DE10218443B4

DE10218443B4 - Segment Wreath waterwheel

Info

Publication number: DE10218443B4
Application number: DE10218443A
Authority: DE
Inventors: Hartmuth Drews
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: DE10218443A1

Abstract

Wasserrad, bestehend aus mindestens einem durch Speichen (1) mit einer Drehachse (2) verbundenen und mit Wasserschaufeln (3) besetzten Radkranz (4), angetrieben durch strömend, schießend oder frei fallend abfließendes Wasser, zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines mit der Drehachse (2) verbundenen Stromerzeugers, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkranz (4) aus mindestens 16 baugleichen , im Wechsel überlappend angeordneten, biegesteif ausgestalteten und miteinander verbundenen Radkranz-Segmenten (6) besteht, deren beide Seitenplatten (7) mit mindestens einer Wasserschaufel (3) aussteifend und kraftschlüssig verbunden sind, wobei die gewählte Anzahl von Radkranz-Segmenten (6) den Wasserrad-Durchmesser bestimmt.Water wheel, consisting of at least one wheel rim (4) connected by spokes (1) with an axis of rotation (2) and equipped with water blades (3), driven by flowing, shooting or free-flowing water, for generating electrical energy by means of a Axis of rotation (2) of the connected power generator, characterized in that the wheel rim (4) consists of at least 16 identical, alternately overlapping, rigid, and interconnected wheel rim segments (6), the two side plates (7) of which have at least one water scoop ( 3) are stiffened and non-positively connected, the selected number of rim segments (6) determining the water wheel diameter.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserrad zur Erzeugung elektrischer Energie mittels eines mit seiner Drehachse verbundenen Stromerzeugers.The present invention relates to a water wheel for generating electrical energy by means of a its axis of rotation connected generator.

Aus der DE-PS 197 342 ist ein gattungsgemäßes Wasserrad bekannt.From the DE-PS 197 342 a generic water wheel is known.

Auch sind Wasserräder unterschiedlicher Bauart aus dem praktischen Betrieb bekannt.Water wheels are also of different types known from practical operation.

Es handelt sich in der Regel um Unikate, die für den Einsatz an einem bestimmten Ort mit seinen topographischen Gegebenheiten (Stauhöhe / Fallhöhe des Wassers, Abflussart und -menge) gezielt geplant und ohne hohen Vorfertigungsgrad gebaut werden.As a rule, they are unique, the for use at a certain location with its topographical conditions (Storage level / Fall height of water, type and quantity of runoff) planned specifically and without high Prefabrication level to be built.

Zur Realisierung eines bestimmten Radkranz-Durchmessers werden üblicherweise möglichst große Bleche oder Holzplatten bogenförmig zugeschnitten und zu einem Kreisring gefügt, bevor die Wasserschaufeln zwischen zwei Kreisringen montiert werden.To realize a certain Wheel rim diameters are common preferably size Sheets or wooden plates are arched cut and joined into a circular ring before the water scoops be mounted between two circular rings.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ,ein bekanntes Wasserrad so weiterzuentwickeln, dass bei hohem Vorfertigungsgrad unter Ausnutzung kostengünstiger Serienherstellung den Ansprüchen unterschiedlicher – wirtschaftlich nutzbarer – topographischer Gegebenheiten an beliebigen Orten Rechnung getragen wird.It is an object of the present invention further develop the well-known waterwheel in such a way that with a high degree of prefabrication taking advantage of cheaper Series production meet the demands of different - economical usable - topographical Conditions in any place is taken into account.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem gattungsgemäßen Wasserrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.The task is solved with a generic water wheel with the characterizing features of claim 1.

Dadurch, dass der Radkranz (4) des Wasserrades aus einer Anzahl baugleicher, biegesteif ausgestalteter Radkranz-Segmente (6) zusammengesetzt ist und die große Stückzahl ( > 16 Stück) eine dem Einsatzzweck gerechte, feinstufige Auswahl des Wasserrad-Durchmessers durch Aneinanderlegen der Radkranz-Segmente (6) auf einer Kreislinie erlaubt.Because the wheel rim ( 4 ) of the waterwheel from a number of identical, rigidly designed wheel rim segments ( 6 ) is assembled and the large number (> 16 pieces) is a fine-tuned selection of the waterwheel diameter that is appropriate for the application by placing the wheel rim segments together ( 6 ) allowed on a circular line.

Vorteilhaft bilden Seitenplatten (7) und Wasserschaufel (3) ein verwindungssteifes und kraftschlüssig gefügtes Radkranz-Segment, wobei die Beabstandung der Seitenplatten (7) durch die Breite der Wasserschaufel (3) bestimmt wird.Side plates ( 7 ) and water scoop ( 3 ) a torsionally stiff and frictionally joined wheel rim segment, the spacing of the side plates ( 7 ) by the width of the water scoop ( 3 ) is determined.

Vorteilhaft ist die Langloch-Geometrie der Lochdurchführungen (8) durch die Seitenplatten (7), die eine Feinjustierung der Bogenform des Wasserrades ermöglichen.The elongated hole geometry of the hole bushings ( 8th ) through the side plates ( 7 ), which enable a fine adjustment of the arch shape of the water wheel.

Dieselben Lochdurchführungen (8) dienen zur Befestigung der Speichen (1), die den Radkranz (4) mit der Drehachse (2) verbinden.The same holes ( 8th ) are used to attach the spokes ( 1 ) that the wheel rim ( 4 ) with the axis of rotation ( 2 ) connect.

Vorteilhaft können zwei oder mehr baugleiche Radkränze (4') auf einer Drehachse (2) angeordnet werden, wobei die Wasserrad-Breite vergrößert wird.Two or more identical wheel rims ( 4 ' ) on an axis of rotation ( 2 ) can be arranged, increasing the width of the waterwheels.

Vorteilhaft ist die einfache Handhabung der Radkranz-Segmente (6) und deren hoher Vorfertigungsgrad.The simple handling of the rim segments is advantageous ( 6 ) and their high degree of prefabrication.

In kostengünstiger Serienfertigung können automatisierte Fügungstechniken und Zuschnittsoptimierungen eingesetzt werden.Automated joining techniques and cutting optimizations are used.

Zweckmäßig ist die Wahl von nichtrostendem Metall, dem der Vorzug vor anderen Materialien gegeben wird, da die Konstruktion im Betriebszustand von Wasser benetzt wird.The choice of stainless is expedient Metal, which is preferred over other materials, because the construction is wetted by water in the operating state.

Vorteilhaft kann das Material bei dünner Plattenstärke zu einer leichten und biegesteifen Geometrie gefügt werden (3), wobei die Verdoppelung der Materialstärke im Überlappungsbereich (6) der Seitenplatten (7) die Stabilität der Gesamtkonstruktion erhöht und die Befestigung der Speichen an diesen Punkten besonders sinnvoll machen.With thin panels, the material can advantageously be joined to form a light and rigid geometry ( 3 ), doubling the material thickness in the overlap area ( 6 ) of the side plates ( 7 ) increases the stability of the overall construction and makes the attachment of the spokes at these points particularly useful.

Werkstoffkombinationen aus nichtrostendem Metall, Holz und Kunststoff kommen zum Einsatz, wenn gestalterische Wünsche des Wasserrad-Betreibers dies erfordern.Material combinations of rustproof metal, Wood and plastic are used when the design desires Waterwheel operator require this.

Soweit Transport- und Montagebedingungen dies erlauben, ist eine weitere Vorfertigungsstufe vorgesehen, bei der zwei oder mehr Radkranz-Segmente (6) zu größeren Einheiten zusammengeschweißt werden.As far as transportation and assembly conditions allow, a further prefabrication stage is provided, in which two or more wheel rim segments ( 6 ) are welded together to form larger units.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird nachfolgend anhand der 1- 8 erläutert. Es zeigenA preferred embodiment of the invention is described below with reference to 1 - 8th explained. Show it

1 Wasserrad, Seitenansicht 1 Water wheel, side view

2 Wasserrad, Schnitt A – A 2 Water wheel, section A - A

3 Radkranz-Segment, Perspektivzeichnung 3 Wheel rim segment, perspective drawing

4 Radkranz (flach gekrümmt), Schnitt senkrecht zur Drehachse (Ausschnitt) 4 Wheel rim (flatly curved), cut perpendicular to the axis of rotation (detail)

5 Radkranz (stark gekrümmt), Schnitt senkrecht zur Drehachse (Ausschnitt) 5 Wheel rim (strongly curved), cut perpendicular to the axis of rotation (detail)

6 Wasserrad, Draufsicht (Ausschnitt) 6 Water wheel, top view (detail)

7 Wasserrad, Perspektivzeichnung 7 Water wheel, perspective drawing

8 Wasserrad mit 2 Radkränzen, Perspektivzeichnung 8th Water wheel with 2 wheel rims, perspective drawing

In 1 ist die Anordnung der baugleichen Radkranz-Segmente (6) besonders gut zu erkennen.In 1 is the arrangement of the identical wheel arch segments ( 6 ) particularly easy to recognize.

2 zeigt als Schnitt, wie die Anordnung der Speichen (1) als Dreieck eine Verformung des Radkranzes (4) in Richtung der Drehachse verhindert. 2 shows as a section how the arrangement of the spokes ( 1 ) a triangle is a deformation of the wheel rim ( 4 ) prevented in the direction of the axis of rotation.

3 zeigt ein aus dünnen nichtrostenden Stahlplatten bestehendes, im Schweißverfahren gefügtes, biegesteifes Radkranz-Segment (6). 3 shows a rigid wheel rim segment consisting of thin stainless steel plates, welded together ( 6 ).

In 3 sind Rundlochdurchführungen (9) durch die Seitenplatten (7) zu erkennen, welche zur Fixierung der Radkranz-Segmente bei der Montage angeordnet wurden. Die Rundlochdurchführungen (9) bieten eine Verstellmöglichkeit je Radkranz-Segment und tragen damit dem in der Praxis erforderlichen Bedarf an Feinjustierung Rechnung. Zudem erhöhen sie die Stabilität der Gesamtkonstruktion.In 3 are round holes ( 9 ) through the side plates ( 7 ) to recognize which were arranged to fix the wheel rim segments during assembly. The circular perforations ( 9 ) offer one adjustment option per wheel rim segment ment and take into account the need for fine adjustment required in practice. They also increase the stability of the overall construction.

Die 4 und 5 zeigen zwei unterschiedlich gekrümmte Radkränze im Ausschnitt, wobei die Funktion der Langloch-Geometrie der Lochdurchführungen (8) besonders deutlich wird.The 4 and 5 show two differently curved wheel rims in the cutout, the function of the elongated hole geometry of the perforations ( 8th ) becomes particularly clear.

In 6 ist das Überlappen der Seitenbleche (7) deutlich zu erkennen.In 6 is the overlapping of the side panels ( 7 ) clearly visible.

7 und 8 zeigen zwei sehr unterschiedliche Wasserräder, die aus identisch baugleichen Radkranz-Segmenten zusammengestellt sind. 7 and 8th show two very different water wheels, which are composed of identical wheel arch segments.

Claims

Water wheel, consisting of at least one by spokes ( 1 ) with an axis of rotation ( 2 ) connected and with water scoops ( 3 ) occupied wheel rim ( 4 ), driven by flowing, shooting or free-flowing water, to generate electrical energy using one with the axis of rotation ( 2 ) connected power generator, characterized in that the wheel rim ( 4 ) from at least 16 identical, alternately overlapping, rigid, and interconnected wheel rim segments ( 6 ), whose two side plates ( 7 ) with at least one water scoop ( 3 ) are stiffened and non-positively connected, the selected number of rim segments ( 6 ) determines the waterwheel diameter.

Water wheel according to claim 1, characterized in that the alternatingly arranged wheel rim segments ( 6 ) with at least two holes ( 8th ) per side plate ( 7 ) are non-positively connected by means of bolts, rivets or pins.

Water wheel according to claims 1-2, characterized in that at least every fifth wheel rim segment ( 6 ) with at least one hole ( 8th ) using bolts, rivets or pins with at least one spoke ( 1 ) is non-positively connected.

Water wheel according to claims 1-3, characterized in that it is made of rust-free metal.

Water wheel according to claims 1-3, characterized in that manufacture from a combination of stainless metal, Plastic and wood are made.

Water wheel according to claim 1, characterized in that the alternatingly arranged wheel rim segments ( 6 ) are connected by welds in the overlap area.