DE4425294A1

DE4425294A1 - Fluid-actuated low output turbine combined with generator for electric powered water fitting

Info

Publication number: DE4425294A1
Application number: DE4425294A
Authority: DE
Inventors: Herbert L Prof Dr Ing Koenig; Herbert Dr Ing Preibisch
Original assignee: Cosmos Entwicklung Forsch
Current assignee: Cosmos Entwicklung Forsch
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: DE4425294C2

Abstract

The fluid driven turbine combined with a generator has low power. It is partic. for current supply for an electric water armature. The rotor wheel (5) of the turbine is axially arranged in a tube. Magnets are distributed around the circumference of the wheel (5). The magnets generate an electric current flow in a coil system outside the tube, when the wheel rotates, by induction. The magnets are formed as tubular, multi-pole, magnetised pole wheels (5') on the outer circumference. The turbine vanes are arranged and anchored inside this wheel. A transition part (3) is provided with at least one nozzle (4). The nozzles are formed and aligned such that the fluid from the individual nozzles is incident on the turbine vanes normal to the vane surface and with a tangential component. An even number of pole shoes (9,10) running parallel to the tube axis are sepd. by gaps and are integrated in the tube wall. The pole-shoes are connected to two magnetically conductive end plates (20,21). Between the end plates, the pole shoes are surrounded by at least one spool forming the coil system. The two end plates are magnetically connected via a return part which contains the coil system between it and the pole shoes.

Description

Die Erfindung betrifft eine mit einem Generator vereinigte, flüssigkeitsan getriebene Turbine kleiner Leistung, insbesondere zur Stromversorgung einer elektrisch betätigbaren Wasserarmatur, deren Laufrad in einem Rohr axial zu dessen Achse gelagert ist und über den Umfang verteilt mit Magneten versehen ist, die in einem außerhalb des Rohres vorgesehenen Spulensystem bei Laufrad rotation durch Induktion einen elektrischen Stromfluß erzeugen.The invention relates to a liquid unit combined with a generator driven turbine of low power, especially for powering a electrically operated water valve, the impeller of which is axially in a tube whose axis is supported and provided with magnets distributed over the circumference is in a coil system provided outside the tube at the impeller generate an electrical current flow by induction.

Kleinstturbinen dieser Art sind beispielsweise durch die US-Patentschrift 2 436 683 und speziell für die Speisung von Wasserleitungsarmaturen durch die PCT-Schriften WO 85/01337 und WO 93/02258 bekannt. Das Laufrad dieser Kleinstturbinen ist dabei durchwegs nach Art eines Propellers gestaltet. Während bei der Kleinstturbine nach der WO 85/01337 die von der Turbinen radwelle abnehmbare Energie mit einer gegen das die Antriebsflüssigkeit füh rende Rohr abgedichteten Welle zu einem außerhalb angeordneten Generator geführt wird, ist bei den Kleinstturbinen der anderen Veröffentlichungen das Laufrad der Turbine zugleich Träger von auf seinen Umfang verteilten Magne ten, denen Spulen im Rohrwandungsbereich zugeordnet sind, in denen bei der Rotation des Laufrades ein elektrischer Strom induziert wird.Smallest turbines of this type are known, for example, from the US patent 2 436 683 and especially for the supply of water pipe fittings the PCT documents WO 85/01337 and WO 93/02258 are known. The impeller of this The smallest turbines are designed in the manner of a propeller. While in the smallest turbine according to WO 85/01337 the turbine Wheel shaft removable energy with a against which the drive fluid Rende tube sealed shaft to an outside generator is the case with the small turbines of the other publications Impeller of the turbine also supports magne distributed over its circumference ten, which coils are assigned in the pipe wall area, in which at Rotation of the impeller is induced by an electric current.

Diese Kleinstturbinen zeigen, beispielsweise bei einem Wasserdurchfluß von 5 Litern in der Minute und einem Druckgefälle von etwa 2 Atmosphären zwischen Eingang und Ausgang, Gesamtwirkungsgrade die kaum ein Prozent erreichen. Wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen zeigten, liegt das zum Teil daran, daß die Laufradschaufeln - vor allem wenn man sie nach dem Prinzip der Francis-Turbine arbeiten lassen will - bei hoher Drehzahl nur eine sehr gerin ge radiale Lange haben dürfen. Dadurch kommt aber der für einen freien Lauf notwendige Spalt zwischen der Außenseite des Laufrades und der gegenüberste henden Rohrwand in eine ungünstige Relation zur Radialerstreckung der Schau feln des Laufrades. Diese Konstruktionen führen auch zu ungünstigen magneti schen Verhältnissen.These miniature turbines show, for example, with a water flow of 5 Liters per minute and a pressure drop of about 2 atmospheres between Entrance and exit, total efficiency levels that hardly reach one percent. How The investigations underlying the invention showed that this is partly the fact that the impeller blades - especially if you use the principle of Francis turbine wants to work - at high speed only a very low radial length. This, however, means that there is a free run necessary gap between the outside of the impeller and the opposite pipe wall in an unfavorable relation to the radial extent of the show the impeller. These designs also lead to unfavorable magneti conditions.

Nach der Erfindung wird diesen Schwierigkeiten dadurch begegnet, daß die ver teilten Magnete als rohrförmiges, mehrpolig auf dem Außenumfang magnetisier tes Polrad ausgebildet sind, in dessen Innenraum die Turbinenschaufeln des Laufrades angeordnet und verankert sind, daß ein wenigstens eine Düse enthal tendes Übergangsteil vorgesehen ist, das in Fließrichtung der Flüssigkeit dem Laufrad vorgeordnet ist, und dessen Düsen so ausgebildet und ausgerichtet sind, daß der aus der einzelnen Düse austretende Flüssigkeitsstrahl auf die Schaufeln des Laufrades zumindest weitgehend normal zur Schaufelfläche und mit einer wesentlichen Tangentialkomponente auftrifft, daß über den das Pol rad umschließenden Rohrbereich in die Rohrwandung eine gerade Anzahl von pa rallel zur Rohrachse verlaufenden, durch Spalte gegenseitig magnetisch ge trennten Polschuhen integriert ist, die in der Weise mit zwei magnetisch lei tenden Endplatten verbunden sind, daß in Umfangsrichtung jeweils jeder zweite Polschuh an einem Ende mit der einen Endplatte und die übrigen Polschuhe je weils an einem Ende mit der anderen Endplatte magnetisch leitend verbunden sind, und daß die Polschuhe im Bereich zwischen den beiden Endplatten von we nigstens einer das Spulensystem bildenden Spule umschlossen sind und beide Endplatten über ein Rückschlußteil magnetisch verbunden sind, welches das Spulensystem zwischen sich und den Polschuhen einschließt.According to the invention, these difficulties are countered by the fact that the ver shared magnets as a tubular, multi-pole magnetized on the outer circumference tes pole wheel are formed, in the interior of the turbine blades of the Impeller are arranged and anchored that contain at least one nozzle Tending transition part is provided, which in the flow direction of the liquid Impeller is upstream, and its nozzles designed and aligned are that the liquid jet emerging from the individual nozzle on the Blade of the impeller at least largely normal to the blade surface and with an essential tangential component that over which the pole Rad surrounding tube area in the tube wall an even number of pa parallel to the pipe axis, mutually magnetic through gaps separate pole pieces is integrated, which in the way with two magnetic lei tendency end plates are connected that every other in the circumferential direction Pole shoe at one end with one end plate and the other pole shoes each Weil connected at one end to the other end plate in a magnetically conductive manner are, and that the pole pieces in the area between the two end plates of we at least one coil forming the coil system and both are enclosed End plates are magnetically connected via a yoke part, which the Includes coil system between itself and the pole pieces.

Für eine erfindungsgemäße Kleinstturbine haben sich folgende Ausgestaltungen als vorteilhaft erwiesen. Dem Laufrad wird ein weiteres Übergangsstück in Fließrichtung der Flüssigkeit nachgeordnet, das Austrittsöffnungen für die Flüssigkeit in ein weiterführendes Rohr enthält und beide Übergangsstücke die nen als Träger der Lager für die Laufradachse. Das Laufrad besteht aus einem sternförmigen Profilkörper der im Inneren des rohrförmigen Polrades angeordnet ist und in dessen Zentrum die Laufradachse vorgesehen ist. Wie Untersuchungen zeigten, nimmt der Wirkungsgrad bei gegebener Wassermenge und Druckdifferenz besonders günstige Werte an, wenn die Anzahl der Düsen nennenswert geringer als die Anzahl der Schaufeln des Laufrades ist. Es beruht dies offenbar auf der dann wesentlich höheren Wasseraustrittsgeschwindigkeit aus der Düse. Das in dem Raum zwischen den gerade nicht angestrahlten Schaufeln des Laufrades befindliche Wasser wirkt dabei durch seine rotierende Masse zusätzlich last stabilisierend. Für eine Kleinstturbine mit den einleitend angeführten Werten genügte sogar nur eine Düse um eine gewünschte elektrische Leistung zu erhal ten. Die Schaufeln können an sich nach Art von radial gerichteten Rippen aus gebildet sein, wodurch sich sehr einfache Fertigungsverhältnisse ergeben. Eine weitere Gesamtwirkungsgrad-Steigerung läßt sich dadurch realisieren, daß die Laufradschaufeln zur Optimierung des axialen Austritts der Flüssigkeitsströ mung aus dem Laufrad gekrümmt sind. Die erwähnten Polschuhe werden zweckmäßig in nichtmagnetisches Material, vorzugsweise Kunststoff eingebettet, insbeson dere derart daß dieses Material, gegebenenfalls zusammen mit den Polschuhen, im Turbinenabschnitt die Innenwandung des der Flüssigkeitsführung dienenden Rohres bildet. Für die Ausgestaltung des magnetischen Kreises im Generatorbe reich ist es von Vorteil, wenn jede der beiden erwähnten Endplatten mit einem topfförmigen Fortsatz versehen ist, von denen der eine einen Außendurchmesser hat der nur geringfügig geringer als der Innendurchmesser des anderen, und wenn beide Fortsätze zueinander weisend angeordnet und zur Bildung des magnetischen Rückschlusses ineinander geschoben sind.The following configurations have been found for a miniature turbine according to the invention proven to be advantageous. The impeller is another transition piece in Subsequent flow direction of the liquid, the outlet openings for the Contains liquid in a further pipe and both transition pieces NEN as a carrier of the bearings for the impeller axis. The impeller consists of one star-shaped profile body arranged in the interior of the tubular magnet wheel is and in the center of which the impeller axis is provided. Like investigations showed, the efficiency decreases for a given amount of water and pressure difference particularly favorable values if the number of nozzles is significantly lower than the number of blades of the impeller. It is obviously based on this the then significantly higher water exit speed from the nozzle. The in the space between the blades of the impeller that are not illuminated Due to its rotating mass, any water present has an additional load stabilizing. For a small turbine with the values given in the introduction even one nozzle was sufficient to obtain the desired electrical output The blades can be made in the manner of radially directed ribs be formed, resulting in very simple manufacturing relationships. A further overall efficiency increase can be realized in that the Impeller blades to optimize the axial outlet of the liquid flows are curved from the impeller. The pole shoes mentioned are useful embedded in non-magnetic material, preferably plastic, in particular such that this material, possibly together with the pole pieces, in the turbine section the inner wall of the fluid guide Rohres forms. For the design of the magnetic circuit in the generator area it is advantageous if each of the two end plates mentioned has a Pot-shaped extension is provided, one of which has an outer diameter has only slightly less than the inside diameter of the other, and if both extensions arranged facing each other and to form the magnetic Are pushed into one another.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele wiedergibt. In der Zeichnung zeigt
die Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kleinstturbine,
die Fig. 2 einen Querschnitt durch ein auf dem Umfang magnetisiertes Pol rad mit dem Verlauf der magnetischen Feldlinien in der Wandung,
die Fig. 3 ein mit einer Düse versehenes Übergangsteil,
die Fig. 4 eine Explosionsdarstellung von in Polschuhe übergehenden End scheiben, magnetischem Rückschluß, Spule und rohrförmigen Polrad, das mit dem Laufrad der Turbine vereinigt ist,
die Fig. 5 ein erprobtes Kunststoffprofil für die Laufradbildung und
die Fig. 6 eine topfförmige Ausbildung der Endplatten, bei der die Topf wände zugleich den magnetischen Rückschluß herstellen.The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing which shows exemplary embodiments. In the drawing shows
Fig. 1 shows a longitudinal section through an inventive micro turbine,
Fig. 2 shows a cross section through a magnetized on the circumference of pole wheel with the course of the magnetic field lines in the wall,
Fig. 3 shows a nozzle provided with a transition part,
Fig. 4 is an exploded view slices from passing into the pole pieces End, magnetic yoke, coil and tubular pole wheel, which is combined with the impeller of the turbine,
FIG. 5 is a proven plastic profile for the formation and impeller
6 a pot-shaped formation of the end plates, wherein the pot walls at the same time to produce the magnetic return path FIGS..

Unter einer Turbine kleiner Leistung wird eine Turbine verstanden, deren elektrische Ausgangsleistung zwischen etwa einigen zehn Watt und einigen Mil liwatt liegt. Bei diesen Turbinen führen die allgemein bekannten Konstruk tionsprinzipien zu äußerst ungünstigen Gesamtwirkungsgrad-Werten, da die für einen freien Lauf des Turbinenrades erforderlichen Spalte einen Strömungs querschnitt erreichen, der in der Größenordnung der durch die Turbinenschau feln gebildeten aktiven Bereiche liegt. Dem wird durch die erfindungsgemäße Konstruktion begrenzt für die in der Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel wie dergegeben ist. Mit 1 ist der Wassereintritt in die Turbine bezeichnet und mit 2 der Wasseraustritt. Es sind dies Anschlußstücke für weiterführende Wasserleitungsrohre mit- einem Nennwert von z. B. zwischen 3/8′′ und 1½′′. Dem eigentlichen Turbinenraum ist ein Übergangsteil 3 mit einer tangential ausge richteten Düse 4 vorgeordnet. Das Übergangsteil ist in der Fig. 3 in Schräg ansicht wiedergegeben. Im Übergangsteil 3 ist das eine Lager für die das Laufrad 5 tragende Turbinenwelle angeordnet. Das andere Lager 6 ist im Zen trum eines zweiten Übergangsteils angeordnet, das in Fließrichtung des An triebswassers dem Laufrad 5 nachgeordnet ist und mit Öffnungen 7 für den Aus tritt des Wassers in ein weiterführendes Rohr versehen ist. Das Laufrad trägt an seinem Umfang ein magnetisches Polrad 5′, das wie aus der Fig. 2 ersicht lich, auf seinem Außenumfang mehrpolig magnetisiert ist. Der Turbinen-Innen raum wird durch einen Formkörper aus unmagnetischem Material wie einem Kunst stoff begrenzt, der mit 8 bezeichnet ist und dessen Gestaltung, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, so ist, daß nur ein kleiner Spalt beziehungsweise Zwi schenraum von der Außenfläche des Polrades zu den gegenüberstehenden Polschu hen 9 und 10 gegeben ist. Der Formkörper 8 ist mit Dichtungsringen 13 und 14 gegen das Teil 1 beziehungsweise das Teil 2 abgedichtet. Die Polschuhe gehen in sich radial erstreckende Endplatten über. Zwischen den Polschuhen 9 und 10 ist ein Spulenkörper 11 angeordnet, der die eigentliche Spule 12 trägt in der bei Rotation des Laufrades durch das Polrad ein Stromfluß induziert wird. Zur Schließung des magnetischen Kreises sind die Polschuhe 9, 10 über die sie tragenden Endplatten und einen magnetischen Rückschluß 15 auf der dem Polrad abgewandten Seite magnetisch verbunden. Polschuhe, Endplatten und Rückschluß bestehen aus weichmagnetischem Material. Durch an Flanschen der Teile 1 und 2 angreifende Schraubverbindungen 16 wird die mit dem Generator integrierte Turbine zusammengehalten. Durch diese Ausgestaltung des Generators ist der einzig wesentliche magnetische Widerstand im magnetischen Kreis des Genera tors in dem Spalt zwischen der Fläche des einzelnen Polschuhs und der diesem gegenüberliegenden Außenfläche des Polrades begründet, der entsprechend klein zu wählen ist. Die Spalte zwischen benachbarten Polschuh-Kanten sind demgegen über so groß zu wählen, daß der magnetische Widerstand in diesen Bereichen groß gegenüber dem ersterwähnten magnetischen Widerstand ist. Die angewende te Generatorkonstruktion ermöglicht es, eine große Übertrittsfläche für den Magnetfluß zwischen dem einzelnen Polschuh und dem jeweils gegenüberliegenden Polbereich des Polrades und damit einen entsprechend niedrigen magnetischen Widerstand in diesem Bereich zu erzielen. Die Mittel hierfür sind ein entspre chend großer Polrad-Durchmesser, der die Breite des einzelnen Polschuhes in Umfangsrichtung des Polrades bestimmt und eine entsprechend große Polrad- und damit Polschuhlänge. Die Fließrichtung des dem Antrieb dienenden Wasser ist in der Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.A low-power turbine is understood to mean a turbine whose electrical output power is between approximately a few tens of watts and a few milliwatts. In these turbines, the generally known construction principles lead to extremely unfavorable overall efficiency values, since the gaps required for free running of the turbine wheel reach a flow cross-section which is in the order of the active areas formed by the turbine blades. This is limited by the construction according to the invention, for which an embodiment as shown in FIG. 1 is given. With 1 the water inlet into the turbine is designated and with 2 the water outlet. There are connectors for further water pipes with a nominal value of z. B. between 3/8 '' and 1½ ''. The actual turbine space is preceded by a transition part 3 with a tangentially oriented nozzle 4 . The transition part is shown in Fig. 3 in an oblique view. In the transition part 3 , the one bearing for the turbine shaft carrying the impeller 5 is arranged. The other bearing 6 is arranged in the center of a second transition part, which is downstream of the impeller 5 in the flow direction of the drive water and is provided with openings 7 for the passage of the water into a further pipe. The impeller carries on its circumference a magnetic pole wheel 5 'which, as can be seen from FIG. 2, is magnetized on its outer circumference with multiple poles. The turbine interior is limited by a molded body made of non-magnetic material such as a plastic, which is designated 8 and whose design, as can be seen from Fig. 1, is such that only a small gap or inter mediate space from the outer surface of the Polrades to the opposite pole shoes hen 9 and 10 is given. The molded body 8 is sealed with sealing rings 13 and 14 against part 1 and part 2, respectively. The pole pieces merge into radially extending end plates. Between the pole pieces 9 and 10 , a coil body 11 is arranged, which carries the actual coil 12 in which a current flow is induced by the pole wheel when the impeller rotates. To close the magnetic circuit, the pole pieces 9 , 10 are magnetically connected via the end plates carrying them and a magnetic yoke 15 on the side facing away from the pole wheel. Pole shoes, end plates and yoke are made of soft magnetic material. The turbine integrated with the generator is held together by screw connections 16 acting on flanges of parts 1 and 2 . This configuration of the generator is the only essential magnetic resistance in the magnetic circuit of the generator in the gap between the surface of the individual pole piece and the opposite outer surface of the pole wheel, which is to be chosen accordingly small. In contrast, the gaps between adjacent pole shoe edges are to be chosen so large that the magnetic resistance in these areas is large compared to the first-mentioned magnetic resistance. The applied te generator construction makes it possible to achieve a large transfer area for the magnetic flux between the individual pole piece and the opposite pole area of the pole wheel and thus a correspondingly low magnetic resistance in this area. The means for this are a correspondingly large pole wheel diameter, which determines the width of the individual pole piece in the circumferential direction of the pole wheel and a correspondingly large pole wheel and thus pole piece length. The direction of flow of the water serving for the drive is indicated by arrows in FIG. 1.

Bei einer nach dieser Zeichnung ausgeführten Kleinstturbine mit einem Polrad- Außendurchmesser von ca. 15 mm und einer ebensolchen Polrad-Länge konnte auf der Generatorseite eine elektrische Leistung von etwa 500 mW abgenommen wer den. Die durchlaufende Wassermenge betrug etwa 5 Ltr/Min. und der Druckabfall zwischen Turbinen-Eingang und -Ausgang lag bei etwa zwei Atmosphären. Das Pol rad wies drei Polpaare auf und jede der Endplatten trug drei Polschuhe. Die Kleinstturbine hatte bei dieser Leistung eine Drehzahl von 3000 Umdr./Minute und die Frequenz des vom Generator gelieferten Stromes lag bei 100 Hz.In the case of a miniature turbine designed according to this drawing with a magnet wheel Outside diameter of approx. 15 mm and the same pole wheel length could the generator side has an electrical power of about 500 mW the. The flow of water was about 5 ltr / min. and the pressure drop there was approximately two atmospheres between the turbine inlet and outlet. The pole rad had three pairs of poles and each of the end plates had three pole pieces. The The smallest turbine had a speed of 3000 rpm and the frequency of the current supplied by the generator was 100 Hz.

Der in der Fig. 2 dargestellte Querschnitt durch das rohrförmige Polrad zeigt, eine Ausführungsform mit drei Polpaaren. Gestrichelte Linien deuten den Ma gnetfeldverlauf im Polrad an. Die Anzahl der Polpaare ist an sich frei wähl bar und wird vom Hersteller bei der Fertigung nach Kundenwunsch realisiert. Solche Rohrmagnete sind allgemein bekannt und beispielsweise in dem Firmen prospekt der Firma Krupp Widia GmbH - Magnettechnik in Essen (Drucksache Nr. W 2.20 51.1 d 1089) ausführlich beschrieben. Als gut geeignet hat sich das darin beschriebene Magnetmaterial mit dem Warenzeichen KOEROX® P erwiesen, da es zum einen ausreichend wasserresistent und zum anderen gut formbar ist.The cross section shown in FIG. 2 through the tubular pole wheel shows an embodiment with three pole pairs. Dashed lines indicate the magnetic field in the magnet wheel. The number of pole pairs is itself freely selectable and is implemented by the manufacturer during manufacture according to customer requirements. Such tubular magnets are generally known and are described in detail, for example, in the company prospectus of Krupp Widia GmbH - Magnettechnik in Essen (printed matter No. W 2.20 51.1 d 1089). The magnetic material described therein with the trademark KOEROX® P has proven to be well suited, since it is sufficiently water-resistant on the one hand and easy to form on the other.

Das in der Fig. 3 wiedergegebene Übergangsteil 3, das in Fließrichtung dem Laufrad 5 vorgeordnet ist, besteht im einfachsten Fall aus einer beispielswei se aus Messing oder aus einem anderen wasserbestärdigen Material bestehenden Scheibe, in die durch einen schräg verlaufenden Einschnitt 4 eine Düse gebil det wird, die eine stark ausgeprägte tangentiale Ausrichtung hat. Es können auch mehrere solche Düsen vorgesehen werden, doch hängt die Anzahl von dem zulässigen Druckabfall in der Turbine, der vorgegebenen Wasserdurchflußmenge und der geforderten Drehzahl ab. Je weniger Düsen vorgesehen sind, umso höher ist die Ausströmgeschwindigkeit des Wassers, das normal zur Schaufelfläche auf die Schaufeln des Turbinenrades 5 auftrifft. Diese sind beim Ausführungs beispiel nach der Fig. 1 zur Optimierung des axialen Austritts der Flüssig keitsströmung aus dem Laufrad - wie dargestellt - gekrümmt. Es wird so u. a. ein Maximum an Energieabgabe vom eingespritzten Wasser an die einzelne Schau fel erreicht. Die Scheibe hat einen kleinen Ansatz um sie, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, zwischen den Teilen 1 und 8 fest durch Klemmung zu halten.Det in FIG. 3 represented transition part 3, which is arranged upstream in the flow direction of the impeller 5, in the simplest case of a beispielswei se made of brass or of another wasserbestärdigen material existing disk, into which extends through an obliquely-cut 4 a nozzle gebil the that has a strong tangential orientation. Several such nozzles can also be provided, but the number depends on the permissible pressure drop in the turbine, the predetermined water flow rate and the required speed. The fewer nozzles are provided, the higher the outflow speed of the water that impinges on the blades of the turbine wheel 5 normal to the blade surface. These are in the embodiment example of FIG. 1 to optimize the axial exit of the liquid flow from the impeller - as shown - curved. In this way, a maximum of energy output from the injected water to the individual blades is achieved. The disc has a small approach to hold it between parts 1 and 8 by clamping, as can be seen in FIG. 1.

Die Fig. 4 verdeutlicht die Integration von Turbine und Generator. Die er wähnten Endplatten sind mit 20 und 21 bezeichnet und tragen jeweils drei Pol schuhe 17, 18, und 19 beziehungsweise 22, 23 und 24. Diese greifen im zusam mengesetzten Zustand wie Digitalfinger ineinander und werden vom Spulenkörper 11 und der darauf befindlichen Spule 12 umschlossen. In dem von den Polschu hen umschlossenen Raum befindet sich im zusammengebauten Zustand das Laufrad 5 mit dem Polrad 5′. Der magnetische Rückschluß 15 ist als Rohr ausgebildet und verbindet die freien Außenflächen der Endplatten 20, 21 unter Einschlie ßung der auf dem Spulenkörper 11 befindlichen Spule 12. Fig. 4 illustrates the integration of turbine and generator. He mentioned end plates are designated 20 and 21 and each carry three pole shoes 17 , 18 , and 19 or 22, 23 and 24 . These interlock in the assembled state like digital fingers and are enclosed by the coil body 11 and the coil 12 located thereon. In the hen enclosed by the Polschu space is the impeller 5 with the pole wheel 5 'in the assembled state. The magnetic yoke 15 is designed as a tube and connects the free outer surfaces of the end plates 20 , 21 including the coil 12 located on the bobbin 11th

In der Praxis hat sich gezeigt daß das Laufrad 5 auch mit nicht radial ausge richteten Schaufeln zufriedenstellende Ergebnisse liefert. Eine solche Aus führung erleichtert die Verwendung von sternartig ausgebildeten Strangzieh profilen wie es in der Fig. 5 dargestellt ist. Das Strangziehprofil kann dann bei entsprechend gewähltem Außendurchmesser unmittelbar in das rohrför mige Polrad eingepreßt werden. Bei Verwendung eines Magnet-Werkstoffes, wie des vorstehend erwähnten Magnet-Werkstoffes KOEROX® P, ist es auf diese Wei se sogar möglich, Laufrad und Polrad aus dem gleichen Material und in einem Stück herzustellen.In practice, it has been shown that the impeller 5 delivers satisfactory results even with blades not radially aligned. Such an implementation facilitates the use of star-shaped extrusion profiles as shown in FIG. 5. The extruded profile can then be pressed directly into the rohrför shaped pole wheel with an appropriately selected outer diameter. When using a magnetic material, such as the aforementioned magnetic material KOEROX® P, it is even possible in this way to produce the impeller and the magnet wheel from the same material and in one piece.

Der magnetische Rückschluß läßt sich auch so realisieren, daß wie in der Fig. 6 gezeigt, die Endplatten in je einen topfförmigen Fortsatz 25, 26 über gehen, von denen einer einen Außendurchmesser hat, der geringfügig geringer ist als der Innendurchmesser des anderen. Beim Ineinanderschieben der beiden Töpfe, nach vorherigem Einbringen von Spulenkörper und Spule, ist der magneti sche Rückschluß realisiert. Die Spulenanschlüsse können durch nicht näher dar gestellte Öffnungen nach außen geführt werden.The magnetic yoke can also be realized in such a way that, as shown in FIG. 6, the end plates each pass into a pot-shaped extension 25 , 26 , one of which has an outer diameter which is slightly less than the inner diameter of the other. When pushing the two pots into one another, after introducing the coil former and coil, the magnetic yoke is realized. The coil connections can be led to the outside through openings, not shown.

Zu dem Fachausdruck "mehrpolig auf dem Außenumfang magnetisiert" findet sich in dem vorstehend zitierten Prospekt der Firma Krupp Widia GmbH auf Seite 7 auch eine Darstellung. Sie zeigt, daß der jeweilige Polbereich von dem einen Rohrende zu dem anderen reicht.The term "multipole magnetized on the outer circumference" can be found in the brochure of Krupp Widia GmbH quoted above on page 7 also an illustration. It shows that the respective pole area of one Tube end to the other is enough.

Die Anzahl und Verteilung der Pole auf dem Außenumfang des Polrades sind so zu wählen, daß alle Polschuh - axial betrachtet - jeweils in der gleichen Richtung durchflossen werden. Beim Ausführungsbeispiel sind dementsprechend drei Polpaare auf dem Außenumfang des Polrades gleichmäßig verteilt vorge sehen und über den Umfangsrichtung ebenfalls gleichmäßig verteilt sechs Pol schuhe angeordnet. Es ist jedoch auch möglich mit nur zwei oder mit mehr als drei Polschuhen zu arbeiten. Es ist nur die Anzahl der Polpaare auf dem Au ßenumfang des Polrades der vorstehenden Bedingung entsprechend anzupassen. Wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen zeigten, verbessert sich jedoch mit zunehmender Anzahl der Polpaare das Anlaufverhalten der Turbine. Dabei nimmt bei gleicher Laufraddrehzahl die Frequenz des abgegebenen Wech selstromes entsprechend zu.The number and distribution of the poles on the outer circumference of the pole wheel are so to choose that all pole pieces - viewed axially - each in the same Flow in the direction. In the exemplary embodiment are accordingly three pole pairs evenly distributed on the outer circumference of the pole wheel see and also six poles evenly distributed over the circumferential direction shoes arranged. However, it is also possible with only two or more than three pole pieces to work. It is only the number of pole pairs on the Au Adjust the outer circumference of the magnet wheel according to the above condition. As the studies on which the invention is based showed, improved however, with increasing number of pole pairs, the starting behavior of the turbine. The frequency of the given change increases at the same impeller speed selstromes accordingly.

Claims

1. Combined with a generator, liquid-powered turbine of low power, in particular for the power supply of an electrically operated water fitting, the impeller of which is mounted in a tube axially to its axis and is distributed over the circumference with magnets provided in a coil system provided outside the tube Impeller rotation generate an electrical current flow by induction, characterized in that
that the distributed magnets are formed as a tubular, multi-pole magnetized magnet on the outer circumference, in the interior of which the turbine blades of the impeller are arranged and anchored, that a little least a nozzle-containing transition part is provided, which is arranged in the direction of flow of the liquid to the impeller is, and the nozzles are designed and aligned so that the liquid jet emerging from the individual nozzle on the blades of the impeller at least largely normal to the blade surface and with a substantial tangential component strikes that over the tube area surrounding the pole wheel into the tube wall Even number of duri fenden parallel to the tube axis, is integrated by column mutually magnetically separated pole pieces, which are connected in such a way with two magnetically conductive end plates that in the circumferential direction each second pole piece at one end with one end plate and the ü other pole pieces are connected at one end to the other end plate in a magnetically conductive manner,
and that the pole pieces in the area between the two end plates are surrounded by at least one coil forming the coil system and both end plates are magnetically connected via a yoke which encloses the coil system between them and the pole pieces.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a further over is located downstream of the impeller in the direction of flow of the liquid, that the outlet openings for the liquid in a further pipe contains, and that both transition pieces as carriers of the bearings for the barrel serve wheel axle.

3. Arrangement according to claims 1 or 2, characterized in that the barrel wheel consists of a profile body with a star-shaped cross section, which is arranged inside the tubular magnet wheel and in its zen the impeller axis is provided.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the number of nozzles is significantly less than the number of impeller shows feln is.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that only one nozzle in front is seen.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the impeller blades to optimize the axial outlet of the liquid flow out of the impeller are curved.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pole pieces in a non-magnetic material, preferably plastic are bedded, especially in such a way that this material may be too together with the pole pieces in the turbine section, the inner wall of the Forms liquid pipe serving.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that each of the two end plates is provided with a cup-shaped extension, one of which has an outer diameter that is only slightly reduced is larger than the inner diameter of the other, that both extensions zuei not provided and to form the magnetic yoke are pushed into each other.