AT504753B1 - Wasserkraftwerk - Google Patents

Description

2 AT 504 753 B1

Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerk nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es die Effizienz eines Wasserkraftwerks zu steigern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Wasserkraftwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Wasserkraftwerk ein Laufrad umfasst, welches an einer Verstellvorrichtung verstellbar gehalten ist und radial an seiner Achse einen verstellbare armförmige Ausgleichsvorrichtung angeordnet ist, die ein verschiebbares Gegengewicht trägt.

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 Ausführungsform 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.

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 Ausführungsform mit einem hohen praktischen Nutzen besteht darin, dass ein Treibgutrechen für ein Wasserkraftwerk ein v-förmiges Profil in Anströmrichtung aufweist.

Eine Ausführungsform 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. 3 AT 504 753 B1

Eine besonders an den Verwendungszweck angepasste Ausführungsform lässt sich erzielen, wenn die Verstellvorrichtungen für den Treibgutrechen, die Elemente der Kulisse und das Laufrad kombiniert werden. 5 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 schematischen Querschnitt des Wasserkraftwerks; io 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 Vor-15 richtung 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 Verstellvorrichtung 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, wenn die zugeführte Wassermenge 8 sich 20 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 25 kann erreicht werden, dass, wenn Treibgut vom Wasser zum Laufrad 7 getragen wird und dieses eine Größe erreicht, welche das Laufrad 7 beschädigen könnte, das Laufrad 7 durch das Gewicht des Treibguts aus dem Wasser gehoben wird oder zumindest so weit verschoben wird, dass das Treibgut unter dem Laufrad 7 passieren kann. Diese Ausführungsform erlaubt das Betreiben des Wasserkraftwerks ohne Treibgutrechen, wodurch der Wartungsaufwand reduziert 30 und die Effizienz des Wasserkraftwerks erhöht werden kann. Vor bzw. unter dem Laufrad 7 ist eine Kulisse 1 angeordnet, welche mindestens ein verstellbares Element 2, 2a umfasst. Der Verstellmechanismus 3 für ein Element 2, 2a kann oberhalb oder unterhalb des Elements 2, 2a angeordnet sein. An einer Seite kann das Element 2, 2a bewegbar befestigt sein. Die Verstellbarkeit des Elements 2, 2a erlaubt eine Anpassung der Kulisse 1 auf die einströmende Was-35 sermenge 8. Bei einer Erhöhung der Wassermenge 8 kann z.B. das Element 2 abgesenkt werden, um eine Beschleunigung des in das Laufrad 7 einströmenden Wassers zu erreichen. Auf diese Weise lässt sich die Effizienz des Wasserkraftwerks an die vorhandene Wassermenge 8 anpassen. Bei einer geeigneten Verstellung des Elements 2 kann dieses als Wassersperre eingesetzt werden, indem das Element 2 normal zum Wasserstrom gestellt wird. Die verstellba-40 re Kulisse 1 kann wie eine Schleuse oder zur Einstellung der Stauhöhe verwendet werden. Das Kulisse 1 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 1 kann als Ganzes verschiebbar angeordnet sein um ein 45 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 verfügt, die für eine Anpassung an das geänderte Unterwasser erforderlich sind. so 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 Treibgutrechens 9 zwischen den Spitzen wird eine Hinterspülung des Treibguts erreicht. In einer weiteren Ausführungsform kann die Form auch rechteckig oder quadratisch mit einer offenen Seite in Anströmrichtung sein. Alle 55 beschriebenen Formen haben eine selbstreinigende Wirkung und erschweren ein Hängenblei-

Claims (6)

1. 4 AT 504 753 B1 ben des Treibguts. Durch eine geeignete Schrägstellung des Treibgutrechens 9 (Fig. 3) wird das Treibgut zu einem Bereich verbracht, der als Auffangbereich, Sammelbereich oder Bevorratungsbereich für das Treibgut dienen kann. Eine besondere Ausführungsform 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. Patentansprüche: 1. Wasserkraftwerk mit einem unterschlächtigen Laufrad (7), mit einer Kulisse (1) zur Regelung der Wasserstrommenge und mit einem Treibgutrechen (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (7) an einer Verstellvorrichtung (4) verstellbar gehalten ist und radial an seiner Achse eine verstellbare armförmige Ausgleichsvorrichtung (5) angeordnet ist, die ein verschiebbares Gegengewicht (6) trägt.
2. 2. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (7) mindestens einen Auftriebskörper aufweist.
3. 3. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (1) mindestens ein verstellbares Element (2, 2a) umfasst, das über ein oberhalb oder unterhalb des Elementes (2, 2a) angelenktes Verstellelement (3) gehalten ist.
4. 4. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) in Anströmrichtung ein U- oder V-förmiges Querschnittprofil aufweist.
5. 5. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibgutrechen (9) um seinen Schwerpunkt mittels einer Verstellvorrichtung (11) schwenkbar angeordnet ist.
6. 6. Wasserkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 5 AT 504 753 B1 der Treibgutrechen (9) am zur Wasseroberfläche gerichteten Ende eine Einbuchtung (10) aufweist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen