DE10327760A1

DE10327760A1 - Vorrichtung zur Energieerzeugung

Info

Publication number: DE10327760A1
Application number: DE10327760A
Authority: DE
Inventors: Harry Eisold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieerzeugung in Form eines Wasserrades (1) mit am Umfang des senkrecht drehenden Laufrades angebrachte Zellen (2), wobei das Wasserrad (1) mittels seiner Achse (4) beidseitig in einem Einsatz (10) eines Gebäudes oder mehrerer Gebäude (11, 12) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieerzeugung mittels eines senkrecht drehenden Wasserrades, das am Umfang seines Laufrades Zellen angebracht hat.
Bekannt sind seit langem Wasserräder als Wasserkraftmaschinen, die ein am Umfang mit Zellen oder Schaufeln versehenes und in senkrechter Ebene drehendes Laufrad besitzen. Nach der Art des Wasserzulaufs werden diese Wasserräder unterschieden. Ist der Zulauf unmittelbar über dem höchsten Punkt des Rades, so handelt es sich um ein oberschlächtiges Wasserrad. Dabei nutzt das Wasserrad das in den einzelnen Kammern enthaltene Wassergewicht, um am Hebelarm des Kammerradiuses ein Drehmoment zu erzeugen. Bei unterschlächtigen Wasserrädern, bei dem das Wasser dem niedrigsten Punkt zufließt, wird insbesondere die Strömungsenergie des zufließenden Wassers genutzt.

In DE 101 01 261 A1 wird ein Wasserrad veröffentlicht, das aus einem drehbar gelagerten walzenförmigen Körper mit radial und parallel zu dessen Achse befestigten Flügeln oder Schaufeln besteht. Es wird in einem strömenden Gewässer eingesetzt und passt sich dem steigenden und sinkenden Wasserspiegel an.

Ein unterschlächtiges Wasserrad wird in DE 101 34 522 A1 beschrieben, dass mittels Schaufeln arbeitet, wobei die Schaufeln einen unterschiedlichen Abstand zur Achse haben.

Der Nachteil der bekannten Wasserräder liegt im hohen Energie- und Kostenaufwand zu sehen. Außerdem ist der Wirkungsgrad der bisher bekannten Wasserräder nicht sehr hoch, er liegt bekanntermaßen bei ca. 75%.

Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu finden, die einen hohen Wirkungsgrad hat und bei verhältnismäßig geringem Energie- sowie Kostenaufwand arbeitet.

Das Problem wurde mittels der Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.

Dabei wird eine Vorrichtung zur Energieerzeugung in Form eines Wasserrades mit am Umfang des senkrecht drehenden Laufrades angebrachten Zellen zur Verfügung gestellt, wobei das Wasserrad mittels seiner Achse beidseitig in einem Einsatz eines Gebäudes oder mehrerer Gebäude befestigt ist.

Der Einsatz ist in einer besonderen Ausführungsform kreisförmig und auf beiden Seiten des Wasserrades 1 m breit und hat mindestens denselben Durchmesser wie das Wasserrad.

Üblicherweise ist der Durchmesser des Einsatzes größer als der des Wasserrades.

Vorzugsweise beträgt der Durchmesser des Wasserrades mindestens 11 m, besonders bevorzugt ist dieser 60 m. Die Breite beträgt mindestens 6 m.

Im unteren Bereich des Wasserrades befindet sich ein Auffangbecken für Wasser. Das Auffangbecken ist vorzugsweise mindestens 40 m breit und mindestens 4 m hoch. Es ist mindestens so breit wie das Wasserrad, d.h. vorzugsweise mindestens 6 m.

Der Durchmesser der Achse ist vorzugsweise 2 bis 3 m.

Die Zellen sind bevorzugt mindestens 1 m breit und 1 m hoch und haben insbesondere eine Länge von mindestens 6 m.

Die Zellen sind insbesondere am äußeren Ende der Speichen angebracht. Dabei sind die Zellen voneinander durch Einstellbleche getrennt, deren Höhe einstellbar ist, um nach Bedarf Wasser aufzuhalten.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Energie, vorzugsweise Strom, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in einer besonderen Ausführungsform Wasser mit einer Geschwindigkeit von mindestens 6 m³/s bei einem Winkel von 10° dem Wasserrad zugeführt. Das Wasser wird in dieser Ausführungsform dem Wasserrad mittels einer Pumpe zugeführt.

Das Wasser verlässt das Wasserrad bei einem Winkel von 180°.

Bei einem sich im Uhrzeigersinn drehenden Wasserrad fließt überschüssiges Wasser in den Zellen durch Überlauf in die jeweils nächste Zelle, die sich rechts von dieser Zelle befindet.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bleibt in der zweiten Hälfte einer Radumdrehung bei einem rechtsdrehenden Wasserrad nach Abfließen des Wassers bei einem Winkel von 180° die linke Seite des Wasserrades bis zu einem Winkel von 9° ohne Wasser.

Die Verwendung der Vorrichtung dient zur Energieerzeugung, insbesondere zur Stromerzeugung.

Es zeigte sich, das die oben angegebenen Abmessungen der Vorrichtung sich besonders günstig auf die Energieerzeugung auswirken.
Figuren
1: Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
2: Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
3: Längsschnitt eines Einstellbleches
4: Vergrößerte Seitenansicht von Zellen am Umfang des erfindungsgemäßen Wasserrades
1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, auf der das Wasserrad 1, befestigt in den Gebäuden 11 und 12 zu sehen ist. Zu sehen sind in dieser Figur die Gebäudewände 6 und 7 von der Seite. Das Wasserrad 1 besteht aus um die Achse 4 angeordneten Speichen 3, an deren äußeren Enden sich die Zellen 2 befinden. Das Wasser, das bei einem Winkel von 10° dem Wasserrad 1 in die einzelnen Zellen hineinläuft, tritt aus den Zellen bei einem Winkel von 180° wieder heraus und fließt in das Auffangbecken 5.
2 zeigt eine Vorderansicht der Vorrichtung, bei dem die Achse 4 im Zentrum des Wasserrades 1 zu sehen ist. Weiterhin zeigt diese Figur die Gebäude 11 und 12, in dem sich das Wasserrad 1 befindet. Dabei bewegt sich das Wasserrad 1 innerhalb eines Einsatzes 10, der sich auf beiden Seiten des Rades 1 befindet und der in dem jeweiligen Gebäude befestigt ist. Auch zeigt die Figur das Auffangbecken 5 für das Wasser.
3 zeigt den Längsschnitt eines Einstellbleches 8, welche zwischen den einzelnen Zellen 2 angebracht ist, um das Wasser bei Bedarf aufzuhalten. Dafür ist der obere Bereich 9 des Einstellbleches einstellbar.
4 zeigt die Zellen 2 am oberen Ende der Speichen 3. Die Zellen 2 sind voneinander durch das Einstellblech 8 getrennt. Der obere Bereich 9 des Einstellbleches 8 ist einstellbar.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es gelungen, eine elegante Lösung zu finden, bei geringem Energie- und Kostenaufwand und hohem Wirkungsgrad Energie zu erzeugen.

1: Wasserrad
2: Zelle
3: Speiche
4: Achse
5: Auffangbecken
6: Gebäudewand
7: Gebäudewand
8: Trennwand
9: Einschiebbarer Teil der Trennwand
10: Einsatz
11: Gebäude
12: Gebäude

Claims

Vorrichtung zur Energieerzeugung in Form eines Wasserrades (1) mit am Umfang des senkrecht drehenden Laufrades angebrachte Zellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserrad (1) mittels seiner Achse (4) beidseitig in einem Einsatz (10) eines Gebäudes oder mehrerer Gebäude (11, 12) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Wasserrades (1) mindestens 11 m und die Breite mindestens 6 m beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Achse (4) 2 bis 3 m beträgt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich im unteren Bereich des Wasserrades (1) ein Auffangbecken (5) für Wasser befindet.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (2) mindestens 1 m breit und mindestens 1 m hoch sind und eine Länge von mindestens 6 m haben.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (2) an Speichen (3) befestigt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (2) voneinander durch Einstellbleche (8) getrennt sind, deren Höhe einstellbar ist.
Verfahren zur Erzeugung von Energie mittels der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser mit einer Geschwindigkeit von mindestens 6 m³/s bei einem Winkel von 10° dem Wasserrad zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser mittels einer Pumpe dem Wasserrad zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sich im Uhrzeigersinn drehenden Wasserrad überschüssiges Wasser in den Zellen durch Überlauf in die jeweils nächste Zelle, die sich rechts von dieser Zelle befindet, fließt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser des Wasserrades bei einem Winkel von 180° zurück in ein Auffangbecken fließt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Hälfte einer Radumdrehung bei einem rechtsdrehenden Wasserrad nach Abfließen des Wassers bei einem Winkel von 180° die linke Seite des Wasserrades bis zu einem Winkel von 9° ohne Wasser bleibt.
Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Stromerzeugung.