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Die Erfindung betrifft ein Wasserkraftwerkssystem
mit Wassereinlaufanlage bzw. Einlaufbauwerk, Druckrohranlage und
einer ein Krafthaus mit Turbine-Generatoreinheit
umfassenden Kraftanlage zur Ausnutzung der Energie eines strömenden Gewässers mit
relativ starkem Gefälle,
wie bei Gebirgsflüssen.
Hierbei wird an Gefälle
gedacht, die einen Wasserkraftbetrieb ohne ein Stauwerk gestatten. Vorzugsweise
soll das System eine Druckrohrleitung für die Druckwasserzuführung zum
Turbinenrad eines die Turbine-Generatoreinheit aufnehmenden Krafthauses
und ein in Strömungsrichtung
an das Turbinenrad anschließendes
Saugrohr umfassen. Als Turbine kommt in diesem Zusammenhang eine Niederdruck-Turbine,
bevorzugt die sogenannte Rohrturbine, in Frage.
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Rohrturbinen werden – mit Hinweisen
auf weiteren Stand der Technik – beschrieben
in AT 408 257 B. Die bekannte Rohrturbine besteht aus einem innerhalb
eines Turbinengehäuses
angeordneten Generator und einem mit dem Generator gekoppelten,
drehbar gelagerten Turbinenläufer,
an welchen sich (in Wasserströmungsrichtung)
ein Saugrohr anschließt.
Das Wasserkraftwerkssystem nach der österreichischen Patentschrift
erfordert einen Staudamm, in welchen die Rohrturbinen einzusetzen sind.
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Staudämme werden unter Hinweis auf
den Umweltschutz, zumindest in Europa, praktisch nicht mehr genehmigt.
In Gebirgsflüssen
mit relativ starkem Gefälle
könnte
man Wasserkraftwerke bauen, ohne daß ein Staudamm erforderlich
wäre. Auch
in diesem Fall ist eine Genehmigung (wegen der geltenden Landschafts-
und Umweltschutzbestimmungen) kaum noch zu erhoffen, weil wesentliche
Teile der Kraftwerkskonstruktionen, auch wenn es sich um eine sogenannte
Wasserkleinkraftanlage handelt, eine Veränderung des Flußlaufs mit
ins Auge springenden Gebäudeteilen
im Flußlauf
handelt, welche Fischwanderungen behindern und die Landschaft beeinträchtigen.
Obwohl Wasserkraftwerke aus Umweltschutzgründen (CO2-Verminderung)
an sich wünschenswert
sind, werden sie heute kaum noch neu gebaut.
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Zum Schutz der Turbinen werden bei
herkömmlichen
Wasserkraftwerken am Einlaufbauwerk Rechenreiniger gebraucht, vor
denen sich in der Regel Geschwemmsel ansammelt, das nur aufwendig abzuschöpfen ist.
Ferner können
Gebirgsflüsse
zumal bei Hochwasser, z.B. nach der Schneeschmelze, große Mengen
von sogenanntem Geschiebe (das ist Geröll aus Steinen, Kies) usw.
transportieren und den Zufluß am
Einbauwerk, insbesondere einen im Fließboden eingelassenen Einlaufrechen,
durch Schwerkraft des Geröllmaterials
verstopfen. Es bereitet daher bei aus Gebirgsflüssen versorgten Wasserkraftwerken
häufig
ein großes
Problem, das Geschiebe vom Einlaufbauwerk abzulenken, d.h. die Einlauföffnung des
eigentlichen Kraftwerkzuflusses geschiebesicher zu gestalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Wasserkraftwerkssystem, z.B. eine Wasserkleinkraftanlage, mit Turbine-Generatoreinheit
zu schaffen, die praktisch keine Veränderung des Flußlaufs, keine
Fischtreppen, keine Geschwemmselentsorgung an einem der Wassereinlaufseite
des Kraftwerks zugeordneten Rechen-Gitter erfordert, geschiebesicher
ist und die mit dem natürlichen
Flußlaufgefälle als
Kraftquelle auskommt. Die ganze Anlage soll – vorzugsweise vorgefertigt – praktisch
unsichtbar im Flußbett
versenkbar sein, so daß sie selbst
in Naturschutzgebieten zulässig
sein kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht für ein Wasserkraftwerkssystem
eingangs genannter Art darin, daß das Einlaufbauwerk, die Druckrohranlage sowie
die Kraftanlage im Boden versenkt und überdeckt in den Fluß eingebaut
sind. Vorzugsweise soll die gesamte Anlage, außer evt. einem Schalt/Steuer-Haus
am Ufer, in den Flußbettboden
eingelassen und bis auf eine Einlauföffnung an der Druckseite und eine
Auslaßöffnung an
der Saugseite mit Material, z.B. Steingeröll, des Flußbettbodens überdeckt
sowie gegebenenfalls vom (restlichen) Flußwasser überströmt werden. Dabei kann das Kraftwerk
grundsätzlich
teilweise oder ganz in das den Fluß begrenzende Ufer hineinreichen
(und dort unsichtbar verdeckt sein); im allgemeinen wird aber der
Einbau im Flußbettboden
selbst bevorzugt, weil Anlieger dann nicht beeinträchtigt werden.
Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung
werden in den Unteransprüchen
beschrieben. Die beiliegenden Ansprüche sind zugleich Gegenstand
der Beschreibung.
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Das Wasserkraftwerkssystem besitzt
eine Einlauföffnung
an einer Druckseite und eine Auslauföffnung an einer Saugseite.
Unter dem Begriff "Einlauföffnung" wird der Kraftwerks-Wassereinlaß verstanden,
der über
ein mehr oder weniger langes Rohrsystem insgesamt unmittelbar zur
Turbine und durch diese hindurch sowie durch ein mehr oder weniger
langes Saugrohr zur Auslauöffnung
und damit zurück
in das strömende
Gewässer
führt.
Vorzugsweise umfaßt
das erfindungsgemäße Kraftwerkssystem
eine Art Rohrstrang, welcher in Strömungsrichtung des Gewässers die
Folge von Einlauföffnung, Einlaufbauwerk,
Druckrohranlage, Krafthaus, Saugrohr und Auslaßöffnung umfaßt. Das Krafthaus kann direkt
am Einlaufbauwerk installiert werden oder an jeder beliebigen Stelle
des Rohrstrangs, welcher dann ganz oder teilweise zum Saugrohr wird.
Es können
auch mehrere Krafthäuser
in einem Rohrstrang installiert werden. Schließlich können mehrere Anlage der erfindungsgemäßen Art
räumlich
parallel in einem Gewässer
gebaut werden. Auf jeden Fall sollen die in dem jeweiligen Rohrstrang
zusammengefaßten
Teile im Flußbettboden,
gegebenenfalls im Uferboden, versenkt und mit dem Material des Flußbetts bzw.
Uferbodens so überdeckt
werden, daß die
Natur nach dem Fertigstellen des Kraftwerks unversehrt erscheint.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung
besteht in der Geschiebesicherheit. Hierzu wird das Einlaufbauwerk
bevorzugt mit einem Einlaufstutzen ausgestattet, der eine räumlich von
unten nach oben zu durchströmende
Einlauföffnung
für das
die Kraftanlage treibende Wasser besitzt. Die Einlauföffnung kann hierbei
waagerecht aber auch schräg
in Bezug auf die Waagerechte angeordnet sein, wenn nur die Einströmrichtung
(von unten nach oben) erhalten bleibt.
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In der Einlauföffnung kann ein Einlaufrechen, z.B.
auch zum Abhalten von Geschwemmsel, vorgesehen werden. Wenn die
Einlauföffnung
bzw. der Einlaufrechen räumlich
von unten nach oben zu durchströmen
sind, kann mit dem strömenden
Wasser mitgeführtes
Geröll
nicht "auf" dem vorgenannten Einlaufrechen
abgelagert werden. Das Geschiebe setzt sich nämlich wegen der Schwerkraft
nach unten ab.
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Um auch im Raum unterhalb der von
unten nach oben durchströmten
Einlauföffnung
und des genannten Einlaufrechens eine Ansammlung von Geschiebe zu
vermeiden, wird gemäß noch weiterer
Erfindung unter der Einlauföffnung
ein am (insgesamt vom Gewässer
auch überspülten) Einlaufstutzen
in Gefällerichtung
des Gewässers
vorbeiführender
Kanal für
einen Teilstrom – auch
Bodenströmung
genannt – des
Gewässers
vorgesehen. Dieser Teilstrom kann unter der Einlauföffnung seitlich
am Einlaufbauwerk im Wesentlichen geradeaus vorbeiführen und
ein Teil des jeweiligen Gebirgsbaches selbst sein. Dadurch wird
erreicht, daß eventuell
durch das Wasser antransportiertes Geschiebe mit dem unter der Einlauföffnung am
Einlaufstutzen vorbeiführenden
Teilstrom weitertransportiert wird. Zugleich kann der in die Einlauföffnung eingesetzte
Einlaufrechen so waagerecht oder in Bezug auf die Waagerechte abgewinkelt
positioniert werden, daß der
an der Einlauföffnung,
vorzugsweise etwa tangential, unmittelbar vorbeifließende Teilstrom
auch eventuell in diesen Bereich gelangtes Geschwemmsel mitnimmt.
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Zusätzlich oder alternativ kann
ein Schutzrechen dem Einlaufbauwerk mit Abstand vorgeschaltet werden.
Ein solcher Vorschalt- oder Schutzrechen kann so ausgebildet und
im Niveau des Flußbettbodens
angeordnet werden, daß sich
auf dem Rechen Geschiebe nicht – oder
doch nicht in störender
Menge – ansammelt.
Beispielsweise kann der Schutzrechen aus in Gefällerichtung ausgerichteten
und geneigten Stangen bestehen, auf denen das Geschiebe, getrieben
durch das strömende
Wasser, talwärts entlanggleitet.
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Die durch den Schutzrechen nach unten strömende Wassermenge – die sogenannte
Unterströmung – wird (als
Arbeitsströmung)
in die Einlaßöffnung,
welche bei Abschirmung des Geschiebes durch den Schutzrechen auch – wie üblich – horizontal
zu durchströmend
ausgerichtet sein kann, zum Antrieb der jeweiligen Turbine geleitet.
Wenn nicht die gesamte Wassermenge der Unterströmung als Arbeitsströmung in
die Einlaßöffnung bzw.
Turbine fließt,
kann der verbleibende Rest – als
Bodenströmung – wieder
in den Fluß (vorbei
am Kraftwerk) zurückgeleitet
werden.
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Nach Vorstehendem wird das Gewässer am Eingang
des Kraftwerks in eine Deckströmung,
welche über
das Kraftwerk hinwegfließt,
und in eine Unterströmung,
welche zum Einlaß des
Kraftwerks fließt,
unterteilt. Die Unterströmung
dient im Wesentlichen als Arbeitsströmung zum Antrieb der Turbine. Am
Kraftwerkseinlaß vorbeifließendes Wasser
der Unterströmung
wird als Bodenströmung
ebenfalls in den Fluß zurückgeleitet.
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Die Deckströmung tarnt das Kraftwerk und sorgt
dafür,
daß die
Natur unberührt
erscheint, die Unterströmung
reinigt den Zufluß des
Kraftwerks und die Arbeitsströmung
erzeugt die gewünschte
Energie. Da sich Geschwemmsel nicht am Rechenreiniger absetzen kann
und da vom Gewässer
antransportiertes Geröll
selbsttätig
am Schutzrechen und/oder mit der Bodenströmung weitergefördert wird,
ist das erfindungsgemäße Kraftwerk
insoweit wartungsfrei. Da das fließende Wasser, nämlich die Gesamtströmung des
Flusses nur zum Teil – als
Arbeitsströmung – in das
Kraftwerk hineingelangt und zum anderen Teil – als Deckströmung – über das Kraftwerk
hinwegfließt
sowie gegebenenfalls – als Bodenströmung – unter
der Einlauföffnung
hindurchströmt,
wird die ganze Anlage praktisch unsichtbar.
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Das erfindungsgemäße Wasserkraftwerkssystem kann
beispielsweise für
den Bereich von Gebirgsflüssen
mit starkem Gefälle
aber relativ geringem Normal-Wassergang
für eine
Leistung von größenordnungsmäßig 100
bis 500 kW konzipiert werden. Ein solches Kleinkraftwerk kann eine
Druckrohrleitung – mit
z. B. ein Meter lichter Weite – für die Druckwasserzuführung zum
Turbinenrad des die Turbine-Generatoreinheit aufnehmenden Krafthauses und
ein in Strömungsrichtung
an das Turbinenrad anschließendes
Saugrohr umfassen. Auch wenn hier von Druckwasser und Druckrohr
gesprochen wird, handelt es sich kraftwerksmäßig im Wesentlichen um den
sogenannten Niederdruckbereich.
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Vorzugsweise sollen die Hauptkomponenten dieses
Systems, nämlich
das Einlaufbauwerk der Druckrohrleitung, die Druckrohrleitung und
die Kraftanlage – einschließlich Turbine-Generatoreinheit
sowie insbesondere auch das anschließende Saugrohr – als Fertigteil
komplett vorgefertigt mit allen Einrichtungen betriebsbereit in
einem vorbereiteten Graben des Flußbettbodens positioniert und
mit Erdreich oder dergleichen überdeckt
werden. Die Komponenten sollen dabei, vorzugsweise mit Hilfe von
angeformten Auskragungen, sicher im Boden verankert werden.
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Das Einlaufbauwerk soll – wie gesagt – am Einlaufstutzen
mit einem Gitter nach Art eines Rechenreinigers geschützt werden.
Außerdem
kann es vorteilhaft sein, innerhalb des Einlaufbauwerks eine Mulde
als Schmutzfänger
vorzusehen. Aus Sicherheitsgründen
kann es ferner vorteilhaft sein, dem Einlaufbauwerk ein Absperrorgan – etwa zum
Verschließen
des Druckrohreingangs – zuzuordnen,
beispielsweise für
den Fall, daß Wartungsarbeiten
an der Anlage erforderlich werden.
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Ein Teil der Komponenten des Kraftwerks, nämlich das
Einlaufbauwerk und die Druckrohranlage sowie gegebenenfalls das
Saugrohr können
aus Beton, aber auch aus Metall vorgefertigt werden. Das Versetzen
des Einlaufbauwerks kann in weniger als einer Stunde erfolgen, z.B.
mit Hilfe von Autokran und Bagger. Nach Einbau und Überdeckung
der Anlage mit Aushubmaterial ergibt sich praktisch das ursprüngliche
Bild der Landschaft. Der Anschluß der Turbine-Generatoreinheit
mit den darin liegenden Kabeln für
Energie und Steuerung kann zu einem Schalthäuschen am Ufer führen.
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Anhand der schematischen Darstellung
von Ausführungsbeispielen
werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen
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1 einen
vertikalen Schnitt durch eine "unsichtbare" Wasserkleinkraftanlage
für Gebirgsflüsse;
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2 einen
horizontalen Schnitt durch eine Turbine-Generatoreinheit der Anlage
nach 1;
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3 eine
Anlage nach 1 mit abgewandeltem
Einlaufbereich; 4 eine
weitere Abwandlung der Anlage nach 1;
und
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5 einen
horizontalen Schnitt durch die Anlage nach 4.
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1 und 2 werden zugleich erläutert. Das insgesamt
mit 1 bezeichnete Wasserkleinkraftwerk nach 1 umfaßt ein Einlaufbauwerk 2,
eine Druckrohranlage 3 und eine Kraftanlage 4.
Diese Hauptkomponenten werden in der genannten Reihenfolge in Pfeilrichtung
des Gefälles 5 eines
Flusses F unterhalb von dessen Wasseroberfläche 6 und im Wesentlichen
auch unterhalb des Flußbettbodens 7 angeordnet.
Die Strömungsrichtungen
des Wassers in den diversen Bereichen innerhalb und außerhalb
des Kraftwerks 1 werden durch Pfeile gekennzeichnet. Die
Anlage soll eine Wartungseinstiege 8 besitzen.
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Das Einlaufbauwerk 2 ist
im Ausführungsbeispiel
ein kompaktes, vorgefertigtes Betonelement mit Einlaufstutzen 9,
Einlaufrechen 10, in einer Kraftwerks-Wasser-Einlaßöffnung 11,
eventuell mit in Doppel-Pfeilrichtung verstellbarem Wasser-Absperrorgan 12,
Anschluß 13 für ein Druckrohr 14,
z.B. Betonrohr mit Dichtung nach DIN, mit am Fuß angegossener Auskragung 15 zur
sicheren Verankerung im Erdreich E des Flußbetts. Der Einlaufstutzen 9 nach 1 kann einen muldenförmigen Boden
als Schmutzfang 16 besitzen. Die eventuelle Reinigung des
Schmutzfangs 16 wird erleichtert, wenn man die fragliche
Wanne anhebt. Das wird möglich,
wenn die Einlaßöffnung 11 des
Druckrohrs 14 so schräg
gestellt wird, daß das
nach 1 vom dortigen
Einlaufrechen 10 kommende Wasser schräg von oben in den Druckrohreingang
strömt.
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Das Einlaufbauwerk 2 kann
nach dem Ausbaggern einer entsprechenden Vertiefung im Flußbett mit
einem Autokran versenkt, positioniert und anschließend mit
aus dem Flußbett
stammendem Aushub-Erdreich eingebettet und größtenteils überdeckt werden. Es liegt unter
der Wasserlinie bzw. -oberfläche 7 und
ist damit unsichtbar.
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Das Druckrohr 14 (= Druckrohrleitung)
für die Wasserführung zum
Krafthaus 17 kann ebenfalls als kompaktes Fertigteil, insbesondere
Fertigbetonteil, ausgebildet werden. Das Gleiche gilt für die Kraftanlage 4 mit
Krafthaus 17. Auch diese kann komplett vorgefertigt mit
allen erforderlichen Einbauten, wie z.B. der Turbinen-Generatoreinheit 18 mit
Zuleitung 19 und darin liegenden Kabeln für Energie
und Steuerung, mit Druckrohranschluß 20, mit Saugrohr 21, mit
Führung
und Aufnahme 22 für
die Turbine-Generatoreinheit 18, eventuell mit Hebeeinrichtung
bzw. Steckvorrichtung 23 für einen Hebekran, mit Abdeckung 24 des
Krafthauses 17 sowie mit Auskragung 15 des Betonfußes des
Krafthauses 17 zur sicheren Verankerung im Erdreich E.
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Die in dem Fluß (in Gefällerichtung 5 vor
dem Kraftwerk 1 bzw. der Teilung des Flußwassers)
fließende
Gesamtströmung 25 teilt
sich nach 1 am Eingang
des Kraftwerks 1 in eine Teilströmung bzw. Arbeitsströmung 26 als
Wassereinlauf zum Kraftwerk 1 und eine Teilströmung bzw.
Deckströmung 27 mit dem
am Kraftwerk 1 vorbeigeleiteten und vorzugsweise das Kraftwerk überdeckenden
Wasser. Ersichtlich sind alle Komponenten des Kraftwerks unter der
Wasseroberfläche 6 verborgen.
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Der Generator der Turbine-Generatoreinheit 18 wird
vorzugsweise mit einer als wasserdichter Metallflexschlauch ausgebildeten
Zuleitung 19 versehen, welche die Energie- und Steuerleitungen
flexibel, robust und trocken nach außen führt. Somit kann die Turbine-Generatoreinheit 18 ohne
Kabelmontagen eingesetzt und herausgehoben werden. Hierzu wird die
Möglichkeit
geschaffen, die Turbine-Generatoreinheit 18 in
Führungen 28 ein-
und auszufahren, welche in entsprechenden Gegenelementen, z.B. Rollen 29,
geführt
sind. An der Schnittstelle 30 zwischen Turbine-Generatoreinheit 18 und
den diese aufnehmenden Gehäuseteilen
des Krafthauses 17 kann eine umlaufende, flexible Dichtlippe 31 vorgesehen
werden. Ähnliches
gilt für
den Anschluß des Saugrohrs 21 an
der Schnittstelle 32 in Strömungsrichtung hinter der Einheit 18.
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Im Rahmen der Erfindung wird die
Turbine-Generatoreinheit 18 vorzugsweise innerhalb des Saugrohrs 21 angeordnet
und nicht, wie sonst üblich, vor
dem Saugrohr positioniert. Dadurch wird die Gesamtkonstruktion Generator-Turbine-Saugrohr so kompakt,
daß sie
einteilig vorzufabrizieren und an der Baustelle zu installieren
ist.
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Wenn die Gefahr besteht, daß der Einlaufbereich
im Einlaufstutzen 9 durch Geschiebe verstopft wird, kann
es im Rahmen der Erfindung günstig
sein, den Einlaufrechen 10 nach 3 annähernd
parallel zum Gefälle 5 geneigt
auszurichten, so daß unter dem
Rechen 10 eine Art Einlauftopf 33 entsteht und mit
dem Fluß angefördertes
Geschiebe über
den Rechen 10 (und den Einlauftopf 33) hinweggeleitet
wird. Besonders in diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein,
den Rechen 10 aus parallel zur Strömungsrichtung 5 angeordneten
Stangen auszubilden.
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Die 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Kraftwerkssystems.
Hierbei teilt sich die in dem Fluß (in Gefällerichtung 5) fließende Gesamtströmung 25 am
Eingang des Kraftwerks 1 in eine Arbeitsströmung 26, die
durch einen Einlaufkanal 34 zu einer Einlauföffnung 11 des
Kraftwerks gelangt, und in eine Deckströmung 27 mit dem das
Kraftwerk überdeckenden Wasser.
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Ein wichtiger Aspekt des Ausführungsbeispiels
nach 4 und 5 besteht darin, daß die Einlauföffnung 11 nicht
in annähernd
horizontaler Richtung oder schräg
von oben, wie bei 1 bis 3, sondern von unten nach
oben zu durchströmen
ist. In der Einlauföffnung 11 kann
ein üblicher
Einlaufrechen 10 vorgesehen werden. Die durch den Einlaufkanal 34 geförderte Arbeitsströmung 26 kann
so bemessen werden, daß sie
nur zum Teil über
die Einlauföffnung 11 in
das Kraftwerk und zu dessen Turbine gelangt und zum anderen Teil
in einer abgespaltenen Überschußströmung 35,
z.B. in einem Nebenkanal 36, am Kraftwerk vorbei in den
Fluß F
zurückfließt. Die
Kanäle 34 und 36 können einen
Teil oder einen Nebenarm des Flusses F (5) bilden. Gegebenenfalls kann die Einlauföffnung 11 an
der Unterseite eines Einlaufstutzens 9 angeordnet werden,
der sich vom Kraftwerk 1 aus in den Fluß hinein – nahe dessen Oberfläche 6 aber
darunter – erstreckt
und dessen Einlaufrechen 10 (an der Unterseite, daher gestrichelt
gezeichnet) von unten nach oben in Richtung Turbine 18 zu
durchströmen
ist.
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Durch den Aufbau nach 4 und 5 wird erreicht, das mit dem Fluß F mitgeführte Geschiebe, auch
wenn es in den Einlaufkanal 34 gelangt, die Einlauföffnung 11 bzw.
den dort angeordneten Einlaufrechen 10 nicht verstopfen
kann, weil das Geschiebe infolge der Schwerkraftwirkung an der Einlauföffnung 11 vorbei – unter
dem Einlaufrechen 10 hindurch – gefördert wird und, z.B. über den
Nebenkanal 36, zurück
in den Fluß F
geschwemmt wird. An dem von unten nach oben zu durchströmenden Einlaufrechen 10 nach 4 oder 5 kann sich auch kein Geschwemmsel ansammeln,
weil dieses ebenfalls mit der Überschußströmung 35 durch
die Mündung 38 zurück in den
Fluß F
transportiert wird.
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Der Aufbau nach 4 kann im Rahmen der Erfindung auch durch
einen Vorschaltrechen 39 an der Stelle ergänzt werden,
an der die Arbeitsströmung 26 (als
Teil der ursprünglichen
Gesamtströmung 25)
in den Eingang 40 des Einlaufkanals 34 abgezweigt
wird. Der Vorschaltrechen 39 soll vorzugsweise in ähnlicher
Weise aufgebaut und geneigt sein, wie der Vorschaltrechen nach 3 über dem Einlauftopf 33.
In diesem Falle kann Geschiebe nicht in den Einlaufkanal 34 gelangen.
Der Vorschaltrechen 39 kann alternativ auch so ausgebildet
werden, daß er
den größten Teil
eventuellen Geschwemmsels in Strömungsrichtung 5 mit
der Deckströmung 27 weiterleitet.
Zur Sicherheit kann trotzdem ein Einlaufrechen 10 an der
von unten nach oben zu durchströmenden
Einlauföffnung 11 des
Stutzens 9 vorgesehen werden. In diesem Fall kann die gesamte
Arbeitsströmung 26 über die
Einlauföffnung 10 in
das Kraftwerk und durch dieses hindurch geleitet werden. Ein gesonderter
Nebenkanal 36 für
eine Überschußströmung 35 kann
dann entfallen. Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, im Bereich unterhalb
der Einlauföffnung 11 einen
Schmutzfang – ähnlich dem Schmutzfang 16 nach 3 – vorzusehen.
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Ersichtlich sind alle Komponenten
des Kraftwerks, z.B. unter der Wasseroberfläche 6, verborgen bzw.
im Wesentlichen unterhalb der Oberfläche des Flußbettbodens 7 vergraben. 4 muß nicht durchweg als vertikaler
Schnitt angesehen werden; beispielsweise kann der Nebenkanal 36 neben
dem Kraftwerk 1 vorbeiführen
und ebenso wie der Stutzen 9 eigentlich vor (oder hinter)
der Zeichnungsebene liegen, hierzu wird auf die Darstellung nach 5 verwiesen.
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Am Ende des Saugrohrs 21 fließt die Arbeitsströmung 26 (nach
geleisteter Arbeit) in Gefällerichtung 5 über eine
Auslaßöffnung 37 des
Saugrohrs 21 zurück
in den Fluß F.
Ebenfalls in den Fluß mündet der
Nebenkanal 38 mit der Überschußströmung 35, so
daß alle
Teilströmungen
wieder vereinigt werden.
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Im Rahmen der Erfindung wird die
Turbine-Generatoreinheit 18 vorzugsweise innerhalb des Saugrohrs 21 angeordnet
und nicht, wie sonst üblich, vor
dem Saugrohr positioniert. Dadurch wird die Gesamtkonstruktion Generator-Turbine-Saugrohr so kompakt,
daß sie
einteilig vorzufabrizieren und an der Baustelle zu installieren
ist.
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- 1
- Wasserkleinkraftwerk
- 2
- Einlaufbauwerk
- 3
- Druckrohranlage
- 4
- Kraftanlage
- 5
- Gefälle
- 6
- Wasseroberfläche
- 7
- Flußbettboden
- 8
- Wartungsstiege
- 9
- Einlaufstutzen
- 10
- Einlaufrechen
- 11
- Einlauföffnung
- 12
- Absperrorgan
- 13
- Anschluß (14)
- 14
- Druckrohr
- 15
- Auskragung
- 16
- Schmutzfang
- 17
- Krafthaus
- 18
- Turbine-Generatoreinheit
- 19
- Zuleitung
- 20
- Druckrohranschluß
- 21
- Saugrohr
- 22
- Aufnahme
- 23
- Hebeeinrichtung
- 24
- Abdeckung
- 25
- Gesamtströmung
- 26
- Arbeitsströmung
- 27
- Deckströmung
- 28
- Führung
- 29
- Rolle
- 30
- Schnittstelle
- 31
- Dichtlippe
- 32
- Schnittstelle
- 33
- Einlauftopf
(3)
- 34
- Einlaufkanal
- 35
- Überschußströmung
- 36
- Nebenkanal
- 37
- Auslaßöffnung
- 38
- Mündung von 36
- 39
- Vorschaltrechen
- 40
- Eingang
von 34
- E
- Erdreich
- F
- Fluß