DE102010010341A1 - Schwungrad-Antrieb für Elektro-Wasserkraftwerk - Google Patents

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Abstract

Durch die Schwerkraft des Wassers in Verbindung mit der Fliessgeschwindigkeit, entsteht bei Einsatz entsprechender Technik und Volumen enorme Energie, die sich u. a. besonders für die Stromerzeugung eignet. Bei den meisten Wasserkraftwerken ist ein hoher Wasserdruck nötig. Bei der „Schwungrad-Technik” muss die Wasserturbine (1) lediglich die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) erhalten. – siehe Skizzen 1 bis 3 Die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) wird durch einen starken Anlaufmotor (2) anfangs mit Fremdstrom, soweit erhöht, bis die Wasserturbine (1) den Antrieb übernehmen kann. Mit dem Zahnkranz (4) an der Aussenseite des Schwungrades (3) können bis zur Leistungsgrenze der Wasserturbine (1) mehrere Generatoren (5) zugleich angetrieben werden. Dadurch ergibt sich ein besonderes hoher Wirkungsgrad. – siehe Skizze 1 Die Kraftübertragung erfolgt zwischen Wasserturbine (1) und Kegelräder (6) waagrecht mit Antriebswelle (9) und zwischen Kegelräder (6) und Schwungrad (3) senkrecht mit Antriebswelle (10). Der Schwungrad-Durchmesser (3) bis 400 cm, Kegelräder-Übersetzung (6), sowie der Zahnrad-Durchmesser (7) der Generatoren (5) müssen so abgestimmt sein, dass die erforderliche Drehzahl der Generatoren (5) für die Stromerzeugung leicht erreicht wird. Die Grösse der Wasserturbine (1) muss auf die gewünschte Leistungsfähigkeit des Kraftwerkes grosszügig dimensioniert sein, um die erforderliche Energie für den Antrieb zu gewährleisten. (zum Beispiel: Wasserturbine (1) – Durchmesser 400 cm, Breite bis 300 cm) Die Drehzahl der Wasserturbine (1) wird durch eine Schleuse (8) geregelt, anfangs auch mit Fremdstrom für die Stellmotoren, (unterschlächtige Wasserzufuhr). – siehe Skizze 2 und 3 Bei schneller fliessenden Gewässern kann der Antrieb der Wasserturbine (1) ebenfalls „unterschlächtig” erfolgen, jedoch direkt ohne Zulaufkanäle oder Rohre, die für die benötigte Stauhöhe des Fliesswassers nötig sind. – siehe Skizze 3 Das Schwungrad-Wasserkraftwerk kann entlang an allen Flüssen und Bächen, bzw. fliessenden Gewässern, in Abschnitten, die nicht hochwassergefährdet sind, eingesetzt werden – bei der Wasserführung laut Skizze 3 auch als Blockkraftwerk.

Description

  • Durch die Schwerkraft des Wassers in Verbindung mit der Fliessgeschwindigkeit, entsteht bei Einsatz entsprechender Technik und Volumen enorme Energie, die sich u. a. besonders für die Stromerzeugung eignet.
  • Bei den meisten Wasserkraftwerken ist ein hoher Wasserdruck nötig.
  • Bei der von mir entwickelten „Schwungrad-Technik” muss die Wasserturbine (1) lediglich die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) erhalten.
    – siehe Skizzen 1 bis 3
  • Die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) wird durch einen starken Antriebs- bzw. Anlaufmotor (2) anfangs mit Fremdstrom (wenn kein Stromnetz vorhanden, z. B. im Gebirge, aus einem mit Kraftstoff betriebenen Stromerzeuger), soweit erhöht, bis die Wasserturbine (1) den Antrieb übernehmen kann.
  • Beispiel: Wie beim Auto – anfangs mit viel Energie, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist, dann mit wenig Energie (wenig Gas) die Geschwindigkeit halten
  • Mit dem Zahnkranz (4) an der Aussenseite des Schwungrades (3) können bis zur Leistungsgrenze der Wasserturbine (1) mehrere Generatoren (5) zugleich angetrieben werden. Der Antriebsmotor (2) kann nach dem Erreichen der erforderlichen Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) mit Eigenstrom für die Drehzahlregulierung – oder nach Möglichkeit, durch Umpolen bzw. Umschalten als Generator eingesetzt werden. – siehe Skizze 1
  • Durch die Möglichkeit mehrere Generatoren (5) zugleich mit dem Schwungrad (3) anzutreiben, ergibt sich ein besonderes hoher Wirkungsgrad.
  • Die Kraftübertragung erfolgt zwischen Wasserturbine (1) und Kegelräder (6) waagrecht mit Antriebswelle (9) und zwischen Kegelräder (6) und Schwungrad (3) senkrecht mit Antriebswelle (10).
  • Der Schwungrad-Durchmesser (3) bis 400 cm, Kegelräder-Übersetzung (6), sowie der Zahnrad-Durchmesser (7) der Generatoren (5) müssen so abgestimmt sein, dass die erforderliche Drehzahl der Generatoren (5) für die Stromerzeugung leicht erreicht wird.
  • Die Grösse der Wasserturbine (1) muss auf die gewünschte Leistungsfähigkeit des Kraftwerkes grosszügig dimensioniert sein, um die erforderliche Energie für den Antrieb zu gewährleisten. (zum Beispiel: Wasserturbine (1) – Durchmesser 400 cm, Breite bis 300 cm)
  • Die Drehzahl der Wasserturbine (1) wird durch eine Schleuse (8) geregelt, anfangs auch mit Fremdstrom für die Stellmotoren, (unterschlächtige Wasserzufuhr). – siehe Skizze 2 und 3
  • Bei schneller fliessenden Gewässern kann der Antrieb der Wasserturbine (1) ebenfalls „unterschlächtig” erfolgen, jedoch direkt ohne Zulaufkanäle oder Rohre, die für die benötigte Stauhöhe des Fliesswassers nötig sind. – siehe Skizze 3
  • Bei hoher Drehzahl der Wasserturbine könnten, bei entsprechend grossem Schwungrad, statt der Kegelräder, Kardan-Gelenke eingesetzt werden.
  • Das „S-WKW” (Schwungrad-Wasserkraftwerk) kann entlang an allen Flüssen und Bächen, bzw. fliessenden Gewässern, in Abschnitten, die nicht hochwassergefährdet sind, eingesetzt werden – bei der Wasserführung laut Skizze 3 auch als Blockkraftwerk.
  • Von Vorteil ist auch die geringe Bauhöhe der Kraftwerke, die sich harmonisch in das Landschaftsbild einfügen lassen, bei besonders günstigen Geländeverhältnissen sogar unterirdisch.
  • NB: Vorschlag: Das Schwungrad könnte unter Verwendung grosser Metall- oder Kunststoffröhren mit einer NW von 100–150, die wegen des erforderlichen Gewichtes mit Wasser gefüllt werden, gefertigt werden.
    z. B. Inliner-Trinkwasserhauptleitungs-Druckrohre Wasser SDR 17 PE, PN10 bereits gebogen durch Transporthaspel 3–4 m Durchmesser ergibt Kunststoffschwungräder in beliebigem Durchmesser mit nur einer Naht,
    im Transportzustand belassen (flach).
  • Ferner könnten aus Segmenten, die aus gebogenen Eisenbahnschienen zusammengefügt werden, mit einem exakt zentrierten Zahnkranz ein Schwungrad gefertigt werden.
  • Bei kleineren Kraftwerken kann evtl. durch rutschfeste Beschichtung und entsprechenden Anpressdruck der Generatoren (5) auf den Zahnrad-Antrieb (4/7) verzichtet werden.

Claims (1)

  1. Durch die Schwerkraft des Wassers in Verbindung mit der Fliessgeschwindigkeit, entsteht bei Einsatz entsprechender Technik und Volumen enorme Energie, die sich u. a. besonders für die Stromerzeugung eignet. Bei den meisten Wasserkraftwerken ist ein hoher Wasserdruck nötig. Bei der von mir entwickelten „Schwungrad-Technik” muss die Wasserturbine (1) lediglich die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) erhalten. – siehe Skizzen 1 bis 3 Der Schwungrad-Antrieb für Wasserkraftwerke ist bestehend aus: (Angaben mit Bezugszeichen aus Skizzen 1–3) 1) Wasserturbine (1) 2) Antriebswelle waagrecht (9) 3) Kegelräder-Übersetzung (6) 4) Antriebswelle senkrecht (10) 5) Schwungrad (3) mit Zahnkranz (4) 6) Antriebs- bzw. Anlaufmotor (2) 7) Wasserdosierschleusen (8) 8) Generatoren (5) Die Umlaufgeschwindigkeit des Schwungrades (3) wird durch einen starken Antriebs- bzw. Anlaufmotor (2) anfangs mit Fremdstrom, wenn kein Stromnetz vorhanden z. B. im Gebirge aus einem mit Kraftstoff betriebenen Stromerzeuger, soweit erhöht, bis die Wasserturbine (1) den Antrieb übernehmen kann. Mit dem Zahnkranz (4) an der Aussenseite des Schwungrades (3) können bis zur Leistungsgrenze der Wasserturbine (1) mehrere Generatoren (5) zugleich angetrieben werden. Dadurch ergibt sich ein besonderes hoher Wirkungsgrad. – siehe Skizze 1 Die Kraftübertragung erfolgt zwischen Wasserturbine (1) und Kegelräder (6) waagrecht mit Antriebswelle (9) und zwischen Kegelräder (6) und Schwungrad (3) senkrecht mit Antriebswelle (10). Der Schwungrad-Durchmesser (3) bis 400 cm, Kegelräder-Übersetzung (6), sowie der Zahnrad-Durchmesser (7) der Generatoren (5) müssen so abgestimmt sein, dass die erforderliche Drehzahl der Generatoren (5) für die Stromerzeugung leicht erreicht wird. Die Grösse der Wasserturbine (1) muss auf die gewünschte Leistungsfähigkeit des Kraftwerkes grosszügig dimensioniert sein, um die erforderliche Energie für den Antrieb zu gewährleisten. (zum Beispiel: Wasserturbine (1) – Durchmesser 400 cm, Breite bis 300 cm) Die Drehzahl der Wasserturbine (1) wird durch eine Schleuse (8) geregelt, anfangs auch mit Fremdstrom für die Stellmotoren, (unterschlächtige Wasserzufuhr). – siehe Skizze 2 und 3 Durch Wasserabzweigung bei einer höhergelegenen Stelle z. B. eines Flusses und Weiterleitung über Rohre oder einen Kanal bis zur Schleuse wird die erforderliche Fliessgeschwindigkeit und die Stauhöhe erreicht, damit die Schwerkraft des Wassers wirken kann. – siehe Skizze 2 Bei schneller fliessenden Gewässern kann der Antrieb der Wasserturbine (1) ebenfalls „unterschlächtig” erfolgen, jedoch direkt ohne Zulaufkanäle oder Rohre, die für die benötigte Stauhöhe des Fliesswassers nötig sind. – siehe Skizze 3 Bei hoher Drehzahl der Wasserturbine können bei entsprechend grossem Schwungrad, statt der Kegelräder, Kardangelenke eingesetzt werden. Durch den von mir entwickelten Schwungrad-Antrieb bzw. Schwungrad-Technik für Wasserkraftwerke ergibt sich die Möglichkeit, mit relativ langsam laufenden Gewässern entlang aller Flüsse und Bäche bzw. fliessenden Gewässern, in Abschnitten die nicht hochwassergefährdet sind, Strom zu erzeugen. Von Vorteil ist auch die geringe Bauhöhe der Kraftwerke, die sich harmonisch in das Landschaftsbild einfügen lassen. Meine Patentansprüche bestehen darin, den gesamten Schwungrad-Antrieb und speziell die Schwungrad-Technik wie oben aufgeführt zu schützen.
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