DE19919671A1 - Transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft - Google Patents
Transportable Vorrichtung zur Nutzung der WasserkraftInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft mit einem Basiselement (12), mit einer auf dem Basiselement (12) angebrachten Wasserkraftmaschine (16, 40) und mit einem auf dem Basiselement (12) angebrachten Ballastelement (14). Eine Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft zu schaffen, die universell einsetzbar ist und über eine erhöhte Standfestigkeit verfügt, wird dadurch erreicht, dass das Ballastelement (14) oberhalb einer Wasserlinie angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine transportable Vorrichtung zur
Nutzung der Wasserkraft mit einem Basiselement, mit einer auf dem
Basiselement angebrachten Wasserkraftmaschine, und mit einem auf dem
Basiselement angebrachten Ballastelement.
Aus dem DE-G-86 18 840 ist ein Ständer für transportable Wasserräder
bekannt, der einen kastenförmigen Ständerfuß und zwei am Rand des
Ständerfusses angebrachte, nach oben ragende Längstraversen aufweist.
Am oberen Ende der Längstraversen wird dann die Achse des Wasserrades
befestigt. Der kastenförmige Ständerfuß ist dabei mit einer Folie aus
gekleidet, um gleichzeitig als Wasserbehälter und Wasserauffangbecken zu
dienen. Der aus dem DE-G-86 18 840 bekannte transportable Ständer für
Wasserräder ist mit seinem unterhalb des Wasserrades angebrachten
Wasserbehälter zwar transportabel und ohne wasserbauliche Verankerung
im Flußbett oder nahe eines Wehrs aufstellbar, jedoch ist dieser Ständer
nicht in allen Situationen standfest. Darüberhinaus führt ein erhöhter
Wasserstand, beispielsweise nach einer Schneeschmelze, beim unter
schlächtigen Betrieb dazu, daß das fließende Wasser nicht nur an den
Schaufeln, sondern teilweise direkt an dem Wasserrad angreift, und so dass
aufgrund der Hebelwirkung das Wasserrad samt Ständer umzukippen droht.
Beim oberschlächtigem Betrieb kann ein nicht präzise auf die Schaufel
auftreffender Wasserstrahl den Ständer ebenfalls umkippen.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde
eine Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft zu schaffen, die universell
einsetzbar ist und über eine erhöhte Standfestigkeit verfügt.
Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass der
unterhalb der Wasserlinie angeordnete Wasserbehälter (einschließlich seiner
Füllung) nur eine sehr geringe Anpresskraft ausübt, da Aufgrund des
Auftriebs ein Teil der Gewichtskraft verlorengeht.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla
gen die eingangs genannte Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass
das Ballastelement oberhalb einer Wasserlinie angeordnet ist.
Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung hat den
Vorteil, dass hierdurch der auftriebsbedingte Gewichtsverlust sowohl des
Ballastelementes, als auch dessen Inhalts entfällt und dass die volle
Gewichtskraft genutzt werden kann. Ein weiteren Vorteil besteht darin,
dass hiermit auch das ausreichend und kostengünstig zur Verfügung
stehende Wasser als Ballastmaterial genutzt werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Ballastelement in Strömungs
richtung vor und/oder hinter der Wasserkraftmaschine angeordnet.
Dies hat den Vorteil, dass hierdurch das Ballastelement sehr viel größer
dimensioniert werden kann, um somit die Standfestigkeit der Vorrichtung
beliebig zu erhöhen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß hierdurch die Wasserkraftmaschine
stets im Strömungsschatten des Ballastelementes angeordnet ist, so daß
eine ungestörte Umwandlung der Wasserenergie in elektrische Energie
gewährleistet ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch dieses vor dem Balllastelement
angeordnete Element weitere Haltestreben anbringbar sind, die die Stabilität
und die Standfestigkeit der Wasserkraftmaschine weiter erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ballastelement derart
angeordnet und ausgebildet, daß unter dem Ballastelement Wasser
hindurchfließen kann. Dies hat den Vorteil, daß die Vorrichtung zur
Nutzung der Wasserkraft hierdurch in einfacher Form wahlweise ober- oder
unterschlächtig eingesetzt werden kann.
In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform ist die Wasserkraft
maschine höhenverstellbar am Basiselement und/oder am Ballastelement
angebracht. Dies hat den Vorteil, daß die Wasserkraftmaschine hierdurch
den jeweiligen Wasserständen angepaßt werden kann, so daß die Wasser
kraftmaschine stets lediglich mit ihren Schaufeln in das fließende Wasser
hineinragt, um so die Wasserkraft wirkungsvoll ausnutzen zu können.
In einer bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich das Ballastelement über
die gesamte Breite der Wasserkraftmaschine, um der Wasserkraftmaschine
eine bestmögliche Strömungsabdeckung zu bieten.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Ballastelement als
Wassertrog ausgebildet und die Wasserkraftmaschine wird oberschlächtig
betrieben, d.h. das aus dem Ballastelement ausfließende Wasser fließt von
oben auf die Wasserkraftmaschine.
Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Vorrichtung hat den
Vorteil, daß das beispielsweise über ein Wehr fließende Wasser zunächst in
den Wassertrog gelenkt wird, um von dort kontrolliert und gezielt auf die
Wasserkraftmaschine zu fließen. Hierdurch wird eine optimale Anströmung
der Wasserkraftmaschine und somit eine günstige Ausnutzung der Wasser
kraft erreicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch ein derart ausgebildetes, mit
Wasser oder Gewichten gefülltes Ballastelement genügend Gewicht auf die
Vorrichtung wirkt, um eine hohe Standfestigkeit zu gewährleisten.
Außerdem greift das fließende Wasser nicht unkontrolliert und in statisch
ungünstiger Weise an der Wasserkraftmaschine an, sondern gelangt zur
Unterstützung der Statik zunächst in den Wassertrog, um dann kontrolliert
auf das Wasserrad gelenkt zu werden. Es versteht sich, daß im Wassertrog
zusätzlich auch andere Gewichte, wie beispielsweise schwere Steine oder
dergleichen vorhanden sein können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispeilsweise unmittelbar hinter
einem Wehr oder dergleichen stehend oberschlächtig betrieben werden, um
sowohl die potentielle als auch die kinetische Energie des Wassers
auszunutzen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die obengenannte Vorrichtung
eine Überleitschürze auf, die einerseits auf einem Wehr und andererseits auf
dem Ballastelement aufliegt, um das über das Wehr fließende Wasser
gezielt in das Ballastelement zu leiten. Dabei wird die Überleitschürze
lediglich lose auf das Wehr aufgelegt, um bauliche Veränderungen oder gar
Beschädigungen des Wehrs zu vermeiden. Dies hat den Vorteil, daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung hierdurch problemlos an bestehenden
Wehren eingesetzt werden kann, ohne dessen Festigkeit zu beeinträchtigen.
In vorteilhaften Weiterbildungen weist die Überleitschürze eine Wechsel
klappe und eine Umlenkklappe auf. Dabei leitet die Wechselklappe das über
das Wehr tretende Wasser entweder zur Ausnutzung der Wasserkraft in
das Ballastelement oder ungenutzt am Ballastelement vorbei und unter der
Wasserkraftmaschine hindurch, während die Umlenkklappe das über das
Wehr tretende Wasser entweder in das Ballastelement hinein oder an dem
Ballastelement vorbei in das Ballastelemenet einer benachbart angeordneten
Vorrichtung lenkt.
Um eine bauliche Veränderung oder Beschädigung des Wehrs zu vermeiden,
wird die Überleitschürze auf der Wasserseite des Wehrs durch ein am
Boden aufliegendes Gegengewicht in Position gehalten, welches über Seile,
Ketten oder Stangen mit der Überleitschürze verbunden ist. Dabei ist es
vorteilhaft, die Länge der Seile, Ketten oder Stangen so zu wählen, dass das
Gegengewicht auf dem Wehr und nicht auf dem Grund des Gewässers zum
Liegen kommt.
Um Beschädigungen der Vorrichtung, insbesondere der Wasserkraft
maschine, durch mitgerissenes Treibgut zu vermeiden, wird oberhalb des
Ballastelementes und der Wasserkraftmaschine ein Rechen angeordnet, der
dieses Treibgut über die Vorrichtung hinweg leitet, das Wasser zur
Ausnutzung der Energie jedoch hindurchläßt.
Beim Abfließen des Wassers aus der Wasserkraftmaschine entstehen häufig
Wirbel oder andere Turbulenzen, die zu partiellen Ausspülungen des
Untergrundes führen können. Diese Ausspülungen können im Extremfall
die Standfestigkeit der gesamten Vorrichtung gefährden. Um dies zu
verhindern wird abflußseitig eine Abweisschürze angebracht.
Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der
beigefügten Zeichnung und den nachfolgend beschriebenen Ausführungs
formen. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter
ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen
Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten
Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen,
sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer hinter einem Wehr aufgebauten
Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft;
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Wehr mit drei dahinter aufgebauten
Vorrichtungen gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht der in einem fliessenden Gewässer
aufgebauten Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer hinter einem Wehr aufgebauten zweiten
Auführungsform der Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Wehr mit der dahinter aufgebauten
Vorrichtungen gemäß Fig. 4.
In den Fig. 1 und 3 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft dargestellt, wobei diese
Vorrichtung in Fig. 1 hinter einem Wehr aufgestellt ist und oberschlächtig
betrieben wird, während diese Vorrichtung gemäß Fig. 3 in einem
fließenden Gewässer aufgestellt ist und unterschlächtig betrieben wird.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, können mehrer dieser Vorrichtungen gemäß
der Breite des Wehres 10 nebeneinander angeordnet werden, um die
gesamte Flußbreite auszunutzen. Analoges gilt für fließende Gewässer.
Die Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft umfasst ein Basiselement 12,
auf dem ein Ballastelement 14 und eine als Wasserrad 16 ausgebildete
Wasserkraftmaschine angeordnet sind. Das Wasserrad 16 ist über eine
höhenverstellbare Halterung 18 am Basiselement 12 abgestützt und über
einen schwenkbar gelagerten, am Ballastelement 14 befestigten Haltebügel
20 rotierbar gehalten.
Das Ballastelement 14 ist derart auf dem Ballastelement 12 angebracht,
bzw. das Basiselement 12 ist derart ausgebildet, daß unter dem
Ballastelement 14 Wasser hindurchfließen kann. Beim unterschlächtigen
Betrieb der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird das Wasserrad 16 in diesem
Falle soweit gesenkt, daß die Schaufeln 22 des Wasserrades 16 in das
unter dem Ballastelement 14 her fließende Wasser eingreifen, um die
kinetische Energie des Wassers zu nutzen.
Beim oberschlächtigen Betrieb der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2
wird das Wasserrad 16 unmittelbar hinter dem Wehr 10 aufgestellt. In
diesem Falle wird auf das Wehr eine Überleitschürze 24 aufgelegt, die bis
zum Ballastelement 14 reicht und auf diesem ebenfalls aufliegt. Zur
Vermeidung von Beschädigungen und baulichen Veränderungen des Wehrs
10 wird die Überleitschürze 24 auf der anderen Seite des Wehres 10 mit
einem Gegengewicht 26 in Position gehalten, welches auf der Schräge des
Wehres 10 aufliegt und über Seile mit der Überleitschürze verbunden ist.
Unmittellbar am Kamm des Wehres 10 weist die Überleitschürze 24 eine
Umlenkklappe 28 und eine Wechselklappe 30 auf. Diese Umlenkklappe 28
bewirkt im aufgestellten Zustand, daß das über das Wehr 10 fließende
Wasser in eine benachbarte Vorrichtung umgelenkt wird. Die Wechselklappe
30 bewirkt im aufgeklappten Zustand, daß das über das Wehr 10 fließende
Wasser nicht in das trogartige Ballastelement 14 fließt, sondern an der
Vorrichtung vorbeigelenkt wird ohne die Wasserkraft energetisch zu nutzen.
Wasserabflussseitig ist am Ballastelement 14 ein Leitblech 34 angeordnet,
welches das austretende Wasser gezielt und präzise auf das Wasserrad 16
lenkt, um eine hohe Energieausbeute zu erzielen.
Unterhalb der Wasserkraftmaschine 16 ist eine Abweisschürze 46
angebracht, die das abtropfende Wasser kontrolliert in das Flussbett
zurückleitet.
Über der gesamten Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft ist ein über
dem Ballastelement 14 und der Wasserkraftmaschine 16, 40 ein Rechen 36
angeordnet, durch den das im Wasser befindliche Treibgut an der
Vorrichtung vorbei gelenkt werden soll.
Zur zusätzlichen Stabilisierung der Vorrichtung sind im Ballastelement 14
Steine 32 eingefüllt. Die gesamte Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft
kann ohne zusätzliche Verankerung im Boden oder am Wehr betrieben
werden. Dies hat den Vorteil, daß die Vorrichtung jeder Zeit wieder
entfernt werden kann, ohne Spuren zu hinterlassen.
Es versteht sich, daß an das Wasserrad 16 in an sich bekannter Weise
Generatoren zur Umwandlung der Wasserkraft in elektrischen Strom
angeschlossen werden können.
Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte zweite Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft ist ähnlich wie die erste, in den
Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform, aufgebaut, außer daß die
Wasserkraftmaschine hier als Wasserturbine 40 ausgebildet ist. Auch in
diesem Falle wird das aus dem Ballastelement 42 kommende Wasser durch
ein Leitblech 44 von oben auf die Wasserturbine 40 gelenkt, um die
potentielle Energie des Wassers auszunutzen.
10
Wehr
12
Basiselement
14
Ballastelement
16
Wasserrad
18
Halterung
20
Haltebügel
22
Schaufel
24
Überleitschürze
26
Gegengewicht
28
Umlenkklappe
30
Wechselklappe
32
Stein
34
Leitschürze
36
Rechen
40
Wasserturbine
42
Ballastelement
44
Leitblech
46
Abweisschürze
Claims (12)
1. Transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft mit einem
Basiselement (12), mit einer auf dem Basiselement (12) angebrachten
Wasserkraftmaschine (16, 40), und mit einem auf dem Basiselement
(12) angebrachten Ballastelement (14),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ballastelement (14) oberhalb einer Wasserlinie angeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ballastelement (14) oberhalb einer Wasserlinie angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ballastelement (14) in Strömungsrichtung vor und/ oder
hinter der Wasserkraftmaschine (16, 40) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ballastelement (14) derart angeordnet und ausgebildet ist,
dass unter dem Ballastelement (14) Wasser hindurchfliessen kann.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wasserkraftmaschine (16, 40) höhenverstellbar am
Basiselement (12) und/oder am Ballastelement (14) angebracht ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Ballastelement (14) über die gesamte Breite der
Wasserkraftmaschine (16, 40) erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ballastelement (14) als Wassertrog ausgebildet ist, wobei das
aus dem Ballastelement (14) ausfliessende Wasser von oben auf die
Wasserkraftmaschine (16, 40) fließt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine einerseits auf einem Wehr (10) und andererseits auf dem
Ballastelement (14) aufliegende Überleitschürze (24).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überleitschürze (24) eine Wechselklappe (30) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Überleitschürze (24) eine Umlenkklappe (28) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet
dass die Überleitschürze (24) durch ein Gegengewicht (26) in Position
gehalten wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
gekennzeichnet durch
einen oberhalb des Ballastelementes (14) und der
Wasserkraftmaschine (16, 40) angeordneten Rechen (36).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
gekennzeichnet durch
eine unterhalb der Wasserkraftmaschine (16, 40) angeordnete
Abweisschürze (46).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19919671A DE19919671A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19919671A DE19919671A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19919671A1 true DE19919671A1 (de) | 2000-11-09 |
Family
ID=7906397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19919671A Ceased DE19919671A1 (de) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Transportable Vorrichtung zur Nutzung der Wasserkraft |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19919671A1 (de) |
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Legal Events
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