DE10101261A1 - Wasserrad - Google Patents

Abstract

Ein Wasserrad besteht aus einem drehbar gelagerten walzenförmigen Körper mit radial und parallel zu dessen Achse befestigten Flügeln oder Schaufeln. Um sicherzustellen, daß sich das Wasserrad selbsttätig dem steigenden oder fallenden Wasserspiegel eines strömenden Gewässers anpaßt, ist der walzenförmige Körper mit Flügeln oder Schaufeln und Lagereinrichtungen um so viel leichter als Wasser, daß er höchstens bis zu einer Drehachse eintaucht. Der walzenförmige Körper ist frei drehbar in Führungen vertikal verschieblich gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserrad, bestehend aus einem drehbar gelagerten Walzenkörper mit radial und parallel zu dessen Achse befestigten Flügeln oder Schaufeln.

Wasserräder dieser Art werden seit Jahrhunderten beispielsweise in Form von Wassermühlrädern zur Gewinnung von mechanischer Energie genutzt. Ein beson­ deres Problem derartiger in frei strömenden Gewässern angeordneter Wasserräder besteht darin, diese mit der optimalen Eintauchtiefe zu betreiben, was insbesonde­ re dann mit Schwierigkeiten verbunden ist, wenn der Wasserspiegel des strömen­ den Gewässers steigt oder fällt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wasserrad der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das sich selbsttätig in optimaler Weise dem steigenden oder fallenden Wasserspiegel eines strömenden Gewässers anpaßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Wasserrad der eingangs angege­ benen Art dadurch gelöst, daß der walzenförmige Körper mit Flügeln oder Schau­ feln und Lager- und Zusatzeinrichtungen um so viel leichter als Wasser ist, daß er höchstens bis zu seiner Drehachse eintaucht, und daß der Walzenkörper frei dreh­ bar in Führungen vertikal verschieblich gelagert ist.

Der erfindungsgemäße Walzenkörper wird als Wasserwalze derart ausgelegt, daß die von diesem getragenem Flügel oder Schaufeln in einer Weise in das Wasser eintauchen, daß eine höchstmögliche Energiegewinnung gewährleistet ist. Die op­ timale Eintauchtiefe kann je nach Ausgestaltung der Flügel oder der Schaufeln em­ pirisch ermittelt werden. Die Flügel oder Schaufeln werden im wesentlichen radial an dem walzenförmigen Körper befestigt und verlaufen in ihrer Längsrichtung auf Mantellinien des walzenförmigen Körpers oder aber auch mit leichter Schrägstel­ lung zu diesen. Da der Walzenkörper in Führungen vertikal verschieblich gelagert ist, wird er bei steigendem Wasserspiegel angehoben und bei fallendem abgesenkt, so daß unabhängig von dem jeweiligen Spiegel des strömenden Gewässers immer die richtige optimale Eintauchtiefe gewährleistet ist. Grundsätzlich ist eine möglichst geringe Eintauchtiefe des walzenförmigen Körpers zweckmäßig. Die Eintauchtiefe sollte daher vorzugsweise etwa ein Viertel bis ein Drittel des Durchmessers des walzenförmigen Körpers betragen.

Das erfindungsgemäße Wasserrad kann in strömende Gewässer aller Art einge­ baut werden, beispielsweise Mühlkanäle, Bäche und Flüsse sowie Kanalisationen. Das erfindungsgemäße Wasserrad läßt sich in einfacher Weise einbauen, da keine besonderen Bauwerke erforderlich sind, sondern nur Masten, Wandungen oder Halteeinrichtungen benötigt werden, an denen die Führungen angeordnet werden können, in denen die Lagerungen des walzenförmigen Körpers vertikal verschieb­ lich geführt sind.

Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße frei schwimmende Wasserwalze für die Gewässerökologie, da Geschiebe ungehindert weitergeleitet werden und Fischen ständiger Durchgang gewährt wird.

Zweckmäßigerweise ist der walzenförmige Körper an Lenkern frei drehbar gelagert, so daß er reibungsarm einem steigenden oder sinkenden Spiegel des strömenden Gewässers folgen kann.

Um auch höhere Schwankungen in der Höhe des Gewässerspiegels ausgleichen zu können, sind die Lenker zweckmäßigerweise an höhenverstellbaren Halteteilen angelenkt.

Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Flügel oder Schau­ feln an mindestens einer walzen- oder kugelförmige Schwimmkörper verbindenden Achse befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform dienen die Schwimmkörper nur der Halterung der Achse oder Achsen, auf denen die radial abstehenden Flügel oder Schaufeln befestigt sind.

Da das erfindungsgemäße Wasserrad der Energiegewinnung dient, sind der wal­ zenförmige Körper oder der Schwimmkörper oder deren Achsen mit einer Drehmomente übertragenden Verbindung versehen. Die gewonnene Energie kann in üblicher Weise zur Stromerzeugung oder aber auch in anderer Weise, beispiels­ weise zum Antrieb von Maschinen oder Komprimierung von Luft, verwendet wer­ den.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur eine schematische Seitenansicht der erfin­ dungsgemäßen frei schwimmenden Wasserwalze dargestellt ist.

Die Wasserwalze 1 besteht aus einem geschlossenen zylindrischen Körper, der hohl oder mit einem Leichtstoff gefüllt ist, so daß er auf einem strömenden Gewäs­ ser 2 schwimmt und in dieses nur mit möglichst geringer Tiefe eintaucht. Die Was­ serwalze ist an ihren Stirnseiten mit mittigen Achszapfen versehen, die frei drehbar an den Enden zweier Lenker 3 gelagert sind. Die beiden Lenker 3 sind gelenkig an Halteteilen 4 gelagert, die bei größeren Schwankungen des Spiegels des frei strö­ menden Gewässers 2 in Richtung der Pfeile A in nicht dargestellten Führungen der Höhe nach verstellt und fixiert werden können. Diese Führungen sind an Mauern 5 oder Pfosten 6 befestigt, die das Gewässer begrenzen oder in dieses eingebaut sind.

Die Wasserwalze 1 kann in ihrer Länge und ihrem Durchmesser dem ausnutzbaren Querschnitt des strömenden Gewässers 2 angepaßt werden.

Von der Wasserwalze 1 wird durch übliche Getriebe oder Transmissionen das Drehmoment zur Verwertung der gewonnenen Wasserenergie abgeleitet.

Der Walzenkörper der Wasserwalze 1 ist in gleichen Winkelabständen mit Flügeln oder Schaufeln 7 versehen. Die Flügel oder Schaufeln können längs Mantellinien der Wasserwalze verlaufen oder aber auch mit leichter Schrägung zu diesen ange­ ordnet sein. Sie können durchgehend oder mit Unterbrechungen ausgebildet sein. Darüber hinaus können die Flügel oder Schaufeln auch mit Krümmungen versehen sein.

Claims (5)

1. Wasserrad, bestehend aus einem drehbar gelagerten walzenförmigen Körper mit radial und parallel zu dessen Achse befestigten Flügeln oder Schaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenförmige Körper (1) mit Flügeln (7) oder Schaufeln und Lage­ reinrichtungen um so viel leichter als Wasser ist, daß er höchstens bis zu sei­ ner Drehachse eintaucht und daß der walzenförmige Körper (1) frei drehbar in Führungen vertikal verschieblich gelagert ist.

2. Wasserrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenförmi­ ge Körper (1) an Lenkern (3) frei drehbar gelagert ist.

3. Wasserrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (3) an höhenverstellbaren Halteteilen (4) angelenkt sind.

4. Wasserrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel oder Schaufeln an mindestens einer walzen- oder kugelförmige Schwimmkörper verbindenden Achse befestigt sind.

5. Wasserrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der walzenförmige Körper oder der Schwimmkörper oder deren Achsen mit einer Drehmomente übertragenden Verbindung versehen sind.