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Einrichtung zum Gewinnen von Wasserkräften aus Gebirgsbächen und anderen
kleineren Wasserläufen. Die üblichen Stauteiche und kleineren Talsperren, welche
das Wasser von Bächen und kleineren Flüssen sammeln, die im Gebirge oder Bergland
mit erheblichem Gefälle aus mehr oder weniger zahlreichen Rinnsalen und Ouellen
sich vereinigen, ermöglichen bei der Ausnutzung des aufgestauten Wassers zum Treiben
von Turbinen und anderen Wasserkraftmaschinen nur eine unvollkommene Ausnutzung
der durch den freien Wasserlauf gegebenen Wasserkräfte. Da diese meist nicht dauernd,
sondern aus wirtschaftlichen Gründen nur während gewisser Tageszeiten in Betrieb
gehalten werden, so sind zum Aufstauen mehr oder weniger erhebliche Bodenflächen
erforderlich. Die Staubecken können dabei meist nur an solchen Orten angelegt werden,
wo die Bodenflächen erheblichen Nutzungswert haben. Vor allem werden die Staubecken
bei den bisher bekannten Anlagen stets unterhalb des Zuflusses aller kleineren Wasserläufe
angelegt und können daher auch dann immer nur den durch die geringe Höhe der Staumauer
des Sammelbeckens gegebenen Druck ausnutzen, obgleich während der nasser, Jahreszeit
reichliche Wassermengen in den Bachläufen aus erheblich höheren. Gefäl'1-stufen
zur Verfügung stehen. Die Baukosten solcher größeren Sammelbecken sind recht erheblich,
zumal es oft schwierig ist, in dem flacheren Teil der Gebirgsländer zuverlässigen
Baugrund in mäßiger Tiefe zu finden. Dabei ist wegen .der Möglichkeit plötzlicher
Dammbrüche eine vielfachere Sicherheit der Bauwerke für die unterhalb liegenden
Ansiedlungen nötig.
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Nach vorliegender Erflndung sollen diese Mängel und Schwierigkeiten
wesentlich vermindert und teilweise beseitigt werden, indem die zu der Wasserkraft
gehende Sammelleitung als geschlossene Rohrleitung in das Sammelgebiet des auszunutzenden
Baches hinaufgeführt und in verschiedener Höhe mit einer Reihe von kleinen Staubecken
durch Einfa-llöcher verbunden wird, die soweit wie möglich im natürlichen Bett des
Beches selbst durch kleine, dieses durchquerende Stauwehre mit selbsttätigen Ventilklappen
angelegt. Durch diese Einrichtung ist es möglich, das Wasser der Wasserkraftmäschine
mit dem höchsten Druck zuzuführen, mit welchem es aus der betreffenden Kraftquelle
nach Maßgabe
der wechselnden Zuflüsse und Verbrauchs entnommen
werden kann. Bei Ausrüstung der Wasserkraftmaschine mit geeigneten Regelungs- und
Hilfsvorrichtungen ist es möglich, das natürliche Gefälle des Sammelgebietes eines
Bachlaufes in weit höherem Maße auszunutzen als bei Benutzung der üblichen Sammelteiche.
Die Wassermenge, welche in dem vielfach von Natur mehr oder weniger tief und breit
eingerissenen Bachbett bei Anordnung einer größeren Anzahl von kleineren dieses
Bachbett einschließlich .des Vorflutbettes absperrenden Wehre angesammelt werden
kann, ist unter durchschnittlichen Verhältnissen recht erheblich, so daß es z. B.
möglich ist, einen .erheblichen Teil des Tagesverbrauchs an Betriebswasser im oberen
Sammelgebiet eines Baches mittels derartiger kleinerer Stauwehre aufzusammeln, ohne
daß es eines großen, weiten Talraum erforderlichen Staubeckens bedarf. Die in Betracht
kommenden kleinen Stauwehre stellen sich in der Herstellung und besonders bezüglich
der Gewinnung des erforderlichen Bodenraumes meist wenig kostpielig und abringen
auch im Falle eines Dammbruches keine nennenswerte Gefahr mit sich.
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Auf der Zeichnung ist die Einrichtung in Fig. i schematisch dargestellt.
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Fig.2 zeigt in größerem Maßstabe einen Querschnitt durch eines der
kleinen Staubecken nebst Sammelrohr und Einfallöffnung, Fig. 3 einen Längsschnitt.
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Die aus Eisenbeton oder Gußeisen bestehende Sammelrohrleitung i, deren
unteres Ende mit der Turbinenkammer o. dgl. verbunden ist, ist hoch in das Sammelgebiet
des Baches hinaufgeführt und nach Möglichkeit in das Bett des Baches 2 selbst verlegt.
In seinem oberen Sammelgebiet, wo er durch die seitlichen Zuflüsse 3 gespeist wird,
sind in Abständen kleine Stauwehre q. vorgesehen, die das Bachbett absperren und
dadurch kleinere Staubecken bilden. Am Grunde jedes dieser Staubecken ist das Sammelrohr
x mit einer Einfallöffnung 5 versehen, die mit einer nach dem Rohrinnern sich öffnenden
Klappe G versehen ist; der Körper ist hohl ausgebildet so daß sie nach Art eines
Schwimmers aus der - gestrichelten - geöffneten Stellung in die geschlossene Lage
(Fig. 3) gehoben wird, sobald sich das Rohr mit Wasser füllt. Hierdurch wird verhindert,
daß das von weiter oben her in das Sammelrohr gelangte Bachwasser in@ die tiefer
gelegenen Staubecken ausfliegen kann. Die Einfallöffnungen werden durch geeignete
Rostsiebe überdeckt, um das Eindringen vom. Steinen und Laub ztf verhindern. Der
untere Teil der Sammelleitung wird, besonders bei längeren Bachläufen, aus Guß-
oder Schmiedeeisen hergestellt und erhält einen geringeren Durchgangsquerschnitt
als der im Oberlauf des' Baches liegende Rohrteil, dessen Innenraum zugleich mit
als Stauraum dient. -Bei reicherer Wasserzufuhr werden im allgemeinen. die die oberen
Zuflüsse schon genügen, um den, Bedarf der Kraftmaschinen in Druckwasser zu decken.
Der Überschuß des Wassers fließt dann nach Füllen der unteren Staubecken über die
Stauwehre unschädlich ab. Bei zeitweiligem stärkerem Wasserbedarf tritt ein: Sinken
des Wasserspiegels in dem Sammelrohr i auf. Wenn dieser die Gegend einer tieferen
Einfallöffnung 5 erreicht, so vermindert sich der auf die A#bschlußklappe dieser
Öffnung wirkende Gegendruck, so daß sich diese Klappe öffnet und der Inhalt des
betreffenden Staubeckens in das Sammelrohr abfließt. Je nach Zufluß und Verbrauch
stellt sich die Höhe des Druckwasserspiegels in dem Sammelrohr immer auf den erreichbaren
höchsten Wert ein, so daß die Druckhöhe des zufließenden Wassers, wenn auch veränderlich,
so doch immer erheblich höher ist als bei Entnahme der gesamten Wassermenge aus
einem tieferen Staubecken.
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Die Verlegung des Sammelrohres im Bachbett bringt den Vorteil mit
sich, daß nur geringe Ausschachtungen erforderlich sind. Selbstverständlich wird
man bei Vorhandensein stärkerer Krümmungen des Baches diese durchstechen. Auch kann
man statt eines Sammelrohres mehrere von kleinerem Durchmesser nebeneinander verlegen.
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Bei strengem Frost bietet,das Sammeln des Wassers in dem oberen Zuflußgebiet
der Bäche den' Vorteil, daß es in dem Sammelrohr mit der kalten Luft nicht in Berührung
kommt, so daß das aus der Erde hervorquellende mäßig kühle Wasser auf seinem Wege
bis zum Kraftwerk nicht so leicht bis zum Gefrieren abgekühlt wird.