °.
  • first, second and third regions 100, 200, 300 are configured in particular in such a way that the flow does not detach from the channel wall. Due to the design of the flow channel 40 according to the first embodiment, the second portion 200 may be made longer than in the prior art.
  • the roof 41 of the flow channel 40 in the third section is designed such that it can absorb the occurring hydro-dynamic loads.
  • the roof 41 may for example comprise steel for removing the hydro-dynamic loads.
  • the roof 41 or the section of the flow channel 40 in the region below the generator 30 optionally has steel and in particular stainless steel. Stainless steel is used in particular for the water-contacting surface.
  • the flow channel 40 may be made substantially of concrete, with the area below the generator 30 made of (noble) steel.
  • the generator 30 may be arranged according to the first embodiment on steel rails or beam carriers as a foundation 50, which can be combined with the roof 41. These steel girders serve to absorb the hydro-dynamic loads of the flow channel.
  • the generator 30 may preferably be coupled without gear to the shaft 20 and the impeller blades.
  • the impeller 10 may preferably be configured as a LuvITAr, which allows optimal Anström discipline.
  • the stator can be configured as a support structure, so that a minimum number of installations in the drive water channel is needed. Due to the design of the hydropower plant and in particular by the configuration of the flow channel 40 small deflection radii can be avoided, so that minimal drop height losses occur at the turbine.
  • Fig. 3 shows a plan view of a hydropower plant according to a second embodiment.
  • the hydropower plant has a first, second and third section 100, 200, 300 with a flow channel 40. In the flow channel 40 further turbine blades 10 and a shaft connected thereto are provided. Outside the flow tube 40, a generator 30 is provided on a foundation 50.
  • the hydropower plant has a first, second and third sections 100, 200, 300.
  • a flow channel 40 is substantially configured as an S-tube and extends through the first, second and third sections 100, 200, 300.
  • the flow channel 40 is substantially straight and has a first diameter 400 and a first diameter first centerline 410 on.
  • the flow channel is also substantially straight and has a second diameter 500 and a second center line 510.
  • the second portion 200 connects the first and third portions 100, 300.
  • the first and second centerlines 410, 510 are spaced apart a first distance 600 from each other.
  • the impeller with the turbine blades 10 is provided in the area of the first section 100.
  • a generator 30 is arranged in the region of the third distance 300 on a foundation 50.
  • the impeller 10 is connected via a shaft 20 to the generator 30.
  • a first or second widening 800, 900 of the flow channel may be provided on the first and / or third section 100, 300.
  • the second portion 200 may include a centerline 220.
  • the center line 220 may have a pitch of a, a may be between 10 ° and 30 °, in particular between 18 ° and 22 °, a may preferably be 21 °.
  • the first and second diameters 400, 500 may be between 4 m and 6 m, preferably between 4.50 m and 5 m and in particular 4.8 m.
  • the length 700 of the second section 200 may be between 15 m and 21 m, preferably 18 m.
  • the distance 600 between the two center lines 410, 510 can be between 4 m and 8 m, preferably 6 m.
  • the ratio of the length 700 of the second section 200 to the distance between the first and second center lines 410, 510 is between 2 and 4, preferably 3.
  • the ratio between the first and second diameters 400, 500 and the length 700 of the second section 200 may be 0.15 to 0.35 and in particular 0.267.
  • the ratio of the first or second diameters 400, 500 to the angle a may be between 0.2 and 0.3 and in particular 0.229.

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Abstract

Es wird eine Wasserkraftanlage mit einem als S-Rohr ausgestalteten Strömungskanal (40) mit einem ersten, zweiten und dritten Abschnitt (100, 200, 300) vorgesehen. Der Strömungskanal (40) weist im ersten Abschnitt (100) einen ersten Durchmesser (400) und eine erste Mittellinie (410) und im dritten Abschnitt (300) einen zweiten Durchmesser (500) und eine zweite Mittellinie (510) auf. Zwischen der ersten und zweiten Mittellinie ist ein Abstand (600) vorgesehen. Die Wasserkraftanlage weist ferner Turbinenschaufeln (10) im ersten Abschnitt (100) und einen mit den Turbinenschaufeln (10) durch eine Welle (20) gekoppelten Generator (30) im dritten Abschnitt (300) auf. Der Strömungskanal (40) weist im Bereich des Generators (30) im Wesentlichen Stahl auf.

Description

Aloys Wobben
Argestraße 19, 26607 Aurich
Wasserkraftanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wasserkraftanlage.
Es sind verschiedene Wasserkraftanlagen bekannt.
Ein Beispiel einer bekannten Wasserkraftanlage mit einer S-Rohr Geometrie ist in Fig. 1 gezeigt. Hierbei kann ein Strömungskanal 40 S-förmig mit einem ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300 ausgestaltet sein. Dabei kann der erste und dritte Abschnitt 100, 300 im Wesentlichen gerade ausgestaltet sein, und der erste und zweite Abschnitt sind beabstandet zueinander angeordnet. Der zweite Abschnitt 200 dient dazu, den ersten mit dem dritten Abschnitt 100, 300 zu verbinden. Im Bereich des ersten Abschnitts kann das Laufrad mit den Turbinenschaufeln 10 vorgesehen sein. Über eine Welle 20 können die Turbinenschaufeln 10 mit einem Generator 30 gekoppelt sein. Durch den Wasserstrom, welcher durch den Strömungskanal 40 fließt, werden die Turbinenschaufeln 10 angetrieben, und diese Rotationsbewegung wird in dem Generator 30 in elektrische Energie umgewandelt. Der Generator 30 ist üblicherweise auf einem Fundament 50 aus Beton angeordnet.
Als Stand der Technik wird auf die FR 2 550 826, die US 4,319,142, US 1 ,859,215 und JP 60-008474 A verwiesen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wasserkraftanlage mit einem verbesserten Wirkungsgrad vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch eine Wasserkraftanlage gemäß Anspruch 1 gelöst.
Somit wird eine Wasserkraftanlage mit einem als S-Rohr ausgestalteten Strömungskanal mit einem ersten, zweiten und dritten Abschnitt vorgesehen. Der Strömungskanal weist im ersten Abschnitt einen ersten Durchmesser und eine erste Mittellinie und im dritten Abschnitt einen zweiten Durchmesser und eine zweite Mittellinie auf. Zwischen der ersten und zweiten Mittellinie ist ein Abstand vorgesehen. Die Wasserkraftanlage weist femer Turbinenschaufeln im ersten Abschnitt und einen mit den Turbinenschaufeln durch eine Welle gekoppelten Generator im dritten Abschnitt auf. Der Strömungskanal weist im Bereich des Generators im Wesentlichen Stahl auf.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis zwischen einer Länge des zweiten Abschnitts zu dem Abstand zwischen der ersten und zweiten Mittellinie 2 bis 4 und vorzugsweise 3.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fundament für den Generator im Bereich eines Dachs des Strömungskanals im dritten Abschnitt vorgesehen. Das Dach kann beispielsweise als eine Stahlkonstruktion ausgestaltet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Fundament derart ausgestaltet, dass es die hydro-dynamischen Lasten in dem Strömungskanal im dritten Abschnitt abtragen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine erste und zweite Aufweitung am ersten oder dritten Abschnitt vorgesehen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass typischerweise lediglich die Situation vor und hinter den Laufradschaufeln betrachtet wird. Hierbei kann es vorkommen, dass im Strömungskanal sowie im Saugrohr entstehende Verluste vernachlässigt werden. Insbesondere die Ausgestaltung des dritten Abschnitts sollte derart erfolgen, dass die im Saugrohr auftretenden hydro-dynamischen Lasten abgetragen werden. Dazu muss die Decke des Strömungskanals im dritten Abschnitt entsprechend ausgestaltet sein. Die Ausgestaltung der Decke des Strömungskanals im dritten Abschnitt beeinflusst jedoch auch die Steigung im Saugrohr bzw. im zweiten Abschnitt des Strömungskanals. Durch eine verbesserte Ausgestaltung der Decke des Strömungskanals im dritten Abschnitt kann die benötigte Steigung in dem zweiten Abschnitt reduziert werden. Dies kann insbesondere durch Verwendung von Stahl zum Abtrag der hydro-dynamischen Lasten erfolgen. Somit kann eine geringere Steigung, größere Krümmungsradien und günstigere Strömungseigenschaften in dem Strömungskanal 40 erreicht werden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserkraftanlage gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserkraftanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Wasserkraftanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserkraftanlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserkraftanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Wasserkraftanlage weist einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300 auf. Ein Strömungskanal 40 ist im Wesentlichen als ein S-Rohr ausgestaltet und erstreckt sich durch den ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300. In dem ersten Abschnitt 100 ist der Strömungskanal 40 im Wesentlichen gerade ausgestaltet und weist einen ersten Durchmesser 400 und eine erste Mittellinie 410 auf. Im dritten Abschnitt 300 ist der Strömungskanal ebenfalls im Wesentlichen gerade ausgestaltet und weist einen zweiten Durchmesser 500 und eine zweite Mittellinie 510 auf. Der zweite Abschnitt 200 verbindet den ersten mit dem dritten Abschnitt 100, 300. Die erste und zweite Mittellinie 410, 510 sind um einen ersten Abstand 600 zueinander beabstandet angeordnet.
Im Bereich des ersten Abschnittes 100 ist das Laufrad mit den Turbinenschaufeln 10 vorgesehen. Ein Generator 30 ist im Bereich des dritten Abstandes 300 auf einem Fun- dament 50 angeordnet. Das Laufrad 10 wird über eine Welle 20 mit dem Generator 30 verbunden.
Optional können am ersten und/oder dritten Abschnitt 100, 300 eine erste oder zweite Aufweitung 800, 900 des Strömungskanals vorgesehen sein. Der zweite Abschnitt 200 kann eine Mittellinie 220 aufweisen. Die Mittellinie 220 kann eine Steigung von a aufwei- - A -
sen. a kann zwischen 10° und 30°, insbesondere zwischen 18° und 22° liegen, a kann vorzugsweise 21 ° betragen.
In dem ersten Abschnitt 100 ist der Druckbereich und in dem Abschnitt hinter dem Laufrad 10 ist der Saugbereich des Strömungskanals vorgesehen.
Der erste, zweite und dritte Bereich 100, 200, 300 ist hierbei insbesondere derart ausgestaltet, dass die Strömung sich nicht von der Kanalwand löst. Durch die Ausgestaltung des Strömungskanals 40 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann der zweite Abschnitt 200 länger ausgestaltet sein als im Stand der Technik.
Das Dach 41 des Strömungskanals 40 im dritten Abschnitt ist derart ausgestaltet, dass es die auftretenden hydro-dynamischen Lasten aufnehmen kann. Das Dach 41 kann beispielsweise Stahl zum Abtrag der hydro-dynamischen Lasten aufweisen. Das Dach 41 bzw. der Abschnitt des Strömungskanals 40 im Bereich unterhalb des Generators 30 weist optional Stahl und insbesondere Edelstahl auf. Edelstahl wird insbesondere für die wasserberührende Oberfläche verwendet. Somit kann der Strömungskanal 40 im We- sentlichen aus Beton ausgestaltet werden, wobei der Bereich unterhalb des Generators 30 aus (Edel)Stahl vorgesehen wird.
Der Generator 30 kann gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf Stahlschienen oder Strahlträgern als Fundament 50 angeordnet sein, das mit dem Dach 41 kombiniert werden kann. Diese Stahlträger dienen dazu, die hydro-dynamischen Lasten des Strö- mungskanals aufzunehmen.
Der Generator 30 kann vorzugsweise ohne Getriebe mit der Welle 20 bzw. den Laufradschaufeln gekoppelt sein. Somit können weniger Verluste im Triebstrang und schnell drehende Bauteile vermieden werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil ein geringerer Wartungsaufwand und ein geringerer Einsatz von ölhaltigen Betriebsstoffen erforder- lieh ist. Das Laufrad 10 kann vorzugsweise als Luvläufer ausgestaltet sein, was optimale Anströmbedingungen ermöglicht. Das Leitrad kann als Tragkonstruktion ausgestaltet werden, so dass eine minimale Anzahl von Einbauten im Triebwasserkanal benötigt wird. Durch die Ausgestaltung der Wasserkraftanlage und insbesondere durch die Ausgestaltung des Strömungskanals 40 können kleine Umlenkradien vermieden werden, so dass minimale Fallhöhenverluste an der Turbine entstehen. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Wasserkraftanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Wasserkraftanlage weist einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300 mit einem Strömungskanal 40 auf. Im Strömungskanal 40 sind ferner Turbinenschaufeln 10 und eine damit verbundene Welle vorgesehen. Außerhalb des Strömungsrohres 40 ist ein Generator 30 auf einem Fundament 50 vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserkraftanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Wasserkraftanlage weist einen ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300 auf. Ein Strömungskanal 40 ist im Wesentlichen als ein S-Rohr ausgestaltet und erstreckt sich durch den ersten, zweiten und dritten Abschnitt 100, 200, 300. In dem ersten Abschnitt 100 ist der Strömungskanal 40 im Wesentlichen gerade ausgestaltet und weist einen ersten Durchmesser 400 und eine erste Mittellinie 410 auf. Im dritten Abschnitt 300 ist der Strömungskanal ebenfalls im Wesentlichen gerade ausgestaltet und weist einen zweiten Durchmesser 500 und eine zweite Mittellinie 510 auf. Der zweite Abschnitt 200 verbindet den ersten mit dem dritten Abschnitt 100, 300. Die erste und zweite Mittellinie 410, 510 sind um einen ersten Abstand 600 zueinander beabstandet angeordnet.
Im Bereich des ersten Abschnittes 100 ist das Laufrad mit den Turbinenschaufeln 10 vorgesehen. Ein Generator 30 ist im Bereich des dritten Abstandes 300 auf einem Fundament 50 angeordnet. Das Laufrad 10 wird über eine Welle 20 mit dem Generator 30 verbunden.
Optional können am ersten und/oder dritten Abschnitt 100, 300 eine erste oder zweite Aufweitung 800, 900 des Strömungskanals vorgesehen sein. Der zweite Abschnitt 200 kann eine Mittellinie 220 aufweisen. Die Mittellinie 220 kann eine Steigung von a aufweisen, a kann zwischen 10° und 30°, insbesondere zwischen 18° und 22° liegen, a kann vorzugsweise 21 ° betragen.
Der erste und zweite Durchmesser 400, 500 kann zwischen 4 m und 6 m, vorzugsweise zwischen 4,50 m und 5 m und insbesondere 4,8 m betragen. Die Länge 700 des zweiten Abschnittes 200 kann zwischen 15 m und 21 m betragen, vorzugsweise 18 m. Der Abstand 600 zwischen den beiden Mittellinien 410, 510 kann zwischen 4 m und 8 m, vor- zugsweise 6 m betragen. Das Verhältnis der Länge 700 des zweiten Abschnittes 200 zu dem Abstand zwischen der ersten und zweiten Mittellinie 410, 510 beträgt zwischen 2 und 4, vorzugsweise 3.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Verhältnis zwischen dem ersten und zweiten Durchmesser 400, 500 und der Länge 700 des zweiten Abschnitts 200 0,15 bis 0,35 und insbesondere 0,267 betragen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis des ersten oder zweiten Durchmessers 400, 500 zu dem Winkel a zwischen 0,2 und 0,3 und insbesondere 0,229 betragen.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des S-Rohres bzw. des Strömungskanals kann ein harmonischer Übergang zwischen dem ersten und zweiten sowie zwischen dem zweiten und dritten Abschnitt erreicht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da hierdurch Verwirbelungen im Strömungskanal verringert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Wasserkraftanlage, mit einem als S-Rohr ausgestalteten Strömungskanal (40) mit einem ersten, zweiten und dritten Abschnitt (100, 200, 300), wobei der Strömungskanal (40) im ersten Abschnitt (100) einen ersten Durchmesser (400) und eine erste Mittellinie (410) und im dritten Abschnitt (300) einen zweiten Durchmesser (500) sowie eine zweite Mittellinie (510) aufweist, wobei ein Abstand (600) zwischen der ersten und zweiten Mittellinie vorgesehen ist,
Turbinenschaufeln (10) im ersten Abschnitt (100) und einem mit den Turbinen- schaufeln (10) durch eine Welle (20) gekoppelten Generator (30) im dritten Abschnitt (300), wobei der Strömungskanal (40) im Bereich des Generators (30) in dem dritten Abschnitt (300) im Wesentlichen Stahl aufweist.
2. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 , wobei das Verhältnis zwischen einer Länge (700) des zweiten Abschnitts (200) zu dem Abstand (600) zwischen der ersten und zweiten Mittellinie (410, 510) 2 bis 4 beträgt.
3. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verhältnis zwischen der Länge (700) und dem Abstand (600) 3 beträgt.
4. Wasserkraftanlage nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei ein Fundament (50) für den Generator (30) im Bereich eines Dachs (41) des Strömungskanals (40) im dritten Abschnitt (300) vorgesehen ist und vorzugsweise als eine Stahlkonstruktion ausgestaltet ist.
5. Wasserkraftanlage nach Anspruch 4, wobei das Fundament (50) derart ausgestaltet ist, dass es die hydro-dynamischen Lasten in dem Strömungskanal (40) im dritten Abschnitt (300) abtragen kann.
6. Wasserkraftanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer ersten und/oder zweiten Aufweitung (800, 900) am ersten und/oder dritten Abschnitt (100, 300).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011085950A1 (de) 2011-11-08 2013-05-08 Wobben Properties Gmbh Turbine für eine Wasserkraftanlage und Wasserkraftanlage
WO2018203769A1 (ru) * 2017-05-04 2018-11-08 Владимир Ьоррисович МИЛЕВСКИЙ Способ переброски и использования водных ресурсов

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103452737B (zh) * 2012-05-31 2016-01-20 潘怡安 漩涡式动力发电装置及具有该漩涡式动力发电装置的发电系统
CN103967685B (zh) * 2013-08-01 2016-01-20 郑广生 一种水流能量转换装置
CN105298724A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 成都特普瑞斯节能环保科技有限公司 低冲击缓冲式水力发电系统
CN105298723A (zh) * 2015-11-25 2016-02-03 成都特普瑞斯节能环保科技有限公司 低冲击稳流式水力发电系统
CN105332850A (zh) * 2015-11-25 2016-02-17 成都特普瑞斯节能环保科技有限公司 低冲击水力发电系统
CN105443304A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 成都特普瑞斯节能环保科技有限公司 低冲击稳压式水力发电系统
DE102016203596A1 (de) 2016-03-04 2017-09-07 Wobben Properties Gmbh Wasserturbine, insbesondere Axialturbine, und Wasserkraftwerk mit selbiger
DE102016206179A1 (de) 2016-04-13 2017-10-19 Wobben Properties Gmbh Generatorrotor für einen Generator einer Windenergieanlage oder eines Wasserkraftwerks, sowie Generator, Windenergieanlage und Wasserkraftwerk mit selbigem
US10072668B2 (en) 2016-08-11 2018-09-11 Zhora Hovsep MALOYAN Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle
US10570913B2 (en) 2016-08-11 2020-02-25 Zhora Hovsep MALOYAN Systems and methods for generating clean energy through hydrodynamic closed cycle
KR102225824B1 (ko) * 2020-11-25 2021-03-10 (주)성우테크 발전장치 및 발전장치의 제어방법
CN113737748A (zh) * 2021-08-18 2021-12-03 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 一种采用s型弯管的井式进出水口结构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1859215A (en) * 1925-05-08 1932-05-17 Moody Lewis Ferry Draft tube
US3184218A (en) * 1963-01-03 1965-05-18 Allis Chalmers Mfg Co Hydraulic power installation
US4139142A (en) * 1976-05-20 1979-02-13 Exxon Research & Engineering Company Aboveground anchor support assembly for a pipeline
US4319142A (en) * 1980-09-25 1982-03-09 Allis-Chalmers Corporation Power generation unit for spillway gate structures
JPS608474A (ja) * 1983-06-29 1985-01-17 Fuji Electric Co Ltd Ｓ形チユ−ブラ水車
FR2550826A1 (fr) * 1983-08-18 1985-02-22 Neyrpic Groupe hydroelectrique axial de basse chute
JPS6067781A (ja) * 1983-09-22 1985-04-18 Toshiba Corp チユ−ブラ水車のドラフトチユ−ブ
US4573827A (en) * 1984-05-10 1986-03-04 Allis-Chalmers Corporation Laterally movable powerhouse
US6267551B1 (en) * 1999-10-19 2001-07-31 Nrjo Inc. Modular hydraulic turbine
JP2002167740A (ja) 2000-11-29 2002-06-11 Nagai Kosho:Kk 水力発電方法
JP2007014924A (ja) 2005-07-11 2007-01-25 Toshiba Corp 水処理装置及び水処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011085950A1 (de) 2011-11-08 2013-05-08 Wobben Properties Gmbh Turbine für eine Wasserkraftanlage und Wasserkraftanlage
WO2013068144A1 (de) 2011-11-08 2013-05-16 Wobben Properties Gmbh Turbine für eine wasserkraftanlage und wasserkraftanlage
US9683537B2 (en) 2011-11-08 2017-06-20 Wobben Properties Gmbh Turbine for a hydroelectric power plant and hydroelectric power plant
WO2018203769A1 (ru) * 2017-05-04 2018-11-08 Владимир Ьоррисович МИЛЕВСКИЙ Способ переброски и использования водных ресурсов

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