CH684430A5 - Anordnung mit einer Wasserturbine. - Google Patents

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CH684430A5
CH684430A5 CH2417/91A CH241791A CH684430A5 CH 684430 A5 CH684430 A5 CH 684430A5 CH 2417/91 A CH2417/91 A CH 2417/91A CH 241791 A CH241791 A CH 241791A CH 684430 A5 CH684430 A5 CH 684430A5
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water
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CH2417/91A
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Siegfried Frei
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Siegfried Frei
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B2017/0091—Offshore structures for wind turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Power Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

1
CH 684 430 A5
2
Beschreibung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung mit einer Wasserturbine gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur Gewinnung von elektrischer Energie aus fliessenden Gewässern ist es bekannt, den Flusslauf durch eine Mauer oder durch ein natürliches Hindernis aufzustauen und das aufgestaute Wasser durch eine entsprechende Leitung einer tiefergelegenen Turbine zuzuführen. Üblicherweise sind die Achsen der Turbinen vertikal angeordnet, und sie werden von oben nach unten durchströmt.
Seit Jahren regt sich in der Bevölkerung Widerstand gegen den Bau von Stauwehren bzw. gegen den Aufstau von Wasser, weil dadurch der natürliche Lauf der Gewässer flussaufwärts über einen grösseren Bereich zerstört und zusätzlich umliegendes Gebiet unter Wasser gesetzt wird. Die Nutzung von kleineren Gewässern für die Elektrizitätserzeugung wird dadurch verhindert.
Andererseits müssen in entfernte Weiler auf Stangen verlegte Zuleitungen für die elektrische Energie gebaut werden, die über grosse Strecken die Landschaft verunstalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, kleinere Fliessgewässer für die Erzeugung von elektrischer Energie nutzbar zu machen, ohne dass dazu grössere Eingriffe in die Natur notwendig sind.
Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es gelingt mit der erfindungsgemässen Anordnung, die Wasserturbine samt dem dazugehörigen Generator kaum sichtbar im Gewässer anzuordnen. Der Bau von Staumauern und damit der Eingriff in die natürliche Umgebung entfällt vollständig. Die Turbinenanordnung kann in vorteilhafter Weise an kaum einsehbaren Stellen eines Gewässers verlegt und die von ihr erzeugte Energie zum nahegelegenen Verbraucher geführt werden. Probleme mit ungenügender Restwassermengen entfallen vollständig. Die Herstellung einer solchen Turbinenanordnung ist äusserst kostengünstig, da ausser den hydraulischen und elektrischen Aggregaten sowie der elektrischen Steuerung keine aufwendigen Installationen notwendig sind. Für die allenfalls in grösseren Abständen notwendige Wartung kann die gesamte Anordnung aus dem fliessenden Gewässer herausgehoben und im Werk überholt werden. Die gesamte Anlage kann beim Hersteller betriebsfertig montiert und einsatzbereit an den Wirkungsort gebracht werden.
Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein fliessendes Gewässer mit einer Turbinenanordnung und
Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II in Fig. 1.
In einem Gewässer 1 z.B. einem Bach mit einer Böschung 3, einem Bachbett 5 und allenfalls zerstreut umherliegenden grossen und kleinen Steinen 7 oder festsitzenden Felsen 9 liegt eine in einem
Gehäuse 11 angeordnete Wasserturbine 13, die über eine gemeinsame Welle 15 mit einem Generator 17 zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden ist. Der Generator 17 ist über eine Leitung 19 mit einer ausserhalb des Gewässers 1 angeordneten Verteilstation 21 verbunden. Die Turbine 13 ist in Figur 1 nur schematisch dargestellt und ist vorzugsweise aus bekannten Elementen der Turbinentechnik aufgebaut. Sie wird aus diesem Grunde nicht näher erläutert. Vorzugsweise können die Schaufeln 23 der Turbine verstellbar ausgebildet sein, um letztere selbsttätig an die momentane Wassermenge anzupassen.
Das Gehäuse 11 ist rohrförmig ausgebildet und dient zugleich als Strömungsleitelement und als Tragvorrichtung der Turbine 11 sowie des Generators 17. Die entsprechenden Lagerungen für die Turbine 13 und den Generator 17 sind in der Fig. 1 nur andeutungsweise angegeben. Zur Verankerung der Turbinenanordnung auf dem Grund des Gewässers können seitlich Haltebügel 25 angebracht sein, an denen Ketten oder Tragseile 27 angreifen, deren anderes Ende am Grund 5 des Gewässers 1 durch einen Pfahl 29 oder an der Böschung 3 bzw. an einem Fels 9 verankert sind. Es ist auch möglich, die Anordnung durch bügeiförmige, in den Grund 5 getriebene Befestigungsmittel 31 im Gewässer zu sichern.
Das Gehäuse 11 kann eingangsseitig (Pfeil A) trichterförmig ausgebildet sein, wobei die Breite grösser als die Länge ausgebildet sein kann, um bei geringem Wasserstand h eine genügende Wassermenge der Turbine 13 zuführen zu können (vgl. in gebrochenen Linien dargestellter Eintrittsquerschnitt 33 in Fig. 2). Für den Wasseraustritt sind am Gehäuse 11 seitlich angeordnete Austrittsöffnungen 35 vorgesehen. Zum Schutz gegen Steine und Geröll ist die Öffnung 33 durch ein Gitter 37 überspannt. Das Gitter 37 kann in einer senkrecht zur Drehachse der Turbine 13 stehenden Ebene liegen oder, um heranrollendes Geröll abzuweisen, eine konische Gestalt haben und aus horizontal liegenden Stäben 34 bestehen.

Claims (7)

Patentansprüche
1. Anordnung mit einer Wasserturbine zur Gewinnung von elektrischer Energie aus einem fliessenden Gewässer, wobei die Turbine in einem die Wasserzuleitung und die Wasserableitung übernehmenden Gehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des von Wasser durchflos-senen Gehäuses (11) ein Generator (17) zur Erzeugung der elektrischen Energie eingesetzt und kraftschlüssig mit der Turbine (13) verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (17) auf der Turbinenwelle (15) aufgesetzt ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11 ) einlaufseitig von einem Gitter (37) überspannt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gitter (37) geneigt zur Flussrichtung (A) des Wassers angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
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CH 684 430 A5
dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (11) einlaufseitig Mittel zum Ausrichten des zumessenden Wassers auf die Schaufeln (23) der Turbine (13) angeordnet sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (11) seitlich eine Wasseraustrittsöffnung (35) angebracht ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (11) Bügel (25, 31) zum Verankern der Anordnung im Bett (5) eines Gewässers (1 ) angebracht sind.
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