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Bewegliches Wehr mit einer Einrichtung zur Gewinnung elektrischer
Energie Es ist bekannt, Stauwehre zur Regulierung eines Flußlaufes -zusätzlich mit
einer Einrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie zu versehen. Zu diesem Zweck
hat man Wasserturbinen in einen Staukörper eingebaut und damit einen elektrischen
Stromerzeuger gekuppelt und durch Kabelleitungen den Strom an das Land geleitet.
Die Erfindung besteht darin, daß die Gesamteinrichtung so gestaltet wird, daß einerseits
bei völliger Aufrechterhaltung der Funktion des Stauwehres (eines Schützenwehres,
Walzenwehres, Segmentwehres o. dgl.) die Turbine bei .jeder Höhenlage des Wehres
ordnungsgemäß arbeiten kann, während gleichzeitig der Wehrkörper mit -- dem eingebauten
Maschinenaggregat solche Bewegungen ausführen kann, daß die Turbine zum Zwecke einer
Nachschau usw. aus dem Wasser gehoben wird. Erfindungsgemäß wird dieser Zweck dadurch
erreicht, daß eine in einen Staukörper üblicher Bauart eingebaute Wasserturbine
mit einem Turbinenkanal versehen wird, dessen Auslauföffnung in allen Staustellungen
unterhalb des Spiegels des Unterwassers verbleibt und: dessen Einlauföffnung bei
hochgezogenem Staukörper oberhalb des Stauspiegels zu liegen kommt.. Die Stauwand
des Wehrkörpers wird dabei so ausgebildet, daß diese auch in hochgezogenen, die
Einlauföffnung des Turbinenkanals -über -den Stauspiegel bringenden Wehrstellungen
den Stau in vollem Umfang aufrechterhält.
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Wenn der Staukörper als Segment- oder Sektorwehr ausgebildet ist,
liegt erfindungsgemäß die Auslauföffnung des Turbinenkanals in der Nähe der im Unterwasser
liegenden Drehachse, so daß die vorerwähnte Bedingung über die Lage der Auslauföffnung
erfüllt ist.
Bei den früheren Wehren mit eingebauten Turbinen wurden
die eben geschilderten Vorbedingungen nicht verwirklicht. Ihre Anwendungsmöglichkeit
war daher beschränkt, und es ist praktisch kaum jemals zu einer Ausnutzung des allgemeinen
Gedankens gekommen. Erst durch die Erfindung wird dieses möglich gemacht.
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An Hand der Zeichnung, in welcher mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt
sind, soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Auf den Abb. i bis 3 ist ein Walzenwehr dargestellt, und zwar in Abb.
i in der Staustellung, in Abb. 2 in einer abgesenkten Stellung, in der das Wehr
überströmt wird, und in Abb. 3 in einer Stellung, bei der die Einlaßöffnung 4. zur
Turbine 5 und diese letztere selbst aus dein Oberwasser herausgehoben sind. In dieser
Stellung wird der Walzenkörper 6 unterströmt. Die Ausflußöffnung 7 des Turbinenkanals
liegt in der Staustellung und in der abgesenkten Stellung unter dem Spiegel des
Unterwassers.
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Die Abb. q. bis 6 zeigen als zweites Ausführungsbeispiel ein Sektorwehr,
und zwar AM. 4 in der Staustellung, Abb. 5 in einer abgesenkten Stellung, bei der
das Oberwasser den Sektor überströmt, und Abb.6 in einer Stellung, bei der die Einlaßöffnung
9 sowie die Turbine Io aus dem Wasser herausgehoben sind, indem der Sektar in eine
annähernd -senkrechte Stellung gebracht ist. Hierbei wird der Stau durch die Stauwand
i i des Sektors in vollem Umfang aufrechterhalten. Die Ausflußöffnung 12 des Turbinenrohres
liegt sowohl in der Staustellung (Abb. d.) als auch in der abgesenkten Stellung
(Abb.5) unterhalb des Spiegels des Unterwassers.
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Auf den Abb. 7 bis 9 ist ein Segmentwehr dargestellt, und zwar auf
Abb. 7 in der Staustellung, auf Abb. 8 in einer abgesenkten Stellung, bei der das
Segment 1.1. überströmt wird, und auf Abb. 9 in einer Stellung, bei der die Turbine
15 und ihre Eintrittsöffnung 16 aus dem Wasser herausragen, während der Stau durch
die Stauwand 14. in vollem Umfange aufrechterhalten bleibt. Es ist ersichtlich,
daß das Segment noch weiter, als auf Abb. 9 dargestellt, hochgehoben werden kann,
wobei selbstverständlich die Turbine 15 gleichfalls außerhalb des Oberwassers bleibt,
während das Segment unten einen Grundablaß freigibt, so daß der Stau nach Belieben
reguliert werden kann, ohne daß die Zugänglichkeit der Turbine 15 und ihrer Einlaßöffnung
16 durch das Oberwasser behindert wird. Die Auslaßöffnung 17 der Turbine bleibt
ebenso wie beim Sektorwehr unterhalb des Spiegels des Unterwassers.
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Auf den Abb. Io bis 12 ist ein Schützenwehr dargestellt, und zwar
auf Abb. Io in der Staustellung, auf Abb. i i in einer abgesenkten Stellung, bei
der das Schütz überströmt wird, und auf Abb. 12 in einer Stellung, in der das Schütz
so hochgezogen ist, daß die Turbine 2o und ihre Einlaßöffnung 2 1 aus dein Oberwasser
herausgenommen sind. In dieser Stellung fließt das Oberwasser unter dem Schütz ab.
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Auf den Abb. 13 bis 15 ist ein weiteres Schützenwehr dargestellt.
Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Abb. Io bis 12 dadurch, daß
das Schütz nach unten verlängert ist. Abb. 13 zeigt die normale Staustellung; Abb.
14. zeigt das Schütz in einer abgesenkten Stellung, bei der es überströmt wird;
Abb. 15 zeigt das Schütz in einer Stellung, in der es soweit hochgezogen ist, daß
es zwar den Stau noch vollkommen aufrecherhält, seine Turbine 2q. und deren E.inlaßöffnung
25 jedoch aus dem Oberwasser herausgehoben sind. Es ist ersichtlich, daß bei weiterem
Hochziehen des Schützes die Turbine 2.4 außerhalb des Oberwassers bleibt, jedoch
ein Grundab.laß freigegeben wird, so daß der Stau nach Belieben voll oder teilweise
aufrechterhalten werden kann, ohne daß die Turbine in das Oberwasser eintaucht.
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Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen kann der Generator mit der Turbine
in an sich bekannter Weise unmittelbar verbunden werden; er kann aber auch in anderer
Weise außerhalb des Turbinenrohres angeordnet sein.
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In solchen Fällen, bei denen es auf eine besonders einfache Ausführung
des Unterwasserkraftwerkes ankommt, wird der die Turbine tragende Staukörper zweckmäßig
so angeordnet, daß er die ganze Breite der Durchflußöffnung einnimmt. Es erübrigen
sich auf diese Weise weitere Staukörper. Die Anordnung wird also dann angewendet
werden können, wenn die Verhältnisse des Flusses derart sind, daß die normale Stauhöhe
schnell wiederhergestellt werden kann, auch wenn der Stau vorübergehend ganz aufgehoben
gewesen ist. Die Anordnung bietet insbesondere Vorteile, wenn in demselben Flußlauf
hintereinander mehrere Unterwasserkraftwerke vorgesehen sind, so daß das während
der Aufhebung des Staues unbenutzt abfließende Wasser ganz oder zum Teil von den
weiter unten liegenden Kraftwerken wieder aufgefangen werden kann.
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Liegen die Verhältnisse so, daß einerseits eine Ausführung :des Unterwasserkraftwerkes
gewählt werden muß, die es nicht gestattet, den Stau ganz oder zum Teil aufrechtzuerhalten,
während der die Turbine tragende Teil des Wehrkörpers aus dem Wasser herausgehoben
wird, daß aber andererseits der Verlust
an Stauwasser in der Zeit,
während welcher der die Turbine tragende Teil aus dem Wasser herausgenommen ist,
möglichst gering gehalten werden soll, so werden zweckmäßigerweise mehrere Staukörper
nebeneinander vorgesehen und dabei diejenigen Staukörper, die mit einer Turbine
versehen sind, also gelegentlich zwecks Überholung der Turbine aus dem Wasser herausgenommen
werden müssen, so kurz wie möglich gehalten, damit der durch ihre Herausnahme entstehende
Abflußquerschnitt möglichst klein bleibt.