DE2730658A1

DE2730658A1 - Laufwasserkraftwerk zur stromerzeugung durch nutzung der laufwasserenergie von baechen und kleinen fluessen

Info

Publication number: DE2730658A1
Application number: DE19772730658
Authority: DE
Inventors: Hermann Schaefer
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHAEFER HERMANN 6551 BRETZENHEIM DE
Priority date: 1977-07-07
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1979-01-25

Description

Laufwasserkraftwerk zur Stromerzeugung durch Nutzung der
Laufwasserenergie von Bächen und kleinen Flüssen.
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung die es ermöglicht, die Energie des fließenden Wassers über Kolbenpumpen in Hochdruckenergie, weiter über Turbine und Generator in Elektroenergie umzu@andeln.
Im allgemeinem wird zum Bau eines herkömmlichen Wasserkraftwerkes die Landschaft sehr stark verändert, da das Wasser gestaut und gespeichert werden muß. Wenn es aber einmal in Betrieb genommen ist, hat es im Gegensatz zu anderen Kraftwerken den Vorzug, die Luft nicht zu verscgmutzen und die Umwelt nicht zu gefährden, dabei hat es eine beachtliche Lebensdauer und braucht nur von wenigen Menschen gewartet zu werden.
Wasser als Energiespender steht kostenlos zur Verfügung und erfährt keinerlei Wertminderung durch den Gebrauch.
Die Möglichkeiten zum Bau weiterer herkömmlicher Wasserkraftwerke sind jedoch zum größten Teil ausgeschöpft.
Die Neuerung ermöglicht es, Elektroenergie durch fließendes Wasser aus kleinen bis großen Bächen und kleinen Flüssen zu erzielen, ohne die Landschaft zu verändern oder die Umwelt zu belasten. Aus Einzelteilen bestehend, kann die Anlage jc nach Gefälle des Gewässers, im Baukastensystem zusammen gestellt werden, um eine optimale Leistung zu erzielen.
Als Kraftwerk nicht erkennbar, kann die Anlage durch enteprechende Baumbepflanzungen so verdeckt werden, daß sie als kleine grüne Oase erscheint. Durch das belüften des Gewässers durch die sich dreheden Wasserräder ist die Anlage sehr umweltfreundlich. Durch den Einbau diescr Anlagen kann jedes kleine Wassergefälle zur Stromerzeugung ausgenutzt werden.
Zur Erhaltung des biologischen Gleichgewichtes des Gewässers wird ein Nebenlauf der Anlage immer offen bleiben.
Die Neuerung ist beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt, es zeigen: Fig. l, eine Draufsicht auf das Laufwasserkraftwerk 1, und Schnitt durch dio Turbinenstation 2.
Fig. 2, einen Querschnitt durch das Laufwasserkraftwerk 1, und die Turbinonstation 2.
Das Laufwasserkraftwerk nach Fig. 1. und 2., besteht atis der Laufwasseranlage 1, bestehend aus dem Wassereinlaufteil 5, und den angeschlossenen Laufwasserrinnen 16, sowie der Ttirbinenstation 2. Zur Inbetriebnahme der Anlage wird mittels Wasserdurchflußbremse 4, bis höchstens an Blockierung 4/4 schließbar, betätigt über Zahnkranz 4/1, Zahnrad 4/2, feststell- und abschließbar mit Feststeller 4/3, der Nebenlauf des Gewässers gedrosselt. Das ausreichend gestaute Wasser fließt durch das Wassereinlaufteil 5, ausgestattet mit untere Schmutzabweisungsteil 6, oberem Schmutzabweisungsteil 7, durch Schmutzrechen 8 und den Wassermengenregler 9, bestehend aus verstellbaren Klappen 10, betätigt über hebel 11, Gestänge 12, Stellhebel 13, von einem Stellmotor 14, über Stellscheibe 14/1, gesteuert von Schwimmerregler 15, angebracht in der ersten Laufwasserkammer 16, durch die übrigen Laufwaoserkammern 16, und setzt dort die Laufrider 17 in Bewegung.
Einlaufteil 5 und Laufwasserkammern 16, sind Einzelteile, die je nach vorhandener Gcfällstrecke in vorher bestimmter Anzahl aufgestellt worden. Zum Schutze gogen Unfall und Verschmutzung, die zu Störungen der Anlage führen können, werden Einlaufteil 5 und Laufwasserkammern 16, mit Gitterrosten 16/1 und 16/2 verschlossen.
Stolimotorkammer 18 und Pumpenkammern 19 werden mit wasserdichten Deckeln gegen unerwünschtes Eindringen von Wasser und Schmutz vcrschlossen. Durch Undichtigkeiten entstandenes Wasser läuft durch untcre Abläufe 20, und sammelt sich in Pumpenkammer 21, aus der es automatisch mit der eingesetzten Unterwasserpumpe 22, über Schwimmerschalter 23 geregelt, durch Pumpendruckleitung 23/1, in die Laufwasserrinne 16, abgepumpt wird.
Bei Frostgefahr werden die Kammern zum Schutz von Pumpen und Leitungen leicht beheizt.
In den Laufwasserrinnen 16 eingebaute Wasserräder 17, haben acht gleichgroße Schaufeln 17/1, dio mit den Seitenteilen 17/2 und Anschlußwelle 24 verbunden sind und von Lager 25 geführt werden. Abdeckplatten 25/1, 25/2, 25/3 und 25/« werden mit Schrauben und Muttern 25/5 und 25/6 gehalten, die die Lageröffnungen in den Wänden der'Laufwasserrinnen 16, gegen Wassereintritt abdichten, die zum herausheben der Laufräder mit Lagern vorgesehen sind.
Anschlußscheiben 26, in Drehrichtung von Anschlußwellen 24 gebracht, betätigen über Kolbenstänge 27, Kolbenpumpen 28.
Kolbenpumpen 28, gehalen von Pumpenanschlußzapfen 29, die mit Muttern verschraubt sind, haben je zwei Saugventile 30, und je zwei Druckventile 31, die mittels Verbindungsleitung 32, elastischen Saugschläuchen 33, elastischen Druckschläuchen 34, Anschlußstützen mit Flanschverbindungen 35 und 36, über die Druckleitung 37 und Saugleitung 38, welche mit Flanschverbindungen 38/1, 3872 und 38/3 verbunden, und an Druckbehälter 39 und Wassersammelbehälter 40, der Turbinenstation angeschlossen sind. Die Rohrenden sind mit Blindflansch 38/4 verschlossen. Schwimmerschalter 41 steuert den Luftkompressor 42, der das benötigte Luftpolster im Druckbehälter 39 erzeugt.
Wassermangelschalter 44, mit einstellbaren Schwimmern 45 steuert den Motorschieber 46, und verhindert damit bei einer Störung der Anlage den Verlust des Luftpolsters.
Eventueller Überdruck wird automatisch durch Sicherheitsleitung 47 und Sicherheitsventil 48 in den Wassersammelbehälter 40, abgelassen. Schwimmerventil 49, anschließbar an die Frischwasserleitung oder an cinc entsprechende Pumpe, hält in Wassersammelbehälter 40 einen Mindestwasserstand.
Druckwasser 50, gepreßt durch Druckleitung 51, Motorschieber h6 und Turbine 52, setzt hierbei Generator 53 zur Strollerzeugung in Betrieb, und fällt dann drucklos durch den Ablaufschacht 54 in den Wassersammelbehälter 40, wo es den Druckpmpen 28 als Saugwasser 55 wieder zur Verfügung steht.
Die Turbinonstation 2 besteht aus einer fertigen Einheit, die sich aus Sockel 56, mit Fundamenten 56/1 und Sammelschachtwänden 56/2, einer hochwasserdichten, wärmeisolierten und korrosionsfesten Außenwand 57, mit verschließbarer, hochwasserfreier Einstiegöffnung 58 und Einsteigeluke 58/1, mit außen und innen angebrachten besteigbaren Einsteigesprossen 59, einem aufklappbaren Dach 60 und fertig installierter u -rüstung. Eindringendes Wasser von Undichtigkeiten oder Ablaßwasser aus Druckbehälter 39, durch Rohrleitung 61, und Absperrventil 62, sowie Ablasswasser aus dem Wassersammelbehälter 40, durch Rohrleitung 63, und Ablassventil 64, wird im Wassersammelschacht 64/1 aufgefangen und mit Unterwasserpumpe 64/2 über Schwimmerschalter 65/3 geregelt, durch die Pumpendrucklcitung 64/4 abgepumpt.
Die in Turbinenstation 2 eingebaute Turbine 52, mit angeschlossenem Generator 53, werden mittels Tragplatte 66/1 auf dem Wassersammelbehälter 40 und von Stütze 66 getragen.
Wassersammelbehälter 40 und Druckbehälter 39 sind mit Revisionsöffnungen 65 und 65/1 versehen, die eine Revision der Behälter und Einrichtungen leicht ermöglichen.
Bei Frostgefahr wid die Turbinenstation mittels Heizelement 68 elektrisch beheizt.

Claims

Schutzansprüche 1. Laufwasserkraftwerk zur Stromerzeugung durch Nutzung der Laufenergie von Bächen und kleinen Flüssen, dadurch gckelmzcicllnet, daß das Laufwasserkraftwert aus dcm Wassereinlaufteil (5) mit Einbauteilen und den Laufwasserrinnen (16) mitangebauten Pumpenkammern (19) mit Einbauteilen, sowie der angeschlossenen Turbinenstation (2) mit kompletter Einrichtung besteht, die miteinander als Einheit verbunden sind.

Daß das Wassereinlaufteil (5) und die Laufwasserrinnen (16) gegen Unfall und Verschmutzung mit Gitterrosten (16/1) und (16/2) verschlossen sind.
2. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gckennzeichnet, daß Wassereinlaufteil (5) eine einstellbare Wasserdurchrlußbremse (4) bis Blockierung (4/4) schliobar aufweist, die mittels Zahnkranz (4/1) und Zahnrad (4/2) mit einem Schlüssel eingestellt und durch einen Feststeller (4/3) gesichert und abgeschlossen ist.
3. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Wassereinlaufteil (5) eine untere Schmutz abweisungsvorrichtung (6) und eine obere (7) aufweist, die verhindern soll, daß der schrägstehende Schmutzrechen (8) zu sehr mit Schmutz belastet wird.
4. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Wassereinlaufteil (5) einen Wassermengenregler (9) aufweist, dor aus verstellbaren Klappen (10) besteht1 die über Hebel (11), Gestänge (12), Stellhebel (13) von Stellmotor (14) über Stellscheibe (14/1) in einer wasserdichten Stellmotorkammer (18) von Schwimmerschalter (15) in Laufwasserrinne (16) über Automatik (67) gesteuert wird.
5. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekonnzeichnet, daß die Laufwasserrinnen (16) eingebaute Laufwasserräder (17) aufweisen, die acht gleichgroße Schaufeln (17/1) haben, die mittels Seitenteilen (17/2) mit Anschlußwellen (24) verbunden sind und von Lager (25) getragen werden. Daß die Lageröffnungen in den Laufweasserrinnen von den Abdeckplatten (25/1), (85/2), (25/3) und (25/4) mit Schrauben (25/5) und (25/6) gegen Wassereintritt abgedichtet sind.
6. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die von Anschlußwellen (24) angetriebenen Anschlußscheiben (26) über Kolbenstänge (27). Kolbenpumpe (28) antreiben, die von Pumpenanschlußzapfen (29) mit nuttern gesichert in den Pumpenkammern (19) gehalten, je zwei Saugventile (30) und je zwei Druckventile (31) aufweiosen, die mittels verbindungsleitungen (32), elastischen Saugläuchen (33) mit Anschlußstutzen und Flanschenverbindungen (35)., den elastischen Druckschläuchen (34) mit Anschlußstutzen und Flanschenverbindungen (36) an der Druckrohrleitung (37) und der Saugrohrleitung (38) angeschlossen ist, die mittels Flanschverbindungen (38/1) und (38/2)sowie (38/3) untereinander bzw. mit den behältern verbunden sind.
7. laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Stellmotorkammer (18) und Pumpenkammern mit (19) über dem Boden Offnungen 820 untereinander verbunden sind. Daß Stellmotorkammer (18) und die Pumpenkammern (19) mit abschließbaren Deckeln wasserdicht verschlossen sind. Daß durch Undichtigkeiten eingedrungenes Wasser durch die untcren Öffnungen (20) läuft und sich in Pumpenkammer (21) sammeln kann. Daß die eingebaute Unterwasserpumpe (22) über Schwimmerschalter (23) geregelt, das anfallende Wasser durch Pumpendruckleitung (23/1) in die Lauwasserrine (16) abpumpt.
8. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dar Druckleitung (37) und Saugleitung (3") zur Turbinenstation (2) geführt sind und mit Druckbehälter 839) und Sammelbehälter (40) über Flanschverbindungen (38/3) verbunden sind.
9. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenstatien (2) aus einer fertigen Einheit besteht, die sich aus Sockel (56), cr hochwasserdichten, wärmeisolierten, korrosionsfesten Außenwand (57), mit verschließbarer, hochwasserfreier Einstiegöffnung (58), besteigbar mit außen und innen angebrachten Einsteigesprossen (59),und einem aufklappbaren Dach (60), mit fertig installierter Innenausrüstung versehen ist.
10. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß eindringendes Wasser von Undichtigkeiten oder Ablasswasser aus Druckbehälter (39) durch Rohrleitung (61) und Ablassventil (62), sowie Ablasswasser aus dem Wassersammelbehälter (40) durch Rohrleitung (63) und Ablassventil (64) im Wassersammelschacht (64/1) auf gefangen, und mittels Unterwasserpumpe (64/2) gesteuert von Schwimmerschalter (65/3), durch Pumpendruckleitung (64/4), abgepumpt wird.
11. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß Turbinenstation (2) mit einem Druckbehälter (39) und einem drucklosen Wassersammelbehälter (40) versehen sind, die für die Wasserförderung der pumpen (28) und den antrieb der Turbinc (52) über Druckrohrleitung (51) und Ablaufschacht (54) erforderlich sind. Druckbehälter (39) wird durch Sicherheitsleitung (47) und Sicherheitsventil (48) gegen Berstdruck abgesichert. Der angebaute Wassermangelschalter (44), gesteuert über die Schwimmer (45), verhindert ein leerfahren des Druckbehälters (39) durch schließen des Motorschiebers (46). Schwimmer mit Schalter (41) schaltet den Luftkompressor (42) und hält somit ein konstantes Luftpolster. Schwimmer mit Schwimmerventil (49) hält im Wassersammelbehälter (40) einen genügenden Wasserstand (55).
12. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, dar die in Turbincnstation (2) eingebaute Turbine (52) einen Generator (53) antreibt, der elektrische Energie erzeugt. Daß Generator (53) von Wassersammelbehälter (40), und Stütze (66), mittels Tragplatte (66/1) getragen wird.
13. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekenn zeichnet, daß Druckbehälter (39) und Wassersammelbehälter (40) mit Revisionsöffnungen (65) und (65/1) versehen sind, die eine Revision der Behalter und Einrichtungen ermöglichen.
14. Laufwasserkraftwerk nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenstation (2) bei Frost mittels clektrischem fleizelement (68) beheizt wird.