DE29709863U1 - Anordnung zur Energieerzeugung aus Abwasser - Google Patents
Anordnung zur Energieerzeugung aus AbwasserInfo
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Description
Speri, Helmut, Entrup 102, 48341 Altenberge "Anordnung zur Energieerzeugung aus Abwasser"
Die Neuerung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Derartige Anordnungen sind vorteilhaft, da sie die Erzeugung elektrischer Energie dort ermöglichen, wo diese benötigt wird,
nämlich unmittelbar in Wohnsiedlungen. Zudem ermöglichen sie
die Ausnutzung der Energie, die dem Wasser zunächst zugeführt wurde, um das Wasser unter entsprechendem Wasserdruck
in die erforderliche Höhe innerhalb von Gebäuden zu bringen.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung dahingehend zu verbessern, daß diese eine
möglichst optimale Ausnutzung der im Abwasser enthaltenen Energie ermöglicht.
Diese der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, das in der Abwasserkanalisation
geführte Schmutz- oder Regenwasser auf ein Wasserrad zu führen und möglichst lange auf diesem Wasserrad
zu halten, um auf diese Weise eine möglichst optimale Energieausnutzung zu gewährleisten. Hierzu ist das Wasserrad
zumindest teilweise ummantelt, so daß das Wasser von seinem Eintritt oben in das Wasserrad bis zu dem Ort, wo es die
Schaufeln des Wasserrades verläßt, im Wasserrad gehalten wird und das Wasserrad nicht vorzeitig verlassen kann.
In Abhängigkeit von der Schaufelgeometrie kann es dabei vorteilhaft
sein, das Wasser nicht vollständig bis zum unteren Fuß
punkt des Wasserrades in den Schaufeln zu halten, da das
• · I
Wasser ansonsten nicht früh genug die Schaufeln verlassen kann und teilweise vom Wasserrad wieder aufwärts gefördert
wird und auf diese Weise Energie verbraucht. Eine möglichst weitgehende Ummantelung ist jedoch gewünscht, um einen
möglichst langfristigen Verbleib des Wassers auf der abwärts
führenden Seite des Wasserrades in den Schaufeln zu gewährleisten.
Um Reibung und damit verbundene Energiegewinnungsverluste zu vermeiden, ist vorteilhaft zwischen dem das Wasserrad umgebenden
Mantel und dem Wasserrad ein Spalt vorgesehen. Neuerungsgemäß kann die Spaltgröße eingestellt werden. Auf
diese Weise kann in Anpassung an die Geschwindigkeit oder die Menge des auf das Wasserrad gelangenden Wassers eine
möglichst gleichmäßige Drehzahl des Wasserrades beibehalten
werden. Die Verwendung eines Getriebes, welches Verluste hinsichtlich der Energiegewinnung darstellt, kann üblicherweise
überflüssig sein und dennoch kann der nachgeschaltete Generator in seinem optimalen Wirkungsbereich betrieben werden.
20
Vorteilhaft kann der Spalt in Förderrichtung des Wassers größer werden, um eine Bremswirkung zwischen Wasserrad und Mantel
zuverlässig auszuschließen.
Vorteilhaft kann eine automatische Steuerung des Spaltmaßes
vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Anordnung wartungsfrei betrieben werden und dennoch ist jederzeit die optimale
Energieausbeute sichergestellt durch eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Wassermenge einerseits und die Einhaltung
eines optimalen Drehzahlbereichs des Generators ande
rerseits.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt
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Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine neuerungsgemäße
Anordnung und in
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1.
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Abwasserkanal angedeutet, der Schmutz-
bzw. Regenwasser führt. Bei jedem fließenden Abwasser bestehender Kanalisationen kann eine Energiegewinnung erfolgen,
wobei in gebirgigen Regionen das vorhandene Gefalle der Kanalisation
an nahezu jeder beliebigen Stelle ausgenutzt werden kann, im Flachland hingegen - wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
- die bestehenden Abstürze zur Anordnung ei
ner Energiegewinnungsanlage Verwendung finden können.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispie! ist im Bereich eines derartigen Absturzes ein Wasserrad 2 um eine Welle 3 drehbar
angeordnet, wobei sich das Wasserrad im Uhrzeigersinn dreht
und daher rechts von der Welle 3 den wasserführenden Bereich aufweist, während der jeweils links von der Welle 3 befindliche
Bereich von Wasser frei ist. Der Abwasserkanal 1 führt das Abwasser links von dem Wasserrad 2 auf einem höheren Niveau
dem Wasserrad 2 zu und ist rechts von dem Wasserrad 2, in
Fließrichtung hinter dem Absturz, auf einem niedrigeren Niveau weitergeführt.
Das Wasserrad 2 weist eine Vielzahl von Schaufeln 4 auf. Um eine möglichst lange Verweildauer des Wassers in den einzelnen
Schaufeln 4 und damit eine möglichst gute Ausnutzung der im Wasser enthaltenen Energie zu gewährleisten, sind die
Schaufeln 4 des Wasserrades seitlich abgeschlossen, und da die Schaufeln 4 auf einer Trommel 5 montiert sind, sind die
durch die Schaufeln 4 gebildeten Kammern jeweils lediglich radial nach außen offen. Um hier einen vorzeitigen Austritt des
Wassers zu vermeiden, ist das Wasserrad 2 über einen Großteil seiner wasserführenden Hälfte von einem Mantel 6 umschlossen,
der das Wasser möglichst lange in den Kammern zwischen den Schaufeln 4 hält.
Da zwischen dem oberen Scheitelpunkt und dem unteren Fußpunkt des Wasserrades 2 eine zunehmend größere Wassermenge
aus den Kammern zwischen den Schaufeln 4 austritt, nimmt das Spaltmaß zwischen Wasserrad 2 und Mantel 6 von
oben nach unten zu, um eine Bremswirkung zu vermeiden und
eine optimale Drehfreudigkeit des Wasserrades 2 zu erzielen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mantel 6 als Ausschnitt eines massiven Mantelblockes 7 dargestellt. Bei einer
derartigen Ausgestaltung kann vorteilhaft das Wasserrad 2
mit seiner Welle 3 beweglich gelagert sein, wobei hydraulische oder elektrische Stellelemente vorgesehen sein können, die das
Wasserrad 2 gegenüber dem Mantel 6 vorzugsweise horizontal und ggf. vertikal versteilen können, um auf diese Weise das
Spaitmaß zwischen Wasserrad 2 und Mantel 6 an die jeweils
anfallende Wassermenge anzupassen und so die Drehgeschwindigkeit des Wasserrades 2 innerhalb vorgegebener
Grenzen zu halten. Durch eine derartige Steuerung kann unter Verzicht auf ein Getriebe der nachgeschaltete Generator, der
beispielsweise mit der Welle 3 verbundne ist, in einem vorgege
benen Drehzahlbereich betrieben werden, welcher eine optimale Energieausbeute ermöglicht.
Durch einen Führungsbogen 8 wird überschießendes Wasser vermieden und die gesamte aus dem Abwasserkanal anfallende
Wassermenge auf das Wasserrad 2 gelenkt. Der gebogene Verlauf dieses Führungsbogens 8 stellt eine verlustarme Umlenkung
des Wassers sicher, so daß die Strömungsenergie des Wassers möglichst vollständig auf das Wasserrad 2 übertragen
wird.
Abweichend von dem dargesteilten Ausführungsbeispiel kann der Mantel 6 als relativ ieichtgewichtiges Blech ausgestaltet
sein, welches mit geringem Energieeinsatz eine Verstellung zuläßt, so daß der Spaltabstand zwischen Wasserrad 2 und Man-
• ·
tel 6 durch eine Beweglichkeit dieses blechartigen Mantels eingestellt
werden kann.
Vorteilhaft kann die Einstellung des Spaltabstandes vollautomatisch
erfolgen. Zu diesem Zweck kann ein Füllstandssensor
oberhalb des Wasserrades 2 im Bereich des Abwasserkanales
1 vorgesehen sein. Sollte sich durch einen zu geringen Spaltabstand
ein Rückstau innerhalb des Abwasserkanales 1 ergeben und demzufolge der Wasserstand ansteigen, so kann der
Spaltabstand vergrößert werden. Sollte umgekehrt ein ver
gleichsweise geringes Wasserangebot beispielsweise während der Nachtstunden dazu führen, daß die Energie des Wassers
nicht optimal ausgenutzt wird und zuviel Wasser das Wasserrad
2 vorzeitig verläßt, so kann das Spaltmaß zwischen Wasserrad 2 und Mantel 6 automatisch verringert werden, um eine intensivere
Energieausnutzung aus dem Wasser zu ermöglichen und damit das Wasserrad 2 in dem gewünschten Drehgeschwindigkeitsbereich
zu halten, der für den Betrieb des Generators optimal ist.
Der Mantel 6 liegt dem Wasserrad 2 nicht notwendigerweise über dessen gesamte Breite gleichmäßig an. Vielmehr kann der
Mantel 6 in seiner Mitte eine um das Wasserrad 2 umlaufende Rinne aufweisen, die insbesondere zum unteren Fußpunkt des
Wasserrades 2 hin den vorzeitigen Austritt von Wasser ermög
licht, so daß am unteren Fußpunkt des Wasserrades 2 sichergestellt
ist, daß das Wasser aus den durch die Schaufeln 4 gebildeten Kammern entfernt ist und nicht unter Einsatz von Energie
im Wasserrad 2 wieder aufwärts gefördert wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiei ist unterhalb des Wasserrades 2 im Mantelblock 7 durch eine gestrichelte Linie
angedeutet, daß hier eine Ausnehmung im Mantelbiock 7 vorgesehen ist, die den Einsatz eines Rohrstutzens ermöglicht, um
dort den Abwasserkanal 1 weiterzuführen, nachdem im Bereich
des Absturzes dem Wasser mit Hilfe des Wasserrades 2 und des nachgeschalteten Generators Energie entnommen wurde.
Claims (4)
1. Anordnung zur Erzeugung elektrischer Energie aus Abwasser, mit
einem in der Abwasserkanalisation angeordneten Wasserrad und mit einem durch das Wasserrad angetriebenen Generator, gekennzeichnet
durch einen das Wasserrad (2) wenigstens um 110° seines Umfangs umschließenden Mantel (6), der zwischen dem
oberen Scheitelpunkt des Wasserrades (2) und seinem unteren Fußpunkt auf der in Strömungsrichtung hinteren, wasserführenden
Seite des Wasserrades (2) angeordnet ist und dem Wasserrad (2) nahe benachbart verläuft, wobei das Wasserrad (2)
und/oder der Mantel (6) eine Veränderung der Spaltgröße zwi
schen Wasserrad (2) und Mantel (6) ermöglichend verstellbar
gelagert ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spalt in Drehrichtung des Wasserrades (2) einen im Vergleich zu seinem Anfangsquerschnitt größeren Endquerschnitt aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen
Füllstandssensor in der Kanalisation vor dem Wasserrad (2) und durch angetriebene Verstellmittel für das Wasserrad (2) und/oder
den Mantel (6) und durch eine Steuerung, die füllstandsabhängig
die Verstellmittel beaufschlagt zur Einstellung eines optimalen
Spaltmaßes.
Spaltmaßes.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
einen im Übergangsbereich vom Abwasserkanal
(1) zum Wasserrad (2) angeordneten Führungsbogen, der den
außen um das Wasserrad (2) herum vorgesehenen Freiraum zum Mantel (6) hin verringert.
außen um das Wasserrad (2) herum vorgesehenen Freiraum zum Mantel (6) hin verringert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29709863U DE29709863U1 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Anordnung zur Energieerzeugung aus Abwasser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29709863U DE29709863U1 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Anordnung zur Energieerzeugung aus Abwasser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29709863U1 true DE29709863U1 (de) | 1997-10-30 |
Family
ID=8041249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29709863U Expired - Lifetime DE29709863U1 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Anordnung zur Energieerzeugung aus Abwasser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29709863U1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2430981A (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-11 | Neil Mcvarnock | Power generator |
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- 1997-06-06 DE DE29709863U patent/DE29709863U1/de not_active Expired - Lifetime
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