AT504753A1 - Wasserkraftwerk - Google Patents

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AT504753A1 AT0014107A AT1412007A AT504753A1 AT 504753 A1 AT504753 A1 AT 504753A1 AT 0014107 A AT0014107 A AT 0014107A AT 1412007 A AT1412007 A AT 1412007A AT 504753 A1 AT504753 A1 AT 504753A1
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Description

Laufrad, Kulisse und Treibgutrechen für ein Wasserkraftwerk
Die Erfindung betrifft eine Kulisse für ein Wasserkraftwerk nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Zusätzlich betrifft die Erfindung ein Laufrad nach dem Oberbegriff des Anspruch 5. Die Erfindung betrifft weiters einen Treibgutrechen für ein Wasserkraftwerk nach dem Oberbegriff des Anspruch 9.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es die Effizienz eines Wasserkraftwerks zu steigern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kulisse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Kulisse ein oder mehrere Elemente umfasst. Diese Aufgabe wird weiters dadurch gelöst, dass ein Treibgutrechen ein u-förmiges Profil in Anströmrichtung aufweist und dass ein Laufrad beweglich angeordnet ist.
Es ist ein Verdienst der Erfindung, dass ein Wasserkraftwerk auch bei niedrigem Wasserstand effizient betrieben werden kann. Die besondere Ausführung des Treibgutrechens erlaubt einen kostengünstigen Betrieb, da das Treibgut nicht entsorgt werden muss. Die Einstellbarkeit des Systems Treibgutrechen, Kulisse und Laufrad für ein Wasserkraftwerk erlaubt eine effiziente Ausnutzung des vorhandenen Wassers auch in schwierigen Situationen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Element der Kulisse beweglich angeordnet. Günstigerweise ist mindestens ein Element der Kulisse über einen Verstellmechanismus bewegbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass mindestens ein Element der Kulisse normal zum Wasserstrom gestellt werden kann.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist ein Laufrad für ein Wasserkraftwerk beweglich angeordnet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, ein Laufrad für ein Wasserkraftwerk über einen Verstellmechanismus bewegbar ist.
Es kann auch von Vorteil sein, dass der Verstellmechanismus für das Laufrad eine verstellbare Ausgleichsvorrichtung umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Verstellmechanismus ein verschiebbares Gegengewicht umfassen. 1
Um eine Anpassung des Wasserkraftwerks bzw. des Laufrads an das Unterwasser zu erlauben, umfasst das Laufrad in einer besonders effizienten Ausführungsform mindestens einen Auftriebskörper.
Einen Ausfuhrungsform mit einem hohen praktischen Nutzen besteht darin, dass ein Treibgutrechen für ein Wasserkraftwerk ein v-förmiges Profil in Anströmrichtung aufweist.
Eine Ausfuhrungsform mit erhöhtem Wirkungsgrad ergibt sich dadurch, dass der Treibgutrechen beweglich angeordnet ist.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Treibgutrechen über einen Verstellmechanismus bewegbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Treibgutrechen einen Bereich aufweist, der eine Bevorratung von Treibgut erlaubt.
Eine weitere Verbesserung der gegenständlichen Erfindung stellt dar, dass die Verstellvorrichtungen für die Elemente der Kulisse und das Laufrad kombiniert werden.
Eine besonders an den Verwendungszweck angepasste Ausfuhrungsform lässt sich erzielen, wenn die V erstellvorrichtungen für den Treibgutrechen, die Elemente der Kulisse und das Laufrad kombiniert werden. Günstigerweise ist.
Ein bevorzugtes Herstellungsfahren ist, dass.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im Folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In dieser zeigen:
Fig. 1 einen schematischöl Querschnitt des Wasserkraftwerks;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Stabes eines Treibgutrechens,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Stabes eines Treibgutrechens,
Fig. 4 eine Ausführungsform eines Treibgutrechens.
Gemäß Fig. 1 umfasst das Wasserkraftwerk mindestens ein Laufrad (7), welches mit einer Vorrichtung zur Stromerzeugung gekoppelt ist. Die Vorrichtung zur Stromerzeugung kann auch im Laufrad (7) selbst angebracht sein. Das Laufrad (7) ist beweglich und verstellbar angebracht. Die Verstellung kann über eine Verstellvorrichtung (4) erfolgen. Die Verstell Vorrichtung (4) kann mit einem Sensor verbunden sein, der vor dem Laufrad (7) angeordnet ist und die Verstellung bzw. das Anheben oder Absenken des Laufrades auslöst, 2 warn die zugefuhrte Wassermenge (8) sich ändert oder wenn Treibgut, welches das Laufrad beschädigen kann, registriert wird. Das Laufrad (7) kann weiters eine verstellbare Ausgleichsvorrichtung (5) umfassen, welche ein verschiebbares Gegengewicht (6) aufweist. Das verschiebbare Gegengewicht (6) kann auch als Generator zur Stromerzeugung ausgebildet sein. Hierzu muss der Generator in geeigneter Weise mit dem Laufrad (7) verbunden sein. Durch eine geeignete Einstellung dieser Ausgleichsvorrichtung (5) kann erreicht werden, dass, wenn Treibgut vom Wasser zum Laufrad (7) getragen wird und dieses eine Größe erreicht, welche das Laufrad beschädigen könnte, das Laufrad durch das Gewicht des Treibguts aus dem Wasser gehoben wird oder zumindest so weit verschoben wird, dass das Treibgut unter dem Laufrad passieren kann. Diese Ausfuhrungsform erlaubt das Betreiben des Wasserkraftwerks ohne Treibgutrechen, wodurch der Wartungsaufwand reduziert und die Effizienz des Wasserkraftwerks erhöht werden kann. Vor bzw. unter dem Laufrad (7) ist eine Kulisse (1) angeordnet, welche mindestens ein verstellbares Element (1,2) umfasst. Der Verstellmechanismus (3) für ein Element (1,2) kann oberhalb oder unterhalb des Elements (1,2) angeordnet sein. An einer Seite kann das Element (1,2) bewegbar befestigt sein. Die Verstellbarkeit des Elements (1,2) erlaubt eine Anpassung der Kulisse auf die einströmende Wassermenge (8). Bei einer Erhöhung der Wassermenge (8) kann z.B. das Element (1) abgesenkt werden, um eine Beschleunigung des in das Laufrad (7) einströmenden Wassers zu erreichen. Auf diese Weise lässt sich die Effizienz des Wasselkraftwerks an die vorhandene Wassermenge (8) anpassen. Bei einer geeigneten Verstellung des Elements (1) kann dieses als Wassersperre eingesetzt werden, indem das Element (7) normal zum Wasserstrom gestellt wird. Die verstellbare Kulisse (1) kann wie eine Schleuse oder zur Einstellung der Stauhöhe verwendet werden. Das Element (7) kann weitere verstellbare Segmente umfassen (nicht in den Figuren gezeigt), um eine optimale Einsteilbarkeit der Kulisse (1) zu erreichen.
Das Laufrad (7) und /oder die Kulisse kann als Ganzes verschiebbar angeordnet sein um ein Ansteigen oder Absinken des Unterwassers am Auslauf des Wasserkraftwerks auszugleichen. Diese Verschiebbarkeit kann mechanisch über eine Führung erfolgen oder indem das Laufrad (7) über Schwimmkörper verfugt, die für eine Anpassung an das geänderte Unterwasser erforderlich sind.
In der schematischen Darstellung in Fig. 2 sieht man den Querschnitt eines Stabes eines Treibgutrechens (9). Der Pfeil zeigt die Anströmrichtung des Wassers. Das Treibgut kann an den Spitzen schwer hängen bleiben. Durch die U- oder V-Form des 3 ·· · · ···♦ ·« • · · ·· ·· ff · • · · · · · ·· ·· • · · · ···· ···· ···· ·· ··· ··· · ··
Treibgutrechens(9) zwischen den Spitzen wird eine Hinterspülung des Treibguts erreicht ln einer weiteren Ausfuhrungsform kann die Form auch rechteckig oder quadratisch mit einer offenen Seite in Anströmrichtung sein. Alle beschriebenen Formen haben eine selbstreinigende Wirkung und erschweren ein Hängenbleiben des Treibguts.
Durch eine geeignete Schrägstellung des Treibgutrechens (9) (Fig.3) wird das Treibgut zu einem Bereich verbracht, der als Aulfangbereich, Sammelbereich oder Bevorratungsbereich für das Treibgut dienen kann.
Eine besondere Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Treibgutrechens (9) ist in Fig. 4 gezeigt. Der Treibgutrechen (9) über eine Verstellvorrichtung (11) ist bewegbar angeordnet. Der Treibgutrechen (9) kann eine Form aufweisen, die ein Aufschwemmen des Treibguts zu einem dafür vorgesehenen Bereich (10) erlaubt. Dieser Bereich (10) kann so gestaltet sein, dass über längere Zeit keine Entleerung vorgenommen werden muss. Sobald der Aufschwemmbereich (10) gefüllt ist, kann der Treibgutrechen (9) über eine Verstellvorrichtung (11) verdreht werden um das Treibgut zu entleeren. Diese Entleerung sollte mit einem Anheben des Laufrades (7) kombiniert werden um eine Verschmutzung oder Beschädigung des Laufrads (7) zu vermeiden. Diese Entleerung kann automatisch oder nach einem vorgegebenen Zeitplan erfolgen. Sensoren können vorgesehen sein um Menge des bevorrateten Treibguts zu überwachen. Aus wirtschaftlicher Sicht macht eine Freigabe des bevorrateten Treibguts Sinn, da dadurch die Entsorgungskosten für das Treibgut gespart werden können.
Das System aus Treibgutrechen (9) und /oder Kulisse (1) und / oder Laufrad (7) kann vorgefertigt erzeugt werden und als Ganzes in ein Gewässer eingebracht werden. Eine geeignete Vorrichtung zur Stromerzeugung muss mit dem Laufrad (7) verbunden sein. Als Materialien für die einzelnen Bestandteile ist Kunststoff, Beton, Stahlbeton, Holz und auch Stahl vorstellbar. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass zwischen zwei Elementen (1,2) ein fixiertes Element eingefügt wird. Dieses fixierte Element kann als Beschleunigungsstrecke für das Wasser dienen. Weiters kann an einem oder beiden Enden des fixierten Elements ein Gelenk zur beweglichen Befestigung eines erfindungsgemäßen Elements (1,2) angeordnet sein. 4

Claims (15)

  1. • · ·· • • ···· ·· • · • · ·· ·· · • ♦ • · • · • • · ·· • · • · • • · • · ·· • · ··· ··· · • · Patentansprüche: 1. Kulisse (1) für ein Wasserkraftwerk dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (1) mindestens ein Element (1,2) umfasst.
  2. 2. Kulisse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (1,2) beweglich angeordnet ist.
  3. 3. Kulisse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (1,2) über einen Verstellmechanismus (3) bewegbar ist.
  4. 4. Kulisse (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Element (1) normal zum Wasserstrom gestellt werden kann.
  5. 5. Laufrad (7) für ein Wasserkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (7) beweglich angeordnet ist.
  6. 6. Laufrad (7) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (7) über einen Verstellmechanismus (4) bewegbar ist.
  7. 7. Laufrad (7) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (4) eine verstellbare Ausgleichsvorrichtung (5) umfasst.
  8. 8. Laufrad (7) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (4) ein verschiebbares Gegengewicht (6) umfasst.
  9. 9. Laufrad (7) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad mindestens einen Auftriebskörper umfasst.
  10. 10. Treibgutrechen (9) für ein Wasserkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) ein u- oder v-förmiges Profil in Anströmrichtung aufweist. 5 ·· ·· · · ···· ·· ······ ·· ·#· ···· · · · ·· • · · · · · · t · ···· · « · ·· ·· ·· ··· ·♦· · ··
  11. 11. Treibgutrechen (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) beweglich angeordnet ist.
  12. 12. Treibgutrechen (9) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) über einen Verstellmechanismus (11) bewegbar ist.
  13. 13. Treibgutrechen (9) nach Anspruch 9,10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) eine Bereich (10) aufweist, der eine Bevorratung von Treibgut erlaubt.
  14. 14. System bestehend aus mindestens einer Kulisse (1) und mindestens einem Laufrad (7) für ein Wasserkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtungen (3,4,5,6) für die Elemente der Kulisse (1) und das Laufrad (7) kombiniert werden.
  15. 15. System bestehend aus mindestens einem Treibgutrechen (9), mindestens einer Kulisse (1) und mindestens einem Laufrad (7) für ein Wasserkraftwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtungen (3,4,5,6,11) für den Treibgutrechen (9), der Elemente (1,2) der Kulisse (1) und des Laufrad (7) kombiniert werden. 6
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