DE102011104250B4

DE102011104250B4 - water wheel

Info

Publication number: DE102011104250B4
Application number: DE102011104250.8A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: DE102011104250A1

Abstract

Wasserrad zur Umsetzung der Strömungsenergie eines Fließgewässers in mechanische oder elektrische Energie mit einer sich vertikal erstreckenden Zentralwelle (2) an welcher eine Mehrzahl von Klappflügeln (6) befestigt ist, welche jeweils um eine sich radial zu der Zentralwelle (2) erstreckende Klappenachse (4) verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Klappflügel (6) eine in der radial äußeren Hälfte des Klappflügels (6) gelegene kellenförmige Vertiefung (16) aufweist, die bei der vertikalen Stellung des Klappflügels (6), in der dieser den maximalen Strömungswiderstand bildet, auf dessen strömungszugewandter Seite liegt.”Water wheel for converting the flow energy of a watercourse into mechanical or electrical energy with a vertically extending central shaft (2) to which a plurality of folding wings (6) is fixed, which in each case about a valve axis (4) extending radially to the central shaft (2) are pivotable, characterized in that at least one of the folding wings (6) in the radially outer half of the flap (6) located trough-shaped recess (16), in the vertical position of the flap (6), in which the maximum flow resistance forms on the flow-facing side. "

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserrad zur Umsetzung der Strömungsenergie eines Fließgewässers in mechanische oder elektrische Energie.The invention relates to a water wheel for converting the flow energy of a stream into mechanical or electrical energy.

Es sind Wasserräder bekannt, welche in Fließgewässern angeordnet werden können und welche die Strömungsenergie des Fließgewässers in mechanische Energie und insbesondere elektrische Energie umsetzen. Dazu sind die Wasserräder über eine Welle mit einem Generator verbunden. Ein solches Wasserrad ist beispielsweise aus DE 20 2008 013 803 U1 bekannt. Dieses bekannte Wasserrad weist Klappflügel auf, welche sich, wenn sie sich in Strömungsrichtung des Fließgewässers bewegen, vertikal ausrichten und bei der Bewegung entgegengesetzter Strömungsrichtung so umklappen, dass sie im Wesentlichen flach liegen und nur einen geringen Strömungswiderstand bilden. Dazu sind die Klappflügel an einer sich radial von der Welle wegerstreckenden Klappenachse schwenkbar befestigt. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist, dass sehr große Kräfte auf die Klappenachsen wirken, sodass diese sehr groß dimensioniert werden müssen.There are known water wheels, which can be arranged in streams and which convert the flow energy of the watercourse into mechanical energy and in particular electrical energy. For this purpose, the water wheels are connected via a shaft with a generator. Such a waterwheel is for example off DE 20 2008 013 803 U1 known. This known waterwheel has folding wings, which, when moving in the direction of flow of the flowing water, align vertically and, when they move in the opposite direction of flow, fold so that they lie substantially flat and form only a small flow resistance. For this purpose, the folding wings are pivotally mounted on a valve axis extending radially away from the shaft. A disadvantage of this design is that very large forces acting on the valve axes, so they must be very large dimensions.

US 1 111 350 A offenbart ein Wasserrad mit einer senkrechten Welle, an welchem sich radial erstreckende Achsen angebracht sind, um welche einzelne Klappen schwenkbar sind. Wenn die Klappen in Strömungsrichtung vom Wasserdruck beaufschlagt werden, verschwenken sie in eine vertikale Position. Wenn die Klappen sich gegen die Strömungsrichtung bewegen, verschwenken sie in eine horizontale Position. US Pat. No. 1,111,350 A discloses a waterwheel with a vertical shaft on which radially extending axes are mounted about which individual flaps are pivotable. When the valves are subjected to water pressure in the flow direction, they pivot into a vertical position. When the flaps move against the direction of flow, they pivot into a horizontal position.

DE 40 03 680 A1 offenbart eine Wasserkraftvorrichtung mit einer vertikalen, sich drehenden Welle, an welcher sich radial erstreckende Achsen ausgebildet sind, an welchen Schaufeln angeordnet sind. Die Schaufeln weisen einen im Querschnitt dreieckigen Mittelabschnitt auf, an welchem oben und unten schwenkbare Schaufelerweiterungen angebracht sind. Wenn die Schaufel von der Wasserströmung in Strömungsrichtung bewegt wird, stellen sich diese Schaufelerweiterungen im Wesentlichen in vertikale Richtung auf, so dass sie einen großen Wasserwiderstand bieten. Bei der weiteren Drehbewegung entgegen der Strömungsrichtung verschwenken diese Schaufelerweiterungen in eine horizontale Position und stellen somit im Wesentlichen keinen Wasserwiderstand dar. Lediglich der Mittelabschnitt der Schaufeln stellt einen konstanten Wasserwiderstand dar. Da der Mittelabschnitt recht groß ausgebildet ist, ist bei diesem Wasserrad der Wasserwiderstand bei der Rückbewegung der Schaufeln entgegen der Strömungsachtung recht groß, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad vermindert. DE 40 03 680 A1 discloses a hydraulic power device having a vertical rotating shaft on which are formed radially extending axes on which blades are arranged. The blades have a triangular cross section in the middle section, on which pivotable blade extensions are mounted at the top and bottom. As the blade is moved in the direction of flow by the water flow, these blade extensions expand in a substantially vertical direction to provide high water resistance. During the further rotational movement counter to the flow direction, these blade extensions pivot into a horizontal position and thus substantially no water resistance. Only the central portion of the blades represents a constant water resistance. Since the central portion is formed quite large, in this water wheel, the water resistance in the water Return movement of the blades against the flow control quite large, which reduces the overall efficiency.

FR 2 289 762 A1 offenbart ein weiteres Wasserrad mit einer sich vertikal erstreckenden Welle, von welcher sich in radialer Richtung schwenkbare Schaufeln erstrecken. Die Schaufeln sind über ihre gesamte radiale Länge konstant gekrümmt und schwenken sich so, dass sie, wenn sie von der Wasserströmung in Strömungsrichtung belastet werden, sich im Wesentlichen vertikal erstrecken, und, wenn sie entgegen der Wasserströmung bewegt werden, in eine im Wesentlichen horizontale Lage verschwenken. Durch die konstante Krümmung bilden die Schaufeln auch bei der Rückbewegung entgegen der Strömung einen größeren Wasserwiderstand, wodurch sich der Wirkungsgrad verringert. FR 2 289 762 A1 discloses another waterwheel having a vertically extending shaft from which extend in the radial direction pivotable blades. The vanes are constantly curved over their entire radial length and pivot so that when they are loaded by the water flow in the direction of flow, they extend substantially vertically and, when moved counter to the water flow, into a substantially horizontal position pivot. Due to the constant curvature, the blades also form a greater water resistance in the return movement against the flow, which reduces the efficiency.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Wasserrad dahingehend zu verbessern, dass das Wasserrad einen möglichst großen Wirkungsgrad erzielt.It is an object of the invention to improve a waterwheel to the effect that the waterwheel achieves the highest possible efficiency.

Diese Aufgabe wird durch ein Wasserrad mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a waterwheel having the features specified in claim 1. Preferred embodiments will become apparent from the subclaims, the following description and the accompanying figures.

Das erfindungsgemäße Wasserrad hat eine sich vertikal erstreckende Zentralwelle. Das Wasserrad wird so in dem Fließgewässer angeordnet, dass die Flügel des Wasserrades im Wasser liegen und die Welle sich im Wesentlichen vertikal erstreckt. Die Zentralwelle kann bevorzugt einen angeschlossenen Generator antreiben. So kann das Wasserrad mit Hilfe einer geeigneten Aufhängung in das Fließgewässer eingehängt werden, sodass im Fließgewässer selber keine Fundamente oder Befestigungen ausgebildet werden müssen. An der Zentralwelle ist eine Mehrzahl von Klappflügeln befestigt, welche jeweils um eine sich radial zu der Zentralwelle erstreckenden Klappenachse verschwenkbar sind. So können sich die Klappflügel, wenn sie sich mit der Strömung bewegen, im Wesentlichen vertikal ausrichten, sodass sie einen maximalen Widerstand für die Strömung bilden und so die Strömungsenergie in eine Drehbewegung des Wasserrads und damit der Zentralwelle umsetzen. Bei der weiteren Drehung müssen die Klappflügel sich dann entgegen der Strömungsrichtung zurück bewegen. Bei dieser Bewegung richten sich die Klappflügel aufgrund ihrer Verschwenkbarkeit um die Klappenachsen so aus, dass sie im Wesentlichen flach, d. h. im Wesentlichen horizontal liegen und so einen nur geringen Strömungswiderstand bilden.The water wheel according to the invention has a vertically extending central shaft. The water wheel is placed in the running water so that the wings of the water wheel are in the water and the shaft extends substantially vertically. The central shaft may preferably drive a connected generator. Thus, the waterwheel can be hung by means of a suitable suspension in the watercourse, so in the running water itself no foundations or attachments must be formed. At the central shaft a plurality of folding wings is attached, which are each pivotable about a valve axis extending radially to the central shaft. Thus, as they move with the flow, the leaflets may be oriented substantially vertically to provide maximum resistance to the flow, translating the flow energy into rotational movement of the waterwheel and thus the central shaft. Upon further rotation, the folding wings must then move back against the flow direction. During this movement, due to their pivoting about the flap axes, the folding wings are oriented so that they are substantially flat, ie. H. lie substantially horizontally and thus form only a small flow resistance.

Erfindungsgemäß weist zumindest einer der Klappflügel und weisen bevorzugt alle Klappflügel jeweils zumindest eine kellenförmige Vertiefung auf, die bei der vertikalen Stellung des Klappflügels, in der dieser den maximalen Strömungswiderstand bildet, auf dessen strömungszugewandter Seite liegt. Diese Vertiefung führt zu einer konkaven Form der von der Strömung angeströmten Oberfläche des Klappflügels. Dabei ist die Vertiefung in einem radial äußeren Abschnitt des Klappflügels gelegen, nämlich in der radial äußeren Hälfte, besonders bevorzugt im radial äußeren Drittel. Die Vertiefung verbessert die Kraftübertragung von der Strömung auf den Klappflügel und damit auf das Wasserrad, sodass insgesamt der Wirkungsgrad erhöht wird.According to the invention, at least one of the folding wings and preferably have all folding wings in each case at least one trough-shaped depression, which lies in the vertical position of the folding wing, in which it forms the maximum flow resistance, on the flow-facing side. This depression leads to a concave form of the flow streamed surface of the folding wing. The recess is located in a radially outer portion of the flap, namely in the radially outer half, particularly preferably in the radially outer third. The recess improves the transmission of power from the flow to the folding wing and thus to the water wheel, so that overall the efficiency is increased.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Klappenachsen, welche die Klappflügel tragen, an ihren freien äußeren Enden, d. h. den Enden, welche der Zentralwelle abgewandt sind, über Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsstege stabilisieren das Wasserrad und übertragen einen Teil der auf die Klappflügel wirkenden Kräfte, sodass die Klappenachsen selber insbesondere in dem an die Zentralwelle angrenzenden Bereich entlastet werden. Bevorzugt sind stets zwei benachbarte Klappenachsen über einen Verbindungssteg miteinander verbunden, sodass zwischen allen Klappenachsen derartige Verbindungsstege angeordnet sind und die Verbindungsstege so einen geschlossenen Ring bilden. Dabei können alle Verbindungsstege einteilig ausgebildet sein oder es können einzelne Verbindungsstege jeweils zwischen zwei Klappenachsen angeordnet sein. Über die Verbindungsstege werden die auf die jeweilige Klappenachse wirkenden Kräfte auf die benachbarten Klappenachsen übertragen, sodass sich die im Bereich der Befestigung an der Zentralwelle auftretenden Biegemomente an den Klappenachsen verringern. So können die Klappenachsen insgesamt schlanker dimensioniert werden.It is preferably provided that the flap axes, which carry the folding wings, at their free outer ends, d. H. the ends which are remote from the central shaft, are connected to each other via connecting webs. These connecting webs stabilize the waterwheel and transmit a part of the forces acting on the folding wings, so that the flap axes themselves are relieved, in particular in the area adjacent to the central shaft. Preferably, two adjacent flap axes are always connected to one another via a connecting web, so that such connecting webs are arranged between all flap axes and the connecting webs thus form a closed ring. In this case, all connecting webs may be integrally formed or it may be arranged individual connecting webs each between two flap axes. Via the connecting webs, the forces acting on the respective flap axis are transmitted to the adjacent flap axes, so that the bending moments occurring in the region of the attachment to the central shaft on the flap axes are reduced. Thus, the damper axles can be dimensioned slimmer overall.

Die Klappenflügel sind vorzugsweise an ihrer vertikal oberen Längsachse an den Klappflügeln schwenkbar befestigt. Dazu können geeignete Gelenke zwischen den Klappenachsen und den Klappflügeln vorgesehen sein. Beispielsweise können sich die Klappenachsen durch entsprechende Lageröffnungen an den Klappflügeln hindurcherstrecken oder die Klappflügel die Klappenachsen mittels Befestigungslaschen oder – bügeln umgreifen.The flap wings are preferably pivotally mounted on their vertical upper longitudinal axis on the folding wings. For this purpose, suitable joints between the flap axes and the folding wings can be provided. For example, the flap axes can extend through corresponding bearing openings on the folding wings or the folding wings grip the flap axes by means of fastening straps or straps.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zusätzlich an der Zentralwelle Anschlagstege angebracht, welche sich radial nach außen erstrecken und einen Anschlag für die Klappenflügel bilden. So können die Klappen, wenn sie sich in Strömungsrichtung bewegen und vertikal ausrichten, bevorzugt mit einem von der Klappenachse beabstandeten Abschnitt an diesen Anschlagsteg an. Der Anschlagsteg stützt dann die Klappe ab und überträgt gemeinsam mit der Klappenachse die auf den Klappflügel wirkenden Kräfte auf die Zentralwelle. Auch dies dient der Entlastung der Klappenachse und der Befestigung des Klappflügels an der Klappenachse, sodass bei insgesamt schlanker Ausgestaltung der Bauteile eine große Drehmomentübertragung auf die Zentralwelle möglich ist.According to a preferred embodiment of the invention, stop webs are additionally attached to the central shaft, which extend radially outward and form a stop for the flap wings. Thus, the flaps, when moving in the direction of flow and vertically aligned, preferably with a distance from the flap axis portion of this stop web. The stop bar then supports the flap and, together with the flap axis, transmits the forces acting on the folding wing to the central shaft. This also serves to relieve the valve axis and the attachment of the flap to the flap axis, so that in a generally slender design of the components a large torque transfer to the central shaft is possible.

Die Anschlagstege sind somit vorzugsweise unterhalb der Klappenachse gelegen, sodass die Klappflügel im Bereich ihres unteren Endes an den Anschlagstegen anschlagen.The stop webs are thus preferably located below the flap axis, so that the folding wings strike in the region of its lower end to the stop webs.

Weiter bevorzugt erstreckt sich jeweils ein Anschlagsteg parallel zu einer Klappenachse, d. h. bevorzugt vertikal unterhalb der Klappenachse parallel zu dieser. So kann ein im Wesentlichen plan ausgebildeter Klappflügel gleichzeitig an der Klappenachse und dem Anschlagsteg zur Anlage kommen. In dem Fall, dass die Klappflügel nicht plan ausgebildet sein sollten, sondern beispielsweise gekrümmt sind, können die Anschlagstege jedoch entsprechend geformt sein, sodass vorzugsweise eine linienförmige Anlage der Klappflügel an dem jeweiligen Anschlagsteg erreicht wird.More preferably, each stop web extends parallel to a flap axis, d. H. preferably vertically below the flap axis parallel to this. Thus, a substantially flat trained folding wing can come simultaneously to the flap axis and the stop bar to rest. In the event that the folding wings should not be designed plan, but for example, curved, the stop webs, however, may be shaped accordingly, so that preferably a linear contact of the folding wings is achieved at the respective stop web.

Die Klappenachse und der Anschlagsteg, welche sich parallel zueinander erstrecken, sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform über zumindest einen vertikalen Steg miteinander verbunden. Dieser Steg dient zu einer Versteifung in der vertikalen Richtung. Für jeden Klappflügel Ist vorzugsweise eine Klappenachse und ein Anschlagsteg vorgesehen, welche dann weiter bevorzugt jeweils über zumindest einen vertikalen Steg miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind jeweils mehrere vertikale Stege zwischen einer Klappenachse und dem parallelen Anschlagsteg angeordnet. Die vertikalen Stege sind dabei vorzugsweise radial voneinander und von der Zentralwelle beabstandet, sodass eine Versteifung über die gesamte Länge von Klappenachse und Anschlagsteg erreicht wird. Gleichzeitig können die vertikalen Stege auch als Anschlag für den Klappflügel dienen, sodass eine Kraftübertragung von dem Klappflügel über die vertikalen Stege auf die Klappenachse und den Anschlagsteg erreicht wird. So kann der Klappflügel selber leichter dimensioniert werden, da er auf diese Weise an verschiedenen Punkten der Struktur des Wasserrades, welche aus der Klappenachse, dem Anschlagsteg und den vertikalen Stegen gebildet wird, abgestützt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Klappenachsen und Anschlagstege auch an ihren radial äußeren Enden über vertikale Stege miteinander verbunden sein.The flap axis and the stop web, which extend parallel to one another, are connected to one another via at least one vertical web according to a further preferred embodiment. This bridge serves to stiffen in the vertical direction. For each folding wing is preferably provided a flap axis and a stop web, which are then further preferably connected to each other via at least one vertical web. Preferably, a plurality of vertical webs between a flap axis and the parallel stop web are arranged in each case. The vertical webs are preferably radially spaced from each other and from the central shaft, so that a stiffening over the entire length of flap axis and stop web is achieved. At the same time, the vertical webs can also serve as a stop for the folding wing, so that a power transmission from the folding wing on the vertical webs on the flap axis and the stop bar is achieved. Thus, the folding wing itself can be dimensioned easier, since it is supported in this way at various points of the structure of the water wheel, which is formed from the flap axis, the stop web and the vertical webs. Alternatively or additionally, the flap axes and stop webs can also be connected to one another at their radially outer ends via vertical webs.

Die Anschlagstege sind vorzugsweise an ihren der Zentralwelle abgewandten radialen äußeren Enden über Verbindungsstege miteinander verbunden. D. h. die Verbindungsstege greifen an den freien Enden der Anschlagstege an und sind insgesamt ähnlich ausgebildet, wie die Verbindungsstege, welche die Klappenachsen miteinander verbinden. Es können alle Verbindungsstege als einteiliges Bauteil ausgebildet sein. Bevorzugt sind jedoch einzelne Verbindungsstege vorgesehen, welche immer zwei benachbarte Anschlagstege miteinander verbinden. Alle die die Anschlagstege verbindenden Verbindungsstege bilden dabei vorzugsweise dann einen geschlossenen Ring. Die Verbindungsstege bewirken eine Kraftübertragung von einem Anschlagsteg auf die benachbarten Anschlagstege, sodass insgesamt die Anschlagstege entlastet werden und geringere Biegemomente auf die Anschlagstege wirken.The stop webs are preferably connected to each other at their central outer shaft remote radial outer ends via connecting webs. Ie. the connecting webs engage the free ends of the stop webs and are designed to be similar overall, as the connecting webs which connect the flap axes together. It can be formed as a one-piece component all connecting webs. Preferably, however, individual connecting webs are provided, which always connect two adjacent stop webs together. All the connecting webs connecting the stop webs preferably form then a closed ring. The connecting webs cause a force transmission from a stop web on the adjacent stop webs, so that the total stop webs are relieved and lower bending moments act on the stop webs.

Die Verbindungsstege zwischen den Klappenachsen, die Verbindungsstege zwischen den Anschlagstegen und die vertikalen Stege bilden bevorzugt gemeinsam eine Käfigstruktur, welche zu einem steifen Aufbau des Wasserrades führt und eine gute Kraftübertragung von den Klappflügeln auf die Zentralwelle ermöglicht.The connecting webs between the flap axes, the connecting webs between the stop webs and the vertical webs preferably together form a cage structure, which leads to a rigid construction of the water wheel and allows good power transmission from the folding wings to the central shaft.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. In these shows:

1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Wasserrad, und 1 a plan view of the water wheel according to the invention, and

2 eine Seitenansicht. 2 a side view.

Das erfindungsgemäße Wasserrad weist eine Zentralwelle 2 auf, welche mit einem hier nicht gezeigten Generator verbunden werden kann. Ausgehend von der Zentralwelle 2 erstrecken sich im hier gezeigten Beispiel sechs Klappenachsen 4 radial nach außen. Die Klappenachsen 4 sind gleichmäßig voneinander beabstandet, d. h. bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils um 60° beabstandet. An jeder Klappenachse 4 ist ein Klappflügel 6 angeordnet. Die Klappflügel 6 sind um die Klappenachsen 4 schwenkbar, sodass sie eine vertikale Position und eine im Wesentlichen horizontale bzw. flachliegende Position einnehmen können. Hierbei ist zu verstehen, dass die horizontale bzw. flachliegende Position nicht tatsächlich horizontal ist, sondern eine Position, in welcher die Klappe vorzugsweise in einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ist. Dadurch wird erreicht, dass sich der Klappflügel selbsttätig in die vertikale Richtung durch die Strömung bewegen kann. Die Verschwenk- bzw. Klappbarkeit der Klappflügel bewirkt, dass dann, wenn sich die Klappflügel 6 mit der Strömung S bewegen, die Klappflügel 6 vertikal ausgerichtet werden, sodass sie einen maximalen Strömungswiderstand bilden. Die Strömung drückt dann gegen die Klappflügel 6 und dreht die Klappflügel 6 gemeinsam mit der Zentralwelle 2 in Drehrichtung D. Bei Bewegung entgegen der Strömung S klappen die Klappflügel 6 in ihre flachliegende Position, sodass sie sich dann mit minimiertem Strömungswiderstand gegen die Strömung bewegen können.The water wheel according to the invention has a central shaft 2 on, which can be connected to a generator, not shown here. Starting from the central shaft 2 extend in the example shown here six flap axes 4 radially outward. The flap axes 4 are equally spaced from each other, ie in this embodiment each spaced by 60 °. At each flap axis 4 is a folding wing 6 arranged. The folding wings 6 are around the flap axes 4 pivotable so that they can assume a vertical position and a substantially horizontal or flat position. It should be understood that the horizontal or flat position is not actually horizontal, but a position in which the flap is preferably inclined at an acute angle to the horizontal. This ensures that the folding wing can move automatically in the vertical direction through the flow. The pivoting or folding of the folding wings causes, when the folding wings 6 to move with the flow S, the folding wings 6 be aligned vertically so that they form a maximum flow resistance. The flow then presses against the folding wings 6 and turn the folding wings 6 together with the central shaft 2 in the direction of rotation D. When moving against the flow S fold the folding wings 6 in their flat position, so that they can then move with minimal flow resistance to the flow.

Die Klappenachsen 4 sind erfindungsgemäß durch Verbindungsstege 8 miteinander verbunden. Die Verbindungsstege 8 verbinden jeweils die äußeren freien Enden zweier benachbarter Klappenachsen 4 miteinander, sodass insgesamt die Verbindungsstege 8 einen geschlossenen Ring bilden. Die Verbindungsstege 8 reduzieren die Belastung und insbesondere die Biegemomente, welche auf die Klappenachsen 4 wirken, indem die auf eine Klappenachse 4 wirkenden Kräfte auf die benachbarten Klappenachsen 4 verteilt werden.The flap axes 4 are according to the invention by connecting webs 8th connected with each other. The connecting bridges 8th each connect the outer free ends of two adjacent flap axes 4 with each other, so that in total the connecting webs 8th form a closed ring. The connecting bridges 8th reduce the load and in particular the bending moments, which on the flap axes 4 act by placing on a flap axis 4 acting forces on the adjacent flap axes 4 be distributed.

Vertikal unterhalb der Klappenachsen 4 sind jeweils parallel zu diesen Anschlagstege 10 vorgesehen. Die Anschlagstege 10 erstrecken sich ebenfalls, d. h. entsprechend der Klappenachsen 4 speichenförmig in radialer Richtung von der Zentralwelle 2 nach außen. Die Anschlagstege 10 sind mit der zugehörigen, vertikal über ihnen gelegenen, parallelen Klappenachse 4 über vertikale Stege 12 verbunden. Diese sind in radialer Richtung von der Zentralwelle 2 und voneinander beabstandet angeordnet. Die vertikalen Stege 12 bewirken eine Versteifung zwischen den Klappenachsen 4 und den Anschlagstegen 10 insbesondere in vertikaler Richtung.Vertically below the flap axes 4 are each parallel to these stop webs 10 intended. The stop webs 10 also extend, ie corresponding to the valve axes 4 spoke-shaped in the radial direction from the central shaft 2 outward. The stop webs 10 are with the associated, vertically above them, parallel flap axis 4 over vertical bars 12 connected. These are in the radial direction of the central shaft 2 and spaced apart. The vertical bars 12 cause a stiffening between the valve axes 4 and the stop webs 10 especially in the vertical direction.

Die Anschlagstege 10 bilden einen Anschlag, wenn die Klappflügel 6 in ihrer vertikal ausgerichteten Position sind. Dann schlagen die Klappflügel 6 mit ihrem vertikal unteren Endabschnitt gegen die Anschlagsstege 10 an, wie rechts in 2 zu erkennen ist. So dienen auch die Anschlagstege 10 gemeinsam mit den Klappenachsen 4 zur Kraftübertragung von dem Klappflügel 6 auf die Zentralwelle 2. D. h. die Klappenachse 4 wird durch den zusätzlichen vertikal unterhalb gelegenen Anschlagsteg entlastet, da die von der Strömung auf die den Klappflügel 6 wirkende Kraft nicht allein von der Klappenachse 4 auf die Zentralwelle 2 übertragen werden muss.The stop webs 10 Make a stop when the folding wings 6 in their vertically oriented position. Then the folding wings beat 6 with its vertically lower end portion against the stop webs 10 on, like on the right in 2 can be seen. This is also how the stop bars serve 10 together with the flap axes 4 for power transmission from the folding wing 6 on the central shaft 2 , Ie. the flap axis 4 is relieved by the additional vertically located below stop web, as the flow from the flap 6 acting force not only from the valve axis 4 on the central shaft 2 must be transferred.

Auch die Anschlagstege 10 sind untereinander über Verbindungsstege 14 verbunden, entsprechend der Verbindung der Klappenachsen 4 über die Verbindungsstege 8. Die Verbindungsstege 14 greifen an den äußeren freien Enden der Anschlagstege 10 an und verbinden stets zwei benachbarte Anschlagstege 10 miteinander. So wird auch durch die Verbindungsstege 14 ein geschlossener Ring gebildet. Durch die Verbindungsstege 14 werden die auf die Anschlagstege 10 wirkenden Kräfte bzw. Momente verringert, da die Kräfte stets gleichzeitig auf die benachbarten Anschlagstege 10 übertragen werden. Die Verbindungsstege 8, 14 sowie die vertikalen Stege 12 bilden somit eine Versteifung der Klappenachsen 4 und der Anschlagstege 10 und insgesamt eine käfigartige Struktur, welche insgesamt zu einem sehr steifen Aufbau des Wasserrades führt, was eine gute Kraftübertragung von den Klappflügeln 6 auf die Zentralwelle 2 ermöglicht.Also the stop bars 10 are interconnected via connecting bridges 14 connected, according to the connection of the flap axes 4 over the connecting bridges 8th , The connecting bridges 14 engage the outer free ends of the stop webs 10 on and always connect two adjacent stop webs 10 together. This is also the case through the connecting bridges 14 formed a closed ring. Through the connecting webs 14 be on the stop webs 10 acting forces or moments reduced because the forces always at the same time on the adjacent stop webs 10 be transmitted. The connecting bridges 8th . 14 as well as the vertical bars 12 thus form a stiffening of the valve axes 4 and the stop webs 10 and a total of a cage-like structure, which leads to a very rigid overall construction of the water wheel, which provides good power transmission from the folding wings 6 on the central shaft 2 allows.

Die Klappflügel 6 weisen im Bereich ihres radial äußeren Endes kellenförmige Vertiefungen 16 auf, die bei einer vertikalen Stellung eines Klappflügels 6, in der dieser den maximalen Strömungswiderstand bildet, auf dessen strömungszugewandter Seite liegt. Dabei befinden sich die Vertiefungen 16 im radial äußeren Viertel der Klappflügel 6 nahe dem radial äußeren Ende. Dies ist der Bereich der größten Energieübertragung. Durch die Vertiefung 16 wird ein größerer Kraftangriff der Strömung an dem Klappflügel 6 erreicht und damit besserer Wirkungsgrad erreicht.The folding wings 6 have in the region of their radially outer end trough-shaped depressions 16 on, which in a vertical position of a folding wing 6 in which this forms the maximum flow resistance, lies on the flow-facing side. Here are the wells 16 in the radially outer quarter of the folding wing 6 near the radially outer end. This is the area of greatest energy transfer. Through the depression 16 becomes a larger force attack of the flow on the folding wing 6 achieved and thus achieved better efficiency.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Zentralwellecentral shaft
44: Klappenachsendamper shafts
66: Klappflügelfolding wings
88th: Verbindungsstegeconnecting webs
1010: Anschlagstegestop ridges
1212: vertikale Stegevertical bars
1414: Verbindungsstegeconnecting webs
1616: Vertiefungenwells
SS: Strömungsrichtungflow direction
DD: Drehrichtungdirection of rotation

Claims

Water wheel for converting the flow energy of a river into mechanical or electrical energy with a vertically extending central shaft ( 2 ) at which a plurality of folding wings ( 6 ), which in each case about a radially to the central shaft ( 2 ) extending flap axis ( 4 ) are pivotable, characterized in that at least one of the folding wings ( 6 ) one in the radially outer half of the folding wing ( 6 ) located trough-shaped depression ( 16 ), which in the vertical position of the folding wing ( 6 ), in which this forms the maximum flow resistance, lies on the flow-facing side. "

Water wheel according to claim 1, characterized in that the folding wings ( 6 ) carrying flap axes ( 4 ) at their central shaft ( 2 ) facing away from radially outer ends via connecting webs ( 8th ) are interconnected.

Water wheel according to claim 2, characterized in that always two adjacent flap axes ( 4 ) via a connecting bridge ( 8th ) are connected so that the connecting webs ( 8th ) form a closed ring.

Water wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the folding wings ( 6 ) on its vertical upper longitudinal side on the flap axes ( 4 ) are pivotally mounted.

Water wheel according to one of the preceding claims, characterized in that starting from the central shaft stop webs ( 10 ) extend radially outward and a stop for the folding wings ( 6 ) form.

Water wheel according to claim 5, characterized in that the stop webs ( 10 ) vertically below the flap axes ( 4 ) are located.

Water wheel according to claim 5 or 6, characterized in each case a stop web ( 10 ) parallel to a flap axis ( 4 ).

Water wheel according to claim 7, characterized in that the flap axis ( 4 ) and the stop bar ( 10 ), which extend parallel to each other, via at least one vertical web ( 12 ) are interconnected.

Water wheel according to one of claims 5 to 8, characterized in that the stop webs ( 10 ) at their central shaft ( 2 ) facing away from radially outer ends via connecting webs ( 14 ) are interconnected.

Water wheel according to claim 9, characterized in that the stop webs ( 10 ) connecting connecting webs ( 14 ) form a closed ring.

Water wheel according to one of the preceding claims, characterized in that all folding wings ( 6 ) in its radially outer half of a trough-shaped depression ( 16 ), which in a vertical position of the folding wing ( 6 ), in which this forms the maximum flow resistance, lies on the flow-facing side. "