(57)【要約】  本発明は、水力から電気エネルギを抽出するための設備（１）に関する。設備（１）は、アセンブリユニットとして設計されるエネルギ抽出モジュール（２）を含む。この設備は、水力によって循環方向（Ｒ）に駆動され得る多数の流れ衝突部品（８）を有する駆動装置と、２つの間隔が空けられたたわみ要素（５，６）とを含み、たわみ要素の周りに駆動装置が循環するように案内され、さらに、循環する駆動装置から電気エネルギを抽出するための発電機（１０）と、流れ衝突部品（８）と相互に作用する受水室を形成するための送水管（１１）と、モジュールフレーム（２４）とを含み、モジュールフレームに、駆動装置、たわみ要素（５，６）、発電機（１０）、および送水管（１１）が接続される。モジュールフレーム（２４）はインターフェイス手段（１３）を含み、これを介してエネルギ抽出モジュール（２）がサブ構造（７）に接続される。
2015522756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力から電気エネルギを抽出するための設備（１）であって、
前記設備（１）は、アセンブリユニットとして設計されるエネルギ抽出モジュール（２）を含み、前記エネルギ抽出モジュールは、
−水力によって循環方向（Ｒ）に駆動され得る多数の流れ衝突部品（８）を有する駆動装置（２７）と、
−少なくとも２つの間隔が空けられたたわみ要素（５，６）とを含み、これによって前記駆動装置（２７）が循環するように案内され、さらに、
−循環する前記駆動装置（２７）によって駆動されて電気エネルギを抽出するための、少なくとも１つの発電機（１０）と、
−前記流れ衝突部品（８）と相互に作用することによって受水室を形成するための送水管（１１）と、
−モジュールフレーム（２４）とを含み、これに、前記駆動装置（２７）、前記たわみ要素（５，６）、前記少なくとも１つの発電機（１０）、および前記送水管（１１）が接続され、
前記モジュールフレーム（２４）はインターフェイス手段（１３）を含み、これを介して前記エネルギ抽出モジュール（２）がサブ構造（７）に接続されることを特徴とする、設備。
【請求項２】
前記インターフェイス手段（１３）はモジュール脚部を含み、これを介して前記エネルギ抽出モジュール（２）が前記サブ構造（７）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の設備。
【請求項３】
前記設備（１）は、支持構造（７）、特にサブ構造として設計されるサブフレームを含み、この上に前記エネルギ抽出モジュール（２）が前記インターフェイス手段（１３）を介して支持されることを特徴とする、請求項１または２に記載の設備。
【請求項４】
前記支持構造（７）は、インターフェイス手段（１２）を介して土台（１４）上に支持されることを特徴とする、請求項３に記載の設備。
【請求項５】
前記支持構造（７）の前記インターフェイス手段（１２）は支持脚部、特にフレーム脚部を含み、これを介して前記支持構造（７）が前記土台（１４）上に支持されることを特徴とする、請求項４に記載の設備。
【請求項６】
前記支持構造（７）は、長手方向のサイドレール（２１ａ，２１ｂ）と、これらを横切って延在する横木（２２）とを有する梯子フレームの形態のサブフレームとして設計されることを特徴とする、請求項３から５のいずれか１項に記載の設備。
【請求項７】
前記支持構造（７）は、前記モジュールフレーム（２４）の前記接続インターフェイス（１３）を、特に前記モジュール脚部を受けるための接続インターフェイス（２３）を含むことを特徴とする、請求項３から６のいずれか１項に記載の設備。
【請求項８】
前記モジュールフレーム（２４）は締結手段（１９）を含み、これを介して前記エネルギ抽出モジュール（２）は、前記サブ構造（７）上に設置するための設置装置（２０）に接続され得ることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の設備。
【請求項９】
前記設備は、前記装填部の領域において前記流れ衝突部品（８）を確実に案内するための案内装置（３３）を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の設備。
【請求項１０】
前記案内装置（３３）は、前記流れ衝突部品（８）上に配置される案内要素（３３）を含み、前記案内要素（３３）は前記装填部に沿った案内手段（９ａ，９ｂ）を含み、前記流れ衝突部品（８）の前記案内要素（３３）は、前記流れ衝突部品（８）が少なくとも前記装填部（３）の領域において確実に案内されるように可動であるように配置されることを特徴とする、請求項９に記載の設備。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の設備（１）のためのエネルギ抽出モジュール（２）であって、
前記エネルギ抽出モジュール（２）はアセンブリユニットとして設計され、さらに、
−水力によって循環方向（Ｒ）に駆動され得る多数の流れ衝突部品（８）を有する駆動装置（２７）と、
−少なくとも２つの間隔が空けられたたわみ要素（５，６）とを含み、この周りに前記駆動装置（２７）が循環するように案内され、さらに、
−循環する前記駆動装置（２７）によって駆動されて電気エネルギを抽出するための、少なくとも１つの発電機（１０）と、
−送水管（１１）と、
−モジュールフレーム（２４）とを含み、これに、前記駆動装置（２７）、前記たわみ要素（５，６）、前記少なくとも１つの発電機（１０）、および前記送水管（１１）が接続され、
前記モジュールフレーム（２４）は、前記エネルギ抽出モジュール（２）をサブ構造（７）に接続するためのインターフェイス手段（１３）を含むことを特徴とする、エネルギ抽出モジュール。
【請求項１２】
特に請求項１から１０のいずれか１項に記載の、水力から電気エネルギを抽出するための設備であって、
−水力によって循環方向（Ｒ）に駆動され得、前記循環方向（Ｒ）に交互に配置される多数の間隔が空けられた流れ衝突部品を有する、駆動装置と、
−少なくとも２つの間隔が空けられたたわみ要素とを備え、これによって前記駆動装置は循環するように案内され、さらに、
−循環する前記駆動装置（２７）によって駆動されて電気エネルギを抽出するための、少なくとも１つの発電機と、
−送水管とを備え、
前記駆動装置は、前記送水管の領域内に装填部を形成し、
前記発電機は、前記装填部内に少なくとも部分的に位置するエネルギ抽出経路を形成するリニアジェネレータであることを特徴とする、設備。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記リニアジェネレータは、前記装填部の領域内に配置される静止発電機装置を含み、前記発電機装置は前記リニアジェネレータの非可動部分を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の設備。
【請求項１４】
前記発電機装置は、少なくとも１つの界磁コイル（８２）を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の設備。
【請求項１５】
少なくとも１つの前記リニアジェネレータは、少なくとも１つの可動の界磁石を含むことを特徴とする、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の設備。
【請求項１６】
前記流れ衝突部品（７０）は、ともに移動する界磁石（７２）と少なくとも部分的に相互に作用することを特徴とする、請求項１５に記載の設備。
【請求項１７】
前記界磁石は永久磁石（７２）であることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の設備。
【請求項１８】
前記界磁石（７２）は前記流れ衝突部品（７０）上に締結されることを特徴とする、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の設備。
【請求項１９】
前記発電機装置は、前記装填部と戻り部との間に、および上側たわみ要素と下側たわみ要素との間に配置されることを特徴とする、請求項１２から１８のいずれか１項に記載の設備。
【請求項２０】
前記発電機装置は、前記装填部の両側に、特に両側に対して対称に配置されることを特徴とする、請求項１２から１８のいずれか１項に記載の設備。
【請求項２１】
前記設備は、前記装填部の領域において前記界磁石を少なくとも１つの界磁コイルに対して確実に案内するための案内装置（８４）を含むことを特徴とする、請求項１２から２０のいずれか１項に記載の設備。
【請求項２２】
前記流れ衝突部品（７０）は、流れ衝突要素（７１）と支持壁（７７）とを含み、前記支持壁は、前記管の底部から離れた領域において前記流れ衝突要素（７１）に隣接し、前記流れ衝突要素および前記送水管（９０）を横切って方向付けられ、前記支持壁上に発電機装置が配置されることを特徴とする、請求項１２から２１のいずれか１項に記載の設備。
【請求項２３】
前記駆動装置（７８）は、前記装填部の反対側に配置される戻り部を形成し、前記戻り部は前記装填部の上方または下方に配置されることを特徴とする、請求項１２から２２のいずれか１項に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力から電気エネルギを抽出するための設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
水のポテンシャル降下またはその運動エネルギを利用してそこから電気エネルギを変換する多くの装置が知られている。この文脈において、基本的に２つの設備種類が区別される。
【０００３】
第１の設備種類によると、流水の運動エネルギを利用し、それによって発電機を駆動して発電する。このため、水の流れが衝突し、かつこれによって動かされるタービンブレードなどの流れ衝突部品が設けられる。第１の種類の水力発電所は、流れ込み式発電所または揚水式発電所に見られる。下掛け水車もこのように操作される。
【０００４】
第２の設備種類によると、流水の運動エネルギは主に用いられず、むしろポテンシャル降下の実行時に流水が放出するポテンシャルエネルギが用いられる。すなわち、この原理によると、流れ衝突部品に作用する水の重力が駆動要素を駆動する。この原理は、たとえば上掛け水車の場合に用いられる。
【０００５】
本発明では、「電気エネルギの抽出」という用語が用いられる。この用語は、「エネルギ変換」、「発電」または「エネルギ生成」などの頻繁に用いられる用語と同義である。
【０００６】
欧州出願公開第１７３１７５６号には、たとえば、水のポテンシャルエネルギを用いて電気エネルギを変換する水力発電所が記載されている。この発電所は、垂直シュートを有する水力部と、水力部に接続される発電機とを含む。チェーンに締結されて特定の体積の水を受けるブレードがシュート内に配置される。ブレードを圧迫する水の重量の結果、チェーンが、およびこれを介して発電機が駆動される。この発電所は、垂直シュートとともにしか設計できないため、その用途可能性に関して比較的柔軟性がない。
【０００７】
国際出願公開第２０１１／０４１９１８号にも、水力から電気エネルギを変換するための設備が記載されている。これは、装填走行および戻り走行を有する循環駆動チェーンを含む。駆動チェーンは、互いにオフセットした態様で水平方向および垂直方向の両方に配置される２つのたわみ要素の周りを循環方向に案内される。駆動チェーンは、循環方向に交互に配置され間隔が空けられた多数の流れ衝突部品を含む。流れ衝突部品は、各場合において、駆動チェーンのチェーンリンクの一部を形成する。装填走行の側において、流れ衝突部品は傾斜した送水管内に係合し、管側壁および管底部とともに受水室を形成する。入口領域において、個々の受水室は特定の体積の水を受け、この水は出口領域における受水室からのみ再放出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さらに、この設備は、循環駆動チェーンから電気エネルギを変換するための発電機を含む。水は、高位に位置する入口領域において送水管に供給され、送水管に浸漬されているブレードが、形成された受水室内に流入水を保持する。ブレードは水の重量の力によって駆動され、この結果、受水室内の水は送水管に沿って低位に位置する出口開口部に案内される。この記載された解決策は、送水管内を案内するブレードがやや不正確であるため、受水室が、搬送される水の移動方向において浸透し過ぎて、搬送される水のいくらかが利用されずに送水管から出口領域に流れるという不利点がある。また、設備の設置も比較的複雑かつ煩雑である。さらに、エネルギ変換も最適な態様で実現されていない。
【０００９】
したがって本発明の目的は、少なくとも設備の効率を向上させるために、送水管内の流れ衝突部品の案内を最適化すること、さらに全体的に水の案内を改善すること、さらにエネルギ変換を最適化することである。また、この設備は、現場で迅速かつ単純に設置可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。本発明のさらなる好ましい実施形態および展開は、従属特許請求項から、ならびに明細書および図面から得られる。
【００１１】
本発明は、設備が、アセンブリユニットとして設計されるエネルギ抽出モジュールを含むという事実によって特徴付けられる。そしてエネルギ抽出モジュールは、水力によって循環方向に駆動され得る多数の流れ衝突部品を有する駆動装置を含む。さらに、エネルギ抽出モジュールは、少なくとも２つの間隔が空けられたたわみ要素を含み、この周りに駆動装置が循環するように案内される。
【００１２】
流れ衝突部品は、送水管を横切って延在する壁状の流れ衝突部品を含む。
さらに、エネルギ抽出モジュールは、循環する駆動装置によって電気エネルギを抽出するための少なくとも１つの発電機を含む。さらに、エネルギ抽出モジュールは、流れ衝突部品と相互に作用する受水室を形成するための送水管をさらに含む。
【００１３】
さらに、エネルギ抽出モジュールはモジュールフレームをさらに含み、これに、流れ衝突部品を有する駆動装置、たわみ要素、発電機、および送水管が接続される。モジュールは、ケージ状の構造として設計されてもよい。モジュールフレームは特に、プロファイルおよび接続要素を有するまたはこれらで構成される構造である。
【００１４】
モジュールフレームはインターフェイス手段を含み、これを介してエネルギ抽出モジュールは取外し可能または取外し不可能な態様でサブ構造、それぞれサブ構成に接続され得る。インターフェイス手段は好ましくは、フレームベース上に配置される。モジュールフレームは、インターフェイス手段を介して、形状嵌合、材料結合および／または機械的接続によってサブ構造に接続される。この接続は、ボルト接続、リベット接続、溶接接続、または接着接合、または複数の接続種類の組合せであってもよい。
【００１５】
１つの好ましい実施形態に係るモジュールフレームのインターフェイス手段はモジュール脚部を含み、これを介してエネルギ抽出モジュールがサブ構造に接続され得る。このため、モジュールフレーム、およびこれとともにエネルギ抽出モジュールは、モジュール脚部を介してサブ構造上に支持される。
【００１６】
サブ構造は、地中に直接配置された土台であってもよいし、または、土台もしくは地面とエネルギ抽出モジュールとの間に配置された支持構造であってもよい。
【００１７】
本発明の好ましい展開によると、設備は、サブ構造として設計される、サブフレームの形態の支持構造を含み、この上にエネルギ抽出モジュールがそのインターフェイス手段を介して支持される。すなわち、エネルギ抽出モジュールは、そのインターフェイス手段を介してサブフレーム上に締結される。
【００１８】
サブフレームは好ましくは、対応するインターフェイス手段を介して土台上にも支持される。すなわち、サブフレームはそのインターフェイス手段を介して、取外し可能または取外し不可能な態様で土台上に固定される。サブフレームは好ましくは、ボルト接続またはリベット接続によって、インターフェイス手段を介して土台に接続される。
【００１９】
サブフレームのインターフェイス手段は、土台上に支持され、かつこれに接続される、フレーム脚部を含んでもよい。
【００２０】
好ましい実施形態によると、サブフレームは、長手方向のサイドレールと、これらを横切って延在する横木とを有する梯子フレームとして設計される。長手方向のサイドレールは好ましくは、エネルギ抽出モジュールの循環方向と平行に、または処理水の管と平行に延在する。
【００２１】
さらに、サブフレームは、これをモジュールフレームの接続インターフェイスに接続するための、特にモジュールフレームのモジュール脚部を受けるための接続インターフェイスをさらに含む。
【００２２】
サブフレームは好ましくは、サブ表面の地形に基づいて、または土台の位置に基づいて個々に設計される。しかし、サブフレームは、各場合において、モジュールフレームの接続インターフェイスと、特にモジュール脚部と一致するように設計される締結インターフェイスを有する。この結果、モジュールフレームは、設置場所の地形または土台の配置に係わらず、常に同一に設計され得る。サブフレームは、この意味において、サブ表面または土台とモジュールフレームとの間の適合器の機能を果たす。
【００２３】
サブフレームは、たとえば、地面の斜面において水平に方向付けられる土台に適合するために、階段状に設計されてもよい。
【００２４】
本発明の１つの展開によると、モジュールフレームは締結要素を含み、これを介してエネルギ抽出モジュールは、サブ構造上に設置するための設置装置に接続され得る。設置装置はたとえばリフト装置であってもよく、これにエネルギ抽出モジュールが締結要素を介して締結され得る。
【００２５】
リフト装置を用いて、エネルギ抽出モジュールは設置場所上に案内され、正確な位置に下ろされる。
【００２６】
さらに、本発明は、本発明に係る設備のためのエネルギ抽出モジュールにも関する。エネルギ抽出モジュールは、これがアセンブリユニットとして設計されるという事実によって区別される。本発明に係るエネルギ抽出モジュールは、導入部で既に述べた特徴を含む。
【００２７】
エネルギ抽出モジュールはさらに案内手段を含んでもよく、これに沿って流れ衝突部品が少なくとも送水管の領域において、すなわち装填部の領域において確実に案内される。このため、流れ衝突部品は好ましくは、案内手段とともに動作する案内要素を有する。案内手段はモジュールフレームの一部であってもよい。
【００２８】
案内手段は好ましくは、循環方向と平行に延在する案内プロファイルである。エネルギ抽出モジュールは特に好ましくは、外部の両側に互いに平行配置される２つの案内プロファイルを有する。案内プロファイルは好ましくは、案内要素のための走行面または摺動面を形成する。
【００２９】
案内プロファイルは好ましくは、モジュールフレームの一部を形成する。互いに隣り合って平行配置される２つの案内プロファイルは横支柱を介して接続され、ケージ状の構造を形成し得る。
【００３０】
案内要素は、案内ローラまたは摺動要素として形成されてもよい。摺動要素は摺動ブロックであってもよい。「ローラ」という用語は、表面上を転がるのに適したすべての本体を含む。たとえばホイールおよびボールもこれに含まれる。
【００３１】
確実に案内されるとは、案内要素が、三次元の直交または極座標系に関して、少なくとも２つの空間方向に案内手段を介して案内されることを意味する。これら２つの空間方向は好ましくは、互いに反対である。
【００３２】
エネルギ抽出モジュールは、上側たわみ要素および下側たわみ要素を含む。上側たわみ要素は、水が送水管に入れられる入口領域内に配置される。下側たわみ要素は、水が受水室から放出される出口領域内に配置される。
【００３３】
２つのたわみ要素は、設置位置において、好ましくは互いにオフセットした態様で水平方向および垂直方向の両方に配置される。送水管は、設置位置において傾斜を有して形成される。
【００３４】
上側たわみ要素と下側たわみ要素との間で、駆動装置は、送水管の領域において、流れ衝突部品が上側たわみ要素から下側たわみ要素に移動する装填部を形成する。装填部の上方に、駆動装置は、流れ衝突部品が下側たわみ要素から上側たわみ要素に戻る戻り部を形成する。
【００３５】
流れ衝突部品は、装填部の領域において、送水管を横切って方向付けられ、この内部に係合する。
【００３６】
装填部は好ましくは、装填部に沿った水の流れ方向と平行に延在する。流れ衝突部品は、好ましくは水の流れ方向において装填部に沿って移動する。送水管は好ましくは、水の流れ方向と平行に延在する。
【００３７】
２つの隣接する流れ衝突部品は、各場合において、装填部の領域内に、送水管に沿って移動する受水室を形成する。可動の受水室は、移動方向に見られるように、静止管壁によって両側の範囲を定められる。入口領域において水が衝突する流れ衝突部品は、したがって、送水管の長手方向において受水室の範囲を定めるパーティションとして作用する。
【００３８】
入口領域において、個々の受水室は特定の体積の水を受け、この水は出口領域における受水室からのみ再放出される。
【００３９】
設備は好ましくは、処理水を入口領域からエネルギ抽出モジュールの送水管に導く給水管を含む。
【００４０】
本発明のさらなる展開によると、設備は結合部を含み、これを介してエネルギ抽出モジュールの送水管が給水管に結合され得る。結合部はこれに対応して、入口領域に向かって配置される。結合部は摺動装置を含んでもよく、これによって給水管から送水管内への給水が調節され得る。
【００４１】
結合部は好ましくは接続インターフェイスをさらに有し、これを介して結合部がサブ構造に、たとえばサブフレームまたは土台に接続され得る。結合部はエネルギ抽出モジュールの一部として、または別個のサブアセンブリとして設計されてもよい。
【００４２】
送水管は好ましくは、管底部および２つの管側壁を有するＵ字形の断面形状を形成する。流れ衝突部品は、送水管に対して接触しないように有利に案内される。
【００４３】
送水管に対する流れ衝突部品の位置は、案内手段を介した確実な案内のために非常に正確に固定され得るため、流れ衝突部品は隣接する管壁との距離が非常に小さい。この間隙距離は、たとえばわずか１〜５ｍｍ、特にわずか２〜３ｍｍであってもよい。
【００４４】
本発明に係る設備の本質的な利点は、特に流れ衝突部品と送水管との相互作用に関して、エネルギ抽出モジュールを対応する小さい製造公差で製造業者において予め作っておくことができ、完全なサブアセンブリとして供給して現場で設置できるという事実にある。したがって、現場での設置時、エネルギ抽出モジュールの調整はもはや行なわなくてよい。現場での組立時に必然的に起こる部品の調整および整列はもはや不要である。
【００４５】
流れ衝突部品は好ましくは、壁要素として、特にブレード状の壁要素として設計される。流れ衝突部品は、たとえば両側に、駆動装置の移動方向と反対に曲げられ、かつブレード状の容器を形成する、側壁部を有してもよい。このような形状によって、取水プロセスが最適化される。
【００４６】
壁状の流れ衝突部品が水圧に耐えるのに十分高い剛性を有するように、これらは好ましくは、各場合において、強化要素とも称される少なくとも１つの補強要素を有する。流れ衝突部品は好ましくは、各場合において、中心を外れて、または横に配置される少なくとも２つの補強要素を有する。補強要素は好ましくは、流れ衝突部品の横方向端部領域内に配置される。補強要素は、たとえば、補強リブまたは補強壁または横壁として形成されてもよい。
【００４７】
駆動装置の設計は、個々の流れ衝突部品同士の間で、機能的な相互作用に関して異なっていてもよい。
【００４８】
本発明の第１の実施形態によると、流れ衝突部品は相互に接続されず、すなわち、接続技術に関して互いに独立して形成される。本実施形態に係る駆動装置は、流れ衝突部品同士の間の圧力の伝達によって駆動される。流れ衝突部品は圧力体として設計され、循環方向における後続の流れ衝突部品から好ましくはその直前の流れ衝突部品に圧力を伝達するための力伝達要素を含む。
【００４９】
力伝達要素は、たとえば圧力面を形成し得、これを介して圧力が流れ衝突部品同士の間に伝達され得る。このように、駆動装置は駆動チェーンと同様に、たわみ要素の周りを循環方向に移動可能であるが、流れ衝突部品同士は相互に接続されない。
【００５０】
本発明の第２の実施形態によると、駆動装置は、チェーンリンクと同様の多数の接続された駆動リンクを有する、駆動チェーンと同様の連続的な駆動構造として設計され、駆動リンクは好ましくは流れ衝突部品に対応する。流れ衝突部品は、隣接する流れ衝突部品の関節接続のための接続要素を含み、駆動構造を形成する。
【００５１】
駆動構造の駆動リンクは、張力、圧力、または張力と圧力との組合せの伝達によって、その循環経路に沿って循環方向に駆動され得る。張力と圧力との組合せは、循環経路のいくつかの部分における張力を介して、および循環経路の他の部分における圧力を介して駆動される駆動リンクの組合せと理解されるべきである。
【００５２】
各駆動リンクは、循環方向に見られるように、案内要素を含んでもよく、案内要素は、少なくとも装填部の領域において送水管に沿って駆動構造を確実に案内するために、駆動リンクの両側に取付けられる。
【００５３】
さらに、各駆動リンクは、循環方向に見られるように、隣接する駆動リンクの関節接続のために駆動リンクの両側に取付けられる接続要素を含み、駆動構造を形成し得る。駆動リンクは、特に、移動方向と平行な平面内に、または駆動構造の循環経路内に、旋回可能に相互に接続される。
【００５４】
本発明の特に好ましい実施形態では、案内要素は接続要素上に配置され、接続ピボットを介してこれに接続される。接続ピボットは好ましくは、駆動リンク同士の間の接続要素と同時に設計される。この場合の接続ピボットは、接続ピンの機能を果たす。当然、駆動リンク同士の間の接続も、案内要素の接続と独立して設計されてもよい。
【００５５】
案内要素は、循環方向に見られるように、好ましくは各場合において、流れ衝突部品の横方向端部の外側に配置される。
【００５６】
案内プロファイルは、たとえば、案内要素を案内するように収容するための案内レールとして設計されてもよい。案内レールは特に案内チャネルを含む。案内レールまたは案内チャネルは、案内要素のための走行面、たとえば、摺動要素のための摺動面、または走行ローラとも称される案内ローラのための転がり面を有する。
【００５７】
案内チャネルは好ましくは、２つの向かい合って配置された側に摺動面または転がり面を形成するように設計される。
【００５８】
案内チャネルは好ましくはＵ字形またはＣ字形の設計であり、たとえば２本のプロファイル脚部および接続壁を有する。案内チャネルは案内要素に向かって開いている。特定の実施形態によると、案内チャネルは送水管に向かって開いている。
【００５９】
プロファイル脚部の一方は、たとえば、案内要素の走行面を形成する。２本のプロファイル脚部同士の間の接続壁は、たとえば、流れ衝突部品上の横方向の案内要素のための案内面を形成する。流れ衝突部品は好ましくは両側に少なくとも１つの案内要素を有するため、各場合において、流れ衝突部品の両側に案内プロファイルが対応して設けられる。これらは好ましくは、互いに平行に延在する。
【００６０】
送水管に向かって開いているＵ字形またはＣ字形の案内プロファイルを用いる場合、これらは、案内要素のための２つの向かい合って配置された案内面を有する。この結果、流れ衝突部品を上向きに押しやること、または装填部の領域内の水圧によって持上げることはできない。
【００６１】
本発明の特定の実施形態の変形によると、たわみ要素は、装填部および戻り部において案内プロファイルを相互に接続する案内プロファイルの弓状部によって形成される。こうして、流れ衝突部品はさらに、案内プロファイルによってたわみ領域において確実に案内される。案内プロファイルの弓状部は、たとえば以下にさらに説明するように、回転体をさらに含み得るたわみ要素の一部であってもよい。
【００６２】
本発明の好ましい展開によると、たわみ要素の一方、特に入口領域内に位置する上側たわみ要素は、回転体、特に駆動輪を含み、これは、回転体の周りに部分的に円周方向に案内される駆動装置の移動によって駆動される。駆動装置は、たとえば、回転体と部分的に円周方向に形状嵌合および／または摩擦固定係合しており、これによって駆動装置は、たとえば上記駆動装置の速度で駆動装置によって駆動される。
【００６３】
たわみ要素が案内プロファイル自体によって形成される場合、上述のかつ以下に説明する回転体はたわみ要素に関連付けられる。回転体および案内レールはさらに、両装置とも駆動装置のたわみに関与するため、定義上は一般にたわみ要素を形成し得る。
【００６４】
回転体は、たとえばその周囲に沿って配置される駆動凹部を有し、この内部に流れ衝突部品の要素が係合し、このように回転体を駆動する。これらの要素は、駆動リンクの接続要素または案内ローラのローラピボットであってもよい。
【００６５】
上記たわみ要素は、たとえば発電機に結合される。発電機は、回転体の回転軸に直接結合されてもよい。さらに、回転運動は、伝動装置を介して回転体から発電機に伝達され得る。上側たわみ要素に結合される発電機は、この場合、流れ衝突部品の圧縮力および／または張力によって駆動される。
【００６６】
発電機はさらに牽引駆動装置の一部であってもよく、この装置では、装填部内の駆動装置または可動の流れ衝突部品が循環している可撓性送電要素を駆動し、これが次に発電機を駆動する。
【００６７】
本発明の特定の実施形態によると、発電機に関連付けられない方のたわみ要素、または両方のたわみ要素は、湾曲して延在して流れ衝突体の両側に配置される案内レールを有し、案内レール内で流れ衝突部品はそれらの案内要素を介して確実に案内され、装填部から戻り部内にたわむか、または逆の場合も同様である。
【００６８】
本発明の特定の実施形態によると、流れ衝突部品は、それらの案内要素を介して、循環経路全体に沿って案内レール内に確実に案内される。すなわち、設備は、駆動装置の循環経路に沿って流れ衝突部品の閉じられた確実な案内を有する。閉じられた確実な案内は、流れ衝突部品が相互に接続されていない、すなわち連結されていない駆動装置とともに特に用いられる。
【００６９】
さらなる独立発明は、さらに、水力から電気エネルギを抽出するための設備に関する。この設備は、
−水力によって循環方向に駆動され得る多数の駆動要素を有する駆動装置と、
−少なくとも２つの間隔が空けられたたわみ要素とを含み、これによって駆動装置が循環するように案内され、さらに、
−循環する駆動装置によって駆動されて電気エネルギを抽出するための、少なくとも１つの発電機と、
−流れ衝突部品と相互に作用する受水室を特に形成するための送水管と
を含む。
【００７０】
駆動装置、たわみ要素、発電機、および該当する場合はさらに送水管が、フレーム内に配置され得る。
【００７１】
駆動装置は、送水管の領域内に装填部を形成する。装填部は、水がその重量の力によって駆動装置の流れ衝突部品に作用し、その結果これらを動かす駆動装置の当該部分によって区別される。
【００７２】
すなわち、装填部において、流れ衝突部品は、水が送水管に流れ込む高位の重力ポテンシャルから、水が送水管から出る低位の重力ポテンシャルに導かれる。
【００７３】
装填部の領域において、流れ衝突部品は送水管を横切って方向付けられ、この内部に係合する。このため、流れ衝突部品は、各場合において、送水管内を横切って延在する壁状の流れ衝突要素を含む。
【００７４】
装填部の領域において、２つの隣接する流れ衝突部品は、各場合において、送水管に沿って移動する受水室を形成する。可動の受水室は、移動方向に見られるように、静止管壁によって両側の範囲を定められる。高位の重力ポテンシャルに配置される入口領域において水の流れが衝突する流れ衝突部品は、したがって、送水管の長手方向において受水室の範囲を定めるパーティションとして作用する。
【００７５】
入口領域において、個々の受水室は特定の体積の水を受け、この水は、低位の重力ポテンシャルに配置される出口領域内の受水室からのみ再放出される。
【００７６】
流れ衝突部品は、対応する案内手段を介して送水管内に確実に案内される。案内手段は、上記に説明した案内手段に対応し得る。
【００７７】
上述のような流れ衝突部品は圧力体として設計されてもよいし、または接続手段を介して相互に接続されてチェーン状の駆動装置を形成してもよい。
【００７８】
駆動装置は装填部の反対側に位置する戻り部を形成し、戻り部において、流れ衝突部品は低位の重力ポテンシャルから高位の重力ポテンシャルに再び戻る。
【００７９】
装填部は好ましくは、戻り部の下方に配置される。しかし、装填部は、戻り部の上方または横に配置されてもよい。
【００８０】
このさらなる発明に係る設備は、特に、上記に説明したモジュールフレームを有する設備に対応し得る。
【００８１】
本発明によると、発電機はリニアジェネレータである。リニアジェネレータは、これが、機械的な長手方向の移動において発生する運動エネルギを電気エネルギに変換するという事実によって区別される。このため、リニアジェネレータは、装填部内に少なくとも部分的に位置する、以下に説明するエネルギ抽出経路を形成する。
【００８２】
リニアジェネレータは、磁界を形成する界磁石と、磁界と相互に作用する界磁コイルとを含む。界磁石の磁界に対する界磁コイルの移動の結果、磁束変化が生じる。界磁コイル内の磁束変化の結果として誘起される電圧は、対応する手段を介してタップされる。
【００８３】
本発明によると、流れ衝突部品または駆動装置は、ポテンシャル降下によって、すなわち受水室内に搬送される水の重量の力によって駆動される。移動する流れ衝突部品または移動する駆動装置によって、リニアモータの界磁コイルと界磁石との間に相対運動が生じ、これが次に電圧を誘起する。電圧は、対応する手段を介してタップされる。
【００８４】
そこから電気エネルギがリニアジェネレータにおいて変換される運動エネルギは、非連続的な経路に沿って移動する本体によって生成され、この本体は、この場合は流れ衝突部品である。
【００８５】
電気エネルギが界磁コイルおよび界磁石の対応する配置によって変換される際に沿う経路部は、以下、エネルギ抽出経路と称される。
【００８６】
回転発電機とは対照的に、運動エネルギはしたがって、回転軸の周りに回転する本体の結果として発生しない。リニアジェネレータの非連続的なエネルギ抽出経路は、したがって、従来の発電機と比べてもっとも広範な意味で発生する。運動エネルギが電気エネルギに変換される際に沿う上記エネルギ抽出経路は、好ましくは直線であるか、または本質的に直線である。しかし、これは曲線の経路をたどってもよい。
【００８７】
リニアジェネレータはある意味で、逆に電気エネルギを並進運動エネルギに変換するリニアモータと反対の機能に対応する。
【００８８】
リニアジェネレータでは、界磁石および界磁コイルは、機械的な長手方向の移動において、特に直線移動において互いにずれており、これによって、時間的に変化する磁束、およびこれに対応して電圧誘起が生じる。界磁コイルは、上述の種類の非連続的なエネルギ抽出経路に沿って配置される。リニアジェネレータでは、界磁石および界磁コイルのいずれか一方が静止配置されるが、他方の単数または複数の構成要素は長手方向に、特に直線的に移動する。
【００８９】
エネルギ抽出経路は、少なくとも部分的に、しかし好ましくは完全に、装填部において延在する。しかし、エネルギ抽出経路は、たわみ要素の領域内に、または戻り部内に延在してもよい。さらに、複数のリニアジェネレータを有する複数のエネルギ抽出経路が駆動装置の循環経路に沿って設けられてもよい。
【００９０】
好ましい実施形態によると、界磁石が移動する。このため、可動の界磁石は、流れ衝突部品と相互に作用する。相互に作用するとは、界磁石が流れ衝突部品によって少なくとも部分的に駆動されることを意味する。これは、流れ衝突部品上に締結されている界磁石によって起こり得る。
【００９１】
しかし、界磁石は、流れ衝突部品と独立して、別個の循環装置を介して搬送されてもよい。装填部の１つの領域において、界磁石は流れ衝突部品と相互に作用し、これらによって駆動される。このため、界磁石は、上記領域内の流れ衝突部品の内部に係合するか、またはこれらの部品と機械的に通信する。この係合は、たとえば歯車装置によって、または摩擦係合によって形成されてもよい。
【００９２】
界磁石配置は好ましくは、各場合において、可動の流れ衝突部品に取付けられるが、界磁コイルまたは界磁巻線は静止発電機装置の一部である。これによって、発生電圧のタップが単純化される。界磁石配置はこの意味において、回転部品またはロータに対応する。界磁コイル配置はこの意味において、静止部品またはステータに対応する。
【００９３】
界磁石は、たとえば永久磁石または電磁石などの磁気誘導源として形成される。
発電機の静止部を含む発電機装置は好ましくは、直線的に延在する装填部の領域内に配置される。発電機装置は好ましくは、流れ衝突部品の確実な案内の領域において送水管の開口部の上方に配置される。発電機装置は特に、流れ衝突部品の反対側に配置される。
【００９４】
発電機装置は好ましくは、設備のフレームに、特にモジュールフレームに取付けられる。発電機装置は好ましくは、装填部と戻り部との間の、および少なくとも１つの上側たわみ要素と少なくとも１つの下側たわみ要素との間のフレームの内部に配置される。発電機装置は好ましくは、管開口部の上方に配置され、かつその上に界磁コイルが配置される、装着部品を含む。
【００９５】
流れ衝突部品は案内プロファイルを介して確実に案内されるため、リニアジェネレータは小さい公差で設計され得る。このように、磁石と界磁コイルとの間にわずか１／２〜１／２０ｍｍの空隙が設けられ得る。これは、エネルギ抽出の効率に対して有利な影響を有する。
【００９６】
リニアジェネレータの使用は、水負荷の結果として流れ衝突部品に作用する力が、それが生じる場所で、すなわち装填部内で抽出されるという大きい利点を有する。このように、水の重量の力が、送水管を横切って延在する流れ衝突部品の壁状の流れ衝突要素を圧迫する。流れ衝突部品は、水の負荷重量の力によって駆動される。しかし、流れ衝突部品の移動によって、同時に界磁コイルと界磁石の磁界との間に相対移動が生じる。結果として発生する電圧誘起によって、次に、水の重量の力を打消す力が生じる。
【００９７】
リニアモータの界磁コイルまたは界磁石は各場合において流れ衝突部品に取付けられ、電気エネルギを発生するための負荷減少は特に管底部の反対側に位置する流れ衝突部品の領域内で行なわれるため、両方の力は流れ衝突部品に直接的に、具体的にはそれらの発生場所で、すなわち装填部において作用する。
【００９８】
これによって、流れ衝突部品の接続要素が接続されてチェーンを形成する場合はこれらの要素の、またはこれらの要素が圧力体として設計される場合は圧力面の、機械的負荷が著しく低下する。
【００９９】
したがって、駆動装置に掛けられる機械的応力の程度が全体的に大幅に低下する。特に、圧縮応力および引張応力によって生じる力はリニアジェネレータによって装填部内の発生場所で既に減少しているため、これらの応力は大幅に減少して生じる。この結果、駆動装置の耐用年数が著しく延び、維持費が削減される。
【０１００】
さらに、装填部におけるリニアジェネレータの本発明に係る配置のため、装填部の長さに関する制限がない。駆動装置の長さは、特に従来の設備の場合、その長さとともに増大する張力および圧縮力の結果、駆動装置の負荷によって制限される。この制限は、上述の理由により当てはまらなくなる。
【０１０１】
さらに、装填部は、装填部におけるリニアジェネレータの本発明に係る配置のため、傾斜または湾曲が異なる複数の部分をさらに含んでもよい。この結果、地形は装填部に従い得る。
【０１０２】
本発明の１つのさらなる展開によると、交互に直列配置される複数のリニアジェネレータが装填部に沿って設けられてもよい。さらに、互いに隣り合って平行配置される複数のリニアジェネレータが装填部に沿って設けられてもよい。直列または平行配置の組合せも考えられる。
【０１０３】
特に、交互に直列および／または互いに隣り合って平行配置され、流れ衝突部品上の対応する界磁石とともに動作する複数の界磁コイルを設けてもよい。
【０１０４】
少なくとも１つのリニアジェネレータを有する上述の本発明に係る設備は、設備のモジュール構成と必ずしも関係していない独立発明として理解されるべきである。したがって、リニアジェネレータに関する対応の特徴は、独立していると考えられるべきである。
【０１０５】
装填部、および該当する場合はさらに戻り部は、好ましくは斜面内に延在する。すなわち、流れ衝突部品は、これらの領域において直線状に、および水平面に対して一定の傾斜角を有して移動する。しかし、傾斜角は装填部および／または戻り部の領域内で可変であることも考えられる。送水管、したがってさらに装填部は、各場合において隣接部分と比較して異なる傾斜角を有する複数のたとえば直線管部または装填サブ部に分割されてもよい。
【０１０６】
送水管は、上側たわみ要素と下側たわみ要素との間に、好ましくは単数または複数の案内プロファイルと平行に延在する。送水管はしたがって好ましくは、斜面内にも存在する。斜面の傾斜角αは０°よりも大きい。さらに、傾斜角αは９０°（角度）以下である。傾斜角は好ましくは１０°よりも大きく、特に２０°よりも大きい。さらに、傾斜角は好ましくは８０°よりも小さく、特に７０°よりも小さい。傾斜角は特に好ましくは、３０°〜６０°の範囲内にある。
【０１０７】
本発明に係る設備を操作するために、高位に位置する入口領域内の設備の傾斜した送水管に水が入れられる。流れ衝突部品は、戻り部から入口領域内への弓形の、特に円形の移動経路内を上側たわみ要素によって案内され、送水管に浸漬される。
【０１０８】
浸漬処理の間、水は給水管から送水管に流れ込み、浸漬している流れ衝突部品上に流れる。流水はしたがって、同時に形成している受水室内に導かれる。この間、水は受水室に保持される。すなわち、水は送水管を自由に流れることができない。
【０１０９】
受水室に入っている水は、流れ衝突部品を、自身のポテンシャル降下、すなわち重力によって誘発されたポテンシャル降下によって、送水管に沿って下側たわみ要素または出口領域の方向に駆動する。下側たわみ要素では、流れ衝突部品は、弓形のまたはさらには部分的に円形の移動経路を介して、再び装填部から、およびしたがって送水管から勢いよく出され、それによって、搬送される水は出口領域内の受水室から放出されて運び去られ得る。
【０１１０】
当然、場合によっては上側たわみ要素と下側たわみ要素との間に付加的なたわみ要素が設けられてもよい。
【０１１１】
この設備の機能原理は、流れ衝突部品、およびそれに対応して駆動装置が、受水室内の水の重量の力によって、すなわちその静水圧によって駆動されるという事実によって他の設備と異なる。
【０１１２】
本発明に係る水力発電所は、水が段差を流れなければならない場合に特に用いられる。この水は、たとえば堰の流水または出口水であってもよい。流水の成分に対する公的要件は非常に厳しい場合があるため、本発明に係る設備の使用は、既存の水力発電技術構成または他の工業用発電所の場合に特に適している。
【０１１３】
したがって、設備は、たとえば浄化水が水域に放出される前の下水処理工場に、またはより大量の工業水が処理用に変換される工業用発電所に用いられる。本発明に係る設備は、２〜２０ｍの高さの減少に既に適している。しかし、より大きい高さの減少ももちろん利用可能である。
【０１１４】
装填部における流れ衝突部品の確実な案内によって、これらを送水管内に正確に整列させることができる。したがって、好ましくは送水管に対して接触しないように案内される流れ衝突部品は、送水管に対して比較的小さい公差で設計され得る。
【０１１５】
本発明を図面を参照して以下により詳細に説明する。図面は本発明の特定の実施形態およびさらなる展開を示しており、これらは最終的なものであると決して考えられるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係る設備の斜視図である。
【図２】エネルギ抽出モジュールを有しない本発明に係る設備の斜視図である。
【図３】エネルギ抽出モジュールの設置時の本発明に係る設備の斜視図である。
【図４】本発明に係る設備の給水管の斜視図である。
【図５】本発明に係る設備の特定の実施形態の側面図である。
【図６】本発明に係る設備のさらなる特定の実施形態の側面図である。
【図７】案内チャネル内に案内される流れ衝突部品の中の断面図である。
【図８ａ】図７に係る界磁コイル／界磁石配置の領域の拡大詳細図である。
【図８ｂ】図７に係る界磁コイル／界磁石配置の領域の拡大詳細図である。
【図９】図７に係る案内チャネル内に案内される流れ衝突部品の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１７】
水力から電気エネルギを抽出するための、図１に示される本発明に係る設備１は、落差を有する送水領域内に設置される。設備１はエネルギ抽出モジュール２を含む。処理水が、流れ方向Ｗにおいて、水入口領域１５から給水管１７を介してエネルギ抽出モジュール２の送水管１１に供給される。処理水は、送水管１１を通って落差に沿って案内され、出口領域１６においてエネルギ抽出モジュール２から再放出される。
【０１１８】
エネルギ抽出モジュール２は、多数の流れ衝突部品８を有する駆動装置を含む。駆動装置の流れ衝突部品８は、循環方向Ｒにおいて、上側の第１のたわみ要素５の周りに、および第１のたわみ要素５から離れた下側の第２のたわみ要素６の周りに、循環するように案内または駆動される。
【０１１９】
流れ衝突部品８は相互に接続されて駆動チェーンを形成する。流れ衝突部品８は、流れ衝突部品８の両側に対として互いに平行配置される案内プロファイル９ａ，９ｂを介して確実に案内される。案内プロファイル９ａ，９ｂは、流れ衝突部品８のための円周方向に閉じた案内を形成する。流れ衝突部品８は、案内プロファイル９ａ，９ｂ内に案内される、側面に取付けられた案内ローラ３２を有する。
【０１２０】
案内レール対９ａ，９ｂは、２つのたわみ要素５，６同士の間に直線状に形成され、かつ互いに平行に延在する、案内レール部を有する。直線案内レール部は、設備１の設置状態において傾斜している。この傾斜が落差に対応する。案内レール９ａ，９ｂは、たわみの領域においてたわみ要素５，６の周りに弓状に案内される。
【０１２１】
案内プロファイル対９ａ，９ｂは、流れ衝突部品８のための連続的な横方向の案内を形成する。案内プロファイル９ａ，９ｂは、各場合において流れ衝突部品８に向かって開いているＵ字部として設計される。装填部３の領域において、案内プロファイル９ａ，９ｂは送水管１１の横および上方に配置される。
【０１２２】
エネルギ抽出モジュール２はさらに、下側領域において上側たわみ要素５から下側たわみ要素６に延在する送水管１１を含む。送水管１１はＵ字形チャネルを形成し、設備１の設置状態において、落差に対応する傾斜を有する。
【０１２３】
駆動装置は、送水管１１の領域において、装填部３と、装填部３の上をこれと平行に延在する戻り部４とを形成する。
【０１２４】
確実に案内される流れ衝突部品８は、装填部３において送水管１１内に延在する。送水管１１を横切って配置される流れ衝突部品８は、送水管１１とともに受水室を形成する。
【０１２５】
上側たわみ要素５および下側たわみ要素６は、各場合において、回転軸の周りに回転可能に装着される回転体を含む。回転体は、この周りに部分的に円周方向に案内される駆動装置の移動によって駆動される。駆動装置は、回転体と部分的に円周方向に形状嵌合および／または摩擦固定係合している。
【０１２６】
エネルギ抽出モジュール２はさらに、伝動装置を介して上側たわみ要素５またはその回転体に結合される発電機１０を含む。発電機１０は、循環経路に沿って駆動される駆動装置を介して間接的に、受水室内をポテンシャル降下に沿って下向きに出口領域に案内される水のポテンシャルエネルギを、電気エネルギに変換する。
【０１２７】
流れ衝突部品８、たわみ要素５，６、発電機１０および送水管１１を有する駆動装置は、モジュールフレーム２４に収容され、これに接続される。案内プロファイル９ａ，９ｂは、モジュールフレーム２４の一部を形成する。互いに隣り合って平行配置される２つの案内プロファイル９ａ，９ｂは、このために横支柱２５を介して接続され、ケージ状の構造を形成する。
【０１２８】
モジュールフレーム２４は、各場合においてフレームベースの側面に配置される４本のモジュール脚部１３の形態のインターフェイス手段を含む。
【０１２９】
設備１はさらにサブフレーム７を含む。サブフレーム７は梯子フレームの形態であり、２本の平行に延在する長手方向のサイドレール２１ａ，２１ｂと、長手方向のサイドレール２１ａ，２１ｂを相互に接続する横木２２とを含む。長手方向のサイドレール２１ａ，２１ｂは、エネルギ抽出モジュール２の循環方向Ｒによって形成される平面と平行に方向付けられる。
【０１３０】
サブフレーム７は、自身のフレームベース上に４本のフレーム脚部１２を含み、これを介してサブフレーム７が土台上に支持される。
【０１３１】
サブフレーム７はさらに、モジュール脚部１３を収容するためのインターフェイス手段２３を自身の上側に有する。モジュールフレーム２４は、モジュール脚部１３を介してサブフレーム７にボルト締めされる（図２も参照）。
【０１３２】
サブフレーム７は、地面１４の地形に基づいて、または土台の位置に基づいて、独立して設計される。サブフレーム７は、フレーム脚部１２を介して土台内にボルト締めされる。
【０１３３】
エネルギ抽出モジュール２はさらに、入口領域１５に向かって配置される結合部２６を含み、これを介して送水管１１が給水管１７に結合される。給水管１７は、処理水を入口領域１５から送水管１１に案内する。
【０１３４】
結合部２６はさらに、対応するねじ接続を介してサブフレーム７にボルト締めされる。
モジュールフレーム２４は、送水管１１の反対側に位置する自身の上側フレーム部に、支持リング１９の形態の４つの締結点を含む。クレーンなどのリフト装置の支持ケーブル２０が支持リング１９上に締結されてもよい。
【０１３５】
このように、モジュールフレーム２４は、リフト装置によって設置場所上に正確に位置決めされ得、モジュール脚部１３によって、既に設置されているサブフレーム７の接続インターフェイス２３の上に下ろされ得る（図３参照）。
【０１３６】
設備１はさらに制御装置１８を含み、これを介して設備１が制御される。
図４は、入口領域１５をエネルギ抽出モジュール２の送水管１１に接続する給水管１７の拡大斜視詳細図である。入口領域１５に向けられる給水管１７の開口部に、通過制限装置３０が設けられる。通過制限装置３０は、管開口部を横切って延在し、かつ粗粒材料が給水管１７に入るのを防止する役割を果たす、グリッド３１を含む。
【０１３７】
図５は、上側たわみ要素４４および下側たわみ要素４７の周りを循環経路に沿って、案内プロファイル４９ａ，４９ｂ内の案内ローラ４５を介して確実に案内される駆動装置の流れ衝突部品４８を示す。流れ衝突部品４８は、送水管４１内において、上側入口領域４０と下側出口部４６との間に配置される装填部４３内に延在する。処理水は、流れ方向Ｗにおいて入口領域４０に流れ込む。流れ衝突部品４８は、送水管４１とともに受水室を形成する。
【０１３８】
装填部４３は、循環方向Ｒに見られるように、水平に対して傾斜が増加する３つの直線状の装填サブ部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを含む。第１の装填サブ部４３ａは、循環方向Ｒに見られるように、水平に対して第１の傾斜角α1を有する。第１の装填サブ部４３ａに隣接する第２の装填サブ部４３ｂは、第１の装填サブ部４３ａに対して角度α2だけ増加した傾斜角を有する。第２の装填サブ部４３ｂに隣接する第３のかつ最後の装填サブ部４３ｃは、第２の装填サブ部４３ｂに対して角度α3だけ増加した傾斜角を有する。
【０１３９】
駆動装置はさらに、装填部４３の反対側におよびこの上方に配置される戻り部４２を形成する。戻り部４２において、流れ衝突部品は、出口領域４６から入口領域４０内に再び戻る。
【０１４０】
リニアジェネレータが、各場合において、装填サブ部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ内に配置されてもよい。
【０１４１】
図６は、上側たわみ要素５４および下側たわみ要素５７の周りを循環経路に沿って、案内プロファイル５９ａ，５９ｂ内の案内ローラ５５を介して確実に案内される駆動装置の流れ衝突部品５８を示す。流れ衝突部品５８は、送水管５１内において、上側入口領域５０と下側出口部５６との間に配置される装填部５３内に延在する。処理水は、流れ方向Ｗにおいて入口領域５０に流れ込む。流れ衝突部品５８は、送水管５１とともに受水室を形成する。
【０１４２】
装填部５３は、図５に係る実施形態とは対照的に、循環方向Ｒに見られるように、水平に対して傾斜が減少する３つの直線状の装填サブ部５３ａ，５３ｂ，５３ｃを含む。第１の装填サブ部５３ａは、循環方向Ｒに見られるように、水平に対して第１の傾斜角β1を有する。第１の装填サブ部５３ａに隣接する第２の装填サブ部５３ｂは、第１の装填サブ部５３ａに対して角度β2だけ減少した傾斜角を有する。第２の装填サブ部５３ｂに隣接する第３のかつ最後の装填サブ部５３ｃは、第２の装填サブ部５３ｂに対して角度β3だけ減少した傾斜角を有する。
【０１４３】
駆動装置はさらに、装填部５３の反対側におよびこの上方に配置される戻り部５２を形成する。戻り部５２において、流れ衝突部品は、出口領域５６から入口領域５０内に再び戻る。
【０１４４】
リニアジェネレータが、各場合において、装填サブ部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ内に配置されてもよい。
【０１４５】
図７〜図９は、リニアモータとともに動作し、かつ循環方向Ｒに移動する流れ衝突部品７０の特定の実施形態を示す。流れ衝突部品７０は、送水管９０内を横切って延在し、かつその上に水が流れる、平坦な流れ衝突要素７１を含み、水は、とりわけ流れ衝突要素７１によって形成される受水室９１内に保持される。
【０１４６】
流れ衝突部品７０はさらに、流れ衝突部品７１を横切って延在する、すなわち循環方向Ｒに方向付けられる補強壁７６を含む。これらは、平坦な流れ衝突部品７１を補強する役割を果たす。
【０１４７】
流れ衝突部品７０はさらに、流れ衝突部品７１に隣接し、かつこれを、さらに送水管９０を横切って方向付けられる支持壁７７を含む。支持壁７７は、管開口部に向かって配置される。
【０１４８】
複数の流れ衝突部品７０が、両側に配置される接続リンク７５を介して相互に接続され、チェーン状の駆動装置７８を形成する。接続リンク７５は支持壁７７上に配置される。
【０１４９】
流れ衝突部品７０はさらに、各場合において、両側に配置され、かつローラピボットを介して接続リンク７５に接続される、案内ローラ７３を含む。案内ローラ７３は案内装置８４の一部であり、各場合において、これも案内装置の一部である案内レール８０の案内チャネル内に案内される。案内装置８４の２本の案内レール８０は、各場合において、管開口部の領域において送水管９０の両側に配置される。案内レール８０および案内ローラ７３を含む案内装置８４は、確実な案内を形成する。
【０１５０】
接続リンク７５は２本のフォーク横木を有するフォーク状の支持部を含み、フォーク横木は、各場合において、ローラピボットの通過のための開口部を有する。さらに、接続リンク７５は、循環方向Ｒにおいてフォーク状の支持部の反対側に位置する支持体を含む。これも、ローラピボットの取付けのための開口部を有する。
【０１５１】
２つの流れ衝突部品７０同士の間の接続を作り出すために、流れ衝突部品７０の両側において、第１の流れ衝突部品７０の接続リンク７５の支持体が、隣接する第２の流れ衝突部品７０の同様に形成された接続リンク７５のフォーク横木同士の間に押される。そして、案内ローラ７３のローラピボットが、フォーク横木および支持体の開口部を通過する。
【０１５２】
さらに、リニアジェネレータの磁石配置７２が支持壁７７に取付けられる。
さらに、整列ローラ７４の対も支持壁７７上に配置される。
【０１５３】
界磁石配置７２、整列ローラ７４、およびさらに接続リンク７５は、送水管９０と反対側に位置する支持壁７７の側に配置される。
【０１５４】
送水管９０の上方に、すなわち管開口部の上方に、装着部品８１が静止した態様で取付けられる。装着部品８１は、支持壁７７の反対側に位置する。
【０１５５】
リニアジェネレータの一部であり、支持壁７７上の界磁石配置７２とともに動作する静止界磁コイル配置８２が装着部品８１に取付けられる。界磁コイル配置８２は、流れ衝突部品７０に向かって、およびそれに対応して界磁石配置７２に向かって方向付けられる。界磁石７２は、流れ衝突部品７０の設置状態において、界磁コイル８２同士の間に配置される。
【０１５６】
さらに、転がり要素８３が装着部品８１上に締結され、上記装着部品８１から流れ衝突部品７０の方向に、およびそれに対応して整列ローラ対７４に向かって突出する。転がり要素８３は、整列ローラ対の２本の整列ローラ７４同士の間に案内される。流れ衝突部品７０が循環方向Ｒに駆動されると、整列ローラ７４は転がり要素８３に沿って隙間なく転がる。この結果、公差が小さい、非常に正確な横方向の案内が確保される。この案内精度によって、界磁コイル８２および界磁石７２を互いに非常に小さい横方向距離を隔てて配置することができる。界磁コイル８２界磁石７２との間の空隙をこれに応じて最小化することができ、これによってリニアジェネレータの効率が向上する。
【０１５７】
例示的な本実施形態では、３対の界磁コイル８２および界磁石７２が設けられ、これらは各場合において間隔が空けられて横方向に、すなわち送水管（図示せず）を横切って配置される。２つのそのような対同士の間に、各場合において、一対の整列ローラ７４および転がり要素８３が設けられ、すなわち全部で２対設けられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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