DE102021116672A1 - Tangential rotor for shallow water usability in the river bed - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Flussbett angeordneten mindestens ein Wasserrad 2 aufweisenden Tangential-Rotor 1 zur Stromerzeugung unter Ausnutzung der Fließgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Kraft des Wassers. Die beidseitige Lagerung der als Antriebswelle fungierenden Achse 6 des Wasserrades 2 ist so gestaltet, dass sie in Abhängigkeit vom Wasserspiegel selbsttätig höhenverstellbar ist, wobei die selbsttätige Höhenverstellung darauf basiert, dass das Wasserrad 2 als Schwimmkörper fungiert und mit dem jeweiligen Wasserstand steigt oder fällt, wobei sich die Eintauchtiefe des Wasserrades 2 selber nicht verändert.The present invention relates to a tangential rotor 1, which is arranged in a river bed and has at least one water wheel 2, for generating electricity using the flow velocity and the resulting force of the water. The bearing on both sides of the axis 6 of the water wheel 2, which acts as a drive shaft, is designed in such a way that it can be automatically adjusted in height depending on the water level, with the automatic height adjustment being based on the water wheel 2 acting as a floating body and rising or falling with the respective water level, whereby the immersion depth of the water wheel 2 itself does not change.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Flussbett angeordneten Tangential-Rotor zur Stromerzeugung unter Ausnutzung der Fließgeschwindigkeit und der daraus resultierenden Kraft des Wassers.The present invention relates to a tangential rotor arranged in a river bed for generating electricity by utilizing the flow velocity and the force of the water resulting therefrom.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Einrichtungen beschrieben, um die Wasserkraft von Bächen oder Flüssen mit Hilfe von Wasserrädern zur Energiegewinnung zu nutzen.In the past, different facilities have been described to use the water power of streams or rivers with the help of water wheels for energy generation.
Die Gebrauchsmusterschrift
Gegenstand der Offenlegungsschrift
In der österreichischen Patentanmeldung
Die europäische Patentanmeldung
Ausgehend von dem oben aufgeführten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die Vorteile gegenüber dem Stand der Technik hat, insbesondere in Bezug auf die Anpassung der Vorrichtung an den sich verändernden Wasserstand eines frei fließenden Gewässers.Starting from the prior art listed above, the invention is based on the object of providing a device which has advantages over the prior art, in particular with regard to the adaptation of the device to the changing water level of a freely flowing body of water.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung, deren Energiegewinnung auf dem Einsatz eines als Tangential-Rotor fungierenden Wasserrades basiert. Das Wasserrad weist eine horizontal angeordnete feststehende Achse auf, die beidseitig über die Breite des Wasserrades hinaus hervorsteht und als Antriebswelle für einen Generator oder eine andere Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Energie des Wassers in eine andere Energieform vorgesehen ist. Die Vorrichtung weist mindestens ein Wasserrad auf, das mit der als Antriebswelle fungierenden Achse beidseitig gelagert ist. Der Grundkörper des mindestens einen Wasserrades ist ein radial mit Schaufeln oder Schwellen bestückter geschlossener, schwimmfähiger Hohlzylinder. Die beidseitige Lagerung der Antriebswelle ist so gestaltet, dass sie in Abhängigkeit vom Wasserspiegel selbsttätig höhenverstellbar ist, wobei die selbsttätige Höhenverstellung darauf basiert, dass das Wasserrad als Schwimmkörper fungiert und mit dem jeweiligen Wasserstand steigt oder fällt, wobei sich die Eintauchtiefe des Wasserrades selber nicht verändert.The object is achieved by a device whose energy generation is based on the use of a water wheel functioning as a tangential rotor. The waterwheel has a horizontally arranged fixed axle which protrudes on both sides over the width of the waterwheel and is provided as a drive shaft for a generator or other conversion device for converting the kinetic energy of the water into another form of energy. The device has at least one water wheel, which is mounted on both sides with the axis functioning as a drive shaft. The main body of the at least one water wheel is a closed, buoyant hollow cylinder radially equipped with blades or sleepers. The bearing on both sides of the drive shaft is designed so that it is automatically height-adjustable depending on the water level, whereby the automatic height adjustment is based on the fact that the waterwheel acts as a floating body and rises or falls with the respective water level, whereby the immersion depth of the waterwheel itself does not change .
Ausgehend von dem oben geschilderten Grundprinzip können selbstverständlich auch mehrere Wasserräder eingesetzt und miteinander kombiniert werden, wobei die Größe und die Dimensionen der Wasserräder nicht zuletzt auch von den jeweiligen geographischen und örtlichen Gegebenheiten abhängen und entsprechend angepasst werden können. Ebenso verhält es sich mit der technischen Ausführung der Vorrichtung, wobei die selbsttätige Höhenverstellung auf unterschiedliche Weise realisiert und den örtlichen Gegebenheiten entsprechend ausgeführt und angepasst werden kann.Based on the basic principle outlined above, several waterwheels can of course also be used and combined with one another, the size and dimensions of the waterwheels not least depending on the respective geographic and local conditions and being able to be adapted accordingly. The same applies to the technical design of the device, the automatic height adjustment being implemented in different ways and being implemented and adapted to suit the local conditions.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Antriebswelle beidseitig jeweils in einer vertikal in einem Träger angeordneten Führungsnut gelagert, wobei die Träger auf beiden Seiten des Wasserrades in einem Fundament im Fluss oder am Ufer verankert sind. Die Länge der Führungsnut ist so ausgelegt, dass die gelagerte Antriebswelle nach oben und unten in Abhängigkeit vom Wasserstand frei beweglich ist, wobei für die Auslegung auf Erfahrungswerte für das betreffende Gewässer und den in Frage kommenden Flussabschnitt zurückgegriffen wird. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „vertikal“ so auszulegen, dass die Führungsnut nicht nur senkrecht, sondern auch in einem anderen Winkel zur Wasseroberfläche angeordnet sein kann. Entscheidend ist, dass das Wasserrad in der Vertikalen frei beweglich und damit selbsttätig höhenverstellbar ist.In a preferred embodiment of the device according to the invention, the drive shaft is mounted on both sides in a guide groove arranged vertically in a carrier, the carriers being anchored on both sides of the waterwheel in a foundation in the river or on the bank. The length of the guide groove is designed so that the bearing drive shaft moves up and down in Depending on the water level is freely movable, whereby empirical values for the relevant body of water and the river section in question are used for the design. In this context, the term “vertical” is to be interpreted in such a way that the guide groove can be arranged not only perpendicularly, but also at a different angle to the water surface. It is crucial that the waterwheel can move freely vertically and is therefore automatically height-adjustable.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Antriebswelle bzw. die Lager für die Antriebswelle über Lageraufnahmeelemente an vertikal ausgerichteten zylindrischen Führungshülsen angeordnet ist, wobei die zylindrischen Führungshülsen jeweils einen Haltepfosten locker umschließen und somit entlang des Pfostens höhenverschiebbar angeordnet sind. Die Haltepfosten können direkt im Boden eingelassen sein, wobei sie vorzugsweise mit Hilfe eines stabilen Fundaments fixiert sind, so dass sich auch bei starker Beanspruchung und hoher Fließgeschwindigkeit der Winkel zur Wasseroberfläche nicht verändert, was bei diesem Lösungsansatz für die selbsttätige Höhenverstellung wichtig ist, da bei einem von der Senkrechten abweichendem Winkel bei der selbsttätigen Höhenverstellung höhere Reibungskräfte auftreten, was dann möglicherweise zu Störungen beim Betreib der Vorrichtung führen kann. Zusätzlich kann die Höhenverstellung durch Kugellager oder Rollenlager erleichtert werden. Alternativ kann die Führungshülse im Innern auch mit kleinen Rädern bestückt sein, die beim Auf und Ab der Führungshülse über die Oberfläche des Haltepfostens fahren, um so die Reibungskräfte zu reduzieren. Im Prinzip können der Haltepfosten und die Führungshülse jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, wobei sich aus praktischen Gründen ein Rundpfosten mit korrespondierender Hülse anbieten.A further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the drive shaft or the bearings for the drive shaft are arranged via bearing receiving elements on vertically aligned cylindrical guide sleeves, the cylindrical guide sleeves each loosely enclosing a retaining post and thus being arranged vertically displaceable along the post. The support posts can be embedded directly in the ground, whereby they are preferably fixed with the help of a stable foundation so that the angle to the water surface does not change even with heavy use and high flow speed, which is important with this approach for the automatic height adjustment, since with At an angle deviating from the vertical, higher frictional forces occur during the automatic height adjustment, which can then possibly lead to malfunctions in the operation of the device. In addition, the height adjustment can be made easier by ball bearings or roller bearings. Alternatively, the inside of the guide sleeve can also be equipped with small wheels that move over the surface of the holding post when the guide sleeve moves up and down in order to reduce the friction forces. In principle, the retaining post and the guide sleeve can have any cross-section, with a round post with a corresponding sleeve being suitable for practical reasons.
Auf einem analogen Prinzip basiert eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Lager für die Antriebswelle über Lageraufnahmeelemente an freidrehenden, in Wirkverbindung mit einer vertikal ausgerichteten feststehenden Zahnstange stehenden Zahnrädern angeordnet sind. Die freidrehenden Zahnräder sind mit ihren Zahnradachsen in einem Führungskragen gelagert, mit dem sie die feststehende Zahnstange locker umschließen so entlang der Zahnstange höhenverschiebbar angeordnet sind, wobei die Lageraufnahmeelemente für die Antriebswelle an dem Führungskragen angeordnet sind. Die Zahnstangen selber sind wieder an entsprechenden fest verankerten Haltepfosten befestigt.Another embodiment of the device according to the invention is based on an analogous principle, the bearings for the drive shaft being arranged via bearing receiving elements on freely rotating gears that are in operative connection with a vertically aligned stationary rack. The freely rotating gearwheels are mounted with their gearwheel axles in a guide collar with which they loosely enclose the stationary toothed rack so that they are vertically displaceable along the toothed rack, the bearing receiving elements for the drive shaft being arranged on the guide collar. The racks themselves are again attached to corresponding firmly anchored retaining posts.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorzugsweise im Fluss mindestens ein Stützelement verankert, an dem mindestens ein mit mindestens einem Scharnier bestückter, schwenk- oder klappbarer Trägerarm für die Aufnahme und Lagerung der Antriebswelle angeordnet ist, wobei das Scharniergelenk die Anpassung des Trägerarms an den Wasserstand ermöglicht. Bei dieser Lösung ist die Antriebswelle jeweils beidseitig in einem im Trägerarm angeordnetem Lager gelagert, wobei die Trägerarme jeweils mindestens ein Scharniergelenk aufweisen und schwenk- oder klappbar an dem verankerten Stützelement angeordnet sind. Auf dieser Basis können eine Vielzahl von Ausführungsformen realisiert werden, wobei beispielsweise mehrere Stützelemente nebeneinander eingesetzt werden können, die mit mindestens einem Trägerarm bestückt sind. Die einfachste Variante wäre ein Stützelement, das im Grund des Flusses verankert ist und über der Wasseroberfläche zwei Trägerarme aufweist, zwischen denen das Wasserrad gelagert ist. Auch bei der Ausgestaltung der Trägerarme bieten sich zahlreiche Variationsmöglichkeiten an. So kann der Trägerarm einteilig ausgeführt sein, wobei das Scharniergelenk zwischen Trägerarm und Stützelement angeordnet ist. In diesem Fall drückt das Wasserrad bei steigendem Wasserspiel gegen den Trägerarm, der nach oben klappt. Eine etwas elegantere Ausführung des Trägerarms sieht eine Zweiteilung in Trägerober- und Trägerunterarm vor, wobei Trägerober- und Trägerunterarm durch ein Scharniergelenk miteinander verbunden sind. Das Wasserrad ist in den Trägerunterarmen gelagert, während die Trägeroberarme direkt oder wieder über weitere Scharniergelenke oder Schwenklager mit dem Stützelement verbunden sind.In a further advantageous embodiment, at least one support element is preferably anchored in the river, on which at least one pivotable or foldable support arm equipped with at least one hinge is arranged for receiving and mounting the drive shaft, the hinge joint enabling the support arm to be adapted to the water level . In this solution, the drive shaft is mounted on both sides in a bearing arranged in the carrier arm, the carrier arms each having at least one hinge joint and being arranged pivotably or foldably on the anchored support element. On this basis, a large number of embodiments can be implemented, for example several support elements which are equipped with at least one support arm can be used next to one another. The simplest variant would be a support element that is anchored in the bottom of the river and has two support arms above the water surface, between which the water wheel is mounted. There are also numerous possible variations in the design of the support arms. Thus, the support arm can be made in one piece, the hinge joint being arranged between the support arm and the support element. In this case, the water wheel presses against the support arm as the water play rises, which folds upwards. A somewhat more elegant design of the carrier arm provides for a division into two upper arm and lower arm, with the upper arm and lower arm being connected to one another by a hinge joint. The waterwheel is mounted in the support lower arms, while the support upper arms are connected to the support element directly or again via further hinge joints or pivot bearings.
Da sich das Wasserrad selbsttätig dem Wasserstand anpasst, kann die Antriebswelle zur Übertragung der Energie nur dann direkt mit dem Generator oder einer anderen Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Energie des Wassers in eine andere Energieform verbunden sein, wenn der Generator oder die andere Umwandlungsvorrichtung auch höhenverstellbar und dem jeweiligen Wasserstand anpassbar sind.Since the water wheel automatically adjusts to the water level, the drive shaft for transmitting the energy can only be connected directly to the generator or another conversion device for converting the kinetic energy of the water into another form of energy if the generator or the other conversion device is also height-adjustable and can be adapted to the respective water level.
Eine einfache Lösung dieses Problems basiert darauf, den Generator oder die andere Umwandlungsvorrichtung auf einer mit der Vorrichtung zur Energiegewinnung über die Antriebswelle direkt und starr verbundenen schwimmenden Plattform anzuordnen, so dass Generator und Wasserrad in gleicher Weise von den Niveauschwankungen des Wasserspiegels abhängen.A simple solution to this problem is based on arranging the generator or the other conversion device on a floating platform that is directly and rigidly connected to the device for generating energy via the drive shaft, so that the generator and water wheel depend in the same way on fluctuations in the water level.
Gegenstand einer alternativen Ausführungsform für die Anordnung des Generators oder der anderen Umwandlungsvorrichtung ist die Kombination mit einer von einem Wasserstandsensor gesteuerten elektromotorischen, pneumatischen oder hydraulischen Hebevorrichtung für den Generator oder die andere Umwandlungsvorrichtung. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass auf eine bekannte Technik zurückgegriffen werden kann, die allerdings relativ aufwändig ist.The subject of an alternative embodiment for the arrangement of the generator or the other conversion device is the combination with an electromotive, pneumatic or hydraulic lifting device for the generator or the other conversion device controlled by a water level sensor. the The advantage of this solution is that it is possible to fall back on a known technology, which, however, is relatively complex.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebswelle über ein zusätzliches Übertragungselement mit dem Generator oder der anderen Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung der kinetischen Energie des Wassers in eine andere Energieform verbunden, wobei der Generator oder die andere Umwandlungsvorrichtung in Nachbarschaft zur Vorrichtung zur Energiegewinnung aus Wasserkraft stationiert und fest verankert sind.In a further advantageous embodiment of the present invention, the drive shaft is connected to the generator or the other conversion device for converting the kinetic energy of the water into another form of energy via an additional transmission element, the generator or the other conversion device in the vicinity of the device for generating energy from water power are stationed and firmly anchored.
Das zusätzliche Übertragungselement umfasst vorteilhaft eine Kardanwelle, eine Zahnradumlenkung, eine biegsame Welle, ein Synchrongetriebe, Antriebsspannketten oder Treibriemen.The additional transmission element advantageously comprises a cardan shaft, a gear deflector, a flexible shaft, a synchronous gear, drive tensioning chains or drive belts.
Zur Ausgestaltung des Wasserrades selber ist bisher wenig gesagt worden, was nicht zuletzt auch wieder damit zusammenhängt, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten gegeben sind, die im Detail nicht einzeln beschrieben werden sollen, wobei im Folgenden allerdings einige allgemeine wesentliche Merkmale zusammengefasst werden.Little has been said about the design of the waterwheel itself, which is not least due to the fact that there are a large number of possible variations that are not to be described in detail, although some general essential features are summarized below.
Das erfindungswesentliche Merkmal des Wasserrades ist, dass es sich um einen mit Schaufeln oder Schwellen bestückten geschlossenen Hohlzylinder handelt, der schwimmfähig ist. Dabei besitzt das Wasserrad eine als Antriebswelle fungierende Achse, die beidseitig über die Breite des Wasserrades hinaus hervorsteht, über die das Wasserrad beim Betrieb beidseitig gelagert ist, wobei die beidseitige Lagerung der Antriebswelle in Abhängigkeit vom Wasserspiegel selbsttätig höhenverstellbar ist. In der Einführung wird das Wasserrad auch als Tangential-Rotor bezeichnet, womit schon angedeutet wird, dass das Wasserrad so konzipiert ist, dass es nur leicht (tangential) in das fließende Wasser eintaucht, so dass der Wasserzulauf in der unteren Hälfte des Wasserrades erfolgt, während das Wasserrad bzw. der Tangential-Rotor selber im Wesentlichen über der Wasseroberfläche gelagert ist. Um die Strömung des Wassers besonders gut ausnutzen zu können, wird in der Vertikalen zum Wasserspiegel der Radius des Tangential-Rotors gering gehalten, während der Tangential-Rotor in der Horizontalen vorzugsweise als sich länglich erstreckender Hohlzylinder ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Energie des fließenden Wassers, bezogen auf einen großen Bereich der Flächenbreite des Flusses, optimal genutzt werden. Der Auftrieb des schwimmfähigen Tangential-Rotors ist so ausgelegt, dass der Grundköper des Wasserrads vom fließenden Wasser unterflossen wird, wobei das Wasser auf die Schaufeln oder Schwellen trifft und den Tangential-Rotor in eine Drehbewegung versetzt, die dann zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Die Ausgestaltung des Tangential-Rotors hängt wesentlich auch davon ab, in welcher Flusslandschaft und mit welchem Achslagersystem der Tangential-Rotor betrieben werden soll. Als Werkstoffe für die Herstellung des Tangential-Rotors können vorteilhaft Metalle, Kunststoffe und/oder Verbundstoffe eingesetzt werden, wobei die Art und Stärke des verwendeten Materials vom Einsatzgebiet abhängt und selbstverständlich so ausgewählt werden muss, dass eine ausreichende Schwimmfähigkeit gegeben ist, um die angestrebte tangentiale Energieaufnahme zu gewährleisten. So können beispielsweise bevorzugt dünnwandige Metallbleche oder faserverstärkte Kunststoffe für den Grundkörper eingesetzt werden, insbesondere dann, wenn neben dem Wasserrad als Basisvorrichtung zusätzliche Befestigungselemente, wie z.B. Trägerarme, Befestigungshülsen etc., bei der Höhenanpassung des Tangential-Rotors mit angehoben werden müssen.The essential feature of the invention of the waterwheel is that it is a closed hollow cylinder equipped with blades or sleepers that is buoyant. The waterwheel has a drive shaft that protrudes on both sides over the width of the waterwheel, over which the waterwheel is supported on both sides during operation, the double-sided support of the drive shaft being automatically height-adjustable depending on the water level. In the introduction, the water wheel is also referred to as a tangential rotor, which already indicates that the water wheel is designed in such a way that it is only slightly (tangentially) immersed in the flowing water, so that the water inlet takes place in the lower half of the water wheel, while the water wheel or the tangential rotor itself is essentially mounted above the water surface. In order to be able to utilize the flow of the water particularly well, the radius of the tangential rotor is kept small in the vertical to the water level, while the tangential rotor is preferably designed as an elongated hollow cylinder in the horizontal. In this way, the energy of the flowing water can be optimally used in relation to a large area of the area of the river. The buoyancy of the buoyant tangential rotor is designed in such a way that the water flows under the base of the water wheel, whereby the water hits the blades or sleepers and sets the tangential rotor in a rotary motion, which can then be used to generate energy. The design of the tangential rotor also depends essentially on the river landscape in which and with which axle bearing system the tangential rotor is to be operated. Metals, plastics and / or composites can advantageously be used as materials for the manufacture of the tangential rotor, the type and strength of the material used depending on the area of application and must of course be selected so that there is sufficient buoyancy to achieve the desired tangential To ensure energy absorption. For example, thin-walled metal sheets or fiber-reinforced plastics can preferably be used for the base body, especially if, in addition to the waterwheel as a basic device, additional fastening elements, such as support arms, fastening sleeves, etc., have to be lifted when adjusting the height of the tangential rotor.
Bei geringer Wassertiefe darf die Höhe der Schwellen oder Schaufeln auch nur gering sein, was jedoch keinen großen Nachteil mit sich bringt, da die Rotationsenergie des Tangential-Rotors im Wesentlichen auf der Breite der heranfließenden Flusswasserfront basiert und die Eintauchtiefe der Schaufeln oder Schwellen nur von sekundärer Bedeutung ist. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform für die Schwellen oder Schaufeln sieht vor, dass diese ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet sind, um auf diese Weise den Auftrieb der Anlage zu vergrößern.In the case of shallow water, the height of the thresholds or shovels may only be small, but this does not entail any major disadvantage, since the rotational energy of the tangential rotor is essentially based on the width of the incoming river water front and the immersion depth of the shovels or thresholds is only secondary Meaning is. Another advantageous embodiment for the sleepers or blades provides that these are also designed as hollow bodies in order to increase the buoyancy of the system in this way.
Nachdem in dem vorstehenden Teil der Beschreibung die wesentlichen technischen Details erläutert wurden, sollen im Folgenden noch einige Umweltaspekte angesprochen werden. Der unkomplizierte Aufbau der Vorrichtung zur Energiegewinnung und ihre hohe Variabilität erlaubt es, die Vorrichtung an den unterschiedlichsten Orten unter ganz unterschiedlichen Bedingungen zu betreiben. Dabei kann der genutzte Fluss naturbelassen bleiben und es müssen für den Aufbau der Anlage keine belastenden Eingriffe in die Natur vorgenommen werden. Vielmehr kann der Tangential-Rotor in Bezug auf die Größe und die Lagerung des Wasserrades sowie die Übertragung und die Umwandlung der Energie passend für den jeweiligen Flussabschnitt konzipiert, konstruiert und aufgebaut werden. Da das Wasserrad die Wasserfläche nur tangential berührt, sind Fische nicht gefährdet und es müssen auch keine Fischtreppen errichtet oder sonstige aufwändige Maßnahmen ergriffen werden, um den Fischbestand zu erhalten. Da die Vorrichtung sehr flexibel gestaltet werden kann, ist es problemlos möglich, die Anlage so zu konzipieren, dass sonstige Wassertiere, Schwimmer oder gegebenenfalls auch der Schiffverkehr nicht behindert werden.After the essential technical details have been explained in the previous part of the description, some environmental aspects will be addressed below. The uncomplicated structure of the device for generating energy and its high variability allow the device to be operated in a wide variety of locations under very different conditions. The river used can remain natural and there is no need to interfere with nature in order to build the system. Rather, the tangential rotor can be designed, constructed and built in relation to the size and bearing of the water wheel as well as the transmission and conversion of energy to suit the respective section of the river. Since the water wheel only touches the water surface tangentially, fish are not endangered and there is no need to build fish ladders or take other costly measures to maintain the fish population. Since the device can be designed very flexibly, it is easily possible to design the system in such a way that other aquatic animals, swimmers or possibly also ship traffic are not obstructed.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Tangentialrotors sieht vor, diesen als Bausatz in Leichtbauweise anzubieten, so dass die Anlage problemlos auch an schwer zugänglichen Stellen aufgebaut werden kann, womit beispielsweise die Energieversorgung in Notstandsgebieten, die nicht an die Stromversorgung angeschlossen sind, gewährleistet werden kann.An advantageous embodiment of the tangential rotor provides for it to be offered as a lightweight construction kit, so that the system can also be set up in places that are difficult to access, so that, for example, the energy supply in emergency areas that are not connected to the power supply can be guaranteed.
Ein besonders bevorzugter Standort für die Vorrichtung zur Energiegewinnung ist auch der Bereich unter Brücken, der in der Regel ungenutzt ist, wobei die Konstruktion und Anordnung des Tangential-Rotors gegebenenfalls in den Brückenbau integriert werden kann, was den Aufbau der Vorrichtung erleichtern und damit nicht zuletzt auch kostengünstiger machen kann.A particularly preferred location for the device for energy generation is also the area under bridges, which is usually unused, whereby the construction and arrangement of the tangential rotor can optionally be integrated into the bridge construction, which simplifies the construction of the device and last but not least can also make it cheaper.
Im Zusammenhang mit Notstandsgebieten ist auch an Entwicklungsländer gedacht, wo die Vorrichtung beispielsweise zur lokalen Strom- oder Energiegewinnung eingesetzt werden kann. Um die Kosten für eine derartige Anlage zu reduzieren, könnten leere Ölfässer entsprechend umgerüstet, radial mit Schwellen oder Schaufeln bestückt und beidseitig mit einem zentralen Achsabschnitt ausgerüstet werden, der entweder angeschraubt oder angeschweißt wird. So kann man auf einfache und kostengünstige Weise den Grundkörper für eine Vorrichtung zur Energiegewinnung erhalten, wobei die Effizienz der Anlage möglicherweise nicht optimal ist, was aber durch einen entsprechenden Kostenvorteil wieder wettgenacht wird.In connection with emergency areas, developing countries are also thought of, where the device can be used, for example, for local electricity or energy generation. In order to reduce the costs for such a system, empty oil drums could be converted accordingly, fitted radially with sleepers or shovels and equipped on both sides with a central axle section that is either screwed on or welded on. In this way, the basic body for a device for generating energy can be obtained in a simple and inexpensive manner, the efficiency of the system possibly not being optimal, but this being offset by a corresponding cost advantage.
FigurenlisteFigure list
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von ausgesuchten Beispielen mit Hilfe von Zeichnungen ausführlich erläutert. Es ist selbstverständlich, dass diese Beispiele keinesfalls als Einschränkungen zu sehen sind, sondern lediglich dazu dienen, die Details der vorliegenden Erfindung zu erklären. So wird bei den Zeichnungen insbesondere auf die unterschiedlichen Lagerungsmöglichkeiten für die Antriebswelle eingegangen (
-
1 die perspektivische Darstellung eines einfachen Tangential-Rotors, -
2 die perspektivische Darstellung eines Doppelhohlraum-Zylinders, -
3 eine perspektivische Darstellung eines kombinierten Tangential-Rotors, -
4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Vorrichtung zur Energiegewinnung mit einer Nutenlagerung für die Antriebswelle, -
5 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Vorrichtung zur Energiegewinnung mit einer Lagerung der Antriebswelle in einem schwenk- und klappbaren Trägerarm, -
6 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Vorrichtung zur Energiegewinnung mit einem an einer Führungshülse befestigten Lager für die Antriebswelle und -
7 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Vorrichtung zur Energiegewinnung mit einem an einem Zahnritzel angeordneten Lager für die Antriebswelle.
-
1 the perspective view of a simple tangential rotor, -
2 the perspective view of a double cavity cylinder, -
3 a perspective view of a combined tangential rotor, -
4th a perspective view of a section of a device for generating energy with a grooved bearing for the drive shaft, -
5 a perspective view of a section of a device for energy generation with a mounting of the drive shaft in a pivotable and foldable support arm, -
6th a perspective view of a section of a device for generating energy with a bearing attached to a guide sleeve for the drive shaft and FIG -
7th a perspective view of a section of a device for generating energy with a bearing arranged on a pinion for the drive shaft.
Die
Gegenstand der
In der
Die
In der
Gegenstand der
Eine weitere interessante Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in der
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Tangential-RotorTangential rotor
- 22
- Wasserradwater wheel
- 33
- GrundkörperBase body
- 44th
- Antriebsschaufel oder -schwelleDrive vane or sill
- 55
- Seitepage
- 66th
- Achse (Antriebswelle)Axis (drive shaft)
- 77th
- MittellagerCenter bearing
- 88th
- FührungsnutGuide groove
- 99
- Trägercarrier
- 1010
- Fundamentfoundation
- 1111th
- Lagerwarehouse
- 1212th
- TrägerarmCarrier arm
- 1313th
- TrägeroberarmUpper arm
- 1414th
- TrägerunterarmCarrier forearm
- 1515th
- StützelementSupport element
- 1616
- ScharniergelenkHinge joint
- 1717th
- SchwenklagerstützePivot bearing support
- 1818th
- SchwenklagerSwivel bearing
- 1919th
- FührungshülseGuide sleeve
- 2020th
- LageraufnahmeelementBearing receiving element
- 2121
- HaltepfostenSupport post
- 2222nd
- ZahnstangeRack
- 2323
- Zahnradgear
- 2424
- ZahnradachseGear axis
- 2525th
- LageraufnahmeelementBearing receiving element
- 2626th
- FührungskragenLeadership collar
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 20209427 U1 [0003]DE 20209427 U1 [0003]
- DE 2555663 A1 [0004]DE 2555663 A1 [0004]
- AT 501728 A4 [0005]AT 501728 A4 [0005]
- EP 1811170 A2 [0006]EP 1811170 A2 [0006]
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DE202023001026U1 (en) | 2023-05-09 | 2023-06-07 | Michael Salomon | Jet turbine especially for waterfalls on transverse structures of watercourses |
EP4290068A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-13 | Heinrich Lauterbach | Device for converting kinetic and/or potential energy contained in water into electric energy |
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- 2021-06-29 DE DE102021116672.1A patent/DE102021116672A1/en active Pending
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