DE29903293U1

DE29903293U1 - Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Wasserkraft

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Publication number: DE29903293U1
Application number: DE29903293U
Authority: DE
Original assignee: VOCKROTH GERHARD
Current assignee: VOCKROTH GERHARD
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2009-02-25

Description

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EUROPEAN PATENTATTORNEY EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEY

BRANDBERGWEG 2 D-76275 ETTUNGEN TEL (O 72 43) 52 18 60 FAX (0 72 43) 52 18 61

Gerhard Vockroth Waldstraße 9 76744 Worth / Schaidt

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Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Wasserkraft

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom aus der Wasserkraft von fließenden Gewässern.

Die Nutzung von Wasserkraft fließender Gewässer ist seit Jahrhunderten bekannt. Seit die Erzeugung von elektrischem Strom mit Generatoren beherrschbar ist, dient die Wasserkraft auch zur Stromgewinnung. Fließende Gewässer werden hierzu im allgemeinen aufgestaut, wobei der Abfluß aus der Staustufe bzw. dem Stausee über eine oder mehrere Turbinen geleitet wird, welche dadurch in Rotation versetzt werden und einen oder mehrere Generatoren zur Stromerzeugung antreiben.

Um in konventioneller Art und Weise elektrischen Strom aus Wasserkraft zu gewinnen, sind also umfangreiche bauliche Maßnahmen und darüber hinaus auch weitreichende Eingriffe in die natürliche Umgebung des Gewässers nötig. Der Betrieb von herkömmlichen Wasserkraftwerken muß darüber hinaus laufend überwacht werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Wasserkraft von fließenden Gewässern vorzuschlagen, die, ohne Veränderungen des Gewässerlaufs oder dessen Ufer vornehmen oder Bauwerke errichten zu müssen, in einfacher Weise installiert und betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des beigefügten Schutzanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 niedergelegt.

Es wird also vorgeschlagen, ein Schaufelrad, welches teilweise in das Gewässer eintaucht, zur Umsetzung der Fließbewegung des Gewässers in eine Drehbewegung für den Antrieb eines Stromgenerators zu verwenden. Das Schaufelrad wird dabei auf einem Schwimmkörper gelagert, so daß sich dessen Welle oberhalb der Wasseroberfläche dreht. Die Erfindung stellt also eine Art Strominsel zur Verfügung, die einfach auf die Wasseroberfläche gesetzt und verankert wird, ohne das Gewässer oder dessen Ufer in irgendeiner Weise verändern zu müssen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei Bedarf sogar in einiger Entfernung vom vorgesehenen Betriebsort auf das Gewässer gesetzt und dann wie ein Boot zum Betriebsort geschleppt werden. Ebenso einfach ist es möglich, den Betriebsort zu verändern oder die Strominsel vorübergehend zu versetzen.

Die vorgeschlagene Strominsel kann in unterschiedlichen Größen auf den verschiedensten Gewässern eingesetzt werden, wie auf großen Flüssen, Nebenflüssen und kleineren Flußläufen bis hin zu Bächen, eventuell mit entsprechenden Verengungen. Ferner können schon vorhandene Stauwehre, Überläufe und stillgelegte, kleine Wasserkraftwerke mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen versehen werden. Schließlich ist mit der Erfindung auch eine Inselversorgung von Berghütten und abgelegenen Wochenendhäusern möglich.

Die Herstellungs- und Wartungskosten für der Erfindungsgegenstand sind vergleichsweise gering; dessen Betrieb ist absolut umweltverträglich.

Der Schwimmkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht vorzugsweise aus mindestens zwei längs zur Fließrichtung des Gewässers nebeneinander angeordneten, mit einer Plattform verbundenen Pontons. Dies gewährleistet einerseits einen einfachen Aufbau des Schwimmkörpers und andererseits eine große Kippsicherheit. Das Schaufelrad kann unaufwendig auf der Plattform einer solcherart ausgebildeten Strominsel gehaltert werden. Zwischen den Pontons ist genügend Platz für den Durchgriff der Radschaufeln in die Wasseroberfläche.

Eine bevorzugte Ausführung der mit Pontons ausgestalteten Strominsel weist die Besonderheit auf, daß die Pontons mit Schnellverschlüssen an der Plattform befestigt sind. Wird ein Ponton schadhaft, kann er so auf einfache Weise ausgewechselt werden, und zwar zweckmäßigerweise, indem zunächst ein Hilfsponton unter die Plattform geschoben und dann der schadhafte Ponton ausgewechselt wird.

Um eine Gefahr für Schwimmvögel oder, bei größeren Strominseln, auch für Schwimmer oder Bootsfahrer auszuschließen, ist die mit Pontons ausgestattete Vorrichtung vorzugsweise stromaufwärts des Schaufelrades mit einer zwischen den Pontons angeordneten Fangvorrichtung, ähnlich einem Kuhfänger bei Lokomotiven, ausgestattet.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Befestigung des Schaufelrades auf dem Schwimmkörper höhenverstellbar ausgebildet ist, vorzugsweise mittels einer hydraulischen Hubvorrichtung. Eventuell notwendige Reparaturen am Schaufelrad oder am Schwimmkörper können dann sehr einfach durchgeführt werden.

Wenn der Schwimmkörper mit einem Kiel oder einem Schwert versehen ist, ergibt sich eine höhere Stabilität der gesamten Vorrichtung, was sich bei Wellengang oder stürmischen Winden positiv bemerkbar macht.

Um die Unfallgefahr weiter zu vermindern, kann auf die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abdeckung aufgesetzt werden, welche das Schaufelrad zumindest oberhalb der Wasseroberfläche größtenteils umgibt. Dies hat dann noch den zusätzlichen Vorteil, daß eventuell vorhandener Wind die Drehbewegung des Schaufelrades nicht behindern kann.

Eine Beschädigung des Schaufelrades durch Eisschollen kann ausgeschlossen werden, wenn stromaufwärts des Schaufelrades eine Ablenkeinrichtung, beispielsweise mit schneepflugartig Form, angeordnet ist, welche sich bis unter das Schaufelrad fortsetzen kann. Hierdurch werden auf dem Wasser treibende Eisschollen unter Wasser gedrückt und unter dem Schaufelrad hindurchgeführt, ohne Schaden anzurichten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit anderen, gleichartigen Vorrichtungen verbunden werden, um eine verkettete Strominsel herzustellen.

Besondere Vorteile ergeben sich weiterhin, wenn der Schwimmkörper an seiner Unterseite mit Stelzen versehen ist: Bei Niedrigwasser sitzt der Schwimmkörper nicht auf dem Gewässerboden auf, sondern stellt sich auf die Stelzen. Hierdurch wird eine Beschädigung des Schaufelrades ausgeschlossen. Steigt das Wasser wieder, schwimmt der Schwimmkörper mitsamt seinen Stelzen wieder auf und kann an der Wasseroberfläche frei bewegt werden.

Die Verankerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann über einen Auslegerarm am Ufer des Gewässers erfolgen oder, gegebenenfalls zusätzlich, über Stahlseile, die im Ufer und/oder im Bett des Gewässers sitzen.

In kleinem Maßstab kann die Erfindung als Spiel- und Leinvorrichtung dienen, da mit ihr in besonders anschaulicher Weise der Zusammenhang von kinetischer und elektrischer Energie deutlich gemacht werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 die Frontansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 3 die Draufsicht auf zwei gekoppelte erfindungsgemäße Vorrichtungen.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Strominsel in einer schematischen, seitlichen Ansicht dargestellt: Ein Schaufelrad 1 ist an seiner Welle 2 in einem Wellenhaltebock 3 drehbar gelagert, der auf einer Plattform 4 montiert ist. Die Plattform 4 wird von zwei Pontons 5 getragen, die auf der Wasseroberfläche 6 schwimmen, wobei aufgrund der gewählten Perspektive nur einer der beiden Pontons 5 sichtbar ist. An ihrer Unterseite tragen die Pontons 5 jeweils ein Schwert 7, wodurch die gesamte Vorrichtung stabilisiert wird. Nach oben ist das Schaufelrad 1 durch eine Abdeckung 8 abgedeckt. Zu Reparatur- und Wartungszwecken ist eine Hubvorrichtung 9 für das Schaufelrad 1 vorhanden. Seitlich am Schaufelrad 1 ist eine Antriebsscheibe 10 für einen Stromgenerator 11 angebracht, wobei der Stromgenerator 11 ebenfalls auf der Plattform 4 sitzt.

Wie in Figur 1 nur schematisch verdeutlicht, sitzt das Schaufelrad 1 zwischen den beiden Pontons 5 und greift zwischen ihnen in die Wasseroberfläche 6 ein. Dies ist in Figur 2, einer Frontansicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1, klar erkennbar: Das Schaufelrad 1 sitzt mit seiner Welle 2 auf zwei Wellenhalteböcken 3, welche ihrerseits auf einer Plattform 4 befestigt sind. Diese wird von zwei Pontons 5 getragen, welche auf der Wasseroberfläche 6 schwimmen und zur Stabilisierung je ein nach unten abstehendes Schwert 7 aufweisen. Auch die Abdeckung 8, die Hubvorrichtung 9, die Antriebsscheibe 10 und der Stromgenerator 11 sind zu erkennen.

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Ferner verdeutlicht Figur 2, daß die Schaufeln 12 des Schaufelrades 1 mit zwei seitlich angeordneten Schaufelausstellungen 13 versehen sind. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Anlage durch Verminderung der Wirbelbildung.

Schließlich ist in Figur 2 gezeigt, daß die Schwerter 7 der Pontons 5 an ihrer Unterseite mit Stabilisatoren ausgestattet sind, welche die Schwimmbewegungen stabilisieren, aber bei Niedrigwasser im Zusammenwirken mit den Schwertern 7 auch als Stelzen fungieren können.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung, an welche mit zwei Verbindungselementen 15 eine weitere Vorrichtung gehängt ist. Hierdurch ergibt sich eine Art Zugverband. Die hier dargestellte Strominsel ist nahe am Ufer 16, aber noch jenseits der unter Wasser liegenden, und deshalb mit durchbrochenen Linien gezeichneten Böschungsgrenze 17 auf das Gewässer gesetzt. Entsprechend der Fließrichtung 18 des Gewässers ist der Zugverband mit einem Stahlseil 19 verankert, welches an einer Verankerung 20 am Ufer 16 befestigt ist.

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	Schaufelrad	Bezugszeichenliste
1	Welle
2	Wellenhaltebock
3	Plattform
4	Ponton
5	Wasseroberfläche
6	Schwert
7	Abdeckung
&dgr;	Hubvorrichtung
9	Antriebsscheibe
10	Stromgenerator
11	Schaufel
12	Schaufelausstellung
13	Stabilisator
14	Verbindungselement
15	Ufer
16	Böschungsgrenze
17	Fließrichtung
18	Stahlseil
19	Verankerung
20

Claims

·· · ·· &iacgr; &igr; &igr;&igr; &igr; Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Wasserkraft von fließenden Gewässern,

mit einem Schaufelrad (1), welches teilweise in das Gewässer eintaucht, die Fließbewegung des Gewässers in eine Drehbewegung umsetzt und einen Stromgenerator (11) antreibt,

sowie mit mindestens einem Schwimmkörper, auf welchem das Schaufelrad (1) derart drehbar befestigt ist, daß dessen Welle (2) oberhalb der Wasseroberfläche (6) gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper aus mindestens zwei längs zur Fließrichtung (18) des Gewässers nebeneinander angeordneten, mit einer Plattform (4) verbundenen Pontons (5) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pontons (5) mit Schnellverschlüssen an der Plattform (4) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Schaufelrades (1) eine Fangvorrichtung zwischen den Pontons (5) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Schaufelrades (1) auf dem Schwimmkörper höhenverstellbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Hubvorrichtung (9) zur Höhenverstellung des Schaufelrades (1) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schwimmkörper mit einem Kiel oder einem Schwert (7) versehen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung (8) vorgesehen ist, welche das Schaufelrad (1) zumindest oberhalb der Wasseroberfläche (6) größtenteils umgibt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Schaufelrades (1) eine Ablenkeinrichtung für Eisschollen angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungselemente (15) zum Anhängen von weiteren Vorrichtungen vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper an seiner Unterseite mit Stelzen versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels eines Auslegerarms am Ufer (16) des fließenden Gewässers befestigbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels Stahlseilen (19) am Ufer (16) des fließenden Gewässers und/oder im Bett des Gewässers verankerbar ist.