DE202007004170U1

DE202007004170U1 - Energiegewinnungs-Sperrwerk in strömenden Gewässern

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Publication number: DE202007004170U1
Application number: DE202007004170U
Authority: DE
Original assignee: LERCHE HANS GEORG
Current assignee: LERCHE HANS GEORG
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: DE102008014586A1

Abstract

Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. Wobei diese Vorrichtung aus mehren Teilen aufgebaut ist und in Form eines Fundamentplatte (1) Abgesenkt wird oder als Fest auf Grunde des Flüsse errichtet ist und zur Wartung und Pflege begehbar ist. Auf einer Grundplatte dadurch gekennzeichnet, dass sie fest im Grund des Flusses eingelassen ist

Description

Aufgabenstellung
Um die weitere globale Erwärmung zu verhindern bzw. zu vermindern, gilt es alle Energiequellen zu nutzen, die eine Energiegewinnung ohne das Entstehen von CO₂ ermöglichen.
Eine Energiequellen stellen die fließenden Gewässer und Gezeitenströmungen dar, auch strömende Medien wie Luft, in Form von Wind, sind Energiequellen die durch neue Kombinationen von bekannten Varianten genutzt werden sollte.
Bisher wird die Energie von fließenden Gewässer und Gezeiten dadurch genutzt, dass das Wasser durch Sperrwerke (z.B. Staudämme), aufgestaut wird und dann die so entstandene potentielle Energie in elektrische umgewandelt wird, indem das aufgestaute Wasser über Turbinen, Wasserräder oder andere Anlagen geleitet wird und diese in Rotation versetzt.
Die Errichtung von Sperrwerken zur Speicherung von Wassermassen ist nur an geographisch günstigen Punkten möglich, in der Regel in Gebirgen, die (tiefe) Täler aufweisen.
Gezeitenkraftwerke können nur am Ausgang von Buchten oder Fjorde gebaut werden. Wasserräder die ohne Sperrung des gesamten fließenden Gewässers betrieben werden (z.B. Wassermühlen) setzen eine ausreichende große Gefällestrecke voraus.
Der Eingriff in die Natur sollte auf ein geringes Maß reduziert werden.
Es gilt, die Energie von fließenden Gewässern in allen Landschaftsbildern, auch in der Ebene zu nutzen. Gleichzeitig sollen die Energiegewinnungsanlagen kein Hindernis für die Schifffahrt darstellen.
Die Aufgabenstellung, die Energiequellen der strömenden Flüsse auszunutzen und Elektroenergie zu gewinnen, möchten wir wie im weiteren Beschriebenen lösen.
Ausführung
In den Querschnitt eines fließenden Gewässers wird ein Energiegewinnungs-Sperrwerk abgesenkt. Das Energiegewinnungs-Sperrwerk besteht zum Beispiel aus einem Betonkörper. In dem Betonkörper sind Strömungsrohre eingelassen. In diese sind Flügelräder, Wellen und Positionshalterungen eingebaut. Flügelräder und Welle werden durch das strömende Wasser in Rotation versetzt.
Um eine höhere Auslastung der Strömungsenergie zu erzielen, können die Einfluss – oder Austrittöffnungen trichterförmig vergrößert werden.
Hintereinander angeordnete Flügelräder, Turbinen oder andere Rotationsanlagen oder eine Kombination der genannten Anlagen erhöht die Energieausnutzung. Auch können mehrere Energiegewinnungsrohre in einem Sperrwerk eingebaut. Für den Einbau von Energiegewinnungsrohren sind auch Brückenpfeiler geeignet, diese haben den Vorteil das die Energiegewinnungsanlagen begehbar ist.
Die Drehbewegung wird durch ein Übertragungssystem zum Dynamo übertragen.
Die Energiegewinnungs-Sperrwerke werden in abgesenkten Zustand durch ihr Eigengewicht, (ein Hohlkörper wird mit Wasser geflutet), Anker und der Fundamentplatte am Grund des Gewässers in ihrer Position gehalten. Bei Reparaturarbeiten wird der Hohlkörper durch einströmende Pressluft zum Schwimmen gebracht und durch Distanzstange und Seile auf Position gehalten, Betongrundkörper werden mit Kränen aus dem Fluss gehoben. Die Energiegewinnungs-Sperrwerke sind in ihrer Höhe so dimensioniert, dass sie im abgesenkten Zustand kein Hindernis für die Schifffahrt darstellen. Es gibt auch die Möglichkeit die Energiegewinnungs-Sperrwerke in der Größe so zu errichten, dass sie durch Schoten abgedichtet und für Wartungsarbeiten begehbar sind.
Detaildarstellungen der Energiegewinnungs-Sperrwerke
1 Grundkörper des Sperrwerkes, mit Grundplatte, Aufbauteil mit den eingebauten Schächte und Verankerungen des Energiegewinnungs-Sperrwerkes.
2 Schacht mit Flügelrad, der Welle, den Lagerschalen, Zahnrad mit Gliederkette und dem Gegengewicht.
3 zeigt die Übertragung der Drehbewegung vom Flügelrad zum Dynamo. Es ist eine Übertragungswelle und die Getriebe dargestellt.
Zeichnung Nr. 1 Querschnitt eines begehbaren Sperrwerkes, das durch die Schotten und Überdruck vor Volllaufen geschützt ist. Hier befindet sich der Dynamo im begehbaren Arbeitsraum.
Zeichnung Nr. 2 Sperrwerk im seitlichen Querschnitt

Nr. 1 Fundamentplatte

Die Fundamentplatte Nr. 1 wird im Flussbett eingelassen, um auf ihr alle Aufbauten des Sperrwerkes Nr. 2 aufzubauen.

Nr. 2 Aufbau des Sperrwerkes

Der Aufbau des Sperrwerkes Nr. 2 ist aus einem Betonkörper. Diese Betonkörper werden durch Kräne gehoben und abgesenkt. Schlitze für die Gliederkette Nr. 8 zur Kraftübertragung sind eingearbeitet. Die Ankerösen Nr. 15 dienen zum Positionieren der Energiegewinnungs-Sperrwerke.

Nr. 3 eingebaute Strömungsrohre für das Flügelrad

In den Betonkörpern des Sperrwerkes Nr. 2 sind die Strömungsrohre Nr. 3 eingelassen. Die Strömungsrohre Nr. 3 sind an der Seite des Wasseraustritts zylindrisch erweitert.

Nr. 4 Flügelrad

Das Flügelrad Nr. 4 wird in die Strömungsrohre Nr. 3 eingebaut und auf Rolllager montiert. Es können mehrer Flügelräder Nr. 4 hintereinander auf eine Welle Nr. 5 sich befinden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gewässers es erlaubt.

Nr. 5 Welle des Flügelrades

Die Welle Nr. 5 hält das Flügelrad Nr. 4 in den Lagern Nr. 6 und erlaubt die Rotation des Flügelrades

Nr. 6 Lagerschalen für die Welle

In den Lagerschalen Nr. 6 wird die Welle Nr. 5 in Position gehalten.

Nr. 7 Positionshalter der Lagerschalen

Die Positionshalter der Lagerschalen Nr. 7 hält die Konstruktion in der Mitte der Strömungsrohre Nr. 3.

Nr. 8 Zahnrad auf der Welle

Das Zahnrad Nr. 8 ist fest mit auf der Welle Nr. 5 verbunden und es läuft die Gliederkette Nr. 9 über die Zähne.

Nr. 9 Gliederkette zur Kraftübertragung

Die an der Welle Nr. 5 erzeugte Drehbewegung wird über eine Gliederkette Nr. 9 zum Getriebe Nr. 11 übertragen. Bei mehreren nebeneinander gelagerten Strömungsrohren Nr. 3 läuft die Gliederkette Nr. 9 über alle Wellen Nr. 5, um die gesamte Drehbewegung zum Getriebe Nr. 11 zu übertragen.

Nr. 10 Gegengewicht des Flügelrades

Das Gegengewicht Nr. 10 dient zum Ausbalancieren der Welle Nr. 5 des Flügelrades Nr. 4. Durch das Gegengewicht Nr. 10 wird ein gleichmäßiges Laufen in den Lagern Nr. 6 erreicht.

Nr. 11 Getriebe zum Umlenken der Kraftübertragung am Sperrwerk

Das Getriebe Nr. 11 lenkt die Drehbewegung des Flügelrades Nr. 4 auf eine Übertragungswelle Nr. 12, das Getriebe Nr. 11 befindet sich im Sperrwerk Nr. 2 und ist lösbar mit der Übertragungswelle Nr. 12 verbunden.

Nr. 11a Getriebe zum Umlenken der Drehbewegung der Übertragungswelle am Dynamo

Dieses Getriebe Nr. 11a lenkt die Drehbewegung der Übertragungswelle Nr. 12 auf die Ankerwelle des Dynamos Nr. 14. Für Reparaturen ist das Getriebe Nr. 11a trennbar mit der Übertragungswelle Nr. 12 verbunden.

Nr. 12 Übertragungswelle

Die Übertragungswelle Nr. 12 überbrückt den Abstand vom Getriebe Nr. 11 im Sperrwerk und dem Getriebe Nr. 11a am Dynamo. Die Übertragungswelle Nr. 12 ist auf Rollen gelagert.

Nr. 13 Schutzrohr der Übertragungswelle

Im Schutzrohr Nr. 13 verläuft die Übertragungs-welle. In der Wandung des Schutzrohres sind Lager befestigt. Durch Abdichten Nr. 15 befindet sich kein Wasser im Schutzrohr.

Nr. 14 Dynamo

Der Dynamo Nr. 14 erzeugt aus der Drehbewegung des Flügelrades Nr. 4 Elektroenergie.

Nr. 15 Verankerung

In der Verankerung Nr. 15 werden Seile Streben befestigt um eine bessere Positionierung des Sperrwerkes am Grunde des Flusses zu erreichen.

Nr. 16 Druckschleuse

Die Druckschleuse ermöglicht es den Arbeitsraum unter der Wasseroberfläche zu begehen, ohne ein Fluten des Arbeitsraumes zu verursachen.

Nr. 17 Begehbarer Arbeitsraum

Ist der Raum, in dem alle Maschinen und technischen Anlagen, die unter der Wasseroberfläche sich befinden eingebaut sind.

Nr. 18 Schotten

Die Schotten Nr. 18 schließen die Strömungsrohre Nr. 3 um bei Wartungsarbeiten das Eindringen von Wasser zu verhindern.

Zeichnung Nr. 1

In der Zeichnung wird ein begehbares Sperrwerk dargestellt. Durch Schotten Nr. 18 können die Strömungsrohre Nr. 3 verschlossen werden. Durch Pressluft wird das Wasser aus dem Arbeitsraum Nr. 17 gepresst. Druckschleusen Nr. 16 ermöglichen das Betreten des Arbeitsraumes Nr. 17 zur Wartung und Inspektion. Da der Arbeitsraum Nr. 17 ständig unter Überdruck sich befindet ist es möglich, dem Dynamo Nr. 14 direkt in den Arbeitsraum Nr. 17 zu Installieren.
Die Gliederkette Nr. 9 überträgt auch hier die Drehbewegung des Flügelrades Nr. 4 zum Dynamo Nr. 14.

Zeichnung Nr. 2

In dieser Zeichnung wird das begehbare Sperrwerk Nr. 2 in der Querlage gezeigt. Die Schotten Nr. 18 schließen die Strömungsrohre Nr. 3 und man kann trockenen Fußes im Arbeitsraum Nr. 17 seinen Tätigkeiten nachgehen.

Claims

Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. Wobei diese Vorrichtung aus mehren Teilen aufgebaut ist und in Form eines Fundamentplatte (1) Abgesenkt wird oder als Fest auf Grunde des Flüsse errichtet ist und zur Wartung und Pflege begehbar ist. Auf einer Grundplatte dadurch gekennzeichnet, dass sie fest im Grund des Flusses eingelassen ist
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 1, wobei der Aufbau des Sperrwerkes (2) beispielweise ein Betonkörper sein kann, der dadurch gekennzeichnet ist, dass Strömungsrohre (3) eingearbeitet sind.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfluss- oder Ausflussöffnungen der Strömungsrohre (3) zylindrisch erweitert ist.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungsrohren Positionhalter (7) für Lagerschalen (6) eingelassen sind.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagerschalen (6) eine Welle (5) in Rotation gehalten werden kann.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (5) ein oder mehrere Flügelräder (4) befestigt sind.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (5) ein Zahnrad (8) fest aufgearbeitet ist.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (5) ein Gegengewicht (10) aufgearbeitet ist, um eine ausbalancierte Drehbewegung der Welle (5) zu erreichen.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4, 5, 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass über das Zahnrad (8) eine Gliederkette (9) läuft, um die Drehbewegungen der Welle (5) an ein Getriebe (11) zu übertrage.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4, 5, 7 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe (11) die Drehbewegung der Welle (5) in eine andere Richtung überträgt.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 2, 4, 5, 7, 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Umgelenkte Drehbewegung über eine Übertragungswelle (12) auf die Ankerwelle eines Dynamos (14) überträgt.
Energiegewinnungs-Sperrwerk, dass beispielsweise in Strömende Flüsse abgesenkt wird. nach Anspruch 10 und 11 dadurch gekennzeichnet, dass ein Dynamo (14) aus der übertragenen Drehbewegung Elektroenergie erzeugt.