DE3941004A1 - Vorrichtung zur energieerzeugung aus wasserkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energie­ erzeugung aus Wasserkraft durch einen rotierenden Kör­ per.

Zur Erzeugung von Energie aus Wasserkraft durch Aus­ nutzung eines künstlichen oder eines natürlichen Ge­ fälles oder durch Wellenkraft sind zahlreiche Ausge­ staltungen bekannt. Sie dienen dabei im allgemeinen zur Umwandlung der aus dem fließenden Wasser stammen­ den Energie in Elektrizität oder auch in mechanische Energie.

Die ältesten bekannten Vorrichtungen hierzu sind Wasserräder, welche jedoch einen relativ schlechten Wirkungsgrad besitzen.

Heutzutage sind Wasserturbinen der verschiedensten Bauart üblich, die einen besseren Wirkungsgrad besit­ zen. Diese Turbinen haben jedoch diverse Nachteile, insbesondere sind sie sehr aufwendig und damit sehr teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Energieerzeugung aus Wasserkraft zu schaffen, die wirtschaftlich betrieben werden kann und die ohne große bautechnische Maßnahmen und ohne aufwendige Regulierung der Wasserstände sehr univer­ sell eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der rotierende Körper als liegender Hohlzylinder mit geschlossenen Stirnseiten ausgebildet ist, wobei das Innere des Hohlzylinders durch eine Trennwand mit ei­ nem s-förmigen Verlauf in wenigstens zwei gleichgroße Kammern unterteilt ist, wobei die S-Schalen bogenför­ mig oder wenigstens annähernd halbkreisförmig ausge­ bildet sind und wobei jede Kammer wenigstens eine Was­ sereinlauf- bzw. Wasserauslauföffnung aufweist, die im Bereich des durch die s-förmige Trennwand und die In­ nenwand des Hohlzylinders gebildeten Zwickels angeord­ net ist.

Die durch die Trennwand voneinander getrennten Kammern mit ihren Öffnungen dienen abwechselnd während der Ro­ tation einmal als Einlaufkammer und einmal als Aus­ laufkammer. Jedesmal wenn die Öffnung in dem Zwickel im Oberlauf unterhalb der Wasserlinie und oberhalb der Kanalsohle liegt, strömt Wasser in die Kammer ein. Während der Rotation füllt sich die Kammer zunehmend mit Wasser, wobei bereits nach ca. 10-20° die Be­ füllung der Vertiefung der S-Schale beginnt. Ist die­ ser Zeitpunkt erreicht, so erhält die S-Schale durch deren Wasserinhalt während der weiteren Rotation ein entsprechendes Übergewicht bzw. stellt sich eine Mas­ senungleichheit ein, durch die die S-Schale und damit der gesamte Hohlzylinder sich nach unten in Richtung des Unterlaufes senkt. Sobald dabei die Öffnung unter das Niveau des in der Kammer sich befindlichen Wasserspiegels gerät, setzt die Entleerung in den Unterlauf ein, wobei gleichzeitig bzw. bereits vorher die Befüllung der anderen Kammer aus dem Oberlauf er­ folgt.

Die abwechselnde Befüllung und Entleerung der beiden Kammern erfolgt dabei kontinuierlich mit entsprechen­ dem Energiegewinn in Form eines Drehmomentes.

Im Unterschied zu bekannten Wasserkraftanlagen, wobei im allgemeinen die Verwertung der Strömungsenergie im Vordergrund steht, wird hier primär die potentielle Energie des gesamten Wassers ausgenützt.

Im Unterschied zu herkömmlichen Turbinen ist keine Mindestwassermenge nötig, unterhalb derer die Anlage nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden kann. Im Vergleich zu allen bekannten Vorrichtungen und Anlagen zur Energieerzeugung bzw. Energiegewinnung aus Wasser­ kraft wird nunmehr erfindungsgemäß praktisch die po­ tentielle Energie des Wassers nahezu völlig ausge­ nützt, weil die bei der Rotation jeweils untere Kammer erst entleert wird, wenn der Pegel in der Kammer etwa dem Pegel des Unterlaufes entspricht. Solange die Was­ seroberfläche in der unteren Kammer noch nicht den Punkt berührt hat, an dem der große Kreisbogen des Hohlzylinders in den kleinen Kreisbogen der S-Schale der Trennwand übergeht, wird der Hohlzylinder aufgrund der unsymmetrischen Massenverteilung in den Kammern angetrieben. Im Idealfalle liegen der Punkt des Kreis­ bogenüberganges und die Pegel in der unteren Kammer und im Unterlauf auf einer Linie. Ein Teil der poten­ tiellen Energie geht nur dann verloren, wenn der Pegel im Unterlauf unter dieser Linie liegt, denn in diesem Falle läuft Wasser vorzeitig ohne Energiegewinn aus der unteren Kammer aus. Ein Rückstau im Unterlauf, d. h. ein höherer Wasserstand, hat jedoch für die Aus­ nützung des gesamten Gefälleunterschiedes keine nach­ teiligen Folgen. Der Restwasserstand in dem Zwickel liegt dann zwar höher, aber dieses Restwasser muß nur umgepumpt werden, wobei lediglich Umpumpverluste ent­ stehen. Bei der anschließenden nach unten gerichteten Rotation der zu diesem Zeitpunkt oberen Kammer leistet das Restwasser auch wieder Energie.

Aus den vorstehenden Ausführungen folgt, daß für eine derartige Anlage keine umfangreichen bautechnischen Maßnahmen zur Regulierung der Wasserstände im Ober- und Unterlauf erforderlich sind. Dies wirkt sich auf die Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage ebenso vorteilhaft aus wie auf die Landschaftsfreundlichkeit.

Von Vorteil ist weiterhin auch, daß der Hohlzylinder und die Trennwand aus einfachen Profilteilen, z. B. aus Blech und/oder Kunststoffprofilen leicht zu fertigen und damit billig in der Herstellung sind. Auch für den Bau des Kanales sind keine aufwendigen Maßnahmen er­ forderlich. Es ist lediglich darauf zu achten, daß der Bereich unter dem Hohlzylinder über wenigstens einen kurzen Abschnitt annähernd dem Radius des Hohlzylin­ ders entspricht oder für eine sonstige Abdichtung ge­ sorgt wird, damit nicht zuviel Wasser unterhalb des Hohlzylinders durchläuft.

Bezüglich des Hohlzylinders ist dabei lediglich je­ weils seitlich eine Lagerung und eine Verbindung mit einer das Drehmoment verwertenden Einrichtung, wie z. B. einem Generator, erforderlich. Im Unterschied zu bekannten Anlagen können Schieber, Rechen und Fisch­ treppen völlig entfallen, wodurch der Wartungsaufwand auf ein Minimum reduziert wird.

Schieber sind überflüssig, weil sich der Hohlzylinder und der Wasserstand selbst regulieren. Bei Hochwasser z. B. wird in einfacher Weise der Hohlzylinder über­ spült, und zwar ohne daß die Gefahr von Schäden durch Erosion an der Dammkrone, im Turbinenhaus oder auf­ grund mitgeführter Fremdkörper selbst erfolgt. Aus diesem Grunde können auch Syphons oder ein Notüberlauf entfallen.

Ein Rechen ist unnötig, weil angeschwemmtes Treibgut entweder über die Kammer nach unten abgeführt oder - falls es sich um größere Gegenstände handelt - von dem Hohlzylinder erfaßt und über diesen hinweg in den Un­ terlauf geworfen wird. Auf diese Weise entsteht kein Entsorgungsproblem für das sonst in einem Rechen hän­ gengebliebene Treibgut, das wegen mitgeführter Fremd­ körper, wie z. B. Flaschen, Blechbüchsen, Kunststoffen und dergl., nicht kompostiert werden kann.

Das Problem einer Sedimentation auf der Kanalsohle, wie es bei bekannten Anlagen der Fall ist, fällt weg. Aufgrund einer kurzzeitigen Wirbelbildung in dem Au­ genblick, in dem das Wasser in die Einlauföffnung in den Zwickel einzuströmen beginnt, werden Sedimente in die entsprechende Kammer gespült und dann nach einer halben Rotation in den Unterlauf entleert. Aus diesem Grunde werden Reinigungskosten des Oberlaufes im allgemeinen weitgehend entfallen.

Die Gefahr von Randeisbildung, wie sie bei herkömmli­ chen Wasserrädern bekannt ist, besteht nicht, weil im Unterschied zu Wasserrädern stets alle Teile der Vor­ richtung bei jeder Umdrehung vollständig mit Wasser benetzt werden. Selbst Treibeis wird der Anlage nicht gefährlich, wobei im Gegenteil sogar ein Eisstau durch die Rotation des Hohlzylinders beseitigt werden kann. Lediglich wenn die Gefahr besteht, daß das Gerinne bis zum Grunde zufriert, sollte dafür Sorge getragen wer­ den, daß durch eine Hebevorrichtung der Hohlzylinder aus dem Wasser gehoben werden kann, damit er durch den Eisdruck nicht verformt wird. Gleichzeitig kann eine derartige Hebevorrichtung auch zur Reinigung verwendet werden.

Auch starke Sonneneinstrahlungen können nicht zu schä­ digenden Dehnungsspannungen führen, weil ja der Hohl­ zylinder bei jeder Umdrehung durch das Wasser voll­ ständig gekühlt wird.

Im Unterschied zu bekannten Anlagen können Fische in beiden Richtungen den Hohlzylinder passieren, da sie problemlos jeweils in die Kammern einschwimmen können, und zwar ohne daß die Gefahr von Verletzungen besteht. Dies bedeutet, daß eine Fischtreppe, die ja den Wir­ kungsgrad der Anlage herabsetzt und Kosten bei der Herstellung und Wartung verursacht, entfallen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt im Betrieb mit einem Minimum an Wartung aus.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß jede Kammer mit wenigstens einer Ventilationsöffnung versehen ist.

Durch die erfindungsgemäßen Ventilationsöffnungen wer­ den Unter- und Überdrücke in den Kammern vermieden, so daß eine schnelle Befüllung bzw. Entleerung möglich wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der s-förmigen Trenn­ wand kann darin bestehen, daß der Durchmesser jeder S-Schale wenigstens annähernd dem Radius des Hohlzy­ linders entspricht.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine optimal große S-Schale zur Aufnahme von Wasser, wobei gleich­ zeitig durch die Rückseite der anderen S-Schale diese während der Rotation als eine Art Schieber wirkt und die Befüllung der S-Schale entsprechend beendet.

Um eine möglichst schnelle und gleichmäßige Befüllung der Kammern zu erreichen, wird man im allgemeinen vor­ sehen, daß sich die Öffnungen über wenigstens annä­ hernd die gesamte Breite bzw. Länge des Hohlzylinders erstrecken.

Eine einfache Lösung für einen Druckausgleich in den Kammern kann darin bestehen, daß die Ventilationsöff­ nungen durch ein Ventilationsrohr gebildet sind, das sich durch die Trennwand erstreckt, wobei jeweils eine Öffnung des Ventilationsrohres in eine Kammer ragt.

Auf diese Weise werden gesonderte Bohrungen in der Um­ fangswand des Hohlzylinders oder andere Einrichtungen zur Einführung von Luft oder zu dessen Ableitung ver­ mieden. Durch das Ventilationsrohr findet praktisch stets ein innerer Druckausgleich statt, sofern sich nicht die Öffnungen in die Kammern gerade oberhalb des jeweiligen Wasserspiegels befinden und damit eine di­ rekte Ent- oder Belüftung erfolgen kann.

Als eine sehr gute Lage für das Ventilationsrohr hat sich dabei eine Position herausgestellt, in der die Längsachse des Ventilationsrohres bei Beginn des Was­ sereinlaufes in die Wassereinlauföffnung wenigstens annähernd horizontal oder leicht in Wasserablaufrich­ tung geneigt verläuft.

Von Vorteil ist es, wenn man den Hohlzylinder durch stirnseitige Zwischenwände in mehrere nebeneinander und voneinander getrennte Einheiten mit jeweils einer s-förmigen Trennwand aufteilt.

Insbesondere wenn man dabei die s-förmigen Trennwände der einzelnen Einheiten winkelversetzt zueinander an­ ordnet, wird damit ein gleichmäßigerer Lauf des Hohl­ zylinders erreicht.

Selbstverständlich können statt einem durchgehenden Hohlzylinder mit stirnseitigen Zwischenwänden auch mehrere separate Hohlzylindereinheiten nebeneinander angeordnet werden, die auf beliebige Weise miteinander verbunden werden. Auf diese Weise läßt sich dann auch die erfindungsgemäße Vorrichtung als eine Art Bausatz herstellen und entsprechend durch ein Aneinanderfügen von mehreren Einheiten der jeweiligen Fluß- oder Ka­ nalbreite anpassen.

Eine mögliche Ausgestaltung kann darin bestehen, daß drei Einheiten nebeneinander angeordnet werden und der Winkelversatz jeweils 120° beträgt.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung jedoch auch noch beliebig andere Zahlen- und Winkelversetzun­ gen möglich.

Bei einem genügend großen Höhenunterschied zwischen dem Oberlauf und dem Unterlauf kann man in einer Wei­ terbildung der Erfindung auch vorsehen, daß in Wasser­ laufrichtung mehrere Hohlzylinder mit s-förmigen Trennwänden und Kammern treppenförmig hintereinander angeordnet sind.

Auf diese Weise wird ein Kaskadenaufbau erreicht, wo­ bei man in vorteilhafter Weise die hintereinander an­ geordneten Einheiten zwangsweise miteinander verkup­ pelt, um bestimmte Stellungen zueinander einzustellen und einzuhalten, damit ein möglichst hoher Gesamtwir­ kungsgrad erreicht wird.

Statt einer Ausnützung eines Gefälles in einem Wasser­ lauf kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Anlage auch als Wellenwasserkraftanlage verwendet werden. Hierzu ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorge­ sehen, daß der Hohlzylinder in eine Vielzahl von sepa­ raten Einheiten mit s-förmigen Trennwänden und Kammern aufgeteilt ist, wobei sich die Längsmittelachse des Hohlzylinders wenigstens annähernd auf der Höhe des durchschnittlichen Wasserstandes befindet.

Gegebenenfalls kann man die Drehachse des Hohlzylin­ ders auch etwas über dem normalen Wasserstandsniveau anbringen. Die jeweils obere Kammer wird dabei durch einen Wellenberg gefüllt, wobei die untere Kammer bei einem Wellental entleert wird. Da jedoch bei einem Wellenberg ggf. auch noch die untere Kammer in gerin­ gem Umfange gefüllt wird, aber bei einem Wellental die jeweils obere Kammer nicht entleert wird, ergibt sich ein Energieüberschuß. Durch Druck-/Spritzwellen kann sich sogar noch eine höhere Befüllung der jeweils obe­ ren Kammer ergeben, womit zusätzlich noch ein kineti­ scher Energiegewinn entsteht.

Den erfindungsgemäßen Hohlzylinder kann man dabei auf Schwimmdocks anordnen oder höhenverstellbar auf dem Boden verankern, um auch Gezeitenunterschiede entspre­ chend zu berücksichtigen.

Bei starken Wellen und auch zur optimalen Ausnutzung wird man im allgemeinen den Hohlzylinder in einem Win­ kel schräg zur Wellenausbreitungsrichtung anordnen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Hohlzylinders kann darin bestehen, daß dessen Durchmesser etwa der durch­ schnittlichen Wellenamplitude entspricht.

Wenn für eine genügend hohe Stabilität des Hohlzylin­ ders gesorgt ist, kann man sehr große Längen errei­ chen, wobei entsprechend eine Vielzahl von winkelver­ setzt zueinander angeordneten Trennwänden vorgesehen sind, die sich ggf. bei entsprechender Länge wieder­ holen können.

Ein sehr guter Winkel bezüglich der Schrägstellung der Längsachse des Hohlzylinders gegenüber der Wellenaus­ breitungsrichtung ergibt sich, wenn die Projektion der Achse auf eine Gerade parallel zur Ausbreitungsrich­ tung der Wellen mindestens eine Wellenlänge oder ein Mehrfaches davon beträgt.

Von Vorteil ist es, wenn vorgesehen ist, daß der Hohl­ zylinder durch eine Hebeeinrichtung höhenverstellbar ist.

Um im Bedarfsfalle neben der potentiellen Energie auch noch im verstärkten Maße die Strömungsenergie zur Er­ zeugung eines Drehmomentes durch den Hohlzylinder zu erreichen, können die Kammern im Bedarfsfalle mit ein oder mehreren Prallplatten versehen sein, die als Wir­ belbremsen wirken.

In vorteilhafter Weise wird man eine Hebeeinrichtung für den Hohlzylinder vorsehen.

Auf diese Weise kann bei einem Einsatz der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung als Wellenwasserkraftanlage die erfindungsgemäße Vorrichtung, z. B. bei Sturm, voll­ ständig aus dem Wasser gehoben oder in das Meer abge­ senkt werden. In gleicher Weise läßt sich eine derar­ tige Hebeeinrichtung auch bei einem Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einem Fluß oder Kanal zur Reinigung und/oder Kontrolle des Hohlzylinders verwen­ den, wenn dieser entsprechend völlig aus dem Wasser herausgehoben wird.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbei­ spiele der Erfindung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1-18 das Wirkungsprinzip der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung durch unterschied­ liche Winkeldarstellungen in einer prinzipiellen Seitenansicht,

Fig. 19 eine Seitenansicht von mehreren kas­ kadenförmig hintereinander angeordne­ ten Vorrichtungen,

Fig. 20 eine Draufsicht auf die erfindungsge­ mäße Vorrichtung bei Verwendung als Wellenwasserkraftanlage.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Hohlzy­ linder 1 auf, der durch eine sich über die gesamte Länge des Hohlzylinders erstreckende Trennwand 2 in Form eines S derart geteilt ist, daß der Mittelpunkt des S durch die Längsachse bzw. Rotationsachse 3 des Hohlzylinders verläuft. Die beiden S-Schalen 4 und 5 der Trennwand 2 besitzen eine Halbkreisform, wobei der Durchmesser jeweils dem Radius des Hohlzylinders 1 entspricht. Die beiden Halbkreise berühren sich in der Rotationsachse 3.

Dadurch, daß das untere bzw. obere Ende des S der Trennwand 2 in einem kontinuierlichen Übergang in die Umfangswand des Hohlzylinders 1 einläuft, ergibt sich zwischen der inneren Seite des Hohlzylinders 1 und der jeweiligen Außenseite der S-Schale ein Zwickel 6 bzw. 7.

Die Umfangswand des Hohlzylinders 1 ist jeweils im Be­ reich des Zwickels 6 bzw. 7 mit einer Öffnung 8 bzw. 9 versehen, die wenigstens annähernd im Bereich der Spitze, d. h. der Berührungsstelle zwischen der jewei­ ligen S-Schale 4 bzw. 5 und der Umfangswand des Hohl­ zylinders 1, beginnt. Die Öffnung 8 bzw. 9 erstreckt über ein Teil des Zwickels und richtet sich nach der Größe der durch die Trennwand 2 gebildeten beiden Kam­ mern 10 und 11.

Durch die Trennwand 2 hindurch ist entsprechend abge­ dichtet ein Ventilationsrohr 12 gesteckt, das durch die Längsachse 3 des Hohlzylinders 1 verläuft, wobei die beiden stirnseitigen Ventilationsöffnungen 13 und 14 jeweils in eine Kammer 10 bzw. 11 ragen.

Der Hohlzylinder 1 wird so in den Querschnitt eines Kanales 14 eingesetzt, daß die Seitenwände und der Bo­ den des Kanales 14 durch den Hohlzylinder voll abge­ dichtet werden, so daß es im Oberlauf des Kanales bei einem genügend großen Gefälle zu einem Rückstau kommt. Stirnseitig ist der Hohlzylinder 1 jeweils durch Stirnwände abgedichtet, so daß die beiden Kammern 10 und 11 vollständig voneinander getrennt sind.

Von Vorteil ist es, wenn man den Boden 14 des Kanales wenigstens in einem geringen Abschnitt bogenförmig ausbildet, wobei der Bogen an den Radius des Hohlzy­ linders 1 angepaßt sein sollte, damit eine entspre­ chende Abdichtung nach unten erreicht wird.

Nachfolgend wird nun die Funktion der Vorrichtung an­ hand der Fig. 1-18 dargestellt, wobei die Winkel­ unterschiede jeweils 10° von Figur zu Figur (siehe auch die entsprechenden Winkelangaben) darstellen. Durch die Richtung des Pfeiles A ist die Rotations­ richtung des Hohlzylinders 1 angegeben und durch die Pfeile im Inneren des Hohlzylinders ist jeweils die Luftströmungsrichtung durch das Ventilationsrohr 12 dargestellt. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in die Fig. 2-18 jedoch nicht alle Bezugszeichen über­ nommen worden.

Bei der nachfolgenden Erläuterung wird von der Fig. 1 ausgegangen, die als angenommene Grundposition bei einer Winkelstellung von 0° gezeichnet ist. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Einlauföffnung 9 noch ge­ schlossen, wobei sich in der Kammer 10 in dem Zwickel 7 ein Restwasserstand 10 befindet. Die Kammer 11 ist maximal gefüllt, wobei sich die Öffnung 8 im oberen Bereich über dem Wasserspiegel des Unterlaufs 16 be­ findet. Gleichzeitig liegt die Öffnung 8 auch über dem Wasserspiegel in der Kammer 11.

Bei einer Lage des Hohlzylinders 1 gemäß Fig. 2 in einer Winkelstellung von 10° beginnt die Befüllung der Kammer 10 aus dem Oberlauf 15, wobei sich in der zu diesen Zeitpunkt unteren Kammer 11 noch nichts ändert. Durch das Ventilationsrohr 12 kann in der zu diesen Zeitpunkt oberen Kammer 10 während dessen Befüllung kein Überdruck entstehen, da die Luft durch das Rohr in die untere Kammer 11 gelangt, wo sie über die ober­ halb des Wasserniveaus befindliche Öffnung 8 in die Atmosphäre entweichen kann.

Bei der in der Fig. 3 dargestellten Position beginnt die Befüllung der S-Schale 4 durch den steigenden Was­ serstand in der Kammer 10. In der unteren Kammer 11 ändert sich der Wasserstand auch in dieser Winkelstel­ lung noch nicht. Das eine Rotation bewirkende Massen­ ungleichgewicht durch die unterschiedlich gefüllten Kammern 10 und 11 und dem Wasserniveau über dem Unter­ lauf 16 ist nach wie vor vorhanden.

Gemäß Darstellung in Fig. 4-8 wird die Kammer 10 weiter gefüllt, wobei die aus dieser Kammer verdrängte Luft weiterhin durch das Ventilationsrohr 12 über die untere Kammer 11 und die Öffnung 8 entweichen kann.

Bei der in der Fig. 9 dargestellten Position, die bei diesem beispielsweisen Wasserstand bei einer Winkel­ stellung von 80° erreicht wird, wird durch die Rück­ seite der S-Schale 5 der unteren Kammer 11 ein weite­ rer Zulauf von Wasser aus dem Oberlauf 15 abgesperrt, da die S-Schale 5 in dieser Position einen Hügel bil­ det. Gleichzeitig taucht die Öffnung 8 der unteren Kammer 11 in den Wasserstand des Unterlaufes 16 ein, womit die Entleerung der unteren Kammer 11 beginnt. Im Bereich der Winkelpositionen von ca. 60-100° ent­ steht durch die Wassermenge in der S-Schale 4 der Kam­ mer 10 das größte Drehmoment.

Gemäß Fig. 10 bis 17, d. h. bis zu einem Winkelbe­ reich von ca. 160°, erfolgt die Entleerung der unteren Kammer 11 in den Unterlauf 16. Das Drehmoment und da­ mit der Energiegewinn beruht dabei auf dem Massenun­ gleichgewicht durch das in der S-Schale 4 und 5 sich befindenden Wassers, das dafür sorgt, daß sich die S-Schalen 4 und 5 entsprechend jeweils nach unten ab­ senken.

Bei der in der Fig. 18 dargestellten Position ist die Öffnung 8 der Kammer 11 vom Unterlauf 16 abgesperrt, wobei nunmehr auch weiterhin durch das Massenungleich­ gewicht aufgrund des in der Kammer 10 sich befindenden Wassers ein weiterer Energiegewinn vorhanden ist.

In einer Position von 180° bzw. 190°, die den Darstel­ lungen in den Fig. 1 und 2 entsprechen, gelangt nun die Öffnung 8 der Kammer 11 in den Zulaufbereich für Wasser aus dem Oberlauf 15, womit in Fortsetzung der in den Fig. 3-18 dargestellten Positionen die Kammer 11, wie vorher die Kammer 10, entsprechend mit Wasser aus dem Oberlauf gefüllt wird. Zur Verdeutli­ chung sind deshalb in den Fig. 1-18 durch den Schrägstrich auch die entsprechenden Winkellagen von 180°-350° angegeben.

In der Fig. 19 sind drei Hohlzylinder 1 treppenförmig hintereinander dargestellt. Diesen Kaskadenaufbau wird man verwenden, wenn man eine entsprechende Höhendiffe­ renz zwischen dem Oberlauf 15 und dem Unterlauf 16 zur Verfügung hat. Dabei wird man auch die s-förmigen Trennwände 2 entsprechend winkelversetzt, z. B. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um 120° versetzt, zueinander anordnen und die Hohlzylinder 1 bezüglich ihrer Rotation zwangsweise miteinander kuppeln.

In der Fig. 20 ist schematisch in der Draufsicht eine Vorrichtung in einem Einsatz als Wellenwasserkraftan­ lage dargestellt. Die Wellenfront ist dabei durch die gestrichelte Linie 17 dargestellt. Wie ersichtlich, befindet sich die Längsachse 3 bzw. die Rotationsachse des Hohlzylinders 1 in einem spitzen Winkel dazu. Wei­ terhin ist der Hohlzylinder 1 durch mehrere stirnsei­ tige Zwischenwände 18 in separate Abschnitte aufge­ teilt, wobei sich in jedem Abschnitt eine s-förmige Trennwand 2 befindet. Dadurch ergeben sich separate Einheiten. Die Winkellagen der s-förmigen Trennwände 2 wird man dabei versetzt zueinander anordnen. In übli­ cher Weise wird man an die Lagerwelle 19 einen Genera­ tor 20 ankoppeln. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Lagerwelle bei einem Einsatz der Vorrich­ tung in einem Kanal oder Fluß. Die Erzeugung von elek­ trischer Energie über einen Generator ist allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nicht näher darauf einge­ gangen wird.

Wie in der Fig. 4 noch gestrichelt dargestellt ist, können in beiden Kammern 10 und 11 im Bereich der S-Schalen 4 und 5 jeweils eine oder mehrere Prallplat­ ten 21 angeordnet sein.

Auf die Prallplatten 21 trifft das einströmende Wasser aus dem Oberlauf, womit dessen kinetische Energie zum Energiegewinn verwendet werden kann.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Energieerzeugung aus Wasserkraft durch einen rotierenden Körper, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Körper als liegender Hohlzylinder (1) mit geschlossenen Stirnseiten (8) ausgebildet ist, wobei das Innere des Hohlzylinders (1) durch eine Trennwand (2) mit einem s-förmigen Verlauf in zwei gleichgroße Kammern (10, 11) unterteilt ist, wobei die S-Schalen (4, 5) bogenförmig oder wenigstens annähernd halbkreisförmig ausgebildet sind und wobei jede Kammer (10, 11) wenigstens eine Wassereinlauf- bzw. Wasser­ auslauföffnung (8, 9) aufweist, die im Bereich des durch die s-förmige Trennwand (2) und die Innenwand des Hohlzylinders (1) gebildeten Zwickels (7) angeord­ net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kammer (10, 11) mit wenigstens einer Ventila­ tionsöffnung (1) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser jeder S-Schale (4, 5) wenigstens an­ nähernd dem Radius des Hohlzylinders (1) entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassereinlauf- bzw. Wasserauslauföffnung (8, 9) sich wenigstens annähernd über die gesamte Länge des Hohlzylinders (1) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilationsöffnungen durch ein Ventilationsrohr (12) gebildet sind, das sich durch die Trennwand (2) erstreckt, wobei jeweils eine Öffnung des Ventila­ tionsrohres (12) in eine Kammer (10, 11) ragt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilationsrohr (12) derart in dem Hohlzylinder (1) angeordnet ist, daß die Längsachse bei Beginn des Wassereinlaufes in die Wassereinlauföffnung (8, 9) we­ nigstens annähernd horizontal oder leicht in Wasserab­ laufrichtung geneigt verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (1) durch stirnseitige Zwischenwände (18) in mehrere nebeneinander und voneinander getrenn­ te Einheiten mit jeweils einer s-förmigen Trennwand (2) und zwei Kammern (10, 11) aufgeteilt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die s-förmigen Trennwände (2) der Einheiten winkelver­ setzt zueinander angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei Einheiten nebeneinander angeordnet und der Win­ kelversatz jeweils 120° beträgt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß in Wasserlaufrichtung mehrere Hohlzylinder (1) mit s-förmigen Trennwänden (2) und Kammern (10, 11) trep­ penförmig hintereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinanderliegenden Einheiten miteinander ge­ kuppelt sind, wobei die s-förmigen Trennwände (2) win­ kelversetzt zueinander angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wellenwasserkraftanlage ausgebildet ist, wobei der Hohlzylinder (1) in eine Vielzahl von separaten Einheiten mit s-förmigen Trennwänden (2) und Kammern (10, 11) aufgeteilt ist, und wobei sich die Längsmitte des Hohlzylinders (1) wenigstens annähernd auf der Höhe des durchschnittlichen Wasserstandes befindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Hohlzylinders (1) wenigstens an­ nähernd einer durchschnittlichen Wellenamplitude ent­ spricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Hohlzylinders (1) gegen die Aus­ breitungsrichtung (17) der Wellen schräg gestellt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Schrägstellung der Längsachse des Hohl­ zylinders (1) einstellbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (1) durch eine Hebeeinrichtung hö­ henverstellbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern (10, 11) Prallplatten (21) angeordnet sind.