DE202008005188U1

DE202008005188U1 - Autonomous, independent of external energy sources hydroelectric power plant

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Publication number: DE202008005188U1
Application number: DE202008005188U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: DE102008052605A1

Abstract

Vorrichtung zur Leitung einer Flüssigkeit von einem Reservoir (1, 1') zu mehreren, strömungstechnisch hintereinander geschalteten Turbinen (10, 10'), vorzugsweise an Hand des Prinzips verbundener Gefäße, wobei jede Turbine (10, 10') im unteren Bereich eines Fallrohres (Turbinenfallrohr 9, 9') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge mehrerer Turbinenfallrohre (9, 9') gleich groß ist.Device for conducting a fluid from a reservoir (1, 1 ') to a plurality of turbines (10, 10') connected in series, preferably connected to the principle of connected vessels, each turbine (10, 10 ') in the lower region of a downpipe (Turbine downpipe 9, 9 ') is arranged, characterized in that the length of several turbine downpipes (9, 9') is the same size.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Leitung einer Flüssigkeit von einem Reservoir zu mehreren Turbinen, wobei jede Turbine im bzw. am unteren Bereich eines Fallrohres (Turbinenfallrohr) angeordnet ist.The The invention is directed to a device for conducting a liquid from one reservoir to several turbines, each turbine being in or arranged at the bottom of a downpipe (turbine downpipe) is.

Die Verwendung mehrerer Turbinen hat verschiedene Vorteile: Beim Ausfall einer Turbine können die anderen nach wie vor Energie umsetzen, so dass bspw. eine Stromerzeugung nicht unterbrochen werden muß. Andererseits können mehrere Turbinen auch räumlich voneinander getrennt und daher den Verhältnissen vor Ort besser angepaßt werden. Werden Turbinen strömungstechnisch in Reihe geschalten, kann für jede Turbine ein eigenes Fallrohr vorgesehen sein, um die mechanische Energie in Form des erforderlichen Wasserdrucks bereitzustellen. Allerdings ist die Länge dieser Fallrohre üblicherweise mehr von den örtlichen Gegebenheiten abhängig als von anderen Faktoren. Sie sind daher üblicherweise unterschiedlich lang, mit der Folge, dass die verschiedenen Turbinen unterschiedlich stark angetrieben werden; sie müssen daher auf unterschiedliche Nennleistungen ausgelegt werden. Daher muß jeder Turbinensatz einschließlich Generator und Regelung einzeln dimensioniert werden, was einen nicht unerheblichen Zusatzaufwand bedingt und außerdem ökonomisch keinerlei Vorteile bringt.The Using multiple turbines has several advantages: In case of failure a turbine can the others still implement energy, so that, for example, a power generation does not have to be interrupted. On the other hand several turbines also spatially separated and therefore better adapted to the local conditions. Are turbines fluidically connected in series, can for Each turbine should be provided with its own downpipe to the mechanical Provide energy in the form of the required water pressure. However, the length is these downpipes usually more from the local Conditions dependent as of other factors. They are therefore usually different long, with the result that the different turbines different strongly powered; You need to therefore be designed for different power ratings. Therefore every turbine set has to including Generator and control are individually dimensioned, which is not one insignificant additional expense and also economically no advantages brings.

Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass die Länge mehrerer Turbinenfallrohre gleich groß ist.The solution This problem succeeds in that the length of several turbine downpipes equal is great.

Damit wird im Normalbetrieb für alle Turbinen etwa die gleiche Energiemenge zur Verfügung gestellt, und diese können allesamt für die selbe Nennleistung ausgelegt werden. Damit können für alle Turbinensätze einschließlich Generatoren und Regelung völlig identische Komponenten verwendet werden, was den Konstruktionsaufwand reduziert. Außerdem sind oftmals mit der mehrfachen Anschaffung identischer Komponenten wirtschaftliche Vorteile verknüpft, bspw. in Form von Rabatten, Reduzierung der Transport- und Installationskosten, etc. Mit dem Terminus „gleich groß” sollen jedenfalls alle Fälle umfaßt werden, wobei die Längen wenigstens zweier Turbinenfallrohre sich um weniger als 1,5% – bezogen auf die Länge des ggf. kürzeren Rohrs als 100% – unterscheiden, vorzugsweise um weniger als 1%, insbesondere um weniger als 0,5%, im Idealfall um 0%. Derartige Abweichungen entstehen allenfalls durch minimale Abweichungen bei der Bauausführung, liefern jedoch keinerlei Gefälle.In order to is in normal operation for all turbines about the same amount of energy provided and these can all for be designed the same nominal power. This allows for all turbine sets including generators and regulation completely identical components are used, reducing the design effort reduced. Furthermore are often the multiple purchase of identical components economic benefits linked eg in the form of discounts, reduction of transport and installation costs, etc. With the term "equal should be big in any case, all cases comprises be, taking the lengths at least two turbine downpipes by less than 1.5% - related on the length possibly shorter Pipe as 100% - different, preferably less than 1%, in particular less than 0.5%, ideally around 0%. Such deviations arise at most by minimal deviations in the construction, but provide no Gradient.

Es hat sich als günstig erwiesen, dass ein Turbinenfallrohr mit einem oberen Zuleitungsbogen verbunden ist sowie mit einem unteren Ableitungsbogen. Damit wird das gesamte, zur Verfügung stehende Gefälle zwischen diesen beiden Bögen als weitestgehend gerade gestrecktes Fallrohr verwendet.It has been considered favorable proved that a turbine downpipe connected to an upper supply arc is as well as with a lower derivation arc. This will make the whole, to disposal standing slope between these two bows used as a largely straight downpipe.

Indem zwischen dem Ableitungsbogen eines Turbinenfallrohrs und dem Zuleitungsbogen des in Strömungsrichtung nächsten Turbinenfallrohrs ein gerade gestreckter Rohrabschnitt (Verbindungsrohr) vorgesehen ist, der diese beiden Bögen miteinander verbindet, ergeben sich miteinander verbundene Gefäße, in denen sich ein gemeinsamer Wasserstand einstellt, da eine Überströmungsmöglichkeit besteht.By doing between the discharge bend of a turbine downpipe and the supply elbow in the flow direction next Turbine downpipe straight straight pipe section (connecting pipe) provided is who those two bows connects together, resulting in interconnected vessels in which there is a common water level, because a Überströmungsmöglichkeit consists.

Dabei darf ein Verbindungsrohr durchaus als Steigrohr ausgebildet sein, dessen Ausströmöffnung sich auf einem höheren Niveau befindet als seine Einströmöffnung. Denn der von dem Ausfluß eines strömungstechnisch vorgeschalteten Fallrohres gelieferte Wasserdruck ist in der Lage, das Wasser in einem solchen Steigrohr nach oben zu treiben, ohne dass es dafür einer Hilfsenergie bedürfte.there a connection pipe may well be formed as a riser, the outflow opening itself at a higher level Level is as its inflow opening. Because of the outflow of a fluidic water pressure supplied upstream of downpipe is capable of to drive the water in such a riser up without it for it an auxiliary energy would need.

Sofern ein solches Steigrohr, vertikal ausgerichtet ist, befindet sich seine Ausströmöffnung vertikal oberhalb von dessen Einströmöffnung.Provided such a riser, vertically aligned, is located its outflow opening vertically above its inflow opening.

Wenn – wie die Erfindung weiterhin vorsieht – der Abstand mehrerer Turbinen vom oberen Ende des betreffenden Turbinenfallrohrs jeweils gleich groß ist, so lassen sich die Turbinen für gleiche Nennleistungen auslegen.If - like that Invention also provides - the Distance of several turbines from the upper end of the relevant turbine downpipe each is the same size, This is how the turbines can be used for design the same rated power.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Turbinenfallrohr der ersten, d. h. stromaufwärtigsten Turbine, länger ist als die Länge des nächstfolgenden Turbinenfallrohrs zuzüglich des Außenradius des dazwischen angeordneten Zuleitungsbogens. Dadurch wird an dem ersten, unteren Strömungsbogen stets der zulaufseitige, statische Wasserdruck den ablaufseitigen, statischen Wasserdruck überwiegen, so dass für eine konstante Strömungsrichtung vom Zulauf des ersten Turbinenfallrohrs bis zum Ablauf des letzten Turbinenfallrohrs gesorgt ist.It is within the scope of the invention that the turbine downpipe of the first, d. H. upstream turbine, longer is as the length of the next turbine downpipe plus of the outer radius the intermediate arranged Zuleitungsbogens. This will be on the first, lower flow arc always the inlet side, static water pressure the drain side, outweigh static water pressure, so for a constant flow direction from the inlet of the first turbine downpipe to the end of the last one Turbine downpipe is ensured.

Konstruktionstechnische Vorteile lassen sich erzielen, wenn die Rohre, insbesondere die Turbinenfallrohre, in einer gemeinsamen, vertikalen Fläche, vorzugsweise Ebene, angeordnet sind. Dann können die Drehachsen der daran angekoppelten Turbinen allesamt etwa lotrecht zu dieser Ebene ausgerichtet sein, so dass diese auch auf engem Raum vorzugsweise parallel zueinander angeordnet werden können.Ventilation construction Advantages can be achieved if the pipes, in particular the Turbine downpipes, in a common, vertical surface, preferably Level, are arranged. Then can the axes of rotation of the connected turbines are all approximately perpendicular be aligned to this level, so that they also on narrow Space preferably can be arranged parallel to each other.

Die Erfindung empfiehlt, den Turbinenfallrohren einen in dem (gesamten) Bereich oberhalb der betreffenden Turbine von oben nach unten abnehmenden Querschnitt zu erteilen. Demzufolge nimmt die Strömungsgeschwindigkeit von oben nach unten zu, und am Ort der Turbinen ergibt sich eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, welche in der Lage ist, die Turbinen mit einer großen Drehzahl anzutreiben.The invention recommends giving the turbine downpipes a cross-section which decreases from top to bottom in the (entire) region above the relevant turbine. As a result, the flow rate increases from top to bottom, and at the location of the turbines results in a high flow rate, which is able to to power the turbines at a high speed.

Die Rohre können einen runden, elliptischen oder etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen.The Pipes can have a round, elliptical or approximately rectangular cross-section.

Ein etwa rechteckiger Querschnitt läßt sich dadurch realisieren, dass die Rohre durch zwei gemeinsame Platten begrenzt werden, welche einen Abstand aufweisen.One approximately rectangular cross-section can be characterized Realize that the tubes are bounded by two common plates be, which have a distance.

Bei dieser Anordnung kann der Querschnitt bspw. dadurch verändert werden, dass die Platten nach oben voneinander divergieren, so dass also ihr Abstand am oberseitigen Zulauf größer ist als am unteren Ablauf. Um den Rohrverlauf zwischen den beiden Platten vorzugeben, sind diese ferner durch zwei mäanderförmig gebogene Flächen begrenzt, welche bspw. stumpf zwischen die beiden Platten eingefügt und fluiddicht mit denselben verbunden, bspw. verklebt oder verschweißt, sind.at In this arrangement, the cross section can be changed, for example, by that the plates diverge upwards from each other, so so that their distance at the top inlet is greater than at the bottom drain. To specify the pipe run between the two plates are this further by two meandering curved surfaces limited, which, for example, blunt inserted between the two plates and fluid-tight connected to the same, for example, glued or welded, are.

Bei Rohren mit kreisrundem Querschnitt kann ein variierender Querschnitt der Fallrohre bspw. dadurch erreicht werden, dass diese einem konischen Verlauf folgen und sich von oben nach unten verjüngen. Die Steigrohre sollten dann eine vergleichbare Geometrie aufweisen, d. h., sich von unten nach oben konisch erweitern. Die oberen Rohrbögen haben dann einen größeren Querschnitt als die unteren.at Tubes with a circular cross section may have a varying cross section the downpipes, for example, be achieved in that they are a conical Follow course and rejuvenate from top to bottom. The risers should then have a comparable geometry, i. h., from below expand conically upwards. The upper bends then have a larger cross-section as the bottom ones.

Bei der Erfindung sollte sich das Wasserreservoir, woraus die Turbinen gespeist werden, auf einem höheren Niveau befinden als dieselben, so dass ein natürlicher Höhenunterschied die Wasserströmung antreiben kann, sofern dieselbe einmal in Gang gesetzt ist.at The invention should be the water reservoir, from which the turbines be fed at a higher level Levels are the same, so a natural difference in height will drive the water flow can, if started once.

Dieser Effekt ist um so deutlicher ausgeprägt, je höher sich das Wasserreservoir befindet. Deshalb sollte das Wasserreservoir auf einem höheren Niveau liegen als die Mitte aller Turbinenfallrohre.This Effect is all the more pronounced, the higher the water reservoir located. Therefore, the water reservoir should be at a higher level lie as the center of all turbine downpipes.

Sofern der Zulauf des ersten Turbinenfallrohrs höher liegt als das Wasserreservoir, dient eine Pumpe zum Anheben der Flüssigkeit von dem Reservoir bis oberhalb des oberseitigen Zulaufs des ersten Turbinenfallrohrs. Indem diese Pumpe als Tauchpumpe ausgebildet ist, kann ein plötzlicher Trockenlauf wie beim Abreißen einer angesaugten Wassersäule sicher vermieden werden.Provided the inlet of the first turbine downpipe is higher than the water reservoir, A pump serves to lift the liquid from the reservoir to above the top inlet of the first turbine downpipe. By this pump is designed as a submersible pump, a sudden Dry running as in tearing off a sucked water column safely avoided.

Es kann eine Rücklaufleitung vorhanden sein, insbesondere vom Ausfluß des letzten Turbinenfallrohrs, oder von einem dort angeordneten Sammelbehälter, so dass die Anlage bspw. auch zur Energiespeicherung verwendet werden kann. Solchenfalls sollte sich die Speisepumpe komplett unterhalb einer ggf. vorhandenen Rücklaufleitung befinden, so dass die Anlage bereits mit einer geringen, zurückfließenden Wassermenge wieder betreibbar ist.It can be a return line be present, in particular from the outflow of the last turbine downpipe, or from a collecting container arranged there, so that the system eg. can also be used for energy storage. such Falls should the feed pump completely below any existing Return line so that the plant already with a small, back-flowing amount of water is operable again.

Die Speisepumpe durch einen Bypass überbrückbar sein, bspw. durch Öffnen eines Ventils, Schiebers oder einer Klappe, um die Anlage – sofern die Wasserströmung in Gang gekommen ist und sodann selbsttätig in Bewegung bleibt – nicht zu behindern.The Feed pump can be bridged by a bypass, eg by opening a valve, gate valve or flap to the plant - if the water flow has started and then automatically keeps moving - not to hinder.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass zwischen zwei benachbarten Turbinenfallrohren eine Absperrmöglichkeit vorgesehen ist, bspw. in Form eines Ventils, Schiebers oder einer Klappe. Damit kann eine Entlüftung durch oberseitige Luftauslaßventile an den oberen Bögen vorgenommen werden, ohne dass dabei die Wassersäule zu den stromabwärtigen Wassermassen abreißt und dadurch evtl. die kontinuierliche Strömung unterbrochen werden könnte.Finally corresponds It is the teaching of the invention that between two adjacent turbine downpipes a shut-off option is provided, for example. In the form of a valve, slide or flap. This can be a vent through top air outlet valves on the upper arches be made without causing the water column to the downstream masses of water tearing off and thereby possibly the continuous flow could be interrupted.

Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:Further Features, characteristics, benefits and effects on the basis of Invention will be apparent from the following description of some preferred embodiments the invention and with reference to the drawing. Hereby shows:

1 einen schematischen, jedoch in den (Höhen-)Abmessungen maßstäblichen Verrohrungsplan für eine Wasserkraftanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; sowie 1 a schematic, but scaled in the (height) dimensions piping plan for a hydropower plant according to a first embodiment of the invention; such as

2 eine andere Wasserkraftanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen, ebenfalls maßstabsgetreuen Ansicht. 2 another hydropower plant according to another embodiment of the invention in a perspective, also true to scale view.

Bei der Anlage nach 1 wird aus einem Wasserreservoir 1 ein Rohrsystem 2 gespeist.At the plant after 1 gets out of a water reservoir 1 a pipe system 2 fed.

Dazu fördert eine Tauchpumpe 3 innerhalb des Wasserreservoirs 1 – vorzugsweise in Nähe von dessen Boden 4 installiert – in ein Steigrohr 5.To promote a submersible pump 3 inside the water reservoir 1 - preferably near its bottom 4 installed - in a riser 5 ,

Am oberen Ende des Steigrohrs 5 schließt sich ein Bogen 6 an, welcher einer Biegung um einen Zentrumswinkel α von vorzugsweise 90° oder mehr folgt, insbesondere um etwa 100°, so dass das stromabwärts sich anschließende Rohr 7 leicht nach abwärts geneigt verläuft. An dessen Ende schließt sich wiederum ein Bogen 8 an, der um einen Zentrumswinkel β nach unten umgebogen ist, wobei gilt: α + β = 180°.At the upper end of the riser 5 closes a bow 6 which follows a bend about a center angle α of preferably 90 ° or more, in particular about 100 °, so that the downstream adjoining tube 7 slightly inclined downwards. At its end, in turn, closes a bow 8th which is bent down by a center angle β, where: α + β = 180 °.

Dadurch erstreckt sich das an den zweiten Bogen anschließende Rohr 9a vertikal nach unten. Darin fällt das geförderte Wasser vertikal nach unten bis zu einer Turbine 10 im Bereich des unteren Endes des Rohrs 9a, welches im folgenden als erstes Turbinenfallrohr 9a bezeichnet werden soll. Es hat eine Länge l_f,1.As a result, the tube adjoining the second arc extends 9a vertically down. In it, the pumped water falls vertically down to a turbine 10 in the area of the lower end of the pipe 9a , which in the following as the first turbine downpipe 9a should be designated. It has a Length l _{f, 1} .

Am seinem unteren Ende mündet das Turbinenfallrohr 9 in einen 180°-Bogen 11a. Dessen stromabwärtiges Ende ist verbunden mit einem ersten, vertikal nach oben ragenden Steigrohr 12a mit der Länge l_s,1 Darauf folgt an seinem oberen Ende ein oberer 180°-Bogen 13a.At its lower end opens the turbine downpipe 9 in a 180 ° bend 11a , Its downstream end is connected to a first, vertically upstanding riser 12a with length l _{s, 1} followed by an upper 180 ° bend at its upper end 13a ,

An diese erste Stromerzeugungseinheit 14a schließen sich mehrere im Wesentlichen gleiche Stromerzeugungseinheiten 14μ an, μ = a, b, c, ..., wobei jede Stromerzeugungseinheit 14μ jeweils ein Turbinenfallrohr 9μ der Länge l_f,μ samt Turbine 10μ, unterem 180°-Bogen 11μ, ein Steigrohr 12μ der Länge sowie einen oberem Bogen 13μ umfaßt. Dabei gilt stets: l_f,μ+1 = l_s,μ einerseits und für μ = b, c, d, ...: l_s,μ = l_f,μ andererseits.To this first power generation unit 14a close several substantially identical power generation units 14μ an, μ = a, b, c, ..., where each power generation unit 14μ one turbine downpipe each 9μ of length l _{f, μ} including turbine 10μ , lower 180 ° bend 11μ a riser 12μ the length as well as an upper arch 13μ includes. In this case, the following always holds: 1 _{f, μ + 1} = 1 _{s, μ} on the one hand and for μ = b, c, d, ...: 1 _{s, μ} = 1 _{f, μ} on the other hand.

Dadurch liegen einerseits sämtliche obere 180°-Bögen 13μ auf dem selben Niveau, und sämtliche untere 180°-Bögen 11μ liegen ebenfalls auf einem gemeinsamen Niveau. Aus diesem Grund läßt sich die Anzahl der Stromerzeugungseinheiten 14μ beliebig steigern.As a result, on the one hand, all upper 180 ° bends 13μ at the same level, and all lower 180 ° bends 11μ are also at a common level. For this reason, the number of power generation units can be 14μ increase arbitrarily.

Die Anlage funktioniert wie folgt:
Zunächst wird zum Starten der Anlage mit der Tauchpumpe 3 solange Wasser von dem Wasserreservoir 1 in das Rohrsystem 2 gefördert, bis die stromabwärts des Bogens 6 hängende Wassermasse schwerer ist als die Wassermenge in dem Steigrohr 5.The system works as follows:
First, to start the system with the submersible pump 3 as long as water from the water reservoir 1 into the pipe system 2 promoted until the downstream of the bow 6 hanging water mass is heavier than the amount of water in the riser 5 ,

Ab diesem Moment kann die Pumpe 3 durch einen nicht dargestellten Bypass überbrückt und sodann abgeschaltet werden, weil nun die Wassermenge in dem Rohrsystem 2 stromabwärts des Bogens 6 durch ihr Gewicht eine beständige Wasserströmung antreibt. Das überschüssige Gewicht der stromabwärtigen Wassermenge jenseits des Bogens 6 läßt sich dabei durch bauliche Maßnahmen derart vorgeben, dass der Stromfluß auch in dem Moment, wenn zusätzlich das Steigrohr 12a zu überwinden ist, nicht zum Stillstand kommt. Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, dass das Wasserreservoir möglichst weit nach oben versetzt wird, so dass das Steigrohr 5 relativ kurz ist; andererseits auch dadurch, dass das Steigrohr 5 bspw. einen kleineren Querschnitt aufweist als das Fallrohr 9a. Auch der Querschnitt des Steigrohrs 12a kann kleiner gewählt werden als der Querschnitt des Fallrohrs 9a. Anstelle einer Verringerung des Rohrquerschnittes der Steigrohre 5, 12μ könnten auch die Fallrohre 9μ zumindest in ihrem oberen Bereich einem gewendelten Verlauf folgen bspw. nach Art eines Tauchsieders, so dass – trotz gleicher Höhe h_f,μ+1 entsprechend der Länge l_f,μ+1 die Wassermenge – das Gewicht der stromabwärtigen Wassermenge größer ist als das Gewicht der stromaufwärtigen Wassermenge.From this moment the pump can 3 bridged by a bypass, not shown, and then turned off, because now the amount of water in the pipe system 2 downstream of the arch 6 by their weight drives a steady flow of water. The excess weight of the downstream amount of water beyond the arch 6 can be defined by structural measures such that the current flow in the moment when in addition the riser 12a to overcome, does not come to a halt. This can be achieved, on the one hand, by the water reservoir being displaced upwards as far as possible, so that the riser pipe 5 is relatively short; on the other hand also in that the riser 5 for example, has a smaller cross-section than the downpipe 9a , Also the cross section of the riser 12a can be chosen smaller than the cross section of the downpipe 9a , Instead of reducing the pipe cross-section of the riser pipes 5 . 12μ could also be the downpipes 9μ at least in its upper part a coiled course follow, for example. In the manner of an immersion heater, so that - despite the same height h _{f, μ + 1} corresponding to the length l _{f, μ + 1} the amount of water - the weight of the downstream amount of water is greater than the weight the upstream amount of water.

Erreicht der Wasserpegel den Bogen 13a, treibt zusätzlich die jenseits desselben hängende Wassermenge die Strömung an. Dadurch wird das Wasser in dem Rohrsystem 2 beständig weiter strömen, von Stromerzeugungseinheit 14μ zu Stromerzeugungseinheit 14 (μ + 1), usw.The water level reaches the bow 13a , in addition, drives the flow beyond the same hanging amount of water. This will cause the water in the pipe system 2 Constantly continue to flow, from power generation unit 14μ to power generation unit 14 (μ + 1), etc.

Dabei muß das Wasser notgedrungen auch an den Turbinen 10μ vorbeiströmen, welche den Wasserstrom zwar bremsen, aber nicht unterbrechen. An diesen Turbinen 10μ kann sodann die Strömungsenergie des Wassers in Rotationsenergie eines Turbinensatzes und schließlich von einem daran gekoppelten Generator in elektrischen Strom umgewandelt werden.At the same time, the water must necessarily also be at the turbines 10μ flow past, which indeed slow the flow of water, but do not interrupt. At these turbines 10μ Then, the flow energy of the water can be converted into rotational energy of a turbine set and finally by a generator coupled thereto into electricity.

Sofern sich in der Wasserströmung Luftblasen bilden, so werden diese stets nach oben treiben bis zu dem Bogen 6 und zu den oberen 180°-Bögen 13μ. Dort werden sie sich ansammeln und können im Laufe der Zeit durch ihre wachsende Größe ein Abreißen des Wasserstroms bewirken. Um dies zu vermeiden, sind in den oberen Bögen 6, 13μ jeweils Luftauslaßventile 15μ angeordnet, die bei Bedarf geöffnet werden können, um die dort angesammelte Luft nach oben entweichen zu lassen. Damit in diesem Moment nicht Luft in das Rohrleitungssystem eingesogen werden kann, lassen sich – bspw. im Bereich der unteren 180°-Bögen 11a – Verschlußklappen vorsehen. Wird vor dem Öffnen eines Luftauslaßventils 15μ eine stromabwärtige Klappe geschlossen und bspw. zusätzlich die Pumpe 3 aktiviert, so steigt der Druck in der Flüssigkeit an und drückt die Luftblase nach außen.If air bubbles form in the water flow, they will always drift up to the arch 6 and to the upper 180 ° bows 13μ , There they will accumulate and, over time, can cause the water stream to break off due to their growing size. To avoid this, are in the upper bows 6 . 13μ each air outlet valves 15μ arranged, which can be opened if necessary, to allow the accumulated air to escape up there. So that at this moment not air can be sucked into the pipeline system, can be - for example. In the range of the lower 180 ° bends 11a - Provide closure flaps. Is before opening an air outlet valve 15μ a downstream flap closed and, for example, additionally the pump 3 activated, the pressure in the liquid increases and pushes the bubble to the outside.

Sofern für eine natürliche Auffüllung des Wasserreservoirs 1 gesorgt ist – bspw. durch Wasserzuläufe, Regen od. dgl., kann das Wasser jenseits der letzten Turbine 10x wegfließen. Ist eine natürliche Regenerierung des Wasservorrats nicht gegeben, so läßt sich das Wasser von dem stromabwärtigen Ende des Rohrsystems 2 durch eine Rückleitung 16 zum Wasserreservoir 1 zurückführen und kann sodann dem Rohrsystem 2 wieder zugeführt werden. Dies kann bspw. dadurch geschehen, dass das Steigrohr 12x der letzten Stromerzeugungseinheit 14x kürzer ist als die übrigen Steigrohre 12μ und der letzte, obere Bogen 13x nicht einer Biegung um 180° folgt, sondern nur um etwa 100° ähnlich dem Bogen 6.Unless for a natural replenishment of the water reservoir 1 is worried - for example, by water intake, rain or the like., The water can be beyond the last turbine 10x flow away. If a natural regeneration of the water supply is not given, so can the water from the downstream end of the pipe system 2 through a return line 16 to the water reservoir 1 return and can then the pipe system 2 be fed again. This can happen, for example, that the riser 12x the last power generation unit 14x shorter than the other risers 12μ and the last, upper arch 13x not following a 180 ° bend, but only about 100 ° like the bow 6 ,

Sofern ein geschlossener Kreislauf verwendet wird, kann dem Wasser auch ein Additiv hinzugegeben werden, welches die Oberflächenspannung des Wassers erhöht, so dass einem Abreißen der Wassersäule entgegengewirkt wird.Provided A closed circuit can be used to the water as well an additive can be added which determines the surface tension of the Increased water, so that a tear off the water column counteracted.

Die Wasserkraftanlage nach 2 weist gegenüber der Anlage nach 1 einige Änderungen auf:
Die Anzahl der Stromerzeugungseinheiten 14μ' ist größer, nämlich sieben statt vier.The hydropower plant after 2 points to the plant 1 some changes on:
The number of power generation units 14μ ' is bigger, seven instead of four.

Das Niveau des Wasserreservoirs 1' liegt vollständig oberhalb der oberen Bögen 13μ', und auch das Niveau der Rücklaufleitung 16' liegt komplett oberhalb der oberen Bögen 13μ'.The level of the water reservoir 1' lies completely above the upper bows 13μ ' , and also the level of the return line 16 ' lies completely above the upper bows 13μ ' ,

Ansonsten ist noch vorgesehen, bei Bedarf Wasser von einem Vorratsbassin 17 durch ein Steigrohr 18 mittels mehrerer Pumpen 19 in das Wasserreservoir 1' nachzufüllen, um dort einen etwa konstanten Pegel zu gewährleisten, selbst wenn das zunächst leere Rohrleitungssystem 5 bis 14 erstmalig befüllt wird. Das Vorratsbassin 17 kann sich auf einem beliebigen Niveau befinden, bspw. auch auf dem selben Niveau wie das Wasserreservoir 1'; in diesem Fall können die Pumpen 19 entfallen.Otherwise is still provided, if necessary, water from a supply basin 17 through a riser 18 by means of several pumps 19 in the water reservoir 1' to refill there to ensure an approximately constant level, even if the initially empty piping system 5 to 14 first filled. The supply basin 17 can be at any level, for example, on the same level as the water reservoir 1'; in this case, the pumps can 19 omitted.

Claims

Device for conducting a liquid from a reservoir ( 1 . 1' ) to a plurality of turbines connected in series ( 10 . 10 ' ), preferably on the principle of connected vessels, each turbine ( 10 . 10 ' ) in the lower part of a downpipe (turbine downpipe 9 . 9 ' ), characterized in that the length of several turbine downpipes ( 9 . 9 ' ) is the same size.

Apparatus according to claim 1, characterized in that a turbine downpipe ( 9 . 9 ' ) with an upper feed sheet ( 13 . 13 ' ) and with a lower derivation arc ( 11 . 11 ' ).

Apparatus according to claim 2, characterized in that between the discharge arc ( 11 . 11 ' ) of a turbine downpipe ( 9 . 9 ' ) and the supply sheet ( 13 . 13 ' ) of the downstream turbine downpipe ( 10 . 10 ' ) a straight stretched pipe section (connecting pipe 12 . 12 ' ) is provided, these two sheets ( 13 . 13 '; 12 , 12 ' ) connects to each other.

Apparatus according to claim 3, characterized in that a connecting pipe ( 12 . 12 ' ) is formed as a riser whose discharge opening is at a higher level than its inflow opening.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the outflow opening of a riser ( 12 . 12 ' ) is located vertically above its inflow opening.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between several turbines ( 10 . 10 ' ) from the upper end of the relevant turbine downpipe ( 9 . 9 ' ) is the same size.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbines ( 10 . 10 ' ) have the same nominal power.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbine downpipe ( 9 . 9 ' ) of the first, ie the most upstream turbine ( 10 . 10 ' ), is longer than the length of the next turbine downpipe ( 9 . 9 ' ) plus the outer radius of the upper supply arc ( 13 . 13 ' ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the turbine downpipes ( 9 . 9 ' ), possibly also the riser pipes ( 12 . 12 ' ) as well as those interconnecting arcs ( 11 . 11 '; 13 . 13 ' ) are arranged in a common, vertical surface, preferably plane.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the turbine downpipes ( 9 . 9 ' ) in the (entire) area above the relevant turbine ( 10 . 10 ' ) decreases from top to bottom.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 9 . 9 ' . 11 . 11 ' . 12 . 12 ' . 13 . 13 ' ) have a round, elliptical or rectangular cross-section.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 9 . 9 ' . 11 . 11 ' . 12 . 12 ' . 13 . 13 ' ) are bounded by two common plates which are spaced apart.

Device according to claim 12, characterized in that that the plates diverge upwards from each other.

Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the tubes ( 9 . 9 ' . 11 . 11 ' . 12 . 12 ' . 13 . 13 ' ) are further limited by two meandering curved surfaces.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that one of the interconnected turbine down pipes ( 9 . 9 ' ) directly upstream water reservoir ( 1 . 1' ) is at a higher level than the turbines ( 10 . 10 ' ).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the water reservoir ( 1 . 1' ) is at a higher level than the center of, in particular all turbine downpipes ( 9 . 9 ' ).

Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one Pump ( 3 ) for lifting the liquid from the reservoir ( 1 . 1' ) to above the top inlet of the first turbine downpipe ( 9a . 9a ' ).

Device according to claim 17, characterized in that the pump ( 3 . 3 ' ) is designed as a submersible pump.

Device according to one of claims 17 or 18, characterized in that the pump ( 3 . 3 ' ) in terms of their level completely below a possibly existing return line ( 16 . 16 ' ) is located.

Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that the pump ( 3 . 3 ' ) Can be bridged by a bypass, eg. By opening a valve, slide or flap.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that between two adjacent turbine downpipes ( 9 . 9 ' ) a shut-off is provided, for example. In the form of a valve, slide or flap.