DE102006043285A1 - Stroemungskraftwerk mit vertikaler Turbinenachse und horizontal verschiebbarem Turbinenflügel in Form eines Gatters innerhalb eines Rahmens - Google Patents

Stroemungskraftwerk mit vertikaler Turbinenachse und horizontal verschiebbarem Turbinenflügel in Form eines Gatters innerhalb eines Rahmens Download PDF

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Abstract

Strömungskraftwerk zur größtmöglichen Auskopplung (Schluckvermögen) der in jedem fließenden Gewässer enthaltenen kinetischen Energie mittels einer horizontal umlaufenden Turbine. Ausgenutzt werden kann die vorhandene Tiefe und Gesamtbreite des fließenden Gewässers, indem ein halbes Turbinenblatt (Achse bis Blattende) das jeweilige Fließgewässer "absperrt" und im Drehbereich der Turbine lnadeinwärts ein entsprechender Halbkreis gegraben wird. Der größte Vorteil ist die Energie-Auskopplung aus jedem fließenden Gewässer, der Wegfall einer Staustufe sowie der Fischtreppen und besonders die Möglichkeit, flußabwärts weitere Strömungskraftwerke hintereinander zu errichten. Unter fließendem Gewässer ist auch das Meer zu verstehen, insbesondere zwischen Inseln und Halbinseln, aber auch im Golfstrom.

Description

  • Die als Windkraftwerke unter Wasser bezeichneten Versuchsanlagen (s.SEEFLOW) arbeiten mit mehrblättrigen Propellern auf horizontalen Achsen. Das Drehmoment muß über Getriebe an das vertikale Standrohr weitergegeben werden. Die Rotoren-Durchmesser werden durch die am Standort vorliegende Wassertiefe begrenzt und bedürfen einer Anströmgeschwindigkeit ab 2,5 m/S und mehr.
  • Das von mir konzipierte Strömungskraftwerk enthält zum Funktionieren nur einen durchgehenden symmetrischen Rahmen auf einer vertikalen Achse, die gleichzeitig das Standrohr und Mittelpunkt der gesamten Anlage darstellt.
  • Innerhalb des halben Rahmens befindet sich ein Turbinenblatt in Form eines Gatters, das von einem Ende – über die Achse hinaus – bis zum anderen Ende des Turbinenrahmens geschoben werden kann. Die Schmalseite des Gatters (Turbinenblattes) innerhalb des Rahmens verläuft hierbei vertikal.
  • Eine Variation hiervon ist denkbar, wenn der Turbinenrahmen über seine Längstachse variabel, maximal um 45 Grad links oder rechts drehbar gelagert wird, bis der größtmögliche Wirkungsgrad – an der Gatterseite – für die jeweilige Stroemungsgeschwindigkeit erreicht ist.
  • Bei Beginn der Arbeitsphase und somit seiner Drehung befindet sich der Turbinenrahmen mit einer seiner beiden Schmalseiten in Richtung des anströmenden Wassers und findet infolge des eingeschobenen Gatters einen in Richtung der Anströmung einen x-mal höheren Widerstand und nimmt den Rotor mit der Strömungsgeschwindigkeit in Stroemungsrichtung mit.
  • Es kann festgelegt werden, daß der Rotor bei jeder anliegenden Stroemungsrichtung arbeitet. Ein Stroemungsdetektor bestimmt die Richtung und somit den Arbeitsbeginn. Die Stroemungsgeschwindigkeit kann beliebige Werte haben. Entscheidend ist die Größe der Gatterfläche (Turbinenblatt) in Quadratmeter. Die Ausmaße werden nur materialbegrenzt.
  • Der besondere Vorteil ist, daß der Rotor auch für geringe Wassertiefen bemessen werden kann. In so einem Fall wird lediglich die Rotorlänge vergrößert.
  • Nach dem Durchlauf von 180 Grad befindet sich der Rotorrahmen mit dem eingeschobenen Gatter mit einer Schmalseite in Richtung des abströmenden Wassers und mit dem gegenüberliegenden leeren Turbinenrahmen in Richtung des anströmenden Wassers.
  • Durch einen Kontaktschalter wird das Gatter – als Turbinenschaufel – über die Mitte des Drehpunktes hinaus wieder in die Anströmrichtung geschoben, um von diesem Punkt aus erneut mit der Strömung die kinetische Energie aufzunehmen und an die Achse bzw. Standrohr weiterzugeben.
  • Im Gegensatz zum Versuchsprojekt SEEFLOW benötigt diese Art von Wasserkraftanlage keine große Wassertiefe und ist in Breite und Länge des Gatters als Turbinenschaufel nur durch die technischen und konstruktiven Möglichkeiten begrenzt.
  • Auch flache Abflußrinnen zwischen Inseln und Halbinseln können genutzt werden. So kann auch die niedrige Stroemungsgeschwindigkeit des Golfstromes um 1,4 m/S ausgenutzt werden, von den Gezeitenströmungen ganz abgesehen.

Claims (4)

  1. Stroemungskraftwerk dadurch gekennzeichnet daß eine vertikale Turbinenachse gleichzeitig Standrohr für die horizontalumlaufende Turbine ist und das Drehmoment weitergibt (1).
  2. Stroemungskraftwerk nach Absatz 1 dadurch gekennzeichnet daß ein Rahmen horizontal symmetrisch an dem Standrohr befestigt ist, direkt oder indirekt (2).
  3. Stroemungskraftwerk nach Absatz 1 dadurch gekennzeichnet daß innerhalb des Rahmens (als äußere Begrenzung der Turbinenblätter) ein Gatter von der halben Größe des gesamten Rahmens von beiden Enden des Rahmens über die Mitte geschoben werden kann (3).
  4. Stroemungskraftwerk nach Absatz 1 dadurch gekennzeichnet daß zusätzlich zu den Ansprüchen 1–3 der gesamte Turbinenrahmen über seine Längstachse drehbar angeordnet wird, bis der größtmögliche Wirkungsgrad am eingeschobenen Gatter für die jeweilige Strömungsgeschwindigkeit erreicht ist.
DE102006043285A 2006-09-14 2006-09-14 Stroemungskraftwerk mit vertikaler Turbinenachse und horizontal verschiebbarem Turbinenflügel in Form eines Gatters innerhalb eines Rahmens Withdrawn DE102006043285A1 (de)

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DE102006049789A DE102006049789A1 (de) 2006-09-14 2006-10-21 Strömungskfraftwerk mit vertikaler Turbinenachse und horizontaler Turbine in Form gegenüberliegender und über ihre Längstachsen drehbar angeordneter Flügel
DE102006055771A DE102006055771A1 (de) 2006-09-14 2006-11-25 Stroemungskraftwerk mit vertikaler Turbinenachse und vertikal übereinanderliegenden, horizontaldrehenden Turbinenflügel in Form eines Rahmens zur Aufnahme von je einem verschiebbaren Gatter innerhalb dieser Rahmen

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106162298A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 天脉聚源（北京）科技有限公司 一种实现弹幕的方法和系统

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CN106162298A (zh) * 2015-03-27 2016-11-23 天脉聚源（北京）科技有限公司 一种实现弹幕的方法和系统

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